变焦距物镜象面位移的测定

1982年6月,我们用GCH—1型传函测定仪,对焦距变换分别为18、28、44、69、108毫米的6×采访电视变焦距物镜进行了测量。本文主要谈谈如何测量该物镜的象面位移以及评价物镜质量的问题。一、变焦物镜象面位移的测定当通过物镜的光源波长以及观测的视场的方位均为确定值时,对于定焦物镜,只有一个最佳象面。而变焦物镜则不同,当变换焦距时,不同焦距可能有不同的最佳象面,这就是     

关于光学计量投影物镜中畸变问题的讨论

光学计量投影仪轮廓测量精度除了与测量工具的准确性和人眼的瞄准误差有关外,主要依赖于物镜放大倍率的准确性。而放大倍率的准确性又依赖于校正工具的准确性和人眼的瞄准误差,不过主要还是取决于物镜的光学畸变误差。畸变随视场变化的非线性性质使放大倍率的一致性遭到破坏,造成了投影屏上各部位测量精度的不一致。在具有一定性能参数的物镜中,畸变误差是不可避免的,问题是如何将它控制在仪器精度     

用附加长焦距平行光管物镜法扩大自准直显微镜量程

1 测量原理如图所示:在自准直显微镜前方加一长焦距物镜K(f′_K=496.7mm),与自准直显微镜构成高倍自准直平行光管,用于测量平面光学零件的最小焦距。为了直观起见,在平面反射镜与物镜K之间放一近似平面镜的正透镜(表示被测平面光学件)。     

基于灭点理论的普通数码相机标定方法

非量测摄影机要应用于较高精度的物体测量,就必须对摄影机进行检校(标定)。而对于较高分辨率的普通数码相机的标定任务是测定内方位元素及物镜畸变系数。因此,在摄影测量的作业过程中,有必要对近景摄影机进行检校,对数码相机的标定是一项必不可少的作业过程。本文针对这一问题,提出了基于灭点理论的普通数码相机标定方法。根据所摄得的影像,运用该标定方法进行实验,测得数码相机的内方位元素及物镜畸变系数。实验结果表明,数码相机的内方位元素及物镜畸变系数的精度均已达到设计的要求,满足近景摄影测量对普通数码相机的要求,故被标定的相机可用于近景摄影测量。     

平视显示器视差测量仪的光学系统设计

为了提高平视显示器视差的调校精度及效率,提出一种基于计算机视觉的视差测量方法.详细论述了该方法的测量原理,并对其测量装置的光学系统进行了详细设计.物镜采用内调焦结构设计,通过棱镜转像后将目标成像于焦平面,再由分光棱镜分束后分别被目镜和CCD物镜接收,满足了不同视距下调焦的合理性以及像质的优良性,实现了目视光学系统和CCD光电系统两路同步接收的功能.该光学系统组成复杂、结构紧凑、像质优良,与图像处理技术相结合,使得测量结果更具客观性.     

基于Placido盘法角膜曲率测量误差分析及系统优化

为提高角膜曲率测量精度,在对传统测量方法进行误差分析后,设计了一种可以提高角膜曲率测量精度的优化系统。该系统以球面镜成像原理为基础,将LED环形光源经Placido盘投射到人眼角膜,再由光学成像物镜将携带有人眼角膜信息的同心圆环成像在CCD上,通过图像处理计算出CCD上各圆环到角膜中心的高度,最后利用最小二乘法求出角膜曲率半径。系统的光学成像物镜采用物方远心镜头,保证了光学系统在景深范围内放大率恒定,同时采用低相干干涉测量技术,对人眼角膜顶点到测量光源之间的距离进行精确定位。用所设计的系统样机对标准模拟眼进行测试,测量精度达到±0.02mm,提高了角膜曲率半径的测量精度。     

彩色亮度计的光学系统设计

本文论述了CL-Ⅰ型彩色亮度计光学系统的工作原理和设计方法,并对光辐射能测量通道作了深入的分析和研究。为了消除距离效应引起的测量误差,减小光电探测器区域灵敏度对测量精度的影响,成功的设计了变孔径物镜与积分镜组合的光学系统,有效的提高了仪器的测量精度。     

衍射元件在大相对孔径红外镜头中的应用

针对非制冷红外探测器的光学成像系统F/#=1左右的要求,分别采用三片式、两片式折射物镜为初始结构,结合像差理论,设计出了三款f=50 mm,F/1,全视场角为10o,工作波段为8~12μm的红外物镜.前两款为折射物镜,后一款为折-衍混合物镜.设计结果表明:非球面和衍射面结合的折-衍混合物镜可以替代传统的球面物镜,性能上也优于采用非球面的折射结构物镜.     

大相对孔径折射式望远物镜的设计

当望远物镜的相对孔径D/f'= 1/2.4,根据光学特性的要求,物镜的视场角不大,显然使用双胶合物镜已不能满足要求.针对不同结构型式的望远物镜所适用的相对孔径值,作者选用双胶合加单透镜结构,并采用Zemax软件进行设计、优化,基本达到了设计要求.     

光纤连接器端面的显微干涉测试系统

介绍了一种基于显微干涉的光纤连接器端面的测试系统,干涉仪由Mirau干涉物镜和镜筒透镜组成,CCD相机采集干涉图样,经处理后得到相位分布图．采用Carre相位提取算法,无需进行特定步长的相移．对光纤连接器端面的表面形貌、曲率半径、顶点偏移进行测量,测量系统的横向分辨率可达到0．9μm,重复性测量精度为9．5nm．     

30×连续变倍望远镜物镜的光学设计

目前市场上现有的连续变倍望远镜物镜,总长在100mm以内的都不超过二十几倍,为进一步提高测量精度,使体积不至于太大且方便随身携带,以原有研究作品为雏形,利用Zemax光学设计软件,通过改变结构、布局和材料等,设置操作数控制像差和总长,最后优化得出一款30×连续变倍望远镜物镜,且总长在86mm以内.对产品的各种像差进行比较和分析,结果表明,像差量均很小,成像质量较高,可满足人眼分辨率要求.该产品有很强的实际应用价值,可大幅度提高利用连续变倍望远镜工具进行测量的精度.     

