4元子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的多個(gè)光敏元上，形成圖像化光斑。面陣電控液晶微透鏡將多方向入射波束定向匯聚在多個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的光敏元上，所形成的圖像化聚焦光斑轉(zhuǎn)換成電信號(hào)序列，驅(qū)控預(yù)處理模塊(圖中未示出)將每一子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器中的光敏元的電信號(hào)歸屬到一個(gè)單眼的成像操作，通過(guò)量化和校準(zhǔn)每一子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的光電信號(hào)，得到目標(biāo)基于觀察視角、視距、或姿態(tài)的序列子圖像數(shù)據(jù)并輸出，完成電控復(fù)眼成像探測(cè)操作。
[0047]在時(shí)序斷電態(tài)下，液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)為液晶相位板，與12X12元面陣可見(jiàn)光探測(cè)器對(duì)應(yīng)。入射波束被液晶相位板延遲后射入12X12元面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的多個(gè)光敏元上，形成圖像化光斑，面陣可見(jiàn)光探測(cè)器將匯聚在其上的圖像化聚焦光斑轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，驅(qū)控預(yù)處理模塊(圖中未示出)通過(guò)量化和校準(zhǔn)光電信號(hào)，得到基于特定距離及方位的高像質(zhì)平面目標(biāo)圖像數(shù)據(jù)并輸出，完成電控高像質(zhì)單眼成像探測(cè)操作。
[0048]圖3是本發(fā)明實(shí)施例的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片的圖像化焦斑排布示意圖。在電控復(fù)眼成像探測(cè)模態(tài)下，3X3復(fù)眼中的每一單眼呈現(xiàn)幾乎一致的圖像化聚焦光斑形態(tài)。在高像質(zhì)單眼成像模態(tài)下，可獲得特定距離及方位處的目標(biāo)的一幅平面圖像，并具有相對(duì)復(fù)眼更高的空間/圖像分辨率。
[0049]本發(fā)明的復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，采用液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)與面陣可見(jiàn)光探測(cè)器耦合的架構(gòu)，通過(guò)加電和斷電操作，進(jìn)行時(shí)序的復(fù)眼或高像質(zhì)單眼成像探測(cè)，捕獲目標(biāo)的三維/立體圖像及高像質(zhì)平面圖像，實(shí)現(xiàn)常規(guī)平面與多視角/多方位/三維立體成像探測(cè)方式的兼容，探測(cè)效能高，使用方便，易與常規(guī)成像光學(xué)系統(tǒng)、電子和機(jī)械裝置匹配耦合的優(yōu)點(diǎn)。
[0050]總體而言，通過(guò)本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)將面陣可見(jiàn)光探測(cè)器與液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)耦合，并對(duì)液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)序加電或斷電操作，完成復(fù)眼與高像質(zhì)單眼成像探測(cè)模態(tài)間的切換；液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)在加電態(tài)下為面陣電控液晶微透鏡，在斷電態(tài)下為液晶相位板；每單元電控液晶微透鏡與一個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器對(duì)應(yīng)，構(gòu)成電控復(fù)眼成像探測(cè)模態(tài)下的一個(gè)成像單眼；液晶相位板與面陣可見(jiàn)光探測(cè)器耦合構(gòu)成高像質(zhì)單眼成像探測(cè)模態(tài)下的微光學(xué)/光電成像結(jié)構(gòu)；驅(qū)控預(yù)處理模塊將面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的各光敏元的光電信號(hào)進(jìn)行量化和校準(zhǔn)處理，得到目標(biāo)基于觀察視角、視距、或姿態(tài)的序列子圖像數(shù)據(jù)，或者特定距離及方位的目標(biāo)的高像質(zhì)平面圖像數(shù)據(jù)。
[0051]在上述成像體制下，目標(biāo)的復(fù)眼成像探測(cè)空間分辨率，由構(gòu)成每一復(fù)眼的子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的陣列規(guī)模決定，即陣列規(guī)模越大，成像分辨率越高；目標(biāo)的高像質(zhì)單眼成像探測(cè)空間分辨率，由面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的陣列規(guī)模決定，即陣列規(guī)模越大，成像分辨率越高。電控液晶微透鏡的陣列規(guī)模決定了與其對(duì)應(yīng)的子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的數(shù)量或者單眼數(shù)量。
[0052]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，包括液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)、面陣可見(jiàn)光探測(cè)器和驅(qū)控預(yù)處理模塊，其中， 所述液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)在時(shí)序加電態(tài)下為面陣電控液晶微透鏡； 所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器包括多個(gè)陣列分布的子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器，每個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器包括數(shù)量和排布方式相同的多個(gè)陣列分布的光敏元； 所述面陣電控液晶微透鏡與所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器匹配耦合，每單元電控液晶微透鏡與一個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器對(duì)應(yīng)，構(gòu)成電控復(fù)眼成像探測(cè)模態(tài)下的一個(gè)成像單眼； 所述面陣電控液晶微透鏡用于將不同方向上的目標(biāo)光束離散化排布，并定向匯聚在與各單元電控液晶微透鏡對(duì)應(yīng)的子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的相應(yīng)光敏元上，將同方向目標(biāo)光束定向匯聚在多個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器相同位置的光敏元上； 所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器用于將匯聚在多個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器上的光波轉(zhuǎn)換成電信號(hào); 所述驅(qū)控預(yù)處理模塊用于將一個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的各光敏元的電信號(hào)歸屬到一個(gè)單眼的成像操作，通過(guò)對(duì)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的光電信號(hào)進(jìn)行量化和校準(zhǔn)處理，得到目標(biāo)基于觀察視角、視距、或姿態(tài)的序列子圖像數(shù)據(jù)； 所述驅(qū)控預(yù)處理模塊還用于將面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的光敏元的電信號(hào)歸屬到一個(gè)高像質(zhì)單眼的成像操作，通過(guò)對(duì)面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的光電信號(hào)進(jìn)行量化和校準(zhǔn)處理，得到高像質(zhì)平面圖像數(shù)據(jù)。