微透镜阵列成像装置与成像方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种微透镜阵列成像装置，其包括主透镜、微透镜阵列以及位于微透镜阵列的远离所述主透镜一侧的图像采集单元，所述微透镜阵列包括多个阵列排布的子透镜，其特征在于，所述微透镜阵列的成像光路以所述主透镜的光阑作为视场光阑；所述主透镜对物体所成的第一图像位于所述主透镜与所述微透镜阵列之间，且所述第一图像经过每个子透镜后在所述图像采集单元上成一个第二图像，每个所述第二图像包括一个方形底图以及围绕所述方形底图的方形弥散外环。所述微透镜阵列成像装置可保证相邻子透镜成的第二图像内容不出现干扰混叠，并且能获得较高分辨率的图像，实现理论原分辨率的图像还原。本发明专利技术进一步包括一种微透镜阵列成像方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像
，具体而言，涉及一种微透镜阵列成像装置与成像方法。
技术介绍
目前消费电子设备，工业检测设备等都逐渐趋向于便携化，轻薄化。一般地，为了实现灵活的图像获取功能而经常采用多透镜组等方案，如此一来，就限制了器件的轻薄化，便携化。微透镜阵列广泛应用于光场相机，复眼相机以及大视野的显微相机，需要对微透镜阵列所成的像进行后续处理，如将每个微透镜所成的像进行匹配或者拼接。然而，由于光的波动性，每个微透镜成像都会出现中间亮四周暗的现象，从而导致处理后的像造成严重的干扰，同时，在后期图像的拼接或匹配的过程中，图像分辨率利用率较低，造成分辨率的浪费。
技术实现思路
为了在有效降低成像器件的厚度同时能获得较高分辨率的图像，本专利技术提出一种微透镜阵列成像装置，其包括主透镜、微透镜阵列以及位于微透镜阵列的远离所述主透镜一侧的图像采集单元，所述微透镜阵列包括多个阵列排布的子透镜，其特征在于，所述微透镜阵列的成像光路以所述主透镜的光阑作为视场光阑；所述主透镜对物体所成的第一图像位于所述主透镜与所述微透镜阵列之间，且所述第一图像经过每个子透镜后在所述图像采集单元上成一个第二图像，每个所述第二图像包括一个方形底图以及围绕所述方形底图的方形弥散外环。进一步的，每个所述第二图像的所述方形底图和与其相邻的所述第二图像的所述方形底图之间的距离大于等于零，且小于等于所述第二图像的所述方形弥散外环的宽度和与其相邻的所述第二图像的所述方形弥散外环的宽度之和。进一步的，所述第二图像包括有效方形弥散外环，所述有效方形弥散外环大于等于方形底图，且小于方形弥散外环。更进一步的，所述第二图像的有效方形弥散外环和与其相邻的所述第二图像的所述方形弥散外环相接。进一步的，所述主透镜为圆形透镜，所述主透镜设置有方形光阑。进一步的，所述主透镜方形透镜。进一步的，所述方形底图为图像采集单元上光阑像的主光线覆盖范围；所述方形弥散外环为图像采集单元上光阑像的弥散光线覆盖范围。进一步的，所述多个子透镜的大小形状相同。进一步的，所述微透镜阵列成像装置进一步包括一个图像处理单元，所述图像处理单元用于将所述多个子透镜所成的第二图像进行拼接。更进一步的，每个所述子透镜的第二图像包括截取的有效方形弥散外环，所述有效方形弥散外环大于等于方形底图，且小于方形弥散外环。更进一步的，每个所述第二图像的所述方形底图和与其相邻的所述第二图像的所述方形底图之间的距离大于等于所述有效方形弥散外环的宽度，且小于等于所述第二图像的所述有效方形弥散外环的宽度和与其相邻的所述第二图像的所述有效方形弥散外环的宽度之和。本专利技术还提出一种微透镜阵列成像方法，所述微透镜阵列成像方法包括如下步骤：通过主透镜对物体成第一图像；以及所述第一图像经过微透镜阵列的每一个子透镜成一个第二图像，每个所述第二图像包括一个方形底图以及围绕所述方形底图的方形弥散外环，每个所述第二图像的所述方形底图和与其相邻的所述第二图像的所述方形底图之间的距离大于等于零，且小于等于所述第二图像的所述方形弥散外环的宽度与其相邻的所述第二图像的所述方形弥散外环的宽度之和。进一步的，截取所述第二图像的有效方形区域，所述有效方形区域包括所述方形底图和有效方形弥散外环；所述有效方形弥散外环大于等于方形底图，且小于方形弥散外环。更进一步的，所述第二图像的有效方形弥散外环和与其相邻的所述第二图像的所述方形弥散外环相接。进一步的，进一步包括对所述多个子透镜所成的第二图像进行拼接。更进一步的，所述多个子透镜的大小形状相同；且每个所述第二图像的所述方形底图和与其相邻的所述第二图像的所述方形底图之间的距离大于等于所述有效方形弥散外环的宽度，且小于等于所述第二图像的所述有效方形弥散外环的宽度和与其相邻的所述第二图像的所述有效方形弥散外环的宽度之和。附图说明图1为本专利技术第一实施例提供的微透镜阵列成像装置的结构框图；图2为专利技术第一实施例提供的微透镜阵列成像装置的光路图；图3为图2中的微透镜阵列的弥散模型图；图4为图2中一个子透镜在图像采集单元上所成的第二图像的示意图；图5为图2中一个子透镜在图像采集单元上所成的第二图像的有效区域示意图；图6为图像处理单元对每个子透镜的第二图像进行拼接时的第一示意图；图7为图像处理单元对每个子透镜的第二图像进行拼接时的第二示意图；图8为提供给图1中微透镜阵列成像装置成像的原始图表；图9-图12为图1提供的微透镜阵列成像装置对图8的原始图表成像拼接的示意图；图13为本专利技术第二实施例提供的微透镜阵列成像方法的流程图。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术并不限于下面公开的具体实施例的限制。