本申请涉及成像,尤其涉及一种衍射光学元件及相机。
背景技术:
1、随着终端技术的发展,终端设备的拍照性能的发展也越来越好。终端设备在人们工作、生活和社交层面的应用越来越丰富。特别是在目前丰富多样的社交平台上,人们习惯于在平台上上传图像展示自己的生活形态。
2、为了实现更好的展示效果,人们往往会利用图像编辑软件对拍摄的图像进行编辑,比如在图像上添加图案、表情等。但是,通过图像编辑软件所添加的图案元素并不能很好地融入到图像中,给人造成突兀感,从而影响图像的展示效果。同时,使用图像编辑软件在图像中添加图案元素,需要人们能够熟练使用图像编辑软件,存在一定的门槛,而且需要耗费较多的精力和时间,便捷性较差。
3、此外,衍射光学元件(diffractive optical elements,doe)是近几年蓬勃发展的新兴光学元件,其基本原理是衍射。当点光源发出的光线进入衍射光学元件时,其表面上的衍射结构将光束分裂成多个光束,然后可以重新定向、整形或以各种方式进行组合,得到衍射图案。现有的衍射光学元件一般是应用在激光器上。这种衍射光学元件通常基于正向设计,即追求高衍射效率。如果直接将其应用在摄像头上时,高衍射效率的衍射光学元件不仅会严重遮挡摄像头的光圈,造成摄像头的成像质量下降,而且还会所拍摄的图像中出现杂散斑。
技术实现思路
1、为了解决衍射光学元件,高衍射效率导致拍摄的图像上出现杂散光斑问题,本申请提供了一种衍射光学元件及相机,逆向设计降低衍射光学元件中图案区的蚀刻深度,以降低衍射光学元件的主级衍射效率和次级衍射效率,减少拍摄图像上的杂散光斑,同时增加衍射光学元件的光透过能力,以使相机光圈获取更多进光量,提高背景进光量以及快门响应速度,提升拍照整体背景质量。
2、第一方面,本申请实施例公开了一种衍射光学元件,衍射光学元件能够被设置在相机的摄像头上,用于辅助相机成像;
3、衍射光学元件为逆向设计得到;
4、逆向设计的衍射光学元件为解决衍射光学元件在拍摄成像时出现的杂散光斑问题,以及使衍射光学元件具有更好的光透过能力;
5、逆向设计包括降低衍射光学元件中图案区的蚀刻深度,以降低衍射光学元件的主级衍射效率和次级衍射效率,增加光透过的能力,减少拍摄图像上的杂散光斑;
6、逆向设计还包括缩小衍射光学元件中图案区的尺寸,以增加衍射光学元件的光透区的透光量,以使相机光圈获取更多进光量,提高背景进光量以及快门响应速度,提升拍照整体背景质量。
7、在一些可选的实施例中,通过衍射光学元件辅助软件设计得到蚀刻深度值,依图案复杂度,将实际的蚀刻深度降低为设计蚀刻深度值的20%-80%,以降低衍射光学元件的衍射效率。
8、在一些可选的实施例中,衍射光学元件中图案区的尺寸,小于或等于衍射光学元件中相邻图案区之间的间隔尺寸。
9、在一些可选的实施例中,逆向设计还包括增大衍射光学元件中透光区的尺寸,以使相机光圈获取更多进光量。
10、在一些可选的实施例中,衍射光学元件中透光区的尺寸为大于或等于图案区尺寸。
11、在一些可选的实施例中,衍射光学元件的图案区中,依图形复杂度设置100-1000个采样点,采样点的数量越多能够细化杂散光斑,且在图案区尺寸固定的情况下,增加采样点,线宽会变细,以助力弱化杂散光斑。
12、在一些可选的实施例中,图案区的蚀刻深度会影响光的透过率,将实际的蚀刻深度降低为设计蚀刻深度值的20%-80%,以提高图案区的透光率。
13、在一些可选的实施例中,衍射光学元件中图案区中的图案为对称图形的情况下,为2阶设计,采用一次刻蚀制备得到;
14、衍射光学元件中图案区中的图案为非对称图形的情况下,为4阶设计,采用二次刻蚀制备得到。
15、在一些可选的实施例中,相机光圈从大到小,对应进光量由多变少;
16、衍射光学元件中图案区的尺寸从小到大,对光圈的遮挡由少变多,对应进光量由多变少;
17、进光量大可以缩短快门时间,以在更短时间完成同样的曝光,解决拍摄高速运动物体容易糊的问题;
18、在暗光环境下,衍射光学元件中透光区的尺寸增大,能够实现更大进光量,更大进光量可以用更低的感光度完成同样时间之曝光,从而获得更为纯净的高信噪比成像。
19、第二方面,本申请实施例公开了一种相机,所述相机包括如上所述的衍射光学元件;
20、所述衍射光学元件与所述相机的摄像头可拆卸连接。
21、本申请实施例提供的技术方案具有如下技术效果:
22、本申请实施例所述的衍射光学元件及相机,衍射光学元件能够被设置在相机的摄像头上,用于辅助相机成像。衍射光学元件为逆向设计得到,逆向设计的衍射光学元件为解决衍射光学元件在拍摄成像时出现的杂散光斑问题,以及使衍射光学元件具有更好的光透过能力。逆向设计包括降低衍射光学元件中图案区的蚀刻深度,以降低衍射光学元件的主级衍射效率和次级衍射效率,减少拍摄图像上的杂散光斑。逆向设计还包括缩小衍射光学元件中图案区的尺寸,以降低衍射效率,使相机光圈获取更多进光量,提高背景进光量以及快门响应速度,提升拍照整体背景质量。
1.一种衍射光学元件,其特征在于,所述衍射光学元件能够被设置在相机的摄像头上,用于辅助相机成像;
2.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其特征在于,通过衍射光学元件辅助软件设计得到蚀刻深度值,依图案复杂度,将实际的蚀刻深度降低为设计蚀刻深度值的20%-80%,以降低衍射光学元件的衍射效率。
3.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其特征在于,衍射光学元件中图案区的尺寸,小于或等于衍射光学元件中相邻图案区之间的间隔尺寸。
4.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其特征在于,逆向设计还包括增大衍射光学元件中透光区的尺寸,以使相机光圈获取更多进光量。
5.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其特征在于,衍射光学元件中透光区的尺寸大于或等于图案区尺寸。
6.根据权利要求1所述的衍射光学元件,其特征在于,衍射光学元件的图案区中,依图形复杂度设置100-1000个采样点,采样点的数量越多能够细化杂散光斑,且在图案区尺寸固定的情况下,增加采样点,线宽会变细,以助力优化降低杂散光斑。
7.根据权利要求2所述的衍射光学元件,其特征在于,图案区的蚀刻深度会影响光的透过率,将实际的蚀刻深度降低为设计蚀刻深度值的20%-80%,以提高图案区的透光率。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的衍射光学元件,其特征在于,衍射光学元件中图案区中的图案为对称图形的情况下,为2阶设计,采用一次刻蚀制备得到;
9.根据权利要求1至7任意一项所述的衍射光学元件,其特征在于,相机光圈从大到小,对应进光量由多变少;
10.一种相机,其特征在于,所述相机包括如权利要求1至9任意一项所述的衍射光学元件;