CN207978041U - 基于数字微镜器件的三维成像装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于数字微镜器件的三维成像装置，属于立体视觉成像领域。所述的基于数字微镜器件的三维成像装置解决了二维成像的不足，极大地丰富了人们的感知，本实用新型通过对第一数字微镜器件和第二数字微镜器件的微镜片的翻转调控，实现了从不同方向对同一物体图像信息的采集，适用于静态目标物的三维成像。与现有技术相比，本实用新型提供的基于数字微镜器件的三维成像装置仅使用一个CCD图像传感器，结构紧凑，成本较低。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学三维成像装置，属于立体视觉成像领域。
背景技术
图像信息的采集和三维显示技术逐渐成为人们获取信息的重要手段，图像采集及显示技术极大的拓展了人类的视野，丰富了人们的感知。立体成像在人们的生活中所担当的作用越来越重要，图像采集与三维显示技术，真实的记录和重现三维场景，使人们的信息交流更加真实直观，因此具有重要意义。一般三维成像装置使用多个CCD，成本较高。随着科学技术的发展，三维成像技术在各领域中，应用越来越广泛，数字微镜器件(简称DMD)也在光学领域承担着越来越重要的作用。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种基于数字微镜器件的三维成像装置，用以解决上述问题。
本实用新型基于数字微镜器件的三维成像装置，包括：第一物镜、第二物镜、第一反射镜、第二反射镜、第一数字微镜器件、第二数字微镜器件、CCD图像传感器和壳体。
调制数字微镜器件：以第一数字微镜器件的微镜片为+12°偏角的偏转状态为开状态；以第一数字微镜器件的微镜片为-12°偏角的偏转状态为关状态；同理，以第二数字微镜器件的微镜片为+12°偏角的偏转状态为开状态；以第二数字微镜器件的微镜片为-12°偏角的偏转状态为关状态。
当第一数字微镜器件处于开状态时第二数字微镜器件也处于开状态，当第二数字微镜器件处于关状态时第一数字微镜器件也处于关状态。
图像采集分为周期T进行，每周期T包括t1时间段和t2时间段两个时间阶段，并且t1时间和t2时间是交替曝光时间。
第一时间阶段t1包括：第一数字微镜器件与第二数字微镜器件同时处于开状态，所述的第一物镜以自水平方向逆时针旋转45°倾角将目标物成像光线投射给所述第一反射镜，所述第一反射镜再将来自第一物镜的成像光线反射给所述的第一数字微镜器件，所述的第一数字微镜器件再将来自第一反射镜的成像光线以平行光线反射给第二数字微镜器件，所述第二数字微镜器件将来自第一数字微镜器件的成像光线以自水平方向顺时针旋转24°倾角反射到CCD图像传感器的感光面上，t1时间阶段完成感光成像；当t1时间段进行完即开始进行t2时间段，第二时间阶段t2包括：第一数字微镜器件与第二数字微镜器件同时处于关状态，所述的第二物镜以自水平方向顺时针旋转45°倾角将目标物成像光线投射给所述第二反射镜，所述第二反射镜再将来自第二物镜的成像光线反射给所述的第二数字微镜器件，第二数字微镜器件再将来自第二反射镜的成像光线以平行光线反射给第一数字微镜器件，所述的第一数字微镜器件将来自第二数字微镜器件的成像光线以自水平方向逆时针旋转24°倾角反射到CCD图像传感器的感光面上，t2时间阶段完成感光成像；通过t1时间段和t2时间段CCD图像传感器的感光面对图像信息的采集，每周期T可以得到两帧数据，t1时间采集的数据信息为I1，t2时间采集的数据信息为I2，其中，这两帧数据包含自所述第一物镜和所述第二物镜从不同角度对目标物所采集的两幅图像信息。所述的壳体用于固定光学元件，并对光路进行密封以避免外界干扰光进入。
所述的第一物镜和第二物镜型号相同，相对于基于数字微镜器件的三维成像装置中心轴对称。
所述的第一反射镜与第二反射镜型号相同，相对于基于数字微镜器件的三维成像装置中心轴对称。
所述第一反射镜自水平方向顺时针旋转34.5°固定，所述第二反射镜自水平方向逆时针旋转34.5°固定。
所述的第一数字微镜器件的基面与CCD图像传感器所在面成90°夹角。
所述的第二数字微镜器件的基面与CCD图像传感器所在面成90°夹角。
所述的第一数字微镜器件与第二数字微镜器件相向安置，且相对于基于数字微镜器件的三维成像装置中心轴对称。
本实用新型提供的基于数字微镜器件的三维成像装置，通过第一数字微镜器件和第二数字微镜器件的二维微镜元的状态切换，实现了从不同方向对目标物的三维成像。与现有技术相比，本实用新型提供的基于数字微镜器件的三维成像装置仅使用一个CCD图像传感器，结构紧凑，成本较低。适用于静态目标物的立体视觉成像。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于数字微镜器件的立体视觉成像装置结构图；
图2为本实用新型提供的基于数字微镜器件的三维成像装置图像采集周期图；
图3为本实用新型提供的基于数字微镜器件的立体视觉成像装置几何光学模型图；
图中：1-第一物镜，2-第二物镜，3-第一反射镜，4-第二反射镜，5-第一数字微镜器件，6-第二数字微镜器件，7-CCD图像传感器，8-壳体，9-目标物。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步描述。
