基于空间光相位调制器的可调、大景深成像技术研究

基本信息
批准号:61307024
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:李洪涛
学科分类:
依托单位:清华大学
批准年份:2013
结题年份:2016
起止时间:2014-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李德杰,白一鸣,王琨,毛祥龙,许斌
关键词:
大景深可调景深空间光调制器
结项摘要

Extended depth of field imaging system has broad application prospects in the field of microscopy imaging, machine vision, optical remote sensing, infrared imaging, 3D display, as well as mobile phones and digital cameras imaging,and it has become the research focus of optics and optoelectronics in recent years. In wavefront coding imaging systems, the extended depth of field can be obtained by firstly coding the incident light using the phase mask plate at the pupil plane of the optical system to obtain a defocus insensitive intermediate blurred image, and then restoring this image. Due to the extension of depth of field will always be accompanied by a decline in resolution and signal-to-noise ratio, the depth of field need to be adjusted according to the specific requirements of the scene. In this project, in order to achieve the adjustable and extended depth of field imaging system, the programmable spatial light modulator (SLM) is used as a wavefront coding function module to achieve a given phase delay. The structure design and parameter optimization of the SLM will be researched, focused on suppressing intensity modulation in phase modulation process of spatial light modulator. And the unified optimization design and control platform of the SLM systems, imaging systems, and image processing systems will also be studied. This research has important academic value and broad application prospects, and it will play an important role in promoting the development of optics and photonics technology in China.

大景深成像系统在显微成像、机器视觉、光学遥感、红外成像、3D显示以及手机和数码相机成像等领域有着广阔的应用前景,成为近年来光学和光电子学领域的研究热点。波前编码成像系统,通过在光学系统的光瞳面处加一相位掩膜板对入射光进行波前编码,可以获得对离焦不敏感的中间模糊像,再对该中间像进行数字图像复原以得到大景深图像。由于系统景深的延拓总会伴随着图像信噪比和分辨率的下降,因此需要根据场景的具体要求选择合适的景深。本项目将研究以可编程的空间光调制器作为波前编码功能模块实现给定的相位延迟,以获得大景深且景深可根据目标场景调节的成像系统。同时将研究空间光调制器的结构设计和参数优化,重点解决空间光调制器相位调制过程中抑制强度调制的问题,并探索空间光调制系统、成像系统、图像处理系统的统一优化设计和控制平台。本项目的研究具有重要学术价值和广阔应用前景,将对我国光学和光电子技术的发展起到重要的推动作用。

项目摘要

大景深成像系统在显微成像、机器视觉、光学遥感、红外成像、3D显示以及手机和数码相机成像等领域有着广阔的应用前景,成为近年来光学和光电子学领域的研究热点。波前编码成像系统,通过在光学系统的光瞳面处加一相位掩膜板对入射光进行波前编码,可以获得对离焦不敏感的中间模糊像,再对该中间像进行数字图像复原以得到大景深图像。由于系统景深的延拓总会伴随着图像信噪比和分辨率的下降,因此需要根据场景的具体要求选择合适的景深。本项目以可编程的空间光调制器作为波前编码功能模块实现给定的相位延迟,以获得大景深且景深可根据目标场景调节的成像系统,研究目标是获得适用于波前编码系统的液晶空间光相位调制器的优化参数,构建景深可调的大景深光学成像系统。. 本项目通过波前编码系统原理与基本结构的研究、面向波前编码应用的液晶空间光调制器的基本结构和特性研究、实现纯相位调制的SLM选型研究等工作,获得了适用于波前编码系统的液晶空间光相位调制器的优化参数;通过景深延拓技术方案的对比研究,在静态可调大景深成像系统设计方案的基础上,提出了动态可调大景深成像系统构建方案,并搭建了相关平台。本研究工作,对于推动基于波前编码的动态大景深成像技术在显微成像、机器视觉等领域的应用具有重要意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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