CN218512791U - 一种双目3d成像系统 - Google Patents

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CN218512791U CN202222861193.2U CN202222861193U CN218512791U CN 218512791 U CN218512791 U CN 218512791U CN 202222861193 U CN202222861193 U CN 202222861193U CN 218512791 U CN218512791 U CN 218512791U
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赵小波
郝成龙
谭凤泽
朱健
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Abstract

本实用新型提供了一种双目3D成像系统，用于对成像物体进行3D成像，包括：成像器件、第一图像采集单元、第二图像采集单元和光束调制单元；第一图像采集单元和第二图像采集单元远离成像器件的一侧设置成像物体；第一图像采集单元对接收的第一成像光束进行相位调制，相位调制后的第一成像光束入射到光束调制单元；第二图像采集单元对接收的第二成像光束进行相位调制，相位调制后的第二成像光束入射到光束调制单元；第一成像光束和第二成像光束透过成像光束调制单元后，被成像器件接收。本申请利用两片具有一定夹角的超透镜从两侧对物体进行成像，通过图像处理获得3D图像。具有双目成像还原度高的优点，同时只需一个成像器件，减小了系统体积与成本。

Description

一种双目3D成像系统
技术领域
本实用新型涉及超透镜技术领域，具体而言，涉及一种双目3D成像系统。
背景技术
深度相机又称之为3D相机，该3D相机能检测出拍摄空间的景深距离。为了形成3D图像，可以在3D相机上设置两个图像采集设备。3D相机先通过该两个图像采集设备采集同一物体的图像，然后对两个图像采集设备采集到的同一物体的图像进行处理，形成3D信息。但现有的3D成像通常需要使用到两个相机(成像器件)，导致体积大，成本较高。
实用新型内容
为解决现有技术存在的技术问题，本实用新型实施例提供一种双目3D(three-dimensional)成像系统。
一种双目3D成像系统，用于对成像物体进行3D成像，包括：成像器件、第一图像采集单元、第二图像采集单元和光束调制单元；
所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元远离所述成像器件的一侧设置成像物体；
所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元沿光轴对称分布，且位于所述成像器件的光路上游；
所述第一图像采集单元，接收所述成像物体反射的第一成像光束，并对接收的所述第一成像光束进行相位调制，相位调制后的所述第一成像光束入射到所述光束调制单元；
所述第二图像采集单元，接收所述成像物体反射的第二成像光束，并对接收的所述第二成像光束进行相位调制，相位调制后的所述第二成像光束入射到所述光束调制单元；
所述第一成像光束透过所述光束调制单元后，被所述成像器件接收，所述第二成像光束透过所述光束调制单元后，被所述成像器件接收。
可选地，所述光束调制单元，采用第一检偏器和第三超透镜：所述第三超透镜位于所述第一检偏器远离成像器件一侧；
所述第一图像采集单元，包括：第一超透镜和第一起偏器；
所述第二图像采集单元，包括：第二超透镜和第二起偏器；
所述第一成像光束经过第一起偏器后形成第一线偏振光，所述第二成像光束经过第二起偏器后形成与第一线偏振光呈正交的第二线偏振光；
所述第一超透镜能够对所述第一线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第一线偏振光入射到所述第三超透镜；
所述第二超透镜能够对所述第二线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第二线偏振光入射到所述第三超透镜；
所述第三超透镜将入射的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光会聚至所述第一检偏器；
所述第一检偏器分时供所述第一线偏振光和所述第二线偏振光透过，且所述第一线偏振光和所述第二线偏振光分别被所述成像器件接收。
可选地，所述光束调制单元采用第一检偏器和第三超透镜的情况下，所述第一超透镜对第一线偏振光的相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000021
