[发明专利]一种基于球面的微透镜阵列方法及摄像用光学系统

权利要求书

1.一种基于球面排布的微透镜阵列方法，其特征在于：数个微透镜(2)以球面(1)中心整体对称阵列布设在球面(1)的纬度线上，相邻纬度线之间的纬度线夹角为β；所述球面(1)半径为r；任一同一纬度线上两相邻微透镜(2)的中心线夹角均为球心夹角α；将数个微透镜(2)沿经纬线方向的阵列布设，包括如下步骤：

S1：设定球面(1)上布设微透镜(2)的基准和所在的纬度线；

S2：确定任一纬度线上两相邻微透镜(2)中心的经度线夹角γn，其中n为自然数；

S3：在n＝1的基础纬度线上，利用作图法，设置微透镜(2)中心位置点iM、M、Mi，其中i为1-A的自然数，其中A为自然数；

所述M点的作图法设置步骤包括：

以球面(1)的中心O(0，0，0)为顶点，在0°纬度线平面内，以0°经、纬线交点与O的连线为中心轴做中心角为α的圆锥；该圆锥与n＝1的基础纬度线相交形成2个交点，取其中的一个点为所述M点，作为布设第1个微透镜(2)中心位置点；设定M的坐标值为Mθ_M＝β/2，

S4：设置n＝2的纬度线的平面上微透镜(2)中心位置点iP、P、Pi；

S5：设置n＝3、n＝4……的高纬度线上微透镜(2)中心位置点，

形成所述球面(1)上的上球面微透镜位置点群；

S6：整体调整上球面微透镜位置点群以球面(1)位置，使M点位于经度角为γ₁/4的位置；其它已设定点随动；

S7：将上球面微透镜位置点群以球面(1)中心对称的方式设置到所述球面(1)的下半球相应的纬度线上，形成下球面微透镜位置点群；

S8：整体调整下球面微透镜位置点群以球面(1)位置，使得n＝-1和n＝1的基础纬度线上设置微透镜(2)中心位置点在纬度平面内错开角度为γ/2；

所述上球面微透镜位置点群和下球面微透镜位置点群构成基于球面(1)排布的微透镜阵列。

2.根据权利要求1所述的基于球面排布的微透镜阵列方法，其特征在于，S3中设置在n＝1的基础纬度线上的其它微透镜(2)中心点位置的作图法步骤包括：

所述其它微透镜(2)中心点为iM、Mi，其中i为1～A的自然数；

每条纬度线上经度夹角γ_n不相同，依次计算每一条的纬度线上相邻2个微透镜(2)中心点的经度夹角γ_n；其中第n＝1的纬度线上的所述γ₁＝2arcsin(sin(α/2)/cos(1/2)β)；

在n＝1的基础纬度线的平面上，以纬度平面内两相邻微透镜(2)的中心角为γ1，在n＝1的纬度线上直接分割出iM、M、Mi，其中i为1～A的自然数。

3.根据权利要求1所述的基于球面排布的微透镜阵列方法，其特征在于，在S4中，设置n＝2的纬度线上第1个微透镜(2)中心点P点的作图法设置步骤包括：对1M、M点所在的经度面做中分经度面，该经度面与n＝2的纬度线的交点为P。

4.根据权利要求3所述的基于球面排布的微透镜阵列方法，其特征在于，S4中设置n＝2的纬度线上其它微透镜(2)中心点位置的作图法步骤包括：

所述其它微透镜(2)中心点为iP、Pi，其中i为1-A的自然数；

计算在n＝2的纬度线上相邻2个微透镜(2)中心点的经度夹角为γ₂；其中，γ₂＝2arcsin(sin(α/2)/cos(3/2)β)；

以纬度平面内相邻2个微透镜2的中心角为γ₂，在n＝2的纬度线上直接分割出iP、Pi。

5.根据权利要求4所述的基于球面排布的微透镜阵列方法，其特征在于，重复权利要求4的步骤，用作图法获得第A条纬度线上布设微透镜(2)中心位置点。

6.根据权利要求1所述的基于球面排布的微透镜阵列方法，其特征在于，所述S1中，基础纬度线的设置可替代为：

设定布设微透镜(2)n＝1的基础纬度线为0°纬度线，在0°纬度上以0°经度平面为对称中心平面，对称设置中心角(α/2)的第一行微透镜(2)中心点1M点和M点，并依据α作为该纬度线的经度线夹角，设置其它微透镜(2)中心点iM、Mi；

重复S4、S5,以相邻纬度线夹角即为中心夹角α，向上设置高纬度线上的各微透镜(2)中心点位置，设置完成上球面微透镜位置点群；

重复S7～S8，完成整体上错开布设的所述上球面微透镜位置点群和下球面微透镜位置点群构成的基于球面(1)排布的微透镜阵列。