CN115150607A - 基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法 - Google Patents

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CN115150607A CN202210709524.2A CN202210709524A CN115150607A CN 115150607 A CN115150607 A CN 115150607A CN 202210709524 A CN202210709524 A CN 202210709524A CN 115150607 A CN115150607 A CN 115150607A
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Abstract

本发明提供一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，在传统聚焦型全光相机的设计方法基础之上，结合光学系统参数和算法的亚像素识别能力，根据双目立体视觉建立基于多焦距微透镜阵列的全光相机参数设计分析模型，并通过分析各参数之间的制约关系对模型进行简化，从理论上为基于多焦距微透镜阵列的全光相机系统的设计提供指导，使整个聚焦型全光相机设计时实现光学系统与设计算法的权衡，并达到最佳的成像效果。

Description

基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法
技术领域
本发明属于计算光学成像领域，尤其涉及一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法。
背景技术
随着现代武器装备中光电对抗技术的快速发展，多维信息获取越来越迫切。光场三维成像技术能够获取场景三维信息，从而提升武器装备光电系统的识别鲁棒性、导航精度及跟踪精度，在军事领域具备高应用价值。
1908年美国物理学家弗雷德里克·艾夫斯申请了一款带有针孔阵列的照相机专利，这是已知的最早的全光相机，该专利表明全光相机拥有区分不同深度物体的能力。2005年Ren Ng等人设计了一款手持式全光相机，即全光相机1.0，分析了光场傅里叶变换后的形式以及处理过程中遇到的问题，证明了算法的实用性以及全光相机的商业化价，虽然这种相机可以最大化全光相机的角度分辨力，当图像的空间分辨率受到限制。2010年，A.Lumsdaine和T.Georgiev通过权衡相机参数和景深之间的关系，改变微透镜阵列与探测器的平面的相对位置，提出了全光相机2.0大大的提高了重聚焦图像的有效空间分辨率。之后，国内外学者对全光相机展开广泛的研究，公布号为CN 112005150 A的专利公开了用于移动设备的全光相机，公布号为CN 108632506 A的专利公开了一种微透镜阵列成像系统，等等。
聚焦型全光相机的深度分辨能力与其光学系统结构参数及算法的亚像素识别能力密切相关，此外，聚焦型全光相机各参数之间相互影响相互制约，如何平衡各参数之间的关系，选择合理的结构参数，以最小的设计、加工、装调成本达到最佳的三维成像能力至关重要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，以双目立体视觉为基础，能够在满足深度分辨率要求时确定聚焦型全光相机各参数的数值。
一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，所述聚焦型全光相机包括主物镜、微透镜阵列以及探测器，基于双目立体视觉匹配原理获取聚焦型全光相机的物方深度分辨率与系统参数之间的相互制约关系，且所述系统参数包括微透镜阵列的镜距系数、主物镜的焦距、主物镜的通光孔径、探测器的像元尺寸以及聚焦型全光相机的F数、工作物距、亚像素识别能力、中间像面的虚深度；
其中，当虚深度为定值时，镜距系数越大，物方深度分辨率越高；当镜距系数为定值时，虚深度越小，物方深度分辨率越高；当F数为定值时，主物镜的焦距越长，物方深度分辨率越高；当主物镜的焦距为定值时，F数越小，物方深度分辨率越高；通光孔径越大，物方深度分辨率越高；工作物距越小，物方深度分辨率越高；像元尺寸越小，物方深度分辨率越高；亚像素识别能力越高，物方深度分辨率越高。
进一步地，物方深度分辨率δ(x)的计算方法为：
Figure BDA0003706535670000021
