JP6756831B2 - 多開口撮像デバイス、撮像システムおよび物体領域を取り込む方法 - Google Patents

多開口撮像デバイス、撮像システムおよび物体領域を取り込む方法 Download PDF

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Description

本発明は、多開口撮像デバイス、少なくとも１つの多開口撮像デバイスを有する撮像システム、および物体領域を取り込む方法に関する。さらに、本発明は、線形チャネル構成を有する多開口撮像デバイスにおける迷光抑制に関する。
従来のカメラは、１つのチャネルで全視野（物体領域）を伝達し、小型化に関しては制限されている。スマートフォンでは、ディスプレイの表面法線の方向と、その反対の方向とに向けられた２つのカメラが使用されている。既知の多開口撮像システムでは、隣接する部分物体領域が各チャネルに割り当てられ、各チャネルが隣接する部分画像領域に変換される。
視野を分割し、個々のチャネルの視野方向を制御するために、ビーム偏向手段の個々のミラーファセットが使用される。ミラーファセットは、実際には隣接するチャネルに割り当てられる間違った画像領域が伝達されるのを防ぐのに十分な大きさの横方向の延長部を有する。しかしながら、これは結果的に、チャネルの距離を増大させ、結果的に、全体として、チャネル構成の方向に沿ってカメラを大きく伸長してしまう。
したがって、高画質を確保しつつ全視野を取り込むためのデバイスを小型化することが可能な概念が望ましい。
したがって、本発明の目的は、多開口撮像デバイスの構成の小型化を可能にし、高画質の画像を得ることができる多開口撮像デバイス、撮像システムおよび物体領域を取り込む方法を提供することにある。
この目的は、独立請求項の主題によって達成される。
本発明の核心的着想は、安全距離と考えることもできる十分に大きな横方向の間隔を省略することができるように、迷光抑制構造がそれぞれ２つのファセットの間および隣接するファセットの２つの隣接するビーム偏向領域の間に配置されるという点で、ビーム偏向手段における光チャネル間の迷光の遷移を低減することもできるという知見である。これにより、高画質を維持しながら、ビーム偏向手段の横方向の伸長を減少させることができ、したがって、多開口撮像デバイスの小型化が可能になる。
一実施形態によれば、多開口撮像デバイスは、少なくとも１つの画像センサと、並置された光チャネルのアレイとを備え、各光チャネルは、物体領域の少なくとも１つの部分領域を画像センサの画像センサ領域上に投影するための光学素子を備える。多開口撮像デバイスは、ビーム偏向手段のビーム偏向領域内の光チャネルの光路を偏向させるビーム偏向手段を含む。ビーム偏向手段は、光チャネルのアレイのライン延伸方向に沿って配置されたファセットのアレイとして形成される。１つのファセットが各光チャネルに割り当てられる。各ファセットはビーム偏向領域を含む。迷光抑制構造が、第１のファセットの第１のビーム偏向領域と、並置された第２のファセットの第２のビーム偏向領域との間に配置され、これは、第１のビーム偏向領域と第２のビーム偏向領域との間の迷光の遷移を低減するように構成されている。ここで、低減とは、ビーム偏向構造が配置されていない場合に得られる状態に関する。
さらなる実施形態によれば、撮像システムは、本明細書に記載された実施形態による多開口撮像デバイスを含む。撮像システムは、例えば、スマートフォン、タブレットコンピュータ、または携帯音楽プレーヤなどの画像を取り込むための装置とすることができる。
さらなる実施形態によれば、物体領域を取り込む方法は、画像センサを提供することと、並置された光チャネルのアレイによって物体領域を投影することとを含み、各光チャネルは、物体領域の少なくとも１つの部分領域を画像センサの画像センサ領域上に投影するための光学素子を備える。さらに、この方法は、光チャネルのアレイのライン延伸方向に沿って配列されたファセットのアレイとして形成されたビーム偏向手段のビーム偏向領域内で光チャネルの光路を偏向させることを含み、１つのファセットが各光チャネルに割り当てられ、各ファセットがビーム偏向領域を含む。本方法は、第１のファセットの第１のビーム偏向領域と、並置された第２のファセットの第２のビーム偏向領域との間に迷光抑制構造を配置することによって、第１のビーム偏向領域と第２のビーム偏向領域との間の迷光の遷移を低減することを含む。
さらに有利な実施態様は、従属請求項の主題である。
本発明の好適な実施形態について、添付の図面を参照して下記に説明する。
迷光抑制構造を含む一実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図である。 ビーム偏向手段の主面に沿って延伸する迷光抑制構造を含む光チャネルあたり２つの光学素子を含む、さらなる実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図である。 ビーム偏向手段の主面上で約５０％の範囲まで延伸する迷光抑制構造を含む、図２ａの多開口撮像デバイスの概略上面図である。 図２ｂに示す多開口撮像デバイスと比較して、少なくとも部分的に透明なカバーをさらに備える実施形態による多開口撮像デバイスの概略側断面図である。 ビーム偏向手段が変更された位置を有する図３ａの多開口撮像デバイスの概略側断面図である。 上記多開口撮像デバイスと比較して、複数の迷光抑制構造の間に配置された隆起部をさらに備える、一実施形態による多開口撮像デバイスの概略側断面図である。 複数の迷光抑制構造の間に配置された隆起部を備える、一実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図である。 本明細書で説明される実施形態による全物体領域または全視野を投影するための概念の概略図である。 一実施形態による多開口撮像デバイスの一区画の概略上面図を示す。 物体領域の方向において画像センサ領域の間に、かつ、画像センサ上に配置された少なくとも部分的に不透明な構造をさらに備える、図６ａによる多開口撮像デバイスの概略上面図である。 光チャネルが部分領域光学素子を備える、図６ａの多開口撮像デバイスの概略上面図である。 一実施形態による撮像システムの概略上面図である。 図７ａの撮像システムの変形例として考えることができる一実施形態によるさらなる撮像システムの概略上面図である。 第１の動作状態にある一実施形態によるデバイスの概略側断面図である。 第２の動作状態にある図８ａのデバイスの概略側断面図である。 カバーを備えるさらなる実施形態によるデバイスの概略側断面図である。 第２の動作状態にある図９ａのデバイスの概略側断面図である。 第３の位置にある図９ａのデバイスの概略側断面図である。 少なくとも部分的に透明なカバーを備える、第１の動作状態にあるさらなる実施形態によるデバイスの概略側断面図である。 第２の動作状態にある図１０ａのデバイスの概略側断面図である。 ビーム偏向手段が並進的にさらに移動可能である図１０ａのデバイスの概略側断面図である。 並進シフト可能なカバーを有する、第１の動作状態にある一実施形態によるデバイスの概略側断面図である。 第２の動作状態にある図１１ａのデバイスの概略側断面図である。 カバーが回転移動可能に配置されている一実施形態によるデバイスの概略側断面図である。 走行台車が並進移動可能である図１２ａのデバイスの概略側断面図である。 第２の動作状態にある図１２ａのデバイスの概略側断面図である。 図１２のデバイスと比較して、少なくとも部分的に透明なカバーを備える、第１の動作状態にある一実施形態によるデバイスの概略側断面図である。 ビーム偏向手段が第１の位置と第２の位置との間の中間位置を含む、図１３ａのデバイスの概略側断面図である。 ビーム偏向手段がハウジング容積から完全に延出された図１３ａのデバイスの概略側断面図である。 少なくとも部分的に透明なカバーの間の距離が、図１３ａ〜図１３ｃと比較して拡大されている、図１３ａのデバイスの概略側断面図である。 ３つの多開口撮像デバイスを備える、一実施形態によるデバイスの概略斜視図である。 図１４のデバイスの一区画の拡大斜視図である。 ビーム偏向手段が取り付け要素によって多開口撮像デバイスに接続されている、一実施形態によるデバイスの概略斜視図である。 例示的な形状のカバーを有する、第１の動作状態にある一実施形態によるデバイスの概略斜視図である。 一実施形態による、第２の動作状態にある図１７ａのデバイスの概略図である。 一実施形態による図１７ａの代替形態の概略図である。 一実施形態による多開口撮像デバイスの詳細図である。 一実施形態による多開口撮像デバイスの詳細図である。 一実施形態による多開口撮像デバイスの詳細図である。 一実施形態による共通のキャリアによって保持された光チャネルの光学素子の場合の、図１８ａ〜図１８ｃによる多開口撮像デバイスの構成を示す図である。 一実施形態による共通のキャリアによって保持された光チャネルの光学素子の場合の、図１８ａ〜図１８ｃによる多開口撮像デバイスの構成を示す図である。 一実施形態による共通のキャリアによって保持された光チャネルの光学素子の場合の、図１８ａ〜図１８ｃによる多開口撮像デバイスの構成を示す図である。 一実施形態に従って、光学像安定化のための相対的な動きを実現し、焦点合わせを適合させるための追加の手段によって補完されている、図１８ａ〜図１８ｃによる多開口撮像デバイスを示す図である。 一実施形態による平坦なハウジング内に配置されている多開口撮像デバイスの概略図である。 全視野を立体的に取り込むための多開口撮像デバイスの概略構成を示す図である。 一実施形態による３Ｄ多開口撮像デバイスの概略図である。 一実施形態に従って、合焦制御および光学像安定化のための相対的な動きを実現するための追加の手段によって補完されている、一実施形態によるさらなる多開口撮像デバイスの概略図である。 一実施形態によるビーム偏向デバイスの概略側面図である。 一実施形態によるビーム偏向デバイスの概略側面図である。 一実施形態によるビーム偏向デバイスの概略側面図である。 一実施形態によるビーム偏向デバイスの概略側面図である。 一実施形態による光学特性のチャネル個別調整のための調整手段を有する多開口撮像デバイスの概略図である。 一実施形態による調整手段を有する多開口撮像デバイスの変形形態の図である。 一実施形態による追加のアクチュエータによって補完されている図２２ａのデバイスの概略図である。 一実施形態による多開口撮像デバイス内のアクチュエータの構成の概略図である。 一実施形態による撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実施態様を示す図である。 一実施形態による撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実施態様を示す図である。 一実施形態による撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実施態様を示す図である。 一実施形態による撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実施態様を示す図である。 一実施形態による撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実施態様を示す図である。 一実施形態による撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実施態様を示す図である。
本発明の実施形態が図面を参照しながら以下で詳細に説明される前に、種々の図面内の同一の、機能的に等しい、または等しい要素、物体および／または構造は、同じ参照番号を与えられており、それによって、異なる実施形態において示されているこれらの要素の説明は、相互交換可能または相互適用可能であることが留意されるべきである。
以下に説明されるいくつかの実施形態は、物体領域を取り込むことに関する。以下に説明される他の実施形態は、視野を取り込むことに関する。物体領域／全物体領域および視野または全視野という用語は、以下では相互に変更可能であると考えられるべきである。これは、本明細書における陳述の意味を変更することなく、物体領域、前物体領域、視野または全視野という用語が交換可能であることを意味する。同程度に、部分視野および部分的物体領域という用語は、割り当てられた記述の意味を変えることなく交換可能である。
図１は、一実施形態による多開口撮像デバイス１０００の概略上面図を示す。多開口撮像デバイス１０００は、複数の部分物体領域（部分視野）７４ａ〜ｂの形で物体領域（視野）２７を取り込むように構成されたデバイスとすることができる。取り込まれた部分物体領域７４ａ〜ｂは、ＡＳＩＣなどのような、プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＡＳＩＣなどのような本方法に特有のハードウェアのような、デバイス１０００または下流のコンピューティングデバイスによって全画像に組み立てることができる。実施形態によれば、物体領域７２は、複数の部分物体領域７４ａ〜ｂによって走査される。複数は、少なくとも２つ、少なくとも３つ、少なくとも５つ、少なくとも９つまたはそれ以上であり得る。
多開口撮像デバイス１０００は、画像センサ１２と、並置された光チャネル１６ａおよび１６ｂのアレイ１４とを含む。各光チャネル１６ａおよび１６ｂは、画像センサ１２の画像センサ領域上に少なくとも１つの部分領域７４ａまたは７４ｂを投影するための光学素子６４ａおよび６４ｂをそれぞれ備える。多開口撮像デバイス１０００は、ビーム偏向手段１８を含む。ビーム偏向手段１８は、光チャネル１６ａおよび１６ｂの光路１７ａおよび１７ｂを偏向させるように構成されている。このために、ビーム偏向手段はファセット６８ａおよび６８ｂを備える。言い換えると、ビーム偏向ビーム１８は、ファセット６８ａ〜ｂのアレイとして形成される。ファセット６８ａおよび６８ｂは、ライン延伸方向１４６に沿って配置され、ライン延伸方向１４６は、光チャネル１６ａおよび１６ｂがアレイ１４内で、すなわち、画像センサの前方において配置される方向に関連する。
１つのファセット６８ａおよび６８ｂがそれぞれ、各光チャネル１６ａおよび１６ｂに割り当てられる。以下に説明するように、いくつかの光路を１つのファセット６８ａまたは６８ｂに割り当てることができる。ファセット６８ａは、光チャネル１６ａの光路１７ａを、ビーム偏向領域１００２ａ内で部分領域７４ａに向かって偏向させるように構成されている。同様に、ファセット６８ｂは、光チャネル１６ｂの光路１７ｂを、ファセット６８ｂのビーム偏向領域１００２ｂ内で部分領域７４ｂに向かって偏向させるように構成されている。これは、各ファセット６８ａおよび６８ｂがビーム偏向領域１００２ａおよび１００２ｂを含むことを意味する。ビーム偏向領域１００２ａまたは１００２ｂは、それぞれの光路を偏向するように構成された、それぞれファセット６８ａおよび６８ｂの表面領域とすることができる。
迷光抑制構造１００４が、ビーム偏向領域１００２ａとビーム偏向領域１００２ｂとの間に配置され、これは、第１のビーム偏向領域１００２ａと、第２のビーム偏向領域１００２ｂとの間の迷光の遷移を低減または防止するように構成されている。好ましくは、迷光抑制構造１００４は、少なくとも部分的に不透明な材料を含む。迷光抑制構造１００４は、第１のファセット６８ａおよび／または第２のファセット６８ｂのトポグラフィに対して上昇したトポグラフィを含むことがさらに好ましい。トポグラフィとは、隣接する構造に対するファセット６８ａおよび６８ｂならびに迷光抑制構造１００４の上昇および／または湾曲を考慮した表面プロファイルを意味することができる。簡単に言えば、迷光抑制構造１００４は、ファセット６８ａおよび／またはファセット６８ｂの間で少なくとも部分的に上昇させることができる。
一実施形態によれば、迷光抑制構造１００４は、ファセット６８ａとファセット６８ｂとの間に配置された隔壁である。迷光抑制構造が存在しない場合に、それぞれ隣接する光チャネル１６ａおよび１６ｂのビーム偏向領域１００２ａまたは１００２ｂに意図せず入射することになる光路１７ａおよび／または１７ｂ内の散乱は、迷光抑制構造１００４によって少なくとも部分的に妨害することができ、それによって、画像品質は、迷光の遷移によって限定された程度にしか、または、まったく影響を受けないようにされる。これにより、迷光抑制構造１００４ａまたは１００４ｂが存在しない場合に迷光の遷移を低減するために使用されることになるビーム偏向領域間の距離を低減することができる。
換言すれば、迷光を低減および／または防止するための構造を、ビーム偏向手段の個々のファセットの遷移部に配置することができる。
図２ａは、画像センサ１２、アレイ１４およびビーム偏向手段１８を含む多開口撮像デバイス２０００の概略上面図を示す。各光チャネル１６ａ〜ｃは、それぞれの光チャネル１６ａ〜ｃの光路１７ａ〜ｃに影響を及ぼすために、および、これを画像センサ領域５８ａ〜ｃへと方向付けるために、例えば２つの光学素子（レンズ）６４ａおよび６４ｂ、６４ｃおよび６４ｄまたは６４ｅおよび６４ｆを含む。実施形態によれば、光チャネルは、１つ、２つ、または３つ以上のような任意の数のレンズを有することができる。光チャネル１６ａ〜ｃは、異なる数のレンズを有することができる。迷光抑制構造１００４ａは、ファセット６８ａのビーム偏向領域１００２ａとファセット６８ｂのビーム偏向領域１００２ａとの間に配置される。迷光抑制構造１００４ｂは、ビーム偏向手段１８の、ビーム偏向領域１００２ｂと、ファセット６８ｃのビーム偏向領域１００２ｃとの間に配置される。
ビーム偏向手段１８および個々のファセット６８ａ〜ｃの主面を、ライン延伸方向１４６およびライン延伸方向１４６に垂直に配置された方向１００６にまたがる平面上に投影することができる。またがる平面は、例えば、画像センサ領域５８ａ〜ｃに本質的に垂直であり得る。ライン延伸方向１４６は、ビーム偏向手段１８の軸方向延伸に平行に配置することができ、一方、方向１００６は、ビーム偏向手段１８の横延伸方向と呼ぶことができる。迷光抑制構造１００４ａおよび／または１００４ｂは、方向１００６に平行なビーム偏向手段１８の延伸全体に沿って、すなわち１００６までの範囲に配置することができ、迷光抑制構造のビーム偏向手段１８を越えた突出も可能である。これは、方向１００６に沿ったビーム偏向手段１８の延伸全体にわたって、それぞれ２つの隣接するビーム偏向領域１００２ａおよび１００２ｂ、ならびに１００２ｂおよび１００２ｃの間の迷光の遷移を抑制することを可能にする。
図２ｂは、図２ａの多開口撮像デバイスの概略上面図を示し、迷光抑制構造１００４ａおよび１００４ｂが、ビーム偏向手段１８の主面上で約５０％の範囲まで、方向１００６に沿って延伸する。迷光抑制構造１００４ａおよび／または１００４ｂは、例えば、光学素子６４ａ〜ｆから外方に面するビーム偏向手段１８の主面の側から開始して、光学素子６４ａ〜ｆに向かって配置することができ、方向１００６に沿って約５０％の領域にわたって延伸することができる。さらなる実施形態によれば、迷光抑制構造は、方向１００６に沿って少なくとも１０％、少なくとも２０％、または少なくとも３０％の範囲まで延伸する。さらなる実施形態によれば、迷光抑制構造１００４ａおよび／または１００４ｂは、ビーム偏向手段１８の側縁から離間して配置することができ、すなわち本質的に、ビーム偏向領域１００４ａ〜ｃの中心領域内に配置することができる。図２ａの文脈で説明した実施形態によれば、方向１００６に沿った迷光抑制構造の延伸はまた、少なくとも５０％、少なくとも７０％、少なくとも９０％、または少なくとも９５％であってもよい。迷光抑制構造１００４ａまたは１００４ｂが、方向１００６に沿った任意の領域に沿って延伸することも可能であり、迷光抑制構造は、それぞれ隣接するファセット６８ａおよび６８ｂ、ならびに６８ｂおよび６８ｃのトポグラフィに対して部分的にのみ上昇し、すなわち、上昇（トポグラフィ）は、領域内でほぼゼロであり、これは負の値も含む。
本明細書に記載の実施形態による２つの並置されたファセット６８ａ〜ｃの間の迷光抑制構造は、好ましくは、少なくとも１つの不透明材料から形成される。このために、金属材料、プラスチック材料および／または半導体材料を提供することができる。ここで、迷光抑制の特性は、多開口撮像デバイスの有用な波長範囲に関係することが好ましい。このようにして、例えば、迷光抑制構造のための半導体材料の使用は、多開口撮像デバイスが可視波長範囲の画像を取り込むように構成されている場合に有利であり得る。対照的に、赤外線波長範囲で画像を取り込む場合、半導体材料がこの波長範囲内で透明になるとき、金属材料の使用が好ましい。
図３ａは、図２ｂに示す多開口撮像デバイス２０００と比較して、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂをさらに備える実施形態による多開口撮像デバイス３０００の概略側断面図を示す。少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂは、例えば、多開口撮像デバイス３０００が配置されるハウジングの一部であり得る。ビーム偏向手段１８は、透明カバー３６ａまたは透明カバー３６ｂを通じて画像センサ１２に対するビーム偏向手段１８の相対位置に応じて、光チャネルの光路を偏向させるように構成することができる。以下で詳細に説明するように、ビーム偏向手段１８の位置に応じて、異なる物体領域を多開口撮像デバイス３０００によって取り込むことができる。これに関して、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂはそれぞれ、汚染または機械的影響などの外部の影響から多開口撮像デバイス３０００を保護することを可能にする。第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるために、ビーム偏向手段１８は、例えば、回転軸４４を介して移動可能であり得る。
迷光抑制構造１００４ａは、ファセット６８ａおよび６８ｂのビーム偏向領域の間に配置される。迷光抑制構造１００４ａは、例えば、ビーム偏向手段１８の第１の主面１００８ａ上にのみ配置される。したがって、図示の視点では、ファセット６８ｂの側縁が見える。ビーム偏向手段１８の第２の後述する位置の間に有効であるように、ビーム偏向手段１８の反対側の第２の主面１００８ｂ上で、さらなる迷光抑制構造１００４ｃをファセット６８ａおよび６８ｂのビーム偏向領域の間に配置することができる。したがって、主面１００８ａおよび１００８ｂは、反射性であり得る。
図示した断面において、迷光抑制構造１００４ａは、多角形トポグラフィを有することができる。迷光抑制構造１００４ａの断面形状が多角形であることも考えられる。これは、迷光抑制構造１００４ａが、互いに対して任意に配置された任意の真っ直ぐなセグメントまたは曲がったセグメントから組み立てることができる任意の断面を有することができることを意味する。迷光抑制構造１００４ａの一部分１００２ａは、図示された第１の位置において、ビーム偏向手段１８に面する少なくとも部分的に透明なカバー３６ａの表面と本質的に平行に配置されるように配置することができる。これにより、高い迷光抑制と、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａと迷光抑制構造１００４ａとの間の短い距離が同時に可能となり、それによって、ライン延伸方向に垂直に、かつ、図２ｂに記載された方向１００６に垂直に配置することができる方向１０１４に沿った多開口撮像デバイス３０００の延伸が低く、またはさらには最小になる。多開口撮像デバイス３０００の方向１０１４への延伸は、設置高さと考えることもでき、高さという用語は、空間における多開口撮像デバイス３０００の位置に応じて、長さまたは幅のような他の用語と相互に交換可能でもあり、したがって、本明細書に記載された実施形態の文脈においていかなる限定的な効果も有しないことは明らかである。
図３ｂは、多開口撮像デバイス３０００の概略側断面図を示し、ビーム偏向手段１８が少なくとも部分的に透明なカバー３６ｂを通る光チャネルの光路を偏向させる第２の位置にある。迷光抑制構造１００４ｃは、例えば、迷光抑制構造１００４ａとは反対側の第２の主面１００８ｂ上に配置されている。迷光抑制構造１００４ｃは、ビーム偏向手段１８が第２の位置にあるとき、ビーム偏向手段１８に面する少なくとも部分的に透明なカバー３６ｂの表面に平行に配置された部分１０１２ｂを有することができる。
多開口撮像デバイス３０００の迷光抑制構造１００４ａおよび１００４ｃは、それぞれ同じファセット上のビーム偏向手段１８の主面上に配置されるように記載されているが、さらなる実施形態によれば、対向する迷光抑制構造１００４ａおよび１００４ｃを異なるファセット上に配置することもできる。例えば、迷光抑制構造１００４ａは、ファセット６８ａ上に配置されてもよく、迷光抑制構造１００４ｃはファセット６８ｂ上に配置されてもよく、またはその逆に配置されてもよい。さらなる実施形態によれば、迷光抑制構造１００４ａおよび１００４ｃは、一体的に形成することもでき、例えば、ファセット６８ａまたは６８ｂの表面を通じて突出することができる。ビーム偏向手段１８が、迷光抑制構造がビーム偏向手段１８の両主面に向けて突出する２つのファセット間の領域を含むことも可能である。
上記において、迷光抑制構造１００４ａおよび１００４ｂの部分１０１２ａおよび１０１２ｂはそれぞれ、ビーム偏向手段１８がそれぞれの位置にある存在するときに、それぞれ少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂと平行であるように記載されている。部分１０１２ａと少なくとも部分的に透明なカバー３６ａとの間の距離を０に減少させること、すなわち機械的接触を行うことが可能である。しかし、機械的相互作用、すなわち当接または相互の力の印加を防止するために、両方の構成要素、迷光抑制構造１００４ａおよび少なくとも部分的に透明なカバー３６ａの間の距離を維持することが有利である。これは、第１の位置において、迷光抑制構造１００４ａが、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａから、したがって多開口撮像デバイス３０００のハウジングから離間して（非接触で）配置されることを意味する。これは、ビーム偏向手段１８の第２の位置における少なくとも部分的に透明なカバー３６ｂに関して、迷光抑制構造１００４ｂの部分１０１２ｂについても同様である。
