一种可见光近红外层析化望远成像系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113835249A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202111280449.4(22)申请日2021.10.29(71)申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号(72)发明人陈明策刘可薇王哲张新宇(74)专利代理机构华中科技大学专利中心42201代理人祝丹晴(51)Int.Cl.G02F1/13(2006.01)G02F1/133(2006.01)G02F1/1343(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图3页(54)发明名称一种可见光近红外层析化望远成像系统(57)摘要本发明公开了一种可见光近红外层析化望远成像系统，属于光学成像探测技术领域。包括长焦主透镜、电控液晶微光学结构、面阵光敏探测器、驱控模块和处理模块；长焦主透镜将远方物体进行一次压缩成像；驱控模块为面阵光敏探测器和电控液晶微光学结构提供用于驱动和调控的电压信号；电控液晶微光学结构将不同方向的目标光束进行离散化排布，并汇聚于光敏元上；面阵光敏探测器将入射到光敏元上的特征光束转换为电信号；处理模块将来自各光敏元的电信号进行量化处理，得到包含三维空间信息的序列子图像数据。本发明通过建立电信号‑目标深度的关系，从而进行电控层析化成像，进一步扩展景深。CN113835249ACN113835249A权利要求书1/1页1.一种可见光近红外层析化望远成像系统，其特征在于，包括长焦主透镜、电控液晶微光学结构、面阵光敏探测器、驱控模块和处理模块；其中，所述面阵光敏探测器划分为多个子面阵光敏探测器，所述子面阵光敏探测器包括多个光敏元；所述长焦主透镜将远方物体进行一次压缩成像；所述驱控模块为所述面阵光敏探测器和电控液晶微光学结构提供用于驱动和调控的电压信号；所述电控液晶微光学结构将不同方向的目标光束进行离散化排布，并汇聚于所述光敏元上；所述面阵光敏探测器将入射到光敏元上的特征光束转换为电信号；所述处理模块将来自各光敏元的电信号进行量化处理，得到包含三维空间信息的序列子图像数据，通过建立电信号幅值与最佳物平面深度之间的数学关系，进行三维光场层析化成像。2.如权利要求1所述的可见光近红外层析化望远成像系统，其特征在于，所述驱控模块调节电压的均方幅值时，所述电控液晶微光学结构的焦距变化，整个成像系统所对应的最佳物平面位置发生改变，从而得到电信号幅值与最佳物平面深度之间的数学关系。3.如权利要求1所述的可见光近红外层析化望远成像系统，其特征在于，所述电控液晶微光学结构包括液晶层、图案化电极层和公共电极层；所述图案化电极层和公共电极层分别设置于液晶层的两侧；所述图案化电极层由导电膜构成，所述导电膜上设置有呈阵列分布的电极微孔，所述电极微孔具有两种以上的孔径大小，且孔径不同的电极微孔交替排列，孔径相同的电极微孔周期排列。4.如权利要求3所述的可见光近红外层析化望远成像系统，其特征在于，所述导电膜上设置有m×n个呈阵列分布的电极微孔，所述面阵光敏探测器相应划分为m×n个呈阵列分布的子面阵光敏探测器，m、n均为大于1的整数。5.如权利要求4所述的可见光近红外层析化望远成像系统，其特征在于，所述电极微孔为圆形、三角形、正方形、正五边形或正六边形。6.如权利要求3所述的可见光近红外层析化望远成像系统，其特征在于，所述公共电极层包括导电透光膜。7.如权利要求3所述的可见光近红外层析化望远成像系统，其特征在于，所述驱控模块将驱动和调控的电压信号加载在所述图案化电极层和公共电极层之间；当所述电压信号的均方幅值高于预设阈值时，所述电控液晶微光学结构等效为面阵液晶微透镜阵列。2CN113835249A说明书1/5页一种可见光近红外层析化望远成像系统技术领域[0001]本发明属于光学成像探测技术领域，更具体地，涉及一种可见光近红外层析化望远成像系统。背景技术[0002]伴随着人类对世界的认知，第一台望远镜在17世纪的欧洲诞生。经过数百年的发展，望远镜的成像质量与类型得到了长足的进步。目前，望远成像系统广泛应用在军事探测、天文观测等领域中，它可以给观察者一种把物体“拉近了”的感觉。远方物体经望远成像系统所成的像，既可以通过目镜观察，也可以通过电子系统进行观察。[0003]尽管望远成像系统的整体性能一直在提升，但景深不足是传统望远成像系统的一个重要缺陷。景深，是指光学成像系统前沿着成像器件轴线所测定的能够取得清晰图像的物距范围。由于望远系统的长焦特性，其景深一般都较小，在不进行调焦的情况下，其景深通常以米为量级。这在很大程度上限制了望远成像系统的应用。通常的做法是减小通光孔径，这样做虽然可以增大景深，但付出的代价是进光量同时被大大降低，截止频率也急剧下降。发明内容[0004]针对相关技术的