CN116471471A - 一种光场芯片及光场相机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光场芯片，该光场芯片包括：微透镜阵列组件和传感器芯片，其中：所述微透镜阵列组件与所述传感器芯片连接；所述微透镜阵列组件包括微透镜阵列；其中，所述微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元；其中，每一所述微透镜单元的形状为半圆柱形；所述传感器芯片用于采集通过所述微透镜阵列组件处理后的光线的信息。本申请实施例还公开了一种光场相机。

Description

一种光场芯片及光场相机

技术领域

本申请涉及视觉检测技术领域，尤其涉及一种光场芯片及光场相机。

背景技术

随着半导体、新能源锂电、元宇宙等高端智能制造产业的蓬勃发展，市场亟需一种高效又高精度的三维视觉检测方案，而光场相机具有单帧拍摄即能完成三维重建的天然优势，越来越得到工业视觉检测市场的青睐。目前，光场相机中的光场芯片中包括的微透镜阵列均为圆形微透镜阵列(Micro-Lens-Aarry，MLA)，但是，由于圆形微透镜阵列中相邻圆形微透镜单元之间的像素无法利用，且每一圆形微透镜单元所覆盖的边缘像素也无法直接利用，导致光场相机的像素利用率较低，从而导致光场相机的检测精度较低。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例期望提供一种光场芯片和光场相机，可以解决相关技术中光场相机的像素利用率较低，从而导致光场相机的检测精度较低的问题。

本申请的技术方案是这样实现的：

一种光场芯片，所述光场芯片包括：微透镜阵列组件和传感器芯片，其中：

所述微透镜阵列组件与所述传感器芯片连接；

所述微透镜阵列组件包括微透镜阵列；其中，所述微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元；每一所述微透镜单元的形状为半圆柱形；

所述传感器芯片，用于采集通过所述微透镜阵列组件处理后的光线的信息。

上述光场芯片中，所述光场芯片包括第一光场芯片，其中：

所述第一子光场芯片包括第一微透镜阵列组件和第一传感器芯片，所述第一微透镜阵列组件与所述第一传感器芯片连接，所述第一微透镜阵列组件包括第一微透镜阵列；

所述第一微透镜阵列中设置有沿第一方向或第二方向无间隔排布的多个微透镜单元；其中，所述第一方向和所述第二方向指所述微透镜单元的曲率变化的方向。

上述光场芯片中，所述光场芯片包括第二子光场芯片和第三子光场芯片，其中：

所述第二子光场芯片包括第二微透镜阵列组件和第二传感器芯片；所述第二微透镜阵列组件与所述第二传感器芯片连接，所述第二微透镜阵列组件包括第二微透镜阵列；

所述第三子光场芯片包括第三微透镜阵列组件和第三传感器芯片；所述第三微透镜阵列组件与所述第三传感器芯片连接，所述第三微透镜阵列组件包括第三微透镜阵列；

所述第二微透镜阵列与所述第三微透镜阵列按照正交方式排布；

所述第二微透镜阵列中设置有沿第一方向无间隔排布的多个微透镜单元；

所述第三微透镜阵列中设置有沿第二方向无间隔排布的多个微透镜单元；所述第一方向与所述第二方向不同。

上述光场芯片中，所述传感器芯片包括线扫传感器芯片。

上述光场芯片中，所述传感器芯片的长边与所述微透镜单元的长边平行；其中，传感器芯片的长边指所述传感器芯片的边中像素数最多的边；所述微透镜单元的长边指所述微透镜单元的曲率未发生变化的边。

一种光场相机，所述光场相机包括：主镜头和上述光场芯片，其中：

所述主镜头的光圈的形状与所述光场芯片中包括的微透镜单元的形状相匹配。

上述光场相机中，所述光圈的形状为长方形，其中：

所述光圈相邻两边的比值大于或等于所述微透镜单元的短边所覆盖的像素数，所述光圈的长边所在的方向与所述微透镜单元的短边所在的方向对应；其中，所述微透镜单元的短边为所述微透镜单元的曲率发生变化的边。

