KR20180042342A - 광학 기판을 포함하는 다중 조리개 이미징 디바이스 - Google Patents

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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

인접하게 배열된 광 채널들의 1-라인 어레이를 갖는 다중 조리개 이미징 디바이스의 비교적 작은 설치 높이를 달성하기 위해, 광 채널들의 광학계들의 렌즈들이 하나 또는 그보다 많은 렌즈 홀더들에 의해 기판의 메인 면에 부착되고, 기판을 통해 기계적으로 연결되며, 기판은 복수의 광 채널들의 광 경로들이 기판을 통과하도록 위치된다.

Description

광학 기판을 포함하는 다중 조리개 이미징 디바이스
본 발명은 인접하게 배열된 광 채널들의 1-라인 어레이를 포함하는 다중 조리개 이미징 디바이스에 관한 것이다.
선형 채널 배열을 갖는 다중 조리개 이미징 디바이스들은 가능한 한 작은 설치 높이가 중요할 때 주로 사용된다. 선형 채널 배열을 갖는 다중 조리개 이미징 디바이스의 최소로 달성 가능한 설치 높이는 대부분 렌즈 직경들에 의해 미리 정의된다. 가능하다면, 설치 높이는 렌즈 직경을 초과하지 않아야 한다. 그러나 직렬로 연결된 개개의 렌즈들이 예를 들어, 중합체 사출 성형 및/또는 유리 엠보싱에 의해 렌즈들이 생성될 수 있는 각각의 채널의 광학계(optic)에 사용된다면, 광학계들의 렌즈들을 제자리에 고정시키기 위해 하우징 구조들이 사용될 것이다. 그런 다음, 이러한 하우징 구조들은 렌즈들의 위와 아래에 위치하게 됨으로써, 위에서 언급한 설치 높이가 증가된다.
따라서 본 발명의 목적은 다중 조리개 이미징 디바이스가 비교적 작은 설치 높이를 나타낼 수 있게 하는 다중 조리개 이미징 디바이스를 제공하는 것에 있다.
이 목적은 독립 청구항 1의 요지에 의해 달성된다.
본 발명의 결과는, 광 채널들의 광학계들의 렌즈들이 하나 또는 그보다 많은 렌즈 홀더들(761, 762, 763, 764)에 의해 메인 면에 부착되고, 기판을 통해 기계적으로 연결되며, 즉 제자리에 상호 고정된다는 점에서, 그리고 복수의 광 채널들의 광 경로들이 기판을 통과하도록 기판이 위치된다는 점에서, 인접하게 배열된 광 채널들의 1-라인 어레이를 갖는 다중 조리개 이미징 디바이스의 비교적 작은 설치 높이가 달성될 수 있다는 점에 있다. 기판은 투명하도록 용이하게 구성될 수 있고 따라서 광 경로들에 간섭하지 않을 것이다. 한편, 기판들을 광 경로들에 배치하는 것은 설치 높이의 증가를 피한다. 더욱이, 기판은 광학계들 자체와 비교하여 더 작은 팽창 계수, 증가된 경도, 더 높은 탄성 계수 및/또는 강성 및 재료 특성들을 포함하는 재료로 형성될 수 있는데, 이들은 일반적으로 렌즈 재료들에 대한 것들에서 벗어난다. 이런 식으로, 낮은 비용으로 충분한 광학 품질을 가능하게 하는 기준들에 의해 기판의 메인 면 상의 렌즈들에 대한 재료를 선택하는 것이 가능하고, 예를 들어 광학계들의 렌즈들의 위치가 온도 변동들에 걸쳐 가능한 한 일정하게 유지되게 하는 기준들에 의해 기판의 재료를 선택하는 것이 가능하다. 예를 들어, 렌즈 홀더들에 의해 기판에 부착된 렌즈들은 사출 성형에 의해 개별적으로 제조될 수 있고, 따라서 낮은 비용으로 높은 광학 품질을 포함하고, 결과적으로는 예를 들어, 큰 굴절력, 큰 상승 높이, 가파른 플랭크 각 및 결과적으로 작은 f-번호를 갖는 타깃 형상으로부터의 작은 형상 편차를 포함할 수 있다. 저비용 구현들은 기판이 처음 언급된 메인 면으로부터 방향이 빗나가는 메인 면 상에 형성된 렌즈들을 추가로 포함하는 것을 또한 고려할 수도 있으며: 상기 렌즈들은 기판과 일체형이거나 성형에 의해, 이를테면 예를 들어, UV 복제에 의해 생성될 수도 있다.
유리한 구현들이 종속 청구항들의 요지들이다. 본 출원의 바람직한 실시예들이 도면들을 참조하여 아래에서 보다 상세히 설명될 것이다.
도 1a는 일 실시예에 따른 다중 조리개 및/또는 다채널 이미징 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 1b는 도 1a의 다중 조리개 이미징 디바이스의 평면도를 도시한다.
도 1c는 도 1a의 다중 조리개 이미징 디바이스의 광 채널의 측단면도를 도시한다.
도 1d는 라인 연장 방향을 따라 2개의 캐리어 기판들에 걸쳐 채널 광학계들이 분포되는 변형에 따른 다중 조리개 이미징 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 1e는 캐리어 기판이 광 경로들을 가로지르는 방향으로 2개의 부분 기판들로 구성되는 변형에 따른 다중 조리개 이미징 디바이스의 평면도를 도시한다.
도 1f 및 도 1g는 도 1c 및 도 1b의 변형에 따른 다중 조리개 이미징 디바이스의 측단면도 및 평면도를 도시하며, 채널들의 광축들은 공유 평면 내에서의 라인 연장 방향과 평행하게 갈라져서 연장하여, 쌍마다 상이한 기울기들을 갖는 면들의 수가 감소될 수 있도록 사전-발산(divergence)을 포함한다.
도 2는 광 채널들의 광학계들이 스페이서들을 통해 기판에 부착된 렌즈들만을 포함하는 대안에 따른 광 채널들의 1-라인 어레이의 평면도를 도시한다.
도 3a는 인접한 채널들의 광학계들이 공유 렌즈 홀더를 통해 기판 상에 장착되는 변형에 따른 인접하게 배열된 광 채널들의 1-라인 어레이의 평면도를 도시한다.
도 3b는 광학계들의 렌즈들이 여러 개의 캐리어 기판들에 걸쳐 분포되는 변형에 따른 인접하게 배열된 광 채널들의 1-라인 어레이의 평면도를 도시한다.
도 4는 이미지 센서, 광 채널들의 1-라인 어레이 그리고 빔 편향 디바이스 사이의 위치를 변경하기 위한 수단이 존재하는 일 실시예에 따른 다중 조리개 이미징 디바이스의 개략적인 사시도를 도시한다.