ファセット６８ａおよび６８ｂの各々が、それぞれビーム偏向手段１８の一方の主面上に２つの反射ビーム偏向領域を有するように多開口撮像デバイス３０００を説明したが、これはまた、ファセット６８ａに対向して、ファセット６８ａのビーム偏向領域に対向して配置されるビーム偏向領域を含むさらなるファセットが配置されるように考えることもできる。簡単に言えば、これは、２つの対向するビーム偏向領域を有するファセットはまた、２つの対向するファセットと考えることもできることを意味する。ビーム偏向手段は、第１の位置と第２の位置との間で回転移動することができるように記載されているが、さらなる実施形態によれば、これは並進的に、すなわち回転軸３４と平行にシフトすることができ、位置に応じて第１の方向または第２の方向において光路を偏向させる、それぞれ異なる方向を向いたファセットを含むことができる。
以下でより詳細に説明するように、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび／または３６ｂ上に切り替え可能な絞りを配置することができ、これは、少なくとも時折、画像品質をさらに向上させるために、画像センサに向かって光が入射することを防止するように構成されている。
言い換えれば、迷光抑制構造１００４ａおよび／または１００４ｂは、ビーム偏向手段の第１の位置において、縁部、すなわち部分１０１２ａが、光路が通過するカバーガラス（少なくとも部分的に透明なカバー３６ａ）にほぼ平行に向けられるように、構成することができる。ビーム偏向手段の第２の位置において、第２の縁、すなわち部分１０１２ｂは、他方のカバーガラス、すなわち少なくとも部分的に透明なカバー３６ｂにほぼ平行に向けられるように配置することができる。迷光抑制構造１００４ａおよび／または１００４ｂのさらなる整形は、結像チャネル（光チャネル）内の光路の最大スクリーニングが得られ、ただし、同時に、ビーム偏向手段を回転させるときにカバーガラスがいずれも触れられないように構成することができる。
図４ａは、多開口撮像デバイス３０００と比較して、迷光抑制構造の間に配置された隆起部１０１４ａおよび１０１４ｂをさらに備える、多開口撮像デバイス４０００の概略側断面図である。図２ａを参照すると、例えば、迷光抑制構造１００４ａおよび１００４ｂは、隆起部１０１４ａによって接続することができる。隆起部は、隣接する迷光抑制構造１００４ａと１００４ｂとの間の一定の機械的安定性を可能にする材料を含むことができる。これは例えば、半導体材料、プラスチック材料および／または金属材料とすることができる。一実施形態では、隆起部１０１４は、その上に配置された迷光抑制構造と一体的に形成することができる。好ましい実施形態では、隆起部１０１４ａは、光学素子６４ａおよび６４ｂに向いている迷光抑制構造および／またはビーム偏向手段１８の縁部に配置される。これはまた、いくつかの実施形態では、隆起部が他の縁部に配置されないように考えることもできる。回転軸を中心としてビーム偏向手段を第１の位置から第２の位置に切り替えるとき、これは、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａと３６ｂとの間の追加の設置高さまたは距離が必要ない、すなわち追加の設置高さが必要ないことを可能にする。これにより、ビーム偏向手段１８のファセットが、光学素子から外方に面する面に関係し得ない３つの面上の領域内で迷光抑制構造によって取り囲まれることがさらに可能になる。
隆起部の配置は、多開口撮像デバイス４０００の単純化された製造および／またはビーム偏向手段１８上の迷光抑制構造の単純化された組み立てを可能にする。
言い換えると、隆起部は、機械的に安定するために特定の厚さを有することができる。例示的な厚さは、例えば、少なくとも１００μｍかつ最大で１０ｍｍの範囲内、少なくとも２００μｍかつ最大で１ｍｍの範囲内、または少なくとも３００μｍかつ最大で５００μｍの範囲であり、これは十分に大きな安定性を提供するが、デバイスの設置高さを不必要に大きくすることはない。隆起部は、多開口撮像デバイス３０００の設置高さ／厚さを一切またはわずかしか拡大しないため、光学素子に面する面にのみ配置されることが可能である。しかしながら、光学素子から外方に面する面にも隆起部を配置することは可能であるが、これは、設置高さ／厚さのより大きい拡大をもたらすことがあり、また、結像光路の口径食（画像縁部に向かって影ができる）がもたらされる可能性もあり、これは望ましくない。ビーム偏向手段は、カメラの視野方向が、例えば、例として携帯電話などの撮像システムの表面に関連する少なくとも前および後ろに向けられるように、その向きに関して変更することができる。
ビーム偏向手段は、物体領域および画像センサ１２ならびに光学素子６４ａおよび６４ｂを含むアレイの間の光チャネルの光路１７を偏向させるように構成される。図３ａ〜図３ｂの文脈において説明したように、ビーム偏向手段は、可変の物体領域と画像センサ１２との間で光路を偏向させるために可変の位置または向きを有することができる。光学素子領域とビーム偏向手段１８との間で、光路１７は、多開口撮像デバイスの出口領域、例えば、それぞれ少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂ、またはハウジング内の開口部を通過する。
ビーム偏向手段１８の第１の向きまたは位置では、レンズに面する隆起部１０１４ａは、結像チャネル１６ａの中心光路１７に対して、図４ａに示されるようにレンズ６４ａおよび６４ｂの光心の下に配置される。さらなる実施形態によれば、ビーム偏向手段１８の傾斜はまた、隆起部１０１４ａがレンズ６４ａおよび６４ｂの下にあるように行うこともできる。「下」という用語は、例えば、図示された向きにおいて、図示された光路１７および光チャネル１６ａの視野方向が、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａ（光路１７が通過する多開口撮像デバイスの出口面）と隆起部１０１４ａとの間を通るという事実に関する。「下」という用語は、空間における向きに関していかなる限定的な効果を有するものではなく、単に例示の目的を果たすに過ぎない。これにより、隆起部１０１４ａは、光路１７の外側に配置されるため、物体領域の部分領域の投影に影響を与えないことが可能である。したがって、多開口撮像デバイス４０００’ではこれは見られない。図示したようなビーム偏向手段１８の第２の向きまたは位置において、例えば図３ｂにおいて、レンズに面する隆起部１０１４ｂは、レンズ６４ａおよび６４ｂの上に配置され、見えない。これに関連して、これは、第２の向きにおいて、光路１７および光チャネル１６ａの視野方向がそれぞれ、少なくとも部分的に透明なカバー３６ｂ（多開口撮像デバイス４０００’の出口面）と隆起部１０１４ｂとの間を通るように考えることができる。「上」という用語もまた、この文脈において、空間的な向きの上／下／左／右に対して限定的な効果を有せず、例示としてのみ考慮される。
このような配置は、レンズから外方に面する側、例えば部分１０１２上に配置された隆起部１０１４ａまたは１０１４ｂが、２つの位置のいずれかに見られるか、または取り込まれ、画像に陰影を生じることを防止する。このような効果は、構造の厚さまたは設置高さが少なくとも隆起部の厚さだけ増加した場合に防止され得るが、これは多開口撮像デバイス４０００’の設置高さを増大する結果となり、これは不利である。
ビーム偏向手段は、上部と底部の両方に鏡面反射領域を含む反射ファセットを有することができる。開口が設けられたカバーガラスをビーム偏向手段の上および下に取り付けることができる。
図４ｂは、図２ａの変更された多開口撮像デバイスと考えることができる多開口撮像デバイス４０００’の概略上面図を示す。多開口撮像デバイス２０００と比較して、多開口撮像デバイス４０００’は隆起部１０１４を備える。例えば、迷光抑制構造１００４ａおよび１００４ｂがビーム偏向手段１８の両主面に対して有効である場合、図４ａの文脈で説明したように、１つの隆起部の配置のみで十分な機械的安定性を得ることができる。個々の隆起部は、２つの主面のうちの１つに配置することができる。代替的に、隆起部１０１４は、例えば、ビーム偏向手段１８の主側縁の周りに形成されるという点で、両方の主面上に配置することもできる。隆起部１０１４と迷光抑制構造１００４ａ〜ｄとを一体的に構成することができる。例えば、ビーム偏向手段の１つまたは２つの主面上に配置された迷光抑制構造は、隆起部１０１４によって互いに接続することができ、共通の構成要素としてビーム偏向手段１８上に配置することができる。
図５は、本明細書で説明される実施形態による全物体領域または全視野を撮像するための概念の概略上面図である。多開口撮像デバイス５０００は、例えば、各々が全視野の部分領域を撮像する４つの光チャネル１６ａ〜ｄを含む。対の光路１７ａのチャネル個別偏向は、例えば、互いに別様に傾けられたビーム偏向手段１８のファセット６８ａ〜ｂによって得ることができる。光チャネル１６ａ〜ｄは、ファセット６８ａおよび６８ｂをいくつかのチャネルによって共有することができるように、傾斜した光軸を有することができる。ファセットを傾斜させることは、ビーム偏向手段１８の単純化をもたらすことができる角度成分（光チャネル１６ａ〜ｄのライン延伸方向に直交する）に沿って行うことができる。
図６ａは、多開口撮像デバイス６０００の一区画の概略上面図を示す。多開口撮像デバイス６０００は、画像センサ１２と、それぞれ、各々光学素子６４ａおよび６４ｂを含む並置された光チャネル１６ａおよび１６ｂのアレイ１４とを含む。
これは、各光チャネル１６ａおよび１６ｂが、画像センサのそれぞれ５８ａ、５８ｂおよび５８ｃ上に、物体領域２６の少なくとも１つの部分領域７４ａ〜ｃを投影するための光学素子６４ａおよび６４ｂをそれぞれ備える。このようにして、光学素子６４ａは、例えば画像センサ領域５８ａ上に部分領域７４ａを投射し、これは光路１７ａによって示されている。さらに、光学素子６４ａは、画像センサ領域５８ｂ上に部分領域７４ｂを投射し、これは光路１７ｂによって示されている。部分領域７４ａおよび７４ｂは、物体領域２６において分離しており、これは、これらが重なり合わず、および／または完全に異なることを意味する。
ビーム偏向手段１８と組み合わされた各光チャネル１６ａ〜ｂの部分視野の制限は、多開口撮像デバイス１０００の設置高さの低減（主な効果）をもたらす可能性がある。これは、設置高さが多開口撮像デバイスの視野方向に対して垂直に実現されることにおいて得られる。さらに、部分視野を取り込むために、視野収差のより単純な補正が可能である（二次的効果）ため、チャネル辺りより少ないレンズを配置することができるため、各チャネルの光学素子の簡素化が得られる。
光チャネル１６ｂの光学素子６４ｂは、光路１７ｃに示すように、部分領域７４ｃを、画像センサ領域５８ｃ上に投影するように構成されている。部分領域７４ｃは、部分領域７４ａおよび／または７４ｂと重なっており、それによって、画像センサ領域５８ａ、５８ｂおよび５８ｃの部分画像の画像処理により、物体領域２６の全画像を得ることができる。代替的に、光チャネル１６ｂは、光チャネル１６ａと同等に構成することもできる。これは、物体領域の２つの分離した部分領域が２つの画像センサ領域に向けられるように、２つの光路に影響を及ぼすことを意味する。
多開口撮像デバイス６０００は、物体領域２６に向けて方向付けられるように、光チャネル１６ａおよび１６ｂの光路を偏向するように構成された任意選択のビーム偏向手段１８を備える。光路１７ａ、１７ｂおよび１７ｃは、画像センサ領域５８ａ〜ｃと任意選択のビーム偏向手段１８との間の共通平面内で互いに斜めに延伸することができる。これは、光チャネルおよび光路の視野方向がそれぞれ異なることができ、共通の平面内にあることができることを意味する。ビーム偏向手段１８による偏向により、第２の方向に沿った視野方向を変えることができ、それによって、光路を偏向させることによって、互いに２次元的に分布した物体領域２６の複数の部分領域を取り込むことができる。さらなる実施形態によれば、さらなる光チャネルを、光チャネル１６ａおよび１６ｂに加えて配置することができる。代替的にまたは付加的に、物体領域のさらなる部分領域は、光学素子６４ａによって画像センサ１２のさらなる（図示されない）画像センサ領域上に投影され、部分領域は各々互い分離されている。さらなる部分領域は、方向１４２および／または方向１４４に沿って部分領域７４ａに対してオフセットすることができる。ビーム偏向手段１８は、物体領域内のそれぞれの部分領域がもはや互いから分離されないように、光路１７ａおよび１７ｂを偏向させることができる。しかしながら、有利には、部分領域は、光路の偏向の後でさえも分離したままである。
簡単に言えば、互いに斜めに向けられた光路１７ａおよび１７ｂは、部分物体領域７４ａおよび７４ｂの互いの横方向のオフセットを許容する。ここで、図示されるように、部分物体領域７４ａおよび７４ｂが物体領域２６の第１の方向１４２に沿って互いにオフセットされるように、多開口撮像デバイス１０００の実施態様を実施することができる。代替的にまたは付加的に、部分的物体領域７４ａおよび７４ｂが、物体領域２６内の第２の方向１４４に沿って互いに横方向にオフセットされていることも可能であり、両方のオフセット方向を組み合わせることもできる。方向１４２および１４４は、例えば、取り込まれるべき画像または取り込まれた画像の画像軸に平行であり得る。これは、ビーム偏向手段１８なしで、互いに２次元的にオフセットされた部分領域７４ａ〜７４ｃを得ることもできることを意味する。
画像センサ１２は、画像センサ領域５８ａ、５８ｂおよび５８ｃを含むように図示されているが、さらなる実施形態による多開口撮像デバイスは、少なくとも２つ、３つまたはそれ以上の画像センサを備え、全体として、画像センサ領域５８ａ、５８ｂおよび５８ｃの合計量を提供する。合計量は、少なくとも３つ、少なくとも６つ、または少なくとも９つのような、任意の数の画像センサ領域とすることができる。したがって、画像センサは、１つのみまたは複数の画像センサ領域５８ａ〜ｃを含むことができる。多開口撮像デバイスは、１つまたは複数の画像センサを含むことができる。
画像センサ領域５８ａ〜ｃの間の領域には、非感光性集積回路、電子構成要素（抵抗器、キャパシタ）および／または電気接続要素（ボンディングワイヤ、ビア）などを配置することができる。
任意選択的に、光チャネル１６ａおよび１６ｂは、迷光が光チャネル１６ａまたは１６ｂに入射することを少なくとも部分的に防止し、取り込まれる画像の品質を得るために、隣接する光チャネルの少なくとも部分的に不透明な構造１０１６ａ〜ｃおよび／または光チャネルの環境から少なくとも部分的に絶縁することができる。
換言すれば、多開口撮像デバイスは、各々が物体領域の一部の領域を伝達するいくつかの結像チャネル（光チャネル）を含むことができ、これらの部分領域は部分的に互いを被覆しまたは重なり合い、光チャネルの少なくとも１つは少なくとも２つの不連続な物体領域を投影する。これは、このチャネルの画像に間隙があることを意味する。光チャネルの数または総数は、全視野を完全に伝達し得る。
図６ｂは、物体領域の方向において画像センサ上の画像センサ領域５８ａと５８ｂとの間に配置された少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａをさらに備える、多開口撮像デバイス６０００の概略上面図を示す。少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａは、半導体材料、ガラス、セラミックもしくはガラスセラミック材料、プラスチック材料および／または金属材料を含むことができ、画像が多開口撮像デバイス６０００によって取り込まれる波長範囲において少なくとも部分的に不透明であり得る。このようにして、例えば、赤外線取り込みにおいて、半導体材料が赤外線に対して透明である場合には、プラスチック材料または金属材料が半導体材料に比べて有利であり得る。代替的に、可視領域の波長に対して、金属材料がより高い生産労力、より高い重量および／またはより高いコストを引き起こす可能性があるため、半導体材料またはプラスチック材料が、金属材料と比較して有利であり得る。
少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａは、画像センサ領域５８ａと５８ｂとの間の迷光の抑制を可能にする。すなわち、光チャネルの部分画像間のクロストークが低減される。同じまたは類似の様式で、光チャネル１６ｃは、少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａと同じまたは類似の様式で形成することができる、少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ｂを含む。
少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａおよび１０１８ｂは、一定または可変の断面を有することができる。断面は、ライン延伸方向１４６に沿った寸法と考えることができる。ライン延伸方向１４６は、アレイ１４内の光チャネルが配置される方向とすることができ、かつ／または画像センサ１２と平行に延伸することができる。少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａおよび１０１８ｂは、画像センサ１２上に、または画像センサ１２に隣接して配置される。アレイ１４に向かう方向において、少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａおよび１０１８ｂの断面は先細になる。これにより、光路１７ａおよび１７ｂならびに１７ｄおよび１７ｅにそれぞれ適合する、少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａおよび１０１８ｂの幾何学形状が可能になる。したがって、少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａおよび１０１８ｂは、画像センサ１２の画像センサ領域の間に配置され、光チャネル１６ａ〜ｄの間および画像センサ領域の間のチャネル分離を改善することができる。画像センサ領域５８ａ〜ｃの間の少なくとも部分的に不透明な構造１００４ａおよび１００４ｂの背後の領域には、非感光性集積回路、電子構成要素（抵抗器、キャパシタ）および／または電気接続要素（ボンディングワイヤ、ビア）などを配置することができる。
図６ｃは、光チャネル１６ａおよび１６ｃが部分領域光学素子１０２２ａ〜１０２２ｄを備える、多開口撮像デバイス６０００の概略上面図を示す。部分領域光学素子１０２２ａ〜１０２２ｄは、例えば、レンズ、屈折または回折素子とすることができ、各々が排他的に１つの部分領域に割り当てられる。したがって、例えば、部分領域光学素子１０２２ａは、光路１７ａに影響を与え、光路１７ｂに影響を与えないように構成されている。光路１７ａは、例えば図１に関連して説明したように、部分領域７４ａを投影するために使用することができる。部分領域光学素子１０２２ｂは、例えば部分領域７４ｂを投影する光路１７ｂに影響を与えるように構成することができる。部分領域光学素子１０２２ｂは、光路１７ａに影響を与えないように構成されている。代替的に、光チャネル１６ａは、部分領域光学素子１０２２ａもしくは１０２２ｂのうちの１つだけ、および／または、光路１７ａもしくは１７ｂのみに割り当てられたさらなる部分領域光学素子を備えてもよい。部分領域光学素子１０２２ａおよび／または１０２２ｂは、例えば、少なくとも部分的に不透明な構造１０１８ａに機械的に固定され得る。代替的または付加的に、部分領域光学素子１０２２ａは、構造１０１８ａまたは１０１６ａに機械的に固定することができる。同様に、部分領域光学素子１０２２ｂは、構造１０１８ｂおよび／または１０１６ｂに機械的に固定することができる。代替の実施形態によれば、部分領域光学素子１０２２ａおよび／または１０２２ｂは、光学素子６４ａに機械的に接続され、これを介して画像センサに対して懸垂され得る。さらなる実施形態によれば、光学素子６４ａは、部分領域光学素子１０２２ａおよび／または１０２２ｂに機械的に接続され、これを介して画像センサ１２に対して懸垂され得る。
部分領域光学素子１０２２ａは、例えば、屋根型プリズムとして製造することができる。部分領域光学素子１０２２ａおよび１０２２ｂは、例えばまた、２つの部分にかつ／または鏡面対称に分割された屋根型プリズムの２つの部分であってもよい。屋根プリズムは、例えば、平面１０２４に対して鏡面対称であり得る。
部分領域光学素子１０２２ｃおよび１０２２ｄも各々、１つの部分領域に排他的に割り当てられ、それぞれの画像センサ領域へのその投影に影響を与えることができる。光チャネル１６ａまたは１６ｃがそれぞれ２つの部分領域光学素子１０２２ａおよび１０２２ｂならびに１０２２ｃおよび１０２２ｄを含む場合、２つの部分領域光学素子は同一に構成することができる。部分領域光学素子１０２２ａおよび１０２２ｂは、例えば、対称面１０２４の周りに鏡面対称に配置することができる。
対称面１０２４は、部分領域光学素子１０２２ａおよび１０２２ｂによって共有され、アレイ１４のライン延伸方向１４６に垂直に延伸する光学素子６４ａの光軸１０２６を含むように、空間内に配置することができる。対称面１０２４および軸１０２６は、図７ｃにおいてお互いに一致して示されていないが、平面１０２４は軸１０２６を含むため、平面１０２４および軸１０２６は一致する。一致していない図解は、より良好な図解に役立つに過ぎない。一実施形態によれば、光学素子６４ａは、光学素子６４ａの結像機能が光学素子６４ａの主視野方向に対して回転対称であるか、または対称面１０２４に対して鏡面対称であるように構成される。これにより、光路１７ａおよび１７ｂが光学素子６４ａによって対称的に影響を受けることが可能になる。
部分領域光学素子１０２２ａおよび１０２２ｂの鏡面対称配置または実装は、光学素子６４ａを対称的に構成することもできるような、光路１７ａおよび１７ｂの対称的な影響を可能にする。これにより、例えば、対称な偏向、または、対称的に分布された部分物体領域に向かう光路に影響を与えることが可能である。例えば、物体領域内の部分領域の不規則な分布が意図される場合など、光学素子６４ａが鏡面対称でないように、多開口撮像デバイス７０００を構成することもできる。代替の実施形態によれば、部分領域光学素子１０２２ａおよび１０２２ｂはまた、例えば、２つの光路１７ａおよび１７ｂの非相称または非対称の歪みが意図される場合に、平面１０２４に関して非対称であってもよい。
言い換えれば、分離構造１０１８ａおよび１０１８ｂは、物体に向かう方向において部分領域の間で先細になる。分離構造（少なくとも部分的に不透明な構造）１０１８ａおよび１０１８ｂは、光軸１０２６に対して対称的に構成することができる。各々１つの部分領域のみによって使用されるレンズ、例えば部分領域光学素子１０２２ａおよび１０２２ｂを配置することができる。これらのレンズは、光学特性に関して、同一であってもよく、および／または光軸１０２６に対して鏡面対称に配置されてもよい。さらに、回転対称性は実施されなくてもよい。
部分領域光学素子１０２２ａ〜ｄは、いくつかの層、すなわちいくつかの面に構成することができ、したがって、各々が、２つ以上のレンズ、屈折面または回折面から構成することができる。光学素子１６ａおよび１６ｃはまた、多層方式で構成することもでき、それゆえ、２つ以上のレンズ、屈折面または回折面から構成することができる。
図７ａは、第１の多開口撮像デバイス１０００ａおよび第２の多開口撮像デバイス１０００ｂを備える撮像システム７０００の概略上面図を示す。代替的にまたは付加的に、撮像システム７０００は、多開口撮像デバイス２０００，３０００，４０００，５０００または６０００のような、本明細書に記載された異なる多開口撮像デバイスを備えることができる。多開口撮像システムは、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレットまたはモニタとして実装することができる。
多開口撮像デバイス１０００ａおよび１０００ｂは、各々モジュールと呼ぶことができる。モジュールの各々は、撮像システム７０００が、モジュール１０００ａおよび１０００ｂによって立体視的に全視野を取り込むように実装されるように、全視野を完全またはほぼ完全に取り込むように構成および配置することができる。これは、撮像システム７０００が、例えば立体構造を含むことを意味する。さらなる実施形態によれば、撮像システムは、三重構造、四重構造またはより高次の構造のようなさらなる追加のモジュールを含む。
図７ｂは、撮像システム７０００の変形例として考えることができる、撮像システム７０００’の概略上面図を示す。モジュール１０００ａおよび１０００ｂは、共通の画像センサ１２を備えることができる。代替的または付加的に、モジュール１０００ａおよび１０００ｂは、共通のビーム偏向手段１８を備えてもよい。代替的または付加的に、モジュール１０００ａおよび１０００ｂは、並置された光チャネル１６の共通アレイ１４を備えてもよい。さらなる実施形態によれば、撮像システムは、他の共通構成要素を備えることもできる。これは、例えば、第１の多開口撮像デバイスおよび第２の多開口撮像デバイスの焦点を共通に調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む共通の焦点合わせ手段であってもよい。代替的にまたは付加的に、共通の構成要素は、第１の多開口撮像デバイスまたは第２の多開口撮像デバイスの画像センサとアレイまたはビーム偏向手段との間の並進相対移動を生成することによって、第１の画像軸および第２の画像軸に沿った画像安定化のための、第１の多開口撮像デバイスの少なくとも１つの光路および第２の多開口撮像デバイスの少なくとも１つの光路に対して共同効果を有する、光学画像安定化装置であってもよい。代替的にまたは付加的に、共通の構成要素は、第１の多開口撮像デバイスの少なくとも１つの光路および第２の多開口撮像デバイスの少なくとも１つの光路に対して共同効果を有する、光学画像安定化装置であってもよく、光学画像安定化装置は、第１の画像軸に沿った画像安定化のために、画像センサとアレイとの間の並進相対移動を生成し、第２の画像軸に沿った画像安定化のために、第１の多開口撮像デバイスのビーム偏向手段または第２の多開口撮像デバイスのビーム偏向手段の回転運動を生成するように構成されている。これらの構成要素については、以下でさらに詳しく説明する。言い換えれば、モジュールは連続させることができ、結果として単一の共通モジュールにすることができる。
