衍射面雙目投影頭盔光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計課程實驗 實驗題目： 專業(yè)班級： 學(xué)生姓名： 學(xué)生學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 實驗時間： 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計報告內(nèi)容要求： 1、實驗題目：摘抄題目，題干 2、需求分析：問題分析與基本參數(shù)求解過程，鏡頭類型的選 擇等。 3、初始結(jié)構(gòu)： 3.1結(jié)構(gòu)參數(shù)，鏡頭編輯器，多重結(jié)構(gòu)編輯器（如果存在） 等。 3.2初始結(jié)構(gòu)的像差評價。 4、優(yōu)化過程：例如，增加了哪些變量，七種初級像差如何變 化。 5、最終結(jié)果： 6.1結(jié)構(gòu)參數(shù)：鏡頭編輯器，多重結(jié)構(gòu)編輯器（如果存在） 等。 6.2像差評價（像差曲線圖，點斑圖，mtf圖等）。 6、實驗總結(jié)：是否滿足了設(shè)計要求，遇到的問題，解決辦法 或操作技巧等。 課程設(shè)計報告格式要求： 1、封面與此文檔給定的封面格式嚴(yán)格一致，不允許修改； 2、正文采用小四號宋體，1.5倍行距，各部分標(biāo)題四號黑體； 3、插圖清晰即可，不宜過大。 4、篇幅10-1

目錄 v 目錄 摘要............................................................................................................................i abstract....................................................................................................................iii 第1章引言............................................................................................................1 1.1課題研究背景

針對一種新型的聲光波干涉測量技術(shù),對聲光柵正弦結(jié)構(gòu)光投射器的三維測量工作原理進行了系統(tǒng)的分析,討論了影響投射器光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的因素和影響接收屏上的光照度的因素,并進行了光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計。在優(yōu)化設(shè)計過程中,采用了限制光線最大入射角的方法,達到控制投射系統(tǒng)的球差和保證接收屏上照明均勻的要求。所設(shè)計的聲光柵正弦光投射器具有很好的成像質(zhì)量。應(yīng)用該系統(tǒng)對在500mm處的石膏像上投射干涉條紋,可以得到能量比較均勻、變形量很小的干涉條紋圖,利用該條紋圖和相關(guān)的算法可以對具有復(fù)雜幾何形狀的物體進行有效的三維測量。

編號 本科生畢業(yè)設(shè)計 空間光通信光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計 thedesignofopticalsystemofspatialopticalcommunication 學(xué)生姓名 專業(yè)測控技術(shù)與儀器 學(xué)號 指導(dǎo)教師 學(xué)院光電工程學(xué)院 二〇一一年六月 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)承諾書 1．本人承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）《空間光通信光學(xué)系統(tǒng) 設(shè)計》，是認(rèn)真學(xué)習(xí)理解學(xué)校的《長春理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 工作條例》后，在教師的指導(dǎo)下，保質(zhì)保量獨立地完成了任務(wù)書中規(guī) 定的內(nèi)容，不弄虛作假，不抄襲別人的工作內(nèi)容。 2．本人在畢業(yè)設(shè)計（論文）中引用他人的觀點和研究成果，均 在文中加以注釋或以參考文獻形式列出，對本文的研究工作做出重要 貢獻的個人和集體均已在文中注明。 3．在畢業(yè)設(shè)計（論文）中對侵犯任何方面知識產(chǎn)權(quán)的行為，由 本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。 4．本人完全了解學(xué)校關(guān)于保

收稿日期：2013－04－15 摘要：led以其體積小、控制靈活、光色純、耐震動、啟動時間快，在功耗、壽命以及以及環(huán)保方面均有不可比擬的優(yōu)越性； 廣泛應(yīng)用于照明產(chǎn)品之中，地位舉足輕重，更成為新一代摩托車光源技術(shù)的首選。如何設(shè)計led摩托車前照燈的關(guān)健部件光學(xué) 系統(tǒng)組件，成為了摩托車前照燈產(chǎn)品上利用led光源的一個主要研究課題。 關(guān)鍵詞：雙層透鏡led發(fā)光裝置；近光燈設(shè)計；遠光燈設(shè)計；摩托車前照燈配光設(shè)計 中圖分類號：u483.03文獻標(biāo)識碼：a文章編號：1009－9492(2014)01－0045－05 opticalsystemdesignofledmotorcycleheadlamps wumin-qiang （guangzhoutigerfirelightingtechnologycorporation，guangzho

