CN116195266A - 光学装置 - Google Patents

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CN116195266A CN202080103840.4A CN202080103840A CN116195266A CN 116195266 A CN116195266 A CN 116195266A CN 202080103840 A CN202080103840 A CN 202080103840A CN 116195266 A CN116195266 A CN 116195266A
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Abstract

提供了一种光学装置，所述光学装置(10)包括：透镜系统(12)；图像传感器(13)，用于接收通过所述透镜系统(12)的光，其中，所述图像传感器(13)是像素间距可变的合并型图像传感器；以及强度控制器(11)，用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度，以根据图像传感器(13)的像素间距改变进入透镜系统(12)的光的强度分布。

Description

光学装置
技术领域
本发明涉及一种用于减轻莫尔效应的方法、能够实现该方法的光学装置和具有该光学装置的设备。例如，该设备可以是手机、智能手机、平板电脑、个人计算机、数字静物摄像机、数字摄像机、监控摄像机等。
背景技术
制造技术的最新发展提高了安装在手机、智能手机、平板电脑、个人计算机、数字静物摄像机、数字摄像机或监控摄像机等设备上的图像传感器中的像素数量。
在某些情况下，像素数量的增加会导致图像传感器的像素间距减小，因为可以安装在设备中的图像传感器的尺寸是有限的。图像传感器的像素间距减小可能会降低光接收灵敏度。在这方面，像素间距可变的合并型传感器近来引发了关注，因其能够提高光接收灵敏度。
合并型传感器的特征在于，将来自相邻像素的像素信号组合成一个结果信号，以虚拟地将相邻的多个像素组合成一个像素。例如，目前有水平合并型传感器、垂直合并型传感器和全合并型传感器。水平合并型和垂直合并型传感器可以虚拟地组合分别排列在行方向和列方向上的一对相邻像素，并使其像素间距翻倍。此外，全合并型传感器可以虚拟地组合二维排列的相邻N×N像素，并将像素间距增加N倍，其中，N设置为等于或大于2。例如，将像素间距增加2倍的合并操作可以称为“2×2合并”。
但是，像素间距的增加可能会导致在生成的图像中出现莫尔效应，因为当捕获对象的空间频率大于与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率时，莫尔效应会变得明显。虽然一些传统的摄像机配备了光学低通滤波器(optical low pass filter，OLPF)以减轻莫尔效应，但由于传统的OLPF的截止频率是固定的，当图像传感器的像素间距改变时，莫尔效应并没有有效地减轻。
发明内容
实施例提供了一种光学装置、一种减轻莫尔效应的方法和具有该光学装置的设备。该设备可以是手机、智能手机、平板电脑、个人计算机、数字静物摄像机、数字摄像机、监控摄像机等。
本实施例的第一方面提供了一种光学装置。在第一方面的第一种可能的实现形式中，所述光学装置包括：透镜系统；图像传感器，用于接收通过所述透镜系统的光，其中，所述图像传感器是像素间距可变的合并型图像传感器；以及强度控制器，用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度，以根据图像传感器的像素间距改变进入透镜系统的光的强度分布。
根据第一方面的第一种可能的实现形式，进入透镜系统的光的强度分布可以根据图像传感器的像素间距改变，从而在与图像传感器的像素间距相关的目标空间频率下充分降低光学装置的调制传递函数(modulation transfer function，MTF)曲线。
例如，目标空间频率可以是与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率。在对应的目标空间频率下充分降低MTF曲线可以减轻出现在根据来自图像传感器的输出信号生成的图像上的莫尔效应。
