鱼眼镜头光学设计

鱼眼镜头的视场高达180°或超过180°,可以作为全景电影的摄影和放映镜头,本文介绍了它的结构型式的发展,讨论了它的成象理论,给出了适合它的理想象高公式和光栏球差公式,最后提供了一个实例。     

一种鱼眼镜头畸变校正算法的FPGA实现

鱼眼镜头具有较大视场优势的同时,也会引入大量畸变.现有校正方法基本上都是采用PC为实现平台,虽然能取得很好的校正效果,但是实时性很差.在实时性要求稍高的场合,就很难满足实际需求.鉴于问题本身的比较复杂,算法的时间复杂度较高,单纯寻求简单的算法不太可行.本文依据球面模型校正技术,基于FPGA架构来实现鱼眼镜头的畸变校正,大大降低了校正所花费的时间,提高了校正的实时性,并取得了较好的校正效果.     

球幕鱼眼镜头及其点列图计算

本文讨论了视场等于180度的球幕鱼眼镜头光学设计问题。介绍了它的应用和成像 原理．球幕直径为24米。依据象差渐晕理论追迹了一系列子午和孤矢光线以及空间光线，从 而可以绘制点列图。通过实例给出了有关的象质信息，     

背投电视的光学系统设计

根据背投电视使用的技术指标要求 ,设计出了大视场、高分辨率和长工作距离的光学系统 ,对背投电视的光学系统设计方法进行了初步的理论分析 .选用可以增大后工作距离的反远距光学系统 ,对光学系统进行复杂化 ,采用高折射率玻璃、厚透镜和非球面等方法 ,有效地解决了背投电视大视场与高成像质量等各种技术指标要求 .最后通过光学系统的优化设计 ,给出光学系统设计的最佳结果 ,即评价像质的各种像差曲线 ,从设计结果可以看出 ,这个设计完全满足背投电视使用的技术指标要求     

基于鱼眼镜头的树高测量方法

为解决当前测量树高方法中存在测量误差大、测量不便等问题,提出一种基于鱼眼镜头的树高测量方法.该方法首先利用鱼眼镜头成像模型确立世界坐标系到图像像素坐标系的变换关系;然后以畸变系数的等距投影模型为基础,利用Scar-amuzza鱼眼相机标定方法求解参数并建立测量系统模型;最后利用图像处理技术对实验图像进行轮廓提取、分割及极值点提取,实现对树高的测量.通过所提出的测量方法对树高进行测量,实验结果表明:测量方法的测量误差在-0.196～0.195m,树高测量最高相对误差为2.75％,平均相对误差为1.505％,说明该方法有效减小了测量误差,具有很高的精确性,同时测量方法简便,可操作性强.     

基于鱼眼镜头的全视觉图像

鱼眼镜头具有短焦距、大视场的优点，因而在很多领域都得到非常广泛的应用，但存在鱼眼图像畸变比较严重的问题，这就需要对图像畸变进行校正．为此，提出了一种能够实现全视觉球面图像的摄像机，并且给出它的标定方法．实验结果说明，根据给出的球面图像摄像机模型，图像畸变得到校正，并且也实现了球面摄像机对车辆周围环境的监测．     

双鱼眼结构的720°全景成像系统

描述基于鱼眼镜头具有360°全景成像的特点,实现双鱼眼结构的720°全景成像系统.在鱼眼镜头的光路中插入产生90°偏折的反射面,设计出一种视场角为200°、焦距为1.16 mm、光学后焦距为5 mm的新型偏折式鱼眼全景镜头.将两只90°偏折鱼眼镜头对称排列,并成像于同一个图像芯片上.此外,图像处理器对两幅360°全景图像进行拼接处理,并生成畸变小、清晰度高的720°全景图像.该设计方案具有尺寸小,结构紧凑,双光路单芯片以及成像效果好的特点.     

