一种微透镜阵列、分段式平面成像系统及其成像方法技术方案

本发明专利技术公开了一种微透镜阵列、分段式平面成像系统及其成像方法，涉及光电探测技术领域，解决了现有的分段式平面成像系统最大基线长度短，高频信息丢失严重，对目标的成像质量产生了较严重影响的问题，其技术方案要点是：包括透镜阵列、光子集成电路和图像处理模块。本发明专利技术中的透镜阵列每列透镜被分为了长臂和短臂两部分，长臂中的透镜被分为第三部分、第二部分，短臂为第一部分，第二部分中的透镜既可以和第三部分中的透镜组成透镜对，也可以和第一部分中的透镜组成透镜对，优化了现有分段式平面成像系统基线短，高频采样覆盖率低的问题，提高了分段式平面成像系统的成像质量。提高了分段式平面成像系统的成像质量。提高了分段式平面成像系统的成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种微透镜阵列、分段式平面成像系统及其成像方法


[0001]本专利技术涉及光电探测
，更具体地说，它涉及一种微透镜阵列、分段式平面成像系统及其成像方法。

技术介绍

[0002]随着对空间光学探测系统分辨率的要求逐渐提高，传统光学成像探测系统因结构上的限制存在着重量大、尺寸大和高功耗的缺点逼迫着人们寻求新的发展方向。现有的分段式平面成像系统是一种结合光学综合孔径技术和光子集成电路技术的新型计算成像系统，该系统通过采集观测目标的空间频率信息，再经过反傅里叶变换得到目标的光强度分布。其结构上采用微透镜阵列(由通光孔径及浮雕深度为微米级的透镜组成的阵列)代替传统大口径光学镜头，极大地降低了系统尺寸，为高分辨率空间光学探测系统的小型化、轻量化和低功耗提供了研究思路。
[0003]分段式平面成像系统的分辨率由透镜对组成的基线长度决定，然而受到微透镜阵列结构的限制，现有的分段式平面成像系统最大基线长度短，高频信息丢失严重，对目标的成像质量产生了较严重的影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种微透镜阵列、分段式平面成像系统及其成像方法，通过改进微透镜阵列平面的结构，达到增大最长基线长度，提高高频信息采样率，优化目标成像质量的目的。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]一种微透镜阵列，包括：透镜，所述透镜用于接收入射光；短臂，所述短臂包含M个透镜并依次线性排列；长臂，所述长臂包含N个透镜并依次线性排列；相对设置的所述一个短臂和一个长臂组成一个臂对；所述臂对绕微透镜阵列中心环形排列，使所述臂对的长臂和短臂分别位于所述微透镜阵列中心的两侧；其中，在绕微透镜阵列中心环向的方向上，所述微透镜阵列中长臂和短臂交替设置。
[0007]进一步的，所述长臂的数量N＝2M，且M≥4。
[0008]进一步的，所述臂对中长臂与短臂间的间隙长度为2M个透镜。
[0009]一种分段式平面成像系统，包括所述的一种微透镜阵列：
[0010]还包括光子集成电路，所述光子集成电路与所述微透镜阵列连接，用于获取所述微透镜阵列接收的入射光后，生成复相干光的强度信息；
[0011]图像处理模块，所述图像处理模块与所述光子集成电路连接，用于获取所述复相干光的强度信息后，生成重构后的图像。
[0012]进一步的，所述光子集成电路包括依次连接的波导传输线、可控开关、阵列波导光栅和平衡四正交探测器；
[0013]其中，所述波导传输线与所述微透镜阵列连接；
[0014]所述平衡四正交探测器与图像处理模块连接。
[0015]进一步的，所述波导传输线与透镜连接；
[0016]且所述波导传输线、透镜、可控开关和阵列波导光栅的数量一一对应。
[0017]进一步的，所述臂对上的透镜包括第一部分、第二部分和第三部分；
[0018]所述短臂上的透镜为第一部分；
[0019]所述长臂上的透镜沿长臂对称轴均分为第二部分和第三部分；
[0020]所述第一部分的透镜与第三部分的透镜对称于所述微透镜阵列中心的两侧。
[0021]进一步的，所述第一部分透镜后的可控开关处于断开状态，且第二部分、第三部分透镜后的开关处于闭合状态时，所述第二部分与第三部分中关于长臂对称轴对称的两个透镜间形成一组基线；
[0022]所述第三部分透镜后的可控开关处于断开状态，且第一部分、第二部分透镜后的开关处于闭合状态时，所述第一部分与第二部分中关于长短臂间隙中心对称的两个透镜间形成一组基线。
[0023]一种分段式平面成像方法，采用所述的一种分段式平面成像系统，包括以下步骤：
[0024]获取所述微透镜阵列接收的入射光，并生成复相干光的强度信息；
