TWI426305B - 影像感測模組及取像模組 - Google Patents
影像感測模組及取像模組 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI426305B TWI426305B TW98120763A TW98120763A TWI426305B TW I426305 B TWI426305 B TW I426305B TW 98120763 A TW98120763 A TW 98120763A TW 98120763 A TW98120763 A TW 98120763A TW I426305 B TWI426305 B TW I426305B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- electrode
- transparent substrate
- liquid crystal
- image sensing
- ring
- Prior art date
Links
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 69
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 65
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 6
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 2
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Diaphragms For Cameras (AREA)
- Studio Devices (AREA)
Description
本發明涉及一種影像感測模組及取像模組。
拍攝過程前後相距一定距離的兩個物體時，鏡頭聚焦在其中一個物體上時，可以得到該物體的清晰圖像，另外一個物體的影像較為模糊。為了得到兩個物體的清晰的影像(也可以稱為全聚焦影像，all-focused image)，將鏡頭結合數位元計算影像處理(Computational photography)技術進行後期處理。
該種結構的鏡頭需要另行加入會導致光穿透率損失的光學元件，如編碼孔徑(Coded aperture)、光罩(Mask)等，主要依靠該等光學元件的處理得到前後物體的影像，然後將影像進行少許數位元計算影像處理以得到清晰的影像，由於該結構主要依靠光學元件，從而使得製作成本較高；而若以不損失光穿透率之波前片(Wavefront optical element)、相位片(phase plate)、光學繞射元件以及微透鏡(micro-lens)等則會造成數位元計算影像處理的運算量增加。
有鑒於此，有必要提供一種結構簡單、成本低且運算量小的影像感測模組及取像模組。
一種影像感測模組，其包括影像感測晶片及完全覆蓋所述影像感
測晶片的第一透明基板。所述影像感測模組進一步包括第二透明基板和位於所述第一透明基板與第二透明基板之間的由液晶分子組成的液晶層，所述第一透明基板與第二透明基板分別設置有第一電極層和第二電極層用於對所述液晶層施加電場以使得所述液晶分子產生不同角度旋轉從而具有不同折射率，光線通過所述液晶層進入所述影像感測晶片，所述第一電極層和第二電極層均包括圓形電極、圍繞所述圓形電極且與所述圓形電極同心並沿所述圓形電極的徑向排列的第一圓環電極、第二圓環電極、第三圓環電極和第四圓環電極，所述圓形電極的半徑記作r1，所述第一圓環電極、所述第二圓環電極、所述第三圓環電極和第四圓環電極的圓環寬度分別為d2、d3、d4和d5，並且r1>d2>d3>d4>d5。
一種取像模組，其包括鏡筒、收容於所述鏡筒的鏡片、鏡座和位於所述鏡座內的影像感測晶片，所述取像模組進一步包括一位於所述鏡座內的液晶元件，所述液晶元件包括第一透明基板、第二透明基板和位於所述第一透明基板和第二透明基板之間的由液晶分子組成的液晶層，所述第一透明基板完全覆蓋所述影像感測晶片，所述第一透明基板與第二透明基板分別設置有第一電極層和第二電極層用於對所述液晶層施加電場以使得所述液晶分子產生不同角度旋轉從而具有不同折射率，光線通過所述液晶層進入所述影像感測晶片，所述第一電極層和第二電極層均包括圓形電極、圍繞所述圓形電極且與所述圓形電極同心並沿所述圓形電極的徑向排列的第一圓環電極、第二圓環電極、第三圓環電極和第四圓環電極，所述圓形電極的半徑記作r1，所述第一圓環電極、所述第二圓環電極、所述第三圓環電極和第四圓環電極的圓環寬度分別為d2、d3、d4和d5，並且r1>d2>d3>d4>d5。
與先前技術相比，本發明實施例的液晶層中的分子配合所施予第一電極層和第二電極層之間電場強度，作不同角度的旋轉，進而產生不同的排列分佈。不同排列分佈的液晶分子會對應不同的折射率，因此入射光進入時會產生不同的光程，物體透過液晶元件並受到其不同光程的影響，從而產生具有特殊光學特性的影像。然後借助數位元計算影像處理的技術可以計算出清晰的全聚焦影像。由於採用液晶元件代替編碼孔徑、光罩等，從而使得結構簡單、成本低；由於光線主要通過液晶元件加以調整，從而使得影像進行少許數位元計算影像處理即可得到清晰的影像，因此，運算量較小。
10‧‧‧取像模組
11、21‧‧‧鏡座
12、22‧‧‧鏡筒
16、26‧‧‧紅外截止濾光片
120、220‧‧‧鏡片組
111、211‧‧‧內螺紋
121、221‧‧‧外螺紋
13‧‧‧影像感測面
14、24‧‧‧液晶元件
141、241‧‧‧第一透明基板
142、242‧‧‧第二透明基板
143、243‧‧‧液晶層
144、244‧‧‧第一電極層
145、245‧‧‧第二電極層