在第一方面的第一种可能的实现形式中，即使图像传感器的像素间距被改变，通过形成提供与图像传感器的当前像素间距相关的合适MTF曲线的强度分布，也可以有效地减轻莫尔效应。
第一方面的第二种可能的实现形式提供：根据第一方面的第一种可能的实现形式的光学装置，其中，所述至少一个缩小区域用于使所述光学装置的MTF曲线在与所述图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率附近充分降低。
当捕获空间频率大于与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率的对象时，莫尔效应变得明显。在第一方面的第二种可能的实现形式中，通过应用适当的强度分布，可以控制光学装置的MTF曲线在与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率附近充分降低，如此一来，即使图像传感器的像素间距发生变化，也能有效地减轻莫尔效应。
可选地，强度控制器可以是用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度的强度控制掩模。强度控制掩模可以是具有强度控制器特征的膜、面板、片材等。
在一些示例性实施例中，强度控制掩模可以是电致变色器件、液晶器件等。这些是可用作强度控制掩模的示例性元件，并且需要说明的是，在此，这种示例性列举并不旨在限制。
电致变色器件可以是使用Ta2O5和ZrO2等固体无机材料或有机材料作为电解质的固态电致变色器件，或者使用液体凝胶作为电解质的层压电致变色器件。电致变色器件可用于通过施加电压来控制光学性质，例如折射、吸收和反射率。
如果电致变色器件用作强度控制掩模，则电致变色器件控制其目标区域的吸收，以降低通过目标区域的光的强度。在本文中，这样的目标区域被称为缩小区域。通过至少一个缩小区域的光的吸收可以形成适当的光强度分布，以降低MTF曲线，进而减轻生成图像中的莫尔效应。
类似地，即使在使用液晶器件作为强度控制掩模的另一种情况下，强度分布也会改变，并且可以通过在目标频率附近降低MTF曲线来减轻莫尔效应。本发明不限于这些示例性情况，并且其它修改示例也适用。
第一方面的第三种可能的实现形式提供：根据第一方面的第二种可能的实现形式的光学装置，其中，所述强度控制掩模以所述透镜系统的光轴为中心划分为多个环形区域，并且每个环形区域和最内部环形区域内的区域可以是具有低透光率的缩小区域或具有高透光率的非缩小区域。
在第一方面的第三种可能的实现形式中，每个缩小区域具有以透镜系统的光轴为中心的轴对称形状，通过控制施加于环形区域的至少一部分和/或最内部环形区域内的区域的电压，可以实现各种圆形条纹图案。可以通过根据图像传感器的像素间距在强度控制掩模上的圆形条纹图案之间切换，来精细控制光学装置的MTF曲线充分降低时的目标频率。
本实施例的第二方面提供了一种减轻莫尔效应的方法。在第二方面的第一种可能的实现形式中，所述方法包括：通过强度控制器降低通过所述强度控制器的至少一个缩小区域的光的强度，以根据作为像素间距可变的合并型图像传感器的图像传感器的像素间距来改变进入所述镜头系统的光的强度分布；以及由所述图像传感器接收，通过透镜系统的光。
根据第二方面的第一种可能的实现形式，进入透镜系统的光的强度分布可以根据图像传感器的像素间距改变，从而在与图像传感器的像素间距相关的目标空间频率下充分降低光学装置的MTF曲线。
例如，目标空间频率可以是与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率。在对应的目标空间频率下充分降低MTF曲线可以减轻出现在根据来自图像传感器的输出信号生成的图像上的莫尔效应。
在第二方面的第一种可能的实现形式中，即使图像传感器的像素间距被改变，通过形成提供与图像传感器的当前像素间距相关的合适MTF曲线的强度分布，也可以有效地减轻莫尔效应。
第二方面的第二种可能的实现形式提供：根据第二方面的第一种可能的实现形式的方法，确定所述至少一个缩小区域，使得包括所述强度控制器和所述透镜系统的光学装置的MTF曲线在与所述图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率附近降低。
