[发明专利]电子设备、采用光学超表面的光场成像系统及方法

权利要求书

1.一种光场成像系统，其特征在于，包括：

透镜单元，用以接收场景所输出的输入光，并输出光信号；

光学超表面，设置在来自所述透镜单元并通过所述透镜单元的像平面的第一光信号的光通路上，所述光学超表面用以接收所述第一光信号并修改所述第一光信号的光学特性以产生光学信号，所述光学超表面对所述光信号具有随空间变化的光学响应；

图像传感器，用以传感所述光学信号以产生光场图像数据；以及

第一控制电路，耦接到所述透镜单元，所述第一控制电路用以移动所述透镜单元，以将所述透镜单元的所述像平面在具有预定焦距的所述光学超表面面向所述透镜单元的一侧移动，其中在第一成像模式中，所述第一控制电路用以将所述透镜单元移动到第一位置，使所述像平面位于具有所述预定焦距的所述光学超表面；在第二成像模式中，所述第一控制电路用以将所述透镜单元移动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预定焦距的所述光学超表面与所述透镜单元之间。

2.如权利要求1所述的光场成像系统，其特征在于，在所述第一成像模式中，所述光学超表面用以产生包括所述第一光信号的角度采样的所述光学信号。

3.如权利要求1所述的光场成像系统，其特征在于，在所述第二成像模式中，所述光学超表面用以产生包括所述第一光信号的空间采样的所述光学信号。

4.如权利要求1所述的光场成像系统，其特征在于，所述第一控制电路包括：

驱动电路，用以产生驱动信号；以及

作动器，耦接到所述驱动电路，所述作动器用以根据所述驱动信号将所述透镜单元朝向或远离所述图像传感器移动。

5.如权利要求1所述的光场成像系统，其特征在于，还包括：

光圈单元，设置在所述第一光信号的所述光通路上，其中所述第一光信号在到达所述光学超表面之前通过所述光圈单元；以及

第二控制电路，耦接到所述光圈单元，所述第二控制电路用以改变所述光圈单元的光圈尺寸以调整通过所述光圈单元的光量。

6.如权利要求5所述的光场成像系统，其特征在于，所述光圈单元和所述透镜单元沿第一方向设置；所述光圈单元具有沿第二方向设置的多个开口，所述第二方向不同于所述第一方向；所述多个开口具有不同的尺寸；所述第二控制电路用以将所述光圈单元沿所述第二方向移动，以改变所述光圈单元的所述光圈尺寸。

7.如权利要求6所述的光场成像系统，其特征在于，所述第二控制电路包括：

驱动电路，用以产生第一驱动信号和第二驱动信号；以及

作动器，耦接到所述驱动电路，所述作动器用以根据所述第一驱动信号移动所述透镜单元，以调整所述透镜单元的像平面的位置，所述作动器还根据所述第二驱动信号将所述光圈单元沿所述第二方向移动。

8.如权利要求5所述的光场成像系统，其特征在于，还包括：

处理电路，耦接到所述图像传感器，其中当所述光圈单元使用第一尺寸作为所述光圈尺寸时，所述处理电路用以根据所述光场图像数据来定位所述场景；当所述光圈单元使用大于所述第一尺寸的第二尺寸作为所述光圈尺寸时，所述处理电路用以根据所述光场图像数据来捕获所述场景。

9.如权利要求5所述的光场成像系统，其特征在于，还包括：

处理电路，耦接到所述图像传感器，其中当所述光圈单元使用第一尺寸作为所述光圈尺寸时，所述处理电路用以根据所述光场图像数据来获得第一图像；当所述光圈单元使用大于所述第一尺寸的第二尺寸作为所述光圈尺寸时，所述处理电路用以根据所述光场图像数据来获得第二图像；所述处理电路用以根据所述第一图像对所述第二图像执行像差校正。