一種無鬼像光學記錄裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及高速攝影【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種無鬼像光學記錄裝置。本實用新型所要解決的技術(shù)問題是：針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種無鬼像光學記錄裝置，其在不降低超高速光電攝影儀性能的前提下，通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、采用輸入窗為光纖面板的像增強器的高速光電攝影儀，規(guī)避光傳播過程中的鬼像現(xiàn)象。本實用新型包括物鏡、分光棱錐、成像裝置元件、圖像接收裝置等。本實用新型應(yīng)用于超高速數(shù)字攝影系統(tǒng)。
【專利說明】一種無鬼像光學記錄裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及高速攝影【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種無鬼像光學記錄裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]高速攝影技術(shù)是研究高速物體運動的一種行之有效的方法，與普通攝影最根本的區(qū)別在于，高速攝影有高的時間分辯本領(lǐng)，能跟蹤并記錄快速變化過程的發(fā)生發(fā)展。自然界中許多物理、化學、生物等快速變化過程都必須借助高速攝影的方法才能進行觀察和研究，比如震動、炮彈的飛行、火花放電、爆炸、物質(zhì)的化學反應(yīng)等等。因此，高速攝影技術(shù)在物理、生物、醫(yī)學等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。特別是在國防軍事領(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)特點來進行分類，總體上可分為高速掃描相機和高速分幅相機，到目前為止，應(yīng)用較多的高速分幅相機按時間分辨本領(lǐng)由低到高的順序主要有:數(shù)字式高速視頻相機、轉(zhuǎn)鏡式超高速分幅相機、超高速光電相機等。其中超高速光電相機是攝影頻率最聞的聞速分幅相機，其最聞攝影頻率可達到IO8 fps (億幅頻)量級。
[0004]在超高速光電攝影系統(tǒng)中，光學系統(tǒng)設(shè)計的好壞直接影響成像質(zhì)量，一般情況下，光學系統(tǒng)透射面無論怎樣處理，總會有部分光被反射，即雜散光，雜散光是光學系統(tǒng)中非正常傳輸光的總稱，主要是由組成系統(tǒng)的光學元件、機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)。對于成像光學系統(tǒng)，雜散光會增加像面上的噪聲，降低像面的對比度和調(diào)制傳遞函數(shù)，使整個像面的層次減少，清晰度變壞，嚴重時雜散輻射噪聲可能完全淹沒目標信號。對于變焦成像系統(tǒng)來說，由于面數(shù)較多、結(jié)構(gòu)較為復雜，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比度，降低了鏡頭的分辨率，干擾目標的識別。
[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，到達陰極像面的光有相當一部分反射后，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。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種無鬼像光學記錄裝置，其在不降低圖像質(zhì)量的前提下，通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、采用輸入窗為光纖面板的像增強器，規(guī)避光傳播過程中的鬼像現(xiàn)象。
[0007]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種無鬼像光學記錄裝置包括:
[0009]物鏡，用于接收入射光，形成目標實像；
[0010]分光棱錐，用于對物鏡形成的目標實像光強度進行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，進行目標圖像成像；
[0012]圖像接收裝置，用于接收成像裝置元件輸出的成像圖像，進行數(shù)據(jù)處理；
[0013]目標通過物鏡、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]像增強器，用于采集分光棱錐輸出的光信號，對其進行微光探測及微光信號增強處理；
[0016]與像增強器對應(yīng)的CCD相機，用于采集像增強器輸出的光信號進行圖像成像，并記錄圖像信號，隨后CXD相機將記錄的圖像信號輸入到圖像接收裝置；
[0017]連接器，用于將像增強器與CXD相機第一輸入端進行光連接；
[0018]所述像增強器與分光棱錐光連接，像增強器通過連接器與CXD相機連接。
[0019]所述連接器是光纖錐或者透鏡耦合器。
[0020]所述像增強器是高性能近貼式增強器，輸入窗是光纖面板或者防光暈玻璃。
[0021]所述光纖面板通過多個微細光導管拼接而成。
[0022]所述圖像接收裝置是工控機或其它圖像存儲、顯示系統(tǒng)。
[0023]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0024]I)優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計、采用輸入窗為光纖面板的像增強器，規(guī)避鬼像現(xiàn)象；
[0025]2)通過成像裝置、分光棱錐、物鏡組成的光學記錄裝置，方便的進行納秒級時間尺度的直接照相，拍攝的照片無鬼像，有利于目標的識別。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
[0027]圖1高壓空氣隙放電火花圖像。
[0028]圖2像增強器結(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器結(jié)構(gòu)圖
[0032]圖6輸入窗為光纖面板的像增強器全反射示意圖。
[0033]圖7無鬼像火花像不意圖。
【具體實施方式】
[0034]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，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]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，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，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0036]1、工作原理:
[0037]目標信號爆炸，需要將目標物爆炸場景拍攝成像時，首先通過物鏡進行成像，其次分光棱錐對成像目標的入射光強度進行n等份輸出；被n等份的入射光經(jīng)過像增強器進行圖像增強，然后CCD相機記錄像增強器處理后的圖像，最后將目標成像圖像送入工控機進行數(shù)據(jù)分析。
[0038]2、像增強器、CXD相機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相機第一輸入端指的是采集圖像的端口(接收像增強器熒光屏輸出的信號)。
[0040]實施例一:如圖4所示，本裝置包括物鏡，用于接收入射光，形成目標實像；
[0041]分光棱錐，用于對物鏡形成的目標實像光強度進行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，進行目標圖像成像；圖像接收裝置，用于接收成像裝置元件輸出的成像圖像，進行數(shù)據(jù)處理；目標通過物鏡、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:像增強器，用于采集分光棱錐輸出的入射光，對入射光進行微光探測及微光信號增強處理；與像增強器對應(yīng)的CCD相機，用于采集像增強器輸出的光信號進行圖像成像，并記錄圖像信號，隨后CCD相機將記錄的圖像信號輸入到圖像接收裝置；連接器，用于將像增強器與CCD相機第一輸入端進行光連接；所述像增強器與分光棱錐光連接，像增強器通過連接器與CXD相機連接。
[0042]實施例二:在實施例一基礎(chǔ)上，所述連接器是光纖錐或者透鏡耦合器。
[0043]實施例三:在實施例一或二基礎(chǔ)上,如圖5所不,像增強器輸入窗米用光纖面板，光纖面板由大量密集的微細光導管組成，光纖維是基于光線的全反射原理進行傳像的。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圖像。
[0044]圖6表明了光線傳遞的過程。當光線的入射角為％時，所產(chǎn)生的折射情況可由下面的公式確定
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種無鬼像光學記錄裝置，其特征在于包括: 物鏡，用于接收入射光，形成目標實像； 分光棱錐，用于對物鏡形成的目標實像光強度進行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，進行目標圖像成像； 圖像接收裝置，用于接收成像裝置元件輸出的成像圖像，進行數(shù)據(jù)處理； 目標通過物鏡、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所述的一種無鬼像光學記錄裝置，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: 像增強器，用于采集分光棱錐輸出的入射光，對入射光進行微光探測及微光信號增強處理； 與像增強器對應(yīng)的CCD相機，用于采集像增強器輸出的光信號進行圖像成像，并記錄圖像信號，隨后CCD相機將采集的圖像信號輸入到圖像接收裝置； 連接器，用于將像增強器與CXD相機第一輸入端進行光連接； 所述像增強器與分光棱錐光連接，像增強器通過連接器與CXD相機連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無鬼像光學記錄裝置，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所述的一種無鬼像光學記錄裝置，其特征在于所述像增強器是高性能近貼式增強器，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所述的一種無鬼像光學記錄裝置，其特征在于所述光纖面板通過多個微細光導管拼接而成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一所述的一種無鬼像光學記錄裝置，其特征在于所述圖像接收裝置是工控機。
【文檔編號】G02B6/06GK203490390SQ201320599419
【公開日】2014年3月19日 申請日期: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 申請人:中國工程物理研究院流體物理研究所