大视场高像质简单光学系统的光学-算法协同设计

• 作者: 卢勇男 张晓菲 徐明飞 潘云 贾树强 郑云达 黄玮
• 来源期刊: 中国光学
• 学科: 工学
• 关键词: 计算成像 光学系统设计 图像复原 去卷积
• 年，卷（期）: 2019,（5）
• 所属期刊栏目: 原创文章
• 页码范围: 1090-1099
• 页数: 10页
• 分类号: TP394.1|TH691.9
• 字数: 4218字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CO.20191205.1090

摘要

为了实现高像质相机低成本、小型化的需求,本文提出了一种大视场简单光学系统的光学-算法协同设计方法,并通过图像复原算法校正简单光学系统的残余像差.首先,针对大视场光学系统,对空间变化的交叉通道去卷积算法进行改进,加入倍率色差校正,使图像复原算法可显著去除色差的影响.然后,在光学设计过程中,放开色差的约束,并专注优化绿色通道的像质,使其成像锐利,在后期交叉通道去卷积算法中有助于红、蓝两通道图像复原.利用该方法设计了一个由两片同种材料的镜片构成的大视场简单光学系统.系统焦距为50 mm,全视场为46°,F数为5.6,探测器分辨率为1000万像素.实验结果表明:本文设计的两片镜、大视场简单光学系统的成像质量可媲美三片式库克镜头,明显优于纯图像复原的结果.本文方法实现了大视场简单光学系统的设计,并能够通过系统最终获得高分辨率、高像质图像.