CN114859445B - 复眼成像系统 - Google Patents

复眼成像系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114859445B
CN114859445B CN202210594020.0A CN202210594020A CN114859445B CN 114859445 B CN114859445 B CN 114859445B CN 202210594020 A CN202210594020 A CN 202210594020A CN 114859445 B CN114859445 B CN 114859445B
Authority
CN
China
Prior art keywords
prism
compound eye
array
imaging system
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202210594020.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114859445A (zh
Inventor
王霞
裘溯
薛家安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute of Technology BIT
Original Assignee
Beijing Institute of Technology BIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute of Technology BIT filed Critical Beijing Institute of Technology BIT
Priority to CN202210594020.0A priority Critical patent/CN114859445B/zh
Publication of CN114859445A publication Critical patent/CN114859445A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114859445B publication Critical patent/CN114859445B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • G02B5/045—Prism arrays

Abstract

本发明提供一种复眼成像系统，包括：复眼阵列和设在所述复眼阵列的光路前方的棱镜阵列，所述棱镜阵列对所述复眼阵列的视场进行光轴偏转，其中，所述棱镜阵列包括若干层第一方向棱镜组和若干层第二方向棱镜组，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组均包括并排放置的若干折射式长棱的楔形棱镜，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组正交排布。本发明提供的复眼成像系统，通过正交排布的长棱楔形棱镜进行视场偏折，实现光轴多方向偏折。

Description

复眼成像系统
技术领域
本发明涉及光学成像技术领域，尤其涉及一种复眼成像系统。
背景技术
仿生复眼成像系统是当前国内外重点发展的重要技术，可通过光轴发散的小体积孔径阵列，实现对场景的大视场及视场重叠的成像。仿生复眼存在透镜阵列、棱镜阵列和光纤(集束)等等多种实现方式，在自动驾驶、飞行导航和军用探测上均具有广泛应用。
现有的仿真复眼成像系统中，棱镜对应的各孔径轴向偏折角度变化相同，无法实现光轴多方向偏折。
发明内容
本发明提供一种复眼成像系统，用以解决现有技术中棱镜对应的各孔径轴向偏折角度变化相同，无法实现光轴多方向偏折的缺陷。
本发明提供一种复眼成像系统，包括：
复眼阵列和设在所述复眼阵列的光路前方的棱镜阵列，所述棱镜阵列对所述复眼阵列的视场进行光轴偏转，其中，所述棱镜阵列包括若干层第一方向棱镜组和若干层第二方向棱镜组，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组均包括并排放置的若干折射式长棱的楔形棱镜，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组正交排布。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，所述复眼阵列包括i×j组复眼单元，其中i×j≥2，所述第一方向棱镜组包括k根棱镜，所述第二方向棱镜组包括l根棱镜，其中，k≤i， l≤j。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，所述复眼阵列的光学系统为微透镜、小型化透镜组、梯度折射率渐变镜头、自由曲面透镜或单透镜。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，所述第一方向棱镜组和第二方向棱镜组的棱镜参数和安装位置基于光轴偏折角度，视场边缘的全反射阈值和界面上像面大小确定。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，还包括：