上述光场相机中，所述光场相机还包括：光场芯片位移模块，其中：

所述光场芯片位移模块与所述光场芯片电连接；

所述光场芯片位移模块，用于控制所述光场芯片沿第一方向和/或第二方向移动；其中，所述第一方向和所述第二方向指所述微透镜单元的曲率发生变化的方向。

上述光场相机中，所述光场芯片位移模块，用于控制所述光场芯片按照目标步长，沿所述第一方向和/或所述第二方向移动。

本申请实施例所提供的光场芯片和光场相机，光场芯片包括微透镜阵列组件和传感器芯片，微透镜阵列组件与传感器芯片连接；微透镜阵列组件包括微透镜阵列，微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元，每一微透镜单元的形状为半圆柱形，传感器芯片用于采集通过微透镜阵列组件处理后的光线的信息，如此，通过在光场芯片中设置半圆柱型微透镜阵列，使得相邻半圆柱型微透镜单元之间无空隙，从而可以充分利用每一像素，而并不是如相关技术中那样相邻圆形微透镜单元之间的像素无法利用，提高像素利用率，从而提高光场相机的检测精度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的光场芯片中微透镜阵列的排布方式的示意图；

图2为本申请实施例提供的光场芯片中另一微透镜阵列的排布方式的示意图；

图3为本申请实施例提供的光场芯片的结构示意图；

图4(a)为本申请实施例提供的光场芯片中一微透镜阵列组件的示意图；

图4(b)为本申请实施例提供的光场芯片中另一微透镜阵列组件的示意图；

图4(c)为本申请实施例提供的光场芯片中的两个微透镜阵列组件的示意图；

图5为本申请实施例提供的光场芯片的芯片示意图；

图6为本申请实施例提供的光场相机的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的光场相机的仿真示意图；

图8为本申请实施例提供的光场相机的多视角图像的示意图；

图9为本申请实施例提供的光场相机的另一仿真示意图；

图10为本申请实施例提供的光场相机的另一多视角图像的示意图；

图11(a)为本申请实施例提供的光场相机中微透镜阵列移动的示意图；

图11(b)为本申请实施例提供的光场相机中另一微透镜阵列移动的示意图；

图12为本申请实施例提供的光场相机的序列原图像示意图；

图13为本申请实施例提供的光场相机的又一多视角图像的示意图。

具体实施方式

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。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

相关技术中，通常光场相机都是基于圆形微透镜阵列的面阵相机，且圆形微透镜阵列中设置有多个圆形微透镜单元，且圆形微透镜单元的排布方式可以是参照图1所示的沿正方形排布；圆形微透镜单元的排布方式也可以是参照图2所示的沿六边形排布。

需要说明的是，圆形微透镜阵列的特点是圆形微透镜阵列的数量等于多视角图像的像素分辨率，圆形微透镜单元所覆盖的有效像素数等于多视角图像数；在一种可行的实现方式中，在圆形微透镜阵列中的圆形微透镜单元的排布方式是如图1所示的情况下，圆形微透镜阵列中每一行有8个圆形微透镜单元，即圆形微透镜阵列的数量为64，那么多视角图像的像素分辨率为8*8；若每一圆形微透镜单元所覆盖的像素数为30，而所覆盖的有效像素数为25，那么就有25副多视角图像。

但是，在参照图1所示的沿正方形排布的圆形微透镜阵列和参照图2所示的沿六边形排布的圆形微透镜阵列中，均有如下问题：相邻微透镜单元之间的间隙无法使用，且每一个圆形微透镜单元的边缘像素由于成像质量太差也不能使用，间隙中的像素和边缘像素的浪费导致像素利用率低于50％，从而导致基于圆形微透镜阵列的光场相机的检测精度较低。

因此，为了提高光场相机的检测精度，就需要提高像素的利用率，基于此，本申请实施例提供一种光场芯片，参照图3所示，该光场芯片1包括：微透镜阵列组件11和传感器芯片12；

微透镜阵列组件11与传感器芯片12连接；

微透镜阵列组件11包括微透镜阵列；其中，微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元；每一微透镜单元的形状为半圆柱形；

在本申请实施例中，微透镜阵列组件11与传感器芯片12连接；半圆柱形可以指的是将一个圆柱沿着圆柱的高线方向平均分成两部分后得到的形状；优选的，微透镜阵列组件11与传感器芯片12可以固定封装为一体。

需要说明的是，微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元可以指的是多个微透镜单元中相邻的微透镜单元之间没有空隙；且是在一维平面上紧密排列；微透镜阵列中可以设置有多个微透镜单元，且相邻的微透镜单元之间没有空隙，每一微透镜单元的形状为半圆柱形。

