CN114675431B - 一种透镜阵列的调整方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种透镜阵列的调整方法，该透镜阵列包括至少两个横向并排设置的透镜单元，该方法为：将各所述透镜单元磨切掉一部分，进而根据实际需求调整各透镜单元的通光面中心间距和光心间距。本发明将透镜单元磨切掉一部分，磨切后可改变各透镜单元的通光面中心间距和光心间距，各透镜单元的通光面中心间距改变，各透镜单元所成的像之间的视差(视觉差异)也跟着改变，实现了视差调整，各透镜单元的光心间距改变，各透镜单元的出射光线在光学传感器(CMOS)成的像的相对位置也跟着改变，实现了光学传感器(CMOS)的面积的有效利用，并且透镜单元磨切后尺寸变小了，各透镜单元可以更紧凑地拼在一起，可以减小光学系统的尺寸。
Description
技术领域
本发明涉及成像设备技术领域，具体涉及一种透镜阵列的调整方法。
背景技术
透镜阵列可用于3D成像(双透镜成像)和光场成像(多透镜成像)，其主要是通过若干个并排设置的透镜单元将光线中分离出若干个视角的视图，以提高成像的立体效果。
透镜阵列各透镜单元的通光面中心间距会影响成像的视差，具体来说，增大各透镜单元的通光面中心间距，可增大视差，减小各透镜单元的通光面中心间距，会减小视差，并且，透镜阵列各透镜单元的光心间距会影响出射光线在光学传感器(CMOS)成的像的位置，具体来说，增大各透镜单元之间的光心间距，可聚拢成像位置，减小各透镜单元之间的光心间距，会分散成像位置。
在实际应用中，可根据实际需求调整各透镜单元的通光面中心间距和光心间距，以实现视差调整和光学传感器(CMOS)的面积的有效利用。如图1所示，现有透镜阵列采用完整的透镜单元，通过平移的方式来调整各透镜单元的通光面中心间距和光心间距时，势必会增大光学系统的尺寸。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种透镜阵列的调整方法，以在不增大光学系统的尺寸的前提下，实现视差调整和光学传感器(CMOS)的面积的有效利用。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种透镜阵列的调整方法，该透镜阵列包括至少两个横向并排设置的透镜单元，该方法为：将各所述透镜单元磨切掉一部分，进而根据实际需求调整各透镜单元的通光面中心间距和光心间距。
进一步地，所述透镜单元包括第一透镜和第二透镜；
当原成像位置分布合理时，对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧进行磨切，以在不改变成像分布的情况下增大第一透镜和第二透镜的通光面中心间距，或者对所述第一透镜和第二透镜的相对外侧进行磨切，以在不改变成像分布的情况下减小第一透镜和第二透镜的通光面中心间距；
当原成像位置分散时，对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧进行磨切或者对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧和相对外侧同时进行磨切，并向相对内侧的方向移动第一透镜和第二透镜，以减小第一透镜和第二透镜的光心间距；
当原成像位置过近重叠时，对所述第一透镜和第二透镜的相对外侧进行磨切或者对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧和相对外侧同时进行磨切，并向相对外侧的方向移动第一透镜和第二透镜，以增大第一透镜和第二透镜的光心间距。
进一步地，所述透镜阵列还包括安装座和安装框架，所述安装座内设有通孔，所述安装框架安装于所述通孔内，安装框架上设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一透镜适配于所述第一安装孔内，所述第二透镜适配于所述第二安装孔内。
进一步地，所述通孔为矩形孔，通孔两长边的侧壁上对称设有沿长边延伸的滑槽，两所述滑槽内均滑动安装有与所述第一透镜对应的第一滑动支座、以及与所述第二透镜对应的第二滑动支座，两所述第一滑动支座的相对内端设有与第一透镜的边缘适配的弧形台阶，两所述第二滑动支座的相对内端设有与第二透镜的边缘适配的弧形台阶；
