基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置屬于以速度、加速度或減速度的控制為特征的控制系統(tǒng)，尤其涉及一種使圖像進(jìn)行簡(jiǎn)諧振動(dòng)的裝置；該裝置包括平行設(shè)置的主光軸和副光軸；所述主光軸上設(shè)置有第一柱透鏡，副光軸上設(shè)置有相對(duì)位置不變的透射式液晶空間光調(diào)制器以及第二柱透鏡；第一柱透鏡沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)與第二柱透鏡沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)位于垂直主光軸或副光軸的同一平面內(nèi)；透射式液晶空間光調(diào)制器和第二柱透鏡隨副光軸一起，以主光軸為轉(zhuǎn)軸，在保持第一柱透鏡與第二柱透鏡弧面的母線始終垂直的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；本發(fā)明可以使圖像做振動(dòng)頻率、振幅、相位可調(diào)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，且各參數(shù)調(diào)節(jié)范圍大，控制方式簡(jiǎn)單，控制精度高。
【專利說(shuō)明】 基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置屬于以速度、加速度或減速度的控制為特征的控制系統(tǒng)，尤其涉及一種使圖像進(jìn)行簡(jiǎn)諧振動(dòng)的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]如果在成像過(guò)程中圖像傳感器和目標(biāo)之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所得圖像就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象。在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、航空航天領(lǐng)域，這種現(xiàn)象非常普遍。雖然運(yùn)動(dòng)模糊圖像在某些特殊領(lǐng)域中可以呈現(xiàn)出藝術(shù)的美感，但是在交通運(yùn)輸、工業(yè)生產(chǎn)等絕大多數(shù)領(lǐng)域，運(yùn)動(dòng)模糊圖像卻只能給我們對(duì)圖像中目標(biāo)的識(shí)別以及對(duì)目標(biāo)細(xì)節(jié)信息的獲取帶來(lái)麻煩。
[0003]造成運(yùn)動(dòng)模糊的眾多運(yùn)動(dòng)類型中，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是除勻速運(yùn)動(dòng)外，最常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)類型，只要當(dāng)攝像機(jī)安置在具有振動(dòng)特性的平臺(tái)上時(shí)，就將得到簡(jiǎn)諧振動(dòng)模糊圖像。簡(jiǎn)諧振動(dòng)模糊現(xiàn)象在車(chē)載成像、機(jī)載成像以及航空攝影甚至光學(xué)制導(dǎo)領(lǐng)域常有發(fā)生，為了避免這種現(xiàn)象造成圖像細(xì)節(jié)信息的丟失，需要對(duì)模糊圖像進(jìn)行復(fù)原。最簡(jiǎn)單、最快速的運(yùn)動(dòng)模糊圖像復(fù)原算法就是根據(jù)退化模型，利用逆濾波或維納濾波直接復(fù)原。然而，不同于勻速運(yùn)動(dòng)退化模型的唯一性，不同頻率、不同振幅以及不同相位的簡(jiǎn)諧振動(dòng)退化模型具有不同的函數(shù)形式。
[0004]0.Hadar 等人于 1991 年在 SPIE 第 1482 卷上發(fā)表文章《Numerical Calculat1nof Image Mot1n and Vibrat1n Modulat1n Transfer Funct1n〉〉，同年，在 SPIE第 1533卷上發(fā)表文章《Numerical Calculat1n of Image Mot1n and Vibrat1n Modulat1nTransfer Funct1n - A New Method》,這兩篇文章在建立退化模型的同時(shí),均指出了簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型的非唯一性。1992年5月，0.Hadar等人又在《OPTICAL ENGINEERING))第31卷第3期上發(fā)表文章《Image Resolut1n Limits Resulting from Mechanical Vibrat1ns.Part 3: Numerical Calculat1n for Modulat1n Transfer Funct1n〉〉，在這篇文章中，再一次指出了簡(jiǎn)諧振動(dòng)模型的非唯一性。
[0005]為了驗(yàn)證簡(jiǎn)諧振動(dòng)退化模型的非唯一性，學(xué)者們進(jìn)行了一系列的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，是需要一個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的目標(biāo)。
[0006]1991 年 5 月，S，Rudoler 等人在《OPTICAL ENGINEERING))第 30 卷第 5 期上發(fā)表文章《Image Resolut1n Limits Resulting from Mechanical Vibrat1ns.Part 2:Experiment》，介紹了一種可以實(shí)現(xiàn)正弦圖樣簡(jiǎn)諧振動(dòng)的裝置，雖然文中沒(méi)有公開(kāi)這種裝置的結(jié)構(gòu)，但是從文中的文字描述可以知道，該振動(dòng)裝置具有非常低的振動(dòng)頻率，因此該裝置不適合做高頻振動(dòng)測(cè)試的振動(dòng)源。
