使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像（英文）

光场成像可以获取场景的三维信息。通过在主透镜和图像传感器之间插入一个微透镜阵列,不仅可以记录光线的辐射度,还记录了光线入射的方向。提出了使用梯度折射率液晶微透镜阵列进行光场成像的方法。该阵列基于向列相液晶材料,利用其各向异性和双折射的特点,通过紫外光刻技术和湿法刻蚀技术制作,具有圆孔阵列图案。在该阵列的上下电极之间加载一个交流电压信号后,每个微透镜可以有效会聚入射光,搭建了测试系统来测试该阵列的聚焦特性和焦距。将该阵列与一个主透镜和一片图像传感器耦合得到一个光场成像相机,并使用该相机采集了图像。

可变焦液晶微透镜阵列成像研究

提出一种利用四电压驱动的液晶微透镜阵列对物体直接进行成像并减小成像色散的方法。液晶微透镜阵列内部的单个微透镜方格有多根上下垂直的电极,这些电极可以准确控制微透镜的波前分布。利用液晶微透镜阵列电控调焦的优点,在不移动光学器件的情况下对不同波段光透射的分辨率板清晰成像。采用图像合成算法处理成像结果,减少了互补型金属氧化物半导体(CMOS)红绿蓝滤光片非中心波长光的干扰,最后对处理结果进行图像拼接算法重建,得到具有大视场角、高清晰度的完整图像。

基于双模成像的液晶微透镜阵列

利用向列相液晶材料的各向异性和双折射特点,采用紫外光刻和湿法刻蚀技术,设计并制作了透明的圆孔图案梯度折射率液晶微透镜阵列。搭建了光学测试系统,测试了该阵列的聚焦性能和焦距,并给出了焦距与加载电压之间的关系。将该阵列与主镜头和图像传感器进行耦合,构成一个双模成像相机原型,通过开启或关闭加载电压实现光场成像模式和普通成像模式的快速切换。在两种工作模式下对目标物采集双模原始图像,结果表明该相机既可在光场工作模式下采集三维光场图像,也可在普通工作模式下采集普通图像。

液晶微透镜阵列直接成像

针对传统显微镜结构复杂且视场角小等问题,提出一种两路低电压驱动的液晶微透镜阵列结构,透镜的焦距由3个电极控制,中间电极为圆孔阵列图案电极,作为孔径光阑以阻止微透镜外的杂散光。对该阵列的波前和光焦度进行了测试,搭建了一套简易液晶微透镜阵列直接成像系统,每个微透镜都对待观察物体的不同区域成像,通过近平行光照明减小相邻微透镜间的串扰,拼接所有单元图像得到完整图像。该系统无需额外的光学器件,结构简单紧凑。液晶微透镜阵列具有大视场,成像区域具备可扩展性,为实现大视场下的简易显微成像提供了新思路。

基于液晶微透镜的自适应红外焦平面探测器

液晶微透镜是一种新型光学器件.通过改变驱动电压,可以灵活快捷地改变其通光孔径、焦距和波前等.设计并得到了一种面阵液晶微透镜器件,讨论了通过将此面阵液晶微透镜与红外焦平面探测器的混合集成,得到具有自适应功能的红外焦平面探测结构.分析了该混合探测结构的性能特点及应用方向.

使用液晶微透镜的高分辨率三维重建双模相机

提出了一种基于液晶微透镜阵列的双模成像相机。该相机通过打开或者关闭加载在液晶微透镜阵列上的低频电压信号可以快捷地在传统平面成像模式和光场成像模式之间进行切换。液晶微透镜阵列通过常规紫外光刻和湿法刻蚀技术制作而成。通过将液晶微透镜阵列和感光传感器阵列以及主镜头耦合到一起,构造了一个双模成像相机的原型。通过该双模成像相机开展了相关实验,获取了同一目标物的光场图像和平面图像,并对孔径设计和两种工作模式下的景深进行了分析,给出了光场成像模式下目标物三维信息的计算方法,通过将三维光场数据和对应二维平面数据的信息进行融合获得了高分辨率三维图像。