具有自由面的微镜阵列镜头的制作方法

专利名称：具有自由面的微镜阵列镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具有自由面的微镜阵列镜头。更具体言之，此 发明涉及一种具有自由面的微镜阵列镜头，其同时具有小型化及高 性能的特点。
背景技术：
球面镜头不能够将平行光线会聚到一点。因此，将多个镜头组 合在一起以将其校正。在这些情形中，由于将多个镜头组装，所以 在实现一 小型且具有大孔径镜头的高性能方面存在局限性。
另一方面，如果采用可将光线会聚到一点的具有所需要的自由
面的非球面4竟头，则可通过一单一4竟头将平行光线会聚到一点。如 此可减小光学系统的体积和重量。亦可实现4交高光学性能。
出于此原因，已经将一种非球面镜头用于光束投影机、投影电 视、光盘只读存储器(CD-ROM )的检取组件、数字视频光盘(DVD) 播放器、激光打印机、激光扫描单元，等。
然而，通过现有机械性能，制造具有实务上要求的精度小于0.1 微米的复杂非球面的非球面镜头是困难的。此外，测量所产生的具 有小于0.1」微米的精度的镜头误差是困难的。而另一方面，具有自 由面的微镜阵列镜头可形成具有小于0.1微米的精度的非球面镜 头。

发明内容
本发明致力于解决现有技术的这些缺点。
本发明的一个目的是提供一种具有自由面的微镜阵列镜头。
本发明的另 一 目的是提供一种具有自由面的微镜阵列，其能够 同时具有'J、型化及大孔径镜头的高性能的特点。
微镜阵列镜头包括多个微镜，且该微镜阵列镜头通过控制这些 微镜的旋转及/或平移，来再造一预定的自由面。
由控制电路来控制这些微镜。并由一机械结构支撑这些微镜。 这些微镜包括一反射面。
通过控制这些微镜的旋转及/或平移，来改变镜头的预定自由面。
该镜头的预定自由面是固定的。
由该预定自由面的梯度决定微镜的旋转量及旋转方向。 控制每 一 微镜的平移以满足同相条件。 在一平面上i殳置所有的这些孩么镜。
在一个或多个同心圆中i殳置这些樣t4竟以形成一4竟头，且这些孩史 4竟包4舌电才及。由一个或多个与同心圓对应的电4及致动每一同心圆上 的獨t4竟。由相同的电才及致动具有相同平移及4t转位移的獨U竟。
农"竟具有扇形、六边形、矩形、正方形，或三角形的外形。微镜的反射面实质上是平的。
通过采用半导体微电子技术在这些微镜之下构造控制电路，且 该控制电路包括至少一导线层。
由静电力、电》兹力，或静电力及电；兹力致动这些孩"竟。
将支撑这些微镜的机械结构及致动部件置于这些微镜之下。
独立控制这些微镜。微镜的反射面具有一曲率。可控制这些微 镜的曲率。由电热力及/或静电力控制这些孩"竟的曲率。
微镜的该反射面由具有较高反射率之材料制成。微镜的该反射
面由金属制成。该金属包括4艮、铝、铂或金。由电介质涂层或多层 电介质涂层保护该金属。
微镜的反射面由金属混合物制成。由电介质涂层或多层电介质 涂层保护该金属混合物。
微镜的反射面由多层介电材料制成。
该镜头上一空间光调变器。该镜头是空间光调变器，其补偿由 物体及其影^f象之间的介质引起的光的相位误差。
该空间光调变器校正像差。空间光调变器校正自近轴成像规则 的偏差。该空间光调变器使得偏离光轴的物体成像而无需宏观机械 移动。
控制该镜头以对红、绿、蓝(RGB)波长的每一波长分别满足 同相条件，以得到一彩色影像。控制该镜头以满足多个波长中的 一个波长的同相条件，以得到 一彩色影像。
通过将红、绿及蓝光波长的最小公倍数用作相位条件的有效波 长，以满足彩色成像的同相条件。
在一光学系统中定位该镜头使其关于一个轴可旋转。例如，将
该4竟头定位^f吏其关于X轴可旋转，X轴垂直于光轴。若如此，该4竟 头的表面曲线关于Y轴对称，Y轴垂直于光轴及X轴。
该4竟头适用于一成^f象装置。该成i象装置具有以下功能的至少一 种光学变焦、数字变焦、自动聚焦及三维成像。
该成像装置是视频监控相机。该视频监控装置具有以下功能的 至少一种光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦。
该成像装置是摄影机。该摄影机具有以下功能的至少一种光 学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦。
可将该成像装置整合入可携式组件。该成像装置具有以下功能 的至少一种光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦。
该成像装置上一行动电话相机。 的至少一种光学变焦、自动聚焦、
