第二章非相干光信号变换方法.ppt

E2 (x2,t)
KE KbK
Sf
( v1 v2
,
x2 )
kf
( v1 v2
,
x2
)
(三)扫描系统的分类和工作参数
1．按检测接收器类型
(1)具有单一光敏面检测器的扫描； (2)有阵列式接收器的扫描。
(三)扫描系统的分类和工作参数
2.按瞬时视场在空间的扫描轨迹
(1)直线扫描，对指定两点间的线段进行扫描读取，也称行扫描； (2)光栅扫描，在进行一维直线扫描的同时进行另一正交方向的 扫描； (3)圆周扫描，沿圆心位置和半径为任意的圆周进行扫描； (4)随机扫描，包括扫描轨迹为螺旋线型、梅花型或按图形边缘 跟踪以及中心位置为随机的不同大小的光栅扫描等； (5)沿圆柱面上的螺旋线扫描或沿圆面的空间扫描。
(二)最简单的直线扫描
E1(x1) f (x1)
x1 v1t
(t) SE1 Sf (x1) Sf (v1t)
U (t) K (t) K Sf (v1t)
B(t) KbU (t) Kb K Sf (v1t) x2 v2t
E2 (x2 , t) K E B(t) K E Kb K Sf (v1t)
Uy
I 2l
ln
r3 r4
复杂光学图像的扫描检测
一、扫描的基本原理和分类 (一)光学图像的扫描
光电扫描技术:用一个窄视场的光学系统和一个光电检测 通道，按一定的时间顺序和轨迹串行逐点扫视目标物像 空间的各点时，能获得瞬时值与被测目标的光学参数成 比例的时序电信号。
扫描方法能以单一个窄视场的光电检测通道实 现大范围的图像拾取，它既具有宽广的观察测 量范围，又具有较高的空间频率和灰度等级的 分辨能力。
.
(二)双通道测量系统 3.交替比较法
(二)双通道测量系统 3.交替比较法
二、光通量的频率测量
(一)波数测量 (二)频率测量
(一)波数测量
0
c os (2
1
/2
x)
0
c os (2
x ) T
xN
2
(二)频率测量
T / 2v
f 1 2v
T
或
v f
2
v dx dN . f
U x K[(S 1S4 ) (S2 S3 )] Kf (x)
U y K[(S 1S2 ) (S3 S4 )] Kf ( y)
f (x) 2rx
1 x2 r2
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r2
sin 1
x
r
f ( y) 2ry
1 x2 r2
r2
sin 1
y
r
(二)象限探测器
2．光电位置传感
2．光电位置传感
光电信号的变换和检测技术
时变光信号的直接检测 简单光学目标的形位检测 复杂光学图象的扫描检测
时变光信号的直接检测
一、光通量的幅度测量
(一)单通道测量系统 （二）双通道测量系统
二、光通量的频率测量
(一)波数测量 (二)频率测量
三、光通量的相位和时间测量
(一)相位测量 (二)时间测量
一、光通量的幅度测量
dt 2 dt 2
三、光通量的相位和时间测量
(一)相位测量 (二)时间测量
(一)相位测量
t 2D / c
0t
0
2 c
D
D c 2 0
L0 c / f0
D L0 2n 2
(二)时间测量
t 2D / c
t N T N / f
D 1ct c N K N
2
2f
简单光学目标的形位检测
I S1 0 r S2 0 0 X
0
M
1
I 0
S1 0 r S2 0 x 0
X
S1 r S2 0
S1 r S 2 0
K0
(二)双通道测量系统
2.比较法
Rr S1 r 0 Rx S2 x 0 0
Rr .R2 R1.Rx
S1 r R1 S2 0 x R2
x
S1 S2
.r
M
. R2 R1
4．按扫描的应用目标
(1)图片扫描，指对二维的平面图形扫描； (2)实体扫描，指对三维物体的实体图像扫描； (3)搜索扫描，指对地一空、空一地的空间光学目标的扫描。
(三)扫描系统的分类和工作参数
描述扫描装置的基本参数
①扫描周期TK:扫描给定视场并使扫描线恢复初始位置所需的时间。
一、几何中心检测法 (一)像分析和像分析器 (二)典型的像分析器 (三)扫描调制和极值检测
二、亮度中心检测法 (一)光学像分解 (二)象限探测器
简单光学目标的形位检测
1 xG0 2 (x1 x2 )
xB0 B(x)dx
B(x)dx
0
xB0
(一)像分析和像分析器
(二)典型的像分析器
1．双通道差 分调制式像分 析器
(三)扫描调制和极值检测
(三)扫描调制和极值检测
二、亮度中心检测法
(一)光学像分解
(一)光学像分解 (1)中心孔式
(一)光学像分解 (2)分光式
(一)光学像分解 (3)反射式
(一)光学像分解
(4)全息分光式
(二)象限探测器
(二)象限探测器
1．四象限探测器
1．四象限探测器
U U1 U 2
E0hx (E0hx) 2E0hx U 2hEm x sin t
x xm sin t
U 2hEmxm sint sin t
(二)典型的像分析器
2．单通道扫 描调制式像 分析器
(二)典型的像分析器
2．单通道扫 描调制式像 分析器
(三)扫描调制和极值检测
用于测量工件尺寸的两光电装置
(三)扫描系统的分类和工作参数
3．按实现扫描的物理方法
(1)机械扫描，例如转鼓和平板扫描； (2)光学机械扫描，例如多面体反射镜； (3)利用衍射光栅或全息光栅的扫描； (4)电磁场控制的电子束偏转扫描； (5)利用电光、磁光和声光效应的扫描； (6)利用CCD的移位电场扫描。
(三)扫描系统的分类和工作参数
U Z S
Ux I x l d
2．光电位置传感
Ux
I 2l
ln
r1 r2
Ux
S1 2l
ln
r1 r2
Sn
d ln r1 2 r2
Uy
S1 2l
ln
r3 r4
Sn
d ln r3 2 r4
ln r1 S 2 U x r2 Sn d U
ln r3 S 2 U y r4 Sn d U
(一)单通道测量系统 (二)双通道测量系统
(一)单通道测量系统 1.直读法
S KM0 K 0
(一)单通道测量系统
指零法
M ( X 0 )
KST 0
KST 0M ( X 0 ) K0 ( X 0 )
K0 KST 0 M
X 0
(二)双通道测量系统
(二)双通道测量系统
1.差动法