&主题：aa filter的秘密 （第二季）OLPF(光学低通） 的历史，发展，及展望——5千万的视频？
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首先声明，本人100%非业内人士，仅仅凭兴趣发帖。以下内容如有冒犯专业人士之处，还请海涵。
第二季）OLPF 的历史，发展，及展望
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1.背景， 从D800E引出的一段低通絮叨 ：肇始与猜想
为什么谈一谈OLPF， 为什么是D800E
一个无忌新闻中的专利
尼康公布可切换OLPF的专利
发表时间： 来源：色影无忌 作者： marlene 点击数： 4421 责任编辑： marlene
　　近日，尼康公布了搭载OLPF(光学低通滤波器)也可实现高解像度的专利。该技术采用了两片OLPF，保持一片OLPF旋转的原理。打开OLPF，两片OLPF的分离方向相反的时候，可实现高解像度。关闭OLPF，两片OLPF的分离方向相同，可将杂讯消除。
　　专利基本资料：
　　专利公布号：
　　专利申请日期：日
　　专利公布日期：日
　　光学低通滤波器原理：
　　1、无OLPF容易产生杂讯。
　　2、有OLPF容易造成解析度降低。
　　3、光束经过OLPF 后产生双折射（分为寻常光o 光束和异常光e 光束）。根据CCD 像素尺寸的大小和总感光面积计算出抽样截止频率，同时也可计算出o 光和e 光分开的距离。改变入射光束将会形成差频的目标频率，达到减弱或消除低频干扰条纹的目的。　　& && &
4、分离量视OLPF晶片的厚度决定。
尼康公布可切换OLPF的专利
　　专利技术：
　　1、采用两片OLPF组合。
　　2、保持一片OLPF旋转的原理。
　　3、当两片OLPF的分离方向相反的时候，分离的光束回到原点，由此可获得高解像度图像。
　　4、当两片OLPF的分离方向相同的时候，改变入射光束将会形成差频的目标频率，达到减弱或消除低频干扰条纹的目的。
这里恕我卖个关子，先不提这个专利的意义。
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于是找到日文专利原文
(21)出願番号 : & & & & 特願 & & & & (71)出願人 : & & & & 株式会社ニコン
(22)出願日 : & & & & 日 & & & & (72)発明者 : & & & & 歌川 健
(54) 撮像装置
(57)【要約】
【課題】光学的ローパスフィルタを装着して撮影された画像であっても色解像度の低下を抑制する。
【解決手段】撮像装置は、被写体光を受光して画像データを出力する撮像手段と、撮影光学系と撮像手段との間の光路中に配置され、一対の複屈折性光学部材を含むローパスフィルタ部材と、一対の複屈折性光学部材を相対回転させて、ローパスフィルタ部材のローパスフィルタ特性を第１特性と第２特性との間で切り替える切替手段と、撮影指示に応じて、切替手段を制御してローパスフィルタ部材のローパスフィルタ特性を第１特性に切り替えさせて、撮像手段を制御して第１画像データを出力させた後、切替手段を制御してローパスフィルタ部材のローパスフィルタ特性を第２特性に切り替えさせて、撮像手段を制御して第２画像データを出力させる撮像制御手段と、第１画像データと第２画像データとを用いて、１つの画像データを作成する画像作成手段とを備える。
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怎么理解这个专利
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对于D800E后续产品的一个简单粗暴的展望
结论7： 起码从D100起， nikon就关注如何优化olpf来带来更高的分辨率了。
结论10： 在D800的设计里面nikon也是衡量了低通的影响的，尽量控制消除摩尔纹和降低画质之间的平衡。
结论11： nikon在11年5月发布的专利在无忌转载为新闻稿。 提到利用双层的olpf， 通过旋转其中的一层来实现整体的olpf开关。
这样，有可能设计出一种相机，应对高分辨率和高重复性细节方面。
结论13： 个人猜测，D800和D800E只不过固定的两种olpf设计，简化了以上的专利。将可能的自动开关固定化了。
结论17： nikon妄图通过开关olpf的两次原始图像相减得到丢失的高频信息，并重构到高质量图像中，从而实现高分辨率，与消除摩尔纹这对矛盾调和
猜测： 有可能dslr对于静态图像的高像素需求和视频的低像素现实两者对olpf的不同要求可能通过旋转olpf统一。
猜测： 机内合成可以应用在olpf的开关上以得到高质量图像，和高质量视频。
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信息与结论
1.nikon的这个专利企图通过切换双层olpf来实现去除摩尔纹和象质高解析度双重目的
2.双层olpf在θ=180度时低通off，θ=0度时低通on。
3.nikon在专利中提到了通过步进电机的机械方法来切换olpf，当然附加了一句话（步进电机，及其他）
4.nikon在专利中提到了通过机内缓存存贮切换前后的olpf on/off 两种光学状态的原始图像（有低通效果vs.无低通效果）， 两个图像的原始相减，可以重构被低通丢弃（从而降低摩尔纹的效应力度）的高频信息，然后再把这部分重构高频信息与非摩尔纹区域的高质量图像叠加得到高质量的图像，以实现非重复性细节和重复性细节的双重高质量画质。
注： 这里感谢capss大侠的帮助， 另外，他证实了兄弟我以上关于开关olpf两次合成图像，从而实现有低通时消除摩尔纹区域摩尔纹，而无olpf时其他区域高分辨率两者优点的合一（因为日文机器翻译的不足，很懂靠猜）
NIKON 早就打算好设计一款可以切换aa filter的效果来获得高分辨率与高效率去除云纹能力的相机。甚至是可微调的。这样，风光和人像拍摄两不误。 注意 （1），这里后面有故事，以后发掘出的某些专利证实了我的判断
目前的D800E 是急就章。 用了固定的两种aa filter多层结构排列来设计生产固定的两种差异化产品 D800 和D800E 。
但是否D800将来保留这种2鸡合一的潜能， 估计要大动机械结构， 否则我想不出怎么旋转不同层数的aa filter。 同注 （1）
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在理解的基础上的一些分析
1.依据前文（4）， 这样看来，耐克很强大啊很腹黑啊。那就是为了得到不规则和规则文理的双重高分辨率啊，我叫做无中生“有”的技术 （这样就有一个对于sony给所有传统相机厂家下的一个套的bypass，什么套，怎样bypass，容兄弟我后文简述）
2.其实在2000年左右，SONY就发表了一个略显粗糙的可切换低通的专利。通过机械手段旋转两片预定的olpf，从而平衡动态视频的低像素设计（从而低通分离距离大）和静态拍摄的高像素设计（从而低通分离距离小）
3.而耐克在600W像素，及DSLR大发展的2005年，也不失时机的发布了一个看似更靠谱的DSLR切换低通专利，目的在于单反上的视频拍摄（原理同以上SONY发布的专利，600W像素比那时候流行的视频像素还是高几倍的）
请注意，这时候还是600W像素的CCD时代，不要是单反摄像了，就是LV取景还没有的时代。 可见日本相机厂商的“深谋远虑”或者说“腹黑”
做一把网络CEO: sony的阴谋
同时再请注意，为什么SONY当年这么笃定的让NIKON冲在前面放出来并不成熟的第一部摄像视频DSLR。 其实就是给CANON请君入瓮啊。 CANON是不得不入了，退出了5D2， 但SONY是不急的。因为DSLR的高静态像素分辨率必然和低像素的视频在低通方面有不可调和的矛盾。越要发展DSLR图像的分辨率，这种矛盾的差距就越大。可以说是坐看你撞南墙啊。
1.sony第一个撺掇nikon发布不成熟的D90视频方案，挑起dslr视频大战
2.canon对于nikon的挑战接招，发布5dII
3.sony在提供视频cmos的同时自己发展大像素（低像素密度）的电影幅面cmos和ccd，发展全局快门
4.我们逐渐将会认识到，视频摄像的低通是为了低像素（1080p）密度优化的，而dslr只能为了高像素的图片优化olpf。
这样，这种高像素的低效果olpf（很薄，双折射率比较低）用在非全采样（隔行）的dslr上会引起严重的摩尔纹现象。
5.nikon可以通过开关微调olpf的方法暗度陈仓
6.不知道canon的后招如何？
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olpf，低通的一个近年来的专利review
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超过本人能力范围内的妄图对以下介绍的低通专利类型的归类：
1.光栅型低通 （以细微表面结构来实现分离距离），包括液晶低通
2.双折射层叠型低通（以双折射晶体来实现分离距离的），包括液晶低通
3.动态低通（以动态来实现分离距离， 动态带来的后续效应包括折射，反射等等，在曝光时间内在多维度实现低通的分离距离）
4.光纤低通
5.滤镜随机排列低通（好像柯达给M厂的CCD用了这个了？）
6.相位低通（目前没看到专利实例）
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稍稍总结下目前帖子里面发布的可开关，可调节低通的专利：
1.sony ： 机械切换低通镜片 2000年
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摇动柔性机械支架折射低通 2005年
光纤集束可调低通 2006年
压电晶体震动平面低通 2006年
拉曼纳斯衍射声光调节晶体低通
液晶调节低通
步进电机旋转切换多层低通 2011年，（价值不在可调低通，在于切换低通前后2张图片机内处理）
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3.旭硝子 ：
液晶调节多层低通（可精细调节）
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4.panavision ：
震动折射平板透镜和反射镜低通 （对视频对低通的影响，需求，解释的很详细）
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5.安齐逻辑
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下面依次根据公司排序，对于典型的专利进行图形化的简述。再次强调，由于本人100%非专业人士，可能对专利有大量的误读，有不正确的地方，请各位资深与业内人士不吝指正。
近年来，（大部分从2000年起）各大厂商的典型olpf专利
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1.补充一个原来漏掉的专利，应该是nikon最早的关于调节低通的专利& &JP
简述：看来还漏掉了一个NIKON的可调节olpf专利，时间注册的甚至比2005年的那个还要早，而且技术也比较创新。使用光弹性体的压力效应实现双折射，改变压强从而调节低通的分离距离。 但依据肖特专利的背景介绍，这种力量还是要求比较大的，造成了低通驱动设备体积增大。可以看出来，这是为了小数码相机的摄像发明的，小数码相机的CCD那个时候才300W。
1.应用拉曼-纳斯衍射技术的可调节olpf& &JP05/17050
