光學(xué)系統(tǒng)

作為MEMS激光雷達(dá)重要組成部分，分為發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)和接收光學(xué)系統(tǒng)，發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的主要任務(wù)是減小發(fā)射光束的發(fā)散角，使其光束質(zhì)量更好，主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)是MEMS掃描振鏡的鏡面面積較小，限制光束的直徑，直接影響準(zhǔn)直光束的發(fā)散角。1、長(zhǎng)筒光學(xué)系統(tǒng)：即物鏡像方焦點(diǎn)到目鏡物方焦點(diǎn)的距離，采用有限遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)。接收光學(xué)系統(tǒng)主要任務(wù)是在保證口徑的前提下接收更大視場(chǎng)范圍內(nèi)的回波光束，主要設(shè)計(jì)難點(diǎn)是光電探測(cè)器面積有限，會(huì)限制接收光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)孔徑和視場(chǎng)。

 當(dāng)時(shí)解決辦法就是盡量減小物鏡表面的曲率，這樣能有效減小色差，這樣做的缺點(diǎn)也是顯而易見的，由于物鏡曲率減小，其焦距和鏡筒的尺寸必須拉得很長(zhǎng)，在空間光學(xué)領(lǐng)域利用光學(xué)設(shè)備對(duì)空間和地球進(jìn)行觀測(cè)與研究，包括空間天文觀測(cè)、深空探測(cè)和對(duì)地探測(cè)等，無(wú)論是長(zhǎng)鏡筒的望遠(yuǎn)鏡，還是后來經(jīng)過改善的冕牌玻璃凸透鏡加火石玻璃凹透鏡的望遠(yuǎn)鏡，他們雖然結(jié)構(gòu)有所不同，但是其自身的原理是不變的，他們都利用光的折射原理進(jìn)行工作。這樣雖然增加了光學(xué)設(shè)計(jì)的難度，但在照明光路中使用膠合組來補(bǔ)償色差和球差，使觀察瞄準(zhǔn)光路的像質(zhì)得到了保證。

開普勒以理論的形式提出了一種新的折射望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)：星光射向由凸透鏡構(gòu)成的物鏡后聚焦于A點(diǎn)的焦平面上，A處又位于由凸透鏡構(gòu)成的目鏡的焦平面上，當(dāng)聚集在該處的星光向前行進(jìn)時(shí)，經(jīng)該目鏡所發(fā)散，變成平行光射出，這種望遠(yuǎn)鏡叫開普勒式折射望遠(yuǎn)鏡。與眼底相機(jī)相比，的區(qū)別是：用密測(cè)試技術(shù)方面的研究，CCD取代照相底片，是一個(gè)探測(cè)器，且倍率是縮小的。由于開普勒式望遠(yuǎn)鏡可以在物鏡和目鏡的共同焦平面A處安裝用于測(cè)量的“十”字坐標(biāo)網(wǎng)格，極大的方便了使用和觀測(cè)，因此后來用于目視觀測(cè)的折射望遠(yuǎn)鏡都被做成了開普勒式。

光學(xué)系統(tǒng)與機(jī)器視覺：
簡(jiǎn)單容易的光學(xué)系統(tǒng)，其實(shí)是機(jī)器視覺系統(tǒng)為關(guān)鍵的部分，往往關(guān)系到視覺系統(tǒng)的成敗。打光的主要目標(biāo)是選擇合適的光源以某種合適的方式將光線投射到被測(cè)物體上，突出被測(cè)特征部分與背景的對(duì)比度，降低后續(xù)軟件算法的難度，提高軟件的穩(wěn)定性。由于軸上點(diǎn)的成像光束被孔徑光闌所限制，易于想到，將系統(tǒng)的所有光孔分別通過其前面的光學(xué)零件成像于物空間時(shí)，其中對(duì)軸上物點(diǎn)張角為的那個(gè)像，或當(dāng)物在無(wú)窮遠(yuǎn)時(shí)孔徑為的那個(gè)像所對(duì)應(yīng)的光孔，一定是孔徑光闌。機(jī)器視覺是自動(dòng)化的一部分，把圖像中的特征信息通過一定的算法提取出來，終應(yīng)用到實(shí)際工程中。因?yàn)槟繕?biāo)信息包含在圖像中，所以圖像本身的質(zhì)量對(duì)整個(gè)視覺系統(tǒng)而言就成為了關(guān)鍵所在。