其中，θ为第一超透镜光轴与相位调制后的第一线偏振光主光轴之间的偏转角，ω1为第一线偏振光的入射波频率；
c为真空中的光速，r1为第一超透镜半径，
Figure BDA0003915690300000022
为第一超透镜对第一线偏振光的相位分布。
可选地，所述光束调制单元采用第一检偏器和第三超透镜的情况下，所述第二超透镜的相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000031
其中，第二超透镜光轴与相位调制后的第二线偏振光主光轴之间的偏转角为-θ；
ω2为第二线偏振光的入射波频率，c为真空中的光速，r2为第二超透镜半径，
Figure BDA0003915690300000032
为第二超透镜对第二线偏振光的相位分布。
可选地，所述光束调制单元采用第一检偏器和第三超透镜的情况下，所述第三超透镜相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000033
其中，ω3为第一线偏振光与第二线偏振光的入射频率，c为真空中的光速，r3为第三超透镜半径，
Figure BDA0003915690300000034
为第三超透镜相位，f3为第三超透镜的焦距。
可选地，所述光束调制单元采用第二检偏器：
所述第一图像采集单元包括第四超透镜和第三起偏器，所述第二图像采集单元包括第五超透镜和第四起偏器；
所述第一成像光束经过所述第三起偏器变为第一线偏振光；
所述第二成像光束经过所述第四起偏器后变为与所述第一线偏振光呈正交的第二线偏振光；
所述第四超透镜对所述第一线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第一线偏振光入射至第二检偏器；
所述第五超透镜对所述第二线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第二线偏振光入射至第二检偏器；
分时透过所述第二检偏器的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光，分别被所述成像器件接收。
可选地，所述光束调制单元采用第二检偏器的情况下，所述第四超透镜对第一线偏振光的相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000035
其中，θ1为第四超透镜光轴与相位调制后的第一线偏振光主光轴之间的偏转角，ω4为第一线偏振光的入射频率，
Figure BDA0003915690300000041
为第四超透镜对第一线偏振光的相位分布，r4为第四超透镜半径，c为真空中的光速，f4为第四超透镜的焦距。
可选地，所述光束调制单元采用第二检偏器的情况下，所述第五超透镜对第二线偏振光的相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000042
其中，-θ1为第五超透镜光轴与相位调制后的第二线偏振光主光轴之间的偏转角，ω5为第二线偏振光的入射频率，
Figure BDA0003915690300000043
为第五超透镜(211)对第二线偏振光的相位分布，r5为第五超透镜半径，c为真空中的光速，f5为第五超透镜的焦距。
可选地，所述第四超透镜的焦距f4为成像器件到第四超透镜的距离，θ1为第四超透镜光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，d为第四超透镜中心和第五超透镜中心之间的距离，α为第四超透镜光轴与成像器件主光轴之间的夹角；则f4、d、θ1、α满足：
Figure BDA0003915690300000044
所述第五超透镜的焦距f5为成像器件到第五超透镜的距离，-θ1为第五超透镜光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，d为第四超透镜中心和第五超透镜中心之间的距离，α1为第五超透镜光轴与成像器件主光轴之间的夹角，则f5、d、-θ1、α1满足：
Figure BDA0003915690300000045
可选地，所述光束调制单元采用斩波器：
所述第一图像采集单元包括第一超表面；
所述第二图像采集单元包括第二超表面；
所述第一超表面(214)将第一成像光束偏转至斩波器；
所述第二超表面(215)将第二成像光束偏转至斩波器；
分时透过所述斩波器的所述第一成像光束和所述第二成像光束，分别被所述成像器件接收。
可选地，所述成像器件与所述第二检偏器或者所述斩波器同光轴设置。
可选地，所述成像器件、所述第一检偏器和所述第三超透镜同光轴设置。