简述：利用所谓的声光调节技术。 驱动力为压电石英晶体。专利详述的驱动模式和技术细节。
更正： 看来兄弟我是不学无术啊，上图的这个compressional wave是纵波的意思。。呵呵，望文生义了。
2.应用粗糙表面的不同角度折射效应的olpf&&JP
简述： 通过减少olpf材料与相邻介质的折射率差异来增大最大分离距离，并在一定的分离距离内显著降低制造精度
使用IR截止材料制造单侧粗糙表面从而实现IR滤镜和olpf的二合一。显著的节省成本。
3.应用交错分布的（光栅方向垂直）液晶层实现olpf US
简介： 针对微型光栅表面olpf对于光栅垂直立面的减少光照度缺点，使用可调排列液晶来代替固体结构光栅。
4.动态olpf， 依靠抖动低通来实现（汗一个。。。） & & & & EP
简介： 又是一个可调节低通，通过多维度的压电石英来摇动olpf来实现分离距离，这个摇动的总体方向可以选择，因此能够根据空间密度的强度方向来改变摇动方向。
5.光学纤维集束，类似于肖特的专利 olpf& & JP
简介： 随机排列的光纤集束胶黏起来，切割后抛光，可对应0.3-1.5像素距离的分开距离。 同时，可通过用户设定on/off来驱动压电晶体拉开olpf与ccd之间距离从而能得到最大和最小的低通效果，当然精细调节也可能。
6.减弱低通边缘折射效应带来的杂光进入传感器&&JP
7.重叠的交错90度偏振板来实现对大部分波长的均一的2维度分离距离&&US
简介： 下一篇专利和旭硝子的很相像。都是针对偏振板对不同波长光线的分配效果不同，为了得到均一的2维度分离距离，那么需要找到对波长不敏感的手段。这里是用90度交错的两块偏振板来实现。
另外，Nikon在这篇专利里面特别说明，理想的偏振板是理想薄的平板，这要足够薄的话，那么对画质的影响和对再次分离2种光线的特性不依赖于入射光的波长。
但这种理想薄板的制造成本十分之高，因此2个重叠的偏振板是一个节省成本方便制造的专利。
8.摇动柔性支架，从而利用平板折射率实现可调节低通的效果&&注：应该是NIKON最早的可调低通专利，在专利中明确提出了DSLR的视频对低通的不同要求&&JP
简介： 下面是一个05年发布的专利。可以看到，在600W时代，Nikon居然提到了有可能用可调低通应对与600W相机的拍摄100W像素的摄影功能。神奇啊，那时候没什么单反摄影技术吧。
9.针对声光调节低通技术超声波在低通边缘反射造成成像影响的补充专利 JP
简介： 以下是这个专利的内容，主要正对压电晶体产生的纵波在olpf传播到对面的边缘的反射效应。 这种反射会对olpf的调控带来混绕。
方法也不是很复杂，是用梳齿型的声波吸收装置。 其实引申开来，这种装个可以作为olpf的不同区域的分隔。
9.一个nikon的细微结构区域随机排列的专利 （光栅低通实例）
10.nikon固话聚合物的双折射体olpf专利
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目前的一个个人结论:
如果看专利注册情况来说，在2000年后甚至数码单反爆发的2005年后，canon注册的专利数量很少。并且多关注与微结构制作的固定低通。看起来比较注重改良低通的性能和节约成本导向的意味。
而nikon在2005之后注册的专利则很密集，大概能是canon的3倍左右，而且大量的专利描述了可调节，可选择的olpf， 好像意思是要用专利包围来圈定这个可调节低通的概念。
那么也许后续的发展会比较清晰，nikon还是很重视可调节低通的概念的，这也许是nikon近来的卖点特色之一。
同时，另外的一个观察到的是貌似nikon的专利注册的比较细致，olpf的方方面面都涵盖了。包括很多装配的技术细节。起码来看，相机生产商里面nikon对olpf着力很重。
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2. panavision电控低通
IMAGING SYSTEM WITH A DYNAMIC OPTICAL LOW-PASS FILTER
1.双折射晶体的固定分离距离的olpf带来的缺点
olpf不能虽则被拍摄物体的特性而调节
“However, the filtering characteristics of birefringent optical low pass filters are fixed by their design criteria and not variable after manufacture. The frequencies suppressed by the OLPF and the effect of the OLPF on coarse parts of the image do not change regardless of changes in other components of the capturing system or the scene to be captured.”
2.一些典型的例子
不同的镜头
同一镜头随着光圈的变动而对空间采样频率特性的变动
空间特性的变化随着像素合并或者像素抽取采样
快速移动镜头或者高速曝光从而导致高频信息的丢失
3.一些专利应用的细节
动态olpf的调节对应于，
存贮记忆不同的镜头特性，
镜头的光圈特性，
如果光圈小于F16，取消低通效果，因为这时候小光圈已经可以起到低通滤镜的分离效果。
适应像素合并（PIXEL binning process）和隔行（多个）取样拍摄（spatial sub- sampling）的低通特性， 这时候the Nyquist frequency of the imager is lowered, which can lead to aliasing
另外当运动拍摄或者曝光时间过短，抖动的效果已经可以代替olpf的效果，这时候要关闭动态低通。
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3. Schott AG
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08:11 编辑
作者相关热贴：
&浏览：43072&&回帖：441 &&
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这5千万的像素真来了， 视频怎么做的&低通&呐? 这得多大的过采样。
过采样的话。。。也许其实从3600万起就都能破解出4k么。
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帖子: 21613
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突然想到， 象p家k3那传感器支架可以大幅度防抖， 甚至做低通的， 能不能做到对焦包围， 或有限范围内的先拍摄后对焦呢。& &这个对于所谓决定性的瞬间， 比如新闻记者拍摄zz人物众生象之类的很有意义吧
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泡网分: 40.405
帖子: 21613
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其实k3的发布带来了第一个电动可调低通。 比此文里面第一个提到的nikon旋转低通靠谱得多。 但对比后面的一些其他电动低通，又各有优势。 担心起纯机械摇动可靠性。
不过，似乎这个优势没有充分发挥出来，理论上有两点可挖掘的地方
1.视频（1080,4k的低通）
strawberry 发表于
如果这个低通能最大调节幅度达到16个像素范围，那么说明可以针对视频起到低通效果。 （1080p）。 这才是cn目前都做不到的。2.连拍两张，1张有低通，1张无低通，两者做处理，可以实现保持不规则物体的最大细节，以及衣服纹理的无摩尔纹
泡网分: 40.405
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leapboyjxpz 发表于
向高手致敬，这些图算是内部资料么，呵呵，看不太懂大家都不是业内人士。&&这图就是做个近20年olpf专利的总结。 但我看趋势是算法上暴力解决了。 就看处理器给不给力了。 只有电影机或者高端机能应用到可调低通吧。
泡网分: 1.336
帖子: 1260
注册: 2012年12月
向高手致敬，这些图算是内部资料么，呵呵，看不太懂
泡网分: 6.754
注册: 2010年05月
感谢LZ的辛勤劳动！学习来了。
泡网分: 40.405
帖子: 21613
注册: 2006年03月
看到nikon d7100是无低通版本。
而官方的宣传上说， 无低通会对摄像带来更清晰锐利的feature。
只能说要么nikon的采样处理技术有特别之处。（比如全采样再PIXEL binning） 要么就是软文忽悠。
看稍后详细的解读吧。
是不是d4x的摄像会用可调节低通呢？& &起码目前看起来，只要处理器够劲，完全无低通是各方面通吃的。
泡网分: 40.405
帖子: 21613
注册: 2006年03月
好久没更新这个帖子了， 主要在于耐克画了个饼却没实现的乳摸。么更新的动力。
这里作一个小预测， 不在于准确， 在于猜测的新鲜热辣。
耐克会在廉价全幅试水低通切换功能。 这个功能会用在视频拍摄上， 跟静态拍摄关系不大。
纵观近来趋势， 起码sony， canon都在象视频热点倾斜。 那么nikon如何在没啥视频技术的条件下抓住消费者的眼球。 光学硬件， 微机械方面似乎不难。
泡网分: 40.405
帖子: 21613
注册: 2006年03月
好久没更新这个帖子了， 主要在于耐克画了个饼却没实现的乳摸。么更新的动力。
这里作一个小预测， 不在于准确， 在于猜测的新鲜热辣。
耐克会在廉价全幅试水低通切换功能。 这个功能会用在视频拍摄上， 跟静态拍摄关系不大。
纵观近来趋势， 起码sony， canon都在象视频热点倾斜。 那么nikon如何在没啥视频技术的条件下抓住消费者的眼球。 光学硬件， 微机械方面似乎不难。
泡网分: 40.405
帖子: 21613
注册: 2006年03月
现在有个所谓的D800左侧对焦点比右侧对焦点对焦不实的“门”。
假若是真的话， 同时nikon的检测中心还认为没问题的话。
一个一直没太确定的原因，可能在于这次低通的影响。&&nikon的2片低通是向一个方向平移成像的，如果是向右，那么可能由于D800的像素密度因素本来识别不出来轻微脱焦的这次被识别出来。
也就是说，低通的分离方向是向右投影（一个点变4个点，但其中3个在右上方）， 那么就有在对焦时候和前景深和后景深的不同“脱焦”。
很显然，前景深的脱焦不容易识别而后景深的容易。一个简单的实践方法是长焦镜头的前后景深在焦点处差别不大，但广角到中焦对焦近处物体的那后景深影响就比较大了。
这个当不得真，猜中了算，猜不中了也是玩笑。
泡网分: 40.405
帖子: 21613
注册: 2006年03月
lijing1962 发表于
谢谢好友的回复，富士X-PRO1用改变像素色彩的排列方式来消除摩尔纹似乎更合理，不知兄台怎么看另外看到这个帖子： /thread--1-1.html
“译：首次采用无需低通滤镜的X-Trans CMOS
――1,600万画素のAPS-CサイズのCMOSセンサーは、ローパスフィルターが装着されていないとのこと。ベイヤー配列では、偽色やモアレを防ぐため、高域成分を光学フィルターで落としてから、仕上げ時に持ち上げる処理を行いますよね。過去にもローパスフィルター不要のレンズがありましたが、誤処理で色がおかしくなることが多く実用性は低かった。新センサーは、なぜローパスフィルターが不要になるのでしょう?
