一种超构表面元件以及图像处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种超构表面元件以及图像处理装置，其中，所述超构表面元件包括基底、第一微结构阵列和第二微结构阵列，所述第一微结构阵列设置于所述基底上，用于三维成像；所述第二微结构阵列设置于所述基底上背离所述第一微结构阵列的一侧，用于加强图像边缘信号。本申请的超构表面元件在图像处理过程中使用时，通过一次拍摄获取目标的强度和角度信息，进而可方便快速地实现对目标的三维成像及边缘检测。边缘检测。边缘检测。

【技术实现步骤摘要】
一种超构表面元件以及图像处理装置


[0001]本技术涉及光学设备
，特别是涉及一种超构表面元件以及图像处理装置。

技术介绍

[0002]图像处理技术是用计算机对图像信息进行处理的技术，主要包括图像数字化、图像增强和复原、图像数据编码、图像分割和图像识别等。图像处理技术已广泛应用于科技和工业领域。目前，图像处理通常使用软件或者光学元件实现。
[0003]但是，软件图像处理需要大量计算，耗时长，难以应付要求实时检测的应用，而光学元件的体积大，成本高，不利于器件集成；所以，现有的图像处理过程耗时长，无法同时满足低功耗实施快速检测与系统简化的市场要求。
[0004]因此，现有技术还有待于改进和发展。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种超构表面元件以及图像处理装置，旨在解决图像处理过程无法同时满足低功耗实施快速检测与系统简化的问题。
[0006]本技术的技术方案如下：
[0007]一种超构表面元件，其中，所述超构表面元件包括基底、第一微结构阵列和第二微结构阵列，所述第一微结构阵列设置于所述基底上，用于三维成像；所述第二微结构阵列设置于所述基底上背离所述第一微结构阵列的一侧，用于加强图像边缘信号。
[0008]所述的超构表面元件，其中，所述第一微结构阵列设置有多个，多个所述第一微结构阵列间隔分布在所述基底上。
[0009]所述的超构表面元件，其中，所述第一微结构阵列包括多个第一纳米柱，所述第一纳米柱包括氮化镓纳米柱、二氧化钛纳米柱、硅纳米柱中的一种或多种。
[0010]所述的超构表面元件，其中，所述第二微结构阵列包括多个第二纳米柱，多个所述第二纳米柱均匀分布在所述基底上。
[0011]所述的超构表面元件，其中，所述第二纳米柱包括氮化镓纳米柱、二氧化钛纳米柱、硅纳米柱中的一种或多种。
[0012]所述的超构表面元件，其中，所述第二纳米柱的形状为圆柱形。
[0013]所述的超构表面元件，其中，光线透过所述第二纳米柱的透过率随入射角度呈抛物线形变化。
[0014]所述的超构表面元件，其中，所述第一微结构阵列包括多个第一纳米柱；所述第二微结构阵列包括多个第二纳米柱；所述第一纳米柱和所述第二纳米柱均为氮化镓纳米柱。
[0015]所述的超构表面元件，其中，所述基底为蓝宝石基底。
[0016]本申请还公开了一种图像处理装置，其中，包括如上任一所述的超构表面元件。
[0017]与现有技术相比，本技术实施例具有以下优点：
[0018]在图像处理过程中，本申请公开的超构表面元件集成在图像处理装置中，目标物表面的光线射到超构表面元件上，从设置第一微结构阵列的一侧射入，从设置第二微结构阵列的一侧射出，光线经过第一微结构阵列后，在传感器上成像，通过成像的位置和大小，可通过计算获取目标物的强度和角度信息，进而可反向推导，对目标物进行三维重建；并且，光线在穿过第一微结构阵列和基底之后，通过第二微结构阵列时，第二微结构阵列可加强边缘信号，使传感器上的成像更加清晰，并通过清晰程度以实现对目标进行深度估计，从而实时地、方便地、快速地实现对目标的三维成像及边缘检测；另外，仅在图像处理装置中增加了一个超构表面元件，对系统的改造少，易于集成，即同时满足了系统简化的要求和低功耗实施快速检测的要求。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本技术中超构表面元件的侧视图；
