[發(fā)明專(zhuān)利]用于物體重現(xiàn)的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680038004.2
• 申請(qǐng)日: 2006-03-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101288105A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 澤夫·扎勒夫斯基;亞歷山大·施蓬特;阿維亞德·梅澤爾斯;雅維爾·加西亞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 普萊姆傳感有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 分類(lèi)號(hào): G06T17/00
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 陳源;張?zhí)焓?/td>

1.一種用于物體重現(xiàn)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

(a)照明單元，包括相干光源和隨機(jī)散斑圖案生成器，所述隨機(jī)散斑圖案生成器被放置在從所述光源向物體傳播的照明光的光路中從而在所述物體上投影出相干隨機(jī)散斑圖案；和

(b)成像單元，其用于對(duì)被照明的區(qū)域的光響應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)并且生成圖像數(shù)據(jù)，

所述圖像數(shù)據(jù)指示了具有被投影的散斑圖案的所述物體，并且因此指示了所述物體圖像中的圖案相對(duì)于所述圖案的參考圖像的位移，于是該系統(tǒng)就能夠?qū)λ鑫矬w的三維映像進(jìn)行實(shí)時(shí)重現(xiàn)。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述圖案生成器包括散光器，其通過(guò)添加隨機(jī)相位將照射在其上的光進(jìn)行散射。

3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述散光器包括一片毛玻璃。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述圖像數(shù)據(jù)指示了其上投影有散斑圖案的所述物體的圖像，所述散斑圖案是利用與主物體平面基本垂直的照明光光路并且在所述圖案生成器和所述成像單元距所述主物體平面距離基本相等處獲取的。

5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括被構(gòu)建成用于存儲(chǔ)參考數(shù)據(jù)的控制單元，所述參考數(shù)據(jù)指示了所述相干隨機(jī)散斑圖案的參考圖像。

6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述參考數(shù)據(jù)指示了所述散斑圖案的圖像，所述散斑圖案是在與所述照明光傳播光路基本垂直的參考平面上并且在與所述圖案生成器和所述成像單元距離基本相等處獲取的。

7.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元被預(yù)編程為用于利用數(shù)據(jù)來(lái)處理和分析圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)指示了用于確定圖像之間的關(guān)聯(lián)的參考圖像。

8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元被預(yù)編程為用于利用數(shù)據(jù)來(lái)處理和分析圖像數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)指示了用于確定圖像之間的關(guān)聯(lián)的參考圖像。

9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，??其被構(gòu)建成對(duì)測(cè)量到的體積進(jìn)行定義，該體積是通過(guò)照明光傳播和成像單元的光收集之間的交叉形成的，從而使得距圖案生成器的距離大于Rayleigh距離的物體成像，所述測(cè)量到的體積中的每個(gè)點(diǎn)都定義了照明和收集到的光傳播通路之間的交叉角度。

10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述圖案生成器和所述成像單元被定位以使得從所述圖案生成器和所述成像單元到所述物體具有基本相等的距離。

11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述圖案生成器和所述成像單元被定位以使得從所述圖案生成器和所述成像單元到所述物體具有基本相等的距離。

12.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述圖案生成器和所述成像單元被定位成彼此相距所述照明光的Rayleigh距離的小部分。

13.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述控制單元被預(yù)編程用于將指示了圖像的所述數(shù)據(jù)分解成Mellin和對(duì)數(shù)分解，從而獲取不會(huì)隨著所述散斑圖案的縮放和投影扭曲而變化的關(guān)聯(lián)。

14.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其被構(gòu)建成使得所述成像單元的像素平面上的平均散斑特征大小的最小值Δx_cam被定義為：

Δxcam=FφDλ]]>

其中F是成像透鏡的焦距，φ_D是所述圖案生成器上的照明斑大小，λ是照明光的波長(zhǎng)。

15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，包括調(diào)節(jié)器，其被構(gòu)建成用于減少所述成像單元的視野中的不同區(qū)域之間的照明亮度變化。

16.如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述調(diào)節(jié)器包括衍射光學(xué)元件。

17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述衍射光學(xué)元件被構(gòu)建成與所述圖案生成器一起操作以調(diào)節(jié)照明光傳播光路橫截面平面內(nèi)的亮度。