一种光场相机的微透镜阵列定位方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种光场相机的微透镜阵列定位方法及系统，属于光场相机技术领域。方法包括阵列焦点获取步骤、透镜焦距获取步骤、定位判断步骤以及定位调节步骤。方法基于基于多个交点

【技术实现步骤摘要】
一种光场相机的微透镜阵列定位方法及系统


[0001]本专利技术属于光场相机
，尤其涉及一种光场相机的微透镜阵列定位方法及系统。

技术介绍

[0002]1936年，Gershuum最早提出了光场(Light field)这个概念，用于描述空间中的光线照度的变化。1991年Adelson E H提出七维全光函数用来表征空间中的光线，第二年设计并制造出第一台全光相机。2005年，斯坦福大学Ng R等改进全光相机中继镜头的设计，在传感器与主透镜之间插入微透镜阵列，专利技术了光场相机。
[0003]光场相机记录光线方向的能力使得其可以通过几何追迹的方式获得任意位置的再聚焦图像，对比传统的摄影方式需要经过繁琐的对焦过程，光场数字再聚焦是一种革命性的改变。
[0004]然而，光场相机的采用更为复杂的微透镜阵列，也导致其定位、校准过程变得不易。当微透镜阵列参数、相对位置发生变动时，将会影响光场成像效果。举例来说，为使光场相机具有合适的采样率，光场相机的微透镜需要满足与主透镜F数相匹配，微透镜相对主透镜F数过大或者过小会导致对应像素区域采样重叠或者出现无采样的区域。
[0005]现有技术中，当光场相机拍摄效果不佳时，通常是凭借经验对其参数反复尝试调节，或者恢复至初始状态，前者效率较低，后者将会导致光场相机校准后的参数无法适应当前实际景深的拍摄需要。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种光场相机的微透镜阵列定位方法及系统，能够快速及时的实现光场相机的微透镜阵列定位，并且符合光学原理以及光场相机阵列的成像规律。
[0007]在本专利技术的第一个方面，提出一种光场相机的微透镜阵列定位方法，所述方法应用于包含主透镜、微透镜以及聚焦镜的光场相机。
[0008]在执行步骤上，所述方法包括：
[0009]阵列焦点获取步骤：获取入射光线L穿过所述主透镜、微透镜以及聚焦镜的交点位置，分别记为M、W与J；
[0010]透镜焦距获取步骤：获取所述主透镜、微透镜以及所述聚焦镜各自的当前焦距，分别记为F
m
、F
w
与F
j
；
[0011]定位判断步骤：基于所述交点位置与所述当前焦距，计算多个交点
‑
焦距适应值；
[0012]定位调节步骤：基于所述多个交点
‑
焦距适应值，确定需要调节的镜面阵列定位参数，所述镜面阵列定位参数包括所述主透镜、微透镜或聚焦镜之间的相对距离、所述主透镜、微透镜以及所述聚焦镜各自的当前焦距之一或者其组合。
[0013]作为更具体的技术方案，所述主透镜、微透镜、聚焦镜的至少一个为柔性光学透
镜，所述柔性光学透镜的焦距可在设定范围内微调。
[0014]其中，所述定位判断步骤计算出的多个交点
‑
焦距适应值包括：
[0015]主透镜
‑
微透镜交点
‑
焦距适应值
[0016]微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值
[0017]主透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值
[0018]其中，DisMW为所述主透镜与微透镜之间的相对距离、DisWJ为所述微透镜与聚焦镜之间的相对距离、DisMJ为所述主透镜与聚焦镜之间的相对距离。
[0019]参照图2，M
‑
W为入射光L传输路径上M点和W点之间的线段距离；W
‑
J为入射光L传输路径上W点和J点之间的线段距离；M
‑
J为入射光L传输路径上M点和J点之间的线段距离；
[0020]可以理解,(M
‑
W)+(W
‑
J)＝(M
‑
J)。
[0021]所述定位调节步骤中基于所述多个交点
‑
焦距适应值，确定需要调节的镜面阵列定位参数，具体包括如下之一或者其任意组合：
[0022](1)根据所述主透镜
‑
微透镜交点
‑
焦距适应值和所述微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值，
[0023]判断：
[0024]所述微透镜相对于所述主透镜或者相对于所述聚焦镜的位置是否需要调节，
[0025]和/或，
[0026]所述微透镜的焦距是否需要调节。
[0027](2)根据所述微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值和所述主透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值，判断所述聚焦镜相对于所述主透镜或者相对于所述微透镜的位置是否需要调节，
[0028]和/或，
[0029]判断所述微透镜的焦距是否需要调节。
