专利名称：用于减少光学模糊的设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及一种数字照相技术，且特别涉及到通过电控液晶光学设备减少图 像模糊。
背景技术：
蜂窝电话制造商一直努力降低其电话尺寸，同时，努力增加设备特征的数量和复 杂性。这种特征的一个实例是集成到电话中的数字照相机，在较新的手机中这已成为标准。 不仅是这一特征成为了标准，通过每一代新手机，消费者都希望照相机的分辨率，速度，清 晰度和其他方面提高。相似地，通过新的每一代，电话显示屏幕尺寸和/或分辨率增加了。 由于用户更容易察觉到照相机获得的图像的缺陷，因此显示能力的提高对照相机性能产生 了不利影响。通过数字照相机，正像常规机械/薄膜照相机那样，到达传感器的光量受到快门 的控制。快门打开以允许光通过光圈到达图像传感器。快门打开的时间量控制图像传感器 接收到的光量。与胶片不同，在数字照相机中的光传感器能够电复位，因此数字照相机具有 数字快门而非机械快门。因此当照相机获得图像时，该图像表示时间段(曝光时间)上的 场景。如果照相机在曝光时间期间移动，则传感器会接收到所谓的“模糊”图像_没有很 好限定边缘且缺乏细节的图像。模糊是手抖，在移动的车中获取图像，在走路时获取图像或 者很多其他情况的自然结果。为了改善图像质量和补偿照相机抖动，常规照相机设计需要机械移动透镜或镜从 而调整光路长度(OPL)。由于现有技术的透镜，镜和移动它们的装置对于蜂窝电话而言过 大，因此降低模糊的现有技术方法不切实际。因此，需要克服与现有技术相关的如上所述的问题。
发明内容
根据本发明实施例的照相机移动补偿设备包括具有一对平行透明板的第一液晶 单元，和耦合到第一液晶单元并能跨越第一液晶单元的板施加和改变第一电压梯度的第一 电压源。该设备还包括第二液晶单元，其具有一对平行透明板并设置成使得第二液晶单元 的板中的每个都与第一液晶单元的板平行，并与穿过第一液晶单元的板的至少一个光波处 于光连通；耦合到第二液晶单元并能够跨越第二液晶单元的表面施加和改变第二电压梯度 的第二电压源；和通信地耦合到第一和第二电压源的移动和取向检测器，其中第一电压源 按照与由检测器感测到的移动成比例的方式改变第一电压梯度的斜率，以及，第二电压源 按照与由检测器感测的移动成比例的方式改变第二电压梯度的斜率。根据本发明的其他特征，设备包括第一电压源的低电压状态，和第二电压源的低 电压状态，其中当第一和第二电压源处于低电压状态时，第一液晶单元的液晶指向矢和第 二液晶单元的液晶指向矢平行或者垂直于第一液晶单元和第二液晶单元相应的板。
在另一实施例中，根据本发明，第一液晶单元的液晶指向矢平行于第一液晶单元 的板，以及，第二液晶单元的液晶指向矢垂直于第二液晶单元的板，或反之亦然。根据本发明的另一特征，第一液晶单元的配向方向垂直于第二液晶单元的配向方 向。 根据本发明的再一特征，第一电压梯度平行于第二电压梯度。根据再一特征，第一电压梯度的斜率和第二电压梯度的斜率是常数使得跨越每一 个液晶单元获得的折射率变化是线性的。根据再一特征，本发明包括与第一液晶单元和第二液晶单元平行且相邻的第一 镜，用于将穿过第一液晶单元和第二液晶单元的光线反射到第一液晶单元和第二液晶单元 中。根据再一实施例，本发明包括一种用于通过下述补偿照相机的移动的方法，即检 测照相机的移动；通过施加第一电压梯度到第一液晶单元和/或第二电压梯度到第二液晶 单元而补偿被检测到的移动，其中，所施加的梯度的斜率与被检测到的移动成比例。根据本发明的再一特征，第一液晶单元包括夹在第一对平行透明板之间的第一多 个液晶分子，和第二液晶单元包括夹在第二对平行透明板之间的第二多个液晶分子，和根 据被检测到的移动，施加至少一个电压梯度改变第一液晶单元和第二液晶单元中至少一个 的液晶指向矢相对于第一液晶单元和第二液晶单元中另一个的取向。