哈尔滨工业大学 航天学院,黑龙江 哈尔滨 150080
在利用计算液晶显示器子像素透过率矩阵来仿真和分析金属网格触控屏上产生的莫尔纹时,如果液晶显示器的子像素形状为不标准的非矩形形状,则会因为存在较大的形状误差而出现算法预测结果的准确度偏低的问题。为了解决该问题,提高算法预测结果的可靠性,本文针对一种具有特定形状的非矩形子像素液晶显示触控屏,通过改进子像素形状的生成算法,利用计算机模拟生成更加接近真实形状的子像素形状图形并扫描计算其透过率矩阵,再将得到的莫尔纹仿真图案在频域进行邻域滤波和低通滤波等处理得到反映莫尔纹可见度的特征频率,生成了以金属网格参数作为自变量的莫尔纹可见度预测表,并结合实验得到的判断频率来给出莫尔纹可见度的预测结果。实验结果表明,以2 lp·mm-1作为判断频率时,改进后算法的整体匹配率从76.4%提高到79.5%,可用的匹配率从67.57%提高到84.51%,算法的准确度和可靠性得到了显著的提高,能够为金属网格触控屏的生产厂家提供更可靠的预测结果。
莫尔纹 液晶显示器 金属网格触控屏 二维傅里叶变换 moire pattern liquid crystal display metal mesh touch screen Fourier transformation
哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
为了区分微米量级表面上方颗粒物灰尘与表面下方气泡粒子这两种表面缺陷,根据菲涅耳透射定律以及Mie散射理论,结合穆勒矩阵建立了两种表面缺陷的偏振透射模型,在此基础上通过仿真分析,得到元件折射率、缺陷种类、缺陷尺寸、入射波长、入射角度对两种表面缺陷粒子的偏振透射特性的影响。最终通过实验验证证明了模型具有较高的准确性,具备实际的仿真模拟分析和工程应用价值。
散射 偏振 缺陷检测 缺陷区分 光学学报
2021, 41(12): 1229001
哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种快速测量双向反射分布函数(BRDF)的子孔径扫描傅里叶变换系统。子孔径扫描傅里叶变换方法,使用单个傅里叶变换透镜进行测量,具有扩展单次测量视场、工作距离长、成本低以及系统简单等优点,可以在大空间频率范围内实现BRDF的快速有效测量。与角度细分光谱辐射计测量方法相比,子孔径扫描傅里叶变换方法具有更高的灵敏度和精度,提高了检测速度。该方法通过与子孔径扫描方法结合,测量样品平面上散射的光场,并在傅里叶空间中进行数值拼接,扩大了测量BRDF的角度范围。最后,利用对比实验数据对该方法进行了验证。实验结果表明,该方法与角度细分光谱辐射计的相对误差小于1%,测量时间是角度细分光谱辐射计的1/10,角度分辨率可以达到0.005°。这些结果为子孔径扫描傅里叶变换系统在快速BRDF测量中的应用提供了理论依据和技术支持。
散射 双向反射分布函数 傅里叶变换 测量 光学学报
2020, 40(13): 1329001
哈尔滨工业大学 航天学院,黑龙江 哈尔滨 150001
为了给海面溢油污染识别检测提供理论基础,根据菲涅尔反射公式的偏振反射系数,结合偏振双向反射率因子和粗糙海面的概率密度分布函数,建立了完善的pBRDF模型,仿真在不同太阳入射角度、不同探测器观测角度以及不同海面风速风向等条件下海水和油膜的偏振反射分布函数。结果表明:海水和油膜太阳天顶角为53°和56°时P偏振反射率分别为1.0×10?5和2.5×10?5,S偏振反射率随着太阳天顶角的增加而增加;海面风速越大偏振反射率峰值越小;海面风向只改变pBRDF的空间位置;海水和油膜线偏振度空间分布有明显差异。搭建实验平台相机以40°拍摄时,得出海水和油膜的线偏振度分别在0.2~0.4, 0.5~0.7之间,同时表明利用偏振探测获取目标场景的偏振度和偏振角图可提高图像质量。
油膜 偏振反射特性 oil slick pBRDF pBRDF polarization reflection characteristics 红外与激光工程
2020, 49(4): 0426002
哈尔滨工业大学航天学院空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出一种基于主成分分析法的装调方案;对理想的离轴三反系统的灵敏度矩阵进行处理,以获得系统失调量对残余像差敏感度的权重值,通过去除敏感度低的调整量来制定合理的装调方案;基于逆向优化法的计算机辅助装调技术原理,进行模拟装调及装调方案的验证。结果表明:采用所制定的装调方案可使装调精度达到10
-7量级,调整量从11个减少到6个,装调难度降低,光机结构的稳定性得到提高。
光学设计 计算机辅助装调 主成分分析法 离轴三反系统 逆向优化法