為了利用機器微視覺技術對高速運動的MEMS器件的運動狀態進行描述,可引入頻閃成像技術。頻閃成像技術來自頻閃效應原理。所謂頻閃效應,就是物體在人的視野中消失后能留一定時間的視覺印象,即視后效。視后效的持續時間,在物體一般光度條件下約在1/5~1/20s的范圍內。如果來自被觀察物體的視覺刺激信號是一個跟一個的信號,每兩次間隔都少于1/20s,則視覺來不及消失,從而給人以連貫的假象。此時,如果用一閃一閃的光來照明周期運動的MEMS器件,則在MEMS器件的運動頻率與閃光頻率相等時,就相當于閃光燈“凍結”在某個位置上,這樣,通過多次曝光即可得到MEMS器件在此相位的清晰圖像。
???? 圖1所示為頻閃成像原理。假設要采集高速運動的MEMS器件零相位時的清晰圖像,首先可用函數發生器來產生照明所需的窄脈沖信號,此信號的周期與MEMS器件的驅動信號相同且在零相位保持同步。即每個周期內高電平的位置應與MEMS驅動信號的零相位位置一致。只有這樣才能捕捉到MEMS器件零相位時的運動圖像。為了使照明的效果進一步優化,照明信號高電平的時間應為100ns~1000ns。這樣,利用這一照明信號并通過頻閃驅動電路來驅動高亮度LED以便使其發出足夠強度的光照,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。
從頻閃成像原理可以看出,為了能夠采集到高速運動的MEMS器件在不同運動相位、不同驅動頻率下的清晰圖像,需要設計一個頻閃照明電路。因為成像的好壞直接影響到后續MEMS器件運動特性的提取與分析,所以它對LED有很高的要求。首先要有足夠的強度,且對其穩定性、可控性也有較高的要求。
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