根据本发明的再一特征，施加至少一个电压梯度将第一和第二多个液晶分子中至 少之一从初始状态改变，在所述初始状态中，第一液晶单元和第二液晶单元中至少一个的 液晶指向矢是平行和垂直于第一液晶单元和第二液晶单元中至少一个的板中的一种。被考虑作为本发明特性的其他特征在所附的权利要求中提出。尽管在此示出和描述了本发明，如在用于降低光学模糊的设备和方法中所具体体 现的，但是，由于不脱离本发明精神的情况下且在权利要求等效的界限和范围内可做出各 种修改和结构变化，因此，仍然不意味着限于所示出的细节。然而，当结合附图阅读时，根据具体实施例的以下描述，最佳地理解本发明的构造 和操作方法以及其他的目的和优点。
附图中贯穿分离的图相似数字表示相同或功能相似元件，且与以下的详细描述一 起结合到说明书并形成说明书一部分，用于进一步说明各实施例并解释根据本发明的各种 原理和优点。图1是根据本发明示例性实施例在液晶单元100中具有水平取向的液晶分子的液 晶单元的横截面图。图2是根据本发明示例性实施例单个液晶分子的平面图。图3是根据本发明示例性实施例液晶分子对所施加电压的反应的图示。图4是具有提供在第一板和第二板之间的多个液晶分子的液晶单元的横截面图。图5是示出液晶对穿过该单元的多条光线的作用的横截面图。图6是根据本发明的示例性实施例跨越一对液晶单元板施加电压梯度的电压施 加器的横截面图。
图7是根据本发明的示例性实施例进入到与具有施加的电压梯度的液晶单元物 理等效的块的入射面的光线的横截面图。图8是根据本发明示例性实施例具有提供在第一板和第二板之间的多个液晶分 子的液晶单元的横截面图，其中在单元中的液晶分子垂直于绘图页面平面而取向。图9是根据本发明示例性实施例具有施加的电压梯度的图8的液晶单元的横截面 图。图10是根据本发明示例性实施例在光连通结构中图4的单元与图8的单元联合 的侧视图。图11是根据本发明的示例性实施例在光连通结构中取向的图10的单元的侧视 图，示出了施加至其的电压梯度的效果。图12是根据本发明的示例性实施例描述在图4和8的单元上电压梯度的效果的 等效棱镜形状的侧视图。图13是根据本发明的示例性实施例示出图4和8的单元怎样用于防止由图像记 录装置抖动引起的图像模糊的侧视图。图14是根据本发明的示例性实施例示出具有嵌入的图像获取设备的蜂窝电话和 对象的透视图。图15是根据本发明的示例性实施例用于控制施加到图4和8的单元的电压梯度 的系统的块电路图。图16是根据本发明的示例性实施例示出用于检测设备移动和取向并施加相应电 压梯度到相应液晶单元的示例性处理的处理流程图。图17是根据本发明的示例性实施例用于降低图13的实施例的单元的厚度的结构 的侧视图。
具体实施例方式根据需要，以下公开了本发明的具体实施例；但是，将理解，所公开的实施例仅是 本发明的示例，其可表现为多种形式。因此，在此公开的特定结构和功能的细节不解释为限 制，而仅仅是权利要求的基础且是教导本领域技术人员多样地将本发明用于实际上任何适 当的具体结构中的典型基础。而且，在此使用的术语和短语不意味着限制，而是提供本发明 的可理解描述。此处的实施例可使用各种技术以宽泛种类的方式实施，不仅能减少照相机中的模 糊效果，还能实现用于制造抗模糊照相机的装置。这些照相机通常不具有移动机械部分并 能通过采用液晶显示结构的依赖于电压的双折射来实现模糊减少。本发明提供了一种用于照相机移动的新颖且有效的近乎即时的校正。图1示出了 液晶单元100的第一实施例，其包括一对相互间隔且在平行结构中排列的至少部分透明的 板102和104。特别是，第一板102具有外表面106和内表面108。内表面106和外表面 108是基本平坦的表面且基本上相互平行，从而跨越第一板102的长度Ll提供基本均勻的 厚度。相似地，第二板104具有外表面110和内表面112。内表面112和外表面110是基本 平坦的表面且基本相互平行，从而跨越第二板104的长度L2提供基本均勻的厚度。在一个 实施例中，长度Ll和L2基本相同。