传感器芯片12，用于采集通过微透镜阵列组件11处理后的光线的信息。

在本申请实施例中，微透镜阵列组件11可以处理通过光场芯片1所对应的光场相机的镜头的光线，之后，传感器芯片12可以采集通过微透镜阵列组件11处理后的光线的信息；这样，由于采用半圆柱形的微透镜阵列，使得相邻的半圆柱形微透镜单元之间没有间隔，从而可以充分所有有效像素，提高像素的利用率。

在一种可行的实现方式中，传感器芯片12可以指的是互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，COMS)芯片。

本申请实施例所提供的光场芯片，包括微透镜阵列组件和传感器芯片，微透镜阵列组件与传感器芯片连接；微透镜阵列组件包括微透镜阵列，微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元，每一微透镜单元的形状为半圆柱形，传感器芯片用于采集通过微透镜阵列组件处理后的光线的信息，如此，通过在光场芯片中设置半圆柱型微透镜阵列，使得相邻半圆柱型微透镜单元之间无空隙，从而可以充分利用每一像素，而并不是如相关技术中那样相邻圆形微透镜单元之间的像素无法利用，提高像素利用率，从而提高光场相机的检测精度。

基于前述实施例，本申请实施例提供一种光场芯片，参照图3所示，该光场芯片1包括第一子光场芯片；

第一子光场芯片包括：第一微透镜阵列组件11和第一传感器芯片12；

第一微透镜阵列组件11与第一传感器芯片12连接；

第一微透镜阵列组件11包括第一微透镜阵列；

第一微透镜阵列中设置有沿第一方向或第二方向无间隔排布的多个微透镜单元。

其中，第一方向和第二方向指微透镜单元的曲率变化的方向。

在本申请实施例中，该光场芯片1包括第一子光场芯片可以指的是只有一个光场芯片(即第一光场芯片)；第一子光场芯片包括第一微透镜阵列和第一传感器芯片可以指的是第一子光场芯片包括一个微透镜阵列和一个传感器芯片；微透镜阵列组件中包括一个微透镜阵列(即第一微透镜阵列)时，该第一微透镜阵列可以是设置有沿第一方向无间隔排布的多个微透镜单元的阵列；该第一微透镜阵列可以是设置有沿第二方向无间隔排布的多个微透镜单元的阵列；需要注意的是，第一方向和第二方向均指的是微透镜单元的曲率变化的方向，虽然，微透镜单元的排布方向可以是第一方向或第二方向，但是，每一微透镜单元的方向要相同。

在一种可行的实现方式中，第一方向指竖直方向，即微透镜阵列中每一微透镜单元均沿水平方向排布，即微透镜阵列中设置有沿竖直方向无间隔排布的多个半圆柱形微透镜单元；也就是说，该微透镜阵列可以是由沿竖直方向无间隔排布的多个微透镜单元组成的，可以参照图4(a)所示，这样，由于微透镜阵列中每一微透镜单元的水平排布方式，使得该微透镜阵列可以获取竖直方向的多视角图，从而实现对竖直方向有深度的样品进行检测。

在另一种可行的实现方式中，第二方向指水平方向，即微透镜阵列中每一微透镜单元均沿竖直方向排布，即微透镜阵列中设置有沿水平方向无间隔排布的多个半圆柱形微透镜单元；也就是说，该微透镜阵列可以是由沿水平方向无间隔排布的多个微透镜单元组成的，可以参照图4(b)所示，这样，由于微透镜阵列中每一微透镜单元的竖直排布方式，使得该微透镜阵列可以获取水平方向的多视角图，从而对水平方向有深度的样品进行检测。