以下では、少なくとも１つの多開口撮像デバイスを含むデバイスを参照する。デバイスは、少なくとも多開口撮像デバイスを用いて物体領域を撮像するように構成された撮像システムとすることができる。以下に説明するような多開口撮像デバイスは、例えば、多開口撮像デバイス１０００，２０００，３０００，４０００，５０００または６０００とすることができる。
図８ａは、第１の動作状態にある一実施形態によるデバイス１０の概略側断面図を示す。デバイス１０は、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータおよび／または携帯音楽プレーヤなどのモバイルコンピュータなどの移動可能または固定デバイスとすることができる。
デバイス１０は、画像センサ１２と、並置された光チャネル１６のアレイ１４と、ビーム偏向手段１８とを備える、多開口撮像デバイス１０００，２０００，３０００，４０００，４０００’、５０００および／または６０００などの多開口撮像デバイス１１を含む。ビーム偏向手段１８は、光チャネル１６の光路１７を偏向させるように構成されており、下記に詳細に論じる。デバイス１０は、ハウジング容積２４を囲む外面２３を有するハウジング２２を含む。これは、ハウジング容積２４がハウジング２２の内部容積とハウジング２２の容積とを含むことができることを意味する。したがって、ハウジング容積はまた、ハウジング壁によって得られる容積をも含み、したがって、ハウジングの外面２３によって囲まれる。ハウジング２２は、透明または不透明に形成することができ、例えば、プラスチック材料および／または金属材料を含むことができる。ビーム偏向手段１８は、ハウジング容積２４の内部に第１の位置を有する。マイクロフォンの音響チャネルまたはデバイス１０の電気的接触などのためのハウジングの側面の穴または開口部は、ハウジング容積２４を決定するためには無視することができる。ハウジング２２および／またはハウジング２２内に配置された部材は、ビーム偏向手段１８による偏向後に光チャネル１６の光路１７を遮る可能性があり、それによって、多開口撮像デバイス１１によって取り込まれることになる、ハウジング２２の外側に配置された視野２６は、まったく、または、限られた範囲でしか取り込むことができない。部材は、例えば、アキュムレータ、プリント回路基板、ハウジング２２の不透明領域などであり得る。換言すれば、従来のカメラ対物レンズの代わりに、異なる、場合によっては非光学的なデバイスをハウジング上に配置することができる。
ハウジング２２は、ハウジング容積２４がそれを通じてハウジング２２の外部容積２５に接続される開口部２８を備えることができる。時折、開口部２８は、カバー３２によって完全にまたは部分的に閉じられ得る。デバイス１０の第１の動作状態は、光チャネル１６が、例えばハウジング２２の内側に向けられているか、まったく偏向されていない多開口撮像デバイス１１の非アクティブ動作状態とすることができる。
換言すれば、多開口撮像デバイスの構造の設置高さは、光チャネル１６（レンズ）の光学素子の直径によって少なくとも部分的に決定される。（場合によっては最適な）場合には、この厚さ方向におけるミラー（ビーム偏向手段）の延伸は、この方向におけるレンズの延伸に等しい。しかし、ここでは、光チャネル１６の光路はミラー１８によって制限される。この結果、画像輝度が低減し、この低減は画角に依存する。本実施形態は、カメラの動作状態において、カメラの非使用状態と比較して、構造の部分が、例えばスマートフォンのハウジングを越えて突出するように、マルチチャネルカメラ構造の部分または全体を動かすことによって、この問題を解決する。ビーム偏向手段のような部品の動きは、回転（展開または折り畳み開放）、並進（伸長）または混合の形態とすることができる。部品およびシステム全体の付加的な動きは、それぞれ、コンパクトカメラの既知の対物レンズと同様の、カメラの非使用モードにおける最小の構造形状、および、技術的な機能の実現のために最適化されたカメラの使用モードにおけるより大きい構造形状を可能にする。
図８ｂは、第２の動作状態にあるデバイス１０の概略側断面図である。第２の動作状態では、ビーム偏向手段１８は、ハウジング容積２４の外側の第２の位置を有する。これにより、ビーム偏向手段１８は、光チャネル１６の光路１７をハウジング容積２４および視野２６の外側に偏向させることを可能にし、それにより、多開口撮像デバイス１１によってハウジング２２の外部でこれを取り込むことができる。カバー３２は、ビーム偏向手段１８がハウジング２２の開口部２８を通ってハウジング容積２４から外方に移動することができるように、図１ａに示す位置から外方に移動させることができる。ビーム偏向手段１８は、第１の位置と第２の位置との間で並進および／または回転運動することができる。ハウジング２２の内部の部材および／またはハウジング２２自体は、光チャネル１６の偏向された光路１７を遮断しないことが有利である。
多開口撮像デバイス１１は、ここでも少なくとも部分的にハウジング２２の内部に配置されたカメラハウジング内に配置することができる。カメラハウジングは、例えば、図１２の文脈で説明したような走行台車によって、少なくとも部分的に形成することができる。これは、本事例においては、画像センサおよび／または結像光学素子の回転または傾きを防止することができるという点において、単一チャネルカメラが折り畳み機構によって異なる方向に向けられているという概念とは異なる。
全視野は、ビーム偏向手段が第１の位置から開始して、第２の位置に移動され、そこでビーム偏向手段が少なくとも部分的にハウジング容積の外側に配置されるように、デバイス１０によって取り込むことができる。ビーム偏向手段が第２の位置にあるとき、ビーム偏向手段によって光路が偏向される多開口撮像デバイスの並置された光チャネルのアレイによって全視野を取り込むことができる。
図９ａは、第１の動作状態にあるさらなる実施形態によるデバイス２０の概略側断面図を示す。デバイス２０は、たとえば接続要素３４ａおよび／または任意選択の接続要素３４ｂを介して、ハウジング２２上で枢動されるカバー２３を備える。接続要素３４ａおよび／または３４ｂは、ハウジング２２に対してビーム偏向手段１８のカバー２３の間で傾斜すること、したがって回転運動を可能にするように構成することができ、例えばヒンジまたはローラベアリングとして形成することができる。
ビーム偏向手段１８は、ハウジングのカバーを形成することができ、またはその一部分とすることができる。ビーム偏向手段１８のビーム偏向面の１つは、ハウジングの外縁とすることができる。ビーム偏向手段１８は、第１の位置を有し、ハウジング２２の一部または全部を閉じる。ビーム偏向手段１８は、例えば、光路１７を偏向させるための反射領域を含むことができ、第１の位置においてハウジング２２と機械的接触を形成するように構成された接触領域を含むことができる。簡単に言えば、カメラは使用していないときには見えないか、またはほとんど見えないものであり得る。
図９ｂは、第２の動作状態にあるデバイス２０の概略側断面図である。第２の動作状態では、ビーム偏向手段１８をハウジング２２に対して回転移動させる、すなわち折り畳んでハウジング容積２４を開くことができる。回転傾斜は、画像センサ１２とビーム偏向手段１８との間の光チャネル１６の光路１７の過程に対してビーム偏向手段１８の傾斜したまたは傾倒した向きを可能にし、それによって、光路１７は、ビーム偏向手段１８において第１の方向１９ａに偏向される。
図９ｃは、第３の位置にあるデバイス２０の概略側断面図を示す。デバイス２０は、第２の動作状態にあり得る。図９ｂに示す第２の位置と比較して、ビーム偏向手段１８は、光チャネル１６の光路１７を異なる方向１９ｂに偏向させることができ、それによって、異なる視野または異なる位置に位置決めされている視野を取り込むことができる。例えば、これは、光路１７が偏向されるデバイス２０および／またはユーザの前側および後側、左および右または上および下のような、第１の側および反対側とすることができる。接続要素３４ａおよび３４ｂは、例えばフレーム構造およびビーム偏向手段１８に接続することができ、それによって、ビーム偏向手段１８は代替的に第２の位置または第３の位置を含むことができる。多開口撮像デバイスの切り替え可能な視野方向によって、特に前および後ろの視野方向を有する２つのカメラを使用するスマートフォンにおける従来のソリューションを、１つの構造に置き換えることができる。
図１０ａは、第１の動作状態にあるさらなる実施形態によるデバイス３０の概略側断面図を示す。図３ａ〜図３ｃに記載された装置２０と比較して、デバイス３０は、ハウジング２２の外縁２３と多開口撮像デバイス１１との間に配置された少なくとも部分的に透明なカバー３６を備える。少なくとも部分的に透明なカバーは、ビーム偏向手段１８に接続され、ビーム偏向手段１８の移動に基づいて移動するように構成されている。少なくとも部分的に透明なカバー３６は、例えば、ポリマーおよび／またはガラス材料を含むことができる。
言い換えれば、封入された容積（可動カバーガラス）を変更するオプションにより、除染からの保護のために光学素子の封入を可能にするデバイスを提供することができる。
図１０ｂは、第２の動作状態にあるデバイス３０の概略側断面図である。図９ｂのデバイス２０と比較して、少なくとも部分的に透明なカバーは、少なくとも部分的にハウジング容積２４から外に移動されている。これは、接続要素３４の回りでのビーム偏向手段の回転運動によって行うことができる。ビーム偏向手段１８は、光チャネルが少なくとも部分的に透明なカバーを通じて延伸するように、光チャネル１６の光路１７を偏向させるように構成されている。カバー３６は、ハウジング容積部２４内への粒子、塵芥および／または湿気の侵入を低減または防止するように構成される。ここで、カバー３６は、光路１７に対して透明および／または部分的に不透明に形成することができる。カバー３６は、例えば、電磁放射の特定の波長範囲に対して不透明であってもよい。光チャネルの光学素子の汚染が低いため、粒子、塵芥および／または湿気の量が減少することに起因して、デバイスの長い動作寿命および／または連続的に高い画像品質を得ることができることが、カバー３６の利点である。
図１０ｃは、デバイス３０の概略側断面図を示し、ビーム偏向手段１８が、画像センサ１２と光チャネル１６との間の光路１７の方向ｘに垂直で、光チャネル１６のアレイのライン延伸方向に垂直な方向ｚに垂直な方向ｙに沿って、任意選択のアクチュエータ３８と共に並進移動可能である。ビーム偏向手段１８はまた、回転運動に基づいて、例えばガイド、水平面などの周りの回転運動に基づいて、接続要素３４の周りで並進移動させることもできる。折り畳み（回転運動）は、手動でまたはアクチュエータを用いて行うことができる。任意選択のアクチュエータ３８は、ビーム偏向手段１８上に配置することができる。代替的に、アクチュエータ３８は、ハウジング２２とビーム偏向手段１８との間に配置することができる。アクチュエータ３８は、例えば、ハウジング２２と接続要素３４ａとの間、および／または接続要素３４ａとビーム偏向手段１８との間に配置することができる。ビーム偏向手段がハウジングのｘ方向に沿って並進運動することに起因して、ハウジング２２によって取り込まれることになる視野の影が減少することができることが有利である。
図１１ａは、第１の動作状態にある一実施形態によるデバイス４０の概略側断面図を示し、第１の位置では、ビーム偏向手段１８は、ハウジング２２のハウジング容積の内側に配置され、並進運動４２に基づいて、第１の位置から図１１ｂに概略的に示されている第２の位置まで移動されるように構成されている。図１１ａに示すように、ハウジングは、第１の動作状態において、ハウジング２２およびその中の開口部をそれぞれ閉じるカバー３２を備えることができる。ビーム偏向手段１８は、第１の動作状態において、ハウジング２２の内部の光路によって画定される方向ｘに垂直な最小の延伸を有するように、向けられ得る。
図１１ｂは、第２の動作状態にあるデバイス４０の概略側断面図である。ビーム偏向手段は、並進運動４２に基づいて、例えばｘ方向に沿ってハウジング容積２４から外方に移動される。このために、ビーム偏向手段１８は開口部２８を通じて動かすことができる。ビーム偏向手段１８は、回転軸４４の周りを回転可動である。第１の動作状態と第２の動作状態との間の並進運動の間、ビーム偏向手段１８は、回転軸４４の周りの回転運動を行うことができる。ビーム偏向手段の角度方向は、多開口撮像デバイスの光路によって使用されるビーム偏向手段の面積が、第１の動作状態と比較して増大するように、図１１ａの第１の動作状態と比較して修正することができる。回転軸４４を中心とする回転運動４６は、光路１６とビーム偏向手段１８との間で光路１７に対してビーム偏向手段１８を可変に傾けることを可能にし、したがって光チャネル１６の光路１７が偏向される方向を可変にすることができる。光チャネル１６は、光学素子６４ａ〜ｂを含むことができる。
ビーム偏向手段１８に加えて、光チャネル１６および／または画像センサ１２の光学素子６４ａ〜ｂは、第２の動作状態においてハウジング容積２４の外側に配置することができる。例えば、光チャネル１６の光学素子６４ａ〜ｂおよび／または画像センサ１２は、ビーム偏向手段１８と共に移動することができる。これは、特に第２の動作状態において、光チャネルの光学素子６４ａ〜ｂとビーム偏向手段１８との間の短距離から最短距離を可能にする。短距離は、ビーム偏向手段１８の小さな表面積を可能にする。距離が増加すると、光チャネル１６の散乱光路を完全に偏向させるためのビーム偏向手段１８の面積が必然的に大きくなる。短距離または最短距離に起因して、ビーム偏向手段１８はまた、小さい面積を有することもでき、より小さな部材を移動させなければならず、回転運動によって、ビーム偏向手段１８が配置されていない状態に対してはデバイスの厚さをわずかしか増やしてはならないか、またはまったく増やしてはならないため、これは有利である。小型であることは、例えば第１の動作状態において、設置スペースの要件に有利な効果も有する。
言い換えれば、線形チャネル構成を有する多開口カメラは、並置され、各々が全視野の一部分を伝達するいくつかの光チャネルを含む。有利には、結像レンズの前に、ビーム偏向のために使用することができるミラーが取り付けられ、設置高さの低減に寄与する。ファセットミラーのような、チャネルごとに適合されたミラーと組み合わせて、ここで、ファセットは平面であるかまたは任意の様式で湾曲し、または自由形態の領域が設けられている、有利には、光チャネルの結像光学素子が本質的に同一の構造になっており、一方で、チャネルの視野方向が、ミラーアレイの個々のファセットによって予め決定されることが可能である。ビーム偏向手段の表面は、少なくとも、光チャネルに割り当てられた反射ファセットにおいて鏡面反射される。チャネルの結像光学素子が、異なる視野方向がミラーファセットの角度およびそれぞれの光チャネルの実施態様によってもたらされるように、別様に実装されることも可能である。さらに、いくつかのチャネルがビーム偏向手段の同じ領域を使用し、したがってファセットの数がチャネルの数よりも小さいことが可能である。ここでは、偏向ミラーを旋回させることができ、回転軸は、例えばチャネルの延伸方向に平行に延伸する。偏向ミラーは、両面で反射性であり得、金属または誘電体層（シーケンス）が使用され得る。ミラーの回転は、１つまたは複数の方向に沿って同様または安定であり得る。回転運動に基づいて、ビーム偏向手段は、少なくとも第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり得、光路は各位置において異なる方向に偏向される。図９〜図９ｃのビーム偏向手段１８の位置について説明したのと同様の方法で、ビーム偏向手段を回転軸の周りで移動させることもできる。ハウジングカバー３２およびビーム偏向手段１８の並進運動に加えて、多開口撮像デバイスの部品およびすべての追加の構成要素は、それぞれ、同じ方向に並進的に共動することができ、同じまたは異なる走行範囲も可能である。
図１２ａは、デバイス５０の概略側断面図を示し、カバー３２がハウジング２２のハウジング側面２２ｂ上の移動要素３４を介して回転可動に配置されている。ビーム偏向手段１８は、走行台車４７に機械的に接続することができる。走行台車４７は、少なくともビーム偏向手段１８を移動させる機械的輸送手段と考えることができる。デバイス５０は、走行台車４７を並進移動させるように構成されたアクチュエータ３３を含むことができる。アクチュエータは、ステップモータ、圧電駆動装置またはボイスコイル駆動装置などの任意の駆動装置を含むことができる。アクチュエータ３３の代わりに、またはアクチュエータ３３に加えて、デバイス５０は、カバー３２およびハウジングを少なくとも、１つのハウジング側面２２ａに固定する機械的ロック３５を解放するように構成されたアクチュエータ３３’を含むことができる。ビーム偏向手段または走行台車４７は、ロック３３’が解放されたときに、ばね力によってハウジングから外方に駆動することができる。これは、ビーム偏向手段１８を第１の位置に維持するようにロック３５を構成できることを意味する。走行台車４７は、デバイス４０内に配置することもできる。これは、走行台車４７をカバー３２の並進運動のために使用することもできることを意味する。
図１２ｂは、デバイス５０の概略側断面図を示し、走行台車４７が移動４２の並進方向に沿って移動され、それによって、ビーム偏向手段１８がハウジング容積２４から外方に移動されている。画像センサ１２および／または光チャネル１６の光学素子は、走行台車４７に機械的に接続することもでき、ビーム偏向手段１８と共に同じ範囲まで移動させることができる。代替的に、画像センサ１２、および／または光チャネル１６の光学素子は、ビーム偏向手段１８よりも小さい範囲まで移動可能であり得、それによって、画像センサ１２、光学素子および／またはビーム偏向手段１８の間の距離が伸張中に増加する。代替的にまたは付加的に、画像センサ１２および／または光チャネルの光学素子は、ビーム偏向手段１８だけが走行台車４７によって移動されるように、ハウジングに対して静止して配置することができる。伸張中に画像センサ１２、光学素子および／またはビーム偏向手段１８の間の距離が増加することにより、第１の動作状態における構成要素の距離をより小さくすることが可能であり、それによって、多開口撮像デバイスをハウジング２２内に収容する設置スペース要件を小さくすることができる。
図１２ｃは、第２の動作状態にあるデバイス５０の概略側断面図である。ビーム偏向手段は、例えばデバイス４０について説明したように回転運動４６を行うために旋回させることができる。図１１ｂの文脈において説明したように、ビーム偏向手段１８の角度方向は、多開口撮像デバイスの光路によって使用されるビーム偏向手段の面積が、第１の動作状態と比較して増大するように、図１２ａの第１の動作状態または図１２ｂの状態と比較して修正することができる。光チャネル１６および画像センサ１２にそれぞれ対向するビーム偏向手段１８の側面は、それぞれこの方向に沿った画像センサ１２、および光チャネル１６の寸法Ａよりも大きい、例えばｙ方向に沿った、並進運動方向４２に垂直な寸法Ｂを有することができる。寸法Ｂは、例えば、アレイのライン延伸方向に対して垂直であり、光チャネルが当たる画像センサの表面に平行である。これにより、ビーム偏向手段１８により大きな光量を偏向させることができ、取り込まれるべき画像の輝度が高くなるという効果が得られる。図１２ａに示す位置では、延伸または寸法Ｂは、図１２ｃに示す位置またはビーム偏向手段１８が光路を別の視野方向に向ける位置よりも小さい。
図１３ａは、第１の動作状態にある一実施形態によるデバイス６０の概略側断面図を示す。ビーム偏向手段１８は第１の位置にある。デバイス４０ならびに図４ａおよび図４ｂに記載されたデバイスと比較して、デバイス５０は、カバー３２に接続され、並進運動方向４２に沿ってカバー３２とともに移動することができる、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂを備える。少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂは各々、ビーム偏向手段とハウジング２２との間でビーム偏向手段１８の異なる側に配置することができる。第１の動作状態では、カバー３６ａおよび３６ｂは、部分的にまたは完全にハウジング容積２４の中に配置することができる。カバー３６ａおよび３６ｂは、例えば、図１２ａ〜図１２ｃに示す走行台車４７上に配置することができ、または走行台車４７の透明領域とすることができる。
図１３ｂは、ビーム偏向手段１８が第１の位置と第２の位置との間の中間位置にある、デバイス６０の概略側断面図を示す。ビーム偏向手段の中間位置は、例えば、ビーム偏向手段１８のハウジング容積２４への引き込みまたはビーム偏向手段１８のハウジング容積２４からの伸張の間に得ることができる。ビーム偏向手段１８は、部分的にハウジング容積２４から外方に移動される。
図１３ｃは、ビーム偏向手段１８が第２の位置にある、すなわちビーム偏向手段１８が例えばハウジング容積２４から完全に伸張されているデバイス６０の概略側断面図を示す。少なくとも部分的に透明なカバー２６ａおよび３６ｂは、ハウジング２２ａおよび２２ｂの側面の間の相当する距離よりも小さい、互いに対する４８の距離を有する。
図１３ｄは、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂの間の距離が、図１３ａ〜図１３ｃと比較して拡大されている、デバイス６０の概略側断面図を示す。少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび／または３６ｂは、それぞれ並進運動方向５２ａおよび５２ｂに沿って、例えば、それぞれの他方の少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂから外方に面する正または負のｙ方向に沿って移動可能であり得る。図１３ａ〜図１３ｃに示す少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂの状態は、引き込み状態または折り畳み状態と考えることができる。図１３ｄに示された状態は、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂの間の距離４８’が、距離４８に対してそれぞれ変更および拡大された伸張状態または展開状態と考えることができる。距離４８’は、例えば、ハウジング２２の相当する側面の間の距離以上であり得る。ビーム偏向手段１８は、光路が、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂを通じて延伸するように、光チャネルの光路を偏向させるように構成されている。図１１ｂ、図１２ａおよび図１２ｂの文脈において説明したように、ビーム偏向手段１８の角度方向は、多開口撮像デバイスの光路によって使用されるビーム偏向手段の面積が、第１の動作状態と比較して増大するように、図１３ａの第１の動作状態または図１３ｂもしくは図１３ｃの状態と比較して修正することができる。代替的にまたは付加的に、拡大された距離４８’は、回転運動４６の範囲を増加させることができる。回転運動４６により、ビーム偏向手段１８は、少なくとも第１の位置とさらなる位置との間で切り替え可能であり得、各位置は、多開口撮像デバイスの視野方向に割り当てることができる。ミラーの回転は、１つまたは複数の方向に沿って同様または安定であり得る。多開口撮像デバイスの視野方向を変更するための回転移動４６は、図１９の文脈で説明した光学像安定化のためのビーム偏向手段１８の回転移動と組み合わせることができる。カバー３６ａおよび／または３６ｂは、多開口撮像デバイスの他の構成要素を封入することができる。
対向して配置されたカバー３６ａおよび／または３６ｂおよびその透明領域はそれぞれ、例えば、ビーム偏向手段の上方および／もしくは下方に、またはビーム偏向手段の任意の方向に沿って切り替え可能な絞りが導入されるように、切り替え可能な絞りを備えることができる。絞りは、カメラの動作状態および視野方向に応じて切り替えることができる。例えば、使用されていない多開口撮像デバイスの視野方向は、迷光の侵入を低減するために絞りによって少なくとも部分的に閉じることができる。絞りは、例えば、機械的に移動されてもよく、またはエレクトロクロミックであってもよい。絞りの影響を受ける領域には、付加的に、非使用の場合に光学構造を被覆する切り替え可能な絞りを設けることができる。絞りは電気的に制御可能であり得、エレクトロクロミック層（シーケンス）を含むことができる。絞りは、機械的に動かされる部分を含むことができる。この動きは、空気圧、液圧、圧電アクチュエータ、ＤＣモータ、ステップモータ、熱アクチュエータ、静電アクチュエータ、電歪アクチュエータおよび／または磁歪アクチュエータまたは駆動装置を用いて行うことができる。視野方向が絞りを貫通する多開口撮像デバイスの状態では、光チャネルの光路を通過させるように絞りを切り替えることができる。これは、多開口撮像デバイスが第１の動作状態と第２の動作状態とを有することができることを意味する。ビーム偏向手段は、第１の動作状態の光チャネルの光路を、カバー３６ａの第１の透明領域を通過するように偏向させることができる。第２の動作状態では、光チャネルの光路は、カバー３６ｂの第２の透明領域を通過するように偏向させることができる。第１の絞り５３ａは、第２の動作状態において第１の透明領域を光学的に少なくとも部分的に閉じるように構成することができる。第２の絞り５３ｂは、時折、第１の動作状態において第２の透明領域を光学的に少なくとも部分的に閉じるように構成することができる。このようにして、多開口撮像デバイスの現在の視野方向ではない方向からの迷光の入射を低減することができ、これは画質に有利な効果をもたらす。第１の絞り５３ａおよび／または第２の絞り５３ｂは、少なくとも１つ、少なくとも２つまたはすべての光チャネルに対して有効であり得る。例えば、多開口撮像デバイスの少なくとも１つ、少なくとも２つまたはすべての光チャネルは、光チャネルの光路が第１の透明領域を通って導かれるときに第１の絞りを通過することができ、光チャネルの光路が第２の透明領域を通って導かれるときに第２の絞りを通過することができる。
図２および図３によるビーム偏向手段を展開するための機構を、並進運動のための機構と組み合わせることが可能である、すなわち、混合形態が生じ得ることに留意されたい。場合によって撮像モジュール、すなわち光チャネル、その光学素子および／または画像センサがハウジング容積から外方に移動されるように、ハウジングの展開および／またはビーム偏向手段の伸張を実施することができる。ビーム偏向手段の角度変化は、多開口撮像デバイスの厚さ方向への延伸を大きくすることを可能にすることができ、および／または、ビーム偏向手段が妨げられないように光路を「前」および「後ろ」に向けて偏向させることができる。カバー３６のようなカバーガラスは、展開または伸張した要素に対して固定することもできる。カバーガラスは、任意の平面または非平面の表面を有することができる。
