基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件及其设计方法与流程

1.本发明属于多光谱成像的技术领域，更具体地讲，涉及一种基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件及其设计方法。


背景技术：

2.光谱成像技术是将光谱技术与成像技术结合的新型多维信息获取技术，可得到被探测目标的二维空间信息和光谱信息。多光谱成像技术是光谱成像技术的一种，采用分光技术把入射的宽带光信号分成若干个(通常为几个或十几个)窄带的光谱通道，从而获得不同光谱通道的图像，可提升探测系统的光谱分辨能力，获取更丰富的信息，更有效地提取目标的特征并进行识别。
3.长波红外波段(波长范围为8.00～12.00μm)作为大气窗口之一，在危险气体检测、环境监测、资源探测、遥感等领域应用广泛，研究用于长波红外的多光谱成像器件及系统有很大的实用价值。现有实现长波红外多光谱成像的方式包括使用滤光轮、分孔径、使用可调滤光片等，均无法进行实时成像且结构复杂，不利于系统的微型化与集成化。
4.因此，对于长波红外这一波段，有必要开发设计结构简单、便于集成且可用于实时成像的多光谱成像器件。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件及其设计方法，该器件可直接与探测器贴合，具有较高的集成度，并且能够实现长波红外波段的实时多光谱成像。
6.本发明的一方面提供了基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件，所述多光谱成像器件能够将长波红外波段的入射光信号分成多个光谱通道，并包括基底和在基底上周期排列的若干个滤波阵列，所述滤波阵列由多组多层膜结构排列形成，
7.其中，所述多层膜结构为由高折射率膜层和低折射率膜层交替排列构成的f
‑
p腔，所述多层膜结构的膜层数为大于1的奇数；所述多组多层膜结构被配置为能够将长波红外波段的入射光信号分别滤波得到具有不同带宽和不同中心波长的多束透射光以形成所述多个光谱通道。
8.进一步地，所述长波红外波段的入射光信号的波长范围为8.00～12.00μm，所述多个光谱通道的带宽之和与所述长波红外波段的入射光信号的带宽大致相等。
9.进一步地，所述基底采用长波红外高透射率材料制成，所述长波红外高透射率材料为baf2、ge、zns、znse或gaas，所述基底的厚度在百微米以上。
10.进一步地，所述多层膜结构中的各膜层均采用长波红外高透射率材料制成，所述长波红外高透射率材料为baf2、ge、zns、znse或gaas，其中，所述高折射率膜层采用的红外高透射率材料的折射率大于所述低折射率膜层采用的红外高透射率材料的折射率。
11.进一步地，所述滤波阵列的多组多层膜结构选用相同的材料和膜层数，所述多组
多层膜结构的中间层膜层的厚度不同且其它膜层的厚度相同。
12.进一步地，所述滤波阵列的多组多层膜结构选用相同的材料和膜层数，所述多组多层膜结构的中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度不同且其它膜层的厚度相同，每组多层膜结构的所述中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度相同。
13.进一步地，在预设光谱通道数、各膜层材料和膜层数的基础上，所述多层膜结构中各膜层的厚度在预设光学厚度的基础上通过电磁仿真软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算优化得到，其中λ0为预设多层膜结构的透射光中心波长。
14.进一步地，所述多光谱成像器件与探测器贴合实现长波红外多光谱成像功能，所述滤波阵列中每组多层膜结构的尺寸与探测器的像元尺寸相匹配。
15.本发明的另一方面提供了基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件的设计方法，包括以下步骤：
16.(1)预先选定所述多光谱成像器件的光谱通道数，初步确定多层膜结构的层数以及高折射率材料和低折射率材料；
