[实用新型]一种光成像系统

说明书

本实用新型提供了一种光成像系统，包括光源模块：沿着光源模块发出的光束的传播方向，依次设置有光束整形模块、光调制模块和扩束模块；沿着扩束模块反射后的光束的传播方向设置有相机模块；光束整形模块用于调整光束的角度和直径；光调制模块用于调制光束的振幅和相位；扩束模块用于扩束光束；相机模块用于拍摄和保存光束在物体表面反射的结构光图像。本实用新型通过各模块间的相互配合，克服现有技术中只能产生少数种类的结构图案的缺陷，实现任意图案的结构光照明投射，且实现相移结构光三维成像。

技术领域

本实用新型涉及光成像技术领域，具体涉及一种光成像系统。

背景技术

近年来，随着具有摄影功能的便携式电子产品的兴起，随时随地拿出便携式电子产品进行拍照已经成为了潮流，而光学成像模块正是这一潮流的重要载体。随着人们对便携式电子产品的进一步需求，光学成像模块也在不断更新迭代，光学系统逐渐往高像素领域发展。然而常规的光学成像系统已无法满足所搭载的电子产品的不断更新的设计需求，需要对其的结构进行改进和优化。结构光三维成像是通过投射特定图案的照明光到物体表面，通过光学成像系统对物体表面进行成像，根据物体表面造成的照明光图案变化计算物体的深度信息，最终复原物体的三维分布。

目前在光成像技术领域的现有技术中，存在以下几点缺陷：1.无法对待测物品进行准确采集，只能产生少数种类的结构图案。2.光成像制作方法有限，不利于结构光成像原理的研究和系统设计。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种光成像系统，具体技术方案如下所示：

一种光成像系统，包括光源模块：

沿着所述光源模块发出的光束的传播方向，依次设置有光束整形模块、光调制模块和扩束模块；

沿着所述扩束模块反射后的光束的传播方向设置有相机模块；

所述光束整形模块用于调整所述光束的角度和直径；

所述光调制模块用于调制所述光束的振幅和相位；

所述扩束模块用于扩束所述光束；

所述相机模块用于拍摄和保存所述光束在所述物体表面反射的结构光图像。

在一个具体实施例中，所述光调制模块包括振幅型空间光调制器、相位型空间光调制器、第一分束器和第二分束器；

所述光束经所述第一分束器反射进入所述振幅型空间光调制器，所述光束经所述振幅型空间光调制器调制后依次穿透所述第一分束器、所述第二分束器后进入所述相位型空间光调制器，所述光束经所述相位型空间光调制器调制后经所述第二反束器反射到达所述扩束模块。

在一个具体实施例中，所述光束整形模块包括空间滤波器、准直镜和光阑，所述空间滤波器位于所述准直镜的前焦点侧，所述光阑位于所述空间滤波器和所述准直镜之间。

在一个具体实施例中，所述空间滤波器包括物镜和针孔，所述针孔位于所述物镜的后焦点出，所述光束会聚至所述物镜的后焦点、并经所述针孔出射至所述准直镜。

在一个具体实施例中，所述光源模块包括激光器和偏振器，所述激光器用于提供所述光束，所述偏振器位于所述激光器一侧，所述偏振器用于改变所述光束的偏振方向。

在一个具体实施例中，所述相机模块包括成像镜、成像探测器和第三分束器，所述成像镜位于所述第三分束器和所述成像探测器之间、且所述成像探测器位于所述成像镜后焦面侧。

在一个具体实施例中，所述光束经过所述偏振器后的偏振方向与所述光调制模块匹配。

在一个具体实施例中，所述光束经所述第一分束器和所述第二分束器后形成共光轴结构。

在一个具体实施例中，所述第三分束器位于所述光调制模块和所述扩束模块之间。