[发明专利]用于多个F值镜头的方法和系统

说明书

一种成像镜头包括一个或多个镜头元件，该镜头元件被配置为接收被一个或多个第一对象反射的第一波长范围内的光并将该光聚焦到像平面上。成像镜头进一步包括孔径光阑以及位于孔径光阑处的滤波器。滤波器包括中心区域和围绕该中心区域的外部区域。滤波器的中心区域的特征在于第一波长范围内的第一透射带和第二波长范围内的第二透射带。滤波器的外部区域的特征在于第一波长范围内的第三透射带和第二波长范围内的基本上低的透射率值。

相关申请的交叉引用

本申请主张2016年11月10日提交的序列号为62/420,249的美国临时专利申请的优先权益，该申请的全部公开内容通过引用并入。

背景技术

在光学系统中，成像镜头用于准直光，聚焦光等。尽管在光学系统的开发方面取得了进展，但本领域仍需要改进的成像镜头。

发明内容

本发明一般地涉及具有多个F值镜头的成像系统。根据本发明的实施例，成像系统包括近红外(NIR)光源，该近红外光源被配置为朝向一个或多个第一对象发射多个NIR光脉冲。多个NIR光脉冲中的每一者的一部分可以被一个或多个第一对象反射。该成像系统进一步包括成像镜头。该成像镜头包括一个或多个镜头元件，该镜头元件被配置为接收被一个或多个第一对象反射的多个NIR光脉冲中的每一者的该部分并将该部分聚焦到像平面上，并且被配置为接收被一个或多个第二对象反射的可见光并将该可见光聚焦到该像平面上。该成像镜头进一步包括孔径光阑，以及位于该孔径光阑处的滤波器。该滤波器包括具有第一线性尺寸的中心区域，以及围绕该中心区域的具有大于该第一线性尺寸的第二线性尺寸的外部区域。该滤波器的中心区域的特征在于NIR波长范围内的第一透射带和可见波长范围内的第二透射带。该滤波器的外部区域的特征在于第一波长范围内的第三透射带和第二波长范围内的基本上低的透射率值。该成像系统进一步包括位于像平面上的图像传感器。该图像传感器包括二维像素阵列。该图像传感器被配置为：以未合并像素分辨率对可见波长范围内的一个或多个第二对象的二维强度图像进行检测；以及以合并(bin)像素分辨率对NIR波长范围内的一个或多个第一对象的飞行时间三维图像进行检测。

根据本发明的另一实施例，一种成像镜头包括一个或多个镜头元件，该镜头元件被配置为接收被一个或多个第一对象反射的第一波长范围内的光并将该光聚焦到像平面上，并且被配置为接收被一个或多个第二对象反射的第二波长范围内的光并将该光聚焦到该像平面上。该成像镜头进一步包括孔径光阑，以及位于该孔径光阑处的滤波器。该滤波器包括：具有第一线性尺寸的中心区域；以及围绕该中心区域的具有大于该第一线性尺寸的第二线性尺寸的外部区域。该滤波器的中心区域的特征在于第一波长范围内的第一透射带和第二波长范围内的第二透射带。该滤波器的外部区域的特征在于第一波长范围内的第三透射带和第二波长范围内的基本上低的透射率值。

根据本发明的又一实施例，提供了一种操作成像系统的方法。该成像系统包括近红外(NIR)光源、成像镜头和位于该成像镜头的像平面处的图像传感器。该方法包括通过以下方式使用成像系统来执行三维感测：使用NIR光源朝向一个或多个第一对象发射多个NIR光脉冲，其中，该多个NIR光脉冲中的每一者的一部分被该一个或多个第一对象反射；使用成像镜头来接收被该一个或多个第一对象反射的多个NIR光脉冲中的每一者的该部分并将该部分聚焦到图像传感器上；以及通过确定多个NIR光脉冲中的每一者的该部分从发射到检测的飞行时间，使用该图像传感器来对该一个或多个第一对象的三维图像进行检测。该成像镜头包括孔径光阑和位于该孔径光阑上的波长选择滤波器。该波长选择滤波器具有第一区域和围绕该第一区域的第二区域。该波长选择滤波器被配置为通过第一区域和第二区域透射NIR光，并被配置为仅通过第一区域透射可见光。该方法进一步包括通过以下方式使用成像系统来执行计算机视觉：使用成像镜头接收被一个或多个第二对象反射的来自环境光源的可见光并将该可见光聚焦到图像传感器上；以及使用该图像传感器来对一个或多个第二对象的二维强度图像进行检测。