CN115022520A - 摄像模组、电子设备、控制方法和控制装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种摄像模组、电子设备、控制方法和控制装置，所述摄像模组，包括：镜头；图像传感器；可调光谱滤光组件，镜头、可调光谱滤光组件和图像传感器沿镜头的光轴顺次设置，可调光谱滤光组件的光谱透过率随光强度值的增大而减小。本申请通过在图像传感器之上设置可调光谱滤光组件，使可调光谱滤光组件能够基于摄像模组所处的环境光强度值，选择性的调节可见光波段透过率以调节进光量，使得在非激光照射环境下保持高透光率以保证高进光量进入图像传感器，以保证较好的成像效果；在激光照射环境下降低透光率以降低进入图像传感器的进光量，从而避免图像传感器被灼伤，以延长摄像模组的使用寿命，以提高用户的使用体验。
Description
技术领域
本申请属于成像技术领域，具体涉及一种摄像模组、电子设备、控制方法和控制装置。
背景技术
具有拍摄功能的电子设备广泛应用于人们的日常生活中，而在这些场景中，往往会伴随着一些较强的光照(如激光等)。在实现本申请过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：相关技术中，摄像模组均不具备抗激光灼伤的功能，当在有激光场景进行拍摄时，激光照射在摄像头模组，受镜头的聚光作用进一步把激光能量聚集在成像芯片上，从而导致芯片被灼伤，造成摄像头模组失效，从而影响用户体验。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种摄像模组、电子设备、控制方法和控制装置，至少解决摄像模组在激光场景中容易被灼伤的问题之一。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种摄像模组，包括：
镜头；
图像传感器；
可调光谱滤光组件，所述镜头、所述可调光谱滤光组件和所述图像传感器沿所述镜头的光轴顺次设置，所述可调光谱滤光组件的光谱透过率随光强度值的增大而减小。
第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：
壳体；
如第一方面所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述壳体。
第三方面，本申请实施例提供了一种控制方法，应用于如第二方面的电子设备，该方法包括：
获取光强度值；
在所述光强度值大于目标阈值的情况下，减小可调光谱滤光组件的光谱透过率。
第四方面，本申请实施例提供了一种控制装置，该装置包括：
第一获取模块，用于获取光强度值；
第一处理模块，用于在所述光强度值超过目标阈值的情况下，调节可调光谱滤光组件的光谱透过率。
第五方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第三方面所述的方法。
第六方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第三方面所述的方法。
第七方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，该程序产品被存储在存储介质中，该程序产品被至少一个处理器执行以实现如第三方面所述的方法。
在本申请的实施例中，通过在图像传感器之上设置可调光谱滤光组件，使可调光谱滤光组件能够基于摄像模组所处的环境光强度值，选择性地调节可见光波段透过率以调节进光量，使得在非激光照射环境下保持高透光率以保证高进光量进入图像传感器，以保证较好的成像效果；在激光照射环境下降低透光率以降低进入图像传感器的进光量，从而避免图像传感器被灼伤，以延长摄像模组的使用寿命，以提高用户的使用体验。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
图1是本申请实施例提供的摄像模组的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的摄像模组的效果示意图；
图3是本申请实施例提供的控制方法的流程示意图；
图4是本申请实施例提供的控制装置的结构示意图；
附图标记：
110：可调光谱滤光组件；120：图像传感器；130：镜头；
111：电极；112：电致可调光谱滤光片；
121：微透镜；122：颜色滤光片；123：光电二极管。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合图1-图2描述根据本申请实施例的摄像模组。
如图1所示，根据本申请一些实施例的摄像模组，包括：镜头130(Lens)、图像传感器120和可调光谱滤光组件110。
本申请实施例的摄像模组可以为CMOS摄像模组(CMOS Camera Module，CCM)。
在该实施例中，镜头130、可调光谱滤光组件110和图像传感器120沿镜头130的光轴顺次设置
其中，镜头130用于汇聚光线，以增大进光量，提高图像传感器120的成像效果。
具体地，镜头130可以为多层结构。
图像传感器120(Sensor)用于汇聚光线，过滤红外光，并基于最终的光线进行成像。
可调光谱滤光组件110用于滤除红外光，并在光强度值较大的情况下，过滤一定的可见光。
