技术特征：
1.一种成像系统，其包括：至少一个图像传感器；具有衬底厚度的衬底层，其安置于所述至少一个图像传感器上方的第一距离处，所述衬底层被配置成能被光的目标波长透射，所述衬底层具有远离所述至少一个图像传感器的第一表面和靠近所述至少一个图像传感器的第二表面；孔隙，其安置在所述衬底的所述第一表面上且具有安置于其中的孔隙开口；及多个相同或独特的纳米结构化元件的单层，其包括安置在所述第二表面上的超表面，使得照射在所述孔隙开口上的光穿过所述超表面的至少一部分，使得借此施加指定的角度偏转；其中所述孔隙与所述超表面之间的距离被由所述衬底厚度确定的第二距离分开；且其中所述孔隙和所述超表面被配置成横跨指定视场收集具有指定的操作带宽的光，且使入射光移位，使得其以零或接近零度的主光线角聚焦在所述至少一个图像传感器上。2.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括安置在所述至少一个图像传感器的顶上的玻璃盖。3.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述第一距离是由包括固态间隔材料或气隙中的一个的间隔层确定。4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述视场为至少
±
30度。5.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括安置于超表面元件与所述至少一个图像传感器之间的窄带宽光学滤波器。6.根据权利要求1所述的成像系统，其中至少成像传感器和超表面具有矩形几何形状。7.一种成像系统，其包括：至少一个图像传感器；具有衬底厚度的衬底层，所述衬底层被配置成能被光的目标波长透射，所述衬底层具有远离所述至少一个图像传感器的第一表面和靠近所述至少一个图像传感器的第二表面；孔隙，其安置于所述衬底上方且具有安置于其中的孔隙开口；及多个相同或独特的纳米结构化元件的单层，其包括安置在所述第一表面或所述第二表面中的一个上的超表面，使得照射在所述孔隙开口上的光穿过所述超表面的至少一部分，使得借此施加指定的角度偏转；其中所述孔隙与所述超表面之间的距离被第一距离分开；且其中所述孔隙和所述超表面被配置成横跨指定视场收集具有指定的操作带宽的光，且使入射光移位，使得其以零或接近零度的主光线角聚焦在所述至少一个图像传感器上。8.根据权利要求7所述的成像系统，其进一步包括所述衬底的所述第二表面与所述图像传感器之间的气隙。9.根据权利要求8所述的成像系统，其中间隔层安置于所述气隙内。10.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述超表面安置在所述第一表面上。11.根据权利要求10所述的成像系统，其进一步包括在所述超表面与所述至少一个图像传感器之间安置在所述第二表面上的窄带宽光学滤波器。12.根据权利要求10所述的成像系统，其中所述孔隙的至少一部分与所述第一表面互连。
13.根据权利要求8所述的成像系统，其中所述超表面安置在所述第二表面上。14.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述图像传感器与所述第二表面接触。15.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述视场为至少
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30度。16.根据权利要求7所述的成像系统，其中至少成像传感器和超表面具有矩形几何形状。17.一种成像系统，其包括：至少一个图像传感器；具有衬底厚度的衬底层，所述衬底层被配置成能被光的目标波长透射，所述衬底层具有远离所述至少一个图像传感器的第一表面和靠近所述至少一个图像传感器的第二表面；至少一个折射透镜，其安置于所述衬底上方且被配置成将照射光聚焦在所述衬底层的所述第一表面上；及多个相同或独特的纳米结构化元件的单层，其包括安置在所述第一表面或所述第二表面中的一个上的超表面，使得照射在所述至少一个折射透镜上的光穿过超表面元件的至少一部分，使得借此施加角度偏转；其中所述至少一个折射透镜与所述超表面之间的距离被第一距离分开；且其中所述折射透镜和所述超表面被配置成横跨指定视场收集具有指定的操作带宽的光，且使入射光移位，使得其以零或接近零度的主光线角聚焦在所述至少一个图像传感器上。18.根据权利要求17所述的成像系统，其进一步包括所述衬底的所述第二表面与所述图像传感器之间的气隙。19.根据权利要求18所述的成像系统，其中间隔层安置于所述气隙内。20.根据权利要求18所述的成像系统，其中所述超表面安置在所述第一表面上。21.根据权利要求20所述的成像系统，其进一步包括在所述超表面元件与所述至少一个图像传感器之间安置在所述第二表面上的窄带宽光学滤波器。22.根据权利要求17所述的成像系统，其中所述折射透镜中的至少一个的至少一部分与所述第一表面互连。23.根据权利要求18所述的成像系统，其中所述超表面安置在所述第二表面上。24.根据权利要求20所述的成像系统，其中所述图像传感器与所述第二表面接触。25.根据权利要求17所述的成像系统，其中所述视场为至少
±
30度。26.根据权利要求17所述的成像系统，其中所述至少一个折射透镜选自由以下各者组成的群组：平凸、凸平、双凸、双凹、平凹，或凹平。27.根据权利要求17所述的成像系统，其包括至少两个折射透镜，所述至少两个折射透镜包括凸凹透镜及凹凸透镜。28.根据权利要求17所述的成像系统，其包括至少两个折射透镜，所述至少两个折射透镜包括凸凹透镜、双凸透镜及凹平透镜。29.根据权利要求17所述的成像系统，其中至少成像传感器和超表面具有矩形几何形状。30.根据权利要求29所述的成像系统，其中靠近所述超表面的所述至少一个折射透镜具有圆形几何形状。
31.根据权利要求29所述的成像系统，其中所述图像传感器是由竖直尺寸v和水平尺寸h表征，且其中所述至少一个折射透镜是由所述透镜的f数n表征，所述n被定义为n＝f/d，其中f为光学系统的焦距且d为所述透镜的直径，且其中超透镜宽度通过下式给出：w＝v+f/n，且其中超透镜长度i通过下式给出：l＝h+f/n。
技术总结
提供并有常规的光学元件和超表面元件及光源和/或检测器的混合成像系统，及制造以及操作此类光学布置的方法。系统和方法描述在照明源和传感器中集成孔隙与超表面元件和集成折射光学器件与超表面元件。折射光学器件与超表面元件。折射光学器件与超表面元件。
技术研发人员：R
受保护的技术使用者：梅特兰兹股份有限公司
技术研发日：2020.07.24
技术公布日：2022/4/5