可选地，所述第一超透镜与第三超透镜之间的距离为L，θ为第一超透镜光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，α2为第一超透镜光轴与成像器件主光轴之间的夹角，d1为第一超透镜中心与第二超透镜中心之间的距离，则L、d1、α2、θ满足：
Figure BDA0003915690300000051
可选地，所述第二超透镜与第三超透镜之间的距离为L1，-θ为第二超透镜光轴与第二线偏振光主光轴之间的偏转角，α3为第二超透镜光轴与成像器件主光轴之间的夹角，d1为第一超透镜中心与第二超透镜中心之间的距离，则L1、d、α3、-θ满足：
Figure BDA0003915690300000052
本实用新型中，使用具有一定夹角的第一图像采集单元和第二图像采集单元从两侧对成像物体进行采集，成像器件以一定时间差分别对第一图像采集单元和第二图像采集单元的视场成像，通过图像处理技术获得该视场的3D图像。该方案既具有传统的双目成像还原度高的优点，还避免了使用两个相机造成体积大、成本高的缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
图1示出了本实用新型实施例所提供的光束调制单元包括第一检偏器和第三超透镜的系统光路示意图；
图2示出了本实用新型实施例所提供的图1的等效光路示意图；
图3示出了本实用新型实施例所提供的第二检偏器示意图；
图4示出了本实用新型实施例所提供的光束调制单元包括第二检偏器的系统光路示意图；
图5示出了本实用新型实施例所提供的光束调制单元包括斩波器的系统光路示意图。
图标：110、成像器件；111、成像物体；112、第一检偏器；113、第三超透镜；114、第一超透镜；115、第一起偏器；116、第二超透镜；117、第二起偏器；118、第二检偏器；119、第四超透镜；210、第三起偏器；211、第五超透镜；212、第四起偏器；213、斩波器；214、第一超表面；215、第二超表面。
具体实施方式
为了更好地理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
深度相机(3D相机)在机器视觉领域有广泛的应用，其原理主要基于3种方案：结构光、ToF和双目视觉。传统的双目视觉是基于存在一定夹角的两个相机对同一物体成像，通过图像处理技术对不同视角的图像进行特征匹配，形成3D图像。但两个相机的使用增大了系统的体积和成本。
论文《Metasurface Generation of Paired Accelerating and RotatingOptical Beams for Passive Ranging and Scene Reconstruction》中提出了一种利用两个空间相邻的超透镜，分别具有深度不变的EDOF-PSF和深度敏感的DH-PSF，以实现3D深度成像(一边获取物体的轮廓信息，一边获取物体的深度信息)；论文《3D Imaging UsingExtreme Dispersion in Optical Metasurfaces》利用超透镜的大色散原理，在不同深度上对相应波段的光束成像，获取物体的深度信息。
上述方案虽然使用单相机基于超透镜获取到了物体的轮廓信息和一定的深度信息，但成像视场角有限(体现在获取的深度信息有限，通俗来讲，即使你有很好的获取深度信息能力，但从正面看也看不到两侧的深度信息)，这极大地限制了上述方案的推广使用。
本实用新型实施例基于上述问题，使用两片有一定夹角的超透镜从两侧对物体成像，一个成像器件以一定时间差分别对两片超透镜的视场成像，通过图像处理技术获得该视场的3D图像。该方案既具有传统的双目成像还原度高的优点，还避免了使用两个成像器件造成体积大、成本高的缺陷。
为解决上述问题，本实用新型实施例中提供了一种双目3D成像系统，包括：成像器件110、第一图像采集单元、第二图像采集单元和光束调制单元；第一图像采集单元和所第二图像采集单元远离成像器件110的一侧设置成像物体111；第一图像采集单元和第二图像采集单元沿光轴对称分布，且位于成像器件110的光路上游。
上述已对成像系统的结构组成描述完毕，下面对3D成像系统(以下简称成像系统)的成像原理进行描述。
本实用新型实施例中，第一图像采集单元与第二图像采集单元沿着光轴对称分布。成像物体111上反射的第一成像光束入射至第一图像采集单元，第一成像光束在第一图像采集单元处进行相位调制后入射至光束调制单元；成像物体111上反射的第二成像光束入射至第二图像采集单元，第二成像光束在第二图像采集单元处进行相位调制后入射至光束调制单元；第一成像光束经过相位调制后入射至成像器件110，第二成像光束经过相位调制后入射至成像器件110。