可调光谱滤光组件110包括电致可调光谱滤光组件和光致可调光谱滤光组件。
其中，可调光谱滤光组件110的光谱透过率可以随光强度值的变化而变化。
具体地，该光强度值可以为平均功率密度。
具体地，光照强度越强，该可调光谱滤光组件110的可见光波段透过率越低。
可调光谱滤光组件110设置于图像传感器120正面，用于选择性地对照射于可调光谱滤光组件110的光线进行过滤，以降低照射至图像传感器120的光强度值。
具体地，可以在光照强度较强的情况下，调整可调光谱滤光组件110的可见光波段透过率，以减少进光量。
可以理解的是，在可调光谱滤光组件110为光致可调光谱滤光组件的情况下，该光致可调光谱滤光组件自身即可基于接收到的光强度值调整自身的可见光波段透过率。
在可调光谱滤光组件110为电致可调光谱滤光组件的情况下，可基于接收到的光强度值调整施加于电致可调光谱滤光组件的电压，以调整电致可调光谱滤光组件的可见光波段透过率。
在一些实施例中，可以设置目标阈值来判断光强度值的强弱程度。
具体地，在光强度值不超过目标阈值的情况下，则不改变可调光谱滤光组件110的可见光波段透过率，保持其可见光波段高透过率，以保证进入图像传感器120的进光量充足，保证在非激光照射环境下较好的成像效果。
在光强度值超过目标阈值的情况下，则降低可调光谱滤光组件110的可见光波段透过率，减少进入图像传感器120的进光量，以降低照射至图像传感器120的光强度值，避免图像传感器120被灼伤。
其中，目标阈值用于判断照射于可调光谱滤光组件110的光线是否为强光，如激光等。
目标阈值的取值可以基于摄像模组的聚光能力，以及图像传感器的抗灼伤的相关参数中的至少一项确定。
例如，图像传感器的抗灼伤的系数越高，则目标阈值的数值相对越大；摄像模组的聚光能力越强，则目标阈值的数值相对越小。
目标阈值可以基于用户基于实际设计需求自定义。
例如，目标阈值可以设置为10000W/cm2～100000W/cm2中的任意值；如设置为50000W/cm2等。
在实际执行过程中，在光强度值超过目标阈值的情况下，则可以判定摄像模组当前所处环境为激光环境，则降低可调光谱滤光组件110的可见光波段透过率，减少进光量，以避免sensor灼伤。
在光强度值不超过目标阈值的情况下，则可以判定摄像模组当前所处环境为非激光环境，则不降低可调光谱滤光组件110的可见光波段透过率，使其正常工作以保持其可见光波段高透过率，保证进光量充足。
根据本申请实施例的摄像模组，通过在图像传感器120之上设置可调光谱滤光组件110，使可调光谱滤光组件110能够基于摄像模组所处的环境光强度值，选择性的调节可见光波段透过率以调节进光量，使得在非激光照射环境下保持高透光率以保证高进光量进入图像传感器120，以保证较好的成像效果；在激光照射环境下降低透光率以降低进入图像传感器120的进光量，从而避免图像传感器120被灼伤，以延长摄像模组的使用寿命；从而实现在不增加其他元件，保证摄像模组原本体积的基础上增加了防激光灼伤功能，实现摄像模组的多功能集成，既能降低成本，也有助于提高用户的使用体验。
根据本申请的一些实施例，摄像模组还可以包括：光强检测器。
在该实施例中，光强检测器可以设置于摄像模组内部，也可以设置于摄像模组外部。
光强检测器用于检测照射于摄像模组的光强度值，并在光强度值超过目标阈值的情况下，输出电信号。
光强检测器与可调光谱滤光组件110电连接，用于将电信号发送至可调光谱滤光组件110。
当可调光谱滤光组件110接收到电信号后，根据该电信号可以减小自身的光谱透过率。
在该实施例中，可以基于实际需要将光强检测器设置于所需的位置进行光强度值检测，具有较高地设置灵活性。
具体地，可调光谱滤光组件110可以包括：电极111、控制器和电致可调光谱滤光片112(电致可调光谱IR filter)。
在该实施例中，控制器分别与光强检测器和电极111电连接，用于根据光强检测器输出的电信号调节电极111的电压。
其中，电极111可以两个或多个。
电致可调光谱滤光片112在施加有电压的情况下，可以改变其上的可见光谱透过率。
图像传感器120设置于电致可调光谱滤光片112背离镜头130的一面，照射于电致可调光谱滤光片112的光线经电致可调光谱滤光片112的滤过后进入图像传感器120。
在该实施例中，采用电致可调光谱滤光组件，通过调节施加于电极的电压以调节电致可调光谱滤光片112的光谱透过率，具有较好的可控性。
可选地，电极111为透明电极，以降低对光线的过滤作用，增加透光性。
电极111与电致可调光谱滤光片112电连接，电致可调光谱滤光片112的光谱透过率随电极111的电压的变化而变化；通过电极111的电压的变化以调节电致可调光谱滤光片112的电压的变化。
可选地，电极111设置于电致可调光谱滤光片112背离图像传感器120的一面，以保证电致可调光谱滤光片112与图像传感器120具有较好的贴合效果。
例如，在电极111为两个的情况下，两个电极111分别设置于电致可调光谱滤光片112的正面的两端，控制器控制电路给两个电极111施加不同的电压以形成压差，从而实现对电致可调光谱滤光片112施加电压，以减小电致可调光谱滤光片112的可见光谱透过率。
如图2所示了一种具体实施例，该电致可调光谱滤光片112，在未加电压时，在可见光波段透过率高；施加电压后，在可见光波段透过率低。
