本发明涉及信息技术领域，并且更具体地，涉 及图像获取的装置及方法。 背景技术

光场相机相比普通相机具有先拍照后对焦、 可 3D显示等优势， 其基本 结构是在普通相机的主透镜和传感器之间增加 了微透镜阵列。 斯坦福 ( Stanford )大学提出的光场相机 1.0中，微透镜阵列位于主透镜的像平面上， 并对主透镜的主面成像， 图像传感器位于微透镜阵列的焦平面上， 其成像分 辨率不够理想； Todor提出的光场相机 2.0， 即聚焦型光场相机中， 微透镜阵 列位于主透镜的焦平面之前或之后， 并对主透镜的焦平面成像， 图像传感器 位于微透镜的焦平面之前或之后，其成像分辨 率相对前者具有较高的空间分 辨率， 但其角分辨率较低。 由于两种光场相机各有其优势和劣势， 因此需要 两种光场相机模式之间的切换以满足使用者的 需求。 发明内容

本发明实施例提供了一种图像获取的装置及方 法， 能够实现两种光场相 机模式之间的切换。

第一方面， 提供了一种图像获取的装置， 包括： 主透镜、 微透镜阵列、 图像传感器以及焦距控制单元； 该主透镜、 该微透镜阵列、 以及该图像传感 器依次间隔设置，该图像传感器用以感测从该 主透镜及该微透镜阵列透射出 的光信号，并将该光信号转换为电信号；该焦 距控制单元用以控制该主透镜、 该微透镜阵列中的微透镜或者该主透镜及该微 透镜的焦距， 以使该装置在第 一光场相机模式和第二光场相机模式之间切换 。

在第一种可能的实现方式中， 该焦距控制单元为压控焦距控制单元， 该 主透镜以及该微透镜为压控变焦透镜， 该焦距控制单元通过控制施加在该主 透镜以及该微透镜阵列上的电压来改变该主透 镜及该微透镜的焦距。

结合第一方面的第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 该微透镜阵列与该图像传感器之间的距离 a, 该微透镜阵列与该主透镜之间 的距离 b满足等式 其中， ^为该主透镜的孔径， ^为该微透 镜的孔径。

结合第一方面的第二种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方式中， 该焦距控制单元用于控制施加在该微透镜阵列 上的电压， 以使该微透镜的焦 距 / ₂ 等于该微透镜阵列与该图像传感器之间的 距离 a, 以及控制施加在该主 透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距 1等于该主透镜与该微透镜阵列之间的 距离 b， 以使该装置处于第一光场相机模式。

结合第一方面的第二或三种可能的实现方式， 在第四种可能的实现方式 中， 该焦距控制单元用于控制施加在该主透镜上的 电压， 以使该主透镜的焦 距^满足等式, = {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)土 (d + d ₂ a + d ₂ bf - Ad _x d ₂ ab 以及控制

1 2d ₂

施加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ² - Ad _l d ₂ ab . , . . _± ^ _≥ † = ，以使该衣置处于弟二无

^{J 2} 2d,

场相机模式。

结合第一方面的第一种可能的实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 该装置还包括： 驱动器， 该驱动器与该主透镜或者该微透镜阵列和该图 像传 感器直接或者间接地连接， 用于驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该 图像传感器， 以调节该主透镜与该微透镜阵列之间的距离。

结合第一方面的第五种可能的实现方式， 在第六种可能的实现方式中， 该焦距控制单元用于控制施加在该微透镜阵列 上的电压， 以使该微透镜的焦 距 / ₂ 等于该微透镜阵列与该图像传感器之间的 距离 a, 控制施加在该主透镜 上的电压， 以使该主透镜的焦距 ！满足等式/；/ ^ 二 ^ / ^， 该驱动器用于驱 动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图像传感器， 以使该主透镜与该微 透镜阵列之间的距离 b等于该主透镜的焦距 1， 以使该装置处于第一光场相 机模式， 其中， ^为该主透镜的孔径， ^为该微透镜的孔径。

结合第一方面的第五种可能的实现方式， 在第七种可能的实现方式中， 该焦距控制单元用于控制施加在该主透镜上的 电压， 以使该主透镜的焦距/ - σ ^ _ r {d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ± ^«61 + d ₂ a + d ₂ b) ² - 4d _l d ₂ ab , , ,, ,

'/两足寺式 † = ， 以及裡 ¹ 力口

^{J 1} 2d ₂

在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 r = {d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ± ( + d ₂ a + d ₂ bf - Ad _x d ₂ ab 以使该装置处于第二光 J ² _ 2d, ， 衣 一 场相机模式， 其中， α为该微透镜阵列与该图像传感器之间的距离� �� b为该 主透镜与该微透镜阵列之间的距离， 为该主透镜的孔径， ^为该微透镜的 孔径。

