基于超精密复眼加工的光场成像研究.pdf

《基于超精密复眼加工的光场成像研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第52卷第17期机械工程学报Vol.52No.172016年9月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGSep.2016DOI：10.3901/JME.2016.17.050*基于超精密复眼加工的光场成像研究陈增源李莉华李荣彬袁伟刘亚辉(香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室伙伴实验室香港999077)摘要：复眼透镜是光场成像系统中的关键光学元件。提出一种针对复眼透镜的新型设计加工方法：该设计方法可根据不同的相机参数，优化复眼透镜的设计参数，提高成像质量；该加工方法主要包含超精密车削加工和模压注塑两道工艺，并对车削加工工艺进行了改良。在光场

2、相机的基础上，对光场成像中合成孔径以及数字重聚焦等关键问题进行了深入探讨。试验结果表明，设计加工的复眼透镜阵列具有较高的精度和较好的一致性，可有效实现光场成像的核心功能。关键词：复眼透镜；超精密加工；光场成像中图分类号：TG161ResearchonLightFieldImagingBasedonCompoundEyeUltra-precisionMachining11111CHANChangyuenLILihuaLEEWingbunYUANWeiLIUYahui(StateKeyLaboratoryofUltra-precisionMachiningTechn

3、ology(PartnerLaboratoryintheHongKongPolytechnicUniversity),HongKong999077)Abstract：Compoundeyelensisthekeycomponentinlightfieldsystem.Anoveldesignandmanufacturingmethodisproposed.Theparametersofcompoundeyelensareoptimizedbasedondifferentcamerassothatthequalityoftheimageisimproved;the

4、manufacturingprocessmainlyincludesmodifiedultra-precisionturningandmouldinjection.Besides,thesyntheticapertureanddigitalrefocusingrelatedtolightfieldimagingarediscussed.Theresultsofexperimentsshowthatthehighaccuracyandrepeatabilityofcompoundeyelensarraysareachievedbyutilizingthepropo

5、sedmethodandthecorefunctionoflightfieldimageisalsoachieved.Keywords：compoundeye；ultra-precisionmachining；lightfiledimaging[8][9]光场相机，以及东芝公司设计的复眼相机模组。*0前言根据实现方法的不同，光场成像主要有两种：一种是基于相机阵列来进行光场成像，另一种是借助微对于传统成像方法，光圈和景深始终是相互制透镜阵列来实现光场拍摄。后者以低成本、便携等约的两个因素。大光圈有利于提高图像的信噪比，优势近年来得到研究人员越来越多的关注，例如但会

6、造成景深的减小；大景深可以增加清晰成像的Lytro光场相机、光场显微镜、Raytrix3D光场相机、范围，但需要减小光圈。如果想获取高质量的照片，东芝复眼模组等光场成像设备都是将微透镜阵列放必须在光圈和景深之间加以平衡取舍。随着光场成像置于主镜头和感光元件中间，实现对通过主镜头光技术的进步，在大光圈下拍摄出较大景深的照片成为线的二次折射，成像在感光元件上。其使用的微透现实，4D光场既可以计算光照的强度，同时还可以获镜均使用玻璃加工定制获得，虽然成本较之相机阵取光线的方向信息，通过运用光场成像原理，可以实列有所降低，但对于量产和实际应用仍然成本较高。[1-2]现“

7、先拍照，后对焦”等传统相机所不具备的功能。所以本文旨在研究一种基于超精密加工的复眼加工图1是光场成像的示意以及目前已有的光场成以及光场成像方法，为复眼技术的实际应用奠定基础。[3-4]像设备，包括斯坦福研究组搭建的相机阵列，复眼透镜阵列(简称复眼)是对光场成像中微透[5]Adobe公司设计的19个微透镜组成的镜头，Lytro镜阵列的一种形象表述方法，作为光场成像的核心[6][7]光场相机，光场显微镜，Raytrix公司研制的3D组件，复眼的设计以及加工对光场成像的质量至关重要。由于复眼微透镜阵列的结构复杂，目前一般*香港创新科技署资助项目(ITS/339/13F

8、X)。20150930收