도 5는 다중 조리개 이미징 디바이스의 설치를 예시하기 위한 모바일 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 6은 스테레오스코피(stereoscopy) 목적으로 2개의 다중 조리개 이미징 디바이스들의 설치를 예시하기 위한 모바일 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 1a - 도 1c는 본 출원의 일 실시예에 따른 다중 조리개 이미징 디바이스(10)를 도시한다. 도 1a - 도 1c의 다중 조리개 이미징 디바이스(10)는 인접하게 배열된 광 채널들(141 - 144)의 1-라인 어레이(14)를 포함한다. 각각의 광 채널(141 - 144)은 디바이스(10)의 전체 시야(28)의 각각의 부분 시야(301 - 304)를 이미지 센서(12)의 각각의 연관된 이미지 센서 영역(121 - 124) 상에 투사하기 위한 광학계(161 - 164)를 포함한다. 이미지 센서 영역들(121 - 124)은 예를 들어, 대응하는 픽셀 어레이를 포함하는 칩으로 각각 형성될 수 있으며, 칩들은 도 1a - 도 1c에 나타낸 바와 같이, 공유 기판 또는 회로 기판(13) 상에 장착되는 것이 가능하다. 대안으로, 이미지 센서 영역들(121 - 124)이 이미지 센서 영역들(121 - 124)에 걸쳐 연속적으로 연장하는 공유 픽셀 어레이의 일부로부터 각각 형성되는 것이 또한 물론 가능할 것이며, 공유 픽셀 어레이는 예를 들어, 개별 칩 상에 형성된다. 예를 들어, 다음에는, 공유 픽셀 어레이의 픽셀 값들만이 이미지 센서 영역들(121 - 124)에서 판독될 것이다. 2개 또는 그보다 많은 채널들에 대한 칩의 존재 및 또 다른 채널들에 대한 추가 칩의 존재 등과 같이, 상기 대안들의 다양한 조합들이 물론 또한 가능하다. 이미지 센서(12)가 여러 개의 칩들을 갖는 경우에, 상기 칩들은 예컨대, 하나 또는 그보다 많은 회로 보드들 상에, 예를 들면 모두 함께 또는 그룹들 등으로 장착될 수 있다.
도 1a - 도 1c의 실시예에서, 어레이(14)의 라인 연장 방향으로 4개의 채널들이 하나의 라인으로 인접하게 배열되지만; 4의 수는 단지 예시일 뿐이며 1 이외의 임의의 다른 수를 또한 취할 수도 있다.
광 채널들(141 - 144)의 광축들(221 - 224) 및/또는 광 경로들은 이미지 센서 영역들(121 - 124)과 광학계들(161 - 164) 사이에서 서로 평행하게 연장한다. 이를 위해, 이미지 센서 영역들(121 - 124)은 예를 들어, 공유 평면 내에 배열되고, 그래서 광학계들(161 - 164)의 광학 중심들이 된다. 두 평면들은 서로 평행한데, 즉 이미지 센서 영역들(121 - 124)의 공유 평면에 평행하다. 또한, 이미지 센서 영역들(121 - 124)의 평면에 수직인 투사의 경우, 광학계들(161 - 164)의 광학 중심들은 이미지 센서 영역들(121 - 124)의 중심들과 일치할 것이다. 즉, 상기 평행한 면들에 한편으로는 광학계들(161 - 164)이 그리고 이미지 센서 영역들(121 - 124)이 라인 연장 방향으로 동일한 피치로 배열된다.
이미지 센서 영역들(121 - 124)과 연관된 광학계들(161 - 164) 사이의 이미지 측 거리는 이미지 센서 영역들(121 - 124)으로의 투사들이 원하는 객체 거리를 갖게 설정되도록 설정된다. 거리는 광학계들(161 - 164)의 초점 폭과 같거나 그보다 큰 범위 내에, 또는 예를 들어 광학계들(161 - 164)의 초점 폭과 그 초점 폭의 2배를 모두 포함하여 그 사이의 범위 내에 있다. 이미지 센서 영역(121 - 124)과 광학계(161 - 164) 사이의 광축(221 - 224)에 따른 이미지 측 거리는 또한 예를 들어, 사용자에 의해 수동으로 또는 자동 초점 컨트롤러를 통해 자동으로 설정 가능할 수 있다.
어떠한 추가적인 조치들도 취해지지 않고, 광 채널들(141 - 144)의 부분 시야들(301 - 304)은 광 경로들 및/또는 광축들(221 - 224)의 평행화를 위해 본질적으로 전체적으로 중첩한다. 더 넓은 전체 시야(28)를 커버하기 위해, 그리고 부분 시야들(301 - 304)이 부분적인 공간 중첩만을 나타내도록, 빔 편향 디바이스(24)가 제공된다. 빔 편향 디바이스(24)는 채널 특정 편차를 갖는 광 경로들 및/또는 광축들(221 - 224)을 전체 시야 방향(33)으로 편향시킨다. 전체 시야 방향(33)은 예를 들어, 어레이(14)의 라인 연장 방향에 수직인 평면과 평행하게 연장하고, 임의의 빔 편향 전에 그리고/또는 빔 편향 없이, 광축들(221 - 224)의 연장부와 평행하게 연장한다. 예를 들어, 전체 시야 방향(33)은 라인 연장 방향을 중심으로 > 0°이고 < 180°인 그리고 예를 들어, 80° 내지 100°의 범위일 수 있고 예를 들어, 90°일 수 있는 각도로 회전함으로써 광축들(221 - 224)로부터 야기된다. 부분 시야들(301 - 304)의 전체 커버리지에 대응하는 디바이스(10)의 전체 시야는 이에 따라 광축들(221 - 224)의 방향에서 이미지 센서(12) 및 어레이(14)의 직렬 연결의 연장 방향으로 위치하지 않지만, 빔 편향 때문에, 전체 시야는 디바이스(10)의 설치 높이가 측정되는 그 방향으로, 즉 라인 연장 방향에 수직인 횡 방향으로 이미지 센서(12) 및 어레이(14)에 대해 횡 방향으로 위치된다. 그러나 빔 편향 디바이스(24)는 방금 언급한 그리고 방향(33)으로 이어지는 편차로부터의 채널 특정 편차로 각각의 광 경로 또는 각각의 광 채널(141 - 144)의 광 경로를 추가로 편향시킨다. 이를 위해, 빔 편향 디바이스(24)는 각각의 채널(141 - 144)에 대한 반사면(261 - 264)을 포함한다. 상기 면들은 약간 상호 경사진다. 면들(261 - 264)의 상호 기울기는 빔 편향 디바이스(24)에 의한 빔 편향시, 부분 시야들(301 - 304)이 부분적으로만 중첩하도록 부분 시야들(301 - 304)에 약간의 발산이 제공되게 선택된다. 예로서 도 1a에 나타낸 바와 같이, 개개의 편향은 또한 부분 시야들(301 내지 304)이 2차원 방식으로 전체 시야(28)를 커버하도록, 즉 이들이 2차원적으로 분포되게 전체 시야(28)에 배열되도록 구성될 수 있다.
디바이스(10)의 관점에서 지금까지 설명된 많은 세부사항들은 단지 예로서 선택되었다는 점이 주목될 것이다. 이것은 예를 들어, 앞서 언급한 광 채널들의 수와 관련되었다. 빔 편향 디바이스(24)는 또한 지금까지 설명한 것과 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 빔 편향 디바이스(24)는 반드시 반사 작용을 갖는 것은 아니다. 이는 또한, 예를 들어 투명한 프리즘 웨지들의 형태와 같은 면 미러의 형태 이외의 형태로 구성될 수도 있다. 이 경우, 평균 빔 편향은 예를 들어 0°에 이를 수도 있는데, 즉 방향(33)은 예를 들어, 임의의 빔 편향 이전에도 또는 빔 편향 없이도, 예컨대 광축들(221 - 224)에 평행할 수도 있으며, 즉 디바이스(10)는 빔 편향 디바이스(24)에도 불구하고 계속 "직진하게 보일" 수도 있다. 빔 편향 디바이스(24)에 의한 채널 특정 편향은 결국, 부분 시야들(301 - 304)이 작은 정도까지만, 이를테면 부분 시야들(301 - 304)의 입체각 범위들과 관련하여 <10%의 중첩을 갖는 쌍 방식으로 상호 중첩하게 됨을 야기할 것이다.