其中，k(x)为微透镜阵列的镜距系数，v(x)为中间像面的虚深度，N＝B/d，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，aL(x)为聚焦型全光相机的工作物距，fL为主物镜的焦距，M为聚焦型全光相机的亚像素识别能力，Δx为设定偏差，x表示成像偏移，且成像偏移的定义为：对于中间像面上的任意一个像点y(x)，获取该像点y(x)经过任意一个微透镜后在探测器上成像的像点位置，然后将该像点位置与当前被选中的微透镜的光轴中心在探测器上的投影点之间的距离作为成像偏移。
进一步地，物方深度分辨率与镜距系数、虚深度之间的相互制约关系为：
Figure BDA0003706535670000031
其中，t(x)为虚深度v(x)与镜距系数k(x)之间的作用函数，且有v(x)＝(t)x(k)；
物方深度分辨率与主物镜的通光孔径D之间的相互制约关系为：
Figure BDA0003706535670000032
其中，fL＝ND；
物方深度分辨率与工作物距之间的相互制约关系为：
Figure BDA0003706535670000033
其中，δR(x)为物方深度分辨率δ(x)与工作物距aL(x)的比值形成的相对分辨率。
进一步地，微透镜阵列与探测器之间的距离B满足如下关系：
B≈F#L(1-B/a)d
其中，F#L为主物镜的F数，a为中间像与微透镜阵列之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径。
进一步地，所述聚焦型全光相机为开普勒结构的聚焦型全光相机；
其中，微透镜阵列中的各类微透镜的焦距为：
Figure BDA0003706535670000041
其中，fi为微透镜阵列中的第i类微透镜的焦距，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，p为可分辨光斑尺寸；
微透镜阵列中的各类微透镜的近景深
Figure BDA0003706535670000042
为：
Figure BDA0003706535670000043
微透镜阵列中的各类微透镜的远景深
Figure BDA0003706535670000044
为：
Figure BDA0003706535670000045
开普勒结构的聚焦型全光相机的近景深aLmin为：
Figure BDA0003706535670000046
其中，
Figure BDA0003706535670000047
K为微透镜阵列中微透镜的焦距种类数；
开普勒结构的聚焦型全光相机的远景深aLmax为：
Figure BDA0003706535670000048
其中，
Figure BDA0003706535670000049
进一步地，所述聚焦型全光相机为伽利略结构的聚焦型全光相机；
其中，微透镜阵列中的各类微透镜的焦距为：
Figure BDA0003706535670000051
其中，fi为微透镜阵列中的第i类微透镜的焦距，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，p为可分辨光斑尺寸；
微透镜阵列中的各类微透镜的近景深
Figure BDA0003706535670000052
为：
Figure BDA0003706535670000053
微透镜阵列中的各类微透镜的远景深
Figure BDA0003706535670000054
为：
Figure BDA0003706535670000055
伽利略结构的聚焦型全光相机的近景深aLmin为：
Figure BDA0003706535670000056
其中，
Figure BDA0003706535670000057
K为微透镜阵列中微透镜的焦距种类数；
伽利略结构的聚焦型全光相机的远景深为aLmax：
Figure BDA0003706535670000058
其中，
Figure BDA0003706535670000059
有益效果：
1、本发明提供一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，在传统聚焦型全光相机的设计方法基础之上，结合光学系统参数和算法的亚像素识别能力，根据双目立体视觉建立基于多焦距微透镜阵列的全光相机参数设计分析模型，并通过分析各参数之间的制约关系对模型进行简化，从理论上为基于多焦距微透镜阵列的全光相机系统的设计提供指导，使整个聚焦型全光相机设计时实现光学系统与设计算法的权衡，并达到最佳的成像效果。
2、本发明提供一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，给出微透镜阵列与探测器之间的距离B的相互制约关系，能够是探测器达到最佳的使用状态。
3、本发明提供一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，对全光相机各参数对光场深度分辨率的影响做了详细地分析，在具体的设计时可以通过各参数的权衡达到系统性能的最大化。