光束调制单元分时供第一成像光束和第二成像光束透过，且第一成像光束和第二成像光束分别被成像器件(110)接收。
所述光束调制单元可以采用三种方式实现，第一种方式：所述光束调制单元采用第一检偏器和第三超透镜。
具体地，参见图1所示的光束调制单元采用第一检偏器和第三超透镜时的双目3D成像系统的结构示意图，光束调制单元，包括：第一检偏器112和第三超透镜113。第一图像采集单元，包括：第一超透镜114和第一起偏器115。第二图像采集单元，包括：第二超透镜116和第二起偏器117。其中，第一超透镜114和第二超透镜116具有纳米结构，为光束角度偏转器；第三超透镜113具有纳米结构，提供一定的光焦度。
具体成像过程为：成像物体111分时反射的第一成像光束入射至第一起偏器115后，形成第一线偏振光；第一线偏振光继续入射至第一超透镜114，第一超透镜114对第一线偏振光进行相位调制，相位调制后的第一线偏振光偏转至第三超透镜113，第三超透镜113将会聚的第一线偏振光再次进行相位调制，第一线偏振光在第三超透镜113的相位调制下会聚至第一检偏器112。
成像物体111分时反射的第二成像光束入射至第二起偏器117后，形成第二线偏振光；第二线偏振光继续入射至第二超透镜116，其中，进入第二超透镜116的第二成像光束与进入第一超透镜114的第一成像光束的偏振方向相互垂直；第二超透镜116对第二线偏振光进行相位调制，相位调制后的第二线偏振光偏转至第三超透镜113，第三超透镜113将会聚的第二线偏振光再次进行相位调制，第一线偏振光在第三超透镜113的相位调制下会聚至第一检偏器112。第一线偏振光与第二线偏振光分时通过做旋转运动或往返运动的第一检偏器112会聚至成像器件110。成像器件110在一段时间内分别接收第一线偏振光的图像和第二线偏振光的图像，通过图像融合技术将两个不同视角的图像融合为物体的3D图像，其效果等效于图2。
本实用新型实施例中，第一超透镜114对第一线偏振光的相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000091
其中，θ为第一超透镜光轴与相位调制后的第一线偏振光主光轴之间的偏转角，ω1为第一线偏振光的入射频率，c为真空中的光速，r1为第一超透镜114半径，
Figure BDA0003915690300000092
为第一超透镜114对第一线偏振光的相位分布。
第二超透镜116对第二线偏振光的相位分布：
Figure BDA0003915690300000093
其中，第二超透镜光轴与相位调制后的第二线偏振光主光轴之间的偏转角为-θ；ω2为第二线偏振光的入射频率，c为真空中的光速，r2为第二超透镜116的半径，
Figure BDA0003915690300000094
为第二超透镜116对第二线偏振光的调制相位。
第三超透镜113相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000095
ω3为第一线偏振光与第二线偏振光的入射频率，c为真空中的光速，r3为第三超透镜113半径，
Figure BDA0003915690300000096
为第三超透镜113对第一线偏振光和第二线偏振光偏转后的相位分布，f3为第三超透镜113的焦距。
第一超透镜114与第三超透镜113之间的距离为L，θ为第一超透镜114光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，α2为第一超透镜114光轴与成像器件110主光轴之间的夹角，d1为第一超透镜114与第二超透镜116之间的中心距离，则L、d1、α2、θ满足：
Figure BDA0003915690300000101
第二超透镜116与第三超透镜113之间的距离为L1，第三超透镜113与成像器件110之间的距离为f，-θ为第二超透镜116光轴与第二线偏振光主光轴之间的偏转角，α3为第二超透镜116光轴与成像器件110主光轴之间的夹角，d1为第一超透镜114与第二超透镜116之间的中心距离，则L1、d1、α3、-θ满足：
Figure BDA0003915690300000102
上述公式的意义在于确保相位调制后的第一线偏振光主光轴和与相位调制后的第二线偏振光主光轴相交于第三超透镜113的中心点上，这样使得第一超透镜114和第二超透镜116成像画面位于正中心。其中，物距m满足以下公式：
Figure BDA0003915690300000103
其中，m＞＞f+l。
第二种方式：所述光束调制单元采用第二检偏器。
具体地，参见图3所示的第二检偏器示意图和图4所示的光束调制单元包括第二检偏器的系统光路示意图，光束调制单元包括第二检偏器118。第一图像采集单元包括第四超透镜119和第三起偏器210；第二图像采集单元包括第五超透镜211和第四起偏器212。