또한, 광 경로들 및/또는 광축들은 설명된 평행화로부터 벗어날 수도 있지만, 그럼에도 광 채널들의 광 경로들의 평행화는 여전히 충분히 두드러질 수도 있어, 개별 채널들(141 - 14N)에 의해 커버되며 각각의 이미지 센서 영역들(121 - 124) 상에 투사되는 부분 시야들이 어떠한 추가 조치들, 구체적으로는 빔 편향도 취해지지 않고 여전히 대부분 부분적으로 중첩할 것이므로, 다중 조리개 이미징 디바이스(10)에 의해 더 넓은 전체 시야를 커버하기 위해, 빔 편향 디바이스(24)는 채널들(141 - 14N)의 부분 시야들이 보다 덜 상호 중첩을 나타내도록 추가 발산을 광 경로들에 제공한다. 예를 들어, 빔 편향 디바이스(24)는 전체 시야가 광 채널들(141 - 14N)의 개별적인 부분 시야들의 조리개 각도의 1.5배보다 큰 조리개 각도를 포함함을 보장한다. 광축들(221 - 224)의 이러한 종류의 사전 발산을 이용하여, 예를 들면 모든 면 경사들이 상이한 것이 아니라, 채널들의 일부 그룹들이 예컨대, 동일한 경사들을 갖는 면들을 포함하는 것이 또한 가능할 것이다. 후자는 다음에, 이를테면 라인 연장 방향에 인접한 상기 채널들의 그룹과 연관된 면으로서 서로 병합하도록 그리고/또는 일체형으로 형성될 수 있다. 그래서 이러한 채널들의 광축들의 발산은 채널들의 광학계들 및 이미지 센서 영역들 또는 프리즘 구조들 또는 편심 렌즈 섹터들의 광학 중심들 사이의 측 방향 오프셋에 의해 달성되는, 이러한 광축들의 발산으로부터 기인할 수도 있다. 사전 발산은 예를 들어, 평면으로만 제한될 수도 있다. 광축들은 예컨대, 임의의 빔 편향 이전 또는 빔 편향 없이 공유 평면 내에서 연장할 수도 있지만, 상기 평면 내에서 분기 방식으로 연장할 수 있으며, 면들은 다른 횡단 평면 내에서 추가 발산만을 야기하는데, 즉 이들은 모두 라인 연장 방향과 평행하게 경사지고, 광축들의 앞서 언급한 공유 평면과는 다른 방식으로만 상호 경사지며; 여기서 또한, 여러 개의 면들은 동일한 경사를 가질 수 있고 그리고/또는 광축들이 쌍마다 다른 채널들의 그룹과 공통으로 연관될 수 있는데, 예컨대 임의의 빔 편향 이전 또는 빔 편향 없이 광축들의 앞서 언급한 공유 평면 내에 이미 존재할 수 있다.
빔 편향 디바이스가 평면 미러 등으로 제공되거나 구성될 때, 전반적인 발산은 또한 한편으로는 광학계들의 광학 중심들과 다른 한편으로는 이미지 센서 영역들의 중심들 사이의 측 방향 오프셋에 의해 또는 프리즘 구조들이나 편심 렌즈 섹터들에 의해 달성될 수도 있다.
앞서 언급된, 가능하게는 존재하는 사전 발산은 예를 들어, 라인 연장 방향을 따라 직선 상에 광학계의 광학 중심들이 있다는 점에서 달성될 수 있지만, 이미지 센서 영역들의 중심들은 이미지 센서 평면에서 직선 상에 있는 점들에, 예를 들면 라인 연장 방향을 따라 그리고/또는 라인 연장 방향과 이미지 센서 법선 모두에 수직인 방향을 따라 채널 특정 방식으로 이미지 센서 평면 내의 앞서 언급된 직선 상에 있는 점들로부터 벗어나는 점들에서 이미지 센서 영역들의 평면의 법선을 따르는 광학 중심들의 투사로부터 벗어나도록 배열된다. 대안으로, 사전 발산은 라인 연장 방향을 따라 직선 상에 이미지 센서들의 중심들이 있다는 점에서 달성될 수 있지만, 광학계들의 중심들은 광학계 중심 평면 내의 직선 상에 있는 점들에, 예를 들면 라인 연장 방향을 따라 그리고/또는 라인 연장 방향과 광학계 중심 평면의 법선 모두에 수직인 방향을 따라 채널 특정 방식으로 광학 중심 평면에서 앞서 언급된 직선 상에 있는 점들로부터 벗어나는 점들에서 광학계들의 광학 중심들의 평면의 법선을 따르는 이미지 센서들의 광학 중심들의 투사로부터 벗어나게 배열된다. 앞서 언급된 각각의 투사로부터의 채널 특정 편차는 단지 라인 연장 방향으로만 발생하는 것, 즉 단지 공유 평면 내에 위치하는 광축들에 사전 발산이 제공되는 것이 바람직하다. 다음에, 광학 중심들과 이미지 센서 영역 중심들 모두가 라인 연장 방향과 평행한 직선 상에, 그러나 서로 다른 중간 갭들을 갖고 각각 위치될 것이다. 따라서 라인 연장 방향에 수직인 횡 방향의 렌즈들과 이미지 센서들 사이의 횡 방향 오프셋은 설치 높이의 증가를 야기할 것이다. 라인 연장 방향의 평면 내 오프셋만이 설치 높이를 변화시키는 것이 아니라, 가능하게는 면들의 수를 감소시키고 그리고/또는 면들이 각도 배향으로만 기울어지게 할 수도 있으며, 이는 설계를 단순화한다. 이것은 도 1f 및 도 1g에서 예시되며, 여기서는 한편으로는 인접한 채널들(141, 142) 및 인접한 채널들(143, 144)이 공유 평면으로 연장하며 서로에 대해 비스듬한, 즉 사전 발산이 제공되는 광축들(141, 142, 143, 144)을 각각 포함한다. 면들의 각각의 쌍들 사이에 파선으로 표시된 바와 같이, 면들(261, 262)이 한 면에 의해 형성될 수 있고, 면들(263, 264)이 다른 면에 의해 형성될 수 있으며, 단지 2개의 면들만이 한 방향으로만 기울어지고 둘 다 라인 연장 방향과 평행하다.
더욱이, 일부 광 채널들이 예컨대, 초 해상도를 달성하기 위해 그리고/또는 대응하는 부분 시야들이 상기 채널들에 의해 스캔되는 해상도를 높이기 위해 동일한 부분 시야와 연관되도록 제공될 수 있다. 그 다음, 그러한 그룹 내의 광 채널들은 예컨대, 빔 편향 전에 평행하게 연장할 것이고, 하나의 면에 의해 부분 시야로 편향될 것이다. 유리하게는, 한 그룹의 채널의 이미지 센서의 픽셀 이미지들이 이 그룹의 다른 채널의 이미지 센서의 픽셀들의 이미지들 사이의 중간 위치들에 위치될 것이다.
예를 들어, 어떠한 초-해상도 목적들 없이도, 그러나 스테레오스코피 목적들로만 또한 실행할 수 있을 것은, 직접 인접한 채널들의 그룹이 라인 연장 방향에서 전체 시야를 이들의 부분 시야들로 완전히 커버하며, 이들의 부분에 대해 상호 직접적으로 인접한 채널들의 추가 그룹이 전체 시야를 완전히 커버하고 채널들의 두 그룹들의 광 경로들이 기판(18)을 통과하는 구현일 것이다.
