[发明专利]Conoscopic镜头阵列成像系统及成像目标空间位置信息的获取方法

说明书

本发明公开了一种Conoscopic镜头阵列成像系统，基于Conoscopic镜头成像大小与视角相关、与距离无关的特性，分别说明采用由2个Conoscopic镜头、4个Conoscopic镜头和16个Conoscopic镜头组成的阵列设计系统，本发明还公开了基于一种Conoscopic镜头阵列成像系统的成像目标空间位置信息的获取方法，利用镜头之间的距离、成像像差、成像角度等信息，通过几何运算得到成像目标的空间位置信息的原理和计算方法，并进一步导出利用n²个Conoscopic镜头构建阵列设计系统时获得成像目标空间位置信息的方法。利用这种方法既能够保证成像效果良好，又能尽可能多地获取成像目标的信息。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别是Conoscopic镜头阵列成像系统及成像目标空间位置信息的获取方法。

背景技术

Conoscope这一设备是由W.L.BOND于1944年发明的，主要是用于观察分析晶体材料的特性。Conoscope中所用的镜头称为Conoscopic镜头。它的成像与小孔成像的特性相反，小孔成像成的是倒像，并且成像大小与距离有关，而Conoscopic镜头成的是正像，并且成像大小与距离无关。

单个Conoscopic镜头可用于视角快速测试，也可以用于显示器角度相关的亮度、色度、对比度测试；另外还可以用于显示器以及各种材料的散射特性测试、模拟人眼、用于虚拟现实显示设备测试。它可以获取一定角度范围内的光线进行成像，并且成像大小与距离无关，成像效果较好。目前的单个Conoscopic镜头成像时存在无法获取成像目标空间位置信息的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供Conoscopic镜头阵列成像系统及成像目标空间位置信息的获取方法，利用多个Conoscopic镜头进行成像的系统，根据成像系统中的镜头成像的信息，获得更加具体的成像目标的空间位置信息，并根据这些示例导出利用n×n的Conoscopic镜头阵列获取成像目标距离信息的方法，利用这种方法既能够保证成像效果良好，又能尽可能多地获取成像目标的信息。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

根据本发明提出的一种Conoscopic镜头阵列成像系统，包括2个Conoscopic镜头，所述2个Conoscopic镜头排列方式为水平平行排列，镜头方向相同，面对成像目标；

成像时，成像目标正对其中的一个Conoscopic镜头，或位于两个Conoscopic镜头连线的垂直平分线上。

基于上述的一种Conoscopic镜头阵列成像系统的成像目标空间位置信息的获取方法，2个Conoscopic镜头为第一Conoscopic镜头和第二Conoscopic镜头，成像时成像目标正对第一Conoscopic镜头，

其中，D为两个Conoscopic镜头之间的距离，x为第二Conoscopic镜头成像的位置距第二Conoscopic镜头中的图像传感器中心的距离，为成像目标与第一Conoscopic镜头的距离，θ₁为成像目标与第一Conoscopic镜头的连线和成像目标与第二Conoscopic镜头成像位置连线的夹角，θ₂为成像目标与第一Conoscopic镜头的连线和成像目标与第二Conoscopic镜头的连线的夹角。

基于上述的一种Conoscopic镜头阵列成像系统的成像目标空间位置信息的获取方法，2个Conoscopic镜头为第一Conoscopic镜头和第二Conoscopic镜头，成像时成像目标位于两个Conoscopic镜头连线的垂直平分线上，