结合第一方面的第六种可能的实现方式， 在第八种可能的实现方式中， 该驱动器用于驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图像传感器， 以改 变该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 b， 该焦距控制单元用于控制施加在 该主透镜上 的 电压 ， 以 使该主透镜的 焦距 j 满足等 式

= {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 + d ₂ a + d ₂ bf - Ad _x d ₂ ab， 以及控制施加在该微透 ^{J 1} 2d ₂

镜 阵 列 上 的 电 压 ， 以 使 该 微透镜 的 焦 距 f ₂ 满 足 等 式 d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ² - Ad _l d ₂ ab . , . . _± ^ _≥

† = ，以使该衣置处于弟二无

^{J 2} 2d,

场相机模式。

结合第一方面的第一至八种可能的实现方式中 的任一种可能的实现方 式， 在第九种可能的实现方式中， 该焦距控制单元用于控制施加在该微透镜 阵列上的电压为零， 以使该微透镜的焦距为无穷大， 控制施加在该主透镜上 的电压， 以调节该主透镜的焦距以使该光信号对焦于该 图像传感器上， 以使 该装置处于普通相机模式。

第二方面， 提供了一种由图像获取的装置获取图像的方法 ， 该装置包括 主透镜、 微透镜阵列、 焦距控制单元和图像传感器， 其中， 该主透镜、 该微 透镜阵列、 以及该图像传感器依次间隔设置； 该方法包括： 该焦距控制单元 控制该主透镜、 该微透镜阵列中的微透镜或者该主透镜及该微 透镜的焦距， 以使该装置在第一光场相机模式和第二光场相 机模式之间切换； 该图像传感 器感测从该主透镜及该微透镜阵列透射出的光 信号， 并将该光信号转换为电 信号以便于获取图像。。

在第一种可能的实现方式中， 该焦距控制单元为压控焦距控制单元， 该 主透镜以及该微透镜为压控变焦透镜； 该焦距控制单元控制该主透镜、 该微 透镜阵列中的微透镜或者该主透镜及该微透镜 的焦距， 包括： 该焦距控制单 元控制施加在该主透镜、该微透镜阵列或者该 主透镜及该微透镜阵列上的电 压， 以控制该主透镜、 该微透镜或者该主透镜及该微透镜的焦距。

结合第二方面的第一种可能的实现方式， 在第二种可能的实现方式中， 该微透镜阵列与该图像传感器之间的距离 a, 该微透镜阵列与该主透镜之间 的距离 b满足等式 其中， 为该主透镜的孔径， ί/ ₂ 为该微透 镜的孔径。

结合第二方面的第二种可能的实现方式， 在第三种可能的实现方式中， 该焦距控制单元控制该主透镜、该微透镜阵列 中的微透镜或者该主透镜及该 微透镜的焦距， 包括： 该焦距控制单元控制施加在该微透镜阵列上的 电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透镜阵列与该图像传感器之间的 距离 该 焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距/等于该 主透镜与该微透镜阵列之间的距离 b, 以使该装置处于第一光场相机模式。

结合第二方面的第二或三种可能的实现方式， 在第四种可能的实现方式 中， 该焦距控制单元控制该主透镜、 该微透镜阵列中的微透镜或者该主透镜 及该微透镜的焦距，， 包括： 该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以 使 该 主 透 镜 的 焦 距 j 满 足 等 式 r = {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 + d ₂ a + d ₂ bf - d _x d ₂ ab · ^^距 制单元 制施

^J 「 2d ₂ ' 工 工 加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 r = (d.a + d ₂ a + d ₂ b)士 (d.a + d ₂ a + d ₂ b) ² - d^ab 以使该装置处于第二光 J ² — 2d, ， 衣 一 场相机模式。

结合第二方面的第一种可能的实现方式， 在第五种可能的实现方式中， 该装置还包括驱动器， 该驱动器与该主透镜或者该微透镜阵列和该图 像传感 器直接或者间接地连接； 该方法还包括： 该驱动器驱动该主透镜， 或者驱动 该微透镜阵列和该图像传感器， 以调节该主透镜与该微透镜阵列之间的距 离。

结合第二方面的第五种可能的实现方式， 在第六种可能的实现方式中， 该焦距控制单元控制该主透镜、该微透镜阵列 中的微透镜或者该主透镜及该 微透镜的焦距， 包括： 该焦距控制单元控制施加在该微透镜阵列上的 电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透镜阵列与该图像传感器之间的 距离 该 焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距 /1满足等 ^ l d fj d^ 其中， A为该主透镜的孔径， ί/ ₂ 为该微透镜的孔径； 该驱 动器驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图像传感器， 包括： 该驱动 器驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图像传感器， 以使该主透镜与 该微透镜阵列之间的距离 等于该主透镜的焦距 ， 以使该装置处于第一光 场相机模式。

