JP2018532143A - マルチ開口撮像装置、マルチ開口撮像装置の製造方法および撮像システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
各ビーム偏向要素54a〜54dは、各光路22a〜22dが異なる光路に導かれるものの全体の視野(対象領域)の一部の視野を部分的にオーバーラップさせるように、例えば、イメージセンサ12とビーム偏向手段18との間で異なる方向に、少なくとも部分的に、互いに平行に実行する光路22a〜22dを偏向させるように構成することができる。これは、光路22a〜22dが同じ視線方向に偏向されることができる一方で、光路22a〜22dは、ビーム偏向手段によって偏向された後に、異なる視野の一部に向けられるように、同じ視野方向内で互いに角度を有することができる。ビーム偏向要素54a〜54dは、例えば、ファセットおよび/または異なる曲面にすることができる。ここで、ファセットの数は、光チャネルの数と異なることができる。光路22a〜22dは、イメージセンサ12とビーム偏向手段18との間で互いに平行に向けることができ、ビーム偏向手段によって異なる方向に偏向することができる。代替的にまたは追加的に、単一ラインアレイの光学系は、光路22a〜22dがビーム偏向手段18に互いに平行に衝突することができないように、少なくとも一方向に沿って光路22a〜22dを偏向させることができる。
さらに、線形移動は、ライン伸長方向24に対して空間的に垂直であり得る。アクチュエータ57aの可動要素77、例えばカンチレバーまたは従動子は、ビーム偏向手段の回転軸79に接続することができる。アクチュエータ57bは、機械的結合または磁気的結合など、可動要素77との力結合を提供するように構成することができる。したがって、直線運動A2に基づいて、直線運動A1が可動要素77を動かす方向に影響を与えることができる。これは、可動要素77と回転軸79との間の、例えば、機械的接触による力結合を確立または解除するために使用することができる。
第1のボイスコイルドライブのプランジャは、例えば、第2のボイスコイルドライブのアンカーを少なくとも部分的に含むことができる。したがって、アクチュエータ72aおよび72bは、ライン伸長方向24および/または画像軸62に沿ったオートフォーカス機能またはフォーカス機能の他に画像安定化もまた可能にすることができる。アクチュエータ57aおよび57bは、画像軸58に沿った光学的画像安定化を可能にすることができる。図7の実施形態によれば、単一線アレイ14上に2つのアクチュエータ72aおよび72bが配置され、ビーム偏向手段18上に2つのアクチュエータ57aおよび57bが配置されているものの、それぞれ、1つのアクチュエータ72aまたは72bおよび1つのアクチュエータ57aまたは57bが配置され得る。例えば、単一ラインアレイ14またはビーム偏向手段18の自由端は、可動式にベアリングによって取り付けることができる。あるいは、3つ以上のアクチュエータを配置することができる。その構造は、アクチュエータによって生成された力に反力を加えるためのばね要素と同様に、スライド、ローラまたはスプリングベアリングのような、動きを案内するための構造要素をさらに含むことができる。
代替的または追加的に、それに沿って光チャネルの光路が偏向されるマルチ開口撮像装置140の視線方向は、第1の視線方向92aおよび/または第2の視線方向92bに沿って、1つ、2つまたは複数の方向に沿って安定して偏向されるように、アクチュエータ57´は、回転運動52´を生成するように構成することができる。第1の視線方向92aおよび/または第2の視線方向92bは、y方向に平行および/または逆平行に配置することができる。視野方向92aおよび/または92bは、例えば、ライン伸長方向24に対して実質的に垂直に、およびイメージセンサ12とビーム偏向手段18との間の光チャネルのコースに配置され得る。視野方向は、光路に対してビーム偏向手段の向きに任意の方法で空間内を進むことができる。
第2の主面がビーム偏向手段18にある角度で対向するようにビーム偏向手段18が回転運動52´に基づいて動かされると、第2の視線方向92bが得られる。ビーム偏向手段18は、平面的または曲線的に構成することができる。ビーム偏向手段18の曲率は、全視野の異なる部分視野に対して異なる方向に沿って光チャネルの光路の偏向を可能にすることができる。ビーム偏向手段18が平面的に実施される場合、単一ラインアレイ14の光学系に基づいて光チャネルの光路の偏向を得ることができる。
ビーム偏向手段18は、少なくとも第1の視線方向92aおよび第2の視線方向92bにおいて光チャネルの光路を偏向させるように構成されている。アクチュエータ手段は、1つまたは複数のアクチュエータ56´aおよび/または56´bを含む。少なくとも1つのアクチュエータ56´aおよび/または56´bbは、ビーム偏向手段18が配置される平面99に配置される。平面99は、第1の視線方向92および/または第2の視線方向92bに垂直に配置することができる。代替的または追加的に、本明細書に記載の他のアクチュエータを配置することができる。
