專利名稱：光學(xué)設(shè)備和成像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)設(shè)備和成像設(shè)備。
背景技術(shù)：
諸如數(shù)字靜止相機(jī)之類的成像設(shè)備使用成像傳感器來成像由拍攝光學(xué)系統(tǒng)所捕獲的主題圖像。
在通過使用成像設(shè)備進(jìn)行拍攝操作期間，當(dāng)發(fā)生相機(jī)抖動時，在成像傳感器的成像平面上發(fā)生前向運(yùn)動(forward motion)，這將導(dǎo)致拍攝失敗。
為了阻止前向運(yùn)動的發(fā)生，已經(jīng)建議了一種前向運(yùn)動補(bǔ)償設(shè)備(參考JP-A-3-188430(專利文獻(xiàn)1))，其中通過諸如加速度傳感器之類的振動檢測裝置來檢測成像設(shè)備的振動，并且基于檢測結(jié)果，利用諸如線性電機(jī)的透鏡驅(qū)動機(jī)構(gòu)在正交于光軸的方向上移動拍攝光學(xué)系統(tǒng)中的一部分透鏡。

發(fā)明內(nèi)容
這種前向運(yùn)動補(bǔ)償設(shè)備會被透鏡驅(qū)動機(jī)構(gòu)占據(jù)很大的空間并且功耗也很大，這對于降低成像設(shè)備的尺寸和功耗是不利的。
因此，期望提出一種能夠安全地阻止前向運(yùn)動的光學(xué)設(shè)備以及包含這種光學(xué)設(shè)備的成像設(shè)備，同時有益于降低其尺寸和功耗。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，提供了一種光學(xué)設(shè)備，其包括第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，第一光學(xué)元件具有第一偏振層和在厚度方向上夾在第一偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第一偏振層的光的第一和第二透明電極，所述第一偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料；第二光學(xué)元件具有第二偏振層和在厚度方向上夾在第二偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第二偏振層的光的第三和第四透明電極，所述第二偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料，其中第一和第二光學(xué)元件在第一和第二偏振層的厚度方向上彼此重疊放置，第一和第二透明電極沿著與厚度方向正交的第一方向?qū)Φ谝黄駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連續(xù)改變的第一電壓，并且第三和第四透明電極沿著第一方向?qū)Φ诙駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連讀改變的第二電壓。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種成像設(shè)備，其包括一個傳導(dǎo)(conduct)主題圖像的拍攝光學(xué)系統(tǒng)，在拍攝光學(xué)系統(tǒng)光軸上的圖像傳感器，以及在該光軸上圖像傳感器之前的光學(xué)設(shè)備，其中光學(xué)設(shè)備具有第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件，第一光學(xué)元件具有第一偏振層和在厚度方向上夾在第一偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第一偏振層的光的第一和第二透明電極，所述第一偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料，第二光學(xué)元件具有第二偏振層和在厚度方向上夾在第二偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第二偏振層的光的第三和第四透明電極，所述第二偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料，其中第一和第二光學(xué)元件在第一和第二偏振層的厚度方向上彼此重疊放置，第一和第二透明電極沿著與厚度方向正交的第一方向?qū)Φ谝黄駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連續(xù)改變的第一電壓，并且第三和第四透明電極沿著第一方向?qū)Φ诙駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連讀改變的第二電壓。