棱镜安装支架，用于固定所述棱镜阵列。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，还包括：
复眼安装和调焦支架，用于固定所述复眼阵列和调节所述复眼阵列的对焦距离。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，还包括：
防串扰结构，设在所述复眼阵列后方，用于隔开各孔径的光线。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，所述防串扰结构为遮光支架或三维结构视场光阑。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，还包括：
单探测器，设在所述遮光支架后方，用于汇总各孔径的场景成像并同时输出。
根据本发明提供的一种复眼成像系统，所述单探测器为大面阵相机、多感光芯片集成阵列、电子扫描成像相机或红外光电传感器。
本发明提供的复眼成像系统，通过正交排布的长棱的楔形棱镜进行视场偏折，实现光轴多方向偏折。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是平面孔径阵列结构的成像模式和装置外形示意图；
图2是图1对应的成像模式和装置侧面结构示意图；
图3是本发明提供的一种复眼成像系统一个实施例的结构示意图；
图4是图3对应的大视场成像模式和装置外形示意图；
图5是光轴偏转角度分析图；
图6是视场边缘全反射阈值分析图；
图7是棱镜尺寸限制分析图；
图8是本发明提供的一种复眼成像系统另一个实施例的结构示意图；
图9是本发明提供的一种复眼成像系统成像过程示意图。
附图标记：
1：成像视场；2：复眼阵列；3：大面阵相机；4：像方视场；5：防串扰结构；6：感光芯片；7：第一方向棱镜组；8：第二方向棱镜组；9-棱镜安装支架。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
图1是平面孔径阵列结构的成像模式和装置外形示意图；为基于小型化光学系统的分象限平面孔径阵列结构的成像模式和装置外形示意图，示意图中以9孔径复眼为例，尚未加入棱镜阵列。
图2是图1对应的成像模式和装置侧面结构示意图；即复眼的分孔径成像、防串扰和分象限输出示意图，示意图中以相邻2孔径为例。各孔径成像视场大小为FOV 角度，相邻两孔径有重叠视场，可实现对单一目标的多孔径分别成像。各孔径图像成像在同一感光芯片上，空间上被分离为(左右)两个象限，并通过防串扰结构分隔，实现了单一目标-多孔径成像-单像面汇合输出的单-多-单成像模式。
图3为本发明提供的一种复眼成像系统一个实施例的结构示意图，本示意图使用2层棱镜排布，每层含2根偏折方向相反的楔形棱镜，另有一行/列孔径前不加入棱镜。两层棱镜排布的安装方向呈90°，分别对光轴进行两个方向的偏折。
图4是图3对应的大视场成像模式和装置外形示意图；为加入棱镜偏折后的大视场示意图，本示意图使用2层棱镜排布，对9路孔径光轴分别进行偏折，将各个视角图像汇集到平面孔径阵列。
图5为对某棱镜的光轴偏转过程(逆光路分析)，n1-n2，n3-n4为棱镜折射导致的角度变化，n0-n1，n2-n3，n4-n5为光轴所参考坐标系的变化。
图6为视场边缘全反射阈值限制，超过全反射角的区域出现在边缘孔径的像面内侧，在玻璃-空气折射界面的入射角α需满足不发生全反射条件。
图7为棱镜尺寸限制，棱镜长直角边L 2应使全视场恰好能够从斜面射出。
图8为本发明提供的一种复眼成像系统另一个实施例的结构示意图，本示意图为3层6棱镜的6孔径的正交折射式楔形棱镜复眼立体装配示意图。
图9为本发明提供的一种复眼成像系统成像过程示意图。
参照图1和图2，本发明提出的基于小型化光学系统的分象限平面孔径阵列结构，包括多孔径阵列和大面阵相机3，多孔径阵列的各个孔径对应有各自的成像视场1，各孔径图像成像在同一感光芯片6上，通过防串扰结构5隔开。
参照图3和图4，本发明提供一种复眼成像系统，可以包括：
复眼阵列2和设在所述复眼阵列的光路前方的棱镜阵列，所述棱镜阵列对所述复眼阵列的视场进行光轴偏转，其中，所述棱镜阵列包括若干层第一方向棱镜组和若干层第二方向棱镜组，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组均包括并排放置的若干折射式长棱的楔形棱镜，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组正交排布。
复眼阵列2包括若干复眼单元，每个复眼单元分别设有各自对应的成像视场1，待成像的单一目标通过复眼阵列2得到对应路数的像方视场4，将所有像方视场4汇总并同时输出至图像处理软件，图像处理软件将所有像方视场4进行图像分割、配准和拼接处理，得到单一目标场景对应的大视场成像。另外，复眼单元可以呈矩形排布，用于实现各路场景图像的矩形排布，方便图像处理软件对图像进行处理，提高了成像效率。
所述棱镜阵列对所述复眼阵列的视场进行偏转，实现了多路场景大视场拼接成像。本发明提供的正交排布的所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组，通过多层偏折增加了视角偏折范围上限，增加了偏转方向。
