專(zhuān)利名稱(chēng)：以減小的像模糊對(duì)物進(jìn)行成像的成像系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及成像技術(shù)，具體地涉及一種旨在通過(guò)對(duì)光進(jìn)行相位編碼來(lái)提高
像質(zhì)量的成像裝置和利用該成像裝置的系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)以下文獻(xiàn)用于幫助理解本發(fā)明的背景1. T. P. Costello and W. B. Mikhael,
Efficient restoration of space
variant blurs from physical optics by sectioning with modified wiener filtering" , Digital and image processing, 13,1-22, (2003).2. H. C. Andrews and C. L. Paterson, " Singular value Decomposition and digital image processing" , IEEE. Trans, on ASSP. 24,1,26-53, (1976).3. J. W. Goodman, Introduction to Fourier Optics(Mcgraw-Hi11 1968).4. M. Bertero and P.Boccacci, " Introduction to inverse problems in imaging" , No. 86,252, IOP, (1998).5. R. W. Gerschberg and W. 0. Saxton, A practical algorithm for the determination of phase from image diffraction plane picture,optic,237-246,V35, N2, (1972).6. R. Gonsalves, Phase retrieval and diversity in adaptive optics, Opt Eng, V21 829-832(1982).7. R. A. Gonsalves, et_al, Joint estimation of object and aberrations by using phase diversity J. Opt. Soc. Am. A,1072-1085, V9 (1992).8. RA. Gonsalves, Nonisoplanatic imaging by phase diversity, Opt Lett. Vl 9,493-495, (1994).9.M. G. Lofdahl,Multiframe deconvolution with space variant point spread function by use of inverse filtering and fast Fourier transform,V26 4686—4693, App Opt, (2007).10. R. G. Paxman, J. H. Seldin, ' Phase-Diversity Data set and Processing Strategies, ASP Conf, Vl 83，(1999).
背景技術(shù)：
用提高像質(zhì)量來(lái)表示的像增強(qiáng)是構(gòu)建光學(xué)系統(tǒng)中的永恒要求?？梢杂靡粋€(gè)或者更多個(gè)特征參數(shù)來(lái)代表像質(zhì)量，諸如焦深、畸變、涉及像差的模糊、SNR或者分辨率，而像改善可能是改善這些參數(shù)中的一個(gè)或者更多個(gè)的結(jié)果。由此，例如，可以為了減少像差而將各種光學(xué)部件包括在光學(xué)系統(tǒng)中。可以使用各種類(lèi)型的透鏡涂層或者其它光學(xué)校正器(例如透鏡)來(lái)減少成像透鏡單元造成的色差和/或球面像差(彗差或者其它模糊源)。最近幾年，像處理技術(shù)也變?yōu)橛糜谠鰪?qiáng)像的常用工具，并且通過(guò)對(duì)從給定光學(xué)系統(tǒng)獲得的像進(jìn)行適當(dāng)?shù)南窈筇幚?，可?shí)際實(shí)現(xiàn)這些像的顯著改善。計(jì)算機(jī)處理器的小型化以及隨后的這些處理器在諸如數(shù)字和視頻相機(jī)、蜂窩電話相機(jī)等的商業(yè)實(shí)體中的廣泛使用，加快了在這些裝置中并入計(jì)算機(jī)像增強(qiáng)裝置。已知使用光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的孔徑編碼(例如，相位編碼)和/或適當(dāng)?shù)南裉幚韥?lái)提高像質(zhì)量。例如，US 6，842，297公開(kāi)了一種波前編碼光學(xué)裝置，其向來(lái)自要成像的物的光的波前應(yīng)用相位曲線，保留它們對(duì)涉及聚焦的像差的不靈敏性，同時(shí)增加得到的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的高度并且減少最終像中的噪聲。US 2008/0131018描述了一種像重構(gòu)技術(shù)，利用應(yīng)用于相位編碼的像數(shù)據(jù)的算法來(lái)獲得去除了相位擾動(dòng)效果的像。該技術(shù)包括估計(jì)所獲得的像的離焦程度，調(diào)整重構(gòu)算法以將所估計(jì)的離焦程度考慮在內(nèi)，以及應(yīng)用調(diào)整的重構(gòu)算法來(lái)獲得恢復(fù)像。
發(fā)明內(nèi)容
