本科毕业设计（论文）文献综述
课题名称：
课题性质：
课题来源：
专 业：
专业方向：
班 级：
学生姓名：
指导教师：
年月
一、综述本课题国内外现状：
现代光学测量方法通过计算机实时控制，对数据和图像进行采集和处理，代替眼睛进行对准、定焦和读数。曲率半径的接触式测量由精密数显编码器和曲率半径计算软件实现，面型测量使用激光干涉仪、CCD 和计算机进行干涉图的采集和计算，焦距、后焦距、曲率半径的自动光电测量方法代替了传统光具座，高精度传递函数测试仪测量MTF 极大地提高了测量操作的简易性和灵活性。采用光电传感器、计算机辅助、高精度、综合测试是现代光学测量的显著特征。
（1）球面曲率半径的测量方法有：球形样板测量、球径仪测量、自准直望远镜测量以及自准直显微镜测量等，其中后两种属于非接触式测量，且球面需抛光，仪器调整也比较复杂。球面样板测量和球径仪测量是较为常用的检测方法，但球面样板检验方法只适用于小曲率半径，且精度受样板的面形影响，而球径仪测量方法简便，零件不需抛光，适应于生产需要。
（2）CCD 已从实验室研究走向实际应用阶段。在航空航天、卫星侦察、遥感遥测、天文测量、传真、静电复印、非接触工业测量、光学图像处理等领域都得到了广泛的应用; 在动态非接触的尺寸检测、液面位置的遥测等光电测试技术中更引起人们高度的重视; 特别是在摄像和信号处理等技术领域已独树一帜, 影响极大。
二、本课题目前的主要研究成果：
(1)2005年8月南昌大学理学院刘崧、戚小平, 钟双英采用了一种替代传统牛顿环实验仪的新的观测系统和数据处理方法, 该方法充分利用图像传感器技术和计算机的图像处理功能, 能在保持原有测量精度条件下, 使实验的观测效果更好, 数据采集更方便。通过自编Visual C + +软件对数据进行处理, 算出透镜焦距。在物理实验教学方面有一定的实用价值。
(2)2004年10月(苏州大学现代光学技术研究所沈阳研究了一种球面透镜曲率半径的线性测量原理及机构, 其原理是将透镜测量中涉及到的球
面曲率半径、测环半径、矢高对应处理成正比线性关系, 提出了按此原理设计的三种测量机构的实例, 使球面透镜曲率半径的线性测量获得了满意的结果。
(3)2001年厦门大学机电工程系陈安建教授研究的一种自动测量和显示透镜曲率半径的系统。叙述该系统的工作原理, 分析系统软、硬件设计及测量产生的误差。
三、本课题的发展趋势：
透镜曲率半径的测量方法总的来说就环式球径仪法、牛顿环干涉法、平板横向剪切干涉法、自准直显微镜定位法等方法，在将来的研究中能够改进和发展的是其测量系统的设计，根据这些天的查阅资料和思索考虑下，我认为测量系统未来研究努力的方向是：
(1) 由于白光干涉定域条纹范围较小的局限性，能测量光学球面的曲率半径偏大，测量范围受限制。如果变参考平面镜为标准球面镜可能会扩大光学球面曲率半径的测量范围。
(2) 改进系统装置中机械部分的性能，如电动导轨，图像采集镜头的机械稳定性。
(3) 提高测量精度，使用分辨率高的CCD 图像采集卡，并改进数字图像的处理方法，实现自动化图像处理过程。
四、存在问题：
观察牛顿环时将会发现，如对于反射光干涉，其干涉环中心应为暗点，但实际上我们观察到的牛顿环中心不是一个点，而是一个亮斑。这是由于透镜和平板玻璃片接触时，其接触压力会引起形变，使接触处成为斑而不是点。另外，产生亮斑的原因可能有两个：一是接触处有油污，其折射率大于空气的折射率而小于玻璃的折射率，消除了半波损失；二是透射光干涉不产生半波损失，其中心处为亮斑。解决的办法是将牛顿环进行清洗，同时将牛顿环底部贴上黑纸。由于牛顿环中心不是一个点
而是一个斑，使得其圆心很难确定，使得某些数据就不精确，这会给测量带来较大的误差。
五、主要参考文献：
1 鲍丙豪, 周燕, 许桢英编. 传感器手册. 北京：化学工业出版社，2008 2 阎石. 数字电子技术基础. 北京：人民教育出版社，2000
3 张淑清，姜万录等. 单片微型计算机接口技术及其应用 北京：国防工业出版社，2004
4 粱铨廷. 物理光学[M] . 北京:机械工业出版社，1987.