[0021]图2为本技术中图像处理装置的工作示意图；
[0022]图3为本技术中超构表面元件的结构示意图；
[0023]图4为本技术中超构表面元件的部分结构示意图。
[0024]其中，10、超构表面元件；11、基底；12、第一微结构阵列；121、第一纳米柱；13、第二微结构阵列；131、第二纳米柱；20、透镜；30、传感器。
具体实施方式
[0025]为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]21世纪是一个充满信息的时代，图像作为人类感知世界的视觉基础，是人类获取信息、表达信息和传递信息的重要手段。现有技术中图像处理技术已广泛应用于科技和工业领域。
[0027]图像处理技术一般也分为两大类：模拟图像处理和数字图像处理。数字图像处理(Digital Image Processing)一般都用计算机处理或实时的硬件处理，因此也称之为计算机图像处理(Computer Image Processing)。其优点是处理精度高，处理内容丰富，可进行复杂的非线性处理，有灵活的变通能力，一般来说只要改变软件就可以改变处理内容。其缺点是计算量大，耗时长，功耗大，难以应付要求实时检测的应用，特别是进行复杂的处理更是如此。一般情况下处理静止画面居多，如果实时处理一般精度的数字图像需要具有100MIPS的处理能力，所以难做到实时处理，而且如果精度及分辨率升高，所需处理时间将
显著地增加；模拟图像处理(Analog Image Processing)包括光学处理和电子处理，如照相、遥感图像处理、电视信号处理等。模拟图像处理的特点是无功耗、速度快，通过在成像系统中插入光学元件图像处理模块即可省去数字图像后处理步骤。然而传统的光学元件图像处理模块通常由很多独立的光学器件构成，体积大，成本高，不利于器件集成。
[0028]参阅图1和图2，本技术申请的一实施例中，公开了一种超构表面元件10，其中，所述超构表面元件10包括基底11、第一微结构阵列12和第二微结构阵列13，所述第一微结构阵列12设置于所述基底11上，用于三维成像；所述第二微结构阵列13设置于所述基底11上背离所述第一微结构阵列12的一侧，用于加强图像边缘信号。
[0029]在图像处理过程中，本申请公开的超构表面元件10集成在图像处理装置中，超构表面元件10利用表面微纳米结构可灵活调控光学特性如光振幅，相位，偏振，等特性，且尺寸小，可设计实现成像和数学运算做图像处理并易于集成；目标物(图中用箭头表示)表面的光线射到超构表面元件10上，从设置第一微结构阵列12的一侧射入，从设置第二微结构阵列13的一侧射出，光线经过第一微结构阵列12后，在传感器30上成像，通过成像的位置和大小，可通过计算获取目标物的强度和角度信息，进而可反向推本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超构表面元件，其特征在于，所述超构表面元件包括：基底；第一微结构阵列，设置于所述基底上，用于三维成像；以及第二微结构阵列，设置于所述基底上背离所述第一微结构阵列的一侧，用于加强图像边缘信号。2.根据权利要求1所述的超构表面元件，其特征在于，所述第一微结构阵列设置有多个，多个所述第一微结构阵列间隔分布在所述基底上。3.根据权利要求1所述的超构表面元件，其特征在于，所述第一微结构阵列包括多个第一纳米柱，所述第一纳米柱包括氮化镓纳米柱、二氧化钛纳米柱、硅纳米柱中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的超构表面元件，其特征在于，所述第二微结构阵列包括多个第二纳米柱，多个所述第二纳米柱均匀分布在所述基底上。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜悦，陈沐谷，吴泳锋，蔡定平，
申请(专利权)人：香港理工大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：