一种大视野成像装置的制作方法

本发明涉及大视野成像领域，尤其涉及一种应用于机器视觉上的大视野成像装置。

背景技术：

众所周知，成像装置是机器视觉中的基本组成部分，随着科技的不断发展，成像装置技术也在逐步走向成熟。现有成像装置具有高分辨率、高速、高图像质量、影像的精确配准等优点，因此其在工业生产、教育、医疗等行业中被广泛使用，实用性强，使用成本低，能解决生产过程中绝大部分成像测量问题。然而，随着现代企业对成像质量要求的提升，在成像检测领域中时常会用到大视野成像，对于传统相机，大视野成像意味着像素探测器探测单元数量很大，而探测器探测单元数量受制作工艺的局限和成像装置的机械结构大小的限制，而且探测器探测单元越多往往意味着更高的成本，从而成为制约大视野成像的重要因素。因而，为了兼顾制造成本与成像性能，就需要对成像装置进行合理设计。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对当下探测器探测单元数量制约大视野成像的问题，提供一种制造成本低、成像质量好的大视野成像装置，从而使得探测器探测单元数量不再成为制约大视野成像的因素。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种大视野成像装置，其特征在于，包括第一会聚透镜组模块、DMD阵列模块、第二会聚透镜组模块、像素探测器以及图像处理器，原图像发出的光依次经过所述第一会聚透镜组模块、DMD阵列模块、第二会聚透镜组模块后成像于像素探测器，所述像素探测器将采集的数据传送至所述图像处理器，所述图像处理器对所述数据进行计算处理。

优选的，本发明中DMD阵列模块由DMD阵列和控制器组成，所述DMD阵列由若干镜片组成，所述控制器控制所述若干镜片的转向从而产生特定的图像转换模式。

优选的，本发明中所述DMD阵列的图像转换模式为独立同分布的高斯随机测量矩阵。

优选的，本发明中所述高斯随机测量矩阵列数为原图像的总像素数N，行数为转换后小图像的总像素数M，且M<<N。

优选的，本发明中所述像素探测器探测单元数量不小于所述高斯随机测量矩阵的行数M，且远小于原图像的总像素数N。

优选的，本发明中所述像素探测器探测单元数量为原图像总像素数的1/20。

优选的，本发明中所述图像处理器为具有数据处理软件的通用计算机，或者是专用数据处理器。

优选的，本发明中所述图像处理器通过压缩感知算法对像素探测器传送的数据进行计算，重建出原图像。

本发明的有益效果是，由于本发明大视野成像装置包括第一会聚透镜组模块、DMD阵列模块、第二会聚透镜组模块、像素探测器以及图像处理器，原图像发出的光依次经过所述第一会聚透镜组模块、DMD阵列模块、第二会聚透镜组模块后成像于像素探测器，所述像素探测器将采集的数据传送至所述图像处理器，所述图像处理器对所述数据进行计算处理，因而使用本发明在相同原图片大小情况下，本发明的像素探测器探测单元数量可以极大缩小，甚至可以缩小至传统大视野成像装置像素探测器探测单元数量的1/20，从根本上解决了成像视野增大导致探测器探测单元数量过大的问题，制造成本低，成像质量好，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明大视野成像装置一种实施例的光路结构示意图，也是一种优选实施例示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

图1示出了本发明大视野成像装置的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。如图1所示，本实施例所述的大视野成像装置，包括第一会聚透镜组模块10、DMD阵列模块20、第二会聚透镜组模块30、像素探测器40以及图像处理器50，原图像100发出的光依次经过所述第一会聚透镜组模块10、DMD阵列模块20、第二会聚透镜组模块30后成像于像素探测器40，所述像素探测器40将采集的数据传送至所述图像处理器50，所述图像处理器50对所述数据进行计算处理。值得一提的是，本实施例中所述第一会聚透镜组模块以及所述第二会聚透镜组模块可以为现有技术中任何能够实现光线会聚功能的结构，并不是本发明的创新点，因而在此不再赘述。

作为优选实施方式，本实施例中所述DMD阵列模块20由DMD阵列和控制器组成，所述DMD阵列是可编程数字微型阵列，是本发明成像装置的关键部件。所述DMD阵列由一系列微小镜片组成，所述控制器控制所述DMD阵列微小镜片的转向从而产生特定的图像转换模式。

作为优选实施方式，本实施例中所述DMD阵列的图像转换模式为独立同分布的高斯随机测量矩阵。

作为优选实施方式，本实施例中所述高斯随机测量矩阵列数为原图像的总像素数N，行数为转换后小图像的总像素数M，且M<<N。

作为优选实施方式，本实施例中所述像素探测器探测单元数量不小于所述高斯随机测量矩阵的行数M，且远小于原图像的总像素数N。

作为优选实施方式，本实施例中所述像素探测器探测单元数量为原图像总像素数的1/20，因而可以从根本上解决了成像视野增大导致探测器探测单元数量过大的问题，制造成本低，成像质量好。

作为优选实施方式，本实施例中所述图像处理器50为现有技术中具有数据处理软件的通用计算机，或者是专用数据处理器。由于此并非本发明创新点，因而在此不再赘述。

作为优选实施方式，本实施例中所述图像处理器通过压缩感知算法对像素探测器传送的数据进行计算，重建出原图像。值得一提的是，由于压缩感知算法属于现有技术中成熟技术，因而在此不再赘述。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。