一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及高速攝影【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置。本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其在不降低超高速光電攝影儀性能的前提下，通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、采用輸入窗為光纖面板的像增強(qiáng)器的高速光電攝影儀，規(guī)避光傳播過(guò)程中的鬼像現(xiàn)象。本實(shí)用新型包括物鏡、分光棱錐、成像裝置元件、圖像接收裝置等。本實(shí)用新型應(yīng)用于超高速數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及高速攝影【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高速攝影技術(shù)是研究高速物體運(yùn)動(dòng)的一種行之有效的方法，與普通攝影最根本的區(qū)別在于，高速攝影有高的時(shí)間分辯本領(lǐng)，能跟蹤并記錄快速變化過(guò)程的發(fā)生發(fā)展。自然界中許多物理、化學(xué)、生物等快速變化過(guò)程都必須借助高速攝影的方法才能進(jìn)行觀察和研究，比如震動(dòng)、炮彈的飛行、火花放電、爆炸、物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)等等。因此，高速攝影技術(shù)在物理、生物、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。特別是在國(guó)防軍事領(lǐng)域內(nèi)，高速攝影技術(shù)更是發(fā)揮著極其重要的作用。
[0003]高速攝影設(shè)備大多以技術(shù)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行分類，總體上可分為高速掃描相機(jī)和高速分幅相機(jī)，到目前為止，應(yīng)用較多的高速分幅相機(jī)按時(shí)間分辨本領(lǐng)由低到高的順序主要有:數(shù)字式高速視頻相機(jī)、轉(zhuǎn)鏡式超高速分幅相機(jī)、超高速光電相機(jī)等。其中超高速光電相機(jī)是攝影頻率最聞的聞速分幅相機(jī)，其最聞攝影頻率可達(dá)到IO8 fps (億幅頻)量級(jí)。
[0004]在超高速光電攝影系統(tǒng)中，光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響成像質(zhì)量，一般情況下，光學(xué)系統(tǒng)透射面無(wú)論怎樣處理，總會(huì)有部分光被反射，即雜散光，雜散光是光學(xué)系統(tǒng)中非正常傳輸光的總稱，主要是由組成系統(tǒng)的光學(xué)元件、機(jī)械零件的反射和散射而產(chǎn)生。這些雜散光傳播回到另一個(gè)元件表面，最后傳播到像平面上，就形成了鬼像，即鬼像是雜散光的另外一種表現(xiàn)。對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)，雜散光會(huì)增加像面上的噪聲，降低像面的對(duì)比度和調(diào)制傳遞函數(shù)，使整個(gè)像面的層次減少，清晰度變壞，嚴(yán)重時(shí)雜散輻射噪聲可能完全淹沒(méi)目標(biāo)信號(hào)。對(duì)于變焦成像系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于面數(shù)較多、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，更易在像面附近形成光暈或鬼像，從而影響成像的銳度和對(duì)比度，降低了鏡頭的分辨率，干擾目標(biāo)的識(shí)別。
[0005]采用如圖1所示，拍攝的圖像有鬼像出現(xiàn)。其采用的像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)如圖2，輸入窗采用玻璃面板，其鬼像(雜散光)形成示意圖如圖3所示，圖中①為理想情況下的光斑，但是由于輸入窗采用玻璃面板輸入，光陰極鍍有金屬膜，到達(dá)陰極像面的光有相當(dāng)一部分反射后，在玻璃輸入窗里面經(jīng)多次反射后再次到達(dá)光陰極，就形成了鬼像，而鬼像形狀是光瞳形狀在像面上的反映，圖中②為雜散光。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其在不降低圖像質(zhì)量的前提下，通過(guò)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、采用輸入窗為光纖面板的像增強(qiáng)器，規(guī)避光傳播過(guò)程中的鬼像現(xiàn)象。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置包括:
[0009]物鏡，用于接收入射光，形成目標(biāo)實(shí)像；
[0010]分光棱錐，用于對(duì)物鏡形成的目標(biāo)實(shí)像光強(qiáng)度進(jìn)行n等分輸出，n>l ；[0011]成像裝置元件，用于接收分光棱錐輸出的n等份入射光，進(jìn)行目標(biāo)圖像成像；
[0012]圖像接收裝置，用于接收成像裝置元件輸出的成像圖像，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；
[0013]目標(biāo)通過(guò)物鏡、分光棱錐與成像裝置元件輸入端連接，成像裝置元件輸出端與圖像接收裝置連接。
[0014]所述成像裝置元件包括n路成像裝置，所述成像裝置包括:
[0015]像增強(qiáng)器，用于采集分光棱錐輸出的光信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行微光探測(cè)及微光信號(hào)增強(qiáng)處理；
[0016]與像增強(qiáng)器對(duì)應(yīng)的CCD相機(jī)，用于采集像增強(qiáng)器輸出的光信號(hào)進(jìn)行圖像成像，并記錄圖像信號(hào)，隨后CXD相機(jī)將記錄的圖像信號(hào)輸入到圖像接收裝置；
[0017]連接器，用于將像增強(qiáng)器與CXD相機(jī)第一輸入端進(jìn)行光連接；
[0018]所述像增強(qiáng)器與分光棱錐光連接，像增強(qiáng)器通過(guò)連接器與CXD相機(jī)連接。
[0019]所述連接器是光纖錐或者透鏡耦合器。
[0020]所述像增強(qiáng)器是高性能近貼式增強(qiáng)器，輸入窗是光纖面板或者防光暈玻璃。
[0021]所述光纖面板通過(guò)多個(gè)微細(xì)光導(dǎo)管拼接而成。
[0022]所述圖像接收裝置是工控機(jī)或其它圖像存儲(chǔ)、顯示系統(tǒng)。
[0023]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0024]I)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、采用輸入窗為光纖面板的像增強(qiáng)器，規(guī)避鬼像現(xiàn)象；
[0025]2)通過(guò)成像裝置、分光棱錐、物鏡組成的光學(xué)記錄裝置，方便的進(jìn)行納秒級(jí)時(shí)間尺度的直接照相，拍攝的照片無(wú)鬼像，有利于目標(biāo)的識(shí)別。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中:
[0027]圖1高壓空氣隙放電火花圖像。
[0028]圖2像增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3鬼像(雜散光)形成示意圖。
[0030]圖4本裝置原理框圖
[0031]圖5輸入窗為光纖面板的像增強(qiáng)器結(jié)構(gòu)圖
[0032]圖6輸入窗為光纖面板的像增強(qiáng)器全反射示意圖。
[0033]圖7無(wú)鬼像火花像不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]本說(shuō)明書中公開(kāi)的所有特征，或公開(kāi)的所有方法或過(guò)程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0035]本說(shuō)明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。
[0036]1、工作原理:
[0037]目標(biāo)信號(hào)爆炸，需要將目標(biāo)物爆炸場(chǎng)景拍攝成像時(shí)，首先通過(guò)物鏡進(jìn)行成像，其次分光棱錐對(duì)成像目標(biāo)的入射光強(qiáng)度進(jìn)行n等份輸出；被n等份的入射光經(jīng)過(guò)像增強(qiáng)器進(jìn)行圖像增強(qiáng)，然后CCD相機(jī)記錄像增強(qiáng)器處理后的圖像，最后將目標(biāo)成像圖像送入工控機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[0038]2、像增強(qiáng)器、CXD相機(jī)正常工作需要提供合適的電壓，可根據(jù)具體工作方式選用脈沖電源或直流電源。
[0039]3、CCD相機(jī)第一輸入端指的是采集圖像的端口(接收像增強(qiáng)器熒光屏輸出的信號(hào))。
[0040]實(shí)施例一:如圖4所示，本裝置包括物鏡，用于接收入射光，形成目標(biāo)實(shí)像；
[0041]分光棱錐，用于對(duì)物鏡形成的目標(biāo)實(shí)像光強(qiáng)度進(jìn)行n等分輸出，n>l ;成像裝置元件，用于接收分光棱錐輸出的n等份入射光，進(jìn)行目標(biāo)圖像成像；圖像接收裝置，用于接收成像裝置元件輸出的成像圖像，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；目標(biāo)通過(guò)物鏡、分光棱錐與成像裝置元件輸入端連接，成像裝置元件輸出端與圖像接收裝置連接。所述成像裝置元件包括n路成像裝置，所述成像裝置包括:像增強(qiáng)器，用于采集分光棱錐輸出的入射光，對(duì)入射光進(jìn)行微光探測(cè)及微光信號(hào)增強(qiáng)處理；與像增強(qiáng)器對(duì)應(yīng)的CCD相機(jī)，用于采集像增強(qiáng)器輸出的光信號(hào)進(jìn)行圖像成像，并記錄圖像信號(hào)，隨后CCD相機(jī)將記錄的圖像信號(hào)輸入到圖像接收裝置；連接器，用于將像增強(qiáng)器與CCD相機(jī)第一輸入端進(jìn)行光連接；所述像增強(qiáng)器與分光棱錐光連接，像增強(qiáng)器通過(guò)連接器與CXD相機(jī)連接。
[0042]實(shí)施例二:在實(shí)施例一基礎(chǔ)上，所述連接器是光纖錐或者透鏡耦合器。
[0043]實(shí)施例三:在實(shí)施例一或二基礎(chǔ)上,如圖5所不,像增強(qiáng)器輸入窗米用光纖面板，光纖面板由大量密集的微細(xì)光導(dǎo)管組成，光纖維是基于光線的全反射原理進(jìn)行傳像的。如圖6所示，光纖的芯料折射率大于皮料的折射率，因此入射角小于全反射臨界角的全部光線都只能在內(nèi)芯中反射。所以每一根光纖能獨(dú)立地傳遞光線，且相互之間不串光。由大量光纖所組成的面板則可以傳遞一幅光學(xué)圖像。
[0044]圖6表明了光線傳遞的過(guò)程。當(dāng)光線的入射角為％時(shí)，所產(chǎn)生的折射情況可由下面的公式確定
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其特征在于包括: 物鏡，用于接收入射光，形成目標(biāo)實(shí)像； 分光棱錐，用于對(duì)物鏡形成的目標(biāo)實(shí)像光強(qiáng)度進(jìn)行n等分輸出，n> I ； 成像裝置元件，用于接收分光棱錐輸出的n等份入射光，進(jìn)行目標(biāo)圖像成像； 圖像接收裝置，用于接收成像裝置元件輸出的成像圖像，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理； 目標(biāo)通過(guò)物鏡、分光棱錐與成像裝置元件輸入端連接，成像裝置元件輸出端與圖像接收裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其特征在于所述成像裝置元件包括n路成像裝置，所述成像裝置包括: 像增強(qiáng)器，用于采集分光棱錐輸出的入射光，對(duì)入射光進(jìn)行微光探測(cè)及微光信號(hào)增強(qiáng)處理； 與像增強(qiáng)器對(duì)應(yīng)的CCD相機(jī)，用于采集像增強(qiáng)器輸出的光信號(hào)進(jìn)行圖像成像，并記錄圖像信號(hào)，隨后CCD相機(jī)將采集的圖像信號(hào)輸入到圖像接收裝置； 連接器，用于將像增強(qiáng)器與CXD相機(jī)第一輸入端進(jìn)行光連接； 所述像增強(qiáng)器與分光棱錐光連接，像增強(qiáng)器通過(guò)連接器與CXD相機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其特征在于所述連接器是光纖錐或者透鏡耦合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其特征在于所述像增強(qiáng)器是高性能近貼式增強(qiáng)器，輸入窗是光纖面板或者防光暈玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其特征在于所述光纖面板通過(guò)多個(gè)微細(xì)光導(dǎo)管拼接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的一種無(wú)鬼像光學(xué)記錄裝置，其特征在于所述圖像接收裝置是工控機(jī)。
【文檔編號(hào)】G02B6/06GK203490390SQ201320599419
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】李劍, 趙新才, 劉寧文, 肖正飛, 張昆林, 溫偉峰, 李澤仁 申請(qǐng)人:中國(guó)工程物理研究院流體物理研究所