如图1所示，本实用新型基于数字微镜器件的三维成像装置，包括，第一物镜1、第二物镜2、第一反射镜3、第二反射镜4、第一数字微镜器件5、第二数字微镜器件6、CCD图像传感器7和壳体8。
所述的第一物镜1和第二物镜2型号相同，相对于基于数字微镜器件的三维成像装置成中心轴对称。
所述第一反射镜3自水平方向顺时针旋转34.5°固定，所述第二反射镜4自水平方向逆时针旋转34.5°固定。
所述的第一反射镜3与第二反射镜4型号相同，相对于基于数字微镜器件的三维成像装置中心轴对称。
第一数字微镜器件5的基面与CCD图像传感器7所在面成90°夹角。
第二数字微镜器件6的基面与CCD图像传感器7所在面成90°夹角。
所述的第一数字微镜器件5与第二数字微镜器件6相向安置，且相对于基于数字微镜器件的三维成像装置中心轴对称。
调制数字微镜器件：以第一数字微镜器件5的微镜片为+12°偏角的偏转状态为开状态；以第一数字微镜器件5的微镜片为-12°偏角的偏转状态为关状态；同理，以第二数字微镜器件6的微镜片为+12°偏角的偏转状态为开状态；以第二数字微镜器件6的微镜片为-12°偏角的偏转状态为关状态。
当第一数字微镜器件5处于开状态时第二数字微镜器件6也处于开状态，当第二数字微镜器件6处于关状态时第一数字微镜器件5也处于关状态。
图像采集分为周期T进行，每周期T包括t1时间段和t2时间段两个时间阶段，并且t1时间和t2时间是交替曝光时间。
第一时间阶段t1包括：第一数字微镜器件5与第二数字微镜器件6同时处于开状态，所述的第一物镜1以自水平方向逆时针旋转45°倾角将目标物成像光线投射给所述第一反射镜3，所述第一反射镜3再将来自第一物镜1的成像光线反射给所述的第一数字微镜器件5，所述的第一数字微镜器件5再将来自第一反射镜3的成像光线以平行光线反射给第二数字微镜器件6，所述的第二数字微镜器件6将来自第一数字微镜器件5的成像光线以自水平方向顺时针旋转24°倾角反射到CCD图像传感器7的感光面上，t1时间阶段完成感光成像；当t1时间段进行完即开始进行t2时间段，第二时间阶段t2包括：第一数字微镜器件5与第二数字微镜器件6同时处于关状态，所述的第二物镜2以自水平方向顺时针旋转45°倾角将目标物成像光线投射给所述第二反射镜4，所述第二反射镜4再将来自第二物镜2的成像光线反射给所述的第二数字微镜器件6，第二数字微镜器件6再将来自第二反射镜4的成像光线以平行光线反射给第一数字微镜器件5，所述的第一数字微镜器件5将来自第二数字微镜器件6的成像光线以自水平方向逆时针旋转24°倾角反射到CCD图像传感器7的感光面上，t2时间阶段完成感光成像；通过t1时间段和t2时间段CCD图像传感器7的感光面对图像信息的采集，每周期T可以得到两帧数据，t1时间采集的数据信息为I1，t2时间采集的数据信息为I2，其中，这两帧数据包含自所述第一物镜1和所述第二物镜2从不同角度对目标物9所采集的两幅图像信息。所述的壳体8用于固定光学元件，并对光路进行密封以避免外界干扰光进入。
Claims (2)
1.一种基于数字微镜器件的三维成像装置，其特征在于，包括第一物镜(1)、第二物镜(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、第一数字微镜器件(5)、第二数字微镜器件(6)、CCD图像传感器(7)和壳体(8)；第一数字微镜器件(5)与第二数字微镜器件(6)上的每个微镜元对应于CCD图像传感器(7)上的一个像素。
2.根据权利要求1所述的基于数字微镜器件的三维成像装置，其特征在于，图像采集分为周期T进行，每周期T包括t1时间段和t2时间段两个时间阶段，并且t1时间和t2时间是交替曝光时间；第一时间阶段t1包括：第一数字微镜器件(5)与第二数字微镜器件(6)同时处于开状态，所述的第一物镜(1)以自水平方向逆时针旋转45°倾角将目标物成像光线投射给所述第一反射镜(3)，所述第一反射镜(3)再将来自第一物镜(1)的成像光线反射给所述的第一数字微镜器件(5)，所述的第一数字微镜器件(5)再将来自第一反射镜(3)的成像光线以平行光线反射给第二数字微镜器件(6)，所述的第二数字微镜器件(6)将来自第一数字微镜器件(5)的成像光线以自水平方向顺时针旋转24°倾角反射到CCD图像传感器(7)的感光面上，t1时间阶段完成感光成像；当t1时间段进行完即开始进行t2时间段，第二时间阶段t2包括：第一数字微镜器件(5)与第二数字微镜器件(6)同时处于关状态，所述的第二物镜(2)以自水平方向顺时针旋转45°倾角将目标物成像光线投射给所述第二反射镜(4)，所述第二反射镜(4)再将来自第二物镜(2)的成像光线反射给所述的第二数字微镜器件(6)，第二数字微镜器件(6)再将来自第二反射镜(4)的成像光线以平行光线反射给第一数字微镜器件(5)，所述的第一数字微镜器件(5)将来自第二数字微镜器件(6)的成像光线以自水平方向逆时针旋转24°倾角反射到CCD图像传感器(7)的感光面上，t2时间阶段完成感光成像；通过t1时间段和t2时间段CCD图像传感器(7)的感光面对图像信息的采集，每周期T可以得到两帧数据，t1时间采集的数据信息为I1，t2时间采集的数据信息为I2，其中，这两帧数据包含自所述第一物镜(1)和所述第二物镜(2)从不同角度对目标物所采集的两幅图像信息。
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