可将该成像装置整合入电一见中。 有以下功能的至少一种光学变焦、焦。
该4亍动电话相才几具有以下功能 三维成像及数字变焦。
整合入电^f见中的该成像装置具 自动聚焦、三维成像及数字变
可将该成像装置整合入笔记型计算机。整合入笔记型计算的该成像装置具有以下功能的至少 一种光 学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦。
可将该成像装置整合入计算机中。整合入计算机中的该成像装 置具有以下功能的至少一种光学变焦、自动聚焦、三维成像及数 字变焦。
可将该成像装置整合入计算机监视器中。
整合入计算机监视器中的该成像装置具有以下功能的至少一 种光学变焦、自动聚焦、三维成4象及数字变焦。
可将该成像装置整合入可携式数字助理(PDA)中。整合入可 携式数字助理(PDA)中的该成像装置具有以下功能的至少一种 光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦。
该成像装置用于模式识别系统。可将该模式识别系统整合入行 动电话中。
该成像装置用于运动识别系统。可将该运动识别系统整合入行 动电"i舌中。
该成l象装置用于内i貪镜。
该成像装置用于三维显示装置。
该镜头用于二维投影显示装置。可将该二维投影显示装置整合 入可携式装置。该可携式装置是行动电话。该二维投影显示装置投 影一键盘影像。
该镜头用于三维成像装置。该三维成像装置用于三维模式识别 系统。可将该三维^^莫式识別系统整合入行动电话中。该三维成像装置用于三维运动识别系统。可将该三维运动识别系统整合入4亍动电 话中。该三维运动识别系统用于汽车的防撞系统。该三维运动识别
系统用于三维内i貪4竟。
可将该一镜头用于条形码读取装置。 可将该镜头用于光学检取装置。
可将该镜头用于光束聚焦及扫描系统。该光束聚焦及扫描系统 可用于打印才几。且该光束聚焦及扫描系统可用于扫描4义。
可将该4竟头用于光学^艮踪系统。该光学^艮踪系统可用于三维鼠标。
可将该4竟头用于三维整体成^f象及显示系统。 可将该镜头用于成像稳定器装置。
因为具有自由面的孩"竟阵列4竟头(MMAL)可减小光学系统的 体积及重量，且可提高光学性能，故可将此发明用于这些成像装置。
当将这些成像装置用于数字相机时，这些成像装置具有数字变 焦功能。
可将此发明用于变焦系统、三维成像组件、自动聚焦系统、视 频监控相机、成像稳定器、三维显示装置、二维成像投影系统、光 学检取组件、光束聚焦及扫描系统、光学跟踪系统，及三维整体成 像及显示系统，这些装置及系统分别在下述专利申请案中被予以描 述2004年3月22日申请的题为"小型快速变焦系统"的美国专 利申请案第10/806,299号、2004年4月12日申请的题为"三维成 <象组件"的美国专利申i青案第10/822,414号、2004年7月21曰申请的题为"高速自动聚焦系统"的美国专利申请案第10/896,141号、 2005年3月10日申请的题为"采用变焦镜头的视频监控系统"的 美国专利申请案第11/076,688号、2004年11月2日申请的题为"采 用微镜阵列镜头的成像稳定器"的美国专利申请案第10/979,612号、 2004年2月13日申请的题为"采用变焦镜头的三维显示器，，的美 国专利申请案第10〃78，281号、2004年8月9日申请之题为"二维 成l象才殳影系统"的美国专利申请案第10/914,474号、2004年9月3 曰申请的题为"光学检取组件"的美国专利申请案第10/934,133号、 2004年11月2日申请的题为"采用微镜阵列镜头的光束聚焦及扫 描系统"的美国专利申请案第10/979,568号、2004年11月2曰申 请的题为"采用变焦镜头的光学跟踪系统"的美国专利申请案第 10/979,619号，及2004年11月2日申请的题为"采用变焦4竟头的 三维整体成像及显示系统"的美国专利申请案第10/979,624号。
如果将具有自由面的微镜阵列镜头(MMAL)应用于这些申请 案，则本发明除具有美国专利申请案第10/806,299号、第10/822,414 号、第10/896,141号、第11/076,688号、第10/979,612号、第 10/778,281号、第10/914,474号、第10/934,133号、第10/979,568 号、第10/979,619号及第10/979,624号中描述的优点外，还具有附 加的优点，例如，可减小系统的体积和重量及可实现较高光学性負L