提出了一種基于非球面固定校正元件的橢球形窗口光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方法。結(jié)合廣義科丁頓公式及幾何光學(xué)原理,推導(dǎo)出非球面校正元件的像散表達式,在此基礎(chǔ)上,以消像散和正弦條件作為非球面校正元件像差評價參數(shù),采用最小二乘法擬合出滿足消像散及彗差的非球面面形方程。并建立以澤尼克(zernike)多項式特殊優(yōu)化函數(shù)取代傳統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)評價函數(shù),克服了采用傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計方法設(shè)計橢球形窗口光學(xué)系統(tǒng)時系統(tǒng)評價函數(shù)收斂緩慢的問題。成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計時通過比對不同材料匹配實現(xiàn)了光學(xué)系統(tǒng)的無熱化。給出了完整的橢球形窗口光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計,設(shè)計結(jié)果表明,系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)在整個掃描視場范圍內(nèi)接近衍射極限。

針對傳統(tǒng)單片柱透鏡和柱面反射鏡成像光束不理想以及視場通常小于1°,提出并設(shè)計了一種三反射式柱面結(jié)構(gòu)。對柱面光線追跡及單片柱面鏡成像進行了深入分析,分別設(shè)計了三反射式圓柱面和二次曲線柱面系統(tǒng),提出了一種基于拋物柱面鏡理想線聚焦的新型像差優(yōu)化方法,使其在子午面方向各視場調(diào)制傳遞函數(shù)得到最佳優(yōu)化,并達到成像光譜儀等在狹縫方向上高空間分辨率要求。其子午面總視場均達到了3°,在45lp/mm分辨率條件下,邊緣視場子午面方向的調(diào)制傳遞函數(shù)分別優(yōu)于0.2和0.6。

課程設(shè)計 20011年06月25日 設(shè)計題目 學(xué)號 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 劉志健李保生 測量顯微鏡 張靜 20080302 光信息08-3班 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計實驗報告 姓名：張靜學(xué)號：20080302班級：光信息08—3班 光學(xué)顯微鏡設(shè)計 根據(jù)學(xué)號得到自己設(shè)計內(nèi)容的數(shù)據(jù)要求： 1.目鏡放大率10(即焦距25） 2.目鏡最后一面到物面距離110 3.對準(zhǔn)精度1.2微米 按照實驗步驟，先計算好外形尺寸。然后根據(jù)數(shù)據(jù)要求選取 目鏡與物鏡。 我先做物鏡。因為這個鏡片比較少。按物鏡放大率選好 物鏡后，將參數(shù)輸入。簡單優(yōu)化，得到比較接近自己要求的 物鏡。 然后做目鏡，同樣的做法，這個按照焦距選目鏡，將參 數(shù)輸入。將曲率半徑設(shè)為可變量，調(diào)入默認(rèn)的優(yōu)化函數(shù)進行 優(yōu)化。發(fā)現(xiàn)“優(yōu)化不了”，所有參數(shù)均沒有變化。而且發(fā)現(xiàn) 把光源放在“焦點”位置，目鏡出射的不是平行光

在大截面?zhèn)飨袷爸霉鈱W(xué)物鏡設(shè)計中,采用“負-正”型式的像方遠心光路結(jié)構(gòu),很好地解決了鏡頭軸外像差校正和像面照度均勻性問題,同時使鏡頭結(jié)構(gòu)緊湊、小型化。給出了前置物鏡設(shè)計實例:工作波長0.8~1.1μm,焦距5mm,相對孔徑為1:3.84,光學(xué)長度為47mm,視場角為60°。在光學(xué)耦接鏡設(shè)計中采用物方遠心光路結(jié)構(gòu),引入二元光學(xué)透鏡,通過理論計算和zemax光學(xué)軟件優(yōu)化,給出工作波長0.8~1.1μm,焦距33.6mm,光學(xué)長度為63.5mm,采用一個衍射面的耦接鏡設(shè)計實例。該設(shè)計結(jié)果適用于單絲直徑16μm,截面直徑6mm的光纖傳像束。

