一种波前编码成像系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于光学领域，设及一种波前编码成像系统，尤其设及一种应用波前 编码技术的大焦深成像系统。
【背景技术】
[0002] 扩展光学系统的焦深一直都是学术界研究的热点，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〇0?3^博±和 化they教授于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]W-维光学系统为例，其离焦光学传递函数0TF可W通过广义光瞳函数的自相关 运算来获得，如下所示：
[0004]
【主权项】
1. 一种波前编码成像系统，包括波前编码成像镜头、1/3英寸图像探测器以及解码处 理单元，所述波前编码成像镜头包括第一镜片、相位掩膜板、第二镜片以及第三镜片；所述 第一镜片、相位掩膜板、第二镜片、第三镜片，1/3英寸图像探测器以及解码处理单元依次设 置在同一光路上；其特征在于： 所述第一镜片的前表面的曲率半径是18.9670mm，第一镜片的前表面的X方向通 光半孔径以及Y方向通光半孔径均是6. 25mm;所述第一镜片的后表面的曲率半径是 233. 3000mm，第一镜片的后表面的X方向通光半孔径以及Y方向通光半孔径均是5. 88mm ; 所述第一镜片的前表面与第一镜片的后表面之间的距离是3. Omm ; 所述相位掩膜板的前表面的X方向通光半孔径以及Y方向通光半孔径均是4. 9513mm ; 所述相位掩膜板的后表面的X方向通光半孔径以及Y方向通光半孔径均是4. 6185mm ;所述 第一镜片的后表面与相位掩膜板的前表面之间的距离是3. 22_ ;所述相位掩膜板的前表 面与相位掩膜板的后表面之间的距离是2. Omm ; 所述第二镜片的前表面的曲率半径是-34. 9900mm，第二镜片的前表面的X方向通 光半孔径以及Y方向通光半孔径均是4. 4522mm ;所述第二镜片的后表面的曲率半径是 15. 7040mm，第二镜片的后表面的X方向通光半孔径以及Y方向通光半孔径均是4. 4643mm ; 所述相位掩膜板的后表面与第二镜片的前表面之间的距离是2. Omm ;所述第二镜片的前表 面与第二镜片的后表面之间的距离是3. Omm ; 所述第三镜片的前表面的曲率半径是33.5000mm，第三镜片的前表面的X方向通 光半孔径以及Y方向通光半孔径均是5. 4977mm;所述第三镜片的后表面的曲率半径 是-26. 5500mm，第三镜片的后表面的X方向通光半孔径以及Y方向通光半孔径均是 5. 6140mm ;所述第二镜片的后表面与第三镜片的前表面之间的距离是5. 17mm ;所述第三镜 片的前表面与第三镜片的后表面之间的距离是3. Omm ; 所述第三镜片的后表面与1/3英寸图像探测器之间的距离是39. 74mm。
2. 根据权利要求1所述的波前编码成像系统，其特征在于：所述相位掩膜板的2D掩 膜函数形式是： 其中： α表征三次方形相位掩膜板的相位调制强度，所述α取值是〇.〇123mm; X以及y均为归一化的孔径坐标，单位mm，所述X以及y取值范围均为[-4. 9513， 4. 9513] 〇
3. 根据权利要求1或2所述的波前编码成像系统，其特征在于：所述波前编码成像镜 头的焦距是50臟，相对孔径1 :4· 5,全视场角约是10°，工作谱段480um~680um〇
【专利摘要】一种波前编码成像系统，包括波前编码成像镜头、1/3英寸图像探测器和解码处理单元，波前编码成像镜头包括第一镜片、相位掩膜板、第二镜片和第三镜片；第一镜片、相位掩膜板、第二镜片、第三镜片，1/3英寸图像探测器和解码处理单元依次设置在同一光路上；第一镜片、相位掩膜板、第二镜片以及第三镜片的前表面以及后表面的曲率半径、X方向通光半孔径、Y方向通光半孔径均与现有技术中的各参数不同。本实用新型提供了一种在不改变图像传感器硬件条件的前提下，能够实现超大焦深的清晰成像，还可获得对应于更小物理像元尺寸探测器的超分辨率重构图像的波前编码成像系统。
【IPC分类】G02B27-46, G02B27-58, G02B26-06, G02B27-00, G02B5-30
【公开号】CN204613515
【申请号】CN201520212367
【发明人】赵惠, 刘美莹, 解晓蓬, 樊学武
【申请人】中国科学院西安光学精密机械研究所
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月9日