一种无鬼像光学记录装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及高速摄影【技术领域】，尤其是涉及一种无鬼像光学记录装置。本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种无鬼像光学记录装置，其在不降低超高速光电摄影仪性能的前提下，通过优化系统设计、采用输入窗为光纤面板的像增强器的高速光电摄影仪，规避光传播过程中的鬼像现象。本实用新型包括物镜、分光棱锥、成像装置元件、图像接收装置等。本实用新型应用于超高速数字摄影系统。
【专利说明】一种无鬼像光学记录装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高速摄影【技术领域】，尤其是涉及一种无鬼像光学记录装置。
【背景技术】
[0002]高速摄影技术是研究高速物体运动的一种行之有效的方法，与普通摄影最根本的区别在于，高速摄影有高的时间分辩本领，能跟踪并记录快速变化过程的发生发展。自然界中许多物理、化学、生物等快速变化过程都必须借助高速摄影的方法才能进行观察和研究，比如震动、炮弹的飞行、火花放电、爆炸、物质的化学反应等等。因此，高速摄影技术在物理、生物、医学等领域有着广泛的应用。特别是在国防军事领域内，高速摄影技术更是发挥着极其重要的作用。
[0003]高速摄影设备大多以技术特点来进行分类，总体上可分为高速扫描相机和高速分幅相机，到目前为止，应用较多的高速分幅相机按时间分辨本领由低到高的顺序主要有:数字式高速视频相机、转镜式超高速分幅相机、超高速光电相机等。其中超高速光电相机是摄影频率最闻的闻速分幅相机，其最闻摄影频率可达到IO8 fps (亿幅频)量级。
[0004]在超高速光电摄影系统中，光学系统设计的好坏直接影响成像质量，一般情况下，光学系统透射面无论怎样处理，总会有部分光被反射，即杂散光，杂散光是光学系统中非正常传输光的总称，主要是由组成系统的光学元件、机械零件的反射和散射而产生。这些杂散光传播回到另一个元件表面，最后传播到像平面上，就形成了鬼像，即鬼像是杂散光的另外一种表现。对于成像光学系统，杂散光会增加像面上的噪声，降低像面的对比度和调制传递函数，使整个像面的层次减少，清晰度变坏，严重时杂散辐射噪声可能完全淹没目标信号。对于变焦成像系统来说，由于面数较多、结构较为复杂，更易在像面附近形成光晕或鬼像，从而影响成像的锐度和对比度，降低了镜头的分辨率，干扰目标的识别。
[0005]采用如图1所示，拍摄的图像有鬼像出现。其采用的像增强器的结构如图2，输入窗采用玻璃面板，其鬼像(杂散光)形成示意图如图3所示，图中①为理想情况下的光斑，但是由于输入窗采用玻璃面板输入，光阴极镀有金属膜，到达阴极像面的光有相当一部分反射后，在玻璃输入窗里面经多次反射后再次到达光阴极，就形成了鬼像，而鬼像形状是光瞳形状在像面上的反映，图中②为杂散光。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题，提供一种无鬼像光学记录装置，其在不降低图像质量的前提下，通过优化系统设计、采用输入窗为光纤面板的像增强器，规避光传播过程中的鬼像现象。
[0007]本实用新型采用的技术方案如下:
[0008]一种无鬼像光学记录装置包括:
[0009]物镜，用于接收入射光，形成目标实像；
[0010]分光棱锥，用于对物镜形成的目标实像光强度进行n等分输出，n>l ；[0011]成像装置元件，用于接收分光棱锥输出的n等份入射光，进行目标图像成像；
[0012]图像接收装置，用于接收成像装置元件输出的成像图像，进行数据处理；
[0013]目标通过物镜、分光棱锥与成像装置元件输入端连接，成像装置元件输出端与图像接收装置连接。
[0014]所述成像装置元件包括n路成像装置，所述成像装置包括:
[0015]像增强器，用于采集分光棱锥输出的光信号，对其进行微光探测及微光信号增强处理；
[0016]与像增强器对应的CCD相机，用于采集像增强器输出的光信号进行图像成像，并记录图像信号，随后CXD相机将记录的图像信号输入到图像接收装置；
[0017]连接器，用于将像增强器与CXD相机第一输入端进行光连接；
[0018]所述像增强器与分光棱锥光连接，像增强器通过连接器与CXD相机连接。
[0019]所述连接器是光纤锥或者透镜耦合器。
[0020]所述像增强器是高性能近贴式增强器，输入窗是光纤面板或者防光晕玻璃。
[0021]所述光纤面板通过多个微细光导管拼接而成。
[0022]所述图像接收装置是工控机或其它图像存储、显示系统。
[0023]综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0024]I)优化系统设计、采用输入窗为光纤面板的像增强器，规避鬼像现象；