다음의 설명은 렌즈 평면들이 이미지 센서 영역들(121 - 124)의 공유 평면에 또한 평행한 광학계들(161 - 164)을 다룬다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 광 채널들(141 - 144)의 광학계들(161 - 164)의 렌즈들이 하나 또는 그보다 많은 렌즈 홀더들을 통해 기판(18)의 메인 면에 부착되고 기판(18)을 통해 서로 기계적으로 연결된다. 특히, 복수의 광 채널들(141 - 144)의 광 경로들이 기판(18)을 관통하여 연장한다. 따라서 기판(18)은 투명 재료로 형성되고 플레이트 형상이거나 예컨대, 평행 육면체의 형상 또는 평면인 메인 면(18a) 및 역시 평면인 대향하는 메인 면(18b)을 갖는 다른 볼록 바디의 형상을 갖는다. 바람직하게는, 메인 면들은 광축들(221 - 224)에 수직하게 위치된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 실시예들에 따르면, 광학계들의 렌즈들이 기판과 일체로 형성된다는 사실에 기여하게 될, 순수한 평행 육면체 형상으로부터의 편차들이 존재할 수 있다.
도 1a - 도 1c의 실시예에서, 평탄한 캐리어 기판(18)은 예를 들어, 유리 또는 중합체로 제조된 기판이다. 기판(18)의 재료는 높은 광학적 투명도 및 낮은 온도 계수 또는 경도, 탄성 계수 또는 비틀림과 같은 추가 기계적 특성들의 관점에서 선택될 수 있다.
기판은 어떠한 추가 렌즈들도 그에 직접적으로 수용되지 않고 광 경로의 단순한 평면 부분으로서 구성될 수 있다. 추가로, 예를 들어, 조리개 또는 미광 다이어프램(stray-light diaphragm)들과 같은 다이어프램들 및/또는 IR 블록 필터들과 같은 필터 층들이 기판 표면들 상에 장착될 수 있거나, 그 표면들에 다이어프램들 및 필터 층들이 장착될 수 있는 다양한 기판들의 여러 시트들로 구성될 수 있으며, 이는 결국 채널에 의해, 예컨대 이들의 스펙트럼 흡수 측면에서 달라질 수 있다.
기판은 이미지 센서에 의해 검출될 수 있는 전자기 스펙트럼의 서로 다른 영역들에서 서로 다른 특성들, 특히 일정하지 않은 흡수를 나타내는 재료로 구성될 수 있다.
도 1a - 도 1c의 실시예에서, 각각의 광학계(161 - 164)는 3개의 렌즈들을 포함한다. 그러나 렌즈들의 수는 자유롭게 선택될 수 있다. 그 수는 1, 2 또는 임의의 다른 수일 수도 있다. 렌즈들은 볼록형일 수 있고, 구형, 비구형, 자유형 표면 또는 2개, 예컨대 2개의 서로 대향하는 영역들과 같은 광학적 이미징 기능 영역만을 포함할 수 있어, 예컨대 볼록 또는 오목 렌즈 형상을 야기할 수 있다. 예컨대, 여러 재료들로 렌즈를 구성함으로써 여러 개의 광학 활성 렌즈 표면들이 또한 가능하다.
각각의 광학계(161 - 164)의 제 1 렌즈(701 - 704)는 도 1a - 도 1c의 실시예에서 메인 면(18a) 상에 형성된다. 렌즈들(701 - 704)은 기판(18)의 메인 면(18a) 상에 성형됨으로써 제조되고, 예를 들어 UV 경화성 중합체와 같은 중합체로 구성된다. 성형은 예를 들어, 성형 툴에 의해 수행되며, 경화는 예를 들어, 온도에 의해 그리고/또는 UV 조사에 의해 실시될 수 있다.
도 1a - 도 1c의 실시예에서, 각각의 광학계(161 - 164)는 추가 제2 및 제3 렌즈(721 - 724 및 741 - 744)를 각각 갖는다. 상기 렌즈들은 예로서, 축 방향으로 연장하는 튜브형 렌즈 홀더들(761 - 764)을 통해 각각의 렌즈 홀더 내부에 상호 고정되고, 이를테면 접착 또는 임의의 다른 결합 기술에 의해 상기 각각의 렌즈 홀더를 통해 메인 면(18b)에 고정된다. 렌즈 홀더들(761 - 764 )의 개구들(751 - 754)은 예를 들어, 내부에 렌즈들(721 - 724, 741 - 744)이 각각 부착되는 원형 단면으로 제공된다. 따라서 각각의 광학계(161 - 164)에 대해, 렌즈들은 각각의 광축(221 - 224) 상에 동축 방식으로 위치된다. 그러나 렌즈 홀더들(761 - 764)은 또한 길이들에 걸쳐 그리고/또는 각각의 광축들을 따라 변화하는 단면들을 가질 수 있다. 단면은 이미지 센서(12)로부터의 거리가 감소함에 따라 점점 직사각형 또는 정사각형 특징을 채택할 수 있다. 따라서 렌즈 홀더들의 외형은 또한 개구부들의 형상과는 다를 수 있다. 렌즈 홀더들의 재료는 광 흡수성일 수 있다.
렌즈 홀더들(761 - 764)이 다중 조리개 이미징 디바이스의 각각의 채널에 대해 별개의 부품들로서 설명되었지만, 이들은 또한 연속 바디, 즉 모든 광 채널들의 렌즈들을 수용하는 바디로서 구성될 수도 있다. 대안으로, 채널들이 그룹마다 이러한 렌즈 홀더를 공유하는 것이 가능할 것인데, 즉 채널들의 그룹의 렌즈들에 대해 하나씩, 여러 개의 렌즈 홀더들이 존재하는 것이 가능할 것이다. 후자의 경우는 도 3a에 도시된다. 렌즈 홀더(76I)는 광학계들(141, 142)의 렌즈들(721, 722, 741, 742)을 위한 개구들(751 - 752)을 가지며, 렌즈 홀더(76II)는 광학계들(143, 144)의 렌즈들(723, 724, 743, 744)에 대한 개구들(753 - 754)을 갖는다.
앞서 언급한 렌즈 홀더들을 통한 부착은 예를 들어, 도 1a - 도 3a에 도시된 바와 같이, 렌즈 홀더들에 의해 유지된 렌즈들의 렌즈 정점들이 기판(18)으로부터 이격되도록 실시된다.
이미 앞에서 언급한 바와 같이, 기판(18)이 양면들 상에서 평면이 되는 것 그리고 결과적으로 굴절력 효과를 나타내는 것이 가능하다. 그러나 기판(18)이 예를 들어, 개별 렌즈들 또는 하우징 부품들의 접합부와 같은 인접한 부품들의 용이한 포지티브 및/또는 비-포지티브 정렬을 가능하게 하는 함몰부들 또는 돌출부들과 같은 기계적 구조들을 포함하는 것이 또한 가능할 것이다. 도 1a - 도 1c의 실시예에서, 예를 들어 기판(18)은 메인 면(18b) 상에, 각각의 광학계(161 - 164)의 렌즈 홀더(761 - 764)의 튜브의 각각의 단부가 부착되는 그러한 위치들에서 부착 또는 배향을 가능하게 하는 구조들을 포함할 수도 있다. 상기 구조들은 예를 들어, 원형 함몰부들, 또는 기판과 대면하고 각각의 렌즈 홀더들(761 - 764)의 면이 맞물릴 수 있는 각각의 렌즈 홀더의 그러한 면의 형상에 대응하는 임의의 다른 형상의 함몰부들일 수 있다. 다른 개구 단면들 및 이에 따라 그에 대응하여, 원형 조리개들 이외의 다른 타입들의 렌즈 조리개들이 또한 가능할 수도 있다는 점이 다시 한번 강조될 것이다.
