CN1938632A

CN1938632A - 采用变焦透镜的图像传感器中的重像消除

Info

Publication number: CN1938632A
Application number: CNA2005800106541A
Authority: CN
Inventors: B·H·W·亨德里克斯; M·A·J·范阿斯; S·凯帕
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: WO2005096070A1; JP2007531051A; GB0407492D0; EP1735654A1; US20070217021A1; CN100478735C

Abstract

在包括电润湿型变焦透镜的图像传感器中，提供用于减少或基本上消除重像出现的装置。上述类型的变焦透镜包括：外壳(5)，其中提供有第一流体(A)和轴向位移的第二流体(B)，这两种流体(A，B)是不可混溶的，相接触于弯月面(14)上并具有不同的折射率。提供第一和第二电极(2，12)，并且根据第一和第二电极(2，12)间电压的施加，弯月面(14)的形状是可控制的。准备各种减少或基本上消除重像出现的方法，包括改变外壳(5)的内壁和/或外壁的光学特性，以降低其反射性，在图像传感器提供装置来截取重像和合适选择形成外壳(5)的材料或材料组合。

Description

采用变焦透镜的图像传感器中的重像消除

技术领域

本发明涉及变焦透镜中的重像消除，并且更特别地涉及包含第一流体和第二流体的类型的变焦透镜中的重像减少/消除，其中这些流体是不可混溶的、具有不同的折射率且相接触于弯月面(meniscus)上，其中能够选择性地控制所述变焦透镜的透镜功能(lens function)。

背景技术

流体是一种物质，其响应于任何压(受)力而改变其形状，趋向于流动或顺应于其腔(chamber)的外形，并且包括气体、液体和能够流动的固体与液体的混合物。而且，变焦透镜的透镜功能在于其聚焦(会聚或发散)一个或多个光波长的能力。

在摄像机模块中，当在组成透镜组(stack)的表面上出现无意反射时，可以出现所谓的重像，并且这些反射在利用光学系统的其余部件被成像之后可以到达图像传感器，并在图像中产生不需要的假像。这可以发生在例如光学外壳的内表面是反射的情况中。外壳的内表面上的镜面反射会引起部分光束被散射，并且这个散射的辐射随后被光学系统的其余部分会聚到形成主图像的光束侧边的点上，以靠近主图像的外围产生重像。为了克服这一问题，在常规的摄像机模块中，有可能使外壳的内表面是粗糙的，以显著降低其反射性，并因此减少重像的出现。

相同的效果可以发生在包含基于两种流体的变焦透镜诸如所谓的电润湿(electrowetting)透镜的照相机模块中，这样的变焦透镜是一种包括流体腔的变焦透镜，在该流体腔内提供第一流体和轴向位移的第二流体，这两种流体是不可混溶的、相接触于弯月面上并具有不同的折射率。这种电润湿透镜一般还包括第一电极和第二电极，从而弯月面的形状根据第一电极和第二电极之间施加的电压而是可变的。已知其他类型的可变焦透镜，其基于腔，在该腔中提供两种不可混溶的流体，这些流体具有不同的折射率且相接触于弯月面，其中透镜的透镜功能通过改变弯月面的形状和/或位置而可以选择性地进行控制，如对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。下文中将详细描述这种变焦透镜的具体示例性实施例。

在流体腔是透明的情况中，由于流体腔或外壳的外边界上反射的结果，可以引起重像发生。这是因为流体和外壳之间的折射率差与外壳和周围介质之间的折射率变化相比是相对小的事实。在已知的配置中，流体腔可以包括具有透明电极和涂层的透明玻璃圆柱体，这种配置对重像非常敏感，特别是在圆柱体的外部与空气相接触时，导致了上文提到的显著的折射率阶梯(step)。

如果流体腔是由例如金属制成，则其内壁一般是高度反射的，这导致重像的发生，如上所述并且如图1所示，其显示了具有透镜组的成像系统，该透镜组包括电润湿透镜配置，包括：流体腔5，在该流体腔内提供有第一流体A和第二流体B，第一和第二流体A、B是不可混溶的、相接触于弯月面14上并具有不同的折射率。提供第一和第二电极(未示出)，并且弯月面14的形状可根据第一和第二电极之间电压的施加来控制。

