BR112017006107B1 - Câmera plenópica, método para controlar uma quantidade de luz que atinge uma matriz de fotossensor de uma câmera plenóptica, e mídia não transitória legível por processador - Google Patents

Abstract

CÂMERA PLENÓPICA QUE COMPREENDE UM MODULADOR DE LUZ ESPACIAL. Trata-se de uma câmara plenóptica (4) que compreende uma lente de câmara (401), uma matriz de pequenas lentes (11) que compreende uma pluralidade de microlentes e uma matriz de fotossensores (13) que compreende uma pluralidade de fotossensores, em que a lente de câmara compreende um modulador espacial de luz (40) disposto no plano de bloqueio de abertura da lente da câmara (401).

Description

Domínio técnico

[001] A presente descrição refere-se ao domínio da câmera plenóptica e, mais especificamente, ao domínio de montagem óptica para a câmera plenóptica.

Fundamentos da Técnica

[002] De acordo com os fundamentos da técnica, é conhecido adquirir visualizações diferentes de uma mesma cena com uma câmera plenóptica, também denominada câmera de campo claro. A figura 1 ilustra tal câmera plenóptica 1 de acordo com a técnica anterior. A câmera plenóptica 1 é composta por uma disposição de lente associada a uma matriz de fotossensor 13, também chamada de matriz de sensor de imagem 13. A matriz de fotossensor 13 compreende um grande número m de fotossensores 131, 132, 133 a 13m dispostos na forma de uma grade de colunas C e linhas L, m que corresponde a C por L. Uma matriz de filtro de cor (CFA) 12 é disposta na matriz de fotossensor 13. A CFA 12 tipicamente organiza filtros de cor RGB (vermelho, verde e azul) na matriz de fotossensor, a disposição RGB que assume, para o exemplo, a forma de um mosaico do filtro de Bayer. Tipicamente, um filtro de cor (filtro vermelho, verde ou azul) está associado a um fotossensor de acordo com um padrão predeterminado, que compreende 50% de verde, 25% de vermelho e 25% de azul no exemplo de um filtro de Bayer, tal padrão também sendo designado de padrão RGBG, GRGB ou RGGB. A disposição de lente compreende uma lente primária 10 (também chamada de lente principal), um diafragma de íris 14 (também chamado de íris) e uma matriz de pequenas lentes 11, que compreende uma pluralidade de microlentes n 111, 112, 11n, n sendo um inteiro positivo maior do que ou igual a 2. As microlentes 111, 112, 11n são dispostas de modo a serem associadas de maneira óptica, cada uma, a uma pluralidade de fotossensores. O número de fotossensores associados de maneira óptica a uma microlente corresponde ao número de visualizações da cena adquirido com a câmera plenóptica 1. Para obter as diferentes visualizações, a imagem bruta (isto é, os dados de sensor de cor adquiridos com a matriz de fotossensor 13) é corrigida de maneira cromática, em seguida, demultiplexada. Após a etapa de correção cromática, os valores de dados de imagem RGB são obtidos em cada local de pixel para cada visualização. A íris 14 é responsável por controlar a quantidade de luz que alcança a matriz de fotossensor 13 (em conjunto com o tempo de exposição), bem como a profundidade de campo. A abertura da íris é normalmente ajustada por lâminas móveis, por exemplo, 8 ou 9 lâminas. A redução do tamanho da abertura da íris 14 significa que a quantidade de luz que passa através da íris (e, assim, alcança a matriz de fotossensores) é reduzida à medida que os feixes de luz periféricos são bloqueados. No caso de câmeras plenópticas, o bloqueio de feixes de luz periféricos significa encobrir as visualizações externas, como ilustrado na figura 2 e nas figuras 3A e 3B. A figura 2 ilustra os raios de luz 20 provenientes de dois pontos 200, 201 de uma cena adquirida com uma câmera plenóptica, tal como a câmera plenóptica 1 da figura 1, que compreende a lente principal 10, a íris 14, a matriz de pequenas lentes 11 e a matriz de fotossensores 13. A íris 14 é parcialmente fechada, a parte que bloqueia os raios de luz vindos da cena sendo referenciada como 141 (parte preta da íris) e a abertura que deixa os raios de luz que passam através da lente principal sendo referenciada como 142 (parte branca do íris). Os raios de luz 22 provenientes dos pontos 200, 201 e bloqueados pela íris 14 são ilustrados com linhas pontilhadas e os raios de luz não bloqueados pela íris, isto é, os raios de luz 21 que passam através da abertura da íris e através da lente principal são ilustrados com linhas sólidas. Apenas os raios de luz 21 são projetados sobre a matriz de fotossensores 13 através das microlentes da matriz de microlentes 11 e são utilizáveis para gerar visualizações diferentes da cena. As visualizações que corresponderiam aos raios de luz 22 bloqueados pela parte fechada da íris são, assim, mascaradas. Isso é particularmente visível nas figuras 3A e 3B. As figuras 3A e 3B correspondem à projeção de fotossensores associados a uma das microlentes da matriz de microlentes para o plano de bloqueio da abertura da objetiva da câmera plenóptica materializada pela lente principal por uma questão de simplicidade. Se a microlente for um círculo, o resultado da projeção é um círculo 3 que compreende os pixels 31, 32, 3, cada pixel que corresponde a um dos fotossensores associados à microlente. Na figura 3A, a íris é completamente aberta e cada pixel pode receber a luz proveniente da cena, enquanto que na figura 3B, a íris está parcialmente fechada (a parte fechada que corresponde à parte preta localizada na periferia do círculo 3) e os pixels localizados na periferia do círculo 3, por exemplo, os pixels 31, 32 (e os seus fotossensores associados) não recebem qualquer luz, as visualizações que correspondem a esses pixels sendo, assim, mascarados.

[003] Com tal íris 14, o número de visualizações é reduzido quando a íris é parcialmente fechada, o que pode ser o caso ao controlar a quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores e/ou ao controlar a profundidade de campo (a redução da quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores permite, por exemplo, aumentar a profundidade de campo).

Sumário

[004] O objetivo da presente divulgação é superar pelo menos uma dessas desvantagens da técnica anterior.

[005] A presente divulgação refere-se a uma câmera plenóptica que compreende uma lente de câmera, uma matriz de pequenas lentes que compreende uma pluralidade de microlentes e uma matriz de fotossensores que compreende uma pluralidade de fotossensores, a lente de câmera que compreende um modulador espacial de luz (SLM) disposto no plano de bloqueio de abertura da lente da câmera.

[006] De acordo com uma característica específica, o modulador espacial de luz é um painel de exibição de cristal líquido.

[007] De maneira vantajosa, um grupo de fotossensores que está associado a cada microlente, um grupo de células do modulador espacial de luz está associado a cada fotossensor do grupo de fotossensores, o número de grupos de células sendo igual ao número de fotossensores do grupo associado a uma microlente.

[008] De acordo com uma característica específica, o grupo de células cobre a projeção do fotossensor associado ao grupo de células no plano de bloqueio da abertura.

[009] De maneira vantajosa, cada célula é configurada para alternar entre um primeiro estado e um segundo estado, o primeiro estado que corresponde a um estado em que a célula bloqueia a luz e o segundo estado que corresponde a um estado em que a célula deixa a luz passar através da célula.

[010] De acordo com outra característica, pelo menos uma parte das células do grupo de células está no primeiro estado.

[011] De maneira vantajosa, o número de células do grupo de células que está no primeiro estado depende da localização do grupo de células no plano de bloqueio da abertura.

[012] A presente divulgação refere-se também a um método para controlar a quantidade de luz que atinge uma matriz de fotossensor de uma câmera plenóptica, a câmera plenóptica que compreende uma lente de câmera e uma matriz de lente, o método que compreende controlar um modulador espacial de luz (SLM) disposto no plano de bloqueio da abertura da lente da câmera.

[013] De maneira vantajosa, o controle do modulador espacial de luz compreende controlar um estado de pelo menos uma célula do modulador espacial de luz, sendo pelo menos uma célula configurada para comutar entre um primeiro estado e um segundo estado, o primeiro estado que corresponde a um estado em que pelo menos uma célula bloqueia a luz e o segundo estado que corresponde a um estado em que pelo menos uma célula permite que a luz passe através de pelo menos uma célula.

[014] De acordo com uma característica específica, um grupo de fotossensores sendo associado a cada microlente da matriz de pequenas lentes, um grupo de células do modulador espacial de luz é associado a cada fotossensor do grupo de fotossensores, o número de grupos de células sendo igual ao número de fotossensores do grupo associado a uma microlente.

[015] A invenção também se refere a um dispositivo de telecomunicação que compreende a câmera plenóptica.

[016] A invenção também se refere a um produto de programa de computador que compreende as instruções de código de programa para executar o método para controlar a quantidade de luz que atinge uma matriz de fotossensores de uma câmera plenóptica, quando o programa é executado em um computador.

Breve Descrição dos Desenhos

[017] A presente descrição será melhor compreendida e outras características e vantagens específicas surgirão após a leitura da descrição a seguir, a descrição fazendo referência aos desenhos anexos, em que:

[018] a figura 1 mostra uma câmera plenóptica, de acordo com a técnica anterior;

[019] a figura 2 mostra o trajeto do raio de luz na câmera plenóptica da figura 1, de acordo com os fundamentos da técnica;

[020] as figuras 3A e 3B mostram a íris da câmera plenóptica da figura 1 em dois estados diferentes, isto é, abertos e parcialmente fechados, de acordo com os fundamentos da técnica;

[021] a figura 4 mostra uma câmera plenóptica, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios;

[022] a figura 5 mostra o trajeto do raio de luz na câmera plenóptica da figura 4, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios;

[023] a figura 6 mostra a projeção de fotossensores da câmera plenóptica da figura 4 sobre o plano de bloqueio de abertura da câmera plenóptica da figura 4, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios;

[024] a figura 7 ilustra um modulador espacial de luz da câmera plenóptica da figura 4, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios;

[025] a figura 8 ilustra um grupo de células do modulador espacial de luz da figura 7, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios;

[026] a figura 9 ilustra um método de controle da quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores da câmera plenóptica da figura 4, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios;

[027] a figura 10 ilustra um dispositivo de telecomunicação que compreende a câmera plenóptica da figura 4, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios.

Descrição detalhada das modalidades.

[028] O assunto é agora descrito com referência aos desenhos, em que os números de referência semelhantes são utilizados para se referirem aos elementos iguais ao longo do relatório. Na descrição a seguir, para fins de explicação, inúmeros detalhes específicos são apresentados de modo a proporcionar uma compreensão completa do assunto. Pode ser evidente, no entanto, que as modalidades do assunto podem ser praticadas sem esses detalhes específicos.

[029] De acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios, a montagem óptica de uma câmera plenóptica compreende um modulador espacial de luz (SLM) disposto no plano de bloqueio de abertura da lente da câmera (também chamada lente principal ou lente primária) da montagem óptica. Por motivos de simplicidade, os desenhos ilustram apenas uma lente para ilustrar a lente principal. Entende-se, naturalmente, que a lente principal pode corresponder a um conjunto de várias lentes.

[030] Entende-se com o plano de bloqueio da abertura da lente da câmera que o plano do(s) dispositivo(s) físico(s) (lente(s) e/ou um diafragma) que limita(m) o cone de luz que passa através da lente da câmera. O plano de bloqueio de abertura é um plano determinado (dependendo do design da lente da câmera) onde um diafragma ou, de forma mais geral, um bloqueio de abertura, seria posicionado para limitar o cone de luz que passa através da lente da câmera.

[031] Entende-se que um modulador espacial de luz (SLM) compreende um dispositivo que impõe alguma forma de modulação espacialmente variável em um feixe de luz, tipicamente, modulando de forma espacial a intensidade do feixe de luz que passa através do SLM. O SLM pode ser, por exemplo, qualquer painel de exibição transmissivo, por exemplo, uma tela de LCoS (cristal líquido em silício) transmissiva ou um painel de LCD (tela de cristal líquido).

[032] O uso de um SLM em vez de um diafragma de última geração permite limitar a quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores sem excluir quaisquer visualizações e, mais especificamente, as visualizações periféricas adquiridas com a câmera plenóptica.

[033] A figura 4 mostra uma câmera plenóptica 4 de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios. A câmera plenóptica compreende uma lente de câmera 401 (que corresponde a uma montagem óptica) e um corpo de câmera 402.

[034] A lente de câmera 401 forma, de maneira vantajosa, uma unidade de lente adaptada para ser associada a um corpo de câmera 402. O corpo de câmera compreende uma matriz de fotossensores 13, que compreende uma pluralidade de m de fotossensores 131, 132, 133 a 13m. Cada fotossensor corresponde a um pixel da imagem bruta da cena adquirida com a matriz de fotossensores, cada pixel que cobre uma parte (também chamada de ponto) da cena. Para fins ilustrativos, a matriz de fotossensor 13 é mostrada com um número relativamente pequeno de fotossensores 131 a 13m. Naturalmente, o número de fotossensores não se limita à ilustração da figura 4, mas se estende para qualquer número de fotossensores, por exemplo, vários milhares ou vários milhões de fotossensores, por exemplo, 12,4 megapixels, um pixel que corresponde a um fotossensor (por exemplo, que corresponde a uma matriz de 4088 x 3040 pixels/fotossensores). Uma matriz de filtro de cores (CFA) 12 está disposta na matriz de fotossensor 13. A CFA 12, tipicamente, dispõe os filtros de cor RGB (vermelho, verde e azul) na matriz de fotossensores, a disposição de RGB considerando, como exemplo, a forma de um mosaico de filtro de Bayer. Para associar a lente de câmera 401 ao corpo de câmera 402, a lente de câmera 401 compreende uma primeira parte de fixação e o corpo de câmera compreende uma segunda parte de fixação, a primeira e a segunda parte de fixação sendo compatíveis. Graças à primeira e à segunda parte de fixação, a lente da câmera 401 pode ser presa no corpo da câmera 402 ou a lente da câmera 401 pode ser aparafusada ao corpo da câmera 402. Um exemplo de tais primeira e segunda partes de fixação de uma unidade de lente configurada para ser associada a um corpo de câmera pode ser encontrado no pedido de patente japonesa JP2013- 105151A, que foi publicado no dia 30 de maio de 2013. As primeira e segunda partes de fixação são configuradas de tal modo que, uma vez que a montagem óptica plenóptica 401 e o corpo da câmera 402 tenham sido colocados juntos, a lente de câmera 401 e o corpo de câmera 402 formam uma câmera plenóptica configurada para adquirir múltiplas visualizações de uma cena em cada aquisição da cena. Para esse fim, o corpo da câmera compreende também uma matriz de pequenas lentes 11 que compreende n microlentes 111, 112, 11n, sendo n um número inteiro maior ou igual a 2. Para fins de ilustração, a matriz de pequenas lentes 11 é mostrada com um número relativamente pequeno de microlentes, mas o número de microlentes pode estender-se até vários milhares ou mesmo um ou vários milhões de microlentes. Um grupo de fotossensores da matriz de fotossensores 13 é associado de maneira óptica a cada microlente 111 a 11n da matriz de pequenas lentes 11. Por exemplo, cada microlente 111 a 11n da matriz de pequenas lentes 11 é dimensionada para corresponder a uma matriz de 2x1, 4x4 ou 10x10 fotossensores. Cada fotossensor da pluralidade de fotossensores associados de maneira óptica a uma única microlente permite a aquisição de dados brutos representativos de um pixel da cena de acordo com um ângulo de visualização. De acordo com uma variante, a lente de câmera 401 e o corpo de câmera 402 formam um único corpo e são montados sem serem destacáveis.

[035] A lente da câmera 401, também designada como lente principal ou lente primária 10, é formada de maneira vantajosa por um ou mais elementos de lente, apenas um elemento de lente 10 estando representado na figura 4 para maior clareza. A lente de câmera 401 também compreende um SLM 40 disposto no plano de bloqueio de abertura da lente primária 10. O SLM corresponde de maneira vantajosa a uma matriz de células, cada célula sendo configurada para permitir que a luz passe através dela (parcial ou completamente) ou para bloquear a luz. Cada célula é controlável para estar em um primeiro estado que corresponde ao estado em que a célula bloqueia a luz que a atinge ou em um segundo estado que corresponde ao estado em que a célula deixa passar a luz que passa através dela, pelo menos parcialmente. Se o SLM corresponder a um painel de LCD, cada célula corresponde a um pixel que compreende uma camada de moléculas de cristal líquido alinhadas entre eletrodos e dois filtros de polarização, a orientação das moléculas de cristal líquido sendo controlada mediante a aplicação de um campo elétrico entre os eletrodos. A controlar a amplitude da tensão aplicada através da camada de cristal líquido, a luz pode passar através de quantidades variáveis ou não é permitida passar.

[036] A câmera plenóptica 4 compreende de maneira vantajosa um módulo de controle de hardware (não ilustrado na figura 4) configurado para controlar o estado das células do SLM 40 da figura 4. O módulo de controle pode estar compreendido no corpo da câmera 402 ou na lente da câmera 401. O módulo de controle compreende de maneira vantajosa um ou vários processadores associados a uma memória, por exemplo, memória de acesso aleatório ou RAM que compreende registros. A memória armazena instruções de um algoritmo que implementa o método para controlar a quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores descrita a seguir em relação à figura 8. De acordo com uma variante, o módulo de controle assume a forma de um circuito lógico programável do tipo FPGA (arranjo de portas programáveis em campo), por exemplo, ASIC (circuito integrado de aplicação específica) ou um DSP (processador de sinal digital). O módulo de controle pode também compreender uma interface configurada para receber e transmitir os dados, como os parâmetros de controle introduzidos por um usuário através de uma interface de usuário para definir os parâmetros que impactam o controle das células do SLM para controlar a quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores (por exemplo, a profundidade de campo desejada, a exposição desejada das imagens adquiridas com a câmera plenóptica).

[037] A figura 5 mostra os feixes de raios de luz que passam através da lente de câmera da câmera plenóptica 4 para alcançar a matriz de fotossensores 13, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios. Conforme ilustrado na figura 4, um grupo de fotossensores da matriz de fotossensores é associado de maneira óptica a cada microlente da matriz de lentes de luz 11. Por exemplo, o grupo de fotossensores 5010 é associado às microlentes 501 e o grupo de fotossensores 5020 é associado às microlentes 502. O número de visualizações de um mesmo ponto 200, 201 da cena adquirida com a câmera plenóptica corresponde ao número de fotossensores associados de maneira óptica a uma microlente, uma vez que, devido à geometria das microlentes, um mesmo ponto da cena é visto de acordo com diferentes ângulos. Isso significa que cada fotossensor associado de maneira óptica a uma dada microlente adquire os dados representativos de uma visualização específica de um ponto da cena. O número de visualizações da cena adquirida com a câmera plenóptica corresponde ao número de pixels associados a cada microlente (ou seja, abaixo de cada) da matriz de pequenas lentes 11. O número de fotossensores associados de maneira óptica a uma microlente é de maneira vantajosa o mesmo para cada microlente da matriz de pequenas lentes 11. Tal como ilustrado na figura 5, o raio de luz 20 proveniente da cena adquirida (representada com dois pontos 200 e 201 na figura 5) passa através da lente primária 10 do SLM 40 e da matriz de pequenas lentes 11 antes de atingir a matriz de fotossensores 13. Os raios de luz 20 são chamados de raios de luz de entrada antes de passarem pelo SLM 40 e são chamados de raios de luz de saída 500 depois de terem passado através do SLM 40. A intensidade dos raios de luz de saída 500 que atingem a matriz de fotossensores pode ser reduzida em comparação com a intensidade do raio de luz de entrada, dependendo do estado das células do SLM através das quais ele passa. A quantidade de luz que atinge um determinado fotossensor de um grupo de fotossensores 5010, 5020 pode ser reduzida dependendo do estado das células do SLM associado de maneira óptica ao determinado fotossensor, como explicado com mais detalhes com relação às figuras 6 e 7.

[038] Naturalmente, o número de fotossensores dos grupos de fotossensores 5010 e 5020 associados, respectivamente, às microlentes 501 e 502 não está limitado aos n fotossensores ilustrados na figura 5, cada um que corresponde a uma visualização diferente dos pontos 200 e 201, respectivamente, mas de maneira vantajosa, se estende para um número maior que n. Os fotossensores pertencentes aos grupos de fotossensores 5010, 5020 e não ilustrados na figura 5 recebem de maneira vantajosa a informação de luz recebida de pontos da cena diferentes dos pontos 200 e 201.

[039] Conforme explicado com mais detalhes no que se refere às figuras 6 e 7, o SLM 40 compreende uma pluralidade de células, cada uma comutável de um primeiro estado e um segundo estado para bloquear a luz que chega a ele ou para deixar a luz passar através dele, total ou parcialmente. O elemento referenciado como 50 corresponde a um grupo de células adjacentes do SLM 40 associado a um fotossensor específico sob cada microlente. De acordo com o exemplo da figura 5, o grupo de células 50 é associado de maneira óptica ao fotossensor 5021 do grupo de fotossensores 5020, que é associado a (ou abaixo) da microlente 502 e é associado de maneira óptica ao fotossensor 5011 do grupo de fotossensores 5010, que é associado a (ou abaixo) da microlente 501. Considerando que cada grupo de fotossensores associados a uma microlente é uma matriz de linhas e colunas de fotossensores com o mesmo número de linhas e o mesmo número de colunas para cada microlente, a posição (número de coluna e número de linha) do fotossensor (no grupo de fotossensores aos quais ele pertence) associado de maneira óptica a um determinado grupo de células do SLM é o mesmo para cada fotossensor associado de maneira óptica ao determinado grupo de células. Por exemplo, a posição do fotossensor 5021 (associado de maneira óptica ao grupo de células 50) no grupo de fotossensores 5020 (sob a microlente 502) é a mesma que a posição do fotossensor 5011 (associada de maneira óptica ao grupo de células 50) no grupo dos fotossensores 5010 (sob as microlentes 501).

[040] A figura 6 ilustra a projeção de um grupo de fotossensores associado a uma determinada microlente no plano de bloqueio de abertura da lente principal da câmera plenóptica 4, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios. Em outras palavras, a figura 6 representa a imagem 6 de cada grupo de fotossensores associado a uma microlente da matriz de pequenas lentes no plano de bloqueio da abertura da lente primária 10. A imagem 6 assume a forma geral das microlentes, isto é, se as microlentes forem circulares, a imagem 6 é um círculo; se as microlentes forem quadradas ou retangulares, então, a imagem 6 é um quadrado ou um retângulo. A imagem 6 compreende uma pluralidade de elementos 601, 602, 603 a 60m, que podem ser chamados pixels. O número m de pixels corresponde ao número de fotossensores compreendidos em um grupo de fotossensores 5010, 5020 associados a uma microlente. Cada pixel 601 a 60m corresponde a um fotossensor do grupo de fotossensores e um pixel da imagem 6 refere-se a um fotossensor único em cada grupo de fotossensores, os fotossensores referindo-se a um pixel na imagem 6 que tem coordenadas idênticas (por exemplo, número de linha e número de coluna) no grupo de fotossensores ao qual eles pertencem. Por exemplo, o pixel 603 é associado (ou corresponde a) ao fotossensor 5011 do grupo de fotossensores 5010 e está também associado ao fotossensor 5021 do grupo de fotossensores 5020, as coordenadas do fotossensor 5011 em relação ao grupo 5010 ao qual ele pertence sendo idênticas às coordenadas do fotossensor 5021 em relação ao grupo 5020 ao qual ele pertence.

[041] A figura 7 mostra o modulador espacial de luz 40 localizado no plano de bloqueio de abertura da lente principal da câmera plenóptica, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios. O modulador espacial de luz 40 compreende uma pluralidade de células 70 e corresponde, por exemplo, a uma matriz de colunas e linhas de células. Parte das células do SLM 40 é agrupada para formar o grupo m de células 701, 702, 703, 70m, sendo o número m de grupo de células igual ao número m de pixels da imagem 6, isto é, sendo igual ao número m de fotossensores que forma cada grupo de fotossensores 5010, 5020 sob cada microlente 501, 502. Um determinado grupo de células é associado a um determinado fotossensor de cada grupo de fotossensor. Por exemplo, o grupo de células referenciado como 703 é associado ao pixel 603 da imagem 6, isto é, o grupo de células 703 cobre a projeção do fotossensor 5011 que pertence ao grupo de pixels 5010 e também a projeção do fotossensor 5021 que pertence ao grupo de pixels 5020 uma vez que ambos os fotossensores 5011 e 5021 se projetam para o mesmo pixel da imagem 6. Dito de forma diferente, o grupo de células 703 está associado a um fotossensor de cada grupo de fotossensores sob cada microlente. As células do SLM 40 são agrupadas de modo a cobrir cada pixel da imagem 6, isto é, os limites de um grupo de células que correspondem aos limites do pixel da imagem 6 com cada um desse grupo de células sendo associado de modo que a área coberta pelo grupo de células corresponde à área coberta pelo pixel associado da imagem 6. Cada célula 701 a 70m do SLM 40 é capaz de alternar entre dois estados diferentes, ou seja, um primeiro estado em que a célula bloqueia a luz que chega a ela a partir da cena ou em um segundo estado em que a célula permite que a luz que chega a ela passe por ela, parcial ou totalmente. Ao controlar o estado das células de um grupo de células associado a um determinado fotossensor da matriz de fotossensores, é então possível controlar a quantidade de luz que atinge esse determinado sensor. Tal controle pode ser realizado para cada grupo de células do SLM 40 e, portanto, para cada fotossensor da matriz de fotossensores, o que permite adquirir todas as visualizações da cena, em contraste com o que é feito quando a quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores é controlada com uma íris de diafragma do estado da técnica.

[042] A figura 8 ilustra com mais detalhes um grupo de células do modulador espacial de luz 40, por exemplo, o grupo de células 703, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios. O grupo de células 703 corresponde a uma matriz de células com, por exemplo, linhas L e colunas C, L e C são números inteiros maiores ou iguais a 2, de acordo com um exemplo não limitativo. Para limitar a quantidade de luz (que corresponde, por exemplo, a um fluxo de energia por unidade de tempo, expressa, por exemplo, em W/s) que alcança o(s) fotossensor(s) associado(s) ao grupo de células 703, uma ou várias células do grupo de células 703 são ajustadas ao primeiro estado, essas células que bloqueiam a luz que chega, impedindo que os raios de luz bloqueados por essas células alcancem o(s) fotossensor(s) associado(s) ao grupo de células 703. Quanto mais células do grupo de células 703 estiverem no primeiro estado, mais a quantidade de luz que atinge o(s) fotossensor(s) associado(s) ao mesmo é reduzida em relação à quantidade máxima de luz que pode atingir o(s) fotossensor(s) associado(s) ao grupo de células 703 (isto é, quando todas as células do grupo de células 703 estão em um segundo estado que deixa a luz passar totalmente através delas). De maneira vantajosa, as primeiras células do grupo de células que são ajustadas ao primeiro estado para limitar a quantidade de luz que atinge o(s) fotossensor(s) associado(s) a esse grupo de células 703 são as células que pertencem às linhas 81, 82 e colunas 83, 84 de células que formam os limites do grupo de células 703, isto é, as células que pertencem à periferia do grupo de células. Para controlar e limitar a quantidade de luz que atinge um fotossensor, uma, duas ou mais linhas da periferia do grupo de células associadas a esse fotossensor são definidas para o primeiro estado, partindo das linhas e colunas 81 a 84 localizadas na periferia externa do grupo de células (que corresponde às células preenchidas com sombreamento cinza na figura 8) e progredindo em direção ao centro do grupo de células. Por exemplo, as primeiras linhas e primeiras colunas de células a serem definidas para o primeiro estado são as linhas 81, 82 e colunas 83, 84 que formam a periferia externa do grupo de células, as segundas linhas e colunas de células a serem definidas para o primeiro estado sendo as linhas colunas adjacentes às primeiras linhas 81, 82 e primeiras colunas 83, 83 ao progredir em direção ao centro do grupo de células (que corresponde às células preenchidas com um padrão de linhas diagonais na figura 8) e assim em diante. As outras células (preenchidas com branco na figura 8) são definidas de maneira vantajosa para o segundo estado e permitem que os raios de luz que chegam a elas passem totalmente por elas para atingir os fotossensores associados ao grupo de células 703.

[043] De acordo com uma variante, por exemplo, para limitar ainda mais a quantidade de luz que atinge o fotossensor, uma ou várias fileiras de células da periferia do grupo de células associadas a esse fotossensor podem ser definidas para o primeiro estado como explicado anteriormente e algumas das células restantes do grupo de células (identificadas com o preenchimento branco na figura 8) que são definidas para o segundo estado podem ser controladas para permitir que a luz passe através delas apenas parcialmente, isto é, ao deixar apenas uma percentagem da luz que chega a elas a partir da cena (por exemplo, 80%, 70%, 50%, 30% ou mesmo 10%). Por exemplo, a percentagem de luz que passa através das células pode aumentar quando ao começar a partir das células adjacentes para as células no primeiro estado, avançando em direção ao centro do grupo de células 703, o aumento da percentagem sendo linear ou não.

[044] De acordo com outra variante, as células a serem primeiro definido para o primeiro estado correspondem às células que pertencem à primeira linha do grupo de células 703 (isto é, a linha superior 81 da matriz de células), as células a serem definidas em segundo lugar para o primeiro estado (se a luz que atinge o fotossensor está sendo mais reduzida) correspondem às células que pertencem à segunda linha do grupo de células 703, isto é, a linha adjacente à primeira linha 81 ao progredir da parte superior para a parte inferior do grupo de células, e assim por diante.

[045] De acordo com outra variante, as células a serem primeiro definidas para o primeiro estado correspondem às células que pertencem à linha mais baixa do grupo de células 703 (isto é, a linha 82), as células a serem definidas em segundo lugar no primeiro estado (se a luz que atinge o fotossensor deve ser ainda mais reduzida) correspondem às células que pertencem à segunda linha do grupo de células 703, isto é, a linha adjacente à linha mais baixa 82 ao atravessar o grupo de células da parte inferior para a parte superior, e assim por diante.

[046] De acordo com outra variante, apenas uma parte das células de uma linha é primeiro ajustada para o primeiro estado, o restante das células da linha sendo apenas ajustado para o primeiro estado é a quantidade de luz que atinge o(s) fotossensor(s) com o grupo de células 703 sendo ainda mais reduzida.

[047] De acordo com uma variante adicional, as primeiras células a serem definidas para o primeiro estado pertencem à primeira coluna à esquerda (respectivamente, à direita) do grupo de células (isto é, a coluna 84 (respectivamente 83) na figura 8), as células da segunda coluna adjacente a essa primeira coluna 84 (respectivamente, 83) ao atravessar o grupo de células da esquerda para a direita (respectivamente, da direita para a esquerda) sendo, então, ajustadas para o primeiro estado se a quantidade de luz que atinge o(s) fotossensor(s) associado(s) ao grupo de células (703) for ainda mais reduzida, e assim por diante.

[048] De acordo com uma variante, todas as células do grupo de células estão no segundo estado, o controle das células para limitar a quantidade de luz que atinge o(s) fotossensores(s) associado(s) ao grupo de células 703 que está sendo executado ao controlar a percentagem da quantidade de luz que cada célula permite passar através dela.

[049] As células no primeiro estado são mostradas sombreadas e as células no segundo estado são mostradas em branco na figura 7. De uma maneira vantajosa, o número de células no primeiro estado pode variar a partir de um grupo de células para o outro. Por exemplo, o número de células no primeiro estado pode ser mais importante para o grupo de células localizadas ao nível do centro da imagem 6 do que na periferia da imagem 6. Tal implementação permite que a quantidade de luz que passa através de cada grupo de células seja a mesma ou aproximadamente a mesma (isto é, por exemplo, com uma variação inferior a 3%, 5% ou 10% em relação à quantidade média de luz que sai partir dos grupos de células do SLM 40). De fato, a quantidade de luz que chega a um grupo de células localizadas na periferia da imagem 6 é menor do que a quantidade de luz que chega a um grupo de células localizadas perto do centro da imagem 6, isto é, perto do centro óptico do plano de bloqueio de abertura. Ao definir mais células para o primeiro estado para o grupo de células próximas do centro da imagem 6 do que para os grupos de células localizadas na periferia, sabe-se que a quantidade de luz que sai a partir dos grupos de células é a mesma ou aproximadamente a mesma para cada grupo de células do SLM 40.

[050] De acordo com uma variante, o número de células definido para o primeiro estado é o mesmo para cada grupo de células do SLM 40.

[051] A figura 9 mostra um método para controlar a quantidade de luz que atinge a matriz de fotossensores da câmera plenóptica 4, de acordo com uma modalidade específica dos presentes princípios.

[052] Durante uma etapa de inicialização 90, os diferentes parâmetros da câmera plenóptica, particularmente, os parâmetros utilizados para controlar o SLM 40 são atualizados. Em particular, o estado das células do SLM 40 é inicializado de qualquer forma, por exemplo, definido para o segundo estado para permitir que a luz passe totalmente através de cada célula. De acordo com uma variante, as células são inicializadas para estar no primeiro estado.

[053] Em seguida, durante uma etapa 91, o estado das células do SLM 40 é controlado para estar no primeiro estado ou no segundo estado para controlar a quantidade de luz que passa através delas e, assim, controlar a quantidade de luz que atinge os fotossensores da matriz de fotossensores da câmera plenóptica. O estado das células é, por exemplo, controlado automaticamente, por exemplo, de acordo com as condições de iluminação da cena adquirida com a câmera plenóptica e de acordo com parâmetros-padrão representativos da exposição e/ou luminância das imagens representativas da cena adquirida com a câmera plenóptica. De acordo com uma variante, o estado das células é controlado de acordo com os parâmetros de entrada pelo usuário com o uso da câmera plenóptica, os parâmetros inseridos pelo usuário que permitem, por exemplo, definir uma profundidade de campo desejada ou um brilho desejado e/ou luminância das imagens adquiridas com a câmera plenóptica.

[054] As células do SLM 40 podem ser, por exemplo, todas definidas para o primeiro estado, o SLM que desempenha o papel de um obturador ao ficar totalmente opaco durante um determinado período de tempo, o SLM que controla tanto a exposição quanto a profundidade de campo.

[055] As células do SLM 40 podem ser, por exemplo, todas definidas para o segundo estado para permitir a entrada completa de luz a partir da cena que passa através do SLM. Apesar de estarem todas no segundo estado, a percentagem de luz que passa através das células pode ser diferente de uma célula para a outra para controlar a quantidade de luz que atinge cada fotossensor.

[056] De acordo com outra variante, algumas das células de alguns ou de todos os grupos de células podem estar no primeiro estado, enquanto o restante das células dos grupos de células está no segundo estado.

[057] A figura 10 ilustra de maneira esquemática uma modalidade de um dispositivo de hardware de telecomunicações 100 que corresponde, por exemplo, a um smartphone ou a um tablet.

[058] O dispositivo de telecomunicação 100 compreende os elementos a seguir, conectados uns aos outros por um barramento 34 de endereços e de dados, que também transporta um sinal de relógio: - um microprocessador 1001 (ou CPU); - uma memória não volátil do tipo ROM (memória somente de leitura) 1002; - uma memória de acesso aleatório ou RAM 1003; - uma interface de rádio 1006; - uma interface 1007 adaptada para a transmissão de dados; - uma câmera plenóptica 1008 que corresponde, por exemplo, à câmera plenóptica 4 da figura 4; - uma interface MMI 1009 adaptada para exibir as informações para um usuário e/ou inserir os dados ou parâmetros.

[059] Observa-se que a palavra "registro", utilizada na descrição das memórias 1002 e 1003, designa, em cada uma das memórias mencionadas, uma zona de memória de baixa capacidade, bem como uma zona de memória de grande capacidade (permitindo que todo um programa seja armazenado ou a totalidade ou parte dos dados que representam os dados recebidos e descodificados).

[060] A memória ROM 1002 compreende, em particular, um programa de "prog".

[061] Os algoritmos que implementam as etapas do método específico para a presente invenção e descritos a seguir são armazenados na memória ROM 1002 associada ao dispositivo de telecomunicação 100 que implementa essas etapas. Quando ligado, o microprocessador 1001 carrega e executa as instruções desses algoritmos.

[062] A memória de acesso aleatório 1003 compreende, particularmente: - em um registro, o programa de operação do microprocessador 1001 responsável por ligar o dispositivo de telecomunicação 100; - os parâmetros de recepção (por exemplo, parâmetros de modulação, de codificação, MIMO, a recorrência de quadros); - os parâmetros de transmissão (por exemplo, parâmetros de modulação, a codificação, MIMO, a recorrência de quadros); - os dados de entrada que correspondem aos dados recebidos e descodificados pelo receptor 1006; - os dados descodificados formados a serem transmitidos na interface ao aplicativo 1009; 1. os parâmetros para controlar o estado do SLM 40.

[063] Outras estruturas do dispositivo de telecomunicação 100 além daquelas descritas em relação à figura 10, são compatíveis com a presente divulgação. Em particular, de acordo com variantes, o dispositivo de telecomunicação pode ser implementado de acordo com uma realização puramente de hardware, por exemplo, sob a forma de um componente dedicado (por exemplo, em um ASIC (circuito integrado de aplicação específica) ou FPGA (arranjo de porta em campo programável) ou VLSI (integração em escala muito grande) ou de vários componentes eletrônicos incorporados em um aparelho ou mesmo sob a forma de uma mistura de elementos de hardware e elementos de software.

[064] A interface de rádio 1006 e a interface 1007 são adaptadas para a recepção e transmissão de sinais de acordo com uma ou várias normas de telecomunicações, tais como IEEE 802.11 (Wi-Fi), normas compatíveis com as especificações IMT-2000 (também chamadas 3G), com 3GPP LTE (também chamado 4G), IEEE 802.15.1 (também chamado Bluetooth).

[065] De acordo com uma variante, o dispositivo de telecomunicação não inclui qualquer ROM, mas apenas a RAM, os algoritmos que implementam as etapas do método específico para a presente invenção sendo armazenados na memória RAM.

[066] Naturalmente, a presente invenção não está limitada às modalidades anteriormente descritas.

[067] Em particular, a presente invenção não está limitada a uma montagem óptica plenóptica, mas também se estende a todo o dispositivo que integra uma montagem óptica plenóptica como, por exemplo, uma câmera plenóptica que compreende uma matriz de fotossensores ou um dispositivo de telecomunicação que compreende uma matriz de fotossensores.

[068] Os dispositivos de telecomunicações incluem, por exemplo, smartphones, smartwatches, tablets, computadores, telefones celulares, assistentes digitais pessoais/portáteis ("PDAs"), e outros dispositivos que facilitam a comunicação de informações entre os usuários finais, mas também decodificadores.

[069] As operações de método e de controle das células do SLM 40 aqui descritas podem ser implementadas pelas instruções sendo executadas por um processador, e essas instruções (e/ou valores de dados produzidos por uma implementação) podem ser armazenadas em um meio legível por processador como, por exemplo, um circuito integrado, um portador de software ou outro dispositivo de armazenamento como, por exemplo, um disco rígido, um disquete compacto ("CD"), um disco óptico (como, por exemplo, um DVD, muitas vezes dito como um disco versátil digital ou um disco de vídeo digital), uma memória de acesso aleatório ("RAM"), ou uma memória somente leitura ("ROM"). As instruções podem formar um programa de aplicativo tangível incorporado em um meio legível por processador. As instruções podem estar, por exemplo, em hardware, firmware, software, ou uma combinação. As instruções podem ser encontradas, por exemplo, em um sistema operacional, um aplicativo separado ou uma combinação dos dois. Um processador pode ser caracterizado, portanto, como, por exemplo, tanto um dispositivo configurado para realizar um processo e um dispositivo que inclui um meio legível por processador (como um dispositivo de armazenamento) que tem as instruções para a realização de um processo. Além disso, um meio legível por processador pode armazenar, em adição ou em vez de instruções, os valores de dados produzidos por uma implementação.

[070] Como será evidente para um versado na técnica, as implementações podem produzir uma variedade de sinais formatados para transportar a informação que pode ser, por exemplo, armazenada ou transmitida. A informação pode incluir, por exemplo, as instruções para a realização de um método ou de dados produzidos por uma das implementações descritas. Por exemplo, um sinal pode ser formatado para transportar os dados como as regras para a escrita ou a leitura da sintaxe de uma modalidade descrita, ou para transportar os dados, como os valores reais de sintaxe escritos por uma modalidade descrita. Tal sinal pode ser formatado, por exemplo, como uma onda eletromagnética (por exemplo, com o uso de uma porção do espectro de frequência de rádio) ou como um sinal de base de banda. A formatação pode incluir, por exemplo, codificar uma sequência de dados e modular um transportador com o fluxo de dados codificado. A informação que o sinal transporta pode ser, por exemplo, a informação analógica ou digital. O sinal pode ser transmitido através de uma variedade de diferentes ligações com ou sem fios, como é conhecido. O sinal pode ser armazenado em um meio legível por processador.

[071] Inúmeras implementações foram descritas. No entanto, será entendido que várias modificações podem ser feitas. Por exemplo, os elementos de diferentes implementações podem ser combinados, completados, modificados ou removidos para produzir outras implementações. Além disso, o versado na técnica vai entender que outras estruturas e processos podem ser substituídos por aqueles divulgados e que as implementações resultantes irão executar pelo menos substancialmente a(s) mesma(s) função(s), pelo menos substancialmente da(s) mesma(s) forma(s), para atingir pelo menos substancialmente o(s) mesmo(s) resultado(s) que as implementações divulgadas. Assim, essas e outras implementações são observadas por esse pedido.

Claims (16)

1. Câmera plenóptica (4), compreendendo: uma lente de câmera (401); uma matriz de pequenas lentes (11) compreendendo uma pluralidade de mi- crolentes (111 a 11n); uma matriz de fotossensor (13) que compreende uma pluralidade de grupos de fotossensores (131 a 13m), cada grupo de fotossensores associados a uma respectiva microlente da pluralidade de microlentes; CARACTERIZADA pelo fato de que a lente de câmera (401) compreende: um modulador espacial de luz (40) disposto no plano de bloqueio de abertura da lente de câmera (401) e compreendendo uma pluralidade de células configuradas em uma matriz de grupos de células, em que cada grupo de células adjacentes (703) é associado a um respectivo fotossensor de cada grupo de fotossensores; em que a matriz do fotossensor é configurada para obter uma imagem bruta representativa de uma pluralidade de visualizações de uma cena; em que a câmera plenóptica compreende ainda um controlador configurado para controlar um estado das células de cada grupo de células adjacentes para controlar uma quantidade de luz recebida por cada fotossensor representativo do grupo de fotossensores.

2. Câmera plenóptica, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o modulador espacial de luz (40) é um painel de exibição de cristal líquido.

3. Câmera plenóptica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADA pelo fato de que a quantidade de luz é a mesma para cada grupo de células adjacentes.

4. Câmera plenóptica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que cada grupo de células adjacentes abrange uma projeção do respectivo fotossensor associado a cada grupo de fotossensores no plano de bloqueio de abertura.

5. Câmera plenóptica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADA pelo fato de que cada célula é configurada para alternar entre um primeiro estado e um segundo estado, em que cada célula bloqueia a luz no primeiro estado e em que a luz passa pelo menos parcialmente através de cada célula no segundo estado.

6. Câmera plenóptica, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos uma parte da pluralidade de células está no primeiro estado.

7. Câmera plenóptica, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADA pelo fato de que um número de células de um grupo de células adjacentes no primeiro estado depende de uma localização do grupo de células adjacentes no modu- lador espacial de luz (40).

8. Câmera plenóptica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que um número de células no primeiro estado de um grupo de células adjacentes fechado para um centro do modulador espacial de luz (401) é maior do que um número de células no primeiro estado de um grupo de células adjacentes em uma periferia do modulador espacial de luz (401).

9. Método para controlar uma quantidade de luz que atinge uma matriz de fotossensor (13) de uma câmera plenóptica (4), em que a câmera plenóptica compreende: uma lente da câmera (401); uma matriz de pequenas lentes (11) compreendendo uma pluralidade de mi- crolentes; uma matriz de fotossensor (13) que compreende uma pluralidade de grupos de fotossensores (131 a 13m), cada grupo de fotossensores associado a uma respectiva microlente da pluralidade de microlentes; um modulador espacial de luz (40) disposto no plano de bloqueio de abertura da lente de câmera (401) e compreendendo uma pluralidade de células em uma matriz de grupos de células adjacentes, em que cada grupo de células adjacentes (703) é associado a um respectivo fotossensor de cada grupo de fotossensores; CARACTERIZADO pelo fato de que o método compreende controlar um estado das células adjacentes de cada grupo de células para controlar uma quantidade de luz recebida por cada respectivo fotossensor do grupo fotossensores, em que a matriz de fotossensor obtém uma imagem bruta representativa de uma pluralidade de visualizações de uma cena.

10. Método, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que controlar o estado das células compreende controlar um estado das células do modulador espacial de luz (40), em que cada uma da pluralidade de células é configurada para alternar entre um primeiro estado e um segundo estado, em que cada célula bloqueia a luz no primeiro estado e em que a luz passa pelo menos parcialmente através de cada célula no segundo estado.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos uma parte da pluralidade de células está no primeiro estado.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que um número de células de um grupo de células adjacentes no primeiro estado depende de uma localização do grupo de células adjacentes no modulador espacial de luz (40).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, CARACTERIZADO pelo fato de que um número de células no primeiro estado de um grupo de células adjacentes próximo a um centro do modulador espacial de luz (40) é maior do que um número de células no primeiro estado de um grupo de células em uma periferia do modulador espacial de luz (40).

14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que cada grupo de células adjacentes abrange projeção do respectivo fotossensor associado a cada grupo de fotossensores no plano de bloqueio de abertura.

15. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 a 14, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de luz é a mesma para cada grupo de células adjacentes.

16. Mídia não transitória legível por processador, CARACTERIZADA pelo fato de que compreende um método conforme definido em qualquer uma das reivindicações 9 a 15.