図１４は、３つの多開口撮像デバイス１１ａ〜ｃを有する一実施形態によるデバイス７０の概略斜視図を示す。多開口撮像デバイス１１ａ〜ｃは、それぞれの並進移動方向４２ａ〜ｃに沿って並進移動可能であり得る。多開口撮像デバイス１１ａ〜ｃは、ハウジング２２の二次面２２ｃ〜ｆに配置することができる。ハウジングは、平らに形成することができ、これは、第１のハウジング方向、例えばｘ方向に沿ったハウジング２２の第１の伸長、および第２のハウジング方向、例えばｚ方向に沿ったハウジング２２の第２の伸長が、ｙ方向のような第３のハウジング方向に沿ったハウジング２２の第３の延伸と比較して、少なくとも３倍、少なくとも５倍または少なくとも７倍の寸法を有することができることを意味する。ハウジング２２の主面２２ａおよび／または２２ｂは、第１の寸法および第２の寸法を有することができ、例えば、空間内でｘ／ｚ平面に平行に配置することができる。二次面２２ｃ〜ｆは、主面２２ａおよび２２ｂを接続することができ、それぞれ、それらの間に配置することができる。
多開口撮像デバイス１１ａおよび１１ｂは、ハウジング２２の同じ面２２ｄ内または上に配置することが可能であり、立体視目的などのために、例えば、互いに対するベース距離ＢＡを有することができる。３つ以上のモジュールも可能である。このようにして、多開口撮像デバイス１１ｃならびに少なくとも１つのさらなる多開口撮像デバイス１１ａおよび／または１１ｂの使用によって、全視野を、例えば、立体視的にまたはより高次に取り込むことができる。多開口撮像デバイス１１ａ、１１ｂおよび／または１１ｃは個別に移動可能であり得る。代替的に、２つ以上のモジュールがシステム全体として共に移動可能でもあり得る。
以下で詳細に説明するように、デバイス７０は、少なくとも立体視的に全視野を取り込むように構成することができる。全視野は、例えば、主面２２ａもしくは２２ｂの一方に配置されるが、または二次面２２ｃ〜ｆに配置することもできる。例えば、多開口撮像デバイス１１ａ〜ｃが各々、全視野を取り込むことができる。多開口撮像デバイス１１ａ〜１１ｃは、互いから空間的に離間して図示されているが、多開口撮像デバイス１１ａ、１１ｂおよび／または１１ｃは、空間的に隣接してまたは組み合わせて配置することもできる。可能性として単一のライン内に配置される撮像デバイス１１ａおよび１１ｂのアレイは、例えば、図２０ｂの文脈で説明されているように、互いに横並びにまたは互いに平行に配置することができる。アレイは、互いに対してラインを形成することができ、各多開口撮像デバイス１１ａおよび１１ｂは、単一ラインアレイを含む。撮像デバイス１１ａおよび１１ｂは、共通のビーム偏向手段および／または光チャネルの光学素子の共通のキャリアおよび／または共通の画像センサを備えることができる。
図１５は、デバイス７０ならびに多開口撮像デバイス１１ａおよび１１ｂの一区画の拡大斜視図を示す。デバイス７０は、第２の動作状態にある。多開口撮像デバイス１１ａおよび／または１１ｂは、例えば、元のハウジング側面を越えて突出する。ビーム偏向手段１８ａおよび１８ｂは、少なくとも部分的にかつハウジング容積の外側の並進運動方向４２ａおよび４２ｂに基づいて移動される。代替的に、第２の動作状態では、多開口撮像デバイス１１ａ〜ｃのビーム偏向手段の一部分のみをハウジング２２のハウジング容積から外方に移動させることができる。
多開口撮像デバイス１１ａ〜ｂは、例えば、各々４つの光チャネル１６ａ〜ｄおよび１６ｅ〜ｈを備える。ビーム偏向手段１８ａおよび１８ｂは各々、それぞれ光チャネル１６ａ〜ｄおよび１６ｅ〜ｈのそれぞれ光路１７ａ〜ｄおよび１７ｅ〜ｈを偏向するように構成されている。以下で詳細に説明するように、他の多開口撮像デバイスは、異なる数の光チャネルを有することができる。多開口撮像デバイス１１ａ〜ｂは、同じまたは異なる数の光チャネルを有することができる。
多開口撮像デバイス１１ａおよび１１ｂは各々、それぞれ照明手段５４ａおよび５４ｂならびに５４ｃおよび５４ｄを備えている。照明手段５４ａ〜ｄは、取り込まれるべき全視野を少なくとも部分的に照明するように構成され、例えば、各々、取り込まれるべき全視野（物体領域）の中心を照明するように構成され得る。一実施形態によれば、それぞれ照明手段５４ａまたは５４ｂおよび５４ｃまたは５４ｄの少なくとも１つは、それぞれ光チャネル１６ａ〜ｄおよび１６ｅ〜ｄの中心視野方向に沿って全視野を照明するように配置することができる。全視野は、それぞれ少なくとも１つの光チャネル１６ａ〜ｄおよび１６ｅ〜ｈによって各々取り込まれる異なる部分視野を含むことができる。光チャネル１６ａ〜ｄまたは１６ｅ〜ｈの中心視野方向は、例えば、視野方向の幾何学的平均または視野方向の中央値であり得る。
照明手段５４ａ〜ｂおよび５４ｃ〜ｄは、それぞれの多開口撮像デバイス１１ａまたは１１ｂのフラッシュライトとして動作することができ、任意の光源を含むことができる。有利には、光源は、断熱空間要件が低く、エネルギー要件が低いため、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）として構成することができる。さらなる実施形態によれば、多開口撮像デバイスは、照明手段を含まなくてもよく、１つ、または３つ以上の照明手段５４ａ〜ｄを含んでもよく、多開口撮像デバイスの照明手段５４ａ〜５４ｄの数は、１つのデバイスの他の多開口撮像デバイスと異なってもよく、または同じであってもよい。照明手段５４ａ〜ｄの少なくとも１つは、いくつかの物体領域を照明するように構成することができる。このようにして、光は、例えば、照明手段によって１つまたは複数の方向に選択的に放出することができる。照明手段は、多開口撮像デバイスの少なくとも２つの視野方向に沿って光を放出することができる。このために、照明手段は、少なくとも２つの光源を備えることができる。光源は、デバイスの対向する両側で発光することができる。例えば、１つの光源を各々、走行台車４７の上および下、前および後ろならびに／または左および右の面に搭載することができ、ビーム偏向手段１８の選択される向き、したがって動作状態に従って取り込まれるべき物体領域に対向するその側面の光源（複数可）のみが使用され、その方向に光を放出する。上記の前、後ろ、上および下ならびに左または右の用語は単に例示の目的のために役立つものであり、限定的な意味で理解されるべきではない。これは、これらの用語が空間における各向きと相互に交換可能であるためである。これは、例えば、光源５４ｉを走行台車４７ｂの前および後ろに配置することができ、ビーム偏向手段１８ｂの位置に応じて、それぞれの光源を使用することができることを意味する。他方の反対の光源は、未使用のままにすることができる。
例えば、照明手段５４ａおよび５４ｂは、多開口撮像デバイス１１ａのビーム偏向手段１８ａと画像センサ１２ａとの間に配置される。ビーム偏向手段１８は、照明手段５４ａおよび／または５４ｂによって放出される照明放射、例えばフラッシュ光を偏向するように構成することができる。照明手段５４ａ〜ｂは、ハウジング容積の内部でデバイス７０の第１の動作状態および第２の動作状態に配置することができる。照明放射は、光路１７ａ〜ｄの少なくとも一部分であり得る。図示されているように、例えば、多開口撮像デバイス１１ｂについて、照明手段５４ｃおよび／または５４ｄは、走行台車４７ｂ上でビーム偏向手段の横に配置することができる。照明手段５４ｃおよび５４ｄは、並進運動４２ｂと共にハウジング２２内に、またはハウジング２２の外に移動することができる。照明手段はデバイス７０の文脈で記載されているが、本明細書に記載の他のデバイスまたは多開口撮像デバイスも照明手段を備えることができる。
照明手段５４ｃおよび５４ｄは、走行台車４７ａに機械的に接続することができ、したがって、第１の動作状態では容積４２内に配置することができ、したがって、ユーザに見えないように配置することができる。代替的におよび／または付加的に、照明手段５４ａおよび５４ｂは、ハウジング２２の内部に静止して配置することができる。走行台車４７ｂの移動は、照明手段５４ｃおよび５４ｄの移動をもたらすことができる。
それぞれビーム偏向手段１８ａおよび１８ｂと共に、光学素子１６ａ〜ｄまたは１６ｅ〜ｆおよび場合によっては画像センサ１２ａおよび１２ｂはそれぞれ、それぞれ走行台車４７ａおよび４７ｂの移動によってハウジング容積から外方に移動することができる。
言い換えれば、追加の照明（フラッシュ光）を実現するためのＬＥＤを可動部に搭載することができる。ここで、ＬＥＤは、チャネルの中心方向において放射するように配置することができ、ビーム偏向手段は、放射を偏向させるために使用されるさらなる領域をそれぞれ提供することができる。
図１６は、第２の動作状態を含む一実施形態によるデバイス９０の概略斜視図を示す。ビーム偏向手段１８は、取り付け要素５６ａおよび５６ｂによって多開口撮像デバイスに接続することができる。取り付け要素５６ａおよび５６ｂは、走行台車の一部とすることができる。
図１７ａは、第１の動作状態にある一実施形態によるデバイス１００の概略斜視図を示す。カバー３２は、ハウジング主面および／またはハウジング二次面、例えばハウジング平面２２ｃを有する一平面を形成することができる。カバー３２とハウジング側２２ｃとの間には、隙間がなく、または約１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、または０．１ｍｍ以下のわずかな隙間が、カバー３２とハウジング面２２ｃとの間に配置され得、それによって、カバー３２とハウジング面２２ｃとの間の遷移はなく、または、ほとんど目立たない。簡単に言えば、カバー３２は見えないものであり得る。
図１７ｂは、第２の動作状態にあるデバイス１００の概略図を示す。ビーム偏向手段１８は、ハウジング容積の外側の第２の位置を含む。外部から見ると、拡張された多開口撮像デバイスは、不活性ハウジングフレームによってすべての側面を囲まれ得、および／またはボタンのような外観を有することができる。デバイス１００は、例えば、図１７ａによるカバー３２の機械的圧力の間に機械的ロックを解放するように構成され、それによって、ビーム偏向手段が、例えばばね力に基づいてハウジング２２の外に移動することができる。機械的圧力は、例えば、アクチュエータおよび／または指圧のようにユーザによって生成することができる。ビーム偏向手段は、アクチュエータによってまたは機械的圧力によって第２の位置から第１の位置へ再び移動され、そこでロックを作動させることができる。アクチュエータは、例えば、アクチュエータ３３または３３’とすることができる。言い換えれば、移動は手動で行うことも可能であり、それによって、ユーザは部品または全体のシステムを自分自身でそれぞれ引き込みまたは伸長および折り畳みまたは展開する。移動は特に、手動操作とばね力の効果との組み合わせであってもよい。このようにして、ユーザは、カメラをスイッチオフするために、スマートフォンのようなデバイスのハウジング内に手動で部品およびシステム全体を折り畳みまたはシフトさせ、それによってばねを圧縮し、ロック機構がこの位置を維持する。例えばスマートフォン上の適切なソフトウェアによってカメラをスイッチオンすると、切り替え可能なロック機構が、電気リレーのような適切な制御可能機構によって解放され、ばねのばね力が、それぞれカメラの部品およびシステム全体の伸張および展開を行う。さらに、ハウジングのカバー形成部分、伸長可能および／または傾動可能部分および／またはそれに基づくさらなる機構は、このカバーに対する（指）圧力がロックを解放し、部品またはシステム全体がそれぞれ伸張または展開し、場合によってはデバイス上の画像取り込みソフトウェアが起動するように、実装することができる。側面のハウジングの一部を形成することができる共動カバーは、外側から見える不活性ハウジングによって全側面を囲まれ得、または全高さ（＝ハウジングの厚さ方向）にわたって側面を遮断することができる。
図１７ｃは、ハウジング２２の主面の間の二次面２２ｃに連続的な間隙が形成されるようにカバー３２が形成されている図１７ａの代替形態の概略図を示す。これにより、図１７ａに示す４つのギャップの代わりに２つだけがハウジング２２内で知覚され得ることが可能になる。伸張可能なまたは折り畳み可能なカバー３２および／またはさらなるカバーは、平らなハウジングの１つまたは複数の側面にハウジング２２の部分（複数可）として形成することができる。
以下では、実施形態に従って使用することができる多開口撮像デバイスのいくつかの可能な実施形態を参照する。
図１８ａ〜図１８ｃは、本発明の一実施形態による多開口撮像デバイス１１を示す。図１８ａ〜図１８ｃの多開口撮像デバイス１１は、並置された光チャネル１６ａ〜ｄの単一ラインアレイ１４を含む。各光チャネル１６ａ〜ｄは、デバイス１１の全視野７２のそれぞれの部分視野７４ａ〜ｄを、画像センサ１２のそれぞれ割り当てられた画像センサ領域５８ａ〜ｄ上に投影するための光学素子６４ａ〜ｄを含む。画像センサ領域５８ａ〜ｄは、例えば、各々、それぞれのピクセルアレイを含む１つのチップから形成することができ、チップは、図１８ａ〜図１８ｃに示すように、それぞれ共通の基板および共通のプリント回路基板６２上に搭載することができる。代替的に、画像センサ領域５８ａ〜ｄが各々、画像センサ領域５８ａ〜ｄにわたって連続的に延伸する共通のピクセルアレイの一部から形成されることも可能であり、共通ピクセルアレイは、例えば単一のチップ上に形成される。例えば、画像センサ領域５８ａ〜ｄ内の共通ピクセルアレイのピクセル値のみが読み出される。２つ以上のチャネルのための１つのチップ、および、また他のチャネルのためのさらなるチップの存在など、これらの代替形態の異なる混合も可能である。画像センサ１２のいくつかのチップの場合には、例えば、１つまたは複数のプリント回路基板上に、例えば、すべて一緒に、またはグループごとなどに、これを取り付けることができる。
図１８ａ〜図１８ｃの実施形態では、４つの光チャネル１６ａ〜ｄがアレイ１４のライン延伸方向に互いに横一列に配置されているが、数４は単に例示的なものであり、１よりも大きい任意の他の数であってもよい。その上、アレイ１４はまた、ライン延伸方向に沿って延伸するさらなるラインを含むことができる。
光チャネル１６ａ〜ｄの光軸および光路１７ａ〜ｄはそれぞれ、画像センサ領域５８ａ〜ｄと光学素子６４ａ〜ｄとの間で互いに平行に延伸する。このために、画像センサ領域５８ａ〜ｄは、例えば、共通平面内に配置され、また光学素子６４ａ〜ｄの光学中心に配置される。両方の平面は、互いに平行であり、すなわち画像センサ領域５８ａ〜５８ｄの共通平面に平行である。さらに、画像センサ領域５８ａ〜ｄの平面上に垂直な投影において、光学素子６４ａ〜ｄの光学中心は画像センサ領域５８ａ〜ｄの中心と一致する。言い換えれば、これらの平行な平面において、一方における光学素子６４ａ〜ｄおよび画像センサエリア５８ａ〜ｄがライン延伸方向に同じ反復距離で配置される。
画像センサ領域５８ａ〜ｄと割り当てられた光学素子６４ａ〜ｄとの間の像側距離は、像センサ領域５８ａ〜ｄ上の投影が所望の物体距離に設定されるように調整される。この距離は、例えば、光学素子６４ａ〜６４ｄの焦点距離以上の範囲、例えば、光学素子６４ａ〜６４ｄの焦点距離の１倍〜２倍の範囲内であり、これらは両方とも包括的である。画像センサ領域５８ａ〜ｄと光学素子６４ａ〜ｄとの間の光軸１７ａ〜ｄに沿った像側距離は、ユーザによって手動で、または自動焦点制御を介して自動的に調整することもできる。
さらなる措置を講じなければ、光チャネル１６ａ〜ｄの部分視野７４ａ〜ｄはそれぞれ光路および光軸１７〜ｄの平行性に起因して本質的に完全に重なり合う。より大きい全視野７２をカバーし、それによって、部分視野７４ａ〜７４ｄが空間的に単に部分的にのみ重なるように、ビーム偏向手段１８が設けられている。ビーム偏向手段１８は、光路１７ａ〜ｄおよび光軸をそれぞれチャネル個別の偏差を伴って全視野方向７６に偏向させる。全視野方向７６は、例えば、それぞれビーム偏向の前およびビーム偏向がない場合、アレイ１４のライン延伸方向に垂直で光軸１７ａ〜ｄの過程に平行な平面に平行に延伸する。例えば、全視野方向７６は、光軸１７ａ〜ｆから、ライン延伸方向を中心として、＞０°かつ＜１８０°であり、例えば８０〜１００°であり、例えば、９０°とすることができる角度だけ回転することによって生じる。したがって、部分視野７４ａ〜ｄの全カバレッジに対応するデバイス１１の全視野は、光軸１７ａ〜ｄの方向にある画像センサ１２とアレイ１４との直列接続の延伸方向にはなく、ビーム偏向に起因して、全視野は、デバイス１１の設置高さが測定される方向、すなわちライン延伸方向に垂直な予行方向において画像センサ１２およびアレイ１４の側にある。さらに、ビーム偏向手段１８は、各光路および各光チャネル１６ａ〜ｄの光路を、それぞれ、上述の方向７６をもたらす偏向からチャネル個別の偏差を伴って偏向させる。このために、ビーム偏向手段１８は、各チャネル１６ａ〜ｄの反射ファセット６８ａ〜ｄを備える。ファセットは互いに対してわずかに傾いている。ファセット６８ａ〜ｄの相互の傾斜は、ビーム偏向手段１８によるビーム偏向の間に部分視野７４ａ〜ｄがわずかに部分的に重なり合うように、部分視野７４ａ〜ｄにわずかな発散がもたらされるように選択される。ここでは、図１８ａに例示的に示すように、個々の偏向は、部分視野７４ａ〜７４ｄが全視野７２を二次元的にカバーするように、すなわち全視野７２内に二次元的に配置されるように設計することもできる。
これまで説明したデバイス１１に関する詳細の多くは、単に例示的に選択されたものであることに留意されたい。これはすでに、例えば、上述した光チャネルの数について触れた。ビーム偏向手段１８は、上述とは異なるように形成することもできる。例えば、ビーム偏向手段１８は必ずしも反射性である必要はない。ビーム偏向手段は、透明なプリズムウェッジの形態のように、ファセットミラーの形態とは異なって実施することもできる。この場合、例えば、平均ビーム偏向は０°であり、すなわち、方向７６は、例えば、ビーム偏向の前に、またはビーム偏向がなければ、光路１７ａ〜ｄに平行であってもよく、または言い換えれば、デバイス１１は、ビーム偏向手段１８にもかかわらず、依然として「真っ直ぐ見通す」ことができる。ビーム偏向手段１８によるチャネル個別の偏向はここでも、部分視野７４ａ〜７４ｄの空間角度範囲に関して＜１０％の重なりを有する対のように、部分視野７４ａ〜７４ｄがわずかにしか重ならないという効果を有する。
また、光路および光軸は、それぞれ、説明した平行から逸脱する可能性があり、光チャネルの光路の平行は依然として、個々のチャネル１６ａ〜Ｎによってカバーされ、それぞれの画像センサ領域５８ａ〜ｄ上に投影される部分視野がそれぞれ、さらなる措置、すなわちビーム偏向なしにほぼ重なり合うように個別のものであり、それによって、多開口撮像デバイス１１によってより大きい全視野をカバーするために、ビーム偏向手段１８は、Ｎ個の光チャネル１６ａ〜Ｎの部分視野の重なり合いがより少なくなるように、光路に追加の発散を提供する。ビーム偏向手段１８は、例えば、全視野が、光チャネル１６ａ〜Ｎの個々の部分視野の開口角の１．５倍を超える開口角を有するという効果を有する。光路１７ａ〜ｄの何らかの種類の前発散によって、例えば、すべてのファセットの傾斜が異なるのではなく、例えばチャネルの何らかのグループが、例えば、同じ傾斜を有するファセットを有することも可能である。後者はこのとき、ライン延伸方向に隣接するこのチャネルグループに割り当てられる仮想的に１つのファセットとして、それぞれ一体的にかつ連続的に融合して形成されてもよい。これらのチャネルの光軸の発散はこのとき、チャネルの光学素子の光学中心と画像センサ領域との間の光学中心の横方向オフセットまたはプリズム構造もしくは非共軸レンズ区画によって得られる、これらの光軸の発散に起因する。前発散は、例えば、１つの平面に限定することができる。それぞれビーム偏向の前に、またはビーム偏向されない場合、光軸は、例えば、共通の平面内ではあるが、その平面内で発散して延伸することができ、ファセットは、他の横断面における追加の発散にのみ影響を及ぼし、すなわち、すべてライン延伸方向に平行であり、上述の光軸の共通平面とは異なるだけで互いに傾斜しており、ここでもまた、いくつかのファセットは同じ傾斜を有することができ、または、その光軸が異なる、例えば、それぞれビーム偏向の前におよびビーム偏向されない場合に、対をなす光軸の上述した共通平面内に既に存在するチャネルのグループにともに割り当てることができる。
ビーム偏向手段を省くか、または、ビーム偏向手段を平面ミラーなどとして実施する場合、全発散は、一方の光学素子の光学中心と他方の光学素子の光学中心との間の横方向オフセットによって、または、プリズム構造もしくは非共軸レンズ区画によって達成することができる。
例えば、存在し得る、上述した前発散は、ライン延伸方向および／またはライン延伸方向と画像センサ法線の両方に垂直な方向に沿ってチャネル固有の様式で画像センサ平面内の上述した直線上の点からずれる点などにおいて、画像センサ領域の中心が、画像センサ平面内の当該直線上の点に対する画像センサ領域の平面の法線に沿った光学中心の投影からずらして配置されている間に、光学素子の光学中心がライン延伸方向に沿った直線上にあることによって得ることができる。代替的に、前発散は、ライン延伸方向および／またはライン延伸方向と光学素子中心面の法線の両方に垂直な方向に沿ってチャネル固有の様式で光学素子中心面内の上述した直線上の点からずれる点などにおいて、光学素子の中心が、光学素子中心面内の直線上の点に対する光学素子の光学中心の平面の法線に沿った画像センサの光学中心の投影からずらして配置されている間に、画像センサの中心がライン延伸方向に沿った直線上にあることによって得ることができる。上述したそれぞれ投影からのチャネル固有の逸脱が単にライン延伸方向にのみ延伸すること、すなわち、共通平面内の光軸のみに前発散が与えられることが好ましい。光学中心と画像センサ領域中心は両方とも、このときライン延伸方向に平行であるが、その間の間隙が異なる直線上にある。比較すると、ライン延伸方向に対して垂直な横方向におけるレンズと画像センサとの間の横方向のオフセットは、設置高さの拡大をもたらす。ライン延伸方向における純粋な面内オフセットは、設置高さを変化させることはないが、結果としてファセットを少なくする可能性があり、かつ／または、ファセットが、１つの角度方向に傾斜するだけになって、構造が単純化する。
これは、共通キャリア上に保持された光学素子の場合について、図１８ｄおよび図１８ｅに例示されており、一方では隣接チャネル１６ａおよび１６ｂ、ならびに、他方では隣接チャネル１６ｃおよび１６ｄが、共通の平面内に延伸し、互いに対して斜めになっている、すなわち、前発散を与えられている光軸１７ａおよび１７ｂならびに１７ｃおよび１７ｄを含む。それぞれのファセット対の間の点線によって示されているように、ファセット６８ａおよび６８ｂは、１つのファセットによって形成することができ、ファセット６８ｃおよび６８ｄは、別のファセットによって形成することができ、２つのファセットのみが１つの方向において傾けられているに過ぎず、両方がライン延伸方向に平行である。個々のファセットが、空間方向において１つの傾斜のみを含むことも可能である。
さらに、いくつかの光チャネルが、または、それぞれの部分視野がこれらチャネルによって走査される解像度を高めるために、超解像などのために、同じ部分視野に割り当てられるようにすることができる。そのようなグループ内の光チャネルは、このとき、例えば、ビーム偏向の前に平行に延伸し、１つのファセットによって部分視野に偏向される。有利には、グループのチャネルの画像センサのピクセル画像は、このグループの異なるチャネルの画像センサのピクセルの画像の間の中間位置にある。
超解像度の目的でさえなく、単に立体的な目的のためにも、直に隣接するチャネルのグループが、それらの部分視野によってライン延伸方向において全視野を完全にカバーこと、および、直に隣接するさらなるグループチャネルも全視野を完全にカバーし、両方のチャネルグループの光路がそれぞれ基板およびキャリア６６を通過する実施態様が可能である。これは、多開口撮像デバイスが、場合によっては完全に全視野を取り込むように構成された第１の複数の光チャネルを含むことができることを意味する。多開口撮像デバイスの第２の複数の光チャネルは、同じく全視野を場合によっては完全に取り込むように構成することができる。このようにして、全視野は、第１の複数の光チャネルおよび第２の複数の光チャネルによって少なくとも立体的に取り込むことができる。第１の複数の光チャネルおよび第２の複数の光チャネルは、共通の画像センサに衝突することができ、共通のアレイ（アレイ光学素子）を使用することができ、および／または共通のビーム偏向手段によって偏向することができる。個々のカメラのアレイとは対照的に、例えば合焦および／または画像安定化に関して１つのデバイスとしてともに制御することができる連続アレイカメラが形成され、これは、すべてのチャネルが同時に、かつ同じアクチュエータを使用することによって影響を受けるため、有利である。さらに、モノリシック構造から、特に温度変化の間にアレイ全体の機械的安定性に関して利点が得られる。これは、個々のチャネルの部分画像からの全画像の組み立てのために、および、異なる複数のチャネル１６によって視野を複数回走査することによってステレオ、三重、四重などのシステムにおける使用中に３次元物体データを得るために有利である。
以下の議論では、レンズ面がまた、画像センサ領域５８ａ〜５８ｆの共通平面に平行である光学素子６４ａ〜６４ｄについて説明する。以下で説明するように、光チャネル１６ａ〜ｄの光学素子６４ａ〜ｄのレンズは、１つまたは複数のレンズホルダを介して基板６６の主面６６ａに取り付けられ、基板６６を介して互いに機械的に接続される。特に、複数の光チャネル１６ａ〜ｄの光路１７ａ〜ｄは、基板６６を通じて延伸する。したがって、基板６６は、少なくとも部分的に透明材料から形成され、板状であるか、または例えば平らな主面６６ａおよび同じく平らな対向する主面６６ｂを有する平行六面体または他の凸体の形状を有する。主面は、好ましくは光路１７ａ〜ｄに垂直に位置決めされる。以下に説明するように、実施形態によれば、光学素子のレンズが基板と一体的に形成されることに基づく、純粋な平行六面体形状からの逸脱が生じる可能性がある。
