基于LED扩展光源环形均匀光斑的自由曲面透镜设计

提出了基于贝塞尔曲线控制点多参数优化自由曲面透镜的方法,利用该方法设计了一款适用于LED扩展光源并能在目标平面内实现环形均匀照度分布的自由曲面透镜.利用光线追迹软件模拟该透镜的光学性能,结果表明,在距离光源1000 mm处的目标平面内,实现了外半径为2 000 mm、内半径为1000 mm的环形均匀照度分布,照度均匀度为0.91,光能利用率为0.80,即该透镜在实现高照度均匀度光分布的同时仍能保持较高的光能利用率.     

折反式LED光源准直系统设计

利用光学传播原理,结合LED光源的发光特点,经过二次光学设计,设计出由透镜和反光杯构成的LED光源准直系统。基于TracePro软件,分析出当折反组分临界角在45°～55°之间,折反系统组装尺寸只有2 080 mm3;并且分析得到,对于此系统,当光源面积采用1 mm×1 mm的LED芯片时,光束发散半角小于3°。分析结果表明,该准直系统,弥补了LED照明光源发散的缺点,设计结构紧凑,准直效果良好。     

基于LED光源的窄带成像内镜系统的设计

窄带成像技术(narrow band imaging,NBI)是一种光学图像增强技术,可以对人体腔道黏膜内的血管形态进行增强显示。根据人体黏膜组织与光源相互作用的物理特性,设计了一种基于LED光源的窄带成像内镜系统;其中提出了一种新的窄带光源设计方案及与之配套的图像重建方法,该内镜系统可以有效地强调黏膜表层及其下层的血管形态,突出黏膜内血管与周围组织间的对比度,提早癌检出率。     

LED光源气溶胶探测雷达光学准直结构优化设计

针对LED光源气溶胶探测光学雷达光能利用率偏低的问题,设计一种新型的雷达结构。它由双自由曲面准直匀光透镜和带有非球面镜的Kepler系统二级准直系统构成。准直透镜和Kepler系统前组单透镜使光聚焦于光阑处,再由带有非球面镜的透镜组准直出射。设计的仿真结果表明:光束发散角控制在3°以内,光能利用率达到43.027%,机械总长为207mm,与现有结构相比,光能利用率提高了12%,结构更为紧凑。     

双光束自适应旋光准直系统

介绍了一种双光束自适应准直测量系统。传感元件为两套楔角相同的左旋和右旋石英光楔。由于两束光足够靠近，用其中一束光专门监测各种漂移因素以便补偿另一束光的测量结果，从而达到对环境干扰自适应补偿的作用。文中给出了理论分析和实验结果。     

基于UGNX4.0自由曲面设计的研究

UG NX4.0自由曲面设计是学习软件的一个难点,涉及内容多,理解难度大,本文着重就UG NX4.0自由曲面造型的原则与技巧这方面进行研究,此思路技巧亦可延伸到其它CAD软件学习。     

基于微机控制的LED光源控制系统设计

为了增强机器视觉中捕捉图像的清晰度以及提高图像的分辨率,获得优质稳定的图像,需要设计一款基于微机PWM信号控制的LED光源控制器．该控制器以STC12C5608AD为系统控制核心,采用单片机自身的PCA／PWM寄存器产生PWM信号控制IRFIK220N场效应管的开关状态而对光源的亮暗程度进行控制．PWM调光技术属于数字化调节,不仅可以避免常规模拟调光过程中发生光线偏移现象,并且可以精确控制调光的程度,改善机器视觉过程中提取图像的质量．     

单光束激光准直测量系统数学模型

以同一角速度和方向转动主动轴和从动轴时,激光束在接收器光敏面上的轨迹就会形成封闭的曲线．该曲线任一点的坐标由两轴的相对位置决定,从这一观点出发建立了激光对中的数学模型．采用单光束、一个探测器的激光对中测量仪的数据采集系统和数据处理模型,根据输入计算机的安装参数,经过较为复杂的计算与修正可求得两轴间状态参数,通过计算机可计算出被调整机器的四个机脚在水平面内与垂直面内移动的修正量,移动机器使轴对中．     

基于蒙特卡罗的自由曲面测量系统精度研究

为实现对自由曲面测量系统精度的快速精确评定,提出一种基于蒙特卡罗的测量不确定度分析处理方法,以克服传统方法要求测量样本数多、函数关系简单等问题。分析了系统组成模块的不确定来源及分布,根据误差理论分配了各不确定度源的传递系数,并采用方和根法综合得出系统的测量精度。在LabVIEW上开发了仿真调试软件并与传统A类方法的评估结果进行了对比分析,结果表明蒙特卡罗方法计算快速、可靠,可以简单高效地用于自由曲面的精度评估。     

数字化LED光源控制器设计

为了提高机器视觉中照明系统的质量,获得优质稳定的图像,设计了一种基于USB通信协议的LED光源控制器.该控制器采用基于ARM Cortex - M3内核的STM32F107作为微控制器,应用PWM调光技术以避免模拟调光中的色偏现象,并实现了普通、频闪、外部触发三种照明模式.在机器视觉检测系统的应用表明该控制器不但能够降低成本,而且能够实现PWM数字化精确调光,改善所提取图像质量.     