光束100穿过透镜组到达电润湿透镜，并且至少部分的入射光束100被流体腔5的反射性内表面朝向光学系统的其余部分进行反射，并且再从那反射到图像表面102。但是，由于流体腔5的内壁上的镜面反射，入射光100的一部分200被散射，并随后被会聚到图像表面102上的另一点，从而在主图像的外围产生重像。这在外壳5是由抛光金属制成的情况中是一个特别问题，由于成像模块对于重像的发生非常敏感。

这显然是不希望的，但在常规的摄像机模块中通过使流体腔5的内表面粗糙是不可能解决这一问题的，因为弯月面14的边缘需要平滑的表面，以获得均匀成形的弯月面。

发明内容

本发明的目的是提供减少或基本上消除包括第一流体和第二流体的类型的变焦透镜中重像出现的方法，这些流体是不可混溶的、具有不同的折射率并且相接触于弯月面上，其中变焦透镜的透镜功能可以通过改变弯月面的形状和/或位置来选择性地进行控制。本发明的目的也是提供其中减少或基本上消除重像出现的这种类型的变焦透镜、包括这种变焦透镜的图像传感器、包括这种图像传感器的图像捕获装置以及包括这种图像捕获装置的便携式电信设备。

根据本发明，提供了减小或基本上消除变焦透镜中重像出现的方法，该变焦透镜包括：外壳，其中提供有第一流体和第二流体，这些流体是不可混溶的、相接触于弯月面上并具有不同的折射率，所述弯月面的形状和/或位置是可变的，以便选择性地控制所述变焦透镜的透镜功能，在操作过程中所述外壳的部分内壁可与所述弯月面相接触，所述内壁部分基本上是平滑的，该方法包括配置或改变至少所述外壳的壁的一部分的光学特性，从而至少降低其反射性。

根据本发明，还提供一种变焦透镜，其包括：外壳，其中提供有第一流体和第二流体，这些流体是不可混溶的、相接触于弯月面上并具有不同的折射率，所述弯月面的形状和/或位置是可变的，以便选择性地控制所述变焦透镜的透镜功能，在操作期间所述外壳的一部分内壁可与所述弯月面相接触，所述内壁部分基本上是平滑的，其中至少所述外壳的壁的一部分的光学特性被配置或改变，从而至少降低其反射性，并由此在操作期间降低或基本上消除重像的出现。

外壳的内壁和/或外壁的光学特性、和/或外壳的壁的厚度可以被配置或改变，以便至少降低其反射性。

本发明还延伸至具有变焦透镜的图像传感器，该变焦透镜包括：外壳，其中提供有第一流体和第二流体，这两种流体是不可混溶的、相接触于弯月面上并具有不同的折射率，所述弯月面的形状和/或位置是可变的，以便选择性地控制所述变焦透镜的透镜功能，该图像传感器还包括用于降低和/或基本上消除所述变焦透镜中重像发生的装置。

在一个示例性实施例中，外壳可以由基本上透明的材料形成，其中至少所述外壳的一部分外表面提供有吸收光涂层或层。至少该外壳的一部分外表面可以在高度散射和/或该外壳的外表面可以与吸收光的外部主体相耦合，例如，外壳可以基本上被封装在由吸收光材料形成的底座中。

在一个示例性实施例中，第二流体可以轴向位移远离第一流体，并且透镜还可以包括第一电极和第二电极，其中弯月面的形状可以根据所述第一电极和所述第二电极之间电压的施加来控制。

在这种情况下，第一电极可以包括涂覆在外壳内壁上的导电涂层，在这种情况下，薄的基本上透明的吸收光的涂层可以提供在外壳的内壁和该电极之间，以便根据本发明的示例性实施例降低或基本上消除重像。

外壳可以由半透明和/或吸收材料制成，或者吸收光材料在它被模制在外壳中之前可以通过外壳材料进行混合。在另一示例性实施例中，外壳的外壁可以被成形，以使至少一些重像不能到达图像传感器。或者，外壳的外壁可以提供有闪烁的(blazed)菲涅尔结构，这可以相对于外壳外壁的特殊成形而节省空间，以防止重像到达图像传感器。