따라서 도 1a - 도 1c의 실시예는 개개의 렌즈들 및 개개의 렌즈들을 고정하기 위해 이들을 완전히 둘러싸는 불투명 하우징 캐리어를 포함하는 카메라 모듈들의 고전적 구조와는 상이하다. 오히려, 상기 실시예는 기판 캐리어로서 투명 바디(18)를 사용한다. 상기 기판 캐리어는 이들의 광학 이미징 경로에 의해 관통되도록 여러 개의 인접 채널들(141 - 144)에 걸쳐 연장한다. 상기 기판 캐리어는 이미징 프로세스에 간섭하지 않으며 또한 설치 높이를 증가시키지 않는다.
그러나 도 1a - 도 1c의 실시예가 어떻게 변화될 수 있는지에 대한 다양한 가능성들이 지적될 것이다. 예를 들어, 기판(18)은 반드시 다중 조리개 이미징 디바이스(10)의 모든 채널들(141 - 144)에 걸쳐 연장하는 것은 아니다. 기판(18)은 예컨대, 도 1d에 예시된 바와 같이, 여러 개의 캐리어들(18I, 18II)이 존재하는 그룹들 내의, 예컨대 쌍들 내의 인접한 채널들(141 - 144)에 걸쳐서만 연장하는 것이 가능할 것이다. 예를 들어, 도 1a - 도 1c의 실시예에서, 채널들(141 - 142)은 광학계들(161 - 162)을 수용하는 제1 캐리어(181)를 통과할 수도 있지만, 채널들(143, 144) 또는 이들의 광 경로들은 광학계들(163, 164)을 수용하는 추가 캐리어(18II)를 관통한다.
앞서 설명한 것과 달리, 각각의 광학계(161 - 164)가 렌즈 홀더들을 통해서만 유지되는 렌즈들을 양면들(18a, 18b)에 포함하는 것이 가능할 것이다. 이러한 가능성은 예로서 도 2에 도시된다.
기판(18)은 2개의 기판들(18', 18")로 구성되는 것이 또한 가능할 것이며, 이들의 정면들은 렌즈들이 형성되거나 렌즈들이 부착되는 메인 면들(18b, 18a)을 각각 형성하는 한편, 이들의 뒷면들은 서로 결합되며, 여기서 각각의 광 채널의 광 경로에 대한 투명성 또는 투과율을 유지하는 임의의 결합 기술들이 사용될 수 있다. 이는 도 1a - 도 1c의 경우에 대한 예로서 도 1e에 도시된다.
렌즈들(721 - 742)만이 메인 면(18b) 상에만, 즉 다른 면(18a)에는 렌즈들(701 - 704) 없이, 존재하는 것이 또한 가능한데, 이는 다른 면(18a) 상에, 즉 이미지 센서(12)를 향하는 면(18a)보다는 이미지 센서(12)로부터 방향이 빗나가는 기판(18)의 면 상에 721 - 744에 따른 렌즈들을 제공하는 것이 가능하기 때문이다. 마찬가지로, 렌즈 캐리어(761 - 764) 내에 존재하는 렌즈들의 수는 자유롭게 선택 가능하다. 예를 들어, 단지 하나의 렌즈만이 또는 2개보다 많은 렌즈들이 그러한 캐리어(761 - 764) 내에 존재하는 것이 또한 가능할 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 렌즈들이 양면들(18a, 18b) 상에, 각각의 렌즈 캐리어들(761 - 764, 771 - 774) 각각을 통해 각각의 면들(18a 및/또는 18b)에 장착되는 것이 가능할 것이다. 도 1a - 도 1c와 비교하면, 도 2에서 예를 들어, 렌즈들(721 - 744)은 렌즈 캐리어들(771 - 774)에 의해 메인 면(18a) 상에 장착된 렌즈들(731 - 734)로 대체되었다.
마찬가지로, 메인 면(18a) 상에 701 - 704에 따른 성형된 렌즈들이 존재하지 않는 것이 또한 가능할 것이지만, 각각의 렌즈 캐리어를 통해 면(18b) 상에 장착된 렌즈들만이 존재하는 것이 가능할 것이며; 여기서 또한, 이는 다른 면(18a)에서도 또한 마찬가지일 수도 있다.
상기 실시예들로부터의 편차에서, 캐리어(18)의 바디에는 면들(18a, 18b)의 단순한 평면 형상들로부터의 편차에 굴절력 효과가 또한 제공될 수도 있다. 즉, 701 - 704에 따른 렌즈들은 예를 들어, 사출 성형 또는 유리 엠보싱 등에 의해 캐리어(18)와 일체로 형성될 수도 있다. 이것은 도 1a 및 도 1b에서 렌즈들(701 - 704)과 캐리어(18) 사이의 계면의 파선으로 표시될 것이다. 예를 들어, 조리개 또는 미광 다이어프램들과 같은 다이어프램들 및/또는 IR 블록 필터들과 같은 필터 층들이 또한 렌즈들과 기판 캐리어 사이의 이 계면에 제공될 수도 있다. 추가로 또는 대안으로, 광학계들의 렌즈들이 렌즈 홀더들을 통해, 즉 광 경로들이 기판(18)을 관통하는 그러한 위치들에 장착되는 해당 메인 면 상에 예를 들어, 조리개 또는 미광 다이어프램들과 같은 다이어프램들 및/또는 IR 블록 필터들과 같은 필터 층들이 제공될 수 있다. 렌즈 홀더들을 통하지도 않고 어떠한 다른 식으로도 광학계들의 어떠한 렌즈도 포함하지 않는 기판의 메인 면의 경우, 그러한 다이어프램들 또는 층들은 분명히 광 경로들에 의해 관통되는 그러한 위치들에서 또한 가능할 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 유리 엠보싱, 중합체 엠보싱에 의해 또는 중합체 또는 유리 사출 성형에 의해 메인 면(18a) 상에 팽창된 렌즈들(701 - 704)을 갖는 캐리어를 제조하는 것도 또한 가능하다.
성형된 렌즈들(701-704)은 렌즈 홀더들을 통해 유지된 렌즈들에 대해 축 방향으로 중심에 있는, 즉 렌즈 홀더들이 예를 들어, 접착제에 의해 대응하는 메인 면에 장착되고, 렌즈 홀더들에 의해 유지되는 렌즈들이 동일한 메인 면에서 기판 재료로 성형되거나 동일한 메인 면 상에 성형되는 추가 렌즈들에 대향하여 위치되는 식으로 동일한 메인 면 상에 배열되는 것이 실행 가능할 것이다.
상기 실시예들에서는, 단지 하나의 캐리어 기판만을 갖는 배열들이 설명되었지만, 구조가 여러 개의 캐리어 기판들을 포함하는 것도 또한 가능하다.