译：1600万像素的APS-C格式CMOS，没有安装低通滤镜。拜耳排列方式中，为去除伪色和防止摩尔纹，由滤镜将高色域部分除去，最终处理时做提升处理，过去也有无需低通滤镜的镜头，但大多由于误处理使颜色变调，实用性不高，这次的新传感器为何没有低通滤镜呢
「新開発のX-Trans CMOSは、ベイヤー配列とは異なるカラーフィルター配列を採用しており、この配列方法が高画質の決め手になっています。空間周波数の高い成分を鈍らせないため、ベイヤー配列のフルサイズセンサーよりも高解像度にできます」
译：新开发的传感器采用了与拜耳排列方式不同的色彩滤镜，这种排列方式是高画质的决定因素，空间频率高的成分不至于变得迟钝，因此做出了比采用拜耳排列方式的全画幅传感器的高像解度。
「具体的には従来は2×2画素をひとつの単位として、各画素のカラーフィルターを規則的に配置。2×2画素での色情報の演算を行なっていたのに対し、6×6画素単位でのカラーフィルター配置になっています。このため、カラーフィルター配置の規則的周期が長くなり、モアレの発生を抑制。偽色が発生しにくくなったことで、ローパスフィルタを取り除くことができました」
译：具体来说由以前的一个单位2x2像素，每像素的色彩滤镜为规则排列，以2x2为单位演算，变成6x6的单位排列配置，因此，色彩滤镜配置的规则周期变长，抑制了摩尔纹。伪色不易发生，因此去除了低通滤镜。
X-Trans CMOSのカラーフィルター配列
――光学的な周波数特性の上限を下げるかわりに、カラーフィルタ配置を工夫することで同様の効果を狙ったということでしょうか?
译：色彩滤镜的排列
与其降低光谱频率特性的上限，不如在色彩滤镜的配置上花功夫来达到相同的效果，是这样吗？
「結果的にはそうですが、元々はフィルムにはなぜ偽色がないのか? という疑問からスタートしています。フィルム感光剤の分子はランダムにフィルム上に並んでいます。ならば、画素上のカラーフィルターも周期性を下げることで偽色を避けられるのではないか? となり、約3年をかけて実用化に漕ぎ着けました」
译：结果是一样的，但为什么以前的胶片没有伪色呢，我们从这个问题入手的。胶片感光剂在胶片上是呈随即排列的，那么，像素上的色彩滤镜通过降低其周期性是否也可以避免伪色呢?我们花了三年终于将其实用化了。
――2×2と6×6では、色情報を確定させるための演算で9倍もの画素数を参照しなければならなくなりますよね?
「はい、そのために専用のEXRプロセッサProというプロセッサを開発しています。その成果は、とにかく理屈で考えるのではなく、結果としての映像を見て欲しいですね。畳3畳分を撮影し、きちんと畳の目が解像しているというデモをお見せしていますが、みなさん驚かれると思います。サンプル画像もインターネットで公開していますから、とにかく見てください。サンプル画像には、一切の説明が不要というくらいの力を感じていただけると思います」
译：2x2和6x6，那么在色彩演算的时候所参照的像素也必须达到9倍呢
是的，为此我们开发了专用的EXR Pro的新处理器。其成果，总之不要去钻牛角尖，相让大家看一下实际的映像。我们做了演示，三张榻榻米大小的照片，正好拍出来可以看到每张榻榻米上面的小孔，这样的像解力大家一定会很惊讶。样张在网上也有公开，总之请去看一下，我想样张无需解释便能感受到（这种力量）
――高感度時にも、面積の広いフルサイズセンサーに対して解像度の優位性はあるのでしょうか?
「感度設定範囲は標準でISO200～6400、拡張設定でISO100～25600です。この数字だけを見ると、APS-CサイズのCMOSセンサーとしては、一般的な数値に感じるかも知れません。しかし実際の映像を見ていただくとわかるのですが、S/N比がよく、高感度時の解像度低下も緩やかです。高感度時でも、フイルムライクな発色を維持できます。
译：在高感光度时比面积大的全画幅，其像解度也有优势吗？
感光度标准为ISO200~6400，扩展为ISO100~25600，仅从数值上看可能感觉到也就是一般般的s范围，但实际看照片的话，SN比很好，高感时的像解力低下问题也缓和了，仍可以维持类似胶片的发色。”
通篇的宣传口径啊。
首先，拿胶片的卤素银离子随机排列说没有摩尔纹现象，但人家胶片也是三层结构，不是把r,g,b平均排列在一维的所谓“算色彩的”方法。
第二6X6的色彩滤色片单元排列，其实也是降低了空间的色彩分辨率，跟低通滤镜我看是一码事。 只不过取消了低通滤镜带来的透光率损失（这个很大）， 同时低通滤镜在各个方向上的分离效果是不同的，而且随光的频率分离效率也会变化。那么从传感器的滤色片排列入手频率响应特性会比较一致。但在45度和水平垂直方向的分离效果也必然不均一。
但不论怎样说，在CMOS前面加一个玻璃的低通从个方面来讲都是影响象质的，因此富士的这个方法是个好概念， 但正如我前面说的，原理上还是降低了色彩的空间频率，因此理论分辨率肯定比2X2的同样像素的传感器低一些。
当然，衡量有低通带来的影响，也许综合分辨率反而高一些，但不会比不具有低通的普通bayer排列CMOS的分辨率来得高。
同时，这个方向发展来看，迫切的需要高像素传感器。
泡网分: 40.405
帖子: 21613
注册: 2006年03月
lifengdp 发表于
5D3应该不是3x3像素采样，cmos散热都受不了；canon在新推出的super35电影摄像机C300上都只用了800万像素8bit采样，没理由在全幅单反上用3X3采样，要知道C300的售价可是16000美刀； 再者如果真是3X3采样，下变换到1080P，那去掉低通后，细节要吓死人了，要知道sony的F3也才337万像素12bit采样，已经了不得了，1800万采样那是F65级别了...
