In this project, we propose the theory of using one dual-digital micromirror devices (DMDs) to extend the dynamic range of the imaging system. With the establishment of dual-DMD camera, we would investigate the key technologies involved. New modulate algorithm with the combination of time domain and spatial domain modulation would be established. Using the theory of vector aberration for off-axis optical system, we would mainly discuss the three-order aberration theory of the entire optical system and the calculation method of eccentric displacement vector in aberration field. The pupil transform relation in aperture off-axis system is used to introduce the pupil decentration vector. And then the complete theory and technology of dual-DMD camera with high numerical aperture would be constructed. To probe the new light modulate algorithm, we would investigate the theory of both time domain modulation and spatial domain modulation. Since stray light will cause severe influence of image quality, it is necessary to analyze the source of the stray light and introduce necessary suppression method. With theory calculation, modulation, experiment test and analysis, this project would mainly concentrate on the theory and technology of dual-DMD camera for 120dB~140dB high dynamic range imaging.
本项目针对目前单DMD对成像系统动态范围扩展能力有限的问题,提出双DMD光学调制技术,研究时间域调光与空间域调光相结合的新型调光算法,建立大数值孔径双DMD成像光学系统。本项目拟采用矢量像差理论研究离轴中继光学系统的像差,进而研究整个离轴光学系统的三级像差理论,并探索像差场偏心矢量的计算方法,利用光阑离轴系统中的光瞳变换关系引入光瞳偏心矢量,实现双DMD大数值口径成像的原理和技术。通过对时间域调光与空间域调光原理的研究,探索基于双DMD结构的时间域调光与空间域调光相结合的新型调光算法。并分析DMD光学调制技术中杂散光来源及抑制方法。最终,搭建实验平台并进行实验验证。通过本项目的研究,预期可以实现120dB~140dB超高动态范围成像的目的。
本项目针对目前单DMD对成像系统动态范围扩展能力有限的问题,提出双DMD光学调制技术,研究时间域调光与空间域调光相结合的新型调光算法,建立大数值孔径双DMD成像光学系统,分析双DMD与CCD像元一一对应的调节方法。本项目利用矢量像差理论研究离轴中继光学系统的像差,进而研究整个离轴光学系统的三级像差理论,并探索了像差场偏心矢量的计算方法,实现双DMD大数值口径成像的原理和技术。通过对时间域调光与空间域调光原理的研究,提出了基于双DMD结构的时间域调光与空间域调光相结合的新型调光算法。最终,制作样机并进行初步实验验证。通过本项目的研究,原理上最高可以实现216dB超高动态范围成像的目的。
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数据更新时间:2023-05-31
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