CN114815280A - 多面聚焦成像的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多面聚焦成像的方法和系统。该方法包括：由第一光源透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束；由第二光源透过第二薄膜偏振分光镜向待成像物体的第二面投射第二光束；由相机捕捉混合光程，其中，混合光程包括第一光程与第二光程，第一光程为第一光束照射到待成像物体的第一面后产生的，经过第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，第二光程为第二光束照射到待成像物体的第二面后产生的，经过第二薄膜偏振分光镜反射，又经过薄膜偏振合束镜反射的光程，第一光程与第二光程位于同一水平面上。本发明解决了采集到的待成像物体的多个面的图像不准的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及相机成像领域，具体而言，涉及一种多面聚焦成像的方法和系统。
背景技术
现有技术中，对于待成像物体的多个面，一般为每一个面使用一个相机进行拍摄，然后，将多个相机拍摄到的图像进行拼接组合，从而得到待成像物体的多个面的图像。
然而，由于待成像物体的多个面角度不一样，因此，采用上述方法容易受杂光和重影的影响，造成采集到的待成像物体的多个面的图像不准。
发明内容
本发明实施例提供了一种多面聚焦成像的方法和系统，以至少解决采集到的待成像物体的多个面的图像不准的技术问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种多面聚焦成像的方法，包括：由第一光源透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束，其中，上述第一光束与上述待成像物体的第一面垂直，上述第一薄膜偏振分光镜与上述待成像物体的第一面呈45度角设计；由第二光源透过第二薄膜偏振分光镜向上述待成像物体的第二面投射第二光束，其中，上述第二光束与上述待成像物体的第二面垂直，上述第二薄膜偏振分光镜与上述待成像物体的第二面呈45度角设计，上述第一薄膜偏振分光镜与上述第二薄膜偏振分光镜平行，上述待成像物体的第一面与上述待成像物体的第二面垂直；由相机捕捉混合光程，其中，上述混合光程包括第一光程与第二光程，上述第一光程为上述第一光束照射到上述待成像物体的第一面后产生的，经过上述第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，上述第二光程为上述第二光束照射到上述待成像物体的第二面后产生的，经过上述第二薄膜偏振分光镜反射，又经过上述薄膜偏振合束镜反射的光程，上述第一光程与上述第二光程位于同一水平面上。
根据本发明实施例的另一方面，提供了一种多面聚焦成像的装置，包括：第一光源，用于透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束，其中，上述第一光束与上述待成像物体的第一面垂直，上述第一薄膜偏振分光镜与上述待成像物体的第一面呈45度角设计；第二光源，用于透过第二薄膜偏振分光镜向上述待成像物体的第二面投射第二光束，其中，上述第二光束与上述待成像物体的第二面垂直，上述第二薄膜偏振分光镜与上述待成像物体的第二面呈45度角设计，上述第一薄膜偏振分光镜与上述第二薄膜偏振分光镜平行，上述待成像物体的第一面与上述待成像物体的第二面垂直；相机，用于捕捉混合光程，其中，上述混合光程包括第一光程与第二光程，上述第一光程为上述第一光束照射到上述待成像物体的第一面后产生的，经过上述第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，上述第二光程为上述第二光束照射到上述待成像物体的第二面后产生的，经过上述第二薄膜偏振分光镜反射，又经过上述薄膜偏振合束镜反射的光程，上述第一光程与上述第二光程位于同一水平面上。
作为一种可选的示例，上述混合光程还包括第三光程，上述第三光程为第三光束照射到上述待成像物体的第三面后产生的，经过第三薄膜偏振分光镜反射的光程，上述系统还包括：第三光源，用于透过上述第三薄膜偏振分光镜向上述待成像物体的第三面投射上述第三光束，其中，上述第三光束与上述待成像物体的第三面垂直，上述第三薄膜偏振分光镜与上述待成像物体的第三面呈45度角设计，上述第三薄膜偏振分光镜与上述第二薄膜偏振分光镜垂直，上述待成像物体的第三面与上述待成像物体的第一面平行，上述第三光程经过第一全反射镜反射，且经过第二全反射镜反射后，与经过第三全反射镜反射，且经过第四全反射镜反射的上述第一光程和上述第二光程组合为上述混合光程，上述第三光程与上述第一光程位于同一水平面上。