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一個光學(xué)設(shè)備可以通過一個包含第一光學(xué)元件和第二光學(xué)元件的簡單結(jié)構(gòu)來移位光路，所述第一光學(xué)元件具有第一偏振層以及第一和第二透明電極，所述第二光學(xué)元件具有第二偏振層以及第三和第四透明電極。因此，只需占據(jù)比較小的空間，并且用于在第一和第二偏振層中形成折射率分布(refractive indexdistribution)的功率也得到了降低。
因此，當(dāng)該光學(xué)設(shè)備被用于補(bǔ)償在成像設(shè)備中的攝像機(jī)抖動時，可以安全地補(bǔ)償攝像機(jī)抖動，并且特別有益于降低尺寸和功率消耗。


圖1是表示成像設(shè)備10的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是一個表示光學(xué)設(shè)備26中的光學(xué)元件32的原理的示意圖；圖3是一個表示該光學(xué)元件的棱鏡效應(yīng)(prism effect)的示意圖；
圖4是一個表示該光學(xué)設(shè)備26的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖5A是該光學(xué)設(shè)備26的剖視圖；圖5B是施加到第一偏振層58的第一電場分布的示意圖；圖5C是第一偏振層58的第一折射率分布的示意圖；圖5D是施加到第二偏振層60的第二電場分布的示意圖；以及圖5E是第二偏振層60的第二折射率分布的示意圖。
圖6是該光學(xué)設(shè)備26的棱鏡效應(yīng)的示意圖；圖7是具有兩個內(nèi)置光學(xué)設(shè)備26的成像設(shè)備10的示意圖；圖8是一個表示根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備26的結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖9是一個表示根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備26的結(jié)構(gòu)的剖視圖；以及圖10是一個表示根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備26的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施例用以下參考附圖來描述本發(fā)明的實(shí)施例。
根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備被內(nèi)置在光學(xué)設(shè)備中。
圖1是表示光學(xué)設(shè)備10的結(jié)構(gòu)的框圖。
如圖1所示，成像設(shè)備10是一個數(shù)字靜止相機(jī)。
該成像設(shè)備10有一個外殼(未示出)，并且該外殼具有一個透鏡鏡筒(lens barrel)12、一個驅(qū)動單元14、一個信號處理部16、一個控制部18、一個操作部20、一個LCD顯示器22、一個外部接口24以及一個內(nèi)置的媒體接口25。
該透鏡鏡筒12具有鏡筒1202，并且該鏡筒1202具有一個拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204以及一個圖像傳感器1206，所述圖像傳感器1206對于由該拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204導(dǎo)引的主題圖像進(jìn)行成像。根據(jù)本發(fā)明該實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備26在該拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204的光軸上被提供在圖像傳感器1206之前。
