KR20140045458A - 어레이 카메라와 함께 사용하는 광학 장치 - Google Patents

어레이 카메라와 함께 사용하는 광학 장치 Download PDF

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KR20140045458A
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Abstract

광학 장치의 광학 특성 및 기능을 수정 또는 향상시키는 각종의 광학 장치 및 방법이 제공된다. 광학 장치는 복수의 픽셀을 각각 포함하는 복수의 이미저로 형성된 촬상 소자를 통합한 카메라 어레이와 함께 동작하도록 특별히 설계된다. 복수의 이미저는 제1 이미징 특성을 가진 제1 이미저와 제2 이미징 특성을 가진 제2 이미저를 포함한다. 복수의 이미저에 의해 생성된 이미지는 이미저에 의해 포착된 이미지에 비하여 향상된 이미지를 획득하도록 처리된다.

Description

어레이 카메라와 함께 사용하는 광학 장치{OPTICAL ARRANGEMENTS FOR USE WITH AN ARRAY CAMERA}
본 발명은 어레이 카메라에서 사용하는 신규의 광학 장치, 광학 설계 및 광학 요소에 관한 것으로, 특히 이미지 센서의 어레이와 함께 사용될 수 있는 각종 구성의 광학 장치에 관한 것이다.
이미지 센서는 이미지를 포착하기 위해 카메라 및 다른 촬상 장치에서 사용된다. 전형적인 촬상 장치에서는 광이 촬상 장치의 일단부로 진입하여 렌즈 등의 광학 요소에 의해 이미지 센서로 지향된다. 대부분의 촬상 장치에서는 하나 이상의 광학 요소 층이 이미지 센서에 광을 집속하기 위해 구경 조리개의 앞과 뒤에 배치된다. 최근에 다수의 이미저(imager) 및 렌즈를 구비한 어레이 카메라가 개발되었다. 대부분의 경우에, 광학 요소의 복수의 카피(copy)가 어레이 카메라에서 사용하기 위해 측면으로 형성되어야 한다.
종래에, 광학 어레이는 마스터 렌즈 어레이로부터의 몰딩 또는 엠보싱에 의해 형성될 수 있고, 또는 표준 리소그래피 또는 다른 수단에 의해 제조될 수 있다. 그러나, 표준형 유리 위 중합체(polymer-on-glass) WLO 및 모노리틱 렌즈 WLO 제조 기술은 지금까지 어레이 카메라의 특수한 고성능 필요조건에 대하여 적응되지 못하고 있다. 특히, 예를 들면 최소 기판 두께 필요조건, 구경 조리개를 배치하는 곳의 비융통성, 정확성 등과 같은 종래의 WLO-프로세스의 일부 기술적 제한은 감소될 필요가 있다. 그러한 선택 또는 프로세스의 융통성은 어레이 카메라에 의한 높은 수요를 충족시키기 위해 증가될 필요가 있고, 그렇지 않으면 그러한 WLO 기술은 어레이 카메라를 제조하는데 사용될 수 없다. 따라서, 새로운 유형의 어레이형 카메라의 이미지 처리 소프트웨어가 시스템 레벨에서 우수한 이미지 품질을 전달하는 장점을 가질 수 있도록 상기 어레이들을 정확히 형성할 수 있는 제조 공정 및 증가된 제조 융통성을 제공하는 광학 장치의 필요성이 존재한다.
본 발명은 어레이 카메라와 함께 사용하기 위한 광학 장치에 관한 것이다.
일 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 3-표면 광학 장치에 관한 것이다. 그러한 실시예에 있어서, 광학 장치는,
ㆍ 제1의 볼록한 근위면(proximal surface) 및 제1의 오목한 원위면(distal surface)을 가지며 상기 제1 볼록면의 직경이 상기 제1 오목면의 직경보다 더 큰 제1 렌즈 요소와,
ㆍ 실질적으로 평평한 제2 근위면 및 제2의 볼록한 원위면을 가지며 상기 평평한 제2 근위면의 직경이 상기 제2 볼록면의 직경보다 더 작고, 상기 제2 볼록면의 직경이 상기 제1 볼록면의 직경과 상기 제1 오목면의 직경 사이의 중간인 제2 렌즈 요소를 포함하고,
ㆍ 상기 제1 및 제2 렌즈 요소는 말단부에 배치된 이미저와 광학 정렬되도록 순차적으로 배열된다.
3-표면 광학 장치의 일 실시예에 있어서, 제1 요소의 표면들은 제1 기판에 의해 분리되고, 제2 요소의 표면들은 제2 기판에 의해 분리된다. 다른 실시예에 있어서, 평평한 제2 근위면은 제2 기판에 의해 형성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 구경 조리개는 평평한 제2 근위면에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 조리개가 제1 기판 또는 제2 기판 중의 적어도 하나에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 조리개 구조물은 상기 제1 렌즈 요소와 제2 렌즈 요소 사이에 배치되고, 적어도 하나의 조리개가 그 위에 배치된 적어도 하나의 조리개 기판을 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 제1 렌즈 요소와 제2 렌즈 요소 및 제2 렌즈 요소와 이미저는 스페이서에 의해 분리된다. 또 다른 실시예에 있어서, 필터는 제1 기판 또는 제2 기판 중의 적어도 하나에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 렌즈 요소의 적어도 2개의 표면이 상이한 아베수(Abbe-number)를 가진 물질로 형성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 볼록면은 왕관형 물질(crown-like material)로 형성되고, 오목면은 부싯돌형 물질(flint-like material)로 형성된다.
3-표면 광학 장치의 다른 실시예에 있어서, 그러한 장치의 어레이가 설명되고, 여기에서 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽(profile)은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장 대역의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 5-표면 광학 장치에 관련된다. 그러한 실시예에 있어서, 광학 장치는,
ㆍ 제1의 볼록한 근위면 및 제1의 오목한 원위면을 가지며 상기 제1 볼록면의 직경이 상기 제1 오목면의 직경보다 더 큰 제1 렌즈 요소와,
ㆍ 제2의 오목한 근위면 및 제2의 볼록한 원위면을 가지며 상기 제2의 오목한 근위면의 직경이 상기 제2 볼록면의 직경보다 더 작은 제2 렌즈 요소와,
ㆍ 제3의 오목한 근위면 및 제3의 평평한 원위면을 가지며 상기 제3의 오목한 근위면의 직경이 상기 제1 및 제2 렌즈 요소의 임의의 표면의 직경보다 더 큰 제3 렌즈 요소를 포함하고,
ㆍ 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈 요소는 말단부에 배치된 이미저와 광학 정렬되도록 순차적으로 배열된다.
5-표면 광학 장치의 일 실시예에 있어서, 제1 요소의 표면들은 제1 기판에 의해 분리되고, 제2 요소의 표면들은 제2 기판에 의해 분리된다. 다른 실시예에 있어서, 제3의 평평한 원위면은 이미지 센서 또는 이미지 센서 위에 배치된 커버 유리 중의 하나와 접촉한다. 또 다른 실시예에 있어서, 구경 조리개는 상기 제1의 오목한 원위면에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 구경 조리개는 상기 제1의 오목한 원위면에 인접한 제1 기판에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 조리개가 제1 렌즈 요소 내에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 조리개 구조물은 적어도 2개의 상기 렌즈 요소 사이에 배치되고, 조리개 구조물은 적어도 하나의 조리개가 그 위에 배치된 적어도 하나의 조리개 기판을 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 제1 및 제2 렌즈 요소와 제2 및 제3 렌즈 요소는 스페이서에 의해 분리된다. 또 다른 실시예에 있어서, 필터가 제1 렌즈 요소와 제2 렌즈 요소 중의 적어도 하나에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 렌즈 요소의 적어도 2개의 표면이 상이한 아베수를 가진 물질로 형성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 볼록면은 왕관형 물질로 형성되고, 오목면은 부싯돌형 물질로 형성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 에어 갭이 제3 렌즈 요소와 이미지 센서 사이에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 기판이 적어도 하나의 렌즈 요소의 표면들 사이에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 기판이 제3 렌즈 요소와 이미저 사이에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 조리개가 렌즈 요소 내의 적어도 하나의 기판 위에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 조리개가 제1 렌즈 요소 내에 매립된다.
5-표면 광학 장치의 다른 실시예에 있어서, 복수의 5-표면 광학 장치가 어레이에 제공된다. 그러한 실시예에 있어서, 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된다.
다른 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치에 관련된다. 그러한 실시예에 있어서, 광학 장치는,
ㆍ 근위측 및 원위측을 가진 기판과;
ㆍ 기판의 근위측에 배치된 제1 근위면 및 원위면을 가진 제1 모노리틱 렌즈 요소와;
ㆍ 기판의 원위측에 배치된 제2 근위면 및 원위면을 가진 제2 모노리틱 렌즈 요소와;
ㆍ 상기 제1 및 제2 렌즈 요소와 광학 정렬되도록 상기 기판 위에 배치된 적어도 하나의 조리개를 포함하고,
ㆍ 상기 제1 및 제2 렌즈 요소는 말단부에 배치된 이미저와 광학 정렬되도록 순차적으로 배열된다.
기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치의 다른 실시예에 있어서, 적어도 2개의 축방향으로 정렬된 조리개가 상기 기판 위에 배치된다. 다른 실시예에 있어서, 상기 적어도 2개의 축방향으로 정렬된 조리개는 동일한 크기 또는 상이한 크기를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 코팅이 상기 적어도 하나의 조래개와 광학 정렬되도록 상기 기판 위에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 코팅은 편광 필터, 컬러 필터, IRCF 필터 및 NIR-통과 필터로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 또 다른 실시예에 있어서, 기판은 편광 필터, 컬러 필터, IRCF 필터 및 NIR-통과 필터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 필터로서 작용하는 물질로부터 형성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 기판은 또한 적응성 광학 요소를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 2개의 렌즈 요소는 상이한 아베수를 가진 물질로부터 형성된다.
기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치의 또 다른 실시예에 있어서, 그러한 장치는 복수의 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치를 포함한 웨이퍼 스택의 일부이고, 웨이퍼 스택은,
ㆍ 상기 장치의 요소들로부터 형성된 복수의 웨이퍼 표면과;
ㆍ 각 웨이퍼 표면에 관련하여 형성된 적어도 2개의 정렬 마크를 포함하고, 상기 각각의 정렬 마크는 상기 정렬 마크가 협력적으로 정렬된 때 대응하는 조리개와의 렌즈 표면의 측면 및 회전 정렬을 돕도록 인접 웨이퍼 표면상의 정렬 마크와 협력한다.
기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 장치는 복수의 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치를 포함하는 어레이의 일부이고, 여기에서, 상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 모노리틱 렌즈 광학 장치에 관련된다. 그러한 실시예에 있어서, 광학 장치는,
ㆍ 적어도 하나의 렌즈 요소 자체를 포함하고, 상기 적어도 하나의 렌즈 요소는,
ㆍ 제1 근위면 및 원위면을 가진 제1 모노리틱 렌즈- 제1 모노리틱 렌즈의 상기 제1 근위면은 오목 윤곽 또는 볼록 윤곽 중의 하나를 갖고, 제1 모노리틱 렌즈의 상기 제1 원위면은 평면 윤곽을 갖는 것임 -와;
ㆍ 제1 모노리틱 렌즈의 상기 제1 원위면에 배치되고 상기 제1 모노리틱 렌즈와 광학 정렬관계에 있는 적어도 하나의 조리개와;
ㆍ 제2 근위면 및 원위면을 가진 제2 모노리틱 렌즈- 제2 모노리틱 렌즈의 상기 제2 근위면은 평면 윤곽을 갖고, 제2 모노리틱 렌즈의 상기 제2 원위면은 오목 윤곽 또는 볼록 윤곽 중의 하나를 가지며, 상기 제2 모노리틱 렌즈는 상기 조리개와 광학적 정렬관계로 배열된 것임 -를 포함하고,
ㆍ 상기 제1 모노리틱 렌즈 요소는 상기 조리개 및 상기 제2 모노리틱 렌즈와 직접 접촉된다.
다른 실시예에 있어서, 모노리틱 광학 장치는 상기 적어도 하나의 조리개와 광학적 정렬관계로 상기 평면상에 배치된 적어도 하나의 필터를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 모노리틱 렌즈는 상이한 아베수를 가진 물질로 형성된다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 2개의 렌즈 요소가 형성된다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 모노리틱 렌즈 광학 장치는 복수의 모노리틱 광학 장치를 포함하는 어레이의 일부이고, 여기에서, 상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된다.
상기 모노리틱 렌즈 광학 장치의 또 다른 실시예에 있어서, 상기 장치는 웨이퍼 스택의 일부이고, 상기 웨이퍼 스택은,
ㆍ 상기 장치의 요소들로부터 형성된 복수의 웨이퍼 표면과;
ㆍ 각 웨이퍼 표면에 관련하여 형성된 적어도 2개의 정렬 마크를 포함하고, 상기 각각의 정렬 마크는 상기 정렬 마크가 협력적으로 정렬된 때 대응하는 조리개와의 렌즈 표면의 측면 및 회전 정렬을 돕도록 인접 웨이퍼 표면상의 정렬 마크와 협력한다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치에 관련된다. 그러한 실시예에 있어서, 광학 장치는,
ㆍ 제1의 볼록 근위면 및 제1의 평평한 원위면을 가진 제1 렌즈 요소와;
ㆍ 제2의 오목 근위면 및 제2의 볼록 원위면을 가진 제2 렌즈 요소와;
ㆍ 제3의 오목 근위면 및 제3의 볼록 원위면을 가진 제3 요철(menisci) 렌즈 요소와;
ㆍ 제1의 평평한 원위면에 배치된 적어도 하나의 조리개를 포함하고,
ㆍ 상기 제1, 제2 및 제3 렌즈 요소는 구경 조리개 및 이미저와 광학 정렬관계로 순차적으로 배열된다.
다른 실시예에 있어서, 3-요소 모노리틱 광학 장치는 저분산 물질로 형성된 제1 및 제2 렌즈 요소와 고분산 물질로 형성된 제3 렌즈 요소를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 필터가 상기 제1 렌즈 요소와 광학적 정렬관계로 상기 제1 평평한 원위면에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소는 그 원위면에 배치된 기판을 또한 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 조리개가 상기 기판의 원위면에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 필터가 상기 기판의 원위면에 배치된다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 제2 렌즈 요소는 그 근위면과 원위면 사이에 배치된 기판을 또한 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 상기 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치는 복수의 3-요소 모노리틱 광학 장치를 포함하는 어레이의 일부이고, 여기에서, 상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 복수의 광학 장치에 관련되고, 복수의 광학 장치는,
ㆍ 복수의 렌즈 요소 어레이- 각각의 렌즈 요소 어레이는 서로간에 및 대응하는 이미저와 광학적 정렬관계에 있음 -로 형성된 렌즈 요소 어레이 스택을 포함하고;
ㆍ 각각의 렌즈 요소 스택의 각각의 개별적인 렌즈 요소는 높은 아베수 물질 또는 낮은 아베수 물질 중의 하나로 형성되고, 높은 아베수 물질 또는 낮은 아베수 물질 중의 하나가 임의의 개별 렌즈 요소 스택에서 사용되는 순서는 관련 이미저에 의해 검출되는 스펙트럼 대역에 의존한다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 복수의 광학 장치에 관련되고, 복수의 광학 장치는,
ㆍ 복수의 렌즈 요소 어레이- 각각의 상기 렌즈 요소 어레이는 복수의 렌즈 요소로 형성됨 -로 형성된 렌즈 요소 어레이 스택과;
ㆍ 각각의 상기 렌즈 요소 어레이에 통합된 복수의 구조적 특징들을 포함하고;
ㆍ 상기 구조적 특징들은 적어도 1차원으로 렌즈 요소 어레이 스택 내에서 서로에 대한 렌즈 요소 어레이의 정렬을 보장한다.
복수의 광학 장치의 일 실시예에 있어서, 상기 구조적 특징들은 측면 및 회전 정렬 특징부, 스페이서 및 스탠드-오프(stand-off)로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 복수의 광학 채널을 구비한 어레이에서 조직적 제조 오차의 보상 방법에 관련되고, 이 방법은,
ㆍ 어레이의 광학 채널의 채널식 색수차 보정을 위해서만 사용되는 파장판 또는 다단계 회절 위상 요소 중의 하나의 명목상 형상을 포함한 설계를 준비하는 단계와;
ㆍ 상기 설계에 기초하여 어레이 렌즈 모듈을 제조하는 단계와;
ㆍ 렌즈 계측, 센터링, 거리 및 광학 성능으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 설계로부터 상기 렌즈 모듈의 조직적 편차를 실험적으로 결정하는 단계와;
ㆍ 상기 실험 결과에 기초하여 렌즈 모듈의 채널식 색수차 보정 표면만을 재설계하는 단계와;
ㆍ 상기 재설계에 기초하여 렌즈 모듈을 재제조하는 단계와;
ㆍ 렌즈 모듈의 후방 초점 길이를 이용하여 임의의 남아있는 조직적 편차를 보상하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 적어도 하나의 광학 요소를 각각 구비하는 복수의 광학 채널을 포함하고 적어도 2개의 광학 표면을 포함한 광학 장치에 관련되고, 상기 복수의 광학 채널 각각의 광학 표면 중의 하나는 광학 채널을 광의 선택된 주파대에 단독으로 적응하기에 충분한 파면 변형(wavefront deformation)을 가진 채널 특유 표면이다. 그러한 일 실시예에 있어서, 채널 특유 표면은 파장판, 키노폼(kinoform), 및 방사상의 대칭적 다단계 회절 위상 요소로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
이 명세서에서 설명하는 특징 및 장점들은 모두를 내포한 것이 아니고, 특히, 많은 추가의 특징 및 장점들이 첨부 도면, 명세서 및 특허 청구범위에 비추어 이 기술에 통상을 지식을 가진 자에게는 명백할 것이다. 더욱이, 이 명세서에서 사용된 용어들은 원칙적으로 가독성 및 지시 목적으로 선택된 것이고, 본 발명의 주제를 윤곽 그리거나 경계 정하기 위해 선택된 것이 아님에 주목하여야 한다.
본 발명의 상기 및 다른 특징 및 장점들은 첨부된 데이터 및 도면과 함께 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 복수의 이미저를 구비한 종래의 카메라 어레이의 평면도이다.
도 2는 렌즈 요소들을 구비한 종래의 카메라 어레이의 투시도이다.
도 3은 종래의 카메라 어레이의 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 3-표면 2-렌즈 광학 장치를 보인 개략도이다.
도 4b는 도 4a의 광학 장치의 일 실시예에 따른 예시적인 렌즈의 표를 보인 도이다.
도 5aa는 본 발명의 일 실시예에 따른 5-표면 3-렌즈 광학 장치를 보인 개략도이다.
도 5ab는 도 5aa의 광학 장치의 일 실시예에 따른 예시적인 렌즈의 표를 보인 도이다.
도 5b 내지 도 5h는 도 5aa의 광학 장치의 특성 성능 표시자를 나타내는 데이터도이다.
도 5ia은 본 발명의 일 실시예에 따른 5-표면 3-렌즈 광학 장치를 보인 개략도이다.
도 5ib는 도 5ia의 광학 장치의 일 실시예에 따른 예시적인 렌즈의 표를 보인 도이다.
도 5ja는 본 발명의 일 실시예에 따른 5-표면 3-렌즈 광학 장치를 보인 개략도이다.
도 5jb는 도 5ja의 광학 장치의 일 실시예에 따른 예시적인 렌즈의 표를 보인 도이다.
도 6a 및 도 6b는 종래의 모노리틱 렌즈 및 조리개 장치의 개략도이다.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노리틱 광학 장치의 개략도이다.
도 6da 내지 도 6df는 본 발명의 각종 실시예에 따른 모노리틱 광학 장치의 개략도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 모노리틱 광학 장치를 제조하는 공정 흐름의 개략도이다.
도 7b 내지 도 7d는 본 발명의 각종 실시예에 따른 모노리틱 광학 장치의 개략도이다.
도 7e 내지 도 7g는 도 7b 내지 도 7d에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 모노리틱 렌즈 요소를 통합한 광학 장치의 개략도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 각종 실시예에 따른 3-요소 모노리틱 광학 장치의 개략도이다.
도 8e 내지 도 8j는 본 발명의 일 실시예에 따른 3-요소 모노리틱 광학 장치의 특성 성능 표시자의 데이터 그래프이다.
도 9a 및 도 9b는 2가지 물질로 형성된 종래의 주입 몰드 광학 장치의 개략도이다.
도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 2가지 물질로 형성된 주입 몰드 광학 장치의 개략도이다.
도 9d는 2가지 물질로 형성된 종래의 유리 위 중합체 웨이퍼 레벨 광학 장치의 개략도이다.
도 9e는 본 발명의 일 실시예에 따른 2가지 물질로 형성된 유리 위 중합체 웨이퍼 레벨 광학 장치의 개략도이다.
도 10a는 통합형 구경 조리개를 구비한 종래의 유리 위 중합체 웨이퍼 레벨 광학 장치의 개략도이다.
도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 통합형 구경 조리개를 구비한 유리 위 중합체 웨이퍼 레벨 광학 장치의 개략도이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 일 실시예에 따른 미리 형성된 스페이싱 및 정렬 요소를 구비한 광학 장치의 개략도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 장치를 제조하는 공정의 흐름도이다.
본 발명은 상이한 이미징 특성을 가진 복수의 이미저를 이용하는 분산형 접근법을 이용하여 이미지를 포착하는 어레이 카메라에서 사용하기 위한 신규의 광학 장치에 관한 것이다. 이러한 카메라의 각 이미저는 상이한 필터를 가진 별도의 옵틱스와 결합되고 상이한 동작 파라미터(예를 들면, 노출 시간)로 동작할 수 있다. 뒤에서 설명하는 바와 같이, 이러한 다른 광학 요소들은 예를 들면 주입 몰딩, 유리 몰딩, 유리 위 중합체 웨이퍼 레벨 옵틱스(wafer level optics, WLO), 또는 모노리틱 렌즈 WLO 기법(중합체 또는 유리)을 포함한 임의의 적당한 기술을 이용하여 제조될 수 있다.
정의
센서 요소 또는 픽셀은 카메라 어레이의 개별 광감지 요소를 말한다. 센서 요소 또는 픽셀은 다른 무엇보다도 종래의 CIS(CMOS 이미지 센서), CCD(전하 결합 소자), 높은 동적 범위 픽셀, 다중 스펙트럼 픽셀 및 이들의 각종 대안예를 포함한다.
이미저는 2차원의 픽셀 어레이를 말한다. 각 이미저의 센서 요소는 물리적 특성이 유사하고 동일한 광학 컴포넌트를 통하여 광을 수신한다. 또한, 각 이미저의 센서 요소는 동일한 컬러 필터와 연합될 수 있다.
이미저 어레이는 단일 컴포넌트로서 기능하도록 설계된 이미저의 집합을 말한다. 이미저 어레이는 각종 소자에 장착 또는 설치하기 위해 단일 칩으로 제조될 수 있다.
렌즈 스택은 수 개의 광학 컴포넌트/렌즈 요소의 축방향 배열을 말한다.