可将包括具有自由面的微镜阵列镜头(MMAL)的成像装置用 于模式识别及运动识别系统。可将该运动识别系统整合入行动电话 且可将该成像装置用于内诊镜。
可将包括具有自由面的樣i镜阵列4竟头(MMAL )的三维成像装 置用于三维才莫式识别系统及三维运动识别系统。特别地，较高光学 性能、高速及较小装置体积上这些应用的最实用的优点。由于较高 光学性能、高速及较小体积，可将该三维运动识别系统整合入行动电话中，且可用于汽车的防撞系统。同样的，由于较高光学性能、 高速及较小体积，可将这些三维成像装置用于三维内诊镜。
可将包括具有自由面的微镜阵列镜头(MMAL)的这些成像装 置整合入可携式组件中，该可携式组件可具有以下功能的至少一 种光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦。
这些包括具有自由面的微镜阵列镜头(MMAL )的成像装置可 以是具有光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦的功能至少之 一的视频监控相机、摄影机、行动电话相机。该—见频相机、摄影机 可具有光学变焦、自动聚焦、三维成像、数字变焦、较小体积、较 轻重量及较高性能的优点。可将这些成像装置整合入电视、笔记型 计算机、桌上型计算机及计算机监视器。这些装置可具有以下功能 的至少一种光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦。因此， 这些装置可具有光学变焦、自动聚焦、三维成像、数字变焦、较小 体积、较轻重量及较高性能的优点。
可将这些包括具有自由面的微镜阵列镜头(MMAL )的二维投 影显示装置整合入可携式装置中，可减小其体积及重量且可实现较 高光学性能，而且这些装置也具有美国专利申请案第10/914,474号 中描述的优点。由于这些二维投影显示装置具有较小体积，较小重 量及较低功率消耗，故可将这些二维投影显示装置整合入可携式装 置中，例如4亍动电话及可携式凄t字助理(PDA)。
通过这些包括具有自由面的微镜阵列镜头(MMAL)的二维投 影显示装置，可将键盘影像投影在屏幕上，例如桌或墙上。在例如 行动电话及可携式数字助理(PDA)中，投影影像的可携式键盘是 必需的。为开发投影键盘，手指移动的检测也是必需的。可将包括具有自由面的微镜阵列镜头(MMAL)的光束聚焦及 扫描系统用于打印机、扫描仪。微镜阵列镜头(MMAL)的高速聚 焦及扫描功能可使系统具有高分辨率打印及扫描。
可将包括具有自由面的孩"竟阵列4竟头(MMAL)的光学跟踪系 统用于三维鼠标。自由面的微镜阵列镜头(MMAL)的高速3D监 控功能可实现3D鼠标。
本发明的优点是(1 )该具有自由面的微镜阵列镜头可实现大 孔径镜头的较高性能；及(2)该具有自由面的微镜阵列镜头可实 现建立小型光学组件。
虽然简要地扭克述了本发明，^f旦是透过以下图式、详细描述及随 附申"i青专利范围可更充分地理解本发明。


通过参考所附图式将更好地理解本发明的此等及其它特点、方 面及优点，其中
图1说明菲涅耳镜头和微镜阵列镜头的原理；
图2说明轴对称微镜阵列镜头的平面内视图3说明该微镜阵列镜头如何成像；
图4示出了再造轴对称反射面的一部分的孩"竟；
图5示出了非^求面的两个实例，U型和W型；
图6示出了双焦距微镜阵列镜头；图7示出了微镜的两个旋转自由度和一个平移自由度；
图8a示出了包括六边形微镜的变焦柱面镜头；
图8b示出了包括六边形樣t镜的变焦圆面4竟头；
图9示出了包括矩形孩吏镜的变焦柱面4竟头；
图10示出了包括三角形微镜的变焦圓面镜头；
图11示出了采用具有自由面的樣U竟阵列一镜头(MMAL)的成 像系统。
具体实施例方式
一夺美国专利申"i青案第 10/855,287， 10/857,714， 10/857,280, 10/983,353, 諮78，281, 10/806,299， 10/822,414， 薩96，141， 10/914,474, 10/934,133， 10/979,568, 10/979,619， 10/979,624, 10/979,612, 11/072,296， and 11/076,688号以引用的方式并入本文中， 如同在此充分地提出。
图1说明菲涅耳4竟头和孩14竟阵列4竟头11的原理。制造一个理 想镜头需要两个条件。第一个条件是会聚条件，即由物体的一点散 射的所有光应该会聚到影像平面的一点。第二个条件是同相条件， 即所有会聚光应在影像平面具有相同的相位。为满足这些理想镜头 条件，形成传统反射镜头12的表面形状使其能够将由物镜的一点 散射的所有光会聚到影像平面的一点，且能够使所有会聚光的光程 相等。
