一種消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法
【專利摘要】一種消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法屬于仿生光學(xué)領(lǐng)域，該方法包括如下步驟：設(shè)定X和Y方向坐標(biāo)，龍蝦眼系統(tǒng)中微通道依次排序，靠近中心軸線X軸的通道單元標(biāo)號(hào)為1，隨著口徑的增加，通道單元的標(biāo)號(hào)依次增加為2、3、4…n，第n個(gè)通道上反射壁所對(duì)應(yīng)的球心角為且假設(shè)平行光線入射到第1到第n個(gè)通道單元時(shí)剛好所有入射光線都經(jīng)過(guò)一次反射，折轉(zhuǎn)向焦點(diǎn)處；當(dāng)平行光線入射到第n+1個(gè)通道單元時(shí)，光線將入射到通道單元的反射壁上，產(chǎn)生二次反射；一次反射區(qū)的面積為為了使其他區(qū)域也同樣達(dá)到一次反射，故在部分區(qū)域涂黑，X方向上涂黑的面積為Y方向上涂黑的面積為實(shí)現(xiàn)消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法。
【專利說(shuō)明】一種消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于仿生光學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種采用光吸收涂層抑制龍蝦眼成像中的雜散光，消除中心十字像點(diǎn)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]與一般的光學(xué)系統(tǒng)不同，龍蝦眼透鏡的結(jié)構(gòu)比較特殊，如圖1所示，內(nèi)壁都指向球心的棱臺(tái)狀通孔，即微通道分布構(gòu)成，而且這些棱臺(tái)的內(nèi)表面為反射面，當(dāng)光能入射到內(nèi)表面時(shí)遵循反射定律。其中一部分入射光入射到龍蝦眼系統(tǒng)后沒(méi)有經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)中的反射鏡反射，而是直接通過(guò)微通道，將入射到后面的屏幕上，如圖2所示。這種經(jīng)過(guò)微通道直接入射的光將會(huì)形成背景光。如果入射光經(jīng)過(guò)龍蝦眼系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)壁的水平方向上經(jīng)過(guò)偶數(shù)次反射，在系統(tǒng)內(nèi)壁的豎直方向上經(jīng)過(guò)奇數(shù)次反射時(shí)，將在屏幕上形成具有高亮橫線的背景光；如果入射光經(jīng)過(guò)龍蝦眼系統(tǒng)在系統(tǒng)內(nèi)壁的水平方向上經(jīng)過(guò)奇數(shù)次反射，在系統(tǒng)內(nèi)壁的豎直方向上經(jīng)過(guò)偶數(shù)次反射時(shí)，將在屏幕上形成具有高亮豎線的背景光；它們就組成了龍蝦眼成像中的中心十字線。由于中心十字線的亮度較高，嚴(yán)重影響系統(tǒng)成像的清晰度。入射的光經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)，在水平方向上經(jīng)過(guò)奇數(shù)次反射，豎直方向上經(jīng)過(guò)奇數(shù)次反射，這種情況，將會(huì)得到理想的像點(diǎn)。但是反射次數(shù)過(guò)多，同樣會(huì)影響成像清晰度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法，該方法通過(guò)在系統(tǒng)內(nèi)壁部分涂層，實(shí)現(xiàn)龍蝦眼系統(tǒng)抑制中心十字像，減輕雜散光對(duì)成像質(zhì)量的影響。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下:
[0005]一種消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法，該方法包括如下步驟:`[0006]步驟一:設(shè)定X和Y方向坐標(biāo)，龍蝦眼系統(tǒng)中微通道依次排序，靠近中心軸線X軸的通道單元標(biāo)號(hào)為1，隨著口徑的增加，通道單元的標(biāo)號(hào)依次增加為2、3、4…n，第η個(gè)通道上反射壁所對(duì)應(yīng)的球心角為A，且Α=/7β，α為每個(gè)棱臺(tái)對(duì)應(yīng)的球心角；
[0007]步驟二:假設(shè)平行光線入射到第I到第η個(gè)通道單元時(shí)剛好所有入射光線都經(jīng)過(guò)一次反射，折轉(zhuǎn)向焦點(diǎn)處；當(dāng)平行光線入射到第η+1個(gè)通道單元時(shí)，光線將入射到通道單元的反射壁上，產(chǎn)生二次反射；
[0008]步驟三:一次反射區(qū)的面積為Uij^x/, X cos (/α) X cos (/?O ;
為了使其他區(qū)域也同樣達(dá)到一次反射，故在部分區(qū)域涂黑，X方向上涂黑的面積為8_(?λι‘)=/,.χ>νχα>8(/_α)χα^(/α)-^β ; Y方向上涂黑的面積為
S (i，j)=/,；<u’xcos(/a)XCos(Za)-Sx，其中Ij分別為上反射壁和外側(cè)反射壁涂層寬度，i
