基于ＣＣＤ图像技术提出一种新的图像式显微自动调焦，瞄准系统，该系统实现了通用光学仪器及现代数字化仪器中自动调焦与图像瞄准，解决了这类仪器自动化程度氏，瞄准精度受人员主观影响大，劳动强度大，不易于微机化等问题，给出了新系统的结构与原理，分析了系统实现的精度保证，并对新系统进行了实验研究。

介绍了一个基于图像处理的自动调焦系统，该系统由光学显微镜、CCD、力矩电机和齿轮传动机构等组成。调焦系统中采用粗／精结合的调焦方法，即首先采用基于Krisch边缘检测算子的清晰度评价函数对被测物体进行粗调焦，并在计算机上采集了包含目标的大致轮廓和边缘的显微图像；然后针对全景图像上的某个目标区域采用基于高频分量的清晰度评价函数进行精调焦，使得显微图像显示出更多的纹理细节。实验中清晰度评价函数算法均采用Windows下的Visual C＋＋实现。实验结果表明，该自动调焦的系统精度可达±4．8μm，基本上满足了微装配任务的调焦精度要求。

本文针对望远系统分辨率的测试要求，在分析原有传统的各种检测原理与方法的基础上，提出了一种基于CCD摄像技术、DLP图形自动生成技术、光电自动调焦技术和计算机控制与图像处理技术的现代光学测试原理与方法，不仅可提高测试精度和测试效率，而且减小疲劳。

使用MSP430系列单片机作为经纬仪自动调焦的控制核心,采用直线电位器作为位置测量器件。测试结果表明：该系统实现了光电经纬仪的自动调焦控制,提高了调焦精度,且在实际应用中取得了良好效果,具有较强的实用价值。

自动调焦技术是提高显微镜测量精度的重要手段,本文介绍了采用图像处理法实现显微镜自动调焦的方法。对图像处理法实现显微镜自动调焦中的两个关键技术进行了详细的讨论其一是图像清晰度评价函数的选取,文中采用绝对方差函数和修正平方梯度函数分别作为粗精调焦评价函数;另外还针对提高图像信息质量的方法进行了探讨,采用线性拟合与同态滤波方法进行图像处理,为离焦判断提供高质量的图像信号。实验表明,该方法调焦精度达±0.3μm。

分划倾斜与像倾斜是考核光学瞄具性能的重要指标之一。本文依据其测试要求，在分析传统检测原理与方法的基础上，设计了一套应用CCD摄像技术、光学技术、光电自动调焦技术、精密机械技术、计算机控制与图像处理技术的现代测试系统。结果表明，该测试系统具有易操作、高效率、客观性强、准确度高等特点，由于采用了基于图像处理的自动调焦技术和Sobel图像边缘检测技术，测试不确定度可达3’，测试范围为±10°。

在介绍与分析了国内外电子调焦系统的技术发展现状的基础上，提出了一种基于ＳＳＰＤ与８０９８单片微处理器自动调焦的整体技术方案，给出了基于图象高频成分统计的聚焦判识算法，在此基础上实现了反射式与透射式光学显微镜的自动调焦，同时与对与系统可靠性有关的其它相关相关问题，如光源稳定性、等问题，也进行了讨论。

倾斜镜面成像系统的像面与光轴倾斜,仅利用轴向自动调焦无法实现像面整体清晰.为此提出一种基于图像清晰度判断的自动调焦方法.该方法将轴向调焦与角度调焦相结合,通过步进方式平移和旋转像接收面,利用离焦函数判断聚焦情况,采用数据拟合回归的方法实现了像面整体清晰.该方法在椭偏成像系统的应用结果验证了其有效性,调焦精度达到微米量级.

为实现经纬仪实时自动调焦，设计了一种用于经纬仪的分离透镜法自动调焦方案，建立了相应的数学模型并作分析。物光经放置在经纬仪第一像面后的两块分离透镜后，在CCD上成像，形成两光斑，以对焦准确时CCD上两光斑间距为基准，给出了离焦量与光斑间距变化之间的关系，据此进行调焦。同时分析了跟踪中心漂移、发散角等对调焦精度的影响。与经纬仪传统调焦方案相比具有精度高、算法简单、受环境温度变化影响小、结构简单等优点。初步实验结果显示其调焦精度优于0．056mm，满足经纬仪工程实际的需要。

在光测系统中，调焦问题越来越受到人们的普遍重视，它直接影响光测设备的测量结果。对光学镜头进行手动调焦，其调节过程长．人的主观因素对调焦精度的影响较大。因此自动调焦越来越普遍的被应用。自动调焦方法主要分为两种：测距法和聚焦检测法。本文对两种方法进行了介绍，并详细介绍了基于图像处理的自动调焦，对几种自动调焦方式进行了比较，进一步对各自的优缺点进行了分析。