[发明专利]用于对成像设备进行建模的方法和计算机可读存储介质

摘要

本申请涉及用于对成像设备进行建模的方法、相应的计算机程序产品以及计算机可读承载介质。成像设备包括图像传感器和光学系统，该光学系统包括限定光学系统的入瞳的孔径光阑，针对成像设备的给定配置，该方法包括以下步骤：‑估计(21)成像设备的特征特性参数的集合，该特征特性参数的集合包括：表示所述像面与相对于光学系统与图像传感器共轭的传感器共轭平面之间的距离的第一特性参数、表示传感器共轭平面与入瞳之间的距离的第二特性参数、表示光学系统的放大率的第三特性参数；‑确定(22)分别作为第一和第三特性参数以及第二和第三特性参数的函数的第一和第二建模数据；‑建立(23)作为第二和第三建模数据的函数的成像设备的模型。

主权项

1.一种用于对成像设备进行建模的方法，该成像设备包括图像传感器(20)和光学系统(10)，所述图像传感器被布置在所述光学系统的像面(IP)中，所述光学系统包括限定所述光学系统的入瞳的孔径光阑，所述方法的特征在于，针对所述成像设备的给定配置，所述方法包括：

‑确定(21)所述成像设备的特征特性参数的集合，包括：

*表示所述像面(IP)与相对于所述光学系统与所述图像传感器共轭的传感器共轭平面(CP)之间的距离的第一特性参数(Z)；

*表示所述传感器共轭平面(CP)与所述入瞳(EP)之间的距离的第二特性参数(D)；

*表示所述光学系统的放大率的第三特性参数(M)；

‑确定(22)作为所述第一和第三特性参数(Z,M)的函数的第一建模数据(R_x)；

‑确定(22)作为所述第二和第三特性参数(D,M)的函数的第二建模数据(P_α)；

‑基于作为所述第二和第三建模数据(P_x,P_α)的函数获得的所述成像设备的模型，至少映射至少与所述图像传感器(20)上的像点相关联的3D点。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一建模数据包括被限定在所述像面(IP)与布置于所述成像设备的光轴(OA)上的第一不变投影点(p_x)之间的第一不变距离P_x，所述第一不变距离P_x满足以下公式：

其中，Z是所述像面(IP)与所述传感器共轭平面(CP)之间的距离；M是所述光学系统的放大率。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二建模数据是被限定在所述像面(IP)与位于所述成像设备的光轴(OA)上的第二不变投影点(p_α)之间的第二不变距离P_α，所述第二不变距离P_α满足以下公式：

其中，D是所述传感器共轭平面(CP)与所述入瞳(EP)之间的距离；M是所述光学系统的放大率。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二特性参数(D)通过校准被估计。

5.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述第二特性参数(D)被估计作为所述特征特性参数的集合中的第四特性参数(E)和所述第一特性参数(Z)的函数，所述第四特性参数表示所述像面(IP)与所述入瞳(EP)之间的距离。

6.如权利要求2至3中任一项所述的方法，其中，所述特征特性参数的集合还包括表示所述光轴(OA)相对于所述像面(IP)的位置的第五特性参数。

7.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述特征特性参数的集合还包括表示所述入瞳(EP)的尺寸的第六参数。

8.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述成像设备的给定配置包括属于包括以下各项的群组的设置：焦点的设置、所述光学系统的主平面与所述像面(IP)之间的距离的设置。

9.一种包括程序代码指令的计算机程序产品，当所述程序在计算机或处理器上被执行时，用于实现根据权利要求1至3中至少一项所述的方法。

10.一种存储如权利要求9的计算机程序产品的非暂态计算机可读承载介质。

11.一种用于对成像设备进行建模的设备，该成像设备包括图像传感器和光学系统，所述图像传感器被布置在所述光学系统的像面(IP)中，所述光学系统包括限定所述光学系统的入瞳的孔径光阑，所述设备的特征在于，针对所述成像设备的给定配置，该设备包括：

‑估计单元，被配置为估计所述成像设备的特征特性参数的集合，该特征特性参数的集合包括：

*表示所述像面(IP)与相对于所述光学系统与所述图像传感器共轭的传感器共轭平面(CP)之间的距离的第一特性参数(z₁)；

*表示所述传感器共轭平面(CP)与所述入瞳(EP)之间的距离的第二特性参数(D)；

*表示所述光学系统的放大率的第三特性参数(M)；

‑确定单元，被配置为确定作为所述第一和第三特性参数(Z,M)的函数的第一建模数据(P_x)；

‑确定单元，被配置为确定作为所述第二和第三特性参数(D,M)的函数的第二建模数据(P_α)；

‑映射单元，被配置为基于作为所述第二和第三建模数据(P_x,P_α)的函数获得的所述成像设备的模型，至少映射至少与所述图像传感器(20)上的像点相关联的3D点。

12.如权利要求11所述的设备，其中，所述第一建模数据包括被限定在所述像面(IP)与布置于所述成像设备的光轴(OA)上的第一不变投影点(p_x)之间的第一不变距离P_x，所述第一不变距离P_x满足以下公式：

其中，Z是所述像面(IP)与所述传感器共轭平面(CP)之间的距离；M是所述光学系统的放大率。

13.如权利要求11所述的设备，其中，所述第二建模数据是被限定在所述像面(IP)与位于所述成像设备的光轴(OA)上的第二不变投影点(p_α)之间的第二不变距离P_α，所述第二不变距离P_α满足以下公式：

其中，D是所述传感器共轭平面(CP)与所述入瞳(EP)之间的距离；M是所述光学系统的放大率。

14.如权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述第二特性参数(D)通过校准被估计。

15.如权利要求11至13中任一项所述的设备，其中，所述第二特性参数(D)被估计作为所述特征特性参数的集合中的第四特性参数(E)和所述第一特性参数(Z)的函数，所述第四

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