本領(lǐng)域存在幫助對(duì)物成像以獲得改善的像質(zhì)量的需求，例如信噪比(SNR)、分辨率等，例如沒(méi)有或者至少明顯減少模糊和/或離焦效果。本發(fā)明提供了一種能夠改善像質(zhì)量的新穎的成像裝備和成像系統(tǒng)。本發(fā)明涉及發(fā)明人的以下理解涉及離焦的模糊通常是空間不變的，S卩，與離焦效果相關(guān)聯(lián)的模糊在整個(gè)物平面上大致類(lèi)似。這意味著成像點(diǎn)的污點(diǎn)(smear)對(duì)于像平面上的不同點(diǎn)將是類(lèi)似的。然而，大量的重要模糊源是空間變化的。換句話說(shuō)，與不同場(chǎng)點(diǎn)的像相關(guān)聯(lián)的模糊關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)的光軸根據(jù)點(diǎn)的位置而不同。這些空間變化模糊源可以例如是彗差、像散、場(chǎng)曲、畸變等。由于模糊源的不同本質(zhì)，在空間不變模糊的情況下可以應(yīng)用的像增強(qiáng)的方法可能對(duì)于空間變化模糊的情況不適合。例如，在空間變化模糊的情況下，不能使用沿用已久的傅里葉反卷積的方法，從而需要其它像處理方法。對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)像差是類(lèi)似彗差的情況，可通常使用基于梅林變換和一維傅里葉變換的逆方法。在空間變化模糊的一般情況下，在邊界條件連續(xù)性的限制下(以防止邊緣效應(yīng))，像可以被劃分為偽空間不變區(qū)域的拼合體。如果拼合方法不適用，則應(yīng)考慮其它方法。本發(fā)明利用成像系統(tǒng)的代數(shù)表示，適用于空間變化像恢復(fù)。具有代數(shù)表示的成像光學(xué)裝置可用點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)矩陣描述。因此，物平面中的物及其在像平面中的像可分別用列向量ο和i表示，并且光學(xué)裝置自身可用矩陣H表示，其列是針對(duì)每個(gè)場(chǎng)點(diǎn)的PSF。 在該表示中，可通過(guò)將向量ο和矩陣H相乘獲得離散像i i = H · ο(1)由此，可以通過(guò)將像向量i乘以光學(xué)裝置矩陣的逆H—1獲得物的無(wú)模糊重構(gòu)irestored = F1 · i(2)然而，當(dāng)應(yīng)用于現(xiàn)有光學(xué)系統(tǒng)時(shí)通過(guò)上述像后處理技術(shù)的像增強(qiáng)面臨限制。例如， 光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生或者收集并且添加到像的噪聲可能妨礙矩陣求逆處理。另外，像增強(qiáng)涉及的數(shù)值處理，例如當(dāng)采用矩陣求逆時(shí)，由于矩陣病態(tài)可能經(jīng)常增加最終像中的噪聲。另選或者另外地，諸如奇異值分解(SVD)的數(shù)學(xué)工具可應(yīng)用于像增強(qiáng)[2]。更具體地，當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的表示矩陣H不可逆或者病態(tài)時(shí)，SVD允許通過(guò)裁掉與矩陣低奇異值相關(guān)聯(lián)的矩陣部分來(lái)提供逼近逆矩陣。還可通過(guò)正則化或者最小二乘法執(zhí)行求逆。然而，應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是全部上述方法對(duì)矩陣對(duì)矩陣條件敏感，如以下更詳細(xì)描述的。本發(fā)明利用實(shí)施光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣(其成像裝備包括一個(gè)或者更多個(gè)透鏡或者透鏡區(qū)域)以改善矩陣條件，以及由此允許通過(guò)后處理獲得更準(zhǔn)確的像恢復(fù)。要在光學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的代數(shù)表示矩陣的效果目的在于使代數(shù)表示矩陣滿(mǎn)秩(并且改善條件)并且因而可逆，以及另外或者另選地，較少受到后處理過(guò)程中的矩陣求逆的誤差影響。應(yīng)理解的是一般地當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)(以及任何其它線性系統(tǒng))的代數(shù)表示矩陣滿(mǎn)秩時(shí)，矩陣通常具有對(duì)角形式，其中主對(duì)角線上的全部數(shù)字不同于零，并且矩陣可逆。當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣秩虧時(shí)，矩陣的對(duì)角形式可以一般具有位于主對(duì)角線上的至少一個(gè)或者更多個(gè)零，并且矩陣因此不可逆。在每種情況下，即，用具有滿(mǎn)秩或者秩虧代數(shù)表示矩陣的光學(xué)系統(tǒng)操作，本發(fā)明實(shí)施都代數(shù)表示矩陣以通過(guò)改善其條件來(lái)幫助其求逆。由此，在其總體方面，本發(fā)明提供一種機(jī)械和/或光學(xué)的用于監(jiān)視線性系統(tǒng)的操作的監(jiān)視系統(tǒng)。該監(jiān)視系統(tǒng)包括主測(cè)量系統(tǒng)，利用代數(shù)表示矩陣H描述；輔助測(cè)量系統(tǒng)，用輔助系統(tǒng)矩陣0描述；以及控制單元。該主測(cè)量系統(tǒng)和該輔助測(cè)量系統(tǒng)配置和可操作用于從線性機(jī)械系統(tǒng)的η個(gè)位置進(jìn)行有限序列的η個(gè)測(cè)量。該控制單元被配置和可操作用于根據(jù)預(yù)定分解變換矩陣處理指示輔助系統(tǒng)進(jìn)行的測(cè)量的數(shù)據(jù)，以及將主系統(tǒng)測(cè)量的數(shù)據(jù)和所處理的輔助數(shù)據(jù)相加，由此獲得對(duì)應(yīng)于改善條件的平行測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。更具體地，例如考慮成像設(shè)備，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，提供使用應(yīng)用于透過(guò)光學(xué)系統(tǒng)(透鏡系統(tǒng))的光場(chǎng)的相位編碼器。透鏡系統(tǒng)具有限定第一條件數(shù)的對(duì)角化形式的特定的代數(shù)表示矩陣。