一种透射式单像素成像的演示装置

1.本实用新型属于光学技术领域，尤其是一种透射式单像素成像的演示装置。


背景技术：

2.单像素成像技术可以将二维光强分部的光学图像转变成一维时序电信号，然后通过成像计算得到物体图像。单像素成像比传统的成像技术抗噪能力更强，并且还能结合特殊手段获得三维图像信息。现有的单像素成像技术一般应用于特殊波段成像，遥感成像，三维测量等领域。现有的单像素成像技术还没有用来制成教学演示装置，为了让学生更清楚的了解单像素成像技术的原理，需要设计一种能够更直观的单像素成像的教学演示装置。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的不足，本申请提出了一种透射式单像素成像的演示装置，能够在研究单像素成像的同时提高教学演示的直观性。
4.本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种透射式单像素成像的演示装置，包括投影光束发生单元、光信号收集单元、光电转换单元和电信号处理单元；投影光束发生单元包括led矩阵，通过led矩阵产生投影光束并投射到被测图片上；光信号收集单元为凸透镜，利用凸透镜收集通过被测图片的透射光；光电转换单元为光电传感器，光电传感器收集透射光并将光信号转换成电信号；电信号处理单元为计算机。
6.进一步，投影光束发生单元、光信号收集单元和光电转换单元设置在长方形壳体内。
7.进一步，在长方形壳体内部水平设置两层隔层，自上往下分别是第一隔层和第二隔层，由第一隔层和第二隔层将长方形壳体内分隔成三个空间，分别是上层空间、中层空间和下层空间。
8.进一步，在长方形壳体的顶部开设有圆孔，正对圆孔安装有光电传感器，光电传感器朝向长方形壳体内部设置，且光电传感器通过采集信号线连接计算机。
9.进一步，在第一隔层上开设有长方形孔，该长方形孔内用于放置被测图片；在上层空间内设置第一凸透镜，第一凸透镜置于光电传感器与被测图片之间。
10.进一步，在第二隔层上安装有led矩阵，led矩阵通过控制信号线依次连接led控制电路板和计算机，通过计算机控制led矩阵工作。在中层空间内设置第二凸透镜，第二凸透镜置于被测图片与led矩阵之间。
11.本实用新型的有益效果：
12.本申请基于单像素成像技术，利用一个光敏检测器实现计算成像，可以提供更高的性能，例如更高的检测效率，更低的暗计数或更快的定时响应。并通过本装置可以在研究单像素成像的同时提高教学演示的直观性。
附图说明
13.图1是本申请装置结构示意图；
14.图2是本申请装置工作原理图；
15.图中，1、筒状光电传感器，2、圆孔，3、第一凸透镜，4、被测图片，5、长方形孔，6、长方形壳体，7、第一隔层，8、第二隔层，9、第二凸透镜，10、led矩阵，11、led控制电路板，12、控制信号线，13、采集信号线，14、计算机。
具体实施方式
16.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
17.如图1所示的一种透射式单像素成像的演示装置，包括长方形壳体6，在长方形壳体6内部水平设置两层隔层，自上往下分别是第一隔层7和第二隔层8，由第一隔层7和第二隔层8将长方形壳体6内分隔成三个空间，分别是上层空间、中层空间和下层空间。在长方形壳体6的顶部开设有圆孔2，正对圆孔2安装有筒状光电传感器1，筒状光电传感器1朝向长方形壳体6内部设置，且筒状光电传感器1通过采集信号线13连接计算机14，将采集到的信息输入计算机14内。
18.在第一隔层7上开设有长方形孔5，该长方形孔5内用于放置被测图片4；在上层空间内设置第一凸透镜3，第一凸透镜3置于筒状光电传感器1与被测图片4之间。
19.在第二隔层8上安装有led矩阵10，led矩阵10通过控制信号线12依次连接led控制电路板11和计算机14，通过计算机14控制led矩阵10工作。在中层空间内设置第二凸透镜9，第二凸透镜9置于被测图片4与led矩阵10之间。
20.在工作时如图2所示，利用计算机14产生投影模板，并控制led矩阵10产生投影光束。利用第二凸透镜9将光束投射到被测图片4上。再利用第一凸透镜3收集通过被测图片4的透射光，筒状光电传感器1收集透射光并将光信号转换成电信号。电信号由采集信号线13输入计算机14，最后根据计算成像原理，利用投影模板和电信号的联系，计算得到图像。
21.以上实施例仅用于说明本实用新型的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，本实用新型的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本实用新型所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种透射式单像素成像的演示装置，其特征在于，包括投影光束发生单元、光信号收集单元、光电转换单元和电信号处理单元；投影光束发生单元包括led矩阵(10)，通过led矩阵(10)产生投影光束并投射到被测图片(4)上；光信号收集单元为凸透镜，利用凸透镜收集通过被测图片(4)的透射光；光电转换单元为光电传感器，光电传感器收集透射光并将光信号转换成电信号；电信号处理单元为计算机(14)。2.根据权利要求1所述的一种透射式单像素成像的演示装置，其特征在于，投影光束发生单元、光信号收集单元和光电转换单元设置在长方形壳体(6)内。3.根据权利要求2所述的一种透射式单像素成像的演示装置，其特征在于，在长方形壳体(6)内部水平设置两层隔层，自上往下分别是第一隔层(7)和第二隔层(8)，由第一隔层(7)和第二隔层(8)将长方形壳体(6)内分隔成三个空间，分别是上层空间、中层空间和下层空间。4.根据权利要求3所述的一种透射式单像素成像的演示装置，其特征在于，在长方形壳体(6)的顶部开设有圆孔(2)，正对圆孔(2)安装有光电传感器，光电传感器朝向长方形壳体(6)内部设置，且光电传感器通过采集信号线(13)连接计算机(14)。5.根据权利要求3所述的一种透射式单像素成像的演示装置，其特征在于，在第一隔层(7)上开设有长方形孔(5)，该长方形孔(5)内用于放置被测图片(4)；在上层空间内设置第一凸透镜(3)作为光信号收集单元，第一凸透镜(3)置于光电传感器与被测图片(4)之间。6.根据权利要求3所述的一种透射式单像素成像的演示装置，其特征在于，在第二隔层(8)上安装有led矩阵(10)，led矩阵(10)通过控制信号线(12)依次连接led控制电路板(11)和计算机(14)，通过计算机(14)控制led矩阵(10)工作；在中层空间内设置第二凸透镜(9)，第二凸透镜(9)置于被测图片(4)与led矩阵(10)之间。

技术总结
本实用新型公开了一种透射式单像素成像的演示装置，包括投影光束发生单元、光信号收集单元、光电转换单元和电信号处理单元；投影光束发生单元包括LED矩阵，通过LED矩阵产生投影光束并投射到被测图片上；光信号收集单元为凸透镜，利用凸透镜收集通过被测图片的透射光；光电转换单元为光电传感器，光电传感器收集透射光并将光信号转换成电信号；电信号处理单元为计算机；本申请的装置可以在研究单像素成像的同时提高教学演示的直观性。成像的同时提高教学演示的直观性。成像的同时提高教学演示的直观性。


技术研发人员：吴晟宇 邱钰淳 王兆维 王敬 吴宇帆 张健
受保护的技术使用者：南京工程学院
技术研发日：2021.05.12
技术公布日：2022/5/25