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頻閃成像原理

作者: 時(shí)間:2011-10-27 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

為了利用機(jī)器微視覺(jué)技術(shù)對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的MEMS器件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行描述,可引入技術(shù)。技術(shù)來(lái)自效應(yīng)原理。所謂頻閃效應(yīng),就是物體在人的視野中消失后能留一定時(shí)間的視覺(jué)印象,即視后效。視后效的持續(xù)時(shí)間,在物體一般光度條件下約在1/5~1/20s的范圍內(nèi)。如果來(lái)自被觀察物體的視覺(jué)刺激信號(hào)是一個(gè)跟一個(gè)的信號(hào),每?jī)纱伍g隔都少于1/20s,則視覺(jué)來(lái)不及消失,從而給人以連貫的假象。此時(shí),如果用一閃一閃的光來(lái)照明周期運(yùn)動(dòng)的MEMS器件,則在MEMS器件的運(yùn)動(dòng)頻率與閃光頻率相等時(shí),就相當(dāng)于閃光燈“凍結(jié)”在某個(gè)位置上,這樣,通過(guò)多次曝光即可得到MEMS器件在此相位的清晰圖像。

圖1所示為頻閃原理。假設(shè)要采集高速運(yùn)動(dòng)的MEMS器件零相位時(shí)的清晰圖像,首先可用函數(shù)發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生照明所需的窄脈沖信號(hào),此信號(hào)的周期與MEMS器件的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同且在零相位保持同步。即每個(gè)周期內(nèi)高電平的位置應(yīng)與MEMS驅(qū)動(dòng)信號(hào)的零相位位置一致。只有這樣才能捕捉到MEMS器件零相位時(shí)的運(yùn)動(dòng)圖像。為了使照明的效果進(jìn)一步優(yōu)化,照明信號(hào)高電平的時(shí)間應(yīng)為100ns~1000ns。這樣,利用這一照明信號(hào)并通過(guò)頻閃驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)高亮度LED以便使其發(fā)出足夠強(qiáng)度的光照,就可以使CCD在零相位多次曝光,從而最終得到所需的固定圖像。

  

頻閃成像原理

  從頻閃成像原理可以看出,為了能夠采集到高速運(yùn)動(dòng)的MEMS器件在不同運(yùn)動(dòng)相位、不同驅(qū)動(dòng)頻率下的清晰圖像,需要設(shè)計(jì)一個(gè)頻閃照明電路。因?yàn)槌上竦暮脡闹苯佑绊懙胶罄m(xù)MEMS器件運(yùn)動(dòng)特性的提取與分析,所以它對(duì)LED有很高的要求。首先要有足夠的強(qiáng)度,且對(duì)其穩(wěn)定性、可控性也有較高的要求。



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