代替的または追加的に、少なくとも1つの部分視野106a〜106dは、生成された画像のいわゆる超解像度を得るために、第2またはそれ以上の数の光チャネルによって取り込まれ得る。多数の光チャネルおよび/またはいくつかの部分視野は、例えば、任意の数であってよく、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、少なくとも10個、少なくとも20個、またはさらに高い数の数を有することができる。
あるいは、光学系の中心は、例えば、光学中心面内の上記直線上の点からライン伸長方向に沿って、および/または、ライン伸長方向および光学中心面の法線の両方に垂直な方向に沿って、チャネルごとにずれた点など、光学系の光学中心の平面の法線に沿ってイメージセンサの光学中心の投影から光学中心面内の直線上の点上にずれて配置されるが、イメージセンサの中心がライン伸長方向に沿って直線上にあるという点で、事前発散を得ることができる。
上述した各投影からのチャネル個別偏差が単にライン伸長方向に延びる場合、すなわち光軸が単に共通の平面内に存在し、事前発散を備えている場合が好ましい。光学中心とイメージセンサ領域中心の両方は、それぞれ、ライン伸長方向に平行であるが、異なる中間距離を有する直線上にある。したがって、レンズとイメージセンサとの間のライン伸長方向に対して垂直な横方向の横方向オフセットは、設置高さの増加をもたらす。
ライン伸長方向の面内オフセットが純粋に取り付け高さを変えることはないが、ファセットの結果が少なくなる可能性があり、および/またはファセットが角度の向きに傾くだけで構造を単純化する。したがって、例えば、それぞれ隣接する光チャネルは、共通平面内を実行する光軸を有することができ、各々は互いに対して斜めになっている、すなわち事前発散を備えている。ファセットは、一群の光チャネルに対して配置することができ、単に一方向に傾けられ、ライン伸長方向に平行にすることができる。
Claims (20)
- マルチ開口撮像装置(10;40;140;150;160;170;180;200;220;250)であって、
前記マルチ開口撮像装置は、
イメージセンサ(12)、
並置された光チャネル(16a〜16b)の単一ラインアレイ(14)であって、前記各光チャネル(16a〜16b)は、前記イメージセンサ(12)のイメージセンサ領域(13a〜13d)に対象領域(260)の部分領域(106a〜106d)を投影するための光学系(17a〜17d)を含む並置された光チャネル(16a〜16b)の単一ラインアレイ(14)、
前記光チャネル(16a〜16b)の光路(22a〜22d)を偏向させるビーム偏向手段(18)、および
前記イメージセンサ(12)と前記単一ラインアレイ(14)と前記ビーム偏向手段(18)との間の相対的な動きを発生させるためのアクチュエータ手段(28)を含み、
前記アクチュエータ手段(28)は、直方体(34)の側面に及ぶ2つの平面(26a,26b)の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体(34)の側面は、互いに平行であると共に、前記単一ラインアレイ(14)のライン伸長方向(24)と、前記イメージセンサ(12)および前記ビーム偏向手段(18)間の前記光チャネル(16a〜16b)の光路(22a〜22d)の一部と平行に向けられ、その直方体の体積は最小であり、依然として、前記イメージセンサ(12)、前記単一ラインアレイ(14)および前記ビーム偏向手段(18)を含む、マルチ開口撮像装置。 - 前記相対的な動きを発生させるための前記アクチュエータ手段(28)は、前記イメージセンサ(12)の、前記単一アレイ(14)の外方を向く側に配置されるか、または、前記直方体(34)に対して横方向にオフセットした前記ライン伸長方向(24)に平行な方向に沿って配置されている、請求項1に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記アクチュエータ手段(28)は、前記ライン伸長方向(24)に垂直な厚さ方向(36)に沿って、前記2つの平面(26a,26b)の間の領域(44)から前記厚さ方向(36)に沿って、前記アクチュエータ手段(28)の広がりの最大50%、前記2つの平面(26a,26b)の第1または第2の平面(26a,26b)を超えて突出している、請求項2に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記ビーム偏向手段(18)は、少なくとも第1(92a)および第2の視線方向(92b)で前記光チャネル(16a〜16b)の前記光路を偏向させるように構成され、前記アクチュエータ手段(28)は、少なくとも1つのアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)を含み、前記少なくとも1つのアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)は、前記第1(92a)または第2の視線方向(92b)に対して垂直に配置されたビーム偏向手段(18)の平面(99)に配置される、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記相対的な動きは、
