秦皇岛视听机械研究所有限公司，河北 秦皇岛 066000
基于一款4k分辨率小型投影机，设计了一种低成本、易加工的小口径高分辨率鱼眼投影镜头。通过合理选型、分配光焦度、设置光栏位置、调整镜片形状、材料优选及匹配等途径，在镜片数量较少的情况下对像差进行了充分的校正。该镜头仅由9片透镜组成，视场角为175°，F#为2.2，后工作距达到39.8 mm，在奈奎斯特频率131 lp/mm处，1.0视场MTF值达到0.3，其余视场MTF值均达到0.43以上，满足了该机型的使用需求。对镜头的各项公差进行了蒙特卡罗分析，结果表明，公差均在常规可加工的范围内，适合于批量加工和装配。
光学设计 反远比 投影机 鱼眼镜头 optical design inverted-telephoto ratio projector fisheye lens
1 山东大学 信息科学与工程学院，山东 青岛 366237
2 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610206
随着波前测量技术的发展，具有多光谱通道的大口径波前测量系统成为波前测量领域的研究热点。设计了一种大口径多光谱通道波前测量系统，主要由前置RC缩束系统、调光组件、分光组件和波前传感器等组成，有效口径为450 mm，工作波段为0.5～0.8 μm、0.9～1.7 μm和3～5 μm。给出了光学系统的设计参数，描述了系统中光学元件的参数选择，运用Zemax软件完成了光学系统的建模和仿真。进行了机械系统的方案设计，并完成了系统的光机热集成分析。测试了大口径多光谱通道波前测量系统的各项参数，结果表明该波前测量系统的有效口径大于450 mm，在?10～50 ℃工作环境下，对可见光、近红外、中红外波段的波前均可实现高精度实时稳定测量，系统的波前测量稳定性优于0.05λ（RMS，λ=532 nm）。
光学设计 波前测量系统 有效口径 稳定性 optical design wavefront measurement system effective aperture stability 红外与激光工程
2020, 49(8): 20190559
中国电子科技集团公司第十一研究所, 北京100015
简述了窃听技术分类和红外热成像原理, 分析了将红外热成像技术应用于反窃听领域的可行性, 并重点介绍了一种基于制冷型红外焦平面探测器的反窃听设备设计方案。该方案具有一定的技术优势, 且对部分窃听装置具有良好的侦测效果。此方案在设计时以用户及使用场景为出发点, 重点关注人机适应性, 具有一定的市场前景。
反窃听 红外 热成像 制冷型探测器 anti-eavesdropping infrared thermal imaging cooled detector
1 集美大学 诚毅学院, 福建 厦门 361021
2 福建江夏学院 电子信息科学学院, 福建 福州 350108
本文根据大气场景成像过程中的偏振效应原理, 建立偏振成像方程, 提出一种基于两幅偏振化方向互相垂直的图像复原新方法。该方法从多幅偏振图像复原原理出发, 结合大气散射物理模型推导出新的偏振图像复原方程; 采用双边滤波原理估算偏振图像大气耗散函数; 结合图像评价指标自适应调整大气耗散函数, 寻找最佳雾浓度分布; 选取合适参数调整方法解决含有大面积天空区域雾霾图像复原所产生的晕轮效应。对采用传感器和KENKO CPL67MM偏振滤镜所获取的偏振图像进行大量实验测试, 并和当前较具代表性的单幅图像复原方法进行比较分析。结果表明, 本文的多幅偏振图像复原方法取得了更好的图像复原效果。
偏振光 双边滤波 大气耗散函数 图像评价指标 晕轮效应 polarized light bilateral filtering atmospheric veil image evaluation index halo effect
为设计一款可用于不同规格的投影机的通用型短焦投影镜头，整合了应用较为广泛的几款主流机型的光学特征参数，以不同机型内部光学引擎的的不同尺寸的分色合色棱镜作为镜头的一部分，建立多重结构，并根据不同机型参数合理确定了镜头的像高、分辨率、后工作距等设计指标，设计了一款短焦投影镜头，可用于0.63英寸(1.6 cm)~0.8英寸(2.03 cm)芯片且基于单DMD或3LCD技术的投影机，投射比为0.8: 1~0.95: 1。分析了短焦投影镜头中较难处理的照度和畸变问题，最后给出了可行的解决办法,并对光学系统进行了公差分析。
光学设计 短焦 反远距 optical design short-focus inverted telephoto
1 国网四川省电力公司 电力科学研究院, 成都 610072
2 西安交通大学 电气工程学院, 西安 710049
3 国网四川省电力公司 检修公司, 成都 610042
