[發明專利]計算型視覺成像光線調制裝置和方法

有效

• 申請號: 201710218540.0
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN107085296B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 趙首博;趙羽晴
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G02B26/08
• 分類號: G02B26/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種計算型視覺成像光線調制方法，其中，所采用的計算型視覺成像光線調制裝置包括物鏡(1)、DMD(2)、壓電位移器(3)、中繼透鏡(4)和CCD(5)；所述的物鏡(1)、物方工作面和DMD(2)基準面三者符合斜置場面成像條件，即物鏡(1)主面、物方工作面和DMD(2)基準面相交于一線，物方工作面和DMD(2)基準面互為共軛；所述的DMD(2)通過控制時間占空比調制投射其上的光線強度；所述的壓電位移器(3)帶動DMD(2)沿中繼透鏡(4)光軸前后運動，與DMD(2)基準面構成正、負位移差；所述的中繼透鏡(4)將經DMD(2)調制的光線成像到CCD(5)上；所述的CCD(5)分別對DMD(2)在正、負兩種位移差狀態下的調制光線感光成像，其特征在于，包括以下步驟：

設置DMD(2)圖案為二維點陣，調整壓電位移器(3)帶動DMD(2)沿中繼透鏡(4)光軸前后運動，觀察CCD(5)上彌散斑從大變小再變大，記錄下彌散斑尺寸相等的DMD(2)兩個位置P₁和P₂，分別與DMD(2)基準面構成正、負位移差±Δ；

Δ＝(P₂-?P₁)/2????????????(1)

設中繼透鏡(4)的通光孔徑為2a，CCD(5)相對DMD(2)基準面的垂軸放大率β＝l/l’，l是中繼透鏡(4)到CCD(5)的距離，l’是中繼透鏡(4)到DMD(2)基準面的距離，則彌散斑的半徑值r為：

r＝aΔl/l'²???????????????(2)

通過CCD(5)記錄的彌散斑尺寸可以求得中繼透鏡(4)的通光孔徑參數2a；

對于CCD(5)坐標(x,y)的光強由DMD(2)一個圓斑區域上指向(x,y)的成像光線貢獻；

DMD(2)在負位移差-Δ狀態下，這個圓斑區域S_u-,v-以aΔ/l’為半徑的區域，以(u₀^-,v₀^-)為圓心：

DMD(2)在正位移差Δ狀態下，這個圓斑區域S_u+,v+以aΔ/l’為半徑的區域，以(u₀⁺,v₀⁺)為圓心：

與CCD(5)坐標(x,y)共軛的DMD(2)基準面上點(u₀,v₀)：

可得DMD(2)在負位移差-Δ狀態下CCD(5)坐標(x,y)的光強為：

也可得DMD(2)在正位移差Δ狀態下CCD(5)坐標(x,y)的光強為：

k為成像常數，與系統靈敏度、像元感光面積相關；E_d0(u₀,v₀)為目標物(6)在DMD(2)基準面上的光強分布，反應目標物(6)真實成像特性；M^-(u,v)為DMD(2)在負位移差Δ狀態下的調制函數；M⁺(u,v)為DMD(2)在正位移差Δ狀態下的調制函數；M^-(u,v)和M⁺(u,v)是已知的可控量；

應用公式(6)或公式(7)，在CCD(5)與DMD(2)所在面不共軛的條件下，可以實現DMD(2)對成像光線的調制。