相位編碼器用于實(shí)現(xiàn)成像設(shè)備(透鏡系統(tǒng)和相位編碼器)的代數(shù)表示矩陣的第二條件數(shù)，其中第二條件數(shù)比第一條件數(shù)更小。在一些實(shí)施方式中，相位編碼器包括位于第一區(qū)域中的第一圖案，其沿著透鏡系統(tǒng)的光軸與成像設(shè)備的有效孔徑的一部分對(duì)準(zhǔn)，留下有效孔徑的剩余部分沒(méi)有第一圖案。 第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和第一圖案的配置被選擇以限定被第一圖案引起到透過(guò)其的光的預(yù)定第一相位校正函數(shù)以實(shí)施條件數(shù)的實(shí)現(xiàn)。相位編碼器可以被配置以額外地對(duì)透過(guò)其的光的振幅編碼(例如，編碼器具有額外的振幅圖案，即透射曲線)。第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和第一圖案的配置優(yōu)選地被選擇從而對(duì)應(yīng)于相位編碼器的第一相位校正函數(shù)滿(mǎn)足關(guān)于被有效孔徑的剩余部分(例如，被透鏡)引起的相位校正函數(shù)的預(yù)定條件。優(yōu)選地，預(yù)定條件是第一相位校正函數(shù)值沿著第一區(qū)域不小于被有效孔徑的剩余部分引起的相位校正函數(shù)。應(yīng)理解的是根據(jù)本發(fā)明為了改善矩陣條件而被相位編碼器引起的相位校正函數(shù) P(x,y)可以具有各種形狀和對(duì)稱(chēng)性。還應(yīng)理解的是相位校正函數(shù)P(x，y)變化的區(qū)域(連續(xù)或者分步)對(duì)應(yīng)于相位編碼器的構(gòu)圖區(qū)域。對(duì)于相位編碼器的構(gòu)圖區(qū)域，應(yīng)注意以下事項(xiàng)在一些實(shí)施方式中，構(gòu)圖區(qū)域可以被限制到光學(xué)系統(tǒng)的有效孔徑的邊緣(周邊)。在一些其它實(shí)施方式中，其可位于從有效孔徑的邊緣隔開(kāi)，或者在其中心。在一些另外實(shí)施方式中，其可以具有完全旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性圍繞透鏡區(qū)域或者被透鏡區(qū)域包圍，或者可僅具有離散旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。在再其它實(shí)施方式中，構(gòu)圖區(qū)域和對(duì)應(yīng)的相位校正函數(shù)P(x，y)可具有反射對(duì)稱(chēng)性。類(lèi)似地，根據(jù)本發(fā)明的再其它實(shí)施方式，相位校正函數(shù)P(χ，y)可具有其它形狀和對(duì)稱(chēng)性，用于實(shí)現(xiàn)上述矩陣條件的改善。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式，提供使用“常規(guī)”光學(xué)系統(tǒng)(即，沒(méi)有相位編碼的光學(xué)系統(tǒng))與對(duì)同一物(同時(shí)或者不同時(shí))成像的具有不同光收集數(shù)值孔徑的相同光學(xué)單元集成或者不集成。接著，對(duì)所捕獲的像應(yīng)用像處理。像處理利用復(fù)制和相對(duì)于對(duì)應(yīng)于其它 (第二)光接收數(shù)值孔徑的其它像移位對(duì)應(yīng)于第一光收集數(shù)值孔徑的像，以及進(jìn)一步處理
7因而獲得的多個(gè)像數(shù)據(jù)。這些像被組合到對(duì)應(yīng)于可通過(guò)具有改善條件的矩陣表示的光學(xué)系統(tǒng)獲得的一個(gè)像。應(yīng)理解的是，本發(fā)明可與單個(gè)光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，作為主系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)連續(xù)工作。這就是所稱(chēng)的“多次曝光”(例如，“雙重曝光”)技術(shù)。在其任何方面，本發(fā)明允許使用光學(xué)系統(tǒng)具有大數(shù)值孔徑(NA)的成像透鏡。這種光學(xué)系統(tǒng)將在弱照明中工作但是承受由于大像差引起的空間變化模糊。例如，通過(guò)采用本發(fā)明，可改善具有0. 35的高NA的成像透鏡的光學(xué)系統(tǒng)的操作以具有使用0. 29的NA的成像透鏡的系統(tǒng)的像質(zhì)量。由此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)廣泛方面，提供一種具有有效孔徑的成像設(shè)備(裝置)， 包括透鏡系統(tǒng)，具有限定第一條件數(shù)的對(duì)角形式的代數(shù)表示矩陣，以及相位編碼器實(shí)體， 適用于實(shí)現(xiàn)比透鏡系統(tǒng)的第一條件數(shù)更小的成像裝置的代數(shù)表示矩陣的第二條件數(shù)。在一些實(shí)施方式中，相位編碼器包括位于第一區(qū)域中的第一圖案，其沿著透鏡系統(tǒng)的光軸與該有效孔徑的一部分對(duì)準(zhǔn)，留下有效孔徑的剩余部分沒(méi)有該第一圖案。該第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和其中的該第一圖案的配置被選擇以限定被該第一圖案引起到透過(guò)其的光上的預(yù)定的第一相位校正函數(shù)。優(yōu)選地，該第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和該第一圖案的配置被選擇從而第一相位校正函數(shù)滿(mǎn)足關(guān)于被該有效孔徑的剩余部分引起的相位校正函數(shù)的預(yù)定條件。預(yù)定條件可以是第一相位校正函數(shù)值沿著第一區(qū)域不小于被該有效孔徑的剩余部分引起的相位校正函數(shù)。在一些實(shí)施方式中，該代數(shù)表示矩陣是點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)(PSF)矩陣。