17.(2)以初步确定的层数以及高折射率材料和低折射率材料为基准，在各膜层的预设光学厚度的基础上使用传输矩阵法进行计算并根据计算得到的预设透射光带宽进行调整，最终确定多层膜结构的层数、高折射率材料和低折射率材料以及多层膜结构的各膜层厚度，使得最终透射光带宽与光谱通道数之积与长波红外波段的入射光信号的带宽大致相等，其中λ0为预设透射光中心波长；
18.(3)使用电磁仿真软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算，通过改变多层膜结构的至少一层膜层的厚度得到中心波长不同的多组多层膜结构，所述多层膜结构的组数与光谱通道数相匹配；
19.(4)将多层膜结构的尺寸设置为与探测器的像元尺寸相匹配，将中心波长不同的多组多层膜结构排列得到滤波阵列，将若干个滤波阵列在基底上周期排列得到所述多光谱成像器件。
20.进一步地，通过改变多层膜结构的中间层膜层的厚度或者中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度得到中心波长不同的多组多层膜结构。
21.本发明采用长波红外波段的高透射率材料，材料的消光系数均很小，保证较高的透射效率；实现滤波功能的多层膜结构采用高、低折射率材料交替排列构成的f
‑
p腔，通过改变各膜层的材料、层数以及各膜层的厚度可得到不同带宽和中心波长的透射光，结构形式简单；设计的多光谱成像器件由滤波阵列周期排列得到，每组多层膜结构的大小与所用探测器的像元尺寸相匹配，并且能够直接与长波红外探测器贴合实现快照式多光谱成像，与现有方式相比具有结构简单、集成度高、可实时成像等优势。
附图说明
22.图1示出了根据本发明实施例1中6通道2
×
3滤波阵列的结构示意图。
23.图2示出了根据本发明实施例1中中间层zns膜层厚度不同的6组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。
24.图3示出了根据本发明实施例2中9通道3
×
3滤波阵列的结构示意图。
25.图4示出了根据本发明实施例2中的中间层baf2膜层厚度不同的9组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。
26.图5示出了根据本发明实施例3中4通道2
×
2滤波阵列的结构示意图。
27.图6示出了根据本发明实施例3中的中间层ge膜层厚度不同的4组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。
28.图7示出了根据本发明实施例4中6通道2
×
3滤波阵列的结构示意图。
29.图8示出了根据本发明实施例4中的中间层zns膜层两侧ge膜层厚度不同的6组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。
30.图9示出了根据本发明实施例5中4通道2
×
2滤波阵列的结构示意图。
31.图10示出了根据本发明实施例5中的中间层zns膜层厚度不同的4组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。
具体实施方式
32.本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
33.本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
34.在本发明中，发明人设计了一种基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件，其可直接与探测器贴合并具有较高的集成度，能够实现长波红外波段的实时多光谱成像，后续结合去马赛克算法能够保证每个光谱通道的空间分辨率不会降低。
35.下面对本发明的基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件及其设计方法进行详细说明。
36.根据本发明的示例性实施例，所述基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件能够将长波红外波段的入射光信号分成多个光谱通道，其所述长波红外波段的入射光信号的波长范围为8.00～12.00μm，即带宽为4μm。
