得清晰的光场图像。
[0099] 图10是根据本发明实施例的微透镜阵列组合的结构示意图。图10的微透镜阵列 组合是图1的两个微透镜阵列的组合的一个例子。
[0100] 例如，微透镜阵列组合包括微透镜阵列1和微透镜阵列1微透镜阵列2，微透镜阵 列组的安装机构包括框架1、框架2和框架3,其中框架2和框架3为金属框架，框架2与框 架3之间设置有弹簧。微透镜阵列1设置在框架1上，微透镜阵列2设置在框架2上。在 光场模式下控制框架2或框架3带电，以将框架2吸引向框架3,使得微透镜阵列1与微透 镜阵列2之间相距距离d。在非光场模式下，控制框架2和框架3不带电，弹簧的弹力将框 架2推向框架1，使得微透镜阵列1列贴合微透镜阵列2。
[0101] 框架1、框架2和框架3可以为矩形，本发明的实施例不限此，也可以为圆形或其它 形状。框架1、框架2和框架3的中部可以镂空，以使得光线能够穿过两个微透镜阵列。如 图10所示，平凸透镜可以放置于金属框架2中，平凹透镜可以放置于框架1中。作为替代， 平凸透镜也可以放置于金属框架1中，平凹透镜可以放置于框架2中。框架2可以在框架1 中作水平滑动，框架3用于防止框架2从框架1中滑出，框架3和框架1之间牢固粘合。框 架3和框架2之间的四个角上有四根弹簧，将两个框架相连。在非光场模式下，框架3和框 架2未加电，弹簧处于松弛状态，从而将框架2推向框架1，直到平凸透镜和平凹透镜完全贴 合。在光场模式下，当框架3或框架2中通电产生磁场后，框架2被框架3吸引直到与框架 3的端面贴合，此时弹簧被压缩。由于相机在光场模式的使用频率较低，在非光场模式下使 用频率较高，因此，在光场模式下使得框架带电，而在非光场模式下使得框架失电能够节省 电能消耗。
[0102] 图11是根据本发明的实施例的成像方法的示意性流程图。图11的方法可以应用 于上述实施例的成像装置。
[0103] 成像装置可以包括主透镜、图像传感器和第一微透镜阵列和第二微透镜阵列以及 驱动装置，其中第一微透镜阵列和第二微透镜阵列布置在主透镜与图像传感器之间，第一 微透镜阵列设置在第二微透镜阵列与主透镜之间，第一微透镜阵列与第二微透镜阵列平行 布置，第一微透镜阵列包括M*N个第一微透镜，第二微透镜阵列包括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，驱动装置与主透镜、图像传感器、第一微透镜阵列和第 二微透镜阵列相连接，用于调整第一微透镜阵列与第二微透镜阵列之间的距离。
[0104] 图11的成像方法可以包括如下内容：
[0105] 1110,调整第一微透镜阵列和第二微透镜阵列之间的距离为第一距离，以便成像 装置提供光场模式，其中第一距离大于0,光场模式为入射光线经过主透镜折射、并经过第 一微透镜阵列和第二微透镜阵列折射后投射在图像传感器上；或者，
[0106] 1120，调整第一微透镜阵列和第二微透镜阵列，使得M*N个第一微透镜贴合M*N个 第二微透镜，以便成像装置提供非光场模式，其中非光场模式为入射光线经过主透镜折射、 并经过第一微透镜阵列和第二微透镜阵列直射后投射在图像传感器上。
[0107] 具体而言，成像装置可以在光场模式被选择时，通过驱动装置使得两个微透镜阵 列之间保持预设的距离，从而进入光场模式。成像装置还可以非光场模式被选择时，通过驱 动装置使得两个微透镜阵列贴合，从而进入非光场模式。
[0108] 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相距不同的距离时， 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。
[0109] 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，图11的成像方法还包括：在光场模式下，调整主透镜、图像传感器、第一微透 镜阵列和第二微透镜阵列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的成像平面 上。
[0110] 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，图11的成像方法还包括：在光场模式下，调整主透镜、图像传感器、第一微透 镜阵列和第二微透镜阵列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 面位于图像传感器所在的平面上，并使得主透镜的成像平面位于主透镜与第三微透镜阵列 的主平面之间。
[0111] 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，图11的成像方法还包括：在光场模式下，调整主透镜、图像传感器、第一微透 镜阵列和第二微透镜阵列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 面位于图像传感器所在的平面上，并使得图像传感器位于第三微透镜阵列的主平面与主透 镜的成像平面之间。
[0112] 根据本发明的实施例，在非光场模式下，调整主透镜、图像传感器、第一微透镜阵 列和第二微透镜阵列之间的相对位置为第四相对位置，使得主透镜的成像平面位于图像传 感器所在的平面上。
[0113] 根据本发明的实施例，第一微透镜和第二微透镜米用相同的光学材料。
[0114] 根据本发明的实施例，第一微透镜和第二微透镜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。
