光學系統(tǒng)

作為MEMS激光雷達重要組成部分，分為發(fā)射光學系統(tǒng)和接收光學系統(tǒng)，發(fā)射光學系統(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)計難點是MEMS掃描振鏡的鏡面面積較小，限制光束的直徑，直接影響準直光束的發(fā)散角。1、長筒光學系統(tǒng)：即物鏡像方焦點到目鏡物方焦點的距離，采用有限遠光學系統(tǒng)。接收光學系統(tǒng)主要任務(wù)是在保證口徑的前提下接收更大視場范圍內(nèi)的回波光束，主要設(shè)計難點是光電探測器面積有限，會限制接收光學系統(tǒng)相對孔徑和視場。

 當時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，在空間光學領(lǐng)域利用光學設(shè)備對空間和地球進行觀測與研究，包括空間天文觀測、深空探測和對地探測等，無論是長鏡筒的望遠鏡，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行工作。這樣雖然增加了光學設(shè)計的難度，但在照明光路中使用膠合組來補償色差和球差，使觀察瞄準光路的像質(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鏡的光學系統(tǒng)：星光射向由凸透鏡構(gòu)成的物鏡后聚焦于A點的焦平面上，A處又位于由凸透鏡構(gòu)成的目鏡的焦平面上，當聚集在該處的星光向前行進時，經(jīng)該目鏡所發(fā)散，變成平行光射出，這種望遠鏡叫開普勒式折射望遠鏡。與眼底相機相比，的區(qū)別是：用密測試技術(shù)方面的研究，CCD取代照相底片，是一個探測器，且倍率是縮小的。由于開普勒式望遠鏡可以在物鏡和目鏡的共同焦平面A處安裝用于測量的“十”字坐標網(wǎng)格，極大的方便了使用和觀測，因此后來用于目視觀測的折射望遠鏡都被做成了開普勒式。

光學系統(tǒng)與機器視覺：
簡單容易的光學系統(tǒng)，其實是機器視覺系統(tǒng)為關(guān)鍵的部分，往往關(guān)系到視覺系統(tǒng)的成敗。打光的主要目標是選擇合適的光源以某種合適的方式將光線投射到被測物體上，突出被測特征部分與背景的對比度，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零件成像于物空間時，其中對軸上物點張角為的那個像，或當物在無窮遠時孔徑為的那個像所對應(yīng)的光孔，一定是孔徑光闌。機器視覺是自動化的一部分，把圖像中的特征信息通過一定的算法提取出來，終應(yīng)用到實際工程中。因為目標信息包含在圖像中，所以圖像本身的質(zhì)量對整個視覺系統(tǒng)而言就成為了關(guān)鍵所在。