[發(fā)明專(zhuān)利]電子設(shè)備、采用光學(xué)超表面的光場(chǎng)成像系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980001076.7
• 申請(qǐng)日: 2019-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110431461B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙維民
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳市匯頂科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B13/00
• 分類(lèi)號(hào): G02B13/00;H04N5/225
• 代理公司: 北京天馳君泰律師事務(wù)所 11592
• 代理人: 孟銳

1.一種光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，包括：

透鏡單元，用以接收?qǐng)鼍八敵龅妮斎牍猓⑤敵龉庑盘?hào)；

光學(xué)超表面，設(shè)置在來(lái)自所述透鏡單元并通過(guò)所述透鏡單元的像平面的第一光信號(hào)的光通路上，所述光學(xué)超表面用以接收所述第一光信號(hào)并修改所述第一光信號(hào)的光學(xué)特性以產(chǎn)生光學(xué)信號(hào)，所述光學(xué)超表面對(duì)所述光信號(hào)具有隨空間變化的光學(xué)響應(yīng)；

圖像傳感器，用以傳感所述光學(xué)信號(hào)以產(chǎn)生光場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)；以及

第一控制電路，耦接到所述透鏡單元，所述第一控制電路用以移動(dòng)所述透鏡單元，以將所述透鏡單元的所述像平面在具有預(yù)定焦距的所述光學(xué)超表面面向所述透鏡單元的一側(cè)移動(dòng)，其中在第一成像模式中，所述第一控制電路用以將所述透鏡單元移動(dòng)到第一位置，使所述像平面位于具有所述預(yù)定焦距的所述光學(xué)超表面；在第二成像模式中，所述第一控制電路用以將所述透鏡單元移動(dòng)到不同于所述第一位置的第二位置，使所述像平面位于具有所述預(yù)定焦距的所述光學(xué)超表面與所述透鏡單元之間。

2.如權(quán)利要求1所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一成像模式中，所述光學(xué)超表面用以產(chǎn)生包括所述第一光信號(hào)的角度采樣的所述光學(xué)信號(hào)。

3.如權(quán)利要求1所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二成像模式中，所述光學(xué)超表面用以產(chǎn)生包括所述第一光信號(hào)的空間采樣的所述光學(xué)信號(hào)。

4.如權(quán)利要求1所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第一控制電路包括：

驅(qū)動(dòng)電路，用以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及

作動(dòng)器，耦接到所述驅(qū)動(dòng)電路，所述作動(dòng)器用以根據(jù)所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)將所述透鏡單元朝向或遠(yuǎn)離所述圖像傳感器移動(dòng)。

5.如權(quán)利要求1所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

光圈單元，設(shè)置在所述第一光信號(hào)的所述光通路上，其中所述第一光信號(hào)在到達(dá)所述光學(xué)超表面之前通過(guò)所述光圈單元；以及

第二控制電路，耦接到所述光圈單元，所述第二控制電路用以改變所述光圈單元的光圈尺寸以調(diào)整通過(guò)所述光圈單元的光量。

6.如權(quán)利要求5所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述光圈單元和所述透鏡單元沿第一方向設(shè)置；所述光圈單元具有沿第二方向設(shè)置的多個(gè)開(kāi)口，所述第二方向不同于所述第一方向；所述多個(gè)開(kāi)口具有不同的尺寸；所述第二控制電路用以將所述光圈單元沿所述第二方向移動(dòng)，以改變所述光圈單元的所述光圈尺寸。

7.如權(quán)利要求6所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，所述第二控制電路包括：

驅(qū)動(dòng)電路，用以產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)和第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)；以及

作動(dòng)器，耦接到所述驅(qū)動(dòng)電路，所述作動(dòng)器用以根據(jù)所述第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)移動(dòng)所述透鏡單元，以調(diào)整所述透鏡單元的像平面的位置，所述作動(dòng)器還根據(jù)所述第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)將所述光圈單元沿所述第二方向移動(dòng)。

8.如權(quán)利要求5所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

處理電路，耦接到所述圖像傳感器，其中當(dāng)所述光圈單元使用第一尺寸作為所述光圈尺寸時(shí)，所述處理電路用以根據(jù)所述光場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)來(lái)定位所述場(chǎng)景；當(dāng)所述光圈單元使用大于所述第一尺寸的第二尺寸作為所述光圈尺寸時(shí)，所述處理電路用以根據(jù)所述光場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)來(lái)捕獲所述場(chǎng)景。

9.如權(quán)利要求5所述的光場(chǎng)成像系統(tǒng)，其特征在于，還包括：

處理電路，耦接到所述圖像傳感器，其中當(dāng)所述光圈單元使用第一尺寸作為所述光圈尺寸時(shí)，所述處理電路用以根據(jù)所述光場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)來(lái)獲得第一圖像；當(dāng)所述光圈單元使用大于所述第一尺寸的第二尺寸作為所述光圈尺寸時(shí)，所述處理電路用以根據(jù)所述光場(chǎng)圖像數(shù)據(jù)來(lái)獲得第二圖像；所述處理電路用以根據(jù)所述第一圖像對(duì)所述第二圖像執(zhí)行像差校正。