如图5所示，下面通过光路可逆性原理对本申请成像光路的工作原理进行具体说明：
假设景物从感光面逆向到大视场某一点成像，则相对于系统，光轴可用两个正交方向下偏转角a和b表示为：
平面孔径的光轴最初无偏转，假设第一层棱镜底面与光轴垂直，则光轴进入到第一层棱镜中仍然为：
假设第一层棱镜介质折射率为n，楔角方向为x方向，角度大小为，则光线从第一层棱镜中出射，光轴变化为：
同理，对于第k层棱镜的作用，在入射到棱镜前，原入射方向相对于系统坐标可用两个正交方向下偏转角a和b表示为：
原入射方向的参考系需从相对于系统入射方向，转化为相对于棱镜入射面的方向，通过系统坐标系-棱镜入射面坐标系的变换矩阵M1，有：
M1矩阵与棱镜入射面安装位置有关。然后入射光经过楔形棱镜空气-玻璃折射面进行第一次折射，折射作用可写作F函数，有：
上式的折射出射光，将进入玻璃-空气折射面，通过棱镜入射面坐标系-棱镜出射面坐标系的变换矩阵M2，有：
M2矩阵仅与棱镜楔角方向和大小有关。对第二次折射有：
从棱镜出射面坐标系变换回系统坐标系下的光轴方向，有：
通过改变棱镜的楔角和安装角度，可实现系统各孔径光轴朝向的不同角度的旋转。
通过上述对光轴偏转角度的分析，可以理解本申请提出的正交折射式楔形棱镜的大视场复眼成像系统，与其它复眼成像装置相比，本复眼成像系统采用折射式楔形棱镜进行光轴偏转，并使用多棱镜正交层叠结构以实现大角度多方向偏折，解决了现有技术中无法实现光轴多方向多次偏折的技术问题。
另外，各层棱镜棱长均为正交方向放置，以确保单孔径经过不同层棱镜的多方向、多角度偏转。多层棱镜有助于防止单层大楔角棱镜的全反射限制。每层多根棱镜并排放置以实现棱镜单体体积的最小化，多层棱镜之间紧密层叠，以防止视场在传播中逐渐扩束，导致棱镜体积增大，使得系统结构更加紧凑。本申请实施例还通过折射式楔形棱镜进行光轴偏转，减小了视差。
在上述实施例的基础上，作为一个优选的实施例，所述第一方向棱镜组和第二方向棱镜组的棱镜参数和安装位置，基于光轴偏折角度、视场边缘的全反射阈值和界面上像面大小共同确定。
如图6所示，棱镜的感光面上可能存在某些位置，其在棱镜-空气介面的入射角可能超过全反射角，将导致该区域感光面无法存在有效输入。通过研究视场边缘全反射阈值可避免像面利用率低的问题，并通过全反射阈值约束各层棱镜的参数和安装位置的选择。
对于光轴发散的棱镜复眼系统，超过全反射角的区域通常出现在边缘孔径的像面内侧，则可通过最外围的角位置孔径方形像面，其内侧最边缘角点传像过程作为全反射判断标准。最边缘角点带入光线传播向量n k0，在经过顺序传播后向量变为n k3，在不导致全反射的条件下，其在玻璃-空气折射面的入射角需满足：
可以理解的是，本申请实施例通过全反射阈值约束各层棱镜的参数和安装位置的选择，提高了像面利用率。
在上述实施例的基础上，作为一个优选的实施例，通过约束单个孔径视场大小，并增大棱镜尺寸，可保证光线全部在长直角面-斜面出入。具体的，棱镜尺寸限制将导致感光面上可能存在某些位置，其在楔形棱镜中的光线将从短直角面射出而不是斜面射出，将导致视场成像范围的错位。
如图7所示，对于光轴发散的棱镜复眼系统，超过斜面出射的区域亦通常出现在边缘孔径的像面内侧。假设孔径在空气-玻璃折射面的长直角边通光区域长度为L 1，光线到达玻璃-空气折射面后恰好在斜面边缘射出时的长直角边通光区域长度为L 2，楔角大小为θ 1，空气-玻璃面出射角度为b 2，则棱镜尺寸应满足：
可以理解的是，本申请实施例通过约束单个孔径视场大小，并增大棱镜尺寸，从而提高了视场成像范围的准确性。
在上述实施例的基础上，作为一个优选的实施例，所述复眼阵列包括i×j组复眼单元，其中i×j≥2，所述第一方向棱镜组包括k根棱镜，所述第二方向棱镜组包括l根棱镜，其中，k≤i，l≤j。
可以理解的是，本系统使用长棱长的楔形棱镜进行光轴偏转，一根棱镜能对一排/一列孔径均产生同样的光轴偏转作用。每层多根棱镜楔角可互不相同以实现同层不同角度偏转，可以在某一排/列孔径前不加入棱镜以直线传输，使得系统的结构更加紧凑，增加了光轴偏折方向，提高了安装精度，减小了集成体积。
可选的，所述复眼阵列的光学系统为微透镜、小型化透镜组、梯度折射率渐变镜头、自由曲面透镜或单透镜。
下面结合附图对本申请实施例提供的系统进行详细地举例说明。
1、2层4棱镜的9孔径的复眼系统
2层4棱镜的9孔径的复眼系统示意图如图3所示，使用两层棱镜排布进行光轴偏折，共使用4根相同参数的棱镜。小型化孔径使用微型镜头，成像视场约40°，相邻孔径选择50%视场重叠率，焦距12mm，成像面尺寸1/2.7”，孔径最大直径7mm，相邻孔径间隔7.7mm。相机成像面为正方形，感光芯片边长23.04mm。棱镜使用K9玻璃，其折射率n为1.5163。
棱镜参数计算如下：
50%视场重叠率下光轴偏转角度应为20°，则
可得楔角大小为31.04°，为加工方便精确考虑，使用30°楔角棱镜。该折射率的全反射角为41.26°，40°视场在玻璃中传播张角为26.07°，对于玻璃-空气介面上全视场中，边缘入射角存在1.78°视场盲区。
