个实施例的成像装置100的结构示意图。成像装置100包 括：主透镜110、图像传感器120、第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140以及驱动装置 150〇
[0043] 第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140设置在主镜透110与图像传感器120 之间，第一微透镜阵列130设置在第二微透镜阵列140与主透镜110之间，第一微透镜阵列 130与第二微透镜阵列140平行布置，第一微透镜阵列130包括M*N个第一微透镜，第二微 透镜阵列140包括M*N个第二微透镜，若第一微透镜为平凹透镜，则第二微透镜为平凸透 镜；若第一微透镜为平凸透镜，则第二微透镜为平凹透镜；M*N个第一微透镜分别与M*N个 第二微透镜凹凸相对且一一对应，M和N为正整数，M和N中的至少一个大于1 ;驱动装置 150与主透镜110、图像传感器120、第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140相连接，用 于调整第一微透镜阵列130与第二微透镜阵列140之间的距离。
[0044] 具体而言，在成像装置100中，主透镜110、第一微透镜阵列130、第二微透镜阵列 140、图像传感器120依次平行布置形成光路。成像装置100可以通过驱动装置150沿光轴 方向平移两个微透镜阵列中的至少一个来实现两个微透镜阵列之间的距离的调整，例如， 两个微透镜阵列之间的距离可以靠近、远离或者完全贴合。当两个微透镜阵列之间保持预 设的距离时，每个第一微透镜与对应的第二微透镜的光学性能等效于单个微透镜的光学性 能，使得成像装置处于光场模式，从而能够实现光学相机的功能。再如，当两个微透镜阵列 完全贴合，即两个微透镜阵列之间的距离为零时，每个第一微透镜与对应的第二微透镜的 光学性能等效于平板玻璃的光学性能，成像装置处于非光场模式或普通模式，从而能够实 现高分辨率的普通相机的功能。
[0045] 根据本发明的实施例，通过在成像装置的主透镜与图像传感器之间设置距离可 调、凹凸相对的两个微透镜阵列，使得成像装置能够在两个微透镜阵列保持不同的距离时， 处于不同的拍摄模式。由于可以用较短的时间调整两个微透镜阵列之间的距离，从而能够 实现成像装置在不同的成像模式之间的快速切换。另外，与通过将微透镜阵列移进和移入 光路进行模式切换的方案相比，本发明的实施例具有结构紧凑和重量轻的优点。
[0046] 根据本发明的实施例，主透镜110相当于普通相机的镜头或物镜。主透镜110可以 是一个单独的透镜，也可以是若干透镜组成的系统，用于对景物反射的光线进行聚焦。图像 传感器 120 可分是 CCD (Charge Coupled Device，电荷親合元件）或者 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件）等感光元件，用于感光并将光学图 像转换成电子信号。
[0047] 应理解，为了描述方便，在图1中，以第一微透镜为平凸透镜，第二微透镜为平凹 透镜为例进行说明，但本发明的实施例并不限于此，也可以是第一微透镜为平凹透镜，第二 微透镜为平凸透镜。平凹透镜是指一面为平面而另一面为凹面的透镜，平凸透镜是指一面 为平面，而另一面为凸面的透镜。两个微透镜阵列中的微透镜的曲面可以是球面，也可以是 非球面，只要每个第一微透镜与对应的第二微透镜之间有预设距离时等效于单个微透镜且 两个微透镜能够贴合布置即可。
[0048] 根据本发明的实施例，第一微透镜和第二微透镜可以采用相同的光学材料。例如， 光学材料可以采用光学塑料或光学玻璃。
[0049] 可替代地，作为另一实施例，第一微透镜和第二微透镜可以采用不同的光学材料， 第一微透镜和第二微透镜采用的光学材料的折射率之差在[一 0. 01，0. 01]范围内。例如， 两种微透镜的光学材料可以是一个采用光学塑料，另一个采用光学玻璃，只要两者的折射 率差异很小（例如，在[一 0.01，0. 01]范围）即可，当然，也可以是两微透镜的光学材料都 采用同一种类的光学材料（例如，都采用光学塑料），但两者的折射率差异很小。
