[發(fā)明專利]一種光場(chǎng)相機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711315580.3
• 申請(qǐng)日: 2017-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN108200312A
• 公開（公告）日: 2018-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉賓;聶鵬飛;田雨;陳平;韓焱;潘晉孝;王黎明;蘇新彥;魏交統(tǒng);戚俊成
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): H04N5/225
• 分類號(hào): H04N5/225;H04N5/232;G03B17/12
• 代理公司: 北京德琦知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11018
• 代理人: 梁少微;王麗琴

本發(fā)明公開了一種光場(chǎng)相機(jī)，包括：主鏡頭，用于對(duì)成像目標(biāo)進(jìn)行光線獲取；微透鏡陣列，用于提供經(jīng)過主鏡頭的光線方向信息，置于主鏡頭焦平面處；成像單元組，每組成像單元包括一個(gè)用于對(duì)相機(jī)成像芯片像元尺寸進(jìn)行縮放的光纖光錐和一個(gè)用于獲取光線強(qiáng)度和方向信息的相機(jī)成像芯片；光纖光錐第一端與相機(jī)成像芯片耦合，各組光纖光錐的第二端拼接為一個(gè)光纖平面作為所述光場(chǎng)相機(jī)成像面；所述光纖平面與所述微透鏡陣列和所述主鏡頭同軸，且置于所述微透鏡陣列焦平面處。采用本發(fā)明能夠擴(kuò)大成像像元陣列，簡(jiǎn)化耦合難度，保留光場(chǎng)相機(jī)的角度分辨率同時(shí)提高了空間分辨率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像攝取處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光場(chǎng)相機(jī)。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)成像領(lǐng)域，傳統(tǒng)相機(jī)只能記錄場(chǎng)景中入射光束的投影位置信息，而不能記錄其他維度的信息。而相比較于傳統(tǒng)相機(jī)，光場(chǎng)相機(jī)能夠獲得更加豐富的光場(chǎng)信息。目前常見的光場(chǎng)相機(jī)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)策略上主要分為兩種，一種是采用多個(gè)相機(jī)從不同角度對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行成像，從而得到不同角度下拍攝的一組視差圖像；另一種主流方案是在傳統(tǒng)相機(jī)的主鏡頭與成像芯片之間加入微透鏡陣列對(duì)鏡頭主孔徑進(jìn)行分割，微透鏡陣列中的每一個(gè)子透鏡單元將主鏡頭所成的像重新投射在探測(cè)器上，通過一次拍攝即可獲取多幅視差圖像。

雖然兩種方案均具有可行性，但是缺點(diǎn)也是非常明顯對(duì)于方案一而言：

(1)需要多臺(tái)相機(jī)設(shè)備并聯(lián)同步觸發(fā)，設(shè)備結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，且體積龐大；

(2)由于相機(jī)陣列結(jié)構(gòu)龐大對(duì)設(shè)備安裝空間及安裝環(huán)境有較高要求；

(3)設(shè)備成本過高，不利于市場(chǎng)化推廣。

相較于方案一而言，方案二對(duì)設(shè)備進(jìn)行了精簡(jiǎn)，實(shí)現(xiàn)了小型化，但劣勢(shì)也很明顯：

(1)微透鏡陣列與像元耦合時(shí)，要求主鏡頭與成像芯片關(guān)于微透鏡陣列嚴(yán)格共軛，但實(shí)際操作過程中配準(zhǔn)難度較大，耦合效率低下；

(2)利用單個(gè)微透鏡覆蓋的像素來進(jìn)行光線角度分析，雖然角度分辨率得到提高但降低了空間分辨率。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的發(fā)明目的是：擴(kuò)大成像像元陣列，簡(jiǎn)化耦合難度，保留光場(chǎng)相機(jī)的角度分辨率同時(shí)提高了空間分辨率。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種光場(chǎng)相機(jī)，所述光場(chǎng)相機(jī)包括：

主鏡頭，用于對(duì)成像目標(biāo)進(jìn)行光線獲取；

微透鏡陣列，用于提供經(jīng)過主鏡頭的光線方向信息，置于主鏡頭焦平面處；

成像單元組，每組成像單元包括一個(gè)用于對(duì)相機(jī)成像芯片像元尺寸進(jìn)行縮放的光纖光錐和一個(gè)用于獲取光線強(qiáng)度和方向信息的相機(jī)成像芯片；光纖光錐第一端與相機(jī)成像芯片耦合，各組光纖光錐的第二端拼接為一個(gè)光纖平面作為所述光場(chǎng)相機(jī)成像面；所述光纖平面與所述微透鏡陣列和所述主鏡頭同軸，且置于所述微透鏡陣列焦平面處。

由上述的技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供了一種光場(chǎng)相機(jī)，包括主鏡頭、微透鏡陣列和成像單元組，每組成像單元包括一個(gè)用于對(duì)相機(jī)成像芯片像元尺寸進(jìn)行縮放的光纖光錐和一個(gè)用于獲取光線強(qiáng)度和方向信息的相機(jī)成像芯片。利用光纖光錐第一端與相機(jī)成像芯片耦合，各組光纖光錐的第二端拼接為一個(gè)光纖平面作為所述光場(chǎng)相機(jī)成像面，該光場(chǎng)相機(jī)成像面代替了現(xiàn)有技術(shù)光場(chǎng)相機(jī)的成像面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明擴(kuò)大成像像元陣列，簡(jiǎn)化耦合難度，保留光場(chǎng)相機(jī)的角度分辨率同時(shí)提高了空間分辨率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例光場(chǎng)相機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例光纖光錐拼接示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例成像光路示意圖。

具體實(shí)施方式