광학 채널은 렌즈 스택과 이미저의 조합을 말한다.
렌즈 어레이는 개별 렌즈 요소의 측면 배열을 말한다.
옵틱스(optics) 또는 렌즈 스택 어레이는 렌즈 스택의 측면 어레이, 또는 복수 렌즈 어레이의 축방향 배열을 말한다.
카메라 어레이는 옵틱스 어레이와 이미저 어레이의 조합을 말하고, 광학 채널의 어레이로서 또한 정의될 수 있다.
이미저의 이미지 특성은 이미지의 포착과 관련된 이미저의 임의의 특성 또는 파라미터를 말한다. 이미징 특성은, 다른 무엇보다도 특히, 이미저의 크기, 이미저에 포함된 픽셀들의 유형, 이미저의 형상, 이미저와 연합된 필터, 이미저의 노출 시간, 이미저와 연합된 옵틱스의 조리개 크기, 이미저와 연합된 광학 요소의 구성, 이미저의 이득, 이미저의 해상도, 및 이미저의 동작 시간을 포함할 수 있다.
카메라의 옵틱스의 특성들은 적어도 시야(field of view; FOV), F-수(F-number; F/#), 해상도(MTF), 유효 초점 길이 또는 배율, 컬러 또는 주파대, 왜곡, 및 상대 조도를 말한다.
카메라 어레이의 구조
도 1은 이미저(1A 내지 NM)를 구비한 일반 카메라 어레이(100)의 평면도이다. 도시된 것처럼, 도시된 유형의 이미저 어레이는 복수의 이미저(1A 내지 NM)를 포함하도록 제조된다. 각각의 이미저(1A 내지 NM)는 복수의 픽셀(예를 들면, 0.32 메가픽셀)을 포함할 수 있다. 비록 이미저(1A 내지 NM)가 도 1에 도시된 것처럼 격자 형식으로 배열되지만, 이미저(1A 내지 NM)는 임의의 적당한 구성으로 배열될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 예를 들면, 다른 실시예에서 이미저는 원형 패턴, 지그재그 패턴 또는 산란 패턴과 같은 비 격자 형식으로 배열될 수 있다.
이 설계의 이미저 어레이는 2개 이상 유형의 이종 이미저를 포함할 수 있고, 각 이미저는 2개 이상의 센서 요소 또는 픽셀을 포함한다. 각각의 이미저는 상이한 이미징 특성을 가질 수 있다. 대안적으로, 2개 이상의 상이한 유형의 이미저가 있을 수 있고, 이때 동일 유형의 이미저들은 동일한 이미징 특성을 공유한다. 예를 들면, 각 이미저(1A 내지 NM)는 그 자신의 필터 및/또는 광학 요소(예를 들면, 렌즈)와 연합될 수 있다. 구체적으로, 각 이미저(1A 내지 NM) 또는 이미저들의 그룹은 소정 파장의 광을 수신하기 위해 스펙트럼 컬러 필터와 연합될 수 있다. 예시적인 필터들은 바이엘(Bayer) 패턴(R, G, B)으로 사용되는 종래의 필터, IR-차단 필터, 근접-IR 필터, 편광 필터, 및 하이퍼 스펙트럼 이미징의 필요에 적합한 커스텀 필터를 포함한다. 또한, 일부 이미저는 전체 가시 스펙트럼 및 근접-IR을 둘 다 수신하기 위해 필터를 갖지 않을 수 있고, 이것은 이미저의 신호 대 잡음비를 향상시킨다. 다른 필터의 수는 카메라 어레이 내의 이미저의 수만큼 많을 수 있다.
그러한 이미저 어레이는 다른 관련 회로를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 다른 회로는, 다른 무엇보다도 특히, 이미징 파라미터를 제어하는 회로 및 물리적 파라미터를 감지하는 센서를 포함할 수 있다. 제어 회로는 노출 시간, 이득, 및 블랙 레벨 옵셋과 같은 이미징 파라미터를 제어할 수 있다. 센서는 동작 온도에서 암전류(dark current)를 추정하는 다크 픽셀을 포함할 수 있다. 암전류는 기판이 받을 수 있는 임의의 열적 크리프(creep)를 급히 보상하기 위해 측정될 수 있다.
이러한 카메라 어레이는 셀폰 및 다른 모바일 기기에서 사용되는 기존 카메라 이미지 센서의 드롭인 교체품(drop-in replacement)으로서 설계될 수 있다. 이 목적으로, 카메라 어레이는 비록 카메라 어레이의 달성 해상도가 많은 사진 환경에서 종래의 이미지 센서를 초과할 수 있다 하더라도 대략 동일한 해상도를 가진 종래의 카메라 모듈과 물리적으로 호환되도록 설계될 수 있다. 향상된 성능의 장점을 취해서, 실시예의 카메라 어레이는 종래의 이미지 센서에 비하여 동일하거나 더 나은 품질의 이미지를 얻기 위해 더 적은 수의 픽셀을 가진 이미저를 포함할 수 있다. 대안적으로, 이미저의 픽셀들의 크기는 종래의 이미지 센서의 픽셀들에 비하여 감소될 수 있지만 그에 필적하는 결과를 달성할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 이미저를 포함한 카메라 어레이는 M 메가픽셀을 가진 종래의 이미지 센서를 교체한다. 카메라 어레이는
Figure pct00001
개의 이미저를 포함하고, 각 센서는
Figure pct00002
의 픽셀을 포함한다. 카메라 어레이의 각 이미저는 교체되는 종래의 이미지 센서와 동일한 종횡비를 또한 갖는다.
옵틱스 집적
이러한 이미저에 대하여 렌즈 및 다른 광학 요소를 제공하기 위해, 이러한 유형의 카메라 어레이는 임의의 적당한 광학 기술을 이용할 수 있다. 이하의 설명은 카메라 어레이에서 사용하는 종래의 광학 요소의 일반적인 개관을 제공한다.
도 2는 옵틱스 어레이(210)를 이미저 어레이(230)와 통합하는 한가지 종래의 어레이 카메라 조립체(200)의 투시도이다. 도시된 바와 같이, 옵틱스 어레이(210)는 일반적으로 복수의 렌즈 스택(220)(렌즈 스택(220)은 수 개의 축방향으로 정렬된 렌즈 요소로 구성될 수 있다)을 포함하고, 각 렌즈 스택(220)은 이미저 어레이(230)의 25개의 이미저(240) 중의 하나를 덮는다(도시된 예에서).
도 3은 카메라 어레이 조립체(250)의 단면도이다. 도시된 것처럼, 이러한 설계에서, 카메라 조립체(250)는 상부 렌즈 웨이퍼(262)와 하부 렌즈 웨이퍼(268)를 포함한 옵틱스 어레이와, 복수의 센서 및 관련 광 감지 요소가 위에 형성된 기판(278)을 포함한 이미저 어레이를 포함한다. 스페이서(258, 264, 270)가 또한 각종 요소의 적당한 배치를 제공하기 위해 포함된다. 이러한 실시예에서, 카메라 어레이 조립체(250)는 봉입체(254) 내에 또한 패키지된다. 마지막으로, 선택적인 상부 스페이서(258)가 이미저 어레이의 상부 렌즈 웨이퍼(262)와 봉입체(254) 사이에 배치될 수 있지만, 이것은 카메라 조립체(250)의 구성에 필수적인 것은 아니다. 이미저 어레이 내에서, 개별 렌즈 요소(288)가 상부 렌즈 웨이퍼(262) 위에 형성된다. 도 3에서는 이러한 렌즈 요소(288)들이 동일한 것으로 도시되어 있지만, 동일한 카메라 어레이에서 상이한 유형, 크기 및 형상의 요소들을 사용할 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 다른 하나의 렌즈 요소(286)들의 집합이 하부 렌즈 웨이퍼(268) 상에 형성된다. 상부 렌즈 웨이퍼와 하부 렌즈 웨이퍼 상의 렌즈 요소들의 조합은 도 2에 도시된 렌즈 스택(220)을 형성한다.
이러한 유형의 카메라 어레이에 있어서, 실리콘 관통 비아(274)가 이미저로부터 신호 전송을 위한 경로에 또한 제공될 수 있다. 상부 렌즈 웨이퍼(262)는 광을 차단하기 위해 광 차단 물질(284)(예를 들면, 크롬, 산화("블랙") 크롬, 불투명 포토레지스트)로 부분적으로 코팅될 수 있다. 그러한 실시예에 있어서, 광 차단 물질(284)로 코팅되지 않은 옵틱스 어레이의 상부 렌즈 웨이퍼(262)의 부분들은 하부 렌즈 웨이퍼(268) 및 이미저 어레이로 광이 통과하는 조리개로서 소용된다. 도 3에 제공된 실시예에는 단일 조리개만이 도시되어 있지만, 이러한 유형의 카메라 어레이에서는 미광 성능을 개선하고 광학 혼선(optical crosstalk)을 저감하기 위해 카메라 조립체의 임의의 또는 모든 기판면에 배치된 불투명 층으로부터 추가의 조리개가 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 예에서, 필터(282)는 옵틱스 어레이의 하부 렌즈 웨이퍼(268)에 형성된다. 광 차단 물질(280)은 광학 절연체로서 기능하도록 옵틱스 어레이의 하부 렌즈 웨이퍼(268)에 또한 코팅될 수 있다. 광 차단 물질(280)은 입사 방사선으로부터 센서 전자부품을 보호하기 위해 이미저 어레이의 기판(278)에 또한 코팅될 수 있다. 스페이서(283)가 또한 옵틱스 어레이의 하부 렌즈 웨이퍼(268)와 이미저 어레이의 기판(278) 사이에, 및 옵틱스 어레이의 렌즈 웨이퍼(262, 268) 사이에 배치될 수 있다. 그러한 어레이 카메라에 있어서, 각각의 스페이서 층은 단일 판을 이용하여 구현될 수 있다.
비록 도 3에는 도시되지 않았지만, 이러한 많은 카메라 어레이는 렌즈 스택 어레이의 테두리에 도시된 스페이서(258)와 유사한, 또는 스페이서(258)와 함께 단일 층으로 구현되는 옵틱스 어레이의 상부 렌즈 웨이퍼(262)의 상부에 위치된 각각의 광학 채널 사이에 스페이서를 또한 포함한다. 뒤에서 자세히 설명하는 바와 같이, 스페이서는 웨이퍼 레벨 옵틱스에 의해 형성된 광학 채널을 격리시키기 위해 광 차단 물질로 구성 및/또는 광 차단 물질로 코팅될 수 있다. 적당한 광 차단 물질은 예를 들면 Ti 및 Cr과 같은 금속 물질, 또는 블랙 크롬과 같은 상기 물질들의 산화물(크롬 및 산화 크롬), 또는 다크 실리콘, 또는 블랙 매트릭스 중합체와 같은 블랙 입자 함유 포토레지스트(브루어 사이언스로부터의 PSK2000) 등의 임의의 불투명 물질을 포함할 수 있다.
이러한 어레이 카메라에 소형 렌즈 요소들을 사용함으로써 많은 장점들이 실현될 수 있다. 첫째로, 소형 렌즈 요소는 전체 카메라 어레이(230)를 덮는 단일의 대형 렌즈에 비하여 훨씬 적은 공간을 점유한다. 또한, 이러한 소형 렌즈 요소를 사용하는 자연적인 결과의 일부는 감소된 수차, 특히 색수차에 의한 광학 특성의 개선, 비용 감소, 필요로 하는 물질 양의 감소, 및 제조 단계의 감소를 포함한다. 이러한 장점에 대한 전반적인 설명은 미국 특허 공개 번호 제US-2011-0080487-A1호에서 찾아볼 수 있고, 이 문서의 내용은 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다.
비록 상기의 설명이 어레이 카메라에서 사용하는 광학 장치의 기본 설계의 개관을 제공하지만, 본 발명은 특성을 향상시킬 수 있는 신규의 장치를 제공한다. 간단히 말해서, 어레이 접근법 자체 때문에, 및 결과적인 이완된 총 트랙 길이 필요조건 때문에(어레이 카메라는 그 특성상 필적하는 전통적 대물렌즈보다 훨씬 더 짧기 때문에), 규칙적인 광학 설계의 어레이를 이용하는 것보다는 어레이 카메라의 렌즈 채널에 신규의 광학 설계 접근법을 채용할 수 있다. 이러한 신규 장치는 뒤에서 자세히 설명하겠지만, 여기에서 설명하는 개선점을 포함하는 다른 광학 장치를 여기에서 설명하는 카메라 어레이에 사용할 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
실시예 1: 3-표면 WLO 설계
전통적인 웨이퍼 레벨 옵틱스(WLO)는 중합체 렌즈가 유리 웨이퍼 위에, 잠재적으로 양 사이드 위에 몰드되고, 스페이서 웨이퍼에 의해 추가의 렌즈 웨이퍼와 함께 적층되고, 렌즈 모듈로 다이스(dice)된 다음(이것을 "유리 위 중합체 WLO"라고 부른다) 옵틱스를 이미저와 직접 패키징하여 모노리틱 집적 모듈을 생성하는 기술이다. 뒤에서 더 자세히 설명하는 바와 같이, WLO 절차는 다른 절차들 중에서도 특히 유리 기판 위에 중합체 렌즈 요소를 생성하기 위해 웨이퍼 레벨 몰드를 이용하는 단계를 수반할 수 있다. 일반적으로, 이것은 렌즈 몰딩 전에 기판 위에 다른 방식의 불투명 층의 더 늦은 렌즈 채널과 중심이 맞추어진 개공을 제공함으로써 조리개, 특히 구경 조리개를 통합하는 단계를 수반한다.
제1 실시예에 있어서, 웨이퍼 레벨 옵틱스 기술에 의한 제조에 적합하고, 특히 어레이 카메라의 옵틱스에 대하여 사용되는(복수의 채널 중의 하나로서) 3-표면 광학 장치는 도 4a와 관련하여 설명된다. 더 구체적으로, 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은 표준형의 2-요소 렌즈에 있어서는 전형적으로 4개의 렌즈 표면(상부 렌즈와 하부 렌즈의 전면과 후면)이 있다. 이와 대조적으로, 이 총-트랙-길이-이완형(total-track-length-relaxed)이지만 MTF-성능 최적화 설계에서는 제3 표면(제2 요소의 제1 측면)이 매우 낮은 굴절력을 갖는다. 그 결과, 상기 제3 표면을 설계로부터 완전히 제거할 수 있다. 그 결과, 3-표면 설계로 되고, 이것은 공정 단계를 덜 필요로 하기 때문에 렌즈의 가격을 더 낮출 수 있고, 생산율 증가에 대한 기여자(contributor)가 더 적기 때문에 생산율이 개선된다. 또한, 구면 또는 포물면 윤곽(단조로운 윤곽, 날개 없음)에 근접하게 나타나는 형상을 가진 렌즈만이 구경 조리개 주위에 중심이 맞춰진 특수한 축방향 배열에 적용되기 때문에, 약한 광선 휘어짐만이 공기-렌즈 또는 렌즈-공기 인터페이스에서의 모든 굴절에서 발생한다. 이 배열의 결과로서 센터링-, 두께-, 거리-, 또는 렌즈 형상에 대한 완화된 감도가 오류 공차(error tolerance)를 형성한다. 도 4a에 도시된 것처럼, 다른 필드 높이에 대한 광선은 다소간 수직으로 전송하고, 따라서 렌즈 표면을 통하여 강하게 굴절되지 않는다. 그러나, 그러한 배열에 있어서, 입사각(AOI)에 기인하는 대역 테두리의 시프트가 임의의 유전체 필터 시스템에 대하여 최소화되도록(예를 들면, IR 차단을 위해) 유리 기판 위의 AOI가 최소로 되는 최적의 위치를 찾는 것이 매우 중요하고, 이것은 렌즈 스택 내의 기판에 적용된다.
도 4a에 도시된 것처럼, 3-표면 광학 장치는 실질적으로 단일 광로(403)를 따라 배열된 제1(400) 및 제2 렌즈 요소(402)에 의해 식별된다. 구성 목적으로, 각 렌즈 요소는 예를 들면 유리로 이루어지고 그 위에 중합체 렌즈 표면이 형성되는 대응하는 지지 기판(404, 406)과 선택적으로 연합될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 또한, 렌즈 요소를 서로에게 및/또는 이미지 센서에게 기계적으로 접속하기 위해 사용될 수 있는 스페이서 요소(도시 생략됨)가 구성에 또한 포함될 수 있다. 임의의 적당한 물질이 사용될 수 있지만, 일 실시예에 있어서, 렌즈 표면은 (UV- 또는 열경화성) 중합체로 제조된다.
렌즈 요소 자체의 구성으로 돌아가서, 제1 렌즈 요소(400)에 있어서, 제1 요소의 제1 측면상에 제1 직경의 볼록면(408)이 있고 제1 요소의 제2 측면상에 제2 직경의 오목면(410)이 있다. 바람직하게, 제1 렌즈 요소의 제1 측면의 직경은 제2 측면의 직경보다 더 크다. 제2 요소(402)에 있어서, 제2 요소의 제1 측면상에 얕은(shallow) 또는 평평한 면(412)이 있고 제2 요소의 제2 측면상에 볼록면(414)이 있다. 바람직하게, 제2 렌즈 요소의 제1 측면의 직경은 제2 요소의 제2 표면의 직경보다 더 작고, 제2 요소의 제2 표면의 직경은 제1 요소의 제1 측면의 직경과 제2 측면의 직경 사이의 중간이다. 또한, 시스템 조리개 또는 구경 조리개(도시 생략됨)는 바람직하게 제2 요소의 제1 측면상에 배치된다.
비록 도면에 도시되지는 않았지만, (얇은) 제1 스페이싱 구조물(도시 생략됨)이 2개의 렌즈 요소 사이에 배치되고, 이것은 각각의 렌즈 표면에 통합되거나("스탠드-오프"), 추가의 요소일 수 있다. 마찬가지로, 제2 렌즈 요소의 제2 측면을 이미지 센서(417)의 커버 유리 또는 패키지(416)에 연결하는 (두꺼운) 제2 스페이싱 구조물이 또한 제공될 수 있다. 양측의 스페이싱 구조물은 불투명한 것이 바람직하고, 또는 적어도 내측 벽에 불투명 표면을 가지며, 인접 광학 채널들 간에 부분적인 광학적 격리를 제공한다. 도 4b는 본 발명에 따른 3-표면 광학 장치의 예시적인 실시예의 렌즈 표를 제공한다.
비록 3-측면 광학 장치의 기본 구성이 여기에서 설명되지만, 다른 특징 및 구조물이 추가적인 또는 향상된 기능을 제공하기 위해 렌즈 요소에 통합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 상기 다른 특징 및 구조물은 아래의 것을 포함한다.
ㆍ 렌즈 스택 내에(특히, 중합체 렌즈 아래의 유리 기판 위에) 추가의 조리개를 포함하는 것,
ㆍ 예컨대 유기 컬러 필터 어레이("CFA")와 같은 채널 특정 필터 및/또는 예컨대 IR 차단, NIR-통과, 간섭 컬러 필터와 같은 구조화 유전체 필터. 이 필터들은 바람직하게 시스템 조리개에 근접한 표면에서 제1 및 제2 렌즈 요소의 스택 내에 배열될 수 있다.
ㆍ 개별적인 좁은-스펙트럼-대역-채널의 부분적 색수차 제거가 예컨대 광학 장치의 외측에 있는 2개의 볼록면에 대한 "왕관형" 물질 및 2개의 렌즈 요소의 내측에 있는 잠재적으로 2개의 (오목) 표면에 대한 "부싯돌형" 물질과 같은, 다른 렌즈 표면에 대하여 상이한 아베수 물질을 결합함으로써 달성될 수 있다(이것에 대해서는 아래의 실시예 6에서 더 설명된다).
ㆍ 특정의 좁은 스펙트럼 대역에 대한 다른 컬러 채널의 최적화가 색수차를 보정하기 위해 광학 장치 내의 (적어도) 하나의 렌즈 표면 윤곽을 그 컬러에 적응시킴으로써 달성될 수 있다(이에 대한 더 자세한 내용은 예를 들면 미국 특허 출원 제13/050,429호를 참조할 수 있으며, 이 문헌은 여기에서의 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다).
신규의 3-표면 광학 장치를 어레이 카메라에서 사용하기에 특히 적합하게 하는 상기 신규의 3-표면 광학 장치의 몇 가지 특징이 있다. 첫째로, 광학 장치는 이미지 센서의 나이퀴스트 공간 주파수에서 매우 높은 콘트라스트가 달성되게 하는 방법으로 설계되고, 이것은 동시에 (공간 주파수의 증가에 따른 콘트라스트의 점차적인 쇠퇴에 대하여) 센서의 나이퀴스트 주파수의 1.5× 또는 2×의 충분한 콘트라스트를 제공하여 초고 해상도(super-resolution) 이미지 정보 복구가 효과적으로 시행되게 한다. 둘째로, 광학 장치는 다이 부동산 지역을 경제적으로 이용하기 위해 인접 광학 채널들 간의 작은 측면 거리가 가능하도록 최적화되고, 결과적으로 렌즈 직경이 (불투명) 스페이서 구조물의 벽 두께가 그러한 것처럼 작아야 한다. 셋째로, 다른 "색"(포착되는 전체 파장 스펙트럼의 일부)을 이미징하는데 전용되는 1 어레이 내의 광학 채널은 적어도 하나의 렌즈 표면의 특수한 표면 윤곽과 관련하여 다를 수 있다. 1 어레이에서 상기 렌즈들의 표면 윤곽의 차는 작을 수 있지만, 후방 초점 길이("BFL") 컬러 독립성을 유지하는데 매우 효과적이고, 결과적으로 비용이 소요되는 넓은 스펙트럼 대역 색수차 제거의 필요성 없이 상이한 색에 대하여 (거의) 동일한 선명한 이미지를 가능하게 한다. 더욱이, 컴퓨터 색 융합 후에, 고해상도 다색 이미지가 달성될 수 있다. 특히, 바람직하게 렌즈 스택의 최종 표면(여기에서는 제2 요소의 제2 표면)이 각각의 컬러 채널의 좁은 스펙트럼 대역에 대하여 특별히 최적화된다. 넷째로, 상기 설계 접근법은 구경 조리개 주위의 렌즈 시스템의 (물체와 이미지 공간 사이에 비대칭이 주어진 경우에는 부분적인) 대칭을 야기하고, 이것은 왜곡, 코마(coma) 및 측면색을 포함한 소정 유형의 수차를 감소시키는데 도움이 된다.
어레이 카메라의 단일 채널의 상기 어레이 전용 설계의 장점은 하기의 것을 포함한다:
ㆍ 2개의 요소만큼 작은 수에 의해 및 2개의 요소에서 굴절력이 있는 단지 3개의 표면에 의해 고해상도를 제공하는 능력.
ㆍ 렌즈 형상의 단순성 증가.
ㆍ 감소된 광선 휨에 기인하는 감소된 제조 공차 감도.
ㆍ 완화된 총 트랙 길이 필요조건에 기인하는 낮은 CRA.