根据本申请的一些实施例，图像传感器120可以包括：微透镜121(micro lens)、颜色滤光片122(color filter)和光电二极管123(Photodiode)。
在该实施例中，微透镜121、颜色滤光片122和光电二极管123沿镜头130的光轴顺次设置，且微透镜121设置于靠近可调光谱滤光组件110的一侧。
微透镜121设置于可调光谱滤光组件110的背面，用于汇聚光线，以获得更多的进光量。
可以理解的是，摄像模组的聚光能力可以基于镜头130的聚光能力以及微透镜121的聚光能力确定。
颜色滤光片122设置于微透镜121背离可调光谱滤光组件110的一面，用于过滤红外光，以避免图像传感器120识别红外光色彩信息，从而使得最终的成像偏红。
光电二极管123设置于颜色滤光片122背离微透镜121的一面，用于基于接收到的光进行成像。
在实际执行过程中，在非激光环境下，Lens和sensor上的微透镜121对于光线均有汇聚作用，从而能够使得到达光电二极管123处的光能量达到最大，以保证较好的成像效果。
在激光环境下，设置于图像传感器120与镜头130之间的电致可调光谱滤光片112在过滤红外光的基础上，还可以降低可见光谱的透过率，以降低到达光电二极管123处的激光能量，避免因连续激光的热累计效应而对sensor造成损伤，从而提高图像传感器120的使用寿命。
根据本申请的又一些实施例，该摄像模组还可以包括：音圈马达(Voice CoilMotor)、数字信号处理器(Digital Signal Process，DSP)及软板(Flexible PrintedCircuit，FPC)等。
在该实施例中，音圈马达带动镜头130达到合适的对焦位置，外部光线穿过镜头130，经过可调光谱滤光组件110的滤光，将光线汇聚照射到图像传感器120的感光二极管(pixel)上，感光二极管将感知的光信号转换成电信号，通过放大电路以及AD转换电路，形成数字信号矩阵(即图像)，再经过DSP处理，压缩存储起来。
其中，可调光谱滤光组件110的滤光包括过滤红外光。
在光强度值超过目标阈值的情况下，该可调光谱滤光组件110的可见光谱透过率降低，从而还可以实现对可见光进行过滤，以实现多功能集成及元器件复用。
下面结合图3描述根据本申请实施例的控制方法。
该控制方法应用于如上所述的摄像模组。
如图3所示，该控制方法包括：步骤310和步骤320。
步骤310、获取光强度值；
在该步骤中，光强度值用于表征摄像模组所处环境的光强度的大小情况。
步骤320、在光强度值大于目标阈值的情况下，减小可调光谱滤光组件的光谱透过率。
在该步骤中，目标阈值用于判断照射于可调光谱滤光组件的光线是否为强光，如激光等。
目标阈值可以基于用户基于实际设计需求自定义。
例如，目标阈值可以设置为10000W/cm2～100000W/cm2中的任意值。
在实际执行过程中，在光强度值超过目标阈值的情况下，则可以判定摄像模组当前所处环境为激光环境，则降低可调光谱滤光组件的可见光波段透过率，减少进光量，以避免sensor灼伤。
在光强度值不超过目标阈值的情况下，则可以判定摄像模组当前所处环境为非激光环境，则不降低可调光谱滤光组件的可见光波段透过率，使其正常工作以保持其可见光波段高透过率，保证进光量充足。
根据本申请实施例的控制方法，通过判断光强度值，在光强度值较高的情况下则减小可调光谱滤光组件的光谱透过率以减小进光量，使得在激光照射环境下降低透光率以降低进入图像传感器的进光量，从而避免图像传感器被灼伤，以延长摄像模组的使用寿命；而在非激光照射环境下保持高透光率以保证高进光量进入图像传感器，以保证较好的成像效果；在不增加摄像模组体积的基础上实现功能集成，在降低成本的同时还能提高用户的使用体验。
在一些实施例中，步骤320还可以包括：
将光强度值转化为电信号；
基于电信号对可调光谱滤光组件施加电压；
基于电压，减小光谱透过率。
在该实施例中，光强检测器用于检测照射于摄像模组的光强度值，并在光强度值超过目标阈值的情况下，输出电信号。
光强检测器与可调光谱滤光组件电连接，用于将电信号发送至可调光谱滤光组件。
当可调光谱滤光组件接收到电信号后，根据该电信号可以调节自身的光谱透过率。
具体地，通过给电极施加电压以对电致可调光谱滤光片施加电压，以减小电致可调光谱滤光片的可见光谱透过率。
根据本申请实施例的控制方法，基于光强度值生成电信号，并基于电信号调节施加于电致可调光谱滤光组件的电压大小以调节电致可调光谱滤光组件的光谱透过率，从而可以实现精准调节，具有较好地可控性。
本申请实施例提供的控制方法，执行主体可以为控制装置。本申请实施例中以控制装置执行控制方法为例，说明本申请实施例提供的控制装置。
如图4所示，该控制装置，包括：第一获取模块410和第一处理模块420。
第一获取模块410、用于获取光强度值；
第一处理模块420、用于在光强度值大于目标阈值的情况下，减小可调光谱滤光组件的光谱透过率。
根据本申请实施例的控制装置，通过判断光强度值，在光强度值较高的情况下则调节可调光谱滤光组件的光谱透过率以调节进光量，使得在激光照射环境下降低透光率以降低进入图像传感器的进光量，从而避免图像传感器被灼伤，以延长摄像模组的使用寿命；而在非激光照射环境下保持高透光率以保证高进光量进入图像传感器，以保证较好的成像效果；在不增加摄像模组体积的基础上实现功能集成，在降低成本的同时还能提高用户的使用体验。
在一些实施例中，第一处理模块420、还可以用于：
将光强度值转化为电信号；
基于电信号对可调光谱滤光组件施加电压；
基于电压，减小光谱透过率。
本申请实施例中的控制装置可以是电子设备，也可以是电子设备中的部件，例如集成电路或芯片。该电子设备可以是终端，也可以为除终端之外的其他设备。示例性的，电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、移动上网装置(Mobile Internet Device，MID)、增强现实(augmented reality，AR)/虚拟现实(virtualreality，VR)设备、机器人、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personalcomputer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，还可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personalcomputer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的控制装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为IOS操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的控制装置能够实现图3的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
下面描述根据本申请实施例的电子设备。
该电子设备，包括：壳体和如上所述的摄像模组。
其中，摄像模组设置于壳体，用于执行如上所述的控制方法。
根据本申请实施例的电子设备，通过在图像传感器之上设置可调光谱滤光组件，使可调光谱滤光组件能够基于摄像模组所处的环境光强度值，选择性的调节可见光波段透过率以调节进光量，使得在非激光照射环境下保持高透光率以保证高进光量进入图像传感器，以保证较好的成像效果；在激光照射环境下降低透光率以降低进入图像传感器的进光量，从而避免图像传感器被灼伤，以延长摄像模组的使用寿命，以提高用户的使用体验。
本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述控制方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种摄像模组，其特征在于，包括：
镜头；
图像传感器；
可调光谱滤光组件，所述镜头、所述可调光谱滤光组件和所述图像传感器沿所述镜头的光轴顺次设置，所述可调光谱滤光组件的光谱透过率随光强度值的增大而减小。
2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，还包括：光强检测器，用于检测光强度值，所述光强检测器与所述可调光谱滤光组件电连接，所述可调光谱滤光组件用于根据所述光强检测器输出的电信号调节所述可调光谱滤光组件的光谱透过率。
3.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述可调光谱滤光组件包括：
电极；
控制器，所述控制器分别与所述光强检测器和所述电极电连接，用于根据所述光强检测器输出的所述电信号调节所述电极的电压；
电致可调光谱滤光片，所述图像传感器设置于所述电致可调光谱滤光片背离所述镜头的一面，所述电极与所述电致可调光谱滤光片电连接，所述电致可调光谱滤光片的光谱透过率随所述电极的电压的变化而变化。
4.根据权利要求3所述的摄像模组，其特征在于，所述电极为透明电极。
5.根据权利要求3所述的摄像模组，其特征在于，所述电极设置于所述电致可调光谱滤光片靠近所述镜头的一面。
6.根据权利要求1-5任一项所述的摄像模组，其特征在于，所述图像传感器包括：
微透镜；
颜色滤光片；
光电二极管，所述微透镜、所述颜色滤光片和所述光电二极管沿所述镜头的光轴顺次设置。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
壳体；
如权利要求1-6中任一项所述的摄像模组，所述摄像模组设置于所述壳体。
8.一种控制方法，其特征在于，应用于如权利要求7所述的电子设备，所述方法包括：
获取光强度值；
在所述光强度值大于目标阈值的情况下，减小可调光谱滤光组件的光谱透过率。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述摄像模组为权利要求3所述的摄像模组，所述减小可调光谱滤光组件的光谱透过率，包括：
将所述光强度值转化为电信号；
基于所述电信号对所述可调光谱滤光组件施加电压；
基于所述电压，减小所述光谱透过率。
10.一种控制装置，其特征在于，应用于如权利要求7所述的电子设备，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取光强度值；
第一处理模块，用于在所述光强度值大于目标阈值的情况下，减小可调光谱滤光组件的光谱透过率。
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