结合第二方面的第五可能的实现方式， 在第七种可能的实现方式中， 该 焦距控制单元控制该主透镜、该微透镜阵列中 的微透镜或者该主透镜及该微 透镜的焦距， 包括： 该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以使该 主 透 镜 的 焦 距 j\ 满 足 等 式 r = {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 + d ₂ a + d ₂ bf - d _x d ₂ ab . ^^距 制单元 制施

^J ~ 2d ₂ ' 工 工 加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ² - Ad _x d ₂ ab . , . . _± ^ _k

† = ，以使该衣置处于弟二无

^{J 2} 2d,

场相机模式， 其中， α为该微透镜阵列与该图像传感器之间的距离� �� b 为该 主透镜与该微透镜阵列之间的距离， A为该主透镜的孔径， ί/ ₂ 为该微透镜的 孔径。

结合第二方面的第六种可能的实现方式， 在第八种可能的实现方式中， 该驱动器驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图像传感器， 还包括： 该焦距控制单元控制该驱动器驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图 像传感器， 以改变该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 ; 该焦距控制单元 控制该主透镜、 该微透镜阵列中的微透镜或者该主透镜及该微 透镜的焦距， 还包括： 该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以使该主透镜的焦 巨/ i满足等式, = ( + ^dl<J + ^dlb 、士 ^d i ^a + ^d 2 ^a + ^d 2 ^b - ^d _x d ₂ ab .该^ 巨 制单元控制施加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 r = {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 {d _x a + d ₂ a + d ₂ bf - d _x d ₂ ab 以使该装置处于第二光 J ² _ 2d, ， 衣 一 场相机模式。

结合第二方面的第一至八种可能的实现方式中 的任一种可能的实现方 式， 在第九种可能的实现方式中， 该焦距控制单元控制该主透镜、 该微透镜 阵列中的微透镜或者该主透镜及该微透镜的焦 距， 包括： 该焦距控制单元控 制施加在该微透镜阵列上的电压为零， 以使该微透镜的焦距为无穷大； 该焦 距控制单元控制施加在该主透镜上的电压， 以调节该主透镜的焦距以使该光 信号对焦于该图像传感器上， 以使该装置处于普通相机模式。

基于上述技术方案， 本发明实施例的图像获取的装置及方法， 通过控制 主透镜、 微透镜阵列中的微透镜或者该主透镜及该微透 镜的焦距， 以使该装 置在第一光场相机模式和第二光场相机模式之 间切换， 能够实现两种光场相 机模式之间的切换， 从而能够提高用户体验。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案， 下面将对本发明实施例中 所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的 前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1是根据本发明一个实施例的图像获取的装置� �示意性结构图。

图 2是根据本发明另一实施例的图像获取的装置� �示意性结构图。

图 3是 F数匹配的示意图。

图 4是第一光场相机模式的示意图。

图 5是第二光场相机模式的示意图。

图 6是普通相机模式的示意图。

图 7是根据本发明又一实施例的图像获取的装置� �示意性结构图。

图 8是根据本发明一个实施例的获取图像的方法� �示意性流程图。

图 9是根据本发明另一实施例的获取图像的方法� �示意性流程图。

图 10是根据本发明又一实施例的图像获取的装置� ��示意性结构图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明 实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例是本发明的一部分实施例， 而不 是全部实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创 造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例， 都应属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中，图像获取的装置可以是具 有拍照功能的装置，例如， 相机、 手机、 平板电脑等等。

图 1示出了根据本发明实施例的图像获取的装置 100的示意性结构图。 如图 1所示， 该装置 100包括： 主透镜 110， 微透镜阵列 120， 图像传感器 150, 以及焦距控制单元 140。

该主透镜 110、 该微透镜阵列 120、 以及该图像传感器 150依次间隔设 置。

该图像传感器 150用以感测从该主透镜 110及该微透镜阵列 120透射出 的光信号， 并将该光信号转换为电信号。

该焦距控制单元 140用以控制该主透镜 110、 该微透镜阵列 120中的微 透镜或者该主透镜 110及该微透镜的焦距， 以使该装置 100在第一光场相机 模式和第二光场相机模式之间切换。

在本发明实施例中， 主透镜 110和微透镜阵列 120中的微透镜的焦距都 可以在焦距控制单元 140的控制下而改变。这样，可以通过控制主透 镜 110、 微透镜或者主透镜 110及微透镜的焦距， 以使装置 100在第一光场相机模式 和第二光场相机模式之间切换。 也就是说， 本发明实施例的图像获取的装置

