专利名称：一种相位板以及应用该相位板的景深拓展成像系统的制作方法
技术领域：
一种相位板以及应用该相位板的景深拓展成像系统技术领域[0001]本实用新型涉及一种用于景深延拓的对数型相位板及应用该相位板的景深拓展 成像系统。
背景技术：
[0002]扩展光学系统的景深一直都是学术界研究的热点，缩小系统的相对孔径可以起 到景深延拓的效果，但会严重损失光通量和分辨率，因此实用性不强。从20世纪80年 代中期开始，虽然形形色色的方法被提出用于景深扩展，但是直到美国科罗拉多大学的 E.R.Dowski博士于1995年提出波前编码的概念之后，景深延拓才有了真正意义上的突破。[0003]通过在成像系统的孔径平面、入瞳或者出瞳上添加一块三次方型的相位板，系 统的调制传递函数MTF能够变得对离焦以及可能引起离焦的因素不敏感，从而达到扩展 景深的目的，而且最重要的是，在添加了相位板之后，MTF在有效频率范围之内只是在 幅度上有一定程度的下降，而不存在零点或近零点。这就表明，当系统存在离焦时，超 出原始系统景深范围的信息并没有丢失，只是以一种已知的方式被编码了而已，之后通 过相应的数字图像复原算法就可以被有效地恢复。同时，由于相位板只是对孔径平面内 的成像光线相位进行了编码，对系统的通光量和分辨率从理论上来讲都不会造成影响， 所以波前编码是一种非常不同于缩小孔径法、中心遮拦法或切趾法的新型景深拓展成像 技术。[0004]以一维光学系统为例，其离焦光学传递函数OTF可以通过广义光瞳函数的自相 关运算来获得，如下所示
权利要求1.一种相位板，其特征在于所述相位板的相位分布函数是由4阶幂函数与对数函 数相乘得到，其一维函数表达式为f(x) = α · χ4 · Sgn(x) · log (β · |χ|)，χ e [-1, 1]式中，α与β是所述相位板的相位分布函数的参数，χ为归一化坐标；sgn代表符 号函数，当x>0时为其值为1，而当x<0时其值为-1。
2.一种应用权利要求1所述的相位板的景深拓展成像系统，包括由一个或者多个透镜 组成的成像镜头，其特征在于所述成像系统还包括设置在所述成像镜头的光轴上的相 位板；所述相位板设置在成像镜头的孔径平面、入瞳面、出瞳面、入瞳面与所述孔径平 面之间或者出瞳面与所述孔径平面之间的任意位置。
3.根据权利要求2所述的景深拓展成像系统，其特征在于所述相位板设置的位置 与相邻透镜中心的距离至少是3 5MM。
4.根据权利要求2所述的景深拓展成像系统，其特征在于所述相位板是任一透镜 的表面，所述透镜的表面设置为相位板面型结构。
5.根据权利要求4所述的景深拓展成像系统，其特征在于所述透镜的表面是靠近 孔径平面、出瞳面或者入瞳面的透镜表面。
专利摘要本实用新型所涉及的一种相位板以及应用该相位板的景深拓展成像系统，所述成像系统包括设置在其光轴上的相位板；所述相位板的相位分布函数是由4阶幂函数与对数函数相乘得到，其一维函数表达式为f(x)＝α·x4·sgn(x)·log(β·|x|)，x∈[-1，1]式中，α与β是所述相位板的相位分布函数的参数，x为归一化坐标；sgn代表符号函数，当x＞0时为其值为1，而当x＜0时其值为-1；采用本实用新型所涉及的景深拓展成像系统其对应的离焦调制传递函数MTF无论在高频区域还是在低频区域都有良好的稳定性，并且明显好于已知的两种对数型相位板，从而允许去卷积处理单元仅仅使用一个数字滤波器就可以获得所有离焦位置处的清晰图像。
文档编号G02B27/46GK201812089SQ20102002057
公开日2011年4月27日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者赵惠 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所