屈光不正眼离焦弥散斑的检测及临床应用探讨

对37眼人工模拟各种屈光不正产生的高焦弥散斑大小与形状特征变化进行了检测，并将测量结量与理论值作了比较。结果表明：测量平均值与理论值较接近，二者曲线相似，具有较好的相关性。作者认为，高焦弥散斑是衡量屈光不正眼成象质量的较简单可行、且又全面客观的综合性指标，离焦弥散斑的方法有希望作为一种新的主观验光法，用于常规的验光检查及配镜准确与否的校验。     

红外偏心摄影验光仪的研究

摄影验光是一种根据一定距离拍摄的眼瞳图像快速确定屈光误差的测量方法。通过光线追迹阐明了偏心摄影验光的基本原理。为了能够测量散光和提高测量性能,提出采用近红外发光二极管作为摄影验光仪光源并改进了光阑结构,引入由光源在视网膜上反射图像的照度斜率来判断屈光状态这一独特检测方法。对拍摄的模拟眼图像加以处理分析,验证该方案的可行性,作为进一步研制实用化摄影验光仪的理论依据。     

相位差异散斑法图像复原技术

为了克服大气湍流和光学成像系统像差引起的波前相位畸变,提出利用相位差异散斑法同时采集焦面和离焦面通道的单帧短曝光图像来估算波前相位畸变.结合夏克哈特曼波前探测器设计了针对扩展目标的相位差异散斑法高分辨率成像和相位估计对比实验,通过定量移动高精密平移台获得焦面和离焦面图像,并将解算的波前面形与夏克哈特曼波前探测器实测的波...     

快速离焦投影三维测量技术

随着数字投影技术的发展,基于投影的三维面型测量技术在多种场合得到广泛应用。基于相移的结构光投影测量技术以其算法简便精度较高得到较快发展。但投影仪为非线性仪器,会影响强度变化,进而影响相位测量精度;此外由于投影仪工作原理的投影速度受到限制。离焦投影技术的出现为高速测量和高精度测量提供了新的方法。总结了目前国内外对离焦投影技术的研究现状;从投影工作原理、相移算法、解包裹算法、误差补偿、条纹调制、标定技术及离焦投影技术的相关技术细节进行全面介绍,为数字离焦投影三维测量工作的研究提供参考。     

红外偏心摄影验光仪的空间变分析和数字模拟

偏心摄影验光法是一种根据一定距离上拍摄的眼瞳图像测量人眼屈光状态的方法。为了提高测量性能,采用近红外发光二极管作为摄影验光仪光源并改进了光阑结构。目前利用几何光学进行理论分析时忽略了光的衍射作用。采用建立在波动光学基础上的空间变分析法以提高理论分析的准确性,对红外偏心摄影验光仪的空间变光学系统成像过程进行分析,并用计算机模拟出不同屈光度的近视眼瞳孔像。     

光学系统弥散斑参数的测试

采用CCD显微成像系统对光学系统弥散斑参数进行定量测量,并设计了弥散斑参数的评价算法。首先,给出了弥散斑参数的定义,分析了弥散斑所形成的能量等高线构成的闭合的连通区域,对占总能量80%的区域计算其弥散斑直径。然后,对该区域的边界点进行椭圆拟合,得到弥散斑圆度。提出的方法通过对光学系统在像平面所成的星点像的能量分布的分析,在弥散斑圆度测试中引入了椭圆拟合,减少了CCD噪声和测试环境中的杂光等随机因素对测试结果的影响,提高了测试结果的置信度。实验结果显示:弥散斑直径测试重复性为0.18μm,弥散斑圆度测试重复性为1.65%。提出的方法实现了弥散斑参数的定量测试,满足航天项目中光学系统成像质量控制要求。     

光栅大错位数字散斑干涉仪

本文介绍了一种新的散斑干涉仪,该仪器利用光栅作为错位元件,具有光路简单,结构紧凑,波像差小,防震要求低等特点,文中对仪器进行了详细的原理分析与介绍,并利用其测量典型试件受均布载荷下的离面位移场,进行理论值与实验结果比较,证明该仪器测量位移时具有高的精度,同时该仪器还可应用于构件的无损探伤。     

便携式视力计及暗焦的测定

本文介绍了一种新颖的便携式视力计,并将其用于无刺激情况下人眼的调节状态(即暗焦)的测定,发现所测得的暗焦结果与其它两种视力计即偏振式游标视力计和激光散斑视力计测得的暗焦结果相同。便携式视力计使用方便,测试迅速,测量精度高(误差小于0.150).既可在正常光照条件下测暗焦,也可用于普通验光。     

准直离焦法测量短焦透镜的焦距

首先分析了常规Moire偏转术测量透镜焦距的局限,提出了用准直离焦与Moire偏转术相结合的方法测量短焦透镜的焦距,给出了两组透镜的测试计算结果,讨论了测量方法的原理性误差。     

泰伯效应对激光并行共焦显微系统成像影响的研究

激光并行共焦显微系统采用微透镜阵列作为分光器件,将会不可避免地引入泰伯效应,造成沿光轴方向的多次成像.形成的这些像面中有且只有一个是正焦像面,它不仅没有边缘效应、能量更加集中,而且可以有效提高系统的测量分辨率.如何寻找正焦像面是削弱泰伯效应对测量影响的关键.实验中发现,通过增大微透镜阵列光栅常数可以增大泰伯距离,从而减弱离焦像面对测量的影响;并且设计了一种识别正、离焦像面的方法,能够准确找到正焦像面,保证了系统的测量分辨率.     

