КАМЕРА И ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ 3D ИЗОБРАЖЕНИЙ (ВАРИАНТЫ)

1. Оптическая система отображения, включающая в себя:
объектив, который передает свет к светоделителю;
первый и второй датчики изображения, имеющие разные размеры;
светоделитель, выполненный с возможностью разделения света, сфокусированного объективом, на свет первого диапазона длины волны и свет второго диапазона длины волны, и, соответственно, подачи света первого диапазона длины волны на первый датчик изображения и света второго диапазона длины волны на второй датчик изображения; и,
по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный между светоделителем и вторым датчиком изображения и формирующий изображение, попадающее на второй датчик изображения,
при этом, по меньшей мере, один оптический элемент содержит, по меньшей мере, одну линзу Френеля и дифракционный оптический элемент (DOE).
2. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый оптический элемент включает в себя, по меньшей мере, две линзы Френеля, последовательно расположенные вдоль оптической оси между светоделителем и вторым датчиком изображения.
3. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый оптический элемент выполнен комбинированным и включает в себя первый оптический элемент и второй оптический элемент, последовательно расположенные вдоль оптической оси между светоделителем и вторым датчиком изображения, причем первый оптический элемент представлен линзой Френеля, а второй оптический элемент представлен DOE.
4. Система по п.1, отличающаяся тем, что упомянутый первый оптический элемент представлен коллиматором, выполненным с возможностью преобразования света, отраженного от светоделителя, в параллельные световые лучи, в то время как второй оптический элемент выполнен с возможностью формирования изображения за счет сведения параллельных световых лучей на второй датчик изображения.
5. Система по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя оптический прерыватель, расположенный между оптическим элементом и вторым датчиком изображения и выполненный с возможностью модуляции и подачи света первого диапазона длины волны на второй датчик изображения.
6. Система по п.1, отличающаяся тем, что размер первого датчика изображения превышает размер второго датчика изображения, и свет первого диапазона длины волны является видимым светом, а свет второго диапазона длины волны является инфракрасным светом.
7. Система по п.1, отличающаяся тем, что светоделитель выполнен с возможностью передачи света первого диапазона длины волны и отражения света второго диапазона длины волны.
8. Отображающая оптическая система, включающая в себя:
объектив;
первый и второй датчики изображения, имеющие разные размеры;
и светоделитель, выполненный с возможностью разделения света, фокусируемого объективом на свет первого диапазона длины волны и свет второго диапазона длины волны, и, соответственно, подающий свет первого диапазона длины волны на первый датчик изображения и свет второго диапазона длины волны на второй датчик изображения, при этом светоделитель отклонен на ≥ 45º относительно оптической оси объектива.
9. Система по п.8, отличающаяся тем, что светоделитель включает в себя первый набор мелких насечек, которые нанесены на светоприемную поверхность светоделителя, причем насечки имеют склоны в ≥ 45º относительно оптической оси объектива; и второй набор мелких насечек, которые нанесены на световыводящую поверхность светоделителя, причем склоны второго набора насечек выполнены как дополняющие относительно насечек первого набора, и склоны первого набора и склоны второго набора параллельны один другому.
10. Система по п.8, отличающаяся тем, что светоделитель дополнительно включает в себя фильтр-разделитель длины волны, выполненный с возможностью передачи света первого диапазона длины волны и отражения света второго диапазона длины волны, при этом такой фильтр может быть выполнен в виде пленки, нанесенной поверх первого набора мелких насечек.
11. Система по п.8, отличающаяся тем, что светоделитель включает в себя:
первый отражающий дифракционный узор, нанесенный на светоприемную поверхность светоделителя и выполненный с возможностью передачи света первого диапазона длины волны и с отражением света второго диапазона длины волны, и размещенный таким образом, что угол отражения отражаемого света второго диапазона длины волны равен приблизительно 45º относительно оптической оси; а
второй дифракционный узор нанесен на световыводящую поверхность светоделителя и выполнен как дополняющий относительно первого отражающего дифракционного узора
12. Система по п.8, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя, по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный между светоделителем и вторым датчиком изображения и выполненный с возможностью формирования изображения, которое попадает на второй датчик изображения, причем указанный оптический элемент включает, по меньшей мере, один линзу Френеля и дифракционный оптический элемент (DOE).
