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超景深三维立体显微镜工作原理一、引言超景深三维立体显微镜是一种先进的显微镜技术，可以提供高分辨率和深度信息，广泛应用于生物学、医学、材料科学等领域。
本文将介绍超景深三维立体显微镜的工作原理。
二、超景深显微镜的概述超景深显微镜是一种基于成像原理的显微镜。
传统显微镜的成像只能获得焦平面上的清晰图像，而超景深显微镜通过技术手段可以同时获得焦平面以及焦平面之外的深度信息，实现全景式的三维成像。
三、超景深显微镜的工作原理1. 高分辨率成像超景深显微镜首先需要具备高分辨率成像的能力。
它采用高数值孔径的物镜和高灵敏度的探测器，可以获得高质量的图像。
同时，采用透射式或反射式的光学系统，可以减少成像过程中的像差和畸变。
2. 超景深成像超景深成像是超景深显微镜的核心技术之一。
它利用光学相位调制和数字图像处理技术，将不同焦深的图像进行叠加，从而获得全景式的三维图像。
具体而言，超景深显微镜通过调节光源和物镜之间的相对位置，实现在不同焦平面上获取多幅图像。
然后，利用图像处理算法，对这些图像进行叠加和融合，得到具有高景深的三维图像。
3. 光学相位调制光学相位调制是实现超景深成像的关键技术之一。
它通过改变物镜和样品之间的相对相位差，实现在不同焦深位置上成像。
常用的光学相位调制方法有Z轴扫描和全息投影两种。
Z轴扫描是通过改变物镜和样品之间的距离，实现在不同焦深位置上成像。
全息投影则是通过在物镜和样品之间引入相位板或光栅，改变光的相位，从而实现在不同焦深位置上成像。
4. 图像处理图像处理是超景深显微镜的另一个关键技术。
它通过将不同焦深的图像进行叠加和融合，提取出样品的三维信息。
常用的图像处理算法包括多焦平面叠加、深度图生成等。
多焦平面叠加算法通过将所有焦平面的图像进行叠加，得到一个具有高景深的图像。
深度图生成算法则通过分析不同焦深位置上的图像，提取出样品的深度信息。
四、超景深显微镜的应用超景深显微镜在生物学、医学和材料科学等领域有着广泛的应用。
第一章测试1【单选题】(2分)虚拟现实（VirtualReality）它是用计算机营造出一种虚拟的世界，让你感觉它就像是真的一样，下面虚拟现实名称的是（）A.虚幻镜像B.VRC.人工环境D.灵镜技术2【多选题】(2分)虚拟现实将对（）产生深远影响A.文化教育B.科学C.人类生活D.认知3【多选题】(2分)整个VR产业生态系统涉及到()。
A.头盔设备B.开发工具C.交互设备D.内容分发平台4【多选题】(2分)VR在未来将会是一个巨大的市场，将辐射各个行业，覆盖()等多个方向。
A.平台B.项目孵化C.软件D.硬件5【单选题】(2分)下面哪一项不是虚拟现实的特征（）A.交互性B.构想性C.沉浸性D.引用性6【单选题】(2分)虚拟现实系统需要具备人体的感官特性，其中（）是虚拟现实最重要的感知接口。
A.视觉B.嗅觉C.触觉D.听觉7【单选题】(2分)到了20世纪30年代，斯坦利•G•温鲍姆（StanleyG.Weinbaum）的科幻小说《皮格马利翁的眼镜》，这是被认为探讨虚拟现实的第一部科幻作品，简短的故事中详细地描述了佩戴者可以通过（）来体验一个虚构的世界。
A.嗅觉、视觉和全息护目镜B.嗅觉、触觉和全息护目镜C.听觉、视觉和全息护目镜D.听觉、触觉和全息护目镜8【单选题】(2分)发明家莫顿海利西成功造出了一台能够正常运转的3D视频机器。
它能让人沉浸于虚拟摩托车上的骑行体验，感受声响、风吹、震动和布鲁克林马路的味道，他给它起名为（）。
A.3D视频机B.头部位置跟踪系统C.全传感仿真器D.头戴式立体显示器9【单选题】(2分)纵观VR的发展史,基本上可以分为（）个阶段.A.3B.2C.1D.410【单选题】(2分)（）发现了人类之所以能洞察立体空间，主要是由左右眼所看到的图像不同而产生的，这种现象被叫做双眼视差。