驅(qū)動單元14具有驅(qū)動部1402、驅(qū)動器1404、檢測部1406、驅(qū)動器1408、定時產(chǎn)生電路1410以及A/D轉(zhuǎn)換器1412。所述驅(qū)動部1402包括一個制動器，其驅(qū)動在拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204中的可移動透鏡。該驅(qū)動器1404提供驅(qū)動信號給驅(qū)動部1402。該檢測部1406檢測驅(qū)動部1402的行程。該驅(qū)動器1408提供一個驅(qū)動信號給圖像傳感器1206。該定時產(chǎn)生電路1410提供一個定時信號給圖像傳感器1206以及驅(qū)動器1408。所述A/D轉(zhuǎn)換器1412對于由圖像傳感器1206產(chǎn)生的圖像信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。
驅(qū)動單元14還具有一個驅(qū)動器28和一個運(yùn)動檢測部30。該驅(qū)動器28提供一個驅(qū)動信號給光學(xué)設(shè)備26。該運(yùn)動檢測部30包括一個加速度傳感器和/或一個陀螺傳感器，其檢測該成像設(shè)備10的相機(jī)抖動的量。
該信號處理部16可以通過對A/D轉(zhuǎn)換器1412提供的成像信號執(zhí)行預(yù)定信號處理來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)，并且執(zhí)行與拍攝相關(guān)的各種操作(例如，自動聚焦操作、自動曝光操作、自動白平衡操作以及圖像數(shù)據(jù)的壓縮/解壓縮)。所述信號處理部16還可以包括例如DSP。
信號處理部16通過一個SDRAM控制器1602使用一個存儲器(SDRAM)17作為圖像數(shù)據(jù)處理的工作區(qū)。
該控制部18包括一個CPU 1802、一個RAM 1804、一個閃存ROM1806、一個時鐘電路1808以及連接這些部分的系統(tǒng)總線1810。
該CPU 1802基于存儲在閃存RAM1806中的控制程序而進(jìn)行操作。
該CPU 1802通過系統(tǒng)總線1810向RAM 1804、閃存ROM 1806以及時鐘電路1808發(fā)送數(shù)據(jù)，并且從它們接收數(shù)據(jù)。該CPU 1802還根據(jù)從操作部20提供的操作命令、從檢測部1406提供的檢測信號、從運(yùn)動檢測部30提供的檢測信號等等而進(jìn)行操作。該CPU 1802還控制驅(qū)動器1404和28、驅(qū)動單元14的定時產(chǎn)生電路1410和A/D轉(zhuǎn)換器1412。
該CPU 1802還通過媒體接口25向內(nèi)部存儲器或者記錄介質(zhì)2502(例如存儲卡)發(fā)送包括圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并且從它們接收包括圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。CPU 1802還通過LCD控制器2202使顯示器22顯示圖像數(shù)據(jù)。CPU 1802還通過外部接口24向外部設(shè)備(例如個人計(jì)算機(jī)和打印機(jī))發(fā)送包括圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)以及從那里接收包括圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
操作部20包括一個功率開關(guān)、快門按鈕以及用于切換拍攝模式和執(zhí)行各種設(shè)置的操作按鈕。
接下來將描述光學(xué)設(shè)備26。
首先，將描述光學(xué)設(shè)備26中的光學(xué)元件32。
圖2是表示該光學(xué)設(shè)備26中的光學(xué)元件32的原理的示意圖，圖3是該光學(xué)元件32的棱鏡效應(yīng)的示意圖。
如圖2中所示，該光學(xué)元件32包括彼此間隔開并且平行延伸的第一和第二透明襯底34和36、在第一和第二透明襯底34和36表面上的第一和第二透明電極38和40，以及填充在第一和第二透明電極38和40之間的偏振層42，其中所述電極彼此面對。
第一透明電極38具有多個成帶狀的分開電極39，它們以一致的間隔在與其延伸方向正交的方向上排列。多個分開的電極39的排列方向被稱為第一方向，并且第一方向是與該偏振層42的厚度方向正交的方向。
該第二透明電極40包括在第二透明襯底36表面的整個區(qū)域上延伸的單個電極。
