光场相机制造技术

本发明专利技术公开了一种光场相机，其包括透镜模组、光场感测器以及位置调整器。光场感测器包括透镜阵列以及影像感测元件。透镜模组设置在物侧与像侧之间。透镜模组产生中间影像。透镜阵列设置在透镜模组与像侧之间。透镜阵列依据中间影像来产生光场影像。影像感测元件设置在像侧。影像感测元件感测光场影像。位置调整器调整光场感测器的位置。当光场感测器在第一位置时，光场影像包括第一光场子影像。当光场感测器在第二位置时，光场影像包括第二光场子影像其中该透镜阵列的焦距fMLA与该透镜模组的出瞳位置距离(PEXP)的关系满足

Light field camera

The invention discloses a light field camera, which comprises a lens module, a light field sensor and a position adjuster. Optical field sensor includes lens array and image sensing element. The lens module is disposed between the object side and the image side. Lens module produces intermediate image. The lens array is arranged between the lens module and the image side. The lens array produces light field image according to the intermediate image. The image sensing element is arranged on the image side. Image sensing element sensing light field image. Position adjuster adjusts the position of light field sensor. When the light field sensor in the first position, the light field image includes a first light field image. When the light field sensor in the second position, the light field image includes second light field image the lens array and the lens focal length fMLA module exit pupil position distance (PEXP) relationship satisfaction

【技术实现步骤摘要】
光场相机
本专利技术涉及一种光学装置，且特别涉及一种光场相机。
技术介绍
光场技术透过镜头与透镜阵列的结合，使光场相机所记录到影像具有位置及角度资讯。举例来说，所记录到影像在经影像处理前或处理后所得各个光场子影像具有视差，这些具备角度资讯的影像经过处理后，可使影像具备事后对焦、选择性对焦、全对焦、多视角、物件分离等效果。光场相机的基本架构可大致分为镜头阵列(cameraarray)、非聚焦型光场(Non‐focusedlightfield)与聚焦型光场(Focusedlightfield)三种。在非聚焦型光场相机中，透镜阵列与影像感测器的距离为透镜阵列的焦距，且透镜阵列放置于主镜头的焦距上。在这种光学结构下，透镜阵列中不同子透镜下所对应到相同相对位置的像素即具备了相同或相近的角度资讯。透过影像处理将各个相同或相近的像素资料进行处理后，即可计算出不同角度资讯的光场子影像。与镜头阵列架构雷同，这些光场子影像的像素数相较于影像感测器总像素数量为低，且若要有更多不同角度资讯的光场子影像，则各个光场子影像的像素数则会随角度资讯增多而降低。透过对各个角度资讯的低解析度子影像进行处理后，可对影像产生再对焦、选择性对焦、深度影像、多视角等功效。聚焦型光场相机则可视为镜头阵列与非聚焦型光场的结合。在光学架构上与非聚焦型光场相机相同，但透镜阵列并非放置于主镜头的焦聚位置上，而是聚焦于透镜阵列前方或后方。此时透镜阵列作用就如同镜头阵列型的光场相机，对主镜头的成像进行再成像。因此在聚焦型光场相机中，所记录到影像与镜头阵列型相近。各个光场子影像具备视差，并透过影像处理后同样可获得与其他两种型态的光场相机相同的影像效果。在光场相机中，不论是聚焦型或非聚焦型，在现有技术中为了达到良好的子影像涵盖效果，通常会设计系统中光学元件(即主镜头与透镜阵列)的光圈匹配。举例而言，现有技术的主镜头采用的是变焦镜头。在变焦时通常会改变主镜头的光圈值及位置。为了避免主镜头变焦所衍生的光场子影像尺寸变化，因此现有技术采用恒定光圈的变焦镜头来解决此问题。虽然透过此特殊光圈特性的镜头，可使光场子影像尺寸变化降低，却也限制了光场镜头的选择性。因此，现有技术为了使光场子影像的尺寸变异维持在一个相对较小的范围内，除了可使用具备恒定光圈特性的主镜头外，亦可透过对主镜头的额外控制使其光圈大小随主镜头变焦状态而变，或是透镜阵列在主镜头变焦时亦同步改变其与影像感测器的距离。但这种方法针对使用具备固定焦距特性的主镜头时，并无法在使用相同透镜阵列的条件下，使光场相机影像具备改变视角大小的效果，并同时控制光场子影像的变化量于一可接受的范围。另外，若搭配具变焦特性的主镜头，通常经处理后的光场影像的视角被主镜头变焦范围所限制，无法产生额外的视角改变效果。“
技术介绍
”段落只是用来帮助了解本
技术实现思路
，因此在“
技术介绍
”段落所揭露的内容可能包含一些没有构成所属
中普通技术人员所知道的公知技术。在“
技术介绍
”段落所揭露的内容，不代表所述内容或者本专利技术一个或多个实施例所要解决的问题，在本专利技术申请前已被所属
中普通技术人员所知晓或认知。
技术实现思路
本专利技术提供一种光场相机，可降低其光场子影像的变异，也就是维持影像尺寸大小限定于一定的范围内。本专利技术的其他目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本专利技术的一实施例提出一种光场相机，其包括透镜模组、光场感测器以及位置调整器。光场感测器包括透镜阵列以及影像感测元件。透镜模组设置在物侧与像侧之间。透镜模组用于产生中间影像。透镜阵列设置在透镜模组与像侧之间。透镜阵列用于依据中间影像来产生光场影像。影像感测元件设置在像侧。影像感测元件用于感测光场影像。位置调整器用于调整光场感测器的位置。当光场感测器在第一位置时，光场影像包括第一光场子影像。当光场感测器在第二位置时，光场影像包括第二光场子影像。透镜阵列的焦距fMLA与透镜模组的出瞳位置距离(PEXP)的关系满足基于上述，本专利技术的实施例至少具有以下其中一个优点或功效。在本专利技术的实施例中，光场感测器在不同位置所拍摄的光场子影像，其尺寸比值符合预设的条件标准。因此，光场相机可降低其光场子影像的变异。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是示出本专利技术一实施例的光场相机的概要示意图。图2是示出图1实施例的光场感测器感测子影像的概要示意图。图3及图4分别是示出图1实施例的位置调整器不同视角的概要示意图。图5及图6分别是示出图1实施例的光场相机，其光场感测器位在第一位置及第二位置的概要示意图。图7是示出本专利技术一实施例的第一光场子影像的概要示意图。图8及图9分别是示出本专利技术不同实施例的第二光场子影像的概要示意图。图10及图11分别是示出本专利技术一实施例的光场相机的光场感测器在第一位置及第二位置所输出的光场子影像的概要示意图。图12及图13分别是示出本专利技术一实施例的光场相机的光场感测器在第一位置及第二位置所输出的光场影像的概要示意图。图14及图15分别是示出本专利技术另一实施例的光场相机的光场感测器在第一位置及第二位置所输出的光场子影像的概要示意图。图16及图17分别是示出本专利技术另一实施例的光场相机的光场感测器在第一位置及第二位置所输出的光场影像的概要示意图。具体实施方式有关本专利技术的前述及其他
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术。图1是示出本专利技术一实施例的光场相机的概要示意图。图2是示出图1实施例的光场感测器感测子影像的概要示意图。请参考图1及图2，本实施例的光场相机100包括透镜模组110、光场感测器120以及位置调整器130。光场感测器120包括透镜阵列122以及影像感测元件124。在本实施例中，透镜模组110设置在物侧OS与像侧IS之间。透镜模组110用于产生中间影像M1。透镜模组110具有出瞳直径D。透镜模组110例如是定焦镜头或变焦镜头。在本实施例中，透镜模组110包括主镜头。主镜头例如包括一个或多个非平面光学镜片或平面光学镜片与非平面光学镜光学镜片的组合。非平面光学镜片例如包括双凹透镜、双凸透镜、凹凸透镜、凸凹透镜、平凸透镜以及平凹透镜等非平面镜片的各种组合。本专利技术对透镜模组110的主镜头的型态及其包括透镜的种类并不加以限制。在本实施例中，透镜阵列122设置在透镜模组110与像侧IS之间。透镜阵列122用于依据中间影像M1来产生光场影像。透镜阵列122例如是选自折射型微透镜阵列以及衍射型微透镜阵列两者其中之一。本专利技术对透镜阵列122的型态及其种类不加以限制。在本实施例中，影像感测元件124设置在像侧IS。影像感测元件124用于感测光场影像。影像感测元件124例如包括电荷耦合元件影像感测器(chargecoupleddeviceimagesensor，CCDimagesensor)或互补式金属氧化物半导体(complementarymetaloxidesemiconductor，CMOS)影像感测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光场相机，其特征在于，所述光场相机包括：透镜模组、光场感测器以及位置调整器，其中，所述透镜模组设置在物侧与像侧之间，用于产生中间影像，所述光场感测器包括透镜阵列以及影像感测元件，其中所述透镜阵列设置在所述透镜模组与所述像侧之间，依据所述中间影像产生光场影像，以及所述影像感测元件设置在所述像侧，用于感测所述光场影像，以及所述位置调整器用于调整所述光场感测器的位置，其中当所述光场感测器在第一位置时，所述光场影像包括第一光场子影像，以及当所述光场感测器在第二位置时，所述光场影像包括第二光场子影像，其中所述透镜阵列的焦距fMLA与所述透镜模组的出瞳位置距离(PEXP)的关系满足