在19世纪三四十年代，有科学家利用双目视差原理发明出了可以看出立体画面的立体镜。
A.希腊数学家欧几里德EuclidB.美国发明家爱德文林克C.斯坦利·G•温鲍姆（StanleyG.Weinbaum）D.莫顿.海利西第二章测试1【判断题】(2分)感知设备又称输出设备，跟踪设备又称输入设备。
虹膜式光圈结构摘要：一、概述虹膜式光圈结构的定义和应用领域二、虹膜式光圈结构的工作原理与特点1.工作原理2.特点三、虹膜式光圈结构在光学设备中的应用案例1.相机镜头2.眼睛光学系统四、虹膜式光圈结构的发展趋势与展望五、总结虹膜式光圈结构的重要性和前景正文：虹膜式光圈结构是一种广泛应用于光学设备中的技术，其独特的结构和优异的性能使得它在摄影、生物医学、光学传感和其他领域受到了广泛关注。
一、概述虹膜式光圈结构的定义和应用领域虹膜式光圈结构，又称虹膜式光阑，是一种模拟人眼瞳孔调节光线进入的光圈结构。
它主要由一个可变形的圆形膜组成，通过改变圆形膜的孔径大小来调节光线的传输。
这种结构在各种光学设备中有着广泛的应用，如相机镜头、眼睛光学系统等。
二、虹膜式光圈结构的工作原理与特点1.工作原理：虹膜式光圈结构通过一个中央控制单元接收外部光线信号，并根据需要调整圆形膜的孔径大小。
这个过程类似于人眼瞳孔在光线强弱变化时的调节作用。
中央控制单元可以通过电子信号或机械控制来实现对圆形膜的驱动。
2.特点：（1）高光学性能：虹膜式光圈结构具有良好的光学性能，可以减小光学系统的体积和重量。
（2）自适应调节：根据外部光线条件，虹膜式光圈结构可以自动调整孔径大小，保证图像的清晰度和质量。
（3）抗干扰能力强：虹膜式光圈结构具有较高的抗干扰能力，能在复杂环境下保持稳定工作。
三、虹膜式光圈结构在光学设备中的应用案例1.相机镜头：虹膜式光圈结构在相机镜头中的应用最为广泛。
通过调整光圈大小，可以实现对图像的景深、亮度等参数的控制，从而提高摄影作品的质量。
2.眼睛光学系统：在眼睛光学系统中，虹膜式光圈结构可以模拟人眼瞳孔的调节功能，为视力矫正和生物医学领域提供支持。
四、虹膜式光圈结构的发展趋势与展望随着光学技术的发展，虹膜式光圈结构在光学设备中的应用将越来越多样化。
未来，它将在更多领域展现出强大的优势，如无人驾驶汽车的高清摄像头、虚拟现实设备等。
景深融合算法
景深融合算法是一种图像处理技术，它可以将多张不同景深的照片融合成一张具有更大景深的照片。
这种算法可以用于许多领域，如摄影、计算机视觉和机器人技术等。
景深是指照片中的焦点范围，通常用F值来表示。
较小的F值表示较浅的景深，而较大的F值表示较深的景深。
在摄影中，我们通常会选择一个适当的F值来控制景深，以便突出主题并模糊背景。
然而，在某些情况下，我们可能需要更大的景深来捕捉更多的细节。
景深融合算法可以通过将多张照片合并来实现更大的景深。
这些照片通常是在不同的焦点距离下拍摄的，因此每张照片都有不同的景深。
算法会将这些照片合并成一张具有更大景深的照片，同时保留每张照片的细节。
景深融合算法的实现通常包括以下步骤：
1. 对每张照片进行预处理，包括去噪、对齐和色彩校正等。
2. 通过计算每张照片的焦点距离和景深范围，确定每张照片的权重。
3. 将每张照片分割成前景和背景两部分，并对每部分进行景深融合。
4. 将前景和背景融合成一张具有更大景深的照片。
景深融合算法可以应用于许多领域。
在摄影中，它可以用于拍摄景
深较浅的照片，以便在后期处理中增加景深。
在计算机视觉中，它可以用于图像分割和目标检测等任务。
在机器人技术中，它可以用于增强机器人的视觉能力，以便更好地感知环境。
景深融合算法是一种非常有用的图像处理技术，它可以帮助我们捕捉更多的细节，并增强图像的视觉效果。
随着计算机技术的不断发展，我们相信这种算法将会在更多的领域得到应用。