图2说明轴对称微镜阵列镜头21的平面内视图。微镜22具有 与镜面相同的功能。因此，微镜22的反射面由金属、金属混合物、 多层介电材料或具有较高反射率的其它材料制成。许多已知的微制造制程可使该表面具有较高反射率。已经知道由致动部件23采用 静电及/或电磁方式控制每一微镜22。在一轴对称镜头的情形中， 微镜阵列镜头21具有一这些微镜22的极坐标阵列。这些微镜22 的每一个具有 一扇形以增大有效反射面积，其可纟是高光学效率。
i殳置这些樣"竟以形成一个或多个同心圆，进而形成一轴对称镇: 头，且可由相同电极控制或由已知半导体微电子技术(例如金属氧 化物半导体(MOS)或互补金属氧化物半导体(CMOS))独立控 制相同同心圓上的微镜。将支撑每一反射微镜22的机械结构及这 些致动部件23置于这些孩H竟22之下，以增大有效反射面积。可用 已知半导体微电子技术(例如金属氧化物半导体(MOS)或互补金 属氧化物半导体(CMOS))替代电控电路来操作这些微镜。同样， 如美国专利申请案第11/072,296号中所述，该控制电路可由至少一 导线层构成。
将这些微电子电路在微镜阵列之下应用，则通过移除用于电极 垫及导线的必需区域可增大有效反射面积，这些电极垫及导线用于 提供致动动力。
图3说明微镜阵列镜头31如何成像。通过控制这些孩t镜34之 位置，将任意散射光32, 33会聚到影像平面的一点P。通过平移这 些樣H竟34,可将任意光32, 33的相位调整为相同。所需的平移位 移至少为光波长的一半。因为传统反射镜头12的理想形状具有曲 率，所以期望每一微镜34具有曲率。如果平面微镜的尺寸足够小， 则包括这些平面微镜34的镜头的像差也变为足够小。在此情形中， 微镜不需要具有曲率。通过控制每一微镜34的旋转及平移，可改 变微镜阵列镜头31的焦距f。
通过抛物面表面，具有零度^L角(或扫描装置的扫描角)的平 行光线会聚到一点。而且，实务光学系统在^L场(或扫描范围)内需要连续视角(或扫描角)。因此，所需表面并非简单的抛物线形， 其通常是多项式函数。通常通过光学仿真软件可找到用于连续视场 (或扫描角)的最佳表面。如图1中说明，通过采用菲涅耳镜头原 理之孩"竟阵列可获得该最佳表面。
目前，没有用于寻找微镜阵列镜头(MMAL )每一微镜的最佳 旋转及平移的光学软件。因此，应通过由光学仿真软件找到的最佳 非J求面函lt来计算每一樣"竟的旋转和平移。
图4展示再造轴对称反射面之一部分的微镜。可将非球面41 表示为
z = f (r)
其中z是非^^面41的曲线，且r是圓柱坐标系中的径向分量。
微镜42的旋转e透过计算z的梯度dz/dr得到。因为通过微镜 42的旋转再造了 P点处非球面41的r方向上的梯度，故由非球面 41反射的光线43与由微镜反射的光线44具有相同的方向。
如果该非球面并非轴对称，可将其表示为
z = f ( x，y )
其中z是非J求面的曲线，且x和y是平面内坐标。
在此情形中，两个旋转自由度是必需的，即x方向及y方向的 旋转。
<formula>formula see original document page 23</formula>因为通过微制造制程制造微镜42,故如图4中所示在一平面 45内将它们排布。因此，由非球面反射的光线光程与由微镜42反 射的光线光程是不同的。该光程差是由高度差Az引起的，Az是非 球面和该微镜之间的高度差，可将其表示为<formula>formula see original document page 24</formula>其中OPD系光程。
即使会聚光的光程(OPD)是不同的，通过将该光程(OPD) 调整为m倍波长也可〗吏得两束光的相位匹配，因为光的相位是周期 性的，其中m是一整数。
图5展示两个非5求面的实例，U形51和W形52。如图5中所 示，通过樣"竟阵列4竟头53可再造它们。
图6展示双焦距微镜阵列镜头61。可将两个具有不同焦距的非 球面62、 63再造为一个微镜阵列镜头61。在一个微镜阵列镜头中 亦可实现多焦距樹 镜阵列4竟头。
图7示出了微镜71的两个旋转自由度及一个平移自由度。包 括具有独立控制的两个旋转自由度72、 73及一个平移自由度74的 微镜71的阵列，可形成具有任意非球面的镜头。通过形成一任意 非3求面可任意地调变入射光。为实现此目的，需要通过对两个旋转 自由度72, 73的控制将入射光偏转至任意方向。亦需要每一微镜 的独立平移74以满足相位条件。