如上所述，当捕获空间频率大于与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率的对象时，莫尔效应变得明显。在第二方面的第二种可能的实现形式中，通过应用适当的强度分布，可以控制光学装置的MTF曲线在与图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率附近充分降低，如此一来，即使图像传感器的像素间距发生变化，也能有效地减轻莫尔效应。
可选地，强度控制器可以是用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度的强度控制掩模。强度控制掩模可以是具有强度控制器特征的膜、面板、片材等。
在一些示例性实施例中，强度控制掩模可以是电致变色器件、液晶器件等。这些是可用作强度控制掩模的示例性元件，并且需要说明的是，在此，这种示例性列举并不旨在限制。
电致变色器件可以是使用Ta2O5和ZrO2等固体无机材料或有机材料作为电解质的固态电致变色器件，或者使用液体凝胶作为电解质的层压电致变色器件。电致变色器件可用于通过施加电压来控制光学性质，例如折射、吸收和反射率。
如果电致变色器件用作强度控制掩模，则电致变色器件控制其目标区域的吸收，以降低通过目标区域的光的强度。在本文中，这样的目标区域被称为缩小区域。通过至少一个缩小区域的光的吸收可以形成适当的光强度分布，以降低MTF曲线，进而减轻生成图像中的莫尔效应。
类似地，即使在使用液晶器件作为强度控制掩模的另一种情况下，强度分布也会改变，并且可以通过在目标频率附近降低MTF曲线来减轻莫尔效应。本发明不限于这些示例性情况，并且其它修改示例也适用。
第二方面的第三种可能的实现形式提供：根据第二方面的第二种可能的实现形式的方法，其中，所述强度控制掩模以所述透镜系统的光轴为中心划分为多个环形区域，并且每个环形区域和最内部环形区域内的区域可以是具有低透光率的缩小区域或具有高透光率的非缩小区域。
在第一方面的第三种可能的实现形式中，每个缩小区域具有以透镜系统的光轴为中心的轴对称形状，通过控制施加于环形区域的至少一部分和/或最内部环形区域内的区域的电压，可以实现各种圆形条纹图案。可以通过根据图像传感器的像素间距在强度控制掩模上的圆形条纹图案之间切换，来精细控制光学装置的MTF曲线充分降低时的目标频率。
本实施例的第三方面提供了一种设备，包括：根据第一方面的第一种至第三种可能的实现形式中任一种所述的光学装置；以及处理器，用于根据来自所述图像传感器的输出信号生成图像，以将所述图像存储在存储器中。
本实施例的第四方面提供了一种程序，所述程序使计算机执行根据第二方面的第一种至第三种可能的实现形式中任一种所述的方法。本实施例的第五方面提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，存储使计算机执行根据第二方面的第一种至第三种可能的实现形式中任一种所述的方法的程序。
附图说明
图1是用于描述根据本发明的实施例提供的设备和设备中的光学装置的配置的示意性方框图。
图2是用于描述根据本发明的实施例提供的光学装置中强度分布(intensitydistribution，ID)控制器和透镜组的布置的示意图。
图3是用于描述根据本发明的实施例提供的ID控制器的可控制区域的示意图。
图4示出了根据本发明的实施例提供的ID控制器的缩小区域的第一个示例。
图5示出了根据本发明的实施例提供的ID控制器的缩小区域的第二个示例。
图6示出了根据本发明的实施例提供的ID控制器的缩小区域的第三个示例。
图7示出了根据本发明的实施例提供的ID控制器的缩小区域的第四个示例。
图8示出了根据本发明的实施例提供的ID控制器的缩小区域的第五个示例。
图9示出了根据本发明的实施例提供的ID控制器的缩小区域的第六个示例。
图10示出了根据本发明的实施例提供的光学装置的调制传递函数(modulationtransfer function，MTF)曲线的第一个示例。
图11示出了根据本发明的实施例提供的光学装置的MTF曲线的第二个示例。
图12示出了用于描述根据本发明的实施例提供的设备实现的方法的流程图。
图13A示出了ID控制器的缩小区域的第一个优选配置。
图13B示出了对应于缩小区域的第一个优选配置的MTF曲线。
图14A示出了ID控制器的缩小区域的第二个优选配置。
图14B示出了对应于缩小区域的第二个优选配置的MTF曲线。
图15A示出了ID控制器的缩小区域的第三个优选配置。
图15B示出了对应于缩小区域的第三个优选配置的MTF曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对实施例的技术方案进行描述。应当理解，下文描述的实施例不代表所有实施例，仅仅是与本发明相关的一些实施例。应当注意，本领域技术人员在不付出创造性劳动性的前提下，可以根据下文描述的实施例推导的其它实施例在本发明保护范围内。
以下实施例涉及一种用于减轻莫尔效应的方法、能够实现该方法的光学装置和具有该光学装置的设备。本实施例可以适用于手机、智能手机、平板电脑、个人计算机、数字静物摄像机、数字摄像机、监控摄像机等各种设备。
(光学装置和设备的示例性配置)下文结合图1描述根据本发明的实施例提供的光学装置和设备的配置。
图1是用于描述根据本发明的实施例提供的设备和设备中的光学装置的配置的示意性方框图。图1中所示的设备10是根据本发明的实施例提供的设备的示例。
如图1所示，设备10包括强度分布(intensity distribution，ID)控制器11、透镜系统12、图像传感器13、处理器14和存储器15。可选地，设备10还可以包括至少一个专用控制器，用于控制ID控制器11和/或图像传感器13的操作。
ID控制器11、透镜系统12和图像传感器13可以形成根据本发明的实施例提供的光学装置。例如，ID控制器11可以作为强度控制掩模操作，用于改变进入透镜系统12的光的强度分布。强度控制掩模可以是电致变色(electrochromic，EC)器件、液晶(liquid crystal，LC)器件等。这些是可用作强度控制掩模的示例性元件，并且需要说明的是，在此，这种示例性列举并不旨在限制。
透镜系统12包括至少一个透镜组、光阑(光圈)和包括红外线(infrared ray，IR)截止滤光片等的光学滤光片。例如，透镜系统12可以具有图2所示的结构。图2是用于描述根据本发明的实施例提供的光学装置中WF控制器和透镜组的布置的示意图。
在图2的示例中，透镜系统12包括光阑ST和透镜L1至L7，WF控制器11位于透镜系统12的物体侧。在图2中，Z方向与透镜系统12的光轴AX对应，WF控制器11的表面垂直于Z方向并与X-Y平面对应。图2中的OP1和OP2表示相对于光轴AX对称的光路。
图像传感器13可以是电荷耦合器件(charge coupled device，CCD)图像传感器、互补型金属氧化物半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)图像传感器等。图像传感器13是像素间距可变的合并型图像传感器。此外，图像传感器13用于接收通过透镜系统12的光。
处理器14用于根据来自图像传感器13的输出信号生成图像，并将图像存储在存储器15中。例如，处理器14可以是中央处理单元(central processing unit，CPU)、现场可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)、专用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)、图形处理单元(graphics processing unit，GPU)等。
存储器15可以是只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(randomaccess memory，RAM)、闪存、硬盘驱动器(hard disk drive，HDD)、固态驱动器(solidstate drive，SSD)、便携式存储介质等。此外，存储器15可以存储程序，以使处理器14执行用于控制ID控制器11、透镜系统12和图像传感器13中的至少一个的操作。该程序可以通过数据携带方式(例如非瞬时性计算机可读存储介质、局域网和/或广域网等)提供给设备10。
在本发明的实施例中，ID控制器11用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度，以根据图像传感器13的像素间距改变进入透镜系统12的光的强度分布。
在一些示例性实施例中，ID控制器11可以是电致变色(electrochromic，EC)器件、液晶(liquid crystal，LC)器件等。这些是可用作强度控制掩模的示例性元件，并且需要说明的是，在此，这种示例性列举并不旨在限制。
EC器件可以是使用Ta2O5和ZrO2等固体无机材料或有机材料作为电解质的固态电致变色器件，或者使用液体凝胶作为电解质的层压电致变色器件。EC器件可用于通过施加电压来控制光学性质，例如折射、吸收和反射率。
如果EC器件用作ID控制器11，则EC器件控制其目标区域的吸收，以降低通过目标区域的光的强度。这样的目标区域就是上面提到的缩小区域。通过至少一个缩小区域的光的吸收可以形成适当的光强度分布，以降低MTF曲线，进而减轻生成图像中的莫尔效应。
类似地，即使在使用LC器件作为ID控制器11的另一种情况下，强度分布也会改变，并且可以通过在目标频率附近降低MTF曲线来减轻莫尔效应。本发明不限于这些示例性情况，并且其它修改示例也适用。
通常，当捕获空间频率大于与用于捕获的图像传感器的像素间距对应的奈奎斯特频率的对象时，莫尔效应变得明显。
在本公开的实施例中，进入透镜系统12的光的强度分布可以改变为适当的强度分布，用于在对应于图像传感器13的当前像素间距的奈奎斯特频率附近充分降低光学装置的MTF曲线。这可能会减轻生成图像上出现的莫尔效应。此外，由于根据图像传感器13的像素间距选择至少一个合适的缩小区域，因此即使考虑到像素间距通过合并操作改变，也可以减轻莫尔效应。
(用于控制变形区域形状的方法)下面结合图3描述用于控制缩小区域形状的方法。图3是用于描述根据本发明的实施例提供的ID控制器的可控制区域的示意图。图3仅示出了本实施例的示例性情况之一，并且需要说明的是，本发明不限于这些示例性情况，其它修改示例也适用。
如图3所示，ID控制器11可以被划分为以透镜系统12的光轴AX为中心的环形区域A2至A5，以及最内部的环形区域A2内的区域A1。可选地，ID控制器11中划分区域的数量可以等于或大于6，或等于或小于4。
区域A1至A5中的每一个可以是缩小区域或非缩小区域(例如透明区域)。例如，ID控制器11的施加了预定电压的区域用作缩小区域，ID控制器11的另一个未施加电压的区域用作非缩小区域。通过缩小区域的光的强度降低，而通过非缩小区域的光的强度保持不变。
在图3的示例中，每个划分区域具有以透镜系统12的光轴为中心的轴对称形状。在这种情况下，可以通过控制施加于环形区域的至少一部分和/或最内部环形区域内的区域的电压来实现各种圆形条纹图案，如图4至图9所示。图4至9示出了根据本发明的实施例提供的ID控制器的至少一个缩小区域形成的示例性图案。
图4的示例表示区域A2-A5被设置为缩小区域，其余区域A1被设置为非缩小区域。在该例子中，通过区域A2-A5的光的强度降低。在这里，区域A1至A5的配置通过使用诸如(y1、y2、y3、y4、y5)的向量表示，其中y1至y5分别表示区域A1至A5的状态，并且y1、y2、y3、y4和y5中的每一个，如果是缩小区域，则为0，如果是非缩小区域，则为1。
图4的示例表示区域A2-A5被设置为缩小区域，其余区域A1被设置为非缩小区域。在该示例中，区域A1至A5的状态由(0、1、1、1、1)表示，并且通过区域A2-A5的光以与缩小区域的预定透光率相关的特定速率被吸收。
可选地，可以确定每个缩小区域的透光率(或吸收系数)，以便在与合并类型(例如2x2合并、4x4合并等)相关联的目标空间频率下充分降低MTF曲线。在这方面，由于使MTF曲线足够低的频率取决于缩小区域的形状，因此优选考虑缩小区域的形状来确定透光率，使得MTF曲线在目标频率下足够低。为了简化说明，下面以透光率设置为给定值的示例进行描述。
图5的示例表示区域A1、A3-A5被设置为缩小区域，其余区域A2被设置为非缩小区域。在该示例中，区域A1至A5的状态由(1、0、1、1、1)表示，并且通过区域A1、A3-A5的光以特定速率被吸收。
图6的示例表示区域A1-A2和A4-A5被设置为缩小区域，其余区域A3被设置为非缩小区域。在该示例中，区域A1至A5的状态由(1、1、0、1、1)表示，并且通过区域A1-A2和A4-A5的光以特定速率被吸收。