智慧树知到《带你玩转VR虚拟现实》章节测试答案智慧树知到《带你玩转VR虚拟现实》章节测试答案第一章1、虚拟现实（Virtual Reality）它是用计算机营造出一种虚拟的世界，让你感觉它就像是真的一样，下面虚拟现实名称错误的是（）VR灵镜技术虚幻镜像人工环境答案: 虚幻镜像2、下面哪一项不是虚拟现实的特征（）引用性体验性交互性构想行答案: 引用性3、虚拟现实系统需要具备人体的感官特性，其中（）是虚拟现实最重要的感知接口。
听觉视觉嗅觉触觉答案: 视觉4、到了20世纪30年代，斯坦利·G·温鲍姆（Stanley G. Weinbaum）的科幻小说《皮格马利翁的眼镜》，这是被认为探讨虚拟现实的第一部科幻作品，简短的故事中详细地描述了佩戴者可以通过（）来体验一个虚构的世界。
嗅觉、触觉和全息护目镜听觉、触觉和全息护目镜听觉、视觉和全息护目镜嗅觉、视觉和全息护目镜答案: 嗅觉、触觉和全息护目镜5、哪一年美国计算机图形学之父伊凡.苏泽兰开发了第一个计算机图形驱动的头戴式立体显示器和头部位置跟踪系统。
（）1957196819731985答案:19686、VR的第二个特性是交互性（Interaction），交互性是通过软（）进行人机交互。
硬件设备软件设备输出设备软件硬件设备答案: 软件硬件设备7、（）发现了人类之所以能洞察立体空间，主要是由左右眼所看到的图像不同而产生的，这种现象被叫做双眼视差。
在19世纪三四十年代，有科学家利用双目视差原理发明出了可以看出立体画面的立体镜。
希腊数学家欧几里德Euclid美国发明家爱德文林克斯坦利·G·温鲍姆（Stanley G. Weinbaum）莫顿.海利西答案: 希腊数学家欧几里德Euclid8、国发明家莫顿海利西成功造出了一台能够正常运转的3D视频机器。
它能让人沉浸于虚拟摩托车上的骑行体验，感受声响、风吹、震动和布鲁克林马路的味道，他给它起名为（）。
光学系统的光阑与光束限制（第四章）第四章光学系统的光阑与光束限制一、填空题I级I级1空1、在光学系统中，对光束起限制作用的光学元件通称为[1]。
光阑2、限制轴上物点成像光束大小的光阑称为[1]。
孔径光阑3、孔径光阑经过前面的光学系统在物空间所成的像称为[1]。
入射光瞳4、孔径光阑经过后面的光学系统在像空间所成的像称为[1]。
出射光瞳5、一般安置在物平面或像平面上，以限制成像范围的光阑称为[1]。
视场光阑6、视场光阑经其前面的光学系统所成的像称为[1]。
入射窗7、视场光阑经过后面的光学系统所成的像称为[1]。
出射窗8、轴外点发出的充满入瞳的光束受到透镜通光口径的限制，而部分被遮拦的现象称为[1]。
渐晕9、孔径光阑位于光学系统像方焦面处，光学系统的物方主光线平行于光轴，主光线汇聚中心位于物方无限远处，这样的光路称为[1]。
物方远心光路10、孔径光阑位于光学系统物方焦面处，光学系统的像方主光线平行于光轴，主光线汇聚中心位于像方无限远处，这样的光路称为[1]。
像方远心光路11、在长光路系统中，往往利用[1]达到前后系统的光瞳衔接，以减小光学零件的口径。
场镜12、在像平面上所获得的成清晰像的物空间深度称为成像空间的[1]。
景深13、像面边缘比中心暗的现象称为[1]。
渐晕14、为了减少测量误差，测量仪器一般采用[1]光路。
远心15、渐晕大小用渐晕系数衡量，线渐晕系数定义为轴外点成像光束与轴上点成像光束在[1]上线度之比。
入瞳16、与入射窗共轭的物是[1]。
视场光阑17、与入瞳共轭的物是[1]。
孔径光阑I 级2空1、在放大镜和人眼组成的光学系统中，放大镜的镜框是（），人眼是（）。
视场光阑，孔径光阑2、一个10倍的放大镜，通光直径为20mm ，人眼离透镜15mm ，眼瞳直径为3mm ，当渐晕系数为0.5时，人眼观察到的线视场为（）mm ；无渐晕时，线视场为（）mm 。
33.33，28.333、开普勒望远系统加场镜后，视放大率不变，目镜通光口径（），出瞳离目镜距离（）。