[0025]基于所述复相干光的强度信息，生成与所述复相干光的强度信息对应的振幅和相位信息；
[0026]将复相干光的振幅和相位信息进行组合，获得目标频谱图；
[0027]将所述目标频谱图进行图像重构后，获得重构后的图像。
[0028]进一步的，所述微透镜阵列接收的入射光的获取过程具体为：
[0029]获取臂对中长臂上透镜接收的第一入射光；
[0030]获取所述臂对中长臂与短臂关于长短臂间隙中心成对称结构的透镜接收的第二入射光；
[0031]其中，所述微透镜阵列中所有臂对的第一入射光和第二入射光构成所述微透镜阵列接收的入射光。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0033]一种微透镜阵列，包括透镜和臂对，该臂对由一个长臂和一个短臂组成，其中短臂由M个透镜依次线性排列组成，长臂由N个透镜依次线性排列组成，臂对沿微透镜阵列径向方向设置，使臂对的长臂和短臂分别位于微透镜阵列中心的两侧，且微透镜阵列中长臂和短臂交替设置。通过改进微透镜阵列平面的结构，达到增大最长基线长度，提高高频信息采样率，优化目标成像质量的目的。
附图说明
[0034]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0035]图1是现有的分段式平面成像系统采用的微透镜阵列结构示意图；
[0036]图2是本实施例提供的一种微透镜阵列结构示意图；
[0037]图3是现有的分段式平面成像系统仿真的重构图；
[0038]图4是本实施例提供的一种分段式平面成像系统的仿真的重构图；
[0039]图5为本实施例提供的一种分段式平面成像系统结构示意图。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0041]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
[0042]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0043]实施例：一种微透镜阵列、分段式平面成像系统及其成像方法。
[0044]一种微透镜阵列，包括：透镜，所述透镜用于接收入射光；短臂，所述短臂包含M个透镜并依次线性排列；长臂，所述长臂包含N个透镜并依次线性排列；相对设置的所述一个短臂和一个长臂组成一个臂对；所述臂对绕微透镜阵列中心环形排列，使所述臂对的长臂和短臂分别位于所述微透镜阵列中心的两侧；其中，在绕微透镜阵列中心环向的方向上，所述微透镜阵列中长臂和短臂交替设置。所述长臂的数量N＝2M，且M≥4，所述臂对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微透镜阵列，其特征在于，包括：透镜，所述透镜用于接收入射光；短臂，所述短臂包含M个透镜并依次线性排列；长臂，所述长臂包含N个透镜并依次线性排列；相对设置的所述一个短臂和一个长臂组成一个臂对；所述臂对绕微透镜阵列中心环形排列，使所述臂对的长臂和短臂分别位于所述微透镜阵列中心的两侧；其中，在绕微透镜阵列中心环向的方向上，所述微透镜阵列中长臂和短臂交替设置。2.根据权利要求1所述的一种微透镜阵列，其特征在于：所述长臂的数量N＝2M，且M≥4。3.根据权利要求2所述的一种微透镜阵列，其特征在于：所述臂对中长臂与短臂间的间隙长度为2M个透镜。4.一种分段式平面成像系统，包括如权利要求1
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3中任一项所述的一种微透镜阵列，其特征在于：还包括光子集成电路，所述光子集成电路与所述微透镜阵列连接，用于获取所述微透镜阵列接收的入射光后，生成复相干光的强度信息；图像处理模块，所述图像处理模块与所述光子集成电路连接，用于获取所述复相干光的强度信息后，生成重构后的图像。5.根据权利要求4所述的一种分段式平面成像系统，其特征在于：所述光子集成电路包括依次连接的波导传输线、可控开关、阵列波导光栅和平衡四正交探测器；其中，所述波导传输线与所述微透镜阵列连接；所述平衡四正交探测器与图像处理模块连接。6.根据权利要求5所述的一种分段式平面成像系统，其特征在于：所述波导传输线与透镜连接；且所述波导传输线、透镜、可控开关和阵列波导光栅的数量一一对应。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子骥，唐姚懿，李丰旭，管宏云，刘硕，文志铭，李冠廷，梁志清，郑兴，赵嘉学，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：