在本申请的另一实施例中，当光场芯片1包括第二子光场芯片和第三子光场芯片时，其中：

第二子光场芯片包括第二微透镜阵列组件和第二传感器芯片；第二微透镜阵列组件与第二传感器芯片连接，第二微透镜阵列组件包括第二微透镜阵列；

第三子光场芯片包括第三微透镜阵列组件和第三传感器芯片；第三微透镜阵列组件与第三传感器芯片连接，第三微透镜阵列组件包括第三微透镜阵列；

第二微透镜阵列与第三微透镜阵列按照正交方式排布；

第二微透镜阵列中设置有沿第一方向无间隔排布的多个微透镜单元；

第三微透镜阵列中设置有沿第二方向无间隔排布的多个微透镜单元；第一方向与第二方向不同。

需要说明的是，光场芯片1包括第二子光场芯片和第三子光场芯片可以指的是有两个光场芯片，分别是第二子光场芯片和第三子光场芯片；第二子光场芯片包括第二微透镜阵列组件和第二传感器芯片可以指的是第二子光场芯片包括一个微透镜阵列组件和一个传感器芯片，且该微透镜阵列组件与该传感器芯片连接，该微透镜阵列组件包括一个微透镜阵列(即第二微透镜阵列)；第三子光场芯片包括第三微透镜阵列组件和第三传感器芯片可以指的是第三子光场芯片包括一个微透镜阵列组件和一个传感器芯片，且该微透镜阵列组件与该传感器芯片连接，该微透镜阵列组件包括一个微透镜阵列(即第三微透镜阵列)；需要说明的是，第二微透镜阵列与第三微透镜阵列成像倍率相同，所能支持的光场相机的靶面相同(即相当于第二微透镜阵列与第三微透镜阵列共用一个镜头(即分光镜头或双视野镜头))，属性参数也相同；但是，第二微透镜阵列中微透镜单元的排布方式与第三微透镜阵列中微透镜单元的排布方式不同。

在一种可行的实现方式中，在第一方向可以指的是水平方向的情况下，那么第二方向可以指的是竖直方向；在第一方向也可以指的是竖直方向的情况下，那么第二方向可以指的是水平方向；且参照图4(c)所示，第一方向指的是水平方向，第二方向可以指的是竖直方向，即两个光场芯片包括的两个微透镜阵列(即第二微透镜阵列和第三微透镜阵列)可以是由沿水平方向无间隔排布的多个微透镜单元组成的微透镜阵列和由沿竖直方向无间隔排布的多个微透镜单元组成的微透镜阵列，这样，该光场芯片1可以分别获取水平方向的多视角图和竖直方向的多视角图，从而实现对水平方向和竖直方向也均有深度的样品同时采样，并同时进行检测，从而可以节省样品检测工位，降低样品检测成本，提高样品检测效率。

传感器芯片12包括线扫传感器芯片。

在本申请实施例中，当传感器芯片为线扫传感器芯片时，可以参照图5所示，其中，线扫传感器芯片中只有几行像素(pixels)，且每行像素之间有一个间隔(Gap)。

传感器芯片12的长边与微透镜单元的长边平行。

其中，传感器芯片12的长边指传感器芯片的边中像素数最多的边；微透镜单元的长边指微透镜单元的曲率未发生变化的边。

在本申请实施例中，需要将半圆柱形微透镜单元的长边平行于线扫传感器芯片长边的设计方法，可以参照图5所示，这样的设计方法，可以将线扫传感器芯片长边的像素全部保留下来，并且经过单方向移动扫描后可以无限扩展线扫传感器芯片短边的长度，也就可以无限扩展线扫传感器芯片短边所在方向的半圆柱形微透镜单元的数量，进而快速获取具有非常高的像素分辨率的图像。

在一种可行的实现方式中，对于8K 8线的线扫传感器芯片，一个半圆柱形微透镜单元可以提取出8000×1的多视角图片，在经过向下移动扫描后可以获取到1000个半圆柱形微透镜单元，则最终可以提取出8000×1000的多视角图像；需要说明的是，移动扫描的时间越久，获取的半圆柱形微透镜单元的数量越多，多视角图像的像素分辨率也就越高。

在一种可行的实现方式中，在微透镜阵列是如图4(a)所示的情况下，微透镜单元的长边指的是水平方向所对应的边；在微透镜阵列是如图4(b)所示的情况下，微透镜单元的长边指的是竖直方向所对应的边。

本申请实施例所提供的光场芯片，包括微透镜阵列组件和传感器芯片，微透镜阵列组件与传感器芯片连接；微透镜阵列组件包括一个微透镜阵列，微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元，每一微透镜单元的形状为半圆柱形，传感器芯片用于采集通过微透镜阵列组件处理后的光线的信息，如此，通过在光场芯片中设置半圆柱型微透镜阵列，使得相邻半圆柱型微透镜单元之间无空隙，从而可以充分利用每一像素，而并不是如相关技术中那样相邻圆形微透镜单元之间的像素无法利用，提高像素利用率，从而提高光场相机的检测精度。