在本发明的图像传感器的情况中，这可以提供光阑(stop)，其被设置和被构成为截取由于外壳引起的光的镜面反射的结果而出现的至少一部分重像。

将理解到，能够采用上述措施的任意组合。

外壳可以由不透明的反射性材料形成，诸如(抛光)金属，其中至少外壳的内壁至少部分地被涂覆绝缘材料，该绝缘材料可以是吸收光的。在另一示例性实施例中，在至少外壳的内壁和其上提供的绝缘层之间提供薄的吸收光层。

外壳内壁即操作中弯月面是接触到的部分的外部的光学特性可以改变(例如，使之粗糙)，以使各向同性散射发生来替代镜面反射。外壳可以由着色金属(即，吸收)形成。例如，铝可以被氧极处理为黑色，并且可以利用其他工艺来着色其他金属，这对于本领域技术人员将是显而易见的。并且，将理解到，能够采用上述措施的任意组合。

最后，在本发明的又一示例性实施例中，外壳可以由吸收光材料制成。

将理解，上述措施不必限制于与圆柱状外壳一起使用，并且可以同样应用于与具有其他形状如圆锥形的外壳一起使用。

在另一示例性实施例中，关于可以应用上述的重像减少/消除措施，透镜可以包括腔，该腔利用至少具有纵向延伸穿过该腔的光轴的侧壁来限定，其中该腔包含相接触于弯月面上的流体，该透镜还包括至少一个泵(pump)，用于改变包含在该腔内的每个流体的相对容积。

在第一特定配置中，弯月面的周边可以由侧壁来约束，并且安排至少一个泵，以便通过改变包含在腔内的每个流体的相对容积，可控地沿光轴改变弯月面的位置。

在替换的特定配置中，弯月面的周边可以固定地位于腔的内表面上，并且配置至少一个泵，以便通过改变包含在腔内的每个流体的相对容积，可控地改变弯月面的形状。

在这种情况下，腔的内表面的可湿性(wettability)最好沿纵向变化，并最好被设置为通过电润湿效应而可控地被改变。

本发明还进一步延伸至包括上面定义的变焦透镜或图像传感器的图像捕获装置，以及包括这种图像捕获装置的便携式电信设备。

本发明的这些及其他方面从本文中所描述的实施例中将是清楚的，并将参考这些实施例进行阐述。

附图说明

现在，将仅通过示例和参照附图来描述本发明的实施例，其中：

图1是包括电润湿型变焦透镜的成像系统的示意性横剖面视图，其中说明重像出现的原理；

图2-4是根据本发明的变焦透镜实施例的第一示例性类型的可调透镜的示意性横剖面视图；

图5A和5B是说明变焦透镜的另一示例性类型的操作原理和利用这样的变焦透镜提供的等效光学功能的示意性横剖面视图；

图6A至6B是说明变焦透镜的又一示例性类型的操作原理和利用这样的变焦透镜提供的等效光学功能的示意横剖面视图；

图7是根据本发明第一示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图8是根据本发明第二示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图9是根据本发明第三示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图10是根据本发明第四示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图11是根据本发明第五示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图12是根据本发明第六示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图13是根据本发明第七示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图14是根据本发明第八示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图15是根据本发明第九示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；

图16是根据本发明第十示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图；以及

图17是根据本发明第十一示例性实施例的图像传感器的示意性横剖面视图。

具体实施方式

首先，将解释如国际专利申请号WO 03/069380中所描述的变焦(或“电润湿”)透镜的操作原理。图2-4示出变焦透镜，其包括：形成毛细管的柱状第一电极2，利用透明的正面元件4和透明的背面元件6进行密封，以形成包含两种流体的流体腔5。电极2可以是施加在管的内壁上的导电涂层。

在这个示例性设计中，两种流体由两种不可混溶的流体以电绝缘的第一流体A(如硅油或烷烃，在此文中还称为“油”)以及极性的和/或导电的第二流体B(如包含盐溶液的水)的形式组成。这两个流体可以被设置为具有相等的密度，以使透镜独立于定向而起作用，即不依赖于这两个流体之间的重力效应。这可以例如通过适当选择第一流体成分来实现；例如，烷烃或硅油可以通过增加分子成分而修改，以增加其密度，从而与盐溶液的密度相匹配。在此示例中，选择这些流体，以使第一流体A具有高于第二流体B的折射率。