1450‧‧‧圓形電極
1451‧‧‧第一圓環電極
1452‧‧‧第二圓環電極
1453‧‧‧第三圓環電極
1454‧‧‧第四圓環電極
20‧‧‧取像裝置
23‧‧‧影像感測晶片
212‧‧‧第一孔
213‧‧‧第二孔
15‧‧‧影像感測模組
圖1是本發明第一實施例取像模組的示意圖，其包括液晶元件。
圖2是圖1中液晶元件的俯視圖。
圖3是本發明第二實施例取像裝置的示意圖。
下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。
如圖1所示，本發明實施例取像模組10包括鏡座11、鏡筒12、位於鏡座11內的影像感測模組15。
鏡筒12內設置鏡片組120，鏡片組120至少包括有一個鏡片，本實施例以兩個鏡片為例。
鏡座11具有內螺紋111，鏡筒12具有與內螺紋111相配合的外螺紋121，內螺紋111和外螺紋121相配合使得鏡筒12可以相對於鏡座11沿鏡片組120的光軸方向移動。
影像感測模組15包括影像感測面13和液晶元件14。影像感測面13的作用使物體成像，其可以為電荷耦合裝置(Charge Coupled Device,CCD)，也可以為互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistor,CMOS)。
液晶元件14設置在影像感測面13與鏡片組120之間，其包括第一透明基板141、第二透明基板142以及設置在第一透明基板141和第二透明基板142之間的有液晶分子組成的液晶層143。其中，第一透明基板141通過黏合方式設置在影像感測面13上，且第一透明基板141上設置有第一電極層144，第二透明基板142上設置第二電極層145，第一電極層144設置在第一透明基板141靠近液晶層142的表面，第二電極層145設置在第二透明基板142靠近液晶層143的表面。
第二透明基板142上背離液晶層143的表面上設置有紅外截止濾光片16。當然，紅外截止濾光片16可以設置在第二透明基板142靠近液晶層143的表面上或者設置在第一透明基板141上。
由於第一透明基板141設置在影像感測面13，可以具有保護影像感測面13的作用；同時，第一透明基板141具有支撐液晶層143的功能，從而使得一物多用，減少取像模組10的元件，使得結構簡單。
當然，第一電極層144也可以設置在第一透明基板141遠離液晶層142的表面，第二電極層145設置在第二透明基板142遠離液晶層143的表面。
第一透明基板141和第二透明基板142的材料為透明玻璃或塑膠材
料等。第一透明基板141和第二透明基板142的厚度範圍為0.1毫米至0.5毫米，優選地，第一透明基板141和第二透明基板142的厚度範圍為0.2毫米至0.4毫米。
本實施例中，第一透明基板141和第二透明基板142之間未施加電壓時，該液晶層143的液晶分子的分子軸指向方向平行於第一透明基板141和第二透明基板142。液晶層143的厚度範圍為10微米至100微米，優選為30微米至70微米。
請一併參閱圖2，第二電極層145包括一個圓形電極1450、圍繞圓形電極1450且與圓形電極1450同心並沿其徑向依次排列的第一圓環電極1451、第二圓環電極1452、第三圓環電極1453和第四圓環電極1454。第二電極層145的厚度範圍優選為50奈米至500奈米，更優選為100奈米至300奈米。
該第一電極層145可以包括更多圓環電極，如第五圓環電極、第六圓環電極等。
該圓形電極1450的半徑為r1，第一圓環電極1451、第二圓環電極1452、第三圓環電極1453和第四圓環電極1454的圓環寬度分別為d2、d3、d4和d5。在本實施例中，r1>d2>d3>d4>d5。相鄰的電極緊密排列但又相互絕緣，如通過絕緣膠水相互隔開。可以理解，實際應用中，相鄰的電極之間可以有微小縫隙，只要不影響其整體的光學性能即可。
第一電極層144與第二電極層145具有相同的結構且與第二電極層145正對，或者為平板電極，第一電極層144用於與第二電極層145之間形成電壓。當然，第二電極層145也可以為平板電極，而
第一電極層144包括圓形電極和圓環電極。
當然，第一電極層144與第二電極層145也可以為其他結構，如具有矩陣式排列的圓形電極。
第一電極層144與第二電極層145的材料均為奈米碳管，該奈米碳管可以是單壁奈米碳管(Single-walled Carbon Nanotube,SWNT)、多壁奈米碳管(Multi-walled Carbon Nanotube,MWNT)、單壁奈米碳管束(SWNT Bundles)、多壁奈米碳管束(MWNT Bundles)或者超順排多壁奈米碳管長線(Super-aligned MWNT Yarns)等。
因為液晶材料具有如下特性：當液晶分子相對於光的傳播方向具有偏轉角度時，偏轉角度不同，折射率也不同，液晶分子的偏轉方向在平行於光的傳播方向向垂直於光的傳播方向變化時，液晶材料的折射率逐漸變大；當液晶分子平行於光的傳播方向時，液晶的折射率最小，當液晶分子垂直於光的傳播方向時，光的折射率最大。
根據液晶材料的特性，液晶層143中的分子會配合所施予第一電極層144和第二電極層145之間電場強度，作不同角度的旋轉，進而產生不同的排列分佈。不同排列分佈的液晶分子會對應不同的折射率，因此入射光進入時會產生不同的光程(Optical path)。
利用取像模組10拍攝物體時，物體透過液晶元件14後會受到液晶元件14不同光程的影響，從而在影像感測器13上產生具有特殊光學特性的影像。然後借助數位元計算影像處理的技術可以計算出清晰的全聚焦(all-focused)影像。另外，除了全聚焦影像以
外，根據特殊光學特性的數位元影像，亦可以取得照相物體的與環境之間的深度；根據照相物體與環境之間的深度，可以著重呈現出特殊物體的清晰影像，並修飾調整影像畫面。
