CN104360476A - 基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置 - Google Patents
基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104360476A CN104360476A CN201410755709.2A CN201410755709A CN104360476A CN 104360476 A CN104360476 A CN 104360476A CN 201410755709 A CN201410755709 A CN 201410755709A CN 104360476 A CN104360476 A CN 104360476A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical axis
- post lens
- lens
- frequency
- simple harmonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 62
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 44
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 7
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 6
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置属于以速度、加速度或减速度的控制为特征的控制系统，尤其涉及一种使图像进行简谐振动的装置；该装置包括平行设置的主光轴和副光轴；所述主光轴上设置有第一柱透镜，副光轴上设置有相对位置不变的透射式液晶空间光调制器以及第二柱透镜；第一柱透镜沿光线传播方向的后焦点与第二柱透镜沿光线传播方向的后焦点位于垂直主光轴或副光轴的同一平面内；透射式液晶空间光调制器和第二柱透镜随副光轴一起，以主光轴为转轴，在保持第一柱透镜与第二柱透镜弧面的母线始终垂直的状态下进行旋转；本发明可以使图像做振动频率、振幅、相位可调的简谐振动，且各参数调节范围大，控制方式简单，控制精度高。
Description
技术领域
基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置属于以速度、加速度或减速度的控制为特征的控制系统，尤其涉及一种使图像进行简谐振动的装置。
背景技术
如果在成像过程中图像传感器和目标之间存在相对运动，所得图像就会产生运动模糊现象。在日常生活、工业生产、航空航天领域，这种现象非常普遍。虽然运动模糊图像在某些特殊领域中可以呈现出艺术的美感，但是在交通运输、工业生产等绝大多数领域，运动模糊图像却只能给我们对图像中目标的识别以及对目标细节信息的获取带来麻烦。
造成运动模糊的众多运动类型中，简谐振动是除匀速运动外，最常见的运动类型，只要当摄像机安置在具有振动特性的平台上时，就将得到简谐振动模糊图像。简谐振动模糊现象在车载成像、机载成像以及航空摄影甚至光学制导领域常有发生，为了避免这种现象造成图像细节信息的丢失，需要对模糊图像进行复原。最简单、最快速的运动模糊图像复原算法就是根据退化模型，利用逆滤波或维纳滤波直接复原。然而，不同于匀速运动退化模型的唯一性，不同频率、不同振幅以及不同相位的简谐振动退化模型具有不同的函数形式。
O.Hadar等人于1991年在SPIE第1482卷上发表文章《Numerical Calculation of Image Motion and Vibration Modulation Transfer Function》，同年，在SPIE第1533卷上发表文章《Numerical Calculation of Image Motion and Vibration Modulation Transfer Function – A New Method》，这两篇文章在建立退化模型的同时，均指出了简谐振动模型的非唯一性。1992年5月，O.Hadar等人又在《OPTICAL ENGINEERING》第31卷第3期上发表文章《Image Resolution Limits Resulting from Mechanical Vibrations. Part 3: Numerical Calculation for Modulation Transfer Function》，在这篇文章中，再一次指出了简谐振动模型的非唯一性。
为了验证简谐振动退化模型的非唯一性，学者们进行了一系列的验证实验，这些实验的关键，是需要一个简谐振动的目标。
1991年5月，S,Rudoler等人在《OPTICAL ENGINEERING》第30卷第5期上发表文章《Image Resolution Limits Resulting from Mechanical Vibrations. Part 2: Experiment》，介绍了一种可以实现正弦图样简谐振动的装置，虽然文中没有公开这种装置的结构，但是从文中的文字描述可以知道，该振动装置具有非常低的振动频率，因此该装置不适合做高频振动测试的振动源。
O.Hadar等人于1992年在SPIE第1697卷上发表的文章《Numerical Calculation of MTF for Image Motion: Experimental Verification》，同年在SPIE第1971卷上发表的文章《Real-Time Numerical Calculation of Optical Transfer Function for Image Motion and Vibration. Part 1: Experimental Verification》以及1994年2月在《OPTICAL ENGINEERING》第33卷第2期上发表文章《Image Resolution Limits Resulting from Mechanical Vibrations. Part 4: Real-Time Numerical Calculation of Optical Transfer Function and Experimental Verification》，均反复出现了用于验证简谐振动退化模型非唯一性的振动平台，但仍然没有公开其结构和原理。但是通过文中只针对低频简谐振动进行验证，因此可以推论，这些装置仍然不能进行高频简谐振动。
