[发明专利]基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像装置及方法

权利要求书

1.一种基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像装置，其特征在于包括：移动电子设备光学模块、扫描微透镜阵列模块和成像模块；其中移动电子设备光学模块包括移动电子设备光学镜头；扫描微透镜阵列模块包括位移装置和微透镜阵列；成像模块包括移动电子设备像感器；光学模块通过移动电子设备光学镜头对场景进行拍摄以收集光学信息，扫描微透镜阵列模块通过位移装置带动微透镜阵列进行二维尺度内的周期性移动扫描，并进一步传播移动电子设备光学镜头收集的光学信息至成像模块中的移动电子设备像感器上；移动电子设备光学镜头处于对焦状态或者处于在预定的散焦范围，微透镜阵列放置在移动电子设备光学镜头的后焦面处，移动电子设备像感器处于微透镜阵列的后焦点的预定轴向范围内；微透镜阵列摆放在镜头的像点处，在获得镜头采集光照的空间信息同时获得光束的角度信息；通过扫描微透镜阵列模块的扫描收集到充足的空间信息以及角度信息，以用来和数字计算像差补偿算法及图像重建算法结合，通过调整扫描移动的步长，获得高于移动电子设备像感器像元尺寸的分辨率，大于移动电子设备像感器像素数目的图像或视频。

2.根据权利要求1所述的基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像装置，其特征在于还包括：处理单元，用于通过数字自适应算法，去除不同角度对应的图像像差，并结合扫描的次数，融合每一扫描周期的去除像差后的光场数据，重建获得大于等于原图像分辨率的图像或视频。

3.根据权利要求2所述的基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像装置，其特征在于，移动电子设备光学模块、扫描微透镜阵列模块、成像模块和处理单元均集成在同一移动电子设备中。

4.根据权利要求1或2所述的基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像装置，其特征在于，扫描微透镜模块的扫描速度与成像模块中像感器的采集速度匹配。

5.一种电子设备，其特征在于包括根据权利要求1至4之一所述的基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像装置。

6.一种基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像方法，其特征在于包括：

建立根据权利要求1至4之一所述的基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像装置中的光学元件与成像元件的数值仿真模型，并且对数值仿真模型进行仿真以获得物空间的点扩散图样，进一步计算获得相位空间的理想点扩散函数；

根据数值仿真模型，在选择拍摄的目标场景后，利用光学模块收集目标场景的光束，调整并匹配扫描微透镜阵列模块和成像模块中的传感器的帧率以及微透镜阵列的扫描速度，随后通过像感器进行成像；

使用采集到的光场数据结合数字计算像差补偿算法补偿像差，结合解卷积算法重建高分辨率图像或多帧重建图像融合成视频；

各项参数由仿真模型模拟，实际参数以搭建系统的真实光学参数为准。

7.根据权利要求6所述的基于扫描光场的高分辨率移动电子设备的成像方法，其特征在于，重建高分辨率图像或多帧重建图像融合成视频包括：通过数字自适应算法，去除不同角度对应的图像像差，并结合扫描的次数，融合每一扫描周期的去除像差后的光场数据，重建获得大于等于原图像分辨率的图像或视频。