該偏振層42包含一種其折射率取決于所施加的電壓幅度的材料?？梢圆捎靡环N具有各向異性折射率的媒體作為該材料。該材料可以是但不限于以下1)具有較高的定向和正介電各向異性的向列液晶，其中液晶分子根據(jù)施加于襯底之間的電場幅度從平行定向(homogeneousorientation)到垂直定向(homeotropic orientation)改變，如在一般的液晶元件中那樣。
2)具有負(fù)介電各向異性的向列液晶，其中如果垂直定向薄膜形成在襯底表面，則液晶分子根據(jù)施加于襯底之間的電場幅度從垂直定向改變到平行定向；或者3)鉭酸鋰(LiTao3)或者鈮酸鋰(LiNbo3)，其折射率取決于所施加的電場幅度。值得注意的是，已知鉭酸鋰能夠形成比液晶更大的折射率。
這里，可以對第二透明電極40施加例如接地電勢，作為參考電勢VL。
一個沿著第一方向逐步或連續(xù)地改變幅度的電壓可施加于第一透明電極38中的多個分開的電極39上。該電壓可能是例如幾到幾十伏的直流電壓(或交流電壓)。
例如，如圖2所示，第一透明電極38包括N個分開的電極39-1，39-2，39-3，......和39-N。
這里，在第一方向的一端施加于分開電極39-1的電壓是參考電壓VL，并且在第一方向的另一端施加給分開電極39-N的電壓是最高電壓VH。
當(dāng)相鄰分開的電極之間的電壓差是ΔV時，則該電壓差ΔV表示為ΔV＝(VH-VL)/(N-1) [等式1]當(dāng)給分開電極39施加一個沿著第一方向逐步或連續(xù)地改變幅度的電壓時，由分開電極39以這種方式施加給偏振層42的電壓形成以下電場分布，其沿著第一方向逐步或連續(xù)地改變幅度。
這樣，根據(jù)這種電場分布，可以在該偏振層42中形成一種沿著第一方向逐步或連續(xù)地改變的折射率分布。
通過形成這種折射率分布，在偏振層42的厚度方向傳播的輸入光束Li被輸入到第一透明電極34，根據(jù)該折射率分布而被偏振層42折射，并且作為輸出光束Lo而被從第二透明襯底36輸出。
換句話說，如圖3示出的，光學(xué)元件32充當(dāng)所謂的棱鏡，并且在偏振層42的厚度方向上入射的輸入光束1i被偏振并且作為輸出光束Lo而輸出。
接下來描述光學(xué)設(shè)備26。
圖4是表示該光學(xué)設(shè)備26的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
如圖4所示，光學(xué)設(shè)備26包括第一、第二和第三透明襯底44，46和48，第一到第四透明電極50、52、54和56以及第一和第二偏振層58和60。
第一，第二和第三透明襯底44、46和48彼此隔開并且彼此平行延伸。
第一透明電極50被提供在第一透明襯底44對著第二透明襯底46的表面上。
第二透明電極52被提供在第二透明襯底46對著第一透明襯底44的表面上。
第三透明電極54被提供在第二透明襯底46對著第三透明襯底48的表面上。
第四透明電極56被提供在第三透明襯底48對著第二透明襯底46的表面上。
第一偏振層58被填充在第一和第二透明電極50和52之間。
第二偏振層60被填充在第三和第四透明電極54和56之間。
第一和第二偏振層58和60包含一種根據(jù)施加于其上的電壓幅度而改變折射率的材料，類似于偏振層42。
這樣，根據(jù)該實(shí)施例，第一和第二透明襯底44和46，第一和第二透明電極50和52，以及第一偏振層58被包括在第一光學(xué)元件32A中。第二和第三透明襯底46和48，第三和第四透明電極54和56以及第二偏振層60被包括在第二光學(xué)元件32B中。換句話說，光學(xué)設(shè)備26包括在第一和第二偏振層58和60的厚度方向上彼此重疊放置的第一和第二光元件32A和32B。
第一透明電極50具有多個成帶狀的分開電極51，其以一致的間隔在與帶狀延伸方向正交的方向上排列。多個分開的電極51的排列方向被稱為第一方向，并且第一方向是與第一和第二偏振層58和60的厚度方向正交的方向。
第二透明電極52包括在第二透明襯底46面對第一偏振層58的表面的整個區(qū)域上延伸的單個電極。
第三透明電極54包括在第二透明襯底46面對第二偏振層60的表面的整個區(qū)域上延伸的單個電極。
第四透明電極56具有多個成帶狀的分開電極57，其以一致的間隔在與帶狀延伸方向正交的方向上排列。多個分開電極57的排列方向與第一方向一致。
根據(jù)該實(shí)施例，分開電極51和分開電極57在尺寸和形狀上相似，并且放置分開電極51和分開電極57使得在從第一和第二偏振層58和60的厚度方向看過來時各自的外形能夠相互一致。
圖5A是光學(xué)設(shè)備26的剖視圖，圖5B是被施加給第一偏振層58的第一電場分布的示意圖，圖5C是第一偏振層58中的第一折射率分布的示意圖，圖5D是被施加給第二偏振層60的第二電場分布的示意圖，以及圖5E是第二偏振層60中的第二折射率分布的示意圖。圖6是光學(xué)設(shè)備26的棱鏡效應(yīng)的示意圖。