13. Отображающая оптическая система, включающая в себя:
объектив; первый и второй датчики изображения, имеющие разные размеры;
светоделитель, выполненный с возможностью разделения света, сфокусированного объективом, на свет первого диапазона длины волны и свет второго диапазона длины волны, и с возможностью подавать свет первого диапазона длины волны на первый датчик изображения, а свет второго диапазона длины волны - на второй датчик изображения, причем светоделитель имеет вогнутую отражающую поверхность, покрытую фильтром-разделителем длины волны, выполненным с возможностью передачи света первого диапазона длины волны и отражения света второго диапазона длины волны.
14. Система по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя выпуклое зеркало, выполненное с возможностью отражения света второго диапазона длины волны, отраженного светоделителем, и плоское зеркало, отражающее свет второго диапазона длины волны, отраженный выпуклым зеркалом, в направлении второго датчика изображения.
15. Система по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно включает в себя плоское зеркало, отражающее свет второго диапазона длины волны, отраженный светоделителем, и выпуклое зеркало, выполненное с возможностью отражения света второго диапазона длины волны, отраженного плоским зеркалом, в направлении второго датчика изображения.
16. Система по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный между светоделителем и вторым датчиком изображения, причем данный оптический элемент выполнен с возможностью формирования изображения на вотором датчике изображения и состоит из, по меньшей мере, одной линзы Френеля и дифракционного оптического элемента (DOE).
17. Отображающая оптическая система, включающая в себя:
объектив;
первый и второй датчики изображения, имеющие разные размеры;
светоделитель, выполненный с возможностью разделения света, сфокусированного объективом, на свет первого диапазона длины волны и свет второго диапазона длины волны, и подачи света первого диапазона длины волны на первый датчик изображения, а света второго диапазона длины волны - на второй датчик изображения, при этом светоделитель включает в себя первое дихроическое зеркало и второе дихроическое зеркало, причем зеркала расположены, соответственно, в верхней области и в нижней области относительно оптической оси объектива, причем первое дихроическое зеркало и второе дихроическое зеркало находятся в частичном контакте друг с другом вдоль оптической оси объектива и повернуты под предопределенным углом одно относительно другого, при этом первое дихроическое зеркало передает свет первого диапазона длины волны и отражает свет второго диапазона длины волны в направлении верхней области оптической оси, а второе дихроическое зеркало передает свет первого диапазона длины волны и отражает свет второго диапазона длины волны в направлении нижней области оптической оси.
18. Система по п.17, отличающаяся тем, что включает в себя первое зеркало, которое обращено к первому дихроическому зеркалу и отражает свет первого диапазона длины волны, отраженный первым дихроическим зеркалом, в направлении второго датчика изображения; и второе зеркало, которое обращено к второму дихроическому зеркалу и отражает свет первого диапазона длины волны, отраженный вторым дихроическим зеркалом в направлении второго датчика изображения.
19. Система по п.17, отличающаяся тем, что на отражающие поверхности первого зеркала и второго зеркала нанесен отражающий дифракционный узор, выполненный с возможностью формирования изображения.
20. Система по п.17, отличающаяся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный между светоделителем и вторым датчиком изображения, причем данный оптический элемент выполнен с возможностью формирования изображения на вотором датчике изображения и состоит из, по меньшей мере, одной линзы Френеля и дифракционного оптического элемента (DOE).
21. Отображающая оптическая система, включающая в себя:
объектив;
первый и второй датчики изображения, имеющие разные размеры;
светоделитель, выполненный с возможностью разделения света, сфокусированного объективом, на свет первого диапазона длины волны и свет второго диапазона длины волны и подающий свет первого диапазона длины волны на первый датчик изображения, а свет второго диапазона длины волны на второй датчик изображения; и
оптоволоконную воронку, расположенную между светоделителем и вторым датчиком изображения и имеющую светоприемную поверхность, превышающую по размеру световыводящую поверхность.
22. Система по п.21, отличающаяся тем, что дополнительно включает, по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный между светоделителем и оптоволоконной воронкой и формирующий изображение, поступающее на второй датчик изображения, при этом оптический элемент включает в себя, по меньшей мере, одну линзу Френеля и дифракционный оптический элемент (DOE).
23. Система по п.21, отличающаяся тем, что включает линзы Френеля, выполненные с возможностью преобразованию лучей света, поступающего от светоделителя, в параллельные лучи света, и оптоволоконную воронку, выполненную с возможностью формирования изображения путем сведения параллельных лучей на втором датчике изображения.