100能够在两种光场相机模式之间切换。

因此， 本发明实施例的图像获取的装置， 通过控制主透镜、 微透镜阵列 中的微透镜或者该主透镜及该微透镜的焦距， 以使该装置在第一光场相机模 式和第二光场相机模式之间切换， 能够实现两种光场相机模式之间的切换， 从而能够提高用户体验。

在本发明实施例中， 可选地， 如图 2所示， 该装置 100还包括： 图像处理器 160， 用于对该图像传感器 150获取的电信号进行处理， 形 成图像。

在本发明实施例中， 可选地， 焦距控制单元 140为压控焦距控制单元， 主透镜 110以及微透镜为压控变焦透镜。 也就是说， 主透镜 110和微透镜阵 列 120中的微透镜的焦距都响应于所施加的电压而 改变。 这样， 焦距控制单 元 140可以通过控制施加在主透镜 110以及微透镜阵列 120上的电压来改变 主透镜 110及微透镜的焦距。

在本发明实施例中， 可选地， 所述主透镜 110和微透镜阵列 120可以釆 用液晶透镜、 Tlens 或者液体镜片， 主透镜和微透镜可以釆用相同的镜片， 也可以釆用不同的镜片。

液晶透镜^口 LensVector可调式液晶透镜。

Tlens 的原理为： 玻璃膜上嵌入压电元件， 玻璃膜下是高分子聚合物和 玻璃支撑体。 当压电元件上电压为零时， 无作用力施加于玻璃膜上， 光线径 直通过无偏折； 当压电元件上有电压时， 则将施加作用力于玻璃膜上， 引起 其变形， 形成透镜。 改变电压则改变其焦距。

液体镜片 （ Liquid Lens )， 或称流体镜片。 液体镜片的基本原理为： 液 体镜片里包含两种折射率不同且不混合的液体 ， 一种是可导电的水性溶液， 另一种是不导电的矽酮油溶液。 两种液体封装在两面均透明的圓筒型容器 中。 容器壁做了疏水性处理， 因此水溶液会呈圓顶型聚集在容器中心部分， 水溶液和矽酮油之间就会形成凸状曲面。 改变曲面的形状即可改变其焦距。 控制曲面形状的方法是在疏水性处理面施加垂 直电场， 利用涂层的疏水性随 着电场而减弱的特性， 来控制两种液体间的压力平衡点在壁面的位置 ， 并再 藉由两种液体表面张力的变化来改变界面的形 状， 因而就能控制透镜的形 状， 达到改变焦距的目的。 对于这种镜片也是通过电场来控制焦距。

下面详细描述本发明实施例的图像获取的装置 100如何实现两种光场相 机模式以及普通相机模式之间的切换。

假设主透镜 110的焦距为/ 孔径为 微透镜阵列 120中的微透镜焦 距为 / ₂ ， 孔径为 d ₂ ; 图像传感器 150与微透镜阵列 120之间的距离为 主 透镜 110与微透镜阵列 120之间的距离 b。

F数为透镜的焦距与透镜的孔径之比， 对于主透镜 F数为/；/ ， 对于 微透镜 F数为/ ₂ / 。

F数匹配是指主透镜和微透镜的 F数相等， ^ fj d fj dr

光场相机的方向分辨率不仅依赖于单元图像的 清晰度， 同时也依赖于单 元图像的尺寸。 单元图像所包含的图像传感器的像素越多越好 。 F数匹配可 以使单元图像之间不互相干扰的同时又能够覆 盖尽可能多数量的图像传感 器像素。

如图 3所示， 在（a )中， F数匹配， 单元图像之间不互相干扰的同时又 能够覆盖尽可能多数量的图像传感器像素； 在（b ) 中， 主透镜的 F数比较 大， 微透镜后焦面的单元图像会被切断， 单元图像的直径小于单元透镜的直 径， 许多像素都是黑色的， 并且导致分辨率的浪费； 在（c )中， 主透镜的 F 数比较低， 微透镜下方的单元图像会互相重叠， 互相干扰相邻的单元图像， 这称作串扰。因此，在光场相机成像模式中， 需要 F数匹配，即/； / 4 = / ₂ / ί/ ₂ 。

在本发明实施例中， 第一光场相机模式表示 Stanford大学提出的光场相 机 1.0模式； 第二光场相机模式表示 Todor提出的光场相机 2.0模式。 图 4 为第一光场相机模式的示意图， 在第一光场相机模式中， f d _x = f ₁ ld ₁ , b = j , a = f ₂ 。