所述安装框架嵌入所述通孔内并连接在各第一滑动支座和第二滑动支座上，所述第一安装孔和第二安装孔均为台阶孔，所述第一透镜夹在第一安装孔和两第一滑动支座的弧形台阶之间，所述第二透镜夹在第二安装孔和两第二滑动支座的弧形台阶之间。
进一步地，各所述第一滑动支座和第二滑动支座上均设有定位柱，各所述安装框架上对应各定位柱设有定位孔，各所述定位柱一一对应插入各所述定位孔。
进一步地，所述安装座上转动安装有两根丝杆，每根所述丝杆上均设有旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，一丝杆上的第一螺纹段和第二螺纹段分别与一侧的第一滑动支座和第二滑动支座螺纹连接，另一丝杆上的第一螺纹段和第二螺纹段分别与另一侧的第一滑动支座和第二滑动支座螺纹连接。
进一步地，所述安装框架上对应两侧的所述第一滑动支座和第二滑动支座均设有挡块，所述挡块的高度大于定位柱的高度，当挡块抵在所述第一滑动支座和/或第二滑动支座的侧部时，所述定位柱与定位孔对准。
本发明的有益效果体现在：本申请将透镜单元磨切掉一部分，不会影响剩余部分成完整像，透镜单元磨切后，可改变各透镜单元的通光面中心间距和光心间距，各透镜单元的通光面中心间距改变，各透镜单元所成的像之间的视差(视觉差异)也跟着改变，实现了视差调整，各透镜单元的光心间距改变，各透镜单元的出射光线在光学传感器(CMOS)成的像的相对位置也跟着改变，实现了光学传感器(CMOS)的面积的有效利用，并且透镜单元磨切后尺寸变小了，各透镜单元可以更紧凑地拼在一起，可以减小光学系统的尺寸。因此，本申请可在不增大光学系统的尺寸的前提下，实现视差调整和光学传感器(CMOS)的面积的有效利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为现有技术中透镜阵列采用完整的透镜单元的示意图；
图2为本发明实施例在不改变成像分布的情况下对第一透镜和第二透镜的相对内侧进行磨切的示意图；
图3为本发明实施例在不改变成像分布的情况下对第一透镜和第二透镜的相对外侧进行磨切的示意图；
图4为本发明实施例对第一透镜和第二透镜的相对内侧进行磨切并向相对内侧的方向移动第一透镜和第二透镜的示意图；
图5为本发明实施例对第一透镜和第二透镜的相对内侧和相对外侧同时进行磨切，并向相对内侧的方向移动第一透镜和第二透镜的示意图；
图6为本发明实施例对第一透镜和第二透镜的相对外侧进行磨切并向相对外侧的方向移动第一透镜和第二透镜的示意图；
图7为本发明实施例对第一透镜和第二透镜的相对内侧和相对外侧同时进行磨切，并向相对外侧的方向移动第一透镜和第二透镜的示意图；
图8为本发明实施例的透镜阵列的结构示意图；
图9为图8的A-A剖视图；
图10为图8的B-B剖视图。
附图说明：100-第一透镜；200-第二透镜；300-安装座；310-通孔；320-滑槽；330-第一滑动支座；340-第二滑动支座；350-弧形台阶；360-定位柱；370-丝杆；371-第一螺纹段；372-第二螺纹段；400-安装框架；410-第一安装孔；420-第二安装孔；430-定位孔；440-挡块。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图2-图10所示，本发明实施例提供了一种透镜阵列的调整方法，该透镜阵列包括至少两个横向并排设置的透镜单元，“透镜阵列包括至少两个横向并排设置的透镜单元”的意思是镜阵列可以设置两个透镜单元，用于3D成像(双透镜成像)，也可以设置三个以上的透镜单元，用于光场成像(多透镜成像)。
本实施例中，透镜单元具体可为凸透镜、菲涅尔透镜以及其它透镜。
上述方法具体为：将各透镜单元磨切掉一部分，进而根据实际需求调整各透镜单元的通光面中心间距和光心间距。
下面参照图2-图7对视差和成像位置的调整进行具体说明，图2-图7中，“+”表示透镜单元的光心，“·”表示透镜单元的通光面中心(几何中心)。
如图2-图7所示，透镜单元具体包括第一透镜100和第二透镜200。
当原成像位置分布合理时，对第一透镜100和第二透镜200的相对内侧进行磨切(如图2所示)，以在不改变成像分布的情况下增大第一透镜100和第二透镜200的通光面中心间距，从而增大视差，或者对第一透镜100和第二透镜200的相对外侧进行磨切(如图3所示)，以在不改变成像分布的情况下减小第一透镜100和第二透镜200的通光面中心间距，从而减小视差。