本申请实施例提供一种光场相机，参照图6所示，该光场相机2包括：主镜头22和图3所示的光场芯片，其中：

主镜头22的光圈的形状与光场芯片21中包括的微透镜单元的形状相匹配。

在本申请实施例中，光圈的形状与微透镜单元的形状相匹配指的是光圈的形状与微透镜单元在阵列表面的投影面形状相同；需要说明的是，当两个微透镜阵列(即第二微透镜阵列和第三微透镜阵列)共用一个镜头时，可以通过光圈电动控制模块自动控制光圈的形状分别与第二微透镜阵列中排布的微透镜单元的形状和第三微透镜阵列中排布的微透镜单元的形状相匹配，即当采用第二微透镜阵列对应的光场相机拍摄时，光圈电动控制模块自动控制光圈的形状与第二微透镜阵列中排布的微透镜单元的形状相匹配；当采用第三微透镜阵列对应的光场相机拍摄时，光圈电动控制模块自动控制光圈的形状与第三微透镜阵列中排布的微透镜单元的形状相匹配。

在一种可行的实现方式中，在微透镜阵列为圆形微透镜阵列的情况下，圆形微透镜阵列中设置有圆形微透镜单元，且圆形微透镜单元沿阵列的法线方向的投影面是圆形，所以光圈的形状为圆形；在微透镜阵列为半圆柱形微透镜阵列的情况下，半圆柱形微透镜阵列中设置有半圆柱形微透镜单元，且半圆柱形微透镜单元沿阵列的法线方向的投影面是长方形，所以光圈的形状为长方形的狭缝。

需要说明的是，光场芯片21即为图3所示光场芯片。

本申请实施例所提供的光场相机，包括主镜头和光场芯片，主镜头的光圈的形状与光场芯片中包括的微透镜单元的形状相匹配；如此，通过将光圈的形状与微透镜单元的形状相匹配，使得透过光圈到达微透镜单元的光线更多，从而提高微透镜阵列的有效像素，提高像素利用率，进而提高光场相机的检测精度。

基于前述实施例，本申请实施例提供一种光场相机，参照图6所示，该光场相机2包括：主镜头22和图3所示的光场芯片，其中：

当主镜头22的光圈的形状为长方形时，光圈相邻两边的比值(即长和宽的比值)大于或等于微透镜单元的短边所覆盖的像素数，光圈的长边所在的方向与微透镜单元的短边所在的方向对应。

其中，微透镜单元的短边为微透镜单元的曲率发生变化的边。

在一种可行的实现方式中，当微透镜阵列为如图4(b)所示的微透镜阵列时，微透镜单元的短边为水平方向所对应的边，即微透镜单元水平方向所对应的边所覆盖的像素数为8，那么光圈的长和宽的比值要大于或者等于8，且光圈3的长边所在的方向与微透镜单元的水平方向对应。

在一种可行的实现方式中，沿竖直方向排布的半圆柱形微透镜阵列(即参照图4(a)所示)的光场相机模型的仿真图可以参照图7所示，且仿真图的像素分辨率为1000×1000，即100万像素。经过光场算法对仿真图进行处理后可以得到7幅有效的多视角图像，且其中一副多视角图像可以参照图8所示，且得到的多视角图像的像素分辨率为1000×125，像素利用率为87.5％；需要说明的是，由于半圆柱形微透镜单元沿水平方向排布，所以半圆柱形微透镜阵列只在竖直方向上有曲率变化，进而导致只在竖直方向上有视差变化。

而相关技术中，基于正方形排布的圆形微透镜阵列的面阵光场相机模型仿真图可以参照图9所示，该仿真图的像素分辨率也同样为1000×1000，即100万像素。经过光场算法对仿真图进行处理后可以得到25张有效多视角图像，且其中一副多视角图像可以参照图10所示，且每张多视角图像的原始像素分辨率为120×120，像素利用率为(120*120*25/1000000)*100％＝36％。