但从图片上来多，去掉低通画质还是有实实在在的提升，应该说低通对视频画质还是产生了一定影响，具体原因待达人们解释了...C300那个可以从概念上理解是2X2的合并像素，但原理上其实是r,2g,b分别抽搐全像素合成。 也就是说全采样还是800w的。当然，临近像素的关系这样采样就丢掉了。 也就是说没法用到比较高级一点的分析空间排列趋势来纠正伪色，细小细节的还原等等。
但这个实验确实很有趣，居然真的olpf影响200w像素的视频这么大。 那么我个人的估计也许在于olpf对于200w的分辨率的视频影响的不在于分辨率，在于反差吧。
泡网分: 14.801
注册: 2007年09月
strawberry 发表于
谢谢兄台对这一有用信息的搬运和讨论。 这几天登陆wj很难。 只能用ie6。 用其他浏览器甚至翻墙都登陆不来。
看到你这个第一个回复和后来的贴图翻译，我的直觉印象是：
“可能弄错了”
因为相机的AA Filter （或者olpf） 是对应于静态分辨率拍摄的。 也就是说，olpf的截止频率和传感器的空间像素分辨率是相关的，一般来说要像素距离的1/2-2倍之间。 由于人眼对分辨率的重视而对某些伪色有自动的忽略，大多数相机厂商甚至把低通的分离效果做的比介质频率要小一些。
也就是说，如果是正常的设计， 5DIII和D800的低通都是设计于全像素分辨率的。 （格子2000w和36000w）。
对比HD摄像， 分辨率才仅仅200W。 那么这个低通几乎对于摄像没有贡献。 也就是说， 如果是抽取像素的HD摄像（而不是合并像素之类的超采样）， 低通有没有对视频的识辨率没啥影响。
然后我觉得还是有必要看一下原文
首先，原文开篇提到：
James Miller has decided to open up his brand new Canon 5D Mark III, tear it down and remove the blurring anti-aliasing filter from in front of the sensor. It does seem like a particu ...5D3应该不是3x3像素采样，cmos散热都受不了；canon在新推出的super35电影摄像机C300上都只用了800万像素8bit采样，没理由在全幅单反上用3X3采样，要知道C300的售价可是16000美刀； 再者如果真是3X3采样，下变换到1080P，那去掉低通后，细节要吓死人了，要知道sony的F3也才337万像素12bit采样，已经了不得了，1800万采样那是F65级别了...
但从图片上来多，去掉低通画质还是有实实在在的提升，应该说低通对视频画质还是产生了一定影响，具体原因待达人们解释了...
本帖最后由 lifengdp 于
16:36 编辑
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lifengdp 发表于
有老外开始拆5D3的低通滤镜了，不过这个测试主要是针对视频的，拆过后视频拍摄清晰度有不小提升。
/content/7727/james-miller-removes-optical-low-pass-filter-from-5d-mark-iii-for-resolution-increase谢谢兄台对这一有用信息的搬运和讨论。 这几天登陆wj很难。 只能用ie6。 用其他浏览器甚至翻墙都登陆不来。
看到你这个第一个回复和后来的贴图翻译，我的直觉印象是：
“可能弄错了”
因为相机的AA Filter （或者olpf） 是对应于静态分辨率拍摄的。 也就是说，olpf的截止频率和传感器的空间像素分辨率是相关的，一般来说要像素距离的1/2-2倍之间。 由于人眼对分辨率的重视而对某些伪色有自动的忽略，大多数相机厂商甚至把低通的分离效果做的比介质频率要小一些。
也就是说，如果是正常的设计， 5DIII和D800的低通都是设计于全像素分辨率的。 （格子2000w和36000w）。
对比HD摄像， 分辨率才仅仅200W。 那么这个低通几乎对于摄像没有贡献。 也就是说， 如果是抽取像素的HD摄像（而不是合并像素之类的超采样）， 低通有没有对视频的识辨率没啥影响。
然后我觉得还是有必要看一下原文
首先，原文开篇提到：
James Miller has decided to open up his brand new Canon 5D Mark III, tear it down and remove the blurring anti-aliasing filter from in front of the sensor. It does seem like a particularly strong optical low pass filter on this camera, which produces very soft results in video mode.
这个结论我觉得要慎重。
然后接下来他解释：
Canon’s 3×3 binning has been shown mathematically to produce a sharper image than the end result we get.
就是说，他认为首先5D是3X3像素合并的。也就是说9 x200w, 1800w像素取样。 那么就是利用了几乎全像素了。 虽然这个结论目前和大多数的猜测不符合， 但也不能说他说的就错的。
对比5DII,还是大部分认为5DIII是像素抽取了200w的，否则的话，Canon应该大规模的宣传这个卖点。
好，那么接下来分析原文。
/u//olpf/5dmk3_ref.jpg
without olpf
/u//olpf/5dmk3_olpf2_removed.jpg
看起来确实有olpf的图像软一些。
看他怎么解释的：
James says he needs to replace the filter glass with a clear piece of filter to prevent back-focus issues from rearing their head. It will be interesting to see how this progresses.
从我的角度来立即， 他把ir cut 也拆了。 用了透明玻璃代替olpf。
那么我个人的结论是：
要么他猜对了， 是5DIII采用了全像素超采样的像素合并手段来输出HD拍摄。 那样拆了olpf确实提高分辨率。
要么他蒙对了， 拆除的olpf会影响单个像素质量。 那么虽然olpf是设计了到200w像素的， 但单一像素收到的影响会带到抽取200w的像素上，从而影响HD视频的分辨率。但这种假设其实是一种软件方法的缩图， 我觉得canon不会这样设计。
那么最可能的是canon直接用预定的200w抽取像素拍摄，没啥软件的合成， 那么这样拍摄的话，我觉得拆olpf影响不大。
但人家实验的结果如此，具体怎么样，看看其他进一步的信息吧。
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转贴《新摄影》翻译的
有低通滤镜的5D Mark III
摘掉低通滤镜的5D Mark III
警告：对相机硬件做任何改动可能会令保修失效。请勿在不具备必要知识和技术的情况下擅自改动你的相机的硬件。
尼康D800E取消了低通滤镜，获得了分辨率提升。虽然佳能没有类似机型，但总有人愿意亲自动手。James Miller就摘掉了自己的5D Mark III的低通滤镜。上面两张照片分别是用有低通滤镜和没有低通滤镜的5D III拍摄的。虽然拍摄日期并非同一天，但使用了相同的相机设置。下面是两张照片100%截图的对比：
摘掉低通滤镜后，必须在原有位置上放一块薄厚相同的镜片，否则会改变相机内部的光路。理论上，没有了低通滤镜会令照片分辨率有所提升，但同时也增加了摩尔纹和锯齿的出现几率。从试拍照片对比来看，动过“手术”的5D III的确分辨率有所提升，同时也出现了轻微的锯齿。
下面这段视频是使用摘掉了低通滤镜的5D III拍摄的：
下面是Miller在Twitter上公布的一组拆机过程的照片：
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有老外开始拆5D3的低通滤镜了，不过这个测试主要是针对视频的，拆过后视频拍摄清晰度有不小提升。
/content/7727/james-miller-removes-optical-low-pass-filter-from-5d-mark-iii-for-resolution-increase
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所谓的HOYA的莲花涂层olpf，应用纳米尺度的粗糙表面来降低范德华力和静电力。
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说得有理，很多优点都是富士自己说的，看看专业评测才能了解真相
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lijing1962 发表于
谢谢好友的回复，富士X-PRO1用改变像素色彩的排列方式来消除摩尔纹似乎更合理，不知兄台怎么看这个xpro1出了这么久没看到摩尔纹的测试哦。
另外这个xpro1的宣传里面也好象不尽实。 否则IR滤镜放在哪里？ 还有cmos的保护玻璃，镀膜等等。
不过从道理上来讲打乱规律性的排列总归能消除摩尔纹。我对数字处理什么的完全不沾边，因此对于随机排列和摩尔纹的关系从来没翻到定量相关的文章。也就不知道到底6X6的排列比2X2的通常排列改进多少。
而且个人认为，这个摩尔纹也要看颜色，纯色的对应不用滤色片的分布摩尔纹程度都不一样。而灰度的和怎么改进滤色片排列就没相关性了。
不论怎么说应该期待更进一步的实际评测吧。
和这个类似的方法，还有随机排列微透镜的专利，但不知道具体应用在哪款产品上，个人推测，柯达给莱卡的CCD微透镜有在空间分布上轻微偏移，也许有一些小作用。
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strawberry 发表于
谢谢兄台支持，不过这个图上的细节似乎还在几个像素宽度之上。也许目前的判断强度方向算法能放大减弱低通获得高分辨率的效果。谢谢好友的回复，富士X-PRO1用改变像素色彩的排列方式来消除摩尔纹似乎更合理，不知兄台怎么看
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lijing1962 发表于