ㆍ 이 작업을 수행하는 픽셀 레벨에서 바이엘 패턴을 갖는 대신에 상이한 광학 채널을 구별하는 컬러 필터에 기인하는 낮은 컬러 혼선.
ㆍ 더 작은 픽셀 스택 높이에 기인하는 낮은 픽셀 혼선.
ㆍ 이미지 평면으로부터 더 멀리 떨어진 컬러 필터에 기인하는 감소된 컬러 불균등성.
ㆍ 투명 기판에 비하여 두꺼운 불투명 제2 스페이서를 가능하게 하는 긴 후방 초점 길이에 기인하는 낮은 채널간 혼선.
ㆍ 더 작은 렌즈의 결과에 의한 더 적은 단색 수차(많은 이러한 수차는 렌즈 사이즈 ^2-^4로 스케일되기 때문에).
ㆍ 각각의 스펙트럼 대역에 대해서만 최적화될 필요가 있고, 그에 따라서 개별 채널 내에서의 색수차 제거 필요조건을 최소화하면서 전반적으로 더 높은 다색 해상도를 제공하고, 또한 더 간단한 전반적인 수차 균형 또는 보정 공정 및 더 간단한 렌즈, 및/또는 더 나은 MTF, 및/또는 더 낮은 F/#을 제공하는 분리된 컬러 채널.
ㆍ 더 작은 렌즈가 렌즈의 더 작은 처짐(sag)(즉, 정점 높이)을 의미하고, 이것은 덜 복잡한 복제 기술을 사용하는 능력 및 더 적은 수축을 유도하기 때문에, 제조중의 더 높은 생산율.
실시예 2: 5-표면 WLO 설계
제2 실시예에 있어서, 웨이퍼 레벨 옵틱스 기술에 의한 제조에 적합하고, 특히 어레이 카메라의 옵틱스에 대하여(다중 채널 중의 하나로서) 사용되는 5-표면 광학 장치가 도 5A 내지 도 5J를 참조하여 설명된다. 더 구체적으로, 이 실시예는 이미지 평면에 근접한 필드 평탄화 요소를 구비한 5-표면 고해상도 웨이퍼 레벨 렌즈/대물렌즈에 관련된다. 또한, 표준형의 2-요소 렌즈에 있어서는, 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 전형적으로 4개의 렌즈 표면(상부 렌즈와 하부 렌즈의 전면 및 후면)이 있다. 그러나, 이러한 광학 장치는 고해상도 어레이 카메라에서 사용하기에는 비 이상적이다. 이상적으로, 예컨대 BSI 또는 양자 막(quantum film) 센서(마이크로렌즈를 요구하지 않는 증가된 충진 계수(fill factor)의 추가 장점을 가진 양자 막. 이것은 다른 경우에 마이크로렌즈가 굴절력을 제공하도록 이미지 센서의 앞에서 에어 갭을 필요로 한다)를 이용함으로써 이미지 센서에 의한 옵틱스의 작은 최대 CRA의 필요조건이 감소된다(동일한 것에 대한 훨씬 더 큰 입사각이 가능하다). 마지막으로, 규칙적인 렌즈 설계는 더 강한 작은 총 트랙 길이 필요조건을 갖고, 이것은 어레이 카메라가 개념적으로 필적되는 종래의 대물렌즈보다 훨씬 더 짧기 때문에 어레이 카메라에서 필요로 하는 것보다 전반적인 카메라 길이를 더 짧게 할 것이다. 이와 대조적으로, 이 설계에서는 5개의 표면이 사용된다. 5-표면 설계에 있어서 많은 수의 자유도는 전체 가시 스펙트럼 대역(또는 다른 관심 대역)에 대한 색수차 제거를 가능하게 하고, 따라서 채널 특유의 렌즈 윤곽이 반드시 요구되지 않는다. 그러나, 후방 초점 길이가 관심 스펙트럼 대역에서 일정하게 유지될 수 있다 하더라도, 유효 초점 길이 및 이것에 의한 배율은 변할 수 있다.
도 5A에 도시된 것처럼, 일 실시예에 있어서, 5-표면 광학 장치는 단일 광로(505)를 따라 순차적으로 배열된 제1(500), 제2(502) 및 제3(504) 렌즈 요소에 의해 식별된다. 구성 목적으로, 각 렌즈 요소는 예를 들면 유리로 제조되고 그 위에 중합체 렌즈 표면이 형성된 대응하는 지지 기판(506, 508, 510)에 선택적으로 연합될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 또한, 렌즈 요소를 서로에게 및/또는 이미지 센서에게 기계적으로 접속하기 위해 사용될 수 있는 스페이서 요소(도시 생략됨)가 구성에 또한 포함될 수 있다. 비록 임의의 적당한 물질이 사용될 수 있지만, 일 실시예에 있어서, 렌즈 표면, 즉 렌즈의 표면과 그 아래의 기판 사이의 체적은 (UV- 또는 열경화성) 중합체로 제조된다.
렌즈 요소 자체의 구성으로 돌아가서, 제1 렌즈 요소(500)는 제1 직경의 볼록면(512) 및 제2 직경의 오목면(514)을 구비한다. 바람직하게, 볼록면의 직경은 이 렌즈 요소에서 오목면의 직경보다 더 크다. 제2 렌즈 요소(502)는 제2 렌즈 요소의 제1 측면상의 오목면(516) 및 제2 요소의 제2 측면상의 볼록면(518)을 구비한다. 이 제2 렌즈 요소에 있어서, 바람직하게, 그 볼록면은 그 오목면과 비교할 때 더 큰 직경을 갖는다. 제3 렌즈 요소(504)는 제3 렌즈 요소의 제1 측면상의 오목면(520) 및 이미지 센서 커버(510)로서 소용되는 기판에 인접한 제2 평측면(522)을 구비한다. 전형적으로 제3 렌즈 요소의 오목면의 직경은 제1 및 제2 렌즈 요소의 임의의 표면의 직경보다 더 크다.
장치에 있어서, 제1 스페이싱 구조물(도시 생략됨)이 제1(500) 및 제2(502) 렌즈 요소 사이에 배치된다. 마찬가지로, 제2 스페이싱 구조물(도시 생략됨)이 제2(502) 및 제3(504) 렌즈 요소 사이에 배치된다. 상기 스페이서들 중의 어느 하나는 각각의 렌즈 표면에 통합(또한 분할)되거나(렌즈들이 그 다음에 직접 함께 접착될 수 있는 "스탠드-오프"), 추가의 요소일 수 있다. 또한, 양측의 상기 스페이싱 구조물은 불투명한 것(또는 적어도 (안쪽) 측벽에 불투명 표면을 갖는 것)이 바람직하고, 인접 광학 채널들 간에 (부분적인) 광학적 격리를 제공한다. 제3 렌즈 요소(504)는 이미지 표면(524)에 비교적 가깝게 배치되고, 제3 렌즈 요소의 제2 측면은 바람직하게 투명 지역 본드(areal bond) 또는 로컬 본드(예를 들면, UV-경화성 및/또는 열경화성 접착제)에 의해, 또는 위에서 설명한 것처럼 투명 개공을 가진 (-n 불투명) 스페이싱 구조물에 의해 이미지 센서 또는 이미지 센서 커버 유리와 접속된다.
요약하자면, 위에서 설명한 도 5aa는 규칙적인 두께의 이미지 센서 커버 유리의 처짐이 큰(large-sag) 필드 플래트너(field flattener) 위에 배치된 5-표면 광학 장치를 보인 것이다. 특히, 필드 플래트너(504)(또는 그 기판, 또는 센서 커버 유리)와 이미지 센서(524) 사이에는 에어 갭이 없다. 필드 플래트너 앞에는, 이상적으로, 2개의 볼록면에 의해 다소간 대칭적으로 둘러싸인 시스템 조리개에 근접한 2개의 오목면을 내포한 제1(500) 및 제2(502) 렌즈 요소로 구성된 실제 집속 대물렌즈가 있다. 이 설계와 관련된 예시적인 렌즈 표는 도 5ab에서 제공된다.
도 5b 내지 5h는 도 5aa에 도시된 5-표면 광학 장치의 일부 특성 성능 표시자를 나타낸다. 특히, 도 5b는 렌즈가 전체 필드 높이(@F/2.4 및 56°의 대각선 풀 FOV)에 걸쳐 회절이 제한되는 것을 보여주는 스트렐 비율(Strehl ratio)의 데이터 그래프를 제공한다. 도 5c는 MTF 대 필드의 비교에서 필드 높이가 증가할 때 성능의 손실이 실질적으로 없음을 보여주는 데이터 그래프를 제공한다. 도 5d는 다색 회절 순회 에너지(encircled energy)의 데이터 그래프를 제공하고, 집속 광 에너지의 대부분이 에어리 디스크(Airy disk) 내에 있음을 나타낸다. 도 5e는 렌즈가 거의 이소플래나틱(isoplanatic)으로 나타나는 것을 보여주는 점도(spot diagram)를 제공하고, 이때 필드 높이에 따른 스폿 크기 및 형상의 변화는 거의 없다. 도 5f는 MTF 대 공간 주파수의 데이터 그래프를 제공하고, 작은 중간 필드 높이에 대하여 500 LP/mm에서조차도 여전히 15-20% 콘트라스트가 있음을 보여준다. 도 5g는 렌즈 설계가 수용가능한 단조로운 왜곡을 나타내는 것을 보여주는 데이터 그래프를 제공한다. 마지막으로, 도 5h는 광학 장치가 일반적인 비네팅(vignetting) 행동을 보이는 것을 나타내는 상대적 조명 플롯을 제공한다.
이러한 데이터 결과들은 이 특수한 설계 패밀리에 대하여, 색수차 제거 정도가 강하기 때문에, 적색 및 청색 스펙트럼에 대하여 녹색 채널을 사용하는 매우 적은 성능 손실이 있음을 보여준다. 다시 말하면, 시스템은 완전한 가시 스펙트럼에 대하여 색수차 제거가 이미 잘 되어 있다. 따라서, 녹색 채널을 사용하는 경우보다 녹색 및 적색 채널을 최적화할 때 특별히 많은 장점이 없다. 명시적인 완전한 가시적 최적화가 또한 매우 유망하다. 즉, 채널들 간의 차가 요구되지 않는다. 또한, 이러한 결과로부터, 완전한 가시 스펙트럼에 대하여 렌즈를 최적화하지만 적색, 녹색 및 청색 대역만을 별도로 사용하는 것은 가시적 다색 MTF, 스트렐 비율 및 순환 에너지 도로부터 보여지는 것보다 더 성능을 개선할 것임을 알 수 있다. 이것은 더 적은 파장이 각각의 컬러 채널의 다색 얼룩(blur)에 기여하기 때문이다. 더욱이, 컬러들 간의 차이가 다른 얼룩 크기보다는 위에서 설명한 것처럼 배율 또는 촛점 길이의 차에 대부분 반영되기 때문에, 이 효과는 더 많은 측면 컬러가 축방향 컬러에 대한 다색 얼룩보다 우세할 때 더 중요하게 된다. 간단히 말해서, 이러한 특징의 최대 장점은 모든 채널들이 동일하게 되어서 어레이 마스터링을 상당히 단순화한다는 점이다.
비록 상기 설명이 필드 플래트너와 이미저 간에 에어 갭이 없는 5-표면 광학 장치의 실시예에 초점을 맞추고 있지만, 에어 갭을 내포하는 대안적인 실시예가 본 발명에 따라서 만들어질 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 이러한 실시예들은 충진 계수 향상 마이크로렌즈 및 약 30°의 제한된 최대 CRA를 가질 수 있는 규칙적인 이미지 센서와 결합될 수 있기 때문에 유리하다. 예를 들면, 도 5ia 및 도 5ja는 이러한 2가지의 실시예를 보여주는 것이고, 이에 대해서는 뒤에서 설명한다.
도 5ia에 도시된 실시예는 센서 커버 유리(510)(그 위에 필드 플래트너(528)가 위치됨)와 이미지 센서(524) 사이에 에어 갭(526)이 있는 5-표면 광학 장치를 보인 것이다. 이 장치는 일반적으로 충진 계수 향상 마이크로렌즈가 이미지 센서(524)의 상부에 적용된 때 사용된다. 에어 갭이 존재함으로써, 도 5aa에 도시된 실시예에 비하여 중요 광선 각이 감소될 필요가 있다. 비록 렌즈 정점 높이 및 최소 유리 두께를 제조하는데 있어서의 제약은 없지만, 감소된 최대 CRA의 필요조건 때문에 렌즈 TTL이 증가하고 이미지 성능이 감소한다. 그러나, 광선 계산에 의하면 이 실시예에서도 본 발명의 광학 장치의 CRA는 정규의 센서 명세서(공기 중에서 대략 27-28°의 크기)를 부합시키는 것으로 나타났다. 이 설계와 관련된 예시적인 렌즈 표는 도 5ib에 제공되어 있다.
도 5ja는 최상의 가능한 제조성에 대하여 최적화된 5-표면 광학 장치의 실시예의 개략도이다. 특히, 이 실시예에 있어서, 렌즈 처짐(lens sag)은 감소되고, 적당한 두께를 가진 렌즈 물질 평면 기초 층(532, 534, 536, 538, 542)이 제공된다. 구성 목적으로, 각 렌즈 요소는 예를 들면 유리로 제조되고 그 위에 중합체 렌즈 표면 및 기초 층이 형성되는 대응하는 지지 기판(533 & 533', 537 & 543)과 선택적으로 연합될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 또한, 렌즈 요소를 서로에게 및/또는 이미지 센서에게 기계적으로 접속하기 위해 소용되는 스페이서 요소(도시 생략됨)가 이 구성에 또한 포함될 수 있다.
또한, 시스템 조리개(540)가 인접 렌즈 표면의 필요한 중합체 두께를 감소시키기 위해 2개의 유리 기판(533, 533') 사이에 샌드위치(또는 "매립")된다. 마지막으로, 유리 기판(543)이 이미지 센서 유리 커버(545)와 이미지 센서(546)를 포함한(에어 갭(548)과 함께) 이미저 패키지와 필드 플래트너 렌즈 표면(544) 사이에 제공된다. 비록 도 5ja에서는 50/50의 대등한 분할이 도시되어 있지만, 유리 기판(543)과 이미지 센서 커버 유리(545) 사이의 두께는 임의의 적당한 비율로 분배될 수 있다(이것은 양측에 대하여 충분한 두께를 가능하게 한다). 필요에 따라 이미저에 대하여 커버 유리가 또한 제공될 수 있다. 상기 요소들은 모두 그 다음에 제조 중에 적당한 접착제에 의해 잠금(immerse)되어 함께 접착된다. 다시, 이 실시예에 있어서, CRA는 정규의 센서 명세서(공기 중에서 대략 27-28°의 크기)를 부합시킨다. 이 설계와 관련된 예시적인 렌즈 표는 도 5jb에 제공되어 있다.
비록 5-표면 광학 장치의 기본 구성을 위에서 설명하였지만, 추가적인 또는 향상된 기능을 제공하기 위해 다른 특징 및 구조가 렌즈 요소에 통합될 수 있음을 이해하여야 한다(도 5aa를 참조한다). 상기 다른 특징 및 구조는 하기의 것을 포함한다:
ㆍ 시스템 조리개(구경 조리개)가 제1 요소(500)의 제2 측면에 또는 각각의 유리 기판의 대응하는 측면에 배치되거나, 제1 렌즈 요소(500) 내에 매립될 수 있다(예를 들면, 내측의 조리개 어레이로 구조화된 2개의 얇은 유리 기판 사이에 샌드위치되고 그 다음에 함께 접착될 수 있다). 그러한 실시예에 있어서, 요소의 렌즈들은 이 조리개 샌드위치에서 복제될 것이다.
ㆍ 전술한 바와 같이, 상기 일반적인 설계의 다른 구현예는 이미지 센서(524)의 감광면(또는 그 인터페이스)과 제3 렌즈 요소(504) 사이에 에어 갭이 없을 수도 있고 얇은 에어 갭이 있을 수도 있다. 이러한 설계는 이 광학 장치가 정규의 이미지 센서, 구체적으로 말하면 충진 계수 향상 마이크로렌즈를 구비한 이미지 센서, 및 종래의 CRA를 구비한 이미지 센서와 함께 작용할 수 있게 한다. 그러나, 이 설계는 전술한 에어 갭이 없는 경우에 비하여 TTL을 더 길게 하고 이미지 품질을 조절할 뿐이다. 특히, CRA는 이 위치에 에어 갭이 있을 때 조절될 필요가 있다. 왜냐하면, 만일 조절되지 않으면 고굴절률의 제3 렌즈 요소(504)와 에어 갭 사이의 인터페이스에서 (부분적으로) 총 내부 반사가 있을 수 있고, 또는 강한 수차가 발생하는 외측으로 강한 굴절이 있을 수 있기 때문이다. 즉, 광선이 집속되지 않고 펼쳐질 수 있다.
ㆍ 몇 개의 추가적인 조리개가 스택 내에, 특히 중합체 렌즈(적용된 경우) 아래의 유리 기판 상에 또한 배치될 수 있다.
ㆍ 채널 특유 필터가 제1(500) 및 제2(502) 렌즈 요소의 스택 내에, 바람직하게는 시스템 조리개에 근접한 표면에 또한 배열될 수 있다. 그러한 필터는 예를 들면 유기 컬러 필터 어레이("CFA"), 및/또는 IR 차단 또는 NIR-통과 간섭 컬러 필터와 같은 구조화 유전체 필터를 포함할 수 있다.
ㆍ 개별적인 좁은-스펙트럼-대역-채널의 부분적인 색수차 제거가 다른 렌즈 표면에 대하여 다른 아베수 물질들을 결합함으로써 달성될 수 있다. 바람직하게, 2개의 최초 렌즈 요소의 외측에 있는 2개의 볼록면에 대해서는 "왕관형" 물질이 사용되고, 2개의 최초 렌즈 요소의 내측에 있는 2개의 오목면에 대해서는 "부싯돌형" 물질이 사용된다(실시예 6 참조).
ㆍ 특유의 좁은 스펙트럼 대역에 대한 다른 컬러 채널의 최적화는 색수차를 보정하기 위해 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면 윤곽을 그 컬러에 적응시킴으로써 또한 달성될 수 있다(이에 대한 자세한 설명은 미국 특허 출원 제13/050,429호를 참조할 수 있고, 이 미국 특허 출원은 여기에서의 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다).
신규의 5-표면 광학 장치를 특히 어레이 카메라에서 사용하기 적합하게 하는 상기 신규 5-표면 광학 장치의 몇 가지 특징이 있다. 첫째로, 광학 장치는 사용되는 이미지 센서의 나이퀴스트 공간 주파수에서 매우 높은 콘트라스트가 달성되게 하는 방법으로 설계되고, 이것은 동시에 (공간 주파수의 증가에 따른 콘트라스트의 점차적인 쇠퇴에 대하여) 센서의 나이퀴스트 주파수의 1.5× 또는 2×의 충분한 콘트라스트를 제공하여 초고 해상도 이미지 정보 복구가 효과적으로 시행되게 한다. 둘째로, 광학 장치는 다이 부동산 지역을 경제적으로 이용하기 위해 인접 광학 채널들 간의 작은 측면 거리가 가능하도록 최적화되고, 결과적으로 렌즈 직경 및 (불투명) 스페이서 구조물의 벽 두께가 감소될 수 있다. 그러나, 필드 평탄화 구조물 자체에 대하여, 이것은 가끔 달성되기 어렵다. 그 이유는 이미지 센서에 대한 상기 렌즈 표면의 근접성이 이미지 원의 크기 정도의 직경을 가진 렌즈를 필요로 하기 때문이다(2개 사이의 거리에 의해 스케일됨). 이 필요조건을 완화하기 위해, 필드 플래트너가 비회전 대칭 방식으로 설계되고 구현될 수 있다. 이것은 이 렌즈 표면의 원형 풋프린트보다는 직사각형을 야기한다. 따라서, 렌즈는 코너(=이미지 센서 대각선)를 따라 큰 측면 연장부를 가질 것이고, 이것에 의해 1 어레이 내의 복수의 렌즈 표면이 x-y에서 함께 훨씬 더 근접하게 위치되게 하며, 그에 따라서 채널들 간의 전반적으로 더 작은 피치를 가능하게 한다. 셋째로, 다른 "색"(포착되는 전체 파장 스펙트럼의 일부)을 이미징하는데 전용되는 1 어레이 내의 광학 채널은 적어도 하나의 렌즈 표면의 특수한 표면 윤곽에서 다를 수 있다. 1 어레이에서 상기 렌즈들의 표면 윤곽의 차는 작을 수 있지만, 후방 초점 길이("BFL") 컬러 독립성을 유지하는데 매우 효과적이고, 결과적으로 비용이 소요되는 넓은-스펙트럼-대역 색수차 제거의 필요성 없이 상이한 컬러에 대하여 (거의) 동일한 선명한 이미지를 가능하게 한다. 더욱이, 컴퓨터 색 융합 후에, 고해상도 다색 이미지가 여전히 달성될 수 있다. 여기에서는 바람직하게 제1 렌즈 요소의 제1 표면이 각각의 컬러 채널의 좁은 스펙트럼 대역에 대하여 특별히 최적화된다.
어레이 카메라의 단일 채널의 상기 어레이 전용 설계의 장점은 하기의 것을 포함한다:
ㆍ 해상도 및 콘트라스트에 있어서 극히 높은 이미지 품질, 및 시야(회절 제한 성능에 근접한 것 및 이소플래나틱적으로 근접한 것)에 걸친 이미지 품질 균질성;
ㆍ 감소된 TTL;
ㆍ 감소된 광선 휨에 기인하는 감소된 제조 공차 감도;
ㆍ 픽셀 레벨에서 바이엘 패턴을 갖는 대신에 이제 상이한 광학 채널을 구별하는 컬러 필터에 기인하는 낮은 컬러 혼선;
ㆍ 더 작은 픽셀 스택 높이에 기인하는 낮은 픽셀 혼선; 및
ㆍ 이미지 평면으로부터 멀리 떨어진 컬러 필터에 기인하는 감소된 컬러 불균질성.
마지막으로, 이 설계에서 특히 주목할 점은 별도의 컬러 채널들이 그들 각각의 스펙트럼 대역에 대하여 최적화될 필요만 있다는 사실이다. 이것은 전반적으로 더 높은 다색 해상도를 야기하는 한편, 개개의 채널에서 색수차 제거 보정의 필요성을 최소화한다. 이것은 더 간단한 전반적 수차 균형 또는 보정 처리를 구현하는 능력을 유도하고, 따라서 더 간단한 렌즈 및 렌즈 제조 처리, 및/또는 더 나은 MTF, 및/또는 더 낮은 F/#을 갖는다.
실시예 3: 기판이 매립된 모노리틱 렌즈 설계
위에서 설명한 실시예들은 유리 위 중합체 WLO 프로세스에 따라 제조된 렌즈를 취급하였다. 이하의 실시예에서는 모노리틱 렌즈 WLO 프로세스를 이용하는 광학 장치 및 설계가 제공된다. 특히, 제1 실시예에서는 조리개 및 필터를 형성하는데 사용하는 평면 기판과 함께 적층된 모노리틱 렌즈가 설명된다.
