长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
我国鼻内窥镜受加工, 装调等因素的影响, 内窥镜在实际使用时的分辨率及像差情况要明显差于设计水平, 论文经过公差分析, 得出偏心公差对结果影响巨大, 基于以上问题, 文章在设计的一款视场角为80°, 入瞳直径为0.2mm的鼻窦物镜基础上, 模拟装调误差, 提出在不改变装调后鼻窦物镜机械结构的前提下, 在物镜保护玻璃前方加入掩膜相位板补偿装调误差导致的成像质量下降; 从设计结果可知, 添加掩膜相位板后系统传函图从在空间频率30lp/mm等于0提升到170lp/mm大于0.2; 用N3鉴别率板检测系统分辨率, 物方可分辨18组左右, 物方分辨率为15μm。由此可知在补偿掩膜相位板的设计中, 在不改变原设计基础上, 可明显提高像质。
鼻窦物镜 偏心误差 掩膜相位板 像质分析 nose sinus objective lens eccentricity error phase plate image quality analysis
1 南宁学院土木与建筑工程学院,南宁 530200
2 桂林理工大学南宁分校土木与测绘工程系,崇左 532100
为研究偏心距、配箍率对玻璃纤维复合材料(GFRP)筋珊瑚礁混凝土柱偏心受压承载性能和弯曲延性的影响,对5根珊瑚礁混凝土柱进行偏心受压试验,研究偏心距对试件承载性能、GFRP纵筋应变、混凝土应变、竖向位移及柱中挠度的影响。基于上述5组偏心距,采用ANSYS软件建立15根珊瑚礁混凝土柱模型,即每组偏心距下分别设计0.375%(箍筋间距分别为100、75、50 mm,下同)、0.500%、0.750%三种配箍率构件。最后,提出构件弯曲延性、截面曲率的计算方法。结果表明:随着偏心距增加,构件的承载力减小,受压侧GFRP纵筋应变增长速度减小;配箍率的增加不仅提高了试件承载力,同时减小了柱中挠度。构件承载力及弯曲延性的理论计算值同ANSYS软件模拟结果吻合良好。
GFRP筋 珊瑚礁混凝土 偏心受压 配箍率 承载性能 弯曲延性 截面曲率 GFRP bar coral concrete eccentric compression stirrup ratio bearing capacity bending ductility sectional curvature
1 郑州轻工业大学 物理与电子工程学院 河南省磁电信息功能材料重点实验室,河南 郑州 450000
2 郑州轻工业大学 物理与电子工程学院 郑州市信息光学与光电技术重点实验室,河南 郑州 450000
3 浙江大学 光电科学与工程学院 现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
为提升线结构光传感器的标定效率与精度,设计了一种集成自背光可调节位姿的平面棋盘格-同心圆互补线结构光标定系统。该系统基于同心圆圆心的真实投影位置与投影椭圆圆心位置的几何关系,建立非线性优化偏心误差补偿模型,精确得到透射投影下圆心偏心误差补偿位置。该方法与传统标定方法对比降低重投影误差84.7%,有效解决了圆形标志物偏心误差补偿的高精度标定难题。通过将相机坐标系下过光心、光条中心线的平面与靶标平面结合,多次获取空间交线的坐标信息增加特征点,并使用最小二乘法拟合光平面方程,解决了因特征点少从而平面拟合标定精度较低的问题。在复杂环境下重复实验测得大尺寸砂轮外径误差均值为0.005 1 mm,结果表明该标定系统具有一定的准确性和简便实用性。
线结构光 标定系统 偏心误差补偿 平面拟合 line structured light calibration system eccentric error compensation plane fitting
光学 精密工程
2022, 30(17): 2067
1 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室,上海 200444
2 上海宇航系统工程研究所,上海 201108
3 上海卫星工程研究所,上海 200240
4 上海航天电子技术研究所,上海 201108