放射医学技术(主管技师)考试：2022放射主管技师专业知识真题模拟及答案(4)共814道题1、X线摄影中，使胶片产生灰雾的主要原因是（）（单选题）A. 相干散射B. 光电效应C. 光核反应D. 电子对效应E. 康普顿效应试题答案：E2、自动冲洗机显影温度的设定范围，正确的是（）。
（单选题）A. 40～45℃B. 18～20℃C. 33～35℃D. 20～22℃E. 45～50℃试题答案：C3、关于乳腺机机架作用的叙述，错误的是（）。
（单选题）A. 设有压迫器B. 支持组合机头C. 支持摄影平台D. 支持冷却系统E. 能升降并倾斜角度试题答案：D4、当氢质子放入静磁场后，下列情况正确的是（）（单选题）A. 氢质子磁矢量都平行主磁场且方向相同B. 氢质子磁矢量都平行主磁场且方向相反C. 氢质子磁矢量都平行主磁场且低能级质子与主磁场方向相同D. 氢质子磁矢量都平行主磁场且高能级质子与主磁场方向相同E. 氢质子磁矢量不受主磁场影响试题答案：C5、DSA成像的叙述，错误的是（）。
（单选题）A. DSA—数字减影血管造影B. Mask片是与普通平片完全相同的图像C. Mask片—蒙片D. 造影图像与未造影图像相减得血管图像E. 血管显影所需的最低限度的碘量与血管直径成反比试题答案：B6、曝光时间和光强度乘积相等而所形成的密度不等的现象称（）。
（单选题）A. 间歇曝光效应B. 静电效应C. 反转现象D. 压力效应E. 互易律失效试题答案：A7、关于平板探测器的叙述，错误的是（）（单选题）A. 有直接转换型和间接转换型B. 其极限分辨率比屏／片系统低C. 其MTF比屏／片系统低D. 其DQE比屏／片系统高E. DQE比CR系统高试题答案：C8、FPD能够成为平板形状，主要是探测器的单元阵列采用的是（）（单选题）A. 薄膜晶体管技术B. 光敏照相机技术C. 光电倍增管技术D. 光激励发光技术E. 非晶硒技术试题答案：A9、增感屏反射层或吸收层作用的叙述，错误的是（）。
景深公式应用光学摘要：一、景深公式简介1.景深的定义2.景深公式推导二、应用光学中的景深公式1.透镜的景深计算2.成像系统景深分析3.景深对成像质量的影响三、景深公式在实际应用中的意义1.摄影领域2.光学仪器设计3.景深与光学系统性能优化正文：景深公式是光学领域中一个重要的概念，它描述了光线通过透镜或其他光学元件后，成像的清晰范围。
本文将详细介绍景深公式的来源、应用以及其在实际光学系统中的意义。
一、景深公式简介景深（Depth of Field, DOF）是指在摄影或成像系统中，从最近的清晰点到最远的清晰点之间的距离范围。
当物体的某一部分位于这个范围内时，该物体在成像面上呈现为清晰可辨。
景深公式用于计算光线通过透镜或其他光学元件后，成像的清晰范围。
景深公式推导较为复杂，涉及到了成像系统像高、物距、焦距等参数。
在此，我们直接给出公式：DOF = 2 * (f * sin(a) + d * cos(a)) / (f * cos(a) - d * sin(a))其中，f 为焦距，a 为物距与像距之间的夹角，d 为物距。
二、应用光学中的景深公式1.透镜的景深计算在实际应用中，景深公式可以帮助我们计算透镜的景深。
假设我们已知透镜的焦距f 和物距d，可以通过景深公式计算出景深DOF。
2.成像系统景深分析景深公式还可以用于分析成像系统的景深。
在成像系统设计过程中，景深是一个关键参数，影响着成像质量。
通过计算景深，可以优化光学系统的性能，提高成像质量。
3.景深对成像质量的影响景深对成像质量具有重要影响。
在实际应用中，我们需要根据具体需求来调整景深，以获得清晰的成像效果。
例如，在摄影领域，通过调整光圈大小、镜头焦距等参数，可以控制景深，实现不同的艺术效果。
三、景深公式在实际应用中的意义1.摄影领域在摄影领域，景深公式可以帮助摄影师了解不同拍摄条件下景深的变化，从而调整相机参数，实现理想的成像效果。