37.该多光谱成像器件包括基底和在基底上周期排列的若干个滤波阵列，该波阵列由多组多层膜结构排列形成。其中，多层膜结构为由高折射率膜层和低折射率膜层交替排列构成的f
‑
p腔(即f
‑
p谐振腔)，从而实现滤波的功能。该多层膜结构的膜层数为大于1的奇数，上述多组多层膜结构被配置为能够将长波红外波段的入射光信号分别滤波得到具有不同带宽和不同中心波长的多束透射光以形成上述多个光谱通道。
38.通过设计并调整多层膜结构中膜层的材料、层数和膜厚，可以将入射光滤波得到带宽和中心波长不同的透射光，从而将8.00～12.00μm的入射光信号分为多个光谱通道，需满足的条件为上述多个光谱通道的带宽之和与长波红外波段的入射光信号的带宽大致相等，所述的大致相等是指差值在1μm以下。通常情况下，多个光谱通道的带宽之和与其中某一光谱通道的透射光带宽和光谱通道数之积大致相等。
39.本发明的多光谱成像器件与探测器贴合实现长波红外多光谱成像功能，并且滤波阵列中每组多层膜结构的尺寸与探测器的像元尺寸相匹配，由此周期排列的滤波阵列能够使整个器件可以覆盖到探测器的所有像素。
40.本发明中的基底采用长波红外高透射率材料制成，该长波红外高透射率材料可以为baf2、ge、zns、znse或gaas。基底的厚度优选地在百微米以上，以便于拿取为宜。
41.本发明中的多层膜结构中的各膜层均采用长波红外高透射率材料制成，该长波红外高透射率材料可以为baf2、ge、zns、znse或gaas，各材料在8～12μm波长范围下的折射率如下表1所示。其中，高折射率膜层采用的红外高透射率材料的折射率大于低折射率膜层采用的红外高透射率材料的折射率，具体可以根据表1的折射率数据进行材料的选择。通过高折射率膜层与低折射率膜层的交替排列形成能够实现滤波的f
‑
p腔，并且多层膜结构的层数为大于1的奇数，例如3层、5层、7层、9层等，以构成对称的膜层结构。
42.表1长波红外常用材料不同波长时的折射率
[0043][0044]
根据本发明的一个实施例，滤波阵列的多组多层膜结构选用相同的材料和膜层数，多组多层膜结构的中间层膜层的厚度不同且其它膜层的厚度相同。也即，滤波阵列中的多组多层膜结构在材料、膜层数和膜厚等参数上可以几乎完全相同，区别仅在于中间层膜层的厚度不同，由此能够仅通过改变多组多层膜结构的中间层膜层的厚度来改变不同多层膜结构滤波所得透射光的带宽和中心波长，继而获得所需的多个光谱通道。例如，对于多组7层膜的多层膜结构，可以仅仅通过改变各组多层膜结构的中间膜层即第4层膜层的厚度实现所得透射光的带宽和中心波长调整。
[0045]
根据本发明的另一个实施例，滤波阵列的多组多层膜结构选用相同的材料和膜层数，多组多层膜结构的中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度不同且其它膜层的厚度相同，每组多层膜结构的中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度相同。也即，滤波阵列中的多组多层膜结构在材料、膜层数和膜厚等参数上可以几乎完全相同，区别仅在于中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度不同，由此能够通过同步改变中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度来改变不同多层膜结构滤波所得透射光的带宽和中心波长，继而获得所需的多个光谱通道。例如，对于多组7层膜的多层膜结构，可以通过同步改变各组多层膜结构的第3层膜和第5层膜的厚度实现所得透射光的带宽和中心波长调整，该第3层膜层应与第5层膜层的厚度相等。
[0046]
实际设计时，在预设光谱通道数、各膜层材料和膜层数的基础上，多层膜结构中各膜层的厚度在预设光学厚度的基础上通过电磁仿真软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算优化得到，其中λ0为预设多层膜结构透射光中心波长。
[0047]
具体地，需先预设光谱通道数以及多层膜结构中的各膜层材料和膜层数，再以此为基准，基于任意选择的预设多层膜结构透射光中心波长(在8～12μm之间选择)进行各膜层厚度的设定，计算得到预设值对应的带宽。在计算过程中，实时调整膜层厚度甚至材料和膜层数，以实现带宽的匹配，最终得到合适的材料、膜层数和各膜层厚度并设计得到一组多