支持楼主的辛勤劳动，这两种规格的成像还是有着蛮大的区别：/pzreview/hwtest/-75102_2.html谢谢兄台支持，不过这个图上的细节似乎还在几个像素宽度之上。也许目前的判断强度方向算法能放大减弱低通获得高分辨率的效果。
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支持楼主的辛勤劳动，这两种规格的成像还是有着蛮大的区别：/pzreview/hwtest/-75102_2.html
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关于安琪逻辑的电控液晶低通由于有中文的注册专利，因此很有利于理解，而不会带来非母语环境的偏差。
申& & 请& & 号：&&.1 申& &请& &日：& &
名& && && & 称：& &光学低通滤波器以及使用该光学低通滤波器的摄像装置&&
公 开 (公告) 号：&&CN&&公开(公告)日：& &&&
主&&分&&类&&号：& &H04N9/07(2006.01)I 分案原申请号：& &
分& & 类& & 号：& &H04N9/07(2006.01)I;H04N5/225(2006.01)I&&
颁& &证& &&&日：& & 优& &先& &权：&& JP 6
申请(专利权)人：& &安奇逻辑股份有限公司&&
地& && && & 址：&&日本东京
发 明 (设计)人：&&增田孝;清正史;本田雅彦;久保田英俊;脇健一郎&&国&&际 申 请：&& PCT/JP
国&&际&&公&&布：&& WO 日 进入国家日期：&&
专利 代理 机构：& &北京三友知识产权代理有限公司&&代& &理& &人：&&黄纶伟
&&摘要　&&
光学低通滤波器(2)例如利用双折射板来构成，通过进行可以改变光线分离宽度的控制，从而根据拍摄模式来改变截止频率。摄像元件(5) 的像素数量预先设定为比与动态图像的显示分辨率对应的像素数量多。在处于静态图像拍摄模式时，通过使光线分离宽度变窄，来尽可能地按原来状态有效利用摄像元件(5)的分辨率，并对伪色的产生进行某种程度的抑制。另一方面，在处于动态图像拍摄模式时，通过使光线分离宽度变宽，来去除相当于输出图像信号所不需要的分辨率成分的高频成分，并且与静态图像拍摄模式相比，能够以较强的余地进行伪色的抑制。
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nikon2002年的专利，很简单的阐述了双折射低通的原理，同时给出了一个应用双折射材料的列表。
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strawberry 发表于
抱歉啦。 但我没控制手痒就发帖子了。。。那么5,6页也就不可能了。。。草莓兄客气了，各有各的喜好，老兄只管继续。
非专业能搞到这个地步，专业的人饭碗危险喽
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kookoo 发表于
好好的一个科普贴子，楼主非要搞的这么专业，现在已经完全看不懂了。
怀念这个帖子只有五，六页的时候抱歉啦。 但我没控制手痒就发帖子了。。。那么5,6页也就不可能了。。。 本帖最后由 strawberry 于
22:12 编辑
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好好的一个科普贴子，楼主非要搞的这么专业，现在已经完全看不懂了。
怀念这个帖子只有五，六页的时候
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看来还漏掉了一个NIKON的可调节olpf专利，时间注册的甚至比2005年的那个还要早，而且技术也比较创新。
使用光弹性体的压力效应实现双折射，改变压强从而调节低通的分离距离。 但依据肖特专利的背景介绍，这种力量还是要求比较大的，造成了低通驱动设备体积增大。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical low pass filter which can change a cut-off frequency according to the change of an imaging condition. ; SOLUTION: The incident planes of light transmitting members 31 and 32 formed from an optically isotropic photoelastic material are arranged obliquely to an optical axis. The light transmitting members 31 and 32 have a direction of inclination different by 90 degrees from each other. When stress is added to the light transmitting members 31 and 32 by a stress addition actuator 37, the light transmitting members 31 and 32 begin to function as a birefringent plate. Accordingly, luminous flux from an object is separated into two pieces of luminous flux by the light transmitting member 31, an further separated each into two pieces of luminous flux by the light transmitting member 32. The optical low pass filter in which the light transmitting members 31 and 32 varies the cut-off frequency is thus formed because separation width change with the stress. ; COPYRIGHT: (C)2003,JPO
这一专利的背景资料：
【発明が解決しようとする課題】ところで、デジタルスチルカメラでは、使用する画素のピッチを電子的またはソフト的に数段階で選択できるものがある。例えば、撮像素子の有効画素数が２０４８×１５３６であった場合に、画素を間引くことによって記録画素数を１０２４×７６８（ＸＧＡサイズ）や６４０×４８０（ＶＧＡサイズ）にすることができる。このように画素を間引くとそれに応じて画素配列の空間周波数も変化することになり、光学ローパスフィルタでカットオフすべき周波数成分も変化する。また、被写体によっても必要なカットオフ周波数が異なる。しかしながら、上述した光学ローパスフィルタでは、カットオフ周波数は使用される水晶板の切り出し角度と厚さにより所定の値に決まってしまうため、必要なカットオフ周波数の変化に対して適切に対応しきれないという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、撮像条件の変化に応じてカットオフ周波数を変えることができる光学ローパスフィルタ、およびその光学ローパスフィルタを備えたカメラを提供することにある。
可以看出来，这是为了小数码相机的摄像发明的，小数码相机的CCD那个时候才300W。
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保存下前几个回帖。
strawberry
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& & lifengdp 发表于
& & 谢谢楼主，在本贴中将低通的原理和各项专利技术阐述得非常清楚，因此我重点考虑是在现有的技术条件下对低通进行DIY的问题，特别是视频方面。
& & 以5D2为例 ，那块针对高分辨率设计的低通滤镜，实际就是造成5D2在视频拍摄中摩尔纹严重和锐度下降的主要原因，去掉低通滤镜（保留红外截止镜）对视频的提升应是较大的。至于应对摩尔纹问题，运动镜头是不需要的，静止镜头可以用备机或后期来解决。
运动镜头是不需要低通。对比PANAVISON的专利，里面的一个目的之一就是运动镜头关掉低通。也是好多可调低通的原因。
11:47 & & & &
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& & strawberry 发表于
& & 拍黑白星星么？ 黑白的应该不考虑ir滤镜了？
应该不是拍黑白，拍星是夜晚，即使没有红外截止镜，红外光的影响是极少的，而且还可以镜头外挂红外截止镜。
11:43 & & & &
引用 只看该作者 不看该作者 加入黑名单 发短消息 举报 返回顶部 个人图文集 删除 第 416 帖
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& & strawberry 发表于
& & 对兄台的这段有点小小补充。
& & 这个帖子里面的一大部分可调低通的专利都是着眼于HD视频的低像素分辨率（200多W）与静态图像的高分辨率的gap的。 并没有从视频的画质，锐利度方面出发。
& & 同样的，从消除摩尔纹，伪色的影响来讲，超采样是针对的物体的空间频率，也就是说要在相应的奎频率之上。 那么其实这个物体的空间频率大于200w像素那情况还是不少的。
& & 从DSLR的静态拍摄来讲，像素密度（折合成实际分辨率）比镜头大了，那么镜头就是低通了。但这显然不能应用在视频上。
& & 而且视频后期逐帧处理摩尔纹也是很大的一个工程。
& & 另外一个问题在于dslr的静态拍摄不用缩图也有很多算法支持消除摩尔纹，伪色，但都取决于有效的采样素材，也就是像素多的效果好，这种计算量不小，应用在动态视频上较难。
& & 关于视频的摩尔纹问题，可以引用很久以前在试听论坛希区柯克发的那个5D2与sony电影机的摩尔纹对比。5D2就发生了典型的低通设计成高像素密度，反而不能针对视频低像素从而摩尔纹严重的实例。
& & 至于富士那个，只能说在一定尺度上像素r,g,b排列是随机的，但大尺度还是有一定规律性，取消低通的效果有待于进一步的照片例子。
& & 稍稍总结下目前帖子里面发布的可开关，可调节低通的专利：
& & 1. ...