图 5 为第二光场相机模式的示意图， 在第二光场相机模式中， f d^f d^ b>f _x ^b<f _x , α>/ ₂ 或者 α</ ₂ 。 另外， 还需要符合高斯 成像公式 i// ₂ = i/a + i/o_y;)。 由此可以得到

f {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 ^{d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ² - d _x d ₂ ab ( 丄 ) f {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 -^{d^ + d ₂ a + d ₂ b) ² - d _x d ₂ ab ( ^ ) 图 6为普通相机模式的示意图， 在普通相机成像模式中， / ₂ 为无穷大， 即微透镜阵列相当于平板玻璃。

因此， 可以通过控制施加在主透镜 110和微透镜阵列 120上的电压， 改 变主透镜 110和微透镜阵列 120中的微透镜的焦距， 使其满足上述不同成像 模式的条件而切换成像模式。

可选地， 在本发明的一个实施例中， 该微透镜阵列 120与该图像传感器 之间的距离 a, 和该主透镜 110与该微透镜阵列 120之间的距离 b满足等式 bl (^αΙ d 也就是说， 在本实施例中， α 和 为固定距离， 且满足 b 10^ = a I d ₂ 。

可选地， 为了使装置 100处于第一光场相机模式， 该焦距控制单元 140 控制施加在该微透镜阵列 120上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透 镜阵列 120与该图像传感器 150之间的距离 以及控制施加在该主透镜 110 上的电压，以使该主透镜 110的焦距 /1等于该主透镜 110与该微透镜阵列 120 之间的距离 这时满足/；/^/^ /^， b = j , a = f ₂ , 该装置 100处于第 一光场相机模式。

可选地， 为了使装置 100处于第二光场相机模式， 该焦距控制单元 140 控制施加在该主透镜 110上的电压，以使该主透镜 110的焦距 /满足等式（ 1 ); 以及控制施加在该微透镜阵列 120上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等 式（2)。 这时， 满足第二光场相机模式的条件， 该装置 100处于第二光场相 机模式。

可选地， 为了使装置 100处于普通相机模式， 该焦距控制单元 120控制 施加在该微透镜阵列 120上的电压为零， 以使该微透镜的焦距为无穷大； 控 制施加在该主透镜 110上的电压， 以调节该主透镜 110的焦距以使该光信号 对焦于该图像传感器 150上。 这时， 满足普通相机模式的条件， 该装置 100 处于普通相机模式。

因此， 本发明实施例的图像获取的装置， 通过控制施加在主透镜和微透 镜阵列上的电压改变主透镜和微透镜阵列中的 微透镜的焦距， 能够实现两种 光场相机模式以及普通相机模式之间的切换， 提高用户体验； 并且， 通过固 定微透镜阵列与图像传感器之间的距离， 以及主透镜与微透镜阵列之间的距 离， 可以不需要驱动机构。

可选地， 如图 7所示， 在本发明的另一个实施例中， 装置 100还包括： 驱动器 170， 该驱动器 170与主透镜 110或者微透镜阵列 120和图像传 感器 150直接或者间接地连接， 用于驱动该主透镜 110， 或者驱动该微透镜 阵列 120和该图像传感器 150， 以调节该主透镜 110与该微透镜阵列 120之 间的距离。

在本实施例中， 该主透镜 110与该微透镜阵列 120之间的距离 可调， 这样能够更加灵活地切换成像模式。

可选地， 为了使装置 100处于第一光场相机模式， 该焦距控制单元 140 控制施加在该微透镜阵列 120上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透 镜阵列 120与该图像传感器 150之间的距离 α， 控制施加在该主透镜 110上 的电压， 以使该主透镜 110的焦距 满足等式/; /4 = / ₂ / ^/ ₂ ， 该驱动器 170 驱动该主透镜 110， 或者驱动该微透镜阵列 120和该图像传感器 150， 以使 该主透镜 110与该微透镜阵列 120之间的距离 等于该主透镜 110的焦距 。 也就是说， 可以先固定 α， 调节 / ₂ ， 使 f ₂ = a， 再调节 以满足等式 f _x l d _x = f ₁ l d ₁ , 最后该驱动器 170驱动该主透镜 110， 或者驱动该微透镜阵 列 120和该图像传感器 150的整体结构， 即调节 ， 使 b = J[ , 从而满足第一 光场相机模式的条件， 该装置 100此时处于第一光场相机模式。

可选地， 为了使装置 100处于第二光场相机模式， 该焦距控制单元 140 控制施加在该主透镜 110上的电压，以使该主透镜 110的焦距 /满足等式（ 1 ); 以及控制施加在该微透镜阵列 120上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等 式（2 )。 在这种实施方式中， 对 α和 不做严格限定， 也就是说 α和 可以 为预设值， 通过调节/ 使它们分别满足等式（ 1 )和等式（2 )从而使该 装置 100处于第二光场相机模式。 可选地， 若装置 100原来处于第一光场相机模式， 在将该装置 100切换 到第二光场相机模式时， 该驱动器 170可以先驱动该主透镜 110， 或者驱动 该微透镜阵列 120和该图像传感器 150， 以改变该主透镜 110与该微透镜阵 歹 |J 120之间的距离 b 然后该焦距控制单元 140再控制施加在该主透镜 110 上的电压， 以使该主透镜的焦距 /Γ满足等式（ 1 ); 以及控制施加在该微透镜 阵列 120上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式（2 )。 在这种实施方式 中， 对 也不做严格限定， 也就是说 可以为预设值。