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第一板102和第二板104以距离d分开。在板102，104之间是很多液晶114。液 晶114通过端盖116和118包含在两个板102和104之间。液晶114进一步被上盖120和 下盖122包含。上盖120覆盖板102和104的上边缘。但是，图1的图是从下看到液晶单 元的上边缘中且示出上盖120为透明的，实际上，其不总是这样。板102，104的下边缘覆盖 有下盖122，不能从图1的图中看到它。液晶分子114具有优选的取向方向，能通过单位矢量对其进行描述，并将其称为 液晶“指向矢”。在本发明的一个实施例中，液晶指向矢的普通取向是基本上平行于图1中 示出的两个板102和104。该普通取向(平行于两个板102和104)是由用于确保液晶114 具有如图1中所示静止方向的取向测量而引起的。液晶的取向测量是本领域公知的且包括 使用聚酰亚胺，“配向”板102和104的内表面106和112，施加电场，静电荷，及其他。图2示出了表示每个液晶114的单个液晶200。液晶200具有沿着第一轴A的第 一尺寸A和沿着第二轴B的第二尺寸B。第一尺寸A长于第二尺寸B，且轴A —般公知为长 分子轴。图3示出了施加电压对每个液晶分子200的作用。根据本发明的实施例，在未充 电状态下，液晶分子200保持在其静止位置上，其中轴A平行于板102和104，如图2中所 示。但是，一旦施加了电荷，即，跨越板102和104施加了电势，液晶分子200就被驱动且其 轴A垂直于板102和104，如图3中所示。图3示出了在两个板102和104之间的液晶分子200。在电压导通状态下，第一 板102具有施加的负电荷和第二板104具有施加的正电荷。由于施加到板102和104的电 荷，液晶分子200被驱动。在其导通状态，液晶分子200具有部分正端302和部分负端304。 液晶200的正端302和负充电板102之间的吸引以及液晶200的负端304和正充电板104 之间的等效吸引使液晶200离开其自然取向位置，如图2中所示，且旋转到与图3中所示相 似的位置处。在充电和旋转全程中，液晶保持其自然趋向以取向其本身，如图2中所示。结果， 一旦在壁102和104之间设置的电势去除，液晶就将“弹”回其初始取向(图2)。液晶返回 到初始取向的自然趋向允许电控制液晶的旋转程度。换句话说，液晶200可被取向成图2 的平行取向和图3的垂直取向之间的任何角度。在第一板102和第二板104之间的电压差 越大，在液晶200上的旋转角度就越大。图4示出了具有很多液晶分子402提供在第一板404和第二板406之间的液晶单 元400。第一板404和第二板406中的每一个分别具有电压施加器408和410。电压施加 器408和410表示用于施加电压给板404和406的任何措施。除了跨越板404和406施加 均勻的电势之外，电压施加器408和410能够施加线性电压梯度给板404和406。当施加电 压梯度时，在板404和406之间第一位置处存在比板404和406之间第二位置处大的电势。图4的单元400正下方是示出施加到单元400的电势跨越单元400的整个长度L 为零的图412。通过施加的零电压，液晶分子402保持其自然取向，其轴向对准或者平行于 板 404 和 406。图5示出了液晶对穿过单元400的多条光线500a-n的影响。单元400表示为透 明材料501诸如方解石晶体或氮化硼的块。光线500a-n以第一角度9,进入到块501的 第一侧502，穿过块501，并以基本上等于第一角度ΘΑ的角度θ B在第二侧504从块501出来。