代數(shù)表示矩陣的對(duì)角形式是奇異值分解(SVD)或者可以是傅里葉分解或者其它對(duì)角形式。具有該第一圖案的第一區(qū)域可以圍繞光軸排列。具有所述第一圖案的第一區(qū)域可以圍繞所述光軸排布，例如，具有環(huán)狀幾何結(jié)構(gòu)。第一圖案可以是沿著第一區(qū)域的連續(xù)圖案，或者可以具有沿著該第一區(qū)域以間隔關(guān)系排列的多個(gè)構(gòu)圖片段的形式。第一圖案的構(gòu)圖片段可以包括至少一個(gè)透鏡片段，或者透鏡片段的陣列。第一相位校正函數(shù)可以關(guān)于光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)；或者可以沿著第一區(qū)域變化保持大于或者小于有效孔徑的剩余部分中的相位校正函數(shù)。第一區(qū)域可以位于有效孔徑的周邊內(nèi)，而剩余部分位于有效孔徑的中心區(qū)域內(nèi)。 另選地，第一區(qū)域可以位于被該剩余部分圍繞的有效孔徑的中心區(qū)域內(nèi)。第一區(qū)域可以大致位于透鏡系統(tǒng)的出瞳。第一區(qū)域可以沿著；軸位于透鏡系統(tǒng)的上游或者下游?；蛘咴谕哥R系統(tǒng)內(nèi)在其主平面的上游或者下游。相位編碼器可以與透鏡系統(tǒng)的透鏡一體。第一圖案可以具有折射率不同于透鏡的材料的間隔區(qū)域的陣列形式。第一圖案可以具有透鏡系統(tǒng)的透鏡的變化表面的輪廓的形式。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)廣泛方面，提供一種成像系統(tǒng)，包括以上描述的成像設(shè)備、 檢測(cè)單元、和控制系統(tǒng)。后者被配置和可操作用于通過(guò)對(duì)被檢測(cè)單元檢測(cè)的像的數(shù)據(jù)應(yīng)用與具有空間變化像差的光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣相對(duì)應(yīng)的預(yù)定PSF矩陣的逆矩陣來(lái)處理和分析指示被檢測(cè)單元檢測(cè)的像的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種成像系統(tǒng)，包括——成像裝置，包括基礎(chǔ)透鏡系統(tǒng)和相位編碼器以及限定有效孔徑，基礎(chǔ)透鏡系統(tǒng)具有限定第一條件數(shù)的對(duì)角形式的代數(shù)表示矩陣，相位編碼器被配置以實(shí)現(xiàn)成像裝置的代數(shù)表示矩陣的第二條件數(shù)，相位編碼器包括位于第一區(qū)域中的第一圖案，其沿著透鏡系統(tǒng)的光軸與有效孔徑的一部分對(duì)準(zhǔn)，留下有效孔徑的剩余部分沒(méi)有第一圖案，第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和其中第一圖案的配置被選擇以限定被第一圖案引起到通過(guò)其的光的預(yù)定第一相位校正函數(shù)，成像裝置的第二條件數(shù)由此小于透鏡系統(tǒng)的第一條件數(shù)；像檢測(cè)單元；以及控制系統(tǒng)，被配置和可操作用于處理和分析指示被檢測(cè)單元檢測(cè)的像的數(shù)據(jù)來(lái)以明顯減小的像模糊恢復(fù)物的像。本發(fā)明還提供一種成像系統(tǒng)，包括光學(xué)系統(tǒng)，包括具有共用視場(chǎng)的第一透鏡系統(tǒng)和第二透鏡系統(tǒng)，其中第一透鏡系統(tǒng)具有第一光軸和第一數(shù)值孔徑；以及第二透鏡系統(tǒng)具有平行并且從第一光軸隔開(kāi)的第二光軸和小于第一數(shù)值孔徑的第二數(shù)值孔徑，像檢測(cè)單元，用于檢測(cè)被第一透鏡系統(tǒng)和第二透鏡系統(tǒng)收集的光以及產(chǎn)生指示其的像數(shù)據(jù)；以及——控制系統(tǒng)，用于接收和處理像數(shù)據(jù)，處理包括復(fù)制和相對(duì)于對(duì)應(yīng)于被第一透鏡系統(tǒng)收集的光的第一像移位對(duì)應(yīng)于被第二透鏡系統(tǒng)收集的光的第二像，以及產(chǎn)生重構(gòu)像數(shù)據(jù)。本發(fā)明還提供一種像處理方法，包括接收像數(shù)據(jù)，像數(shù)據(jù)包括第一數(shù)據(jù)部分和第二數(shù)據(jù)部分，第一數(shù)據(jù)部分對(duì)應(yīng)于具有特定視場(chǎng)和光收集的數(shù)值孔徑的關(guān)注區(qū)域的第一像，第二數(shù)據(jù)部分對(duì)應(yīng)于對(duì)應(yīng)于具有特定視場(chǎng)和光收集的數(shù)值孔徑的關(guān)注區(qū)域的第二像； 以及通過(guò)復(fù)制和相對(duì)于第一像移位第二像處理像數(shù)據(jù)以及產(chǎn)生重構(gòu)像數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)于第一像和第二像的數(shù)值孔徑可以相同或者不同。在其其它方面，本發(fā)明提供一種用于減少光學(xué)系統(tǒng)中像模糊的方法，該方法包括獲得光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣；將代數(shù)表示矩陣對(duì)角化，由此獲得第一對(duì)角矩陣S ；選擇具有與第一對(duì)角矩陣S大致相同大小的第二對(duì)角矩陣AS，第二對(duì)角矩陣AS 具有對(duì)角線上對(duì)應(yīng)于第一對(duì)角矩陣S中的個(gè)位置的位置處上的η個(gè)數(shù)字，以及全部其它數(shù)
字等于零；對(duì)第一對(duì)角矩陣S和第二對(duì)角矩陣Δ S的矩陣和應(yīng)用對(duì)角化的逆操作，由此獲得第三矩陣0 ；對(duì)透過(guò)光學(xué)系統(tǒng)的光應(yīng)用校正函數(shù)，從而被校正函數(shù)影響的光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣逼近矩陣0。