5 陈安健. CCD 光电传感器在焦距测量中的应用[J ] . 厦门大学学报(自然科学版) ,2000 ,39
6 曹光宇，张志伟，张存林. 光电检测技术，人民教育出版社，145(2O03) 7 胡士凌，孔得人，光电电子线路. 北京理工大学出版社
8 王以铭. 电荷祸合器件原理应用. 科学出版社(1984)
9 Sheng-Jen Hsieh，Clarence E. Rash，Thomas Harding. Helmet-Mounted Display Image Quality Evaluation system. IEEE Transactions 0n
Instrumentation And Measurement.，52(6):1838(2003)
10 Lee T C ，kashyap R L. Building Skaleton ModelsVia 3-D Medical surface Axis thining Algoritluns. Graplical Models and Image processing ，56(6):462(1994)
11 Rosin Paul L. Further FiVe Point Fit Ellipse Fitting. GraPhical Models and lmage processing，61(9):245(1999)
本科毕业设计（论文）文献综述
课题名称：
课题性质：
课题来源：
专 业：
专业方向：
班 级：
学生姓名：
指导教师：
年月
一、综述本课题国内外现状：
现代光学测量方法通过计算机实时控制，对数据和图像进行采集和处理，代替眼睛进行对准、定焦和读数。曲率半径的接触式测量由精密数显编码器和曲率半径计算软件实现，面型测量使用激光干涉仪、CCD 和计算机进行干涉图的采集和计算，焦距、后焦距、曲率半径的自动光电测量方法代替了传统光具座，高精度传递函数测试仪测量MTF 极大地提高了测量操作的简易性和灵活性。采用光电传感器、计算机辅助、高精度、综合测试是现代光学测量的显著特征。
（1）球面曲率半径的测量方法有：球形样板测量、球径仪测量、自准直望远镜测量以及自准直显微镜测量等，其中后两种属于非接触式测量，且球面需抛光，仪器调整也比较复杂。球面样板测量和球径仪测量是较为常用的检测方法，但球面样板检验方法只适用于小曲率半径，且精度受样板的面形影响，而球径仪测量方法简便，零件不需抛光，适应于生产需要。
（2）CCD 已从实验室研究走向实际应用阶段。在航空航天、卫星侦察、遥感遥测、天文测量、传真、静电复印、非接触工业测量、光学图像处理等领域都得到了广泛的应用; 在动态非接触的尺寸检测、液面位置的遥测等光电测试技术中更引起人们高度的重视; 特别是在摄像和信号处理等技术领域已独树一帜, 影响极大。
二、本课题目前的主要研究成果：
(1)2005年8月南昌大学理学院刘崧、戚小平, 钟双英采用了一种替代传统牛顿环实验仪的新的观测系统和数据处理方法, 该方法充分利用图像传感器技术和计算机的图像处理功能, 能在保持原有测量精度条件下, 使实验的观测效果更好, 数据采集更方便。通过自编Visual C + +软件对数据进行处理, 算出透镜焦距。在物理实验教学方面有一定的实用价值。
(2)2004年10月(苏州大学现代光学技术研究所沈阳研究了一种球面透镜曲率半径的线性测量原理及机构, 其原理是将透镜测量中涉及到的球
面曲率半径、测环半径、矢高对应处理成正比线性关系, 提出了按此原理设计的三种测量机构的实例, 使球面透镜曲率半径的线性测量获得了满意的结果。
(3)2001年厦门大学机电工程系陈安建教授研究的一种自动测量和显示透镜曲率半径的系统。叙述该系统的工作原理, 分析系统软、硬件设计及测量产生的误差。
三、本课题的发展趋势：
透镜曲率半径的测量方法总的来说就环式球径仪法、牛顿环干涉法、平板横向剪切干涉法、自准直显微镜定位法等方法，在将来的研究中能够改进和发展的是其测量系统的设计，根据这些天的查阅资料和思索考虑下，我认为测量系统未来研究努力的方向是：
(1) 由于白光干涉定域条纹范围较小的局限性，能测量光学球面的曲率半径偏大，测量范围受限制。如果变参考平面镜为标准球面镜可能会扩大光学球面曲率半径的测量范围。
(2) 改进系统装置中机械部分的性能，如电动导轨，图像采集镜头的机械稳定性。
(3) 提高测量精度，使用分辨率高的CCD 图像采集卡，并改进数字图像的处理方法，实现自动化图像处理过程。
四、存在问题：
观察牛顿环时将会发现，如对于反射光干涉，其干涉环中心应为暗点，但实际上我们观察到的牛顿环中心不是一个点，而是一个亮斑。这是由于透镜和平板玻璃片接触时，其接触压力会引起形变，使接触处成为斑而不是点。另外，产生亮斑的原因可能有两个：一是接触处有油污，其折射率大于空气的折射率而小于玻璃的折射率，消除了半波损失；二是透射光干涉不产生半波损失，其中心处为亮斑。解决的办法是将牛顿环进行清洗，同时将牛顿环底部贴上黑纸。由于牛顿环中心不是一个点
而是一个斑，使得其圆心很难确定，使得某些数据就不精确，这会给测量带来较大的误差。
五、主要参考文献：
1 鲍丙豪, 周燕, 许桢英编. 传感器手册. 北京：化学工业出版社，2008 2 阎石. 数字电子技术基础. 北京：人民教育出版社，2000
3 张淑清，姜万录等. 单片微型计算机接口技术及其应用 北京：国防工业出版社，2004
4 粱铨廷. 物理光学[M] . 北京:机械工业出版社，1987.
5 陈安健. CCD 光电传感器在焦距测量中的应用[J ] . 厦门大学学报(自然科学版) ,2000 ,39
6 曹光宇，张志伟，张存林. 光电检测技术，人民教育出版社，145(2O03) 7 胡士凌，孔得人，光电电子线路. 北京理工大学出版社
8 王以铭. 电荷祸合器件原理应用. 科学出版社(1984)
9 Sheng-Jen Hsieh，Clarence E. Rash，Thomas Harding. Helmet-Mounted Display Image Quality Evaluation system. IEEE Transactions 0n
Instrumentation And Measurement.，52(6):1838(2003)
10 Lee T C ，kashyap R L. Building Skaleton ModelsVia 3-D Medical surface Axis thining Algoritluns. Graplical Models and Image processing ，56(6):462(1994)
11 Rosin Paul L. Further FiVe Point Fit Ellipse Fitting. GraPhical Models and lmage processing，61(9):245(1999)