本公开涉及用于增强光学传感器装置的系统和方法。所公开的成像装置可以包括：光学传感器；透镜，其被定位成将来自场景的光聚焦到光学传感器上；可变相位光学元件矩阵，其尺寸被设计成将至少两个不同的相位延迟引入到来自场景的光的波前中；以及壳体，其将可变相位光学元件矩阵耦合到光学传感器。所述壳体可以将矩阵定位成至少基本上垂直于光学传感器的光轴，并且可以使得光学传感器能够针对每个输出图像捕捉场景的至少两个不同的景象。还公开了各种其他方法、系统和计算机可读介质。