可选地， 为了使装置 100处于普通相机模式， 该焦距控制单元 120控制 施加在该微透镜阵列 120上的电压为零， 以使该微透镜的焦距为无穷大； 控 制施加在该主透镜 110上的电压， 以调节该主透镜 110的焦距以使该光信号 对焦于该图像传感器 150上。 这时， 满足普通相机模式的条件， 该装置 100 处于普通相机模式。

因此， 本发明实施例的图像获取的装置， 通过控制施加在主透镜和微透 镜阵列上的电压改变主透镜和微透镜阵列中的 微透镜的焦距， 并利用驱动器 调节主透镜与微透镜阵列之间的距离， 能够灵活地实现两种光场相机模式以 及普通相机模式之间的切换， 从而能够提高用户体验。

在本发明实施例中， 可选地， 该图像传感器 150 可以为电荷藕合器件 ( Charge Coupled Device, CCD )或者互补金属氧化物半导体（ Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS ) 器件。

在本发明实施例中， 图像处理器 160用于对该图像传感器 150获取的数 据进行处理， 形成图像。

在第一光场相机模式和第二光场相机模式中， 对于图像传感器 150获取 到的电信号， 图像处理器 160进行重聚焦运算， 形成最终所需的图像。 在普 通相机模式中， 图像传感器 150获取到的电信号不需要重聚焦运算， 直接形 成图像。

上文详细描述了根据本发明实施例的图像获取 的装置，下面将描述根据 本发明实施例的获取图像的方法。

图 8示出了根据本发明实施例的由图像获取的装� �获取图像的方法 800 的示意性流程图。 该装置为根据本发明实施例的图像获取的装置 100。 如图 8所示， 该方法 800包括：

S810, 焦距控制单元控制主透镜、 微透镜阵列中的微透镜或者该主透镜 及该微透镜的焦距， 以使该装置在第一光场相机模式和第二光场相 机模式之 间切换；

S820, 图像传感器感测从该主透镜及该微透镜阵列透 射出的光信号， 并 将该光信号转换为电信号以便于获取图像。

在本发明实施例中，主透镜和微透镜阵列中的 微透镜的焦距都可以在焦 距控制单元的控制下而改变。 因此， 可以通过控制主透镜、 微透镜或者主透 镜及微透镜的焦距， 以使装置在第一光场相机模式和第二光场相机 模式之间 切换从而可以在不同相机模式下获取图像。

因此， 本发明实施例的获取图像的方法， 通过控制图像获取的装置的主 透镜、 微透镜阵列中的微透镜或者该主透镜及该微透 镜的焦距， 以使该装置 在第一光场相机模式和第二光场相机模式之间 切换， 能够实现两种光场相机 模式之间的切换， 从而能够提高用户体验。

在本发明实施例中， 可选地， 该方法 800还包括：

图像处理器对该图像传感器获取的电信号进行 处理， 形成图像。

在本发明实施例中， 可选地， 该焦距控制单元为压控焦距控制单元， 该 主透镜以及该微透镜为压控变焦透镜；

该焦距控制单元控制该主透镜、该微透镜阵列 中的微透镜或者该主透镜 及该微透镜的焦距， 包括：

该焦距控制单元控制施加在该主透镜、该微透 镜阵列或者该主透镜及该 微透镜阵列上的电压， 以控制该主透镜、 该微透镜或者该主透镜及该微透镜 的焦距。

可选地， 在本发明的一个实施例中， 该微透镜阵列与该图像传感器之间 的距离 a, 和该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 满足等式 / 4 = « / 。 也就是说， 在本实施例中， α和 为固定距离， 且满足 /

在这种情况下， 为了使该装置处于第一光场相机模式， 该焦距控制单元 控制施加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透镜阵 列与该图像传感器之间的距离

该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以使该主透镜的焦距/ 等于该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 b。

为了使该装置处于第二光场相机模式，该焦距 控制单元控制施加在该主 透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距 /Γ满足等式（1 ); 该焦距控制单元控制施加在该微透镜阵列上的 电压， 以使该微透镜的焦 距 / ₂ 满足等式（2 )。

为了使装置处于普通相机模式，该焦距控制单 元控制施加在该微透镜阵 列上的电压为零， 以使该微透镜的焦距为无穷大；

该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以调节该主透镜的焦距 以使该光信号对焦于该图像传感器上。

