[发明专利]动态局部放大高分辨成像系统

权利要求书

1.动态局部放大高分辨成像系统，包括成像物镜、平板玻璃、小口径局部放大镜组、中继转像镜组、透射式液晶空间光调制器(SLM)和探测器像面，其特征是：

系统由成像物镜(1)、一次像面(2)、平板玻璃(3)、小口径局部放大镜组(4)、中继转像镜组(5)、透射式液晶空间光调制器(6)和探测器像面(7)组成，在光线的传播方向上，各组成部分按顺序依次排列；

所述动态局部放大高分辨成像系统的光线传播方向为z轴，光线传播方向从左到右，左负右正，成像物镜(1)的第一面顶点位置为原点，与z垂直的面为xy平面，垂直于z轴向上为y轴正方向，垂直于yz平面向里为x轴正方向；

所述成像物镜(1)，系统的孔径光阑位于成像物镜(1)的前表面上，物方光线经过成像物镜(1)后成像在一次像面(2)处，得到一次中间像；

所述一次像面(2)上得到一次中间像，在一次像面(2)上各视场的光线分别成像在不同的高度，在一次像面(2)前后的附近位置各视场的光线是相对独立的，局部口径对应光学系统的局部成像区域；

所述小口径局部放大镜组(4)是一个口径较小的由三个或多个具有一定光焦度的小口径透镜组成的大光焦度透镜组，小口径局部放大镜组(4)光焦度的大小可以根据整个光学系统的局部区域的放大倍率来确定，所设计的小口径局部放大镜组(4)光焦度的大小可以由其组成的小口径透镜的光焦度、数量、间隔来求解；

所述小口径局部放大镜组(4)位于一次像面(2)后，且位于一次像面(2)位置附近，小口径局部放大镜组(4)通过对一次像面(2)上的一次像的局部区域放大，可以改变整个光学系统的局部区域的光焦度，从而改变整个光学系统的局部区域的放大倍率，从而实现整个光学系统的局部区域放大成像效果；

所述平板玻璃(3)是用于固定小口径局部放大镜组(4)的透明平板玻璃，小口径局部放大镜组(4)位于平板玻璃(3)的中心位置，平板玻璃(3)的厚度很薄，其厚度为1mm，当光线经过平板玻璃(3)上小口径局部放大镜组(4)时，光线所对应区域的图像被放大，当光线经过平板玻璃(3)上小口径局部放大镜组(4)以外的区域时，光线不改变传播方向，平板玻璃(3)在光路中不改变光学系统的光焦度也不引入任何像差，两部分光线经由中间转像系统进行二次成像，在探测器像面(7)上得到最终的光学局部放大图像；

所述中继转像镜组(5)是一个由四片普通光学透镜组成的中继转像镜组，小口径局部放大镜组(4)对成像物镜(1)所成的一次中间像进行局部放大，中继转像镜组(5)将局部放大后的一次中间像成像于探测器像面(7)；

所述透射式液晶空间光调制器(6)是一个可以通过液晶分子调制光场某个参量的主动光学元件，可以通过软件编程实现光场振幅或相位的调制，透射式液晶空间光调制器(6)位于出瞳位置处，通过软件编程控制透射式液晶空间光调制器(6)可以补偿局部放大区域光焦度的变化引起的像面位置的改变。

2.根据权利要求1所述的动态局部放大高分辨成像系统，其特征在于，小口径局部放大镜组(4)的光焦度与未加入小口径局部放大镜组(4)的光学系统的光焦度组合得到局部放大区域的光焦度，从而得到局部放大区域的放大倍率，通过小口径局部放大镜组(4)可以实现对一次像面(2)的一次中间像局部位置区域的放大，而小口径局部放大镜组(4)所实现的局部放大区域以外的区域不发生变化，局部放大区域以外区域的光线不经过小口径局部放大镜组(4)，这部分光线所经过的光路的光焦度保持不变，从而实现了光学局部放大。

3.根据权利要求1或2所述的动态局部放大高分辨成像系统，其特征在于，小口径局部放大镜组(4)位于一次像面(2)位置附近的平面内，小口径局部放大镜组(4)的z坐标保持不变，小口径局部放大镜组(4)固定在平板玻璃(3)上，通过平板玻璃(3)在xy平面内的x和y两个方向的二维移动扫描，平板玻璃(3)的二维移动扫描速度需要与探测器的采集速度匹配；通过平板玻璃(3)上小口径局部放大镜组(4)对一次中间像的二维扫描，可以实现整个光学系统的动态局部区域放大成像效果，实现动态光学局部放大。