[发明专利]一种用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于扩大景深的光学成像技术领域，具体涉及一种用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓装置及方法。

背景技术

在光学成像领域中，景深是指在镜头或其他成像器前沿着成像器轴线所测定的能够取得清晰图像的物体距离范围。在诸多成像领域中，往往会出现在拍摄两个或多个被摄物体的时候会出现不能同时将所有被摄物体(被摄物体在成像系统的景深外)都能拍摄清晰的情况，这是由于成像系统的景深过小，无法同时对焦多个被拍摄物体，导致无法实现同时对多个被拍摄物体的清晰成像。纵观当下，数码成像、医学生物学、机器视觉、生物统计学、安防监控等领域都亟需大景深成像技术，实现对在大景深范围多个物体的高清成像。

目前，国内外在扩大景深成像领域的研究方法主要是EDoF--扩展景深技术(Extend Depth of Field)，一种诞生于数码时代的新技术，运用数字技术模拟光学的对焦系统，对光信息进行编码，再用计算机信息处理技术解码，使得光学成像系统的景深得到扩展，实现在大景深范围内若干个物体的清晰成像，能较好地解决大景深范围内多个物体不能同时成清晰像的离焦问题。因此EDoF被广泛应用在医学成像、生物统计学(如虹膜识别)、安防监控、数码摄像等领域。但EDoF从软件算法上解决光学成像中的离焦问题，通过对光信息的编码、解码，实现扩大景深的目的，并未在光学原理上很好地解决离焦问题、扩大景深，且EDoF的算法编写复杂，开发成本高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓装置及方法，解决软件算法的编写复杂、开发成本高的技术问题。

为了解决上述问题，本发明按以下技术方案予以实现的：

一种用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓装置，包括至少两个可发出不同波长光的物体、与所述物体对应的测试卡、单透镜和图像显示装置；所述两个物体发出的光经过与物体对应的测试卡反射，再经单透镜显示在图像显示装置上。

更优地，还包括光阑，所述光阑设置于所述图像显示装置与单透镜之间。

更优地，所述图像显示装置包括图像传感器、电路板和显示器，所述图像传感器与所述电路板电连接，电路板与所述显示器电连接。

用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓方法，所述方法包括：

步骤一：使用单透镜对至少两个物体在图像显示装置上进行成像；

步骤二：上述步骤中的至少两个物体距离单透镜具有物距差，形成景深。

更优地，所述步骤一中至少两个物体发出的光均照射至测试卡，经测试卡反射至单透镜，再经光阑落在图像显示装置上。

更优地，所述单透镜与所述图像传感器位于同一光轴上。

更优地，所述单透镜为双凸透镜。

更优地，所述图像传感器为CMOS图像传感器。

本发明基于光学经典成像理论，在单透镜成像系统中，使用不同波长的物体照射多个物体，以色差补偿像距差同时实现大光圈和大景深成像，极大地缓解了光圈和景深的矛盾，实现大光圈和大景深成像。

附图说明

图1为本发明用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓装置的示意图。

其中：

1为第一物体，2为第一测试卡，3为第二物体，4为第二测试卡，5为单透镜，6为光阑，7为图像传感器，8为电路板，9为显示器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓装置，包括至少两个可发出不同波长光的物体、与物体对应的测试卡、单透镜5和图像显示装置；两个物体发出的光经过与物体对应的测试卡反射，再经单透镜5显示在图像显示装置上。测试卡可对物体发出的光反射。该种结构可实现利用光学原理进行成像的目的。

用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓装置还包括光阑，光阑6设置于图像显示装置与单透镜5之间。该种结构的优点为可调节光束的强弱和照明范围。

图像显示装置包括图像传感器7、电路板8和显示器9，图像传感器7与电路板8电连接，电路板8与显示器9电连接。该种结构的优点为可将图像显示在显示器上。

用于单透镜扩大景深成像的光学景深延拓方法，所述方法包括：

步骤一：使用单透镜5对至少两个物体在图像显示装置上进行成像；

步骤二：上述步骤中的至少两个物体距离单透镜5具有物距差，形成景深。