[发明专利]屏下摄像头成像系统及其相位补偿元件和制造方法

权利要求书

1.一屏下摄像头成像系统，所述屏下摄像头成像系统适于与一显示屏配合，其特征在于，其包括：

一镜头；

一相位补偿元件；和

一感光元件，其中所述相位补偿元件被设置于所述镜头和所述感光元件之间，对到达所述感光元件的光束进行相位补偿，校正显示屏引入的像差。

2.根据权利要求1所述的屏下摄像头成像系统，其中所述相位补偿元件到所述感光元件距离范围0-1mm。

3.根据权利要求1所述的屏下摄像头成像系统，其中所述相位补偿元件到所述镜头的距离范围0-1mm。

4.根据权利要求1所述的屏下摄像头成像系统，其中所述相位补偿元件是一衍射光学元件。

5.根据权利要求1所述的屏下摄像头成像系统，其中所述相位补偿元件包括一片或多片衍射光学元件。

6.根据权利要求1所述的屏下摄像头成像系统，其中所述显示屏是适用于不同像素形状、像素周期和排列方式的OLED屏。

7.根据权利要求1-6任一所述的屏下摄像头成像系统，其中所述相位补偿元件的制造方法包括步骤：

(A)获取入射光场分布和目标出射光场分布，计算补偿相位；

(B)将补偿相位压缩成衍射相位分布；和

(C)用二元光学的方法制造所述相位补偿元件。

8.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(A)中，以校正得到理想光斑为目标进行校正，由此来计算补偿相位。

9.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(A)中，以理想球面波作为各视场波前校正的目标，由此来计算补偿相位。

10.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(A)中，对所述相位补偿元件进行视场划分。

11.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(A)中，任一视场角的补偿相位的计算方法为：a)在预设所述相位补偿元件的位置接收到入射光经显示屏下镜头光学系统后的光场分布，包含相位分布ф₁；b)于该视场角在像面的理想像点位置设一理想点光源，反向追迹该点光源在所述相位补偿元件预设位置的光场分布，包含相位分布ф₂；c)计算相位补偿分布Δф＝ф₂-ф₁。

12.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(A)中，以校正得到空不变的PSF为目标进行校正，由此来计算补偿相位。

13.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(A)中，以介于会聚球面波和原始出射波前之间的波作为校正目标，由此来计算补偿相位。

14.根据权利要求12所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(A)中，在理想相位补偿元件的基础上，根据加工工艺水平和精度对该元件进行调整，使元件相位变化趋缓，达到可加工水平，根据PSF变化进行迭代调整。

15.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(C)中根据加工能力，确定所述相位补偿元件的最大台阶数量。

16.根据权利要求7所述的屏下摄像头成像系统，其中所述步骤(C)中根据校正主波长以及所用材料折射率，确定对应相位的总台阶深度，以及单台阶深度。

17.根据权利要求16所述的屏下摄像头成像系统，其中将压缩后的相位与各台阶深度对应，形成所述相位补偿元件。