為了理解本發(fā)明并搞清楚如何在實(shí)踐中實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在僅通過(guò)非限制性示例， 參照附圖來(lái)描述一些實(shí)施方式，其中圖1是適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的成像系統(tǒng)的示意例示圖；圖2Α和圖2Β分別示出包括成像透鏡和相位編碼器的本發(fā)明的成像裝置的兩個(gè)示例；圖3A示出成像裝置的更具體的示例，其中相位編碼器位于圍繞透鏡的裝置輪環(huán)上；圖;3B是示出成像透鏡的PSF矩陣的奇異值分解的歸一化奇異值的按照其值降序排列的曲線圖；圖3C示出BMSD的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的按照25個(gè)代表場(chǎng)點(diǎn)中的對(duì)應(yīng)的場(chǎng)點(diǎn)排列的視覺(jué)表不；圖4A是比較本發(fā)明的成像系統(tǒng)和現(xiàn)有成像系統(tǒng)(沒(méi)有相位編碼器)這兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中的作為信噪比(SNR)的函數(shù)的均方誤差改善參數(shù)(MSEIF)的曲線圖；圖4B示出比較本發(fā)明的成像系統(tǒng)和現(xiàn)有成像系統(tǒng)(沒(méi)有相位編碼器)的性能的示例；圖5A示出本發(fā)明和現(xiàn)有成像系統(tǒng)的性能之間比較的其它示例；圖5B是對(duì)應(yīng)于一個(gè)示例的比較本發(fā)明的成像系統(tǒng)和現(xiàn)有成像系統(tǒng)(沒(méi)有相位編碼器)中的作為信噪比(SNR)的函數(shù)的均方誤差改善參數(shù)(MSEIF)的曲線圖；圖6A示出用本發(fā)明和現(xiàn)有成像技術(shù)獲得的示例像；圖6B是比較本發(fā)明的成像系統(tǒng)和現(xiàn)有成像系統(tǒng)(沒(méi)有相位編碼器)中的作為SNR 的函數(shù)的MSEIF的對(duì)應(yīng)的曲線圖；圖7A是示出比較沒(méi)有編碼器但是有焦內(nèi)配置的現(xiàn)有成像系統(tǒng)、具有出焦配置的相同系統(tǒng)、和本發(fā)明的用于校正現(xiàn)有系統(tǒng)的聚焦的系統(tǒng)這三個(gè)成像系統(tǒng)的PSF矩陣的奇異值分解的歸一化特征值的示例的曲線圖；圖7B是比較現(xiàn)有的出焦和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的改進(jìn)版本的相同系統(tǒng)這兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中的作為SNR的MSEIF的曲線圖；圖7C示出對(duì)應(yīng)的上述兩個(gè)系統(tǒng)的成像性能；圖8是本發(fā)明的用于通過(guò)引起相位校正對(duì)成像涉及的光進(jìn)行相位編碼的方法的流程圖的示例；圖9A是舉例說(shuō)明作為相位編碼函數(shù)的計(jì)算迭代的函數(shù)的系統(tǒng)條件數(shù)的進(jìn)展的曲線圖；圖9B和圖9C舉例說(shuō)明對(duì)應(yīng)于圖9A的示例的相位編碼器引起的相位校正函數(shù)；圖IOA示出現(xiàn)有系統(tǒng)和使用圖8-圖9C例示的原理的本發(fā)明系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)的成
像結(jié)果；圖IOB是對(duì)應(yīng)于圖IOA的比較兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中的作為SNR的函數(shù)的MSEIF的曲線圖；圖IlA和圖IlB示出包括透鏡和相位編碼器的成像裝置的另一示例，其中相位編碼器圖案具有隔開(kāi)的透鏡的陣列；圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的成像技術(shù)的示例的示意圖；圖13A比較用現(xiàn)有技術(shù)和圖12的技術(shù)可獲得的像；圖1 是比較物的理想像(物自身)和圖13A的像這三個(gè)像的像素灰度級(jí)的曲線圖；圖13C舉例說(shuō)明用于模擬的物整體；
圖13D比較針對(duì)“研究案例”恢復(fù)“按照原樣”(即，僅具有主透鏡系統(tǒng)沒(méi)有輔助透鏡的成像裝置)和利用簡(jiǎn)單輔助透鏡的“軌跡”或者“移位透鏡”技術(shù)中的作為主系統(tǒng)SNR 的函數(shù)的恢復(fù)平均MESIF整體結(jié)果；圖13E舉例說(shuō)明本發(fā)明的原理如何可一般地在任何線性系統(tǒng)中使用，無(wú)論是否是光學(xué)系統(tǒng)；圖14示出像移位和6x6矩陣的軌跡矩陣之間的關(guān)系；圖15A和圖15B示出針對(duì)3x2 FOV的6x6矩陣的基于“變換”的方案，其中圖15A 呈現(xiàn)像素受限情況(“完美”輔助透鏡)，并且圖15B呈現(xiàn)用模糊輔助透鏡的“模糊變換”， 假設(shè)內(nèi)核(在右下部呈現(xiàn))；圖16示出恢復(fù)平均MSEIF整體結(jié)果，呈現(xiàn)以下系統(tǒng)中的平均MSEIF 具有“主透鏡”而沒(méi)有附加光學(xué)裝置的系統(tǒng)；具有“輪環(huán)”平行光學(xué)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)、具有使用“模糊軌跡” 的平行光學(xué)裝置的系統(tǒng)、全部利用正則化方法恢復(fù)；圖17舉例說(shuō)明對(duì)于以下沒(méi)有平行光學(xué)裝置的研究案例像(SC-Liig.)、輔助透鏡像(Aux-Img.)、物(Obj.)、利用正則化的研究案例恢復(fù)(SC-Res.)、輪環(huán)恢復(fù)(RR-Res.)和模糊軌跡恢復(fù)(Traj-Res.)的通常像和利用正則化的恢復(fù)，全部在主SNR = 45[dB]中；圖18例示用于模擬的主透鏡設(shè)計(jì)，其中主透鏡承受常規(guī)賽德?tīng)栂癫詈?76μπι離隹.