따라서 앞서 설명한 방식으로 광학적인 기능의 렌즈 영역들이 모든 채널들에 대해 동일한 광학계들에 광 채널들의 1-라인 어레이를 제공하는 것이 가능하다. 그러나 예를 들어, 이를테면 빔 편향 디바이스(24)에 의한 채널 특정 빔 편향에 기인하는 채널들 사이의 임의의 이미징 편차들의 균형을 유지할 목적으로, 다른 광 채널들의 렌즈들과 비교하여 개개의 편차로 각각의 채널에 대한 렌즈들을 제공하는 것도 또한 가능할 것이다. 더욱이, 채널들은 각각의 광 채널들의 렌즈들에 대해 서로 다른 재료들을 사용함으로써, 서로 다른 스펙트럼 범위들에 민감하게 될 수도 있고, 이들의 스펙트럼 투과성 면에서 변화될 수도 있다. 그래서 각각의 채널은 예를 들어, 서로 다른 스펙트럼 필터링 효과를 가질 것이다. 예를 들어, 채널들의 그룹들이 공유 부분 시야 또는 완전히 중첩된 부분 시야를 각각의 이미지 센서 영역에 투사하는 것이 가능할 것이다.
예로서, 도 4는 또한 도 1a - 도 1c의 다중 조리개 이미징 디바이스(10)가 후속하여 설명되는 추가 수단들 중 하나 이상에 의해 보완될 수도 있음을 보여준다.
예를 들어, 도 4는 어레이(14)의 라인 연장 방향에 평행한 축을 중심으로 빔 편향 디바이스(24)를 회전시키기 위한 수단(50)이 존재할 수도 있음을 보여준다. 회전축은 예를 들어, 광축들(221 - 224)의 평면 내에 위치하거나 이들로부터 광학계들(161 - 164)의 직경의 4분의 1 미만만큼 이격된다. 대안으로, 회전축이 더 먼 거리에 위치되는 것, 예컨대 광학계의 직경 미만으로 또는 4개의 광학계들의 직경들 미만으로 이격되는 것이 물론 또한 가능할 것이다. 예를 들면, 이미지 캡처 도중 사용자 측에서 다중 조리개 이미징 디바이스(10)의 임의의 흔들림의 균형을 맞추기 위해, 예를 들어 단지 작은 범위의 각도들 내에서만, 예컨대 10° 미만 또는 20° 미만의 범위 내에서 짧은 응답 시간으로 빔 편향 디바이스(24)를 회전시키도록 수단(50)이 제공될 수 있다. 이 경우, 수단(50)은 예를 들어, 이미지 안정화 제어기에 의해 제어될 것이다.
대안으로 또는 추가로, 수단(50)은 그 방향에 대해, 부분 시야들(301 - 304)(도 1)의 전체 커버리지에 의해 정해지는 전체 시야를 비교적 큰 각도 조정들로 변경하도록 구성될 수도 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 빔 편향 디바이스(24)가 양면에서 반사되는 미러 어레이로 구성된다는 점에서 전체 시야가 디바이스(10)에 대해 반대 방향으로 배열되는 편향들을, 빔 편향 디바이스(24)를 회전시킴으로써 달성하는 것이 또한 가능할 것이다.
또 다시, 대안으로 또는 추가로, 디바이스(10)는 기판(18)에 의해 광학계들(161 - 164)을 병진 이동시키기 위한 또는 기판(18) 자체 그리고 이에 따라 광학계들(161 - 164)을 라인 연장 방향을 따라 이동시키기 위한 수단(52)을 포함할 수 있다. 그 다음, 수단(52)은 또한 예를 들어, 라인 연장 방향에 따른 이동(53)으로 인해, 미러 편향 디바이스(24)의 회전에 의해 구현된 이미지 안정화를 가로지르는 이미지 안정화를 달성하도록 앞서 언급한 이미지 안정화 제어기에 의해 제어될 수도 있다.
더욱이, 디바이스(10)는 피사계(depth-of-field) 심도 조정을 달성하기 위해, 추가로 또는 대안으로, 이미지 센서(12)와 광학계들(161 - 164) 사이 그리고/또는 이미지 센서(12)와 바디(18) 사이의 이미지 측 거리를 변화시키기 위한 수단(54)을 포함할 수 있다. 이 수단(54)은 수동 사용자 제어에 의해 또는 디바이스(10)의 자동 초점 제어기에 의해 제어될 수 있다.
따라서 이 수단(52)은 기판(18)의 서스펜션 역할을 하며, 도 4에 나타낸 바와 같이, 설치 높이를 증가시키지 않도록 라인 연장 방향을 따라 기판(18)에 인접하게 측면으로 바람직하게 배열된다. 설치 높이를 증가시키지 않도록 광 경로들의 평면 내에 수단들(50, 54)이 또한 바람직하게 배열된다.
광학계들(161 - 164)은 예컨대, 위에서 언급된 투명 기판을 통해 서로에 대해서뿐만 아니라, 이를테면, 바람직하게는 설치 높이를 증가시키지 않고 이에 따라 바람직하게는 컴포넌트들(12, 14, 24)의 평면 내에서 그리고/또는 광 경로들의 평면 내에서 연장하는 적절한 프레임을 통해 빔 편향 디바이스에 관해서도 일정한 상대 위치로 유지될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 상대 위치의 불변성은 수단(54)이 예컨대, 빔 편향 디바이스와 함께 광축들을 따라 광학계들(161 - 164)을 병진 이동시키도록, 광축들을 따라 광학계들과 빔 편향 디바이스 사이의 거리로 제한될 수도 있다. 광학계들과 빔 편향 디바이스 간 거리는 채널들의 광 경로가 빔 편향 디바이스(24)의 세그먼트들에 의해 측 방향으로 제한되지 않도록 최소 거리로 조정될 수도 있으며, 이는 설치 높이를 감소시키는데, 이는 그렇지 않으면 세그먼트들(26i)이 광 경로를 핀치(pinch)하지 않도록 측 방향 연장부에 관해 광학계들과 빔 편향 디바이스 간의 가장 큰 거리에 대해 치수가 정해져야 할 것이기 때문이다. 추가로, 앞서 언급한 프레임들의 상대 위치의 불변성은 수단(52)이 빔 편향 디바이스와 함께 라인 연장 방향을 따라 광학계들(161 - 164)을 병진 이동시키도록, 광학계들과 빔 편향 디바이스를 x 축을 따라 상호 엄격한 방식으로 엄격하게 유지할 수도 있다. 광 채널들의 광 경로를 편향시키기 위한 앞에서 설명한 빔 편향 디바이스(24)는, 다중 조리개 이미징 디바이스(10)의 광학 이미지 안정화 제어기의 빔 편향 디바이스(24)의 회전 이동의 발생을 위한 액추에이터(50)와 함께, 이미지의 그리고 전체 시야의 2차원에서의 안정화를 가능하게 하는데; 구체적으로는, 기판(18)의 병진 이동에 의해, 이는 라인 연장 방향과 본질적으로 평행하게 연장하는 제1 이미지 축을 따라 이미지 안정화를 가능하게 하고, 상기 빔 편향 디바이스(24)의 회전 이동의 발생에 의해, 이는 임의의 빔 편향 이전 그리고/또는 어떠한 빔 편향도 없이 광축과 본질적으로 평행하게 연장하는, 또는 ― 편향된 광축들을 바라볼 때 ― 광축들에 수직으로 그리고 라인 연장 방향으로 연장하는 제2 이미지 축을 따라 이미지 안정화를 가능하게 한다.
추가로, 설명된 배열은 앞서 언급된 프레임에 제자리에 고정된 빔 편향 디바이스의, 그리고 예를 들어, 초점 조정 및 그에 따라 자동 초점 기능을 실현하는 데 병진 이동이 사용될 수 있는, 설명된 액추에이터(54)에 의해 라인 연장 방향에 수직인 방식으로 어레이(14)의 병진 이동을 야기할 수 있다.