図１１ａ〜ｃの実施形態における平坦なキャリア基板６６は、例えば、ガラスまたはポリマーからなる基板である。例えば、キャリア基板６６は、ガラスプレートを含むことができる。基板６６の材料は、高い光透過性および低温度係数、または硬度、弾性もしくは捩れ加群などのさらなる機械的特性の態様に従って選択することができる。
基板６６は、光路の単純な平面部分として形成することができ、付加的なレンズが、光路上に直接取り付けられることはない。さらに、開口もしくは迷光絞りなどの絞りおよび／またはＩＲブロックフィルタなどのフィルタ層が、基板表面に取り付けられ得、または、絞りおよびフィルタ層をその表面に取り付けることができる異なる基板のいくつかの層から構成することができ、これは、ここでも、例えば、それらのスペクトル吸収に関して、チャネル毎に異なり得る。
基板６６は、画像センサによって取り込まれ得る電磁スペクトルの異なる領域において、特に非定常吸収において異なる特性を有する材料からなることができる。
図１８ａ〜ｃの実施形態では、各光学素子６４ａ〜ｄは３つのレンズを含む。ただし、レンズの数は自由に選択可能である。数は、１，２、または任意の他の任意の数にすることができる。レンズは凸状であってもよく、例えば凸状または凹状のレンズ形状をもたらすために、球面、非球面または自由形状の領域のような１つの光学的に突出した機能領域、または２つの対向する機能領域を含んでもよい。また、いくつかの材料からなるレンズを構成することなどによって、いくつかの光学的に有効なレンズ領域も可能である。
図１８ａ〜ｃの実施形態では、各光チャネル１６ａ〜ｄの第１のレンズ７８ａ〜ｄまたは光学素子が主面６６ａ上に形成される。レンズ７８ａ〜ｄは、例えば基板６６の主面６６ａ上に成形することによって製造されており、例えばＵＶ硬化性ポリマーのようなポリマーからなる。成形は、例えば成形工具によって行われ、アニーリングは、例えば、温度および／またはＵＶ放射によって行われる。
図１８ａ〜ｃの実施形態では、各光学素子６４ａ〜ｄは、さらなる第２のレンズ８２ａ〜ｄおよび第３のレンズ８４ａ〜ｄを有する。例示的に、これらのレンズは、それぞれのレンズホルダの内部で軸方向に延伸する管状のレンズホルダ８６ａ〜８６ｄを介して相互に固定され、接着または他の接合技術などによって、それらを介して主面６６ｂに固定される。レンズホルダ８６ａ〜ｄの開口部８８ａ〜ｄは、例えば、レンズ８８ａ〜ｄおよび８４ａ〜ｄがそれぞれ取り付けられている円筒形の内部に円形断面を与えられている。したがって、各光学素子６４ａ〜ｄについて、レンズは光路１７ａ〜ｄのそれぞれの光軸上で同軸である。レンズホルダ８６ａ〜ｄはまたそれぞれ、それぞれの光軸に沿って、その長さにわたって変化する断面を有することもできる。ここで、断面は、画像センサ１２までの距離が減少するにつれて、ますます大きくなる矩形または正方形の形状を有することができる。したがって、レンズホルダの外形も開口部の形状と異なり得る。レンズホルダの材料は光吸収性であることができる。図１１ｄおよび図１１ｅに関連して上記で説明した傾斜光学素子によれば、レンズホルダは、非回転対称的および／または非同軸的に構成することもできる。
上記レンズホルダを介して取り付けることは、例えば、レンズホルダによって保持されるレンズのレンズ頂点が基板６６から離間されるように行われる。
すでに上述したように、基板６６は両面が平坦であり、したがって屈折力効果を有しないことが可能である。しかし、基板６６が、接続されるべき部材、例えば、個々のレンズまたはハウジング部品を接続する、接続されるべき部材の形状適合および／または圧力嵌めの位置整合を容易にする凹部または突起のような機械的基板を含むことも可能である。例えば、図１８ａ〜ｃの実施形態では、基板６６は、それぞれの光学素子６４ａ〜ｄのレンズホルダ８６ａ〜ｄのチューブのそれぞれの端部が取り付けられている位置において、主面６ｂに対する取り付けを容易にするか、または、配向を容易にする構造を有することができる。これらの構造は、例えば、それぞれのレンズホルダ８４ａ〜８４ｄの側面が係合することができる基板に面するそれぞれのレンズホルダの側面の形状に対応する円形凹部または異なる形状を有する凹部であり得る。円形のものではない他の開口部断面、したがって、それに対応して恐らく他のレンズ開口が可能であることを再度強調すべきである。
したがって、図１８ａ〜図１８ｃの実施形態は、個々のレンズを含むカメラモジュールの従来の構造を有せず、個々のレンズを保持するために、それらを完全に包囲する不透明なハウジングキャリアを有しない。むしろ、上記の実施形態は、基板キャリアとして透明体６６を使用する。それらは、それらの投影光路が貫通するために、いくつかの隣接する光チャネル１６ａ〜ｄにわたって延伸している。これは投影に干渉せず、設置高さも増加しない。
しかしながら、図１８ａ〜ｃの実施形態を変更するための異なる選択肢に注目すべきである。例えば、基板６６は、必ずしも、多開口撮像デバイス１１のすべてのチャネル１６ａ〜ｄにわたって延伸する必要はない。上記とは対照的に、各光学素子６４ａ〜６４ｄが、図１８ｆに示すように、両側面６６ａおよび６６ｂにレンズホルダによって保持されたレンズを含むことが可能である。
また、主面６６ａ上にレンズ８２ｅ〜ｈのみが存在する、すなわち他方の側面６６ｂ上にレンズ８２ａ〜ｄおよび／または８４ａ〜ｄが存在しないことも可能であり、ならびに、他方の側面６６ａ、すなわち、画像センサ１２に面する側面、すなわち６６ａではなく、画像センサ１２から外方に面する基板６６の側面上にレンズ８２ａ〜ｄおよび／または８４ａ〜ｄを設けることも可能である。また、レンズキャリア８６ａ〜８６ｈのレンズの数を自由に選択することもできる。したがって、ただ１つのレンズまたは３つ以上のレンズがそのような１つのキャリア８６ａ〜ｈ内に存在することができる。図１８ｆに示すように、レンズが、それぞれ、それぞれの側面６６ａおよび６６ｂ上のそれぞれのレンズキャリア８６ａ〜ｄおよび８６ｅ〜ｈを介して、両方の側面６６ａおよび６６ｂにそれぞれ取り付けられることが可能であり得る。
図１９は、図１８ａ〜図１８ｃの多開口撮像デバイス１１が、以下に説明する１つまたは複数の追加の手段によって補完され得ることを例示的に示す。
例えば、図１９は、アレイ１４のライン延伸方向に平行な回転軸４４の周りでビーム偏向手段１８を回転させる手段９２が存在することができることを示している。回転軸４４は、例えば、光路１７ａ〜ｄの平面内にあり、または、光学素子６４ａ〜ｄの直径の４分の１未満だけ当該平面から離れている。代替的に、回転軸が、１つの光学素子の直径未満または４つの光学素子の直径未満など、さらに離れていることも可能である。手段９２は、例えばユーザによる多開口撮像デバイス１１の振れを補償するために、例えば、１°未満または１０°未満または２０°未満の範囲内のようなわずかな小さい角度範囲内で短い応答時間でビーム偏向手段１８を回転させるために設けられてもよい。この場合、手段９２は画像像安定化制御装置によって制御される。
代替的にまたは付加的に、手段９２は、より大きな角度調整によって部分視野７４ａ〜ｄ（図１８ａ）の全カバレッジによって規定される全視野の方向を変えるように構成することができる。ここで、例えば、ビーム偏向手段１８を両面が反射性のミラーアレイとして形成することによって、全視野がデバイス１１に対して反対方向に配置されるビーム偏向手段１８の回転によって偏向を得ることがさらに可能である。
ここでも、代替的にまたは付加的に、デバイス１１は、ライン延伸方向に沿って、基板６６によって光学素子６４ａ〜ｄを並進移動させ、および、基板６６自体を並進移動させ、したがって光学素子６４ａ〜６４ｄを並進移動させるための手段９４を備えることができる。手段９４は、例えば、ライン延伸方向に沿った動き９６によって、ミラー偏向デバイス１８の回転によってもたらされる画像安定化に対して横方向の画像安定化を得るために、上述の画像安定化制御装置によって制御することもできる。
さらに、代替的にまたは付加的に、デバイス１１は、被写界深度の調整を得るために、画像センサ１２と光学素子６４ａ〜６４ｄとの間、および画像センサ１２とキャリア６６との間の像側距離を変更する手段９８を備えることができる。手段９８は、手動のユーザ制御またはデバイス１１の自動焦点制御および焦点合わせ手段によってそれぞれ制御することができる。
したがって、手段９４は、基板６６のサスペンションとして機能し、好ましくは、図１９に示すように、設置高さを増加させないために、ライン延伸方向に沿って基板６６の横方向に並んで配置される。これは、設置高さを増加させないために光路の平面内に配置されることが好ましい手段９２および９８にも当てはまる。手段９８は、ビーム偏向手段１８に接続することもでき、画像センサ１２と光学素子６４ａ〜６４ｄとの間の像側距離を変化させるときに、光学素子６４ａ〜ｄとビーム偏向手段１８は本質的に一定または一定のままであるように、これらを同時にまたはほぼ同時に動かすことができる。手段９２、９４および／または９８は、空気圧、液圧、圧電アクチュエータ、ＤＣモータ、ステップモータ、熱アクチュエータ、静電アクチュエータ、電歪アクチュエータおよび／または磁歪アクチュエータまたは駆動装置に基づいて実装することができる。
光学素子６４ａ〜６４ｄは、すでに述べた透明基板などを介して、一定の相対位置で相互に保持することができるだけでなく、好ましくは設置高さを増加させず、したがって、好ましくはそれぞれ構成要素１２，１４および１８の平面内ならびに光路の平面内に延伸する適切なフレームなどを介して、ビーム偏向手段に対しても保持することができる。相対位置の一貫性は、手段９８が、例えば、光学手段６４ａ〜ｄをビーム偏向手段と共に光軸に沿って並進移動させるように、光軸に沿った光学素子とビーム偏向手段との間の距離に制限され得る。光学素子／ビーム偏向距離は、チャネルの光路が、ビーム偏向手段１８のセグメントによって横方向に制限されないように、最小限の距離に設定することができ、これによって、そうでなければセグメント６８ａ〜ｄは、光路を制限しないために、横方向の延伸に関して最大の光学／ビーム偏向手段の距離のための寸法にされなければならないため、設置高さが低減される。さらに、上述のフレームの相対的位置の一貫性により、光学素子およびビーム偏向手段をｘ軸に沿って互いに堅固に保持することができ、それによって、手段９４は光学手段６４ａ〜ｄをビーム偏向手段とともに、ライン延伸方向に沿って並進移動させる。
上述した光チャネルの光路を偏向させるビーム偏向手段１８は、多開口撮像デバイス１１の光学像安定化制御装置のビーム偏向手段１８の回転運動を発生させるためのアクチュエータ９２と共に、二次元における画像および全視野の安定化を可能にする、すなわち、基板６６の並進運動による、ライン延伸方向に本質的に平行な第１の画像軸に沿った画像安定化と、ビーム偏向手段１８の回転運動を生成することによる、ビーム偏向の前に、および、ビーム偏向されない場合に光軸に本質的に平行に、または、偏向された光軸が考慮されるときは光軸およびライン延伸方向に垂直に延伸する第２の画像軸に沿った画像安定化とを可能にする。さらに、説明された構成は、焦点調整、したがって自動合焦機能を実現するために使用することができる、記載されたアクチュエータ９８などによって、ライン延伸方向に垂直な記述されているフレームに固定されたビーム偏向手段およびアレイ１４の並進運動を行うことができる。
第２の画像軸に沿った像安定化を得るための回転運動の代替として、またはそれに加えて、画像センサ１２とアレイ１４との間の並進的な相対運動も実施することができる。この相対移動は、例えば、手段９４および／または手段９８によって提供することができる。
完全性を期すために、上記の陳述に関して、画像センサ領域を介して取り込むときに、デバイスが、画像センサ領域上のチャネルによって投影されるチャネル当たりシーンの１つの画像を取り込むこと、ならびに、デバイスが全視野内でシーンに対応する全画像に画像を組み立てもしくは接合し、かつ／または、深度マップを生成するための、および、再合焦（実際の取り込み後の画像鮮明度領域の決定）、全焦点画像、仮想グリーンスクリーン（前景と背景との分離）などのようなソフトウェア実現のための、物体シーンの３Ｄ画像データおよび深度情報などの追加データを提供するプロセッサを任意選択的に有することを留意されたい。後者のタスクは、プロセッサによって、または外部的に実行することもできる。しかし、プロセッサは、多開口撮像デバイスの外部の構成要素を表すこともできる。
図２０ａは、例えば、携帯電話、スマートフォンまたはメディアプレーヤなどのポータブルデバイス１３０の平坦なハウジング内に、上述した代替形態のデバイス１１をインストールすることができ、その後、例えば、画像センサ１２の平面および画像センサ領域、ならびに、光チャネル１６の光学素子のレンズ面が、平坦なハウジングの平坦な延伸方向に対して垂直に、かつ厚さ方向に平行に向けられることを示す。このようにして、例えば、ビーム偏向手段１８には、多開口撮像デバイス１１の全視野が、例えば、モニタをも備える平坦なハウジングの正面１０２の前にあるという効果がある。代替的に、視野が、正面１０２に対向する平坦なハウジングの後面の前にあるように、偏向も可能である。ハウジング内のデバイス１１の図示された位置に起因して、ハウジングの厚さに平行なデバイス１１の設置高さは低く維持することができるため、デバイス１３０のハウジング２２およびデバイス自体は平坦にすることができる。切り替え可能性はまた、側面１０２に対向する側面に窓が設けられ、例えば、ビーム偏向手段が２つの位置の間で移動され、後者が、例えば前および後ろで鏡面反射し１つの位置から他方の位置へと回転されるミラーとして、または、１つの位置のためのファセットのセットと、他方の位置のためのファセットの別のセットとを有するファセットミラーとして実施され、ファセットのセットは、ライン延伸方向において互いに隣り合っており、ビーム偏向手段をライン伸長方向に沿って前後に並進移動させることにより位置の間の切り替えが行われる。車のような別の、場合によっては携帯不可能なデバイスへのデバイス１１の設置も可能である。
チャネルの部分視野が同じ視野をカバーするいくつかのモジュール１１は、例えば立体視などのために、両方のモジュールにとって同じライン延伸方向に沿ってベース距離ＢＡ（図１４参照）をもってデバイス１３０内に、完全に、かつ任意選択的にさらには一致して設置することができる。３つ以上のモジュールも可能である。モジュール１１のライン延伸方向は、非共線であってもよく、単に互いに平行であってもよい。しかしながら、上述したように、デバイス１１およびモジュールはまたそれぞれ、グループ内の同じ全視野を完全にカバーするようにチャネルを設けられてもよいことに再度留意されたい。モジュールは、１つまたは複数の行（複数可）／列（複数可）またはデバイスの任意の位置に配置することができる。いくつかのモジュールが配列されている場合、モジュールは同じ様式でまたは別様にされてもよい。第１のモジュールは、例えば、全視野の立体的取り込みを行うように構成することができる。第２のモジュールは、単純な取り込み、立体的な取り込みまたはより高次の取り込みを実行するように構成することができる。
代替の実施形態では、上述の実施形態と比較してビーム偏向手段を省略することもできることに留意されたい。使用される部分視野の部分的な相互の重なりのみが望まれる場合、これは、例えば、画像センサ領域の中心とそれぞれのチャネルの光学素子の光学中心との間の相互の横方向のオフセットによって得ることができる。明らかに、図１９によるアクチュエータは依然として使用可能であり、手段９２の代替物として、例えば、アクチュエータ９４が付加的に、光学素子およびキャリア６６をそれぞれ並進移動させることができる。
再び、言い換えれば、上述の実施形態は、並置された光チャネルの単一ラインアレイを有する多開口撮像デバイスを示し、多重開口撮像デバイスの光路のいずこかに、チャネルにわたって延伸する、例えばガラスまたはポリマーの基板が、安定性を改善するために延伸する。さらに、基板は、正面および／または背面にレンズを含むことができる。レンズは、（ホットスタンピングによって製造されるような）基板の材料から作製されてもよく、またはその上に成形されてもよい。基板上になく、個別に取り付けられるさらなるレンズが、基板の前および後ろにあってもよい。１つの構造内に、ライン延長方向に沿って、およびライン延伸方向に垂直に、いくつかの基板が存在することができる。ここで、いくつかの基板を光路に沿ってレンズに直列に接続すること、すなわち、フレームなどを介して、いかなる結合動作も必要とせずに、別様に互いに所定の位置関係にそれらを保つことも可能である。このようにして、上記の例に従って、ここでは例として図１８ｂに従って、レンズを装填することができる基板６６、および、上記の実施形態に従ってレンズを充填することもできる、すなわち、とりわけ、レンズホルダを介して主面６６ａおよび／または６６ｂに取り付けられているが、ここでは例示的に一体的に製造されて示されている、レンズを有する基板のように、使用されるキャリア基板の２倍の数の主面がレンズを提供しまたは取り付けるために利用可能であり、それぞれによって、レンズは両方の側面６６ａおよび６６ｂ上に形成されるが、平行六面体の基板６６の材料とは異なる材料の成形レンズ、および、側面６６ａおよび６６ｂのうちの一方の上のみのレンズも可能である。両方の基板は透明であり、主面６６ａおよび６６ｂを通る光路が貫通している。したがって、上記の実施形態は、単一ラインチャネル構成を有するそのような多開口撮像デバイスの形態で実施することができ、各チャネルは、全視野のうちの部分視野を伝達し、部分視野は部分的に重複する。３Ｄ画像取り込みのためのステレオ、三重、四重などの構造のためのそのような多開口撮像デバイスを有する構造が可能である。ここで、複数のモジュールは、１つの連続したラインとして実装することができる。連続ラインは、同一のアクチュエータおよび共通のビーム偏向要素を使用することができる。場合によって光路内に存在する１つまたは複数の機械的に強化する基板が、ステレオ、三重、四重構造を形成することができる全ラインにわたって延伸することができる。いくつかのチャネルが同じ部分画像領域を投影する、超解像の方法を使用することができる。ビーム偏向ユニット上に必要とされるファセットがより少なくなるように、ビーム偏向手段を用いずに、光軸がすでに発散しているように延伸することもできる。ここで、有利には、ファセットは１つの角度成分のみを有する。画像センサは、一体的にすることができ、１つの連続したピクセルマトリクスのみ、または、複数の中断されたピクセルマトリクスを含むことができる。画像センサは、例えばプリント回路基板上に並置された多くの部分センサから構成することができる。ビーム偏向要素が光学素子と同期して動かされるか、または静止しているように、合焦手段の自動焦点駆動装置を実装することができる。前発散が存在しない場合、実施形態は、画像センサ１２とビーム偏向手段１８との間で本質的にまたは完全に平行に延伸する光路を提供する。
図２０ｂは、例えばデバイス１３０に配置することができる第１の多開口撮像デバイス１１ａと第２の多開口撮像デバイス１１ｂとを含む概略構造を示す。２つの多開口撮像デバイス１１ａおよび１１ｂは、共通の多開口撮像デバイス１１を形成することができ、共通の画像センサ１２および／または共通アレイ１４を備えることができる。単一ラインアレイ１４ａおよび１４ｂは、例えば共通アレイ１４内の共通ラインを形成する。画像センサ１２ａおよび１２ｂは、共通の画像センサ１２を形成することができ、例えば、共通のプリント回路基板または共通のフレックスボードなどの、共通の基板および共通の回路キャリア上に搭載することができる。代替的に、画像センサ１２ａおよび１２ｂは、異なる基板を含むこともできる。共通の画像センサ、共通のアレイ、および／または共通のビーム偏向手段１８を含む多開口撮像デバイス、ならびに、別々の構成要素を備えるさらなる多開口撮像デバイスのような、これらの代替形態の様々な組み合わせも可能である。少数のアクチュエータを制御することにより、高精度でそれぞれの構成要素の動きを得ることができ、アクチュエータ間の同期を低減または防止することができることが、共通の画像センサ、共通の単一ラインアレイおよび／または共通のビーム偏向手段の利点である。さらに、高い熱安定性を得ることができる。代替的にまたは付加的に、さらなる多開口撮像デバイスがまた、共通のアレイ、共通の画像センサ、および／または共通のビーム偏向手段を備えてもよい。多開口撮像デバイス１１の構造は、例えば、異なる部分多開口撮像デバイス１１ａおよび１１ｂの光チャネルが同じ部分視野に向けられているときに、全視野または部分視野の立体的取り込みに使用することができる。同様に、さらなる部分多開口撮像デバイスは、共通の多開口撮像デバイスに一体化することができ、それによって、ステレオよりも高次の取り込みが可能である。
図２１は、本明細書に記載の実施形態に従って使用することができる３Ｄ多開口撮像デバイス１４０を示す。３Ｄ多開口撮像デバイスは、図２１に示すように、２つの構成要素１２１および１２２、すなわち、「右」の光チャネル１６１のための構成要素１２１と、「左」のチャネル１６２のための他の構成要素１２２とに分割することができる画像センサを有する。右の光チャネル１６１および左の光チャネル１６２は、図２１の例では同一に構成されているが、デバイス１４０の視野内のシーンに関して可能な限り多くの深度情報を得るために、ベース距離ＢＡだけ互いに横方向にずれて配置されている。例えば、３Ｄ多開口撮像デバイスは、２つ以上の多開口撮像デバイス１１によって形成することができる。したがって、左側から１番目の位置にある、インデックス１を有する参照番号を有する要素は、デバイス１４０の右側チャネルの第１の構成要素１または第１のモジュール、すなわちモジュール１に属し、したがって、左側から１番目の位置にある、インデックス２を有する参照番号を有する要素は、デバイス１４０の左側チャネルの第２の構成要素２または第２のモジュール、すなわちモジュール２に属する。図２１のモジュールの数は２であるが、デバイスは、互いに対してそれぞれのベース距離を置いて配置されたより多くのモジュールを有することもできる。
図２１の例示的なケースでは、の各複数の光チャネル１６１および１６２は、４つの並置された光チャネルを含む。個々の「右」のチャネルは、第２の添え字インデックスによって区別される。チャネルは、右から左にインデックス付けされている。すなわち、明瞭化のために部分的に省略されていることに起因して図２１には示されていない光チャネル１６１１は、例えば、左右のチャネルが外側右縁においてベース距離ＢＡだけ互いからオフセットして配置されているベース距離方向１０８に沿って配置されており、すなわち、複数の左側チャネル１６２から最も離れており、他の右側チャネル１６１２〜１６１４は、ベース距離方向１０８に沿って後続する。したがって、チャネル１６１１〜１６１４は、ライン延伸方向がベース距離方向１０８に対応する、光チャネルの単一ラインアレイを形成する。左側チャネル１６２も同様に構成されている。これも、第２の添え字インデックスによっても区別される。左側チャネル１６２１〜１６２４は、互いに隣り合って、右側チャネル１６１１〜１６１４のように同じ方向に互いに後続し、すなわち、チャネル１６２１が右側チャネルに最も近く、チャネル１６２４が右側チャネルから最も離れて配置される。
右側チャネル１６１１〜１６１４の各々は、図２１に示すように、１つのレンズ系から構成することができるそれぞれの光学素子を含む。代替的に、各チャネルがレンズを含んでもよい。各光チャネル１６１１〜１６１４は、図２１ａの文脈で説明したように重なり合う全視野７２の重なり合う部分視野７４ａ〜ｄの１つを取り込む。チャネル１６１１は、例えば、部分視野７４１１を画像センサ領域５８１１上に投影し、光チャネル１６１２は、部分視野７４１２を画像センサ領域５８１２上に投影し、光チャネル１６１３は、割り当てられた部分視野７４１３を、図２１には見えない画像センサ１２のそれぞれの画像センサ領域５８１３上に投影し、光チャネル１６１４は、割り当てられた部分視野７４１４を、被覆されているために同じく図２１には見えないそれぞれの画像センサ領域５８１４上に投影する。
図２１において、画像センサ１２の画像センサ領域５８１１〜５８１４および画像センサ１２の構成要素１２１は、それぞれ、ベース距離方向ＢＡに平行でかつライン延伸方向１０８と平行な平面内に配置され、光チャネル１６１１〜１６１４の光学素子のレンズ面もこの平面に平行である。さらに、画像センサ領域５８１１〜５８１４は、横方向のチャネル間距離１１０をもって配置され、これによって、光チャネル１６１１〜１６１４の光学素子もこの方向に配置され、それによって、光チャネル１６１１〜１６１４の光軸および光路は、画像センサ領域５８１１〜５８１４と光学素子１６１１〜１６１４との間で互いに平行に延伸する。例えば、画像センサ領域５８１１〜５８１４の中心と、光チャネル１６１１〜１６１４の光学素子の光学中心とは、画像センサ領域５８１１〜５８１４の上述の共通平面に垂直に延伸するそれぞれの光軸上に配置される。
光チャネル１６１１〜１６１４の光軸および光路はそれぞれ、ビーム偏向手段１８１によって偏向され、したがって発散が与えられ、これには、光チャネル１６１１〜１６１４の部分視野７４１１〜７４１４が部分的にのみ重なり合い、それによって、例えば部分視野７４１１〜７４１４が空間角度的な意味において最大で５０％重なり合うという効果がある。図２１に示すように、ビーム偏向手段１８１は、例えば各光チャネル１６１１〜１６１４に対して、チャネル１６１１〜１６１４の間で互いに別様に傾斜している反射ファセットを含むことができる。画像センサ面に対する反射ファセットの平均傾斜は、ビーム偏向の前に、および、ビーム偏向されない場合に、例えば、光チャネル１６１１〜１６１４の光学素子の光軸が延伸する平面に垂直な方向において、右側チャネル１６１１〜１６１４の全視野をデバイス１８１によって偏向させるか、または、この垂直な方向から１０°未満だけ逸れる。代替的に、ビーム偏向手段１８１は、光チャネル１６１１〜１６１４の個々の光軸および光路のビーム偏向のためにプリズムを使用することもできる。
ビーム偏向手段１８１は、光チャネル１６１１〜１６１４の光路に発散を与え、それによって、実際に方向１０８において直線的に互いに隣接して配置されているチャネル１６１１〜１６１４が、全視野７２を二次元的にカバーする。