為X方向的坐標(biāo)；j為Y方向的坐標(biāo)w為下底面的寬度，實(shí)現(xiàn)消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法。[0009]本發(fā)明的有益效果是:一種新型消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法，可以消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)，得到物點(diǎn)較為清晰的像點(diǎn).且操作簡(jiǎn)單，可行性高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0010]圖1龍蝦眼的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2龍蝦眼的工作原理圖。
[0012]圖3本發(fā)明光線在龍蝦眼系統(tǒng)的通道單元中反射情況。
[0013]圖4本發(fā)明光線在龍蝦眼系統(tǒng)的通道單元的立體圖。
[0014]圖5本發(fā)明光線在龍蝦眼系統(tǒng)的通道單元的投影圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]一種消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法，該方法包括如下步驟:
[0017]步驟一:設(shè)定X和Y方向坐標(biāo)，龍蝦眼系統(tǒng)中微通道依次排序，靠近中心軸線X軸的通道單元標(biāo)號(hào)為1，隨著口徑的增加，通道單元的標(biāo)號(hào)依次增加為2、3、4…n，如圖3所示，第η個(gè)通道上反射壁所對(duì)應(yīng)的球心角為P且％="? ;在通道單元中只考慮反射率較高的面積，其余部分，即反射率較低的部分可以忽略不計(jì)；
[0018]步驟二:當(dāng)平行光線入射到第η+1個(gè)通道單元時(shí)，光線將入射到通道單元的反射壁上，產(chǎn)生二次反射；假設(shè)平行光線入射到第I到第η個(gè)通道單元時(shí)剛好所有入射光線都經(jīng)過(guò)一次反射，折轉(zhuǎn)向焦點(diǎn)處；由于龍蝦眼是二維聚焦系統(tǒng)，要在水平和豎直方向都滿足一次反射，所以光只有入射到S。。區(qū)域時(shí)，才符合在兩個(gè)方向上都經(jīng)過(guò)一次反射的要求，即S。。是理想反射區(qū)域；
[0019]如圖4和圖5所示，從龍蝦眼透鏡前端位置望去，取左上方對(duì)稱部分進(jìn)行分析。每個(gè)通道單元的投影圖可以分為四部分組成，上方反射壁投影S= (i, j)，左側(cè)反射壁投影S±(i，j)，上方和側(cè)方反射投影相交部分&(〖，.]')，以及直接透光部分投影^ (i，j)。從圖中可以直觀的看出，入射S= (i，j)和S±(i，j)的光線是入射十字焦臂的有害光線，只有經(jīng)過(guò)&(i，.?)反射的光線才是入射焦點(diǎn)的有效光線，因此采用在S= (i, j)和Sji，j)進(jìn)行吸收
涂層處理的方式消除這部分雜光。因此，對(duì)于滿足的通道單元(i，j)而言，其吸收涂層貫穿整個(gè)通道單元，并且其涂層寬度滿足如下公式:
[0020]Ii= a Rcos (j α ) -tsin (j α ))
[0021]Ij= a Rcos (i α )-tsin (i α ))
[0022]IiUj分別為上反射壁和外側(cè)反射壁涂層寬度，i為X方向的坐標(biāo)；j為Y方向的坐標(biāo)；R為棱臺(tái)的聞；t為投影相交部分的斜聞；
[0023]步驟三:一次反射區(qū)的面積為Sx(Lj)=ZiXziXCOS(Za)XCOS(Za);
為了使其他區(qū)域也同樣達(dá)到一次反射，故在部分區(qū)域涂黑，X方向上涂黑的面積為S_(i,j)=/,.xu’xcos(/a)xcos(/a)-SA ; Y方向上涂黑的面積為
Sw為下底面的寬度，實(shí)現(xiàn)消除龍蝦眼中心十字像 點(diǎn)的方法。
【權(quán)利要求】
1.一種消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 步驟一:設(shè)定X和Y方向坐標(biāo)，龍蝦眼系統(tǒng)中微通道依次排序，靠近中心軸線X軸的通道單元標(biāo)號(hào)為1，隨著口徑的增加，通道單元的標(biāo)號(hào)依次增加為2、3、4…n，第η個(gè)通道上反射壁所對(duì)應(yīng)的球心角為隊(duì)，且(P,,=ηα，α為每個(gè)棱臺(tái)對(duì)應(yīng)的球心角； 步驟二:假設(shè)平行光線入射到第I到第η個(gè)通道單元時(shí)剛好所有入射光線都經(jīng)過(guò)一次反射，折轉(zhuǎn)向焦點(diǎn)處；當(dāng)平行光線入射到第η+1個(gè)通道單元時(shí)，光線將入射到通道單元的反射壁上，產(chǎn)生二次反射； 步驟三:一次反射區(qū)的面積為UgwiXz7XCOS(Za)XCOS(Za);為了使其他區(qū)域也同樣達(dá)到一次反射，故在部分區(qū)域涂黑，X方向上涂黑的面積為s= (i,))=1, XWXCOS(ia)x cos(Ja)- Sm ; Y方向上涂黑的面積為S1(U)=ZyXwxcos(Za)Xcos(Za)-S0，其中I。Ij分別為上反射壁和外側(cè)反射壁涂層寬度，i為X方向的坐標(biāo)；j SY方向的坐標(biāo)；《為下底面的寬度，實(shí)現(xiàn)消除龍蝦眼中心十字像點(diǎn)的方法。
【文檔編號(hào)】G02B27/00GK103676150SQ201310625083
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】付躍剛, 歐陽(yáng)名釗, 高燊, 王加科, 賀文俊, 鄭陽(yáng) 申請(qǐng)人:長(zhǎng)春理工大學(xué)