[发明专利]一种集成成像光学系统

权利要求书

1.一种集成成像光学系统，其特征在于，所述光学系统包括：光学单元阵列、微图像阵列；

所述光学单元阵列包括若干微光学单元，微光学单元的主面或者微光学单元主面的像面与微图像阵列形成的平面形成一定的角度β，0＜β<180°；该光学单元阵列用以使微图像单元内的像素点发散到空间中的各个方向；

所述微图像阵列包括若干微图像单元，微图像单元包括若干像素点；微图像单元或者该微图像单元的像面位于微光学单元的焦平面附近；微图像单元或者该微图像单元的像面与微图像阵列形成的平面成一定夹角α，0＜α<180°；

各个微图像单元分别与对应的微光学单元配合，不同微光学单元下的微图像单元的对应像素点在设定界面汇聚为一点，形成空间中悬浮图像中的一点；所有微图像的各个像素组合在一起，形成总体图像；形成的总体图像与微图像阵列形成的平面形成夹角。

2.根据权利要求1所述的集成成像光学系统，其特征在于：

所述光学系统还包括微光线折变单元阵列，微光线折变单元阵列包括若干微光线折变单元，微光线折变单元用以改变微图像单元出射光线的传播方向，微图像单元或者微光学单元的主面经过微光线折变单元产生的像面与微图像阵列形成的平面形成一定夹角。

3.根据权利要求1所述的集成成像光学系统，其特征在于：

所述微图像阵列包括m*n个微图像单元，各个微图像单元的像素为s*t，微图像单元通过微光学单元在空间中形成的像重合在了一起，在设定界面形成的总体图像的像素为s*t。

4.根据权利要求1所述的集成成像光学系统，其特征在于：

在空间中建立X-Y-Z坐标系,微图像阵列形成的平面定义为X-Y平面；空间所成图像的中心深度平面CDP与竖直平面Y-Z的夹角为ω；微图像单元为平面；微图像单元或者该微图像单元的像面与微图像阵列形成的平面的夹角α满足公式其中d为微光学单元光心到CDP平面的距离，微光学单元的主面或者该微光学单元主面的像与微图像阵列形成的平面之间的夹角为β,微光学单元的焦距为f；

当空间所成图像的中心深度平面CDP垂直于微图像阵列形成的平面时，微图像单元或者该微图像单元的像面与微图像阵列形成的平面的夹角为

5.根据权利要求1所述的集成成像光学系统，其特征在于：

微光学单元阵列中不同的微光学单元的主面或者该主面的像面与微图像阵列形成的平面的夹角β为相同；

微单元图像阵列中不同的微单元图像或者该微单元图像的像面与微图像阵列形成的平面的夹角α为相同；

微单元图像阵列中经过集成成像光学系统具有相同俯仰角θ的出射光线的子像素在空间成像中心深度平面CDP上成的像具有相同的放大倍数k_θ；

在空间中建立X-Y-Z坐标系,微图像阵列形成的平面定义为X-Y平面，对于m行、n列的微光学单元阵列，m行沿Y方向排列，n列沿X方向排列；每一列中的微光学单元焦距相同，列与列之间的微光学单元焦距为不同，沿x方向的每一列的微光学单元的焦距线性增加；对于第n列微光学单元的焦距为其中dn为第n列微光学单元的光心到空间成像中心深度平面CDP的距离，d为距离中心深度平面CDP最近的微光学单元的光心到CDP平面的距离，f为距离中心深度平面CDP最近的微光学单元的焦距；

对于m行、n列的微光学单元阵列每一列中的微光学单元的孔径相同，列与列之间的微光学单元孔径为不同，沿x方向的每一列微光学单元的孔径尺寸线性增加。

6.根据权利要求1所述的集成成像光学系统，其特征在于：

在空间中建立X-Y-Z坐标系,微图像阵列形成的平面定义为X-Y平面，对于m行、n列的微光学单元阵列，m行沿Y方向排列，n列沿X方向排列；微光学单元阵列中每一列的微光学单元的主面或者主面的像面与微图像阵列形成的平面的夹角β为相同，不同列的夹角β为不相同；空间成像中心深度平面CDP的中心点距离微图像阵列形成的平面的距离为定值h,距离每一列微光学单元光心的距离dn为不相同；每一列微光学单元的主面或者该主面的像面与微图像阵列形成的平面的夹角