[0115] 图12示出了双透镜等效单透镜的示意性原理图。
[0116] 本发明的实施例利用了单个透镜实质上可以等效于若干个不同光焦度的透镜组 合的光学原理。相同的光学参数（例如，视角，孔径，焦距等）的镜头，可以使用不同数量和 类型的透镜组合来实现，不同透镜上所承担的光焦度虽然不同，但总的光焦度可以是相同 的。参见图12中的（a)，单个透镜的焦距为f，可以用图12中的（b)或（c)中一个凹透镜 和一个凸透镜等效，凹透镜和凸透镜的位置可以互换。由近轴成像公式可知：
[0117]
[0118] 其中，d为两个透镜的间距，匕和f2为两个透镜的焦距。
[0119] 因此，为了获得焦距为f的光焦度，可以有多种匕、&和d的排列组合，其解有无穷 多组，若是采用更多的数量的透镜，则所获得的组合更多，这样，给设计人员带来更多的自 由度，获得更大的数值孔径与更高的分辨率。
[0120] 采用两个分离的透镜，可以得到与单个透镜相同的光焦度与数值孔径，实现同样 的成像效果。例如，如果同轴放置两个透镜，光线先穿过平凸透镜，再穿过平凹透镜，两者 相距一定的距离，且弯曲的表面处于相对的内侧，平面处于相背的外侧，由以上成像公式可 知，两个透镜的光焦度分别为：
[0121]
[0122]
[0123] 其中，rdP Ii1为平凸透镜的曲率半径和折射率，rjP η 2为平凹透镜的曲率半径和 折射率。
[0124] 若两者沿轴方向有中心距为d的空气间隔，则由透镜组合的近轴成像公式可知， 两个透镜的等效焦距f与匕和f 2关系如下：
[0125]
[0126] 从光学参数上来说，两个透镜的组合的性能等效于单个透镜的性能，且两个透镜 的优化的参数更多，其面型不是唯一的，可以按照成像质量、制造难度、中心厚度的限制等 一起优化，获得折中的一组解。此外，由以上近轴公式可知，由于一面是平面，两镜片的厚度 对光焦度无影响，而实际仿真过程中模拟可知，厚度对最终成像质量的影响也很小。
[0127] 如果两透镜的凹凸两面的曲率半径绝对值相同，材料也相同，则以上等效焦距f 的公式可简化为：
[0128]
[0129] 其中，和 η = Ii1= η 2, r = Ir1I = |r2|。
[0130] 这样，透镜组合的等效焦距可以由曲率半径与两者的间隔确定，它的光学参数也 等效于双凸透镜。此时，若两个镜片互相靠近，直到两者完全贴合，由于两者材料相同，由以 上公式可知，组合透镜的焦距为无穷大，即等效于一个平板，此时光线几乎不会被弯折。
[0131] 由上可知，如果按照以上方法设计一组透镜，通过两者之间距离从0到d的调节， 可以实现透镜组从无光焦度到焦距为f的两种状态的切换，从而实现本发明实施例的两种 拍摄模式的切换。
[0132] 图13是根据本发明的另一实施例的成像方法的示意性流程图。
[0133] 本实施例以两种拍摄模式的相机为例进行说明，例如，本实施例的相机可以在非 光场模式与光场模式之间切换。
[0134] 1310，相机接收用户选择的拍摄模式。
[0135] 相机的用户可以通过相机上的按钮或用户界面上的按键，选择采用非光场模式或 光场模式进行拍摄。当用户选择非光场模式时，用户可以像使用普通相机那样拍摄高分辨 率的图像，当用户选择光场模式时，用户可以像使用光场相机那样进行拍摄以获得光场图 像。
[0136] 在本实施例中，相机的两个微透镜阵列与电动驱动装置相连接，并且在两个微透 镜阵列之间设置有弹性元件（例如，弹簧）。
[0137] 1315,相机判断用户选择了光场模式还是非光场模式。如果用户选择了非光场模 式，则执行1320至1345。如果用户选择了光场模式，则执行1350至1375。
[0138] 1320,当用户选择了非光场模式，相机可以依据根据当前的拍摄环境设置光圈和 快门。
[0139] 在本实施例中，假设在相机没有加电的情况下，两个微透镜阵列贴合布置。在非光 场模式下，如果两个微透镜阵列没有贴合布置，即两个微透镜阵列有一定的距离，则相机在 用户选择了非光场模式后，首先通过驱动装置控制两个微透镜阵列贴合，然后执行普通相 机的功能。例如，成像装置通过给电动驱动装置断电，并借助于弹性元件的弹力将两个微透 镜阵列贴合布置，以实现普通相机功能。
[0140] 1325，相机接收用户确定的对焦点。
[0141] 1330,相机根据用户确定的对焦点的位置控制对焦机构进行对焦。
[0142] 1335,相机根据对焦点进行测光，并重新设置光圈和快门。
[0143] 1340,相机等待用户按下快门。
[0144] 1345,在用户按下快门之后，相机拍摄高分辨率的图像。
[0145] 应理解，本实施例的普通模式时相机的功能与普通相机的功能类似，在此不再详 述。1325至1345只是描述了一种普通相机的功能，本发明的实施例并不限于此。
[0146] 1350,当用户选择了光场模式，相机可以控制两个微透镜阵列之间的距离。
[0147] 在光场模式下，通过给电动驱动装置加电使得两个微透镜阵列保持一定的距离， 以实现光场相机的功能。在用户选择了光场模式时，如果两个微透镜阵列贴合布置，即两个 微透镜阵列之间的距离为零，则相机首先通过驱动装置控制两个微透镜阵列分开一定的距 离，然后执行光场相机的功能。
[0148] 1355，相机控制主透镜的光圈使之与微透镜阵列的光圈一致。
[0149] 1360,相机移动主透镜使其成像平面位于等效的单透镜的主平面。
[0150] 两个微透镜阵列中相对应的两个微透镜的组合等效于一个单透镜