具体成像过程为：第一成像光束经过第三起偏器210变为第一线偏振光并入射至第四超透镜119，第二成像光束经过第四起偏器212变为与第一线偏振光正交的第二线偏振光并入射至第五超透镜211；第四超透镜119对第一线偏振光进行相位调制，第五超透镜211对第二线偏振光进行相位调制；第一线偏振光和第二线偏振光分时通过做旋转运动或往返运动的第二检偏器118后被成像器件110中的芯片接收。
本实用新型实施例中，第四超透镜119对第一线偏振光的相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000111
其中，θ1为第四超透镜119与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，ω4为第一线偏振光的入射频率，
Figure BDA0003915690300000112
为第四超透镜119对第一线偏振光的相位分布，r4为第四超透镜119半径，c为真空中的光速，f4为第四超透镜119的焦距。
第四超透镜119的焦距f4为成像器件到第四超透镜119的距离，θ1为第四超透镜119光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，d为第四超透镜119和第五超透镜211之间的中心距离，α为第四超透镜119光轴与成像器件110主光轴之间的夹角；则d、θ1、α满足：
Figure BDA0003915690300000113
第五超透镜211对第二线偏振光的相位分布满足：
Figure BDA0003915690300000114
其中，第五超透镜211光轴与第二线偏振光主光轴之间的偏转角为-θ1，ω5为第二线偏振光的入射频率，
Figure BDA0003915690300000115
为第五超透镜211对第二线偏振光的相位分布，r5为第五超透镜211半径，c为真空中的光速，f5为第五超透镜211的焦距。
本实用新型实施例中，第五超透镜211的焦距f5为成像器件到第五超透镜211的距离，-θ1为第五超透镜211光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，d为第四超透镜119和第五超透镜211之间的中心距离，α1为第五超透镜211光轴与成像器件110主光轴之间的夹角，则d、-θ1、α1满足：
Figure BDA0003915690300000121
上述公式的意义在于确保相位调制后的第一线偏振光主光轴和与相位调制后的第二线偏振光主光轴相交于成像器件110中心点上，这样使得第四超透镜119和第五超透镜211成像画面位于正中心。
第三种方式：光束调制单元采用斩波器。
具体成像过程为：参见图5所示的光束调制单元包括斩波器的系统光路示意图，本实用新型实施例中，光束调制单元采用斩波器213，第一图像采集单元采用第一超表面214，第二图像采集单元采用第二超表面215。第一超表面将第一光束经过相位调制会聚至斩波器213，第二超表面215将第二光束经过相位调制会聚至斩波器213。第一光束和第二光束分时透过做旋转运动或往返运动的斩波器213后入射至成像器件110的芯片处。
综上所述，本实用新型实施例通过使用两片有一定夹角的超透镜从两侧对物体成像，相机以一定时间差分别对两片超透镜的视场成像，通过图像处理技术获得该视场的3D图像。该方案既满足了传统的双目成像还原度高的优点，还避免了使用两个相机造成体积大、成本高的缺陷。
以上所述，仅为本实用新型实施例的具体实施方式，但本实用新型实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型实施例披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型实施例的保护范围之内。因此，本实用新型实施例的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种双目3D成像系统，用于对成像物体进行3D成像，其特征在于，包括：成像器件(110)、第一图像采集单元、第二图像采集单元和光束调制单元；
所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元远离所述成像器件(110)的一侧设置成像物体(111)；
所述第一图像采集单元和所述第二图像采集单元沿光轴对称分布，且位于所述成像器件的光路上游；
所述第一图像采集单元，接收所述成像物体(111)反射的第一成像光束，并对接收的所述第一成像光束进行相位调制，相位调制后的所述第一成像光束入射到所述光束调制单元；