研制了基于脉冲电容器放电回路的亚微秒金属丝电爆炸纳米粉体制备实验平台, 包括电爆炸过程电流和电压测量系统。利用透射电子显微镜(TEM)观察纳米粉体的形态与结构, 并通过电镜统计观察法分析TEM图像得到纳米粉体的粒度大小及其分布。在氩气中电爆炸铝丝制备铝纳米粉体, 通过改变电容器充电电压, 即初始储能, 实验研究沉积能量对铝纳米粉体特性的影响规律。结果表明: 铝纳米粉体颗粒形态与结构主要由氩气气压的高低决定, 与沉积能量基本无关。增大丝爆过程的沉积能量可显著缩小铝纳米粉体粒度分布范围, 减小颗粒平均粒径, 并有效地抑制纳米粉体中亚微米颗粒的形成。随着沉积能量E与氩气气压p比值(Ep-1)增大, 铝纳米粉体颗粒平均粒径、最大粒径和粒径大于100 nm颗粒所占比例均呈指数函数单调减小。
金属丝电爆炸 铝纳米粉体 沉积能量 颗粒形态 粒度分布 electrical explosion of wire aluminum nanopowders deposited energy particle morphology particle size distribution 强激光与粒子束
2016, 28(10): 105006
采用“非相似”成像原理, 利用Zemax光学软件设计了一款适用于160 cm(0.63英寸)3LCD数字投影机的球幕投影数字鱼眼镜头。镜头结构是一种反远距型光学结构, 由5组6片球面透镜组成, 具有结构简单、易加工等特点。镜头全视场角为180°, 焦距为3.28 mm, 相对孔径为1/1.9, 后工作距离为35.8 mm, 光学总长为196 mm。镜头具有较高的成像质量, 在50 lp/mm处, 各个视场的MTF值均大于0.4, 最大垂轴色差为4.5 μm, 全视场的F-theta畸变绝对值小于3%, 最大视场的像面相对照度达到96.27%。
光学设计 球幕投影 数字鱼眼镜头 相对照度 optical design dome-screen projector digital fish-eye lens relative illumination
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
基于CCD 的激光测距传感器通过像元细分，可有效提高该类传感器的测量精度。诸多的像元细分算法，每种都有其优缺点及特定应用。然而针对特定的测距传感器，如何综合评价哪种算法更优，尚缺乏有效手段。因此，提出了基于层次分析法的像元细分算法优劣的综合评价方法，该方法基于像元细分算法在传感器测量范围的近段、中段和远段的实际定位精度、方差和极差等指标，利用层次分析法构建综合评价模型。利用该方法，实验分析了二分法、加权质心法、加权多项式插值法和按比例求中心法等像元细分算法对特定测距传感器的适用性。实验结果表明，该方法能够有效获取适用于特定测距传感器的最优像元细分算法。
传感器 CCD 像元细分 综合评价 层次分析法 激光测距传感器
秦皇岛视听机械研究所, 河北 秦皇岛 066000
为了解决现有超广角数字投影镜头存在的缺陷和不足, 并与不同类型和规格数字投影机的超广角投影匹配, 给出了8组9片式超广角数字通用型投影镜头的光学系统设计.镜头焦距为8.76 mm、全视场角达到97°、F数为2.12、后工作距离大于34 mm、最大口径小于96 mm、总长小于200 mm,结构中加入了1个偶次非球面, 较好地校正了轴外像差与畸变.用减少透镜数量和增大相对孔径的办法提高了像面照度；通过增大光阑慧差及减小像方半视场角, 提高了像面相对照度, 其值达97.46%以上.通过合理确定棱镜等效厚度及调整结构布局, 使结构适配光学引擎中棱镜的有效光学厚度为16.5~23 mm.设计的镜头分辨率达120 lp/mm、全视场相对畸变绝对值小于1.5%.结果表明: 该镜头可满足0.55in~ 0.76in 3LCD和1DLP类型的各种数字投影机的使用, 最小投射比可达0.53∶1, 投影画面偏移量最大达到389 mm, 结构简单, 体形小, 成本低, 成像质量好, 可批量化生产.
光学设计 超广角投影镜头 非球面 相对照度 光阑彗差 调制传递函数 分辨率 画面偏移量 Optical design Ultra wide-angle projection lens Aspheric Relative illumination Aperture coma Modulation transfer function Resolution Frame offset
为满足4k电影的短距离放映需求，设计一款广角放映镜头，可适配于采用三芯片DMD技术的放映机，最大投射比可达0.75∶1，相对孔径为1/2.2，反远比为4.6∶1，在66 lp/mm的Nyquist频率处，MTF值为0.42，边缘视场MTF值为0.25。最大横向色差为3.7 μm<0.5 pixel,最大畸变为2.5%。分析了反远距形式的特点，给出了合理选型、分配光焦度和计算关键技术参数的方法，以及像差校正过程中应注意的问题。最终设计出了符合设计指标的具有高分辨率的广角放映镜头，该镜头结构简单、成本低。
光学设计 反远距 广角 成像系统 调制传递函数 optical design inverted telephoto wide-angle imaging system modulation transfer function (MTF)