如圖5A所示，例如，通常對第二和第三透明電極52和54施加接地電勢作為參考電壓VL。
類似于在光學(xué)元件32中，沿著第一方向?qū)Φ谝煌该麟姌O50中的多個分開電極51以及第四透明電極56中的多個分開電極57施加一個逐步或者連續(xù)地改變幅度的電壓。
這樣，如圖5B所示出的，該電壓在第一偏振層58中形成第一電場分布。第一電場分布沿著第一方向逐步或連續(xù)地改變幅度。如圖5D所示出的，該電壓在第二偏振層60中形成第二電場分布。第二電場分布沿著第一方向逐步或連續(xù)地改變幅度。
因此，如圖5C所示，根據(jù)第一電場分布在第一偏振層58中形成一種逐步或連續(xù)地改變的第一折射率分布。如圖5E所示，根據(jù)第二電場分布在第二偏振層60中形成一種逐步或連續(xù)地改變的第二折射率分布。
這里，沿著第一方向，第一電場分布的梯度和第二電場分布的梯度的變化率的極性相對并且變化率的絕對值相同。由此，沿著第一方向，第一折射率分布的梯度和第二折射率分布的梯度的變化率的極性相對并且變化率的絕對值相同。
通過形成這種折射率分布，在第一和第二偏振層58和60的厚度方向傳播并且進(jìn)入第一透明襯底44的輸入光束Li根據(jù)第一折射率分布而被第一偏振層58折射，通過第二透明襯底46，根據(jù)第二折射率分布而被第二偏振層60折射，并且作為輸出光束Lo從第三透明襯底48輸出，如圖5A所示。
換句話說，如圖6所示出的，光學(xué)設(shè)備26(即，第一和第二光學(xué)元件32A和32B)充當(dāng)兩個棱鏡，并且在偏振層42的厚度方向上入射的輸入光束Li被偏振兩次，然后作為輸出光束Lo而被輸出。
這種情況下，由光學(xué)設(shè)備26對輸入光束Li進(jìn)行的兩次偏振使輸出光束Lo平行于輸入光束1i的延伸線而在第一方向上位移。
輸出光束Lo在第一方向上相對于輸入光束Li延伸線的位移量，也就是，由光學(xué)設(shè)備26位移的光路的位移量，取決于第一和第二折射率分布的梯度的幅度。
因此，改變將被施加到第一和第四透明電極50和56的電壓幅度以及改變第一和第二電場分布的梯度，允許調(diào)節(jié)光路的位移量。
值得注意的是，由第一光學(xué)元件32A偏振的光平行于輸入光束Li在第二透明襯底46中傳播，然后被第二光學(xué)元件32B偏振。因此，在厚度方向上改變第二透明襯底46的尺寸允許調(diào)節(jié)光路的位移量。
下面，將描述在成像設(shè)備10中使用光學(xué)設(shè)備26來補(bǔ)償相機(jī)抖動的操作。
如圖1示出的，基于運(yùn)動檢測部30所檢測的運(yùn)動量，CPU 1802通過光學(xué)設(shè)備26計(jì)算光路的位移量(校正量)，該光學(xué)設(shè)備也許需要補(bǔ)償所述運(yùn)動量。
然后，CPU 1802基于該位移量向驅(qū)動器28提供控制信號。這樣，從驅(qū)動器28向光學(xué)設(shè)備26的第一和第四透明電極50和56施加其幅度與所述位移量(校正量)相對應(yīng)的電壓。
因此，可以調(diào)節(jié)光學(xué)設(shè)備26對光路的位移量(要被補(bǔ)償?shù)牧?，以便對應(yīng)于運(yùn)動檢測部30所檢測的運(yùn)動量，其補(bǔ)償由圖像傳感器1206引導(dǎo)的主題圖像的前向運(yùn)動。
由于光學(xué)設(shè)備26自己僅在第一方向上位移光路，因此提供一個光學(xué)設(shè)備26只是補(bǔ)償與該拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204的光軸正交的軸向上的前向運(yùn)動。
圖7是具有兩個內(nèi)置光學(xué)設(shè)備26的成像設(shè)備10的示意圖。
如圖7所示出的，兩個光學(xué)設(shè)備26在拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204的光軸上被置于圖像傳感器1206之前，使得兩個光學(xué)設(shè)備26的第一方向能正交于光路。這樣，例如兩個光學(xué)設(shè)備26之一的第一方向能夠水平，并且另一光學(xué)設(shè)備26的第一方向能夠垂直。因此，該光路能在正交于光軸的所有方向上位移，并且所有方向上的前向運(yùn)動能得到補(bǔ)償。