图7的示例表示区域A1和A4-A5被设置为缩小区域，其余区域A2-A3被设置为非缩小区域。在该示例中，区域A1至A5的状态由(1、0、0、1、1)表示，并且通过区域A1和A4-A5的光以特定速率被吸收。
图8的示例表示区域A2和A4被设置为缩小区域，其余区域A1、A3和A5被设置为非缩小区域。在该示例中，区域A1至A5的状态由(0、1、0、1、0)表示，并且通过区域A2和A4的光以特定速率被吸收。
图9的示例表示区域A1、A3和A5被设置为缩小区域，其余区域A2和A4被设置为非缩小区域。在该示例中，区域A1至A5的状态由(1、0、1、0、1)表示，并且通过区域A1、A3和A5的光以特定速率被吸收。
如上所述，通过改变区域A1至A5之间的缩小区域或非缩小区域中设置的区域的组合，实现由ID控制器11的缩小区域和非缩小区域形成的各种图案。可以根据由缩小区域和非缩小区域形成的图案而改变光学装置的MTF曲线。因此，设备10可以精细地控制光学装置的MTF特性。
例如，处理器14可以控制ID控制器11形成对应于(1、1、0、1、1)的图案。在这种情况下，光学装置的MTF曲线如图10中所示。图10示出了根据本发明的实施例提供的光学装置的MTF曲线的第一个示例。
在图10中，水平轴表示图像传感器13的空间频率(周期/毫米)，垂直轴表示调制的幅度。此外，在(1、1、0、1、1)的情况下，实线曲线表示MTF曲线，虚线点曲线表示对应于ID控制器11在通过其中之前和之后保持光的强度分布的条件的参考电平。
图10对实体曲线和虚线点曲线进行了比较，发现在(1、1、0、1、1)的情况下，MTF曲线在水平轴上的大约200处充分降低，此处是当图像传感器13的像素间距为2×2合并情况下的像素间距时的奈奎斯特频率。这减轻了当图像传感器13的像素间距是2×2合并情况下的像素间距时的莫尔效应。
同样地，处理器14可以控制ID控制器11以形成对应于(1、0、1、0、1)的图案。在这种情况下，光学装置的MTF曲线如图11中所示。图11示出了根据本发明的实施例提供的光学装置的MTF曲线的第二个示例。
在图11中，水平轴表示图像传感器13的空间频率(周期/毫米)，垂直轴表示调制的幅度。此外，在(1、0、1、0、1)的情况下，实线曲线表示MTF曲线，虚线点曲线表示对应于ID控制器11在通过其中之前和之后保持光的强度分布的条件的参考电平。
图11对实体曲线和虚线点曲线进行了比较，发现在(1、0、1、0、1)的情况下，MTF曲线在水平轴上的大约200处充分降低，此处是当图像传感器13的像素间距为2×2合并情况下的像素间距时的奈奎斯特频率。此外，MTF曲线在水平轴上的大约100处充分降低，此处是当图像传感器13的像素间距为4×4合并情况下的像素间距时的奈奎斯特频率。这减轻了当图像传感器13的像素间距是2×2合并和4×4合并情况下的像素间距时的莫尔效应。
(装置的操作)下面参照图12描述设备10的操作。图12示出了用于描述根据本发明的实施例提供的设备实现的方法的流程图。
在步骤S101中，ID控制器11改变通过ID控制器11的光的强度分布。具体来说，ID控制器11用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度，以根据图像传感器13的像素间距改变进入透镜系统12的光的强度分布。如上所述，图像传感器13是像素间距可变的合并型图像传感器。
在步骤S102中，图像传感器13接收已经通过透镜系统12的光。
在步骤S103中，处理器14根据来自图像传感器13的输出信号生成图像。
在步骤S104中，处理器14确定是否要对图像传感器13执行合并操作。
例如，处理器14可以确定是否接收到执行合并操作的指令。如果处理器14接收到执行合并操作的指令，则处理进行到步骤S105。如果处理器14没有接收到执行合并操作的指令，则处理进行到步骤S101。
在步骤S105中，处理器14控制图像传感器13改变其像素间距。
例如，当处理器14接收到执行2×2合并的指令时，处理器14控制图像传感器13将相邻4个像素的每个集合组合成一个虚拟组合的像素，以改变像素间距。此外，当处理器14接收到执行4×4合并的指令时，处理器14控制图像传感器13将相邻16个像素的每个集合组合成一个虚拟组合的像素，以改变像素间距。
