[实用新型]一种可见光近红外近距离景深扩展成像系统

说明书

本实用新型公开了一种可见光近红外近距离景深扩展成像系统，属于光学成像探测技术领域。包括短焦主透镜、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；短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。本实用新型通过建立电信号‑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。

技术领域

本实用新型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近距离景深扩展成像系统。

背景技术

自人类文明诞生以来，对世界的探索与感知便是永恒的追求，这一过程离不开成像器件与成像系统。景深，是指成像系统前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被摄物体前后的距离范围。在聚焦完成后，在焦点前后的范围内都能形成清晰的像，这一前一后的距离范围便叫做景深；当被拍摄景物出于最佳成像面时，被摄景物前面的清晰范围叫做前景深，后面的清晰范围叫做后景深；前景深与后景深加在一起，叫做全景深。

为了获得较大的景深，通常的做法是减小通光孔径，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

针对相关技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可见光近红外近距离景深扩展成像系统，旨在解决近距离成像系统景深不足的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种可见光近红外近距离景深扩展成像系统，包括短焦主透镜、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；

所述短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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，所述电极微孔为圆形、三角形、正方形、正五边形或正六边形。

进一步地，所述公共电极层包括导电透光膜。

进一步地，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。

通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：