照相镜头设计中非球面的应用

利用非球面在改善成像质量方面的优势,在镜头设计过程中引入了偶次非球面,根据理论计算和ZEMAX软件的优化,设计出一个成像质量优良的高斯镜头,通过该实例对球面设计和非球面设计进行了比较,论证了非球面在照相镜头设计中的优越性．     

全景立体球视觉下的鱼眼镜头参数标定方法

针对鱼眼镜头拍摄图像存在较大畸变以及在设计制造过程中存在误差的问题,提出了一种对鱼眼镜头进行标定的方法.首先是对成像系统进行建模,进而对成像系统的内外参数进行标定;采用最小二乘法拟合圆的算法对图像中心进行标定,算法的仿真结果表明,该方法可以准确的对视觉系统的内外参数进行标定,径向畸变系数的标定误差范围小于0.1个像素值.     

用鱼眼镜头数码相机测试天空亮度分布

为了解决天空亮度测试中存在的同步性差和误差大的缺陷,采用带鱼眼镜头的数码相机测试天空亮度。通过对鱼眼镜头及数码相机光学特性的研究,得到从数码照片上提取被测天空元亮度及位置信息的方法,确定其曝光参数及线性亮度记录范围,并通过对相机稳定性、鱼眼镜头透光率等误差进行分析修正,获得了精度较高的天空亮度分布测试值。为采光研究及采光观测提供了重要的技术手段。     

非标准面透镜的面形设计

本文从费马原理、折射定律出发,使用一种不同于常规光学透镜的设计方法,并且利用微型计算机编制了消球差的非标准面透镜面形的计算程序。最后给出了实验证明的结果。     

大口径非球面哈特曼扩束器的光学系统设计

根据三级像差理论 ,详细描述了大口径非球面哈特曼 (Hartmann)扩束器的设计方法 .为了校正大相对孔径透镜产生的像差 ,在扩束器的物镜中引用了高次非球面 ,并通过具体的实例 ,分析了当相对孔径变化时 ,非球面系数与系统像差的变化关系     

共心透镜系统研究

讨论共心镜系统的光学特性和像差特点，并提出一种１６０°×３２°视场，１／２．８相对孔径的广角大孔径共心透镜系统．     

折射-衍射混合消色差显微物镜的光学设计

应用像差理论,在ZEMAX软件中对里斯特型折射-衍射混合消色差显微物镜的几何结构、像差特性进行研究.通过分配折射-衍射混合元件的光焦度校正位置色差;通过调整透镜的形状因子、衍射面的相位系数、选择适当的光学玻璃材料,校正球差和彗差;利用残留色差平衡球差和彗差.设计得到的显微物镜由两片同种常规光学玻璃基底的单透镜构成.研究表明:在光学设计中合理地应用衍射元件色散性能,可以设计出具有成像质量好、结构简单、质量轻的镜头.     

广角多通道成像探测仪主光学系统的结构设计

介绍了广角多通道成像探测仪主光学装置光学系统和机械结构的设计,分析了光学系统的成像质量,利用有限元技术对机械结构进行了分析和计算,得到了满足仪器性能要求的设计结果。     

一种小型离轴三反射系统的光机设计

基于某红外相机的离轴三反射光学系统,本文设计了小型的三反射系统用于实验,以进一步了解红外相机的光机结构设计中的关键技术。本文首先进行了光学设计,并在光学的基础上进行了结构设计,并通过加工试验件进行装调实验,验证了设计的合理性,达到了预期的目标。     

显微／望远两用镜光学系统设计

设计了一种新型的显微／望远两用镜,讨论了此两用镜的光学系统设计方法案和光学系统设计方案和光学系统各结构参数,对所得的象差曲线结果进行了分析,给了一个此光学系统的结构参数实例和产品外形轮廓。     

长距离光纤孤子通信系统的参数优化设计

长距离光纤孤子通信系统的参数优化设计温扬敬陈健张欣杨祥林（南京邮电学院,南京２１０００３）光纤孤子通信是一种高速长距离通信,是利用光纤非线性压缩来补偿光纤色散展宽,来实现光脉冲稳定传输的一种通信方式．从应用角度看,光孤子通信系统可用于长距离越洋光纤...