[发明专利]一种自然光照明下的便携式相位相机系统

权利要求书

1.一种自然光照明下的便携式相位相机系统，其特征在于：该系统包括消色差透镜、可调滤波器、双透镜系统、CCD和相机处理器，所述双透镜系统由第一傅里叶变换透镜和第二傅里叶变换透镜构成；所述消色差透镜、第一傅里叶变换透镜和第二傅里叶变换透镜共轴，所述消色差透镜在设定真空波长下的后焦点与第一傅里叶变换透镜在设定真空波长下的前焦点重合，所述第一傅里叶变换透镜在设定真空波长下的后焦点与第二傅里叶变换透镜在设定真空波长下的前焦点重合；

所述消色差透镜用于校正自然光会聚引起的色差，所述可调滤波器设置于第一傅里叶变换透镜在设定真空波长下的前焦点处，用于依次从经过色差校正的自然光中分解出具有一定真空波长的红、绿、蓝三种单色光，且其中一种单色光的真空波长与所述设定真空波长相同，所述双透镜系统用于确定不同真空波长的单色光对应的散焦距离，所述CCD设置于第二傅里叶变换透镜在设定真空波长下的后焦点处，用于依次采集红、绿、蓝三种单色光对应的三幅强度图像，其中一幅为聚焦图像，两幅为散焦图像，所述相机处理器的信号输入端与CCD的信号输出端连接，用于对CCD采集的强度图像进行处理得到相位。

2.根据权利要求1所述的自然光照明下的便携式相位相机系统，其特征在于：该系统还包括RGB通道按钮，所述RGB通道按钮用于对可调滤波器分解的单色光进行切换。

3.根据权利要求1所述的自然光照明下的便携式相位相机系统，其特征在于：所述不同真空波长的单色光对应的散焦距离满足以下条件：

Δ f ( λ ) = Δz 2 ( λ ) + f 2 2 ( λ ) Δz 1 ( λ ) + Δz 2 ( λ ) - [ f 1 2 ( λ ) / Δz 1 ( λ ) ] ]]>

其中，

Δz 1 ( λ ) = n 1 ( λ ) - n 1 ( λ 0 ) [ n 1 ( λ ) - 1 ] f 1 ( λ 0 ) ]]>

Δz 2 ( λ ) = n 2 ( λ ) - n 2 ( λ 0 ) [ n 2 ( λ ) - 1 ] f 2 ( λ 0 ) ]]>

f1(λ)＝f1(λ0)-Δz1(λ)

f2(λ)＝f2(λ0)-Δz2(λ)

λ0表示设定真空波长，f1(λ0)、f2(λ0)分别表示第一傅里叶变换透镜、第二傅里叶变换透镜在设定真空波长λ0下的焦距，f1(λ)、f2(λ)分别表示第一傅里叶变换透镜、第二傅里叶变换透镜在真空波长λ下的焦距，n1(λ0)、n2(λ0)分别表示第一傅里叶变换透镜、第二傅里叶变换透镜在设定真空波长λ0下的折射率，n1(λ)、n2(λ)分别表示第一傅里叶变换透镜、第二傅里叶变换透镜在真空波长λ下的折射率，Δz1(λ)、Δz2(λ)分别表示真空波长为λ的单色光经过第一傅里叶变换透镜、第二傅里叶变换透镜后对应的散焦距离，Δf(λ)表示真空波长为λ的单色光经过双透镜系统后对应的散焦距离。