含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，屬于光學(xué)成像【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明首先通過大視場(chǎng)光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行成像，出射光瞳通過一偏振分光棱鏡分為兩束，其中一束直接成像在探測(cè)器上，另一束成像在中間像面上，二維掃描平臺(tái)帶動(dòng)超分辨系統(tǒng)對(duì)該中間像進(jìn)行局部掃描超分辨成像。其中，超分辨系統(tǒng)采用液晶空間光調(diào)制器作為超分辨光瞳濾波器，可以對(duì)光束進(jìn)行動(dòng)態(tài)、像素化的位相調(diào)制。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大視場(chǎng)低分辨率、局部小視場(chǎng)超分辨率成像，且應(yīng)用本發(fā)明中的方法可以對(duì)現(xiàn)有的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)局部超分辨成像。
【專利說明】含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)成像【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，可廣泛應(yīng)用于偵查、救援等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]研究發(fā)現(xiàn)，人眼在黃斑中心凹處具有最佳的視覺分辨率，但這個(gè)范圍只有5°，周邊分辨率呈指數(shù)衰減，故雖然人眼的有效視場(chǎng)可達(dá)135°~160°，但良好視區(qū)只有大約30°。小凹成像技術(shù)模擬了人眼的這種特性，通過光學(xué)系統(tǒng)或圖像處理軟件獲得空間分辨率變化的圖像——對(duì)感興趣的區(qū)域(R0I，Region of Interest)高分辨率成像，對(duì)ROI周邊區(qū)域則可低分辨率成像。小凹成像系統(tǒng)(FOS)的優(yōu)點(diǎn)如下:
[0003](I)能在保證目標(biāo)區(qū)域清晰成像的同時(shí)，獲得大視場(chǎng)的圖像；
[0004](2)作為一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)，通過降低目標(biāo)區(qū)域(ROI)外的分辨率，提高了圖像傳輸、處理的速度。
[0005]本發(fā)明在這一技術(shù)概念的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展研究，實(shí)現(xiàn)ROI超分辨率成像、ROI周邊區(qū)域低分辨率成像。所謂超分辨是指通過一定技術(shù)手段使光學(xué)系統(tǒng)超越衍射極限，產(chǎn)生比愛里斑更小的衍射光斑，從而提高空間兩點(diǎn)分辨率。1952年T.D.Francia首次提出有限視場(chǎng)超衍射極限分辨率的概念之后，科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到在相干光學(xué)系統(tǒng)中，通過改變出瞳函數(shù)的復(fù)振幅分布能夠?qū)崿F(xiàn)超分辨。設(shè)光瞳濾波器的復(fù)振幅透過率為P ( P )，則歸一化的焦平面上焦點(diǎn)附近的復(fù)振幅分布為:
【權(quán)利要求】
1.一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，其特征在于:包括大視場(chǎng)成像系統(tǒng)(I)，偏振分光棱鏡(2)，低分辨率探測(cè)器(3),中間像面(4)，局部超分辨掃描系統(tǒng)(5),聞分辨率探測(cè)器⑶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，其特征在于:偏振分光棱鏡(2)將成像光束分為兩束，其中一束直接成像在低分辨率探測(cè)器(3)上，用于大視場(chǎng)觀察成像；另一束在成像在中間像面(4)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，其特征在于:局部超分辨掃描系統(tǒng)(5)由超分辨系統(tǒng)(51)和二維掃描平臺(tái)(52)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，其特征在于:局部超分辨掃描系統(tǒng)(5)對(duì)權(quán)利要求2中的中間像進(jìn)行局部掃描，并成像在高分辨探測(cè)器(6)上，最終得到觀察目標(biāo)的局部超分辨圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，其特征在于:超分辨系統(tǒng)(51)采用液晶空間光調(diào)制器作為超分辨光瞳濾波器，可以對(duì)光束進(jìn)行動(dòng)態(tài)、像素化的位相調(diào)制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含局部超分辨掃描的小凹成像系統(tǒng)，其特征在于:可將低分辨率探測(cè)器⑶和高分辨率探測(cè)器(6)上的圖像進(jìn)行融合，得到最終的大視場(chǎng)、局部超分辨圖像。
【文檔編號(hào)】G02B27/58GK104007559SQ201410193562
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】常軍, 査為懿, 牛亞軍, 馮馳, 王凡, 許堯, 馮萍 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)