用于显微测量的自动调焦系统

显微系统的自动调焦是实现高精度测量的重要技术。采用偏心光束法,以半导体激光器作为光源,激光束与主光路光轴偏心入射到显微系统中,离焦引起反射光位置改变而获得离焦信息,用二象限硅光电池接收,光电信号经差分放大、微机处理、功放后,驱动直流电机拖动微动工作台进行离焦量补偿,从而实现显微系统的自动调焦。实验结果表明:在离焦1000μm 范围内,达到±0.1μm 精度。     

双相机相位差异散斑成像技术

开展了用相位差异散斑技术实现图像采集和图像恢复的实验,在实验室环境下设计了针对扩展目标的相位差异散斑成像双相机实验平台.用两台外触发模式的相机同步采集焦面和指定离焦面上的短曝光图像,用变形镜构造光学系统误差,用强力热吹风机模拟大气湍流.分析了用多台相机与单台相机相比引入的不同问题,给出了多通道之间相面旋转问题的处理方法...     

基于相移和颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法

提出了一种基于相移和颜色分光的电子散斑干涉(ESPI)瞬态三维变形测量方法,该方法包括一个彩色CCD和红绿蓝三种不同波长的激光器,可同时采集来自三路的散斑干涉图像。物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的散斑干涉图像信息通过颜色分光实现分离,并利用相移算法对散斑干涉条纹图进行分析处理,分别解调出水平、竖直及离面方向的变形场相位,实现三维变形场的测量。模拟及实验分析表明,此方法能同时实现物体面内水平方向、竖直方向以及离面方向的变形测量,可用于物体表面的三维瞬态变形测量,也可单独完成面内或离面的二维变形测量。     

激光共聚焦扫描显微镜的光学设计

为获得较高分辨率的细胞图像,设计了激光共聚焦光学系统。通过较复杂结构物镜实现了照明光路系统和发射光路系统的设计。用Zemax对照明光路和发射光路进行了设计,仿真过程中照明光路的聚焦弥散斑直径小于1μm,照明针孔处的聚焦弥散斑直径小于20μm,发射光路的聚焦弥散斑直径小于20μm,同时照明光路和发射光路的MTF曲线接近衍射极限,达到较理想的情况。     

月基望远镜探测能力的地面标定

采用模拟试验在地面测试了月基望远镜(LOT)的星等探测信噪比及弥散斑能量集中度,用以验证望远镜的探测能力.与传统的通过分析CCD各项参数对噪声的影响来获得信噪比的方法不同,本文提出的方法客观、直接地通过图像信息来计算星点目标信噪比,其目标信噪比测试不确定度可优于8％.在测试弥散斑能量集中度时,通过质心算法求其弥散斑能量中心,进而提出了一种星点弥散斑高斯拟合方法来拟合弥散斑能量分布曲线.这种高斯拟合方法可使弥散斑能量集中度的测试精度提高10％.最后,通过试验测试了LOT相机星等探测信噪比及弥散斑能量集中度,验证了LOT相机+15 Mv的探测能力.     

基于单目红外的远距离多测点振动测量方法

为解决基于视觉方法测量柔性结构模态测量范围小、无法同时测量大型柔性结构纵深方向多个节点的振动情况的问题,提出基于单目红外的远距离多测点振动测量方法。在单红外相机的基础上,加装带通滤光片、红外LED等设备构成测量系统。利用离焦成像的原理对不同距离段内的LED灯组同时成像,对测量结果使用卡尔曼滤波平滑减小误差,滤波后定位精度为0.5 mm,重复性定位精度优于0.2 mm。通过在不同距离布设不锈钢尺模拟大型柔性结构,测量及实验计算结果与固有频率理论值进行比较相对误差最小为2.22%,计算过程中,滤波后数据有效地排除了干扰峰值。实验结果表明,所提测量方法简单有效,可应用于大型柔性结构模态检测等领域。     

采用准正弦投影光场的三维面形测量系统

本文提出一种直接由罗奇光栅离焦产生准正弦投影光场,进而采用离散相移技术对观察光场解调,实现三维面形测量的方法。研究了准正弦光场随离焦量的变化规律,离散相移次数与测量精度的关系,建立了一个微型计算机三维面形测量系统,给出了该系统对实物模型的测量结果。     

近视防控离焦镜片像质评价方法的探讨

近视防控离焦镜片的光学性能评价的过程中,通常以镜片的屈光度地形图作为分析依据,对成像质量的影响目前研究较少.从像质评价入手,搭建了一套镜片?相机测试系统用于测量离焦镜片的光学传递函数(MTF).整个系统是由光源、成像模块、镜片夹持工具、棋盘标定板和MTF分析软件系统组成的.实验过程中对相机镜头、国内明月离焦镜片、国外Z...     

数字散斑干涉法测量金属热变形

首先阐述了数字散斑干涉法测量面内及离面变形量的原理和装置结构,并将其应用于铝合金材料的热变形测量中;结合数字图像处理技术,获得代表变形量的数字散斑干涉条纹图。结果表明数字散斑干涉测量法具有实时性强、结构简单、全场,非接触测量等优点。     

临界角法检焦系统的设计

利用临界角法检焦具有分辨力高、损失光能小、结构简单、系统调试容易的特点设计了亚微米级检焦系统.介绍了临界角法离焦检测的基本原理,通过合理假设,利用菲涅尔公式和高斯光学公式得到了离焦误差信号的计算公式.实验采用单光路临界角法,利用He-Ne激光器、临界角棱镜、四象限光电探测器、信号采样电路、数据采集卡等元器件组成离焦检测系统,实现离焦信号的提取;通过数字滤波、归一化处理等技术得到离焦误差信号(FES),以此获得FES的大小和变化趋势与离焦量的关系曲线.实验表明,临界角法探焦系统静态分辨力＜15 nm、线性范围可达±4 μm,满足亚微米级检焦系统的设计要求.