所述第二图像采集单元，接收所述成像物体反射的第二成像光束，并对接收的所述第二成像光束进行相位调制，相位调制后的所述第二成像光束入射到所述光束调制单元；
所述第一成像光束透过所述光束调制单元后，被所述成像器件(110)接收，所述第二成像光束透过所述光束调制单元后，被所述成像器件(110)接收。
2.根据权利要求1所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元，采用第一检偏器(112)和第三超透镜(113)；所述第三超透镜(113)位于所述第一检偏器(112)远离成像器件(110)一侧；
所述第一图像采集单元，包括：第一超透镜(114)和第一起偏器(115)；
所述第二图像采集单元，包括：第二超透镜(116)和第二起偏器(117)；
所述第一成像光束经过第一起偏器(115)后形成第一线偏振光，所述第二成像光束经过第二起偏器(117)后形成与第一线偏振光呈正交的第二线偏振光；
所述第一超透镜能够对所述第一线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第一线偏振光入射到所述第三超透镜(113)；
所述第二超透镜(116)能够对所述第二线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第二线偏振光入射到所述第三超透镜(113)；
所述第三超透镜(113)将入射的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光会聚至所述第一检偏器(112)；
所述第一检偏器(112)分时供所述第一线偏振光和所述第二线偏振光透过，且所述第一线偏振光和所述第二线偏振光分别被所述成像器件(110)接收。
3.根据权利要求2所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元采用第一检偏器(112)和第三超透镜(113)的情况下，所述第一超透镜(114)对第一线偏振光的相位分布满足：
Figure FDA0003915690290000021
其中，θ为第一超透镜(114)光轴与相位调制后的第一线偏振光主光轴之间的偏转角，ω1为第一线偏振光的入射波频率；
c为真空中的光速，r1为第一超透镜半径，
Figure FDA0003915690290000022
为第一超透镜(114)对第一线偏振光的相位分布。
4.根据权利要求2所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元采用第一检偏器(112)和第三超透镜(113)的情况下，所述第二超透镜(116)的相位分布满足：
Figure FDA0003915690290000023
其中，第二超透镜(116)光轴与相位调制后的第二线偏振光主光轴之间的偏转角为-θ；
ω2为第二线偏振光的入射波频率，c为真空中的光速，r2为第二超透镜(116)半径，
Figure FDA0003915690290000024
为第二超透镜(116)对第二线偏振光的相位分布。
5.根据权利要求2所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元采用第一检偏器(112)和第三超透镜(113)的情况下，所述第三超透镜(113)相位分布满足：
Figure FDA0003915690290000031
其中，ω3为第一线偏振光与第二线偏振光的入射频率，c为真空中的光速，r3为第三超透镜(113)半径，
Figure FDA0003915690290000032
为第三超透镜(113)相位，f3为第三超透镜(113)的焦距。
6.根据权利要求1所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元采用第二检偏器(118)：
所述第一图像采集单元包括第四超透镜(119)和第三起偏器(210)，所述第二图像采集单元包括第五超透镜(211)和第四起偏器(212)；
所述第一成像光束经过所述第三起偏器(210)变为第一线偏振光；
所述第二成像光束经过所述第四起偏器(212)后变为与所述第一线偏振光呈正交的第二线偏振光；
所述第四超透镜(119)对所述第一线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第一线偏振光入射至第二检偏器(118)；
所述第五超透镜(211)对所述第二线偏振光进行相位调制，相位调制后的所述第二线偏振光入射至第二检偏器(118)；
分时透过所述第二检偏器(118)的所述第一线偏振光和所述第二线偏振光，分别被所述成像器件(110)接收。