需要说明的是，将本申请基于半圆柱形微透镜阵列得到的多视角图像的像素利用率与参照图10所示的正方形排布的圆形微透镜阵列得到的多视角图像的像素利用率相比，本申请基于半圆柱形微透镜阵列得到的多视角图像的像素利用率比参照图10所示的正方形排布的圆形微透镜阵列得到的多视角图像的像素利用率提高了51.5％。

需要说明的是，本申请基于半圆柱形微透镜阵列得到的多视角图像的像素利用率虽然较参照图10所示的正方形排布的圆形微透镜阵列得到的多视角图像的像素利用率高，但是，半圆柱形微透镜阵列在一个方向上(即水平方向或者竖直方向上)的曲率仍有变化，造成在一个方向上的成像清晰度并不高的问题。

基于此，光场相机2还包括光场芯片位移模块；

光场芯片位移模块与光场芯片21电连接；

光场芯片位移模块，用于控制光场芯片沿第一方向和/或第二方向移动；其中，第一方向和第二方向指微透镜单元曲率发生的方向。

在本申请实施例中，光场芯片位移模块可以指的是高精度的位移模块；第一方向和第二方向可以指的是光场芯片的移动方向，且光场芯片是沿着微透镜单元的曲率发生变化的边所对应的方向移动；光场芯片是具有可移动性的芯片；当只有一个光场芯片(即第一子光场芯片)时，光场芯片位移模块可以控制第一子光场芯片沿第一方向移动，光场芯片位移模块也可以控制第一子光场芯片沿第二方向移动；当有两个光场芯片(即第二子光场芯片和第三子光场芯片)时，光场芯片位移模块可以控制第二子光场芯片先沿第一方向移动，再控制第三子光场芯片沿第二方向移动；光场芯片位移模块也可以控制第二子光场芯片先沿第二方向移动，再控制第三子光场芯片沿第一方向移动；在一种可行的实现方式中，光场芯片位移模块可以指的是压电陶瓷位移台。

在一种可行的实现方式中，在只有一个光场芯片(即第一子光场芯片)，且第一子光场芯片包括的微透镜阵列为图4(b)所示的微透镜阵列的情况下，第一方向可以指的是水平方向，即光场芯片位移模快控制第一子光场芯片沿水平方向移动，具体可以沿参照图11(a)所示水平方向向右移动；在只有一个光场芯片(即第一子光场芯片)，且第一子光场芯片包括的微透镜阵列为图4(a)所示的微透镜阵列的情况下，第二方向可以指的是竖直方向，即光场芯片位移模快控制第一子光场芯片沿竖直方向移动，具体可以沿参照图11(b)所示竖直方向向下移动。

光场芯片位移模块，用于控制光场芯片按照目标步长，沿第一方向和/或第二方向移动。

在本申请实施例中，光场芯片位移模块可以控制光场芯片21按照目标步长，沿着微透镜单元的曲率发生变化的边所对应的方向移动。

在一种可行的实现方式中，只有一个光场芯片(即第一子光场芯片)，且目标步长可以指的是一个像素；光场芯片位移模块可以控制第一子光场芯片沿着微透镜单元的曲率发生变化的边所对应的方向，每次移动一个像素，之后，光场相机中的主控模块可以拍摄一张图像，直到在曲率发生变化的边所对应的方向上移动一个微透镜单元为止；具体的，如图4(a)和图4(b)所示的每一微透镜单元中分别包括8个像素，即微透镜单元的曲率发生变化的边也具有8个像素，每次移动一个像素拍摄一张图像，即可以移动7次，共拍摄8张参照图12所示的图像，其中，包含初始未移动时拍摄的一张图像；需要说明的是，光场相机中的主控模块与光场芯片位移模块可以相互通信。

需要说明的是，将移动拍摄的8张原图经过超分辨率光场算法进行处理，可以得到参照图13所示的多视角图像，且该多视角图像的像素分辨率为1000×

1000，这样，可以在不增加光场芯片的情况下，提高光场相机拍摄的多视角图像的分辨率。

需要说明的是，为了对移动拍摄的8张原图处理更为方便，可以根据拍摄顺序，对每一次移动拍摄的原图进行标识，根据标识的组合顺序进行图像处理。

明显，与参照图10所示的相关技术相比，本申请通过沿微透镜单元曲率发生变化方向移动后得到的多视角图像的像素分辨率远高于如图10所示的多视角图像的像素分辨率(120×120)，即本申请得到的多视角图像的清晰度远高于如图10所示的多视角图像。这样，将微透镜单元沿着曲率发生变化的方向移动，可以避免微透镜单元的边缘像素浪费，且将每一次移动拍摄的图像进行处理得到一张合并后的图像，从而提高沿微透镜单元曲率发生变化的方向的成像的清晰度。