附图说明
图1(a)为开普勒结构全光相机；
图1(b)为伽利略结构全光相机；
图2(a)为开普勒结构全光相机的微透镜景深计算光路图；
图2(b)为伽利略结构全光相机的微透镜景深计算光路图；
图3(a)为开普勒结构全光相机的二次成像空间深度分辨率计算光路图；
图3(b)为伽利略结构全光相机的二次成像空间深度分辨率计算光路图
图4(a)为开普勒结构全光相机的景深计算光路图；
图4(b)为伽利略结构全光相机的景深计算光路图；
图5(a)为均一焦距矩阵排布的微透镜镜距系数示意图；
图5(b)为均一焦距蜂窝排布的微透镜镜距系数示意图；
图5(c)为三焦距蜂窝排布的微透镜镜距系数示意图；
图6为物方深度分辨率与镜距系数和虚深度之间的关系；
图7为物方深度分辨率与系统工作F/#和主物镜焦距之间的关系；
图8为不同焦距下，物方深度分辨率与系统工作物距的关系曲线；
图9为不同焦距下，物方相对分辨率与系统工作物距的关系曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明提出一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计分析方法，根据聚焦型全光相机的结构特点，以双目立体视觉为基础建立聚焦型全光相机的参数分析模型，并根据各参数之间的相互制约条件简化参数分析模型，以此得到深度分辨率与系统各参数之间的关系、各参数之间的制约关系，从而简化了聚焦型全光相机的参数分析，以便在满足深度分辨率要求时确定系统各参数的数值。
具体的，一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，所述聚焦型全光相机包括主物镜、微透镜阵列以及探测器，基于双目立体视觉匹配原理获取聚焦型全光相机的物方深度分辨率与系统参数之间的相互制约关系，且所述系统参数包括微透镜阵列的镜距系数、主物镜的焦距、主物镜的通光孔径、探测器的像元尺寸以及聚焦型全光相机的F数、工作物距、亚像素识别能力、中间像面的虚深度。需要说明的是，本发明将微透镜阵列中的两个或多个微透镜对同一点的成像等效为双目立体视觉。
具体的，当虚深度为定值时，镜距系数越大，物方深度分辨率越高；当镜距系数为定值时，虚深度越小，物方深度分辨率越高；当F数为定值时，主物镜的焦距越长，物方深度分辨率越高；当主物镜的焦距为定值时，F数越小，物方深度分辨率越高；通光孔径越大，物方深度分辨率越高；工作物距越小，物方深度分辨率越高；像元尺寸越小，物方深度分辨率越高；亚像素识别能力越高，物方深度分辨率越高。
进一步地，深度分辨率由立体匹配原理计算获得，由高斯成像关系，微透镜的镜距系数k(x)，中间像面虚深度ν(x)，光学系统的F/#，光学系统的工作物距aL(x)，主物镜的焦距fL，最小可分辨视差Δx，算法的亚像素识别能力M确定。
如图3(a)所示的两个灰色三角形，由三角形相似定理可得
Figure BDA0003706535670000081
聚焦型全光相机本质上是二次成像，主透镜将空间中的物体成像到传感器阵列后，微透镜阵列再将主透镜所成虚像二次成像到传感器上。由几何关系可得：
bL＝BL-B+y(x)
如图3(a)和图3(b)所示，物空间在纵深上方向能够分辨的最小距离δ即为物方深度分辨率：
Figure BDA0003706535670000082
其中，k(x)为微透镜阵列的镜距系数，v(x)为中间像面的虚深度，N＝B/d，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，aL(x)为聚焦型全光相机的工作物距，fL为主物镜的焦距，M为聚焦型全光相机的亚像素识别能力，Δx为设定偏差，x表示成像偏移，且成像偏移的定义为：对于中间像面上的任意一个像点y(x)，获取该像点y(x)经过任意一个微透镜后在探测器上成像的像点位置，然后将该像点位置与当前被选中的微透镜的光轴中心在探测器上的投影点之间的距离作为成像偏移。
由此可知，如图5(a)～图5(c)所示，当虚深度一定时，镜距系数越大k(x)(即基线越长)物方深度分辨率δ(x)越高，这与双(多)目立体视觉中基线越长距离测量精度越高相符合；当镜距系数k(x)一定时，虚深度越大(即距离越远)，系统分辨率越低，这与双目立体视觉中物距越远测量精度越低相吻合。设t(x)为虚深度v(x)与镜距系数k(x)作用函数，令v(x)＝t(x)k(x)，则
Figure BDA0003706535670000091
如图6所示，δ(x)与t(x)为正相关关系，即t(x)越大系统物方深度分辨率越低，因此在进行设计时通常使t(x)＝1即v(x)＝k(x)，在这种情况先可使系统的物方深度分辨率最高。