谢谢楼主，在本贴中将低通的原理和各项专利技术阐述得非常清楚，因此我重点考虑是在现有的技术条件下对低通进行DIY的问题，特别是视频方面。
以5D2为例 ，那块针对高分辨率设计的低通滤镜，实际就是造成5D2在视频拍摄中摩尔纹严重和锐度下降的主要原因，去掉低通滤镜（保留红外截止镜）对视频的提升应是较大的。至于应对摩尔纹问题，运动镜头是不需要的，静止镜头可以用备机或后期来解决。
本帖最后由 lifengdp 于
11:38 编辑
11:38 & & & &
引用 只看该作者 不看该作者 加入黑名单 发短消息 举报 返回顶部 个人图文集 删除 第 415 帖
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strawberry
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& & lifengdp 发表于
& & 此外个人的看法是，视频拍摄实际比拍照更加需要去掉低通滤镜这一功能，因为在拍照时，只要不是需要大面积输出，基本是是属于超采样缩图的，这样能够避免低通滤镜一些的影响，而视频拍摄是严重欠采样，即P的画面，采样就是200万像素，加上低通滤镜的影响，画质劣化比较严重，即使码率充足，视频画面也显得肉、糊，包括5D2在内，其视频拍摄的细节保留能力也是较差的。
& & 如果视频拍摄也采用超采样，由于现在单反的大底，机身被动散热根本无法达到高频率采样的要求，且对处理芯片要求也很高，在小型机上无法实现，因此去掉低通滤镜对单反视频拍摄的意义更大些，当然出现摩尔纹后后期处理的难度也大些。
& & 富士X-pro1本是很好的设计，可惜其视频码率太低，1080P@24P的最高码率仅15Mbit/s，抵消了其没有低通滤镜的优势，拍视频只能等它的下一代产品了。
对兄台的这段有点小小补充。
这个帖子里面的一大部分可调低通的专利都是着眼于HD视频的低像素分辨率（200多W）与静态图像的高分辨率的gap的。 并没有从视频的画质，锐利度方面出发。
同样的，从消除摩尔纹，伪色的影响来讲，超采样是针对的物体的空间频率，也就是说要在相应的奎频率之上。 那么其实这个物体的空间频率大于200w像素那情况还是不少的。
从DSLR的静态拍摄来讲，像素密度（折合成实际分辨率）比镜头大了，那么镜头就是低通了。但这显然不能应用在视频上。
而且视频后期逐帧处理摩尔纹也是很大的一个工程。
另外一个问题在于dslr的静态拍摄不用缩图也有很多算法支持消除摩尔纹，伪色，但都取决于有效的采样素材，也就是像素多的效果好，这种计算量不小，应用在动态视频上较难。
关于视频的摩尔纹问题，可以引用很久以前在试听论坛希区柯克发的那个5D2与sony电影机的摩尔纹对比。5D2就发生了典型的低通设计成高像素密度，反而不能针对视频低像素从而摩尔纹严重的实例。
至于富士那个，只能说在一定尺度上像素r,g,b排列是随机的，但大尺度还是有一定规律性，取消低通的效果有待于进一步的照片例子。
稍稍总结下目前帖子里面发布的可开关，可调节低通的专利：
1.sony ： 机械切换低通镜片 2000年
2.NIKON: 摇动柔性机械支架折射低通 2005年
光纤集束可调低通 2006年
压电晶体震动平面低通 2006年
拉曼纳斯衍射声光调节晶体低通
液晶调节低通
步进电机旋转切换多层低通 2011年，（价值不在可调低通，在于切换低通前后2张图片机内处理）
3.旭硝子 ：液晶调节多层低通（可精细调节）
4.panavision ：震动折射平板透镜和反射镜低通 （对视频对低通的影响，需求，解释的很详细）
5.安齐逻辑
09:19 & & & &
引用 编辑 补充 只看该作者 不看该作者 加入黑名单 发短消息 返回顶部 个人图文集 删除 第 414 帖
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strawberry
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另外，很多监视摄像设备早就普及机械切换低通系统了。主要是应付日间猜色监控和夜里黑白监控对低通的不同需求。 其实这里的低通主要指IR CUTTER。但都是做在一起的，就叫低通了。 这种机械结构的精度还是很粗糙的，根本不能应付DSLR这种精密摄影系统。 另外因为成像元件远大与监视器，而且相机体积受控，我觉得机械方式切换低通在DSLR上很难。比如首贴里面的耐克步进电机方法。 但电控切换调节大家也是八仙过海各显神通了。
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保存下首帖， 接下来的主题是不同的olpf专利review
首先声明，本人100%非业内人士，仅仅凭兴趣发帖。以下内容如有冒犯专业人士之处，还请海涵。
第二期， 补充多种olpf的经典设计专利， 补充旭硝子“无级变速”olpf，nikon的声波电控olpf 意义重大！
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为什么谈一谈OLPF， 为什么是D800E
来源于柯大的点评D800， 内容中夹杂D800E的一些信息，尤其有意思的是关于低通的描述。 概因为发布前的描述多为取消低通，但柯大的文章中似乎第一版（待续版本）保持了这个描述，而完整版却有添加了少许关于D800E低通的描述。
这就炸了锅了，不是说啥D800E无低通么，分辨率更高么，怎么就又来低通老？
然而看图后，似乎D800E低通的意思是分拆光束后又合并光束。那么到底什么意思呢？
当时本人的一个猜测是：
“点评D800/D800E - 已更新
/thread--1-1.html”
在柯大的点评帖子里提出了一个这个低通的看法，好像没人注意。
& & strawberry 发表于
& & 以前听说aa filter就是交错排列的各向异性石英。
& & 那么这个原理图就好理解了，1,3层的方向是一致的而非垂直。
& & 估计不能拿走filter的原因是控制成本。不用微调sensor和对色彩进行补偿了。
然后便是网上一顿放狗，没想到初步的成果是居然猜的八九不离十了。
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一个无忌新闻中的专利
尼康公布可切换OLPF的专利
发表时间： 来源：色影无忌 作者： marlene 点击数： 4421 责任编辑： marlene
　　近日，尼康公布了搭载OLPF(光学低通滤波器)也可实现高解像度的专利。该技术采用了两片OLPF，保持一片OLPF旋转的原理。打开OLPF，两片OLPF的分离方向相反的时候，可实现高解像度。关闭OLPF，两片OLPF的分离方向相同，可将杂讯消除。
　　专利基本资料：
　　专利公布号：
　　专利申请日期：日
　　专利公布日期：日
　　光学低通滤波器原理：
　　1、无OLPF容易产生杂讯。
　　2、有OLPF容易造成解析度降低。
　　3、光束经过OLPF 后产生双折射（分为寻常光o 光束和异常光e 光束）。根据CCD 像素尺寸的大小和总感光面积计算出抽样截止频率，同时也可计算出o 光和e 光分开的距离。改变入射光束将会形成差频的目标频率，达到减弱或消除低频干扰条纹的目的。　　
& && &4、分离量视OLPF晶片的厚度决定。
尼康公布可切换OLPF的专利
　　专利技术：
　　1、采用两片OLPF组合。
　　2、保持一片OLPF旋转的原理。
　　3、当两片OLPF的分离方向相反的时候，分离的光束回到原点，由此可获得高解像度图像。
　　4、当两片OLPF的分离方向相同的时候，改变入射光束将会形成差频的目标频率，达到减弱或消除低频干扰条纹的目的。
/forum/pics/7/750_.jpg
这里恕我卖个关子，先不提这个专利的意义。
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于是找到日文专利原文
(21)出願番号 : & & & & 特願 & & & & (71)出願人 : & & & & 株式会社ニコン
(22)出願日 : & & & & 日 & & & & (72)発明者 : & & & & 歌川 健
(54) 撮像装置
(57)【要約】
【課題】光学的ローパスフィルタを装着して撮影された画像であっても色解像度の低下を抑制する。
【解決手段】撮像装置は、被写体光を受光して画像データを出力する撮像手段と、撮影光学系と撮像手段との間の光路中に配置され、一対の複屈折性光学部材を含むローパスフィルタ部材と、一対の複屈折性光学部材を相対回転させて、ローパスフィルタ部材のローパスフィルタ特性を第１特性と第２特性との間で切り替える切替手段と、撮影指示に応じて、切替手段を制御してローパスフィルタ部材のローパスフィルタ特性を第１特性に切り替えさせて、撮像手段を制御して第１画像データを出力させた後、切替手段を制御してローパスフィルタ部材のローパスフィルタ特性を第２特性に切り替えさせて、撮像手段を制御して第２画像データを出力させる撮像制御手段と、第１画像データと第２画像データとを用いて、１つの画像データを作成する画像作成手段とを備える。
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怎么理解这个专利
strawberry的个人日文专利机翻译流程： （分享私人knowhow）
1.日本专利局检索文档，download专利文件的pdf格式。
2.用ocr软件识别这个图像而生成日文文本文件。&&这一部很重要，取决于一个精确的日文ocr软件。
3.google翻译。
那么最重要的其实是中间一步，这里隆重推荐发现的一个软件，叫做e.Tipest
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信息与结论
1.nikon的这个专利企图通过切换双层olpf来实现去除摩尔纹和象质高解析度双重目的
2.双层olpf在θ=180度时低通off，θ=0度时低通on。 （请注意，这里有猫腻，稍后解释）
3.nikon在专利中提到了通过步进电机的机械方法来切换olpf，当然附加了一句话（步进电机，及其他）
4.nikon在专利中提到了通过机内缓存存贮切换前后的olpf on/off 两种光学状态的原始图像（有低通效果vs.无低通效果）， 两个图像的原始相减，可以重构被低通丢弃（从而降低摩尔纹的效应力度）的高频信息，然后再把这部分重构高频信息与非摩尔纹区域的高质量图像叠加得到高质量的图像，以实现非重复性细节和重复性细节的双重高质量画质。
注： 这里感谢capss大侠的帮助， 另外，他证实了兄弟我以上关于开关olpf两次合成图像，从而实现有低通时消除摩尔纹区域摩尔纹，而无olpf时其他区域高分辨率两者优点的合一（因为日文机器翻译的不足，很懂靠猜）
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在理解的基础上的一些分析
1.依据前文（4）， 这样看来，耐克很强大啊很腹黑啊。那就是为了得到不规则和规则文理的双重高分辨率啊，我叫做无中生“有”的技术 （这样就有一个对于sony给所有传统相机厂家下的一个套的bypass，什么套，怎样bypass，容兄弟我后文简述）