如圖3所示，本發明第二實施例的取像裝置20包括鏡座21、鏡筒22、位於鏡座21內的影像感測晶片23和液晶元件24。
鏡筒22內設置鏡片組220，鏡片組220至少包括有一個鏡片。鏡座21具有同軸的、直徑不相同的第一孔212和第二孔213，第二孔213的直徑大於第一孔212的直徑。第一孔212的孔壁上具有內螺紋211，鏡筒22具有與內螺紋211相配合的外螺紋221，內螺紋111和外螺紋221相配合使得鏡筒22可以相對於鏡座21沿鏡片組220的光軸方向移動。
影像感測晶片23設置在電路板(未圖示)上，液晶元件24位於第一孔212內且位於鏡片組220與影像感測晶片23之間，液晶元件24與影像感測晶片23具有間距。
液晶元件24包括第一透明基板241、第二透明基板242以及設置在第一透明基板241和第二透明基板242之間的有液晶分子組成的液晶層243。其中，第一透明基板241上設置有第一電極層244，第二透明基板242上設置第二電極層245，第一透明基板241靠近影像感測晶片23且與影像感測晶片23之間具有間隙。
第二透明基板242上設置有紅外截止濾光片26。
另外，本領域技術人員還可以在本發明精神內做其他變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10‧‧‧取像模組
11‧‧‧鏡座
12‧‧‧鏡筒
15‧‧‧影像感測模組
16‧‧‧紅外截止濾光片
120‧‧‧鏡片組
111‧‧‧內螺紋
121‧‧‧外螺紋
13‧‧‧影像感測面
14‧‧‧液晶元件
141‧‧‧第一透明基板
142‧‧‧第二透明基板
143‧‧‧液晶層
144‧‧‧第一電極層
145‧‧‧第二電極層
Claims (8)
- 一種影像感測模組，其包括影像感測晶片及完全覆蓋所述影像感測晶片的第一透明基板，其改良在於：所述影像感測模組進一步包括第二透明基板和位於所述第一透明基板與第二透明基板之間的由液晶分子組成的液晶層，所述第一透明基板與第二透明基板分別設置有第一電極層和第二電極層用於對所述液晶層施加電場以使得所述液晶分子產生不同角度旋轉從而具有不同折射率，光線通過所述液晶層進入所述影像感測晶片，所述第一電極層和第二電極層均包括圓形電極、圍繞所述圓形電極且與所述圓形電極同心並沿所述圓形電極的徑向排列的第一圓環電極、第二圓環電極、第三圓環電極和第四圓環電極，所述圓形電極的半徑記作r1，所述第一圓環電極、所述第二圓環電極、所述第三圓環電極和第四圓環電極的圓環寬度分別為d2、d3、d4和d5，並且r1>d2>d3>d4>d5。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像感測模組，其中：所述第一電極層和/或第二電極層均為平板電極。
- 如申請專利範圍第1項所述之影像感測模組，其中：所述第一電極層和/或第二電極層包括矩陣排列的圓形電極。
- 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之影像感測模組，其中：所述第一透明基板和第二透明基板之一上設置有紅外截止濾光片。
- 一種取像模組，其包括鏡筒、收容於所述鏡筒的鏡片、鏡座和位於所述鏡座內的影像感測晶片，其改良在於：所述取像模組進一步包括一位於所述鏡座內的液晶元件，所述液晶元件包括第一透明基板、第二透明基板和位於所述第一透明基板和第二透明基板之間的由液晶分子組成的液晶層，所述第一透明基板完全覆蓋所述影像感測晶片，所述第一透明基 板與第二透明基板分別設置有第一電極層和第二電極層用於對所述液晶層施加電場以使得所述液晶分子產生不同角度旋轉從而具有不同折射率，光線通過所述液晶層進入所述影像感測晶片，所述第一電極層和第二電極層均包括圓形電極、圍繞所述圓形電極且與所述圓形電極同心並沿所述圓形電極的徑向排列的第一圓環電極、第二圓環電極、第三圓環電極和第四圓環電極，所述圓形電極的半徑記作r1，所述第一圓環電極、所述第二圓環電極、所述第三圓環電極和第四圓環電極的圓環寬度分別為d2、d3、d4和d5，並且r1>d2>d3>d4>d5。
- 如申請專利範圍第5項所述之取像模組，其中：所述第一透明基板和第二透明基板之一上設置有紅外截止濾光片。
- 如申請專利範圍第5項所述之取像模組，其中：所述液晶元件與所述影像感測晶片隔開一距離。
- 如申請專利範圍第5項所述之取像模組，其中：所述第一透明基板覆蓋所述影像感測晶片並與其相接觸。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW98120763A TWI426305B (zh) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 影像感測模組及取像模組 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW98120763A TWI426305B (zh) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 影像感測模組及取像模組 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201100879A TW201100879A (en) | 2011-01-01 |
| TWI426305B true TWI426305B (zh) | 2014-02-11 |
Family
