[發明專利]一種大視場曲面復眼立體攝像裝置無效

申請號：	201310719529.4	申請日：	2013-12-20
公開（公告）號：	CN103747231A	公開（公告）日：	2014-04-23
發明（設計）人：	孔德鵬;賀正權;屈恩世;王麗莉;李育林	申請（專利權）人：	中國科學院西安光學精密機械研究所
主分類號：	H04N13/02	分類號：	H04N13/02;G03B35/00;G02B6/06
代理公司：	西安智邦專利商標代理有限公司 61211	代理人：	倪金榮
地址：	710119 陜西省西***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種視場曲面復眼立體攝像裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于光學領域，涉及一種仿生復眼立體視覺裝置，尤其涉及一種大視場曲面復眼立體攝像裝置。

背景技術

自然界生物的視覺系統主要有兩類：一類是單眼雙目視覺系統，靠雙目間的視差產生立體視覺，主要存在于人和脊椎動物身上；另一類是昆蟲的復眼視覺系統，具有大視場、高時間分辨率和對運動的高靈敏度。

相對而言，單眼雙目視覺系統的結構比復眼視覺系統簡單，但是單眼雙目視覺系統也相應的存在許多不足，例如：難以同時獲得大視場和高分辨率，二維平面成像會丟失物體的立體信息，不能最大限度發揮光學系統并行處理的特點，不具備類似生物視覺的目標自動檢測、判斷和跟蹤的能力，受衍射極限等因素的影響成像系統體積大等。

為了解決單孔徑光學成像系統中存在的技術缺陷，人們研究了仿生復眼的多孔徑成像系統，以期達到如下目標：（1）協調或者解決高分辨率與大視場間的矛盾，建立新型的光學成像機制；（2）充分發揮光學系統的并行處理特點，并根據多孔徑視場重疊等特點，利用序列圖像處理技術實現對運動目標的自動捕獲、檢測、判斷和定位跟蹤；（3）實現對目標物體或場景的高分辨率立體圖像重建。

近年來，國內外學者針對多孔徑仿生復眼成像系統投入了大量的研究工作，技術成果也在動目標監測、目標紅外測距、立體相機、立體窺鏡等領域初步得到應用。上海交通大學和西安交通大學用柔性和熱塑性的材料在曲面上制作了微透鏡陣列，但是由于目前的圖像傳感器均為平面，曲面上的微透鏡陣列與平面圖像傳感器耦合有困難。中北大學分別制作了PDMS（聚二甲基硅氧烷）材質的微凸透鏡模、柵格模和外圍包裹模，并在柵格模的空腔中插入直徑80μm的光纖，最后加壓形成曲面的微透鏡陣列，依靠光纖傳輸圖像信號到圖像傳感器平面上。這種方法實現了球面透鏡陣列與平面圖像傳感器的耦合，但是光纖直徑較粗，使圖像的分辨率遠低于圖像傳感器本身的分辨率。美國的一個國際合作研究團隊用柔性材料制作了微透鏡陣列，并在半球面上用光電二極管制作了圖像傳感器，在仿生復眼的研究中取得了跨越式的進步，但是這項研究目前還處于研發階段，技術并不成熟，難以實用。

發明內容

為了解決背景技術中所存在的技術問題，本發明提出了一種大視場曲面復眼立體攝像裝置。有效的解決了目前仿生復眼視場小、分辨率低、實用性差等問題。

本發明的技術解決方案是：

一種大視場曲面復眼立體攝像裝置，其特殊之處在于：包括CCD相機以及設置在CCD相機上的CCD圖像傳感器，還包括柔性聚合物傳像光纖陣列、用于固定柔性聚合物傳像光纖陣列的錐形套筒和空心半球殼體；

上述空心半球殼體與CCD圖像傳感器通過錐形套筒固定連接；

上述柔性聚合物傳像光纖陣列設置在錐形套筒內部；

上述空心半球殼體上設置若干通孔，通孔上設置有梯度折射率透鏡；

上述柔性聚合物傳像光纖陣列由若干可彎曲的柔性聚合物傳像光纖組成；

上述柔性聚合物傳像光纖一端與梯度折射率透鏡連接，另一端與CCD圖像傳感器相連；

上述柔性聚合物傳像光纖由若干聚合物光纖組成；

上述空心半球殼體上的通孔外側形狀為圓形，內側形狀為正方形；

上述錐形套筒一端為圓形，另一端為矩形。