当原成像位置分散时，对第一透镜100和第二透镜200的相对内侧进行磨切(如图4所示)或者对第一透镜100和第二透镜200的相对内侧和相对外侧同时进行磨切(如图5所示)，并向相对内侧的方向移动第一透镜100和第二透镜200，以减小第一透镜100和第二透镜200的光心间距，从而聚拢成像位置使其合理分布。
当原成像位置过近重叠时，对第一透镜100和第二透镜200的相对外侧进行磨切(如图6所示)或者对第一透镜100和第二透镜200的相对内侧和相对外侧同时进行磨切(如图7所示)，并向相对外侧的方向移动第一透镜100和第二透镜200，以增大第一透镜100和第二透镜200的光心间距，从而分散成像位置使其合理分布。
本申请将透镜单元磨切掉一部分，不会影响剩余部分成完整像，透镜单元磨切后，可改变各透镜单元的通光面中心间距和光心间距，各透镜单元的通光面中心间距改变，各透镜单元所成的像之间的视差(视觉差异)也跟着改变，实现了视差调整，各透镜单元的光心间距改变，各透镜单元的出射光线在光学传感器(CMOS)成的像的相对位置也跟着改变，实现了光学传感器(CMOS)的面积的有效利用，并且透镜单元磨切后尺寸变小了，各透镜单元可以更紧凑地拼在一起，可以减小光学系统的尺寸。因此，本申请可在不增大光学系统的尺寸的前提下，实现视差调整和光学传感器(CMOS)的面积的有效利用。
如图8-图10所示，在一优选的实施例中，透镜阵列还包括安装座300和安装框架400，安装座300内设有通孔310，安装框架400安装于通孔310内，安装框架400上设有第一安装孔410和第二安装孔420，第一透镜100适配于第一安装孔410内，第二透镜200适配于第二安装孔420内。本实施例可通过安装框架400上第一安装孔410和第二安装孔420来控制第一透镜100和第二透镜200之间的安装距离，对于不同磨切形状和安装间距的透镜单元，可以采用不同的安装框架400进行安装。
优选地，通孔310为矩形孔，通孔310两长边的侧壁上对称设有沿长边延伸的滑槽320，两滑槽320内均滑动安装有与第一透镜100对应的第一滑动支座330、以及与第二透镜200对应的第二滑动支座340，两第一滑动支座330的相对内端设有与第一透镜100的边缘适配的弧形台阶350，两第二滑动支座340的相对内端设有与第二透镜200的边缘适配的弧形台阶350。
安装框架400嵌入通孔310内并连接在各第一滑动支座330和第二滑动支座340上，第一安装孔410和第二安装孔420均为台阶孔，第一透镜100夹在第一安装孔410和两第一滑动支座330的弧形台阶350之间，第二透镜200夹在第二安装孔420和两第二滑动支座340的弧形台阶350之间。
组装该透镜阵列时，可分别将第一透镜100和第二透镜200安装在安装框架400上的第一安装孔410和第二安装孔420内，然后调整第一滑动支座330和第二滑动支座340的位置，再将安装框架400嵌入在安装座300内的通孔310中，使得第一透镜100两侧的边缘分别卡在两侧的第一滑动支座330上的弧形台阶350，第二透镜200两侧的边缘分别卡在两侧的第二滑动支座340上的弧形台阶350上，从而实现第一透镜100和第二透镜200的定位安装，本申请采用滑动支座与安装框架400配合来实现透镜的定位安装，滑动支座的位置可调，能够满足不同磨切形状和安装间距的透镜单元的定位。
优选地，各第一滑动支座330和第二滑动支座340上均设有定位柱360，各安装框架400上对应各定位柱360设有定位孔430，各定位柱360一一对应插入各定位孔430，从而将各滑动支座与安装框架400进行定位，提高了组装的精确性以及滑动支座与安装框架400结合的稳固性。
具体来说，安装座300上转动安装有两根丝杆370，每根丝杆370上均设有旋向相反的第一螺纹段371和第二螺纹段372，一丝杆370上的第一螺纹段371和第二螺纹段372分别与一侧的第一滑动支座330和第二滑动支座340螺纹连接，另一丝杆370上的第一螺纹段371和第二螺纹段372分别与另一侧的第一滑动支座330和第二滑动支座340螺纹连接，这样可分别转动两丝杆370来驱动对应侧的第一滑动支座330和第二滑动支座340相向移动或背向移动，从而实现滑动支座位置的调整。
