中心凹成像是一種形成高分辨率感興趣區(qū)域（roi）圖像的技術(shù)。它的生物靈感來自動物的視覺，使成像系統(tǒng)能夠有效地收集信息。中心凹成像可以在roi中獲得高質(zhì)量的圖像，同時保持廣闊的視場，在監(jiān)視、威脅檢測、遙感、目標捕獲等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，引起了人們的研究興趣?！?〕。中心凹技術(shù)可以減小寬中心凹成像系統(tǒng)的體積和設(shè)計難度〔2〕，加快數(shù)據(jù)傳輸速度〔3–5〕.Narayanan等。〔6〕指出了光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計與后端數(shù)據(jù)處理相結(jié)合在中心凹成像系統(tǒng)開發(fā)中的重要性。奧尼爾等人?！?〕討論了當前一些光學(xué)和數(shù)據(jù)處理方法。成像系統(tǒng)的硬件一般由多個光學(xué)元件或傳感器組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大［8，9］。它們在使用上比玻璃透鏡更靈活，可以電動改變波前。馬丁內(nèi)斯等人?！?〕提出用空間光調(diào)制器（slm）作為中心凹器件來校正衍射極限附近的波前和場像差。華等。〔10〕設(shè)計了一種使用slm的雙傳感器中心凹系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過應(yīng)用對比度和顏色靈敏度的空間方差來降低帶寬。王等?！?1〕使用slm來提高roi的分辨率。然而，slm對波長很敏感［12，13］，而且由于相位調(diào)制的限制，slm很難對離焦進行校正［14，15］?！?6〕將lc透鏡放在成像系統(tǒng)前面，以獲得中心凹圖像。lc透鏡具有比slm更大的調(diào)制和對波長不敏感的特性〔17，18〕，但是利用lc透鏡的結(jié)構(gòu)無法獲得清晰定義的感興趣區(qū)域內(nèi)的聚焦圖像。本文提出了一種采用lc透鏡的中心凹成像系統(tǒng)。lc鏡頭被放置在傳感器和鏡頭模塊之間，以聚焦roi中的光波。討論了成像原理，實現(xiàn)了中心凹成像。研究了lc透鏡的位置、孔徑、透鏡組件的f數(shù)等參數(shù)對成像的影響。與目前的技術(shù)相比，我們的方法只使用一個光學(xué)元件和一個傳感器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，成本低。該系統(tǒng)采用lc透鏡代替slm，適用于寬光（可見光和近紅外）環(huán)境。