光路类似于光通过透明材料的实际块，具有平行的进入面502和出射面504。图6示出了单元400，具有电压施加器408和410，其跨越板404和406施加电压 梯度。在单元400下方的图600示出了跨越单元400的长度L施加的增加的电势V。图左 侧具有最小电压，图中示出为零，和图右侧是最大电压。在一个实施例中，电压施加器408 和410是氧化铟锡(ITO)迹线或片，具有受控电阻且本领域公知。当将电压施加到一端时， 跨越ITO片或迹线是平稳的电压降梯度。液晶分子402通过旋转响应于所施加的电压，该旋转与电压V的幅度成比例。更 具体地，在单元400的左侧，这里电压电势最小，如在单元下方通过图600表示的，液晶分子 402基本保持在其初始取向位置且与板404和406轴向平行(它们的A轴，如图2中所示)。 在电压电势为最大值的单元400的右侧，如在单元下方的图600表示的，液晶分子402从其 初始位置转移到基本上垂直于板404和406的位置。在单元400的左侧和右侧之间，液晶 分子402根据电压梯度600内的所施加的电压V在平行和垂直于板404和406之间改变角 度。有利地，如以下的图中所示出的，对单元400施加的电压梯度600引起入射光线以
不同于入射角度ΘΑ的角度θ Β从单元400射出。图7示出了进入块701的入射面702的多条入射光线700a-n。光线700a-n通过 块701并在出射面704射出。出射面704是倾斜的且不与入射面702平行。块701表示所 施加的电压梯度600对单元400的作用，这与形成棱镜701等效。如现有技术中公知的，出 射面和进入面不平行，进入棱镜的光具有与入射角不同的出射角。图7中，光线700a-n以 入射角ΘΑ进入块701，和以不同于入射角ΘΑ的角度ΘΒ射出。根据垂直于入射面702的 线706测量角度9,和ΘΒ。有利地，在入射和出射角度9,和间的差直接受到电压 梯度600斜率的控制。结果，现在可以精确调整和控制光线700a-n的投射方向。当光进入单元400时，其经历通常所谓的“双折射”效应。双折射或者双重折射是 当光线穿过某些类型的材料时，将光线分解成两射线(根据光的偏振，为正常射线“O”和异 常射线“e”)。仅当材料结构为各向异性(方向依赖的)时发生该效应，与具有偏振的液晶 分子402的单元400的情况相同。如果该材料具有各向异性的单个轴或光轴(即，其为单 轴的)，则通过针对不同偏振将两个不同折射率赋予材料而形成双折射。此时通过下式定义 双折射的大小Δη = ne-n0这里，11。和~分别是与各向异性轴垂直(正常)和平行(异常)的偏振的折射率。 双折射越大，出射角度从入射角度改变得越大。在一个实施例中，双折射较大，即至少0. 2。e射线700a-n具有与绘图页面平行的偏振方向。换句话说，当在绘图页面的平面 内前后振荡时e射线能够被目测到。ο射线穿过页面的平面而振荡。ο射线不受单元400 的影响且结果，入射的ο射线以与其入射角相同的角度射出。为了使ο射线弯曲成与e射 线相同的方向，第二液晶单元800被设置在第一液晶单元400的后面或前面。第二液晶单 元800可以为与第一液晶单元800相同的材料或尺寸，也可是不同的。因此，往回简要参考图6，单元400中的有效双折射作为驱动电压的函数而变化， 以使八η 有效(V) = (ne_n(V))