第一电极2是内半径一般在1mm和20mm之间的圆柱体。电极2由金属材料形成并被涂覆例如由聚对二甲苯基形成的绝缘层8。绝缘层被涂覆流体接触层10，其降低弯月面与流体腔的圆柱形壁的接触层中的磁滞。当在第一和第二电极之间没有施加电压时，第二流体对于流体接触层的可湿性在弯月面14与流体接触层10相交的两侧面上基本上是相等的。

第二环形电极12被设置在流体腔的一端上，在这个示例中，邻近背面元件。第二电极12利用至少一部分被设置在流体腔中，以使这些电极对第二流体B起作用。两种流体A和B是不可混溶的，以便趋于分为利用弯月面14分隔开的两个流体主体。当在第一和第二电极之间不施加电压时，流体接触层相对于第一流体A具有比第二流体B更高的可湿性。由于电润湿，第二流体B的可湿性根据第一和第二电极之间电压的施加而改变，这趋向于改变在三相线(流体接触层10和流体A、B之间接触的线)处弯月面的接触角。

应注意，在此阶段，如果从第二流体方向看弯月面为凹的，则第一流体和第二流体之间的弯月面称为凹形。如果第一流体被视为透镜，根据前面句子的定义，这个透镜将一般被称为凹形。

参照附图中的图2，当在电极之间施加低电压V₁例如在0V到20V之间时，弯月面采取第一凹形弯月面形状。在此结构中，在流体B中测量的弯月面和流体接触层10之间的初始接触角θ₁例如大约为140°。由于第一流体A的折射率高于第二流体B，由弯月面形成的透镜(在此称为凹凸透镜)在这种结构中具有相对高的负成像能力(power)。

为了减小弯月面形状的凹度，在第一和第二电极间施加较高量值的电压。现在，参照附图的图3，当在这些电极之间施加中间电压V₂(例如，根据绝缘层的厚度，在20V和150V之间)时，弯月面采用第二凹形弯月面形状，具有与图2的弯月面相比增加的曲率半径。在这种结构中，在第一流体A和流体接触层10之间的中间接触角θ₂例如大约是100°。由于第一流体A的折射率比第二流体B的折射率高，在这种结构中弯月面透镜具有相对低的负成像能力。

为了形成凸形弯月面形状，在第一和第二电极之间施加更高量值的电压。现在，参照附图中的图4，当在这些电极之间施加相对高的电压V₃时，如150V到200V，弯月面采取其中弯月面是凸形的弯月面形。在此结构中，第一流体A和流体接触层10之间的最大接触角θ₃例如约为60°。由于第一流体A的折射率高于第二流体B，此结构中的凹凸透镜具有正的成像能力。

图5A表示未公开的欧洲专利申请No.03101328.7中所述类型的可变透镜。该透镜100可以被视为由两个不同元件构成；流体A和B之间的弯月面150形成的透镜功能，和被设置用于改变透镜功能形状的泵110。

如上所述，流体是一种响应于受力而改变其形状的物质，其趋向于流动或顺应于其腔体的外形，并包括气体、液体、蒸汽和能够流动的固液体的混合物。

两种流体A、B基本上是不可混溶的，即这两种流体不混合。两种流体A、B具有不同的折射率。因为这些流体具有不同的折射率，因而利用沿着这两种流体的接触区域形成的弯月面150提供透镜功能。透镜功能是弯月面150聚焦(会聚或发散)一种或多种光波长的能力。在此特定实施例中，假定流体A具有的折射率高于流体B。

这两种流体最好具有基本上相等的密度，以最小化对于透镜100的重力影响。

这些流体A、B被密封在腔125中。在此实施例中，腔125采取纵向延伸管的形状，该管具有由内表面120限定的侧壁。光轴纵向延伸穿过该管。在此特定实施例中，该管为具有恒定圆形横截面的圆柱形管，并且光轴与该管轴共轴。附加壁121、122延伸横过管的两端，以形成包围这些流体的腔125。至少腔125的壁121、122沿光轴的部分是透明的。如果需要的话，壁121、122之一或者两者可以进行透镜成形。

这两个流体A、B间的弯月面150延伸横过透镜100的光轴90。术语横过表示弯月面穿越(即，它延伸越过)光轴，并且它与光轴不平行；弯月面150可以以任意所需角度穿越光轴90。弯月面150的周边由管的侧壁120来限定。