在步骤S106中，处理器14改变ID控制器11的缩小区域的图案。
例如，当图像传感器13的像素间距是2x2合并的情况下，处理器14控制ID控制器11以设置适于改变的像素间距的缩小图案，例如(1、1、0、1、1)。此外，当图像传感器13的像素间距是4x4合并的情况下，处理器14控制WF控制器11以设置适于改变的像素间距的变形图案，例如(1、0、1、0、1)。
在步骤S106的处理完成后，处理进行到步骤S101。
根据图12所示的方法，进入透镜系统12的光的强度分布可以根据图像传感器13的像素间距被优化，从而在与当前像素间距相关的奈奎斯特频率下充分降低光学装置的MTF曲线。在奈奎斯特频率下降低MTF曲线可能会减轻生成图像上出现的莫尔效应。因此，即使图像传感器13的像素间距通过合并操作改变，也可以有效地减轻莫尔效应。
(缩小区域的优选配置)下面参考图13A至15B描述ID控制器11的缩小区域的一些优选配置及其性能。在这种情况下，ID控制器11被分成十个环形区域，每个环形区域具有预定的宽度，并且可在透明状态和缩小状态之间切换。
图13A示出了ID控制器11的缩小区域的第一个优选配置。在图13A中，白色部分表示入射到ID控制器11中的光可以通过的透明区域，黑色部分表示缩小区域。图13A所示的配置用(0、1、1、0、1、1、0、1、1、1)表示。在这种情况下，根据我们的计算机模拟，图13A情况下的MTF曲线成为图13B的实线。图13B示出了对应于缩小区域的第一个优选配置的MTF曲线。在图13B中，虚线表示ID控制器11的所有区域被设置为透明状态的情况下的MTF曲线。
图13B对实线和虚线进行了比较，发现在(0、1、1、0、1、1、0、1、1、1)的情况下，MTF曲线在水平轴上的大约200处充分降低，此处是当图像传感器13的像素间距为2×2合并情况下的像素间距时的奈奎斯特频率。这至少在2x2合并的情况下有效地减轻了莫尔效应。
图14A示出了ID控制器11的缩小区域的第二个优选配置。在图14A中，白色部分表示入射到ID控制器11中的光可以通过的透明区域，黑色部分表示缩小区域。图14A所示的配置用(1、0、1、1、0、0、1、0、0、0)表示。在这种情况下，根据我们的计算机模拟，图14A情况下的MTF曲线成为图14B的实线。图14B示出了对应于缩小区域的第二个优选配置的MTF曲线。在图14B中，虚线表示ID控制器11的所有区域被设置为透明状态的情况下的MTF曲线。
图14B对实线和虚线进行了比较，发现在(1、0、1、1、0、0、1、0、0、0)的情况下，MTF曲线在水平轴上的大约200处充分降低，此处是当图像传感器13的像素间距为2×2合并情况下的像素间距时的奈奎斯特频率。这至少在2x2合并的情况下有效地减轻了莫尔效应。
图15A示出了ID控制器11的缩小区域的第三个优选配置。在图15A中，白色部分表示入射到ID控制器11中的光可以通过的透明区域，黑色部分表示缩小区域。图15A所示的配置用(1、0、0、1、0、0、1、0、0、0)表示。在这种情况下，根据我们的计算机模拟，图15A情况下的MTF曲线成为图15B的实线。图15B示出了对应于缩小区域的第三个优选配置的MTF曲线。在图15B中，虚线表示ID控制器11的所有区域被设置为透明状态的情况下的MTF曲线。
图15B对实线和虚线进行了比较，发现在(1、0、0、1、0、0、1、0、0、0)的情况下，MTF曲线在水平轴上的大约200处充分降低，此处是当图像传感器13的像素间距为2×2合并情况下的像素间距时的奈奎斯特频率。这至少在2x2合并的情况下有效地减轻了莫尔效应。
以上公开内容仅公开了示例性实施例，并不旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员应理解，上述实施例以及可以根据本发明权利要求的范围推导的所有或部分其它实施例和修改均在本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种光学装置，包括：
透镜系统；
图像传感器，用于接收通过所述透镜系统的光，其中，所述图像传感器是像素间距可变的合并型图像传感器；