2.前文（2）提到的猫腻。
尊重泡菜“对不起该名已被使用”朋友的意见，此描述已经编辑掉。 初步的理解确实应该偏振方向在主平面的不会发生折射，但大部分的双层olpf内都有偏振板。 例如我以上举例的东洋通信株式会社的专利。 主要目的是把线偏振搞成圆偏振（起码专利里面这样写，别问我原理，我不懂） 这样就又说不清楚了。 不过这部分可参看旭硝子和东洋通讯的专利。
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一个简单粗暴的展望
结论1： 低通的作用在于消除伪色和摩尔纹
结论2： 低通通常用多晶硅薄片组成
结论3： 更高的双折射率，能够带来更有效的摩尔问消除，但同时降低分辨率
结论4： 低通 olpf的设计需要根据传感器的分辨率，像素尺寸计算。
结论5： 高画质是低通强度与去除摩尔纹效率的平衡
结论6： 一般高画质相机用多层多晶硅做olpf， 而低画质的监控摄像机用厚尺寸的单层石英做低通
结论7： 起码从D100起， nikon就关注如何优化olpf来带来更高的分辨率了。
结论8： 起码在D100时， nikon倾向于薄一点的低通，而更高的分辨率
结论9： 起码在D100时， 为了实现薄一点的低通， nikon有自己专属的olpf，用不同于多晶硅的材料。 双折射率更高。 当矛盾的是，双折射率 高了反而分辨率低了。 那么可能的猜测是用双折射率高的材料来实现很薄的低通。（目前来看，nikon在国内注册了聚合物拉伸成型双折射olpf材料的专利，再次感谢CAPSS大侠提供的资料）
结论10： 在D800的设计里面nikon也是衡量了低通的影响的，尽量控制消除摩尔纹和降低画质之间的平衡。
结论11： nikon在11年5月发布的专利在无忌转载为新闻稿。 提到利用双层的olpf， 通过旋转其中的一层来实现整体的olpf开关。
这样，有可能设计出一种相机，应对高分辨率和高重复性细节方面。
结论12： D800E起码从柯大的原理图来看，是固定的不同旋转方向的多层olpf， 通过旋转不同的角度，实现取消olpf的效果，从而实现最高的分辨率。
结论13： 个人猜测，D800和D800E只不过固定的两种olpf设计，简化了以上的专利。将可能的自动开关固定化了。
结论14： 目前所有nikon dslr的低通都涂层了，降低反射，增加画质。
结论15： 目前几个专业相机厂商的olpf上都涂有防静电涂层， 一般属于高透明度的导电涂层， 比如sony最早开发的ITO（二氧化锡碘）
结论16： 这个双层旋转的olpf不能完全“关”，留下了小部分的1/2像素位移的低通
结论17： nikon妄图通过开关olpf的两次原始图像相减得到丢失的高频信息，并重构到高质量图像中
猜测： 将来有可能有olpf切换的鸡鸡。
猜测： 将来有可能有olpf微调的鸡鸡。 （部分被专利旁证，但是否有后续鸡鸡要看相机生产商）
猜测： 各种优化olpf的鸡鸡会是将来的趋势。
猜测： 有可能dslr对于静态图像的高像素需求和视频的低像素现实两者对olpf的不同要求可能通过旋转olpf统一。
猜测： 机内合成可以应用在olpf的开关上以得到高质量图像，和高质量视频。
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aa filter，olpf，optical low pass filter, 低通， 双折射， 背景知识介绍
nikon的文章
我们先说nikon 官网上的一篇D100的文章。
/about/technology/core/image/image_processing_e/
Image Processing Algorithms
请阅读以下标蓝部分。
Large-size CCD used in the D100
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Sophisticated algorithms faithfully interpolate color that the captured image lacks, using color information gathered from adjacent and even further-away image pixels. Unless these algorithms are written properly, &color aliasing (false coloration)& not in the original scene will be recorded in the image, degrading the verisimilitude of the image to reality.
One method of optically canceling these color aliasing (false coloration) is to place in front of the CCD an optical low-pass filter (OLPF), which is usually made of slices of monocrystalline silica. Increasing the birefringent index suppresses color aliasing (false coloration) more effectively, but also lowers image resolution. To resolve this conflict, Nikon developed a thin OLPF out of a new material with a high birefringent index, to replace silica crystal. Our proprietary image processing engine makes it possible to use an OLPF with the birefringent index set relatively lower, to increase resolution, and still suppress false color.
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接下来就是中文科普了。 转帖一片网文。
/read-htm-tid-20135.html#breadCrumb
CCD 摄像机中的光学低通滤波器（OLPF）
关键词：光学低通滤波器（OLPF） 纹波效应 频谱混叠 双折射 奈奎斯特极限频率
一、为何需用光学低通滤波器
由于CCD 或CMOS 固体图象传感器是一种离散像素的光电成象器件，根据奈奎斯特定理，一个图象传感器能够分辨的最高空间频率等于它的空间采样频率的一半，这个频率就称为奈奎斯特极限频率。
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。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 此处省略5000字。
低通滤波器的工作原理，如图2 所示。入射光和光轴所形成的角度为θ，寻常光线的折射率为no，异常光线的折射率为ne，寻常光线和异常光线分开的距离为d，d 与石英晶体薄板厚度T 有关，其关系式为
当tgθ = ne / no 时，就可求出最大的分开距离。当ne≈no，tg45°= 1 时，公式可简化为
因此，利用石英晶体的双折射效果，使成像光束经过不同厚度的石英晶体薄板，光轴成45?角，就可使带有同一目标图象的信息被分成o1光束和e1 光束，形成相对错开的像，分开的距离满足消除一维拍频干扰条纹分开的距离。经过第二片石英晶体薄板后，将o1 光束、e1 光束分为oo2、oe2 光束和eo2、ee2 光束。通过晶体滤波片后，原来目标包含的空间频率的光束（该频率下的目标像有可能与CCD 阵列水平方向或垂直方向的空间频率叠加产生差拍的频率，这个频率刚好是在图像低频范围内，使所成的像产生干扰条纹的频率）会产生分离，使频率发生小量变化。分离的寻常光和异常光光强会减少一半。当分开距离d 与条纹宽度相等时，光强为零；当条纹宽度比分开距离大时，已经变成几乎不受其影响的低通滤波器。
由此知，首先只要计算出CCD 摄像机的总的频宽和奈奎斯特极限频率，然后计算出拍频现象的频宽并换算成空间距离，就可求得石英晶体薄板满足上述频率微小频移的厚度T。加入这样一组晶片，虽然不会增加高频成分，分辨率极限值不会提高，甚至于CCD 光敏面的光照度还会减弱，但可达到消除干扰条纹的目的。当用彩色CCD 摄像机拍摄彩色条纹或网格状目标景物时，不仅可达到消除伪彩色干扰条纹的影响，而且还能提高CCD 视频图像视觉清晰度。
三、使用光学低通滤波器应注意的问题
提请注意的是，OLPF 使用不当时会发生下列问题：
（1）当镜头的解析度高于CCD 图象传感器的解析度时，在看到较高频（超过CCD 解析度的部分）的影象时，画面上将会产生杂讯，使用适当的OLPF 就能将高频所产生的杂讯消除；若使用不适当的OLPF，则会造成解析度降低或是杂讯太多。
（2）当镜头的解析度不够，则CCD 图象传感器的解象力就完全无法发挥，此时OLPF 的功能将会大减，解析度有可能会降低。
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以下引用nikon官网的D800 pdf
这里，nikon提到了D800的 OLPF
1.多层结构
Multi-layer structure
2.找到一个在消除摩尔纹和分辨率中的良好平衡是高画质的关键元素。
另外，回到最开始引用的nikon D100文章
1.nikon推崇薄的olpf设计
2.nikon自有的olpf设计不用多晶硅，而是用自有的技术降低了双折射率
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1.为了降低微调（比如说对焦性能和色差，毕竟有没有多这么个低通SENSOR和镜头的距离就不一致了，也有可能影响焦等因素，因为副反光镜折射到对焦模组和到主CCD的距离D800和E不同）和重复设计带来的成本升高和品控， nikon决定d800e也装备aa filter。这个aa filter在尺寸上和D800应该是一样的。
2.一个惊人的结论： 有可能有后续产品， 机械上统一D800 和D800E这类产品可能。
NIKON 早就打算好设计一款可以切换aa filter的效果来获得高分辨率与高效率去除云纹能力的相机。甚至是可微调的。这样，风光和人像拍摄两不误。 注意 （1），这里后面有故事，以后发掘出的某些专利证实了我的判断
目前的D800E 是急就章。 用了固定的两种aa filter多层结构排列来设计生产固定的两种差异化产品 D800 和D800E 。
但是否D800将来保留这种2鸡合一的潜能， 估计要大动机械结构， 否则我想不出怎么旋转不同层数的aa filter。 同注 （1）
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encore
strawberry 发表于
另外一个对无忌大小泡菜的好消息。
通读通篇的信息， 再强调一遍，其实我也不懂，我争取在这个帖子里的每一个回复都补充上这个声明。 一个关键的结论在于：
只有当镜头分辨率高于sensor分辨率的时候才会产生摩尔纹。
镜头分辨率低的时候只不过浪费了过度的传感器分辨率，aa filter装了做摆设。
这说明啥？&&如果这个结论是正确的话， 用狗头的泡菜们， 别犹豫， 直接上D800E了啊。
这正应了tb国那句古话： 光脚的不怕穿鞋的。 （用狗头的不怕用牛头的，D800E那是为咱们专门定制的说）----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
一个对于nikno olpf开关的简单思维实验 （理想状况，没有考虑到这个olpf不能全关， 参看以上对专利的解读）
而我们想象，在方解石的外面再放置一块与这个方解石极性成180度夹角的方解石。那么重影就恢复原状了。
而把这块方解石恢复到0度夹角，那么会是更多一倍位移的这样的双重图像。
其实这就解释了D800E的两层低通的作用。
对这个问题的理解， 兄弟我在这里的个人理解是这样。 因为不懂得光学的理论，所以只能拿一个实际的思维实验来验证是否交叉180度的2片olpf（双折射晶体薄层）会把消除摩尔纹效果（低通效果）完全的两两抵消。
两个极性成180度的叠加方解石，大家觉得从纸面上看到的字会有重影么？&&反正我觉得不会。
另外稍稍理论一点就是，o光（正常光）在2次穿透薄层olpf的时候都是o光（寻常光） 那么就不会有没有被抵消过的低通效果（假设e光完全被折射回到原路）
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1。咖啡好苦泡菜和我都觉得机械旋转olpf不靠谱， 有可能电驱动各项异性的晶体旋转晶轴比较靠谱
2。netmousexhxh大侠表示： 首先要理解，专利描述的是一种实现形式，而不是具体的工业设计 其次，通过调节晶体上加载的超声波的AOTF技术涉及到其他一些厂商的专利 更重要的是在一份专利里，授权的是一个问题。
3。zhwwww泡菜兄弟和我有一些关于能否机内智能识别摩尔纹的争论，包括nikon的nx对摩尔纹去除的方法。详见回帖。nikon nx对摩尔纹的去除还是比较简单，但也比较粗暴的。
4。CAPSS大侠提到了 ：
& &&&通常在两组低通中间有相位板
& &&&nikon自有的低通材料是固话聚合物，并提供了国内专利.1
& &&&证实了日文专利的第一页就描述了两个图像（olpf开关）的合成的应用
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做一把网络CEO: sony的阴谋
1.sony第一个撺掇nikon发布不成熟的D90视频方案，挑起dslr视频大战
2.canon对于nikon的挑战接招，发布5dII
3.sony在提供视频cmos的同时自己发展大像素（低像素密度）的电影幅面cmos和ccd，发展全局快门
4.我们逐渐将会认识到，视频摄像的低通是为了低像素（1080p）密度优化的，而dslr只能为了高像素的图片优化olpf。
这样，这种高像素的低效果olpf（很薄，双折射率比较低）用在非全采样（隔行）的dslr上会引起严重的摩尔纹现象。
5.nikon可以通过开关微调olpf的方法暗度陈仓
6.不知道canon的后招如何？ 看图。
进一步的发现和补充： （关于这个网络CEO的玩笑）当初考虑是不是nikon这个旋转2层olpf的专利是一个暗度陈仓。
没先到发现旭硝子倒是早替相机厂商考虑到这个问题了。
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对于业界不同olpf的补充，大部分是典型的专利
这里首先要提到Schott AG 专利里面的
Description of Related Art
能得到很多有用的基础信息：
1.空间频率大于传感器分辨率会造成类似于干涉条纹的结果。这会降低明度分辨率和对比度降低。
2.目前的olpf 比较知名的是 双折射olpf， 多层石英薄片。
3.或者多重光学元件使得折射率从一层到另一层均匀改变。
4.以上两种olpf对于机械应力都很敏感。
5.双折射石英晶片olpf会造成色差。
6.以上的缺点存在于那些强烈依赖于传感器对光线入射角比较敏感的光学系统里，比如说尽量的使传感器对光程垂直入射状态（从而离镜头较远）
7.因此，很多依赖于算法的纠正。 这使得实际分辨率往往小于传感器分辨率。
这个图虽然是肖特对光导纤维olpf的吹牛皮，但也是一个对于空间频率高于或等于传感器频率造成mtf快速下降的好说明。
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咖啡兄，netmousexhxh兄，不用我们费劲猜测了。我证实了我们的猜测（电控低通，从而不像nikon那样通过机械方法旋转两层低通）已经被申请专利了。
“技術分野:
このようなOLPFは、撮像に必要な画素ピッチに合わせて、入射する2次元画像を特定の距離だけ分離させるが、静止画と動画との間で、撮像に必要な画素数が異なることから、分離させる適切な距離がそれぞれ異なる。そ
のため、静止画および動画、これら両方に対応させるためには、分離する距離（以下、「分離距離」という。）を適切に制御することが要求される。とくに、静止画だけでなく動画も撮影できる、デジタルカメラ、デレフカメラについては、静止画および動画ともに、高精度の画質が要求される。デジタルー眼レフカメラにおいて、例えば、静止画では、1000万画素以上の画質であるのに対し、動画では、フルHD（HD：HighDefinition）対応であっても約200万画素と大きく異なるため、これらのモードに対し、適切なモアレや偽色の現象の低減が要求される。そこで、静止画と動画との間で、分離距離を適宜変化させるために、カメラの光路中に、分離距離が異なる、静止画用のOLPF素子と動画用のOLPF素子とを入れ換えることによって、適切にモアレを解消する光学的ローパスフィルタが報告されている（特許文献1）。”
用google的机翻， 大致意思是， 由于静态拍摄和动态拍摄（摄像）的需求不同。 举例来说，拍照得到的照片要1000w像素，而摄影的HD规格才200w像素。
那么经典的olpf只设计固定的分离距离（o，e光投影在sensor上导致的像分离距离），不能满足这两个差距比较大的需求。
比如说，静态画面只设计分离距离1个像素，这个1/1000w的像素距离比200w像素视频拍摄的单个像素间距是小了起码5倍。
因此只对摄影有用，但对视频几乎可以忽略。
那么如何解决这个矛盾呢？&&旭硝子想出来一个电控可调的olpf（非机械），来实现一个小的分离距离和大的分离距离。
图a，b表示两个厚度不同的olpf夹在液晶平板两侧。
通过开关液晶平板调整e光的极化角度，可以实现2中不同的总体olpf效果：
L1+L2， |L1-L2|。
那么设想用dslr拍摄的两种情形， 全像素照片的1000w和1080p的200w。&&只要保证L1+L2是|L1-L2|的5倍就可以做到olpf调整对两种情形。
图c表示可以在中间添加偏振转换元件把线偏振光转换成圆偏振？ 那么就又能做成2维度的olpf了。
图d是进一步的排列组合。只要透光率够高，那么怎么调节olpf的分离距离那都是分分钟的事情了。
请注意，L1=L2就是nikon的专利。
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近年来，（大部分从2000年起）各大厂商的典型olpf专利
1.应用拉曼-纳斯衍射技术的可调节olpf& &JP05/17050
简述：利用所谓的声光调节技术。 驱动力为压电石英晶体。专利详述的驱动模式和技术细节。
更正： 看来兄弟我是不学无术啊，上图的这个compressional wave是纵波的意思。。呵呵，望文生义了。
2.应用粗糙表面的不同角度折射效应的olpf&&JP
简述： 通过减少olpf材料与相邻介质的折射率差异来增大最大分离距离，并在一定的分离距离内显著降低制造精度
& && && & 使用IR截止材料制造单侧粗糙表面从而实现IR滤镜和olpf的二合一。显著的节省成本。
3.应用交错分布的（光栅方向垂直）液晶层实现olpf US
简介： 针对微型光栅表面olpf对于光栅垂直立面的减少光照度缺点，使用可调排列液晶来代替固体结构光栅。
4.动态olpf， 依靠抖动低通来实现（汗一个。。。） & & & & EP
简介： 又是一个可调节低通，通过多维度的压电石英来摇动olpf来实现分离距离，这个摇动的总体方向可以选择，因此能够根据空间密度的强度方向来改变摇动方向。
5.光学纤维集束，类似于肖特的专利 olpf& & JP
简介： 随机排列的光纤集束胶黏起来，切割后抛光，可对应0.3-1.5像素距离的分开距离。 同时，可通过用户设定on/off来驱动压电晶体拉开olpf与ccd之间距离从而能得到最大和最小的低通效果，当然精细调节也可能。
6.减弱低通边缘折射效应带来的杂光进入传感器&&JP
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目前的一个个人结论:
如果看专利注册情况来说，在2000年后甚至数码单反爆发的2005年后，canon注册的专利数量很少。并且多关注与微结构制作的固定低通。看起来比较注重改良低通的性能和节约成本导向的意味。
而nikon在2005之后注册的专利则很密集，大概能是canon的3倍左右，而且大量的专利描述了可调节，可选择的olpf， 好像意思是要用专利包围来圈定这个可调节低通的概念。
那么也许后续的发展会比较清晰，nikon还是很重视可调节低通的概念的，这也许是nikon近来的卖点特色之一。
同时，另外的一个观察到的是貌似nikon的专利注册的比较细致，olpf的方方面面都涵盖了。包括很多装配的技术细节。起码来看，相机生产商里面nikon对olpf着力很重。
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1.减弱低通边缘折射效应带来的杂光进入传感器&&JP&&
2.多层渐变折射率夹层叠结构实现olpf&&& & & & JP
3. Schott AG
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稍稍总结下目前帖子里面发布的可开关，可调节低通的专利：
1.sony ： 机械切换低通镜片 2000年
2.NIKON: 摇动柔性机械支架折射低通 2005年
光纤集束可调低通 2006年
压电晶体震动平面低通 2006年
拉曼纳斯衍射声光调节晶体低通
液晶调节低通
步进电机旋转切换多层低通 2011年，（价值不在可调低通，在于切换低通前后2张图片机内处理）
3.旭硝子 ：液晶调节多层低通（可精细调节）
4.panavision ：震动折射平板透镜和反射镜低通 （对视频对低通的影响，需求，解释的很详细）
5.安齐逻辑
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