这里，V是施加到单元400的电压。当V接近其最大值时，η (V)接近IV和当V处 于其最小值时，η (V)接近ηε。对于正常入射的输入光束，转向角度通过下式给出 这里，对于2Π相位延迟λ =dAn有效，和L是单元宽度，和d是单元厚度，因此 现在可以精确引导单偏振光通过单元400的路径。图8示出了具有在第一板804和第二板806之间提供的多个液晶分子802的第二 液晶单元800。液晶分子802具有自然取向，如液晶分子402那样。但是，液晶分子802的 自然取向垂直于液晶分子402的取向。液晶分子802的液晶指向矢于图8中用点示出。液 晶分子802的轴向A垂直于绘图纸的平面。板804和806中每一个分别具有电压施加器808和810。与电压施加器408和410 相似的电压施加器808和810表示用于将电压梯度812施加到板804和806的任何措施。 当施加大于零的电压梯度812时，在板804和806之间的第一位置处出现比板804和806 之间的第二位置大的电势。图9示出了施加到板804和806的电压梯度900。作为响应，液晶分子802被驱 动并在单元内部旋转。该取向变化于图9中被示出且对应于梯度900的增加的电压电平。 更具体地，在单元800的左侧，这里电压电势为最小值。如通过单元下方的图900表示的， 液晶分子802基本保持在其初始取向位置上且与板804和806轴向平行。在单元800的右 侧，这里电压电势为最大值，如通过单元下方的图900表示的，液晶分子802从其初始位置 转向基本垂直于板表面的位置。在单元800的左侧和右侧之间，根据电压梯度内的所施加 的电压电势液晶分子802处于平行和垂直于板804和806之间的变化角度。有利地，单元 800上所施加的电压梯度900使入射光线以不同于其入射角度的角度离开单元800。单元800仅弯曲在绘图页面的平面内和外振荡的ο射线，且不影响射出第一单元 400的e射线700a-n。图10-12示出了当光波(e射线和ο射线)通过单元400和800时 单元400和800的作用。图10示出了在相邻结构中排列的两个单元400和800，与本发明实施例中预想的 相同。液晶分子1004的组于单元400中示出且液晶分子1006的组于单元800中示出。在 其初始状态下，液晶分子1004和1006相互垂直而取向，且所有液晶分子都基本根据其相应 单元的入射和出射板的配向方向而取向。示出了具有e波的第一光线1008从左侧1002进入第一单元400，通过并射出单 元400。由于两个单元400和800相互光连通，因此光线1008在其射出第一单元400之后 进入第二单元800。光线1008然后通过并射出第二单元800。示出具有ο波的第二光线 1010从左侧1002进入第一单元400，通过并射出单元400。与第一光线1008 —样，第二光 线1010进入第二单元800，通过并射出第二单元800。在图10中，不存在施加到单元400和800中任一个上的电压梯度。因此，光线1008 和1010都基本以其进入该单元相同的角度射出单元400和800。
图11示出了电压梯度600和900中每一个对单元400和800的上述作用，以及进 一步示出了相互对准被驱动的液晶单元400和800的结果。单元400提供有如图6中示出 的梯度600。入射e线1008以初始角度θ 4进入单元400。由于电压梯度600，光线1008 以不同于入射角度ΘΑ的角度ΘΒ1射出单元400。此外，通过电压梯度600指示出射角度
Q
Bl 0ο射线1010由于其偏振无阻碍且不改变地通过单元400。也就是说，入射角度基 本上等于出射角度。但是，ο射线继续向前并进入第二单元800。第二单元800被施加电 压梯度900，如图9中所示和如上所述。电压梯度900使光线1010的入射角度θ Α和光线 1010的出射角度θ Β2为不同的值，且在本发明的实施例中，光线1010的出射角度ΘΒ2是与 射出第一单元400的e光线1008的出射角度θ B1相同的值。图12示出了等效棱镜形状以真实地描述在单元400和800上的电压梯度作用。图13示出了怎样将液晶单元400和800用于防止由图像记录设备的抖动引起的 图像模糊。在图13中，两个液晶单元400和800彼此相邻且相互光连通，从而通过第一液 晶单元400的表面的光也通过第二液晶单元800的表面。