(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210932671.6 (22)申请日 2022.08.04 (71)申请人 上海乂义实业有限公司 地址 201822 上海市嘉定区新成路5 00号 JT3365室 (72)发明人 孟森　李冯帆　杨丹丹　陈园园　 黎鸿　 (74)专利代理 机构 上海诺衣知识产权代理事务 所(普通合伙) 31298 专利代理师 衣然 (51)Int.Cl. H04N 5/225(2006.01) (54)发明名称 一种基于微扫描技术的微透镜阵列非聚焦 型光场相机 (57)摘要 本发明公开了一种基于微扫描技术的微透 镜阵列非聚焦型光场相机， 包括成像模块、 超精 密机电微动模块以及信号处理引擎， 其特征在 于， 成像模块由光学系统、 微透镜阵列以及探测 器组成； 超精密机电微动模块包括微动平台及其 控制器， 微动平台带动负载做有规律的运动； 控 制器用于微动平台的驱动与高精度位置控制； 信 号处理引擎用于获取用户输入指令， 并根据用户 输入指令实现工作模式的选择与切换； 其中， 上 述非聚焦型光场相机被设置为能够实现配置A、 配置B、 配置C以及配置D中的至少一种。 本发明提 出多种配置， 解决了空间分辨率及角度分辨率之 间权衡取舍的问题， 能在不改变当前光学系统性 能的情况 下， 提升系统 空间/角度分辨 率。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115314619 A 2022.11.08 CN 115314619 A 1.一种基于微扫描技术的微透镜阵列非聚焦型光场相机， 包括成像模块、 超精密机电 微动模块以及信号处 理引擎， 其特 征在于， 成像模块由光学系统、 微透 镜阵列以及探测器组成； 超精密机电微动模块包括微动平台及其控制器， 微动平台带动负载做有规律的运动； 控制器用于微动平台的驱动与高精度位置控制， 并在信号处理引擎的控制下按要求输出控 制指令给微动平台； 信号处理引擎用于获取用户输入指令， 并根据用户输入指令实现工作模式的选择与切 换； 其中， 所述非聚焦型光场相机被设置为能够实现配置A、 配置B、 配置C以及配置D中的至 少一种， 在所述配置A中， 微动平台带动探测器实现垂直于光轴平面上的水平、 垂直方向平移， 配置A用于提升角度分辨 率； 在所述配置B中， 微动平台安装于光学系统内部， 其负载为光学系统 的透镜、 透镜组、 反 射镜， 微动平台带动负载实现垂直于光轴平面上 的水平、 垂直方向运动， 配置B用于提升空 间分辨率； 在所述配置C中， 配置C与配置B等价， 配置C中微动平台同时带动微透镜阵列及探测器 实现垂直于光轴平面上的水平、 垂直方向平 移， 配置C用于提升空间分辨 率； 在所述配置D中， 配置D引入两个微动平台， 分别带动微透镜阵列及探测器运动， 配置D 用于实现提升角度分辨 率及空间分辨 率。 2.根据权利要求1所述的一种基于微扫描技术的微透镜阵列非聚焦型光场相机， 其特 征在于： 成像模块为红外成像模块或可见光成像模块， 微动平台为基于压电/电磁/音圈技 术的微动平台。 3.根据权利要求1所述的一种基于微扫描技术的微透镜阵列非聚焦型光场相机， 其特 征在于： 所述信号处理引擎用于实现成像模块的探测器触发以及图像数据采集、 超精密机 电微动模块与成像模块的探测器触发之间的时序控制， 以及对采集到的图像进行处理计 算， 并将处 理后的结果发送给后端设备。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115314619 A 2一种基于微扫描技术的微透 镜阵列非聚焦型光场相机 技术领域 [0001]本发明涉及 光场成像技术领域， 具体为一种基于微扫描技术的微透镜阵列非聚焦 型光场相机 。 背景技术 [0002]光场用于描述光在三维空间的辐射传输特性。 根据人 眼对外部光线的视觉感知， 提出了七维全光函数来表征空间分布的几何光线。 全光函数包含七个变量， 用于表示光线 中任一点的三维坐标， 光线的传输方向， 光线的波长， 以及时间。 考虑光线在自由空间中的 传输， 其颜色(波长)一般不会发生变化， 忽略光线在传输过程中的衰减， 可将七维全光函数 (光场)降至四维， 即光线的空间位置及光线的传输方向。 [0003]传统的相机只能记录光线的空间位置信息， 光场相机能够通过一次曝光， 同时记 录空间光学的二维位置空间信息和二维方向信息 。 [0004]光场相机具有多种实现方式， 包括相机阵列、 微透镜阵列、 掩膜。 而基于微透镜阵 列(MLA)的光场相机结构紧凑、 数据处理较为方便， 成为目前光场相机的研究热点， 并被广 泛地应用于学术研究以及商业领域。 [0005]标准的非聚焦型光场相机成像模块如图1所示， 系统图如图2 所示。 由光学系统(主 镜)、 微透镜阵列、 探测器组成。 微透镜阵列位于主镜的像面上， 探测器到微透镜阵列的距离 是微透镜的焦距。 标准的非聚焦型光场相机的空间分辨率为微透镜阵列中微透镜的数量A， 角度分辨率为每个微透镜对应宏像素下 的像素个数B， 宏像素为每个微透镜单元将主镜头 孔径成像到探测器上所覆盖的区域， 则探测器的像元数应为AB。 为简化描述， 以一 维举例说 明。 在探测器像元数及尺寸一定的情况下， 若要得到较高的空间分辨率A， 则需要减小单个 微透镜的直径d， 既角度分辨率B下降。 这种情况下， 要得到高空间分辨率， 就需要牺牲角度 分辨率。 同样的， 要获得高角度分辨率， 则需要牺牲空间分辨率。 微透镜直径的减小， 增加了 微透镜的加工难度， 因此需要一种在不改变当前光学系统性能的情况下， 提升系统空间/角 度分辨率的微透 镜阵列非聚焦型光场相机 。 发明内容 [0006]本发明的目的在于提供一种基于微扫描技术的微透镜阵列非聚焦型光场相机， 以 解决上述背景技 术中提出的问题。 [0007]为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 一种基于微扫描技术的微透镜阵列 非聚焦型光场相机， 包括成像模块、 超精密机电微动模块以及信号处 理引擎。 [0008]成像模块由光学系统、 微透 镜阵列以及探测器组成； [0009]超精密机电微动模块包括微动平台及其控制器， 微动平台带动负载做有规律的运 动； 控制器用于微动平台的驱动与高精度位置控制， 并在信号处理引擎的控制下按要求输 出控制指令给微动平台； [0010]信号处理引擎用于获取用户输入指令， 并根据用户输入指令实现工作模式的选择说　明　书 1/5 页 3 CN 115314619 A 3