在图8a、 8b、 9及10中，由箭头82的长度表示獨^镜的旋转量 及方向，且由箭头82的方向表示曲线梯度方向，该曲线梯度方向表示微镜的旋转方向。图8a示出了包括六边形微镜81的变焦柱面 一镜头。图8b示出了包4舌六边形獨。镜81的变焦圆面镜头83。通过对 具有两个旋转自由度(DOF)及一个平移自由度(DOF)的这些微 镜81的独立控制，可改变变焦圓面镜头83的形状、位置及尺寸。 在图8b及10中，控制非镜头组件的微镜85使得由这些微镜85反 射的光不影响成像或聚焦。
虽然图8a至8b示出了六边形微镜81，扇形、矩形、正方形及 三角形微镜也是可采用的。包括扇形微镜的阵列适用于轴对称镜 头。图9展示包4舌矩形孩"竟92的变焦柱面4竟头91。包括正方形或 矩形微镜92之阵列适用于关于一平面内轴对称的镜头，例如柱面 镜头91。
通过相同电极致动或通过已知半导体孩i电子技术(例如金属氧 化物半导体(MOS)或互补金属氧化物半导体(CMOS))独立控 制具有相同旋转的微镜。
图IO展示包括三角形微镜102的变焦圆面镜头101。包括三角 形微镜102的阵列适用于具有任意形状及/或尺寸之镜头，例如包括 六边形微镜的阵列。
因为通过独立控制孩M竟的平移74及4t转72、 73可改变光的相 位，故微镜阵列镜头是一种自适应光学部件。自适应光学的微镜阵 列镜头需要具有可分别寻址的微镜的二维阵列。为实现此目的，需 要将这些微镜与芯片上电子装置结合。为此，将微镜与已知微电子 电^各进行晶圆级整合是必需的。
因为自适应光学部件可校正由物体及其影像之间介质引起的 光的相位误差，及/或校正引起其影像自近轴成像规则偏离的镜头系 统的缺陷，故微镜阵列镜头可校正相位误差。例如，通过调整微镜的平移74及旋转72、 73，微镜阵列镜头可校正由光学倾斜引起的 相4立i吴差。
由微镜阵列镜头满足的同相条件包含 一 单色光的假设。因此， 为得到彩色影像，控制该微镜阵列镜头以对红、绿、蓝(RGB)波 长的每一个波长分别满足同相条件，且成像系统可采用带通滤波器
来获得具有红、绿、蓝(RGB)波长的单色光。
如果将彩色光电传感器用作采用微镜阵列镜头的成像系统中 的成像传感器，通过使用或不使用带通滤波器来处理来自红、绿及 蓝(RGB)成像传感器的电信号，可获得彩色影像，这些带通滤波 器应与对微镜阵列镜头的控制同步。为使自物体散射的红光成像，
控制微镜阵列镜头以满足红光的同相条件。操作过程中，红、绿及 蓝成像传感器测量自物体散射的红、绿及蓝光的每一个的强度。其 中，仅将红光强度作为影像数据储存，因为仅红光真正地成像。为 使绿或蓝光的每一个成像，该微镜阵列镜头及每一成像传感器以与 对红光的处理相同的方式工作。因此，该微镜阵列镜头是与红、绿 及蓝成像传感器同步。或者，通过将红、绿及蓝光波长的最小公倍 数用作相位条件的有效波长，来满足彩色影像的同相条件。在此情 形中，不必控制微镜阵列镜头以分别满足红、绿及蓝光的每一个的 相位条件。而是应满足这些波长的最小公倍数的相位条件。
为了更简单地控制，仅控制每一微镜的平移以满足红、绿及蓝 光中的一种光的相位条件，或不控制每一微镜的平移以满足红、绿 及蓝光中的任一其它光的相位条件。即使由于光的不同相位误差使 得该纟鼓镜阵列镜头不能满足多波长的相位条件，该镜头仍可用作具 有较低质量的变焦镜头。
图11示出了采用具有自由面的獨H竟阵列4竟头110的成1象系统。 成像系统111是采用具有自由面的微镜阵列镜头的光学系统的实例。如图11中所示，因为微镜阵列镜头是反射镜头，故通常倾斜 定位该微镜阵列镜头，以偏转射向传感器114的光。因为定位传统
反射镜头112使其垂直于光轴113,故该镜头的表面曲线通常是轴 对称的。然而，如果定位孩i镜阵列镜头110使其关于X轴可旋转， 则该微镜阵列镜头的表面曲线仅关于Y轴对称。
该予贞定自由面包4舌非^求面。
虽然已经参考本发明的不同实施例示出并描述了本发明，但是 本领域技术人员应了解，可对本发明做形式、细节、组成及操作上 作出改变，而不会背离由随附申请专利范围限定的本发明的精神及范围。符号说明
11，31， 53微镜阵列镜头
12传统反射镜头
21轴对称微镜阵列镜头
22，34， 42， 71微镜
23致动部件
32,33任意散射光
41
43由非J求面反射的光线
44由微镜反射的光线
45平面
51传统U形反射4竟头
52传统W形反射镜头
61双焦距微镜阵列镜头
62,63具有不同焦^巨的非5求面
72,73微镜的两个旋转自由度
74微镜的一个平移自由度
81六边形微镜
82表示微镜的旋转方向的箭头
83变焦圆面4竟头
85非镜头组件的微镜