层膜结构。同时利用上面的方式调整其中至少一层膜层的厚度，得到多组多层膜结构并排列得到相应的滤波阵列，将滤波阵列在基底上周期排列即可形成本发明的多光谱成像器件。
[0048]
具体地，本发明基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件的设计方法包括以下多个步骤。
[0049]
步骤1：
[0050]
预先选定多光谱成像器件的光谱通道数，初步确定多层膜结构的层数以及高折射率材料和低折射率材料。
[0051]
由于本发明设计得到的多光谱成像器件所得多个光谱通道的带宽之和应与长波红外波段的入射光信号的带宽大致相等，例如预先确定光谱通道数为6个，则每个光谱通道的带宽大概应该在4000nm
÷
6＝667nm左右，具体带宽可以在该值附近上下浮动。
[0052]
步骤2：
[0053]
以初步确定的层数以及高折射率材料和低折射率材料为基准，在各膜层的预设光学厚度的基础上使用传输矩阵法进行计算并根据计算得到的预设透射光带宽进行调整，其中λ0为预设透射光中心波长。具体地，λ0为从长波红外波段的入射光信号的波长范围中任意选择的预设波长，例如在8.00～12.00μm的波长范围中选择10μm作为λ0，再以其四分之一去预设各膜层的层厚。
[0054]
然后，根据初步确定的层数以及高折射率材料和低折射率材料参数结合各膜层的层厚进行仿真计算，得到上述预设值所对应的带宽。若预设值所对应的带宽与光谱通道数能够匹配，后续仅需要调整膜层厚度即可实现中心波长的调整；若预设值所对应的带宽与光谱通道数不匹配或者无法覆盖长波红外波段的入射光信号的波长范围，则还需要调整层厚甚至材料。通常，在材料相同的情况下，层数越多则带宽越窄；层数相同的情况下，高折射率膜层与低折射率膜层的两种材料折射率差异越大则带宽越窄。
[0055]
在本步骤中需要通过反复调整层厚乃至材料和层数去调整光谱通道的带宽，由此实现带宽与通道数的匹配，最终确定的多层膜结构的层数、高折射率材料和低折射率材料以及多层膜结构的各膜层厚度，使得最终透射光带宽与光谱通道数之积与长波红外波段的入射光信号的带宽大致相等。
[0056]
步骤3：
[0057]
使用电磁仿真软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算，通过改变多层膜结构的至少一层膜层的厚度得到中心波长不同的多组多层膜结构，所述多层膜结构的组数与光谱通道数相匹配。
[0058]
具体地，在步骤2中得到的一组多层膜结构参数基础上，利用电磁仿真软件进行参数扫描并结合计算，能够通过调整其中至少一层膜厚的厚度得到中心波长不同的多组多层膜结构。上述电磁仿真软件的使用和传输矩阵法计算均为本领域的常规工具和方法，在此不进行详细说明。
[0059]
优选地，本步骤中可以通过改变多层膜结构的中间层膜层的厚度或者中间层膜层两侧对称设置的任意两层膜层的厚度得到中心波长不同的多组多层膜结构。其中，各膜层可以利用气相沉积等镀膜方式得到，不同厚度的中间层膜层或者中间层膜层两侧对称设置
的任意两层膜层能够在相同的初始膜层厚度基础上通过多次套刻得到。
[0060]
步骤4：
[0061]
将多层膜结构的尺寸设置为与探测器的像元尺寸相匹配，将上述中心波长不同的多组多层膜结构排列得到滤波阵列，将若干个滤波阵列在基底上周期排列得到所述多光谱成像器件。其中，多层膜结构的尺寸是指其外围尺寸。
[0062]
下面结合具体实施例和实验例对本发明进行进一步的说明，但本发明保护范围不受制于本发明的实施例。
[0063]
实施例1：
[0064]
本实施例针对波长范围为8.00～12.00μm的长波红外波段的入射光信号设计了6通道多光谱成像器件，其中的2
×
3滤波阵列结构如图1所示，其中每个多层膜结构的大小与所用探测器的像元尺寸相匹配，边长为25.00μm。
[0065]
