(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210602153.8 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 元潼 （北京） 技 术有限公司 地址 100089 北京市海淀区同方科技广场 (72)发明人 蔡娅雯　郭泽群　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 赵丽婷 (51)Int.Cl. H04N 5/374(2011.01) H04N 5/225(2006.01) G02B 3/00(2006.01) (54)发明名称 用于元成像的CIS系统 (57)摘要 本申请涉及计算 成像技术领域， 特别涉及一 种用于元成像的CIS系统， 其中， 包括： 主成像系 统、 微透镜阵列、 图像采集单元、 设置于微透镜阵 列前后包括微透镜阵列上的第一掩膜和设置于 主成像系统附近包括主成像透镜上、 所述微透镜 阵列之前的第二掩膜， 其中， 主成像系统用于得 到目标物体的第一图像； 第一掩膜用于对第一图 像进行幅度调制， 微透镜阵列用于利用预设的相 位调制函数对第一图像的光路进行相位调制， 得 到目标物体的第二图像； 第一掩膜用于通过预设 的第一掩膜调制函数对第二图像进行掩膜调制， 引入更均一的频谱混叠， 得到目标物体的光场信 息， 使得图像采集单元根据光场信息生成最终图 像。 由此， 基于两种微透镜阵列增加掩膜的光场 采集方式， 提升了采样效率和光场成像与重建质 量， 同时也解决了相机阵列在相机镜头和传感器 之间增加掩膜实现光场采集时成本高、 体积大等 问题。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115190257 A 2022.10.14 CN 115190257 A 1.一种用于元成像的CIS系统， 其特征在于， 包括： 主成像系统、 微透镜阵列、 图像采集 单元、 设置于所述微透镜阵列前后包括 微透镜阵列上的第一掩膜， 其中， 所述主成像系统用于得到目标物体的第一图像； 所述微透镜阵列用于利用预设的相位调制函数对所述第 一图像的光路进行相位调制， 得到所述目标物体的第二图像； 所述第一掩膜用于通过预设的第 一掩膜调制函数对所述第 二图像进行掩膜调制， 引入 预设的频谱混叠， 得到所述 目标物体的光场信息， 使得所述图像采集单元根据所述光场信 息生成最终图像。 2.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 还 包括： 设置于所述主成像系统中主成像透镜上、 所述微透镜 阵列之前的第二掩膜， 所述第二 掩膜用于利用预设的第二掩膜调制函数对所述第一图像进 行掩膜调制， 得到用于相位调制 的第一图像。 3.根据权利要求1所述的系统， 其特 征在于， 所述第一图像的波函数为： 其中， x， y， z为物点的三维空间距离坐标， z含义为深度， λ为波长， r为孔径平面径向距 离， J0(·)为第一类零阶贝塞尔函数， s为所述主成像系统与所述微透镜阵列之间距离， d为 所述目标物体与所述主成像系统距离， D(r， λ， z)为建模了距离主成像系统距离z处的成像 响应变化情况， 表达式如下式： 。 4.根据权利要求3所述的系统， 其特 征在于， 所述预设的相位调制函数为： 其中， x0， y0为微透镜阵列的中心坐标， f为焦距， n为折射率， r ect(.)为矩形窗函数， i为 虚部， exp(.)为指数函数。 5.根据权利要求 4所述的系统， 其特 征在于， 所述预设的第一掩膜调制函数为： 其中， m2(x， y)为设置于微透镜阵列前后包括微透镜阵列上、 图像采集单元之前的掩膜 调制函数。 6.根据权利要求5所述的系统， 其特 征在于， 所述 光场信息为： U′(ωx， ωy)＝Fω(U0(x， y， z， λ )m1(r)·t(x， y， x0， y0))； 其中， ωx， ωy为对空间(x， y)的频域采样， Fω(.)为傅里叶变换操作， m1(r)为设置于主 成像系统附近包括主成像透 镜上、 所述 微透镜阵列之前的第二掩膜调制函数。 7.根据权利要求6所述的系统， 其特征在于， 所述将所述光场信 息在所述图像采集单元 上生成一个最终图像， 包括： 基于成像响应， 将所述光场信息在所述图像采集单元上生成一个最终图像， 其中， 所述 成像响应为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115190257 A 2其中， ωu为角度u对应的空间频率位置， ωv为角度v对应的空间频率位置， s(ωu， ωv)为 相机像素对特定频率分量的采集过程。 8.根据权利 要求1‑7任一项所述的系统， 其特征在于， 所述图像采集单元为CMOS图像传 感器。 9.一种用于元成像的CIS系统的成像方法， 其特征在于， 采用如权利要求1 ‑8任一项所 述的用于元成像的CIS系统， 所述方法包括以下步骤： 通过所述主成像系统得到所述目标物体的第一图像； 利用所述微透镜 阵列， 通过所述相位调制函数对所述第一图像的光路进行相位调制， 得到所述目标物体的第二图像； 通过所述第 一掩膜调制函数对所述第 二图像进行所述第 一掩膜调制， 引入预设的频谱 混叠， 得到所述目标物体的光场信息， 并将所述光场信息在所述图像采集单元上成一个最 终图像。 10.根据权利要求9所述的方法， 其特 征在于， 还 包括： 通过所述第 二掩膜利用预设的第 二掩膜调制函数对所述第 一图像进行掩膜调制， 得到 用于相位调制的第一图像。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115190257 A 3