[發明專利]超薄平面無透鏡相機

有效

• 申請號: 201880058687.0
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN111066263B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 賽義德·阿里·哈吉米里;賽義德·莫哈瑪德扎·法特米;阿魯坦·哈恰圖良;帕勒姆·波爾桑德基亞爾;亞歷山大·D·懷特
• 申請（專利權）人: 加州理工學院
• 主分類號: H04B10/67
• 分類號: H04B10/67;G02B6/00;H01L31/00;H01L31/105
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

一種無透鏡成像設備，至少部分地包括多個像素，每個像素具有光檢測器和相關聯的光學元件，該相關聯的光學元件適于使像素響應從目標接收的不同方向的光。每個像素具有與其余像素的至少一個子集的視場重疊的視場。光學元件可以是透明介電元件、透明MEMS部件、透明微透鏡，或者包括一個或更多個金屬壁。光學元件可以是在像素上形成的連續映射層。每個像素可以具有或不具有高斯分布響應。無透鏡成像設備根據像素的光學傳遞函數以及像素對從目標接收的光的響應來形成目標的圖像。

相關申請的交叉引用

本申請根據美國法典第35條119(e)款要求2017年7月21日遞交的申請序列號為62/535,375的權益，該申請的內容通過引用以其整體并入本文。

發明領域

本發明涉及成像設備，且更具體地說，涉及無透鏡成像設備。

發明背景

傳統的光學成像系統使用透鏡在傳感器陣列上形成目標對象的圖像。光學相控陣接收機可以通過使用波束形成技術而被用作相干成像設備。基于信號相關的非相干成像技術也被用于天文學。

發明概述

根據本發明的一個實施例，一種無透鏡成像設備部分地包括多個像素，所述多個像素中的每個像素具有光檢測器和相關聯的光學元件，所述相關聯的光學元件適于使像素響應從目標接收的不同方向的光。每個像素具有與其余像素的至少一個子集的視場重疊的視場。

在一個實施例中，每個光學元件是相對于參考角度具有不同角度的透明介電元件。在一個實施例中，每個光學元件是相對于參考角度具有不同角度的透明MEMS部件。在一個實施例中，每個光學元件是相對于參考角度具有不同角度的透明微透鏡。在一個實施例中，每個光學元件具有一個或更多個金屬壁，所述一個或更多個金屬壁相對于參考角度具有不同角度。

在一個實施例中，所述像素的第一子集中的每一個像素都具有高斯分布響應。在一個實施例中，所述像素的第一子集中的每一個像素都具有非高斯分布響應。在一個實施例中，多個光學元件形成連續的映射層。在一個實施例中，所述像素形成一維陣列。在一個實施例中，所述像素形成二維陣列。在一個實施例中，所述像素形成三維陣列。在一個實施例中，無透鏡成像設備根據像素的光學傳遞函數以及像素對從目標接收的光的響應來形成目標的圖像。

根據本發明的一個實施例，一種無透鏡成像設備部分地包括多個光柵耦合器，所述多個光柵耦合器中的每個光柵耦合器適于響應從目標接收的不同方向的光。

根據本發明的一個實施例，一種形成目標的圖像的方法至少部分地包括從多個像素中的每一個像素接收響應，并且根據所接收的響應且還根據像素的光學傳遞函數來形成圖像。每個像素響應從不同方向從目標接收的光，并且每個像素具有與一個或更多個其他像素的視場重疊的視場。

在一個實施例中，每個像素包括光檢測器和相關聯的光學元件。在一個實施例中，每個光學元件是相對于參考角度具有不同角度的透明介電元件。在一個實施例中，每個光學元件是相對于參考角度具有不同角度的透明MEMS部件。在一個實施例中，每個光學元件是相對于參考角度具有不同角度的透明微透鏡。在一個實施例中，每個光學元件具有一個或更多個金屬壁，所述一個或更多個金屬壁相對于參考角度具有不同角度。

在一個實施例中，所述像素的第一子集中的每一個像素都具有高斯分布響應。在一個實施例中，所述像素的第一子集中的每一個像素都具有非高斯分布響應。在一個實施例中，多個光學元件形成連續的映射層。在一個實施例中，所述像素形成一維陣列。在另一個實施例中，所述像素形成二維陣列。在一個實施例中，所述像素形成三維陣列。

根據本發明的一個實施例，一種形成目標的圖像的方法部分地包括從多個光柵耦合器中的每一個光柵耦合器接收響應，并根據所接收的響應且還根據多個光柵耦合器的光學傳遞函數來形成圖像。每個光柵耦合器響應從目標接收的不同方向的光。每個光柵耦合器具有與一個或更多個其他光柵耦合器的視場重疊的視場。

附圖簡述