本申请实施例所提供的光场相机，包括主镜头和光场芯片，主镜头的光圈的形状与光场芯片中包括的微透镜单元的形状相匹配；如此，通过将光圈的形状与微透镜单元的形状相匹配，使得透过光圈到达微透镜单元的光线更多，从而提高微透镜阵列的有效像素，提高像素利用率，进而提高光场相机的检测精度。

在本申请的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、“一些示例”或“本申请的其它实施例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本申请中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”或“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的专利保护范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种光场芯片，其特征在于，所述光场芯片包括：微透镜阵列组件和传感器芯片，其中：

所述微透镜阵列组件与所述传感器芯片连接；

所述微透镜阵列组件包括微透镜阵列；其中，所述微透镜阵列中无间隔的排布有多个微透镜单元；每一所述微透镜单元的形状为半圆柱形；

所述传感器芯片，用于采集通过所述微透镜阵列组件处理后的光线的信息。

2.根据权利要求1所述的光场芯片，其特征在于，所述光场芯片包括第一子光场芯片，其中：

所述第一子光场芯片包括第一微透镜阵列组件和第一传感器芯片，所述第一微透镜阵列组件与所述第一传感器芯片连接，所述第一微透镜阵列组件包括第一微透镜阵列；

所述第一微透镜阵列中设置有沿第一方向或第二方向无间隔排布的多个微透镜单元；其中，所述第一方向和所述第二方向指所述微透镜单元的曲率变化的方向。

3.根据权利要求1所述的光场芯片，其特征在于，所述光场芯片包括第二子光场芯片和第三子光场芯片，其中：

所述第二子光场芯片包括第二微透镜阵列组件和第二传感器芯片；所述第二微透镜阵列组件与所述第二传感器芯片连接，所述第二微透镜阵列组件包括第二微透镜阵列；

所述第三子光场芯片包括第三微透镜阵列组件和第三传感器芯片；所述第三微透镜阵列组件与所述第三传感器芯片连接，所述第三微透镜阵列组件包括第三微透镜阵列；

所述第二微透镜阵列与所述第三微透镜阵列按照正交方式排布；

所述第二微透镜阵列中设置有沿第一方向无间隔排布的多个微透镜单元；

所述第三微透镜阵列中设置有沿第二方向无间隔排布的多个微透镜单元；所述第一方向与所述第二方向不同。

4.根据权利要求1-3任一所述的光场芯片，其特征在于，所述传感器芯片包括线扫传感器芯片。

5.根据权利要求4所述的光场芯片，其特征在于，

所述传感器芯片的长边与所述微透镜单元的长边平行；其中，传感器芯片的长边指所述传感器芯片的边中像素数最多的边；所述微透镜阵列的长边指所述微透镜单元的曲率未发生变化的边。

6.一种光场相机，其特征在于，所述光场相机包括：主镜头和权利要求1-5所述的光场芯片，其中：

所述主镜头的光圈的形状与所述光场芯片中包括的微透镜单元的形状相匹配。

7.根据权利要求6所述的光场相机，其特征在于，所述光圈的形状为长方形，其中：

所述光圈相邻两边的比值大于或等于所述微透镜单元的短边所覆盖的像素数，所述光圈的长边所在的方向与所述微透镜单元的短边所在的方向对应；其中，所述微透镜单元的短边为所述微透镜单元的曲率发生变化的边。

8.根据权利要求6所述的光场相机，其特征在于，所述光场相机还包括：光场芯片位移模块，其中：

所述光场芯片位移模块与所述光场芯片电连接；

所述光场芯片位移模块，用于控制所述光场芯片沿第一方向和/或第二方向移动；其中，所述第一方向和所述第二方向指所述微透镜单元的曲率发生的方向。

9.根据权利要求8所述的光场相机，其特征在于，

所述光场芯片位移模块，用于控制所述光场芯片按照目标步长，沿所述第一方向和/或所述第二方向移动。