光路および光軸はまた、それぞれ、説明した平行から逸脱する可能性があり、ただし、光チャネルの光路の平行は依然として、個々のチャネル１６１１〜１６１４によってカバーされ、それぞれの画像センサ領域５８１１〜５８１４上に投影される部分視野がそれぞれ、ビーム偏向のようなさらなる措置なしにほぼ重なり合うように個別のものであり得、それによって、多開口撮像デバイス１４０によってより大きい全視野をカバーするために、ビーム偏向手段１８は、チャネル１６１１〜１６１４の部分視野の重なり合いがより少なくなるように、光路に追加の発散を提供することに留意されたい。ビーム偏向手段１８１は、例えば、全視野が、光チャネル１６１１〜１６１４の部分視野のそれぞれの平均開口角の１．５倍よりも大きい、すべての方位角およびすべての横方向にわたって平均化された開口角を有する。
左側チャネル１６２１〜１６２４は、右側チャネル１６１１〜１６１４と同じ方法で構成され、それぞれの割り当てられた画像センサ領域５８２１〜５８２４に対して位置決めされ、ここで、チャネル１６１１〜１６１４の光軸と同じ平面内で互いに平行に延伸する光チャネル１６２１〜１６２４の光軸は、対応するビーム偏向手段１８２によって偏向され、それによって、光チャネル１６２１〜１６２４は、ほぼ一致して、すなわち、全視野７２が二次元的に分割され、重なり合っており、各々が、右側チャネル１６１１〜１６１４のそれぞれのチャネルのそれぞれの部分視野７４１１〜７４１４とほぼ完全に重なる部分視野７４２１〜７４２４において、全視野７２を取り込む。例えば、部分視野７４１１および部分視野７４２１は、ほぼ完全に重なっており、部分視野７４１２および７４２２はほぼ完全に重なっている、などである。画像センサ領域５８１１〜５８２４は、例えば、各々、図１８の画像センサ１２について説明したように、１つのチップから形成することができる。
上記の構成要素に加えて、３Ｄ多開口撮像デバイスは、３Ｄ多開口撮像デバイス１０によって右側光チャネル１６１１〜１６１４によって取り込むときに取り込まれた画像を第１の全画像にマージするタスクを有するプロセッサ１１２を備える。対処されなければならない問題は、以下の通りである。すなわち、右側チャネル１６１１〜１６１４の隣接チャネル間のチャネル間距離１１０に起因して、画像領域５８１１〜５８１４内のチャネル１６１１〜１６１４による取り込み中に取り込まれた画像は、互いに単純かつ並進的に動かすことができず、互いの上に置くことができない。言い換えれば、これらを容易に結合することはできない。互いに対応するが異なる画像に存在する、同じシーンを取り込むときの画像センサ領域５８１１〜５８１４の画像におけるそれぞれ方向Ｂ、１０８および１１０に沿った横方向のオフセットは、視差と呼ばれる。対応する画像内容の視差はここでも、シーン内のこの画像内容の距離、すなわちデバイス１４０からのそれぞれの物体の距離に依存する。プロセッサ１１２は、画像センサ領域５８１１〜５８１４自体の画像間の視差を評価して、これらの画像を互いにマージして第１の全画像、すなわち「右側全画像」にすることを試みることができる。しかしながら、チャネル間距離１１０が存在し、したがって問題を引き起こすという欠点があるが、チャネル間距離１１０も比較的小さく、それによって、深度分解能および推定値はそれぞれ単に不正確であるだけである。したがって、例えば、相関によって、画像センサ領域５８１１〜５８１２の画像間の重なり領域１１４のような、２つの画像間の重なり領域において対応する画像内容を決定する試みは困難である。
したがって、マージのために、図２１のプロセッサは、部分視野７４１１と７４１２との間の重なり領域１１４において、一対の画像における視差を使用し、画像のうちの１つは、左側チャネル１６２１または１６２２のうちの１つによって取り込まれており、その投影されている第２の部分視野、すなわち、それぞれ７４２１および７４２２は、重なり領域１１４と重なる。例えば、画像センサ領域５８１１および５８１２の画像をマージするプロセス１１２は、一方が画像センサ領域５８２１または５８２２のうちの１つによって取り込まれている画像であり、および、もう一方が重なり領域１４０に含まれるチャネルによって取り込まれている画像、すなわち画像センサ領域５８１１または５８１２のうちの１つによって取り込まれた画像である画像の視差を評価する。そして、そのような対は、ベース距離ＢＡ±１つのチャネルベース距離１１０またはチャネルベース距離１１０なしのベース距離を有する。後者のベース距離は、単一のチャネルベース距離１１０よりも著しく大きく、これが、プロセッサ１１２にとって重なり領域８６内で視差を決定することがより容易である理由である。したがって、右側チャネルの画像をマージするために、プロセッサ１１２は、左側チャネルの画像によって生じる、好ましくは、排他的にではなく、右側チャネルのうちの１つの画像と左側チャネルのうちの１つの画像との間の視差を評価する。
より具体的には、プロセッサ１１２は、画像５８１１から多かれ少なかれ直接的に右側チャネルの他の部分視野のいずれかと重ならない部分視野７４１１の部分を取り、画像センサ領域５８１２〜５８１４の画像に基づいて、部分視野７４１２，７４１３、および７４１４の重なり合わない領域に対して評価を実行することが可能であり、画像センサ領域５８１１〜５８１４の画像は、例えば、同時に取り込まれている。部分視野７４１１および７４１２のような隣接する部分視野の重なり領域のみにおいて、プロセッサ１１２は、全視野７２における重なりが重なり領域において重複する画像対の視差を使用するが、複数のチャネルのうちの１つだけが右側チャネルのうちの１つによって取り込まれており、他の１つのチャネルは、ここでも同時などに、左側チャネルのうちの１つによって取り込まれている。
しかしながら、代替の手順によれば、プロセッサ１１２が、一対の画像間の視差の評価に従って右側チャネルのすべての画像をワープすることも可能であり、それらの一方は右側チャネルによって取り込まれており、他方は左側チャネルによって取り込まれている。このようにして、例えば、右側チャネルの画像のためにプロセッサ１１２によって計算される全画像は、１つの画像が右側チャネルの１つによって取り込まれ、別の画像が左側チャネルの１つによって取り込まれている場合に、部分視野７４１１〜７４１４の重なり合わない領域についても、プロセッサ８５によって画像対の視差を評価することによって、視野右側チャネルの部分視野７４１１〜７４１４の重なり領域だけでなく、同様に、例えば、右側チャネル１６１１〜１６１４の間で横方向において中央にある焦点上で仮想的な様式で重なり合わない領域においても、仮想的に「ワープ」し得る。
図２１の３Ｄ多開口撮像デバイス１４０は、右側チャネルの画像から全画像を生成することができるだけでなく、図２１の３Ｄ多開口撮像デバイス１４０は、ある動作モードにおいて、第１のチャネルの全画像に加えて、左側チャネルの画像の全画像を生成し、および／または右側チャネルの全画像に加えて、深度マップを生成することもできる。
第１の代替形態によれば、プロセッサ１１２は、例えば、左側光チャネル１６２１〜１６２４および画像センサ領域５８２１〜５８２４によって取り込まれる画像を、第２の全画像、すなわち左側チャネルの全画像にマージし、それによって、左側光チャネルの部分視野７４２１〜７４２４の横方向に隣接する視野の重なり領域において、一対の画像内の視差を使用することが可能であり、それら複数のうちの１つだけが、右側光チャネル１６１１〜１６１４によって取り込まれており、部分視野７４２１〜７４２４の対のそれぞれの重なり領域と重なり合い、他の１つは、好ましくは、部分視野がそれぞれの重なり領域と重なる左側光チャネルの１つによって取り込まれる。
したがって、第１の代替形態によれば、プロセッサ１１２は、１つの取り込みのための２つの全画像、すなわち右側光チャネルのための１つ、左側光チャネルのための１つを出力する。これらの２つの全画像は、例えば、ユーザの２つの目に別々に供給することができ、その結果、取り込まれたシーンの三次元印象をもたらすことができる。
他の上述の代替形態によれば、プロセッサ１１２は、右側チャネルの全画像に加えて、それぞれの右側チャネルによって取り込まれた画像と、左側チャネルの１つによって取り込まれたさらなる画像とを含む少なくとも右側チャネル１６１１〜１６１４の各々少なくとも一対を含む画像の対の視差を使用することによって、深度マップを生成する。
深度マップがプロセッサ１１２によって生成される一実施形態では、深度マップに基づいて右側チャネルによって取り込まれたすべての画像について上述のワープを実行することも可能である。深度マップは、全視野７２にわたる深度情報を含むため、右側チャネルによって取り込まれたすべての画像、すなわち、それらの重なり領域だけでなく、非重なり領域においても取り込まれたすべての画像を、それぞれの仮想共通開口点および仮想光学中心上でワープすることが可能である。
２つの代替形態は両方ともプロセッサ１１２によって処理することもできる。プロフェッサは最初に、上述したように、右側チャネルの画像の間の重なり領域において右側チャネルの画像をマージするときに、それらのうちの１つが左側チャネルに属する画像対からの視差をも使用し、また、左側チャネルの画像の間の重なり領域において左側チャネルの画像をマージするときに、それらのうちの１つが右側チャネルに属する画像対からの視差をも使用して、異なる視点からの全視野内のシーンを表すように得られる全画像から、右側チャネルおよび左側光チャネルの光学素子の光学的中心の間にあるが、可能性として排他的ではなく、仮想的な視野のための、および仮想光学中心について、それらの間の中心にある全画像のような、割り当てられた深度マップを有する全画像を生成することによって、２つの全画像、すなわち、右側光チャネルのためのものと左側の光チャネルのための他方のものを生成することができる。深度マップを計算し、２つの全画像のうちの１つをワーピングするか、または仮想視野における両方の全画像をワープしてマージするために、プロセッサ８５は、仮想的に、それぞれ左および右の個々の画像の先行するマージからの中間結果として、右および左の全画像を使用する。ここでは、プロセッサは、深さマップを取得し、そのワーピングまたはワーピング／マージを実施するために、２つの中間結果の全画像における視差を評価した。
プロセッサ１１２は、例えば画像領域の相互相関によって一対の画像における視差の評価を行うことに留意されたい。
一方では左側チャネルの部分視野による、および、他方では右側チャネルの部分視野による、全視野７２の異なるカバレッジにおいて、場合によっては５つ以上のチャネル（左側チャネルまたは右側チャネルへの割り当てに関わらず）が、例えば、右側チャネルの部分視野および左側チャネルの部分視野が各々列および行において配列されていた以前の例の、行方向または列方向に隣接する部分視野の重なり領域間の相互重なりにおいてもそうであったように、重なり合うことに留意されたい。一般に、視差源の数について、これは
であることが適用され、Ｎは、部分視野の重なりを有するチャネルの数に関する。
上記の説明に加えて、プロセッサ１１２は、任意選択的に、それぞれのチャネルの透視投影欠陥のチャネルごとの補正も行うことに留意されたい。
図２１の実施形態は、多くの点で例示的なものであったことに留意されたい。これは、例えば、光チャネルの数に関係する。右側光チャネルの数は、４でなくてもよく、何らかの形で２以上であるか、または両方の値を含んで２と１０との間であり、右側光チャネルの部分視野の重なり領域は、各部分視野またはそれぞれの部分視野に対する最大重複を有する各チャネルの各チャネルが考慮される限り、これらすべての対の表面積に関して、例えば、画像平面内で、すなわち、画像センサ領域の平面内で測定される、画像領域５８１１〜５８１４によって取り込まれる画像の平均画像サイズの１／２と１／１０００との間であり得る。例えば、左側チャネルにも同じことが適用される。しかし、その数は右側チャネルと左側チャネルとで異なることがある。これは、左側光チャネルの数ＮＬおよび右側光チャネルＮＲが同じである必要はなく、全視野７２の左側チャネルの部分視野および右側チャネルの部分視野への分割は、図２１の場合とほぼ同じである必要はないことを意味する。部分視野およびそれらの重なりに関して、これは、より大きい重なりを有するすべての対について、それぞれ１０ｍの画像距離および物体距離が考慮される限り、部分視野が互いを少なくとも２０ピクセル投影するようなものであり得、これは、右側チャネルと左側チャネルの両方に適用することができる。
上記の説明とは対照的に、左の光チャネルおよび右側光チャネルがそれぞれ単一ライン内に形成される必要はない。左側チャネルおよび／または右側チャネルは、光チャネルの二次元アレイを形成することもできる。さらに、単一ラインアレイが共線のライン延伸方向を有する必要はない。しかし、図２１の構成は、光チャネル、すなわち右側チャネルと左側チャネルの両方の光軸がビーム偏向の前およびビーム偏向がない場合にそれぞれ延伸する平面に垂直な最小設置高さをもたらすため、有利である。画像センサ１２に関して、これを１つ、２つ、または複数のチップから形成することができることはすでに述べた。例えば、画像センサ領域５８１１〜５８１４および５８２１〜５８２４あたり１つのチップを設けることができ、複数のチップの場合、これは、左側チャネルおよび左側チャネルの画像センサのための１つのプリント回路基板、ならびに、右側チャネルの画像センサのための１つのプリント回路基板のような、１つまたは複数のプリント回路基板上に取り付けることができる。
したがって、図２１の実施形態では、右側チャネルまたは左側チャネルのチャネル内に隣接するチャネルを可能な限り密に配置することが可能であり、最適な場合、チャネル距離１１０はレンズの直径に対応する。この結果として、チャネル距離が小さくなり、したがって、視差が低くなる。しかしながら、一方における右側チャネル、および、他方における左側チャネルは、大きな視差を実現できるように、互いに対する任意の距離ＢＡで配置することができる。全体として、アーティファクトが低減された、またはアーティファクトのない画像融合、および、受動的光学撮像システムを用いた深度マップの生成の選択肢がある。
上記の例と比較して、チャネル１６１および１６２の２つのみを超えるグループを使用することが可能である。グループの数は、Ｎによって示され得る。この場合、１グループ当たりのチャネル数が同じであり、部分視野への全視野分割もすべてのグループについて同じであるとすると、例えば、グループ１６１の部分視野の重なり領域あたり
の視差源の数がもたらされる。既に上述したように、チャネルのグループに対する異なる全視野分割も可能である。
最後に、上記の説明では、単にプロセッサ１１２が右側チャネルの画像をマージする例示的なケースが使用されていることに留意されたい。上述したように、プロセッサ１１２によって、両方のチャネルグループおよびすべてのチャネルグループについて、または左のものなどについても、同じプロセスを実行することができる。
図２２ａは、多開口撮像デバイス１５０の一実施形態を示す。好ましくは、画像センサ領域５８ａ〜ｄは、共通平面、すなわち、光チャネル１６およびそれらの光学素子の画像平面内に配置される。図２２ａにおいて、この平面は、以下の説明を単純化するために、図２２ａに示され、参照番号１１５が与えられているデカルト座標系のｚ軸およびｙ軸がまたがる平面に例示的に平行である。
光チャネルの線形アレイにおいて、多開口撮像デバイス１５０の延伸は、画像センサ１２および光学素子６４によって底部に向かって制限されるため、ライン延伸方向に沿ってレンズの直径よりも大きい。多開口撮像デバイス１５０の最小延伸は、画像センサ１２の光学素子６４に対するｚ軸に沿った、すなわち、光チャネル１６ａ〜ｄの光軸および光路に沿った相互の配置によって決定されるように、ｚ軸に沿った最小延伸よりも小さいが、単一ラインアレイとしての光チャネル１６ａ〜ｄの実施態様に起因して、ライン延伸方向ｚに垂直な横方向ｙにおける多開口撮像デバイスの最小延伸よりも大きい。後者は、場合によってホルダ６６を含む、ｙ軸に沿った光学素子６４ａ〜ｄの延伸のような、各個々の光チャネル１６ａ〜ｄの横方向の延伸によって与えられる。
上述したように、図２２ａの実施形態では、光軸１７ａ〜ｄは、それぞれ、例えば、図２２ａに示すように、光学素子６４ａ〜ｄにおいてそれぞれビーム偏向手段１８による偏向の前に、および、偏向されない場合に、別の光軸に平行であるか、またはそれからわずかにのみ逸脱する。光学素子６４ａ〜ｄおよび画像センサ領域５８ａ〜ｄの対応する中心位置決めは、生成が容易であり、設置スペースを最小限にする点で好ましい。光チャネルの光路の平行性はまた、個々のチャネル１６ａ〜ｄによってカバーされ、それぞれの画像センサ領域５８ａ〜ｄに投影される部分視野がそれぞれ、ビーム偏向のようないかなるさらなる措置も用いずにほぼ完全に重なり合うという効果も有する。多開口撮像デバイス１５０によってより大きい全視野をカバーするために、ビーム偏向手段１８のさらなる機能は、光路に発散を与え、それによって、チャネル１６ａ〜ｄの部分視野の重なりを少なくすることである。
例えば、光チャネル１６ａ〜ｄの光路の光軸１７ａ〜ｄは、ビーム偏向手段１８の前に、および、ビーム偏向手段１８を用いない場合に、互いに平行であるか、または、全チャネルにわたって平均化された位置整合に沿った平行な位置整合に関して、光チャネル１６ａ〜ｄの部分視野の最小開口角の１０分の１未満だけ逸脱する。付加的な措置を講じなければ、部分視野は大きく重なることになる。したがって、図２２ａのビーム偏向手段１８は、各光チャネル１６ａ〜ｄに対して、光学的に平面であり、このチャネルに明確に割り当てられた反射ファセット６８ａ〜ｄを含み、これらは各々光学的に平坦で、互いに対して傾斜しており、すなわち、それによって、光チャネルの部分視野は、立体角に関して重なり合いがより少なく、例えば、光チャネル１６ａ〜ｄの個々の部分視野の開口角の１．５倍を超える開口角を有する全視野をカバーする。図２２ａの例示的なケースでは、反射ファセット６８ａ〜ｄの相互の傾倒は、例えば、実際にｚ軸に沿って直線的に並置されている光チャネル１６ａ〜ｄが、部分視野７４ａ〜ｄの二次元配列に従って全視野７２をカバーするという効果を有する。
図２２ａの実施形態において、光チャネル１６ａ〜ｄの光軸１７ａ〜ｄの角度偏向が、ビーム偏向前の光軸の平均方向、および、ビーム偏向後の光軸の平均方向が及ぶ平面内で考慮され、すなわち、一方では図２２ａの例のｚｙ平面において、および、他方では、後者の平面に垂直で、かつビーム偏向後の光軸の平均方向に平行に延伸する平面において、図２２ａの例は、ビーム偏向後の平均方向がｙ軸に対応する例示的な場合に対応する。したがって、平均して、光チャネルの光軸は、ｚ軸の周りでｙｚ平面内で９０°偏向され、平均して、光軸はｙｚ平面から外れて傾斜されない。
例えば、
は、ｘｙ平面で測定される、ｘｚ平面に対するファセット６８ａの傾斜角各、すなわち、光軸１７ａ〜ｄが延伸するｘｚ平面に対するｚ軸を中心としたファセット６８ａの傾斜を示す。
は、ｘｚ平面に平行なファセット６８ａの位置整合に対応する。したがって、
が適用される。したがって、
がｚ軸に沿って測定される、ｘｚ平面に対する傾斜
を有し、ｚ軸に平行に延伸する平面に対するファセット６８ａの傾斜角を規定する。したがって、それに応じて
が適用される。他のチャネルについても同じ定義
が適用される。各光チャネルに対して、設定角度は、光チャネルが延伸するキャリア基板に対するこのチャネルに割り当てられた反射ファセットの傾斜の傾斜角よりも大きくすることができる。ここで、キャリア基板は、アレイ１４のライン延伸方向に平行に位置決めすることができ、設置角度は、ライン延伸方向に垂直な平面内にあることができる。
図２２ｂ〜図２２ｅは、直線的にまたは一方的に配置されている例示的な４つの光チャネルの、一実施形態によるビーム偏向デバイスの側面図を示している。図２２ｂ〜図２２９ｅのビーム偏向デバイス１８は、図１８ａのビーム偏向デバイスとして使用することができ、このとき、部分視野は、全視野を図１８ａに示すように時計回り３，４、２、１の順にはカバーせず、時計回の順序４，２，１，３にカバーする。ファセット６８ａ〜ｄの傾斜角は、図２２ｂ〜ｅに示されている。これは、上付き添え字１〜４によって区別され、それぞれのチャネルにそれぞれ割り当てられる。ここで、
と
は両方とも０°である。キャリア基板の背面、すなわち、ファセット６８ａ〜ｄが設けられた面と反対側の面は、図２２ｂ〜２２ｅに１２１によって示されている。キャリア基板１２３の平行六面体部分を形成する材料は点線１２５の下にある。これに加えられる追加の材料は、成形が容易になるように、体積がほとんどないことは明らかである。
キャリア基板１２３は、画像センサ１２に対して設定角度
だけ、すなわち光チャネルの光軸の平均方向が偏向される軸、すなわち、図２２ａのｚ軸の周りに傾斜して配置される。この設定角度は、画像センサ１２に面するビーム偏向デバイス１８の表面がすでにして、光チャネルの光路の「粗偏向」に影響を与えるという効果を有する。
ビーム偏向手段１８による各光チャネルの光路の偏向の偏向角度について、これは、これが各々設定角度
および、キャリア基板１２３自体に対する、光チャネルに割り当てられている反射ファセットのそれぞれの傾きに基づくことを意味する。ファセット６８ａ〜ｄの、これらの言及されているファセットの個々の傾斜は、上述したように、ｘｙ平面における傾斜角、および、それに垂直な平面におけるキャリア基板１２３の法線に対する傾斜角によって規定することができる。適用される場合、各チャネルについて、設定角度が傾斜
よりも大きい、すなわちすべてのチャネルに対して
であることが好ましい。上記の不等式が
についてすでに、またはさらには
について満たされていることがさらに好ましい。言い換えれば、ビーム偏向デバイス１８の純粋な平行六面体形状と比較して追加の材料が少ないように、ファセット６８ａ〜ｄの傾斜角に比べて設定角度が大きいことが好ましい。
は、例えば、各々その値を含む３０°と６０°との間にあることができる。
図２２ｂ〜図２２ｅのビーム偏向手段１８の製造は、例えば、追加の材料が成形工具によってキャリア基板１２３上に成形されるように実行することができる。ここで、キャリア基板１２３は、例えば、ガラスであってもよく、一方で、その上に成形される追加の材料はポリマーであってもよい。さらなる選択肢は、図２２ｂ〜図２２ｅのビーム偏向デバイス１８を射出成形などによって一体的に形成することである。これには、画像センサに面するビーム偏向手段の表面が、少なくとも、光チャネルに割り当てられた反射ファセットにおいて鏡面反射されるという利点がある。キャリア基板は、例えば図１１ｂの文脈で説明したように枢動させることができる。
これまで説明した多開口撮像デバイスの構造のいくつかの態様は、例えば、全画像を取り込む前のまたはその時点における、所望のまたは瞬間的な設定に関連する。図２２ａの多開口撮像デバイス１５０は、例えば、画像センサ領域５８ａ〜ｄによって取り込まれた画像を、例えば同時に、上述の設定によって、全視野７２内のシーンを表す全画像にマージするプロセッサ１１２などのプロセッサを含む。光チャネル１６ａ〜ｄによって画像センサ領域５８ａ〜ｄ上に投影され、後者によって取り込まれる画像を結合またはマージするためにプロセッサ１１２によって使用されるアルゴリズムは、例えば、多開口撮像デバイス１５０の上記の構成要素の特定のパラメータを維持することに関する仮定が、全画像の品質が特定の仕様を満たすように、アルゴリズムを全体的に適用することができるように、遵守されるように設計される。たとえば、このアルゴリズムは、以下の仮定の１つまたは複数を遵守することを仮定する。
１）ｘ軸に沿った光学素子から画像センサ領域への距離が、すべての光チャネル１６ａ〜ｄについて同じである。
２）部分視野７４ａ〜ｄの相対的な位置、特にその間の重なりが、所定の仕様に対応するか、または所定の最大偏差未満で所定の仕様から逸脱する。
様々な理由から、上記の仮定の１つまたは複数が遵守されないか、または十分に遵守されない場合があり得る。これを遵守しない理由は、例えば光学素子６４ａ〜ｄの互いに対する、および、画像センサ１２に対する相対的位置の不確かさのような製造公差である。製造の不正確さはまた、ビーム偏向デバイス１８の設置、および、場合によって、ビーム偏向手段１８がファセット６８ａ〜ｆを含むときはファセット６８ａ〜ｄの互いに対する相対位置の不正確さも含み得る。製造に起因する公差の偏差に加えて、またはその代わりに、温度変動が、上記の仮定の１つまたは複数が適用されないか、または十分に遵守されないという効果をもたらす可能性がある。
画像センサ領域５８ａ〜ｄの画像をプロセッサ１１２によって実行される全画像に結合およびマージするためのアルゴリズムは、ある程度まで、可能性として、部分視野７４ａ〜７４ｄの全視野７２内の位置の、互いに対する部分視野の相対位置の設定集合からの逸脱のような、構成要素の最適な位置整合および配置からの逸脱を補償することができる。プロセッサ１１２は、画像をそれぞれ結合およびマージするとき、例えば、そのような逸脱をある程度まで補償することができる。しかし、特定の逸脱限界を超える（仮定２に従わない）場合、プロセッサ１１２は、例えば、逸脱を補償することができない。
上述の仮定が常に、例えば特定の温度範囲などにわたって遵守されるように多開口撮像デバイス１５０を製造することは、多開口撮像デバイス１５０の製造コストを増加させる傾向を有する。これを防止するために、図２２ａの多開口撮像デバイス１５０は、それぞれの光チャネル１６ｉの画像センサ領域５８ｉ、それぞれの光チャネル１６ｉの光学素子６４ｉ、ならびに、ビーム偏向手段１８およびそのそれぞれのセグメント６８ｉの間の相対的な位置をチャネルごとに個別に変更するか、または、光学的特性１６ｉ、もしくは、それぞれの光チャネルの光路の偏向に関する、ビーム偏向手段１８のセグメント６８ｉの光学的特性をチャネルごとに個別に変更するための調整手段１１６を含む。調整手段１１６は、デフォルト値によって制御され、デフォルト値に従って調整タスクを実行する。これは、後述するメモリ１１８および／または制御装置１２２によって提供される。
デバイス１５０は、例えば、調整手段１１６のチャネル個別制御のためのデフォルト値を記憶されたメモリ１１８を備える。デフォルト値は、製造業者によって決定することができ、メモリ１１８に格納することができる。加えて、例えば、図２２ａに点線１２４によって示すように、プロセッサ１１２は、プロセッサ１１２による、全画像に結合およびマージされる画像のような、画像センサ領域５８ａ〜ｄの取り込まれる画像の評価を介して、メモリ１１８内の記憶されたデフォルト値を改善し、更新することが可能であり得る。プロセッサ１１２は、以下でより詳細に説明するように、調整手段１１６を介して現在の記憶されているデフォルト値によって多開口撮像デバイス１５０を調整することによって、例えばシーンを取り込む。このために、デフォルト値がメモリ１１８から読み出され、チャネル個別調整のために調整手段１１６によって使用される。このようにして取り込まれた画像センサ領域５８ａ〜ｄの画像を解析することにより、プロセッサ１１２は、取り込みにちょうど使用された、記憶されているデフォルト値がメモリ１１８内でどのように修正されるべきかに関する情報を取得して、これらの改善または更新されたデフォルト値を使用して、次の取り込みにおいて上記の仮定を遵守する。