도 6a는 현재의 최첨단 모노리틱 렌즈 시스템을 보인 것이다. 다소간 동일한 개념적 접근법이 주입 몰드형 렌즈 및 그들의 패키징을 생성하는데 적용된다. 최첨단 모노리틱 렌즈 WLO에 있어서, 많은 렌즈들이 웨이퍼 스케일로 제조된다. 이러한 복제 렌즈(600)들은 다른 토폴로지의 이전에 복제된 다른 렌즈들과 함께 적층되고, 샌드위치가 다이스되고, 렌즈 큐브가 이미지 센서(604)와 함께 불투명 하우징(602) 내에 패키지되며, 상기 불투명 하우징(602)은 도 6a에 도시된 것처럼 전면에 구경 조리개(608)를 포함한다. 이것은 대물렌즈의 광학적 설계에 이용가능한 자유도를 매우 많이 제한한다. 또한, 이것은 특히 구경 조리개의 배치를 정밀하게 결정하는 것이 어렵기 때문에, 렌즈들을 서로에 대하여 정확하게 복제 및 정렬하는 것을 어렵게 한다. 더욱이, 광학 설계의 입장에서, 도 6a에 도시된 것처럼 제1 렌즈 요소의 앞이 아닌 2개의 렌즈 요소 사이에 구경 조리개를 갖는 것이 매우 바람직하다. 현재, 도 6b에 도시된 것처럼, 모노리틱 렌즈에서 이러한 유형의 조리개를 형성하는 유일한 방법은 불투명 수지의 조리개(608)가 렌즈 인터페이스의 평평한 부분에 인쇄되는 고도로 부정확한 스크린 인쇄법을 사용하는 것이다. 그러한 조리개의 측면 정확성은 렌즈와 정확히 정렬되어야 하는 시스템 구경 조리개로서 사용하기에 부적절하다.
간단히 말해서, 비록 모노리틱 렌즈 WLO가 잠재적으로 어레이 카메라의 값이 싼 소형 옵틱스를 제조하는 매력적인 수단이지만, 현재의 모노리틱 시스템은 주입 몰딩에 의해 렌즈를 형성하기 위해 사용되는 방법으로부터 직접 적응된다. 그 결과, 적절한 정렬을 보장하기 위해 종래의 유리 위 중합체 WLO에서 사용되는 많은 기술들이 적용되지 않고, 이것은 정렬 정확성 문제뿐만 아니라 제한된 렌즈 설계 공간을 유도한다. 본 실시예는 조리개 및 추가의 구조물을 유지하는 기판과 모노리틱 WLO 렌즈를 정밀한 정렬로 결합하여 종래의 모노리틱 렌즈 WLO의 단점을 감소시키는 신규의 모노리틱 렌즈 형성 방법에 관련된다.
본 발명에 따른 모노리틱 렌즈 형성 방법의 예시적인 실시예는 도 6c에 도시되어 있다. 도시된 것처럼, 이 실시예에 있어서, 독립 복제 공정에 의해 제조되는 모노리틱 렌즈(612, 614)는 조리개(618, 620)를 유지하는 기판 또는 시트(616)와 함께 적층된다(위에서 설명한 것처럼, 모노리틱 렌즈는 유리 또는 중합체로 형성될 수 있다). 조리개가 리소그래픽 정밀도를 가지고 기판 위에 형성될 수 있기 때문에, 구경 조리개로서 기능하도록 충분한 측면 정밀도를 가지고 요소들을 정렬할 수 있다. 또한, 비록 도 6c에 도시되어 있지 않지만, 그러한 시스템에서 정렬의 정확성은 렌즈와 조리개의 정밀 정렬의 가이드를 제공하기 위해 조리개용의 투명 개공이 구조화된 불투명 층에 배치되는 협력적인 정렬 마크에 의해 증가된다. 특히, 다수의 광학 장치의 요소들로 형성되는 일련의 웨이퍼 표면으로 형성된 웨이퍼 스택에서, 정렬 마크는 각각의 웨이퍼 표면과 관련하여 형성된다. 각각의 정렬 마크는 협력적으로 정렬된 때 정렬 마크가 렌즈 표면과 대응 조리개의 측면 및 회전 정렬을 돕하도록 인접 웨이퍼 표면상의 정렬 마크와 협력적으로 될 것이다. 이러한 정렬 마크의 사용은 외부 하우징에 구경 조리개를 갖는 것에 비하여 매우 높은 측면 정렬 정확성(수 ㎛ 정도)을 가져오고, 이것은 몇몇 10-20㎛의 정확성을 가져온다.
조리개 외에, 모노리틱 렌즈에 매립된 기판을 제공하는 본 발명의 방법은 소정의 광학 기능을 달성하기 위해 임의 수의 다른 구조물, 코팅, 기판 또는 시트의 종류가 적용될 수 있는 기초를 제공한다. 다수의 이러한 가능성은 도 6D에 도시되어 있고, 그 가능성은 기판의 전면 및 후면에 동일한 크기(도 6da) 또는 다른 크기(도 6db)의 2개의 조리개가 있는 경우; 유전체 간섭 코팅에 의해 제조된 균질의 IR 차단 필터와 같은 추가의 IRCF 코팅이 기판의 일 측면 또는 양 측면에 적용된 경우(도 6dc); 추가의 컬러 필터 어레이 물질 코팅이 기판에 적용된 경우(도 6dd); 시트 또는 기판이 제조 공차(예를 들면 BFL 변차)를 나타내는, 전체 렌즈 스택의 집속을 가능하게 하는, 인가 전압을 변경함으로써 요소의 광학력의 조정을 가능하게 하는 적응적 굴절 광학 요소를 내포한 경우(도 6de); 또는 시트 또는 기판이 불투명 물질로 제조된 경우(도 6df)를 포함한다.
본 발명의 기판 및 모노리틱 렌즈에 통합될 수 있지만 도면에 도시되지 않은 다른 대안적인 설계는 하기의 것들을 포함할 수 있다:
ㆍ 자체가 흡수성 IRCF인 물질로 제조된(또는 유전체 코팅과 결합된) 기판;
ㆍ 연장형 컬러 카메라 모듈용의 구조화 유전체 NIR-통과 필터에 의해 보완된 구조화 유전체 IRCF;
ㆍ 기판의 표면상에 배치된 편광 필터 또는 시트에 미리 형성된 편광 필터;
ㆍ 기판 표면의 앞쪽 및/또는 뒤쪽에서 추가적인 얇은 중합체 층의 복제에 의해 또는 유리 내로 회절 구조물을 에칭함으로써 얇은 기판의 표면에 적용된 얇은 회절 렌즈(실시예 9 참조); 및/또는
ㆍ 얇은 기판상의 시스템 조리개와 렌즈 표면 간의 정확한 배치를 적용하기 위해 실제 렌즈 표면에 추가하여 모노리틱 렌즈에 집적된 스탠드-오프 또는 스페이싱 구조물(실시예 8 참조).
비록 상기 설명이 본 발명의 기판 매립형 모노리틱 렌즈가 통합할 수 있는 특정의 기판 구조물 및 추가적인 광학 요소에 집중되고 있지만, 본 발명의 매립형 기판에 독특한 다른 특징들이 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들면, 기판 또는 시트가 그 위에서 렌즈의 복제가 가능하도록 충분히 두꺼워야 하는 종래의 유리 위 중합체 WLO와는 달리, 본 발명의 매립형 기판 또는 시트는 그 위에서 렌즈들을 복제할 필요가 없기 때문에 웨이퍼 레벨 옵틱스 표준에 비하여 얇게 할 수 있다. 그 결과, 기판에 인가되는 기계적 안정성 및 응력은 문제가 되지 않는다. 이와 대조적으로, 독립적으로 복제되는 모노리틱 렌즈는 그 자체가 유리 기판을 안정화하기 위해 소용될 수 있다. 더욱이, 이것은 싱글렛(singlet) 렌즈 구성(즉, 하나의 모노리틱 렌즈와 하나의 얇은 기판)에 대해서도 그렇다.
마지막으로, 기본적인 매립형 기판 모노리틱 렌즈 옵틱스 어레이에 대한 개별적인 수정을 위에서 설명하였지만, 이러한 특징들의 전부 또는 일부는 광학 장치의 소정의 기능을 얻기 위해 기판에 대한 각종 조합에 적용될 수 있다.
실시예 4: 구경 조리개가 매립된 모노리틱 렌즈 설계
본 발명의 이 실시예는 유리 위 중합체 WLO 모노리틱 렌즈의 렌즈 스택 내에서 조리개 및 필터 배치에 대한 또 다른 대안예를 제공한다. 실시예 3과 관련하여 위에서 설명한 것처럼, 모노리틱 렌즈 광학 어레이를 생성하는 현재의 최신 기술은 독립적으로 복제된 모노리틱 렌즈 웨이퍼를 적층하고, 샌드위치를 다이스하고, 렌즈 큐브를 어레이 앞에 통합 부분으로서 구경 조리개를 포함하는 불투명 하우징에 패키지하는 것이다. 이 방법은 대물렌즈의 광학 설계의 자유도를 제한할 뿐만 아니라, 구경 조리개와 관련하여 렌즈를 정확히 정렬하는 것을 극히 어렵게 한다.
본 발명의 실시예 3은 조리개 및 필터의 배치를 위한 기판과 함께 적층된 중합체 또는 유리 모노리틱 렌즈를 설명하였다. 본 발명의 그 실시예에 있어서, 위에 조리개 및/또는 필터를 구비한 유리 등의 기판은 별도로 제조된 모노리틱 렌즈들 사이에 배치된다. 이러한 신규의 광학 장치는 광학 설계에 대한 추가의 자유도를 제공하고, 렌즈-조리개-정렬의 측면 정밀도를 증가시킨다. 이 실시예에서 설명되는 발명은 모노리틱 렌즈 내에 조리개 및 필터들을 직접 매립하고(도 7a 내지 도 7g 참조), 광학 설계에 대한 더 많은 상이한 자유도를 제공하는 한편, 측면 조리개 배치를 위한 높은 리소그래픽 정밀도를 유지한다.
실시예 1 내지 3과 관련하여 설명한 것처럼, 조리개 및/또는 필터를 생성하는 리소그래픽 절차는 유리 위 중합체 WLO에 대하여 잘 알려져 있고, 예를 들면 포토레지스트에서 스핀(spin)하고, 대응하게 구조화된 포토마스크를 통하여 소정 영역을 노출하고, 비노출 또는 노출된 - 포지티브 포토레지스트가 사용되는지 또는 네가티브 포토레지스트가 사용되는지에 따름 - 영역을 현상한다. 즉, 어느 하나의 포토레지스트 자체는 조리개가 내부에 구조화된 불투명 층이거나 (CFA) 필터이고; 또는 포토레지스트는 이전에 적용된 금속 또는 유전체 코팅에 대한 보호층이며, 이것은 웨이퍼를 부식액에 담글 때 소정 지역에서 상기 물질이 부식되는 것을 방지한다. 그러나, 모노리틱 렌즈에서는 전형적으로 모노리틱 렌즈가 양면 렌즈로서 복제된다. 특별한 토포그래피의 결과로서, 이러한 WLO 기술은 평평한 표면이 리소그래피를 위해 필요하기 때문에 적용될 수 없다.
본 발명은 조리개 및 필터가 매립된 중합체 또는 유리로 형성된 그러한 모노리틱 렌즈를 생성하는 광학 장치 및 프로세스에 관련된다. 본 발명의 일 실시예는 도 7a에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 것처럼, 이 실시예에 있어서, 렌즈(702)의 제1의 두꺼운 앞면은 평-볼록 또는 평-오목 요소로서 복제된다. 바람직하게, 역시 렌즈 윤곽을 유지하는 전면 스탬프는 전반적인 광학 장치에 대한 각종 요소의 정밀 정렬을 조력하기 위해 다른 제조 단계에서 또한 사용되는 정렬 마크(위의 실시예 3에서 설명됨)를 추가로 포함한다. 초기 단계의 후면(704) 스탬프가 단순히 고도로 평평하거나 및/또는 고도로 연마된 판일 수 있기 때문에, 2개의 스탬프의 정밀한 측면 정렬은 요구되지 않고, 쐐기 오차(wedge error) 보상 및 정확한 두께만이 보장될 필요가 있다. 이러한 간소한 필요조건은 초기 공정 단계를 상당히 단순화한다.
장치의 제1 렌즈 요소가 완성된 때, 조리개(706) 및 필터(707)가 이 렌즈 요소의 평평한 후면(704)에 적용된다. 상기 조리개는 정밀하게 정렬되어야 하기 때문에, 제1 렌즈 층 내의 상보적 정렬 마크에 조리개 및/또는 필터의 포토마스크의 정렬 마크를 정렬시킴으로써 렌즈에 대한 조리개의 배치를 돕도록 제조 중에 사용될 수 있는 정렬 특징(도시 생략됨)이 렌즈 요소의 전면에 제공되어 있는 것이 바람직하다. 임의의 적당한 설계로 될 수 있는 정렬 마크는 몇몇의 10-20㎛의 전형적인 측면 정렬 정밀도를 가진, 외부 하우징에 구경 조리개를 갖는 경우에 비하여 훨씬 더 높은 측면 정렬 정확성(수 ㎛)이 가능하게 하는 장점을 제공한다.
조리개/필터(706/707)가 제1 렌즈 표면의 후면(704)에 배치된 때, 제2 렌즈 표면(708)이 제1 렌즈 표면(700)의 평평한 후면(704)에서 복제된다. 상기 제2 렌즈 표면은 제1 렌즈 전면(702)의 정렬 특징에 기초해서, 또는 조리개 층 내의 정렬 특징에 기초해서 정렬될 수 있다. 그러나, 제1 렌즈 표면의 전면에 대한 제2 렌즈 표면의 정렬은 상기 초기 표면을 조회할 때 감소된 에러 전파에 기인하여 정밀도가 더 좋게 될 것으로 기대되기 때문에 선호된다는 점을 이해하여야 한다.
비록 도 7a는 본 발명에 따라서 조리개가 매립된 소정의 렌즈 요소의 실시예를 제공하지만, 다수의 수정 또는 추가의 요소가 본 발명에 통합될 수 있다. 예를 들면, 상이한 물리적 성질을 가진 복수의 필터(712)가 도 7b에 도시된 것처럼 서로의 위에 적층될 수 있다. 예컨대 CFA 필터 또는 구조화 IRCF 필터를 포함한 임의의 바람직한 필터가 이 방식으로 적용될 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 제1(714) 및 제2 렌즈(716) 표면을 형성하는데 사용된 물질이 특정되지 않았지만, 임의의 적당한 물질로 다른 복제가 형성될 수 있고, 물질은 양측 복제에 대하여 동일할 수도 있고(도 7c) 또는 2개의 다른 물질(도 7d)일 수도 있다. 만일 제1 및 제2 복제에 대하여 동일한 렌즈 물질이 사용되면, 내측 렌즈 표면은 광학적으로 보이지 않게 된다(다시 말하면, 내측 렌즈 표면은 광에 대하여 보이지 않게 되어 굴절을 제공하지 않게 되고, 따라서 임의의 프레넬 반사 손실이 없다). 그러나, 2개의 복제를 2개의 다른 물질로 제조하면 2개의 물질의 아베수가 다른 경우 특히 색수차 제거 보정을 위하여 광학 장치를 제조할 때 또 다른 자유도를 제공한다(실시예 6 참조).
잠재적 어레이 카메라 또는 웨이퍼 배열의 단일 렌즈 채널의 단일 렌즈 요소만이 도시되어 있지만, 본 발명에 따라 형성되는 모노리틱 렌즈(중합체 또는 유리)가 어레이 카메라에 필요한 복수의 렌즈 스택을 형성하기 위해 필요에 따라 이중으로 될 수 있고, 모노리틱 렌즈가 소정의 특성을 가진 광학 장치를 실현하기 위해 다른 렌즈 요소와 결합될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 예를 들면, 도 7e, 7f 및 7g는 어레이 카메라 아키텍쳐에 적당한 모노리틱 렌즈 장치의 개략도를 제공한다. 도 7e 및 도 7f는 2개의 상이한 이중 렌즈(doublet) 설계를 보인 것이고, 도 7g는 삼중 렌즈 설계를 보인 것이다. 도면에서의 화살표는 매립된 시스템 조리개 또는 "구경 조리개"가 모노리틱 렌즈의 평면 중의 하나에 있는 모노리틱 렌즈들 사이에 배치된 것을 표시한다.
요약하자면, 가격이 싼 소형 카메라의 옵틱스를 제조하는데 있어서 모노리틱 렌즈 WLO가 매우 매력적이라는 것은 의심할 여지가 없지만, 본 발명은 주입 몰드형 렌즈용으로 사용되는 기술로부터 직접 적응된다. 그 결과, 유리 위 중합체 WLO의 몇 가지 장점이 사용되지 않고, 이것은 정렬 정확성 문제 및 제한된 렌즈 설계 자유도를 야기한다. 이 실시예에서 설명하는 리소그래픽 기술과 모노리틱 렌즈의 조합은 모노리틱 렌즈에 대한 정밀 조리개 및 추가적인 구조물의 제조와 모노리틱 렌즈에 대한 그들의 정렬을 가능하게 한다. 이것은, 그 다음에, 구경 조리개 및 필터의 z-위치 선택에 있어서의 더 큰 융통성 및 렌즈 하우징에 통합되는 종래의 구경 조리개와 비교할 때 렌즈-조리개 정렬의 측면 정확성의 증가를 가능하게 하고, 모노리틱 렌즈의 평평한 중간 표면은 유리 위 중합체 WLO에 대한 모노리틱 렌즈의 장점을 유지하면서 조리개를 구성하기 위한 리소그래픽 기술의 적용을 가능하게 한다.
실시예 5: 3-요소 모노리틱 렌즈 설계
본 발명의 이 실시예는 중합체 또는 유리 WLO 모노리틱 렌즈의 렌즈 스택 내에서 조리개 및 필터 배치를 위한 또 다른 대안예를 제공한다. 실시예 3 및 4와 관련하여 위에서 설명한 것처럼, 모노리틱 렌즈 광학 어레이를 생성하는 현재의 최신 기술은 독립적으로 복제된 모노리틱 렌즈 웨이퍼를 적층하고, 샌드위치를 다이스하고, 렌즈 큐브를 어레이 앞에 통합 부분으로서 구경 조리개를 포함하는 불투명 하우징에 패키지하는 것이다. 이 방법은 대물렌즈의 광학 설계의 자유도를 제한할 뿐만 아니라, 구경 조리개와 관련하여 렌즈를 정확히 정렬하는 것을 극히 어렵게 한다.
실시예 3 및 4에서 설명한 것처럼, 모노리틱 렌즈 공정의 주요 문제점은 WLO 모노리틱 렌즈의 렌즈 스택 내에서 정밀 시스템 조리개(어레이)뿐만 아니라 (컬러- 또는 IR 차단-) 필터를 제공하는 적당한 방법이 없다는 것이다. 이 실시예는 중합체 또는 유리 WLO 모노리틱 렌즈 스택 내에 리소그래픽적으로 제조된 조리개(구경 조리개)뿐만 아니라 필터를 가져오는 다른 대안예를 제공한다. 특히, 이 실시예는 실시예 4에서 소개한 설계에 기초를 두고, 이 실시예에서 렌즈 설계 중의 1 요소는 조리개 및 필터가 리소그래픽적으로 구조화될 수 있는 평평한 표면을 갖는다. 전술한 바와 같이, 그러한 실시예에 있어서, 평-볼록 또는 평-오목 요소의 평면측은 후속되는 리소그래피 단계의 기판으로서 사용될 수 있다. 이 실시예는 상기 평면 요소 모노리틱 설계를 이용하는 3-요소 광학 장치를 제공한다.
도 8a에 개략적으로 도시된 것처럼, 이 실시예의 기본적인 3-요소 설계는 하기의 특성들을 특징으로 한다:
ㆍ 시스템 구경 조리개 및 필요한 필터 구조물이 있는 평평한 제2 측면(804)뿐만 아니라 볼록한 제1 표면(802)을 가진 제1의 평-볼록 렌즈 요소(800). 바람직하게, 이 제1 요소는 제1(저분산성, 저굴절률) 렌즈 물질로 제조된다.
ㆍ 물체 쪽으로 휘어진 오목한 제1 표면(808) 및 볼록한 제2 표면(810)을 가진 제2의 오목-볼록 렌즈 요소(806). 여기에서 상기 오목한 제1 표면(808)은 매우 얕고 이 오목 표면은 제1 요소(800)의 평평한(제2) 표면에 매우 근접한다. 또한, 바람직하게, 이 렌즈 요소는 제1(저분산성, 저굴절률) 렌즈 물질로 제조된다. 또한, 바람직한 실시예에 있어서, 시스템 구경 조리개(804)에 근접한 상기 얕은 오목 표면(808)의 표면 윤곽은 어레이 카메라의 다른 컬러 채널의 특정의 좁은 스펙트럼 대역에 최적화/적응된 것이다.
ㆍ 둘 다 물체 쪽으로 휘어진 오목한 제1 표면(813) 및 볼록한 제2 표면(814)을 가진 제3의 요철(menisc) 렌즈 요소(812). 이 렌즈는 바람직하게 제2(고분산성, 고굴절률) 렌즈 물질로 제조된 강하게 휘어진 오목-볼록 렌즈이다. 이 제3 렌즈 요소는 이미지 센서(817) 위에 위치된 이미지 센서 커버 유리(816)에 인접하게 배치된다.
이 설계는 2가지의 중요한 장점을 갖는다. 첫째로, 평평한 기판-인터페이스형 표면(예를 들면, 도 8a의 표면 804)이 렌즈 스택에 도입된다. 이 평평한 기판-인터페이스형 표면은 포토리소그래피에 의해 고도로 정확한(서브미크론 또는 수 미크론의 센터링 공차) 구경 조리개를 적용하기 위해 사용될 수 있다. 이것은 현재의 최신 기술(스크린 인쇄)이 고 이미지 품질 어레이 카메라에게 불충분한 약 20㎛의 센터링 공차를 갖기 때문에 정밀도에 있어서 중요한 개선점이다. 또한, 평면 기판을 필요로 하는 컬러 필터(CFA) 및/또는 유전체 필터(IRCF) 또는 다른 구조물은 이 평평한 표면에 적용될 수 있다.
둘째로, 이 설계는, 뒤에서 도 8e 내지 도 8j의 데이터 도를 참조하여 자세히 설명하는 바와 같이, 표면 윤곽이 어레이 카메라의 다른 컬러 채널의 특정의 좁은 스펙트럼 대역에 최적으로 적응될 수 있는 구경 조리개(제2 요소의 제1 표면)에 매우 근접한 표면을 제공한다.
비록 3-요소 모노리틱 렌즈 설계의 하나의 특정 실시예가 도 8a에 도시되어 있지만, 도 8b 내지 도 8d에 도시되고 아래에서 설명하는 바와 같이, 상기 일반 설계 원리의 많은 다른 구현예가 있다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 도 8b는 제2 렌즈 요소(806)의 제2 표면(820)의 테두리(818)에서, 및 제3 렌즈 요소(812)의 양측 표면의 테두리(820)에서의 곡률이 이들 테두리를 향하여 기울기를 급격히 변경하는, 기본 광학 장치의 수정예를 보인 것이다. 그러한 설계는 제3 요소의 제1 표면의 테두리에서 가파름(steepness)의 감소를 허용하는 장점이 있다. 도 8c는 제1 요소(800)가 더 얇고 제3 요소(812)가 그에 따라서 더 두껍게 되는 기본 광학 장치의 수정예를 보인 것이다. 그러나, 이러한 설계는 제3 요소(812)의 제1 표면(822)을 더 가파르게 할 필요가 있다. 도 8d는 제1 요소(800)가 더 얇고 제3 요소(812)가 더 두꺼우며, 제2 요소(806)의 제2 표면(820)의 테두리(818)에서 표면의 곡률이 그곳에 형성된 테두리를 향하여 기울기를 급격히 변경하는, 기본 광학 장치의 수정예를 보인 것이다. 역시, 이 설계는 제3 요소(812)의 제1 표면의 가파름을 감소시키는 장점이 있다.
전술한 임의의 장치에 적용될 수 있는 다른 대안적인 실시예에 있어서, 제1 렌즈 요소는 (중합체 또는 유리) 모노리틱 렌즈 대신에 유리 위 중합체 웨이퍼 레벨 렌즈로서 제조될 수 있다. 이것은 구경 조리개 및 필터가 그 제2 측면에 리소그래픽적으로 적용되고 제1 렌즈 표면이 제1 측면에서 복제되는 (비교적 두꺼운) 유리 기판이 있음을 의미한다. 이 "하이브리드 렌즈"는 그 다음에 둘 다 모노리틱 렌즈 공정에 의해 제조된 제2 및 제3 렌즈 요소와 함께 적층된다. 대안적으로, 제2 렌즈 요소는 중합체 렌즈 표면이 얇은 유리 기판의 양 측면에서 복제되는 하이브리드 렌즈일 수 있다. 그러나, 제3 렌즈 요소는 이 렌즈의 요철성(menisc-nature) 때문에 항상 모노리틱이다. 이 기술들의 조합은 하기와 같은 몇 가지 장점이 있다:
ㆍ 제1 렌즈는 평평한 후면 및 얕은 전면 렌즈 표면을 갖는 비교적 두꺼운 요소이고, 따라서 유리 기판의 삽입에 의한 기능적 손실이 거의 없다.
ㆍ 기판의 사용은 유리 기판의 존재에 의해 조리개 및 필터를 적용하는 동안 추가적인 강건함/안정성/평탄성을 제공한다. 또한, 제1 렌즈의 표면 품질은 렌즈 표면이 복제되는 안정된 유리 기판 때문에 개선될 수 있다.
ㆍ 중합체의 CTE의 약 1/10인 두꺼운 유리 기판이 대부분의 기계적 무결성을 제공하는 전체 렌즈 스택의 영구 반송자(carrier)로서 소용되기 때문에 순수하게 모노리틱 렌즈를 갖는 경우보다 (특히 측면의) 열팽창이 더 적다.
도 8e 내지 도 8j는 상기 신규의 3-요소 모노리틱 광학 장치의 광학 특성을 보인 데이터 도(plot)를 제공한다. 특히, 도 8e 내지 도 8h는 녹색 채널에 대하여 도 8a에 도시된 렌즈 설계의 MTF 대 필드(도 8e), 스트렐 비율 대 필드(도 8f), 왜곡 및 필드 곡률(도 8g) 및 MTF 대 공간 주파수(도 8h)의 도를 제공한다. 한편, 도 8i 및 도 8j는 도 8a에 도시된 설계의 대응하는 청색 채널의 MTF 대 필드(도 8i) 및 스트렐 비율 대 필드(도 8j)의 도를 제공한다. 제2 요소(806)의 제1 표면(808)의 표면 윤곽만이 다른 컬러 채널의 광학 장치를 최적화하기 위해 변경될 필요가 있다는 점에 주목하여야 한다. 이 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, 3-요소 모노리틱 광학 장치는 필드 평탄화 요소(예를 들면 위의 실시예 2에서 적용된 것)를 이용하는 설계의 이미지 품질에 상응하는 높은 이미지 품질을 제공한다(예를 들면 도 8e 내지 도 8h 참조). 더욱이, 현재의 설계에서는 3개의 렌즈 요소만이 적층될 필요가 있기 때문에, 종래의 복잡한 다중 요소 광학 장치에 비하여 모노리틱 방법을 이용하는 제조에 훨씬 더 적합하다.
포지티브, 포지티브, 네가티브 요소에 대한 렌즈 물질 순서(즉, 상기 실시예에서는 높은 아베수, 높은 아베수, 낮은 아베수)는 각각의 고려되는 채널의 스펙트럼 대역에 대한 효과적인 색수차 제거 방법을 제공한다(실시예 6 참조). 예를 들면, 규칙적인 분산 물질의 경우에도, 예시적인 실시예에서 보여주는 청색 채널 성능은 정규의 설계에 대하여 얻어질 수 있는 것보다 훨씬 더 좋다(예를 들면, 도 8i 및 도 8j 참조). 더욱이, 각 채널만이 비교적 좁은 스펙트럼 대역에 대하여 잘 수행하여야 하는 어레이 카메라의 경우에도, 상기 색수차 제거는 중심 파장, 및 고려되는 채널의 기사용 스펙트럼 대역의 측면에서의 파장 둘 다가 선명하게 이미징되기 때문에 성능을 여전히 향상시킨다.
실시예 6: 상이한 스펙트럼 대역에서 작용하는 채널의 상이한 렌즈 물질 순서
비록 상기 실시예들은 특정의 광학 장치에 초점이 맞추어졌지만, 본 발명은 이들 신규 광학 장치의 각종 렌즈 요소의 광학 특성을 수정하기 위한 신규의 방법 및 물질에 또한 관련된다. 예를 들면, 그러한 제1 실시예에 있어서, 본 발명은 상이한 컬러 채널을 위한 상이한 렌즈 물질(또는 그들의 조합)의 사용에 관련된다.
종래의 어레이 옵틱스를 이용하는 도 9a, 9b 및 9d에 도시된 것처럼, 어레이 카메라에서의 채널 특정 컬러 집속은 지금까지 축방향 컬러에 대한 후방 초점 길이(BFL)의 채널 특정 보정을 위해 적어도 하나의 표면(즉, 렌즈(900) 또는 렌즈(902)의 앞쪽 및/또는 뒤쪽의 표면 윤곽)의 조정으로 제한된다. 그러나, 렌즈 채널의 다른 요소들의 물질 순서는 고려되는 채널이 작용하는 것으로 추측되는 컬러에 무관하게 항상 동일하다. 도 9a 및 도 9b의 렌즈 어레이들 간의 유일한 차이는 도 9b에서 어레이의 지지 구조물이 불투명하고 채널의 전체 길이에 걸쳐있다는 점에 주목하여야 한다. (참고로, 특정의 컬러 채널 적색("R"), 녹색("G") 또는 청색("B")이 도면에서 문자로 표시되어 있다.) 그러나, 얕은 렌즈 윤곽과 함께 강한 굴절력을 달성하는데 유리한 고굴절률을 가진 몇 가지 물질이 있지만, 이 물질들은 일반적으로 높은 스펙트럼 분산을 또한 나타낸다. 특히, 전형적으로 하나는 고굴절률과 낮은 아베수(고분산성) 물질("부싯돌형"), 및 저굴절률과 높은 아베수(저분산성) 물질("왕관형") 간의 선택을 갖는다. 사실, (렌즈-) 중합체에 대하여, 상기 접속은 항상 유효하고, 분산은 항상 굴절률 증가와 함께 증가한다. 만일 2개의 물질 특성의 이러한 물리적 접속이 사실이 아니면, 광학 설계 입장에서 상기 선택은 일반적으로 저분산성을 가진(다른 파장의 굴절력의 차가 작도록) 고굴절률 물질을 사용하도록(렌즈의 표면이 얕고 여전히 강한 광 파워를 유지하도록) 이루어진다. 그러나, 위에서 설명한 것처럼, 그러한 중합체 물질은 이용할 수 없고, 따라서 만일 우선순위가 2개의 속성 중의 어느 하나에 있으면 선택이 이루어져야 한다.
부싯돌형 물질의 사용이 녹색 및 적색 채널에 대하여 수용가능할 수 있지만, 분산이 파장에 의한 굴절률의 변경에 관련되고 일반적으로 이 변경이 녹색 및 적색 대역에서보다 청색 스펙트럼 대역에서 더 강하기 때문에, 이것은 청색 스펙트럼 대역에 불균형적으로 영향을 줄 수 있다. 간단히 말해서, 녹색 및 적색 채널이 상기 고굴절률 물질의 사용으로부터 이득을 보지만, 청색 채널은 연관된 큰 분산 때문에 너무 강한 축방향 색수차를 나타낸다. 이 실시예는 청색 채널에서 다른 물질 순서의 사용을 허용하도록 카메라의 어레이 특성의 장점을 취하고(도 9c에 도시된 것처럼), 이것은 굴절률에 대하여 덜 최적화되지만 훨씬 적은 스펙트럼 분산을 나타낸다. 그러한 방법을 사용하면 하나 이상의 렌즈 윤곽을 적응시킬 수 있어서 채널을 그 각각의 스펙트럼 대역에 최적화하고, 사용되는 물질 순서를 최적화할 수 있다. 예를 들면 여기에서는 청색 채널에 대한 물질 순서를 변경할 수 있다.
특정 컬러 채널에 최적화되도록 물질 순서를 수정하는 능력은 주입 몰드형 렌즈에서(도 9c에 도시된 것처럼) 또는 특정 유형의 유리 위 중합체 "WLO" 렌즈와 함께(도 9d 및 9e에 도시된 것처럼) 사용될 수 있다는 점을 이해하여야 한다(여기에서, 렌즈 물질은 웨이퍼 규모 퍼들(puddle) 분배가 아닌 복제 전의 분리된 아일랜드(island)에서 분배된다(예를 들면, 잉크젯과 유사한 어떤 장치에 의해)). 예를 들면, 주입 몰딩 공정에서, "왕관형" 중합체 물질은 예를 들면 PMMA, 제오넥스(Zeonex)(COP) 및 토파스(Topas)(COC)이고, "부싯돌형" 물질은 폴리카보네이트(PC) 및 폴리스티렌(PS)일 것이다. 마지막으로, 본 발명을 참조하여 보다 넓게 설명되는 바와 같이, 물질 순서는 또한 유리 몰드형 렌즈에서도 또한 수정될 수 있다.
실시예 7: 유리 위 중합체 WLO 신규 구경 조리개
다시, 비록 상기 실시예들은 특수한 광학 장치에 초점이 맞추어졌지만, 본 발명은 또한 이 신규 광학 장치의 각종 렌즈 요소의 광학 특성을 수정하는 신규 방법 및 물질에 관련된다는 것을 이해할 것이다. 그러한 제2 실시예에 있어서, 본 발명은 구경 조리개가 렌즈들 간의 에어 스페이스 내의 별도의 기판에 배치되는 임의의 유리 위 중합체 WLO에서 사용될 수 있는 신규의 장치에 관련된다.
도 10a에 개략적으로 도시되어 있는 바와 같이, 종래의 유리 위 중합체 WLO에서, 조리개(1000), 특히 구경 조리개는 지지 유리 기판(1002) 위에서 구조화되고, 그 다음에 렌즈(1004, 1006)가 조래개 위에 복제된다. 이 실시예에 있어서, 추가의 층(1010)이 렌즈 기판(1012, 1014) 사이에 도입되고, 그 위에 구경 조리개(1016)가 배치된다. 그러한 실시예에 있어서, 조리개는 예를 들면 (금속) 에칭 마스크가 되는 얇은 (유리) 기판 위의 불투명 층(예컨대 금속, 산화금속 또는 불투명 포토레지스트) 내의 투명 개공 등과 같은 임의의 적당한 기술을 이용하여 제조될 수 있다. 조리개를 중합체 렌즈 아래의 기판에 있게 하는 대신에 매우 얇은 (유리) 시트 위에 추가의 격막(diaphragm)으로서 또는 조리개로서 렌즈들 간의 에어 스페이스에 조리개를 배치하면 MTF 성능면에서 다수의 렌즈 설계 이익을 산출한다. 이와 대조적으로, 조래개를 다양한 렌즈 설계의 기판 표면으로 제한하면 전체 필드에 걸쳐서 5-10%만큼 성능을 감소시킨다.
실시예 8: 중합체 주입형 또는 정밀 유리 몰드형 렌즈 어레이
다시, 비록 상기 실시예들은 특수한 광학 장치에 초점이 맞추어졌지만, 본 발명은 또한 이 신규 광학 장치의 각종 렌즈 요소의 신규 제조 방법에 관련된다는 것을 이해할 것이다. 그러한 제3 실시예에 있어서, 본 발명은 조립을 위한 스탠드-오프 및 기계적 자기 정렬 특징이 렌즈의 제조에 포함되는 카메라 어레이에서 사용되는 광학 장치의 신규 제조 방법에 관련된다.
종래의 중합체 주입 기술 또는 정밀 유리 몰딩 기술에 있어서, 하나의 렌즈 어레이(앞쪽 및 뒤쪽)를 생성하기 위한 공동(cavity)이 제공된다. 몰드 공동은 중합체 주입 몰딩의 경우 예컨대 PMMA 또는 폴리카보네이트와 같은 적당한 물질, 또는 정밀 유리 몰딩의 경우 예컨대 P-BK7 또는 P-SF8과 같은 바람직하게 "낮은-Tg-유리"로 충진된다. 그 다음에, 종래의 카메라 조립체의 경우에, 몰드형 렌즈가 적층되고 함께 접착된 정렬 배럴(alignment barrel)이 사용된다. 어레이 카메라에 있어서, 이 방법은 충분한 정렬 정밀도를 제공하지 않는다. 본 발명은 기계적 정렬 특징이 렌즈 몰드에서 제공되는 방법을 제안한다. 다시 말하면, 중합체 주입 또는 정밀 유리 몰딩 공정 중에, 렌즈 특징이 광학 배열 마스크가 없는 경우에도 어레이에 복제될 뿐만 아니라 작은 기계적 특징들이 요소의 전면 및 후면에 형성되고, 이것은 대향 요소의 상보적(및 대응하게 형성된) 공동과 함께 예컨대 상보적 링과 구 세그멘트, 핀과 홀, 콘(cone)과 피라미드와 같은 인접 어레와의 기계적 자기 정렬을 가능하게 한다.
그러한 2가지의 실시예가 도 11a 및 도 11b에 도시되어 있다. 예를 들면, 도 11a는 스페이스 구조물/스탠드-오프(1100)가 렌즈 어레이(1102)의 주입 몰딩 공정에 포함된 예를 보인 것이다. 중합체 주입 몰딩의 경우에, 그러한 실시예에서는 물질 조합 선택 및 스페이서 두께가 비열화(athermalization)를 제공하는 것이 바람직하다. 간단히 말해서, 렌즈 물질의 dn/dT가 스페이서의 CTE에 의해 보상되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 동일한 기술이 독립적으로 제조된 스페이서 또는 홀 매트릭스 구조물에서 사용될 수 있다. 그러한 실시예에 있어서, 도 11b에 도시된 것처럼, (불투명) 공동 어레이(1104)는 렌즈(1106)가 복제되는 지지 기판으로서 사용된다.
실시예 9: 파장판 또는 다단계 회절 위상 요소
또 다른 실시예에 있어서, 본 발명은 어레이 카메라의 색수차의 채널식 보정을 위한 파장판 및 다단계 회절 위상 요소("키노폼"), 및 반복적인 제조 공정 공차 보상과 관련된다.
현재 대물렌즈의 3개 또는 4개의 렌즈 표면 중의 하나는 특정 채널의 색수차 보정을 위해 채널식으로 최적화된다(예를 들면, 미국 특허 공개 번호 제US-2011-0069189-A1호 참조, 이 문헌은 여기에서의 인용에 의해 그 내용이 본원에 통합된다). 이를 위해, 약간 다른 렌즈가 하나의 어레이 내에서 제조될 필요가 있기 때문에 어레이 도구를 위한 특수한 마스터링 방식이 필요하다. 전반적인 렌즈 속성은 평균적인 필요 형상의 합 및 개별적인 색 보정으로서 생각될 수 있다. 그러나, 전체적인 윤곽은 기계가공(machining)에 의해 구현되어야 하고, 이것은 다이아몬드 터닝 마스터링 기술(예를 들면, 미국 특허 출원 제13/050,429호 참조, 이 문헌은 여기에서의 인용에 의해 그 내용이 본원에 통합된다)에 대한 어려움을 가중한다.
렌즈 설계 실험에 의하면, 채널 평균화 광 파워를 채널 특정 광 파워로부터 분리하는 것이 유리한 것으로 나타났고, 이것은 그 다음에 색 보정과 관련된다. 이 실시예는 채널들이 그들 각각의 주파대에 완벽하게 적응되도록 채널들을 서로로부터 구별하는데 필요한 정확한 사이즈의 작은 파면 변형만을 유도하는 채널 특정 표면을 이용하여 상기 채널식 보정을 달성하는 광학 장치에 관련된다. 이를 위하여 필요한 파면 변형은 전형적으로 단지 몇 개의 파장 정도이다. 그 결과, 이 표면은 매우 얕은 굴절면("파장판"), "저주파수" 회절 렌즈("키노폼") 또는 방사상 대칭 다단계 회절 위상 요소 중의 어느 하나일 수 있다. 그 결과, 약간 다른 렌즈들을 기계가공(예를 들면, 다이아몬드 터닝에 의해)할 필요가 더 이상 없지만, 1 어레이 내의 모든 렌즈 표면들은 동일할 수 있다. 또한, 레이저 빔 기록, 그레이 스케일 리소그래피, E-빔 리소그래피, 바이너리 리소그래피 등과 같은 "고전적인" 리소그래픽 마이크로옵틱스 제조 기술을 포함한 다른 기술들이 상기 채널 특정 표면의 어레이의 생성을 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 이 기술들은 어레이에 포함된 표면에서 약간의 차를 제조하는데 더욱 적합하고, 기계적 생성 수단보다 훨씬 더 높은 측면 정밀도를 가지며, 훨씬 더 높은 두께 정밀도(즉, 표면의 위상 정확도)를 제공한다.
또한, 이미지 품질에서 조직적 제조 오차의 효과를 보상하기 위해 상기 장점들을 사용할 수 있다. 이 제조 방법의 흐름도는 도 12에서 제공된다. 도시된 것처럼, 단계 1에서, 어레이 카메라의 광학 채널들이 설계된다. 이때 이 설계는 채널식 색수차 보정만을 위해 사용되는 파장판 또는 다단계 회절 위상 요소의 명목상 형상을 포함한다. 단계 2에서, 어레이 렌즈 모듈이 적당한 수단에 의해 제조된다(위에서 설명됨). 그 다음에, 단계 3에서, 설계 기대값으로부터 렌즈 도수(prescription)의 조직적 편차가 렌즈 표면 계측학에 의해 결정되고, 센터링 측정 및 거리 측정이 수행되며, 설계 기대값으로부터 광학 성능의 조직적 편차가 실험적으로 결정된다. 모듈은 그 다음에 스택의 어디에서든(윤곽, xy-위치, 두께 등) 모든 결정된 조직적 오차를 보상하기 위해 상기 수차 보정 표면을 적응시킴으로써 재설계된다(단계 4). 단계 5에서, 어레이 렌즈 모듈이 다시 제조된다. 마지막으로, 후방 초점 길이가 나머지의 모든 조직적 편차의 최종 보상자로서 사용된다(단계 6). 이 방법의 장점은 종래 시스템의 경우에서처럼 후방 초점 길이만을 변경할 수 있는 것보다 자유도가 더 높다는 점이다. 이것에 의해, 잠재적으로 광학적 배율에 영향을 주지 않고, 전반적으로 더 나은 성능이 유도된다.
일반적 고려사항
마지막으로, 전술한 임의의 실시예에 있어서, 광학 장치의 복수의 동일한 또는 약간 상이한 버전이 어레이 내에서 서로의 뒤에 공존될 수 있다고 이해된다. 광학 어레이 내에서 광학 장치의 변화는 예를 들면 고려되는 채널의 하기 광학 성능 파라미터 중의 하나와 관련된다: "컬러"(전체 시스템이 이미징하는 전체 스펙트럼 대역을 이미징하는 것으로 고려대상 광학 채널이 가정하는 좁은 스펙트럼 대역을 식별함), 예컨대 RGB(및 NIR), 시야(FOV), F/#, 해상도, 촬영 거리 등. 가장 전형적인 것은 상이한 컬러에 대한 차별화이지만, 예를 들면, 상이한 FOV는 상이한 배율을 허용하고 상이한 F/#은 상이한 감도를 허용할 것이다.
균등론
본 발명의 특수한 실시예 및 응용이 여기에서 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 여기에서 설명한 구성 및 컴포넌트로 정확히 제한되는 것이 아니고, 첨부된 특허 청구범위에서 규정되는 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않고 본 발명의 방법 및 장치의 배열, 동작 및 세부에 대하여 각종의 수정, 변경 및 개조가 가능하다는 것을 이해하여야 한다.

Claims (58)

  1. 어레이 카메라의 3-표면 광학 장치(optical arrangement)에 있어서,
    제1의 볼록한 근위면 및 제1의 오목한 원위면을 가지며 상기 제1 볼록면의 직경이 상기 제1 오목면의 직경보다 더 큰 제1 렌즈 요소; 및
    실질적으로 평평한 제2 근위면 및 제2의 볼록한 원위면을 가지며 상기 평평한 제2 근위면의 직경이 상기 제2 볼록면의 직경보다 더 작고, 상기 제2 볼록면의 직경이 상기 제1 볼록면의 직경과 상기 제1 오목면의 직경 사이의 중간인 제2 렌즈 요소를 포함하고,
    상기 제1 렌즈 및 제2 렌즈 요소는 말단부에 배치된 이미저와 광학 정렬되도록 순차적으로 배열된 것인 3-표면 광학 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 요소의 표면들은 제1 기판에 의해 분리되고, 상기 제2 요소의 표면들은 제2 기판에 의해 분리된 것인 3-표면 광학 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 평평한 제2 근위면은 상기 제2 기판에 의해 형성된 것인 3-표면 광학 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 평평한 제2 근위면에 배치된 구경 조리개를 더 포함한 3-표면 광학 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 기판 또는 제2 기판 중의 적어도 하나에 배치된 적어도 하나의 조리개를 더 포함한 3-표면 광학 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소와 상기 제2 렌즈 요소 사이에 배치되고, 적어도 하나의 조리개가 위에 배치된 적어도 하나의 조리개 기판을 구비한 조리개 구조물을 더 포함한 3-표면 광학 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소와 상기 제2 렌즈 요소 및 상기 제2 렌즈 요소와 상기 이미저는 스페이서에 의해 분리된 것인 3-표면 광학 장치.