在该结构1300中，进入单元表面 的光入射方向与以上所示出的和描述的相反。具体地，在上图中，入射光线射线已经 被示出为垂直于单元壁并且射出单元400和800的光已经被示出和描述为处于根据所施加 的电压梯度而改变的角度。但是，操作中，如图13中所示，将施加电压梯度并改变其值，以 使入射在第一单元400的第一表面1302或第二单元800的第一表面1304的光线根据射线 偏振被补偿，以使其以基本上垂直于该单元的角度射出适当单元的第二表面并能够被直接 传送到图像检测器1306，诸如用在数字相机中的电荷耦合设备(CCD)和电子光传感器。以 这种方式，图像获取设备1300的倾斜可被补偿使得对于图像检测器1306就像对象保持在 相同位置一样。例如，图14示出了具有嵌入图像获取设备(未示出)的蜂窝电话1400。以前，当 取得对象1402的图片时，如果电话1400移动角度ΘΒ，则手机1400的焦点从对象1402拖 动到对象上方的一点，从而产生模糊效应。通过本发明，照相机1400的移动可被检测且单 元400和800可被调整以使从对象1402到照相机1400的直接光路1404在至液晶单元的 输入处以角度 B被接收，但是有利地，与图13中所示的单元400和800的输出平面垂直， 从单元400和800输出。注意，目前为止描述的和图中示出的实施例描述了单元400和800都处于单液晶 模式，该模式为电控双折射(ECB)模式。但是，存在能实现相同结果的几种其他液晶模式， 使用(一个或多个)梯度电压以补偿照相机移动。例如垂直取向(VA)模式是ECB的反向 情况。在该模式中，在截止状态下液晶分子保持垂直(垂直于板)，和当单元处于导通状态 时平行于玻璃而旋转。这与ECB模式相反，这里在截止状态下液晶分子平行于平面而取向。 在本发明的一个实施例中，该单元不是相同模式，即，两个单元中的一个处于ECB模式和另 一个单元处于VA模式。图15示出了用于控制施加到单元400和800上的电压梯度的示例性电路1500。 电路1500包括移动和取向检测器1502，用于识别图像获取设备1300的移动/取向。移动 检测机构和技术在本领域中公知。其几个实例包括陀螺仪，速度传感器，取向传感器，杠杆 和很多其他实例。这些传感机构或技术中的任一个都可用作移动/取向检测器1502。
检测器1502通信地耦合到处理器1501。处理器1501耦合到控制器1504，其耦合 到电压源1506且能够从电源1506施加电压至单元400和800中对应的那个。在其他实施 例中，多个控制器和或电源用于施加电压到这些单元。处理器1501可以是任何适当构造的处理系统，适用于实施本发明的示例性实施 例。处理器1501耦合到存储器1508。存储器1508例如用于存储校正值以响应图像获取设 备1400的被检测到的移动。计算机程序(也称作计算机控制逻辑)可存储在存储器1508 中。这种计算机程序当执行时能够使得处理器1501实施在此讨论的本发明的特征。本发 明的实施方式可在图15的硬件中或者硬件和软件的组合中全部完成。图16示出了本发明实施例的处理流程图。流程始于步骤1600，并直接移到步骤 1602，这里通过检测器1502检测移动。在步骤1604中被检测到的移动和移动方向被传递 到处理器1501。处理器1501计算将补偿所检测到的移动的相反角度ΘΒ。在步骤1606中， 处理器1501发出信号给控制器1504，在步骤1608中，控制器1504发出信号给电压源1506， 以将适当电压梯度施加到单元400，800中的一个或两个。(一个或多个)该梯度引起入射 角度从出射角度变化。流程往回移动到步骤1602并等待另一个检测到的移动。图17示出了其中单元400和800的厚度d降低50%的本发明的实施例。在该实 施例中，镜1700被设置在单元400和800后面以使进入到单元400和800的光在通过每单 位厚度l/2d时都被折射。