强度控制器，用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度，以根据图像传感器的像素间距改变进入透镜系统的光的强度分布。
2.根据权利要求1所述的光学装置，其中，
所述至少一个缩小区域用于使得所述光学装置的调制传递函数(modulationtransfer function，MTF)曲线在对应于所述图像传感器的像素间距的奈奎斯特频率附近充分降低。
3.根据权利要求1或2所述的光学装置，其中，
所述强度控制器是用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度的强度控制掩模。
4.根据权利要求3所述的光学装置，其中，
所述强度控制掩模是电致变色器件或液晶延迟器。
5.根据权利要求3或4所述的光学装置，其中，
所述强度控制掩模被划分为以所述透镜系统的光轴为中心的多个环形区域，每个环形区域可以是低透光率的缩小区域或高透光率的非缩小区域。
6.一种用于减轻莫尔效应的方法，包括：
通过强度控制器降低通过所述强度控制器的至少一个缩小区域的光的强度，以根据作为像素间距可变的合并型图像传感器的图像传感器的像素间距来改变进入所述镜头系统的光的强度分布；
所述图像传感器接收通过所述透镜系统的光。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，
所述至少一个缩小区域被确定下来以使得光学装置(包括所述强度控制器和所述透镜系统)的调制传递函数(modulation transfer function，MTF)曲线在对应于所述图像传感器的像素间距的奈奎斯特频率附近充分降低。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，
所述强度控制器是用于降低通过其至少一个缩小区域的光的强度的强度控制掩模。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，
所述强度控制掩模是电致变色器件或液晶延迟器。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中，
所述强度控制掩模被划分为以透镜系统的光轴为中心的多个环形区域，每个环形区域可以是低透光率的缩小区域或高透光率的非缩小区域。
11.一种设备，包括：
根据权利要求1至5中任一项所述的光学装置；
处理器，用于根据来自所述图像传感器的输出信号生成图像，以将所述图像存储在存储器中。
12.一种非瞬时性计算机可读存储介质，用于存储使计算机执行根据权利要求6至10中任一项所述的方法的程序。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4928081B2 (ja) * 2005-02-03 2012-05-09 オリンパス株式会社 顕微鏡用撮像装置、記録制御方法、および記録制御プログラム
JP5558001B2 (ja) * 2005-11-09 2014-07-23 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 減衰フィルタを均質化する機能を持つ表示デバイス
US7830569B2 (en) * 2006-03-31 2010-11-09 Eastman Kodak Company Multilevel halftone screen and sets thereof
US20090175530A1 (en) * 2007-11-12 2009-07-09 Fredrik Sjostrom Methods and apparatuses for detecting pattern errors
KR101811637B1 (ko) * 2011-05-02 2017-12-26 삼성전자주식회사 선택적인 픽셀 비닝 장치 및 방법
CN103685992B (zh) * 2013-12-31 2018-10-16 上海集成电路研发中心有限公司 生成高动态范围图像的方法及图像传感器

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