7.根据权利要求6所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元采用第二检偏器(118)的情况下，所述第四超透镜(119)对第一线偏振光的相位分布满足：
Figure FDA0003915690290000033
其中，θ1为第四超透镜(119)光轴与相位调制后的第一线偏振光主光轴之间的偏转角，ω4为第一线偏振光的入射频率，
Figure FDA0003915690290000034
为第四超透镜(119)对第一线偏振光的相位分布，r4为第四超透镜(119)半径，c为真空中的光速，f4为第四超透镜(119)的焦距。
8.根据权利要求6所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元采用第二检偏器(118)的情况下，所述第五超透镜(211)对第二线偏振光的相位分布满足：
Figure FDA0003915690290000041
其中，-θ1为第五超透镜(211)光轴与相位调制后的第二线偏振光主光轴之间的偏转角，ω5为第二线偏振光的入射频率，
Figure FDA0003915690290000042
为第五超透镜(211)对第二线偏振光的相位分布，r5为第五超透镜(211)半径，c为真空中的光速，f5为第五超透镜(211)的焦距。
9.根据权利要求6所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述第四超透镜(119)的焦距f4为成像器件(110)到第四超透镜的距离，θ1为第四超透镜(119)光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，d为第四超透镜(119)中心和第五超透镜(211)中心之间的距离，α为第四超透镜(119)光轴与成像器件(110)主光轴之间的夹角；则f4、d、θ1、α满足：
Figure FDA0003915690290000043
所述第五超透镜(211)的焦距f5为成像器件(110)到第五超透镜的距离，-θ1为第五超透镜(211)光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，d为第四超透镜(119)中心和第五超透镜(211)中心之间的距离，α1为第五超透镜(211)光轴与成像器件(110)主光轴之间的夹角，则f5、d、-θ1、α1满足：
Figure FDA0003915690290000044
10.根据权利要求1所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述光束调制单元采用斩波器(213)：
所述第一图像采集单元包括第一超表面(214)；
所述第二图像采集单元包括第二超表面(215)；
所述第一超表面(214)将第一成像光束偏转至斩波器(213)；
所述第二超表面(215)将第二成像光束偏转至斩波器(213)；
分时透过所述斩波器(213)的所述第一成像光束和所述第二成像光束，分别被所述成像器件(110)接收。
11.根据权利要求10所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述成像器件(110)与所述斩波器(213)同光轴设置。
12.根据权利要求2所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述成像器件、所述第一检偏器(112)和所述第三超透镜(113)同光轴设置。
13.根据权利要求2所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述第一超透镜(114)与第三超透镜(113)之间的距离为L，θ为第一超透镜(114)光轴与第一线偏振光主光轴之间的偏转角，α2为第一超透镜(114)光轴与成像器件(110)主光轴之间的夹角，d1为第一超透镜中心与第二超透镜(116)中心之间的距离，则L、d1、α2、θ满足：
Figure FDA0003915690290000051
14.根据权利要求2所述的双目3D成像系统，其特征在于，所述第二超透镜(116)与第三超透镜(113)之间的距离为L1，-θ为第二超透镜(116)光轴与第二线偏振光主光轴之间的偏转角，α3为第二超透镜(116)光轴与成像器件(110)主光轴之间的夹角，d1为第一超透镜(114)中心与第二超透镜(116)中心之间的距离，则L1、d1、α3、-θ满足：
Figure FDA0003915690290000052
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