[0007]0.Hadar 等人于 1992 年在 SPIE 第 1697 卷上發(fā)表的文章《Numerical Calculat1nof MTF for Image Mot1n: Experimental Verificat1n》，同年在 SPIE 第 1971 卷上發(fā)表的文章((Real-Time Numerical Calculat1n of Optical Transfer Funct1n forImage Mot1n and Vibrat1n.Part 1: Experimental Verificat1n》以及 1994 年 2 月在《OPTICAL ENGINEERING》第 33 卷第 2 期上發(fā)表文章《Image Resolut1n Limits Resultingfrom Mechanical Vibrat1ns.Part 4: Real-Time Numerical Calculat1n of OpticalTransfer Funct1n and Experimental Verificat1n》,均反復(fù)出現(xiàn)了用于驗(yàn)證簡(jiǎn)諧振動(dòng)退化模型非唯一性的振動(dòng)平臺(tái)，但仍然沒(méi)有公開(kāi)其結(jié)構(gòu)和原理。但是通過(guò)文中只針對(duì)低頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)進(jìn)行驗(yàn)證，因此可以推論，這些裝置仍然不能進(jìn)行高頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
[0008]除此之外，以上振動(dòng)目標(biāo)的形成，均需要機(jī)械振動(dòng)平臺(tái)，再將設(shè)置在平臺(tái)上的光學(xué)目標(biāo)成像到圖像傳感器表面。實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)諧振動(dòng)的機(jī)械平臺(tái)裝置復(fù)雜，成本較高，控制精度低。
[0009] 申請(qǐng)人:在同日申請(qǐng)的發(fā)明專利《基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置》，公開(kāi)了一種可以實(shí)現(xiàn)頻率振幅連續(xù)可調(diào)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)點(diǎn)目標(biāo)裝置，可以直接獲得簡(jiǎn)諧振動(dòng)點(diǎn)目標(biāo)。然而，在真實(shí)情況中，振動(dòng)的物體為非點(diǎn)目標(biāo)形式，因此需要一種可以實(shí)現(xiàn)頻率振幅連續(xù)可調(diào)的簡(jiǎn)諧振動(dòng)圖像裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]現(xiàn)有用于驗(yàn)證簡(jiǎn)諧振動(dòng)退化模型非唯一性的振動(dòng)裝置存在以下缺點(diǎn):I)頻率范圍有限，不能實(shí)現(xiàn)高頻簡(jiǎn)諧振動(dòng)；2)機(jī)械振動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、控制精度低。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，該裝置具有振動(dòng)頻率調(diào)節(jié)范圍寬，同時(shí)振幅可調(diào)，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、控制精度高的優(yōu)點(diǎn)。
[0011]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，包括平行設(shè)置的主光軸和副光軸；所述主光軸上設(shè)置有第一柱透鏡，副光軸上設(shè)置有相對(duì)位置不變的透射式液晶空間光調(diào)制器以及第二柱透鏡；第一柱透鏡沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)與第二柱透鏡沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)位于垂直主光軸或副光軸的同一平面內(nèi)；透射式液晶空間光調(diào)制器和第二柱透鏡隨副光軸一起，以主光軸為轉(zhuǎn)軸，在保持第一柱透鏡與第二柱透鏡弧面的母線始終垂直的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0012]上述基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，所述第二柱透鏡的外輪廓所掃描過(guò)的區(qū)域沿主光軸方向向第一柱透鏡投影，投影被第一柱透鏡的外輪廓全部包圍。
[0013]上述基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，在透射式液晶空間光調(diào)制器和第二柱透鏡之間設(shè)置有濾光片或/和衰減片。
[0014]上述基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，所述的主光軸穿過(guò)第一柱透鏡的中心，所述的副光軸穿過(guò)第二柱透鏡的中心。
[0015]上述基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，所述的主光軸穿過(guò)以第一柱透鏡中心為圓心，不超過(guò)副光軸與主光軸之間距離的1/10長(zhǎng)度為半徑的圓。
[0016]I)本發(fā)明的技術(shù)方案可以使形成點(diǎn)目標(biāo)像，而且使與透射式液晶空間光調(diào)制器上圖形相對(duì)應(yīng)的圖像完成簡(jiǎn)諧振動(dòng)；
2)本發(fā)明點(diǎn)目標(biāo)像的簡(jiǎn)諧振動(dòng)只需要依靠副光軸繞主光軸勻速旋轉(zhuǎn)即可實(shí)現(xiàn)，相比于現(xiàn)有技術(shù)使振動(dòng)平臺(tái)直接進(jìn)行簡(jiǎn)諧振動(dòng)，勻速旋轉(zhuǎn)的控制方式更簡(jiǎn)單，控制精度更高，不僅簡(jiǎn)化了裝置結(jié)構(gòu)，而且降低了裝置成本；