因此， 本发明实施例的获取图像的方法， 通过控制施加在主透镜和微透 镜阵列上的电压改变主透镜和微透镜阵列中的 微透镜的焦距， 能够实现两种 光场相机模式以及普通相机模式之间的切换， 从而能够提高用户体验。

可选地， 如图 9所示， 在本发明的另一个实施例中， 在图像获取的装置 包括驱动器时， 该方法 800还包括：

S830, 该驱动器驱动主透镜， 或者驱动微透镜阵列和图像传感器， 以调 节该主透镜与该微透镜阵列之间的距离。

具体地， 为了使该装置处于第一光场相机模式， 该焦距控制单元控制施 加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透镜阵列与该 图像传感器之间的距离

该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以使该主透镜的焦距/ 满足等式 /j I d _x = f ₂ 1 d ₂ ;

该驱动器驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图像传感器， 以使 该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 b等于该主透镜的焦距 。

为了使该装置处于第二光场相机模式，该焦距 控制单元控制施加在该主 透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距 /Γ满足等式（1 );

该焦距控制单元控制施加在该微透镜阵列上的 电压， 以使该微透镜的焦 距 / ₂ 满足等式（2 )。

可选地， 若装置原来处于第一光场相机模式， 在将该装置切换到第二光 场相机模式时， 该驱动器可以先驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该 图像传感器， 以改变该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 b

然后， 该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以使该主透镜的 焦距/满足等式 ( 1 );

该焦距控制单元控制施加在该微透镜阵列上的 电压， 以使该微透镜的焦 距 / ₂ 满足等式（2 )。 为了使装置处于普通相机模式，该焦距控制单 元控制施加在该微透镜阵 列上的电压为零， 以使该微透镜的焦距为无穷大；

该焦距控制单元控制施加在该主透镜上的电压 ， 以调节该主透镜的焦距 以使该光信号对焦于该图像传感器上， 以便于该装置处于普通相机模式。

因此， 本发明实施例的获取图像的方法， 通过控制施加在主透镜和微透 镜阵列上的电压改变主透镜和微透镜阵列中的 微透镜的焦距， 并利用驱动器 调节主透镜与微透镜阵列之间的距离， 能够灵活地实现两种光场相机模式以 及普通相机模式之间的切换， 从而能够提高用户体验。

根据本发明实施例的获取图像的方法 800中的各个流程可分别由根据本 发明实施例的图像获取的装置 100中的相应部件执行和实现， 为了简洁， 在 此不再赘述。

应理解， 在本发明的各种实施例中， 上述各过程的序号的大小并不意味 着执行顺序的先后， 各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定 ， 而不应 对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

图 10示出了本发明另一个实施例提供的图像获取� ��装置的结构， 包括 至主透镜 1001， 微透镜阵列 1004， 图像传感器 1008， 至少一个处理器 1002 (例如 CPU ), 至少一个网络接口 1005或者其他通信接口， 存储器 1006， 和至少一个通信总线 1003， 用于实现这些部件之间的连接通信。 该主透镜 1001、 该微透镜阵列 1004、 以及该图像传感器 1008依次间隔设置。 处理器 1002用于执行存储器 1006中存储的可执行模块， 例如计算机程序。 存储器 1006可能包含高速随机存取存储器（RAM: Random Access Memory ), 也可 能还包括非不稳定的存储器（ non-volatile memory )， 例如至少一个磁盘存储 哭

在一些实施方式中， 存储器 1006存储了程序 10061， 处理器 1002执行 程序 10061， 用于：

控制该主透镜、该微透镜阵列中的微透镜或者 该主透镜及该微透镜的焦 距， 以使该装置在第一光场相机模式和第二光场相 机模式之间切换；

控制该图像传感器感测从该主透镜及该微透镜 阵列透射出的光信号， 并 将该光信号转换为电信号以便于获取图像。

可选地， 处理器 1002还用于对该图像传感器获取的电信号进行� �理， 形成图像。 可选地， 该主透镜以及该微透镜为压控变焦透镜；

处理器 1002具体用于控制施加在该主透镜、 该微透镜阵列或者该主透 镜及该微透镜阵列上的电压， 以控制该主透镜、 该微透镜或者该主透镜及该 微透镜的焦距。

可选地， 该微透镜阵列与该图像传感器之间的距离 α， 和该主透镜与该 微透镜阵列之间的距离 满足等式 /4 = ^ / ^， 其中， 为该主透镜的孔 径， ί/ ₂ 为该微透镜的孔径。

可选地， 处理器 1002具体用于控制施加在该微透镜阵列上的电� �， 以 使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透镜阵列与该图像传感器之间的 距离