[0025]2)通过成像装置、分光棱锥、物镜组成的光学记录装置，方便的进行纳秒级时间尺度的直接照相，拍摄的照片无鬼像，有利于目标的识别。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
[0027]图1高压空气隙放电火花图像。
[0028]图2像增强器结构示意图。
[0029]图3鬼像(杂散光)形成示意图。
[0030]图4本装置原理框图
[0031]图5输入窗为光纤面板的像增强器结构图
[0032]图6输入窗为光纤面板的像增强器全反射示意图。
[0033]图7无鬼像火花像不意图。
【具体实施方式】
[0034]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0035]本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0036]1、工作原理:
[0037]目标信号爆炸，需要将目标物爆炸场景拍摄成像时，首先通过物镜进行成像，其次分光棱锥对成像目标的入射光强度进行n等份输出；被n等份的入射光经过像增强器进行图像增强，然后CCD相机记录像增强器处理后的图像，最后将目标成像图像送入工控机进行数据分析。
[0038]2、像增强器、CXD相机正常工作需要提供合适的电压，可根据具体工作方式选用脉冲电源或直流电源。
[0039]3、CCD相机第一输入端指的是采集图像的端口(接收像增强器荧光屏输出的信号)。
[0040]实施例一:如图4所示，本装置包括物镜，用于接收入射光，形成目标实像；
[0041]分光棱锥，用于对物镜形成的目标实像光强度进行n等分输出，n>l ;成像装置元件，用于接收分光棱锥输出的n等份入射光，进行目标图像成像；图像接收装置，用于接收成像装置元件输出的成像图像，进行数据处理；目标通过物镜、分光棱锥与成像装置元件输入端连接，成像装置元件输出端与图像接收装置连接。所述成像装置元件包括n路成像装置，所述成像装置包括:像增强器，用于采集分光棱锥输出的入射光，对入射光进行微光探测及微光信号增强处理；与像增强器对应的CCD相机，用于采集像增强器输出的光信号进行图像成像，并记录图像信号，随后CCD相机将记录的图像信号输入到图像接收装置；连接器，用于将像增强器与CCD相机第一输入端进行光连接；所述像增强器与分光棱锥光连接，像增强器通过连接器与CXD相机连接。
[0042]实施例二:在实施例一基础上，所述连接器是光纤锥或者透镜耦合器。
[0043]实施例三:在实施例一或二基础上,如图5所不,像增强器输入窗米用光纤面板，光纤面板由大量密集的微细光导管组成，光纤维是基于光线的全反射原理进行传像的。如图6所示，光纤的芯料折射率大于皮料的折射率，因此入射角小于全反射临界角的全部光线都只能在内芯中反射。所以每一根光纤能独立地传递光线，且相互之间不串光。由大量光纤所组成的面板则可以传递一幅光学图像。
[0044]图6表明了光线传递的过程。当光线的入射角为％时，所产生的折射情况可由下面的公式确定
[0045]
【权利要求】
1.一种无鬼像光学记录装置，其特征在于包括: 物镜，用于接收入射光，形成目标实像； 分光棱锥，用于对物镜形成的目标实像光强度进行n等分输出，n> I ； 成像装置元件，用于接收分光棱锥输出的n等份入射光，进行目标图像成像； 图像接收装置，用于接收成像装置元件输出的成像图像，进行数据处理； 目标通过物镜、分光棱锥与成像装置元件输入端连接，成像装置元件输出端与图像接收装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种无鬼像光学记录装置，其特征在于所述成像装置元件包括n路成像装置，所述成像装置包括: 像增强器，用于采集分光棱锥输出的入射光，对入射光进行微光探测及微光信号增强处理； 与像增强器对应的CCD相机，用于采集像增强器输出的光信号进行图像成像，并记录图像信号，随后CCD相机将采集的图像信号输入到图像接收装置； 连接器，用于将像增强器与CXD相机第一输入端进行光连接； 所述像增强器与分光棱锥光连接，像增强器通过连接器与CXD相机连接。
3.根据权利要求2所述的一种无鬼像光学记录装置，其特征在于所述连接器是光纤锥或者透镜耦合器。
4.根据权利要求2所述的一种无鬼像光学记录装置，其特征在于所述像增强器是高性能近贴式增强器，输入窗是光纤面板或者防光晕玻璃。
5.根据权利要求4所述的一种无鬼像光学记录装置，其特征在于所述光纤面板通过多个微细光导管拼接而成。
6.根据权利要求1至5之一所述的一种无鬼像光学记录装置，其特征在于所述图像接收装置是工控机。
【文档编号】G02B6/06GK203490390SQ201320599419
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】李剑, 赵新才, 刘宁文, 肖正飞, 张昆林, 温伟峰, 李泽仁 申请人:中国工程物理研究院流体物理研究所