[发明专利]矩阵图像采集系统和矩阵图像投影系统

说明书

本发明涉及一种图像采集系统、矩阵图像采集系统和矩阵图像投影系统，图像采集系统包括：用于形成像方图像的物方区域；用于对所述物方区域聚像的聚光透镜；所述聚光透镜位于所述物方区域的光路上；用于滤光的滤色片；所述滤色片用于对经过所述聚光透镜的出射光进行单一波长滤光；所述滤色片位于所述聚光透镜的下方；用于接收成像面位置上所述像方图像的图像传感器；所述图像传感器位于所述成像面位置的下方。还提供了包括该图像采集系统的矩阵图像采集系统和矩阵图像投影系统。上述方案通过设置滤色片获取单色图像，并提出图像传感器与聚光透镜的非同轴设置，实现了对系统色差的消除，减少了透镜数量、缩小了系统尺寸，更降低了系统制作成本。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种图像采集系统、矩阵图像采集系统和矩阵图像投影系统。

背景技术

图像采集系统是机器视觉中必不可少的部件，其决定了光学镜头成像质量的优劣，且随着光学成像技术的不断发展，图像采集系统的设计也得到了逐步改善。

传统的图像采集系统运用于摄像镜头中时，能够为摄像镜头提供高像素点的成像效果，且通常采用拜耳阵列传感器的工作原理，如：RGBG阵列、RGBE 阵列或RGBW阵列等滤色方案，将传感器上收集到的四个像素单体，合成为一个彩色像元，以完成摄像镜头对图像的彩色成像。

但是，由于拜耳阵列传感器固有的工作原理，使图像采集系统在运用于摄像镜头时，其收集到的图像分辨率大大降低，例如，100万单色像素的图像经过 RGBG、RGBE或RGBW滤色后，仅能得到25万彩色像素的图像。并且，采用传统的图像采集系统，不仅要在收集彩色图像之后消除色差，还要提高收集图像的像素，从而使用较多的光学透镜，以致系统体积较大、制作成本较高。

因此，传统的图像采集系统存在着图像采集成本高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对传统图像采集系统存在图像采集成本高的问题，提供一种图像采集系统、矩阵图像采集系统和矩阵图像投影系统。

一种图像采集系统，包括：

用于形成像方图像的物方区域；

用于对所述物方区域聚像的聚光透镜；所述聚光透镜位于所述物方区域的光路上；

用于滤光的滤色片；所述滤色片用于对经过所述聚光透镜的出射光进行单一波长滤光；所述滤色片位于所述聚光透镜的下方；

用于接收成像面位置上所述像方图像的图像传感器；所述图像传感器位于所述成像面位置的下方。

本发明提供的图像采集系统，利用滤色片与图像传感器接收单色图像，提供了图像采集系统矩阵排列时，可获得多个单色图像叠加形成彩色图像的方案，从而得到无色差的图像，节省了用于消色差而放置的透镜，简化系统设计、缩小系统尺寸，且图像分辨率不会降低，大大降低了图像采集系统的成本。

在其中一个实施例中，所述图像传感器为CMOS图像传感器。

在其中一个实施例中，所述聚光透镜为聚光薄透镜。

在其中一个实施例中，提供了一种矩阵图像采集系统，包括如上第一至第三任一项实施例所述的图像采集系统；所述聚光透镜包括至少一组聚光透镜，则相应的所述滤色片包括至少一组滤色片；所述图像传感器包括至少一组图像传感器。

在其中一个实施例中，提供了一种矩阵图像采集系统，所述聚光透镜包括2 组聚光透镜，则相应的所述滤色片包括2组滤色片；所述图像传感器包括2组图像传感器。

在其中一个实施例中，提供了一种矩阵图像采集系统，所述聚光透镜与所述成像面位置之间的距离为所述图像采集系统的像方焦距L_i；所述聚光透镜与所述物方区域之间的距离为所述图像采集系统的物方焦距L_p；当L_i＝4.54mm时， L_p≥300mm。