[发明专利]一种基于环型孔径超薄透镜的微光学标签系统

说明书

本发明公开了一种基于环型孔径超薄透镜的微光学标签系统，包括发射端和接收端，发射端包括微型标签码和标签透镜，微型标签码位于标签透镜的前焦平面处；接收端包括四次反射环型孔径超薄透镜和图像传感器，图像传感器位于四次反射环型孔径超薄透镜的后焦平面处，微型标签码发出的光线依次经过标签透镜和四次反射环型孔径超薄透镜最终成像在图像传感器上。与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计的基于环型孔径超薄透镜的微光学标签系统，通过环型折叠的方式实现超薄的大孔径长焦距透镜，并将这种透镜用作微光学标签系统的接收端手机镜头，可以增加接收距离，实现了手机对微型标签码的远距离接收。

技术领域

本发明属于物联网与光学设计的技术领域，适用于手机镜头基于四次反射环型孔径超薄透镜的接收端，涉及一种微光学标签系统结构，尤其涉及一种基于环型孔径超薄透镜的微光学标签系统。

背景技术

随着物联网技术的发展与进步，标签信息识别技术遍布日常生活和工作的各个领域，人们因此可以方便地获取所需信息。微光学标签作为一种新的传递、信息存储技术，有着其它自动识别技术无法比拟的优势，从一出现就受到很大的关注。微光学标签的尺寸只有毫米量级，因为其足够的小，与相当尺寸的条码相比，其存储的信息数据量足够大。并且其不存在RFID技术的安全隐患问题，可以很好的应用于物联网技术中实现信息的识别。微光学标签在手机的信息交换系统中、在增强现实中以及手势识别中等都会有很好的应用。

微光学标签系统主要由发射端、信道和接收端组成。发射端包括存储信息的微型标签码及一个小的微型光学透镜，信道是空间，接收端是手机镜头及图像传感器。发射端中微型光学透镜和接收端的手机镜头共同构成整个光学系统，使微型标签码在通过该光学系统后能够被手机的图像传感器所接收到并能识别出其中所包含的信息。

研究表明，系统能够正确解码的接收距离范围正比于相机物镜的孔径和焦距。现有的微光学标签系统采用一般手机镜头接收时，接收距离受到很大限制。

发明内容

本发明需要解决的问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种基于环型孔径超薄透镜的微光学标签系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于环型孔径超薄透镜的微光学标签系统，包括发射端和接收端，发射端包括微型标签码和标签透镜，微型标签码位于标签透镜的前焦平面处；接收端包括四次反射环型孔径超薄透镜和图像传感器，图像传感器位于四次反射环型孔径超薄透镜的后焦平面处，微型标签码发出的光线依次经过标签透镜和四次反射环型孔径超薄透镜最终成像在图像传感器上。

接收端接收到放大图像，其放大倍率与四次反射环型孔径超薄透镜的焦距和标签透镜的焦距的比值成正比。

正确解码微型标签码的接收距离与四次反射环型孔径超薄透镜的孔径及其焦距的乘积成正比。

四次反射环型孔径超薄透镜的前后反射面为多个高次非球面；

非球面上各点相对顶点沿光轴的线度z由下述公式定义：

公式中c＝1/R₀，R₀代表非球面顶点的曲率；

k代表二次曲面常数，

r代表距离光轴的水平距离，

a₁-a_n为非球面修正系数。

四次反射环型孔径超薄透镜的基底材料为CaF₂。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：