완전성을 위해, 캡처 중에, 디바이스는 채널들을 통해 이미지 센서 영역들에 투사된 채널별 장면의 이미지를 이미지 센서 영역들을 통해 캡처하고, 디바이스는 전체 시야에서 장면에 대응하는 전체 이미지를 형성하도록 이미지들을 결합 또는 병합하는, 그리고/또는 예를 들어, 해저 지형도들을 생성하기 위해 그리고 예를 들어, (실제 캡처 이후 이미지 선명도 영역들을 정의하는) 초점 재조정, 초점이 맞는 모든 이미지들, 가상 녹색 스크린(전경과 배경의 분리) 등과 같은 소프트웨어 기술 실현을 위해, 객체 장면의 3D 이미지 데이터 및 심도 정보와 같은 추가 데이터를 제공하는 프로세서를 선택적으로 포함할 수 있다는 점이 또한 상기 예시들에 관련하여 주목되어야 한다. 후자의 작업들은 또한 상기 프로세서에 의해 수행되거나 외부적으로 수행될 수도 있다. 그러나 프로세서는 또한 다중 조리개 이미징 디바이스 외부에 있는 컴포넌트를 나타낼 수도 있다.
도 5는 앞서 설명한 대안들의 디바이스들(10)이 예를 들어, 휴대용 디바이스(200)의, 예컨대 모바일 전화, 스마트폰 또는 미디어 플레이어 등의 편평한 하우징에 설치될 수 있음을 예시하며, 이 경우에 예컨대, 이미지 센서(12)의 그리고/또는 이미지 센서 영역들의 평면들뿐만 아니라 채널들(14)의 광학계들의 렌즈 면들도 편평한 하우징의 편평한 연장 방향에 수직으로 그리고/또는 두께 방향에 평행하게 정렬된다. 이런 식으로, 빔 편향 디바이스(24)는 예를 들어, 다중 조리개 이미징 디바이스(10)의 전체 시야가 예를 들어, 스크린을 또한 포함하는 편평한 하우징의 전면(202) 앞에 위치됨을 보장할 것이다. 대안으로, 시야가 편평한 케이싱의 배면 앞에 위치되도록 편향이 또한 가능할 것이며, 상기 배면은 전면(202)에 대향하게 위치된다. 하우징은 광 채널들(14)의 광 경로들이 통과할 수 있게 하기 위해 관통된 면(202)에 투명한 윈도우(206)를 포함할 수도 있다. 더욱이, 전면 및/또는 배면 상의 윈도우의 개구를 통한 광의 입사에 영향을 미치도록 (기계적으로 움직이며, 전기 변색성인) 전환 가능한 다이어프램들이 장착될 수도 있다. 하우징 내에서 디바이스(10)의 예시된 위치로 인해, 하우징의 두께에 평행한 디바이스(10)의 설치 높이가 작게 유지될 수 있기 때문에, 디바이스(200)의 하우징 또는 디바이스 자체는 편평할 수 있다. 면(202)에 대향하게 위치하는 면 상에 윈도우를 제공함으로써, 그리고 예를 들어, 두 위치들 사이에서 빔 편향 디바이스를 이동시킴으로써, 후자는 예를 들어, 전면 및 배면 상에서 반사하는 미러로서 구성되며, 한 위치에서 다른 위치로 회전되거나, 한 위치에 대한 한 세트의 면들 및 다른 위치에 대한 다른 세트의 면들을 포함하는 면 미러로서 구성된다는 점에서 전환 가능성이 또한 제공될 수도 있는데, 면들의 세트들은 라인 연장 방향으로 서로 나란히 위치되고, 라인 연장 방향을 따라 빔 편향 디바이스를 앞뒤로 병진 이동시킴으로써 위치들 간의 전환이 발생한다. 자동차와 같은 다른, 가능하게는 휴대용이 아닌 디바이스에 디바이스(10)를 설치하는 것도 또한 물론 가능할 것이다. 도 6은 또한 채널들의 부분 시야들이 완전히 그리고 선택적으로는 심지어 일치하게 동일 시야를 커버하는 여러 모듈들(10)이 예를 들어, 스테레오스코피의 목적으로 두 모듈들에 대해 동일한 라인 연장 방향을 따라, 예를 들어 서로로부터 기본 거리(B)를 갖고 디바이스(200) 내에 설치될 수 있음을 보여준다. 2개 이상의 모듈들도 또한 실행 가능할 것이다. 모듈들(10)의 라인 연장 방향들은 또한 동일 선 상이 아니라 단지 서로 평행할 수 있을 뿐일 수도 있다. 그러나 위에서 언급한 바와 같이, 디바이스(10) 및/또는 모듈이 각각의 경우에 채널들이 그룹 단위 방식으로 동일한 전체 시야를 완전히 커버하도록 상기 채널들을 구비하는 것이 또한 가능할 것이라는 점이 다시 한번 주목되어야 한다.
앞서 설명한 실시예들과 비교하여 대안적인 실시예들에서는 빔 편향 디바이스가 또한 생략될 수도 있다는 점이 또한 언급되어야 한다. 부분 시야들의 부분적인 상호 중첩만이 요구된다면, 이는 예를 들어, 이미지 센서 영역의 중심과 대응하는 채널의 광학계의 광학 중심 사이의 상호 측 방향 오프셋들을 통해 달성될 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 도 4의 액추에이터들이 물론 적용될 수도 있는데; 예를 들어, 수단(50)이 대체되는 경우, 액추에이터(52)는 추가로 광학계들 및/또는 캐리어(18)를 병진 이동시킬 수 있다.
