[发明专利]波前编码成像系统及基于单幅图像放大的超分辨处理方法

摘要

一种波前编码成像系统及基于单幅图像放大的超分辨处理方法，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。本发明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及基于单幅图像放大的超分辨处理方法。

主权项

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18.91mm，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6.22mm；所述第一镜片的后表面的曲率半径是234mm，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5.85mm；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3.0mm；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4.95mm；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4.42mm；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3.22mm；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2.0mm；所述第二镜片的前表面的曲率半径是‑34.973mm，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4.43mm；所述第二镜片的后表面的曲率半径是15.776mm，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5.46mm；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2.0mm；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3.0mm；所述第三镜片的前表面的曲率半径是33.6240mm，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5.57mm；所述第三镜片的后表面的曲率半径是‑26.53mm，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4.24mm；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3.0mm；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39.3135mm；所述相位掩膜板的2D掩膜函数形式是：Q(x,y)=α·((x4.9513)3+(y4.9513)3)]]>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0.0130mm；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]。