根據(jù)該實(shí)施例，光學(xué)設(shè)備26的簡單結(jié)構(gòu)包括第一光學(xué)元件32A和第二光學(xué)元件32B，第一光學(xué)元件具有將第一偏振層58夾在中間的第一和第二透明電極50和52，第二光學(xué)元件具有將第二偏振層60夾在中間的第三和第四透明電極54和56，該光學(xué)設(shè)備26只需要占據(jù)很小的空間，并且少量的功率在第一和第二偏振層58和60中形成折射率分布。
因此，使用光學(xué)設(shè)備26進(jìn)行該成像設(shè)備10的相機(jī)抖動補(bǔ)償顯然能夠安全地補(bǔ)償相機(jī)抖動，并且與過去使用制動器來移動透鏡的情形相比，在降低尺寸和功耗方面極為有益。
根據(jù)該實(shí)施例，由于輸出光束Lo平行于該光學(xué)設(shè)備26的輸入光束Li的延伸線并且在第一方向上位移，由拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204引導(dǎo)到圖像傳感器1206的光平行于該拍攝光學(xué)系統(tǒng)1204的光軸而被位移，這對于補(bǔ)償形成于圖像傳感器1206上的主題圖像中的一側(cè)模糊是有益的。
根據(jù)該實(shí)施例，已經(jīng)描述了第一和第四透明電極50和56具有多個成帶狀的分開電極51和57以及第二和第三透明電極52和54具有單個電極的情形，第一和第四透明電極50和56也可以具有單個電極，并且第二和第三透明電極52和54可以具有多個分開電極。
第一和第二透明電極50和52以及第三和第四電極54和56只需要在第一和第二偏振層58和60中形成一個其幅度沿第一方向逐步或者連續(xù)地改變的電場分布，并且其形式不限于此。
接下來描述第二實(shí)施例。
第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于，在透明電極和偏振層之間提供介電層。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備26的構(gòu)造的剖視圖。在該實(shí)施例的描述中，對于和第一實(shí)施例相同或類似的部件和元件使用了相同的參考標(biāo)記。
如圖8所示，在第一透明電極50和第一偏振層58之間提供介電層62，在第四透明電極56和第二偏振層60之間提供介電層64。介電層62和64也許只需要包含一種允許光通過的介電材料，并且可以包含一種透明合成樹脂或者透明玻璃。
第二實(shí)施例當(dāng)然也提供與第一實(shí)施例相同的效果，并且通過提供介電層62和64防止在相鄰的分開電極51和57之間產(chǎn)生的不均勻電場被施加到偏振層58和60上。
因而，可以平滑由第一和第二透明電極50和52以及第三和第四透明電極54和56在第一和第二偏振層58和60中形成的電場分布的梯度，也就是說可以平滑折射率分布的梯度，這對于防止在光學(xué)設(shè)備26中產(chǎn)生像差(aberration)以及改善在圖像傳感器1206中形成的主題圖像的質(zhì)量是有益的。

第三實(shí)施例是第二實(shí)施例的變體，并且與第二實(shí)施例的區(qū)別在于第二和第三透明電極52和54還包括成帶狀的分開電極。
圖9是第三實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備26的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
如圖9所示，第二透明電極52包括多個分開電極53，這些分開電極53的尺寸和形狀都與第一透明電極50中的分開電極51相似。
在厚度方向上看，放置第一透明電極50的分開電極51和第二透明電極52的分開電極53，使得其輪廓彼此相同。
第三透明電極54也包括多個分開電極55，這些分開電極55的尺寸和形狀與第四透明電極56的分開電極57類似。
在厚度方向上看，放置第三透明電極54的分開電極55和第四透明電極56的分開電極57，使得其輪廓彼此相同。
在第二透明電極52和第一偏振層58之間提供介電層66，并且在第三透明電極54和第二偏振層60之間提供介電層68。介電層66和68包含的介電材料允許光通過，類似于介電層62和64，其能夠防止在相鄰的分開電極53和55之間發(fā)生的不均勻電場施加到偏振層58和60。
根據(jù)第三實(shí)施例，分開電極51、53、55和57在尺寸和形狀方面類似。