当系统的工作F/#一定时，主物镜焦距fL越长系统的物方深度分辨率δ(x)越高；当主物镜焦距fL一定时，F/#越小系统的物方分辨率δ(x)越高。由于N＝B/d，系统的F#不宜过小，需使B在装调精度可满足的范围内。
由fL＝ND可得
Figure BDA0003706535670000092
因此，如图7所示，δ(x)与主物镜通光孔径D为负相关关系，即主物镜通光孔经D越大系统物方深度分辨率越高δ(x)，因此在进行设计时需要权衡成本与性能之间的关系，在满足现有加工检测能力的基础之上设计大通光孔经的光学系统。
定义深度分辨率δ(x)与系统工作物距aL(x)的比值为相对分辨率，即
Figure BDA0003706535670000093
如图8和图9所示，系统工作物距aL(x)与深度分辨率δ(x)呈二次曲线关系，深度分辨率δ(x)随系统工作物距aL(x)的变远而降低，因此远端的精度始终优于近端的精度，在设计时优先以远端精度为基础进行计算。长主物镜焦距fL对远距离物方深度分辨率δ(x)的提升效果明显，但随着系统工作物距aL(x)的变远，主物镜焦距fL对物方深度分辨率δ(x)的提升能力逐渐下降。
像元尺寸ρ与深度分辨率δ(x)呈线性关系，深度分辨率δ(x)随像元尺寸ρ的变大而降低。此外，长主物镜焦距fL在像元尺寸ρ大的条件下物方深度分辨率δ(x)的提升效果明显，但随着像元尺寸ρ变大，主物镜焦距fL对深度分辨率δ(x)的提升能力逐渐下降。
算法的亚像素识别能力M与深度分辨率δ(x)呈反比关系，权衡计算时间和设计精度的基础上适当提高像素识别能力M可以有效提升全光相机的深度分辨率δ(x)。
进一步地，若微透镜阵列中各微透镜单元的成像范围大于其空间尺寸，则子图像互相叠加，产生串扰；若微透镜单元的成像范围小于其空间尺寸，则子图像间产生空像素，造成传感器资源浪费。在聚焦型全光相机的光学系统中微透镜阵列为系统的视场光阑，因此根据微透镜单元的物方视场与像方视场之间的对应关系，即可获得主物镜F#L和微透镜之间的F#匹配关系。同时，为了达到传感器的最佳使用状态，微透镜阵列与探测器之间的距离B满足如下关系：
B≈F#L(1-B/a)d
其中，F#L为主物镜的F数，a为中间像与微透镜阵列之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径。
进一步地，最小全覆盖平面为微透镜阵列可以对中间像面完全采样时的像方平面，其所对应的虚深度与微透镜阵列的排布方式以及焦距类型密切相关，典型的三焦距蜂窝排布的微透镜阵列的最小全覆盖平面虚深度为|νTCP|＝2。同时已知p＝max(ρ,sλ)，其中，p为可分辨光斑尺寸，ρ为探测器像元尺寸，sλ为聚焦型全光相机中的光学系统成像衍射弥散圆直径。对于多焦距微透镜阵列根据焦距不同可以分为i类，例如三焦距微透镜阵列焦距分别f1、f2、f3，由高斯公式和景深计算公式可得基于多焦距微透镜阵列的开普勒结构聚焦型全光相机和伽利略结构的聚焦型全光相机的第i类微透镜的焦距fi和景深的递推公式。
如图1(a)所示，当聚焦型全光相机为开普勒结构的聚焦型全光相机时，微透镜阵列中的各类微透镜的焦距为：
Figure BDA0003706535670000111
其中，fi为微透镜阵列中的第i类微透镜的焦距，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，p为可分辨光斑尺寸；
如图2(a)所示，微透镜阵列中的各类微透镜的近景深
Figure BDA0003706535670000112
为：
Figure BDA0003706535670000113
微透镜阵列中的各类微透镜的远景深
Figure BDA0003706535670000114
为：
Figure BDA0003706535670000115
如图4(a)所示，开普勒结构的聚焦型全光相机的近景深aLmin为：
Figure BDA0003706535670000116
其中，
Figure BDA0003706535670000117
K为微透镜阵列中微透镜的焦距种类数；
开普勒结构的聚焦型全光相机的远景深aLmax为：
Figure BDA0003706535670000121
其中，
Figure BDA0003706535670000122
如图1(b)所示，当聚焦型全光相机为伽利略结构的聚焦型全光相机时，微透镜阵列中的各类微透镜的焦距为：
Figure BDA0003706535670000123
其中，fi为微透镜阵列中的第i类微透镜的焦距，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，p为可分辨光斑尺寸；
