[發明專利]光學掃描系統及方法

在審

• 申請號: 201810454632.3
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108445619A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 汪偉;彭其先;王旭;暢里華;李劍;肖正飛;劉寧文;溫偉峰;趙新才;何徽
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G02B26/10
• 分類號: G02B26/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 魏彥

本發明實施例涉及高速掃描成像技術領域，具體而言，涉及一種光學掃描系統及方法。該光學掃描系統包括：視場光闌、場鏡、補償透鏡、透鏡組件、轉鏡和像面。場鏡設置于視場光闌的一側，補償透鏡設置于場鏡遠離所述視場光闌的一側，其中，補償透鏡用于對通過該補償透鏡的光進行補償，透鏡組件設置于補償透鏡遠離場鏡的一側，轉鏡設置于透鏡組件遠離補償透鏡的一側，發光件發射的光路依次通過視場光闌、場鏡、補償透鏡、透鏡組件照射到所述轉鏡，并通過所述轉鏡反射到像面。該光學掃描系統能夠提高光學掃描系統的動態成像質量。

技術領域

本發明實施例涉及高速掃描成像技術領域，具體而言，涉及一種光學掃描系統及方法。

背景技術

轉鏡式高速掃描相機一種基于轉鏡掃描的光機測量設備，用于研究快速過程某些特定方向的空間位置隨時間變化的規律，從而得到該過程在這一特定方向上的運動軌跡。轉鏡式高速相機具有空間分辨率高、記錄時間長等特點，一直是核武器、常規武器、高新技術武器及其它領域實驗研究的重要手段之一，不僅廣泛用于炸藥爆轟參數、沖擊波速度、核武器初級及常規武器戰斗部的膨脹斷裂、微物質噴射、飛片和破片的速度等測量，而且在彈道學、高壓火花放電、物質的分解與合成、瞬態光譜分析、高速碰撞與安全防護等研究中應用廣泛。轉鏡部件作為此類相機的核心部件，決定了相機的掃描速度和成像質量等主要指標性能，現有的大多轉鏡式高速掃描相機的動態成像質量較差。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種光學掃描系統及方法，能夠提高轉鏡式高速掃描相機的動態成像質量。

為實現上述目的，本發明實施例提供了一種光學掃描系統，包括：視場光闌、場鏡、補償透鏡、透鏡組件、轉鏡和像面；

所述場鏡設置于所述視場光闌的一側；

所述補償透鏡設置于所述場鏡遠離所述視場光闌的一側；其中，所述補償透鏡用于對通過該補償透鏡的光進行補償；

所述透鏡組件設置于所述補償透鏡遠離所述場鏡的一側；

所述轉鏡設置于所述透鏡組件遠離所述補償透鏡的一側；

發光件發射的光路依次通過所述視場光闌、所述場鏡、所述補償透鏡、所述透鏡組件照射到所述轉鏡，并通過所述轉鏡反射到所述像面。

可選地，所述場鏡的法線、所述補償透鏡的法線和所述透鏡組件的法線位于同一直線。

可選地，所述場鏡為彎月形負透鏡。

可選地，所述視場光闌為單狹縫。

可選地，所述視場光闌為多條平行的多狹縫。

可選地，所述補償透鏡為柱面負透鏡。

可選地，所述透鏡組件為中繼透鏡組。

可選地，所述轉鏡為鋼轉鏡。

可選地，所述鋼轉鏡的轉速范圍為6×10⁴r/min～3×10⁵r/min。

本發明實施例還提供了一種光學掃描方法，應用于上述光學掃描系統，所述方法包括：

根據轉鏡的轉速選擇對應焦距的補償透鏡，將所述補償透鏡設置于場鏡和透鏡組件之間；

采用發光件進行發光，其中，所述發光件發出的光依次通過視場光闌、所述場鏡、所述補償透鏡、所述透鏡組件反射到所述轉鏡；

采用像面獲取所述轉鏡反射的光。

本發明實施例提供的光學掃描系統及方法，補償透鏡可以對通過該補償透鏡的光進行補償，提高了光學掃描系統的動態成像質量。

進一步地，根據轉鏡的轉速選取對應焦距的補償透鏡進行補償，能夠準確地對光路進行補償，進一步提高光學掃描系統的動態成像質量。