镜的成像平面位于图像传感器所在的平面上。例如，采用常规对 焦技术对主透镜110进行对焦，即可使得主透镜110的成像平面位于图像传感器120所在 的平面上，从而在图像传感器120上产生清晰的高分辨率图像。
[0065] 可选地，作为另一实施例，驱动装置150还可以调整第一微透镜阵列130与第二透 镜阵列140之间的距离为第二距离，并且调整第二透镜阵列140的组合与图像传感器120 之间的距离为第三距离，其中在第二距离大于〇,第二距离小于第一距离。
[0066] 根据本发明的实施例，可以采用更细微和准确的移动量控制对两个微透镜阵列的 距离进行调整，使得所拍摄的照片可以在光场模式和非光场模式之间的中间状态进行更自 由和灵活的分配。两个微透镜阵列距离图像传感器越近，则成像装置所拍摄的图像越接近 常规相机下拍摄的高分辨率的图像，两个微透镜阵列距离图像传感器越远，则成像装置拍 摄的图像越接近光场模式下拍摄的低分辨率的图像。当用户需要更高分辨率的光场图像而 不需要很精确的光场效果（例如，记录的光线的方向信息较少）时，可以将两个微透镜阵列 靠近距离dl (dl〈d)，然后将两个微透镜阵列同时朝图像传感器方向平移距离d2,此时可以 拍摄到高分辨率的二维图像、低光场效果的图像。这样，用户可以在分辨率与光场效果之间 做取舍，获得介于非光场模式与光场模式之间的图像，提高了成像装置使用方式的灵活性。
[0067] 根据本发明的实施例，可以将驱动装置设计为在带电时调整第一微透镜阵列与第 二微透镜阵列之间的距离，以提供光场模式，并将驱动装置设计为在不带电时通过弹性元 件调整第一微透镜列贴合第二微透镜阵列，以提供非光场模式。
[0068] 换句话说，通过弹性元件使得成像装置处于第二模式，例如，弹性元件可以用于通 过弹力使得两个微透镜阵列贴合，而通过加电使得成像装置处于第一模式，例如，通过加电 使得两个微透镜阵列分开。由于非光场模式比光场模式的使用的机会更多，因此，可以节省 成像装置的总体电能消耗。
[0069] 图2是根据本发明实施例的两个微透镜阵列的结构示意图。两个微透镜阵列包括 微透镜阵列1和微透镜阵列2,分别对应于图1中的第一微透镜阵列和第二微镜阵列。
[0070] 例如，微透镜阵列2可以包括M*N个微型的平凸透镜，微透镜阵列1可以包括M*N 平凹透镜。两个微透镜阵列的曲面相对，分别与两个微透镜阵列的曲面相对的背面为平面。 凹面的面型与凸面的面型相同，可完全贴合。参见图2,微透镜阵列1和微透镜阵列2均为 M行和N行微透镜组成的阵列，M和N中的至少一个大于1。应理解，M可以等于N，即两个 微透镜阵列可以是正方形的，或者M也可以不等于N，即两个微透镜阵列也可以是矩形的。
[0071] 应理解，在本发明的实施例中，可以是平凸透镜在前，平凹透镜在后，本发明的实 施例并不限于此，根据设计需要，也可以是平凹透镜在前，平凸透镜在后。在光路中，光线先 进入的光学元件位于光线后进入的光学元件之前。
[0072] 两个微透镜阵列可以沿着光轴方向进行微小的位移，一般可以在Imm以内，两者 可以靠近、远离或是完全贴合。
[0073] 本发明实施例的成像装置可以采用常规的光场相机或普通相机的主透镜，本发明 的实施例对此不作限定。
[0074] 本发明的实施例的成像装置可以采用常规移动设备的图像传感器，本发明的实 施例不限于此，也可以采用其它图像传感器或者专用的图像传感器。目前常见的图像 传感器的像素约为4100万像素，尺寸为1/1. 2"，有效尺寸为10. 82X7. 52mm，分辨率为 7728X5368。假如镜头的光圈为F#2,微透镜阵列中每个微透镜下覆盖49个像素，记录 49个方向的光线的信息。通过计算可知，每个微透镜的直径可以为9. 8 μ m，焦距可以为 19. 6 μ m〇