如图2(b)所示，微透镜阵列中的各类微透镜的近景深
Figure BDA0003706535670000124
为：
Figure BDA0003706535670000125
微透镜阵列中的各类微透镜的远景深
Figure BDA0003706535670000126
为：
Figure BDA0003706535670000127
如图4(b)所示，伽利略结构的聚焦型全光相机的近景深aLmin为：
Figure BDA0003706535670000128
其中，
Figure BDA0003706535670000129
K为微透镜阵列中微透镜的焦距种类数；
伽利略结构的聚焦型全光相机的远景深为aLmax：
Figure BDA00037065356700001210
其中，
Figure BDA00037065356700001211
下面以伽利略结构的可见光三焦距聚焦型全光相机为例，对本发明的基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法进行详细说明。
假设指标要求为：系统工作物距aL(x)500m、设计中心波长为550nm、探测器像元尺寸ρ为3.45μm、主物镜的F/#为5、主物镜焦距fL为500mm、微透镜的通光孔径d为200μm、双目立体视觉算法亚像素识别能力M为8。
则满足上述要求的聚焦型全光相机的参数设计方法包括以下步骤：
步骤1)根据中间像与靶面像之间的对应关系确定基于多焦距微透镜阵列的全光相机主物镜和微透镜的工作F#匹配关系，进而获得微透镜到探测器的距离B。
B≈F/#L(1-B/a)d＝0.5mm
步骤2)中，最小全覆盖平面为微透镜阵列可以对中间像面完全采样时的像方平面，其所对应的虚深度与微透镜阵列的排布方式以及焦距类型密切相关，典型的三焦距蜂窝排布的微透镜阵列的最小全覆盖平面虚深度为|νTCP|＝2。
伽利略结构的微透镜的焦距和景深的递推公式为焦距
Figure BDA0003706535670000131
近景深
Figure BDA0003706535670000132
远景深
Figure BDA0003706535670000133
对于伽利略结构形式
Figure BDA0003706535670000134
则系统近景深为
Figure BDA0003706535670000141
系统远景深为
Figure BDA0003706535670000142
综合考虑上述公式及边界条件，并将假设的系统参数带入，解得：
f1＝0.9355mm，f2＝0.8285mm，f3＝0.7435mm，aLmin＝207.6277m，aLmax＝500m
步骤3)物空间在纵深上方向能够分辨的最小距离δ即为物方深度分辨率：
Figure BDA0003706535670000143
本发明中将假设的光学系统参数带入远端深度分辨率为4.9697m，近端深度分辨率为1.4367m。
由此可见，与现有技术相比，本发明在传统聚焦型全光相机的设计方法基础之上，结合光学系统参数和算法的亚像素识别能力，根据双目立体视觉建立基于多焦距微透镜阵列的全光相机参数设计分析模型，并通过分析各参数之间的制约关系对模型进行简化，从理论上为基于多焦距微透镜阵列的全光相机系统的设计提供指导，使系统设计时实现光学系统与算法的权衡，并达到最佳的成像效果。此外，本发明对全光相机各参数对光场深度分辨率的影响做了详细地分析，在具体的设计时可以通过各参数的权衡达到系统性能的最大化。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当然可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，所述聚焦型全光相机包括主物镜、微透镜阵列以及探测器，其特征在于，基于双目立体视觉匹配原理获取聚焦型全光相机的物方深度分辨率与系统参数之间的相互制约关系，且所述系统参数包括微透镜阵列的镜距系数、主物镜的焦距、主物镜的通光孔径、探测器的像元尺寸以及聚焦型全光相机的F数、工作物距、亚像素识别能力、中间像面的虚深度；
其中，当虚深度为定值时，镜距系数越大，物方深度分辨率越高；当镜距系数为定值时，虚深度越小，物方深度分辨率越高；当F数为定值时，主物镜的焦距越长，物方深度分辨率越高；当主物镜的焦距为定值时，F数越小，物方深度分辨率越高；通光孔径越大，物方深度分辨率越高；工作物距越小，物方深度分辨率越高；像元尺寸越小，物方深度分辨率越高；亚像素识别能力越高，物方深度分辨率越高。
2.如权利要求1所述的一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，其特征在于，物方深度分辨率δ(x)的计算方法为：
