通过利用ZEMAX光学工程设计软件设计了一款适用于手机的2倍内置式光学变焦距镜头。镜头仅由4片非球面的塑料透镜和1片BK7的红外滤光片构成,能够达到285 lp/mm的空间频率,可匹配1.75μm的COMS图像传感器,全视场RMS半径均小于艾利斑半径,全视场最大畸变小于3%,MTF值在1/2奈奎斯特频率处的大部分视场大于0.5,总长度小于9.2 mm。整个变焦距系统结构紧凑,分辨率高,成本低,可满足手机镜头光学变焦的要求。

镜头调制传递函数（MTF）的测量有正投影和逆投影两种方法。拍照手机镜头由于体积小、后焦短、所配感光器的像素越来越高，正投影法测量用的CMOS／CCD受其保护玻璃厚度和自身像素的制约而有局限性；逆投影法颠倒镜头成像系统物和像的位置，克服了手机镜头后焦、像素等的限制。实验结果证明逆投影法能快速测量拍照手机镜头的MTF，方便评定镜头的品质，有较大的实用价值。

利用ZEMAX光学软件设计出了一款适用于0.55″单片DLP微型投影机的广角数字微型投影镜头。镜头结构由6组8片镜片组成,具有结构简单、体形小、易加工、成本低等特点。镜头的有效焦距为8.25mm,相对孔径为1/2.2,全视场角为80.5°,最大口径小于24mm,光学总长控制在40mm,后工作距离为24mm。镜头有较好的成像质量,在镜头的分辨率66lp/mm处,所有视场的MTF值均大于0.45,全视场畸变量的绝对值小于0.7%,垂轴色差小于0.5个像元大小。

本文设计了一种快速、简便测试成相系统的调制传递函数MTF (Modulation Transfer Function)的方法--刃边扫描数学富利叶分析法,并用这种方法对影像质量分析仪的MTF进行了测试.试测结果表明,用该方法测试得出的MTF数据准确可靠.

设计了焦距26mm，F2．8的适用于1024×1024pixels，像元15μm×15μm面型硅TFC—CD的工厂车间监视镜头。分别设计了传统的全球面镜头和包含两片轴向梯度折射率材料镜头，轴向梯度折射率监视镜头比原普通全球面镜头减少了两片透镜。经过像质评价，后者像质有所提高。RMS从12．67μm减小到8．86μm；最大视场35lp／mm处最小MTF从0．18提高到0．43；畸变从-5．21％减小到0．76％。

针对评价CCD相机成像质量MTF方法的缺点，引入了最小可分辨对比度MRC这个评价指标，并研制了相应测量MRC的系统．在这个系统中采用两个重叠积分球分别对靶标的正反两面照明，通过改变这两个积分球的亮度就可以获得可变的对比度．实验结果表明：测量MRC系统测量亮度的误差可控制在±0．3cd／m^2以内；CCD相机的MRC随着空间频率的增加而增加；测量CCD相机的MRC是评价CCD相机成像质量的一种快速有效的方法．

建立了一个基于新型光学／数字成像系统（三次位相板编码系—CPP系统）的信噪比模型．该模型主要考虑了读出噪音及散粒噪音两种探测器噪音，同时加入光学系统调制传递函数（Modulation Transfer Function，MTF）的影响，考虑不同空间频率下噪音对信号的影响，推导出频率信噪比模型．利用该模型对一个光学／数字成像系统进行信噪比分析，结果表明，利用该模型进行分析后此光学系统可达到的理论焦深扩展范围为5个波长．

线扩散函数是评价成像系统成像质量的一个重要参数，线扩散函数的模拟分析与验证对成像仪的研制至关重要。本文首先分析中波红外全景成像仪探测器所接收到的辐亮度，从理论上估算了全景成像仪的线扩散函数，然后通过斜缝法加以验证，试验结果证实了理论模型的正确性。并对线扩散函数经离散傅里叶变换计算而得MTF传递函数，结果与理论得出的系统MTF基本符合，进一步证明了这种模拟分析方法的可行性。

红外热像仪性能参数标准的传递，是通过高精度黑体、标准靶标和标准准直器对其进行准确测试。而高精度黑体的量值可溯源到中国测试技术研究院建立的全辐照国家基准黑体辐射源，保证了测量高灵敏度热像仪的必备条件。目前，国家唯一的全辐照基准装置和红外热像仪性能参数检测校准装置达到国际同类标准的先进水平，在国内处于领先地位。