对于棱镜尺寸，第一层棱镜底面-孔径间距假设为2mm，可得40°视场产生的底面成像面L 1大小为0.73mm，可得棱镜长直角边最小理论长度L 2应大于0.84mm。假设棱镜长直角边10mm，同理可得第二层棱镜底面成像面L 1大小为5.84mm，二层棱镜最小长度6.73mm，因此选择10mm棱镜能覆盖全视场。
2、3层6棱镜的6孔径的复眼系统
3层6棱镜的6孔径的复眼系统的结构示意图如图8所示，成像过程示意图如图9所示，使用三层棱镜排布进行光轴偏折，共使用2对相同参数和1对不同参数的棱镜。小型化孔径使用双凸胶合透镜，成像视场约45°，相邻孔径选择50%视场重叠率，焦距12.5mm，成像面直径10.5mm，孔径最大直径7.5mm，相邻孔径间隔8mm。相机成像面为长方形，感光芯片长宽为24.1mm×16.0mm，棱镜呈3×2阵列排布，假设3列孔径排布方向为x方向，2行孔径排布方向为y方向，则棱镜排布方式采用2层短棱镜x方向偏折，再使用1层长棱镜y方向偏折。
棱镜使用K9玻璃，其参数计算如下：
50%视场重叠率下，第1、2层棱镜的光轴偏转角度应为22.8°，每一层分别偏转11.4°，第3层棱镜的光轴偏转角度应为11.4°，则可得楔角大小为17.44°。
该折射率的全反射角为41.26°，45°视场在玻璃中传播张角为29.61°，对于玻璃-空气介面上全视场中，边缘入射角为32.06°小于全反射角，无视野盲区。
对于棱镜尺寸，第一层棱镜底面-孔径间距假设为1mm，可得45°视场产生的底面成像面L 1大小为0.42mm，可得棱镜长直角边最小理论长度L 2应大于0.46mm。假设第一、二层棱镜长直角边8mm，棱长16mm，第三层棱镜长直角边10mm，棱长24mm。各层棱镜尽可能紧凑安装，视场光轴均正入射棱镜长直角面。可通过像面大小逐级传播的过程分析，证明以上三层棱镜均能覆盖全视场传播。
可以理解的是，本发明公开的基于多层正交的折射式楔形棱镜的大视场复眼成像装置，能有效地解决棱镜全反射角度限制和复眼视角旋转的矛盾，提升孔径阵列和棱镜阵列的安装、对齐精度，通过配套的多孔径图像配准算法实现大视场拼接成像，提供了一种新型低成本高精度的多孔径阵列的大成像模式。
在上述实施例的基础上，作为一个优选的实施例，可以包括：
棱镜安装支架9，用于固定所述棱镜阵列。多层的k根某方向棱镜、多层的l根垂直方向棱镜及安装支架，安装在复眼各成像孔径光路前方，实现各视角入射光的偏折旋转，并通过多层棱镜依次偏转，将大视场各视角图像投射到相对应的平面孔径阵列上。
复眼安装和调焦支架，用于固定所述复眼阵列和调节所述复眼阵列的对焦距离。i×j复眼多孔径阵列，光轴平行安装在支架上，通过螺纹实现在支架上的对焦距离灵活调节。
防串扰结构5，设在所述复眼阵列后方，用于隔开各孔径的光线。可选的，所述防串扰结构为遮光支架或三维结构视场光阑。i×j路防串扰结构，使用“田”、“井”等结构的遮光支架，或三维结构视场光阑，防止各路成像互相串扰，使各路成像仅在各自象限进行成像。
单探测器，设在所述遮光支架后方，用于汇总各孔径的场景成像并同时输出。单探测器具有较大面阵的特点，使得各路图像得到汇总，各象限图像之间只产生固定且较窄的接合缝。可选的，所述单探测器为大面阵相机、多感光芯片集成阵列、电子扫描成像相机或红外光电传感器。
可以理解的是，本申请实施例通过上述结构，实现小体积的多孔径系统集成，实现了视场高/中/低重叠率的高精度多视角偏折；实现无串扰的大视场拼接成像；减小了棱镜安装难度，又通过多层偏折增大了视角可调范围上限。最终实现了大视场复眼成像装置的可行性设计，解决了棱镜的高精度安装、小体积集成和大角度偏折问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种复眼成像系统，其特征在于，包括：
复眼阵列和设在所述复眼阵列的光路前方的棱镜阵列，所述棱镜阵列对所述复眼阵列的视场进行光轴偏转，其中，所述棱镜阵列包括若干层第一方向棱镜组和若干层第二方向棱镜组，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组均包括并排放置的若干折射式长棱的楔形棱镜，所述第一方向棱镜组和所述第二方向棱镜组正交排布，多层棱镜之间紧密层叠；所述第一方向棱镜组和第二方向棱镜组的棱镜参数和安装位置基于光轴偏折角度、视场边缘的全反射阈值和界面上像面大小确定，对于光轴发散的棱镜复眼系统，超过全反射角的区域在边缘孔径的像面内侧，通过最外围的角位置孔径方形像面，其内侧最边缘角点传像过程作为全反射判断标准，最边缘角点带入光线传播向量nk0，在经过顺序传播后向量变为nk3，在不导致全反射的条件下，其在玻璃-空气折射面的入射角需满足：ak3和bk3分别表示第k层棱镜在两个正交方向下偏转角a和b进行的第3次变换；对于光轴发散的棱镜复眼系统，超过斜面出射的区域在边缘孔径的像面内侧，假设孔径在空气-玻璃折射面的长直角边通光区域长度为L1，光线到达玻璃-空气折射面后恰好在斜面边缘射出时的长直角边通光区域长度为L2，楔角大小为θ1，空气-玻璃面出射角度为b2，则棱镜尺寸应满足：/>
2.根据权利要求1所述的复眼成像系统，其特征在于，所述复眼阵列包括i×j组复眼单元，其中i×j≥2，所述第一方向棱镜组包括k根棱镜，所述第二方向棱镜组包括l根棱镜，其中，k≤i，l≤j。
3.根据权利要求1或2所述的复眼成像系统，其特征在于，所述复眼阵列的光学系统为微透镜、小型化透镜组、梯度折射率渐变镜头、自由曲面透镜或单透镜。