格納されたデフォルト値は、調整値の完全なセット、すなわち、デバイス１５０を完全に調整するための調整値のセットを含むことができる。これは、上述したように選択され、設定特性からのチャネルの光学特性の特定のチャネル個別の逸脱を低減または排除するために、以下でより詳細に説明される。
デフォルト値は、画像取り込みのために常に、現在の状況に実際に適した調整値のセットが使用されるように、連続する温度間隔のシーケンスあたり１つのような、調整値の複数のセットを含むという事例があり得る。このために、制御デバイス１２２は、メモリ１１８内のデフォルト値セットと異なる所定の状況との間の割り当てテーブルにアクセスしまたは検索することができる。このアクセスのために、制御装置１２２は、室内のデバイス１５０の温度、圧力、水分、位置および／またはデバイス１５０の現在の加速度または現在の旋回速度に関するデータなどの、現在の状況を反映するセンサデータを受信し、このデータから、メモリ１１８内のいくつかのデフォルト値セットの１つ、すなわちセンサデータによって記述された現在の状況に最も近い所定の状況に割り当てられるものを決定する。センサデータは、画像センサ領域の画像センサデータから取得することもできる。例えば、制御装置１２２は、現在の温度が下がっている、割り当てられた温度間隔のセットを選択する。調整手段１１６によって特定の画像取り込みに使用されるメモリ１１８からの選択されたセットのデフォルト値は、その後、任意選択のフィードバック１２４が使用されるときに再び更新することができる。
格納されているデフォルト値は、例えば、格納されたデフォルト値、すなわち、部分視野の規則的分布からの部分視野の横方向の逸脱、光学素子の焦点距離、または光チャネルの被写界深度によって調整デバイスを制御することによって、光チャネル間の１つまたはいくつかの特性の分布のばらつきの速度が低減されるように構成することができる。
代替的に、制御デバイス１２２内のデフォルト値は、メモリ１１８なしで、すなわち、例えば現在のセンサデータの適切なデフォルト値へのマッピングが制御装置１２２に堅固に統合されているときに決定することができる。マッピングは、センサデータとデフォルト値との間の機能的なコンテキストによって記述することができる。機能的なコンテキストは、パラメータによって適合させることができる。パラメータは、フィードバック１２４を介して適合させることができる。
メモリ１１８は、例えば、不揮発性メモリとすることができる。場合によって、メモリは読み出し専用メモリであるが、書き換え可能なメモリも可能である。制御装置１２２およびプロセッサ１１２は、ソフトウェア、ハードウェア、またはプログラム可能なハードウェアにおいて実施することができる。これは、共通のマイクロプロセッサ上で実行されるプログラムであってもよい。制御装置１２２のためのセンサデータを提供するセンサは、例えば画像センサ領域のようなデバイス１５０に属してもよいし、または、後続の図面を参照しながら後述するようにデバイスに組み込まれる装置の構成要素のような外部構成要素であってもよい。
以下では、調整手段１１６の可能な実施態様について説明する。ここで、図２２ａの調整手段１１６は、以下に説明する実施変形例の１つ、いくつかまたはすべてに適用することができる。具体的な組み合わせについても後述する。
図示された変形例では、調整手段１１６は、例えば、各チャネル１６ｉの光学素子６４ｉを、光軸１７ｉおよび光路に沿って軸方向に、かつ／またはｚ軸および／またはｙ軸に沿って横方向に移動させる、角チャネル１６ｉについて１つのアクチュエータ１２６ｉを含む。代替的に、アクチュエータ１２６ｉは、例えば、画像センサ１２または個々の画像センサ領域５８ｉを移動させることもできる。一般に、アクチュエータ１２６ｉは、画像センサ領域５８ｉ、光学素子６４ｉおよび／またはビーム偏向手段２４のそれぞれのセグメント６４ｉの相対運動を行うことができる。
図２３ａが関連する変形例によれば、調整手段１１６は、図２３ａに示すように、それぞれの光学素子６４ａｉ（１２８ｉ’’）内で、画像センサ領域５８ｉと光学素子６４ｉ（１２８ｉ’）との間のセグメント６１ｉ（１２８ｉ’’’）に統合することができるか、または、光学素子６４ｉとビーム偏向セグメント６８ｉ（１２８ｉ’’’）との間に配置することができる、各チャネル１６ｉの位相変更光学素子および位相変更素子１２８ｉを備え、上述した選択肢の組み合わせも可能である。位相変更光学素子１２８ｉは、例えば、屈折率の位置に応じた変更、すなわち、液晶などによるその局所分布をもたらすことができる。代替的にまたは付加的に、位相変更光学素子１２８ｉは、可撓性のある固定された透明材料に対する機械的効果を有し、変形を引き起こす圧電素子を使用すること、または、エレクトロウェッティング効果を使用することなどによって、光学的に活性な表面の形状を変化させる。位相変更光学素子１２８ｉ’’は、例えば、光学素子６４ｉの屈折率を変化させることができる。代替的に、位相変更素子１２８ｉ’’は、光学素子６４ｉの光学レンズ領域の形状を変化させることができ、それによって光学素子６４ｉの有効屈折力を変化させることができる。位相変更素子１２８ｉ’’’は、例えば、反射ファセット上のような、セグメント６８ｉの光学的に関連する表面上に、それぞれの表面の仮想傾斜を生じさせるための正弦波位相格子を生成することができる。同様に、位相変更素子１２８ｉ’’または位相変更素子１２８ｉ’’は、光軸を偏向させることができる。
換言すれば、位相変更光学素子１２８ｉによってもたらされる位相変更は、光軸１７ｉを中心に回転対称であるなど、ほぼ回転対称であり得、したがって事例１２８ｉ’において、例えば、光学素子６４ｉの焦点幅の変化などをもたらし得る。しかしながら、素子１２８ｉによってもたらされる位相変更は、偏向角の変化またはそれぞれの方向の光軸１７ｉにおける偏向をもたらすために、ｚ軸に沿ってまたはｙ軸に沿って線形など、ほぼ線形であり得る。
回転対称位相変更は、それぞれの光チャネル１６ｉの部分視野の位置補正のための焦点合わせおよび線形位相変更のために使用することができる。
図２３ｂに示すさらなる変形例によれば、調整手段１１６は、各チャネル１６ｉに１つのアクチュエータ１３２ｉを備え、アクチュエータは、それぞれのチャネル１６ｉの反射ファセットのようなセグメント６８ｉの光軸１７ｉに対するその角度方向、すなわち設定角度
を変化させる。ここで、セグメント６８ｉは、反射ファセットに限定されないことに留意されたい。各セグメント６８ｉはまた、光チャネル１６ｉの光路を通される間にｙｚ平面内で光軸１７ｉの方向を偏向させるプリズムとして実施することもできる。
アクチュエータ１２６ｉおよび１３２ｉによる相対運動を実現するために、すなわち、たとえば並進的に構成され得る光学素子６８ｉの運動を生成し、アクチュエータ１３２ｉおよびｚによってセグメント６８ｉを傾斜させるために、例えば、空気圧式、液圧式、圧電式、熱式、静電式または電気力学式の駆動装置またはＤＣまたはステップモータ、またはここでもボイスコイル駆動装置を使用することができる。
図２２ａを改めて参照すると、多開口撮像デバイス１５０が任意選択的に、調整手段１１６に加えて、チャネル大域的に、すなわち、すべての光チャネル１６ａ〜ｄに対して、画像センサ１２、光学素子アレイ１４およびビーム偏向手段１８の間の等しい相対移動を生成するための１つまたは複数のアクチュエータ１３４を含むことができることが、点線によって示されている。１つまたはいくつかの追加のアクチュエータ１３４は、図２２ａに示すように、任意選択的に存在する自動焦点制御装置１３６（合焦手段）および／または多開口撮像デバイスの任意選択的に存在する画像安定化制御装置の一部であってもよい。
追加のアクチュエータによって補完された図２２ａのデバイス１５０の具体例を図２４に示す。図２４は、光チャネル１６ａ〜ｄの光学素子６４ａ〜ｄが共通のキャリア６６を介して互いに機械的に固定されている、図２２ａの多開口撮像デバイス１５０を示す。この共通ホルダを介して、ｚ方向における、すなわちアレイ１４のライン延伸方向に沿ったキャリア６６の並進運動などによる、全チャネルについて同じである帯域的な動きに光学素子６４ａ〜６４ｄをさらすことが可能である。このために、アクチュエータ１３４ａが設けられている。したがって、アクチュエータ１３４ａは、アクチュエータ１３４ａが共通のキャリア６６をｘ軸に沿った並進運動にさらすという点で、すべての光チャネル１６ａ〜ｄについて同じである、光学素子６４ａ〜ｄの並進運動を生成する。アクチュエータ１３４ａのタイプに関しては、図２３ａおよび図２３ｂを参照して参照された例が参照される。さらに、デバイス１５０は、チャネル大域的な、すなわち、すべての光チャネル１６ａ〜１６ｄについて同じである、ｘ軸および光軸１７ｉに沿った画像センサ５８ｉから光学素子５４ｉまでの距離の変更のためのアクチュエータ１３４ｂを備える。図２４に示されているように、例えば、アクチュエータ１３４ｂは、キャリア６６を介さずにアクチュエータ１３４をも介して、割り当てられた画像センサ部分５８ａ〜５８ｄからの距離を変化させるために、ｚ軸に沿った並進運動に光学素子６４ａ〜ｄをさらし、したがって、これはｘ軸に沿った並進運動も受け、実際にはキャリア６６のためのサスペンションとして機能する。
さらに、図２４のデバイス１５０は、ビーム偏向手段１８を、ｚ軸に平行に延伸し、光軸１７ａ〜ｄが延伸する平面内にあるかまたはその平面から遠く離れていない軸の周りに回転させるためのアクチュエータ１３４ｃを備えている。アクチュエータ１３４ｂおよび１３４ｃに関しても、可能な実施例に関して上記の図２３ａおよび図２３ｂを参照して提供されている例のリストが参照される。アクチュエータ１３４ｃによってビーム偏向手段１８に対して加えられる回転運動は、すべてのチャネル１６ａ〜ｄについてビーム偏向手段１８上のセグメント６８ａ〜ｄに対して同じかまたは同等の効果を有し、すなわち、チャネル大域的である。
アクチュエータ１３４ｂを介して、自動焦点制御装置１３６は、例えば、チャネル大域的な意味において、チャネル１６ａ〜ｄによってデバイス１５０による画像の合焦を制御することができる。画像安定化制御装置１３８は、第１の方向１４２においてはアクチュエータ１３４ｃによって、および、それに垂直な方向１４４においてはアクチュエータ１３４ａによって、ユーザによる揺れから全視野７２を安定化させることができる。第１の方向１４２は、回転軸４４の周りの回転運動によって得ることができる。第１の方向１４２’によって示されるように、代替的にまたは付加的に、ビーム偏向手段１８および／またはアレイ１４の並進運動が、アクチュエータ１３４によって生成され得る。ここで、方向１４２，１４２’および１４４は、方向の１つの平面内で画像軸に平行であってもよく、またはそれに対応してもよい。本明細書で説明する画像安定化装置は、光チャネルの２つ、複数の、またはすべての光路に対して共通に作用するように構成することができる。これは、チャネルの個々の安定化を省略することができることを意味し、有利である。
例えば、図２２ａのデバイス１５０は、例えば、全視野内の部分視野の不正確さの低減または温度誘導ドリフトを補償するために、ｚ軸に沿ったおよび／またはｙ軸に沿った並進運動に、画像センサセグメントまたは領域５８ａ〜ｄをチャネル個別的にさらすために、各チャネル１６ｉ〜ｄのアクチュエータ１２６ｉなど、各チャネル１６ｉのためのアクチュエータ１２６ｉを備える。代替的にまたは付加的に、図２２ａのデバイス１５０は、製造によって不都合に生じる光学素子６４ａ〜６４ｄの焦点幅の差を補償するためのアクチュエータ１２８ｉ’’を備えることができる。付加的にまたは代替的に、図２２ａのデバイス１５０は、相対的な傾きが部分視野７４ａ〜ｄによる全視野７２の所望のカバレージをもたらすように、展開された製造または温度によって引き起こされるセグメント６８ａ〜ｄの相対的な傾斜の逸脱を補償するためのアクチュエータ１２８ｉ’’’を備えることができる。付加的にまたは代替的に、デバイス１５０は、このとき、タイプ１２８ｉ’および１２８ｉ’’’のアクチュエータをそれぞれ備えることができる。
再び要約すると、デバイス１５０は、アレイ１４のライン延伸方向ｚに平行な軸の周りでビーム偏向手段１８を回転させるように構成されたアクチュエータ１３４ｃを備えることができる。回転軸は、例えば、光軸１７ａ〜ｄの平面内にあるか、またはそこから光学素子６４ａ〜ｄの直径の１／４だけ離れている。代替的に、回転軸が、１つの光学素子の直径未満または４つの光学素子の直径未満など、さらに離れていることも可能であり得る。アクチュエータ１３４ｃは、画像取り込み中の例えばユーザによる多開口撮像デバイス１５０の振れを補償するために、例えば、５°未満または１０°未満の範囲内のようなわずかな小さい角度範囲内で短い応答時間でビーム偏向手段１８を回転させるために設けられてもよい。この場合、アクチュエータ１３４ｃは、例えば、画像安定化制御装置１３８によって制御される。
代替的にまたは付加的に、アクチュエータ１３４ｃは、より大きい角度オフセットによって、その方向において部分視野７４ａ〜ｄ（図２２ａ）の全カバレッジによって規定される、全視野７２の方向を変えるように構成することができる。ここで、例えば、ビーム偏向手段１８が両面が反射性のミラーアレイとして構成されるという点において、全視野がデバイス１５０に対して反対方向に配置されるビーム偏向手段１８の回転によって偏向を得ることもさらに可能である。
ここでも、代替的にまたは付加的に、デバイス１５０は、ライン延伸方向に沿って、基板６６によって光学素子６４ａ〜ｄを並進移動させ、および、基板６６自体を並進移動させ、したがって光学素子６４ａ〜６４ｄを移動させるように構成されているアクチュエータ１３４ａを備えることができる。アクチュエータ１３４ａは、例えば、ライン延伸方向に沿った動き９６によって、ミラー偏向手段１８の回転によって実現される画像安定化に対して横方向の画像安定化を得るために、上述の画像安定化制御装置によって制御することもできる。
さらに、代替的にまたは付加的に、デバイス１５０は、被写界深度の調整を得るために、画像センサ１２と光学素子６４ａ〜６４ｄとの間、および画像センサ１２と本体６６との間の像側距離を変更するアクチュエータ１３４ｂを備えることができる。図１９を参照されたい。手段９８は、手動のユーザ制御またはデバイス１５０の自動焦点制御装置によって制御することができる。
アクチュエータ１３４ａは、基板６６のサスペンションとして機能し、図２２ａに示すように、設置高さを増加させないために、ライン延伸方向に沿って基板６６の横方向に並んで配置される。これは、設置高さを増加させないために光路の平面内に配置されることが好ましいアクチュエータ１３４ｂおよび１３４ｃにも当てはまる。
光学素子６４ａ〜６４ｄは、上述した透明基板などを介して、互いに保持することができるだけでなく、好ましくは設置高さを増加させず、したがって、好ましくはそれぞれ構成要素１２，１４および６６の平面内ならびに光路の平面内に延伸する適切なフレームなどを介して、一定の相対位置においてビーム偏向手段に対しても保持することができる。相対位置の一貫性は、アクチュエータ１３４ｂが、例えば、光学手段６４ａ〜ｄをビーム偏向手段１８と共に光軸に沿って並進移動させるように、光軸に沿った光学素子とビーム偏向手段との間の距離に制限され得る。光学素子からビーム偏向手段までの距離は、チャネルの光路が、ビーム偏向手段１８のセグメントによって横方向に制限されないように、最小限の距離に設定することができ、これによって、そうでなければセグメント６８ｉは、光路を限定しないために、横方向の延伸に関して最大の光学／ビーム偏向手段の距離のための寸法にされなければならないため、設置高さが低減される。さらに、相対的位置の一貫性は、上述のフレームが、光学素子およびビーム偏向手段をｚ軸に沿って互いに堅固に保持し、それによって、アクチュエータ１３４ａは光学手段６４ａ〜ｄをビーム偏向手段とともに、ライン延伸方向に沿って並進移動させることを意味する。
上述した光チャネルの光路を偏向させるビーム偏向手段１８は、多開口撮像デバイス１５０の光学像安定化制御装置のビーム偏向手段１８およびアクチュエータ１３４の回転運動を発生させるためのアクチュエータ１３４ｃと共に、二次元における画像および全画像視野の安定化を可能にする、すなわち、基板６６の並進運動による、ライン延伸方向に本質的に平行な第１の画像軸に沿った画像安定化と、ビーム偏向手段１８の回転運動を生成することによる、ビーム偏向の前に、および、ビーム偏向されない場合に光軸に本質的に平行に、または、偏向された光軸が考慮されるときは光軸およびライン延伸方向に垂直に延伸する第２の画像軸に沿った画像安定化を可能にする。さらに、本明細書に記載の構成は、焦点制御、したがって自動合焦機能を実現するために使用することができる、記載されたアクチュエータ５４などによって、ライン延伸方向に垂直な状態フレームに固定されたビーム偏向手段およびアレイ１４の並進運動を行うことができる。
図２５は、画像安定化および／または焦点調整のためのアクチュエータの有利な構成を示すための多開口撮像デバイス１８０の概略図を示す。画像センサ１２、アレイ１４およびビーム偏向手段１８は、空間内の直方体に及ぶことができる。直方体はまた、仮想直方体と考えることもでき、例えば、ｙ方向および厚さ方向にそれぞれ平行な方向に沿った最小体積、特に最小垂直延伸を有することができ、画像センサ１２と、単一ラインアレイ１４と、ビーム偏向手段１８とを含むことができる。最小体積は、画像センサコース、アレイ１４および／またはビーム偏向手段１８の構成および／または動作運動が及ぶ直方体を記述していると考えることもできる。アレイ１４は、光チャネル１６ａおよび１６ｂが並置されて、場合によって互いに平行に配置されるライン延伸方向１４６を有することができる。ライン延伸方向１４６は、空間内に静止して配置することができる。
仮想直方体は、画像センサ１２とビーム偏向手段１８との間で、互いに対向して平衡に、単一ラインアレイ１４のライン延伸方向１４６に平行に、かつ、光チャネル１６ａおよび１６ｂの光路１７ａおよび／または１７ｂの一部に平行に延伸する２つの側面を含むことができる。簡単に言えば、これに限定されるものではなく、これは例えば、仮想直方体の上部および下部であってもよい。２つの側面は、第１の平面１４８ａおよび第２の平面１４８ｂに及ぶことができる。これは、立方体の２つの側面が、それぞれ、平面１４８ａおよび１４８ｂの一部であることができることを意味する。多開口撮像デバイスのさらなる構成要素は、完全に、ただし少なくとも部分的に平面１４８ａと１４８ｂとの間の領域の内部に配置することができ、その結果、多開口撮像デバイス１８０の、平面１４８ａおよび／または１４８ｂの表面法線に平行な方向に沿った設置スペース要件が低くなり、これは有利である。多開口撮像デバイスの体積は、平面１４８ａと１４８ｂとの間の設置スペースを低くまたは最小にすることができる。側面または平面１４８ａおよび／または１４８ｂの延伸方向に沿って、多開口撮像デバイスの設置スペースは大きくても、または任意の大きさであってもよい。仮想直方体の体積は、例えば、画像センサ１２、単一ラインアレイ１４、およびビーム偏向手段１８の配置によって影響され、これらの構成要素の構成は、本明細書に記載の実施形態によれば、平面に垂直な方向に沿ったこれらの構成要素の設置スペース、したがって、平面１４８ａおよび１４８ｂの互いに対する距離が、小さくまたは最小になるように実施することができる。構成要素の他の構成と比較して、仮想直方体の体積および／または他の側面の距離が拡大されてもよい。
多開口撮像デバイス１８０は、画像センサ１２と、単一ラインアレイ１４と、ビーム偏向手段１８との間の相対運動を生成するアクチュエータ手段１５２を含む。アクチュエータ手段１５２は少なくとも部分的に平面１４８ａと１４８ｂとの間に配置される。アクチュエータ手段１５２は、画像センサ１２、単一ラインアレイ１４、またはビーム偏向手段１８のうちの少なくとも１つを、少なくとも１つの軸の周りで回転運動、および／または１つもしくは複数の方向に沿って並進運動させるように構成することができる。このために、アクチュエータ手段１５２は、それぞれの光チャネル１６ｉの画像センサ領域５８ｉ、それぞれの光チャネル１６ｉの光学素子６４ｉ、ならびに、ビーム偏向手段１８およびそのそれぞれのセグメント６８ｉの間の相対的な位置をチャネルごとに個別に変更するか、または、光学的特性１６ｉ、もしくは、それぞれの光チャネルの光路の偏向に関する、ビーム偏向手段１８のセグメント６８ｉの光学的特性をチャネルごとに個別に変更するためのアクチュエータ１２８ｉ、１３２ｉおよび１３４のような、少なくとも１つのアクチュエータを含むことができる。代替的にまたは付加的に、アクチュエータ手段は、上述したような自動焦点および／または光学画像安定化を実施することができる。
アクチュエータ手段１５２は、厚さ方向に平行な寸法または延伸１５４を有することができる。寸法１５４の最大５０％、最大３０％または最大１０％の割合が、平面１４８ａおよび１４８ｂの間の領域から出発して平面１４８ａおよび／または１４８ｂを越えて突出することができ、またはその領域から突出することができる。これは、アクチュエータ手段１５２が最大で平面１４８ａおよび／または１４８ｂをわずかに超えて突出することを意味する。実施形態によれば、アクチュエータ手段１５２は、面１４８ａおよび１４８ｂを越えて突出していない。多開口撮像デバイス１８０の厚さ方向に沿った延伸がアクチュエータ手段１５２によって拡大されないことが有利である。
図２６ａ〜図２６ｅに基づいて、ビーム偏向手段１８の有利な実施態様を説明する。これらの陳述は、個別にまたは任意の組み合わせで実行できる一連の利点を示していますが、限定する効果は一切有しない。
図２６ａは、図１，図２，図３ａ、図３ｂ、図４ａ、図４ｂ、図５、図６ｂ、図６ｃのビーム偏向手段１８のような本明細書に記載されたビーム偏向手段に用いることができ、図７ａおよび／または図７ｂによるデバイス内にあるビーム偏向要素１７２の概略側断面図を示す。しかしながら、この構成は、さらなる図に従ったビーム偏向手段の実施形態と組み合わせることもできる。
ビーム偏向素子１７２は、１つ、複数、またはすべての光チャネル１６ａ〜ｄに対して有効であり、多角形の断面を有することができる。三角形の断面が示されているが、任意の他の多角形であってもよい。代替的にまたは付加的に、断面はまた、少なくとも１つの曲面を有していてもよく、特に、反射面では、結像誤差を防止するために少なくとも部分的に平坦な構成が有利であり得る。
ビーム偏向要素１７２は、例えば、第１の面１７４ａ、第２の面１７４ｂおよび第３の面１７４ｃを備える。ビーム偏向素子１７２が両面で反射するように、面１７４ａおよび１７４ｂなどの少なくとも２つの面が反射性に形成される。面１７４ａおよび１７４ｂは、ビーム偏向要素１７２の主面、すなわち面積が面１７４ｃよりも大きい面であってもよい。
換言すれば、ビーム偏向素子１７２はくさび形であってもよく、両面で反射性であってもよい。領域１７４ｃの反対側、すなわち領域１７４ａと１７４ｂとの間に、領域１７４ｃよりも相当に小さいさらなる領域を配置することができる。言い換えれば、領域１７４ａ、ｂ、およびｃによって形成されるくさび形は、いかなる形でも先細りではなく、尖った側に領域が設けられ、したがって切頂形である。
図２６ｂは、ビーム偏向要素１７２の概略側断面図を示し、ビーム偏向要素１７２のサスペンションまたは変位軸１７６が記載されている。ビーム偏向要素１７２がビーム偏向手段１８内で回転および／または並進移動することができる変位軸１７６は、断面の重心１７８に関して偏心して変位することができる。重心は、代替的にまた、厚さ方向１８２に沿って、およびそれに垂直な方向１８４に沿って半分のビーム偏向要素１７２の寸法を表す点であってもよい。
変位軸は、例えば、厚さ方向１８２に沿って反らされず、これに垂直な方向に任意のオフセットを有することができる。代替的に、厚さ方向１８２に沿ったオフセットも可能である。変位は、例えば、ビーム偏向要素１７２を変位軸１７６の周りで回転させるときに、重心１７８の周りを回転するときよりも大きなアクチュエータ経路が得られるように、実行することができる。このように、変位軸１７６を変位させることによって、回転中に縁部が面１７４ａと１７４ｂとの間を移動する経路は、同じ回転角での、重心１７８の周りの回転と比較して増加することができる。好ましくは、ビーム偏向要素１７２は、すなわちくさび形断面の縁部、すなわち尖った側が、面１７４ａと１７４ｂとの間で画像センサに面するように配置される。小さな回転運動によって、それぞれ異なる面１７４ａまたは１７４ｂは、光チャネルの光路を偏向させることができる。ここで、主面が画像センサに垂直であるような、ビーム偏向素子１７２の運動は必要とされないため、ビーム偏向素子１７２の厚さ方向１８２に沿った空間的な要求が低くなるように、回転を行うことができることが明らかになる。
面１７４ｃは、二次面または後側として参照されることもある。いくつかのビーム偏向要素を互いに接続することができ、それによって、接続要素が面１７４ｃ上に配置されるか、またはビーム偏向要素の断面を通過する、すなわち、例えば、変位軸１７６の領域内でビーム偏向要素の内部に配置される。具体的には、保持要素は、保持要素が方向１８２に沿った全体構造の延伸を増加させないかまたは決定しないように、方向１８２に沿って、ビーム偏向要素１７２を超えないように、またはわずかにしか、すなわち最大５０％、最大３０％、または最大１０％しか超えないように突出するように、配置することができる。厚さ方向１８２の延伸は代替的に、光チャネルのレンズによって決定することができ、すなわち、厚さの最小値を規定する寸法を有する。
ビーム偏向素子１７２は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、プラスチック、金属またはこれらの材料および／もしくはさらなる材料の組み合わせから形成することができる。