當(dāng)然，除了與第二實(shí)施例相同的效果之外，第三實(shí)施例還提供了用于限定施加給第一和第二偏振層58和60的電壓幅度的靈活性，因?yàn)樗械谝坏降谒耐该麟姌O50、52、54以及56具有多個分開電極51、53、55和57。因此，可以自由調(diào)整將在第一和第二偏振層58和60中形成的電場分布的梯度，也就是說折射率分布的梯度，這對于自由調(diào)整光路的位移量是有益的。
第四實(shí)施例是第三實(shí)施例的變體，并且與第三實(shí)施例的區(qū)別在于分開電極所處的位置。
圖10是根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)設(shè)備26的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
如圖10所示，與第三實(shí)施例類似，第一、第二、第三和第四透明電極50、52、54和56的分開電極51、53、55和57在尺寸和形狀方面類似。
在第一、第二、第三和第四透明電極50、52、54和56中相鄰的分開電極以一致的間隔分開。
從厚度方向看，第一透明電極50的分開電極51和第二透明電極52的分開電極53被放置為其輪廓不會彼此重疊，也就是說分開電極51和53沿第一方向交替布置。
從厚度方向看，類似的，第三透明電極54的分開電極55和第四透明電極56的分開電極57被放置為其輪廓彼此不重疊，也就是說，分開電極55和57沿第一方向彼此交替布置。
根據(jù)第四實(shí)施例，當(dāng)然除了與第三實(shí)施例相同的效果之外，第一透明電極50和第二透明電極52的分開電極51和53被交替放置以便彼此不會重疊，并且第三透明電極54和第四透明電極56的分開電極55和57被交替放置以便彼此不會重疊。因此，與第三實(shí)施例相比更有益的是，改善并且使得光透射更加一致，這對于改善光學(xué)設(shè)備26的光學(xué)特性是有益的。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在此范圍內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其它因素可以產(chǎn)生各種修改、組合、子組合以及替換，只要他們在本發(fā)明的附加權(quán)利要求及其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)設(shè)備，包括第一光學(xué)元件，其具有第一偏振層和在厚度方向上夾在第一偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第一偏振層的光的第一和第二透明電極，所述第一偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料；以及第二光學(xué)元件，其具有第二偏振層和在厚度方向上夾在第二偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第二偏振層的光的第三和第四透明電極，所述第二偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料；其中第一和第二光學(xué)元件在第一和第二偏振層的厚度方向上彼此重疊放置；第一和第二透明電極沿著與厚度方向正交的第一方向?qū)Φ谝黄駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連續(xù)改變的第一電壓；并且第三和第四透明電極沿著第一方向?qū)Φ诙駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連讀改變的第二電壓。
2.權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一和第二偏振層分別具有第一和第二電場分布，這些電場分布的幅度被第一和第二電壓沿著第一方向逐步或者連續(xù)地改變；第一和第二偏振層分別具有第一和第二折射率分布，這些折射率分布的幅度根據(jù)第一和第二電場分布而逐步或者連續(xù)改變；以及根據(jù)第一和第二折射率分布而分別偏振在第一和第二偏振層的厚度方向中傳播的光束。
3.權(quán)利要求2所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一和第二折射率分布的梯度沿著第一方向線性地改變；第一折射率分布的梯度和第二折射率的分布具有相反極性，其具有沿第一方向的變化率；以及變化率的絕對值相等。
4.權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中輸出光束平行于輸入光束的延長線并且在第一方向上位移，其中當(dāng)在第一和第二偏振層的方向中傳播的光按順序通過第一和第二偏振層時，輸入光束是輸入到第一偏振層的光束而光束中的輸出光束輸出自第二偏振層。