4.根据权利要求1所述的复眼成像系统，其特征在于，还包括：
棱镜安装支架，用于固定所述棱镜阵列。
5.根据权利要求1所述的复眼成像系统，其特征在于，还包括：
复眼安装和调焦支架，用于固定所述复眼阵列和调节所述复眼阵列的对焦距离。
6.根据权利要求1所述的复眼成像系统，其特征在于，还包括：
防串扰结构，设在所述复眼阵列后方，用于隔开各孔径的光线。
7.根据权利要求6所述的复眼成像系统，其特征在于，所述防串扰结构为遮光支架或三维结构视场光阑。
8.根据权利要求7所述的复眼成像系统，其特征在于，还包括：
单探测器，设在所述遮光支架后方，用于汇总各孔径的场景成像并同时输出。
9.根据权利要求8所述的复眼成像系统，其特征在于，所述单探测器为大面阵相机、多感光芯片集成阵列探测器、电子扫描成像相机或红外光电传感器。
CN202210594020.0A 2022-05-27 2022-05-27 复眼成像系统 Active CN114859445B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210594020.0A CN114859445B (zh) 2022-05-27 2022-05-27 复眼成像系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210594020.0A CN114859445B (zh) 2022-05-27 2022-05-27 复眼成像系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114859445A CN114859445A (zh) 2022-08-05
CN114859445B true CN114859445B (zh) 2024-02-06

Family

ID=82640811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210594020.0A Active CN114859445B (zh) 2022-05-27 2022-05-27 复眼成像系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114859445B (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060105912A (ko) * 2005-04-01 2006-10-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 프리즘시트 및 이를 이용한 액정표시장치
CN101246302A (zh) * 2007-02-15 2008-08-20 船井电机株式会社 广角摄像装置
JP2011198626A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Asahi Kasei Corp 光源ユニット及びこれを具備する表示装置
CN102340633A (zh) * 2011-10-18 2012-02-01 深圳市远望淦拓科技有限公司 一种利用多台摄像机生成鱼眼效果图片的方法
CN102537762A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 徐平 一体化微光学背光模组
JP2012151798A (ja) * 2011-01-21 2012-08-09 Ricoh Co Ltd 撮像装置
CN102853336A (zh) * 2012-08-21 2013-01-02 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组
CN103375741A (zh) * 2012-04-30 2013-10-30 中强光电股份有限公司 导光板及使用导光板的背光模块
CN105807485A (zh) * 2014-12-30 2016-07-27 上海冠显光电科技有限公司 液晶显示模组、装置及控制方法
CN108957768A (zh) * 2018-06-22 2018-12-07 张家港康得新光电材料有限公司 实现裸眼3d、2d/3d切换的结构及方法
WO2019194745A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-10 National University Of Singapore Method and system for recording an image using one or more prisms
CN213659463U (zh) * 2020-11-12 2021-07-09 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020130497A1 (en) * 2018-12-20 2020-06-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Display device

