波前编码系统由于其离焦不敏感和像差抑制特性被广泛应用于光学系统中来延拓景深。景深的拓展是以牺牲图像像质为代价, 通过数字复原方法获得正常水平的图像质量。通过对比分析两种复原方式, 一种是焦点处的点扩散函数复原全部离焦位置的模糊图像, 另一种是点扩散函数分别复原对应离焦位置的模糊图像, 通过仿真模拟和显微实验成像对比分析得知点扩散函数复原对应离焦位置的模糊图像的复原方式可以有效削减振铃效应。该复原方式可以减弱图像二次模糊, 复原结果更适合人眼观察。

针对基于SMT技术生产的PCB板产品的三维缺陷检测问题, 设计了一款高分辨率、高远心度及低畸变的双光路双远心光学系统。它通过远心投影物镜经共光路物镜将DMD数字条纹均匀投影至待测物面, 同时经由共光路物镜和成像物镜收集物面反射条纹光至CMOS接收面。使用ZEMAX光学软件分别对三部分镜组进行优化设计, 分析了系统的像差和调制传递函数。设计结果表明: 共光路物镜部分采用长工作距离、大视场角及物方远心结构, 空间频率50lp/mm处, 各视场的MTF接近衍射极限; 投影光路畸变小于0.1%, 在投影面上全视场范围MTF在6lp/mm处大于0.8且条纹周期均匀; 成像光路畸变小于0.05%, 在全视场范围MTF在80lp/mm处大于0.3。仿真成像结果表明,在离焦量为+/-6mm时仍能达到景深范围内分辨率要求, 能有效提高3D AOI检测质量。且双光路双远心系统所用材料基本为普通玻璃且重复率较高, 利于加工和节省成本。