作为一种可选的示例，上述第一薄膜偏振分光镜、上述第二薄膜偏振分光镜、上述薄膜偏振合束镜与上述第三薄膜偏振分光镜采用镀膜设计。
作为一种可选的示例，上述第一薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第一阈值，上述第二薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第二阈值，上述薄膜偏振合束镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第三阈值，上述第三薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第四阈值。
作为一种可选的示例，上述第一薄膜偏振分光镜、上述第二薄膜偏振分光镜、上述薄膜偏振合束镜与上述第三薄膜偏振分光镜的工作光谱范围为300nm~400nm。
作为一种可选的示例，上述第一薄膜偏振分光镜、上述第二薄膜偏振分光镜、上述薄膜偏振合束镜与上述第三薄膜偏振分光镜的反射：透射比例为45：55。
作为一种可选的示例，上述第一全反射镜与上述第二全反射镜平行，上述第三全反射镜与上述第四全反射镜平行，上述第二全反射镜与上述第四全反射镜互相垂直。
作为一种可选的示例，上述第一薄膜偏振分光镜、上述第二薄膜偏振分光镜、上述薄膜偏振合束镜与上述第三薄膜偏振分光镜之间保持相对固定。
作为一种可选的示例，上述第一光束与上述第二光束合束，上述第三光束与上述第二光束之间的距离小于第五阈值。
在本发明实施例中，采用了由第一光源透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束，其中，上述第一光束与上述待成像物体的第一面垂直，上述第一薄膜偏振分光镜与上述待成像物体的第一面呈45度角设计；由第二光源透过第二薄膜偏振分光镜向上述待成像物体的第二面投射第二光束，其中，上述第二光束与上述待成像物体的第二面垂直，上述第二薄膜偏振分光镜与上述待成像物体的第二面呈45度角设计，上述第一薄膜偏振分光镜与上述第二薄膜偏振分光镜平行，上述待成像物体的第一面与上述待成像物体的第二面垂直；由相机捕捉混合光程，其中，上述混合光程包括第一光程与第二光程，上述第一光程为上述第一光束照射到上述待成像物体的第一面后产生的，经过上述第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，上述第二光程为上述第二光束照射到上述待成像物体的第二面后产生的，经过上述第二薄膜偏振分光镜反射，又经过上述薄膜偏振合束镜反射的光程，上述第一光程与上述第二光程位于同一水平面上的方法，由于在上述方法中，待成像物体的第一面和第二面反射的光束经过第一薄膜偏振分光镜、第二薄膜偏振分光镜以及薄膜偏振合束镜后，合束为一束混合光程，由相机捕捉，从而避免了采集到的待成像物体的多个面的图像不准的情况，解决了采集到的待成像物体的多个面的图像不准的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种可选的多面聚焦成像的方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种可选的多面聚焦成像的方法的双面成像的光路效果图；
图3是根据本发明实施例的一种可选的多面聚焦成像的方法的三面成像的光路效果图；
图4是根据本发明实施例的一种可选的多面聚焦成像的方法的分光示意图；
图5是根据本发明实施例的一种可选的多面聚焦成像的系统的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
根据本发明实施例的第一方面，提供了一种多面聚焦成像的方法，可选地，如图1所示，上述方法包括：
S102，由第一光源透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束，其中，所述第一光束与所述待成像物体的第一面垂直，所述第一薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第一面呈45度角设计；
S104，由第二光源透过第二薄膜偏振分光镜向所述待成像物体的第二面投射第二光束，其中，所述第二光束与所述待成像物体的第二面垂直，所述第二薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第二面呈45度角设计，所述第一薄膜偏振分光镜与所述第二薄膜偏振分光镜平行，所述待成像物体的第一面与所述待成像物体的第二面垂直；