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060105912A (ko) * 2005-04-01 2006-10-12 엘지.필립스 엘시디 주식회사 프리즘시트 및 이를 이용한 액정표시장치
CN101246302A (zh) * 2007-02-15 2008-08-20 船井电机株式会社 广角摄像装置
JP2011198626A (ja) * 2010-03-19 2011-10-06 Asahi Kasei Corp 光源ユニット及びこれを具備する表示装置
CN102537762A (zh) * 2010-12-22 2012-07-04 徐平 一体化微光学背光模组
JP2012151798A (ja) * 2011-01-21 2012-08-09 Ricoh Co Ltd 撮像装置
CN102340633A (zh) * 2011-10-18 2012-02-01 深圳市远望淦拓科技有限公司 一种利用多台摄像机生成鱼眼效果图片的方法
CN103375741A (zh) * 2012-04-30 2013-10-30 中强光电股份有限公司 导光板及使用导光板的背光模块
CN102853336A (zh) * 2012-08-21 2013-01-02 深圳市华星光电技术有限公司 背光模组
CN105807485A (zh) * 2014-12-30 2016-07-27 上海冠显光电科技有限公司 液晶显示模组、装置及控制方法
WO2019194745A1 (en) * 2018-04-03 2019-10-10 National University Of Singapore Method and system for recording an image using one or more prisms
CN108957768A (zh) * 2018-06-22 2018-12-07 张家港康得新光电材料有限公司 实现裸眼3d、2d/3d切换的结构及方法
CN213659463U (zh) * 2020-11-12 2021-07-09 深圳市汇顶科技股份有限公司 指纹识别装置和电子设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
裘溯，薛家安，王霞，李磊磊，陈家斌.大视场紧凑型仿生复眼成像系统研究.导航定位与授时.2020,第7卷(第4期),全文. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114859445A (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10816778B2 (en) Image capture system and imaging optical system
US9793308B2 (en) Imager integrated circuit and stereoscopic image capture device
US9261679B2 (en) Imaging system and imaging optical system
US20080297612A1 (en) Image pickup device
CN100521747C (zh) 运动检测成像设备
CN105635530B (zh) 光场成像系统
TWI461824B (zh) 立體取像裝置
US7187502B2 (en) Compact optical assembly for imaging a remote object
US6980379B1 (en) Flat wide-angle objective
CN112005150B (zh) 用于移动设备的全光相机
JP2005241791A (ja) ステレオ撮像装置
WO2015119186A1 (ja) 固体撮像装置および撮像装置
WO2013114890A1 (ja) 撮像装置および測距装置
EP1751600A1 (en) Compact, wide-field-of-view imaging optical system
CN204258928U (zh) 光场成像系统
CN114859445B (zh) 复眼成像系统
CN110796097B (zh) 屏下光学指纹模组、显示屏组件和电子设备
CN211018954U (zh) 一种分视场成像模组及终端设备
US9847360B2 (en) Two-side illuminated image sensor
WO2023103500A1 (zh) 一种无盲区多目全景立体成像装置
KR102433168B1 (ko) 디스플레이에 지문인식 기능을 구현하는 광 선택 구조 및 지문인식 기능을 구비한 디스플레이
CN102314067A (zh) 立体取像装置
JP2015034995A (ja) 光学系および撮像システム
JP2018049109A (ja) 立体画像表示装置
JP7351561B1 (ja) マイクロレンズアレイを用いた画像伝達パネル、及びこれを用いた立体的２次元画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant