一种轮廓提取增强系统及成像系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种轮廓提取增强系统及成像系统，其中，该轮廓提取增强系统包括：复合超透镜或4f镜组；4f镜组包括：由物方至像方依次共轴排列的第一超透镜、第二超透镜和第三超透镜，第一超透镜、第二超透镜和第三超透镜的焦距相同；复合超透镜或4f镜组用于提取并增强入射图像的轮廓。通过本实用新型专利技术实施例提供的轮廓提取增强系统及成像系统，采用一片式的复合超透镜或三片式的4f镜组，直接对入射图像进行轮廓提取和增强，无需借助复杂的算法和图像处理，整个过程速度快；且因该轮廓提取增强系统的两种不同结构均采用了超透镜，故该轮廓提取增强系统具有体积纤薄、重量较轻、结构简单、成本低以及易于量产等优点。成本低以及易于量产等优点。成本低以及易于量产等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种轮廓提取增强系统及成像系统


[0001]本技术涉及光学成像
，具体而言，涉及一种轮廓提取增强系统及成像系统。

技术介绍

[0002]目前，若要实现图像物体边缘轮廓检测及增强功能，需要在图像显示系统(包括一个目镜)的基础上叠加用于轮廓检测及增强的装置(如红外装置，同样也包括一个目镜)，并在此双目镜结构上进行复杂的实施运算和图像处理，方可实现上述功能。例如，具有双目镜结构的双筒增强型夜视仪(ENVG
‑
B)，若要采用其“轮廓(outline)融合模式”，需要对接收到的图像通过算法提取出图像中物体的边缘轮廓并对其进行增强，如采用Deep Learning(深度学习)算法或CV(计算机视觉)算法等提取并增强边缘轮廓，致使实现该轮廓检测及增强功能的装置整体结构复杂且算力较大，最终导致包含该装置的双筒增强型夜视仪也具有结构复杂笨重，且需要复杂的实施运算和图像处理以及对使用者的要求较高的缺点。

技术实现思路

[0003]为解决上述问题，本技术实施例的目的在于提供一种轮廓提取增强系统及成像系统。
[0004]第一方面，本技术实施例提供了一种轮廓提取增强系统，包括：复合超透镜或4f镜组；所述4f镜组包括：由物方至像方依次共轴排列的第一超透镜、第二超透镜和第三超透镜，且所述第一超透镜、所述第二超透镜和所述第三超透镜的焦距相同；所述复合超透镜或所述4f镜组用于提取并增强入射图像的轮廓。
[0005]可选地，在所述轮廓提取增强系统包括所述复合超透镜的情况下，所述复合超透镜包括纳米结构；所述复合超透镜的相位分布满足：
[0006][0007]其中，表示所述复合超透镜的相位分布；λ1表示所述复合超透镜的工作波长；r1表示所述复合超透镜的中心到其表面所述纳米结构的距离；f1表示所述复合超透镜的焦距，l表示所述纳米结构所在位置处以所述复合超透镜的中心为圆心的切线方向。
[0008]可选地，在所述轮廓提取增强系统包括所述4f镜组的情况下，所述第一超透镜和所述第三超透镜的相位分布一致，且与所述第二超透镜的相位分布不同；所述第一超透镜能够将所述入射图像由时域信号转为频域信号，并射向所述第二超透镜；所述第二超透镜能够将所述频域信号由低频转为高频，并射向所述第三超透镜；所述第三超透镜能够将转至高频的所述频域信号还原为时域信号射出。
[0009]可选地，第一超透镜包括第一纳米结构，所述第三超透镜包括第三纳米结构；所述
第一超透镜和所述第三超透镜的相位分布均满足：其中，λ2表示所述第一超透镜或所述第三超透镜的工作波长；(x,y)表示所述第一纳米结构或所述第三纳米结构的坐标；f表示所述第一超透镜或所述第三超透镜焦距。
[0010]可选地，第二超透镜包括第二纳米结构，所述第二超透镜的相位分布满足：其中，λ3表示所述第二超透镜的工作波长；(x,y)表示所述第二纳米结构在所述第二超透镜上的坐标；f表示所述第二超透镜的焦距；θ表示所述第二纳米结构在以所述第二超透镜为中心的极坐标下的角度。
[0011]第二方面，本技术实施例还提供了一种成像系统，包括：如上任一所述的轮廓提取增强系统、物镜系统和目镜系统；所述物镜系统用于将环境光生成入射图像，并将所述入射图像射入位于所述物镜系统出光侧的所述轮廓提取增强系统；所述轮廓提取增强系统用于提取并增强所述入射图像的轮廓，并将轮廓增强后的入射图像射向位于所述轮廓提取增强系统出光侧的所述目镜系统；所述目镜系统包括至少一片第一透镜，用于将轮廓增强后的入射图像放大并射出。
[0012]可选地，物镜系统包括多片第二透镜，且所述多片第二透镜中至少部分为超透镜。
[0013]可选地，第一透镜均为超透镜。
[0014]可选地，第一透镜的数量为两片，所述目镜系统能够矫正像差。
[0015]可选地，轮廓提取增强系统与所述目镜系统通过晶圆级封装成为一体结构。
[0016]可选地，该成像系统还包括：设置于所述物镜系统与所述轮廓提取增强系统之间的图像增强器和荧光屏；所述图像增强器设置于所述物镜系统的出光侧，用于将所述入射图像进行增强并放大；所述荧光屏设置于所述图像增强器出光侧表面，用于显示增强并放大后的入射图像，并将显示的入射图像射向所述轮廓提取增强系统。
[0017]可选地，在所述轮廓提取增强系统包括所述4f镜组的情况下，所述荧光屏位于所述轮廓提取增强系统的物方焦平面。
[0018]本技术实施例上述第一方面提供的方案中，采用一片式的复合超透镜或者三片式的4f镜组，直接对入射图像进行轮廓提取和增强，无需借助复杂的算法和图像处理，整个过程速度快；且因该轮廓提取增强系统的两种不同结构均采用了超透镜，故该轮廓提取增强系统具有体积纤薄、重量较轻、结构简单、成本低以及易于量产等优点。
[0019]本技术实施例上述第二方面提供的方案中，采用物镜系统和目镜系统可以使该成像系统能够实现最基本的成像功能；并且，在物镜系统和目镜系统之间设置上述任意一种轮廓提取增强系统，可以对物镜系统所生成的入射图像中的边缘轮廓进行提取和增强，例如，使得该入射图像中的轮廓更加清晰明亮，以达到类似“描边”的效果。该成像系统在对入射图像进行轮廓提取和增强时，无需借助复杂的算法和图像处理步骤，且该成像系统结构简单，更加轻量化。
[0020]为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1示出了本技术实施例所提供的一种轮廓提取增强系统的示意图；
[0023]图2示出了本技术实施例所提供的另一种轮廓提取增强系统的示意图；
[0024]图3示出了本技术实施例所提供的一种成像系统的示意图；
[0025]图4示出了本技术实施例所提供的一种目镜系统的结构示意图；
[0026]图5示出了本技术实施例所提供的另一种目镜系统的结构示意图；
[0027]图6示出了本技术实施例所提供的第一种轮廓提取增强系统与目镜系统封装为一体结构的结构示意图；
[0028]图7示出了本技术实施例所提供的第二种轮廓提取增强系统与目镜系统封装为一体结构的结构示意图；
[0029]图8示出了本技术实施例所提供的第三种轮廓提取增强系统与目镜系统封装为一体结构的结构示意图；
[0030]图9示出了本技术实施例所提供的第四种轮廓提取增强系统与目镜系统封装为一体结构的结构示意图；
[0031]图10示出了本技术实施例所提供的另一种成像系统的示意图。
[0032]图标：
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轮廓提取增强系统，其特征在于，包括：复合超透镜(10)或4f镜组(20)；所述4f镜组(20)包括：由物方至像方依次共轴排列的第一超透镜(201)、第二超透镜(202)和第三超透镜(203)，且所述第一超透镜(201)、所述第二超透镜(202)和所述第三超透镜(203)的焦距相同；所述复合超透镜(10)或所述4f镜组(20)用于提取并增强入射图像的轮廓。2.根据权利要求1所述的轮廓提取增强系统，其特征在于，在所述轮廓提取增强系统包括所述复合超透镜(10)的情况下，所述复合超透镜(10)包括纳米结构；所述复合超透镜(10)的相位分布满足：其中，表示所述复合超透镜(10)的相位分布；λ1表示所述复合超透镜(10)的工作波长；r1表示所述复合超透镜(10)的中心到其表面所述纳米结构的距离；f1表示所述复合超透镜(10)的焦距；l表示所述纳米结构所在位置处以所述复合超透镜(10)的中心为圆心的切线方向。3.根据权利要求1所述的轮廓提取增强系统，其特征在于，在所述轮廓提取增强系统包括所述4f镜组(20)的情况下，所述第一超透镜(201)和所述第三超透镜(203)的相位分布一致，且与所述第二超透镜(202)的相位分布不同；所述第一超透镜(201)能够将所述入射图像由时域信号转为频域信号，并射向所述第二超透镜(202)；所述第二超透镜(202)能够将所述频域信号由低频转为高频，并射向所述第三超透镜(203)；所述第三超透镜(203)能够将转至高频的所述频域信号还原为时域信号射出。4.根据权利要求3所述的轮廓提取增强系统，其特征在于，所述第一超透镜(201)包括第一纳米结构，所述第三超透镜(203)包括第三纳米结构；所述第一超透镜(201)和所述第三超透镜(203)的相位分布均满足：其中，λ2表示所述第一超透镜(201)或所述第三超透镜(203)的工作波长；(x,y)表示所述第一纳米结构或所述第三纳米结构的坐标；f表示所述第一超透镜(201)或所述第三超透镜(203)焦距。5.根据权利要求3所述的轮廓提取增强系统，其特征在于，所述第二超透镜(202)包括第二纳米结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：段佳龙，朱瑞，郝成龙，谭凤泽，朱健，
申请(专利权)人：深圳迈塔兰斯科技有限公司，
类型：新型
国别省市：