  8. 제2항에 있어서, 상기 제1 기판 또는 제2 기판 중의 적어도 하나에 배치된 필터를 더 포함한 3-표면 광학 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 렌즈 요소의 적어도 2개의 표면들은 상이한 아베수를 가진 물질로 형성된 것인 3-표면 광학 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 볼록면은 왕관형(crown-like) 물질로 형성되고, 상기 오목면은 부싯돌형(flint-like) 물질로 형성된 것인 3-표면 광학 장치.
  11. 제1항의 3-표면 광학 장치를 복수 개 포함한 어레이에 있어서,
    상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽(profile)은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장 대역의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된 것인 어레이.
  12. 어레이 카메라의 5-표면 광학 장치에 있어서,
    제1의 볼록한 근위면 및 제1의 오목한 원위면을 가지며 상기 제1 볼록면의 직경이 상기 제1 오목면의 직경보다 더 큰 제1 렌즈 요소;
    제2의 오목한 근위면 및 제2의 볼록한 원위면을 가지며 상기 제2의 오목한 근위면의 직경이 상기 제2 볼록면의 직경보다 더 작은 제2 렌즈 요소; 및
    제3의 오목한 근위면 및 제3의 평평한 원위면을 가지며 상기 제3의 오목한 근위면의 직경이 상기 제1 및 제2 렌즈 요소의 임의의 표면의 직경보다 더 큰 제3 렌즈 요소를 포함하고;
    상기 제1, 제2 및 제3 렌즈 요소는 말단부에 배치된 이미저와 광학 정렬되도록 순차적으로 배열된 것인 5-표면 광학 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 요소의 표면들은 제1 기판에 의해 분리되고, 상기 제2 요소의 표면들은 제2 기판에 의해 분리된 것인 5-표면 광학 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제3의 평평한 원위면은 이미지 센서 또는 이미지 센서 위에 배치된 커버 유리 중의 하나와 접촉한 것인 5-표면 광학 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1의 오목한 원위면에 배치된 구경 조리개를 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 제1의 오목한 원위면에 인접한 제1 기판에 배치된 구경 조리개를 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소 내에 배치된 적어도 하나의 조리개를 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  18. 제12항에 있어서, 적어도 2개의 상기 렌즈 요소들 사이에 배치되고, 적어도 하나의 조리개가 위에 배치된 적어도 하나의 조리개 기판을 구비한 조리개 구조물을 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  19. 제12항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소와 제2 렌즈 요소 및 상기 제2 렌즈 요소와 제3 렌즈 요소는 스페이서에 의해 분리된 것인 5-표면 광학 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소와 제2 렌즈 요소 중의 적어도 하나에 배치된 필터를 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  21. 제12항에 있어서, 상기 렌즈 요소의 적어도 2개의 표면은 상이한 아베수를 가진 물질로 형성된 것인 5-표면 광학 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 볼록면은 왕관형 물질로 형성되고, 상기 오목면은 부싯돌형 물질로 형성된 것인 5-표면 광학 장치.
  23. 제12항에 있어서, 상기 제3 렌즈 요소와 이미지 센서 사이에 에어 갭을 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  24. 제12항에 있어서, 상기 렌즈 요소들 중 적어도 하나의 렌즈 요소의 표면들 사이에 배치된 적어도 하나의 기판을 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제3 렌즈 요소와 이미저 사이에 배치된 기판을 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  26. 제24항에 있어서, 상기 렌즈 요소들 내의 적어도 하나의 기판 위에 배치된 적어도 하나의 조리개를 더 포함한 5-표면 광학 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조리개는 상기 제1 렌즈 요소 내에 매립된 것인 5-표면 광학 장치.
  28. 제12항의 5-표면 광학 장치를 복수 개 포함한 어레이에 있어서,
    상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내에서 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된 것인 어레이.
  29. 어레이 카메라의 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치에 있어서,
    근위측 및 원위측을 가진 기판;
    상기 기판의 근위측에 배치된, 제1 근위면 및 원위면을 가진 제1 모노리틱 렌즈 요소;
    상기 기판의 원위측에 배치된, 제2 근위면 및 원위면을 가진 제2 모노리틱 렌즈 요소; 및
    상기 제1 렌즈 요소 및 제2 렌즈 요소와 광학 정렬되도록 상기 기판 위에 배치된 적어도 하나의 조리개를 포함하고,
    상기 제1 렌즈 요소 및 제2 렌즈 요소는 말단부에 배치된 이미저와 광학 정렬되도록 순차적으로 배열된 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  30. 제29항의 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치를 복수 개 포함한 웨이퍼 스택에 있어서,
    상기 장치의 요소들로부터 형성된 복수의 웨이퍼 표면; 및
    각 웨이퍼 표면에 관련하여 형성된 적어도 2개의 정렬 마크(mark)를 포함하고,
    상기 각각의 정렬 마크는 상기 정렬 마크가 협력적으로 정렬된 때 대응하는 조리개와의 렌즈 표면의 측면 및 회전 정렬을 돕도록 인접 웨이퍼 표면상의 정렬 마크와 협력하는 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  31. 제29항에 있어서, 적어도 2개의 축방향으로 정렬된 조리개가 상기 기판 위에 배치된 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  32. 제31항에 있어서, 상기 적어도 2개의 축방향으로 정렬된 조리개는 동일한 크기 또는 상이한 크기를 갖는 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  33. 제29항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조래개와 광학 정렬되도록 상기 기판 위에 배치된 적어도 하나의 코팅을 더 포함한 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 적어도 하나의 코팅은 편광 필터, 컬러 필터, IRCF 필터 및 NIR-통과 필터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  35. 제29항에 있어서, 상기 기판은 편광 필터, 컬러 필터, IRCF 필터 및 NIR-통과 필터로 이루어진 그룹으로부터 선택된 필터로서 작용하는 물질로부터 형성된 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  36. 제29항에 있어서, 상기 기판은 적응성 광학 요소를 또한 포함한 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  37. 제29항에 있어서, 상기 렌즈 요소 중의 적어도 2개는 상이한 아베수를 가진 물질로부터 형성된 것인 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치.
  38. 제29항의 기판 매립형 하이브리드 렌즈 광학 장치를 복수 개 포함하는 어레이에 있어서,
    상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된 것인 어레이.
  39. 어레이 카메라의 모노리틱 렌즈 광학 장치에 있어서,
    적어도 하나의 렌즈 요소를 포함하고, 상기 적어도 하나의 렌즈 요소는,
    제1 근위면 및 원위면을 가진 제1 모노리틱 렌즈 - 제1 모노리틱 렌즈의 상기 제1 근위면은 오목 윤곽 또는 볼록 윤곽 중의 하나를 갖고, 제1 모노리틱 렌즈의 상기 제1 원위면은 평면 윤곽을 갖는 것임 -;
    상기 제1 모노리틱 렌즈의 상기 제1 원위면에 배치되고 상기 제1 모노리틱 렌즈와 광학 정렬관계에 있는 적어도 하나의 조리개; 및
    제2 근위면 및 원위면을 가진 제2 모노리틱 렌즈 - 제2 모노리틱 렌즈의 상기 제2 근위면은 평면 윤곽을 갖고, 제2 모노리틱 렌즈의 상기 제2 원위면은 오목 윤곽 또는 볼록 윤곽 중의 하나를 가지며, 상기 제2 모노리틱 렌즈는 상기 조리개와 광학적 정렬관계로 배열된 것임 - 를 포함하고,
    상기 제1 모노리틱 렌즈 요소는 상기 조리개 및 상기 제2 모노리틱 렌즈와 직접 접촉된 것인 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 적어도 하나의 조리개와 광학적 정렬관계로 상기 평면상에 배치된 적어도 하나의 필터를 더 포함한 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  41. 제39항에 있어서, 상기 모노리틱 렌즈는 상이한 아베수를 가진 물질로 형성된 것인 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  42. 제39항에 있어서, 적어도 2개의 렌즈 요소를 더 포함한 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  43. 제39항의 모노리틱 렌즈 광학 장치를 복수 개 포함한 어레이에 있어서,
    상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된 것인 어레이.
  44. 제39항의 모노리틱 렌즈 광학 장치를 복수 개 포함한 웨이퍼 스택에 있어서,
    상기 장치의 요소들로부터 형성된 복수의 웨이퍼 표면; 및
    각 웨이퍼 표면에 관련하여 형성된 적어도 2개의 정렬 마크를 포함하고,
    상기 각각의 정렬 마크는 상기 정렬 마크가 협력적으로 정렬된 때 대응하는 조리개와의 렌즈 표면의 측면 및 회전 정렬을 돕도록 인접 웨이퍼 표면상의 정렬 마크와 협력하는 것인 웨이퍼 스택.
  45. 어레이 카메라의 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치에 있어서,
    제1의 볼록 근위면 및 제1의 평평한 원위면을 가진 제1 렌즈 요소;
    제2의 오목 근위면 및 제2의 볼록 원위면을 가진 제2 렌즈 요소;
    제3의 오목 근위면 및 제3의 볼록 원위면을 가진 제3 요철 렌즈 요소; 및
    상기 제1의 평평한 원위면에 배치된 적어도 하나의 조리개를 포함하고,
    상기 제1, 제2 및 제3 렌즈 요소는 구경 조리개 및 이미저와 광학 정렬되도록 순차적으로 배열된 것인 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  46. 제45항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소 및 제2 렌즈 요소는 저분산 물질로 형성되고 상기 제3 렌즈 요소는 고분산 물질로 형성된 것인 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  47. 제45항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소와 광학적 정렬관계로 상기 제1의 평평한 원위면에 배치된 적어도 하나의 필터를 더 포함한 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  48. 제45항에 있어서, 상기 제1 렌즈 요소는 그 원위면에 배치된 기판을 또한 포함한 것인 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  49. 제48항에 있어서, 상기 기판의 원위면에 배치된 적어도 하나의 조리개를 더 포함한 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  50. 제48항에 있어서, 상기 기판의 원위면에 배치된 적어도 하나의 필터를 더 포함한 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  51. 제45항에 있어서, 상기 제2 렌즈 요소는 근위면과 원위면 사이에 배치된 기판을 또한 포함한 것인 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치.
  52. 제45항의 3-요소 모노리틱 렌즈 광학 장치를 복수 개 포함한 어레이에 있어서,
    상기 어레이는 선택된 파장 대역을 이미징하도록 설계되고, 각 광학 장치 내의 적어도 하나의 렌즈 표면의 윤곽은 어레이 내의 복수의 장치가 공동으로 상기 선택된 파장 대역의 전체를 이미징하도록 상기 선택된 파장의 협대역 부분만을 최적으로 이미징하도록 적응된 것인 어레이.
  53. 어레이 카메라의 복수의 광학 장치에 있어서,
    복수의 렌즈 요소 어레이 - 각각의 렌즈 요소 어레이는 서로간에 및 대응하는 이미저와 광학적 정렬관계에 있음 - 로 형성된 렌즈 요소 어레이 스택을 포함하고;
    각각의 상기 렌즈 요소 스택의 각각의 개별적인 렌즈 요소는 높은 아베수 물질 또는 낮은 아베수 물질 중의 하나로 형성되며, 상기 높은 아베수 물질 또는 낮은 아베수 물질 중의 하나가 임의의 개별 렌즈 요소 스택에서 사용되는 순서는 관련 이미저에 의해 검출되는 스펙트럼 대역에 의존하는 것인 복수의 광학 장치.
  54. 어레이 카메라의 복수의 광학 장치에 있어서,
    복수의 렌즈 요소 어레이 - 각각의 상기 렌즈 요소 어레이는 복수의 렌즈 요소로 형성됨 - 로 형성된 렌즈 요소 어레이 스택; 및
    각각의 상기 렌즈 요소 어레이에 통합된 복수의 구조적 특징을 포함하고;
    상기 구조적 특징은 적어도 1차원으로 렌즈 요소 어레이 스택 내에서 서로에 대한 렌즈 요소 어레이의 정렬을 보장하는 것인 복수의 광학 장치.
  55. 제54항에 있어서, 상기 구조적 특징은 측면 및 회전 정렬 특징부, 스페이서 및 스탠드-오프(stand-off)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 복수의 광학 장치.
  56. 복수의 광학 채널을 구비한 어레이에서 조직적 제조 오차를 보상하는 방법에 있어서,
    어레이의 광학 채널의 채널식 색수차 보정을 위해서만 사용되는 파장판 또는 다단계 회절 위상 요소 중의 하나의 명목상 형상(nominal shape)을 포함한 설계를 준비하는 단계;
    상기 설계에 기초하여 어레이 렌즈 모듈을 제조하는 단계;
    렌즈 계측, 센터링, 거리 및 광학 성능으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 파라미터에 기초하여 상기 설계로부터 상기 렌즈 모듈의 조직적 편차를 실험적으로 결정하는 단계;
    상기 실험 결과에 기초하여 상기 렌즈 모듈의 채널식 색수차 보정 표면만을 재설계하는 단계;
    상기 재설계에 기초하여 상기 렌즈 모듈을 재제조하는 단계; 및
    상기 렌즈 모듈의 후방 초점 길이를 이용하여 임의의 남아있는 조직적 편차를 보상하는 단계를 포함한 것인 조직적 제조 오차 보상 방법.
  57. 적어도 하나의 광학 요소를 각각 구비하는 복수의 광학 채널을 포함한 광학 장치에 있어서,
    적어도 2개의 광학 표면을 포함하고, 상기 복수의 광학 채널 각각의 광학 표면 중의 하나는 광학 채널을 광의 선택된 주파대에 단독으로 적응하기에 충분한 파면 변형을 가진 채널 특유 표면인 광학 장치.
  58. 제57항에 있어서, 상기 채널 특유 표면은 파장판, 키노폼 및 방사상의 대칭적 다단계 회절 위상 요소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것인 광학 장치.
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Families Citing this family (94)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8866920B2 (en) 2008-05-20 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
JP2011523538A (ja) 2008-05-20 2011-08-11 ペリカン イメージング コーポレイション 異なる種類の撮像装置を有するモノリシックカメラアレイを用いた画像の撮像および処理
US11792538B2 (en) 2008-05-20 2023-10-17 Adeia Imaging Llc Capturing and processing of images including occlusions focused on an image sensor by a lens stack array
US8514491B2 (en) 2009-11-20 2013-08-20 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
SG185500A1 (en) 2010-05-12 2012-12-28 Pelican Imaging Corp Architectures for imager arrays and array cameras
US8878950B2 (en) 2010-12-14 2014-11-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using super-resolution processes
CN107404609B (zh) 2011-05-11 2020-02-11 快图有限公司 用于传送阵列照相机图像数据的方法
US20130265459A1 (en) 2011-06-28 2013-10-10 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
JP2014521117A (ja) 2011-06-28 2014-08-25 ペリカン イメージング コーポレイション アレイカメラで使用するための光学配列
WO2013043751A1 (en) 2011-09-19 2013-03-28 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for controlling aliasing in images captured by an array camera for use in super resolution processing using pixel apertures
US9129183B2 (en) 2011-09-28 2015-09-08 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for encoding light field image files
EP2817955B1 (en) 2012-02-21 2018-04-11 FotoNation Cayman Limited Systems and methods for the manipulation of captured light field image data
US8848286B2 (en) 2012-04-11 2014-09-30 Omni Version Technology, Inc. Lens plate for wafer-level camera and method of manufacturing same
US9210392B2 (en) 2012-05-01 2015-12-08 Pelican Imaging Coporation Camera modules patterned with pi filter groups
WO2014005123A1 (en) 2012-06-28 2014-01-03 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for detecting defective camera arrays, optic arrays, and sensors
US20140002674A1 (en) 2012-06-30 2014-01-02 Pelican Imaging Corporation Systems and Methods for Manufacturing Camera Modules Using Active Alignment of Lens Stack Arrays and Sensors
CA2881131A1 (en) 2012-08-21 2014-02-27 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for parallax detection and correction in images captured using array cameras
EP2888698A4 (en) 2012-08-23 2016-06-29 Pelican Imaging Corp PROPERTY-BASED HIGH-RESOLUTION MOTION ESTIMATION FROM LOW-RESOLUTION IMAGES RECORDED WITH AN ARRAY SOURCE
WO2014043641A1 (en) 2012-09-14 2014-03-20 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for correcting user identified artifacts in light field images
CN104685860A (zh) 2012-09-28 2015-06-03 派力肯影像公司 利用虚拟视点从光场生成图像
US9143711B2 (en) 2012-11-13 2015-09-22 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for array camera focal plane control
US9462164B2 (en) 2013-02-21 2016-10-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for generating compressed light field representation data using captured light fields, array geometry, and parallax information
WO2014133974A1 (en) 2013-02-24 2014-09-04 Pelican Imaging Corporation Thin form computational and modular array cameras
US9638883B1 (en) 2013-03-04 2017-05-02 Fotonation Cayman Limited Passive alignment of array camera modules constructed from lens stack arrays and sensors based upon alignment information obtained during manufacture of array camera modules using an active alignment process
US9774789B2 (en) 2013-03-08 2017-09-26 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for high dynamic range imaging using array cameras
US8866912B2 (en) 2013-03-10 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera using a single captured image
US9521416B1 (en) 2013-03-11 2016-12-13 Kip Peli P1 Lp Systems and methods for image data compression
WO2014164909A1 (en) 2013-03-13 2014-10-09 Pelican Imaging Corporation Array camera architecture implementing quantum film sensors
WO2014165244A1 (en) 2013-03-13 2014-10-09 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing images from image data captured by an array camera using restricted depth of field depth maps in which depth estimation precision varies
US9124831B2 (en) 2013-03-13 2015-09-01 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera
US9106784B2 (en) 2013-03-13 2015-08-11 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for controlling aliasing in images captured by an array camera for use in super-resolution processing
US9100586B2 (en) 2013-03-14 2015-08-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for photometric normalization in array cameras
US9578259B2 (en) 2013-03-14 2017-02-21 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for reducing motion blur in images or video in ultra low light with array cameras
EP2973476B1 (en) 2013-03-15 2025-02-26 Adeia Imaging LLC Systems and methods for stereo imaging with camera arrays
US9633442B2 (en) 2013-03-15 2017-04-25 Fotonation Cayman Limited Array cameras including an array camera module augmented with a separate camera
WO2014144157A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
WO2014150856A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Pelican Imaging Corporation Array camera implementing quantum dot color filters
US10122993B2 (en) 2013-03-15 2018-11-06 Fotonation Limited Autofocus system for a conventional camera that uses depth information from an array camera
US9497429B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 Pelican Imaging Corporation Extended color processing on pelican array cameras
US9445003B1 (en) 2013-03-15 2016-09-13 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using image deconvolution based on motion and depth information
US9923008B2 (en) * 2013-04-12 2018-03-20 Omnivision Technologies, Inc. Wafer-level array cameras and methods for fabricating the same
WO2014188018A1 (es) * 2013-05-21 2014-11-27 BLASCO WHYTE, Isabel Lena Integración monolítica de lentes plenópticas sobre sustratos fotosensores
EP2827368B1 (en) * 2013-07-19 2019-06-05 ams AG Package for an optical sensor, optical sensor arrangement and method of producing a package for an optical sensor
US9215361B2 (en) 2013-08-23 2015-12-15 Semiconductor Components Industries, Llc Array cameras with light barriers
US9151878B2 (en) * 2013-09-16 2015-10-06 Omnivision Technologies, Inc. Apparatus and method for molding optical lense during a puddle dispensing process
WO2015048694A2 (en) 2013-09-27 2015-04-02 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for depth-assisted perspective distortion correction
US9426343B2 (en) 2013-11-07 2016-08-23 Pelican Imaging Corporation Array cameras incorporating independently aligned lens stacks
WO2015074078A1 (en) 2013-11-18 2015-05-21 Pelican Imaging Corporation Estimating depth from projected texture using camera arrays
EP3075140B1 (en) 2013-11-26 2018-06-13 FotoNation Cayman Limited Array camera configurations incorporating multiple constituent array cameras
EP2887642A3 (en) 2013-12-23 2015-07-01 Nokia Corporation Method, apparatus and computer program product for image refocusing for light-field images
WO2015134996A1 (en) 2014-03-07 2015-09-11 Pelican Imaging Corporation System and methods for depth regularization and semiautomatic interactive matting using rgb-d images
US9247117B2 (en) 2014-04-07 2016-01-26 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for correcting for warpage of a sensor array in an array camera module by introducing warpage into a focal plane of a lens stack array
US9521319B2 (en) 2014-06-18 2016-12-13 Pelican Imaging Corporation Array cameras and array camera modules including spectral filters disposed outside of a constituent image sensor
US10250871B2 (en) 2014-09-29 2019-04-02 Fotonation Limited Systems and methods for dynamic calibration of array cameras
US10207473B2 (en) * 2014-09-30 2019-02-19 Sekisui Chemical Co., Ltd. Heat-conducting foam sheet for electronic devices
US9942474B2 (en) 2015-04-17 2018-04-10 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for performing high speed video capture and depth estimation using array cameras
US10012832B2 (en) 2015-06-22 2018-07-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Automatic lens design using off-the-shelf components
US9780133B2 (en) * 2015-08-04 2017-10-03 Creative Sensor Inc. Wafer-level lens structure for contact image sensor module
EP3374815B1 (en) * 2015-11-12 2022-09-28 Heptagon Micro Optics Pte. Ltd. Optical element stack assemblies
CN105652413B (zh) * 2016-03-01 2018-03-16 浙江大学 一种适用于rgb‑d相机的成像物镜
DE102017203304A1 (de) 2016-03-17 2017-09-21 Sony Corporation Linsenstack auf waferebene, optisches system, elektronische einrichtung und verfahren
US10394004B2 (en) 2016-04-05 2019-08-27 Qualcomm Incorporated Systems and devices having single-sided wafer-level optics
KR20190015378A (ko) 2016-06-03 2019-02-13 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 공간적으로 변하는 미세복제된 층을 갖는 광학 필터
US10542201B2 (en) 2016-06-29 2020-01-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Split-camera autoalignment
US10488186B2 (en) 2016-06-29 2019-11-26 Microsoft Technology Licensing, Llc Alignment detection for split camera
CA3029899A1 (en) 2016-07-07 2018-01-11 The Regents Of The University Of California Implants using ultrasonic backscatter for detecting electrophysiological signals
US10204947B2 (en) * 2016-09-09 2019-02-12 Omnivision Technologies, Inc. Cover-glass-free array camera with individually light-shielded cameras
US10469718B2 (en) 2017-05-03 2019-11-05 Omnivision Technologies, Inc. Camera module having baffle between two glass substrates
US10482618B2 (en) 2017-08-21 2019-11-19 Fotonation Limited Systems and methods for hybrid depth regularization
CN112514375B (zh) * 2018-06-07 2023-04-04 御眼视觉技术有限公司 高分辨率汽车透镜和传感器
JP2022543592A (ja) * 2019-08-07 2022-10-13 アジレント・テクノロジーズ・インク 光学イメージングパフォーマンス試験システムおよび方法
KR102646521B1 (ko) 2019-09-17 2024-03-21 인트린식 이노베이션 엘엘씨 편광 큐를 이용한 표면 모델링 시스템 및 방법
CA3157197A1 (en) 2019-10-07 2021-04-15 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for surface normals sensing with polarization
JP7650877B2 (ja) * 2019-11-22 2025-03-25 バルブ コーポレーション 空間的に変化するリターダ光学系を備えたヘッドマウントディスプレイ（ｈｍｄ）
EP4066001A4 (en) 2019-11-30 2024-01-24 Boston Polarimetrics, Inc. SYSTEMS AND METHODS FOR TRANSPARENT OBJECT SEGMENTATION USING POLARIZATION GUIDES
US20230016712A1 (en) * 2019-12-20 2023-01-19 Sony Group Corporation Imaging device, information processing method, and program
WO2021154386A1 (en) 2020-01-29 2021-08-05 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for characterizing object pose detection and measurement systems
KR20220133973A (ko) 2020-01-30 2022-10-05 인트린식 이노베이션 엘엘씨 편광된 이미지들을 포함하는 상이한 이미징 양식들에 대해 통계적 모델들을 훈련하기 위해 데이터를 합성하기 위한 시스템들 및 방법들
US20230095948A1 (en) * 2020-02-19 2023-03-30 The Regents Of The University Of California A deep tissue ultrasonic implantable luminescence oxygen sensor
WO2021243088A1 (en) 2020-05-27 2021-12-02 Boston Polarimetrics, Inc. Multi-aperture polarization optical systems using beam splitters
US11543654B2 (en) * 2020-09-16 2023-01-03 Aac Optics Solutions Pte. Ltd. Lens module and system for producing image having lens module
US12055731B2 (en) * 2021-02-26 2024-08-06 SoliDDD Corp. Crosstalk barrier in a lens array
US12020455B2 (en) 2021-03-10 2024-06-25 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for high dynamic range image reconstruction