[0030]在确定需要调节的镜面阵列定位参数之后，计算出调节参数值，基于所述调节参数之调节所述镜面阵列定位参数，使得所述主透镜
‑
微透镜交点
‑
焦距适应值、微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值、主透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值满足如下条件之一或者其组合：
[0031][0032][0033]在本专利技术的第二个方面，提出一种光场相机的微透镜阵列定位系统，所述系统包括由多个柔性光学透镜组成的光场相机、入射光发生装置、交点位置获取装置、定位判断装置以及定位调节装置；
[0034]所述入射光发生装置向所述光场相机发射标准入射光，所述标准入射光依次穿过所述多个柔性光学透镜；
[0035]所述交点位置获取装置，用于所述标准入射光穿过每个柔性光学透镜镜面的交点位置；
[0036]所述定位判断装置基于所述每个柔性光学透镜镜面的交点位置、柔性光学透镜镜面的焦距、多个柔性光学透镜之间的相对距离，基于计算出的多个交点
‑
焦距适应值，判断是否需要进行镜面阵列定位参数调节；
[0037]所述定位调节装置基于所述多个交点
‑
焦距适应值，确定需要调节的镜面阵列定位参数，所述镜面阵列定位参数包括所述多个柔性光学透镜之间的相对距离、所述多个柔性光学透镜各自的当前焦距之一或者其组合。
[0038]所述多个柔性光学透镜包括主透镜、微透镜以及聚焦镜；
[0039]所述柔性光学透镜的焦距可在设定范围内微调。
[0040]所述多个交点
‑
焦距适应值包括：
[0041]主透镜
‑
微透镜交点
‑
焦距适应值
[0042]微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值
[0043]主透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值
[0044]其中：
[0045]DisMW为所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光场相机的微透镜阵列定位方法，所述方法应用于包含主透镜、微透镜以及聚焦镜的光场相机，其特征在于，所述方法包括：阵列焦点获取步骤：获取入射光线L穿过所述主透镜、微透镜以及聚焦镜的交点位置，分别记为M、W与J；透镜焦距获取步骤：获取所述主透镜、微透镜以及所述聚焦镜各自的当前焦距，分别记为F
m
、F
w
与F
j
；定位判断步骤：基于所述交点位置与所述当前焦距，计算多个交点
‑
焦距适应值；定位调节步骤：基于所述多个交点
‑
焦距适应值，确定需要调节的镜面阵列定位参数，所述镜面阵列定位参数包括所述主透镜、微透镜或聚焦镜之间的相对距离、所述主透镜、微透镜以及所述聚焦镜各自的当前焦距之一或者其组合。2.如权利要求1所述的一种光场相机的微透镜阵列定位方法，其特征在于，所述主透镜、微透镜、聚焦镜的至少一个为柔性光学透镜，所述柔性光学透镜的焦距可在设定范围内微调。3.如权利要求1所述的一种光场相机的微透镜阵列定位方法，其特征在于：所述定位判断步骤计算出的多个交点
‑
焦距适应值包括：主透镜
‑
微透镜交点
‑
焦距适应值微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值主透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值其中，DisMW为所述主透镜与微透镜之间的相对距离、DisWJ为所述微透镜与聚焦镜之间的相对距离、DisMJ为所述主透镜与聚焦镜之间的相对距离。4.如权利要求3所述的一种光场相机的微透镜阵列定位方法，其特征在于：所述定位调节步骤中基于所述多个交点
‑
焦距适应值，确定需要调节的镜面阵列定位参数，具体包括：根据所述主透镜
‑
微透镜交点
‑
焦距适应值和所述微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值，判断：所述微透镜相对于所述主透镜或者相对于所述聚焦镜的位置是否需要调节，和/或，所述微透镜的焦距是否需要调节。5.如权利要求3所述的一种光场相机的微透镜阵列定位方法，其特征在于：所述定位调节步骤中基于所述多个交点
‑
焦距适应值，确定需要调节的镜面阵列定位参数，具体包括：根据所述微透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值和所述主透镜
‑
聚焦镜交点
‑
焦距适应值，判断所述聚焦镜相对于所述主透镜或者相对于所述微透镜的位置是否需要调节，和/或，
判断所述微透镜的焦距是否需要调节。6.如权利要求3所述的一种光场相机的微透镜阵列定位方法，其特征在于：在确...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：北京拙河科技有限公司，
类型：发明
国别省市：