越偏离中心，像质越差；而如在高斯成像面上进行一定弧度的摆动，则可以发现像与中心同样清晰。换句话说，让成像面进行前后移动，可以清晰的观察到中心像与边缘的像的像质不同，不能保证同时清晰。场曲与像散一般来说是同时产生，透镜对平面物体能够结成的双重影像，主像面为横切线焦面，副像面为辐射线焦面。如果两个像面不相重合就会发生像散现象；当两个像面重合而形成一曲面、即为像场弯曲。像场变曲与像散同时产生，校正像散之后同，像场弯曲仍可单独存在。三、场曲产生的原因场曲是由于中心视场和边缘视场走过的光程不同，聚焦点则不同。换句话可以说是中心离镜头近，周边离镜头远，则中央与边缘不能同时清晰，偏离现象随着视场的增大而增大 ...
不变4. 成像质量符合要求在变焦系统中各组份应当遵循下面几个规律：1. 通过改变组份间的间隔来改变系统的总焦距。如下图，由∅1和∅2两个组份组成的光学系统，总的光焦度为：φ= φ1+ φ2-dφ1φ2其中， d为两个组份之间的间隔。φ1和φ2由于两个组份设计已经固定，所以不会改变，从而如果要改变系统的焦距，即改变此系统的总的光焦度φ，那么就需要改变两个组份之间的间隔d。所以变焦光学系统中总焦距改变的主动因素是改变活动组份相互之间的距离。2. 系统像面的位置需要保持在同一位置，即像面位移的补偿依赖于各个运动组份共轭距该变量的总和为零来实现。如下图，由∅1和∅2两个组份组成的光学系统,.物点为A， ...
运动会导致图像质量退化。而在很多实际应用场景中，常常需要对运动物体成像，如活细胞成像、安全监控、自动驾驶、空中预警等。如何提升对运动物体成像的能力是关联成像走向应用亟需解决的关键问题之一。二、运动物体关联成像技术手段首先是提升成像速度，对运动物体成像，唯快不破。影响关联成像速度的因素主要包括光源刷新频率和成像算法耗时。因此提升关联成像速度的思路有提升光源刷新频率、开发实时算法两个技术方向。现阶段关联成像常用的光源调制器件包括毛玻璃、数字微镜器件、LED阵列，最快刷新频率可以达到100MHz量级。近年来出现的波导相位调制集成光路等技术使得光源调制方式实现了固态化（见图2）。本课题组也自主研制了大 ...
包括速度、图像质量、简单性、鲁棒性和成本等。而将3D相机直接架设到机器人手臂上的方式（eye in hand）因其灵活有效，相机可以在其最佳空间中工作，而不考虑工作空间界限和机器人伸展范围的限制。目前，主流的3D相机要么没有足够优秀的三维图像质量，要么太慢，太大，或太重。典型的3D相机还缺少足够的鲁棒性，无法承受手臂机器人的机械冲击。幸运的是，这些挑战已经被成功攻克。ZIVID设计的全新一代ZIVID TWO 3D彩色相机可以通过机器人手臂（见图1）安装提供持续性、一致性的高质量的点云数据。图1 ZIVID TWO 3D彩色相机通过机器人手臂安装ZIVID TWO 具有以下的特点：一、体积小巧 ...
小像差系统成像质量的一个比较严格而又可靠的方法，但是缺点是计算起来相当复杂，不便于实际应用。瑞利判断瑞利判断：实际波面与参考球面之间的最大偏离量，即波像差不超过1/4波长时，此时实际波面可认为是无缺陷的。该判断提出两个标准，即：有特征意义的是波像差的最大值；波像差最大值的容许量不超过1/4波长。但是瑞利判断是不够严密的，它只考虑了波像差的最大值，而未考虑波面上缺陷部分在整个面积中所占的比重。透镜中的一个小气泡或透镜表面的一条很细的该痕,都会引起好几个波长的波像差，但这种缺陷只占波面上极小的局部区域,对成像质量并没有显著影响。瑞利判断的优点是便于实际使用，由于波像差与几何像差之间的关系比较简单， ...