光线被反射远离镜1700并通过单位厚度l/2d。如果该结构被设置在照相机的一侧上，则第二镜1702可位于图像检测器1306的 附近并将图像直接反射到图像检测器1306中。结论如现在很清楚的，本发明的实施例提供了以入射角接收光和以事先限定的出射角 折射光的电压控制液晶单元。尽管以上已经描述了液晶单元，但是可使用折射率可电调整的其他材料来实施本 发明。在再一实施例中，可与液晶单元结合使用偏振器以补偿被检测到的照相机移动。 但是，由于偏振器的属性，光输出减半。在再一实施例中，偏振器加上x-y可寻址结构能用于实际地弯曲光线，不仅在上 下方向上，还能在左右方向上。非限制性实例尽管已经公开了本发明的具体实施例，但是具有本领域技术人员将理解，在不脱 离本发明精神和范围的情况下可对具体实施例做出改变。因此本发明的范围限于具体实施 例，且所附的权利要求意在覆盖本发明范围内的任何和所有应用、改进和实施例。如在此所使用的术语“一个”被限定为一个或多于一个。如在此所使用的术语“多 个”被限定为两个或多于两个。如在此所使用的术语“另一个”被限定为至少第二个或更多 个。如在此所使用的术语“包括”和/或“具有”被限定为包含(即为开放式语言)。如在 此所使用的术语“耦合”被限定为连接，尽管不是必须直接且不是必须机械连接。如在此所 使用的术语“大约”或“近似”用于所有数值，不管是否明确指出。这些术语一般指本领域 技术人员考虑与所列举值等价的数的范围(即具有相同功能或结果)。很多例子中，这些术 语包括数，被舍入为最接近的重要数字。
权利要求
一种照相机移动补偿设备，包括第一液晶单元，所述第一液晶单元具有一对平行透明板；第一电压源，所述第一电压源耦合到所述第一液晶单元并能够跨越所述第一液晶单元的板施加第一电压梯度并且改变第一电压梯度；第二液晶单元，所述第二液晶单元具有一对平行透明板并被设置成使得所述第二液晶单元的板中的每一个平行于所述第一液晶单元的板，且与通过所述第一液晶单元的板的至少一个光波处于光连通；第二电压源，所述第二电压源耦合到所述第二液晶单元并能够跨越所述第二液晶单元的表面施加第二电压梯度和改变第二电压梯度；和移动和取向检测器，所述移动和取向检测器通信地耦合到所述第一电压源和第二电压源，其中所述第一电压源按照与由所述检测器感测到的移动成比例的方式改变所述第一电压梯度的斜率，并且所述第二电压源按照与由检测器感测到的移动成比例的方式改变所述第二电压梯度的斜率。
2.如权利要求1的补偿设备，其中 所述第一电压源具有低电压状态；和 所述第二电压源具有低电压状态；和当所述第一电压源处于所述低电压状态时，所述第一液晶单元的液晶指向矢是与所述 第一液晶单元的板平行和垂直中的一种，和当所述第二电压源处于所述低电压状态时，所 述第二液晶单元的液晶指向矢是与所述第二液晶单元的板平行和垂直中的一种。
3.如权利要求2的补偿设备，其中所述第一液晶单元的板的配向方向垂直于所述第二液晶单元的板的配向方向。
4.如权利要求2的补偿设备，其中当所述第二液晶单元的液晶指向矢与所述第一液晶单元的液晶指向矢相同时，所述第 一电压梯度平行于所述第二电压梯度。
5.如权利要求2的补偿设备，其中当所述第二液晶单元的液晶指向矢与所述第一液晶单元的液晶指向矢相同时，所述第 一电压梯度的斜率和所述第二电压梯度的斜率是常数，使得跨越每一个所述液晶单元而获 得的折射率变化是线性的。
6.如权利要求1的补偿设备，还包括 图像检测器；和透镜，所述透镜设置在所述图像检测器和所述第一液晶单元之间。
7.如权利要求1的补偿设备，还包括 透镜；和图像检测器，其中所述第一液晶单元和第二液晶单元被设置在所述透镜和所述图像检测器之间。