通常，为了在腔125的希望部分内定位流体A、B，腔125的不同区域对于各个流体具有不同的可湿性，以使得每种流体将被相应的区域吸引。可湿性是区域被流体湿润(覆盖)的程度。例如，如果流体A是水，而流体B是油，则壁122的内表面可以是亲水的，以吸引流体A而不吸引流体B。

弯月面150的周边接触管的侧壁的表面120。弯月面的周边固定地定位于表面120上。换言之，弯月面150的周边接触表面120的位置151是固定的，即弯月面的周边被固定(pin)到表面上。在此特定实施例中，由于在位置151处表面的可湿性急剧变化，弯月面的周边例如在位置151被固定到表面上，表面120从疏水的变为亲水的。

弯月面150的形状由这两个流体间的压力差以及由圆柱形的内直径所决定。所示的弯月面150为凸形(从流体A方向看)。

连接到流体填充的腔125上的泵110被设置为向腔125泵入或从腔125泵出一种或更多流体的量。

在此特定实施例中，泵110被设置为同时增加流体A的容积和减少流体B的容积(或者反之亦然)，以保持腔125中这两个流体相同的总容积。结果将是改变弯月面150的形状，由于弯月面的周边被固定到表面120上。

例如，如果向腔125中增加额外的流体A，弯则月面的形状可以变得更加凸起，即形成由虚线150’表示的弯月面。或者，如果增加额外的流体B，则弯月面的形状可以变为由虚线150”所表示的形状，即，弯月面变得更凹(从流体A方向看)。可以理解，通过改变腔125中流体的容积，可以将弯月面形状改变为凸形、平面形或凹形。

期望弯月面形状的最大曲率是在弯月面形成半球形时。但是，将理解，可能存在弯月面移动的阈值压力，此时该压力变得如此之大，以致于克服弯月面的销住(pinning)作用，结果是弯月面随后将移动位置。这样的阈值压力取决于可湿性变化的量。

图5B表示在流体A的折射率高于流体B时由具有焦距f的弯月面150(即，这是平凸透镜160的弯月面)提供的有效的光功能。换言之，弯月面150有效地提供透镜160的功能，这将平行光170(沿着平行于光轴90的方向入射到透镜上)带到距透镜的距离为f的焦点172上。

当弯月面改变形状(即，改变到图5A中虚线150’所示的形状)时，有效的透镜功能也改变，如虚线160’所示。由于弯月面150’比弯月面150更弯曲，透镜将具有更高的成像能力，即具有更短的焦距，将平行光170聚到离透镜距离更短的焦点172’。

在图5A所示的实施例中，弯月面150通过表面可湿性的改变而被固定定位。但是，可以理解，可以采取其他技术来固定弯月面周边的位置。

如附图中的图6A所示，如在未公开的欧洲专利申请No.03101335.2中所述的另一示例性类型的变焦透镜在很多方面与图5A和5B所示的相类似，并且其相同的元件利用相同的标号来表示。

这样，在图6A所示的可变透镜中，透镜100可以被视为由两个不同元件形成：由两个流体A、B间的弯月面150形成的透镜功能，和被设置为改变透镜功能的位置的泵110。

而且，流体是一种响应于任何受力而改变形状的物质，其趋向于流动或顺应其腔的外形，并包括气体、蒸汽、液体和能够流动的固液体的混合物。

如上所述，这两种流体A、B基本上是不可混溶的，即，这两种流体不混合。这两种流体A、B具有不同的折射率。由于这两种流体具有不同的折射率，因而利用沿着这两种流体的接触面形成的弯月面150提供透镜功能。透镜功能是弯月面150聚焦(会聚或发散)一种或更多光波长的能力。

这两种流体最好具有基本相等的密度，以最小化透镜100上重力的影响。

这些流体A、B被密封在腔125内。在此实施例中，腔125采取纵向延伸管的形式，其中该管利用内表面或侧壁120来限定。光轴纵向延伸穿过该管。在此特定实施例中，该腔体为具有恒定圆形横截面的圆柱形管，并且光轴与管轴共轴。附加壁121、122延伸越过管的两端，以形成包围流体的腔125。至少腔125的壁121、122沿光轴90的部分是透明的。