研究了透视投影对同心圆偏心误差的影响并建立了偏心误差数学模型,提出一种基于同心圆偏心误差补偿迭代的高精度相机标定方法,使用基于几何约束的优化算法不断更新同心圆中心投影坐标,以精确地定位图像中同心圆的控制点投影中心,从而实现相机高精度标定。实验和仿真结果验证了所提方法在视觉应用中的有效性。与传统方法相比,所提方法可为计算机视觉和三维重建任务提供更准确的相机标定结果。
测量 同心圆 偏心误差补偿 几何约束 相机标定 迭代优化 光学学报
2022, 42(19): 1912003
西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
透射式光学系统中透镜中心偏误差的存在, 影响了光学系统的共轴性, 从而产生了偏心像差, 影响了成像质量。非球面透镜的应用可以减少光学系统的像差, 越来越被广泛使用。为了研究非球面透镜和球面透镜的中心偏误差带来的系统偏心像差的差异, 提出了一种最佳光轴拟合对光学系统中心偏误差分析的方法。结合塞德尔多项式, 利用Zemax软件对系统加入失调参量, 引出相同中心偏误差对球面和非球面系统像差影响的差异。研究结果表明, 非球面透镜的中心偏误差引起的光学系统像差较大。相较于球面透镜, 在非球面透镜的加工制造过程中, 要更加严格地控制其中心偏误差。
非球面透镜 中心偏误差 透射式光学系统 光学仿真 偏心像差 aspheric lens center deviation error transmissive optical system optical simulation eccentric aberration
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所精密仪器与装备研发中心,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
为了消除偏心摄影验光设备测量人眼屈光度的误差,使拍摄的人眼照片更清晰,对偏心摄影视力筛查设备的成像光学系统进行了设计。该镜头工作距离为1000 mm,总长为51.4554 mm,系统焦距为46.7 mm,F数为2.8。通过优化设计后该系统的最大畸变小于0.3%,很好地校正了球差、场曲和畸变。该偏心摄影成像光学系统结构具有简单、紧凑,且成像质量良好等特点,可以满足偏心摄影验光设备的成像要求。
光学设计 偏心摄影验光 屈光状态 暗区高度 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1322002
1 武汉纺织大学 电子与电气工程学院 纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室,湖北 武汉 430200
2 中南民族大学 生物医学工程学院 医学信息分析及肿瘤诊疗湖北省重点实验室,湖北 武汉 430074
在人体运动监测的过程中,膝关节运动信息在中老年慢性疾病的诊断和康复评估方面具有重要意义。研制了一种基于光纤马赫曾德尔干涉曲率传感器(Mach-Zehnder interferometer-based directional bending,MZI-BDB)的膝关节弯曲检测系统。该系统由MZI-BDB传感器、扫频激光光源、光纤耦合器、光纤隔离器、光电探测器及信号处理系统构成。MZI-BDB传感器由偏心光纤和单模光纤错位熔接而成,封装于软硅树脂片内,通过绑带固定于膝关节处。当膝关节屈曲和伸展时,诱导MZI-BDB传感器发生弯曲,传感器内透射光信号干涉场的模场状态发生变化,谐振波长发生漂移,从而对膝关节的弯曲方向和曲率进行监测。MZI-BDB传感器在正向和负向弯曲的测量角度范围为0°~90°;在正向弯曲方向上灵敏度和分辨率分别为5.29 nm/m−1和0.11 m−1;在负向弯曲方向上的灵敏度和分辨率分别为−3.11 nm/m−1和0.12 m−1。实验测试MZI-BDB传感器温度敏感度为0.043 nm/℃,该结果显示传感器对温度的不敏感特性。光电编码器与MZI-BDB传感器同时进行数据的传感采集。实验结果表明:该检测系统和光电编码器验证平台在准确度和响应度上具有一致性。
光纤传感器 偏心光纤 曲率传感器 步态分析 optical fiber sensing eccentric core optical fiber curvature sensor gait analysis 红外与激光工程
2021, 50(12): 20210195