用于OLED数字化白光零位仪的双远心投影物镜

为了实现瞄准镜的瞄准基线变化量在大范围下的高分辨检测,设计一种双远心光路的投影物镜。投影物镜将大靶面、高像素OLED成像在准直物镜的焦面上,经准直物镜后形成无穷远目标,该目标进入被测瞄准镜后成像在瞄准镜的分划板上,通过调节OLED电子分划来实现被测瞄准镜瞄准基线的测量。双远心光路采用准对称的结构以及对称变换设计方法,用Zemax软件对光学系统进行仿真和优化,达到了大视场(物方线视场2y=120mm)、长工作距离(物距达到500mm)、低畸变(全视场畸变低于0.1%)、高分辨率(全视场100lp/mm处MTF大于0.3,且点列图弥散斑直径小于8μm)、大景深(景深大于30mm)、和双远心(物方和像方远心度均小于0.1)的设计要求。系统成像质量良好,设计参数和指标满足光路衔接原则。     

LC—1型激光干涉定心仪的研制

一、研制经过随着近代科学研究在微观领域的深入发展,特别是在航天技术,微电子工业等方面的发展,对光学仪器的性能提出了更高的要求、各种类型的高性能物镜相继问世。如平视场复消色差高倍显微物镜、高对比高分辨率多光谱航摄镜。特种广角摄影物镜及用予大规模集成电路制造的超微精缩物镜、投影光刻物镜等。这些物镜的一个共同特点是,其成象分辨率接近或达到衍射极限。目前在光学设计上,由于借助大型电子计算机进行自动设计,加上选择光学材料的范围已大大扩大,因此在设计上较过去方便得多。但具体工艺上,透镜加工制造的误     

光电尺寸高速检验仪的光学设计

本文介绍了光电尺寸高速检验仪的光学系统的结构形式选择和设计思想。经两年多试验,由于远心投影物镜质量较好,在1.5×到2.5×以至在5.4×均达到予期的测量精度,证明光学系统符合仪器要求。     

红外物镜中心偏自动测试仪控制系统设计与实现

在多镜片构成的成像系统中,由于各镜片光轴与系统光轴存在偏差(中心偏),而造成慧差、像散等一系列像差。中心偏测量一直是高精度光学镜头必不可少的一环。本文介绍了红外物镜中心偏自动测试仪控制系统的设计思路、工作原理。     

用普通玻璃设计新型三片式135照相物镜

本文分析了用普通玻璃设计新型三片式物镜的必要性,探讨了这种后光栏物镜的象差特性、成像质量和经济效益,论证了用普通玻璃取代稀土玻璃的可行性。     

水下专用成像物镜的设计

随着水下摄影的广泛运用,对大视场大相对孔径的成像物镜的需求也显得极其迫切,而目前国内外报道的水下成像物镜还不具备此特点。因此本文分析了大视场大相对孔径水下专用水下成像物镜的设计特点,运用ZEMAX软件进行模拟优化,得到了相对孔径为1/1.6,水下全视场72°,焦距8.96mm,光谱响应范围436～656nm,采用平行水密壳窗的水下专用摄影物镜。全视场MTF在空间频率46 lp/mm时高于0.3,在半径为10.8μm的圆内,能量集中度为80%,全视场畸变小于2%。能够满足深水微光摄影物镜对大视场、大相对孔径的需求。     

电子束物镜分析

在磁透镜后再加一级减速静电透镜,即推斥场构成的电磁复合推斥场物镜.它有较小的电子上靶能量和较小的像差,但是其综合指标难以构成完美的整机设计,实际应用较少.为了求解场分布和计算像差,曾进行了繁杂的工作.但无论什么设计方案,对物镜电源都提出了较高的稳定度要求,因电器性能对束斑的影响是无法用其他手段来补偿的.电子束曝光机SDS-1型和SDS-2型分别为物镜后磁偏转和物镜内的双磁偏转.后者结构不仅电子束流小、电子相对互作用效应可忽略不计、减小了物像距离,并补偿透镜和线圈的像差,其物镜电源稳定度的数量级比前者的提高,是完成亚…     

用傅里叶频谱测量焦距的调整误差分析

研究了用傅里叶频谱法测量球面和柱面光学系统焦距时,调整误差对测量结果的影响问题。分析结果表明,当:(1)准直物镜离焦达2.9%,即出射光束会聚度为0.2m~(-1);(2)狭缝有10mm离焦;(3)测量显微镜调焦误差为10mm时,以焦距为500mm的被测透镜为例,这些误差所产生的附加强度约为10~(-4)数量级,所以对测量结果没有显著影响。从而肯定了这种焦距测量方法具有仪器装置简单、测量精度高、调整方便、适用范围较广的优点。     

波差法设计长焦距复消色平行光管物镜

长焦距复消色平行光管物镜是光学设计的两大难题之一，本文利用波差与球差、慧差、波色差与位置色差、二级光谱的关系导出了求解三胶合复消色差平行光管物镜初始结构的方程式，再配以玻璃库，可较快地得到满意的复消色差物镜的结构参数．