除此之外，以上振动目标的形成，均需要机械振动平台，再将设置在平台上的光学目标成像到图像传感器表面。实现简谐振动的机械平台装置复杂，成本较高，控制精度低。
申请人在同日申请的发明专利《基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置》，公开了一种可以实现频率振幅连续可调的简谐振动点目标装置，可以直接获得简谐振动点目标。然而，在真实情况中，振动的物体为非点目标形式，因此需要一种可以实现频率振幅连续可调的简谐振动图像装置。
发明内容
现有用于验证简谐振动退化模型非唯一性的振动装置存在以下缺点：1）频率范围有限，不能实现高频简谐振动；2）机械振动平台结构复杂、成本高、控制精度低。为了解决上述问题，本发明设计了一种基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，该装置具有振动频率调节范围宽，同时振幅可调，装置结构简单、成本低、控制精度高的优点。
本发明的目的是这样实现的：
基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，包括平行设置的主光轴和副光轴；所述主光轴上设置有第一柱透镜，副光轴上设置有相对位置不变的透射式液晶空间光调制器以及第二柱透镜；第一柱透镜沿光线传播方向的后焦点与第二柱透镜沿光线传播方向的后焦点位于垂直主光轴或副光轴的同一平面内；透射式液晶空间光调制器和第二柱透镜随副光轴一起，以主光轴为转轴，在保持第一柱透镜与第二柱透镜弧面的母线始终垂直的状态下进行旋转。
上述基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，所述第二柱透镜的外轮廓所扫描过的区域沿主光轴方向向第一柱透镜投影，投影被第一柱透镜的外轮廓全部包围。
上述基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，在透射式液晶空间光调制器和第二柱透镜之间设置有滤光片或/和衰减片。
上述基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，所述的主光轴穿过第一柱透镜的中心，所述的副光轴穿过第二柱透镜的中心。
上述基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，所述的主光轴穿过以第一柱透镜中心为圆心，不超过副光轴与主光轴之间距离的1/10长度为半径的圆。
1）本发明的技术方案可以使形成点目标像，而且使与透射式液晶空间光调制器上图形相对应的图像完成简谐振动；
2）本发明点目标像的简谐振动只需要依靠副光轴绕主光轴匀速旋转即可实现，相比于现有技术使振动平台直接进行简谐振动，匀速旋转的控制方式更简单，控制精度更高，不仅简化了装置结构，而且降低了装置成本；
3）由于本发明点目标像简谐振动的振幅可以通过改变主光轴与副光轴之间的距离来调节，振动频率可以通过改变副光轴绕主光轴的转速来调节，相位可以通过改变副光轴的初始位置来调节，因此，本发明调节方式简单，且振动频率、振幅、相位调节范围大。
附图说明
图1是本发明基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置结构示意图。
图中：1主光轴、2副光轴、3第一柱透镜、4透射式液晶空间光调制器、5第二柱透镜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
具体实施例一
本实施例的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，结构示意图如图1所示。该图像简谐振动装置包括平行设置的主光轴1和副光轴2；所述主光轴1上设置有第一柱透镜3，副光轴2上设置有相对位置不变的透射式液晶空间光调制器4以及第二柱透镜5；第一柱透镜3沿光线传播方向的后焦点与第二柱透镜5沿光线传播方向的后焦点位于垂直主光轴1或副光轴2的同一平面内；透射式液晶空间光调制器4和第二柱透镜5随副光轴2一起，以主光轴1为转轴，在保持第一柱透镜3与第二柱透镜5弧面的母线始终垂直的状态下进行旋转。
具体实施例二
本实施例的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，在具体实施例一的基础上，进一步限定第二柱透镜5的外轮廓所扫描过的区域沿主光轴1方向向第一柱透镜3投影，投影被第一柱透镜3的外轮廓全部包围。这项技术特征，使得从透射式液晶空间光调制器4上出射的光束全能被第一柱透镜接收，确保与透射式液晶空间光调制器4上图形相对应的图像在任意位置都具有相同的灰度值。
具体实施例三
本实施例的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，在具体实施例一的基础上，进一步限定在透射式液晶空间光调制器4和第二柱透镜5之间设置有滤光片或衰减片或滤光片和衰减片的组合。这项技术特征，可以确保与透射式液晶空间光调制器4上图形相对应的图像具有合适的波长和亮度，使其可以被权利要求书中没有提及的图像传感器所接收。
以上实施例的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，所述的主光轴1穿过第一柱透镜3的中心，所述的副光轴2穿过第二柱透镜5的中心，这种结构设计，装置整体呈现出对称结构；当然，主光轴1穿过以第一柱透镜3中心为圆心，不超过副光轴2与主光轴1之间距离的1/10长度为半径的圆,这种结构设计，可以在不影响图像简谐振动效果的同时，降低装置装调难度。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化或方法改进，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，其特征在于包括平行设置的主光轴（1）和副光轴（2）；所述主光轴（1）上设置有第一柱透镜（3），副光轴（2）上设置有相对位置不变的透射式液晶空间光调制器（4）以及第二柱透镜（5）；第一柱透镜（3）沿光线传播方向的后焦点与第二柱透镜（5）沿光线传播方向的后焦点位于垂直主光轴（1）或副光轴（2）的同一平面内；透射式液晶空间光调制器（4）和第二柱透镜（5）随副光轴（2）一起，以主光轴（1）为转轴，在保持第一柱透镜（3）与第二柱透镜（5）弧面的母线始终垂直的状态下进行旋转。
2.根据权利要求1所述的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，其特征在于所述第二柱透镜（5）的外轮廓所扫描过的区域沿主光轴（1）方向向第一柱透镜（3）投影，投影被第一柱透镜（3）的外轮廓全部包围。
3.根据权利要求1所述的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，其特征在于在透射式液晶空间光调制器（4）和第二柱透镜（5）之间设置有滤光片或/和衰减片。
4.根据权利要求1所述的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，其特征在于所述的主光轴（1）穿过第一柱透镜（3）的中心，所述的副光轴（2）穿过第二柱透镜（5）的中心。
5.根据权利要求1所述的基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置，其特征在于所述的主光轴（1）穿过以第一柱透镜（3）中心为圆心，不超过副光轴（2）与主光轴（1）之间距离的1/10长度为半径的圆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410755709.2A CN104360476B (zh) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410755709.2A CN104360476B (zh) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104360476A true CN104360476A (zh) | 2015-02-18 |
| CN104360476B CN104360476B (zh) | 2016-09-14 |
Family
ID=52527756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410755709.2A Active CN104360476B (zh) | 2014-12-11 | 2014-12-11 | 基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104360476B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109725429A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-07 | 成都工业学院 | 一种实聚混合成像的立体显示装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282329A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | 振動計測装置 |
| JPH08114769A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Canon Inc | 空間周波数特性可変装置及び該装置を用いた撮像装置 |
| CN1837890A (zh) * | 2006-03-29 | 2006-09-27 | 哈尔滨工业大学 | 图像复原及光瞳滤波式横向超分辨共焦显微成像方法与装置 |
| CN101718620A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-06-02 | 北京理工大学 | 多光谱动态调制传递函数测量方法与装置 |
| CN101949769A (zh) * | 2010-08-13 | 2011-01-19 | 哈尔滨工业大学 | 动像调制传递函数测量装置 |
-
2014
- 2014-12-11 CN CN201410755709.2A patent/CN104360476B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6282329A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-15 | Hitachi Maxell Ltd | 振動計測装置 |
| JPH08114769A (ja) * | 1994-10-17 | 1996-05-07 | Canon Inc | 空間周波数特性可変装置及び該装置を用いた撮像装置 |
| CN1837890A (zh) * | 2006-03-29 | 2006-09-27 | 哈尔滨工业大学 | 图像复原及光瞳滤波式横向超分辨共焦显微成像方法与装置 |
| CN101718620A (zh) * | 2009-11-06 | 2010-06-02 | 北京理工大学 | 多光谱动态调制传递函数测量方法与装置 |
| CN101949769A (zh) * | 2010-08-13 | 2011-01-19 | 哈尔滨工业大学 | 动像调制传递函数测量装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109725429A (zh) * | 2019-03-06 | 2019-05-07 | 成都工业学院 | 一种实聚混合成像的立体显示装置 |
| CN109725429B (zh) * | 2019-03-06 | 2023-08-08 | 成都工业学院 | 一种实聚混合成像的立体显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104360476B (zh) | 2016-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11440136B2 (en) | Method and device for shaping radiation for laser processing | |
| US20200241287A1 (en) | Generation method for programmable analog fringe pattern with extended depth of field | |
| CN102998914B (zh) | 一种直写式光刻加工系统及光刻方法 | |
| CN104781724B (zh) | 相位调制方法以及相位调制装置 | |
| CN101542355B (zh) | 光束发生装置 | |
| GB2547590B (en) | LENS FOR A PHOTOGRAPHY OR FILM CAMERA AND METHOD FOR SELECTIVE DAMPING OF SPECIFIC SPATIAL FREQUENCY RANGES OF THE MODULATION TRANSFER FUNCTION OF Such a lens | |
| CN105676498B (zh) | 纯相位型空间光调制器的振幅调制方法及装置 | |
| CN103926706B (zh) | 基于随机相位板消除激光散斑的多通光路设备及其方法 | |
| CN105091750A (zh) | 一种基于双四步相移的投影仪标定方法 | |
| CN104655051A (zh) | 一种高速结构光三维面形垂直测量方法 | |
| CN107632392A (zh) | 动态局部放大高分辨成像系统 | |
| CN104359424B (zh) | 一种椭球镜面形检测装置及方法 | |
| CN102538823A (zh) | 大尺寸tdiccd焦面异速成像匹配误差检测系统 | |
| CN104655291B (zh) | 一种实现可编程多波横向剪切干涉仪的方法 | |
| CN104360476B (zh) | 基于双柱透镜的频率振幅连续可调的图像简谐振动装置 | |
| CN103105677A (zh) | 产生拉盖尔-高斯关联的部分相干高斯光束的系统和方法 | |
| CN107144983A (zh) | 相干度随时间可控变化的部分相干光束的产生装置及方法 | |
| CN204154990U (zh) | 座舱平视显示系统 | |
| CN104360477B (zh) | 基于双柱透镜的频率振幅连续可调的点目标像振动装置 | |
| Schatz et al. | Design of the MagAO-X pyramid wavefront sensor | |
| JP6397569B2 (ja) | ３ｄプリンタ、印刷方法および鏡筒モジュール | |
| CN105572779A (zh) | 一种角向偏振光产生装置及方法 | |
| Han et al. | Determination and adjustment of optimal defocus level for fringe projection systems | |
| CN101794029A (zh) | 一种消除相位型空间光调制器黑栅效应的方法和装置 | |
| CN104197961A (zh) | 一种基于双焦光学系统的星模拟装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160822 Address after: 266045 Shandong province Qingdao City, Zhengzhou Road No. 43 building 130 room A Applicant after: Qingdao Rubber Valley Intellectual Property Co.,Ltd. Address before: 150000 Heilongjiang high tech Industrial Development Zone, Nangang hi tech Venture Center, building No. 17, Hongqi Street, room No. 801, room 162 Applicant before: HARBIN HUANSHI TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO.,LTD. |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Gai Xing Inventor after: Liu Chuyang Inventor after: Yang Ximing Inventor before: Ning Kai |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170215 Address after: 264003 building, No. 1, Blue Ocean Road, hi tech Zone, Shandong, Yantai, China Patentee after: YANTAI INFINITY DATA SYSTEM CO.,LTD. Address before: 266045 Shandong province Qingdao City, Zhengzhou Road No. 43 building 130 room A Patentee before: Qingdao Rubber Valley Intellectual Property Co.,Ltd. |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: An image harmonic vibration device with continuously adjustable frequency and amplitude based on double cylindrical lenses Granted publication date: 20160914 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited by Share Ltd. Yantai hi tech Zone subbranch Pledgor: YANTAI INFINITY DATA SYSTEM CO.,LTD. Registration number: Y2024980020959 |