【技术实现步骤摘要】
一种光场成像装置及其参数确定方法
本专利技术涉及光场成像技术，具体涉及一种光场成像装置及其参数确定方法。
技术介绍
随着成像技术的迅速发展，人们对成像已经不满足于高分辨率与大景深成像，而是渴望获得成像中包括物深度信息在内的全光场信息。在众多可能的全光场信息获取方法中，集成成像是一种相当有潜力和前景的三维成像技术。随着微透镜阵列制造工艺的发展和高分辨率图像传感器的普及，利用微透镜阵列的集成成像结构的各项性能，比如景深，视场和分辨率等，也得到了较大的提升，由此发展而来的光场照相机由于其结构简单，易于操作的，便携且低成本，越来越受到大家的重视，由于其特殊的结构，使其能在记录成像光场位置信息的同时，记录了光场的传播方向，即记录了四维全光场信息，利用四维全光场信息可以获取包括场景物深度在内的三维立体信息。但是，由于原理上光场的空间坐标信息与方向信息的测量精度互相抑制，导致传统光场相机的纵向深度提取精度与横向成像分辨率不能同时提升，现阶段的光场相机在实际应用中均存在着一定的局限性。第一代光场相机虽然能对目标进行多视角方向的采集成像，在对场景物深度获取及复杂像差探测中存在着一定...
【技术保护点】
一种光场成像装置，包括依次平行布置的成像主透镜(1)、微透镜阵列(2)、成像信息采集感光CCD(3)，其特征在于：所述微透镜阵列(2)包括多个布置于同一平面上的微透镜，所述微透镜阵列(2)被划分为多个用于采集不同深度范围光场信息的成像采集子区域，所述成像主透镜(1)的入瞳面侧密接有用于将不同深度范围光场信息成像到不同成像采集子区域的正交散焦光栅(4)，所述正交散焦光栅(4)包括两片平行布置的菲涅尔波带片，所述菲涅尔波带片为离轴的振幅型菲涅尔波带片或者相位型菲涅尔波带片。
【技术特征摘要】
1.一种光场成像装置，包括依次平行布置的成像主透镜(1)、微透镜阵列(2)、成像信息采集感光CCD(3)，其特征在于：所述微透镜阵列(2)包括多个布置于同一平面上的微透镜，所述微透镜阵列(2)被划分为多个用于采集不同深度范围光场信息的成像采集子区域，所述成像主透镜(1)的入瞳面侧密接有用于将不同深度范围光场信息成像到不同成像采集子区域的正交散焦光栅(4)，所述正交散焦光栅(4)包括两片平行布置的菲涅尔波带片，所述菲涅尔波带片为离轴的振幅型菲涅尔波带片或者相位型菲涅尔波带片；所述成像主透镜(1)的焦距fl和微透镜阵列(2)的相邻成像采集子区域之间的中心距离σ满足式(1)所示函数关系式，所述成像主透镜(1)的口径衍射展宽小于微透镜阵列(2)中的微透镜尺寸；式(1)中，θ0为某一个成像采集子区域成像视场的视场角，σ为相邻成像采集子区域之间的中心距离，fl为成像主透镜(1)的焦距。2.根据权利要求1所述的光场成像装置，其特征在于：所述微透镜阵列(2)的成像采集子区域的系统等效焦距fm和成像主透镜(1)的焦距fl满足式(2)所示函数关系式；式(2)中，fm为某一成像采集子区域的系统等效焦距，fl为成像主透镜(1)的焦距，fg为正交散焦光栅(4)的焦距微调量。3.根据权利要求1或2所述的光场成像装置，其特征在于：所述正交散焦光栅(4)离轴布置使得菲涅尔波带片的离轴量x0和成像主透镜(1)的焦距、相邻成像采集子区域之间的中心距离σ满足式(3)所示函数关系式；式(3)中,x0为离轴量，fl为成像主透镜(1)的焦距，fg为正交散焦光栅(4)的焦距微调量，σ为相邻成像采集子区域之间的中心距离。4.根据权利要求3所述的光场成像装置，其特征在于：所述正交散焦光栅(4)的条纹参数中，每一环带条纹的外半径满足式(4)所示函数关系式、内半径满足式(5)所示函数关系式、最小菲涅耳半波带序号满足式(6)所示函数关系式、最大菲涅耳半波带序号满足式(7)所示函数关系式；式(4)中，rout为环带条纹的外半径，kout为环带条纹外边的菲涅耳波带片半波带序号，λ为光波长，fg为正交散焦光栅(4)的焦距微调量；式(5)中，rin为环带条纹的内半径，kin为环带条纹内边的菲涅耳波带片半波带序号，λ为光波长，fg为正交散焦光栅(4)的焦距微调量；式(6)中，kmin为圆光瞳上的最小菲涅耳半波带序号，R为菲涅尔波带片的半径，x0为正交散焦光栅的离轴量，λ为光波长，fg为正交散焦光栅(4)的焦距微调量；式(7)中，kmax为圆光瞳上的最大菲涅耳半波带序号，R为菲涅尔波带片的半径，x0为正交散焦光栅的离轴量，λ为光波长，fg为正交散焦...
【专利技术属性】
技术研发人员：许晓军，吕洋，马浩统，张烜喆，宁禹，吴武明，孙全，杜少军，司磊，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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