8.如权利要求1的补偿设备，还包括平行于所述第一液晶单元和第二液晶单元且与所述第一液晶单元和第二液晶单元相 邻的第一镜，用于将通过所述第一液晶单元和第二液晶单元的光线反射到所述第一液晶单元和第二液晶单元中。
9.如权利要求1的补偿设备，其中所述第一电压梯度和所述第二电压梯度中至少一个的至少一部分通过氧化铟锡迹线产生。
10.一种用于补偿照相机移动的方法，所述方法包括 检测照相机的移动；和改变液晶单元的折射率，以通过施加电压梯度给所述液晶单元来补偿被检测到的移 动，其中所述电压梯度的斜率与被检测到的移动成比例。
11.如权利要求10的方法，其中 所述液晶单元包括被夹在一对平行透明板之间的多个液晶分子；和 所述补偿的步骤将所述液晶单元从初始状态改变为驱动状态，在所述驱动状态中，液 晶分子的长分子轴显示出跨越所述液晶单元长度基本平稳的倾斜角度变化。
12.如权利要求10的方法，其中所述补偿的步骤包括 在与所述照相机的被检测到的移动相反的方向上折射光线。
13.如权利要求10的方法，还包括在所述检测步骤之前，限定从对象通过所述液晶单元到达图像检测器上的点的第一光 路，其中所述补偿步骤包括创建从所述对象通过所述液晶单元到达所述图像检测器上的 所述点的第二光路。
14.一种补偿照相机移动的方法，所述方法包括 检测照相机的移动；和通过下述各项中的至少一个来补偿被检测到的移动 向第一液晶单元施加第一电压梯度；向第二液晶单元施加第二电压梯度，其中所施加的梯度的斜率与被检测到的移动成比例。
15.如权利要求14的方法，其中所述第一液晶单元包括被夹在第一对平行透明板之间的第一多个液晶分子； 所述第二液晶单元包括被夹在第二对平行透明板之间的第二多个液晶分子；以及 施加至少一个电压梯度的步骤根据被检测到的移动来改变所述第一液晶单元和所述 第二液晶单元中至少一个的液晶指向矢相对于所述第一液晶单元和所述第二液晶单元中 另一个的取向。
16.如权利要求14的方法，其中所述第一液晶单元包括被夹在第一对平行透明板之间的第一多个液晶分子； 所述第二液晶单元包括被夹在第二对平行透明板之间的第二多个液晶分子；以及 施加至少一个电压梯度的步骤将所述第一多个液晶分子和第二多个液晶分子中至少 之一从初始状态改变，在所述初始状态中，所述第一液晶单元和所述第二液晶单元中至少 一个液晶单元的液晶指向矢是与所述第一液晶单元和第二液晶单元中所述至少一个液晶 单元的板平行和垂直中的一种。
17.如权利要求16的方法，其中当所述第二液晶单元的液晶指向矢与所述第一液晶单元的液晶指向矢相同时，所述第一电压梯度平行于所述第二电压梯度。
18.如权利要求16的补偿设备，其中当所述第二液晶单元的液晶指向矢与所述第一液晶单元的液晶指向矢相同时，所述第 一电压梯度的斜率与所述第二电压梯度的斜率是常数，使得跨越每一个所述液晶单元而获 得的折射率变化是线性的。
19.如权利要求16的方法，其中所述第一液晶单元的板的配向方向垂直于所述第二液 晶单元的板的配向方向。
20.如权利要求14的方法，其中所述第二液晶单元与通过所述第一液晶单元的板的至少一个光波处于光连通。
全文摘要
照相机移动补偿设备包括具有一对平行透明板的第一液晶单元和耦合到第一液晶单元并能够跨越第一液晶单元的板施加和改变第一电压梯度的第一电压源。该设备还包括第二液晶单元，其具有一对平行透明板并被设置成使得第二液晶单元板中的每一个都平行于第一液晶单元的板，并与通过第一液晶单元的板的光中的至少一个波处于光连通；耦合到第二液晶单元并能够跨越第二液晶单元表面施加和改变第二电压梯度的第二电压源；以及耦合到电压源以与移动成比例地改变电压梯度的斜率的移动检测器。
文档编号H04N5/225GK101910930SQ200880123610
公开日2010年12月8日 申请日期2008年12月22日 优先权日2007年12月31日
发明者凯文·W·约翰逊, 庄志明, 杨森, 温千惠, 王冬学 申请人:摩托罗拉公司