ν 、、 圖19示出“主”系統(tǒng)奇異值曲線圖和用于模擬的選定(目標(biāo))BMSD矩陣；圖20呈現(xiàn)針對(duì)“模糊軌跡” (Traj)、具有二次相位系數(shù)的“輪環(huán)”、和沒(méi)有附加光學(xué)設(shè)計(jì)的“研究案例”(SC)這三個(gè)系統(tǒng)的正則化方法的主MSEIF結(jié)果的比較；圖21舉例說(shuō)明通常的“物”、“主”系統(tǒng)像、“輔助”系統(tǒng)像、“模糊軌跡”恢復(fù)、沒(méi)有附加光學(xué)設(shè)計(jì)的“研究案例”恢復(fù)(按照原樣)、和“輪環(huán)”恢復(fù)，全部在SNR = 45 [db]中；圖22示出從最后50個(gè)特征矩陣構(gòu)成的系統(tǒng)目標(biāo)BMSD ；圖23例示均值濾波器的計(jì)算，在圖中每4個(gè)PSF(X，y，j)在適當(dāng)移位之后呈現(xiàn)；圖M示出圖23的整體的均值(目標(biāo)PSF)的應(yīng)用；圖25示出應(yīng)用改善圖22-圖M中的示例的條件數(shù)的針對(duì)輪環(huán)實(shí)現(xiàn)方式的相位曲線；圖26A示出針對(duì)成像裝置的MSEIF曲線，其中主透鏡系統(tǒng)配備和不配備均值PP輪環(huán)濾波器；以及圖26B示出針對(duì)具有和不具有在SNR = 60 [db]中的均值PP輪環(huán)濾波器的透鏡利用矩陣求逆的像恢復(fù)。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，示意地例示了適用于進(jìn)行本發(fā)明的成像系統(tǒng)，總體用I標(biāo)記。成像系統(tǒng) 1包括成像裝備(裝置)2，用于收集來(lái)自物平面3的光并且在像平面產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的像的成像裝備(裝置)2 ；檢測(cè)單元4，位于像平面內(nèi)用于收集來(lái)自成像裝置2的光并且產(chǎn)生表示該光的像數(shù)據(jù)；以及控制單元6，用于處理像數(shù)據(jù)。成像裝置2包括透鏡系統(tǒng)10 ( 一個(gè)或者更多個(gè)透鏡)，限定光傳播的光軸OA ；以及校正器單元20，對(duì)通過(guò)成像裝置的光應(yīng)用校正函數(shù)，其在本示例中由用于應(yīng)用相位校正函數(shù)的相位編碼器20構(gòu)成，其配置將在下面描述。成像裝置2被配置和可操作用于根據(jù)本發(fā)明減少透鏡系統(tǒng)創(chuàng)建的像模糊。應(yīng)理解的是，透鏡可以是具有適用于成像的透鏡效果的任何光學(xué)元件，例如，透鏡式反射鏡。 透鏡系統(tǒng)和相位編碼器被排列在一起以限定成像裝置2的有效孔徑EA。透鏡系統(tǒng)10在下面有時(shí)被稱(chēng)為主系統(tǒng)或者主透鏡或者主光學(xué)裝置或者第一系統(tǒng)。主系統(tǒng)具有限定第一條件數(shù)的對(duì)角化形式的代數(shù)表示矩陣。與主透鏡的各個(gè)部分一起考慮，相位編碼器 20在下面有時(shí)被稱(chēng)為輔助系統(tǒng)或者第二系統(tǒng)或者輔助透鏡或者輔助。相位編碼器20被配置以產(chǎn)生比主透鏡矩陣的第一條件數(shù)更小的成像裝置2的代數(shù)表示矩陣第二條件數(shù)。如以下更詳細(xì)舉例說(shuō)明的，相位編碼器20可以配置為限定位于第一區(qū)域中的第一圖案的掩模， 其(沿著透鏡系統(tǒng)的光軸)與有效孔徑的一部分對(duì)準(zhǔn)，留下有效孔徑的剩余部分免受第一圖案的影響。第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和其中的第一圖案的配置是這樣以限定被第一圖案引起到透過(guò)其的光上的預(yù)定的第一相位校正函數(shù)。 控制單元6通常包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括處理器單元、數(shù)據(jù)輸入/輸出單元、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)單元(顯示器)等。相位編碼器20和控制單元6—起操作以產(chǎn)生高質(zhì)量像。 成像裝置2配備有相位編碼器20，使從物收集的光的波前適當(dāng)?shù)鼗?編碼)，對(duì)應(yīng)于這種畸變像的數(shù)據(jù)接著被控制單元數(shù)字處理以恢復(fù)具有改善質(zhì)量的無(wú)畸變像。沒(méi)有相位編碼器的成像裝置(即，成像透鏡系統(tǒng))的代數(shù)表示可用矩陣H表示，其列是以向量表示的針對(duì)每個(gè)場(chǎng)點(diǎn)的PSF。因此，該成像裝置可以用由LXL個(gè)元素組成的矩陣H表示，其中L = mXn，針對(duì)表示像的mXη個(gè)像素。一種將矩陣H對(duì)角化的方式是對(duì)其應(yīng)用奇異值分解(SVD)。根據(jù)此方法，H的奇異值是H ^Ht的特征值的平方根，其中Ht是H的所謂轉(zhuǎn)置矩陣。根據(jù)此方法，Ht可以表示為H = U· S· Vt(3)其中通過(guò)解以下特征值問(wèn)題得到矩陣U和V H · Ht = U · Δ · Ut(4)Ht · H = V · Δ · Vt(5)Ulxl = [U1, u2，· · ·，uL](6)Vlxl = [v1 v2, . . . , vL](7)(Ui和Vi分別是U和V的列向量)。接著可從矩陣Δ獲得奇異值矩陣S，S= Δ1/2。應(yīng)注意的是，除了 SVD通常還有很多方法來(lái)對(duì)角化矩陣H。本發(fā)明可以結(jié)合表示矩陣H的任何對(duì)角化過(guò)程采用，其得到對(duì)角矩陣S，并且本發(fā)明的原理不限于此處描述的示例。返回基于SVD的方案，Δ的特征值的正平方根是S中的特征值Qi，并且也稱(chēng)為H
中的奇異值。S的行的順序是使得Qi從高到低順序排列。
矩陣H的品質(zhì)因數(shù)中的一個(gè)是條件數(shù)k(H)，由以下的(9)和(10)的比來(lái)定義
權(quán)利要求
1.一種具有有效孔徑的成像裝置，該成像裝置包括透鏡系統(tǒng)，其具有限定了第一條件數(shù)的對(duì)角形式的代數(shù)表示矩陣，以及相位編碼器實(shí)體，其被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)所述成像裝置的代數(shù)表示矩陣的第二條件數(shù)，該第二條件數(shù)比所述透鏡系統(tǒng)的所述第一條件數(shù)小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像裝置，其中，所述相位編碼器包括位于第一區(qū)域中的第一圖案，該第一圖案沿著所述透鏡系統(tǒng)的光軸與所述有效孔徑的一部分對(duì)準(zhǔn)，留下所述有效孔徑的剩余部分沒(méi)有所述第一圖案，對(duì)所述第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和其中的所述第一圖案的配置進(jìn)行選擇以限定所述第一圖案引起的對(duì)透過(guò)所述第一圖案的光的預(yù)定第一相位校正函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成像裝置，其中，所述第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和所述第一圖案的配置被選擇成，使得第一相位校正函數(shù)滿(mǎn)足由所述有效孔徑的剩余部分引起的針對(duì)相位校正函數(shù)的預(yù)定條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成像裝置，其中，所述預(yù)定條件是第一相位校正函數(shù)值沿著所述第一區(qū)域不小于由所述有效孔徑的剩余部分引起的相位校正函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的成像裝置，其中，所述預(yù)定條件是第一相位校正函數(shù)值沿著所述第一區(qū)域不超過(guò)由所述有效孔徑的剩余部分引起的相位校正函數(shù)。
