1、波前編碼技術(shù)以傅里葉光學(xué)為理論基礎(chǔ)，利用信號處理理論設(shè)計(jì)出光學(xué)系統(tǒng)的光瞳函數(shù)，并以此來對系統(tǒng)的傳遞函數(shù)進(jìn)行“編碼”，再針對采集到的圖像進(jìn)行對應(yīng)的數(shù)字圖像“解碼”，以實(shí)現(xiàn)某些常規(guī)光學(xué)系統(tǒng)難以實(shí)現(xiàn)的功能。波前編碼術(shù)因在擴(kuò)大景深方面的優(yōu)異表現(xiàn)近十多年來獲得了不少光學(xué)研究者以及計(jì)算機(jī)圖形處理技術(shù)研究者的關(guān)注，該技術(shù)可以以較低的成本，在不犧牲分辨率的條件下獲得相對于常規(guī)光學(xué)系統(tǒng)一個數(shù)量級的擴(kuò)大景深效果。而波前編碼技術(shù)的應(yīng)用不僅僅只限于擴(kuò)大景深方面

2、，其以系統(tǒng)離焦傳遞函數(shù)為研究對應(yīng)，波前編碼技術(shù)同樣適用于縮小景深以及直接估算物體離焦?fàn)顟B(tài)----被動測距，但目前關(guān)于這兩方面的研究并未獲得足夠的關(guān)注。
　　 本文綜合波前編碼技術(shù)在被動測距以及景深控制方向的應(yīng)用，對波前編碼技術(shù)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的理論研究。對波前編碼技術(shù)中對應(yīng)的調(diào)制函數(shù)特點(diǎn)以及系統(tǒng)傳遞函數(shù)特性進(jìn)行分析。對被動測距的余弦調(diào)制函數(shù)以及擴(kuò)大景深的三次方位相函數(shù)與系統(tǒng)坐標(biāo)的對準(zhǔn)誤差帶來的影響進(jìn)行了分析，分析結(jié)果顯示了后期濾波

3、函數(shù)坐標(biāo)與實(shí)際系統(tǒng)對應(yīng)坐標(biāo)匹配的必要性；利用費(fèi)希爾信息矩陣從空間頻域上對這兩個系統(tǒng)對應(yīng)的精度進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了對應(yīng)的Cramer-rao下限，并結(jié)合不同輸入頻譜特性對被動測距系統(tǒng)的離焦參量估算精度進(jìn)行了討論，分析結(jié)果顯示對于不同離焦參量估算精度存在較大差別。另外介紹了波前編碼縮小景深技術(shù)的原理，利用系統(tǒng)離焦傳遞函數(shù)的希爾伯特空間角建立了該系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)，通過將位相函數(shù)設(shè)定為正弦三角級數(shù)展現(xiàn)形式，利用自適應(yīng)遺傳算法對該級數(shù)頻率以及各級數(shù)系

4、數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化選擇，從而設(shè)計(jì)出了滿足縮小景深要求的位相函數(shù)，從仿真結(jié)果可以明顯看出該系統(tǒng)小景深的效果。
　　 本文結(jié)合液體變焦透鏡對相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了探討和仿真。詳細(xì)介紹了一種基于單點(diǎn)金剛石車削和軟刻蝕工藝的PDMS液體變焦透鏡加工流程及其相關(guān)參數(shù)，并針對常用的單腔體結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)邊緣脫落的情形提出了雙腔體改進(jìn)結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上提出了將液體變焦透鏡與波前編碼被動測距相結(jié)合的思路，以此來提高波前編碼被動測距精度和擴(kuò)大測試范圍，并建立了對應(yīng)系