US12069227B2 (en) 2021-03-10 2024-08-20 Intrinsic Innovation Llc Multi-modal and multi-spectral stereo camera arrays
US11954886B2 (en) 2021-04-15 2024-04-09 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for six-degree of freedom pose estimation of deformable objects
US11290658B1 (en) 2021-04-15 2022-03-29 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for camera exposure control
US12067746B2 (en) 2021-05-07 2024-08-20 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for using computer vision to pick up small objects
US12175741B2 (en) 2021-06-22 2024-12-24 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for a vision guided end effector
US12340538B2 (en) 2021-06-25 2025-06-24 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for generating and using visual datasets for training computer vision models
US12172310B2 (en) 2021-06-29 2024-12-24 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for picking objects using 3-D geometry and segmentation
US11689813B2 (en) 2021-07-01 2023-06-27 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for high dynamic range imaging using crossed polarizers
US12293535B2 (en) 2021-08-03 2025-05-06 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for training pose estimators in computer vision
DE102022208949A1 (de) * 2022-08-29 2024-02-29 OptaSensor GmbH Projektionsoptik und Verfahren zum Herstellen einer optischen Struktur
WO2025048710A1 (en) * 2023-08-30 2025-03-06 Focuslight Singapore Pte. Ltd. Overmolded lenses

Family Cites Families (322)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4124798A (en) 1965-12-09 1978-11-07 Thompson Kenneth B Optical viewing apparatus
US4198646A (en) 1978-10-13 1980-04-15 Hughes Aircraft Company Monolithic imager for near-IR
US4323925A (en) 1980-07-07 1982-04-06 Avco Everett Research Laboratory, Inc. Method and apparatus for arraying image sensor modules
JPS5769476A (en) 1980-10-16 1982-04-28 Fuji Xerox Co Ltd Reader control system
US4460449A (en) 1983-01-03 1984-07-17 Amerace Corporation Apparatus for making a tool
EP0342419B1 (de) 1988-05-19 1992-10-28 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Beobachtung einer Szene und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
US5070414A (en) 1988-09-20 1991-12-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for reading image information formed on material
US5144448A (en) 1990-07-31 1992-09-01 Vidar Systems Corporation Scanning apparatus using multiple CCD arrays and related method
JP3032382B2 (ja) 1992-07-13 2000-04-17 シャープ株式会社 デジタル信号のサンプリング周波数変換装置
JP3160406B2 (ja) * 1993-01-26 2001-04-25 キヤノン株式会社 超伝導オプトエレクトロニクスデバイス
US5629524A (en) 1995-02-21 1997-05-13 Advanced Scientific Concepts, Inc. High speed crystallography detector
US5933190A (en) 1995-04-18 1999-08-03 Imec Vzw Pixel structure, image sensor using such pixel structure and corresponding peripheral circuitry
US5880691A (en) 1995-11-07 1999-03-09 California Institute Of Technology Capacitively coupled successive approximation ultra low power analog-to-digital converter
US6124974A (en) 1996-01-26 2000-09-26 Proxemics Lenslet array systems and methods
US5973844A (en) 1996-01-26 1999-10-26 Proxemics Lenslet array systems and methods
US6493465B2 (en) 1996-02-21 2002-12-10 Canon Kabushiki Kaisha Matching point extracting method and apparatus therefor
US5832312A (en) 1996-02-22 1998-11-03 Eastman Kodak Company Watertight body for accommodating a photographic camera
US6002743A (en) 1996-07-17 1999-12-14 Telymonde; Timothy D. Method and apparatus for image acquisition from a plurality of cameras
GB9616262D0 (en) 1996-08-02 1996-09-11 Philips Electronics Nv Post-processing generation of focus/defocus effects for computer graphics images
US6141048A (en) 1996-08-19 2000-10-31 Eastman Kodak Company Compact image capture device
US6137535A (en) 1996-11-04 2000-10-24 Eastman Kodak Company Compact digital camera with segmented fields of view
US5808350A (en) 1997-01-03 1998-09-15 Raytheon Company Integrated IR, visible and NIR sensor and methods of fabricating same
JPH10232626A (ja) 1997-02-20 1998-09-02 Canon Inc 立体画像表示装置
US6097394A (en) 1997-04-28 2000-08-01 Board Of Trustees, Leland Stanford, Jr. University Method and system for light field rendering
US6515701B2 (en) 1997-07-24 2003-02-04 Polaroid Corporation Focal plane exposure control system for CMOS area image sensors
US6563537B1 (en) 1997-07-31 2003-05-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Image signal interpolation
NO305728B1 (no) 1997-11-14 1999-07-12 Reidar E Tangen Optoelektronisk kamera og fremgangsmÕte ved bildeformatering i samme
JP4243779B2 (ja) 1997-11-14 2009-03-25 株式会社ニコン 拡散板の製造方法および拡散板、並びにマイクロレンズアレイの製造方法およびマイクロレンズアレイ
US6069365A (en) 1997-11-25 2000-05-30 Alan Y. Chow Optical processor based imaging system
US6721008B2 (en) 1998-01-22 2004-04-13 Eastman Kodak Company Integrated CMOS active pixel digital camera
JPH11223708A (ja) 1998-02-09 1999-08-17 Nikon Corp 圧子およびマイクロ光学素子アレイの製造方法
US6160909A (en) 1998-04-01 2000-12-12 Canon Kabushiki Kaisha Depth control for stereoscopic images
JP3931936B2 (ja) 1998-05-11 2007-06-20 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズアレイ基板及びその製造方法並びに表示装置
US6205241B1 (en) 1998-06-01 2001-03-20 Canon Kabushiki Kaisha Compression of stereoscopic images
US6069351A (en) 1998-07-16 2000-05-30 Intel Corporation Focal plane processor for scaling information from image sensors
US6903770B1 (en) 1998-07-27 2005-06-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Digital camera which produces a single image based on two exposures
US6269175B1 (en) 1998-08-28 2001-07-31 Sarnoff Corporation Method and apparatus for enhancing regions of aligned images using flow estimation
US6879735B1 (en) 1998-09-14 2005-04-12 University Of Utah Reasearch Foundation Method of digital image enhancement and sharpening
US6310650B1 (en) 1998-09-23 2001-10-30 Honeywell International Inc. Method and apparatus for calibrating a tiled display
US6611289B1 (en) 1999-01-15 2003-08-26 Yanbin Yu Digital cameras using multiple sensors with multiple lenses
US6603513B1 (en) 1999-02-16 2003-08-05 Micron Technology, Inc. Using a single control line to provide select and reset signals to image sensors in two rows of a digital imaging device
US6563540B2 (en) 1999-02-26 2003-05-13 Intel Corporation Light sensor with increased dynamic range
US20020063807A1 (en) 1999-04-19 2002-05-30 Neal Margulis Method for Performing Image Transforms in a Digital Display System
JP2001042042A (ja) 1999-07-27 2001-02-16 Canon Inc 撮像装置
US6771833B1 (en) 1999-08-20 2004-08-03 Eastman Kodak Company Method and system for enhancing digital images
US6628330B1 (en) 1999-09-01 2003-09-30 Neomagic Corp. Color interpolator and horizontal/vertical edge enhancer using two line buffer and alternating even/odd filters for digital camera
US6358862B1 (en) 1999-09-02 2002-03-19 Micron Technology, Inc Passivation integrity improvements
US6774941B1 (en) 1999-10-26 2004-08-10 National Semiconductor Corporation CCD output processing stage that amplifies signals from colored pixels based on the conversion efficiency of the colored pixels
US6671399B1 (en) 1999-10-27 2003-12-30 Canon Kabushiki Kaisha Fast epipolar line adjustment of stereo pairs
JP3728160B2 (ja) 1999-12-06 2005-12-21 キヤノン株式会社 奥行き画像計測装置及び方法、並びに複合現実感提示システム
US7068851B1 (en) 1999-12-10 2006-06-27 Ricoh Co., Ltd. Multiscale sharpening and smoothing with wavelets
WO2002009424A2 (en) 2000-07-21 2002-01-31 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Method and apparatus for image mosaicing
US7154546B1 (en) 2000-08-07 2006-12-26 Micron Technology, Inc. Pixel optimization for color
US7085409B2 (en) 2000-10-18 2006-08-01 Sarnoff Corporation Method and apparatus for synthesizing new video and/or still imagery from a collection of real video and/or still imagery
US7262799B2 (en) 2000-10-25 2007-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus and its control method, control program, and storage medium
US6476971B1 (en) 2000-10-31 2002-11-05 Eastman Kodak Company Method of manufacturing a microlens array mold and a microlens array
JP3918499B2 (ja) 2000-11-01 2007-05-23 セイコーエプソン株式会社 間隙測定方法、間隙測定装置、形状測定方法、形状測定装置並びに液晶装置の製造方法
CA2430591C (en) 2000-12-01 2011-04-19 Imax Corporation Techniques and systems for developing high-resolution imagery
JP2002252338A (ja) 2000-12-18 2002-09-06 Canon Inc 撮像装置及び撮像システム
JP2002209226A (ja) 2000-12-28 2002-07-26 Canon Inc 撮像装置
US7805680B2 (en) 2001-01-03 2010-09-28 Nokia Corporation Statistical metering and filtering of content via pixel-based metadata
JP3957460B2 (ja) 2001-01-15 2007-08-15 沖電気工業株式会社 伝送ヘッダ圧縮装置、動画像符号化装置及び動画像伝送システム
US6635941B2 (en) 2001-03-21 2003-10-21 Canon Kabushiki Kaisha Structure of semiconductor device with improved reliability
JP2002324743A (ja) 2001-04-24 2002-11-08 Canon Inc 露光方法及び装置
US7235785B2 (en) 2001-05-11 2007-06-26 Irvine Sensors Corp. Imaging device with multiple fields of view incorporating memory-based temperature compensation of an uncooled focal plane array
US20020167537A1 (en) 2001-05-11 2002-11-14 Miroslav Trajkovic Motion-based tracking with pan-tilt-zoom camera
US7420602B2 (en) 2001-05-29 2008-09-02 Samsung Semiconductor Israel R&D Center (Sirc) Cmos imager for cellular applications and methods of using such
US6482669B1 (en) 2001-05-30 2002-11-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Colors only process to reduce package yield loss
US20030025227A1 (en) 2001-08-02 2003-02-06 Zograph, Llc Reproduction of relief patterns
JP3978706B2 (ja) 2001-09-20 2007-09-19 セイコーエプソン株式会社 微細構造体の製造方法
DE10153237A1 (de) 2001-10-31 2003-05-15 Lfk Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur automatisierten Bestimmung der Modulations-Transfer-Funktion (MTF) von Focal-Plane-Array (FPA)- Kameras
US7302118B2 (en) 2002-02-07 2007-11-27 Microsoft Corporation Transformation of images
US20030179418A1 (en) 2002-03-19 2003-09-25 Eastman Kodak Company Producing a defective pixel map from defective cluster pixels in an area array image sensor
JP3567327B2 (ja) 2002-05-08 2004-09-22 富士写真光機株式会社 撮像レンズ
US6783900B2 (en) 2002-05-13 2004-08-31 Micron Technology, Inc. Color filter imaging array and method of formation
JP2004048644A (ja) 2002-05-21 2004-02-12 Sony Corp 情報処理装置、情報処理システム、及び対話者表示方法
JP2004088713A (ja) 2002-06-27 2004-03-18 Olympus Corp 撮像レンズユニットおよび撮像装置
JP2004037924A (ja) 2002-07-04 2004-02-05 Minolta Co Ltd 撮像装置
US20040012689A1 (en) 2002-07-16 2004-01-22 Fairchild Imaging Charge coupled devices in tiled arrays
US20040050104A1 (en) 2002-09-18 2004-03-18 Eastman Kodak Company Forming information transfer lens array
US20040207836A1 (en) 2002-09-27 2004-10-21 Rajeshwar Chhibber High dynamic range optical inspection system and method
US7477781B1 (en) 2002-10-10 2009-01-13 Dalsa Corporation Method and apparatus for adaptive pixel correction of multi-color matrix
JP4171786B2 (ja) 2002-10-25 2008-10-29 コニカミノルタホールディングス株式会社 画像入力装置
US7742088B2 (en) 2002-11-19 2010-06-22 Fujifilm Corporation Image sensor and digital camera
US20040114807A1 (en) 2002-12-13 2004-06-17 Dan Lelescu Statistical representation and coding of light field data
DE10301941B4 (de) 2003-01-20 2005-11-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kamera und Verfahren zur optischen Aufnahme eines Schirms
US7379592B2 (en) 2003-01-21 2008-05-27 United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy System and method for significant dust detection and enhancement of dust images over land and ocean
US7005637B2 (en) 2003-01-31 2006-02-28 Intevac, Inc. Backside thinning of image array devices
US7515747B2 (en) 2003-01-31 2009-04-07 The Circle For The Promotion Of Science And Engineering Method for creating high resolution color image, system for creating high resolution color image and program creating high resolution color image
US7308157B2 (en) 2003-02-03 2007-12-11 Photon Dynamics, Inc. Method and apparatus for optical inspection of a display
US7595817B1 (en) 2003-02-12 2009-09-29 The Research Foundation Of State University Of New York Linear system based, qualitative independent motion detection from compressed MPEG surveillance video
US20040165090A1 (en) 2003-02-13 2004-08-26 Alex Ning Auto-focus (AF) lens and process
JP2004266369A (ja) 2003-02-21 2004-09-24 Sony Corp 固体撮像装置およびその駆動方法
US7106914B2 (en) 2003-02-27 2006-09-12 Microsoft Corporation Bayesian image super resolution
US8218052B2 (en) 2003-03-07 2012-07-10 Iconix Video, Inc. High frame rate high definition imaging system and method
US7373005B2 (en) 2003-04-10 2008-05-13 Micron Technology, Inc. Compression system for integrated sensor devices
US6958862B1 (en) 2003-04-21 2005-10-25 Foveon, Inc. Use of a lenslet array with a vertically stacked pixel array
US7428330B2 (en) 2003-05-02 2008-09-23 Microsoft Corporation Cyclopean virtual imaging via generalized probabilistic smoothing
SE525665C2 (sv) 2003-05-08 2005-03-29 Forskarpatent I Syd Ab Matris av pixlar samt elektronisk bildanordning innefattande nämnda matris av pixlar
RU2005138159A (ru) 2003-05-13 2006-07-27 Экссид Имиджинг Лтд. (Il) Способ повышения разрешения в оптическом изображении и система для его осуществления
JP2004348674A (ja) 2003-05-26 2004-12-09 Noritsu Koki Co Ltd 領域検出方法及びその装置
KR100539234B1 (ko) 2003-06-11 2005-12-27 삼성전자주식회사 투명 고분자 소재를 적용한 씨모스형 이미지 센서 모듈 및그 제조방법
US6818934B1 (en) 2003-06-24 2004-11-16 Omnivision International Holding Ltd Image sensor having micro-lens array separated with trench structures and method of making
US7090135B2 (en) 2003-07-07 2006-08-15 Symbol Technologies, Inc. Imaging arrangement and barcode imager for imaging an optical code or target at a plurality of focal planes
US7388609B2 (en) 2003-07-07 2008-06-17 Zoran Corporation Dynamic identification and correction of defective pixels
JP3731589B2 (ja) 2003-07-18 2006-01-05 ソニー株式会社 撮像装置と同期信号発生装置
US7233737B2 (en) 2003-08-12 2007-06-19 Micron Technology, Inc. Fixed-focus camera module and associated method of assembly
US7643703B2 (en) 2003-09-03 2010-01-05 Battelle Energy Alliance, Llc Image change detection systems, methods, and articles of manufacture
US7161606B2 (en) 2003-09-08 2007-01-09 Honda Motor Co., Ltd. Systems and methods for directly generating a view using a layered approach
JP4020850B2 (ja) 2003-10-06 2007-12-12 株式会社東芝 磁気記録媒体の製造方法、製造装置、インプリントスタンパ及びその製造方法
JP4235539B2 (ja) 2003-12-01 2009-03-11 独立行政法人科学技術振興機構 画像構成装置及び画像構成方法
US7328288B2 (en) 2003-12-11 2008-02-05 Canon Kabushiki Kaisha Relay apparatus for relaying communication from CPU to peripheral device
JP3859158B2 (ja) 2003-12-16 2006-12-20 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズ用凹部付き基板、マイクロレンズ基板、透過型スクリーン、およびリア型プロジェクタ
US7123298B2 (en) 2003-12-18 2006-10-17 Avago Technologies Sensor Ip Pte. Ltd. Color image sensor with imaging elements imaging on respective regions of sensor elements
US7511749B2 (en) 2003-12-18 2009-03-31 Aptina Imaging Corporation Color image sensor having imaging element array forming images on respective regions of sensor elements
US7773143B2 (en) 2004-04-08 2010-08-10 Tessera North America, Inc. Thin color camera having sub-pixel resolution
SE527889C2 (sv) 2004-03-17 2006-07-04 Thomas Jeff Adamo Apparat för avbildning av ett objekt
JP2006047944A (ja) * 2004-03-24 2006-02-16 Fuji Photo Film Co Ltd 撮影レンズ
JP4468442B2 (ja) 2004-03-31 2010-05-26 キヤノン株式会社 イメージングシステム性能測定
US7633511B2 (en) 2004-04-01 2009-12-15 Microsoft Corporation Pop-up light field
US8634014B2 (en) 2004-04-05 2014-01-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Imaging device analysis systems and imaging device analysis methods
US8049806B2 (en) 2004-09-27 2011-11-01 Digitaloptics Corporation East Thin camera and associated methods
US7292735B2 (en) 2004-04-16 2007-11-06 Microsoft Corporation Virtual image artifact detection
US7355793B2 (en) 2004-05-19 2008-04-08 The Regents Of The University Of California Optical system applicable to improving the dynamic range of Shack-Hartmann sensors
JP4408755B2 (ja) 2004-06-28 2010-02-03 Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 デインタリーブ装置、移動通信端末及びデインタリーブ方法
US7447382B2 (en) 2004-06-30 2008-11-04 Intel Corporation Computing a higher resolution image from multiple lower resolution images using model-based, robust Bayesian estimation
JP2006033493A (ja) 2004-07-16 2006-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撮像装置
US7189954B2 (en) 2004-07-19 2007-03-13 Micron Technology, Inc. Microelectronic imagers with optical devices and methods of manufacturing such microelectronic imagers
US8027531B2 (en) 2004-07-21 2011-09-27 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Apparatus and method for capturing a scene using staggered triggering of dense camera arrays
US20060023197A1 (en) 2004-07-27 2006-02-02 Joel Andrew H Method and system for automated production of autostereoscopic and animated prints and transparencies from digital and non-digital media
US7068432B2 (en) 2004-07-27 2006-06-27 Micron Technology, Inc. Controlling lens shape in a microlens array
DE102004036469A1 (de) * 2004-07-28 2006-02-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kameramodul, hierauf basierendes Array und Verfahren zu dessen Herstellung
US7609302B2 (en) 2004-08-11 2009-10-27 Micron Technology, Inc. Correction of non-uniform sensitivity in an image array
US7795577B2 (en) 2004-08-25 2010-09-14 Richard Ian Olsen Lens frame and optical focus assembly for imager module
US7564019B2 (en) 2005-08-25 2009-07-21 Richard Ian Olsen Large dynamic range cameras
US8124929B2 (en) 2004-08-25 2012-02-28 Protarius Filo Ag, L.L.C. Imager module optical focus and assembly method
US20060054782A1 (en) 2004-08-25 2006-03-16 Olsen Richard I Apparatus for multiple camera devices and method of operating same
US7916180B2 (en) 2004-08-25 2011-03-29 Protarius Filo Ag, L.L.C. Simultaneous multiple field of view digital cameras
JP4057597B2 (ja) 2004-08-26 2008-03-05 独立行政法人科学技術振興機構 光学素子
US20060055811A1 (en) 2004-09-14 2006-03-16 Frtiz Bernard S Imaging system having modules with adaptive optical elements
US7145124B2 (en) 2004-09-15 2006-12-05 Raytheon Company Multispectral imaging chip using photonic crystals
DE102004049676A1 (de) 2004-10-12 2006-04-20 Infineon Technologies Ag Verfahren zur rechnergestützten Bewegungsschätzung in einer Vielzahl von zeitlich aufeinander folgenden digitalen Bildern, Anordnung zur rechnergestützten Bewegungsschätzung, Computerprogramm-Element und computerlesbares Speichermedium
JP2006119368A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Konica Minolta Opto Inc 広角光学系、撮像レンズ装置、モニタカメラ及びデジタル機器
JP4534715B2 (ja) 2004-10-22 2010-09-01 株式会社ニコン 撮像装置および画像処理プログラム
US7598996B2 (en) 2004-11-16 2009-10-06 Aptina Imaging Corporation System and method for focusing a digital camera
US7483065B2 (en) 2004-12-15 2009-01-27 Aptina Imaging Corporation Multi-lens imaging systems and methods using optical filters having mosaic patterns
US7671321B2 (en) 2005-01-18 2010-03-02 Rearden, Llc Apparatus and method for capturing still images and video using coded lens imaging techniques
US7767949B2 (en) 2005-01-18 2010-08-03 Rearden, Llc Apparatus and method for capturing still images and video using coded aperture techniques
US7602997B2 (en) 2005-01-19 2009-10-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of super-resolving images
US7561191B2 (en) 2005-02-18 2009-07-14 Eastman Kodak Company Camera phone using multiple lenses and image sensors to provide an extended zoom range
ATE518113T1 (de) 2005-03-11 2011-08-15 Creaform Inc Selbstreferenziertes system und vorrichtung zum dreidimensionalen scannen
JP2006258930A (ja) 2005-03-15 2006-09-28 Nikon Corp マイクロレンズの製造方法、及びマイクロレンズ用の型の製造方法
JPWO2006100903A1 (ja) 2005-03-23 2008-08-28 松下電器産業株式会社 車載撮像装置
