[发明专利]一种光场相机

说明书

本发明涉及图像摄取处理技术领域，公开了一种光场相机，弯曲型微透镜阵列的弯曲形状和弯曲型图像传感器的弯曲形状，均与广角主镜头的虚拟像面的弯曲形状相同，弯曲型微透镜阵列至弯曲型图像传感器之间的垂直距离的倒数，与弯曲型微透镜阵列至广角主镜头的虚拟像面之间的垂直距离的倒数之和，等于弯曲型微透镜阵列焦距的倒数，解决了光场相机采用广角主镜头时，由于平板型微透镜阵列和平板型图像传感器与广角主镜头的弯曲虚拟像面无法匹配，从而导致模糊、畸变等图像质量变差的问题。

技术领域

本发明涉及图像摄取处理技术领域，特别涉及一种光场相机。

背景技术

光场相机是可以同时记录物体光强信息和深度信息（即完整的光场信息）的新型成像装置，由于具有数字重聚焦等优点而被广泛使用。目前，光场相机主要包括五部分：主镜头1、平板型微透镜阵列2、平板型图像传感器3、图像处理器3、驱动器4和控制器5，具体如图1A所示。

光场相机的主镜头1一般为非广角的镜头，非广角主镜头1将拍摄的物体进行成像，该成像所在的面为非广角主镜头1的像面（如图1A中所示的a面），非广角主镜头1的像面是位于非广角主镜头1和平板型成像阵列2之间的一个虚拟的、与光轴垂直的平面，光轴是与水平面相平行的轴线，非广角主镜头1的像距（如图1A中所示的距离b）是非广角主镜头1位于平板型成像阵列2的一侧与非广角主镜头1的虚拟像面a之间的垂直距离；非广角主镜头1的物面（如图1A中所示的c面）是拍摄物体位于光场相机一侧的面，非广角主镜头1的物距（如图1A中所示的距离d）是非广角主镜头1位于拍摄物体的一侧与非广角主镜头1的物面之间的垂直距离。

平板型微透镜阵列e包括多个微透镜g，平板型微透镜阵列e要对非广角主镜头1的虚拟像面a上产生的图像进行成像，再次成像的图像所在的面为平板型微透镜阵列e的虚拟像面（如图1A中所示的h面），然后，每个微透镜g所产生的图像组成的平面为平板型微透镜阵列e的虚拟像面h，平板型微透镜阵列e的像距（如图1A中所示的距离i）是平板型微透镜阵列e位于图像处理器3的一侧与平板型微透镜阵列e的虚拟像面h之间的垂直距离。平板型微透镜阵列e的物面是非广角主镜头1的虚拟像面a，平板型微透镜阵列e的物距（如图1A中所示的距离j）是平板型微透镜阵列e位于非广角主镜头1的一侧与非广角主镜头1的等效像面a之间的距离。

其中，平板型微透镜阵列e的物距j、平板型微透镜阵列e的像距i、平板型微透镜阵列e的等效焦距l之间的关系满足公式：1/l=1/j+1/i，由于平板型微透镜阵列e要对非广角主镜头1的虚拟像面a上产生的图像进行成像，实际上是，平板型微透镜阵列e中的每个微透镜g要对非广角主镜头1的虚拟像面a上产生的图像进行成像，因此，平板型微透镜阵列e中的每个微透镜g也存在相应的微透镜物距j_n、微透镜等效像距i_n和微透镜等效焦距l_n，且j_n、i_n和l_n满足公式：1/l_n=1/j_n+1/i_n，n为微透镜的编号，在图1A中，平板型微透镜阵列e中的每个微透镜g的编号从上到下依次为：编号1、编号2、编号3、编号4、编号5、编号6、编号7、编号8。

平板型微透镜阵列e在成像过程中，要对非广角主镜头1的虚拟像面a上所成的像进行成像后要记录在平板型图像传感器f上，此时，若平板型微透镜阵列e的虚拟像面h与平板型图像传感器f所在的平面重合，或者，平板型微透镜阵列e的虚拟像面h与平板型图像传感器f所在的平面之间的垂直距离位于预设范围时，最终拍摄图片的质量较高，比较清晰，也就是说，平板型微透镜阵列e中的每个微透镜g所成的像位于平板型图像传感器f上，或者所成的像所在的虚拟像面h与平板型图像传感器f之间的垂直距离位于预设范围时，最终拍摄的图片的质量较高，比较清晰。