一种适用于rgb-d相机的成像物镜的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于RGB-D相机的成像物镜，适用于深度成像及人机交互领域。
【背景技术】
[0002] 随着计算机技术的不断普及和发展，友好而易用性强的自然人机交互将成为人机 交互发展的一大主流。深度成像技术作为自然人机交互技术中重要的输入技术，使无接触 的手势及姿态交互成为可能。RGB-D相机是深度成像的关键设备，系统通过它来获取场景的 三维深度信息，因此其成像质量的好坏直接影响到深度成像的准确性和可分辨精度，进而 影响人机交互体验。
[0003] 现有的成像镜头只针对可见光区域优化像质，在近红外区域表现较差，需要在图 像传感器前添加红外截止滤光片消除红外光的影响。
[0004] 对于深度成像系统来说，近红外区域是重要的光谱区域，当环境光照较差时，通常 使用近红外光源进行辅助照明，同时，对于深度成像技术中通过主动光照利用图像灰度来 实现深度成像的技术来说，近红外光源是重要的照明光源，因此近红外区域的成像质量也 应重点考虑。因此，为了适应RGB-D相机的应用需要，有必要设计一款从可见光到近红外的 宽光谱区域均具有良好成像质量的成像物镜。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构紧凑，装配工艺简单，且从可 见光到近红外的宽光谱区域内图像清晰度高，视场大，畸变小的适用于RGB-D相机的成像物 镜。
[0006] 本发明的一种适用于RGB-D相机的成像物镜，在镜筒内共包括三个透镜，从物方到 像方依次有贴合的第一透镜、第一隔圈、第二透镜和第三透镜构成成像镜头。其中第一透镜 为正透镜，其面向物方为凸面，面向像方为平面;第二透镜为负透镜，其面向物方为平面，面 向像方为凹面;第三透镜为正透镜，其面向物方为平面，面向像方为凸面。位于第一透镜和 第二透镜之间的第一隔圈同时起孔径光阑的作用。第三透镜后为压圈，通过螺纹与镜筒旋 紧配合。镜筒的末端有外螺纹可与镜头座配合。
[0007] 上述技术方案中，所述的第一透镜、第一隔圈、第二透镜和第三透镜的透镜半径均 为1 · 1000mm〇
[0008] 所述的第一透镜可以采用H-ZLAF52玻璃材料，第一透镜的凸面曲率半径为 2.9630mm，镜面距离0.8100mm，镜面半径0.9000mm，第一透镜的平面曲率半径为无穷，镜面 距离为〇. 3000mm，镜面半径为0.6130mm。
[0009] 所述的第二透镜可以采用H-ZF1玻璃材料，第二透镜的平面曲率半径为无穷，镜面 距离0.4000mm，镜面半径0.1800mm，第二透镜的凹面曲率半径为2.3310mm，镜面距离 0 · 1053mm，镜面半径 0 · 6927mm。
[0010] 所述的第三透镜可以采用H-LAK3玻璃材料，第三透镜的平面曲率半径为无穷，镜 面距离0.9500mm，镜面半径1.1000mm，第三透镜的凸面曲率半径为-1.5880mm，镜面半径 0·9000mm〇
[0011] 本发明的一种适用于RGB-D相机的成像物镜，采用三片式球面镜结构，每个镜片均 有一个镜面为平面，而另一面为球面，加工成本低，同时第二透镜和第三透镜紧密贴合，无 需隔圈，结构紧凑，体积小巧，且三片透镜半径相同，装配工艺简单。光学设计容易，在从可 见光到近红外的宽光谱区域内图像的清晰度高，光学性能优，能够达到65°的大视场，小于 3.2%的畸变，很高的光学传递函数(MTF)。
【附图说明】
[0012] 图1是本发明的总体结构示意图。
[0013]图2是本发明的光学传递函数。
[0014]图3是本发明的畸变。
【具体实施方式】
[0015] 以下结合附图进一步说明本发明。
[0016] 图1所示，本发明的一种适用于RGB-D相机的成像物镜共包括三个透镜1、2、3,镜筒 6内从物方到像方依次有第一透镜1、第一隔圈4、第二透镜2和第三透镜3贴合构成成像镜 头。其中第一透镜1为正透镜，其面向物方为凸面，面向像方为平面;第二透镜2为负透镜，其 面向物方为平面，面向像方为凹面;第三透镜3为正透镜，其面向物方为平面，面向像方为凸 面。位于第一透镜1和第二透镜2之间的第一隔圈4同时起孔径光阑的作用。第三透镜3后为 压圈5,通过螺纹与镜筒6旋紧配合。镜筒6的末端有外螺纹可与镜头座配合。