5.權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一和第二透明電極中一個透明電極包括多個分開電極，這些分開電極在正交于第一方向的方向中延伸并且在第一方向上間隔開；第一和第二透明電極的另一透明電極包括單個電極，所述單個電極面對著所述一個透明電極的所有分開電極；第三和第四透明電極中的一個透明電極包括多個分開電極，這些分開電極在正交于第一方向的方向上延伸并且在第一方向上間隔開；第三和第四透明電極中的另一個透明電極包括單個電極，所述單個電極面對著所述一個透明電極的所有分開電極。
6.權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一和第二透明電極都包括多個在正交于第一方向的方向上延伸并且在第一方向上間隔開的分開電極；以及第三和第四透明電極都包括多個在正交于第一方向的方向上延伸并且在第一方向上間隔開的分開電極。
7.權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中第一和第二透明電極都包括多個在正交于第一方向的方向上延伸并且在第一方向上間隔開的分開電極；以及第三和第四透明電極都包括多個在正交于第一方向的方向上延伸并且在第一方向上間隔開的分開電極；以及從第一和第二偏振層的厚度方向上看，第一透明電極的分開電極和第二透明電極的分開電極沿第一方向交替放置；并且第三透明電極的分開電極和第四透明電極的分開電極沿第一方向交替放置。
8.權(quán)利要求5、6或者7所述的光學(xué)設(shè)備，其中還在所述多個分開電極與這些分開電極面對的第一偏振層或第二偏振層之間提供有一個含有介電材料的介電層。
9.權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中，該材料是具有各向異性折射率的介質(zhì)。
10.權(quán)利要求1所述的光學(xué)設(shè)備，其中，該材料是液晶、鉭酸鋰或者鈮酸鋰。
11.一種成像設(shè)備，包括一個傳導(dǎo)主題圖像的拍攝光學(xué)系統(tǒng)；在拍攝光學(xué)系統(tǒng)光軸上的圖像傳感器；以及在該光軸上圖像傳感器之前的光學(xué)設(shè)備，其中光學(xué)設(shè)備具有第一光學(xué)元件，其具有第一偏振層和在厚度方向上夾在第一偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第一偏振層的光的第一和第二透明電極，所述第一偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料；以及第二光學(xué)元件，其具有第二偏振層和在厚度方向上夾在第二偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第二偏振層的光的第三和第四透明電極，所述第二偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料；其中第一和第二光學(xué)元件在第一和第二偏振層的厚度方向上彼此重疊放置；第一和第二透明電極沿著與厚度方向正交的第一方向?qū)Φ谝黄駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連續(xù)改變的第一電壓；并且第三和第四透明電極沿著第一方向?qū)Φ诙駥邮┘右粋€其幅度逐步或者連讀改變的第二電壓。
全文摘要
公開了一種光學(xué)設(shè)備。該光學(xué)設(shè)備包括第一光學(xué)元件，其具有第一偏振層和在厚度方向上夾在第一偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第一偏振層的光的第一和第二透明電極，所述第一偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料；以及第二光學(xué)元件，其具有第二偏振層和在厚度方向上夾在第二偏振層兩側(cè)并且偏振在厚度方向上通過第二偏振層的光的第三和第四透明電極，所述第二偏振層含有折射率隨著所施加的電壓幅度而變化的材料。
文檔編號H04N5/225GK101046595SQ20071009184
公開日2007年10月3日 申請日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月28日
發(fā)明者牧井達(dá)郎 申請人:索尼株式會社