例如，在拍摄人像时，摄影师通常希望让人像主体完全清晰，背景呈现出模糊的效果。
第２８卷第ｌ２期 ２００６年１２月 电子与信息学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ＆Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 、，０Ｉ．２８Ｎｏ．１ ２
Ｄｅｃ．２００６
利用波阵面扩大虹膜采集装置的景深 彭智勇① 曾庆宁① 彭超男＠ ①（桂林电子工业学院桂林５４１００４） ＠（中国传媒大学北京 １０００２４）
摘要 该文针对虹膜识别系统巾虹膜采集装置采集虹膜图像很不灵活的问题，给出一种利用加波阵面来延长景 深的方法。文中详细分析了其可行性及设计方法，并给出了运用此系统采集虹膜，进行虹膜识别的比较实验结果。 该方法对虹膜识别的推广具有很高的参考价值。 关键词虹膜识别，景深，波阵面，采集 中图分类号：ＴＰ３９１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－５８９６（２００６）１２－２２８３＇０４
Ｕｓｅ Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ Ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ Ｄｅｐｔｈ－ｏｆ－Ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｒｉｓ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｐｅｎｇ Ｚｈｉ－ｙｏｎｇ① Ｚｅｎｇ Ｑｉｎｇ－ｎｉｎｇ￣Ｐｅｎｇ Ｃｈａｏ－ｎａｎ② ①（Ｇｕｉｌｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ ５４ １ ００４，Ｃｈｉｎａ） ②（Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＣｈｉｎａ，ＢｅＵｉｎｇ １ ０００２４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｃａｐｔｕｒｅｄ ｉｒｉｓ ｒｅｑｕｉｒｅｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｂｌｅ ｃｏｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｕｓｅｒ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｕｓｉｎｇ ｗａｖｅｆｒｏｎｔ ｔｏ ｅｘｔｅｎｄ ｔｈｅ ｄｅｐｔｈ－ｏｆ－ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｃａｐｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｅｘｐａｔｉａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ａｒｅ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｉｒｉｓ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｐｏｐｕｌａｒｉｚｉｎｇ ｉｒｉｓ ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ｉｒｉｓ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｄｅｐｔｈ－ｏｆ－ｆｉｅｌｄ，Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ，Ｃａｐｔｕｒｅ
１ 引言 可靠的自动身份识别一直是现代科技的一个重要目标。 目前主要的识别技术有指纹识别、脸型识别、手型识别，语 音识别等．虹膜识别与其它生物识别技术相比，由于纹理具 有高度的唯一性和稳定性，获取虹膜图像具有很好的非侵犯 性，故虹膜识别将会成为现代生物识别的主流。例如脸型识 别，采集的图像与摄像角度，当时的表情、灯光、年龄等有 很大关系。因此识别准确度会随这些因素的变化而变化。同 时由于类内的差别不大，即使用现在最好的算法识别错误率 也高达４３％一５Ｏ％ｌ【Ｊ。 对于虹膜识别，用ＣＣＤ摄像头从距眼睛３５ｃｍ处摄得像 素４８０￣６４０的眼部图，如图ｌ所示。虹膜纹理很细，可以达 到２４９个自由度Ｉ ，而一般的指纹识别只有３５个自由度 ， 同时虹膜结构从出生后３个月时开始生成，到８个月时基本 成型，在人的一生中其结构基本稳定不变，且不具有遗传性， 即使是同卵双胞胎，其虹膜也各不相同【２】。运用Ｄａｕｇｍａｎ算 法进行虹膜识别，若选择的海明距离（ＨＤ）标准为Ｏ．３２，出错 概率只有１／（２．６ｘ１０ ）１０ 故虹膜识别是～种很可靠的生 物识别方法。 虹膜识别系统主要由４部分组成；虹膜图像采集、虹膜 定位、虹膜编码，模式匹配等。目前使用的虹膜采集系统最
２００５－０３－２ １收到，２００５．０９．０８改回 国家自然科学基金（６０２７２０３８）资助项目
著名的有Ｄａｕｇｍａｎ设计的采集系统和Ｗｉｌｄｅｓ设计的采集系 统。存在于这些采集系统中的一个关键问题是景深有限，对 焦距过于敏感，因此要求采集者非常配合地反复前后移动头 部才能采到合适的虹膜图像，这大大阻碍了该识别技术的推 广。 本文针对前面提出的问题介绍了一种采用矩形波阵面 透镜来延伸传统虹膜图像采集系统景深的方法
图１眼睛结构图像 Ｆｉｇ．１ Ａｎａｔｏｍｙ ｏｆａ ｆｒｏｎｔａｌ ｉｍａｇｅ ｏｆｔｈｅ ｅｙｅ
２ 加波阵面的采集图像理论分析
在这一部分主要讨论了用伍德沃函数从理论上分析波 阵面虹膜图像采集系统。方形波阵面的结构如图２所示。
图２满足式（１）的波阵面结构图 Ｆｉｇ．２ Ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｌｙ ｓｅｐａｒａｂｌｅ ｃｕｂｉｃ ｐｈａｓｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｂｙ Ｅｑ．（１）
维普资讯 http://www.cqvip.com ２２８４ 电子与信息学报 第２８卷 表面结构能够用下式数学描述： ｐ（ｘ，．ｙ）； （ ＋Ｊ， ），ＩｘＩ ｌ，Ｉ Ｉｓｌ （１） 其处理过程如图３所示，将波阵面加在传统镜头之上。
图３用波阵面改良的虹膜采集系统 Ｆｉｇ．３ Ｃｕｂｉｃ ｐｈａｓｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ 伍德沃指出一个光学系统采集图像的能力能够用模糊 函数来进行数学描述Ｌ５Ｊ。模糊函数的形式为 Ａ（ｕ，Ｖ）＝Ｉｐ（ｘ＋ｕ／２）ｐ’（ｘ—ｕ／２）ｅｘｐ（ｊ２ｍ，ｘ）ｄｘ （２） 其中 ＝√一ｌ，ｐ（ｘ）为表面波形函数， 为空间频率。 一元图像系统在散焦时的光学转换函数（ＯＴＦ）【６Ｊ为 ｔｔ（ｕ， ）；Ｉ｛ｐ（ ＋ｕ／２）ｅｘｐ［ｉ（ｘ＋ｕ／２） 】｝
・｛Ｐ’ 一ｕ／２）ｅｘｐ［－ｆｆｘ－ｕ １２） 】｝出 （３） 其中“为频率， 为散焦参数， 依赖于物理镜头的大小和 焦距。 ２元图像的模糊函数是由所有一元光线有散焦时的ＯＴＦ 决定。对于传统采集系统，当散焦参数分别为 －－０，１５，３０时， 其ＯＴＦ图形表示如图４所示。 采用矩形波阵面改良系统。当 ＝９０，散焦参数 分别 为０和ｌ５时其ＯＴＦ图形如图５所示。与图４相比，幅值虽 然比传统采集系统在 ＝０时有所下降，但当 变化时其形 状基本没变，说明在一定范围内对焦距不太敏感，扩大了景 深，且没有像图４一样出现了零点，可以用图像增强的方法 将其恢复得到最终图像。
