專利名稱：正弦型相位板及基于該相位板的景深拓展成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬光學(xué)領(lǐng)域，涉及一種相位板及基于該相位板的成像系統(tǒng)，尤其涉及一種用于拓展光學(xué)成像系統(tǒng)景深的正弦型相位板以及應(yīng)用該相位板的景深拓展成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
擴(kuò)展光學(xué)成像系統(tǒng)的景深一直都是學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。縮小系統(tǒng)的相對孔徑可以起到景深延拓的效果，但會嚴(yán)重?fù)p失光通量和分辨率，因此實(shí)用性不強(qiáng)。從20世紀(jì)80年代中期開始，雖然形形色色的方法被提出用于擴(kuò)展成像系統(tǒng)景深，但是直到美國科羅拉多大學(xué)的E. R. Dowski博士于1995年提出波前編碼的概念之后，景深延拓才有了真正意義上的突破。通過在成像系統(tǒng)的孔徑平面、入瞳平面或者出瞳平面上添加一塊三次方型的相位板，系統(tǒng)的調(diào)制傳遞函數(shù)MTF就能夠變得對離焦以及引起離焦的因素不敏感，從而達(dá)到擴(kuò)展景深的目的，而且最重要的是，在添加了相位板之后，MTF在有效頻率范圍之內(nèi)只是在幅度上有一定程度的下降，而不存在零點(diǎn)或近零點(diǎn)。這就表明，當(dāng)系統(tǒng)存在離焦時(shí)，超出原始系統(tǒng)景深范圍的信息并沒有丟失，只是以一種已知的方式被進(jìn)行了編碼，之后通過相應(yīng)的數(shù)字圖像復(fù)原算法就可以被有效地恢復(fù)。同時(shí)，由于相位板只是對孔徑平面內(nèi)的成像光線相位進(jìn)行了編碼，對系統(tǒng)的通光量和分辨率從理論上來講都不會造成影響，所以波前編碼是一種非常不同于縮小孔徑法、中心遮攔法或切趾法的新型景深拓展成像技術(shù)。以一維光學(xué)系統(tǒng)為例，其離焦光學(xué)傳遞函數(shù)OTF可以通過廣義光瞳函數(shù)的自相關(guān)
運(yùn)算來獲得，如下所示
權(quán)利要求1.一種正弦型相位板，其特征在于所述相位板的面型結(jié)構(gòu)由正弦函數(shù)描述，所述正弦函數(shù)的表達(dá)式為f (χ) = α · sin(3 · χ+ θ )，X e [-1，1]式中，α，β與θ是所述相位板的相位分布函數(shù)的參數(shù)，用來控制正弦型相位板所引入的相位調(diào)制強(qiáng)度；χ是成像系統(tǒng)孔徑平面的歸一化坐標(biāo)。
2.一種基于權(quán)利要求1所述的正弦型相位板的景深拓展成像系統(tǒng)，其特征在于所述景深拓展成像系統(tǒng)包括相位板、成像鏡頭以及成像探測器；所述相位板、成像鏡頭以及成像探測器處于同一光軸上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的景深拓展成像系統(tǒng)，其特征在于所述相位板和成像鏡頭是分離設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的景深拓展成像系統(tǒng)，其特征在于所述相位板設(shè)置于成像鏡頭的孔徑平面、出瞳面或入瞳面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的景深拓展成像系統(tǒng)，其特征在于所述相位板和成像鏡頭之間的距離3 5mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種正弦型相位板及基于該相位板的景深拓展成像系統(tǒng)，該景深拓展成像系統(tǒng)包括相位板、成像鏡頭以及成像探測器；相位板、成像鏡頭以及成像探測器處于同一光軸上。本實(shí)用新型提供了一種可以有效地降低系統(tǒng)對離焦的敏感性、不會造成圖像細(xì)節(jié)信息的丟失以及可得到銳利清晰的大景深圖像的用于景深延拓的正弦型相位板及基于該相位板的景深拓展成像系統(tǒng)。
文檔編號G02B5/30GK202133792SQ201120184770
公開日2012年2月1日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者易紅偉, 李英才, 趙惠 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所