S106，由相机捕捉混合光程，其中，所述混合光程包括第一光程与第二光程，所述第一光程为所述第一光束照射到所述待成像物体的第一面后产生的，经过所述第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，所述第二光程为所述第二光束照射到所述待成像物体的第二面后产生的，经过所述第二薄膜偏振分光镜反射，又经过所述薄膜偏振合束镜反射的光程，所述第一光程与所述第二光程位于同一水平面上。
可选的，在多种场景下，需要对一个物体的多个面进行同时成像。例如，传送带上的包装盒，需要对前面和上面的信息进行记录，则需要多个面同时成像。本实施例中，可以通过一个相机同时捕捉待成像物体的多个面的图像。本方法的相机与待成像物体的位置如图2所示。图2中，第一光源a发出第一光束a1，第一光束a1透过第一薄膜偏振分光镜m1，照射到待成像物体的第一面f1，经f1反射，得到第一光程a2，a2经过m1反射为a3。a2和a3均为第一光程。第二光源b发出第二光束b1，b1透过第二薄膜偏振分光镜m2，照射到待成像物体的第二面f2，经f2反射，得到第二光程b2，b2经过m2反射得到b3。b2和b3均为第二光程。第一光程a3和第二光程b3经过薄膜偏振合束镜合束为混合光程d1，d1被相机b接收。
需要说明的是，混合光程d1可以包括第一光程a3和第二光程b3。
通过本实施例，通过上述方法，从而可以将待成像物体的第一面和第二面反射的光束经过第一薄膜偏振分光镜、第二薄膜偏振分光镜以及薄膜偏振合束镜后，合束为一束混合光程，由相机捕捉，避免了采集到的待成像物体的多个面的图像不准的情况。
作为一种可选的示例， 所述混合光程还包括第三光程，所述第三光程为第三光束照射到所述待成像物体的第三面后产生的，经过第三薄膜偏振分光镜反射的光程，所述方法还包括：
由第三光源透过所述第三薄膜偏振分光镜向所述待成像物体的第三面投射所述第三光束，其中，所述第三光束与所述待成像物体的第三面垂直，所述第三薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第三面呈45度角设计，所述第三薄膜偏振分光镜与所述第二薄膜偏振分光镜垂直，所述待成像物体的第三面与所述待成像物体的第一面平行，所述第三光程经过第一全反射镜反射，且经过第二全反射镜反射后，与经过第三全反射镜反射，且经过第四全反射镜反射的所述第一光程和所述第二光程组合为所述混合光程，所述第三光程与所述第一光程位于同一水平面上。
本实施例中，可以使用一个相机同时对待成像物体的三个面同时成像。如对物体的前面、上面和后面同时成像。如图3所示，第一光源a发出第一光束a1，第一光束a1透过第一薄膜偏振分光镜m1，照射到待成像物体的第一面f1，经f1反射，得到第一光程a2，a2经过m1反射为a3。a2和a3均为第一光程。第二光源b发出第二光束b1，b1透过第二薄膜偏振分光镜m2，照射到待成像物体的第二面f2，经f2反射，得到第二光程b2，b2经过m2反射得到b3。b2和b3均为第二光程。第一光程a3透过薄膜偏振合束镜n得到第一光程a4，第二光程b3经过n反射得到第二光程b4，a4和b4经过第三全反射镜x3反射为第一光程a5和第二光程b5，又经第四全反射镜反射，得到第一光程a6和第二光程b6。第三光源c发出第三光束c1，第三光束c1透过第三薄膜偏振分光镜m3，照射到待成像物体的第三面f3，经f3反射，得到第三光程c2，c2经过m3反射为c3。a2和a3均为第三光程。c3经过第一全反射镜x1反射为第三光程c4，又经第二全反射镜x2反射为第三光程c5。最后，第一光程a6、第二光程b6和第三光程c5被相机捕捉。其中，第一光程a6和第二光程b6可以合束，第三光程c5和第一光程、第二光程平行，距离小于规定值，可以被相机d同时捕捉，同时成像。第二全反射镜x2和第四全反射镜x4可以为两个独立的全反射镜，也可以为一个整体上的两个全反射镜。图3中示例性的为一个整体上的两个全反射镜。x2与x4之间的角度为直角。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜采用镀膜设计。
可选的，本实施例中，第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜可以单面镀膜也可以双面镀膜。双面所镀薄膜可以不同。作为一种示例，如图4所示，分光器可以一面镀有分光膜，一面镀有减反射增透膜(Anti-Refletance简称AR膜)，光束b分为了b1和b2。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第一阈值，所述第二薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第二阈值，所述薄膜偏振合束镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第三阈值，所述第三薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第四阈值。
