技术领域
[0001] 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
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 0.Hadar 等人于 1991 年在 SPIE 第 1482 卷上发表文章《Numerical Calculat1nof Image Mot1n and Vibrat1n Modulat1n Transfer Funct1n〉〉，同年，在 SPIE第 1533卷上发表文章《Numerical Calculat1n of Image Mot1n and Vibrat1n Modulat1nTransfer Funct1n - 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，0.Hadar等人又在《OPTICAL ENGINEERING))第31卷第3期上发表文章《Image Resolut1n Limits Resulting from Mechanical Vibrat1ns.Part 3: Numerical Calculat1n for Modulat1n Transfer Funct1n〉〉，在这篇文章中，再一次指出了简谐振动模型的非唯一性。
[0005] 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。
[0006] 1991 年 5 月，S，Rudoler 等人在《OPTICAL ENGINEERING))第 30 卷第 5 期上发表文章《Image Resolut1n Limits Resulting from Mechanical Vibrat1ns.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。
[0007] 0.Hadar 等人于 1992 年在 SPIE 第 1697 卷上发表的文章《Numerical Calculat1nof MTF for Image Mot1n: Experimental Verificat1n》，同年在 SPIE 第 1971 卷上发表的文章((Real-Time Numerical Calculat1n of Optical Transfer Funct1n forImage Mot1n and Vibrat1n.Part 1: Experimental Verificat1n》以及 1994 年 2 月在《OPTICAL ENGINEERING》第 33 卷第 2 期上发表文章《Image Resolut1n Limits Resultingfrom Mechanical Vibrat1ns.Part 4: Real-Time Numerical Calculat1n of OpticalTransfer Funct1n and Experimental Verificat1n》,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。
[0008] 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。
[0009]
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
[0010] 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:I)
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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] I)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
[0017] 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。
[0018] 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
[0019] 下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
[0020] 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I和副光轴2 ;所述主光轴I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I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 —起，以主光轴I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。
[0021] 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I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。
[0022] 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。
[0023] 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I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I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I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。
[0024] 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。