基于LED光源的便携式彩色密度计的设计

针对传统颜色检测光源温度高,散热不好的缺点,结合国外颜色检测技术的最新发展,提出了一种利用LED光源进行颜色检测的方案,并给出了设计原理、主要芯片选型、硬件及软件设计,最后对系统进行了初步测试,结果表明,系统具有较高的精度和稳定性。     

基于节能理念的LED光源快速成型系统

 LED-SL是采用大功率UV-LED作为固化光源的新型快速成型系统。其基本原理是LED发出的紫外光通过聚焦镜汇聚到树脂液面,该聚焦镜在机械式x-y工作台的驱动下,在树脂液面进行扫描,使液态光敏树脂固化。通过与激光和汞灯光源的比较,阐述了UV-LED固化光源的优势。由于机械式工作台的运动学特性,在扫描固化线时,光束总是在其起始端从静止开始加速,在中段保持匀速运动,到达终点时又减速到静止状态。由于加速和减速段的曝光量大于中间段,使得固化单线两头粗中间细,形成骨形误差。采用功率匹配的能量控制方式以消除骨形误差。功率匹配是指动态调整光束功率,使得扫描过程中光功率始终与扫描速度成正比。实验结果表明功率匹配方式能有效提高成型精度。UV-LED、激光、高压汞灯3种固化光源能耗的实验表明,UV-LED的光固化能耗仅为激光的0.86%,汞灯的0.1%,从而证明了LED-SL突出的节能优势。     

基于Alias的自由曲面逆向造型设计

介绍了Alias逆向造型工具的特点和工作流程及其曲面造型技术.通过儿童安全座椅局部点云的反求设计,阐述运用Alias进行复杂曲面重建及造型的过程.通过曲面拓扑结构的合理划分,解决复杂曲面的重建很难用简单特征或特征曲线拟合的曲面来实现这一难题.研究表明,Alias直接建模的灵活性和高精确度,对于缩短产品开发周期、保证产品质量具有重大意义.     

基于蒙皮法的NURBS自由曲面设计

给出了用Ｎｕｒｂｓ截面曲线构造自由曲面的蒙皮法，重点研究了用一条脊线和一线截面线来构造工程上常用自由曲面的Ｎｕｒｂｓ曲面蒙皮法，该方法适合于平面脊线同时有多条截面线的自由曲面生成。     

LED光源在铁路信号系统中的应用研究

鉴于LED具有寿命长、光效高,免维修、安装施工方便等优点,设计研制了LED双点光源系统.并重点对其组成、双点光源的特点、驱动单元的配线进行了研究,该系统技术先进,属铁路信号点灯装置的更新换代产品,可以确保铁路运输安全.     

半导体激光引信光束准直技术研究

文中介绍了半导体激光引信的工作原理及其光学系统的工作原理,并通过对半导体激光引信的光束特性进行分析,设计出使用柱透镜的方法对半导体激光引信光束进行准直。通过使用ZEMAX软件进行仿真模拟验证,得到结果满足设计要求。     

基于CATIA的自由曲面的设计及数控加工研究

随着时代的进步和社会经济的发展,特别是现代科技的进步,在各行各业中已经广泛应用自由曲面。在应用过程中,非常重要的一个问题就是如何对自由曲面进行精确高效的设计。如今出现了CAD系统和数控机床,解决了设计和制造问题。该文简要分析了基于CATIA的自由曲面的设计及数控加工,希望可以提供一些有价值的参考意见。     

紫外光通信LED阵列光源的设计

为了解决当前单个紫外LED功率较低的问题,设计了一款紫外LED阵列光源系统,对其中的相关问题进行了探讨。该系统由恒流驱动模块、大功率LED阵列模块和光学设计等组成,实验结果表明,该光源系统能发出均匀稳定的紫外光,实现了空间能量的累加,光学和散热设计效果良好,为实用化紫外光通信光源的设计提供了参考。     

基于光学自由曲面的三维位移测量系统

针对数控机床、多轴位移台等多轴系统位移检测中存在的检测方法复杂、测量费用高等问题,利用光学自由曲面具有极大的设计自由度,可简化系统结构、提高系统性能的特点,设计开发了一种基于光学自由曲面的非接触式三维位移测量系统,用于普通机床、多轴位移台等多轴系统位移精度检测.通过设计光学自由曲面基准件,搭建实验平台,建立测量系统的数学模型,完成了测量系统的标定实验、测量系统精度验证实验和三维位移测量实验.结果表明,该测量系统精度达2.8,μm,可用于多轴系统的位移检测.     

激光准直系统的设计

介绍长距离激光准直向系统的设计方法,阐述半导体激光水准仪的设计。