控制施加在该主透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距/等于该主透镜与 该微透镜阵列之间的距离 b, 以使该装置处于第一光场相机模式。

可选地， 处理器 1002具体用于控制施加在该主透镜上的电压， 以使该 主透镜的焦距/ i满足等式

控制施加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 f. {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 j{d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ² - d _x d ₂ ab

2 _ 2d, ，

以使该装置处于第二光场相机模式。

可选地， 该装置还包括驱动器；

处理器 1002还用于控制该驱动器驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵 列和该图像传感器， 以调节该主透镜与该微透镜阵列之间的距离。

可选地， 处理器 1002具体用于控制施加在该微透镜阵列上的电� �， 以 使该微透镜的焦距 / ₂ 等于该微透镜阵列与该图像传感器之间的 距离

控制施加在该主透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距 / 满足等式 f d^ f d^ 其中， A为该主透镜的孔径， ί/ ₂ 为该微透镜的孔径；

控制该驱动器驱动该主透镜， 或者驱动该微透镜阵列和该图像传感器， 以使该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 等于该主透镜的焦距 ， 以使该 装置处于第一光场相机模式。

可选地， 处理器 1002具体用于控制施加在该主透镜上的电压， 以使该 主透镜的焦距/ i满足等式 控制施加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 f.

2 _ ，

以使该装置处于第二光场相机模式， 其中， α为该微透镜阵列与该图像 传感器之间的距离， 为该主透镜与该微透镜阵列之间的距离， 为该主透 镜的孔径， ί/ ₂ 为该微透镜的孔径。

可选地， 处理器 1002具体用于控制该驱动器驱动该主透镜， 或者驱动 该微透镜阵列和该图像传感器， 以改变该主透镜与该微透镜阵列之间的距离 b;

控制施加在该主透镜上的电压， 以使该主透镜的焦距 /Γ满足等式

控制施加在该微透镜阵列上的电压， 以使该微透镜的焦距 / ₂ 满足等式 f. {d _x a + d ₂ a + d ₂ b)士 ^{d _x a + d ₂ a + d ₂ b) ² - d _x d ₂ ab

2 _ 2d, ，

以使该装置处于第二光场相机模式。

可选地，处理器 1002具体用于控制施加在该微透镜阵列上的电� �为零， 以使该微透镜的焦距为无穷大；

控制施加在该主透镜上的电压， 以调节该主透镜的焦距以使该光信号对 焦于该图像传感器上， 以便于该装置处于普通相机模式。

从本发明实施例提供的以上技术方案可以看出 ，本发明实施例通过控制 图像获取的装置的主透镜、微透镜阵列中的微 透镜或者该主透镜及该微透镜 的焦距， 以使该装置在第一光场相机模式和第二光场相 机模式之间切换， 能 够实现两种光场相机模式之间的切换， 从而能够提高用户体验。。

本领域普通技术人员可以意识到， 结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤， 能够以电子硬件、 计算机软件或者二者的结合来实 现， 为了清楚地说明硬件和软件的可互换性， 在上述说明中已经按照功能一 般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能 究竟以硬件还是软件方式来执 行， 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个 特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功 能，但是这种实现不应认为超 出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到， 为了描述的方便和简洁， 上述 方法实施例中的相应过程，可以参考前述装置 实施例描述的装置和单元的具 体工作过程， 在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中， 应该理解到， 所揭露的系统、 装置和 方法， 可以通过其它的方式实现。 例如， 以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的， 例如， 所述单元的划分， 仅仅为一种逻辑功能划分， 实际实现时可 以有另外的划分方式， 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到 另一个 系统， 或一些特征可以忽略， 或不执行。 另夕卜， 所显示或讨论的相互之间的 耦合或直接辆合或通信连接可以是通过一些接 口、装置或单元的间接辆合或 通信连接， 也可以是电的， 机械的或其它的形式连接。 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理 单元， 即可以位于一个地方， 或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据 实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。

另外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成 在一个处理单元 中， 也可以是各个单元单独物理存在， 也可以是两个或两个以上单元集成在 一个单元中。 上述集成的单元既可以釆用硬件的形式实现， 也可以釆用软件 功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实 现并作为独立的产品销 售或使用时， 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解， 本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做 出贡献的部分，或者该技术方 案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出 来， 该计算机软件产品存储在 一个存储介质中， 包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以 是个人计算 机， 服务器， 或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述 方法的全部或部 分步骤。 而前述的存储介质包括： U盘、 移动硬盘、 只读存储器 （ROM， Read-Only Memory )、 随机存取存 4诸器 ( RAM, Random Access Memory )、 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质 。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限 于此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内， 可轻易 想到各种等效的修改或替换， 这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围 之内。 因此， 本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为 准。