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液体变焦透镜研究

作　者: 时明
导　师: 竺子民
学　校: 华中科技大学
专　业: 光电信息工程
关键词: 液体变焦透镜非球面透镜轮廓测量图像处理光学传递函数调制传递函数
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本论文介绍了液体变焦透镜的发展历程,应用领域以及目前取得的一些研究成果。分析研究了浸润现象与接触角等相关知识,介绍了光学传递函数的计算方法,用频谱对比的方法测量了透镜的调制传递函数(MTF),并与理论结果进行了对比分析;利用图像处理的方法获取了所构建的液体变焦透镜的表面轮廓,分析了重力作用对液体透镜成像质量的影响。完成的主要工作有:(1)组建简易的液体变焦透镜模型,并对其变焦性能进行测试。构建了直径为6mm的基于压力感应的液体变焦透镜,利用构建的液体变焦透镜对不同距离上的目标物进行成像来测试其变焦能力。(2)利用图像处理的方法获取了液体变焦透镜的轮廓;利用数学软件Matlab对获取的轮廓数据进行多项式拟合;分析了液体体积与轮廓之间的变化关系;利用光学软件ZEMAX对获取的液滴轮廓进行了光学特性分析。(3)研究了基于频谱对比测量调制传递函数的方法。从调制传递函数(MTF)的定义出发,分别对物、像光强分布进行傅立叶变换,计算频率分量的对比度(调制度),通过对比度之比来获取被测系统的调制传递函数。取得的主要成果有:(1)利用图片处理的方法获取了液滴的轮廓图。(2)提出频谱对比与图像处理相结合的方法来测量透镜的光学传递函数。(3)提出重力作用对液体变焦透镜成像质量的影响。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 液体变焦透镜的典型应用  9-10
  1.2 液体变焦透镜的研究状况  10-14
  1.3 本课题的主要研究内容及论文结构  14-15
2 理论基础  15-34
  2.1 表面浸润与接触角  15-18
  2.2 像差理论  18-23
  2.3 像质评价  23-31
  2.4 非球面透镜  31-34
3 液滴轮廓测量及透镜分析  34-50
  3.1 数据测量  34-42
  3.2 液滴轮廓的曲线拟合  42-44
  3.3 液滴体积与轮廓关系  44-46
  3.4 液体变焦透镜的ZEMAX 分析.  46-50
4 液体透镜光学传递函数测量  50-61
  4.1 光学传递函数测量技术  50-53
  4.2 实验原理  53-55
  4.3 数据处理  55-61
5 总结与展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-68
附录1 实验数据  68-70
附录2 MATLAB 程序单  70-72

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