本文關(guān)鍵詞：光柵尺讀數(shù)頭微型光學(xué)顯微成像系統(tǒng)設(shè)計與研究

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【摘要】：隨著計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)與光柵刻劃技術(shù)的不斷推陳出新,使得光柵位移測量技術(shù)成為一個專項技術(shù)得到快速發(fā)展。由于其具有性能穩(wěn)定、精度高、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、機(jī)械加工、影像測量等領(lǐng)域。然而隨著實際應(yīng)用要求的不斷提高,為了滿足市場需求的日趨變化,光柵技術(shù)也在不停的發(fā)展更新。諸如采用CCD、CMOS圖像傳感器與計算機(jī)圖像識別技術(shù)結(jié)合的方式,為光柵技術(shù)的發(fā)展開辟了一條新的途徑。這些技術(shù)目前已經(jīng)被應(yīng)用到光柵尺課題上,采用顯微成像讀數(shù)頭系統(tǒng)讀取光柵,獲得清晰的光柵圖像,再利用數(shù)字圖像處理技術(shù)進(jìn)行細(xì)分。但是要獲得清晰的光柵圖像,就必須設(shè)計一套光學(xué)成像系統(tǒng)對編碼條紋進(jìn)行放大成像,然后再進(jìn)行編碼圖像的采集。因此光學(xué)鏡頭組成的微型成像系統(tǒng)就成為決定位置信息采集系統(tǒng)獲得清晰可辨圖像的關(guān)鍵。本文將通過對光柵尺進(jìn)行分析并從實驗中得到相關(guān)的成像要求,再根據(jù)相關(guān)的成像理論并借助光學(xué)設(shè)計仿真軟件ZEMAX設(shè)計出一款口徑小,光學(xué)總長控制在30mm以內(nèi),放大倍數(shù)為20倍的微型光學(xué)顯微成像物鏡。最后,對微型顯微成像物鏡進(jìn)行像質(zhì)評價與公差分析,結(jié)果表明,本文所設(shè)計的微型光學(xué)顯微成像系統(tǒng)滿足實際要求。
【關(guān)鍵詞】：光柵 讀數(shù)頭 成像 光學(xué) ZEMAX
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH742
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 光柵測量技術(shù)概述13-20
• 1.2.1 光柵位移傳感器的分類13-16
• 1.2.2 光柵位移傳感器的主要特點及應(yīng)用范圍16-17
• 1.2.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀17-20
• 1.3 研究的主要內(nèi)容20-21
• 1.4 本章小結(jié)21-22
• 第二章 光柵讀數(shù)頭原理及其成像系統(tǒng)分析22-30
• 2.1 光柵尺原理分析22-26
• 2.1.1 光電式光柵尺原理分析22-24
• 2.1.2 圖像識別光柵尺原理分析24-26
• 2.2 光柵讀數(shù)頭成像系統(tǒng)分析26-28
• 2.2.1 成像系統(tǒng)光學(xué)特性26-27
• 2.2.2 成像系統(tǒng)設(shè)計總體方案27-28
• 2.3 光柵讀數(shù)頭成像系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)分析28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 光柵讀數(shù)頭成像系統(tǒng)設(shè)計30-50
• 3.1 成像式光柵讀數(shù)頭的結(jié)構(gòu)與作用30-31
• 3.2 光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計流程分析31-32
• 3.3 像差理論與設(shè)計方法分析32-37
• 3.3.1 像差概述32-33
• 3.3.2 幾何像差原理33-36
• 3.3.3 波像差原理36-37
• 3.4 光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)37-49
• 3.4.1 設(shè)計工具簡介37-38
• 3.4.2 初級像差理論P(yáng)W形式求解初始結(jié)構(gòu)參數(shù)38-40
• 3.4.3 雙膠合透鏡組像差參量與結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)系40-41
• 3.4.4 透鏡各折射面曲率半徑的計算41-42
• 3.4.5 初始結(jié)構(gòu)參數(shù)的輸入與設(shè)置42-44
• 3.4.6 初始系統(tǒng)成像效果分析44-49
• 3.5 本章小結(jié)49-50
• 第四章 光柵讀數(shù)頭成像系統(tǒng)優(yōu)化50-63
• 4.1 兩種最優(yōu)化方法的數(shù)學(xué)原理50-51
• 4.1.1 適應(yīng)法50-51
• 4.1.2 阻尼最小二乘法51
• 4.2 評價函數(shù)的設(shè)定51-53
• 4.3 像差校正53-56
• 4.3.1 像差校正平衡方法53-54
• 4.3.2 像差校正與優(yōu)化54-56
• 4.4 系統(tǒng)像質(zhì)評價56-60
• 4.5 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果60-62
• 4.6 本章小結(jié)62-63
• 第五章 試驗與分析63-67
• 5.1 實驗評價方法與原則63-64
• 5.1.1 公差制定原則63
• 5.1.2 公差方式介紹63-64
• 5.2 實驗結(jié)果分析64-66
• 5.3 本章小結(jié)66-67
• 總結(jié)與展望67-69
• 課題總結(jié)67-68
• 課題展望68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文74-76
• 致謝76

【相似文獻(xiàn)】

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