[发明专利]一种并列型仿生复眼窝区成像方法和系统

权利要求书

1.一种并列型仿生复眼窝区成像方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、采用渐变折射率透镜阵列作为光学系统的成像器件；

渐变折射率透镜的折射率n_r分布为抛物线型，表示为：

其中n₀为轴心折射率，A为渐变折射率透镜的折射率分布常数，r为极半径；

渐变折射率透镜的入射光线和出射光线满足式：

其中，r₁为入射光线在渐变折射率透镜前端面的位置，r₂为出射光线在渐变折射率透镜后端面的位置，z为渐变折射率透镜的长度，为入射光线与光轴的夹角，为入射光线与光轴的夹角；

步骤二、为了缩小并列型仿生复眼成像系统的厚度，将渐变折射率透镜的后端面设置为成像面；同时为了具有窝区成像效果，需要使得每个渐变折射率透镜具有不同的焦距，因此对每个渐变折射率透镜的光学参数进行优化，优化方法如下：

每个渐变折射率透镜具有相同的直径d，则式中的出射光线在渐变折射率透镜后端面端的位置r₂与光轴的距离为d/2，因此每环渐变折射率透镜的相对孔径u的表达式为：

其中，f₁为最中间渐变折射率透镜的焦距、f₂为次中间渐变折射率透镜的焦距、f_N为最边缘渐变折射率透镜的焦距；每环渐变折射率透镜的焦距可由式得到；

其中，n₀₁、n₀₂和n_0N为最中间渐变折射率透镜、次中间渐变折射率透镜以及边缘渐变折射率透镜的轴心折射率，A₁、A₂和A_N为最中间渐变折射率透镜、次中间渐变折射率透镜以及边缘渐变折射率透镜的折射率分布常数，z₁、z₂和z_n为最中间渐变折射率透镜、次中间渐变折射率透镜以及边缘渐变折射率透镜的长度；

通过调节轴心折射率n₀，折射率分布常数A以及长度z，改变每个渐变折射率透镜的焦距，使得相对孔径不同，即成像视场不同，达到窝区成像的目的。

2.一种并列型仿生复眼窝区成像系统，其特征在于：包括：渐变折射率透镜阵列(5)、光圈阵列(6)和平面图像传感器(7)；光圈阵列(6)由若干个空心的方形凹槽构成；渐变折射率透镜阵列(5)置于光圈阵列(6)的凹槽位置；每个渐变折射率透镜和方形凹槽组成一个光学通道；每个光学通道对目标的部分小区域进行成像，成像在平面图像传感器(7)上；其中，为了实现窝区成像效果，需要使得每个渐变折射率透镜焦距不同，相对孔径不同，成像视场不同。

3.如权利要求2所述的一种并列型仿生复眼窝区成像系统，其特征在于：所述渐变折射率透镜阵列(5)由若干个渐变折射率透镜(8)组成。