91包括矩形孩"竟的变焦柱面4竟头92 矩形樣"竟
101 包括三角形微镜的圓面镜头
102 三角形樣"竟
110 具有自由面的微镜阵列镜头
111 采用具有自由面的微镜阵列镜头的成像系统
112 传统反射镜头
113 光轴
114 传感器
权利要求
1.一种包括多个微镜的微镜阵列镜头，其中通过控制所述这些微镜的旋转、平移，或旋转及平移，所述微镜阵列镜头可再造一预定自由面。
2. 根据权利要求1所述的镜头，其中通过控制所述这些微镜的旋 转、平移，或旋转及平移，来改变所述镜头的所述预定自由面。
3. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头的所述预定自由面 是固定的。
4. 根据权利要求1所述的镜头，其中由所述预定自由面的梯度决 定所述樣"竟的旋转量及旋转方向。
5. 根据权利要求1所述的镜头，其中控制每一所述微镜的平移以 满足同相条件。
6. 根据权利要求1所述的镜头，其中在一平面上设置所有的所述 这些微镜。
7. 根据权利要求1所述的镜头，其中在一个或多个同心圓中设置 所述这些《鼓镜，以形成所述镜头，其中所述孩"免包括一个或多 个电极。
8. 根据权利要求7所述的镜头，其中由一个或多个与该同心圓对 应的电极控制在所述这些同心圓每一个上的微:镜。
9. 才艮据权利要求1所述的镜头，其中所述微镜包括一个或多个电 极，其中由所述这些电极致动所述这些樣H免。
10. 根据权利要求9所述的镜头，其中由这些相同的电极致动这些 具有相同平移及旋转位移的微镜。
11. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述微镜具有一扇形。
12. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述微镜具有一六边形。
13. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述微镜具有一矩形。
14. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述微镜具有一正方形。
15. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述微镜具有一三角形。
16. 根据权利要求1所述的镜头，其进一步包括一控制电路，其中 由所述控制电路控制所述这些微镜。
17. 根据权利要求16所述的镜头，其中通过采用半导体微电子技 术在所述这些微镜之下构造所述控制电路。
18. 根据权利要求16所述的镜头，其中在所述这些微镜之下构造 所述控制电路，其中所述控制电路包括至少一导线层。
19. 根据权利要求1所述的镜头，其中由静电力致动所述这些微镜。
20. 根据权利要求1所述的镜头，其中由电磁力致动所述这些微
21.根据权利要求1所述的镜头，其中由静电力及电》兹力致动所述 这些微镜。
22. 根据权利要求1所述的镜头，进一步包括一机械结构，其中由 所述机械结构支撑这些微镜。
23. 根据权利要求22所述的镜头，其中将支撑所述这些微镜的机 械结构及致动组件置于所述这些微镜之下。
24. 根据权利要求1所述的镜头，其中独立控制所述这些微镜。
25. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述微镜包括一反射面。
26. 根据权利要求25所述的镜头，其中所述微镜的所述反射面实 质上是平的。
27. 根据权利要求25所述的镜头，其中所述微镜的所述反射面具 有一曲率。
28. 根据权利要求27所述的镜头，其中可控制所述这些微镜的曲率。
29. 根据权利要求27所述的镜头，其中由电热力控制所述这些微 4竟的曲率。
30. 根据权利要求27所述的镜头，其中由静电力控制所述这些微 镜的曲率。
31. 根据权利要求25所述的镜头，其中所述微镜的所述反射面由 具有较高反射率的材料制成。
32. 根据权利要求31所述的镜头，其中所述微镜的所述反射面由 金属制成。
33. 根据权利要求32所述的镜头，其中所述金属包括银。
34. 根据权利要求32所述的镜头，其中所述金属包括铝。
35. 根据权利要求32所述的镜头，其中所述金属包括铂。
36. 根据权利要求32所述的镜头，其中所述金属包括金。
37. 根据权利要求32所述的镜头，其中由电介质涂层保护所述金
38. 根据权利要求32所述的镜头，其中由多层电介质涂层保护所 述金属。
39. 根据权利要求25所述的镜头，其中所述微镜的所述反射面由 金属混合物制成。