6.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述代數(shù)表示矩陣是點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)PSF矩陣。
7.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述對(duì)角形式的代數(shù)表示矩陣是奇異值分解SVD。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的成像裝置，其中，所述對(duì)角形式的代數(shù)表示矩陣是傅里葉分解。
9.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，具有所述第一圖案的所述第一區(qū)域圍繞所述光軸布置。
10.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述第一區(qū)域具有圍繞所述光軸的環(huán)狀幾何結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述第一圖案是沿著所述第一區(qū)域的連續(xù)圖案。
12.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述第一相位校正函數(shù)關(guān)于所述光軸旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任意一項(xiàng)所述的成像裝置，其中，所述第一圖案的形式為沿著所述第一區(qū)域以間隔關(guān)系布置的多個(gè)構(gòu)圖片段。
14.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述第一相位校正函數(shù)值沿著所述第一區(qū)域變化，保持為大于或者小于所述有效孔徑的剩余部分內(nèi)的相位校正函數(shù)。
15.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述第一區(qū)域位于所述有效孔徑的周邊內(nèi)，所述剩余部分位于所述有效孔徑的中心區(qū)域內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任意一項(xiàng)所述的成像裝置，其中，所述第一區(qū)域位于所述有效孔徑的中心區(qū)域內(nèi)，所述剩余部分位于所述有效孔徑的周邊內(nèi)。
17.根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置，其中，所述第一區(qū)域大致位于所述透鏡系統(tǒng)的出瞳處。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的成像裝置，其中，所述第一區(qū)域沿著所述光軸位于所述透鏡系統(tǒng)的上游或者下游。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的成像裝置，其中，所述第一區(qū)域位于所述透鏡系統(tǒng)的主平面的上游或者下游。
20.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任意一項(xiàng)所述的成像裝置，其中，所述編碼器與所述透鏡系統(tǒng)的透鏡是一體的。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的成像裝置，其中，所述第一圖案的形式為折射率不同于所述透鏡的材料的間隔區(qū)域的陣列。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或者20所述的成像裝置，其中，所述第一圖案的形式為所述透鏡系統(tǒng)的透鏡的變化表面的輪廓。
23.根據(jù)權(quán)利要求13至22中任意一項(xiàng)所述的成像裝置，其中，所述第一圖案的所述構(gòu)圖片段包括至少一個(gè)透鏡片段。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的成像裝置，其中，所述構(gòu)圖片段包括透鏡片段的陣列。
25.一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括根據(jù)上述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的成像裝置；像檢測(cè)單元；以及控制系統(tǒng)，其被設(shè)置和可操作用于通過(guò)對(duì)表示所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的像的數(shù)據(jù)應(yīng)用與具有空間變化像差的光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣相對(duì)應(yīng)的預(yù)定PSF矩陣的逆矩陣來(lái)處理和分析所述數(shù)據(jù)。
26.一種用于監(jiān)視線性機(jī)械系統(tǒng)的操作的監(jiān)視系統(tǒng)，該監(jiān)視系統(tǒng)包括用代數(shù)表示矩陣H表征的主測(cè)量系統(tǒng)；用輔助系統(tǒng)矩陣0表征的輔助測(cè)量系統(tǒng)；以及控制單元，所述主測(cè)量系統(tǒng)和所述輔助測(cè)量系統(tǒng)被設(shè)置和可操作用于從所述線性機(jī)械系統(tǒng)的η個(gè)位置進(jìn)行有限序列的η個(gè)測(cè)量，所述控制單元被設(shè)置和可操作用于根據(jù)預(yù)定分解變換矩陣對(duì)表示所述輔助系統(tǒng)進(jìn)行的所述測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將主系統(tǒng)測(cè)量的數(shù)據(jù)和經(jīng)處理的輔助數(shù)據(jù)相加，由此獲得與改善條件的平行測(cè)量系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)。