利用上述方法，通过cst软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算，优化得到多层膜结构的材料、层数以及各膜层的厚度。具体地，多层膜结构的基底为厚度d＝1.00mm的baf2，多层膜层数为7层，由4层ge和3层zns交替排列构成，厚度依次为d1＝0.80μm、d2＝1.00μm、d3＝0.36μm、d4、d5＝0.36μm、d6＝1.00μm、d7＝0.80μm。改变中间层zns的厚度d4可以改变透射光的中心波长，6组多层膜结构的d4分别为0.10μm、0.30μm、0.50μm、0.70μm、0.90μm、1.10μm时，所得透射光的中心波长分别为8.48μm、9.15μm、9.85μm、10.52μm、11.11μm、11.63μm。
[0066]
图2示出了根据本发明实施例1中中间层zns膜层厚度不同的6组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。如图2所示，可以看到通过改变中间层zns的厚度d4的大小，所述2
×
3滤波阵列可将8.00～12.00μm的波长范围分为6个光谱通道，每个通道带宽700nm左右，带宽与光谱通道数之积为4200nm，基本能够覆盖4000nm的入射光带宽，且透射效率在90％以上。
[0067]
将上述2
×
3滤波阵列周期排列在基底上，即可得到长波红外6通道多光谱成像器件。
[0068]
实施例2：
[0069]
本实施例针对波长范围8.00～12.00μm的长波红外波段的入射光信号设计了9通道多光谱成像器件，其中的3
×
3滤波阵列如图3所示，其中每个多层膜结构的大小与所用探测器的像元尺寸相匹配，边长为25.00μm。
[0070]
利用上述方法，通过cst软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算，优化得到多层膜的材料、层数以及各膜层的厚度。具体地，多层膜结构的基底为厚度d＝1.00mm的baf2，多层膜层数为7层，由4层ge和3层baf2交替排列构成，厚度依次为d1＝0.70μm、d2＝1.10μm、d3＝0.40μm、d4、d5＝0.40μm、d6＝1.10μm、d7＝0.70μm。改变中间层baf2的厚度d4可以改变透射光的中心波长，9组多层膜结构的d4分别为0.30μm、0.40μm、0.50μm、0.60μm、0.72μm、0.85μm、1.00μm、1.20μm、1.40μm时，所得透射光的中心波长分别为8.31μm、8.75μm、9.15μm、9.52μm、9.93μm、10.33μm、10.75μm、11.24μm、11.67μm。
[0071]
图4示出了根据本发明实施例2中的中间层baf2膜层厚度不同的9组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。如图4所示，可以看到通过改变中间层baf2的厚度d4的大小，所述3
×
3滤波阵列可将8.00～12.00μm的波长范围分为9个光谱通道，每个
通道带宽400nm左右，带宽与光谱通道数之积为3600nm，基本能够覆盖4000nm的入射光带宽，且透射效率在90％左右。
[0072]
将上述3
×
3滤波阵列周期排列在基底上，可得到长波红外9通道多光谱成像器件。
[0073]
实施例3：
[0074]
本实施例针对波长范围8.00～12.00μm的长波红外波段的入射光信号设计了4通道多光谱成像器件，其中的2
×
2滤波阵列如图5所示，其中每个多层膜结构的大小与所用探测器的像元尺寸相匹配，边长为25.00μm。
[0075]
利用上述方法，通过cst软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算，优化得到多层膜的材料、层数以及各膜层的厚度。具体地，多层膜结构的基底为厚度d＝1.00mm的baf2，多层膜层数为5层，由3层ge和2层baf2交替排列构成，厚度依次为d1＝0.50μm、d2＝0.80μm、d3、d4＝0.80μm、d5＝0.50μm。改变中间层ge的厚度d3可以改变透射光的中心波长，4组多层膜结构的d3分别为0.20μm、0.30μm、0.42μm、0.60μm时，所得透射光的中心波长分别为8.32μm、9.36μm、10.42μm、11.75μm。
[0076]
图6示出了根据本发明实施例3中的中间层ge膜层厚度不同的4组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。如图6所示，可以看到通过改变中间层ge的厚度d3的大小，所述2