两流体A、B之间的弯月面150延伸横过透镜100的光轴90。术语横过表示弯月面越过(即，延伸越过)光轴，并且它与光轴不平行；弯月面150可以以任意所需角度越过光轴90。弯月面150的周边由腔的侧壁120来限定。

通常，为了在腔125的希望部分内定位流体A、B，腔的不同区域对于每个流体具有不同的可湿性，使得每种流体将被各自的区域吸引。可湿性是区域被流体湿润(覆盖)的程度。例如，如果流体130是极性流体，而流体140是非极性流体，则壁122的内表面可以是亲水的，以吸引极性流体A而不吸引非极性流体B。

弯月面150的形状由弯月面边缘与内表面120的接触角来决定。因此，弯月面形状取决于表面120的可湿性。所示的弯月面150为凸形(从流体130方向看)，但弯月面可以是任意希望的形状，例如，凸形、凹形或基本上平面的形状。

连接到填充流体的腔125上的泵110被设置为向腔125泵入或从腔125泵出一种或更多流体的量。在此特定实施例中，泵110被设置为同时增加流体A的容积和减少流体B的容积(或者反之亦然)，以保持腔125中这两种流体相同的总容积。结果将是：弯月面150将沿光轴90随着相应流体增加而移动，例如，如果增加额外的流体A，则弯月面可以沿光轴移动距离X，到达虚线150’所表示的位置。在此特定实施例中，通过这种移动而不改变弯月面的形状(由于表面120具有均匀可湿性)，只有弯月面沿光轴90的位置改变。

图6B表示利用具有焦距f的弯月面150(即，这是平凸透镜160的弯月面)提供的有效光学功能。换言之，弯月面150有效地提供透镜160的功能，其将平行光170(沿平行于光轴90的方向入射到透镜上)聚到离透镜的距离为f的焦点172上。

当弯月面移动时(即，移到图5A中虚线150’所示的位置)，则透镜的有效位置也移动到虚线160’所示的位置。由于弯月面150、150’具有相同的形状，则它们具有相同的等效的透镜形状160、160’(并因而将具有相同的透镜特性，即，相同的成像能力和焦距)。

图6A表示弯月面在从位置150移动到位置150’时向左侧位移距离X。同样，等效的透镜功能160’也将向透镜功能160的左侧移动。如果图6B的射线图显示了真空中等效的功能，则160’将向160的左侧移动距离Y，其中Y＝X/nA，nA是流体A的折射率。

返回参照附图中的图1-3的实施例，如果流体腔5的内表面是反射性的，则来自那儿的反射将产生重像。这在圆柱形流体腔5或外壳是由抛光金属或类似材料制成的结构配置中尤其如此，在这种情况下成像模块将对重像的出现非常敏感。

在另一结构配置中，流体腔5可以由基本上透明的材料形成，即它可以包括(假定)具有透明电极和涂层的透明玻璃圆柱体，在这种情况下成像模块再次将非常受重像出现的影响，特别是如果圆柱体的外部与空气相交界(接触)，此时由于流体和外壳间的折射率差相比于外壳和周围媒介之间的折射率变化是相对小的事实，即，存在明显的折射率阶梯，在外壳的外边界上由于反射而产生重像。

本发明的目的是减小或基本上防止在采用电润湿聚焦透镜的摄像机模块中出现重像。

参照附图中的图7，并且首先考虑透明流体腔5的情况，能够减小或基本消除重像出现的一种方法是用吸收光涂层100(例如，黑漆)涂覆外壳5的外表面，或外壳5可以与吸收光外部主体相耦合，例如，它可以被封装在由吸收光材料制成的基座102中，如附图中的图8所示，优选地在其之间具有光耦合物质104。

薄的吸收涂层106可以提供在圆柱体5的内侧和覆盖内侧的电极(未示出)之间，如图9所示，或者诸如烟灰的吸收材料在被成形在圆柱体中之前通过透明圆柱体材料进行混合。实际上，圆柱体5本身可以由半透明/吸收材料制成，如附图中的图10所示，并且适合的吸收材料对于本领域技术人员而言将是显而易见的。