【技术特征摘要】
1.一种光场相机，其特征在于，所述光场相机包括：透镜模组、光场感测器以及位置调整器，其中，所述透镜模组设置在物侧与像侧之间，用于产生中间影像，所述光场感测器包括透镜阵列以及影像感测元件，其中所述透镜阵列设置在所述透镜模组与所述像侧之间，依据所述中间影像产生光场影像，以及所述影像感测元件设置在所述像侧，用于感测所述光场影像，以及所述位置调整器用于调整所述光场感测器的位置，其中当所述光场感测器在第一位置时，所述光场影像包括第一光场子影像，以及当所述光场感测器在第二位置时，所述光场影像包括第二光场子影像，其中所述透镜阵列的焦距fMLA与所述透镜模组的出瞳位置距离(PEXP)的关系满足2.如权利要求1所述的光场相机，其特征在于，所述透镜阵列的焦距值fMLA以及所述透镜模组的出瞳位置距离PEXP的比值是依据所述第二光场子影像与所述第一光场子影像的尺寸比值k以及所述透镜阵列的放大倍率m来决定。3.如权利要求1所述的光场相机，其特征在于，所述中间影像与所述透镜阵列在光轴上的距离为p，所述透镜阵列与所述影像感测元件在所述光轴上的距离为q，所述透镜阵列的放大倍率m＝q/p。4.如权利要求1所述的光场相机，其特征在于，当所述光场感测器在所述第一位置时，所述中间影像成像在所述光场感测器之后，以及当所述光场感测器在第二位置时，所述中间影像成像在所述透镜模组与所述光场感测器之间。5.如权利要求1所述的光场相机，其特征在于，所述透镜模组选自定焦镜头及变焦镜头两者其中之一。6.如权利要求5所述的光场相机，其特征在于，所述透镜模组是定焦镜头，所述透镜阵列的焦距值为fMLA，且0.22毫米≦fMLA≦1.198毫米。7.如权利要求6所述的光场相机，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗欣祥，
申请(专利权)人：中强光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71