[发明专利]包括自适应光学元件的透镜堆叠阵列

说明书

技术领域

本发明涉及透镜堆叠阵列并且更具体而言涉及包括自适应光学元件的透镜堆叠阵列。

背景技术

响应于基于照相机暗箱(camera obscura)对传统数码相机所置约束，已经提出能够被称为阵列照相机的一类新照相机。阵列照相机的特征在于它们包括多个像素阵列，每个像素阵列通常要定义一焦平面(作为替代，焦平面能够被称为“焦平面阵列”)，并且每个焦平面通常与独立的透镜系统关联。在许多情况下，阵列照相机是利用包含多个焦平面的传感器和透镜堆叠阵列构造的。每个透镜堆叠通常包括一个或多个透镜，以及包括(但不限于)光圈、滤光器、基板和(不透明的)间隔物的附加部件。

发明内容

根据本发明实施例的系统及方法把自适应光学元件并入到透镜堆叠阵列中的光学通道中。根据一种实施例，阵列照相机模块包括：透镜堆叠阵列，包括至少两个透镜堆叠，其中，至少一个透镜堆叠包括能够响应于至少一个电信号而调整由对应透镜堆叠定义的光学通道中光透射特性的自适应光学元件；包括用于透镜堆叠阵列中每个透镜堆叠的焦平面的传感器，其中，每个焦平面包括也构成多列像素的多行像素并且每个焦平面被包含在传感器中的不包含来自另一焦平面的像素的区域内；以及配置为控制至少一个自适应光学元件的电路，其中，透镜堆叠阵列和传感器配置为使得每个透镜堆叠能够在对应的焦平面上形成图像。

在另一种实施例中，阵列照相机模块还包括基于由传感器生成的至少一个电信号来控制至少一个自适应光学元件的电路。

在又一种实施例中，透镜堆叠阵列中的每个透镜堆叠包括至少一个自适应光学元件。

在另一种实施例中，至少一个自适应光学元件配置为调整其对应透镜堆叠的焦距。

在又一种实施例中，至少一个自适应光学元件配置为调整其对应透镜堆叠的焦距以使得其焦距与其对应的焦平面匹配。

在又一种实施例中，配置为调整其对应透镜堆叠的焦距的至少一个自适应光学元件包括至少一个压电元件，其中这至少一个压电元件的激活使自适应光学元件调整其对应透镜堆叠的焦距。

在又一种实施例中，配置为调整其对应透镜堆叠的焦距的至少一个自适应光学元件还包括玻璃支撑物、聚合物层及薄玻璃隔膜，其中，玻璃支撑物布置成与聚合物层的一侧相邻，而薄玻璃隔膜布置成与聚合物层的另一相对的侧相邻，并且其中，所述至少一个压电元件耦接到玻璃隔膜以使得压电元件的激活使薄玻璃隔膜偏转，从而对应透镜堆叠的焦距可控地被调整。

在另一种实施例中，自适应光学元件包括液晶层，该液晶层包括液晶元件。

在又一种实施例中，自适应光学元件还包括第一玻璃基板、第二玻璃基板、第三玻璃基板、第一电极、第二电极以及整形层，其中，整形层包括具有相同折射率但不同介电性质的两种不同材料，其中，第一电极布置成与第一玻璃基板和液晶层相邻并位于其间，其中，液晶层布置成与第一电极和第二玻璃基板相邻并位于其间，其中，第二玻璃基板布置成与液晶层和整形层相邻并位于其间，其中，整形层布置成与第二玻璃基板和第二电极相邻并位于其间，其中，第二电极布置成与整形层和第三玻璃基板相邻并位于其间，并且其中，当电势差跨第一电极和第二电极施加时，该电势差引起液晶元件的差分旋转，从而调整透镜堆叠的焦距。

在另一种实施例中，自适应光学元件包括配置为生成电场的多个电极，该电场的大小作为关于对应透镜堆叠的径向位置的函数而改变。

在又一种实施例中，自适应光学元件配置为通过改变其厚度来调整焦距。

在又一种实施例中，自适应光学元件配置为通过改变各自透镜堆叠中至少一个透镜元件的轴向位置来调整图像位置。

在另一种实施例中，自适应光学元件包括至少一个基于MEMS的致动器，用于改变各自堆叠中至少一个透镜元件的轴向位置。

在又一种实施例中，自适应光学元件还配置为放大图像。

在另一种实施例中，自适应光学元件包括用于改变各自透镜堆叠中至少一个透镜元件的轴向位置的至少一个VCM。

在又一种实施例中，自适应光学元件中至少一个配置为调整其对应透镜堆叠的中心视角(central viewing angle)。

在又一种实施例中，至少一个自适应光学元件配置为调整其对应透镜堆叠的中心视角从而增加由焦平面提供的图像角采样的多样性。

在又一种实施例中，至少一个自适应光学元件包括配置为控制自适应光学元件的折光力分布的中心的多个电极。