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使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像

雷宇,  佟庆,  张新宇

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雷宇, 佟庆, 张新宇. 使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(2): 220002-0220002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0220002
引用本文: 雷宇, 佟庆, 张新宇. 使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(2): 220002-0220002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0220002
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Lei Yu, Tong Qing, Zhang Xinyu. Light field imaging with a gradient index liquid crystal microlens array[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(2): 220002-0220002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0220002
Citation: Lei Yu, Tong Qing, Zhang Xinyu. Light field imaging with a gradient index liquid crystal microlens array[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(2): 220002-0220002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0220002
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使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像

doi: 10.3788/IRLA201746.0220002
  • 1.

    华中科技大学 自动化学院,湖北 武汉 430074;

  • 2.

    石家庄铁道大学 信息科学与技术学院,河北 石家庄 050043

基金项目: 

国家自然科学基金（61176052，61432007）;中央高校基本科研业务费专项资金（2014CG008）;高等学校博士学科点专项科研基金（20130142110007）;中国工程物理研究院太赫兹科学技术基金（CAEPTHZ201402）

详细信息
    作者简介:

    雷宇(1977-),男,讲师,博士,主要从事光场成像方面的研究工作。Email:leiyu4983@126.com

    通讯作者: 张新宇(1965-),男,教授,博士生导师,主要从事微纳光学器件制作方面的研究工作。Email:x_yzhang@hust.edu.cn

  • 中图分类号: TN256

Light field imaging with a gradient index liquid crystal microlens array

  • 1.

    School of Automation,Huazhong University of Science & Technology,Wuhan 430074,China;

  • 2.

    School of Information Science & Technology,Shijiazhuang Tiedao University,Shijiazhuang 050043,China

  • 摘要: 光场成像可以获取场景的三维信息。通过在主透镜和图像传感器之间插入一个微透镜阵列，不仅可以记录光线的辐射度，还记录了光线入射的方向。提出了使用梯度折射率液晶微透镜阵列进行光场成像的方法。该阵列基于向列相液晶材料，利用其各向异性和双折射的特点，通过紫外光刻技术和湿法刻蚀技术制作，具有圆孔阵列图案。在该阵列的上下电极之间加载一个交流电压信号后，每个微透镜可以有效会聚入射光，搭建了测试系统来测试该阵列的聚焦特性和焦距。将该阵列与一个主透镜和一片图像传感器耦合得到一个光场成像相机，并使用该相机采集了图像。
    Abstract: Light field imaging is an imaging method which can acquire the three-dimensional information of the scene. By inserting a microlens array between the main lens and the imaging sensor, it records both the radiance and the direction of the incident rays. Light field imaging using a gradient index liquid crystal microlens array (LCMLA) was proposed. Based on nematic liquid crystal materials for their anisotropy and birefringence, the LCMLA with a pattern of a circular-hole array was fabricated using ultraviolet lithography and wet etching. When an alternate voltage signal was applied between the two electrodes of the LCMLA, each microlens can converge incident rays effectively. An experimental system was set up to verify its focusing performance and measure its focal length. Then the LCMLA was assembled with a main lens and an imaging sensor to construct a light field imaging camera. Raw images were taken using the camera based on LCMLA.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-06-11
  • 修回日期:  2016-07-22
  • 刊出日期:  2017-02-25

使用梯度折射率液晶微透镜阵列的光场成像

doi: 10.3788/IRLA201746.0220002
  • 1. 华中科技大学 自动化学院,湖北 武汉 430074;
  • 2. 石家庄铁道大学 信息科学与技术学院,河北 石家庄 050043
    • 作者简介:

    雷宇(1977-),男,讲师,博士,主要从事光场成像方面的研究工作。Email:leiyu4983@126.com

    通讯作者: 张新宇(1965-),男,教授,博士生导师,主要从事微纳光学器件制作方面的研究工作。Email:x_yzhang@hust.edu.cn
  • 收稿日期: 2016-06-11
  • 修回日期: 2016-07-22
  • 刊出日期: 2017-02-25
基金项目:

国家自然科学基金（61176052，61432007）;中央高校基本科研业务费专项资金（2014CG008）;高等学校博士学科点专项科研基金（20130142110007）;中国工程物理研究院太赫兹科学技术基金（CAEPTHZ201402）

  • 中图分类号: TN256

摘要: 光场成像可以获取场景的三维信息。通过在主透镜和图像传感器之间插入一个微透镜阵列，不仅可以记录光线的辐射度，还记录了光线入射的方向。提出了使用梯度折射率液晶微透镜阵列进行光场成像的方法。该阵列基于向列相液晶材料，利用其各向异性和双折射的特点，通过紫外光刻技术和湿法刻蚀技术制作，具有圆孔阵列图案。在该阵列的上下电极之间加载一个交流电压信号后，每个微透镜可以有效会聚入射光，搭建了测试系统来测试该阵列的聚焦特性和焦距。将该阵列与一个主透镜和一片图像传感器耦合得到一个光场成像相机，并使用该相机采集了图像。

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