[0017] 在应用于RGB-D相机时，本发明的成像物镜从可见光到近红外均能获得清晰成像， 与照明系统和图像采集及处理软件系统配合后，将得到高准确率和分辨精度的场景深度 图。本实例中适用于RGB-D相机的成像物镜的镜筒6内共有三个透镜1、2、3，总共6个镜面，从 物方到像方依次定义为:第一透镜1的凸面为第一镜面，第一透镜1的平面为第二镜面;第二 透镜2的平面为第三镜面，第二透镜2的凹面为第四镜面;第三透镜3的平面为第五镜面，第 三透镜3的凸面为第六镜面。6个镜面的结构参数见表1:
[0018] 表1 [nmol
[0020]图2和图3说明了本发明的光学成像性能。
[0021]图2计算了归一化坐标中视场角0° (中央视场），视场角22.75° (0.7视场），视场角 32.5° (边缘视场)三个视场的光学传递函数值。由图2可见，本发明在传递函数为0.3时，视 场角32.5° (边缘视场)的传递函数值能达到701p/mm，视场角22.75° (0.7视场）的传递函数 值能达到911p/mm，视场角0° (中央视场)的传递函数值能达到1051p/mm。表明本发明的一种 适用于RGB-D相机的成像物镜的最大视场能够达到65°，并能够获得清晰成像。图3是本发明 的一种适用于RGB-D相机的成像物镜在470nm、535nm、640nm和850nm情况下的畸变曲线。具 体来说，该成像物镜在470nm波长下的最大畸变为3.08143 %，在535nm波长下的最大畸变为 3.06866%，在64011111波长下的最大畸变为3.07992%，在85011111波长下的最大畸变为 3.12895 %，均控制在3.2 %以下。图2和图3表明本发明的一种适用于RGB-D相机的成像物镜 在从可见光到近红外的宽光谱区域内具有视场大，畸变小，分辨率高的优点。
【主权项】
1. 一种适用于RGBD相机的成像物镜，其特征在于:包括镜筒(6)，在镜筒(6)内从物方到 像方依次贴合有第一透镜（1)、第一隔圈（4)、第二透镜(2)和第三透镜(3)，构成成像镜头； 其中第一透镜（1)为正透镜，其面向物方为凸面，面向像方为平面;第二透镜(2)为负透镜， 其面向物方为平面，面向像方为凹面;第三透镜(3)为正透镜，其面向物方为平面，面向像方 为凸面;第一隔圈（4)同时起孔径光阑的作用，在第三透镜(3)后设有压圈（5)，压圈（5)通过 螺纹与镜筒(6)旋紧配合;镜筒(6)的末端有外螺纹与镜头座配合。2. 根据权利要求1所述的适用于RGB-D相机的成像物镜，其特征在于:所述的第一透镜 (1)、第二透镜(2)和第三透镜(3)的透镜半径均为1.1000mm。3. 根据权利要求2所述的适用于RGB-D相机的成像物镜，其特征在于:所述的第一透镜 (1) 采用H-ZLAF52玻璃材料，第一透镜的凸面曲率半径为2.9630mm，镜面距离0.8100mm，镜 面半径0.9000mm，第一透镜的平面曲率半径为无穷，镜面距离为0.3000mm，镜面半径为 0.6130mm〇4. 根据权利要求2所述的适用于RGB-D相机的成像物镜，其特征在于:所述的第二透镜 (2) 采用H-ZF1玻璃材料，第二透镜的平面曲率半径为无穷，镜面距离0.4000mm，镜面半径 0 · 1800mm，第二透镜的凹面曲率半径为2 · 3310mm，镜面距离0 · 1053mm，镜面半径0 · 6927mm。5. 根据权利要求2所述的适用于RGB-D相机的成像物镜，其特征在于:所述的第三透镜 (3) 采用H-LAK3玻璃材料，第三透镜的平面曲率半径为无穷，镜面距离0.9500mm，镜面半径 1.1000mm，第三透镜的凸面曲率半径为-1.5880mm，镜面半径0.9000mm。
【专利摘要】本发明公开的一种适用于RGB-D相机的成像物镜，在镜筒内从物方到像方依次有贴合的第一透镜、第一隔圈、第二透镜和第三透镜构成成像镜头。该成像物镜采用三片式球面镜结构，每个镜片均有一个镜面为平面，而另一面为球面，加工成本低，同时第二透镜和第三透镜紧密贴合，无需隔圈，结构紧凑，体积小巧，且三片透镜半径相同，装配工艺简单。在从可见光到近红外的宽光谱区域内成像清晰度高，光学性能优，能够达到65°的大视场，小于3.2％的畸变。可适用于红外辅助照明的深度成像系统，实现友好、易用的自然人机交互。
【IPC分类】G02B13/00, G02B1/00, G02B7/02
【公开号】CN105652413
【申请号】
【发明人】王立强, 刘玥, 袁波
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月1日