US7683950B2 (en) 2005-04-26 2010-03-23 Eastman Kodak Company Method and apparatus for correcting a channel dependent color aberration in a digital image
US7656428B2 (en) 2005-05-05 2010-02-02 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Imaging device employing optical motion sensor as gyroscope
US8411182B2 (en) 2005-06-02 2013-04-02 Xerox Corporation System for controlling integration times of photosensors in an imaging device
US7968888B2 (en) 2005-06-08 2011-06-28 Panasonic Corporation Solid-state image sensor and manufacturing method thereof
JP2006345233A (ja) 2005-06-09 2006-12-21 Fujifilm Holdings Corp 撮像装置及びデジタルカメラ
US20070102622A1 (en) 2005-07-01 2007-05-10 Olsen Richard I Apparatus for multiple camera devices and method of operating same
WO2007014293A1 (en) 2005-07-25 2007-02-01 The Regents Of The University Of California Digital imaging system and method to produce mosaic images
CA2553473A1 (en) 2005-07-26 2007-01-26 Wa James Tam Generating a depth map from a tw0-dimensional source image for stereoscopic and multiview imaging
US7969488B2 (en) 2005-08-03 2011-06-28 Micron Technologies, Inc. Correction of cluster defects in imagers
US20070041391A1 (en) 2005-08-18 2007-02-22 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for controlling imager output data rate
US20070040922A1 (en) 2005-08-22 2007-02-22 Micron Technology, Inc. HDR/AB on multi-way shared pixels
US7964835B2 (en) 2005-08-25 2011-06-21 Protarius Filo Ag, L.L.C. Digital cameras with direct luminance and chrominance detection
US20070258006A1 (en) 2005-08-25 2007-11-08 Olsen Richard I Solid state camera optics frame and assembly
US20070083114A1 (en) 2005-08-26 2007-04-12 The University Of Connecticut Systems and methods for image resolution enhancement
JP4804856B2 (ja) 2005-09-29 2011-11-02 富士フイルム株式会社 単焦点レンズ
US8009209B2 (en) 2005-09-30 2011-08-30 Simon Fraser University Methods and apparatus for detecting defects in imaging arrays by image analysis
US7723662B2 (en) 2005-10-07 2010-05-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Microscopy arrangements and approaches
JP4773179B2 (ja) 2005-10-14 2011-09-14 富士フイルム株式会社 撮像装置
JP4389865B2 (ja) 2005-11-17 2009-12-24 ソニー株式会社 固体撮像素子の信号処理装置および信号処理方法並びに撮像装置
CN101356831B (zh) 2005-11-30 2010-09-01 意大利电信股份公司 用于确定立体视觉中的分散视差场的方法
US7855786B2 (en) 2006-01-09 2010-12-21 Bae Systems Spectral Solutions Llc Single camera multi-spectral imager
WO2007083579A1 (ja) 2006-01-20 2007-07-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 複眼方式のカメラモジュール及びその製造方法
DE102006004802B4 (de) * 2006-01-23 2008-09-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bilderfassungssystem und Verfahren zur Herstellung mindestens eines Bilderfassungssystems
US7391572B2 (en) 2006-03-01 2008-06-24 International Business Machines Corporation Hybrid optical/electronic structures fabricated by a common molding process
US7924483B2 (en) 2006-03-06 2011-04-12 Smith Scott T Fused multi-array color image sensor
US7616254B2 (en) 2006-03-16 2009-11-10 Sony Corporation Simple method for calculating camera defocus from an image scene
US8360574B2 (en) 2006-03-20 2013-01-29 High Performance Optics, Inc. High performance selective light wavelength filtering providing improved contrast sensitivity
US7606484B1 (en) 2006-03-23 2009-10-20 Flir Systems, Inc. Infrared and near-infrared camera hyperframing
US7342212B2 (en) 2006-03-31 2008-03-11 Micron Technology, Inc. Analog vertical sub-sampling in an active pixel sensor (APS) image sensor
US8044994B2 (en) 2006-04-04 2011-10-25 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and system for decoding and displaying 3D light fields
US7916934B2 (en) 2006-04-04 2011-03-29 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method and system for acquiring, encoding, decoding and displaying 3D light fields
US20070263114A1 (en) 2006-05-01 2007-11-15 Microalign Technologies, Inc. Ultra-thin digital imaging device of high resolution for mobile electronic devices and method of imaging
US7580620B2 (en) 2006-05-08 2009-08-25 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Method for deblurring images using optimized temporal coding patterns
US7889264B2 (en) 2006-05-12 2011-02-15 Ricoh Co., Ltd. End-to-end design of superresolution electro-optic imaging systems
US8406562B2 (en) 2006-08-11 2013-03-26 Geo Semiconductor Inc. System and method for automated calibration and correction of display geometry and color
KR100746360B1 (ko) 2006-08-31 2007-08-06 삼성전기주식회사 스템퍼 제조방법
NO326372B1 (no) 2006-09-21 2008-11-17 Polight As Polymerlinse
US7918555B2 (en) 2006-09-25 2011-04-05 Ophthonix, Inc. Methods and lenses for correction of chromatic aberration
US20080080028A1 (en) 2006-10-02 2008-04-03 Micron Technology, Inc. Imaging method, apparatus and system having extended depth of field
US8031258B2 (en) 2006-10-04 2011-10-04 Omnivision Technologies, Inc. Providing multiple video signals from single sensor
JP5255565B2 (ja) 2006-10-11 2013-08-07 ポライト エイエス 調整可能なレンズの製造方法
EP2074444B1 (en) 2006-10-11 2017-08-30 poLight AS Design of compact adjustable lens
US20080118241A1 (en) 2006-11-16 2008-05-22 Tekolste Robert Control of stray light in camera systems employing an optics stack and associated methods
KR20080047002A (ko) * 2006-11-24 2008-05-28 엘지이노텍 주식회사 카메라모듈의 렌즈 어셈블리 및 그 제작 방법
US20100265385A1 (en) 2009-04-18 2010-10-21 Knight Timothy J Light Field Camera Image, File and Configuration Data, and Methods of Using, Storing and Communicating Same
US8559705B2 (en) 2006-12-01 2013-10-15 Lytro, Inc. Interactive refocusing of electronic images
JP4406937B2 (ja) 2006-12-01 2010-02-03 富士フイルム株式会社 撮影装置
US8213500B2 (en) 2006-12-21 2012-07-03 Sharp Laboratories Of America, Inc. Methods and systems for processing film grain noise
TWI324015B (en) 2006-12-22 2010-04-21 Ind Tech Res Inst Autofocus searching method
US20080158259A1 (en) 2006-12-28 2008-07-03 Texas Instruments Incorporated Image warping and lateral color correction
US7973823B2 (en) 2006-12-29 2011-07-05 Nokia Corporation Method and system for image pre-processing
JP5024992B2 (ja) 2007-02-02 2012-09-12 株式会社ジャパンディスプレイセントラル 表示装置
EP2527898A3 (en) * 2007-02-19 2014-06-25 Konica Minolta Opto, Inc. Image pickup lens, image pickup apparatus and mobile terminal
JP4153013B1 (ja) * 2007-03-06 2008-09-17 シャープ株式会社 撮像レンズ、撮像ユニットおよびそれを備えた携帯型情報端末
US7676146B2 (en) 2007-03-09 2010-03-09 Eastman Kodak Company Camera using multiple lenses and image sensors to provide improved focusing capability
JP4915859B2 (ja) 2007-03-26 2012-04-11 船井電機株式会社 物体の距離導出装置
JP2008242658A (ja) 2007-03-26 2008-10-09 Funai Electric Co Ltd 立体物体の撮像装置
US7738017B2 (en) 2007-03-27 2010-06-15 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus for automatic linear shift parallax correction for multi-array image systems
US8165418B2 (en) 2007-03-30 2012-04-24 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Image processor
US8098941B2 (en) 2007-04-03 2012-01-17 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus for parallelization of image compression encoders
US8213711B2 (en) 2007-04-03 2012-07-03 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Industry, Through The Communications Research Centre Canada Method and graphical user interface for modifying depth maps
WO2009023044A2 (en) 2007-04-24 2009-02-19 21 Ct, Inc. Method and system for fast dense stereoscopic ranging
KR100869219B1 (ko) 2007-05-03 2008-11-18 동부일렉트로닉스 주식회사 이미지 센서 및 그 제조방법
US20080298674A1 (en) 2007-05-29 2008-12-04 Image Masters Inc. Stereoscopic Panoramic imaging system
WO2009001255A1 (en) 2007-06-26 2008-12-31 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and system for encoding a 3d video signal, enclosed 3d video signal, method and system for decoder for a 3d video signal
US8125619B2 (en) 2007-07-25 2012-02-28 Eminent Electronic Technology Corp. Integrated ambient light sensor and distance sensor
WO2009020977A1 (en) 2007-08-06 2009-02-12 Adobe Systems Incorporated Method and apparatus for radiance capture by multiplexing in the frequency domain
US7782364B2 (en) 2007-08-21 2010-08-24 Aptina Imaging Corporation Multi-array sensor with integrated sub-array for parallax detection and photometer functionality
US20090086074A1 (en) 2007-09-27 2009-04-02 Omnivision Technologies, Inc. Dual mode camera solution apparatus, system, and method
JP5172267B2 (ja) 2007-10-09 2013-03-27 富士フイルム株式会社 撮像装置
US8049289B2 (en) 2007-10-11 2011-11-01 Dongbu Hitek Co., Ltd. Image sensor and method for manufacturing the same
US7956924B2 (en) 2007-10-18 2011-06-07 Adobe Systems Incorporated Fast computational camera based on two arrays of lenses
US7777804B2 (en) 2007-10-26 2010-08-17 Omnivision Technologies, Inc. High dynamic range sensor with reduced line memory for color interpolation
US8126279B2 (en) 2007-11-19 2012-02-28 The University Of Arizona Lifting-based view compensated compression and remote visualization of volume rendered images
JP5010445B2 (ja) 2007-11-29 2012-08-29 パナソニック株式会社 マイクロレンズアレイ用金型の製造方法
TWI362628B (en) 2007-12-28 2012-04-21 Ind Tech Res Inst Methof for producing an image with depth by using 2d image
JP5198295B2 (ja) 2008-01-15 2013-05-15 富士フイルム株式会社 撮像素子の位置調整方法、カメラモジュール製造方法及び装置、カメラモジュール
US7962033B2 (en) 2008-01-23 2011-06-14 Adobe Systems Incorporated Methods and apparatus for full-resolution light-field capture and rendering
GB0802290D0 (en) 2008-02-08 2008-03-12 Univ Kent Canterbury Camera adapter based optical imaging apparatus
US8319301B2 (en) 2008-02-11 2012-11-27 Omnivision Technologies, Inc. Self-aligned filter for an image sensor
JP2009206922A (ja) 2008-02-28 2009-09-10 Funai Electric Co Ltd 複眼撮像装置
JPWO2009119229A1 (ja) 2008-03-26 2011-07-21 コニカミノルタホールディングス株式会社 ３次元撮像装置及び３次元撮像装置の校正方法
US7843554B2 (en) 2008-04-25 2010-11-30 Rockwell Collins, Inc. High dynamic range sensor system and method
US8155456B2 (en) 2008-04-29 2012-04-10 Adobe Systems Incorporated Method and apparatus for block-based compression of light-field images
US8208543B2 (en) 2008-05-19 2012-06-26 Microsoft Corporation Quantization and differential coding of alpha image data
US8866920B2 (en) 2008-05-20 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
JP2011523538A (ja) 2008-05-20 2011-08-11 ペリカン イメージング コーポレイション 異なる種類の撮像装置を有するモノリシックカメラアレイを用いた画像の撮像および処理
US8125559B2 (en) 2008-05-25 2012-02-28 Avistar Communications Corporation Image formation for large photosensor array surfaces
US8131097B2 (en) 2008-05-28 2012-03-06 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus for extended depth-of-field image restoration
US7710667B2 (en) * 2008-06-25 2010-05-04 Aptina Imaging Corp. Imaging module with symmetrical lens system and method of manufacture
WO2009157273A1 (ja) * 2008-06-25 2009-12-30 コニカミノルタオプト株式会社 撮像光学系及び撮像用レンズの製造方法
US7916396B2 (en) 2008-06-27 2011-03-29 Micron Technology, Inc. Lens master devices, lens structures, imaging devices, and methods and apparatuses of making the same
US8326069B2 (en) 2008-06-30 2012-12-04 Intel Corporation Computing higher resolution images from multiple lower resolution images
US7773317B2 (en) * 2008-07-01 2010-08-10 Aptina Imaging Corp. Lens system with symmetrical optics
US7920339B2 (en) * 2008-07-02 2011-04-05 Aptina Imaging Corporation Method and apparatus providing singlet wafer lens system with field flattener
JP5105482B2 (ja) 2008-09-01 2012-12-26 船井電機株式会社 光学的条件設計方法及び複眼撮像装置
KR20100028344A (ko) 2008-09-04 2010-03-12 삼성전자주식회사 휴대단말의 영상 편집 방법 및 장치
US9064476B2 (en) 2008-10-04 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Image super-resolution using gradient profile prior
JP2010096723A (ja) 2008-10-20 2010-04-30 Funai Electric Co Ltd 物体の距離導出装置
US8436909B2 (en) 2008-10-21 2013-05-07 Stmicroelectronics S.R.L. Compound camera sensor and related method of processing digital images
EP2348733A4 (en) 2008-10-27 2012-09-12 Lg Electronics Inc METHOD AND APPARATUS FOR THE SYNTHESIS OF VIRTUAL VISUALIZATION IMAGES
US8063975B2 (en) 2008-10-29 2011-11-22 Jabil Circuit, Inc. Positioning wafer lenses on electronic imagers
KR101502597B1 (ko) 2008-11-13 2015-03-13 삼성전자주식회사 고심도 입체 영상 표시가 가능한 디스플레이 장치 및 방법
AU2008246243B2 (en) 2008-11-19 2011-12-22 Canon Kabushiki Kaisha DVC as generic file format for plenoptic camera
US8289440B2 (en) 2008-12-08 2012-10-16 Lytro, Inc. Light field data acquisition devices, and methods of using and manufacturing same
US8013904B2 (en) 2008-12-09 2011-09-06 Seiko Epson Corporation View projection matrix based high performance low latency display pipeline
JP4631966B2 (ja) 2008-12-22 2011-02-16 ソニー株式会社 画像処理装置、および画像処理方法、並びにプログラム
US20100177411A1 (en) 2009-01-09 2010-07-15 Shashikant Hegde Wafer level lens replication on micro-electrical-mechanical systems
US8189089B1 (en) 2009-01-20 2012-05-29 Adobe Systems Incorporated Methods and apparatus for reducing plenoptic camera artifacts
US8300108B2 (en) 2009-02-02 2012-10-30 L-3 Communications Cincinnati Electronics Corporation Multi-channel imaging devices comprising unit cells
KR101776955B1 (ko) 2009-02-10 2017-09-08 소니 주식회사 고체 촬상 장치와 그 제조 방법, 및 전자 기기
US8207759B2 (en) 2009-03-12 2012-06-26 Fairchild Semiconductor Corporation MIPI analog switch for automatic selection of multiple inputs based on clock voltages
US8106949B2 (en) 2009-03-26 2012-01-31 Seiko Epson Corporation Small memory footprint light transport matrix capture
US8450821B2 (en) * 2009-03-26 2013-05-28 Micron Technology, Inc. Method and apparatus providing combined spacer and optical lens element
JP4529010B1 (ja) 2009-03-30 2010-08-25 シャープ株式会社 撮像装置
US8294099B2 (en) 2009-04-10 2012-10-23 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. On-wafer butted microbolometer imaging array
US20120249550A1 (en) 2009-04-18 2012-10-04 Lytro, Inc. Selective Transmission of Image Data Based on Device Attributes
US8271544B2 (en) 2009-05-01 2012-09-18 Creative Technology Ltd Data file having more than one mode of operation
US8212197B2 (en) 2009-07-02 2012-07-03 Xerox Corporation Image sensor with integration time compensation
JP2011017764A (ja) * 2009-07-07 2011-01-27 Konica Minolta Opto Inc 撮像レンズ，撮像装置及び携帯端末
US20110025830A1 (en) 2009-07-31 2011-02-03 3Dmedia Corporation Methods, systems, and computer-readable storage media for generating stereoscopic content via depth map creation
CN102483511B (zh) 2009-08-11 2014-11-12 乙太精密有限公司 用于将透镜与光学系统对准的方法和设备
JP2011044801A (ja) 2009-08-19 2011-03-03 Toshiba Corp 画像処理装置
US8154632B2 (en) 2009-08-24 2012-04-10 Lifesize Communications, Inc. Detection of defective pixels in an image sensor
FR2950153B1 (fr) 2009-09-15 2011-12-23 Commissariat Energie Atomique Dispositif optique a membrane deformable a actionnement piezoelectrique
WO2011055655A1 (ja) * 2009-11-05 2011-05-12 コニカミノルタオプト株式会社 撮像装置、光学ユニット、ウエハレンズ積層体及びウエハレンズ積層体の製造方法
WO2011058876A1 (ja) 2009-11-13 2011-05-19 富士フイルム株式会社 測距装置、測距方法、測距プログラムおよび測距システムならびに撮像装置
JP5399215B2 (ja) 2009-11-18 2014-01-29 シャープ株式会社 多眼カメラ装置および電子情報機器
US8514491B2 (en) * 2009-11-20 2013-08-20 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
JP5446797B2 (ja) 2009-12-04 2014-03-19 株式会社リコー 撮像装置
US20110153248A1 (en) 2009-12-23 2011-06-23 Yeming Gu Ophthalmic quality metric system
JP4983905B2 (ja) 2009-12-25 2012-07-25 カシオ計算機株式会社 撮像装置、３ｄモデリングデータ生成方法、および、プログラム
CN102131044B (zh) 2010-01-20 2014-03-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 相机模组
KR101802238B1 (ko) 2010-02-23 2017-11-29 삼성전자주식회사 휴대용 단말기에서 입체 영상 데이터를 생성하기 위한 장치 및 방법
CN102906623A (zh) 2010-02-28 2013-01-30 奥斯特豪特集团有限公司 交互式头戴目镜上的本地广告内容
US8231814B2 (en) 2010-03-17 2012-07-31 Pelican Imaging Corporation Fabrication process for mastering imaging lens arrays
EP2549762B1 (en) 2010-03-19 2017-05-03 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Stereovision-image position matching apparatus, stereovision-image position matching method, and program therefor
EP2391142B1 (en) 2010-03-19 2013-12-25 FUJIFILM Corporation Imaging device, method and program, and recording medium using same
US9053573B2 (en) 2010-04-29 2015-06-09 Personify, Inc. Systems and methods for generating a virtual camera viewpoint for an image
SG185500A1 (en) 2010-05-12 2012-12-28 Pelican Imaging Corp Architectures for imager arrays and array cameras
US20130147979A1 (en) 2010-05-12 2013-06-13 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for extending dynamic range of imager arrays by controlling pixel analog gain
US8576293B2 (en) 2010-05-18 2013-11-05 Aptina Imaging Corporation Multi-channel imager
US20110310980A1 (en) 2010-06-22 2011-12-22 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Apparatus and methods for processing frames of video data across a display interface using a block-based encoding scheme and a tag id
US20120026342A1 (en) 2010-07-27 2012-02-02 Xiaoguang Yu Electronic system communicating with image sensor
US9013634B2 (en) 2010-09-14 2015-04-21 Adobe Systems Incorporated Methods and apparatus for video completion
US8780251B2 (en) 2010-09-20 2014-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Image capture with focus adjustment
WO2012039043A1 (ja) 2010-09-22 2012-03-29 富士通株式会社 ステレオ画像生成装置、ステレオ画像生成方法及びステレオ画像生成用コンピュータプログラム
US20140192238A1 (en) 2010-10-24 2014-07-10 Linx Computational Imaging Ltd. System and Method for Imaging and Image Processing
MY150361A (en) 2010-12-03 2013-12-31 Mimos Berhad Method of image segmentation using intensity and depth information
US8878950B2 (en) 2010-12-14 2014-11-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using super-resolution processes
JP5963422B2 (ja) 2010-12-17 2016-08-03 キヤノン株式会社 撮像装置、表示装置、コンピュータプログラムおよび立体像表示システム
CN107404609B (zh) 2011-05-11 2020-02-11 快图有限公司 用于传送阵列照相机图像数据的方法
US20130265459A1 (en) 2011-06-28 2013-10-10 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
JP2014521117A (ja) 2011-06-28 2014-08-25 ペリカン イメージング コーポレイション アレイカメラで使用するための光学配列
US8773513B2 (en) 2011-07-01 2014-07-08 Seiko Epson Corporation Context and epsilon stereo constrained correspondence matching
US9300946B2 (en) 2011-07-08 2016-03-29 Personify, Inc. System and method for generating a depth map and fusing images from a camera array
US8704895B2 (en) 2011-08-29 2014-04-22 Qualcomm Incorporated Fast calibration of displays using spectral-based colorimetrically calibrated multicolor camera
WO2013043751A1 (en) 2011-09-19 2013-03-28 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for controlling aliasing in images captured by an array camera for use in super resolution processing using pixel apertures
WO2013042440A1 (ja) 2011-09-21 2013-03-28 富士フイルム株式会社 画像処理装置、方法、プログラム及び記録媒体並びに立体撮像装置、携帯電子機器、プリンタ及び立体画像再生装置
US9129183B2 (en) 2011-09-28 2015-09-08 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for encoding light field image files
SG11201401363UA (en) 2011-10-11 2014-05-29 Pelican Imaging Corp Lens stack arrays including adaptive optical elements
JP5149435B1 (ja) 2011-11-04 2013-02-20 株式会社東芝 映像処理装置および映像処理方法
WO2013119706A1 (en) 2012-02-06 2013-08-15 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for extending dynamic range of imager arrays by controlling pixel analog gain
EP2817955B1 (en) 2012-02-21 2018-04-11 FotoNation Cayman Limited Systems and methods for the manipulation of captured light field image data
CA2881131A1 (en) 2012-08-21 2014-02-27 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for parallax detection and correction in images captured using array cameras
EP2888698A4 (en) 2012-08-23 2016-06-29 Pelican Imaging Corp PROPERTY-BASED HIGH-RESOLUTION MOTION ESTIMATION FROM LOW-RESOLUTION IMAGES RECORDED WITH AN ARRAY SOURCE
US9143711B2 (en) 2012-11-13 2015-09-22 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for array camera focal plane control
US9497429B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 Pelican Imaging Corporation Extended color processing on pelican array cameras
WO2014144157A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera

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