2.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，通過(guò)對(duì)所述液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)序加電或斷電操作，完成復(fù)眼與高像質(zhì)單眼成像探測(cè)模態(tài)間的切換。3.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，所述面陣電控液晶微透鏡與所述子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器均為MXN元，其中，M、N均為大于1的整數(shù)。4.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，所述子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器為PXQ元，其中，P、Q均為大于1的整數(shù)。5.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器為RXS元，其中，R = MXP，S = NXQo6.如權(quán)利要求1所述的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，所述驅(qū)控預(yù)處理模塊還用于為所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器、液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)提供驅(qū)動(dòng)和調(diào)控信號(hào)，驅(qū)動(dòng)所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器和液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)工作，并對(duì)所述液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行功能轉(zhuǎn)換的電信號(hào)進(jìn)行調(diào)控。7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，還包括陶瓷外殼；其中， 所述液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)、面陣可見(jiàn)光探測(cè)器和驅(qū)控預(yù)處理模塊同軸順序置于陶瓷外殼內(nèi)，所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器位于所述驅(qū)控預(yù)處理模塊的前方，所述液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)位于所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的前方且其光入射面通過(guò)所述陶瓷外殼的面部開(kāi)孔裸露在外。8.如權(quán)利要求7中所述的一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，所述驅(qū)控預(yù)處理模塊上設(shè)有第一端口、第五端口和指示燈，所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器上設(shè)有第二端口和第四端口，所述液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)上設(shè)有第三端口 ； 所述第一端口用于接入電源線以連接外部電源，還用于接收外部設(shè)備向可見(jiàn)光探測(cè)器與液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)輸入的工作指令，還用于輸出所述驅(qū)控預(yù)處理模塊提供給所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器和液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)和調(diào)控信號(hào)； 所述第一指示燈用于指示所述驅(qū)控預(yù)處理模塊是否處在正常工作狀態(tài)； 所述第二端口用于輸入所述驅(qū)控預(yù)處理模塊提供給所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的驅(qū)控信號(hào); 所述第三端口用于輸入所述驅(qū)控預(yù)處理模塊提供給所述液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)的驅(qū)控信號(hào); 所述第四端口用于輸出所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器提供給所述驅(qū)控預(yù)處理模塊的光電信號(hào); 所述第五端口用于輸入所述面陣可見(jiàn)光探測(cè)器提供給所述驅(qū)控預(yù)處理模塊的光電信號(hào)。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種復(fù)眼與高像質(zhì)單眼時(shí)序電調(diào)成像探測(cè)芯片，其特征在于，包括液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)、面陣可見(jiàn)光探測(cè)器和驅(qū)控預(yù)處理模塊；液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)在時(shí)序加電態(tài)下為面陣電控液晶微透鏡；面陣可見(jiàn)光探測(cè)器被面陣電控液晶微透鏡依其陣列規(guī)模劃分成多個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器，每單元電控液晶微透鏡與一個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器對(duì)應(yīng)，構(gòu)成電控復(fù)眼成像探測(cè)模態(tài)下的一個(gè)成像單眼；液晶微光學(xué)結(jié)構(gòu)在時(shí)序斷電態(tài)下為延遲入射波束的液晶相位板，它與面陣可見(jiàn)光探測(cè)器構(gòu)成高像質(zhì)單眼成像探測(cè)模態(tài)下的微光學(xué)/光電成像結(jié)構(gòu)；在電控復(fù)眼成像探測(cè)模態(tài)下，驅(qū)控預(yù)處理模塊將一個(gè)子面陣可見(jiàn)光探測(cè)器的各光敏元的光電信號(hào)歸屬到一個(gè)單眼的成像探測(cè)操作。
【IPC分類】H01L27/146
【公開(kāi)號(hào)】CN105390519
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510884667
【發(fā)明人】張新宇, 雷宇, 信釗煒, 魏冬, 桑紅石, 王海衛(wèi), 謝長(zhǎng)生
【申請(qǐng)人】華中科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日