[发明专利]一种记录超快过程的数字成像装置及方法

权利要求书

1.一种记录超快过程的数字成像装置，其特征在于包括：

信号控制单元，用于发送驱动信号给转镜驱动单元；同时通过转镜信号处理单元检测成像单元的气动转镜输出的转镜信号是否达到预设值，当检测成像单元输出的转镜信号达到预设值时，信号控制单元发送相机控制信号给图像处理单元；

转镜信号处理单元，用于接收成像单元输出的转镜信号，并将转镜信号进行处理后，发送至信号控制单元；

转镜驱动单元，用于接收信号控制单元的驱动信号后，通过固体继电器控制电磁阀的开合控制高压气体，然后通过高压气管发送高压气体给成像单元；

成像单元：用于接收转镜驱动单元发送的高压气体驱动气动转镜旋转；并将气动转镜的转镜信号通过转镜信号处理单元发送给信号控制单元；

图像处理单元，用于接收到信号控制单元的相机控制信号后控制图像处理单元的CCD相机启动；耦合物镜O₃的数量和数字图像接收单元中的CCD相机数量相同，n个CCD相机按从1到n的顺序均匀排列在以气动转镜的法线为半径的圆弧面上；当目标通过物镜O₁成像、中继物镜O₂成像在气动转镜M处；随着气动转镜的高速旋转，信号控制单元实时检测气动转镜的转镜信号转速达到预设值时，目标通过n个耦合物镜O₃依次将目标图像按时间顺序成像在n个对应CCD相机上；然后将接收到的目标图像回传给信号控制单元进行处理，最终得到目标图像；高速旋转指的是速度高于1×10⁴r/min的旋转方式。

2.权利要求1所述的一种记录超快过程的数字成像装置，其特征在于所述转镜驱动单元包括贮气瓶、减压阀、调节阀、用于接收信号控制单元发送驱动信号的固体继电器以及电磁阀；所贮气瓶输出端、减压阀、调节阀以及电磁阀输入端依次连接，所述信号控制单元发送驱动信号，通过固体继电器控制电磁阀的开关，进而控制电磁阀输出端的高压气体，所述电磁阀输出端作为转镜驱动单元输出端；转镜信号处理单元包括转速传感器、信号处理模块，所转速传感器输出端、信号处理模块、信号控制单元输入端依次连接，转镜信号处理单元通过转速传感器和信号处理模块测量气动转镜的实际转速。

3.根据权利要求1所述的一种记录超快过程的数字成像装置，其特征在于所述成像单元包括气动转镜以及光学单元；所述光学单元包括一个物镜、一个中继物镜、一个气动转镜以及n个耦合物镜；其中转镜驱动单元输出端通过高压气管输出高压气体驱动气动转镜旋转；其中成像单元的物镜、中继物镜和耦合物镜的孔径光阑严格共轭。

4.根据权利要求1所述的一种记录超快过程的数字成像装置，其特征在于所述成像单元的结构和气动转镜转速决定数字成像装置的成像频率；设相邻耦合物镜之间的夹角为θ，θ单位为度；气动转镜的转速为ω，单位为转/分钟；则数字成像装置的成像频率为：

5.根据权利要求3所述的一种记录超快过程的数字成像装置，其特征在于所述图像处理单元包括n个CCD相机；- 每个CCD相机只拍摄一次图像；当CCD相机完成目标图像采集后，关闭所有n个CCD相机的快门。