27.一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括成像裝置，其包括基礎(chǔ)透鏡系統(tǒng)和相位編碼器并限定了有效孔徑，所述基礎(chǔ)透鏡系統(tǒng)具有限定了第一條件數(shù)的對(duì)角形式的代數(shù)表示矩陣，所述相位編碼器被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)所述成像裝置的代數(shù)表示矩陣的第二條件數(shù)，所述相位編碼器包括位于第一區(qū)域中的第一圖案， 該第一圖案沿著所述透鏡系統(tǒng)的光軸與所述有效孔徑的一部分對(duì)準(zhǔn)，留下所述有效孔徑的剩余部分沒(méi)有所述第一圖案，所述第一區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)和其中的所述第一圖案的配置被選擇以限定由所述第一圖案對(duì)經(jīng)過(guò)所述第一圖案的光引起的預(yù)定第一相位校正函數(shù)，由此所述成像裝置的第二條件數(shù)小于所述透鏡系統(tǒng)的第一條件數(shù)；像檢測(cè)單元；以及控制系統(tǒng)，其被設(shè)置和可操作用于對(duì)表示所述檢測(cè)單元檢測(cè)到的像的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，從而以明顯減小的像模糊來(lái)恢復(fù)物的像。
28.—種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)包括光學(xué)系統(tǒng)，其包括具有共用視場(chǎng)的第一透鏡系統(tǒng)和第二透鏡系統(tǒng)，其中，第一透鏡系統(tǒng)具有第一光軸和第一數(shù)值孔徑；第二透鏡系統(tǒng)具有與所述第一光軸平行并且間隔開(kāi)的第二光軸和小于所述第一數(shù)值孔徑的第二數(shù)值孔徑；成像檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)第一透鏡系統(tǒng)和第二透鏡系統(tǒng)所收集的光并生成表示該光的像數(shù)據(jù)；以及控制系統(tǒng)，其用于接收和處理所述像數(shù)據(jù)，所述處理包括復(fù)制和相對(duì)于與第一透鏡系統(tǒng)所收集的光相對(duì)應(yīng)的第一像來(lái)移位與第二透鏡系統(tǒng)所收集的光相對(duì)應(yīng)的第二像，以及產(chǎn)生重構(gòu)的像數(shù)據(jù)。
29.一種像處理方法，該像處理方法包括以下步驟接收像數(shù)據(jù)，所述像數(shù)據(jù)包括第一數(shù)據(jù)部分和第二數(shù)據(jù)部分，第一數(shù)據(jù)部分與具有特定視場(chǎng)和光收集的數(shù)值孔徑的關(guān)注區(qū)域的第一像相對(duì)應(yīng)，第二數(shù)據(jù)部分與具有所述特定視場(chǎng)和光收集的數(shù)值孔徑的所述關(guān)注區(qū)域的第二像相對(duì)應(yīng)；以及通過(guò)復(fù)制和相對(duì)于第一像移位第二像來(lái)處理所述像數(shù)據(jù)并產(chǎn)生重構(gòu)的像數(shù)據(jù)。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的像處理方法，其中，與第一像和第二像相對(duì)應(yīng)的數(shù)值孔徑是不同的。
31.根據(jù)權(quán)利要求四所述的像處理方法，其中，與第一像和第二像相對(duì)應(yīng)的數(shù)值孔徑是相同的。
32.一種用于減少光學(xué)系統(tǒng)中像模糊的方法，該方法包括以下步驟獲得光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣；將所述代數(shù)表示矩陣對(duì)角化，由此獲得第一對(duì)角矩陣S ；從所述對(duì)角矩陣S的總共N個(gè)本征值中選擇沿著所述對(duì)角矩陣S的對(duì)角線分別位于η 個(gè)位置的η個(gè)本征值；選擇大小與所述第一對(duì)角矩陣S大致相同的第二對(duì)角矩陣△ S，所述第二對(duì)角矩陣AS 在其對(duì)角線上與第一對(duì)角矩陣S中的所述η個(gè)位置相對(duì)應(yīng)的位置上有η個(gè)數(shù)字，而所有其它數(shù)字都等于零；對(duì)第一對(duì)角矩陣S和第二對(duì)角矩陣△ S的矩陣和應(yīng)用所述對(duì)角化的逆運(yùn)算，由此獲得第三矩陣0 ；對(duì)經(jīng)過(guò)所述光學(xué)系統(tǒng)的光應(yīng)用校正函數(shù)，從而受到所述校正函數(shù)影響的所述光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示矩陣逼近矩陣0。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述代數(shù)表示矩陣是PSF矩陣。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述對(duì)角化是所述PSF矩陣的奇異值分解。
35.根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中，所述對(duì)角化是所述PSF矩陣的傅里葉分解。
36.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所述應(yīng)用校正函數(shù)的步驟包括選擇具有至少一個(gè)可變參數(shù)的初級(jí)相位校正函數(shù)；改變所述至少一個(gè)可變參數(shù)的值，使得受到所述相位校正函數(shù)影響的所述光學(xué)系統(tǒng)的代數(shù)表示逼近所述矩陣0 ；在所述光學(xué)系統(tǒng)中提供相位編碼器，該相位編碼器被設(shè)置和可操作用于引起所述相位校正函數(shù)。
37.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中，所選擇的η個(gè)本征值是矩陣S的最小本征值。
全文摘要
一種用于成像系統(tǒng)中的能夠改善像質(zhì)量的成像裝置。該成像裝置具有限定了成像裝置的有效孔徑的一個(gè)或者更多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。該成像裝置包括透鏡系統(tǒng)和相位編碼器實(shí)體，透鏡系統(tǒng)具有限定了第一條件數(shù)的對(duì)角形式的代數(shù)表示矩陣，而相位編碼器實(shí)體被設(shè)置為實(shí)現(xiàn)比透鏡系統(tǒng)的第一條件數(shù)更小的成像裝置的代數(shù)表示矩陣的第二條件數(shù)。
文檔編號(hào)G02B27/46GK102422200SQ201080020539
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2010年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月13日
發(fā)明者D·門(mén)得洛維奇, I·科拉普 申請(qǐng)人:特拉維夫大學(xué)拉瑪特有限公司