[0075] 为了便于大批量的压模制造，两个微透镜阵列可以采用不易变形的光学塑料 制造。例如，本发明的实施例的成像装置可以采用常规聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate，PMMA) (η = 1.49)光学塑料作为制作微透镜的材料。通过光学设计软件进 行仿真可知，由上述材料制成的微透镜的光学性能接近衍射极限，光斑的直径小于艾里斑， 因此，成像质量满足能够设计要求。例如，表1为微透镜表面的设计参数。
[0076]
[0077] 表1微透镜的面型参数
[0078] 本发明的实施例的微透镜阵列组合还可以选择更高折射率的聚苯乙烯 (P0LYSTYR，η = 1.59)光学塑料作为材料。另外，本发明的实施例的微透镜的类型并不限 于球面，也可以采用非球面来增加设计自由度。例如，采用塑料压模工艺可以制造高次非球 面。这种微透镜的光学性能近似于单透镜的成像质量，光斑也位于艾里斑以内，光学质量能 够满足设计要求。例如，微透镜的曲面可以为偶次非球面，非球面方程如下所示，微透镜表 面的设i+参教"加寿2所TK "
[0079]
[0080] 其中：η = 3, 1/c = -8· 384902E-003, c = 1. 162762，α 1= 〇，α 2 = 4. 499148Ε+005, α 3= 1.435782Ε+010。
[0081]
[0082] 表2微透镜组合的面型参数
[0083] 由图像传感器的尺寸可知，微透镜的尺寸可以设计为大于10. 82X7. 52_。例如， 微透镜的个数可以为至少1082X752个。在边缘保留一定的余量，制造1200X800个微透 镜所组成的阵列的情况下，微透镜的尺寸可以为12X8mm。在这种情况下，微透镜阵列1到 图像传感器的距离为28 μ m，微透镜阵列2到图像传感器的距离为5. 4 μ m，两个微透镜阵列 的间距为d = 6. 8 μ m。
[0084] 本发明的实施例采用简单的结构实现了在单一成像进行光场模式与非光场模式 的快速切换。当用户需要拍摄光场图像时，可以将成像装置切换到光场模式，当用户需要拍 摄高分辨率的非光场图像时，可将相机切换到非光场模式，增加了相机的应用范围并提高 了相机应用的灵活性。
[0085] 本发明的实施例的成像装置结构紧凑，总体体积较小，重量比较轻，切换时间较 短。另外，本发明实施例的微透镜阵列无需采用特殊的光学材料，常见的光学塑料或光学玻 璃即可。另外可以采用微加工技术生产和加工本发明的实施例所需的微透镜阵列。
[0086] 图3是根据本发明另一实施例的成像装置处于光场模式时的成像原理示意图。图 4是根据本发明另一实施例的成像装置处于光场模式时的等效成像原理示意图。图5是根 据本发明另一实施例的成像装置处于非光场模式时的成像原理示意图。图6是根据本发明 实施例的成像装置处于非光场模式时的等效成像原理示意图。
[0087] 在本实施例中，采用两个微透镜阵列替换常规光场相机的第三微透镜阵列，即将 两个微透镜阵列设置在常规光场相机的第三微透镜阵列的位置处，与光场相机的主透镜一 起实现相机的光场模式。由于微透镜的参数设计只与主透镜的数值孔径以及图像传感器的 参数有关，而与主透镜的其他参数无关，因此，将常规光场相机的第三微透镜阵列替换为本 方案的两个微透镜阵列即可实现在光场模式下进行拍摄。
[0088] 参见图3,两个微透镜阵列包括微透镜阵列1和微透镜阵列2。本实施例以微透镜 阵列1包括平凹透镜，微透镜阵列2包括平凸透镜为例进行说明，应理解，本发明的实施例 并不限于此，也可以是微透镜阵列1包括平凸透镜，微透镜阵列2包括平凹透镜。在本实施 例中，微透镜阵列1放置在微透镜阵列2之前，即来自主透镜的光线先进入微透镜阵列1，然 后再进入微透镜阵列2。