统。球差对成像质量的危害，是它在理想平面上引起半径为的弥散圆。 称为垂轴球差，它与轴向球差之间有如下关系：由于各环带的光线都有各自的球差，当轴上物点发出的充满人瞳的一束光通过光学系统后，这束光的各环带光线不能交于同一点，在像面上将得到圆形的弥散斑，并且近轴像的位置并不一定是最小弥散圆的位置，可以将实际像面在近轴像的位置前后移动，找到对轴上点成像的最佳像面。图上所示的12345孔径带的即为一光学系统在像面前后一段距离内的轴上点成像弥散斑。轴上点以单色光成像时只有球差，但轴上点以近轴细光束所成的像是理想的，可见,轴上点球差完全是由于光束的孔径角增大而引起的。所以，大孔径系统只允许有足够小的球差。同 ...
辨成像系统成像质量，与压缩感知方法应用有关。压缩感知理论想要达成以Z小化数据量达到正常数据量类似效果，与超分辨成像理念契合。然而Z小化数据量也需要数据的精准性保证超分辨重建结果准确。所以作为产生信息的DMD超分辨成像光学系统，其装调误差就是必然要考虑的因素。分析光学系统的误差首先要建立DMD超分辨成像光学系统的成像模型，引入适当的偏心、倾斜、镜片间隔误差、离焦等装调误差，模拟实验过程产生的误差。然后得出重建结果的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)，以此作为评价图像质量的指标。PSNR单位是dB，衡量图像失真程度的量，数值越小越失真，值低于20dB时图 ...
只能要求它的像质与轴上点一致，即具有相同程度的成像缺陷，我们称之为等晕成像 (aplanatic image formation)。既然轴上点成像时只有球差，那么，根据等晕成像的要求，在垂轴平面上与之无限靠近的轴外点也只有球差，并且对应孔径角球差相等，二者具有相同的光束结构，如下图所示。这时所要满足的条件称等晕条件(aplanatic condition)。即若OSC=0,表示系统满足等晕条件,OSC 称为正弦差。当轴上点由于球差而不完善成像时，满足此条件可使垂轴小面积等晕成像。从以上公式可见,为计算正弦差以判断近轴点的像质，只需利用轴上点的光线计算结果,外加一条第二近轴光线的计算即可达到目的 ...
成像物镜的成像质量。3. 视场角成像物镜的视场角决定了能在光电图像传感器上成像的良好空间范围。要求成像物镜所成的景物图像要大于图像传感器的有效面积。这些参数之间相互制约，不可能同时提高，在实际应用中根据情况适当选择。还有另一部分与光电成像器件有关的参数1. 扫描速率不同的扫描方式有不同的扫描速率要求。单元光机扫描方式的扫描速率由扫描机构在水平和垂直两个方向的运动速率决定。多元光机扫描方式图像传感器的行扫描速率取决于读取一行像元所需时间和行内像元数。固体自扫描图像传感器的水平扫描速率取决于传感器水平行的像元数和行扫描时间之比；垂直方向的场扫描速率取决于传感器在垂直方向的像元行数和场扫描时间之比。 ...
1436Hz纯相位空间光调制器在双光子/钙离子成像中的应用一、引言双光子成像是利用双光子吸收的一种成像技术，双光子吸收是指原子或分子在时间和空间上同时吸收两个光子而跃迁到高能级的现象。因此反应概率远小于一般的单光子吸收，它的几率正比于光强度的平方。神经元钙成像（calcium imaging）技术的原理就是借助钙离子浓度与神经元活动之间的严格对应关系，利用特殊的荧光染料或者蛋白质荧光探针（钙离子指示剂，calcium indicator），将神经元当中的钙离子浓度通过双光子吸收激发的荧光强度表征出来，从而达到检测神经元活动的目的。美国Meadowlark Optics公司专注于模拟寻找纯相位空 ...
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