×
2滤波阵列可将8.00～12.00μm的波长范围分为4个光谱通道，每个通道带宽1000nm左右，带宽与光谱通道数之积约为4000nm，基本能够覆盖4000nm的入射光带宽，且透射效率在90％左右。
[0077]
将上述2
×
2滤波阵列周期排列在基底上，可得到长波红外4通道多光谱成像器件。
[0078]
实施例4：
[0079]
本实施例针对波长范围8.00～12.00μm的长波红外波段的入射光信号设计了6通道多光谱成像器件，其中的2
×
3滤波阵列如图7所示，其中每个多层膜结构的大小与所用探测器的像元尺寸相匹配，边长为25.00μm。
[0080]
利用上述方法，通过cst软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算，优化得到多层膜的材料、层数以及各膜层的厚度。具体地，多层膜结构的基底为厚度d＝1.50mm的znse，多层膜层数为7层，由4层ge和3层zns交替排列构成，厚度依次为d1＝0.80μm、d2＝1.00μm、d3、d4＝0.50μm、d5、d6＝1.00μm，d7＝0.80μm，其中d3＝d5。改变中间层zns两侧ge的厚度d3、d5可以改变透射光的中心波长，6组多层膜结构的d3、d5分别为d3＝d5＝0.12μm、d3＝d5＝0.22μm、d3＝d5＝0.30μm、d3＝d5＝0.37μm、d3＝d5＝0.45μm、d3＝d5＝0.52μm时，所得透射光的中心波长分别为8.15μm、8.85μm、9.48μm、10.06μm、10.73μm、11.32μm。
[0081]
图8示出了根据本发明实施例4中的中间层zns两侧ge膜层厚度不同的6组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。如图8所示，可以看到通过改变中间层zns两侧ge的厚度d3、d5的大小，所述2
×
3滤波阵列可将8.00～12.00μm的波长范围分为6个光谱通道，每个通道带宽600nm左右，带宽与光谱通道数之积约为3600nm，基本能够覆盖4000nm的入射光带宽，且透射效率在90％左右。
[0082]
将上述2
×
3滤波阵列周期排列在基底上，可得到长波红外6通道多光谱成像器件。
[0083]
实施例5：
[0084]
本实施例针对波长范围为8.00～12.00μm的长波红外波段的入射光信号设计了4通道多光谱成像器件，其中的2
×
2滤波阵列结构如图9所示，其中每个多层膜结构的大小与
所用探测器的像元尺寸相匹配，边长为25.00μm。
[0085]
利用上述方法，通过cst软件进行参数扫描并结合传输矩阵法计算，优化得到多层膜结构的材料、层数以及各膜层的厚度。具体地，多层膜结构的基底为厚度d＝1.50mm的ge，多层膜层数为7层，由4层gaas和3层zns交替排列构成，厚度依次为d1＝0.60μm、d2＝1.00μm、d3＝0.60μm、d4、d5＝0.60μm、d6＝1.00μm、d7＝0.60μm。改变中间层zns的厚度d4可以改变透射光的中心波长，4组多层膜结构的d4分别为0.10μm、0.40μm、0.70μm、1.05μm时，所得透射光的中心波长分别为8.48μm、9.39μm、10.28μm、11.29μm。
[0086]
图10示出了根据本发明实施例5中中间层zns膜层厚度不同的4组多层膜结构经过电磁仿真软件仿真计算得到的透射光谱图。如图10所示，可以看到通过改变中间层zns的厚度d4的大小，所述2
×
2滤波阵列可将8.00～12.00μm的波长范围分为4个光谱通道，每个通道带宽1000nm左右，带宽与光谱通道数之积为4000nm，基本能够覆盖4000nm的入射光带宽，且透射效率在90％左右。
[0087]
将上述2
×
2滤波阵列周期排列在基底上，即可得到长波红外4通道多光谱成像器件。
[0088]
将上述实施例基于滤波阵列的长波红外多光谱成像器件直接与探测器贴合集成为多光谱成像系统，能够实现多光谱成像的功能，与其他方案相比具有结构简单、集成度高、可实时成像等优势，以上设计过程、实施例及仿真结果很好地验证了本发明。
[0089]
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。