24. Система по п.21, отличающаяся тем, что включает линзу Френеля, выполненную с возможностью преобразованию света от светоделителя в параллельные лучи света, и DOE, выполненный с возможностью формирования изображения путем сведения параллельных лучей света, и оптоволоконную воронку, выполненную с возможностью дополнительного формирования изображения, сформированного DOE.
25. Камера, фиксирующая трехмерное изображение, включающая в себя отображающую оптическую систему, источник освещения, выполненный с возможностью генерации световых лучей и облучения светом второго диапазона длины волны объекта съемки; процессор обработки сигнала изображения (ISP), выполненный с возможностью формирования трехмерного изображения за счет использования изображения, вышедшего из первого датчика изображения, и изображения, вышедшего из второго датчика изображения; и блок управления, выполненный с возможностью управления работой источника освещения и ISP.
26. Камера по п.25, отличающаяся тем, что источник освещения выполнен с возможностью осуществлять облучение светом второго диапазона длины волны, имеющим предопределенный период и предопределенную форму волны, объекта съемки по командам блока управления.
27. Камера по п.25, отличающаяся тем, что свет первого диапазона длины волны включать в себя видимый свет, а свет второго диапазона длины волны включает в себя инфракрасный свет, первый датчик изображения выполнен с возможностью генерации цветного изображения, имеющего красный (R) компонент, зеленый (G) компонент, и синий (В) компонент для каждого пиксела, а второй датчик изображения выполнен с возможностью генерации изображения глубины относительно расстояния между камерой и объектом съемки.
28. Камера по п.25, отличающаяся тем, что ISP выполнен с возможностью вычисления расстояния между объектом съемки и камерой для каждого пиксела путем использовании выходящего изображения глубины из второго датчика изображения, объединения результатов вычисления с выходящим из первого датчика изображения цветным изображением, и формирования 3D изображения.
29. Камера, фиксирующая трехмерное изображение, включающая в себя:
отображающую оптическую систему по п.8,
источник освещения, выполненный с возможностью генерации световых лучей и облучения светом второго диапазона длины волны объекта съемки;
процессор обработки сигнала изображения (ISP), выполненный с возможностью формирования трехмерного изображения за счет использования изображения, вышедшего из первого датчика изображения, и изображения, вышедшего из второго датчика изображения; и
блок управления, выполненный с возможностью управления работой источника освещения и ISP.
30. Камера, фиксирующая трехмерное изображение, включающая в себя:
отображающую оптическую систему по п.13,
источник освещения, выполненный с возможностью генерации световых лучей и облучения светом второго диапазона длины волны объекта съемки;
процессор обработки сигнала изображения (ISP), выполненный с возможностью формирования трехмерного изображения за счет использования изображения, вышедшего из первого датчика изображения, и изображения, вышедшего из второго датчика изображения; и
блок управления, выполненный с возможностью управления работой источника освещения и ISP.
31. Камера, фиксирующая трехмерное изображение, включающая в себя:
отображающую оптическую систему по п.17,
источник освещения, выполненный с возможностью генерации световых лучей и облучения светом второго диапазона длины волны объекта съемки;
процессор обработки сигнала изображения (ISP), выполненный с возможностью формирования трехмерного изображения за счет использования изображения, вышедшего из первого датчика изображения, и изображения, вышедшего из второго датчика изображения; и
блок управления, выполненный с возможностью управления работой источника освещения и ISP.
32. Камера, фиксирующая трехмерное изображение, включающая в себя:
отображающую оптическую систему по п.21,
источник освещения, выполненный с возможностью генерации световых лучей и облучения светом второго диапазона длины волны объекта съемки;
процессор обработки сигнала изображения (ISP), выполненный с возможностью формирования трехмерного изображения за счет использования изображения, вышедшего из первого датчика изображения, и изображения, вышедшего из второго датчика изображения; и
блок управления, выполненный с возможностью управления работой источника освещения и ISP.
33. Отображающая оптическая система, включающая в себя:
светоделитель, выполненный с возможностью подачи света первого диапазона длины волны на первый датчик изображения, а свет второго диапазона длины волны - на второй датчик изображения;
по меньшей мере, один оптический элемент, расположенный между светоделителем и вторым датчиком изображения, причем оптический элемент выполнен с возможностью уменьшения размера изображения светоделителем в первом диапазоне длины волны, а площадь первого датчика изображения превышает площадь второго датчика изображения, при этом оптический элемент включает в себя, по меньшей мере, одну линзу Френеля и дифракционный оптический элемент (DOE).