또 다시 말하면, 상기 실시예들은 이와 같이, 인접하게 배열된 광 채널들의 1-라인 어레이를 가지며, 다중 조리개 이미징 디바이스의 광 경로의 어딘가에서 채널들에 걸쳐 연장하고 예를 들어, 안정성을 향상시키기 위해 유리 또는 중합체로 만들어지는 기판을 갖는 다중 조리개 이미징 디바이스를 도시한다. 추가로, 기판은 이미 전면 및/또는 후면(들) 상에 렌즈들을 포함할 수 있다. 렌즈들은 (예를 들어, 열 엠보싱에 의해 생성된) 기판의 재료로 구성되거나 그 위에 성형될 수 있다. 기판의 앞뒤에는 기판들 위에 위치하지 않고 개별적으로 장착되는 추가 렌즈들이 있을 수 있다. 도 1d에 도시된 바와 같이 라인 연장 방향을 따라, 그리고 도 1e에 도시된 바와 같이 라인 연장 방향에 수직으로, 하나의 구조 내에 여러 개의 기판들이 존재하는 것이 가능하다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 도 1e의 변형과 비교하여, 광 경로들을 따라 직렬로 렌즈들을 갖는 여러 개의 기판들을 연결하는 것, 즉 기판들을 도 1e에서와 같이 결합할 필요 없이, 예를 들어 프레임을 통해 기판들을 미리 결정된 상호 위치 관계로 앞뒤로 유지하는 것이 또한 가능할 것이다. 이런 식으로, 렌즈들을 제공 및/또는 부착하기 위해 이용 가능한 메인 면들의 수는 사용된 캐리어 기판들, 즉 상기 예들에 따르면, 여기서는 예로서 도 1b에 따른 렌즈들로 채워질 수 있는, 도 3b의 예의 기판(18), 및 상기 예들에 따른 렌즈들로, 즉 무엇보다도 렌즈 홀더들을 통해 메인 면들(118a 및/또는 118b)에 부착된 렌즈들로 또한 채워질 수 있는 기판의 수의 2배가 될 수 있지만, 평행 육면체 형상의 기판(118)의 재료 이외의 재료의 성형된 렌즈들을 가질 뿐만 아니라, 면들(118a, 118b) 중 하나에만 렌즈들을 갖는 것이 또한 가능하더라도, 여기서 이들은 예를 들어, 양면들(118a, 118b)에 렌즈들이 형성되도록 예로서, 사출 성형 등에 의해 일체적으로 제조되는 것으로 도시된다. 두 기판들 모두 투명하고 광 경로들에 의해, 구체적으로는 각각 메인 면들(18a 및 18b, 118a 및 118b)을 통해 관통된다. 따라서 상기 실시예들은 다중 조리개 이미징 디바이스의 형태로, 구체적으로는 1-라인 채널 배열로 구현될 수 있으며, 각각의 채널이 전체 시야의 부분 시야를 넘어서 투사되고, 부분 시야들이 부분적으로 중첩한다. 3D 이미지 캡처를 위한 스테레오, 트리오, 콰트로 등의 구조들을 위한 그러한 여러 개의 다중 조리개 이미징 디바이스들을 포함하는 구조가 또한 가능하다. 복수의 모듈들은 인접한 라인으로서 구성될 수 있다. 인접한 라인은 동일한 액추에이터들 및 공유 빔 편향 엘리먼트를 이용할 수도 있다. 가능하게는 광 경로 내에 존재할 수도 있는 하나 또는 그보다 많은 보강 기판들이 전체 라인에 걸쳐 연장할 수 있으며, 이는 스테레오, 트리오, 콰트로 구조를 형성할 수 있다. 초-해상도 방법들이 이용될 수 있는데, 여기서는 여러 개의 채널들이 동일한 부분 이미지 영역들을 이미지화한다. 광축들은 또한 심지어 어떠한 빔 편향 디바이스도 없이 발산 방식으로 연장할 수 있어 빔 편향 유닛 상에 보다 적은 면들이 요구된다. 유리하게는, 면들은 이때 하나의 각도 컴포넌트만을 가질 것이다. 이미지 센서는 하나의 부품으로 구성될 수 있으며, 단 하나의 연속 픽셀 매트릭스 또는 여러 개의 인터럽트된 픽셀 매트릭스들을 포함할 수 있다. 이미지 센서는 예를 들어, 회로 보드 상에 인접하게 배열되는 많은 서브 센서들로 구성될 수 있다. 빔 편향 엘리먼트가 광학계와 동기화하여 이동되거나 유휴 상태가 되도록 자동 초점 드라이브가 구성될 수 있다.

Claims (18)

  1. 다중 조리개 이미징 디바이스로서,
    인접하게 배열된 광 채널들(141, 142, 143, 144)의 1-라인 어레이(14)를 포함하며, 각각의 채널은 광학계(optic)(161, 162, 163, 164)를 포함하고,
    상기 광 채널들의 광학계들의 렌즈들(721, 722, 723, 724)은 하나 또는 그보다 많은 렌즈 홀더들(761, 762, 763, 764)의 개구들(751, 752, 753, 754) 내에 유지되고, 상기 하나 또는 그보다 많은 렌즈 홀더들(761, 762, 763, 764)은 상기 렌즈들이 기판(18)을 통해 기계적으로 연결되고 상기 렌즈들의 렌즈 정점들이 상기 기판(18)으로부터 이격되도록 상기 기판(18)에 부착되며,
    상기 기판은 투명하게 구성되고,
    복수의 광 채널들의 광 경로들(221, 222, 223, 224)이 상기 기판을 통과하는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판(18)은 플레이트 형상으로 구성되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 광 채널들의 광학계들은 또한 상기 기판의 추가 메인 면(18a) 상에 성형되는 추가 렌즈들(701, 702, 703, 704)을 포함하며,
    상기 면(18a)은 상기 기판의 메인 면(18b)에 대향하게 위치되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 추가 렌즈들(701, 702, 703, 704)은 상기 기판의 메인 면(18b)에 대향하게 위치되는 상기 추가 메인 면(18a) 상에 다용도로 성형되는 반면, 상기 기판(18)의 메인 면(18b)에 대한 상기 광 채널들의 광학계들의 렌즈들(721, 722, 723, 724)의 부착은 상기 하나 또는 그보다 많은 렌즈 홀더들(761, 762, 763, 764)에 의해 개별적으로 이루어지는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  5. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 광 채널들의 광학계들은 또한 상기 기판의 추가 메인 면(18a)에 부착되는 추가 렌즈들(731, 732, 733, 734)을 포함하며,
    상기 면(18a)은 추가 렌즈 홀더들(771, 772, 773, 774)을 통해 상기 기판의 메인 면(18b)에 대향하게 위치되고 상기 기판을 통해 기계적으로 연결되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하나 또는 그보다 많은 렌즈 홀더들(761, 762, 763, 764)은 접착에 의해 상기 기판의 메인 면에 부착되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 면(18b)은 상기 이미지 센서(12)를 향하거나 상기 이미지 센서(12)로부터 방향이 빗나가는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(18)은 유리판을 포함하는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 채널들의 광학계들의 렌즈들은 중합체로 형성되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 렌즈들은 개별적으로 사출 성형되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  11. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 상기 1-라인 어레이(70)의 라인 연장 방향으로 상기 기판 옆에 매달리는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1-라인 어레이의 라인 연장 방향을 따라 상기 기판(18)을 병진 이동시키기 위한 액추에이터(52)를 더 포함하는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 액추에이터(52)는 상기 다중 조리개 이미징 디바이스의 광학 이미지 안정화 제어기에 의해 제어되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 광 채널들의 광 경로를 편향시키기 위한 빔 편향 디바이스(24) 및 상기 편향 디바이스(24)의 회전 이동을 발생시키기 위한 추가 액추에이터(50)를 더 포함하며,
    상기 액추에이터(50)는 상기 기판(18)의 병진 이동이 제1 이미지 축을 따라 이미지 안정화를 발생시키도록 그리고 상기 빔 편향 디바이스의 회전 이동이 발생이 제2 이미지 축을 따라 이미지 안정화를 발생시키도록 상기 다중 조리개 이미징 디바이스의 광학 이미지 안정화 제어기에 의해 추가로 제어되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  15. 제1 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 채널들의 광 경로들(221, 222, 223, 224)을 따라 상기 기판(18)을 병진 이동시키기 위한 추가 액추에이터(54)를 또한 포함하는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 추가 액추에이터(54)는 상기 다중 조리개 이미징 디바이스의 초점 제어기에 의해 제어되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  17. 제1 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 메인 면(18b) 및/또는 상기 기판의 메인 면(18b)에 대향하게 위치된 추가 메인 면(18a)은 상기 기판이 상기 복수의 광 채널들의 광 경로들(221, 222, 223, 224)에 의해 관통되는 위치들에 다이어프램(diaphragm) 또는 필터 층을 포함하는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
  18. 제1 항 내지 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 채널들의 광학계들의 추가 렌즈들은 추가 기판(118)을 통해 기계적으로 연결되며,
    상기 기판과 상기 추가 기판은 직렬로 연결되고,
    상기 기판과 상기 추가 기판 둘 다 상기 복수의 광 채널들의 광 경로들(221, 222, 223, 224)에 의해 관통되는,
    다중 조리개 이미징 디바이스.
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