前記単一ラインアレイ(14)および前記ビーム偏向手段(18)の間の前記光チャネル(16a〜16b)を通り抜ける光路(22a〜22d)に平行なビーム方向に沿った、前記イメージセンサ(12)と前記単一ラインアレイ(14)との間の距離(46)の変化、または、
前記ビーム方向に沿った、前記単一ラインアレイ(14)と前記ビーム偏向手段(18)との間の距離(48)の変化を含む、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。 - 前記相対的な動きは、
前記単一ラインアレイ(14)および前記ビーム偏向手段(18)の間の前記光チャネル(16a〜16b)を通り抜ける光路(22a〜22d)に平行なビーム方向に沿った、前記イメージセンサ(12)と前記単一ラインアレイ(14)との間の距離(46)の、前記ビーム方向に沿った、前記単一ラインアレイ(14)と前記ビーム偏向手段(18)との間の距離(48)を維持することによる、変化を含む、請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。 - 前記相対的な動きは、光学的画像安定化のための、前記イメージセンサ(12)、前記単一ラインアレイ(14)または前記ビーム偏向手段(18)の並進運動を含み、前記並進運動は、前記マルチ開口撮像装置によってキャプチャーされた画像の第1の画像軸(62)または第2の画像軸(58)に平行に実行する、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記相対的な動きは、前記ビーム偏向手段(18)の、前記単一ラインアレイ(14)の前記ライン伸長方向に平行な軸の周りでの回転運動(52)、または、前記ビーム偏向手段(18)の、前記ライン伸長方向(24)に平行な軸に沿っての並進運動を含み、前記並進運動は、前記ビーム偏向手段(18)が並進的に可動である第1の位置(Pos1)と第2の位置(Pos2)との間で実行することができる、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記イメージセンサ(12)または前記ビーム偏向手段(18)は、前記アクチュエータ手段(28)の第1のアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)と単一ラインアレイ(14)との間に配置され、前記第1のアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)は、前記イメージセンサ(12)と前記単一ラインアレイ(14)との間の距離(46)を変化させるように構成されている、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記第1のアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)は、作動中に、前記光チャネル(16a〜16b)を通り抜ける光路(22a〜22d)に平行なビーム方向に沿って、前記アクチュエータ(74a〜74b)の領域(76)を移動するように構成されている、曲げアクチュエータ(74a〜74b)である、請求項9に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記アクチュエータ手段(28)は、曲げアクチュエータ(74a〜74b)として形成された第2のアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)を含み、