优选地，如图9所示，安装框架400上对应两侧的第一滑动支座330和第二滑动支座340均设有挡块440，挡块440的高度大于定位柱360的高度，当挡块440抵在第一滑动支座330和/或第二滑动支座340的侧部时，定位柱360与定位孔430对准。第一滑动支座330和第二滑动支座340位置调节不好控制，定位孔430与定位柱360不容易对准，导致安装比较困难，本实施例通过在安装框架400上设置挡块440，调节第一滑动支座330和第二滑动支座340的位置时，先将安装好透镜的安装框架400装入安装座300内的通孔310中，此时滑动支座上的定位柱360抵在安装框架400上，安装框架400上的挡块440位于第一滑动支座330和/或第二滑动支座340的一侧，然后分别调节两根丝杆370，当挡块440抵在第一滑动支座330和/或第二滑动支座340的侧部时，说明第一滑动支座330和第二滑动支座340调节到位，定位柱360与定位孔430对准，这时只需要再将安装框架400进一步压入安装座300，即可轻松将定位柱360插入定位孔430，从而实现透镜的安装，安装方便、快捷。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (6)
1.一种透镜阵列的调整方法，该透镜阵列包括至少两个横向并排设置的透镜单元，其特征在于，该方法为：将各所述透镜单元磨切掉一部分，进而根据实际需求调整各透镜单元的通光面中心间距和光心间距；
所述透镜单元包括第一透镜和第二透镜；
当原成像位置分布合理时，对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧进行磨切，以在不改变成像分布的情况下增大第一透镜和第二透镜的通光面中心间距，或者对所述第一透镜和第二透镜的相对外侧进行磨切，以在不改变成像分布的情况下减小第一透镜和第二透镜的通光面中心间距；
当原成像位置分散时，对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧进行磨切或者对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧和相对外侧同时进行磨切，并向相对内侧的方向移动第一透镜和第二透镜，以减小第一透镜和第二透镜的光心间距；
当原成像位置过近重叠时，对所述第一透镜和第二透镜的相对外侧进行磨切或者对所述第一透镜和第二透镜的相对内侧和相对外侧同时进行磨切，并向相对外侧的方向移动第一透镜和第二透镜，以增大第一透镜和第二透镜的光心间距。
2.根据权利要求1所述的透镜阵列的调整方法，其特征在于，所述透镜阵列还包括安装座和安装框架，所述安装座内设有通孔，所述安装框架安装于所述通孔内，安装框架上设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一透镜适配于所述第一安装孔内，所述第二透镜适配于所述第二安装孔内。
3.根据权利要求2所述的透镜阵列的调整方法，其特征在于，所述通孔为矩形孔，通孔两长边的侧壁上对称设有沿长边延伸的滑槽，两所述滑槽内均滑动安装有与所述第一透镜对应的第一滑动支座、以及与所述第二透镜对应的第二滑动支座，两所述第一滑动支座的相对内端设有与第一透镜的边缘适配的弧形台阶，两所述第二滑动支座的相对内端设有与第二透镜的边缘适配的弧形台阶；
所述安装框架嵌入所述通孔内并连接在各第一滑动支座和第二滑动支座上，所述第一安装孔和第二安装孔均为台阶孔，所述第一透镜夹在第一安装孔和两第一滑动支座的弧形台阶之间，所述第二透镜夹在第二安装孔和两第二滑动支座的弧形台阶之间。
4.根据权利要求3所述的透镜阵列的调整方法，其特征在于，各所述第一滑动支座和第二滑动支座上均设有定位柱，各所述安装框架上对应各定位柱设有定位孔，各所述定位柱一一对应插入各所述定位孔。
5.根据权利要求4所述的透镜阵列的调整方法，其特征在于，所述安装座上转动安装有两根丝杆，每根所述丝杆上均设有旋向相反的第一螺纹段和第二螺纹段，一丝杆上的第一螺纹段和第二螺纹段分别与一侧的第一滑动支座和第二滑动支座螺纹连接，另一丝杆上的第一螺纹段和第二螺纹段分别与另一侧的第一滑动支座和第二滑动支座螺纹连接。
6.根据权利要求5所述的透镜阵列的调整方法，其特征在于，所述安装框架上对应两侧的所述第一滑动支座和第二滑动支座均设有挡块，所述挡块的高度大于定位柱的高度，当挡块抵在所述第一滑动支座和/或第二滑动支座的侧部时，所述定位柱与定位孔对准。
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