针对数字光处理（DLP）投影机所用光源,提出了基于光阑小孔成像和CCD相机的光源色度坐标和亮度分布测量方法,建立了相应的光源测试系统.分析了DLP光源的结构及其对锥形光束的影响,并对测试系统中的CCD进行了光谱响应曲线测试和三基色校正,以得到准确的颜色测量值.测试结果表明,绝大多数DLP光源的色度坐标与D65光源接近,而光源的亮度分布特性对最终DLP投影画面的成像质量有很大的影响,并可用几何中心与亮度中心之间的偏差来表示.

为实现机载CCD像机的图像旋正，采用了基于DSP技术(TMS320F240)的机械消旋控制方法，充分利用了DSP的硬件和软件资源，实现了较高精度的消旋控制。在介绍TMS320F240的主要特点、功能及结构基础上，重点描述了它在CCD像机消旋控制器中应用的硬件结构及其算法流程，给出以这种算法流程进行控制的实验结果。实验结果满足控制精度要求。

对于光纤锥或光纤面板耦合的CCD相机所获图像中存在的响应非均性问题进行了阐述,分析了CCD相机输出信号的构成情况和图像传递间的响应关系,并给出了相应的表达式.利用平场校正方法对存在较严重非均性的图像进行了处理,处理过程分为三步首先获取系统的暗本底图像(包括了暗电流及系统偏置),所选择的积分时间与被用来校正的图像的积分时间相同;其次,获取均匀光场的图像,并将其作为平场校正的参考图像;最后扣除本底,用相对标定的方法对图像进行校正,从而获得图像各像素响应率的相对标定系数,再用它对原始图像进行平场校正即可获得很好的结果.校正后的图像更清晰,噪声更小,很多细节都能在灰度图像中直接看出,经过边界处理和伪彩显示后可清晰地看到小于0.1mm的细缝,达到了图像精密处理的效果.

对于光纤锥耦合的CCD相机中存在的响应非均性问题进行了阐述,针对这种类型的系统的平场校正方法进行了仔细的研究,分析了CCD相机输出信号的构成情况,并利用这些方法对实际存在较严重的非均匀问题的图像进行处理,获得了很好的结果,达到了图像精密处理的效果.

对HL-1M装置上使用的CCD相机成象的空间位置进行校准,给出径向远方景点和近方景点在瞄准平面的投影点的物长公式,并在校准的基础上修正安全因子q径向分布的测量结果.详细讨论了此诊断方法的注意事项和改进方法,并提出一些当前可行的建议.

科学级CCD相机是目前微光图像增强及其光电转换的重要器件.本文从图像转换质量的角度,以科学级CCD相机为对象,研究了面阵CCD像元特性不一致性的性质及其校正方法,揭示了这种不一致性是造成图像降质的重要原因,采用本文提出的CCD像元校正方法是获取高质量图像的重要途径.

讨论了一种基于光学的火焰／温度场测量系统的标定方法。借助黑体炉等标定源，利用温控系统提供温度参数，经CCD系统成像得到图像的灰度值，通过函数拟合获得辐射图像灰度与温度之间的关系。通过调整不同的快门速度，扩大了CCD的动态范围，从而扩大测温范围。应用图像处理技术对辐射图像去噪，对标定数据进行了整理和拟合，并对结果进行了分析。

为了检测双电机单元光纤定位机构的定位误差,搭建了光学检测装置,用CCD相机对光纤头进行拍照来确定光纤在空间的准确位置.对光纤的重复性定位误差和到目标点的误差进行了检测.实验结果表明这一机构能够满足LAMOST工程对光纤定位的小于40μm的精度要求.

设计出一种基于棱镜-光栅-棱镜组合分光方式的显微高光谱成像实验系统.系统根据推帚式成像光谱仪的原理进行设计,采用棱镜-光栅-棱镜组合元件在后光学系统进行光谱分光,利用高精度载物台自动装置驱动样品进行推扫成像,选用PCI总线作为数据采集的微机接口.整个系统由显微镜、分光计、面阵CCD相机、载物台自动装置以及数据采集与控制模块等几部分组成.系统的光谱范围从400 nm到800 nm,120个波段,光谱分辨率优于5 nm,空间分辨率大约1 μm.该系统具有直视性、光谱分辨率高、结构紧凑、成本低等优点;不仅能够提供微小物体在可见光范围的单波段显微图像,而且能够获得图像中任一像素的光谱曲线,实现了光谱技术和显微成像技术的结合,成功的将成像光谱技术应用到显微领域,可广泛应用于临床医学、生物学、材料学、微电子学等学科领域.

太阳极紫外和X射线成像观测是空间天气研究的重要内容,空间太阳极紫外(EUV)成像望远镜是为空间天气研究和预报研制的仪器。介绍了国内外太阳极紫外和X射线成像的发展状况,在此基础上引入19.5nm成像观测的科学目标。阐述了望远镜光学系统和成像相机传感器的设计。前者包括光学结构和基本参数、光学窗口的选择、多层膜设计、光学系统仿真结果;后者包括两种不同成像传感器的对比和选择、控制系统的设计。