[实用新型]光学三维影像成像装置

说明书

本实用新型提供一种光学三维影像成像装置，包括控制处理装置、镜头、凸透镜、点阵发光元件及拾像器，镜头及拾像器的中心位于同一水平线上，凸透镜与点阵发光元件设置于镜头的上方或下方，点阵发光元件发出光源，光源经凸透镜后照射在被测物上并反射，经被测物反射的反射光通过镜头成像于拾像器上，控制处理装置控制镜头移动以改变镜头与被测物之间的距离f1，控制处理装置控制点阵发光元件的开闭，并获取不同距离f1下的点阵发光元件开启或关闭状态下在拾像器上生成的图像并处理。本实用新型结构简单，控制处理装置处理点阵发光元件不同状态的成像图可精确形成三维影像，成像效果好。

技术领域

本实用新型涉及一种成像装置，尤其涉及一种光学三维影像成像装置。

背景技术

人类是具有立体空间感官的生物，当双眼看着一个被测物时，双眼间具有角度的视差，这种视差信号会传送至大脑，并在大脑的视觉处理区组合成像，形成具有层次和景深的单一物像，进而令人类产生三维空间的立体感，而随着科技的日益进步，三维影像是继高清影像后的发展趋势，现有的光学三维影像成像装置一般是利用不同的获取装置以不同的角度拍摄多张影像，再进行合成得到三维影像，或是在获取装置的本体上配置两个独立的镜头，并将镜头之间的距离设置为约等于人类两眼间平均距离，藉此仿真人类的左右眼以获取三维影像，上述光学三维影像成像装置结构复杂，操作难度大且成本昂贵。

故，需要一种成本低、结构简单且三维被测物成像效果良好的光学三维影像成像装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种成本低、结构简单且三维被测物成像效果良好的光学三维影像成像装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种光学三维影像成像装置，包括控制处理装置、镜头、凸透镜、点阵发光元件以及拾像器，所述镜头以及拾像器的中心位于同一水平线上，所述凸透镜与点阵发光元件设置于所述镜头的上方或下方，所述点阵发光元件发出光源，所述光源经所述凸透镜后照射在被测物上并反射，经所述被测物反射的反射光通过所述镜头成像于所述拾像器上，所述控制处理装置控制所述镜头移动以改变所述镜头与被测物之间的距离f1，所述控制处理装置控制所述点阵发光元件的开闭，并获取不同所述距离f1下的所述点阵发光元件开启或关闭状态下在所述拾像器上生成的图像并处理。

与现有技术相比，本实用新型的点阵发光元件中每一光源点照射至被测物后反射，被测物的反射光通过镜头成像于拾像器中，控制处理装置控制镜头移动而改变镜头与被测物之间的距离f1以及控制点阵发光元件的开闭，从而获得在不同距离f1下的点阵发光元件开启时的成像图以及点阵发光元件关闭时的成像图，在点阵发光元件开启状态下得到的成像图为照射图，而在点阵发光元件关闭状态下得到的成像图为背景图，控制处理装置接收n个不同的距离f1的照射图以及背景图后，对每个距离f1所对应的照射图和背景图进行处理得到每个距离f1对应的点阵照射图，再通过控制处理装置从每一张点阵照射图中找出每一光源点的最高对比度所对应的距离f1，再将每一光源点的最高对比度所对应的距离f1组成深度图，相应地可得到与被测物相关的三维数据以构成三维影像，本实用新型通过一个镜头获取三维影像，无需使用多个镜头也无需在不同角度拍摄被测物再合成三维影像，结构简单，成本相对较低，且通过深度图可精确形成三维影像，所生成的三维影像更加接近真实被测物，成像效果良好。

较佳地，所述控制处理装置包括控制单元，处理单元以及显示单元，所述控制单元控制所述镜头移动以及点阵发光元件的开闭，所述处理单元获取所述拾像器上生成的图像并处理，所述显示单元显示拾像器上生成的图像。

较佳地，本实用新型的光学三维影像成像装置还包括同于调节光通量的光圈，所述光圈设置于所述镜头与拾像器之间，且所述光圈的中心与镜头的中心位于同一水平线上。

较佳地，所述光学三维影像成像装置满足其中f1为所述被测物与所述镜头的之间距离，f2为所述镜头与所述拾像器之间的距离，f为所述镜头的焦长。