Figure FDA0003706535660000011
其中，k(x)为微透镜阵列的镜距系数，v(x)为中间像面的虚深度，N＝B/d，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，aL(x)为聚焦型全光相机的工作物距，fL为主物镜的焦距，M为聚焦型全光相机的亚像素识别能力，Δx为设定偏差，x表示成像偏移，且成像偏移的定义为：对于中间像面上的任意一个像点y(x)，获取该像点y(x)经过任意一个微透镜后在探测器上成像的像点位置，然后将该像点位置与当前被选中的微透镜的光轴中心在探测器上的投影点之间的距离作为成像偏移。
3.如权利要求2所述的一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，其特征在于，物方深度分辨率与镜距系数、虚深度之间的相互制约关系为：
Figure FDA0003706535660000021
其中，t(x)为虚深度v(x)与镜距系数k(x)之间的作用函数，且有v(x)＝t(x)k(x)；
物方深度分辨率与主物镜的通光孔径D之间的相互制约关系为：
Figure FDA0003706535660000022
其中，fL＝ND；
物方深度分辨率与工作物距之间的相互制约关系为：
Figure FDA0003706535660000023
其中，δR(x)为物方深度分辨率δ(x)与工作物距aL(x)的比值形成的相对分辨率。
4.如权利要求1所述的一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，其特征在于，微透镜阵列与探测器之间的距离B满足如下关系：
B≈F#L(1-B/a)d
其中，F#L为主物镜的F数，a为中间像与微透镜阵列之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径。
5.如权利要求1～4任一权利要求所述的一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，其特征在于，所述聚焦型全光相机为开普勒结构的聚焦型全光相机；
其中，微透镜阵列中的各类微透镜的焦距为：
Figure FDA0003706535660000031
其中，fi为微透镜阵列中的第i类微透镜的焦距，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，p为可分辨光斑尺寸；
微透镜阵列中的各类微透镜的近景深
Figure FDA0003706535660000032
为：
Figure FDA0003706535660000033
微透镜阵列中的各类微透镜的远景深
Figure FDA0003706535660000034
为：
Figure FDA0003706535660000035
开普勒结构的聚焦型全光相机的近景深aLmin为：
Figure FDA0003706535660000036
其中，
Figure FDA0003706535660000037
K为微透镜阵列中微透镜的焦距种类数；
开普勒结构的聚焦型全光相机的远景深aLmax为：
Figure FDA0003706535660000038
其中，
Figure FDA0003706535660000039
6.如权利要求1～4任一权利要求所述的一种基于多焦距微透镜阵列的聚焦型全光相机参数设计方法，其特征在于，所述聚焦型全光相机为伽利略结构的聚焦型全光相机；
其中，微透镜阵列中的各类微透镜的焦距为：
Figure FDA0003706535660000041
其中，fi为微透镜阵列中的第i类微透镜的焦距，B为微透镜阵列与探测器之间的距离，d为微透镜阵列中各微透镜的通光孔径，p为可分辨光斑尺寸；
微透镜阵列中的各类微透镜的近景深
Figure FDA0003706535660000042
为：
Figure FDA0003706535660000043
微透镜阵列中的各类微透镜的远景深
Figure FDA0003706535660000044
为：
Figure FDA0003706535660000045
伽利略结构的聚焦型全光相机的近景深aLmin为：
Figure FDA0003706535660000046
其中，
Figure FDA0003706535660000047
K为微透镜阵列中微透镜的焦距种类数；
伽利略结构的聚焦型全光相机的远景深为aLmax：
Figure FDA0003706535660000048
其中，
Figure FDA0003706535660000049
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