光学装置制造方法及图纸

提供了一种光学装置，其中，所述光学装置包括：透镜系统；图像传感器，用于接收通过所述透镜系统的光，其中，所述图像传感器是能够改变其像素间距的合并型图像传感器；以及波前控制器，用于使进入所述透镜系统的光的波前变形，其中，施加于所述光的所述波前的变形图案根据所述图像传感器的所述像素间距改变。根据所述图像传感器的所述像素间距改变。根据所述图像传感器的所述像素间距改变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学装置


[0001]本专利技术涉及一种用于减少莫尔效应的方法、能够实现该方法的光学装置和具有该光学装置的设备。
[0002]例如，该设备可以是手机、智能手机、平板电脑、个人计算机、数字静止摄像机、数字摄像机、监控摄像机等。

技术介绍

[0003]制造技术的最新发展提高了安装在手机、智能手机、平板电脑、个人计算机、数字静止摄像机、数字摄像机或监控摄像机等设备上的图像传感器中的像素数量。
[0004]在某些情况下，像素数量的增加会导致图像传感器的像素间距减小，因为可以安装在设备中的图像传感器的尺寸是有限的。
[0005]图像传感器的像素间距减小可能会降低光接收灵敏度。
[0006]在这方面，能够改变其像素间距的合并型传感器最近作为提高光接收灵敏度的方案引起了人们的注意。
[0007]合并型传感器的特征在于，将来自相邻像素的像素信号组合成一个结果信号，以虚拟地将相邻的多个像素组合成一个像素。
[0008]例如，存在水平合并型传感器、垂直合并型传感器和全合并型传感器。
[0009]水平合并型和垂直合并型传感器可以虚拟地组合分别布置在行方向和列方向上的一对相邻像素，并使其像素间距翻倍。
[0010]此外，全合并型传感器可以虚拟地组合二维布置的相邻N
×
N像素，并将像素间距增加N倍，其中，N设置为等于或大于2。
[0011]例如，将像素间距增加2倍的合并操作可以称为“2
×
2合并”。
[0012]但是，像素间距的增加可能会导致在生成的图像中出现莫尔效应，因为当捕获空间频率大于与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率的对象时，莫尔效应变得明显。
[0013]虽然一些传统的摄像机配备了光学低通滤波器(optical low pass filter，OLPF)以减少莫尔效应，但由于传统的OLPF的截止频率是固定的，当图像传感器的像素间距改变时，莫尔效应并没有有效地降低。

技术实现思路

[0014]实施例提供了一种光学装置、用于减少莫尔效应的方法和具有该光学装置的设备。
[0015]该设备可以是手机、智能手机、平板电脑、个人计算机、数字静止摄像机、数字摄像机、监控摄像机等。
[0016]实施例的第一方面提供了所述光学装置。
[0017]在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述光学装置包括：透镜系统；图像传感器，用于接收通过所述透镜系统的光，其中，所述图像传感器是能够改变其像素间距的合并
型图像传感器；以及波前控制器，用于使进入所述透镜系统的光的波前变形，其中，施加于所述光的所述波前的变形图案根据所述图像传感器的所述像素间距改变。
[0018]通常，波前是指由来自同一源并与源具有相同光学长度的波点构成的波的一部分。
[0019]由于波前的点具有相同的光学长度，波前形成等相波面。
[0020]根据第一方面的第一种可能的实现方式，可以使进入所述透镜系统的光的所述波前变形，从而在与所述图像传感器的所述像素间距相关的目标空间频率下充分降低所述光学装置的调制传递函数(modulation transfer function，MTF)曲线。
[0021]例如，目标空间频率可以是与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率。
[0022]在对应的目标空间频率下充分降低MTF曲线可以减少出现在基于来自图像传感器的输出信号生成的图像上的莫尔效应。
[0023]在第一方面的第一种可能的实现方式中，即使图像传感器的像素间距发生变化，通过形成提供与图像传感器的当前像素间距相关的合适MTF曲线的波前，也可以有效地减少莫尔效应。
[0024]第一方面的第二种可能的实现方式提供：根据第一方面的第一种可能的实现方式所述的光学装置，其中，施加于所述光的所述波前的所述变形图案被确定，使得所述光学装置的MTF曲线在与所述图像传感器的所述像素间距对应的奈奎斯特频率附近充分降低。
[0025]当捕获空间频率大于与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率的对象时，莫尔效应变得明显。
[0026]在第一方面的第二种可能的实现方式中，通过将合适的变形图案施加于波前，可以控制光学装置的MTF曲线在与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率附近充分降低，从而即使图像传感器的像素间距发生变化，也有效地减少莫尔效应。
[0027]可选地，所述波前控制器可以是相位控制掩模，用于延迟通过所述相位控制掩模的至少一个变形区域的光的相位。
[0028]相位控制掩模可以是具有波前控制器特征的薄膜、面板、片材等。
[0029]在一些示例性实现情况中，相位控制掩模可以是电致变色器件、光电润湿器件、液晶(liquid crystal，LC)延迟器等。
[0030]这些是可用作相位控制掩模的示例性元件，并且需要说明的是，在此，这种示例性列举并不意欲是限制性的。
[0031]电致变色器件可以是使用Ta2O5和ZrO2等固体无机材料或有机材料作为电解质的固态电致变色器件，或者使用液体凝胶作为电解质的层压电致变色器件。
[0032]电致变色器件可用于通过施加电压来控制光学性质，例如折射、吸收和反射率。
[0033]如果电致变色器件用作相位控制掩模，则电致变色器件控制其目标区域的折射，以延长通过目标区域的光的光学长度。
[0034]光学长度的延长导致光的相位延迟，而相位的延迟导致光的波前变形。
[0035]在此，这种目标区域称为变形区域。
[0036]波前的变形可能会降低MTF曲线，然后减少生成图像中的莫尔效应。
[0037]类似地，即使在使用光电润湿器件作为相位控制掩模的情况下，波前变形，并且可以通过在目标频率(例如奈奎斯特频率)附近降低MTF曲线来减少莫尔效应。
[0038]此外，即使在使用LC延迟器作为相位控制掩模的另一种情况下，波前变形，并且可以通过在目标频率附近降低MTF曲线来减少莫尔效应。
[0039]本专利技术不限于这些示例性情况，并且其它修改示例也适用。
[0040]第一方面的第三种可能的实现方式提供：根据第一方面的第二种可能的实现方式所述的光学装置，其中，所述相位控制掩模划分为以所述透镜系统的光轴为中心的多个环形区域，每个环形区域和最内部环形区域内的区域能够是所述变形区域或非变形区域。
[0041]例如，每个环形区域可以是圆形。
[0042]在第一方面的第三种可能的实现方式中，每个变形区域具有以透镜系统的光轴为中心的轴对称形状，通过控制施加于环形区域的至少一部分和/或最内部环形区域内的区域的电压，可以实现各种圆形条纹图案。
[0043]光学装置的MTF曲线充分降低时的目标频率可以通过根据图像传感器的像素间距在相位控制掩模上的圆形条纹图案之间切换来精细控制。
[0044]本实施例的第二方面提供了一种用于减少莫尔效应的方法。
[0045]在第二方面的第一种可能的实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学装置，其特征在于，包括：透镜系统；图像传感器，用于接收通过所述透镜系统的光，其中，所述图像传感器是能够改变其像素间距的合并型图像传感器；波前控制器，用于使进入所述透镜系统的光的波前变形，其中，施加于所述光的所述波前的变形图案根据所述图像传感器的所述像素间距改变。2.根据权利要求1所述的光学装置，其特征在于，施加于所述光的所述波前的所述变形图案被确定，使得所述光学装置的调制传递函数(modulation transfer function，MTF)曲线在与所述图像传感器的所述像素间距对应的奈奎斯特(Nyquist)频率附近降低。3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其特征在于，所述波前控制器是相位控制掩模，用于延迟通过所述相位控制掩模的至少一个变形区域的光的相位。4.根据权利要求3所述的光学装置，其特征在于，所述相位控制掩模是电致变色器件、电润湿器件或液晶延迟器。5.根据权利要求3或4所述的光学装置，其特征在于，所述相位控制掩模划分为以所述透镜系统的光轴为中心的多个环形区域，每个环形区域和最内部环形区域内的区域能够是所述变形区域或非变形区域。6.一种用于减少莫尔效应的方法，其特征在于，包括：波前控制器使进入透镜系统的光的波前变形，其中，施加于所述光的所述波前的变形图案根据图像传感器的像素间距改...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘颖青，宮谷崇太，安泽卓也，佟庆，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：