[發明專利]光場成像裝置及方法

有效

• 申請號: 201210164989.0
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN102739945A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 張薇;莊松林;楊波
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N13/02;G02B27/00;G02B7/04
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種高分辨率的光場成像裝置，其特征在于，包括：

主鏡頭，位置能夠平移；

可變焦微透鏡陣列，具有可控變化的焦距；

傳感器，接收并感應圖像；

獲取部，首先通過相對應的平移所述主鏡頭使得所述主鏡頭的像平面與所述可變焦微透鏡陣列位置相重合，此時，所述可變焦微透鏡陣列的焦距為初始焦距，所述傳感器與所述可變焦微透鏡陣列間距離與所述可變焦微透鏡陣列的初始焦距相等，所述傳感器獲取的圖像作為第一圖像；平移所述主鏡頭位置使得主鏡頭像平面偏離所述可變焦微透鏡陣列位置，并相應調節所述可變焦微透鏡陣列的焦距至第二焦距，使得所述主鏡頭的像平面通過可變焦微透鏡陣列共軛成像在傳感器上，此時，所述傳感器獲取的圖像作為第二圖像，此過程中所述主鏡頭的平移位置與所述可變焦微透鏡陣列的焦距變化遵從高斯光學定律；

提取部，提取第一圖像的高方向分辨率信息以及第二圖像的高空間分辨率信息；

圖像處理部，對提取的高方向分辨率信息和高空間分辨率信息進行加權重組，進行圖像配準與重構，得到高方向分辨率和高空間分辨率兩者之間的最優化分布圖像，從而獲得最佳成像效果。

2.根據權利要求1所述的光場成像裝置，其特征在于，還包括：

圖像存儲部，存儲所述第一圖像與所述第二圖像；

所述提取部從所述圖像存儲部中提取所述第一圖像的所述高方向分辨率信息以及所述第二圖像的所述高空間分辨率信息。?

3.根據權利要求1所述的光場成像裝置，其特征在于：

其中，所述第一圖像是具有高方向分辨率但低空間分辨率信息的光場圖像。

4.根據權利要求1所述的光場成像裝置，其特征在于：

其中，所述第二圖像是具有高空間分辨率但低方向分辨率信息的光場圖像。

5.根據權利要求1所述的高分辨率的光場成像裝置，其特征在于：

其中，獲取所述第一圖像時的狀態作為非聚焦狀態，此時，所述主鏡頭的焦距為f’，所述主鏡頭與需要成像的物面之間的距離為l，所述可變焦微透鏡陣列的焦距為初始焦距f₁’；相對應的獲取所述第二圖像的狀態作為聚焦狀態，此時，相對非聚焦狀態所述主鏡頭的位置平移的距離為m,所述可變焦微透鏡陣列的焦距為第二焦距f₂’，f₁’與f₂’之間的關系應為

6.根據權利要求1所述的高分辨率的光場成像裝置，其特征在于：

其中，所述可變焦微透鏡陣列為單液體可變焦透鏡陣列。

7.一種高分辨率的光場成像方法，其特征在于，包括：

首先，平移主鏡頭使得所述主鏡頭的像平面與所述可變焦微透鏡陣列位置相重合，此時，可變焦微透鏡陣列的焦距為初始焦距，傳感器與所述可變焦微透鏡陣列間距離與所述可變焦微透鏡陣列的初始焦距相等，所述傳感器獲取的圖像作為第一圖像；

平移所述主鏡頭位置使得主鏡頭像平面偏離所述可變焦微透鏡陣列位置，并相應調節所述可變焦微透鏡陣列的焦距至第二焦距，使得所述主?鏡頭的像平面通過可變焦微透鏡陣列共軛成像在傳感器上，此時，所述傳感器獲取的圖像作為第二圖像，此過程中所述主鏡頭的平移位置與所述可變焦微透鏡陣列的焦距變化遵從高斯光學定律；

提取第一圖像的高方向分辨率信息以及第二圖像的高空間分辨率信息；

加權重組所述提取部提取的高方向分辨率信息和高空間分辨率信息進行，進行圖像配準與重構，得到高方向分辨率和高空間分辨率兩者之間的最優化分布圖像，從而獲得最佳成像效果。

8.根據權利要求7所述的光場成像方法，其特征在于：

其中，所述第一圖像是具有高方向分辨率但低空間分辨率信息的光場圖像。

9.根據權利要求7所述的光場成像方法，其特征在于：

其中，所述第二圖像是具有高空間分辨率但低方向分辨率信息的光場圖像。