[发明专利]一种零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法

权利要求书

1.一种零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，包括：

根据中间像面与微透镜阵列之间的位置关系，判断聚焦型光场相机的结构形式，所述中间相面为主物镜所成的像；

分别求解中间像面位于不同结构下的半像高；

根据所述半像高分别求解所述中间像面处于不同结构时的主物镜口径；

根据所述半像高与所述主物镜口径分别求解聚焦型光场相机在不同结构下的F#；

根据所述F#求解主物镜与微透镜阵列之间的F#匹配关系。

2.根据权利要求1所述的零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，所述聚焦型光场相机的结构形式有两种，当中间像面位于探测器之前时为开普勒结构；当中间像面位于探测器之后时为伽利略结构。

3.根据权利要求1所述的零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，当所述聚焦型光场相机的结构形式为开普勒结构时，所求得的半像高为第一半像高，所述第一半像高的求解公式如下：

式中：y₁代表第一半像高；

a代表中间像面到微透镜阵列之间的距离；

d代表微透镜的口径；

B代表微透镜阵列到探测器之间的距离。

当所述聚焦型光场相机的结构形式为伽利略结构时，所求得的半像高为第二半像高，所述第二半像高的求解公式如下：

式中：y₂代表第二半像高。

4.根据权利要求3所述的零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，当所述聚焦型光场相机处于开普勒结构时，根据所述第一半像高y₁求解的主物镜口径为第一主物镜口径D₁，求解公式如下：

进一步化简可以得到：

式中：B_L代表主物镜到探测器之间的距离；

D₁代表第一主物镜口径；

当所述聚焦型光场相机处于伽利略结构时，根据所述第二半像高y₂求解的主物镜口径为第二主物镜口径D₂，求解公式如下：

进一步简化可以得到：

式中：D₂代表第二主物镜口径。

5.根据权利要求4所述的零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，在求解聚焦型光场相机在两种结构下的F#时，具体包括：

将微透镜阵列到探测器靶面之间的距离与微透镜口径的比值定义为该微透镜阵列的工作F#，故当聚焦型光场相机为开普勒结构时，主物镜的工作F#为微透镜阵列的工作F#为主物镜的工作F#的表达式如下：

式中：N_L1代表第一主物镜的工作F#；

N代表微透镜阵列的工作F#；

当聚焦型光场相机为伽利略结构时，主物镜的工作F#为微透镜阵列的工作F#为主物镜的工作F#的表达式如下：

式中：N_L2代表第二主物镜的工作F#。

6.根据权利要求5所述的零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，在根据F#求解主物镜与微透镜阵列之间的F#匹配关系时，具体包括：对于远距离成像而言，B_L＜＜a且B_L＞＞B，即此时B²/aB_L≈0且(B/a-2)B/B_L≈0，

故当聚焦型光场相机为开普勒结构时，

当聚焦型光场相机为伽利略结构时，

7.根据权利要求6所述的零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，将中间像面到微透镜阵列之间的距离与微透镜阵列到探测器之间距离的比值定义为虚深度v，故当聚焦型光场相机为开普勒结构时的虚深度记为v₁，此时主物镜与微透镜阵列的F#匹配关系可以表示为：

当聚焦型光场相机为伽利略结构时的虚深度记为v₂，此时主物镜与微透镜阵列的F#匹配关系可以表示为：

8.根据权利要求7所述的零串扰的聚焦型光场相机F#匹配方法，其特征在于，对于远距离成像而言，B_L≈f'_L，所以主物镜的F#与主物镜的工作F#近似相等，即F#_L≈N_L，主物镜与微透镜阵列的F#匹配关系可以同一表示为下式：

式中：v表示虚深度，即当为开普勒结构时，v＝v₁；

当为伽利略结构时，v＝v₂；

F#_L表示的是F#。