请参见图1、图2与图3，一种微透镜阵列成像装置，其包括主透镜120、微透镜阵列130以及位于微透镜阵列130的远离主透镜120一侧的图像采集单元150。在本实施例中，主透镜120与微透镜阵列130作微透镜阵列成像装置的光学镜头组140。微透镜阵列130包括多个阵列排布的子透镜131。在本实施例中，多个子透镜131的大小形状相同。可以理解的是，在其他实施例中，多个子透镜131的大小形状也可以不相同，其可以根据需要设置。如图2、3所示，主透镜120对物体110所成的第一图像121位于主透镜120与微透镜阵列130之间，同时，第一图像121作为微透镜阵列130的物；第一图像121经过每个子透镜后在图像采集单元150上成一个第二图像181。微透镜阵列成像装置的实际孔径光阑为主透镜120的孔径光阑122，每个子透镜131的成像光路中以主透镜120的孔径光阑122作为视场光阑，在本实施例中，主透镜120为圆形透镜，且在主透镜120设置有方形光阑。可以理解的是，在其他实施例中，主透镜120为方形透镜。请一并参见图4，每个第二图像181包括一个方形底图182以及围绕方形底图182的方形弥散外环183；其中方形底图182为图像采集单元150上光阑像的主光线覆盖范围，其宽度为b；本实施例的方形底图182为正方形，其宽度b即为方形底图的边长；方形弥散外环183为图像采集单元150上光阑像的弥散光线覆盖范围，其宽度为c，且沿主光线对称分布；方形弥散外环183包括一内边框和一外边框，其宽度c为内边框和外边框之间的宽度。第二图像181为图像采集单元150上光阑像的主光线和弥散光线的覆盖范围，其宽度为b+2c，它规定了每个子透镜131的有效视场范围，且弥散部分分布情况由主透镜光阑122和子透镜131孔径形状共同决定。每个子透镜131将主透镜120所得的第一图像121分别成像于图像采集单元150上，经过透镜的两次变换，最终得到正立的像。因此，最后图像处理时只需做镜像处理便能还原初始物。其中，主透镜120对物体110成像，每个子透镜131再对主透镜120所成的实像成像，以及每个子透镜131对主透镜光阑122成像，均遵从高斯成像原理，当器件置于空气介本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微透镜阵列成像装置，其包括主透镜、微透镜阵列以及位于微透镜阵列的远离所述主透镜一侧的图像采集单元，所述微透镜阵列包括多个阵列排布的子透镜，其特征在于，所述微透镜阵列的成像光路以所述主透镜的光阑作为视场光阑；所述主透镜对物体所成的第一图像位于所述主透镜与所述微透镜阵列之间，且所述第一图像经过每个子透镜后在所述图像采集单元上成一个第二图像，每个所述第二图像包括一个方形底图以及围绕所述方形底图的方形弥散外环。

【技术特征摘要】
1.一种微透镜阵列成像装置，其包括主透镜、微透镜阵列以及位于微透镜阵列的远离所述主透镜一侧的图像采集单元，所述微透镜阵列包括多个阵列排布的子透镜，其特征在于，所述微透镜阵列的成像光路以所述主透镜的光阑作为视场光阑；所述主透镜对物体所成的第一图像位于所述主透镜与所述微透镜阵列之间，且所述第一图像经过每个子透镜后在所述图像采集单元上成一个第二图像，每个所述第二图像包括一个方形底图以及围绕所述方形底图的方形弥散外环。2.根据权利要求1所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，每个所述第二图像的所述方形底图和与其相邻的所述第二图像的所述方形底图之间的距离大于等于零，且小于等于所述第二图像的所述方形弥散外环的宽度和与其相邻的所述第二图像的所述方形弥散外环的宽度之和。3.根据权利要求1所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，所述第二图像包括有效方形弥散外环，所述有效方形弥散外环大于等于方形底图，且小于方形弥散外环。4.根据权利要求3所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，所述第二图像的有效方形弥散外环和与其相邻的所述第二图像的所述方形弥散外环相接。5.根据权利要求1所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，所述主透镜为圆形透镜，所述主透镜设置有方形光阑。6.根据权利要求1所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，所述主透镜方形透镜。7.根据权利要求1所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，所述方形底图为图像采集单元上光阑像的主光线覆盖范围；所述方形弥散外环为图像采集单元上光阑像的弥散光线覆盖范围。8.根据权利要求1所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，所述多个子透镜的大小形状相同。9.根据权利要求1所述的微透镜阵列成像装置，其特征在于，所述微
\t透镜阵列成像装置进一步包括一个图像处理单元，所述图像处理单元用于将所述多个子透镜所成的第二图像进行拼接。10.根据权利要求9所述的微透镜阵列成像装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：麦华福，崔春晖，杨青，叶茂，
申请(专利权)人：深圳超多维光电子有限公司，深圳市墨克瑞光电子研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44