[0050] 根据本发明的实施例，驱动装置150可以固定在成像装置的外壳或框架（图1中 未示出）上。驱动装置150可以通过传动机构与第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列 140中的至少一个相连接，用于驱动第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140中的至少一 个沿光轴方向平移。驱动装置150可以通过传动机构与主透镜110相连接，用于驱动主透 镜110沿光轴方向平移，以实现成像装置的对焦功能。图像传感器120可以固定在成像装 置的外壳或框架上，即驱动装置150可以通过外壳或框架与图像传感器120连接，本发明的 实施例并不限于此，在需要调整图像传感器120与微透镜阵列之间的距离的情况下，驱动 装置150也可以通过传动机构与图像传感器120连接，以便驱动图像传感器120沿光轴方 向平移。
[0051] 根据本发明的实施例，驱动装置150用于调整第一微透镜阵列130与第二微透镜 阵列140之间的距离为第一距离，以提供光场模式；第一距离大于0,光场模式为入射光线 经过主透镜110折射、并经过第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140折射后投射在图 像传感器120上。
[0052] 具体而言，当光场模式被选择或者确定需要进入光场模式时，成像装置100通过 驱动装置150将第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140拉开一定的距离，使得第一微 透镜阵列130和第二微透镜阵列140相当于单个微透镜阵列，从而在成像装置中实现了光 场相机的结构。在光场模式下拍摄时，主透镜110的出射光瞳经过每个第一微透镜和对应 的第二微透镜所成的图像覆盖图像传感器120上的若干像素点。景物上的一个物点经过主 透镜110聚焦后，再经过每个第一微透镜和对应的第二微透镜分散出强度和方向分量，到 达图像传感器120的不同像素点，从而在图像传感器120上获得该物点的光场图像信息。
[0053] 例如，第一距离可以设计为使得第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140在图 像传感器上所成的图像能够正好覆盖所有的像素点，从而能够在图像传感器的分辨率一定 的情况下，在光场相机模式下获得最大的分辨率。
[0054] 可选地，作为另一实施例，第一微透镜阵列与第二微透镜阵列的组合等效于第三 微透镜阵列，也就是说，M*N个第一微透镜与M*N个第二微透镜等效于M*N个单透镜。驱 动装置150还用于调整主透镜110、图像传感器120、第一微透镜阵列130和第二微透镜阵 列140之间的相对位置为第一相对位置，使得第三微透镜阵列的成像平面位于图像传感器 120所在的平面上，并使得第三微透镜阵列的主平面位于主透镜110的成像平面上。
[0055] 具体而言，本发明的实施例可以采用距离可调的两个微透镜阵列代替常规光场相 机的第三微透镜阵列。当两个微透镜阵列被调整为相距预设距离时，成像装置100进入光 场模式。在光场模式下，每个第一微透镜和对应的第二微透镜的组合的光学性能等效于单 个微透镜的光学性能。然后，可以调整主透镜110相对于图像传感器120的位置（或距离）， 使得第三微透镜阵列的成像平面位于图像传感器所在的平面上，而且主透镜的成像平面位 于第三微透镜阵列的主平面上，从而能够拍摄到清晰的低分辨率的光场图像。