40. 根据权利要求39所述的镜头，其中由电介质涂层保护所述金 属v'昆合物。
41. 根据权利要求39所述的镜头，其中由多层电介质涂层保护所 述金属〉'昆合物。
42. 根据权利要求25所述的镜头，其中所述微镜的所述反射面由 多层介电材料制成。
43. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头包括一空间光调变器。
44. 根据权利要求43所述的镜头，所述空间光调变器补偿由物体 及其影像之间的介质引起的光的相位误差。
45. 根据权利要求43所述的镜头，其中所述空间光调变器校正像
46. 根据权利要求43所述的镜头，所述空间光调变器校正自近轴 成傳J见则的偏差。
47. 根据权利要求43所述的镜头，所述空间光调变器使得偏离光 轴的物体成像而无需宏观机械移动。
48. 根据权利要求1所述的镜头，其中控制所述微镜阵列镜头以对 红、绿、蓝(RGB)波长的每一个波长分别满足同相条件， 以得到一彩色影像。
49. 根据权利要求1所述的镜头，其中控制所述镜头以满足多个波 长中的一个波长的同相条件，以得到一彩色影像。
50. 根据权利要求1所述的镜头，其中通过将红、绿及蓝光波长的 最小公倍数用作相位条件的有效波长，来控制所述镜头以满足 彩色成像的同相条件。
51. 根据权利要求1所述的镜头，其中在一光学系统中定位所述镜 头使其关于一个轴可旋转。
52. 根据权利要求51所述的镜头，其中所述镜头的表面曲线关于 Y轴对称。
53. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一成像装置。
54. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置具有一光学 变焦功能。
55. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置具有一数字 变焦功能。
56. 根据权利要求53所述的镜头， 聚焦功能。
57. 根据权利要求53所述的镜头， 成像功能。
58. 根据权利要求53所述的镜头, 控相机。其中所述成像装置具有一 自动 其中所述成像装置具有一三维 其中所述成像装置包括视频监
59. 根据权利要求58所述的镜头，其中所述视频监控装置具有包 括光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦的功能。
60. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置包括一摄影机。
61. 根据权利要求60所述的镜头，其中所述摄影机具有包括光学 变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦的功能。
62. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置适用于一可 携式组件。
63. 根据权利要求62所述的镜头，其中所述成像装置具有包括光 学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦的功能。
64. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置包括一行动 电话相机。
65. 根据权利要求64所述的镜头，其中所述行动电话相机具有包 括光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦的功能。
66. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置适用于电视。
67. 根据权利要求66所述的镜头，其中整合入所述电视的成像装 置具有包括光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦的功能。
68. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置适用于笔记 型计算机。
69. 根据权利要求68所述的镜头，其中整合入所述笔记型计算机 的成像装置具有包括光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变 焦的功能。
70. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置适用于一计算机。