可选的，本实施例中，第一阈值、第二阈值、第三阈值与第四阈值中任意两者的值可以相同或者不同。每一个分光镜或者合束镜的第一表面反射与第二表面反射几乎重合，从而能够消除重影。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜的工作光谱范围为300nm~400nm。
本实施例中，分光镜或者合束镜的工作光谱范围为300nm~400nm，超出工作光谱范围的光不会工作。通过300nm~400nm的工作的光谱范围，可以有效的去除杂光。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜的反射：透射比例为45：55。
需要说明的是，45:55是一种可行的比例，其他比例也可以应用在本申请中。如44:56、46:54等。45:55可以最小程度减小光损耗，和杂光光斑的影响。可以设置不同的分光比，可以将色散降低从而更好的凝聚光束。
作为一种可选的示例， 所述第一全反射镜与所述第二全反射镜平行，所述第三全反射镜与所述第四全反射镜平行，所述第二全反射镜与所述第四全反射镜互相垂直。
可选的，本实施例中，第一全反射镜与第二全反射镜用于全反射第三光程，第三光程经第一全反射镜反射，光程弯折90度，再经第二全反射镜反射，从而再次弯折90度，还原到与原光程平行。经第一第二全反射镜反射后，第三光程朝向未发生变化，位置发生了变化。采用该方法，从而可以将第三光程与第一光程、第二光程组合为混合光程。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜之间保持相对固定。
本实施例中，各个分光镜、合束镜、反射镜、光源的位置可以调整。当调整到合适的位置后，可以进行固定。固定后的位置在自然情况下不会发生变化。固定后，在需要的时候，位置可以再次调整。
作为一种可选的示例， 所述第一光束与所述第二光束合束，所述第三光束与所述第二光束之间的距离小于第五阈值。
第三光束与第一光束、第二光束平行。距离小于第五阈值，从而可以组合为混合光束，由相机捕捉。
上述多面聚焦成像的方法中所涉及的光学系统，光路结构设计紧凑，能够让单个相机自适应对产品多个面同时聚焦成像；对集成光学系统的装备更小的安装空间以及减小成本。
上述所提及的光程，为光束的轨迹、路径，分光镜、合束镜对光束的反射会改变光束的光程。
整个多面聚焦成像光学系统构成：成像模块，光学模块以及光源模块。
成像模块:以相机以及镜头为成像器材，用于获取产品上面下面以及侧面的图像。上面侧面下面可以分别为第一面、第二面、第三面。此外，还可以获取产品左面前面右面的三面的图像。左面前面右面分别为第一面、第二面、第三面。本申请中的第一面、第二面与第三面在宏观上位于一个平面上。可以理解为三个面的中心点所构成的平面与第一面、第二面、第三面中的每一个面垂直。
光学模块：通过光学器件（包括分光镜、合束镜以及全反射镜）设置不同的角度以及精密位置使得上下侧面的图像到达相机镜头内部的光程差相同，使三个面共焦成像。通过全反射镜以最小光损耗将光束进行全反射，光学中全反射镜是惟一能成完善像的光学元件,它不改变光束的同心性质，经全反射镜反射后，发散的同心光束仍是发散的同心光束，会聚的同心光束仍是会聚的同心光束。
出光模块：校准准直准型光源为整个光学系统提供光，发射具有高强度凝聚性强的光束并照射到产品上表面，下表面以及侧面有足够的亮度。
本实施例中，通过结构固定件固定光源，光学器件相机等器件。固定后，如果要调整各个器件的位置，可以解除部分或全部器件的固定。
本系统通过精密的光学器件以及软件仿真模拟测试，保证照射到产品上表面测表面以及下表面的光线通过薄膜偏振分光镜、合束镜以及全反射镜配合设计到达相机镜头内部的光程是相等的实现产品上下侧面共焦成像。本系统通过多组薄膜分光镜片以及多组全反射镜片进行组配运用光线反射透射小孔成像以及光程计算结合软件仿真测试可以应用在同时采集物体两面以及三面的图像。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种多面聚焦成像的系统，如图5所示，包括：
第一光源502，用于透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束，其中，第一光束与待成像物体的第一面垂直，第一薄膜偏振分光镜与待成像物体的第一面呈45度角设计；
第二光源504，用于透过第二薄膜偏振分光镜向待成像物体的第二面投射第二光束，其中，第二光束与待成像物体的第二面垂直，第二薄膜偏振分光镜与待成像物体的第二面呈45度角设计，第一薄膜偏振分光镜与第二薄膜偏振分光镜平行，待成像物体的第一面与待成像物体的第二面垂直；
相机506，用于捕捉混合光程，其中，混合光程包括第一光程与第二光程，第一光程为第一光束照射到待成像物体的第一面后产生的，经过第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，第二光程为第二光束照射到待成像物体的第二面后产生的，经过第二薄膜偏振分光镜反射，又经过薄膜偏振合束镜反射的光程，第一光程与第二光程位于同一水平面上。
可选的，在多种场景下，需要对一个物体的多个面进行同时成像。例如，传送带上的包装盒，需要对前面和上面的信息进行记录，则需要多个面同时成像。本实施例中，可以通过一个相机同时捕捉待成像物体的多个面的图像。本方法的相机与待成像物体的位置如图2所示。图2中，第一光源a发出第一光束a1，第一光束a1透过第一薄膜偏振分光镜m1，照射到待成像物体的第一面f1，经f1反射，得到第一光程a2，a2经过m1反射为a3。a2和a3均为第一光程。第二光源b发出第二光束b1，b1透过第二薄膜偏振分光镜m2，照射到待成像物体的第二面f2，经f2反射，得到第二光程b2，b2经过m2反射得到b3。b2和b3均为第二光程。第一光程a3和第二光程b3经过薄膜偏振合束镜合束为混合光程d1，d1被相机b接收。
需要说明的是，混合光程d1可以包括第一光程a3和第二光程b3。
通过本实施例，通过上述方法，从而可以将待成像物体的第一面和第二面反射的光束经过第一薄膜偏振分光镜、第二薄膜偏振分光镜以及薄膜偏振合束镜后，合束为一束混合光程，由相机捕捉，避免了采集到的待成像物体的多个面的图像不准的情况。
作为一种可选的示例，混合光程还包括第三光程，第三光程为第三光束照射到待成像物体的第三面后产生的，经过第三薄膜偏振分光镜反射的光程，系统还包括：
第三光源，用于透过第三薄膜偏振分光镜向待成像物体的第三面投射第三光束，其中，第三光束与待成像物体的第三面垂直，第三薄膜偏振分光镜与待成像物体的第三面呈45度角设计，第三薄膜偏振分光镜与第二薄膜偏振分光镜垂直，待成像物体的第三面与待成像物体的第一面平行，第三光程经过第一全反射镜反射，且经过第二全反射镜反射后，与经过第三全反射镜反射，且经过第四全反射镜反射的第一光程和第二光程组合为混合光程，第三光程与第一光程位于同一水平面上。
本实施例中，可以使用一个相机同时对待成像物体的三个面同时成像。如对物体的前面、上面和后面同时成像。如图3所示，第一光源a发出第一光束a1，第一光束a1透过第一薄膜偏振分光镜m1，照射到待成像物体的第一面f1，经f1反射，得到第一光程a2，a2经过m1反射为a3。a2和a3均为第一光程。第二光源b发出第二光束b1，b1透过第二薄膜偏振分光镜m2，照射到待成像物体的第二面f2，经f2反射，得到第二光程b2，b2经过m2反射得到b3。b2和b3均为第二光程。第一光程a3透过薄膜偏振合束镜n得到第一光程a4，第二光程b3经过n反射得到第二光程b4，a4和b4经过第三全反射镜x3反射为第一光程a5和第二光程b5，又经第四全反射镜反射，得到第一光程a6和第二光程b6。第三光源c发出第三光束c1，第三光束c1透过第三薄膜偏振分光镜m3，照射到待成像物体的第三面f3，经f3反射，得到第三光程c2，c2经过m3反射为c3。a2和a3均为第三光程。c3经过第一全反射镜x1反射为第三光程c4，又经第二全反射镜x2反射为第三光程c5。最后，第一光程a6、第二光程b6和第三光程c5被相机捕捉。其中，第一光程a6和第二光程b6可以合束，第三光程c5和第一光程、第二光程平行，距离小于 规定值，可以被相机d同时捕捉，同时成像。第二全反射镜x2和第四全反射镜x4可以为两个，也可以为一个整体。图3中示例性的为一个整体。x2与x4之间的角度为直角。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜采用镀膜设计。
可选的，本实施例中，第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜可以单面镀膜也可以双面镀膜。双面所镀薄膜可以不同。作为一种示例，如图4所示，分光器可以一面镀有分光膜，一面镀有减反射增透膜(Anti-Refletance简称AR膜)。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第一阈值，所述第二薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第二阈值，所述薄膜偏振合束镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第三阈值，所述第三薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第四阈值。
可选的，本实施例中，第一阈值、第二阈值、第三阈值与第四阈值中任意两者的值可以相同或者不同。每一个分光镜或者合束镜的第一表面反射与第二表面反射几乎重合，从而能够消除重影。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜的工作光谱范围为300nm~400nm。
本实施例中，分光镜或者合束镜的工作光谱范围为300nm~400nm，超出工作光谱范围的光不会工作。通过300nm~400nm的工作的光谱范围，可以有效的去除杂光。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜的反射：透射比例为45：55。
需要说明的是，45:55是一种可行的比例，其他比例也可以应用在本申请中。如44:56、46:54等。45:55可以最小程度减小光损耗，和杂光光斑的影响。可以设置不同的分光比，可以将色散降低从而更好的凝聚光束。
作为一种可选的示例， 所述第一全反射镜与所述第二全反射镜平行，所述第三全反射镜与所述第四全反射镜平行，所述第二全反射镜与所述第四全反射镜互相垂直。
可选的，本实施例中，第一全反射镜与第二全反射镜用于全反射第三光程，第三光程经第一全反射镜反射，光程弯折90度，再经第二全反射镜反射，从而再次弯折90度，还原到与原光程平行。经第一第二全反射镜反射后，第三光程朝向未发生变化，位置发生了变化。采用该方法，从而可以将第三光程与第一光程、第二光程组合为混合光程。
作为一种可选的示例， 所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜之间保持相对固定。
本实施例中，各个分光镜、合束镜、反射镜、光源的位置可以调整。当调整到合适的位置后，可以进行固定。固定后的位置在自然情况下不会发生变化。固定后，在需要的时候，位置可以再次调整。
作为一种可选的示例， 所述第一光束与所述第二光束合束，所述第三光束与所述第二光束之间的距离小于第五阈值。
第三光束与第一光束、第二光束平行。距离小于第五阈值，从而可以组合为混合光束，由相机捕捉。
本实施例的其他示例请参见上述示例，在此不在赘述。
可选地，在本实施例中，本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令终端设备相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取器（Random Access Memory，RAM）、磁盘或光盘等。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备（可为个人计算机、服务器或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多面聚焦成像的方法，其特征在于，包括：
由第一光源透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束，其中，所述第一光束与所述待成像物体的第一面垂直，所述第一薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第一面呈45度角设计；
由第二光源透过第二薄膜偏振分光镜向所述待成像物体的第二面投射第二光束，其中，所述第二光束与所述待成像物体的第二面垂直，所述第二薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第二面呈45度角设计，所述第一薄膜偏振分光镜与所述第二薄膜偏振分光镜平行，所述待成像物体的第一面与所述待成像物体的第二面垂直；
由相机捕捉混合光程，其中，所述混合光程包括第一光程与第二光程，所述第一光程为所述第一光束照射到所述待成像物体的第一面后产生的，经过所述第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，所述第二光程为所述第二光束照射到所述待成像物体的第二面后产生的，经过所述第二薄膜偏振分光镜反射，又经过所述薄膜偏振合束镜反射的光程，所述第一光程与所述第二光程位于同一水平面上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合光程还包括第三光程，所述第三光程为第三光束照射到所述待成像物体的第三面后产生的，经过第三薄膜偏振分光镜反射的光程，所述方法还包括：