在本发明的另一示例性实施例中，如图11所示，上述目的可以通过将外壳5的外表面108粗糙化而使其高散射来实现。在又一示例性实施例中，外壳几何形状可以被成形，以使重像不能到达传感器。或者，这样的成形可以通过提供锯齿形闪烁(菲涅尔)光栅结构110来替代，如图12所示，从而节省空间。这种类型的闪烁菲涅尔结构所基于的概念具体描述在国际专利申请No.WO 02/41303中。

当然，可以使用上述措施的结合。

现在，考虑外壳5由金属制成的情况，内壁将各是极高反射性的，这将产生重像。通常，金属外壳至少被涂覆绝缘层，且为了减少或基本上消除重像的发生，绝缘层114可以由吸收光材料制成，如附图的图14所示，或者可以在金属外壳和上述绝缘层之间施加薄的吸收涂层。在弯月面14在操作中不可接触的部分中，可以使金属壁粗糙，从而在这些部分116中发生各向同性散射而不发生镜面反射，如图15所示。在又一示例性实施例中，形成圆柱体的金属可以被着色(吸收)，或者可以在外壳5的内壁上提供吸收光涂层118，如图16所示。例如，铝可以在黑色中进行氧极处理。可以利用对于本领域技术人员将是显而易见的其他工艺来着色其他金属。

在又一示例性实施例中，圆柱形流体腔5可以简单地由吸收材料制成，例如，黑塑料，如图17所示。

圆柱形流体腔5或电极2甚至可以由石墨(这是黑色的，这比其由金属制成或被涂覆金属时的反射性低，即使抛光的石墨能够具有相当的反射性)制成(或涂覆)。

就一切情况而论，图7-图17中的字母“O”表示“油”，并且对应于上面所提到的流体A。字母“W”表示“水”，并且对应于上面所提到的流体B。而且，在所有情况下，标号“200”表示耦合到系统中的不需要的光，并且标号“300”表示示意阐述的作为本发明的相应示例性实施例的结果而被消除的重像射线。

上述用于减少或消除重像滞留的措施均可应用到结合图5A和5B与图6A和6B所述的变焦透镜类型，以及所有其他的包括第一流体和第二流体的变焦透镜，这些流体是不可混溶的、相接触于弯月面上并具有不同的折射率，其中弯月面的形状和/或位置是可变的，以使变焦透镜的透镜功能可以选择性地被控制。

本发明在例如便携式电信设备如移动电话或类似产品中包括的采用电润湿透镜的图像捕获模块中发现了特别的应用。

需要注意的是，上述实施例解释而不是限制本发明，并且本领域技术人员能够在不脱离由后附权利要求书限定的本发明的范围内设计出许多替换的实施例。在权利要求书中，任何位于圆括号内的标号应不被认为是限制权利要求。词“包括”及“具有”等并不整体排除除了任一权利要求或说明书中所列的元件或步骤之外的元件或步骤的存在。元件的单数引用并不排除此类元件的复数引用，并且反之亦然。本发明可以通过包括若干不同元件的硬件和利用适当编程的计算机来实现。在列举一些装置的设备权利要求中，这些装置中的若干装置可以利用相一项硬件来体现。在相互不同的从属权利要求中陈述了特定措施的事实并不表示这些措施的组合不能有利地加以使用。

Claims

1、一种减少或基本上消除变焦透镜中重像出现的方法，该变焦透镜包括：外壳(5)，其中提供有第一流体(A)和第二流体(B)，这些流体(A，B)是不可混溶的、相接触于弯月面(14)上并具有不同的折射率，所述弯月面(14)的形状和/或位置是可变的，以便选择性地控制所述变焦透镜的透镜功能，所述外壳(5)的部分内壁在操作期间可与所述弯月面(14)相接触，所述部分内壁基本上是平滑的，该方法包括配置或改变至少所述外壳(5)的部分壁的光学特性，以至少降低其反射性。

2、根据权利要求1所述的方法，其中配置或改变外壳(5)的内壁和/或外壁的光学特性和/或外壳(5)的壁的体积，以至少降低其反射性。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其中外壳(5)由基本上透明的材料形成，并且其中至少所述外壳(5)的部分外表面提供有吸收光涂层或层。

