[發明專利]多級透鏡的三維成像系統

有效

• 申請號: 201010264671.0
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101975994A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 黃向生;徐波
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G03B35/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

1.一種多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，所述系統包括：多級透鏡和傳感器，所述多級透鏡為第一級透鏡、第二級透鏡、……第N-2級透鏡、第N-1級透鏡、第N級透鏡，其中：

在光線傳播的方向依序放置多級透鏡和傳感器，光線通過第一級透鏡成像至第N-1級透鏡用于生成多級場景縮小成像信息，多級場景縮小成像信息繼續傳播至第N級透鏡，第N級透鏡得到物體光線的多視角的場景二維信息，傳感器提取多視角的場景二維信息，再通過立體匹配，從而獲得場景中物體的深度信息。

2.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，所述多級透鏡中的每一級透鏡的個數是一個透鏡，或是對稱布局的多個透鏡；每個透鏡是單面凸透鏡、或是雙面凸透鏡，并且透鏡的形狀是圓形，或是正多邊形；多個透鏡排布在平面上、或排布在曲面上，且曲面是各種曲率半徑的曲面；所述曲面是凹面向入射光，或是凸面向入射光。

3.如權利要求2所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，所述對稱布局的多個透鏡是網格形布局透鏡、環形布局透鏡和任意正多邊形布局透鏡。

4.如權利要求3所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，所述環形布局透鏡為至少一個圓環形布局透鏡或一個以上的圓環布局透鏡。

5.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，所述第一級透鏡所成實像上任意一點發出的光線都能到達下一級透鏡中每一個透鏡。

6.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，所述傳感器的像素尺寸小于視差的差別為深度分辨率；當選擇多級透鏡為兩級透鏡時，視差的差別表示如下：

Lgt-g-tgL(t-g)(t+v1(1)-v1(2))]]>

其中，設第二級透鏡是由多個透鏡組成，L為第二級透鏡中多個透鏡中相鄰透鏡的中心之間的距離，t為第二級透鏡中的每個透鏡到第一級透鏡成像基準面的距離，g為第二級透鏡中的每個透鏡具有相同的焦距，和分別為場景中深度不同的兩個物體針對第一級透鏡的像距，且

7.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，所述傳感器尺寸大于第N級透鏡中每個透鏡成像的范圍。

8.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，第N級透鏡的各透鏡的布局在傳感器上所成的像不重疊。

9.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，物體在經過各級透鏡在傳感器上相鄰兩個透鏡的像中，對應于相同物體部分的像素個數的比例要大于1/2。

10.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，三維成像系統的調焦是通過調節第一級透鏡至第N級透鏡及傳感器其中一個或者幾個器件的位置來獲得清晰的成像。

11.如權利要求1所述的多級透鏡的三維成像系統，其特征在于，三維成像系統的調焦是同時通過調節第一級透鏡至第N級透鏡及傳感器其中各個器件的位置來獲得清晰的成像。