越偏離中心，像質越差；而如在高斯成像面上進行一定弧度的擺動，則可以發現像與中心同樣清晰。換句話說，讓成像面進行前后移動，可以清晰的觀察到中心像與邊緣的像的像質不同，不能保證同時清晰。場曲與像散一般來說是同時產生，透鏡對平面物體能夠結成的雙重影像，主像面為橫切線焦面，副像面為輻射線焦面。如果兩個像面不相重合就會發生像散現象；當兩個像面重合而形成一曲面、即為像場彎曲。像場變曲與像散同時產生，校正像散之后同，像場彎曲仍可單獨存在。三、場曲產生的原因場曲是由于中心視場和邊緣視場走過的光程不同，聚焦點則不同。換句話可以說是中心離鏡頭近，周邊離鏡頭遠，則中央與邊緣不能同時清晰，偏離現象隨著視場的增大而增大 ...

不變4. 成像質量符合要求在變焦系統中各組份應當遵循下面幾個規律：1. 通過改變組份間的間隔來改變系統的總焦距。如下圖，由?1和?2兩個組份組成的光學系統，總的光焦度為：φ= φ1+ φ2-dφ1φ2其中， d為兩個組份之間的間隔。φ1和φ2由于兩個組份設計已經固定，所以不會改變，從而如果要改變系統的焦距，即改變此系統的總的光焦度φ，那么就需要改變兩個組份之間的間隔d。所以變焦光學系統中總焦距改變的主動因素是改變活動組份相互之間的距離。2. 系統像面的位置需要保持在同一位置，即像面位移的補償依賴于各個運動組份共軛距該變量的總和為零來實現。如下圖，由?1和?2兩個組份組成的光學系統,.物點為A， ...

運動會導致圖像質量退化。而在很多實際應用場景中，常常需要對運動物體成像，如活細胞成像、安全監控、自動駕駛、空中預警等。如何提升對運動物體成像的能力是關聯成像走向應用亟需解決的關鍵問題之一。二、運動物體關聯成像技術手段首先是提升成像速度，對運動物體成像，唯快不破。影響關聯成像速度的因素主要包括光源刷新頻率和成像算法耗時。因此提升關聯成像速度的思路有提升光源刷新頻率、開發實時算法兩個技術方向。現階段關聯成像常用的光源調制器件包括毛玻璃、數字微鏡器件、LED陣列，最快刷新頻率可以達到100MHz量級。近年來出現的波導相位調制集成光路等技術使得光源調制方式實現了固態化（見圖2）。本課題組也自主研制了大 ...

包括速度、圖像質量、簡單性、魯棒性和成本等。而將3D相機直接架設到機器人手臂上的方式（eye in hand）因其靈活有效，相機可以在其最佳空間中工作，而不考慮工作空間界限和機器人伸展范圍的限制。目前，主流的3D相機要么沒有足夠優秀的三維圖像質量，要么太慢，太大，或太重。典型的3D相機還缺少足夠的魯棒性，無法承受手臂機器人的機械沖擊。幸運的是，這些挑戰已經被成功攻克。ZIVID設計的全新一代ZIVID TWO 3D彩色相機可以通過機器人手臂（見圖1）安裝提供持續性、一致性的高質量的點云數據。圖1 ZIVID TWO 3D彩色相機通過機器人手臂安裝ZIVID TWO 具有以下的特點：一、體積小巧 ...

小像差系統成像質量的一個比較嚴格而又可靠的方法，但是缺點是計算起來相當復雜，不便于實際應用。瑞利判斷瑞利判斷：實際波面與參考球面之間的最大偏離量，即波像差不超過1/4波長時，此時實際波面可認為是無缺陷的。該判斷提出兩個標準，即：有特征意義的是波像差的最大值；波像差最大值的容許量不超過1/4波長。但是瑞利判斷是不夠嚴密的，它只考慮了波像差的最大值，而未考慮波面上缺陷部分在整個面積中所占的比重。透鏡中的一個小氣泡或透鏡表面的一條很細的該痕,都會引起好幾個波長的波像差，但這種缺陷只占波面上極小的局部區域,對成像質量并沒有顯著影響。瑞利判斷的優點是便于實際使用，由于波像差與幾何像差之間的關系比較簡單， ...