3)由于本發(fā)明點(diǎn)目標(biāo)像簡(jiǎn)諧振動(dòng)的振幅可以通過(guò)改變主光軸與副光軸之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)，振動(dòng)頻率可以通過(guò)改變副光軸繞主光軸的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)，相位可以通過(guò)改變副光軸的初始位置來(lái)調(diào)節(jié)，因此，本發(fā)明調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)單，且振動(dòng)頻率、振幅、相位調(diào)節(jié)范圍大。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中:1主光軸、2副光軸、3第一柱透鏡、4透射式液晶空間光調(diào)制器、5第二柱透鏡。

【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0020]具體實(shí)施例一
本實(shí)施例的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。該圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置包括平行設(shè)置的主光軸I和副光軸2 ;所述主光軸I上設(shè)置有第一柱透鏡3，副光軸2上設(shè)置有相對(duì)位置不變的透射式液晶空間光調(diào)制器4以及第二柱透鏡5 ;第一柱透鏡3沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)與第二柱透鏡5沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)位于垂直主光軸I或副光軸2的同一平面內(nèi)；透射式液晶空間光調(diào)制器4和第二柱透鏡5隨副光軸2 —起，以主光軸I為轉(zhuǎn)軸，在保持第一柱透鏡3與第二柱透鏡5弧面的母線始終垂直的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0021]具體實(shí)施例二
本實(shí)施例的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定第二柱透鏡5的外輪廓所掃描過(guò)的區(qū)域沿主光軸I方向向第一柱透鏡3投影，投影被第一柱透鏡3的外輪廓全部包圍。這項(xiàng)技術(shù)特征，使得從透射式液晶空間光調(diào)制器4上出射的光束全能被第一柱透鏡接收，確保與透射式液晶空間光調(diào)制器4上圖形相對(duì)應(yīng)的圖像在任意位置都具有相同的灰度值。
[0022]具體實(shí)施例三
本實(shí)施例的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步限定在透射式液晶空間光調(diào)制器4和第二柱透鏡5之間設(shè)置有濾光片或衰減片或?yàn)V光片和衰減片的組合。這項(xiàng)技術(shù)特征，可以確保與透射式液晶空間光調(diào)制器4上圖形相對(duì)應(yīng)的圖像具有合適的波長(zhǎng)和亮度，使其可以被權(quán)利要求書(shū)中沒(méi)有提及的圖像傳感器所接收。
[0023]以上實(shí)施例的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，所述的主光軸I穿過(guò)第一柱透鏡3的中心，所述的副光軸2穿過(guò)第二柱透鏡5的中心，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，裝置整體呈現(xiàn)出對(duì)稱結(jié)構(gòu)；當(dāng)然，主光軸I穿過(guò)以第一柱透鏡3中心為圓心，不超過(guò)副光軸
2與主光軸I之間距離的1/10長(zhǎng)度為半徑的圓，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以在不影響圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)效果的同時(shí)，降低裝置裝調(diào)難度。
[0024]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人應(yīng)該得知在本發(fā)明的啟示下作出的結(jié)構(gòu)變化或方法改進(jìn)，凡是與本發(fā)明具有相同或相近的技術(shù)方案，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，其特征在于包括平行設(shè)置的主光軸(I)和副光軸(2);所述主光軸(I)上設(shè)置有第一柱透鏡(3),副光軸(2)上設(shè)置有相對(duì)位置不變的透射式液晶空間光調(diào)制器(4)以及第二柱透鏡(5);第一柱透鏡(3)沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)與第二柱透鏡(5)沿光線傳播方向的后焦點(diǎn)位于垂直主光軸(I)或副光軸(2)的同一平面內(nèi)；透射式液晶空間光調(diào)制器(4)和第二柱透鏡(5)隨副光軸(2)—起，以主光軸(I)為轉(zhuǎn)軸，在保持第一柱透鏡(3 )與第二柱透鏡(5 )弧面的母線始終垂直的狀態(tài)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，其特征在于所述第二柱透鏡(5)的外輪廓所掃描過(guò)的區(qū)域沿主光軸(I)方向向第一柱透鏡(3)投影，投影被第一柱透鏡(3)的外輪廓全部包圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，其特征在于在透射式液晶空間光調(diào)制器(4)和第二柱透鏡(5)之間設(shè)置有濾光片或/和衰減片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，其特征在于所述的主光軸(I)穿過(guò)第一柱透鏡(3)的中心，所述的副光軸(2)穿過(guò)第二柱透鏡(5)的中心。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙柱透鏡的頻率振幅連續(xù)可調(diào)的圖像簡(jiǎn)諧振動(dòng)裝置，其特征在于所述的主光軸(I)穿過(guò)以第一柱透鏡(3)中心為圓心，不超過(guò)副光軸(2)與主光軸(I)之間距離的1/10長(zhǎng)度為半徑的圓。
【文檔編號(hào)】G02B26/00GK104360476SQ201410755709
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月11日
【發(fā)明者】寧凱 申請(qǐng)人:哈爾濱幻石科技發(fā)展有限公司