離軸照明作為一種重要的分辨率增強技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于投影光刻系統(tǒng)。使用衍射光學(xué)元件(doe)作為光刻照明系統(tǒng)的光束整形器件,能夠在保持較高照明效率的基礎(chǔ)上精確控制離軸照明光束的形狀及光強分布。本文利用基于傅里葉變換的分步迭代方法,優(yōu)化設(shè)計了該類衍射光學(xué)元件(doe)。doe采用了多臺階位相結(jié)構(gòu),設(shè)計所得8臺階doe設(shè)計結(jié)果分別實現(xiàn)了偶極、四極、環(huán)形及bulls-eye等照明方式,其照明效率都達到了80%以上,與目標(biāo)光強分布的均方根偏差均<7%。

為了提高地球模擬器張角標(biāo)定中整體測試精度,本文從紅外探頭設(shè)計要求、紅外光學(xué)系統(tǒng)光學(xué)設(shè)計等方面對地球模擬器張角標(biāo)定的關(guān)鍵部件—小視場紅外探頭進行了深入分析,并設(shè)計出一種小視場紅外探頭用紅外光學(xué)系統(tǒng),有效解決了因視場太小造成的信噪比過低,而引起整體測試精度降低的難題,提高了張角標(biāo)定的精度。

為了在工業(yè)檢測中實現(xiàn)可見光探測向近紫外和近紅外波段的拓展,在消色差和消熱差的要求下,完成了300～1100nm寬波段光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計,并進行了工業(yè)檢測樣機研制.為了獲得足夠的后工作距,系統(tǒng)采取反遠距的結(jié)構(gòu)型式,并在后工作距內(nèi)放置鍍膜棱鏡進行三路分光,分別實現(xiàn)近紫外、可見光和近紅外成像.通過合理選擇透鏡材料來達到消色差要求,采用移動透鏡來完成消熱差設(shè)計.系統(tǒng)視場為±3.5°,焦距為66.5mm,f/#為3.3,后工作距為63mm,總長132mm.結(jié)果表明:系統(tǒng)在50lp/mm處的mtf均大于0.3,在-10～+50℃溫度范圍內(nèi)保持良好成像,成像質(zhì)量滿足實用要求.所研制樣機在實驗中獲得滿意結(jié)果.系統(tǒng)通過寬波段探測增大了目標(biāo)信息獲取量,在工業(yè)檢測和農(nóng)業(yè)檢測領(lǐng)域具有巨大優(yōu)勢.

燈具光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計在照明節(jié)能減排中的作用 宋剛王建 通用電氣照明有限公司上海201203 摘要：

隨著大功率led光源和照明技術(shù)的發(fā)展,led已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于照明領(lǐng)域,這也給燈具的配光設(shè)計帶來了新的挑戰(zhàn)。從led光源應(yīng)用于鐵路信號燈的實際要求出發(fā),對led鐵路信號燈的光學(xué)系統(tǒng)和燈具的配光進行了研究,設(shè)計出了一種透鏡型的光學(xué)結(jié)構(gòu),并通過光學(xué)軟件tracepro進行了模擬仿真,從而達到了鐵路信號燈要求的光強度和光束散角。

一種LED可變焦成像燈的光學(xué)系統(tǒng)

光學(xué)系統(tǒng)的計算機輔助裝調(diào)(caa)技術(shù)自20世紀(jì)80年代提出,從90年代開始在各個國家得到發(fā)展并逐漸運用到各個領(lǐng)域。在此簡要介紹了計算機輔助裝調(diào)技術(shù)及其裝調(diào)過程,并推導(dǎo)了caa的數(shù)學(xué)模型。通過廣泛調(diào)研國內(nèi)外計算機輔助裝調(diào)的發(fā)展與應(yīng)用,比較了各國成功應(yīng)用caa技術(shù)完成的裝調(diào)。分析了目前國內(nèi)caa技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r,對傳統(tǒng)裝調(diào)方法和caa方法的適用情況做了比較,為我國計算機輔助裝調(diào)提供借鑒。