由第三光源透过所述第三薄膜偏振分光镜向所述待成像物体的第三面投射所述第三光束，其中，所述第三光束与所述待成像物体的第三面垂直，所述第三薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第三面呈45度角设计，所述第三薄膜偏振分光镜与所述第二薄膜偏振分光镜垂直，所述待成像物体的第三面与所述待成像物体的第一面平行，所述第三光程经过第一全反射镜反射，且经过第二全反射镜反射后，与经过第三全反射镜反射，且经过第四全反射镜反射的所述第一光程和所述第二光程组合为所述混合光程，所述第三光程与所述第一光程位于同一水平面上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜采用镀膜设计。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第一阈值，所述第二薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第二阈值，所述薄膜偏振合束镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第三阈值，所述第三薄膜偏振分光镜的第一表面反射与第二表面反射之间的距离小于第四阈值。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜的工作光谱范围为300nm~400nm。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜的反射：透射比例为45：55。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一全反射镜与所述第二全反射镜平行，所述第三全反射镜与所述第四全反射镜平行，所述第二全反射镜与所述第四全反射镜互相垂直。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一薄膜偏振分光镜、所述第二薄膜偏振分光镜、所述薄膜偏振合束镜与所述第三薄膜偏振分光镜之间保持相对固定。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一光束与所述第二光束合束，所述第三光束与所述第二光束之间的距离小于第五阈值。
10.一种多面聚焦成像的系统，其特征在于，包括：
第一光源，用于透过第一薄膜偏振分光镜向待成像物体的第一面投射第一光束，其中，所述第一光束与所述待成像物体的第一面垂直，所述第一薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第一面呈45度角设计；
第二光源，用于透过第二薄膜偏振分光镜向所述待成像物体的第二面投射第二光束，其中，所述第二光束与所述待成像物体的第二面垂直，所述第二薄膜偏振分光镜与所述待成像物体的第二面呈45度角设计，所述第一薄膜偏振分光镜与所述第二薄膜偏振分光镜平行，所述待成像物体的第一面与所述待成像物体的第二面垂直；
相机，用于捕捉混合光程，其中，所述混合光程包括第一光程与第二光程，所述第一光程为所述第一光束照射到所述待成像物体的第一面后产生的，经过所述第一薄膜偏振分光镜反射，又透过薄膜偏振合束镜的光程，所述第二光程为所述第二光束照射到所述待成像物体的第二面后产生的，经过所述第二薄膜偏振分光镜反射，又经过所述薄膜偏振合束镜反射的光程，所述第一光程与所述第二光程位于同一水平面上。
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| 杨钒等: "一种多路平行同时偏振成像配准方法", 《图学学报》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114994084A (zh) * | 2022-08-08 | 2022-09-02 | 佛山市联动科技股份有限公司 | 单相机双面检测装置、系统及校正方法 |
| CN114994084B (zh) * | 2022-08-08 | 2022-11-29 | 佛山市联动科技股份有限公司 | 单相机双面检测装置、系统及校正方法 |
| CN115791807A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-03-14 | 苏州高视半导体技术有限公司 | 用于检测晶圆缺陷的装置 |
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