[0089] 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，即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。假设等效单透镜的焦距为f，图像传感器 可以位于第三微透镜阵列中的等效单透镜的焦点上，即等效单透镜到图像传感器的距离为 f。微透镜阵列1和微透镜阵列2之间的间隔可以在0至d之间变化。在光场模式下，微透 镜阵列1和微透镜阵列2之间的间隔为d，并且通过调整主透镜进行对焦，可以使得第三微 透镜阵列的主平面位于主透镜的成像平面位于上，或者说，主透镜的成像平面位于第三微 透镜阵列的主平面上。
[0090] 参见图4,本实施例的成像装置在光场模式下可以等效于采用第三微透镜阵列的 常规光场相机。第三微透镜阵列位于主透镜的成像平面上，微透镜阵列上的微透镜将图像 成像于图像传感器上。
[0091] 参见图5,当用户选择了非光场模式时，成像装置的驱动装置可以将微透镜阵列1 往左平移d，使得微透镜阵列1与微透镜阵列2贴合，从而进入非光场模式。微透镜阵列1 和微透镜阵列2等效于一块平板玻璃，光线穿过两个微透镜阵列后不发生偏折或折射，如 图6所示。此时，还可以通过对焦过程将主透镜向左平移At，使得图像清晰成像于图像传 感器上，从而获得高分辨率的图像。相反，当用户选择了光场模式，成像装置的驱动装置可 以将微透镜阵列1往右平移d，使得微透镜阵列1与微透镜阵列2拉开距离d，从而进入光 场模式。此时，还可以通过对焦过程将主透镜向右平移At，从而获得清晰的光场图像。
[0092] 因此，通过沿成像装置的光轴方向的快速的微小位移，即可在同一相机内快速实 现光场模式与非光场模式的切换。
[0093] 图7是根据本发明的另一实施例的成像装置的成像原理示意图。图8是根据本发 明的另一实施例的成像装置处于光场模式时的等效成像原理的示意图。
[0094] 图7的实施例与图3的实施例类似，所不同的是，本实施例中，在光场模式下，主透 镜的成像平面位于微透镜阵列之前，这种情况下也可以拍摄光场图像，这种相机也称为基 于二次成像的光场相机。参见图8,微透镜阵列将主透镜所成的像经过二次成像后，成像于 图像传感器上。
[0095] 当用户选择了非光场模式，成像装置的驱动装置可以将微透镜阵列1向左移动直 至与微透镜阵列2贴合，两个微透镜阵列可等效为平板玻璃，此时相机处于非光场模式，然 后将主透镜向左移动一定的距离，从而能够拍摄清晰的高分辨率的图像。相反，当用户选择 了光场模式，成像装置的驱动装置可以将微透镜阵列1往右平移一定的距离，使得微透镜 阵列1与微透镜阵列2拉开距离，从而进入光场模式。此时，还可以通过对焦过程将主透镜 向右平移一定的距离，从而获得清晰的光场图像。
[0096] 图9是根据本发明的另一实施例的成像装置处于光场模式时的等效成像原理的 示意图。
[0097] 图9的实施例与图3的实施例类似，所不同的是，在本实施例中，主透镜的成像平 面可以位于微透镜阵列之后，这种情况下也可以拍摄光场图像，这种成像装置也称为基于 一次成像的光场相机。参见图9,穿过主透镜的光线在穿过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，这种相机的好处在于主透镜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。
[0098] 当用户选择了非光场模式，成像装置的驱动装置可以将微透镜阵列1向左移动直 至与微透镜阵列2贴合，两个微透镜阵列可等效为平板玻璃，此时相机处于非光场模式，然 后将主透镜向右移动一定的距离，从而能够拍摄清晰的高分辨率的图像。相反，当用户选择 了光场模式，成像装置的驱动装置可以将微透镜阵列1往右平移一定的距离，使得微透镜 阵列1与微透镜阵列2拉开距离，从而进入光场模式。此时，还可以通过对焦过程将主透镜 向左平移一定的距离，从而获