統。球差對成像質量的危害，是它在理想平面上引起半徑為的彌散圓。 稱為垂軸球差，它與軸向球差之間有如下關系：由于各環帶的光線都有各自的球差，當軸上物點發出的充滿人瞳的一束光通過光學系統后，這束光的各環帶光線不能交于同一點，在像面上將得到圓形的彌散斑，并且近軸像的位置并不一定是最小彌散圓的位置，可以將實際像面在近軸像的位置前后移動，找到對軸上點成像的最佳像面。圖上所示的12345孔徑帶的即為一光學系統在像面前后一段距離內的軸上點成像彌散斑。軸上點以單色光成像時只有球差，但軸上點以近軸細光束所成的像是理想的，可見,軸上點球差完全是由于光束的孔徑角增大而引起的。所以，大孔徑系統只允許有足夠小的球差。同 ...

辨成像系統成像質量，與壓縮感知方法應用有關。壓縮感知理論想要達成以Z小化數據量達到正常數據量類似效果，與超分辨成像理念契合。然而Z小化數據量也需要數據的精準性保證超分辨重建結果準確。所以作為產生信息的DMD超分辨成像光學系統，其裝調誤差就是必然要考慮的因素。分析光學系統的誤差首先要建立DMD超分辨成像光學系統的成像模型，引入適當的偏心、傾斜、鏡片間隔誤差、離焦等裝調誤差，模擬實驗過程產生的誤差。然后得出重建結果的峰值信噪比(Peak Signal to Noise Ratio, PSNR)，以此作為評價圖像質量的指標。PSNR單位是dB，衡量圖像失真程度的量，數值越小越失真，值低于20dB時圖 ...

只能要求它的像質與軸上點一致，即具有相同程度的成像缺陷，我們稱之為等暈成像 (aplanatic image formation)。既然軸上點成像時只有球差，那么，根據等暈成像的要求，在垂軸平面上與之無限靠近的軸外點也只有球差，并且對應孔徑角球差相等，二者具有相同的光束結構，如下圖所示。這時所要滿足的條件稱等暈條件(aplanatic condition)。即若OSC=0,表示系統滿足等暈條件,OSC 稱為正弦差。當軸上點由于球差而不完善成像時，滿足此條件可使垂軸小面積等暈成像。從以上公式可見,為計算正弦差以判斷近軸點的像質，只需利用軸上點的光線計算結果,外加一條第二近軸光線的計算即可達到目的 ...

成像物鏡的成像質量。3. 視場角成像物鏡的視場角決定了能在光電圖像傳感器上成像的良好空間范圍。要求成像物鏡所成的景物圖像要大于圖像傳感器的有效面積。這些參數之間相互制約，不可能同時提高，在實際應用中根據情況適當選擇。還有另一部分與光電成像器件有關的參數1. 掃描速率不同的掃描方式有不同的掃描速率要求。單元光機掃描方式的掃描速率由掃描機構在水平和垂直兩個方向的運動速率決定。多元光機掃描方式圖像傳感器的行掃描速率取決于讀取一行像元所需時間和行內像元數。固體自掃描圖像傳感器的水平掃描速率取決于傳感器水平行的像元數和行掃描時間之比；垂直方向的場掃描速率取決于傳感器在垂直方向的像元行數和場掃描時間之比。 ...

1436Hz純相位空間光調制器在雙光子/鈣離子成像中的應用一、引言雙光子成像是利用雙光子吸收的一種成像技術，雙光子吸收是指原子或分子在時間和空間上同時吸收兩個光子而躍遷到高能級的現象。因此反應概率遠小于一般的單光子吸收，它的幾率正比于光強度的平方。神經元鈣成像（calcium imaging）技術的原理就是借助鈣離子濃度與神經元活動之間的嚴格對應關系，利用特殊的熒光染料或者蛋白質熒光探針（鈣離子指示劑，calcium indicator），將神經元當中的鈣離子濃度通過雙光子吸收激發的熒光強度表征出來，從而達到檢測神經元活動的目的。美國Meadowlark Optics公司專注于模擬尋找純相位空 ...