71. 根据权利要求70所述的镜头，其中整合入所述计算机的成像装置具有包括光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变焦之功能
72. 根据权利要求53所述的镜头，其中该成像装置适用于一计算 机监视器。
73. 根据权利要求72所述的镜头，其中整合入所述计算机监视器 的成像装置具有包括光学变焦、自动聚焦、三维成像及数字变 焦的功能。
74. 根据权利要求53所述的镜头，其中所述成像装置适用于一可 携式数字助理(PDA)。
75. 根据权利要求74所述的镜头，其中整合所述可携式数字助理(PDA)的成像装置具有包括光学变焦、自动聚焦、三维成像 及数字变焦的功能。
76. 根据权利要求53所述的镜头 式i口、别系乡充。
77. 根据权利要求76所述的镜头 一行动电话。
78. 根据权利要求53所述的镜头 动i只别系纟克。
79. 根据权利要求78所述的镜头 一行动电话。
80. 才艮据权利要求53所述的镜头 诊镜。
81. 才艮据;f又利要求1所述的^:头，其中所述^l竟头适用于一三维显示装置。
82. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一二维投影 显示装置。
83. 根据权利要求82所述的镜头，其中所述二维投影显示装置适 用于一可携式装置。
84. 根据权利要求83所述的镜头，其中所述可携式装置包括一行 动电话。
85. 根据权利要求82所述的镜头，其中所述二维投影显示装置投 影一键盘影像。
86. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一三维成像装置。,其中所述成像装置适用于一模 ，其中所述模式识别系统适用于 ，其中所述成像装置适用于一运 ，其中所述运动识别系统适用于 ,其中所述成像装置适用于一内
87. 根据权利要求86所述的镜头， 一三维才莫式识别系统。
88. 根据权利要求87所述的镜头, 用于一4于动电i舌。
89. 根据权利要求85所述的镜头, 一三维运动i口、别系统。
90. 根据权利要求89所述的镜头， 用于一4于动电话。
91. 根据权利要求89所述的镜头， 用于一汽车的防撞系统。
92. 根据权利要求86所述的镜头， 一三维内i多^竟。其中所述三维成像装置适用于 其中所述三维才莫式识别系统适 其中所述三维成像装置适用于 其中所述三维运动识别系统适 其中所述三维运动识别系统适 其中所述三维成像装置适用于
93. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一条形码读 取装置。
94. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一光学检取装置。
95. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一光束聚焦 及扫描系统。
96. 根据权利要求95所述的镜头，其中所述光束聚焦及扫描系统 适用于一打印才几。
97. 根据权利要求95所述的镜头，其中所述光束聚焦及扫描系统 适用于一扫描4义。
98. 根据4又利要求1所述的镜头，其中所述4竟头适用于一光学跟踪 系统。
99. 根据权利要求98所述的镜头，其中所述光学跟踪系统适用于 三维鼠标。
100. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一三维整体 成l象及显示系统。
101. 根据权利要求1所述的镜头，其中所述镜头适用于一成像稳定 器装置。
全文摘要
一种微镜阵列透镜包括多个微镜，且通过控制这些微镜的旋转及/或平移再造一预定自由面。由控制电路控制、由一机械结构支撑微镜，且微镜包括一反射面。通过控制这些微镜的旋转及/或平移，来改变该镜头的该预定自由面。在一个或多个同心圆中设置这些微镜以形成该镜头。微镜具有扇形、六边形、矩形、正方形，或三角形的外形。微镜的反射面实质上是平的。通过采用半导体微电子技术，将控制电路构造在这些微镜之下。由静电力及/或电磁力致动这些微镜。微镜的该反射面由具有较高反射率的材料制成。该镜头可用于成像装置、视频监控相机、摄影机等。
文档编号G02B26/08GK101288015SQ200680027606
公开日2008年10月15日 申请日期2006年7月28日 优先权日2005年7月28日
发明者徐清洙, 赵京一 申请人:立体播放有限公司;埃斯壮有限公司