4、根据任一项前述权利要求所述的方法，其中至少外壳(5)的部分外表面在高度散射。

5、根据任一项前述权利要求所述的方法，其中外壳(5)的外表面与吸收光外部主体相耦合。

6、根据任一项前述权利要求所述的方法，其中第二流体(B)轴向位移远离第一流体(A)。

7、根据权利要求6所述的方法，其中透镜还包括第一电极(2)和第二电极(12)，其中弯月面(14)的形状可以根据所述第一电极(2)和所述第二电极(12)之间电压的施加来控制。

8、根据权利要求7所述的方法，其中第一电极(2)包括施加到外壳(5)的内壁上的导电涂层，并且在外壳(5)的内壁和电极(2)之间提供吸收光涂层。

9、根据权利要求6所述的方法，其中透镜包括利用具有纵向延伸穿过外壳(125)的光轴的至少一个侧壁限定的外壳(125)，其中腔包含流体(A，B)，这些流体相接触于弯月面(15)上，透镜还包括至少一个泵(110)，用于改变外壳(125)中包含的每个流体(A，B)的相对容积。

10、根据权利要求9所述的方法，其中弯月面(15)的周边利用侧壁来约束，并且至少一个泵(110)被设置为通过改变外壳(125)中包含的每个流体(A，B)的相对容积可控地改变弯月面(150)沿光轴的位置。

11、根据权利要求9所述的方法，其中弯月面(150)的周边被固定地定位于外壳(125)的内表面上，并且至少一个泵(110)被设置为通过改变外壳(125)中包含的每个流体(A，B)的相对容积可控地改变弯月面(150)的形状。

12、根据权利要求1-11之中任一项所述的方法，其中外壳由半透明和/或吸收材料制成。

13、根据权利要求1-12之中任一项所述的方法，其中吸收光材料在被模制在外壳(5)中之前通过外壳材料进行混合。

14、根据权利要求1-13之中任一项所述的方法，其中外壳(5)的外壁提供有衍射结构。

15、根据权利要求14所述的方法，其中外壳(5)的外壁包括闪烁菲涅尔结构。

16、根据权利要求1所述的方法，其中外壳(5)由不透明的、反射材料形成。

17、根据权利要求16所述的方法，其中至少外壳(5)的内壁至少部分地被涂覆绝缘材料。

18、根据权利要求17所述的方法，其中绝缘材料是吸收光的。

19、根据权利要求1所述的方法，其中在至少外壳(5)的内壁和上面提供的绝缘层之间提供薄的吸收光层。

20、根据权利要求1所述的方法，其中改变在其中弯月面(14)在操作中是可接触的部分的外面的外壳(5)的内壁的光学特性，以致于各向同性散射发生。

21、根据权利要求1所述的方法，其中外壳(5)由着色金属形成。

22、根据权利要求1所述的方法，其中外壳(5)由吸收光材料制成。

23、一种变焦透镜，包括：外壳(5)，其中提供有第一流体(A)和第二流体(B)，这些流体(A，B)是不可混溶的、相接触于弯月面(14)上并具有不同的折射率，所述弯月面(14)的形状和/或位置是可变的，以便选择性控制所述变焦透镜的透镜功能，所述外壳(5)的部分内壁在操作期间可与所述弯月面(14)相接触，所述内壁的部分基本上是平滑的，其中根据权利要求1-22之中任一项所述的方法来配置或改变所述外壳(5)的至少部分壁的光学特性，以便至少降低其反射性，并由此减少或基本上消除操作期间重像的出现。

24、一种具有变焦透镜的图像传感器，该变焦透镜包括：外壳(5)，其中提供有第一流体(A)和第二流体(B)，这些流体(A，B)是不可混溶的、相接触于弯月面(15)上并具有不同的折射率，所述弯月面(15)的形状和/或位置是可变的，以便选择性控制所述变焦透镜的透镜功能，该图像传感器还包括用于根据权利要求1-22之中任一项所述的方法减少或基本上消除所述变焦透镜中重像出现的装置。

25、根据权利要求24所述的图像传感器，其中外壳(5)被成形，以致于至少一些重像不能到达图像传感器。

26、根据权利要求24或25所述的图像传感器，包括光阑，其被设置并被配置为截取作为由外壳镜面反射光的结果而出现的至少部分重像。

27、一种图像捕获装置，包括根据权利要求23所述的变焦透镜或根据权利要求24-26之中任一项所述的图像传感器。

28、一种便携式电信设备，包括根据权利要求27所述的图像捕获装置。