隨著高速鐵路的快速發(fā)展及運輸負載的增加,國家對鐵路基礎(chǔ)設(shè)施可靠性的要求越來越高。為實現(xiàn)鋼軌表面缺陷的實時、多角度探測,設(shè)計了基于雙目結(jié)構(gòu)光的鋼軌表面缺陷檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要涉及三維數(shù)據(jù)采集設(shè)備的搭建及鋼軌表面缺陷檢測算法的實現(xiàn)。在搭建數(shù)據(jù)采集設(shè)備的過程中,由相鄰的2臺攝像機組成雙目系統(tǒng),利用激光發(fā)射器向鋼軌表面投射線激光,并由相機采集鋼軌表面線激光的形狀變化圖像。在重建過程中,標(biāo)定并獲得相鄰的內(nèi)外參數(shù),采用高斯擬合和極線約束等方法,實現(xiàn)了完整鋼軌表面的三維重建。通過設(shè)計模擬鋼軌運動,完成了鋼軌樣品的重建。對比重建數(shù)據(jù)及效果可知,該系統(tǒng)可以有效地提取鋼軌表面缺陷的深度及輪廓信息,且測量誤差為4%,符合鋼軌表面缺陷檢測的精度要求。

led光源不僅體積較小、便于攜帶,而且其顯色性好,能效較低、污染小、效率高、壽命長,為微投影技術(shù)的發(fā)展解決了光源難題。然而,led光源功率較低,限制著投影的范圍,并且其三基色所形成的圖像與原圖存在一定的差距。led光源的這些不足,需要在以后的發(fā)展中進行突破,以更好地滿足微投影技術(shù)的發(fā)展需求。

某機平顯CRT光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

介紹了激光擴束光學(xué)系統(tǒng)的工作原理,給出了主、次鏡的焦距比及擴束系統(tǒng)的準(zhǔn)直倍率公式。選用無焦卡塞格林系統(tǒng),應(yīng)用非球面,針對目標(biāo)指示器用的氟化氘激光器,設(shè)計了紅外10倍擴束光學(xué)系統(tǒng),給出了系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)、非球面的方程和主、次鏡的調(diào)制傳遞函數(shù)。設(shè)計結(jié)果滿足準(zhǔn)直擴束要求。

針對大屏幕投影顯示對成像物鏡提出的超短焦、大視場角、超薄化、大相對孔徑以及高清晰度等要求,設(shè)計了一種新型折反射式超薄投影成像系統(tǒng)。采用ti公司的0.65″數(shù)字微反射鏡片(dmd)作為空間光調(diào)制器,利用非球面反射鏡校正畸變并縮短投影距離,然后通過一個折疊反射鏡對光路進一步轉(zhuǎn)折來實現(xiàn)超薄化投影顯示。系統(tǒng)由5片透射鏡片和1片非球面反射鏡組成,焦距為2.8mm,f/#為3.5,最小視場角為55°,最大視場角為78.5°,在投影距離為120mm時畫面尺寸顯示為65.2″。設(shè)計結(jié)果表明:在像面的nyquist頻率處,95%以上視場的mtf>0.6,最大畸變量為0.8tv%,一個像元尺寸內(nèi)能量集中度在90%以上。為了進一步驗證折反射式超薄投影鏡頭的性能,加工并組裝了原理樣機。實驗結(jié)果表明其圖像顯示效果良好,能夠滿足超薄化、低成本、小型批量化生產(chǎn)等設(shè)計要求。

對現(xiàn)有l(wèi)ed礦燈光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和聚光性能進行比較研究,提出了一種新型的礦燈光學(xué)系統(tǒng),以滿足實際配光的需求。新系統(tǒng)由自由曲面折射器和自由曲面反射器組合構(gòu)成,折射器中的鋸齒形曲面用于減小體積。研究結(jié)果表明,新系統(tǒng)聚光性能高,光照度均勻,光斑大小適中,結(jié)構(gòu)緊湊,且可節(jié)約成本,滿足井下工作要求。