ID=44836792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW98120763A TWI426305B (zh) | 2009-06-22 | 2009-06-22 | 影像感測模組及取像模組 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWI426305B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI737474B (zh) * | 2020-08-31 | 2021-08-21 | 國立中興大學 | 固態光學相位掃描構件 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070268399A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Camera module package |
| US20080151168A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Citizen Watch Co., Ltd. | Liquid-crystal optical element, camera using the same, and optical pickup device using the same |
| US20080252769A1 (en) * | 2004-02-06 | 2008-10-16 | Koninklijke Philips Electronic, N.V. | Camera Arrangement, Mobile Phone Comprising a Camera Arrangement, Method of Manufacturing a Camera Arrangement |
-
2009
- 2009-06-22 TW TW98120763A patent/TWI426305B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080252769A1 (en) * | 2004-02-06 | 2008-10-16 | Koninklijke Philips Electronic, N.V. | Camera Arrangement, Mobile Phone Comprising a Camera Arrangement, Method of Manufacturing a Camera Arrangement |
| US20070268399A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Camera module package |
| US20080151168A1 (en) * | 2006-12-21 | 2008-06-26 | Citizen Watch Co., Ltd. | Liquid-crystal optical element, camera using the same, and optical pickup device using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201100879A (en) | 2011-01-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101931742B (zh) | 影像感测模组及取像模组 | |
| CN101566749B (zh) | 液晶透镜及镜头模组 | |
| JP2008167395A5 (zh) | ||
| TW201300911A (zh) | 立體取像裝置 | |
| US20100053539A1 (en) | Liquid crystal lens with variable focus | |
| JP2006079073A5 (zh) | ||
| JP2008233884A5 (zh) | ||
| CN1906503A (zh) | 非球面微透镜阵列及其制造方法以及使用所述非球面微透镜阵列的应用 | |
| CN101888476B (zh) | 相机模组 | |
| CN101526672B (zh) | 一种光学成像薄膜 | |
| TW201015106A (en) | Miniature image capture lens | |
| CN102854737B (zh) | 立体取像装置 | |
| JP5707636B2 (ja) | 光学ユニット | |
| CN107710119A (zh) | 带圆偏光板的触摸传感器及图像显示装置 | |
| TW201930950A (zh) | 鏡頭及其製造方法 | |
| CN107315300A (zh) | 显示面板及应用的显示装置 | |
| US20190391458A1 (en) | Liquid crystal display panel and display apparatus using the same | |
| KR20220006683A (ko) | 표시 장치 | |
| CN104364693B (zh) | Lwir成像透镜、具有该成像透镜的图像采集系统及相关方法 | |
| CN108206902B (zh) | 一种光场相机 | |
| TWI426305B (zh) | 影像感測模組及取像模組 | |
| TWI406002B (zh) | 影像攝取透鏡模組 | |
| CN105572832B (zh) | 光学装置 | |
| WO2020253557A1 (zh) | 成像设备、成像控制方法、电子装置和可读取介质 | |
| TWI775706B (zh) | 相機模組、影像模組及電子裝置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |