CN112399047A - 光折叠相机以及包括该光折叠相机的移动设备 - Google Patents

光折叠相机以及包括该光折叠相机的移动设备 Download PDF

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Abstract

本公开提供了光折叠相机以及包括该光折叠相机的移动设备。一种光折叠相机包括光折叠器件、光路控制器件、第一传感器和第二传感器。光折叠器件通过改变在垂直方向上入射在光折叠器件上的垂直光的光路而输出在基本上垂直于垂直方向的第一水平方向上传播的折叠光。光路控制器件通过使折叠光的至少第一部分通过而输出在第一水平方向上传播的第一光，或者通过改变折叠光的至少第二部分的光路而输出在基本上垂直于垂直方向的第二水平方向上传播的第二光。第一传感器接收在第一水平方向上传播的第一光。第二传感器接收在第二水平方向上传播的第二光。

Description

光折叠相机以及包括该光折叠相机的移动设备
技术领域
示范性实施方式总地涉及半导体集成电路，更具体地，涉及一种光折叠相机以及包括该光折叠相机的移动设备。
背景技术
数字相机模块当前正被并入到各种主机设备中，并且对主机设备中的数字相机模块的需求持续增长。期望数字相机模块能够被并入到主机设备中而不增大主机设备的整体尺寸。此外，对这样的相机的需求不断增加以具有高性能特性。例如，独立的数字静态相机可以被实现为改变相机的焦距以增大和减小图像的放大倍数。通常用变焦镜头实现的这种能力被称为光学变焦(optical zooming)。
术语“变焦”通常被理解为通过改变光学系统的焦距来提供同一场景和/或物体的不同放大倍数的能力，较高的变焦水平与较大的放大倍数相关并且较低的变焦水平与较低的放大倍数相关。光学变焦通常通过使镜头元件相对于彼此机械移动来实现。这样的变焦镜头通常比固定焦距的镜头更昂贵、更大且不如固定焦距的镜头可靠。
用于近似变焦效果的一种替代方法用被称为数字变焦的技术实现。对于数字变焦，代替改变镜头的焦距，相机中的处理器对图像进行裁剪并在捕获的图像的像素之间进行插值，以产生被放大但分辨率较低的图像。多光圈成像系统(multi-aperture imagingsystem)可以用于近似变焦镜头的效果。该多光圈成像系统(其例如在数字相机中实现)包括多个光学子系统(也被称为“子相机”)。然而，包括所述多个光学子系统增大了相机或成像系统的尺寸。
发明内容
示范性实施方式可以提供一种能够有效地实现多个相机的功能的光折叠相机以及包括该光折叠相机的移动系统。
根据示范性实施方式，一种光折叠相机包括光折叠器件、光路控制器件、第一传感器和第二传感器。光折叠器件通过改变在垂直方向上入射在光折叠器件上的垂直光的光路而输出在基本上垂直于该垂直方向的第一水平方向上传播的折叠光。光路控制器件通过使折叠光的至少第一部分通过而输出在第一水平方向上传播的第一光，或者通过改变折叠光的至少第二部分的光路而输出在基本上垂直于该垂直方向的第二水平方向上传播的第二光。第一传感器接收在第一水平方向上传播的第一光。第二传感器接收在第二水平方向上传播的第二光。
根据示范性实施方式，一种光折叠相机包括光折叠器件，该光折叠器件配置为通过改变在垂直方向上入射在光折叠器件上的垂直光的光路而输出在基本上垂直于该垂直方向的第一水平方向上传播的折叠光。光折叠相机还包括第一反射镜，该第一反射镜配置为在第一通过位置和第一反射位置之间绕基本上平行于该垂直方向延伸的第一旋转轴旋转，使得第一反射镜在第一操作模式下被对准到第一通过位置并在第二操作模式下被对准到第一反射位置。在第一操作模式下，折叠光在第一反射镜旁经过并作为在第一水平方向上传播的第一光输出，并且在第二操作模式下，第一反射镜反射折叠光并输出在基本上垂直于该垂直方向的第二水平方向上传播的第二光。光折叠相机还包括：公共透镜模块，设置在光折叠器件和第一反射镜之间，该公共透镜模块具有基本上平行于第一水平方向延伸的第一光轴；第一传感器，配置为接收在第一水平方向上传播的第一光；以及第二传感器，配置为接收在第二水平方向上传播的第二光。
根据示范性实施方式，一种移动设备包括：壳体(housing case)；安装在壳体中的主板；光折叠相机，安装在壳体中并电连接到主板；以及相机控制器，配置为控制光折叠相机并处理从光折叠相机提供的数据。光折叠相机包括光折叠器件，该光折叠器件配置为通过改变穿过第一孔在垂直方向上入射在光折叠器件上的第一垂直光的光路而输出在基本上垂直于该垂直方向的第一水平方向上传播的折叠光，第一孔形成在壳体的表面处。光折叠相机还包括光路控制器件，该光路控制器件配置为通过使折叠光的至少第一部分通过而输出在第一水平方向上传播的第一光，或者通过改变折叠光的至少第二部分的光路而输出在基本上垂直于该垂直方向的第二水平方向上传播的第二光。光折叠相机还包括：第一传感器，配置为接收在第一水平方向上传播的第一光；和第二传感器，配置为接收在第二水平方向上传播的第二光。
根据示范性实施方式的光折叠相机和移动设备可以通过由多个图像传感器共用光路的一部分而具有减小的尺寸。通过将多个相机集成在光折叠相机中，可以有效地实现各种图像放大倍数和功能。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明构思的示范性实施方式，本发明构思的以上和其它的特征将变得更加明显，附图中：
图1是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的透视图的图。
图2和图3是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第一操作模式的图。
图4和图5是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第二操作模式的图。
图6和图7是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的透视图的图。
图8和图9是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第一操作模式的图。
图10和图11是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第二操作模式的图。
图12和图13是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第三操作模式的图。
图14和图15是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第一操作模式的图。
图16和图17是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第二操作模式的图。
图18和图19是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第三操作模式的图。
图20是示出根据示范性实施方式的控制光折叠相机的方法的流程图。
图21是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的透视图的图。
图22是示出场景的示例的图。
图23是示出通过捕获图22的场景而提供的远摄图像的图。
图24是示出通过捕获图22的场景而提供的宽图像的图。
图25是示出通过捕获图22的场景而提供的超宽图像的图。
图26是示出根据示范性实施方式的包括光折叠相机的系统的框图。
图27、图28和图29是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的图像融合操作的图。
图30是示出根据示范性实施方式的包括光折叠相机的移动设备的透视图的图。
图31是示出图30的移动设备的布局的示范性实施方式的图。
具体实施方式
在下文将参照附图更充分地描述示范性实施方式。在整个附图中，相同的附图标记可以指代相同的元件。
应当理解，这里使用术语“第一”、“第二”、“第三”等以将一个元件与另一个区别开，并且这些元件不受这些术语限制。因此，在一示范性实施方式中的“第一”元件可以在另一示范性实施方式中被描述为“第二”元件。
还应当理解，对每个示范性实施方式内的特征或方面的描述应当通常被认为可用于其它示范性实施方式中的其它类似特征或方面，除非上下文另外清楚地指示。
如这里使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。
为了描述的方便，这里可以使用空间关系术语诸如“在……下面”、“在……下方”、“下”、“在……之下”、“在……之上”、“上”等来描述一个元件或特征与另一个(些)元件或特征如附图所示的关系。将理解，空间关系术语旨在涵盖除了附图中绘出的取向之外装置在使用或操作中的不同取向。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件将会取向在所述其它元件或特征“之上”。因此，示范性术语“在……下面”和“在……之下”可以涵盖之上和之下两种取向。
将理解，当一部件诸如膜、区域、层或元件被称为“在”另一部件“上”、“连接到”、“联接到”或“相邻于”另一部件时，它可以直接在该另一部件上、直接连接到、联接到或相邻于该另一部件，或者可以存在居间的部件。还将理解，当一部件被称为“在”两个部件“之间”时，它可以是这两个部件之间的唯一部件，或者也可以存在一个或更多个居间的部件。用于描述元件之间的关系的其它词语应当以类似的方式解释。
考虑到有疑问的测量和与特定量的测量相关的误差(即测量系统的限制)，如这里使用的术语“约”是包括所述值在内的并表示在如由本领域普通技术人员确定的对于特定值的可接受的偏差范围内。例如，“约”可以表示在一个或更多个标准偏差内，如本领域普通技术人员理解的。此外，将理解，尽管参数可以在这里被描述为具有“约”特定值，但是根据示范性实施方式，该参数可以正好是该特定值或者如本领域普通技术人员将理解的在测量误差内近似该特定值。此外，当两个分量或方向被描述为基本上彼此平行或彼此垂直地延伸时，这两个分量或方向彼此精确地平行或垂直地延伸，或者如本领域普通技术人员将理解的在测量误差内彼此近似平行或垂直地延伸。
图1是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的透视图的图。
参照图1，光折叠相机100包括光折叠器件FLD、光路控制器件LPC、第一传感器SEN1和第二传感器SEN2。根据示范性实施方式，光折叠相机100还可以包括公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1和第二透镜模块LM2。
光折叠器件FLD改变在垂直方向Z上入射的垂直光LTV的光路，以输出在基本上垂直于垂直方向Z的第一水平方向X上传播的折叠光LTF。垂直光LTV可以穿过形成在光阻挡层10(例如移动设备的壳体)处的孔APT来提供。光折叠器件FLD可以是例如能够将光路改变约90度的任何光学器件。在示范性实施方式中，光折叠器件FLD可以用例如棱镜或反射镜来实现。光折叠器件FLD也可以在这里被称为光改变器件。此外，当光被称为被折叠时，光传播的方向可以改变。
光路控制器件LPC使折叠光LTF的至少一部分通过以输出在第一水平方向X上传播的第一光LT1，或者改变折叠光LTF的至少一部分的光路以输出在基本上垂直于垂直方向Z的第二水平方向Y上传播的第二光LT2。这里，当光的一部分被描述为由光路控制器件LPC通过时，光的该部分可以在光路控制器件LPC旁经过或穿过光路控制器件LPC而没有被反射或折射。
在示范性实施方式中，如将参照图2至图5描述的，光路控制器件LPC可以用绕基本上平行于垂直方向Z的旋转轴旋转的反射镜实现。在这种情况下，光路控制器件LPC可以根据操作模式选择性地输出第一光LT1和第二光LT2中的一个。
在示范性实施方式中，如将参照图6描述的，光路控制器件LPC可以用被固定的分束器实现。在这种情况下，与操作模式无关，光路控制器件LPC可以同时输出第一光LT1和第二光LT2两者。因此，在示范性实施方式中，第一光LT1和第二光LT2两者可以被基本上同时输出，而与操作模式无关。
第一传感器SEN1接收在第一水平方向X上传播的第一光LT1，并提供与第一光LT1相对应的感测数据或图像数据。
第二传感器SEN2接收在第二水平方向Y上传播的第二光LT2，并提供与第二光LT2相对应的感测数据或图像数据。
在示范性实施方式中，第一传感器SEN1和第二传感器SEN2可以被实现为具有不同的图像放大倍数的各种图像传感器。例如，第一传感器SEN1可以是提供与相对窄的视场(FOV)相对应的远摄图像的远摄图像传感器，第二传感器SEN2可以是提供与相对宽的视场相对应的宽图像的宽图像传感器。
在示范性实施方式中，第一传感器SEN1和第二传感器SEN2可以被实现为具有不同功能的各种传感器。例如，第一传感器SEN1可以是图像传感器、亮度传感器、动态视觉传感器、采用飞行时间(ToF)方案的深度传感器等中的一种，第二传感器SEN2可以是这样的传感器中的另一种。
公共透镜模块LMC可以设置在光折叠器件FLD和光路控制器件LPC之间，使得公共透镜模块LMC可以具有基本上平行于第一水平方向X的第一光轴OX1。例如，第一光轴OX1在第一水平方向X上延伸。这里，当诸如公共透镜模块LMC的部件被描述为具有光轴(例如第一光轴OX1)时，该部件可以设置在该光轴上。
第一透镜模块LM1可以设置在光路控制器件LPC和第一传感器SEN之间，使得第一透镜模块LM1可以具有与公共透镜模块LMC的光轴相同的第一光轴OX1。例如，在示范性实施方式中，第一透镜模块LM1和公共透镜模块LMC可以共用相同的光轴(例如第一光轴OX1)。
第二透镜模块LM2可以设置在光路控制器件LPC和第二传感器SEN2之间，使得第二透镜模块LM2可以具有在第一光轴OX1上的中间位置IPT处与第一光轴OX1相交的第二光轴OX2。第二光轴OX2可以基本上垂直于第一光轴OX1延伸。将理解，“中间位置IPT”可以表示在公共透镜模块LMC与第一透镜模块LM1之间的任何位置，而不是表示在正中间的位置；下面描述的“中间位置”将被类似地解释。
公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1和第二透镜模块LM2中的每个可以用单个透镜或者两个或更多个透镜的组合来实现。
图像传感器的图像放大倍数或缩放系数(zoom factor)可以根据设置在光路上的图像传感器与透镜之间的相对距离以及透镜的焦距来确定。第一传感器SEN1的图像放大倍数可以根据被包括在孔APT和第一传感器SEN1之间的光路中的公共透镜模块LMC和第一透镜模块LM1的设置和特性来确定。第二传感器SEN2的图像放大倍数可以根据被包括在孔APT和第二传感器SEN2之间的光路中的公共透镜模块LMC和第二透镜模块LM2的设置和特性来确定。
视场与图像放大倍数成反比，并且随着视场增大，图像放大倍数减小。在示范性实施方式中，公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1和第二透镜模块LM2可以设置为使得第一传感器SEN1可以接收与第一视场相对应的第一光LT1并且第二传感器SEN2可以接收与比第一视场宽的第二视场相对应的第二光LT2。在这种情况下，第一传感器SEN1可以被称为远摄传感器，第二传感器SEN2可以被称为宽传感器。第一传感器SEN1和第二传感器SEN2可以提供可被称为远摄图像和宽图像的各自图像。与远摄图像相比，宽图像反映更宽的视场并具有更高的分辨率。
参照比较例，光学变焦和/或多光圈成像系统可以用于实现不同的图像放大倍数。在这样的方案中，图像质量可能下降，并且相机模块的成本和尺寸可能增大。
相反，通过由多个图像传感器共用光路的一部分，根据示范性实施方式的光折叠相机和移动设备可以具有减小的尺寸。通过将多个相机集成在光折叠相机中，可以有效地实现各种图像放大倍数和功能。
图2至图5示出其中图1中的光路控制器件LPC用反射镜实现的示范性实施方式。在此示范性实施方式中，光路控制器件LPC可以根据操作模式选择性地输出第一光LT1和第二光LT2中的一个。在下文，为了便于解释，可以省略对之前参照图1描述的元件和方面的进一步描述。
参照图2至图5，光折叠相机101可以包括光折叠器件FLD、反射镜MRR、第一传感器SEN1、第二传感器SEN2、公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1和第二透镜模块LM2。
光折叠器件FLD改变在垂直方向Z上入射的垂直光LTV的光路，以输出在基本上垂直于垂直方向Z的第一水平方向X上传播的折叠光LTF。垂直光LTV可以穿过形成在光阻挡层10处的孔APT提供。
反射镜MRR可以配置为绕基本上平行于垂直方向Z(例如在垂直方向Z上延伸)的旋转轴RX旋转，使得反射镜MRR可以根据操作模式被对准到不同的位置。
第一传感器SEN1接收在第一水平方向X上传播的第一光LT1，并提供与第一光LT1相对应的感测数据或图像数据。第二传感器SEN2接收在第二水平方向Y上传播的第二光LT2，并提供与第二光LT2相对应的感测数据或图像数据。
公共透镜模块LMC可以设置在光折叠器件FLD和反射镜MRR之间，使得公共透镜模块LMC可以具有基本上平行于第一水平方向X的第一光轴OX1。例如，第一光轴OX1可以在第一水平方向X上延伸。第一透镜模块LM1可以设置在反射镜MRR与第一传感器SEN1之间，使得第一透镜模块LM1可以具有与公共透镜模块LMC的光轴相同的第一光轴OX1。例如，第一透镜模块LM1和公共透镜模块LMC可以共用相同的光轴(例如第一光轴OX1)。第二透镜模块LM2可以设置在反射镜MRR与第二传感器SEN2之间，使得第二透镜模块LM2可以具有在第一光轴OX1上的中间位置IPT处与第一光轴OX1相交的第二光轴OX2。第二光轴OX2可以基本上垂直于第一光轴OX1。
图2和图3是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第一操作模式的图，图4和图5是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的第二操作模式的图。图2和图4是示出在各个操作模式下的光折叠相机101的设置的透视图，图3和图5是示出在各个操作模式下的光折叠相机101的设置的俯视图。
参照图2和图3，反射镜MRR可以在第一操作模式MD1下被对准到通过位置，以使折叠光LTF通过并输出第一光LT1。通过位置表示反射镜MRR被对准得基本上平行于XZ平面并且反射镜MRR不影响折叠光LTF的传播的位置。例如，通过位置是指反射镜MRR被安置在折叠光LTF的路径之外以允许折叠光LTF在反射镜MRR旁经过而没有被反射镜MRR反射的位置。结果，由光折叠器件FLD输出而没有被进一步反射的折叠光LTF可以作为第一光LT1被传输到第一传感器SEN1。
参照图4和图5，反射镜MRR可以在第二操作模式MD2下被对准到反射位置，以反射折叠光LTF并输出第二光LT2。反射位置表示反射镜MRR的反射表面的中心部分被对准到中间位置IPT从而反射折叠光LTF的位置。例如，反射位置是指反射镜MRR被安置在折叠光LTF的路径上以反射折叠光LTF的位置。结果，折叠光LTF可以被反射并作为第二光LT2被传输到第二传感器SEN2。
这样，使用被控制为执行反射镜MRR的旋转操作的致动器ACT，反射镜MRR可以在第一操作模式MD1下被对准到通过位置并在第二操作模式MD2下被对准到反射位置。例如，致动器ACT可以旋转反射镜MRR以在第一操作模式MD1下将反射镜对准到通过位置并在第二操作模式MD2下将反射镜对准到反射位置。
在示范性实施方式中，第一水平方向X和第二水平方向Y可以基本上彼此垂直。在这种情况下，致动器ACT可以被控制为使得反射镜MRR的通过位置和反射位置可以形成约45度的旋转角。例如，当反射镜MRR被对准到反射位置时，折叠光LTF可以以约45度的入射角和约45度的反射角入射在反射镜MRR的反射表面上。
这样，通过由第一传感器SEN1和第二传感器SEN2共用光路的一部分，根据示范性实施方式的光折叠相机101可以具有减小的尺寸。通过将多个相机集成在光折叠相机101中，可以有效地实现各种图像放大倍数和功能。
图6和图7是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的透视图的图。
图6示出其中图1中的光路控制器件LPC用分束器实现的示范性实施方式。在此示范性实施方式中，光路控制器件LPC可以同时输出第一光LT1和第二光LT2两者，而与操作模式无关。在下文，为了便于解释，可以省略对之前参照图1描述的元件和方面的进一步描述。
参照图6，光折叠相机102可以包括光折叠器件FLD、分束器BS、第一传感器SEN1、第二传感器SEN2、公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1和第二透镜模块LM2。
光折叠器件FLD改变在垂直方向Z上入射的垂直光LTV的光路，以输出在基本上垂直于垂直方向Z的第一水平方向X上传播的折叠光LTF。垂直光LTV可以穿过形成在光阻挡层10处的孔APT来提供。
分束器BS可以使折叠光LTF的一部分通过以输出第一光LTl，并同时反射折叠光LTF的另一部分以输出第二光LT2。例如，分束器BS可以基本上同时输出第一光LT1和第二光LT2。
第一传感器SEN1接收在第一水平方向X上传播的第一光LT1，并提供与第一光LT1相对应的感测数据或图像数据。第二传感器SEN2接收在第二水平方向Y上传播的第二光LT2，并提供与第二光LT2相对应的感测数据或图像数据。
公共透镜模块LMC可以设置在光折叠器件FLD和分束器BS之间，使得公共透镜模块LMC可以具有基本上平行于第一水平方向X的第一光轴OX1。例如，第一光轴OX1在第一水平方向X上延伸。第一透镜模块LM1可以设置在分束器BS与第一传感器SEN1之间，使得第一透镜模块LM1可以具有与公共透镜模块LMC的光轴相同的第一光轴OX1。例如，第一透镜模块LM1和公共透镜模块LMC可以共用相同的光轴(例如第一光轴OX1)。第二透镜模块LM2可以设置在分束器BS与第二传感器SEN2之间，使得第二透镜模块LM2可以具有在中间位置IPT处与第一光轴OX1相交的第二光轴OX2。第二光轴OX2基本上垂直于第一光轴OX1。
根据示范性实施方式，当光路控制器件LPC如参照图2至图5所述被实现为反射镜MRR时，第一光LT1和第二光LT2不被同时提供，但是光损失可以被最小化/减小以增大第一光LT1和第二光LT2的强度。相反，当光路控制器件LPC如参照图6所述被实现为分束器BS时，可以减小第一光LT1和第二光LT2的强度，并且可以同时提供第一光LT1和第二光LT2。
参照图7，光折叠相机103可以包括光折叠器件FLD、光路控制器件LPC、第一传感器SEN1、第二传感器SEN2、公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1、第二透镜模块LM2和附加相机EXCAM。图7的光折叠相机103与图1的光折叠相机100基本上相同，除了包括附加相机EXCAM之外。因此，为了便于解释，可以省略对之前参照图1描述的元件和方面的进一步描述。
光折叠器件FLD可以接收穿过形成在光阻挡层10处的第一孔APT1在垂直方向Z上入射的第一垂直光LTV1，附加相机EXCAM可以接收穿过形成在光阻挡层10处的第二孔APT2在垂直方向Z上入射的第二垂直光LTV2。附加相机EXCAM可以包括配置为接收第二垂直光LTV2的附加传感器SENe以及设置在第二孔APT2和附加传感器SENe之间的附加透镜模块LMe。
第一传感器SEN1和第二传感器SEN2可以执行需要相对长的焦距的功能，因为它们分别接收第一光LT1和第二光LT2，第一光LT1和第二光LT2被光折叠器件FLD和光路控制器件LPC折叠一次或两次。相反，附加传感器SENe可以执行需要相对短的焦距的功能，因为它接收没有被折叠的第二垂直光LTV2。
在一些示范性实施方式中，附加相机EXCAM可以安装在与光折叠相机103的其它部件相同的基板上。在另一些示范性实施方式中，附加相机EXCAM可以与其上安装光折叠相机103的其它部件的基板分离。
图8至图13示出其中图1中的光路控制器件LPC用两个反射镜实现并且其中集成三个传感器的示范性实施方式。在此示范性实施方式中，光路控制器件LPC可以根据操作模式选择性地输出第一光LT1、第二光LT2和第三光LT3中的一个。
参照图8至图13，光折叠相机104可以包括光折叠器件FLD、第一反射镜MRR1、第二反射镜MRR2、第一传感器SEN1、第二传感器SEN2、第三传感器SEN3、公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1、第二透镜模块LM2和第三透镜模块LM3。
光折叠器件FLD改变在垂直方向Z上入射的垂直光LTV的光路，以输出在基本上垂直于垂直方向Z的第一水平方向X上传播的折叠光LTF。垂直光LTV可以穿过形成在光阻挡层10(例如移动设备的壳体)处的孔APT提供。光折叠器件FLD可以是例如能够将光路改变约90度的任何光学器件。在示范性实施方式中，光折叠器件FLD可以用例如棱镜或反射镜实现。
第一反射镜MRR1可以配置为绕基本上平行于垂直方向Z(例如在垂直方向Z上延伸)的第一旋转轴RX1旋转，使得第一反射镜MRR1可以根据操作模式被对准到不同的位置。此外，第二反射镜MRR2可以配置为绕基本上平行于垂直方向Z(例如在垂直方向Z上延伸)的第二旋转轴RX2旋转，使得第二反射镜MRR2可以根据操作模式被对准到不同的位置。例如，第一反射镜MRR1可以安装在第一致动器ACT1上以基于外部控制信号执行旋转操作，第二反射镜MRR2可以安装在第二致动器ACT2上以基于外部控制信号执行旋转操作。
第一传感器SEN1接收在第一水平方向X上传播的第一光LT1，并提供与第一光LT1相对应的感测数据或图像数据。第二传感器SEN2接收在第二水平方向Y上传播的第二光LT2，并提供与第二光LT2相对应的感测数据或图像数据。第三传感器SEN3接收在第二水平方向Y上传播的第三光LT3，并提供与第三光LT3相对应的感测数据或图像数据。
在示范性实施方式中，第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3可以被实现为具有不同的图像放大倍数的各种图像传感器。例如，第一传感器SEN1可以是提供与第一视场相对应的远摄图像的远摄图像传感器，第二传感器SEN2可以是提供与比第一视场宽的第二视场相对应的宽图像的宽图像传感器，第三传感器SEN3可以是提供与比第二视场宽的第三视场相对应的超宽图像的超宽图像传感器。
在示范性实施方式中，第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3可以被实现为具有不同功能的各种传感器。例如，第一传感器SEN1和第二传感器SEN2可以是具有不同的图像放大倍数的图像传感器，第三传感器SEN3可以是例如亮度传感器、动态视觉传感器、采用飞行时间(ToF)方案的深度传感器等中的一种。
公共透镜模块LMC可以设置在光折叠器件FLD和第二反射镜MRR2之间，使得公共透镜模块LMC可以具有基本上平行于第一水平方向X的第一光轴OX1。例如，第一光轴OX1可以在第一水平方向X上延伸。第一透镜模块LM1可以设置在第一反射镜MRR1和第一传感器SEN1之间，使得第一透镜模块LM1可以具有与公共透镜模块LMC的光轴相同的第一光轴OX1。例如，第一透镜模块LM1和公共透镜模块LMC可以共用光轴(例如第一光轴OX1)。第二透镜模块LM2可以设置在第一反射镜MRR1和第二传感器SEN2之间，使得第二透镜模块LM2可以具有在第一光轴OX1上的中间位置IPT1处与第一光轴OX1相交的第二光轴OX2。第二光轴OX2可以基本上垂直于第一光轴OX1。第三透镜模块LM3可以设置在第二反射镜MRR2和第三传感器SEN3之间，使得第三透镜模块LM3可以具有在第一光轴OX1上的中间位置IPT2处与第一光轴OX1相交的第三光轴OX3。第三光轴OX3可以基本上垂直于第一光轴OX1。第一光轴OX1可以在第一水平方向X上延伸，第二光轴OX2和第三光轴OX3可以在第二水平方向Y上延伸。
公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1、第二透镜模块LM2和第三透镜模块LM3中的每个可以用单个透镜或者两个或更多个透镜的组合来实现。
图8和图9是示出根据示范性实施方式的光折叠相机104的第一操作模式MD1的图，图10和图11是示出根据示范性实施方式的光折叠相机104的第二操作模式MD2的图，图12和图13是示出根据示范性实施方式的光折叠相机104的第三操作模式MD3的图。图8、图10和图12是示出在各个操作模式下的光折叠相机104的设置的透视图，图9、图11和图13是示出在各个操作模式下的光折叠相机104的设置的俯视图。
参照图8和图9，在第一操作模式MD1下，第一反射镜MRR1可以被对准到第一通过位置并且第二反射镜MRR2可以被对准到第二通过位置，以使折叠光LTF通过并输出第一光LT1。第一通过位置和第二通过位置表示第一反射镜MRR1和第二反射镜MRR2被对准得基本上平行于XZ平面并且第一反射镜MRR1和第二反射镜MRR2不影响折叠光LTF的传播的位置。例如，第一通过位置和第二通过位置是指第一反射镜MRR1和第二反射镜MRR2分别安置在折叠光LTF的路径之外以允许折叠光LTF在第一反射镜MRR1和第二反射镜MRR2旁经过而没有被第一反射镜MRR1和第二反射镜MRR2反射的位置。结果，由光折叠器件FLD输出而没有被进一步反射的折叠光LTF可以作为第一光LT1被传输到第一传感器SEN1。
参照图10和图11，在第二操作模式MD2下，第一反射镜MRR1可以被对准到第一反射位置并且第二反射镜MRR2可以被对准到第二通过位置，使得第一反射镜MRR1可以反射折叠光LTF并输出第二光LT2。第一反射位置表示第一反射镜MRR1的反射表面的中心部分被对准到中间位置IPT1从而反射折叠光LTF的位置。例如，第一反射位置是指第一反射镜MRR1被安置在折叠光LTF的路径中以反射折叠光LTF的位置。结果，折叠光LTF可以被反射并作为第二光LT2被传输到第二传感器SEN2。
参照图12和图13，在第三操作模式MD3下，第一反射镜MRR1可以被对准到任何位置(例如，被对准到第一通过位置)并且第二反射镜MRR2可以被对准到第二反射位置，使得第二反射镜MRR2可以反射折叠光LTF并输出第三光LT3。第二反射位置表示第二反射镜MRR2的反射表面的中心部分被对准到中间位置IPT2从而反射折叠光LTF的位置。例如，第二反射位置是指第二反射镜MRR2被安置在折叠光LTF的路径中以反射折叠光LTF的位置。结果，折叠光LTF可以被反射并作为第三光LT3被传输到第三传感器SEN3。
因此，在示范性实施方式中，采用被控制为执行旋转操作以分别将第一反射镜MRR1和第二反射镜MRR2安置在期望位置的第一致动器ACT1和第二致动器ACT2，在第一操作模式MD1下第一反射镜MRR1可以被对准到第一通过位置并且第二反射镜MRR2可以被对准到第二通过位置(见图8和图9)，在第二操作模式MD2下第一反射镜MRR1可以被对准到第一反射位置并且第二反射镜MRR2可以被对准到第二通过位置(见图10和图11)，在第三操作模式MD3下第一反射镜MRR1可以被对准到第一通过位置并且第二反射镜MRR2可以被对准到第二反射位置(见图12和图13)。
在示范性实施方式中，第一水平方向X和第二水平方向Y可以基本上彼此垂直。在这种情况下，第一致动器ACT1可以被控制为使得第一反射镜MRR1的第一通过位置和第一反射位置可以形成约45度的旋转角，并且第二致动器ACT2可以被控制为使得第二反射镜MRR2的第二通过位置和第二反射位置可以形成约45度的旋转角。例如，当第一反射镜MRR1被对准到第一反射位置时，折叠光LTF可以以约45度的入射角和约45度的反射角入射在第一反射镜MRR1的反射表面上。以相同的方式，当第二反射镜MRR2被对准到第二反射位置时，折叠光LTF可以以约45度的入射角和约45度的反射角入射在第二反射镜MRR2的反射表面上。
这样，通过由第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3共用光路的一部分，根据示范性实施方式的光折叠式相机104可以具有减小的尺寸。通过将多个相机集成在光折叠相机104中，可以有效地实现各种图像放大倍数和功能。
图14至图19示出其中图1中的光路控制器件LPC用一个反射镜实现并且其中集成三个传感器的示范性实施方式。在此示范性实施方式中，光路控制器件LPC可以根据操作模式选择性地输出第一光LT1、第二光LT2和第三光LT3中的一个。
参照图14至图19，光折叠相机105可以包括光折叠器件FLD、反射镜MRR、第一传感器SEN1、第二传感器SEN2、第三传感器SEN3、公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1、第二透镜模块LM2和第三透镜模块LM3。
光折叠器件FLD改变在垂直方向Z上入射的垂直光LTV的光路，以输出在基本上垂直于垂直方向Z的第一水平方向X上传播的折叠光LTF。垂直光LTV可以穿过形成在光阻挡层10(诸如例如移动设备的壳体)处的孔APT提供。光折叠器件FLD可以是例如能够将光路改变约90度的任何光学器件。在示范性实施方式中，光折叠器件FLD可以用例如棱镜或反射镜来实现。
反射镜MRR可以配置为绕基本上平行于垂直方向Z的旋转轴RX旋转，使得反射镜MRR可以根据操作模式被对准到不同的位置。例如，反射镜MRR可以安装在致动器ACT上以基于外部控制信号执行旋转操作。
第一传感器SEN1接收在第一水平方向X上传播的第一光LT1，并提供与第一光LT1相对应的感测数据或图像数据。第二传感器SEN2接收在与第二水平方向Y相反的方向上传播的第二光LT2，并提供与第二光LT2相对应的感测数据或图像数据。第三传感器SEN3接收在第二水平方向Y上传播的第三光LT3，并提供与第三光LT3相对应的感测数据或图像数据。
在示范性实施方式中，第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3可以被实现为具有不同的图像放大倍数的各种图像传感器。例如，第一传感器SEN1可以是提供与第一视场相对应的远摄图像的远摄图像传感器，第二传感器SEN2可以是提供与比第一视场宽的第二视场相对应的宽图像的宽图像传感器，第三传感器SEN3可以是提供与比第二视场宽的第三视场相对应的超宽图像的超宽图像传感器。
在示范性实施方式中，第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3可以被实现为具有不同功能的各种传感器。例如，第一传感器SEN1和第二传感器SEN2可以是具有不同的图像放大倍数的图像传感器，第三传感器SEN3可以是例如亮度传感器、动态视觉传感器、采用飞行时间(ToF)方案的深度传感器等中的一种。
公共透镜模块LMC可以设置在光折叠器件FLD和反射镜MRR之间，使得公共透镜模块LMC可以具有基本上平行于第一水平方向X的第一光轴OX1。例如，第一光轴OX1在第一水平方向X上延伸。第一透镜模块LM1可以设置在反射镜MRR与第一传感器SEN1之间，使得第一透镜模块LM1可以具有与公共透镜模块LMC的光轴相同的第一光轴OX1。例如，第一透镜模块LM1和公共透镜模块LMC可以共用相同的光轴(例如第一光轴OX1)。第二透镜模块LM2可以设置在反射镜MRR与第二传感器SEN2之间，使得第二透镜模块LM2可以具有在第一光轴OX1上的中间位置IPT1处与第一光轴OX1相交的第二光轴OX2。第二光轴OX2基本上垂直于第一光轴OX1。第三透镜模块LM3可以设置在反射镜MRR与第三传感器SEN3之间，使得第三透镜模块LM3可以具有在第一光轴OX1上的中间位置IPT2处与第一光轴OX1相交的第三光轴OX3。第三光轴OX3基本上垂直于第一光轴OX1。
公共透镜模块LMC、第一透镜模块LM1、第二透镜模块LM2和第三透镜模块LM3中的每个可以用单个透镜或者两个或更多个透镜的组合来实现。
图14和图15是示出根据示范性实施方式的光折叠相机105的第一操作模式MD1的图，图16和图17是示出根据示范性实施方式的光折叠相机105的第二操作模式MD2的图，图18和图19是示出根据示范性实施方式的光折叠相机105的第三操作模式MD3的图。图14、图16和图18是示出在各个操作模式下的光折叠相机105的设置的透视图，图15、图17和图19是示出在各个操作模式下的光折叠相机105的设置的俯视图。
参照图8至图13，在示范性实施方式中，第二传感器SEN2和第三传感器SEN3在光折叠相机104中设置在第一光轴OX1的同一侧。相反，参照图14至图19，在示范性实施方式中，第二传感器SEN2和第三传感器SEN3在光折叠相机105中分别设置在第一光轴OX1的相反两侧。
参照图14和图15，反射镜MRR可以在第一操作模式MD1下被对准到通过位置以使折叠光LTF通过并输出第一光LT1。通过位置表示反射镜MRR被对准得基本上平行于XZ平面并且反射镜MRR不影响折叠光LTF的传播的位置。例如，通过位置是指反射镜MRR被安置在折叠光LTF的路径之外以允许折叠光LTF在反射镜MRR旁经过而没有被反射镜MRR反射的位置。结果，由光折叠器件FLD输出而没有被进一步反射的折叠光LTF可以作为第一光LT1被传输到第一传感器SEN1。
参照图16和图17，反射镜MRR可以在第二操作模式MD2下被对准到第一反射位置，以反射折叠光LTF并输出第二光LT2。第一反射位置表示反射镜MRR的反射表面的中心部分被对准到中间位置IPT1从而反射折叠光LTF的位置。例如，第一反射位置是指反射镜MRR被安置在折叠光LTF的路径中以反射折叠光LTF的位置。结果，折叠光LTF可以被反射并作为第二光LT2被传输到第二传感器SEN2。
参照图18和图19，反射镜MRR可以被对准到第二反射位置以反射折叠光LTF并输出第三光LT3。第二反射位置表示反射镜MRR的反射表面的中心部分被对准到中间位置IPT2从而反射折叠光LTF的位置。例如，第二反射位置是指反射镜MRR被安置在折叠光LTF的路径中以反射折叠光LTF的位置。结果，折叠光LTF可以被反射并作为第三光LT3被传输到第三传感器SEN3。
因此，在示范性实施方式中，采用被控制为执行旋转操作的致动器ACT，反射镜MRR可以在第一操作模式MD1下被对准到通过位置(见图14和图15)，在第二操作模式MD2下被对准到第一反射位置(见图16和图17)，在第三操作模式MD3下被对准到第二反射位置(见图18和图19)。
在示范性实施方式中，第一水平方向X和第二水平方向Y可以基本上彼此垂直。在这种情况下，致动器ACT可以被控制为使得反射镜MRR的通过位置和第一反射位置可以形成约135度的旋转角，反射镜MRR的通过位置和第二反射位置可以形成约45度的旋转角，并且反射镜MRR的第一反射位置和第二反射位置可以形成约90度的旋转角。例如，当反射镜MRR被对准到第一反射位置时，折叠光LTF可以以约45度的入射角和约45度的反射角入射在反射镜MRR的反射表面上。以相同的方式，当反射镜MRR被对准到第二反射位置时，折叠光LTF可以以约45度的入射角和约45度的反射角入射在反射镜MRR的反射表面上。
这样，通过由第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3共用光路的一部分，根据示范性实施方式的光折叠相机105可以具有减小的尺寸。通过将多个相机集成在光折叠相机105中，可以有效地实现各种图像放大倍数和功能。
图20是示出根据示范性实施方式的控制光折叠相机的方法的流程图。
参照图20，相机控制器(其将在下面参照图26来描述)可以执行监控操作以确定是否存在用户输入(S100)。用户输入可以由用户提供，例如用于将图像放大倍数或缩放系数改变为与默认值不同。
当没有用户输入(S100：否)时，相机控制器可以默认地启用第一传感器SEN1(S200)。例如，相机控制器可以控制至少一个致动器使得至少一个反射镜可以如参照图8、图9、图14和图15所述地对准，并且光折叠相机可以在第一操作模式MD1下操作。
当存在用户输入(S100：是)时，相机控制器可以确定用户输入是否对应于第二操作模式MD2(S300)。当用户输入对应于第二操作模式MD2(S300：是)时，相机控制器禁用当前启用的传感器并启用第二传感器SEN2(S400)。例如，相机控制器可以控制至少一个致动器使得至少一个反射镜可以如参照图10、图11、图16和图17所述地对准，并且光折叠相机可以在第二操作模式MD2下操作。
当用户输入不对应于第二操作模式MD2(S300：否)时，相机控制器可以确定用户输入是否对应于第三操作模式MD3(S500)。当用户输入对应于第三操作模式MD3(S500：是)时，相机控制器禁用当前启用的传感器并启用第三传感器SEN3(S600)。例如，相机控制器可以控制至少一个致动器使得至少一个反射镜可以如参照图12、图13、图18和图19所述地对准，并且光折叠相机可以在第三操作模式MD3下操作。
这样，可以选择性地启用第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3中的一个，并且可以捕获和提供与用户所请求的图像放大倍数相对应的图像。
图21是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的透视图的图。
参照图21，光折叠相机106可以使用基底基板50以模块的形式实现。光导LGD1、LGD2和LGD3可以形成在基底基板50上以实现光折叠相机106。
为了便于说明，图21示出光路控制器件LPC1和LPC2以及传感器SEN1、SEN2和SEN3。将理解，如上所述的光折叠器件和透镜模块可以设置在光导LGD1、LGD2和LGD3内部。垂直光LTV可以穿过孔APT和GAPT入射。
光导LGD1、LGD2和LGD3可以由用于阻挡噪声(诸如，例如不期望的外部光)的材料形成。此外，抗反射涂覆膜可以形成在光导LGD1、LGD2和LGD3的内表面上以减少噪声(诸如，例如不期望的内部光)。
图22是示出场景的示例的图。图23是示出通过捕获图22的场景而提供的远摄图像的图。图24是示出通过捕获图22的场景而提供的宽图像的图。图25是示出通过捕获图22的场景而提供的超宽图像的图。
在参照图8至图19描述的示范性实施方式中，第一传感器SEN1可以是远摄图像传感器，第二传感器SEN2可以是宽图像传感器，第三传感器SEN3可以是超宽图像传感器。
参照图22至图25，对应于远摄图像传感器的第一传感器SEN1可以提供对应于第一视场FOV1的远摄图像TIMG，对应于宽图像传感器的第二传感器SEN2可以提供对应于比第一视场FOV1宽的第二视场FOV2的宽图像WIMG，对应于超宽图像传感器的第三传感器SEN3可以提供对应于比第二视场FOV2宽的第三视场FOV3的超宽图像UWIMG。
通常，宽图像WIMG可以具有比远摄图像TIMG低的分辨率，超宽图像UWIMG可以具有比宽图像WIMG低的分辨率。对应于中间视场的融合图像可以通过对不同视场和分辨率的图像TIMG、WIMG和UWIMG进行插值或融合来提供。
图26是示出根据示范性实施方式的包括光折叠相机的系统的框图。
参照图26，系统1000可以包括根据示范性实施方式的光折叠相机100和配置为控制光折叠相机100的相机控制器300。在示范性实施方式中，系统1000还可以包括如上所述的附加相机200。
光折叠相机100可以包括第一传感器SEN1、第二传感器SEN2、第三传感器SEN3、第一图像信号处理器ISP1、第二图像信号处理器ISP2和第三图像信号处理器ISP3。第一图像信号处理器ISP1、第二图像信号处理器ISP2和第三图像信号处理器ISP3可以分别处理从第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3提供的图像信号或图像数据。尽管图26示出第一图像信号处理器ISP1、第二图像信号处理器ISP2和第三图像信号处理器ISP3被包括在光折叠相机100内部，但是示范性实施方式不限于此。例如，在示范性实施方式中，第一至第三图像信号处理器ISP1、ISP2和ISP3可以被实现在光折叠相机100外部。例如，第一至第三图像信号处理器ISP1、ISP2和ISP3可以被包括在相机控制器300中。为了便于图示，如上所述的光折叠器件FLD、光路控制器件LPC和透镜模块LMC、LM1、LM2和LM3在图26中被省略。
附加相机200可以包括附加传感器SENe和配置为处理从附加传感器SENe提供的信号的附加图像信号处理器ISPe。
相机控制器300可以包括多路复用器MUX 310、处理单元320、传感器控制器330和用户控制器340。
传感器控制器330可以在处理单元320的控制下控制光折叠相机100的操作。例如，传感器控制器330可以提供控制信号以驱动上述致动器。此外，传感器控制器330可以控制附加相机200的操作。
处理单元320可以基于来自传感器控制器330的信号来确定启用哪个传感器。
用户控制器340可以控制用户输入。用户输入可以包括例如与操作模式控制、被捕获的图像中的感兴趣区域ROI、缩放系数等有关的信息。ROI可以由用户指定，并且是被捕获的图像中的被传感器的焦点聚焦在其上的部分。缩放系数可以由用户输入以确定要存储或显示的图像的图像放大倍数。
处理单元320可以包括配置为执行图像融合操作的图像融合单元IFSN322，如将在下面参照图27、图28和图29描述的。图像融合单元IFSN 322可以对从第一至第三传感器SEN1、SEN2和SEN3中的至少两个传感器提供的至少两个图像数据进行插值和融合以提供融合图像数据。
图27、图28和图29是示出根据示范性实施方式的光折叠相机的图像融合操作的图。
如上所述，根据示范性实施方式的光折叠相机中包括的第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3可以具有由传感器和透镜模块的固定位置确定的各自的焦距。与采用移动透镜模块以改变图像放大倍数或缩放系数的光学变焦方案的相机相比，具有固定焦距的传感器可以提供更稳定的图像数据。由于第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3具有固定的焦距，所以第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3可以具有固定的图像放大倍数或固定的缩放系数。
在示范性实施方式中，第一传感器SEN1、第二传感器SEN2和第三传感器SEN3可以被实现为具有不同的图像放大倍数的各种图像传感器。例如，第一传感器SEN1可以是提供对应于第一视场(FOV)的远摄图像的远摄图像传感器，第二传感器SEN2可以是提供对应于比第一视场宽的第二视场的宽图像的宽图像传感器，第三传感器SEN3可以是提供对应于比第二视场宽的第三视场的超宽图像的超宽图像传感器。
例如，第一传感器SEN1可以具有第一缩放系数ZF1，第二传感器SEN2可以具有小于第一缩放系数ZF1的第二缩放系数ZF2，第三传感器SEN3可以具有小于第二缩放系数ZF2的第三缩放系数ZF3。
在图27中，水平轴表示由用户请求或输入的目标缩放系数ZFT。如图27所示，当目标缩放系数ZFT在第一缩放系数ZF1和第二缩放系数ZF2之间时，可以使用第一传感器SEN1和第二传感器SEN2执行图像融合操作。此外，当目标缩放系数ZFT在第二缩放系数ZF2和第三缩放系数ZF3之间时，可以使用第二传感器SEN2和第三传感器SEN3执行图像融合操作。
在图28和图29中，水平轴表示经过的时间(TIME)，垂直轴表示各个图像传感器中包括的像素行的序号(index number of pixel lines，PLN)。假设在图28和图29中图像传感器具有相同数量的像素行。但是，如果图像传感器具有不同的分辨率，则图像传感器可以具有不同数量的像素行。
图28示出一示例，其中交替启用与远摄图像传感器相对应的第一传感器SEN1和与宽图像传感器相对应的第二图像传感器SEN2以获得与第一缩放系数ZF1相对应的远摄图像和与第二缩放系数ZF2相对应的宽图像。在图28中，tTRS和tTL分别表示远摄图像传感器的卷帘快门时间和曝光时间，tWRS和tWD分别表示宽图像传感器的卷帘快门时间和曝光时间。tFRM表示一帧周期。
如此，图26中的图像融合单元IFSN 322可以通过融合与第一缩放系数ZF1相对应的远摄图像和与第二缩放系数ZF2相对应的宽图像(其中该远摄图像和该宽图像被交替提供)来提供与在第一缩放系数ZF1和第二缩放系数ZF2之间的目标缩放系数ZFT相对应的融合图像。
图29示出其中同时启用对应于远摄图像传感器的第一传感器SEN1和附加相机EXCAM以获得对应于第一缩放系数ZF1的远摄图像和对应于附加缩放系数的附加图像的示例。在图29中，tTRS和tTL分别表示远摄图像传感器的卷帘快门时间和曝光时间。tFRM表示一帧周期。RGOV表示远摄图像和附加图像的重叠区域，也就是，远摄视场FOVt和附加视场FOVe的重叠区域。
如此，图26中的图像融合单元IFSN 322可以通过融合与第一缩放系数ZF1相对应的远摄图像和与附加缩放系数相对应的附加图像(其中该远摄图像和该附加图像被基本上同时提供)来提供与在第一缩放系数ZF1和附加缩放系数之间的目标缩放系数ZFT相对应的融合图像。
图30是示出根据示范性实施方式的包括光折叠相机的移动设备的透视图的图。图31是示出图30的移动设备的布局的示范性实施方式的图。
参照图30和图31，移动设备2000(诸如，例如智能电话)可以包括壳体10、安装在壳体10中的主板2010、安装在壳体10中并通过连接器2020电连接到主板2010的光折叠相机100、前置相机FRCAM、电池2030等。各种部件(诸如，例如片上系统(SOC))可以被集成在主板2010上。配置为控制光折叠相机100并处理从光折叠相机100提供的数据的上述相机控制器可以被包括在片上系统(SOC)中或被实现为不同的芯片以安装在主板2010上。
第一孔APT1和第二孔APT2可以形成在壳体10的后部11处，前孔APTF可以形成在壳体10的前部处。USB端子2040和耳机或耳机端子2050可以形成在壳体10的底部处。
前置相机FRCAM可以包括配置为感测穿过前孔APTF入射的光的前置传感器SENF。
光折叠相机100可以包括多个传感器(例如SEN1、SEN2和SEN3)，所述多个传感器(例如SEN1、SEN2和SEN3)例如通过一个或更多个反射镜(例如MRR1、MRR2)的旋转操作由如上所述的光路控制器件LPC选择或启用。所述多个传感器(例如SEN1、SEN2和SEN3)可以感测穿过第一孔APT1入射的光。光折叠相机100的部件可以被安装或集成在同一基板50上。基板50可以例如被实现为印刷电路板(PCB)。
根据示范性实施方式，附加相机EXCAM可以与光折叠相机100一起安装在基板50上，或者附加相机EXCAM可以被实现为与光折叠相机100不同的模块。附加相机EXCAM可以包括例如配置为感测穿过第二孔APT2入射的光的附加传感器SENe。
如上所述，通过由多个图像传感器共用光路的一部分，根据示范性实施方式的光折叠相机和移动设备可以具有减小的尺寸。通过将多个相机集成在光折叠相机中，可以有效地实现各种图像放大倍数和功能。
本发明构思的示范性实施方式可以应用于包括多个传感器的任何设备和系统。例如，本发明构思的示范性实施方式可以应用于以下系统：诸如移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、数字相机、便携式摄像机、个人计算机(PC)、服务器计算机、工作站、膝上型计算机、数字电视、机顶盒、便携式游戏机、导航系统、可穿戴设备、物联网(IoT)设备、万物互联(IoE)设备、电子书、虚拟现实(VR)设备、增强现实(AR)设备等。
尽管已经参照本发明构思的示范性实施方式具体示出和描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员将理解，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。例如，尽管本发明构思以其中沿着光轴(例如OX1)布置一个或两个反射镜的实施方式为例进行了说明，但是三个或更多个反射镜可以沿着该光轴布置；沿着除了OX1之外的其它光轴也可以布置反射镜，从而组成更复杂的光路；在某些实施方式中，第一水平方向X和第二水平方向Y可以不必彼此垂直；图14至图19中的关于一个反射镜的配置可以应用或结合到其它实施方式，例如其可以是其它实施方式中的两个或多个反射镜中的一个。
本申请要求于2019年8月13日在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请第10-2019-0098853号的优先权，其公开内容通过引用整体地结合于此。

Claims (20)

1.一种光折叠相机，包括：
光折叠器件，配置为通过改变在垂直方向上入射在所述光折叠器件上的垂直光的光路而输出在垂直于所述垂直方向的第一水平方向上传播的折叠光；
光路控制器件，配置为通过使所述折叠光的至少第一部分通过而输出在所述第一水平方向上传播的第一光，或者通过改变所述折叠光的至少第二部分的光路而输出在垂直于所述垂直方向的第二水平方向上传播的第二光；
第一传感器，配置为接收在所述第一水平方向上传播的所述第一光；以及
第二传感器，配置为接收在所述第二水平方向上传播的所述第二光。
2.根据权利要求1所述的光折叠相机，其中所述光路控制器件包括：
反射镜，配置为在通过位置和反射位置之间绕平行于所述垂直方向延伸的旋转轴旋转，使得所述反射镜在第一操作模式下被对准到所述通过位置并在第二操作模式下被对准到所述反射位置，
其中在所述第一操作模式下所述折叠光在所述反射镜旁经过并作为所述第一光输出，并且在所述第二操作模式下所述反射镜反射所述折叠光并输出所述第二光。
3.根据权利要求2所述的光折叠相机，其中所述反射镜的所述通过位置和所述反射位置形成45度的旋转角。
4.根据权利要求1所述的光折叠相机，还包括：
公共透镜模块，设置在所述光折叠器件和所述光路控制器件之间，所述公共透镜模块具有平行于所述第一水平方向延伸的第一光轴。
5.根据权利要求4所述的光折叠相机，还包括：
第一透镜模块，设置在所述光路控制器件和所述第一传感器之间，所述第一透镜模块具有所述第一光轴；和
第二透镜模块，设置在所述光路控制器件和所述第二传感器之间，所述第二透镜模块具有与所述第一光轴相交且垂直于所述第一光轴的第二光轴。
6.根据权利要求5所述的光折叠相机，其中所述公共透镜模块、所述第一透镜模块和所述第二透镜模块被设置为使得所述第一传感器接收对应于第一视场的所述第一光并且所述第二传感器接收对应于第二视场的所述第二光，所述第二视场比所述第一视场宽。
7.根据权利要求1所述的光折叠相机，其中所述光折叠器件、所述光路控制器件、所述第一传感器和所述第二传感器安装在单个基板上。
8.根据权利要求1所述的光折叠相机，其中所述光路控制器件包括：
分束器，配置为通过使所述折叠光的所述第一部分通过而输出所述第一光，并通过反射所述折叠光的所述第二部分而同时输出所述第二光。
9.一种光折叠相机，包括：
光折叠器件，配置为通过改变在垂直方向上入射在所述光折叠器件上的垂直光的光路而输出在垂直于所述垂直方向的第一水平方向上传播的折叠光；
第一反射镜，配置为在第一通过位置和第一反射位置之间绕平行于所述垂直方向延伸的第一旋转轴旋转，使得所述第一反射镜在第一操作模式下被对准到所述第一通过位置并在第二操作模式下被对准到所述第一反射位置，
其中在所述第一操作模式下所述折叠光在所述第一反射镜旁经过并作为在所述第一水平方向上传播的第一光输出，并且在所述第二操作模式下所述第一反射镜反射所述折叠光并输出在垂直于所述垂直方向的第二水平方向上传播的第二光；
公共透镜模块，设置在所述光折叠器件和所述第一反射镜之间，所述公共透镜模块具有平行于所述第一水平方向延伸的第一光轴；
第一传感器，配置为接收在所述第一水平方向上传播的所述第一光；以及
第二传感器，配置为接收在所述第二水平方向上传播的所述第二光。
10.根据权利要求9所述的光折叠相机，还包括：
第二反射镜，设置在所述公共透镜模块和所述第一反射镜之间，
其中所述第二反射镜配置为在第二通过位置和第二反射位置之间绕平行于所述垂直方向延伸的第二旋转轴旋转，使得所述第二反射镜在所述第一操作模式和所述第二操作模式下被对准到所述第二通过位置，并在第三操作模式下被对准到所述第二反射位置，
其中在所述第一操作模式和所述第二操作模式下所述折叠光在所述第二反射镜旁经过并作为在所述第一水平方向上传播的所述第一光输出，并且在所述第三操作模式下所述第二反射镜反射所述折叠光并输出在所述第二水平方向上传播的第三光；以及
第三传感器，配置为接收在所述第二水平方向上传播的所述第三光。
11.根据权利要求10所述的光折叠相机，其中所述第一反射镜的所述第一通过位置和所述第一反射位置形成45度的旋转角，并且所述第二反射镜的所述第二通过位置和所述第二反射位置形成45度的旋转角。
12.根据权利要求10所述的光折叠相机，还包括：
第一透镜模块，设置在所述第一反射镜和所述第一传感器之间，所述第一透镜模块具有所述第一光轴；
第二透镜模块，设置在所述第一反射镜和所述第二传感器之间，所述第二透镜模块具有与所述第一光轴相交并垂直于所述第一光轴的第二光轴；以及
第三透镜模块，设置在所述第二反射镜和所述第三传感器之间，所述第三透镜模块具有与所述第一光轴相交并垂直于所述第一光轴的第三光轴。
13.根据权利要求12所述的光折叠相机，其中所述公共透镜模块、所述第一透镜模块、所述第二透镜模块和所述第三透镜模块被设置为使得所述第一传感器接收对应于第一视场的所述第一光，所述第二传感器接收对应于比所述第一视场宽的第二视场的所述第二光，所述第三传感器接收对应于比所述第二视场宽的第三视场的所述第三光。
14.根据权利要求10所述的光折叠相机，其中所述光折叠器件、所述第一反射镜、所述第二反射镜、所述第一传感器、所述第二传感器和所述第三传感器安装在单个基板上。
15.根据权利要求9所述的光折叠相机，还包括：
第三传感器，配置为接收在与所述第二水平方向相反的方向上传播的第三光，
其中所述第一反射镜绕所述第一旋转轴进一步旋转，使得所述第一反射镜在第三操作模式下被对准到第二反射位置，
其中在所述第三操作模式下，所述第一反射镜反射所述折叠光并输出在与所述第二水平方向相反的所述方向上传播的所述第三光。
16.根据权利要求15所述的光折叠相机，其中所述第一反射镜的所述第一通过位置和所述第一反射位置形成135度的旋转角，所述第一反射镜的所述第一通过位置和所述第二反射位置形成45度的旋转角，所述第一反射镜的所述第一反射位置和所述第二反射位置形成90度的旋转角。
17.根据权利要求15所述的光折叠相机，其中所述第二传感器和所述第三传感器被分别设置在所述第一光轴的相反两侧。
18.一种移动设备，包括：
壳体；
主板，安装在所述壳体中；
光折叠相机，安装在所述壳体中并电连接到所述主板；以及
相机控制器，配置为控制所述光折叠相机并处理从所述光折叠相机提供的数据，
其中所述光折叠相机包括：
光折叠器件，配置为通过改变穿过第一孔在垂直方向上入射在所述光折叠器件上的第一垂直光的光路而输出在垂直于所述垂直方向的第一水平方向上传播的折叠光，所述第一孔形成在所述壳体的表面处；
光路控制器件，配置为通过使所述折叠光的至少第一部分通过而输出在所述第一水平方向上传播的第一光，或者通过改变所述折叠光的至少第二部分的光路而输出在垂直于所述垂直方向的第二水平方向上传播的第二光；
第一传感器，配置为接收在所述第一水平方向上传播的所述第一光；以及
第二传感器，配置为接收在所述第二水平方向上传播的所述第二光。
19.根据权利要求18所述的移动设备，其中所述相机控制器从所述第一传感器接收对应于第一视场的第一图像数据并从所述第二传感器接收对应于比所述第一视场宽的第二视场的第二图像数据，并且基于所述第一图像数据和所述第二图像数据生成对应于中间视场的融合图像数据，所述中间视场比所述第一视场宽并且比所述第二视场窄。
20.根据权利要求18所述的移动设备，还包括：
附加相机，包括：
附加传感器，配置为接收穿过第二孔在所述垂直方向上入射的第二垂直光，所述第二孔形成在所述壳体的所述表面处；以及
附加透镜模块，设置在所述第二孔和所述附加传感器之间。
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