言い換えれば、ビーム偏向素子１７２は、先端、すなわち主面１７４ａと１７４ｂとの間の縁部が画像センサを指すように配置することができる。ビーム偏向要素の保持は、ビーム偏向要素の背面またはビーム偏向要素の内部のみで保持される、すなわち主面が覆われないようにすることができる。共通の保持要素または接続要素が、背面１７４ｃを越えて延伸することができる。ビーム偏向要素１７２の回転軸は偏心して配置することができる。
図２６ｃは、画像センサ１２と並置された光チャネル１６ａ〜ｄの単一ラインアレイ１４とを含む多開口撮像デバイス１９０の概略斜視図を示す。ビーム偏向手段１８は、光チャネルの数に対応することができる複数のビーム偏向要素１７２ａ〜ｄを含む。代替的に、例えば、少なくとも１つのビーム偏向要素が２つの光チャネルによって使用される場合、より少ない数のビーム偏向要素を配置することができる。代替的に、例えば、ビーム偏向手段１８の偏向手段の切り替えが、図４ａおよび図４ｂの文脈で説明したような並進移動によって実施されるときに、より多い数を配置することができる。各ビーム偏向素子１７２ａ〜ｄは、光チャネル１６ａ〜ｄに割り当てることができる。ビーム偏向要素１７２ａ〜ｄは、図４ｃおよび図４ｄに従った複数の要素１７２として形成することができる。代替的に、少なくとも２つ、いくつかまたはすべてのビーム偏向要素１７２ａ〜ｄを一体的に形成することができる。
図２６ｄは、断面が自由形状領域として形成されたビーム偏向要素１７２の概略側断面図を示す。このように、面１７４ｃは、保持要素の取り付けを可能にする凹部１８６を備えることができ、凹部１８６は、溝・舌部システムの舌部などの突出要素として形成することもできる。さらに、断面は、主面１７４ａおよび１７４ｂよりも面積が小さく、それらを互いに接続する第４の面１７４ｄを含む。
図２６ｅは、第１のビーム偏向要素１７２ａおよび図示方向において第１のビーム偏向要素の背後にある第２のビーム偏向要素１７２の概略側断面図を示している。ここで、凹部１８６ａおよび１８６ｂは、凹部内の接続要素の配置が可能になるように、実質的に一致するように配置することができる。
図２６ｆは、例えば、接続要素１８８に接続される４つのビーム偏向要素１７２ａ〜ｄを含むビーム偏向手段１８の概略斜視図を示す。接続要素は、アクチュエータによって並進および／または回転可能に可動であるために使用することができる。接続要素１８８は、一体的に形成することができ、延伸方向、例えば、図４ｅのｙ方向にわたってまたはビーム偏向要素１７２ａ〜ｄ内に延伸することができる。代替的に、例えばビーム偏向素子１７２ａ〜ｄが一体的に形成されている場合には、接続素子１８８を単にビーム偏向手段１８の少なくとも一方の側に接続するだけでもよい。代替的に、アクチュエータへの接続および／またはビーム偏向素子１７２ａ〜ｄの接続は、任意の他の方法、例えば接着、接合またははんだ付けによって確立することもできる。
いくつかの態様を装置の文脈で説明してきたが、これらの態様は、対応する方法の説明も表しており、それによって、装置のブロックまたはデバイスは、それぞれの方法ステップまたは方法ステップの特徴にも対応する。同様に、方法ステップの文脈で説明されている態様は、対応する装置の対応するブロックまたは詳細または特徴の説明をも表す。
上述の実施形態は、本発明の原理の例示にすぎない。当業者には、本明細書に記載された構成および詳細の変更および変形が明らかになることは理解されたい。したがって、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、本明細書の実施形態の記述および説明によって示される特定の詳細によっては限定されないことが意図される。

Claims (38)

  1. 多開口撮像デバイス（１１；１０００；２０００；３０００；４０００；４０００’；５０００；６０００）であって、
    少なくとも１つの画像センサ（１２；１２ａ〜１２ｈ）と、
    並置された光チャネル（１６ａ〜ｄ）のアレイ（１４）であり、各光チャネル（１６ａ〜ｄ）は、物体領域（２６；７２）の少なくとも１つの部分領域（７４ａ〜ｄ）を前記画像センサ（１２；１２ａ〜１２ｈ）の画像センサ領域（５８ａ〜ｄ）に投影するための光学素子（６４ａ〜ｈ）を備える、並置された光チャネルのアレイと、
    ビーム偏向手段（１８）であり、前記ビーム偏向手段（１８）のビーム偏向領域（１００２ａ〜ｃ）における前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の光路（１７ａ〜ｄ）を偏向する、ビーム偏向手段（１８）と、を備え、
    前記ビーム偏向手段（１８）は、光チャネル（１６ａ〜ｄ）のアレイ（１４）のライン延伸方向（ｚ；１４６）に沿って配置されたファセット（６８ａ〜ｃ）のアレイとして形成され、各ファセット（６８ａ〜ｃ）は各光チャネル（１６ａ〜ｄ）に割り当てられ、各ファセットが少なくとも１つのビーム偏向領域（１００２ａ〜ｃ）を含み、
    第１のファセット（６８ａ）の第１のビーム偏向領域（１００２ａ）と、並置された第２のファセット（６８ｂ）の第２のビーム偏向領域（１００２ｂ）との間に、前記第１のビーム偏向領域（１００２ａ）と前記第２のビーム偏向領域（１００２ｂ）との間の迷光の遷移を低減するように構成されている迷光抑制構造（１００４ａ）が配置され、
    前記ビーム偏向手段（１８）は、前記ビーム偏向手段（１８）が移動可能な第１の位置と第２の位置とを備え、前記ビーム偏向手段（１８）は、前記第１の位置および前記第２の位置において異なる方向（１９ａ〜ｂ）において各光チャネルの前記光路（１７ａ〜ｄ）を偏向するように構成されているか、又は、
    前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、前記第１のファセットまたは前記第２のファセットのトポグラフィに対して上昇しており、前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、第１の迷光抑制構造（１００４ａ）であり、前記光学素子（６４ａ〜ｈ）に面する前記ビーム偏向手段（１８）の面上に延伸する隆起部（１０１４ａ〜ｄ）を介して、前記第２のファセット（６８ｂ）に隣接して配置されている第３のファセット（６８ｃ）の前記第２のビーム偏向領域（１００２ｂ）と前記第３のビーム偏向領域（１００２ｃ）との間で、隣接する第２の迷光抑制構造（１００４ｂ）の間に接続されている、多開口撮像デバイス。
  2. 前記迷光抑制構造（１００４ａ〜ｃ）は、前記ビーム偏向手段（１８）の主面（１００８ａ〜ｂ）上に配置される、請求項１に記載の多開口撮像デバイス。
  3. 前記迷光抑制構造（１００４ａ〜ｃ）は、多角形連鎖を含む前記第１のファセットまたは前記第２のファセットに対するトポグラフィを含む、請求項１又は２に記載の多開口撮像デバイス。
  4. 前記多角形連鎖は、前記多開口撮像デバイスの動作中に前記多開口撮像デバイスの並置された少なくとも部分的に透明なカバー（３６ａ〜ｂ）と本質的に平行に延伸する部分（１０１２ａ〜ｂ）を備え、前記ビーム偏向手段（１８）は、前記少なくとも部分的に透明なカバー（３６ａ〜ｂ）を介して前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）を偏向するように構成され、前記少なくとも部分的に透明なカバー（３６ａ〜ｂ）は、前記多開口撮像デバイスのハウジング部分を形成する、請求項３に記載の多開口撮像デバイス。
  5. 前記ビーム偏向手段（１８）は、前記ビーム偏向手段（１８）が間で移動可能な第１の位置と第２の位置とを備え、前記ビーム偏向手段（１８）は、各光チャネル（１６ａ〜ｄ）の前記光路（１７ａ〜ｄ）を異なる方向（１９ａ〜ｂ）において前記第１の位置および前記第２の位置内で偏向させるように構成されており、前記多角形連鎖は、前記ビーム偏向手段（１８）の第１の主面（１００８ａ）上に配置された第１の多角形連鎖であり、前記少なくとも部分的に透明なカバー（３６ａ）は、前記第１の主面（１００８ａ）に面して配置されている第１の少なくとも部分的に透明なカバーであり、前記迷光抑制構造（１００４ａ）またはさらなる迷光抑制構造（１００４ｂ）の第２の多角形連鎖が前記ビーム偏向手段（１８）の第２の主面（１００８ｂ）上に配置され、前記第２の位置において前記多開口撮像デバイスの並置された第２の少なくとも部分的に透明なカバー（３６ｂ）に平行に延伸し、前記ビーム偏向手段（１８）は、前記第２の少なくとも部分的に透明なカバー（３６ｂ）を介して前記第２の位置にある前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）を偏向させるように構成されており、前記第２の少なくとも部分的に透明なカバー（３６ｂ）は、前記多開口撮像デバイスのハウジング部分を形成する、請求項４に記載の多開口撮像デバイス。
  6. 前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、前記ビーム偏向手段（１８）の主面（１００８ａ〜ｂ）上で前記ライン延伸方向（ｚ；１４６）に対して垂直な方向（１０１４）に沿って、前記ビーム偏向手段（１８）の延伸の少なくとも３０％の範囲まで延伸する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  7. 前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、連続構造賭して形成され、前記ビーム偏向手段（１８）の主面（１００８ａ〜ｂ）上で前記ライン延伸方向（ｚ；１４６）に対して垂直な方向に沿って、前記ビーム偏向手段の延伸の少なくとも９５％の範囲まで延伸する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  8. 前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、金属材料、プラスチック材料、および／または半導体材料の少なくとも１つを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  9. 前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、前記多開口撮像デバイスの動作状態において、前記多開口撮像デバイスのハウジング（２２）から離間して配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  10. 前記ビーム偏向手段（１８）は、前記ビーム偏向手段（１８）が移動可能な第１の位置と第２の位置とを備え、前記ビーム偏向手段（１８）は、前記第１の位置および前記第２の位置において異なる方向（１９ａ〜ｂ）において各光チャネルの前記光路（１７ａ〜ｄ）を偏向するように構成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  11. 前記ビーム偏向手段（１８）は、反射性の第１の主面（１００８ａ）と反射性の第２の主面（１００８ｂ）とを含み、前記第１の位置において、前記第１の主面（１００８ａ）は画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）に面して配置され、前記第２の位置において、前記第２の主面（１００８ｂ）は前記画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）に面して配置される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  12. 前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、前記ビーム偏向手段（１８）の前記第１の主面（１００８ａ）上に配置された第１の迷光抑制構造（１００４ａ）であり、第３の迷光抑制構造（１００４ｃ）が、第３のファセットの第３のビーム偏向領域と第４のファセットの第４のビーム偏向領域との間で前記第２の主面（１００８ｂ）上に配置されている、請求項１１に記載の多開口撮像デバイス。
  13. 前記第１の迷光抑制構造（１００４ａ）と前記第３の迷光抑制構造（１００４ｃ）とが一体的に形成されている、請求項１２に記載の多開口撮像デバイス。
  14. 前記隆起部（１０１４ａ〜ｂ）は、前記第１の迷光抑制構造または前記第２の迷光抑制構造と一体に形成される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  15. 前記隆起部（１０１４ａ〜ｂ）は、光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の前記光路（１７ａ〜ｄ）が、前記隆起部（１０１４ａ〜ｂ）と前記多開口撮像デバイス（４０００’）の出口面との間で、前記アレイ（１４）と前記ビーム偏向手段（１８）との間の領域内に配置されるように配置されており、前記出口面は、前記光路（１７ａ〜ｄ）が前記ビーム偏向手段（１８）によって偏向されたときに通過する前記多開口撮像デバイス（４０００’）の面である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  16. 前記ビーム偏向手段（１８）は、少なくとも部分的に透明なカバー（３６ａ〜ｂ）に接続され、前記透明カバー（３６ａ〜ｂ）は、前記第１の位置から前記第２の位置への前記ビーム偏向手段（１８）の移動中に少なくとも部分的に、前記多開口撮像デバイスのハウジング（２２）から外方に動かされ、前記ビーム偏向手段（１８）は、前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）が前記透明カバー（３６ａ〜ｂ）を通過するように、前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の前記光路（１７ａ〜ｄ）を偏向させるように構成されている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  17. 前記ビーム偏向手段（１８）は、第１の少なくとも部分的に透明なカバーを通過するように、第１の位置において前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の前記光路（１７ａ〜ｄ）を偏向させ、第２の少なくとも部分的に透明なカバー（３６ｂ）を通過するように、第２の位置において前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の前記光路（１７ａ〜ｄ）を偏向させるように構成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  18. 第１の絞り（５３ａ）が、前記第１の少なくとも部分的に透明なカバーを少なくとも部分的に前記第２の位置において光学的に閉じるように構成されており、第２の絞り（５３ｂ）が、少なくとも時折、前記第２の少なくとも部分的に透明なカバーを少なくとも部分的に前記第１の位置において光学的に閉じるように構成されている、請求項１７に記載の多開口撮像デバイス。
  19. 前記第１の絞り（５３ａ）および／または前記第２の絞り（５３ｂ）は、エレクトロクロミック絞りとして形成されている、請求項１８に記載の多開口撮像デバイス。
  20. 前記第１の絞り（５３ａ）および前記第２の絞り（５３ｂ）は、前記多開口撮像デバイスの少なくとも２つの光チャネル（１６ａ〜ｄ）に対して有効である、請求項１８または１９に記載の多開口撮像デバイス。
  21. 前記迷光抑制構造は、前記ビーム偏向手段の前記第１の位置および前記第２の位置に、前記多開口撮像デバイスのハウジング（２２）に対して非接触で配置されている、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  22. 少なくとも２つの光チャネルが１つのファセットに割り当てられる、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  23. 画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）と前記アレイ（１４）または前記ビーム偏向手段（１８）との間の相対並進移動（９６）を生成することによる第１の画像軸（１４４）および第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のための、前記光チャネルの２つ、複数、またはすべての光路（１７ａ〜ｄ）の共同効果を有する光学画像安定化装置（９４；１３４，１３８；１５２）をさらに含み、前記相対並進運動は、前記多開口撮像デバイスによって取り込まれる画像の第１の画像軸（１４４）および第２の画像軸（１４２）と平行に延伸する、請求項１〜２２のいずれか一項に記載のデバイス。
  24. 画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）と前記アレイ（１４）との間の相対並進移動（９６）を生成することによる第１の軸（１４４）に沿った画像安定化のための、および、前記ビーム偏向手段（１８）の回転運動の生成することによる第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のための、前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の２つ、複数、またはすべての光路（１７ａ〜ｄ）の共同効果を有する光学画像安定化装置（９４；１３４，１３８；１５２）をさらに含む、請求項１〜２３のいずれか一項に記載のデバイス。
  25. 前記光学画像安定化装置（９４；１３４，１３８；１５２）が、少なくとも１つのアクチュエータ（１３４）を含み、直方体の面がおよぶ２つの平面（１４８ａ〜ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の前記面は、前記画像センサ（１２；１２ａ〜１２ｈ）と前記光学素子との間で互いに、および、前記アレイ（１４）および前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の前記光路（１７ａ〜ｄ）の一部分のライン延伸方向（ｚ；１４６）に沿って平行に配向されており、前記直方体の体積は最小であり、依然として前記画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）および前記アレイ（１４）を含む、請求項２３または２４に記載の多開口撮像デバイス。
  26. 前記画像安定化装置（９４；１３４，１３８；１５２）は、前記平面（１４８ａ〜ｂ）の間の領域から最大５０％突出する、請求項２５に記載の多開口撮像デバイス。
  27. 前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）のうちの１つの少なくとも１つの光学素子（６４ａ〜ｈ）と前記画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）との間の相対運動をもたらすように構成されている前記多開口撮像デバイスの焦点を調整するための少なくとも１つのアクチュエータ（１３４ｂ）を含む合焦手段（９８；１３４ｂ，１３６）をさらに含む、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  28. 前記合焦手段（９８；１３４ｂ，１３６）は、直方体の面がおよぶ２つの平面（１４８ａ〜ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の前記面は、画像センサ（１２；１２ａ〜１２ｈ）と前記光学素子との間で互いに、および、前記アレイ（１４）および前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の前記光路（１７ａ〜ｄ）の一部分のライン延伸方向（ｚ；１４６）に沿って平行に配向されており、前記直方体の体積は最小であり、依然として前記画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）および前記アレイ（１４）を含む、請求項２７に記載の多開口撮像デバイス。
  29. 前記合焦手段（９８；１３４ｂ、１３６）は、すべての光チャネル（１６ａ〜ｄ）について前記焦点を共通に調整するように構成されている、請求項２７または２８に記載の多開口撮像デバイス。
  30. 前記物体領域の各部分領域は、少なくとも２つの光チャネルによって少なくとも２つの画像センサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に投影される、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  31. 前記アレイ（１４）の前記光チャネルの総量は、前記少なくとも１つの画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）の画像センサ領域の総量に前記物体領域の部分領域の総量を投影し、前記部分領域の前記総量は、前記取り込まれるべき物体領域を完全に投影する、請求項１〜３０のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  32. 前記物体領域（２６；７２）を取り込むための前記アレイ（１４）は単一ラインとして形成されている、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。
  33. 請求項１から３２のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイスを備えた撮像システム（９０００）。
  34. 請求項１〜３２に記載の少なくとも第１の多開口撮像デバイスおよび少なくとも第２の多開口撮像デバイスを備える、請求項３３に記載の撮像システム。
  35. 前記第１の多開口撮像デバイスおよび前記第２の多開口撮像デバイスのために、
    共通の画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）と、
    前記第１の多開口撮像デバイスおよび前記第２の多開口撮像デバイスの焦点を共通に調整するための少なくとも１つのアクチュエータ（１３４ｂ）を含む共通の合焦手段（９８；１３４ｂ，１３６）と、
    前記第１の多開口撮像デバイスまたは前記第２の多開口撮像デバイスの前記画像センサ（１２；１２ａｈ）と前記アレイ（１４）または前記ビーム偏向手段（１８）との間に相対並進移動（９６）を生成することによる、第１の画像軸（１４４）および第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のための前記第１の多開口撮像デバイスの少なくとも１つの光路および前記第２の多開口撮像デバイスの少なくとも１つの光路のための共同効果を有する光学画像安定化装置（９４；１３４，１３８；１５２）と、
    前記第１の多開口撮像デバイスおよび前記第２の多開口撮像デバイスの前記アレイ（１４）と、前記物体領域の間の配置されており、前記第１の多開口撮像デバイスおよび前記第２の多開口撮像デバイスの前記光チャネルの光路を偏向するように構成されている共通のビーム偏向手段と
    をさらに備える、請求項３４に記載の撮像システム。
  36. 前記第１の多開口撮像デバイスの前記少なくとも１つの光路（１７）および前記第２の多開口撮像デバイスの前記少なくとも１つの光路（１７）に対して共同効果を有する、光学画像安定化装置（９４；１３４，１３８；１５２）を含み、前記光学画像安定化装置（９４；１３４，１３８；１５２）は、第１の画像軸（１４４）に沿った画像安定化のために、前記画像センサ（１２；１２ａ〜ｈ）と前記アレイ（１４）との間の並進相対移動（９６）を生成し、前記第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のために、前記第１の多開口撮像デバイスの前記ビーム偏向手段（１８）または前記第２の多開口撮像デバイスの前記ビーム偏向手段の回転運動を生成するように構成されている、請求項３５に記載の撮像システム。
  37. 携帯電話、スマートフォン、タブレット、またはモニタとして実装される、請求項３３〜３６のいずれか一項に記載の撮像システム。
  38. 物体領域を取り込むための方法であって、
    画像センサ（１２；１２ａ〜１２ｈ）を提供することと、
    並置された光チャネルのアレイ（１４）を用いて物体領域を投影することであり、各光チャネル（１６ａ〜ｄ）は、物体領域の少なくとも１つの部分領域を前記画像センサ（１２；１２ａ〜１２ｈ）の画像センサ領域（５８ａ〜ｄ）に投影するための光学素子を備える、投影することと、
    光チャネル（１６ａ〜ｄ）の前記アレイ（１４）のライン延伸方向（ｚ；１４６）に沿って配置されているファセット（６８ａ〜ｃ）のアレイとして形成されているビーム偏向手段（１８）のビーム偏向領域（１００２ａ〜ｃ）において前記光チャネル（１６ａ〜ｄ）の光路（１７ａ〜ｄ）を偏向することであって、１つのファセット（６８ａ〜ｃ）が各光チャネル（１６ａ〜ｄ）に割り当てられ、各ファセットがビーム偏向領域を含む、偏向することと、
    前記第１のビーム偏向領域と前記第２のビーム偏向領域との間に迷光抑制構造（１００４ａ）を配置することによって、第１のファセットの第１のビーム偏向領域と、第２のファセットの第２のビーム偏向領域との間の迷光の遷移を低減することと、を含み、
    前記ビーム偏向手段（１８）は、前記ビーム偏向手段（１８）が移動可能な第１の位置と第２の位置とを備え、前記ビーム偏向手段（１８）は、前記第１の位置および前記第２の位置において異なる方向（１９ａ〜ｂ）において各光チャネルの前記光路（１７ａ〜ｄ）を偏向するように構成されているか、又は、
    前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、前記第１のファセットまたは前記第２のファセット（６８ａ〜ｃ）のトポグラフィに対して上昇しており、前記迷光抑制構造（１００４ａ）は、第１の迷光抑制構造（１００４ａ）であり、前記光学素子（６４ａ〜ｈ）に面する前記ビーム偏向手段（１８）の面上に延伸する隆起部（１０１４ａ〜ｄ）を介して、前記第２のファセット（６８ｂ）に隣接して配置されている第３のファセット（６８ｃ）の前記第２のビーム偏向領域（１００２ｂ）と前記第３のビーム偏向領域（１００２ｃ）との間で、隣接する第２の迷光抑制構造（１００４ｂ）の間に接続されている、方法。
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