前記第2のアクチュエータは、前記イメージセンサ(12)と前記単一ラインアレイ(14)との間の距離(46)を変化させ、作動中に、前記アクチュエータ(74a〜74b)の領域を、前記光チャネル(16a〜16b)を通り抜ける光路(22a〜22d)に平行なビーム方向に沿って動かせるように構成され、前記第1および第2のアクチュエータは、前記ライン伸長方向(24)に沿って、前記単一ラインアレイ(14)の異なる領域に接続される、請求項10に記載のマルチ開口撮像装置。 - 前記アクチュエータ手段(28)は、前記イメージセンサ(12)と前記単一ラインアレイ(14)との間の距離(46)を変化させるように構成された第1のボイスコイルモータ(66a〜66f;72a〜72b)を含む、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記アクチュエータ手段(28)は、前記イメージセンサ(12)と前記単一ラインアレイ(14)との間の距離(46)を変更し、前記単一ラインアレイ(14)と前記ビーム偏向手段(18)との間の前記ビーム方向に沿った距離(48)を維持するように構成される、請求項12に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記アクチュエータ手段(28)は、前記単一ラインアレイ(14)のライン伸長方向(24)に垂直で、且つ、前記イメージセンサ(12)に平行な平面(25)における、前記単一ラインアレイ(14)に対するイメージセンサ(12)の相対的位置を変更するように構成された第2のボイスコイルモータ(66a〜66f;72a〜72b)を含む、請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 平らなハウジング(272)内に配置され、第1のハウジング方向(x)および第2のハウジング方向(z)に沿った前記ハウジング(272)の少なくとも第1の伸長および第2の伸長は、第3のハウジング方向(y)に沿った前記ハウジングの第3の伸長と比較して少なくとも3倍の大きさを有する、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記アクチュエータ手段(28)は、前記単一ラインアレイ(14)のライン伸長方向(24)に沿って、前記単一ラインアレイ(14)を動かせるように構成されているアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)を含む、請求項1〜請求項15のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 前記アクチュエータ手段(28)は、前記単一ラインアレイ(14)の前記ライン伸長方向(24)に平行な軸(32)の周りで前記ビーム偏向手段(18)の回転運動(52)をするように、前記ビーム偏向手段(18)を配置するように構成されているアクチュエータ(56;56´a〜56´b;57a〜57b;66a〜66f;72a〜72b;74a〜74b;102)を含む、請求項1〜請求項16のいずれか1項に記載のマルチ開口撮像装置。
- 請求項1〜請求項17のいずれか1項に記載の第1のマルチ開口撮像装置(10;40;140;150;160;170;180;200;220;250)と、請求項1〜請求項17のいずれか1項に記載の第2のマルチ開口撮像装置(10;40;140;150;160;170;180;200;220;250)とを、備える撮像システム(272)であって、
前記撮像システム(272)は、少なくとも立体視的に対象領域(260)をキャプチャーするように構成されていることを特徴とする、撮像システム。 - ポータブルシステム、特に移動通信手段である、請求項18に記載の撮像システム。
- マルチ開口撮像装置の製造方法であって、
前記マルチ開口撮像装置の製造方法は、
イメージセンサ(12)を提供するステップと、
それぞれの光チャネルが、対象領域の部分領域を前記イメージセンサのイメージセンサ領域に投影するための光学系を含むように、並置された光学チャネルの単一ラインアレイを配置するステップと、
前記光チャネルの光路を偏向させるビーム偏向手段を配置するステップと、
前記イメージセンサと前記単一ラインアレイと前記ビーム偏向手段との間の相対的な動きを発生させるためのアクチュエータ手段を配置するステップとを含み、
前記アクチュエータ手段は、直方体の側面に及ぶ2つの平面の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の側面は、互いに平行であると共に、前記単一ラインアレイのライン伸長方向と、前記イメージセンサおよび前記ビーム偏向手段間の前記光チャネルの光路の一部と平行に向けられ、そして、その体積は最小であり、また、依然として、前記イメージセンサ、前記単一ラインアレイおよび前記ビーム偏向手段を含む、マルチ開口撮像装置の製造方法。
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C22 | Notice of designation (change) of administrative judge |
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C13 | Notice of reasons for refusal |
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