[0056] 例如，成像装置100可以首先通过驱动装置150调整两个微透镜阵列之间保持预 设的距离d，以进入光场模式，然后，可以通过驱动装置150利用常规对焦技术对主透镜110 进行对焦，使得第三微透镜阵列的成像平面位于图像传感器120所在的平面上而主透镜的 成像平面位于第三微透镜阵列的主平面上（详见图3、图4、图5和图6的描述），当用户按 下快门之后，即可在图像传感器120上生成清晰的光场图像信息。这里，第三微透镜阵列的 主平面可以是第三微透镜阵列的光心（即等效单透镜的光心）所在的平面，如图1中两个 微透镜阵列之间的虚线所示。
[0057] 可选地，作为另一实施例，第一微透镜阵列与第二微透镜阵列的组合等效于第三 微透镜阵列，驱动装置150还用于调整主透镜110、图像传感器120、第一微透镜阵列130和 第二微透镜阵列140之间的相对位置为第二相对位置，使得第三微透镜阵列的成像平面位 于图像传感器120所在的平面上，并使得主透镜110的成像平面位于主透镜110与第三微 透镜阵列的主平面之间。
[0058] 具体而言，本发明的实施例可以采用距离可调的两个微透镜阵列代替常规光场相 机的第三微透镜阵列。当两个微透镜阵列被调整为相距预设距离时，成像装置100进入光 场模式。在光场模式下，每个第一微透镜和对应的第二微透镜的组合的光学性能等效于单 个微透镜的光学性能。然后，在光场模式下，可以调整主透镜110相对于图像传感器120的 位置（或距离），使得第三微透镜阵列的成像平面位于图像传感器所在的平面上，而且主透 镜的成像平面位于第三微透镜阵列的主平面与主透镜110之间，即位于主透镜与第三微透 镜阵列之间（详见图7和图8的描述），从而能够拍摄到清晰的低分辨率的光场图像。这样， 进入成像装置的光线首先在主透镜110的成像平面进行一次成像，然而再通过第一微透镜 阵列130和第二微透镜阵列140在图像传感器120上进行二次成像。
[0059] 可选地，作为另一实施例，第一微透镜阵列与第二微透镜阵列的组合等效于第三 微透镜阵列，驱动装置150还用于调整主透镜110、图像传感器120、第一微透镜阵列130和 第二微透镜阵列140之间的相对位置为第三相对位置，使得第三微透镜阵列的成像平面位 于图像传感器120所在的平面上，并使得图像传感器120位于第三微透镜阵列的主平面与 主透镜110的成像平面之间。
[0060] 具体而言，本发明的实施例可以采用距离可调的两个微透镜阵列代替常规光场相 机的第三微透镜阵列。当两个微透镜阵列被调整为相距预设距离时，成像装置100进入光 场模式。在光场模式下，可以调整主透镜110相对于图像传感器120的位置（或距离），使 得第三微透镜阵列的成像平面位于图像传感器所在的平面上，而且图像传感器120位于第 三微透镜阵列的主平面与主透镜110的成像平面之间，即位于第二微透镜阵列140与主透 镜110的成像平面之间，从而能够拍摄到清晰的低分辨率的光场图像。这样，穿过主透镜 110的光线在穿过第三微透镜阵列后又发生一次汇聚，使得光线提前成像于图像传感器上 (详见图9的描述），采用一次成像的好处在于主透镜110到图像传感器的距离可以设计得 较小，从而使得成像装置的总体长度可以设计得较小。
[0061] 根据本发明的实施例，驱动装置150用于调整第一微透镜阵列130和第二微透镜 阵列140,使得M*N个第一微透镜贴合M*N个第二微透镜，以提供非光场模式，非光场模式为 入射光线经过主透镜110折射、并经过第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140直射后 投射在图像传感器120上。
[0062] 本发明的实施例可以采用距离可调的两个微透镜阵列代替常规光场相机的第三 微透镜阵列。当两个微透镜阵列被调整为贴合布置时，两个微透镜阵列相当于一块平板玻 璃，成像装置100进入非光场模式。这样，主透镜的出现光线将直射在图像传感器上进行成 像。
[0063] 可选地，作为另一实施例，驱动装置150还用于调整主透镜110、图像传感器120、 第一微透镜阵列130和第二微透镜阵列140之间的相对位置为第四相对位置，使得主透镜 110的成像平面位于图像传感器所在的平面上。
[0064] 在非光场模式下，驱动装置150还可以调整主透镜110相对于图像传感器120的 位置（或距离），使得主透