图４传统系统的ＯＴＦ。实线为 ，虚线为 ｌ５，虚点线为 ￣￣ｆｉ３０ Ｆｉｇ．４ Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ ｏｆＯＴＦｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｓｏｌｉｄ ｌｉｎｅ ｄｅｎｏｔｅｓ ｔｈｅ ＯＴＦ ｗｉｔｈ ａ ｍｉｓｆｏｃｕｓ￣ｏｆＯ，ｔｈｅ ｄａｓｈｅｄ ｌｉｎｅｉｓｆｏｒ￣ｏｆｌ５．ａｎｄｔｈｅ ｄａｓｈｅｄ—ｄｏ￣ｅｄ ｌｉｎｅ ｉｓ ｆｏｒ￣ｏｆ ３０
３ 波阵面的应用分析
图６分别表示了一元光线通过传统镜头与通过加波阵面
重 氢 宣
（ｃ） 羹鱼 ｈ 蚕静 一 —
ｌ 一 蓦
宣
一０．８ 暮０．６
：
蠢．０ 一０．２ ４９ ５０ ５ｌ ４９ ‘ ５０ ５ｌ Ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｍｍ）Ｄｉｓｔａｎｃｅ（ｍｍ）
图６一元光线传输图（ａ）．（ｃ）为传统系统的光线传输图，（ｃ）为对图 （ａ）中光线汇聚处的放大（ｂ）。（ｄ）为加波阵面后的光线传输图， （ｄ）为对图（ｂ）中光线汇聚处的放大 Ｆｉｇ．６ Ｒａｙｓ ｏｆａ ｐｏｉｎｔ ｓｏｕｒｃｅ ｆｏｃｕｓｅｄ ｂｙ ａ ｏｎｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｌｅｎｓ （ａ）ｗｉｔｈｏｕｔ ａｎｄ（ｂ）ｗｉｔｈ ａｃｕｂｉｃｐｈａｓｅ ｐｌａｔｅｏｆＥｑ．（１）ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｄｅｔａｉｌ ｎｅａｒ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｉｍａｇｅ ｐｌａｎｅ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｉｎ（ｃ）ａｎｄ（ｄ）
镜头后的光线传输变化。 从图６可以看到光线通过波阵面后虽然不如传统镜头会 聚，但它使得交叉的光束加长。明显具有延伸景深的作用， 同时从交叉的光线来看，此光学系统的点扩展函数（ＰＳＦ）不会 有很大的改变。对二元图像是的光线传输是由一元光线叠加 而成。图７为用传统镜头聚焦和在离焦＋１５ｅｍ，一１５ｃｍ时采 集的＝元虹膜图像，图８为用加波阵面镜头的系统在相同的 位置采得的虹膜图像。
（ （ａ） Ｆｉｇ．７ Ｉｍａｇｅｓ （ａ）
（ａ） （ｂ） （ｃ） ● 图８用加波阵面后的系统采得的虹膜图像 （ａ）离焦－Ｉ ５ｃｍ（ｂ）在焦点上（ｃ）离焦＋ｌ ５ｃｍ １． Ｆｉｇ．８ Ｉｍａｇｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｃｕｂｉｃ ｐｈａｓｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｉｍａｇｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ａｔ ｔｈｒｅｅ ｆｏｃｕｓ ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ （ａ）一ｌ５ｃｍ ａｗａｙ ｆｒｏｍ ｂｅｓｔ ｆｏｃｕｓ（ｂ）Ｂｅｓｔｆｏｃｕｓ （ｃ）＋ｌ５ｃｍ ａｗａｙｆｒｏｍ ｂｅＳｔｆｏｃｕｓ
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