KR20230043042A - 적응형 조명을 갖는 광원 모듈 - Google Patents

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플로리안 알. 푸니어
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애플 인크.
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Abstract

본 명세서에 개시된 다양한 실시예들은 장면에 적응형 조명을 제공할 수 있는 적응형 광원 모듈(adaptive light source module)들을 포함한다. 적응형 광원 모듈은 하우징, 방출기 어레이, 및 렌즈를 포함할 수 있다. 방출기 어레이는 복수의 방출기들을 포함한다. 렌즈는 방출기 어레이로부터 방출된 광을 하우징의 투명 창을 통해 재지향시킬 수 있다. 하우징은 방출기 어레이로부터 방출된 광을 왜곡시키는 프리즘형 표면 및/또는 관통하여 이동하는 광을 제한하는 하나 이상의 불투명 부분들을 추가로 포함할 수 있다. 적응형 광원 모듈은 선택적으로 광 센서를 포함할 수 있고, 렌즈의 일부분은 광을 광 센서를 향해 지향시키도록 구성될 수 있다.

Description

적응형 조명을 갖는 광원 모듈{LIGHT SOURCE MODULE WITH ADAPTIVE ILLUMINATION}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021년 9월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/247,702호의 35 U.S.C. § 119(e)에 따른 이익을 주장하며, 이의 내용들은 그 전체가 참고로 본 명세서에 포함된다.
기술분야
설명된 실시예들은 일반적으로 장면에 적응형 조명을 제공하도록 구성된 광 방출기들의 어레이를 포함하는 광원 모듈들에 관한 것이다.
카메라는 계속해서 스마트폰, 태블릿, 및 컴퓨터와 같은 가전제품의 중요한 기능이 되고 있다. 이러한 가전제품들의 이미징 능력들은 개별 카메라들이 품질이 개선되고 디바이스들이 다수의-카메라("다중-카메라") 시스템들 및 깊이 센서들을 통합하기 시작함에 따라 꾸준히 증가하여, 사용자들이 계속 증가하는 상황 범위에서 고품질 이미지들을 캡처할 수 있게 하였다. 낮은 광 조건들에서, 광원 모듈("플래시"로도 알려짐)은 이미지 캡처를 용이하게 하기 위해 장면을 조명하는 데 사용될 수 있다. 상이한 장면 조건들은 장면에 걸친 상이한 플래시 조명(이는 다중-카메라 시스템의 어느 카메라가 이미징을 수행하고 있는지에 따라 추가로 변할 수 있음)으로부터 이익을 얻을 수 있으며, 따라서 장면의 상이한 부분들에 조명을 선택적으로 제공하는 유연성을 갖는 플래시 모듈을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
장면을 적응적으로 조명하기 위한 광원 모듈들이 본 명세서에서 설명된다. 일부 변형예들에서, 광원 모듈은 투명 창을 포함하는 하우징, 투명 창을 통해 광을 방출하도록 위치되고 구성된 방출기 어레이, 및 렌즈를 포함하며, 여기서 렌즈는 투명 창과 방출기 어레이 사이에 위치되고 방출기 어레이 위에 위치된 이미징 영역을 포함한다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 투명 창은 중심점 주위에 위치된 복수의 동심 프리즘들을 갖는 프리즘형 표면을 포함하고, 복수의 동심 프리즘들의 각각의 동심 프리즘은 제1 각도로 중심점을 향해 기울어진 내부 면 및 제2 각도로 중심점으로부터 멀어지게 기울어진 외부 면을 갖는다. 복수의 동심 프리즘들의 각각의 동심 프리즘에 대한 제1 각도 및 제2 각도는 각각 16도 미만일 수 있고, 일부 경우들에서 복수의 동심 프리즘들의 각각의 동심 프리즘에 대한 제1 각도 및 제2 각도는 각각 5도 내지 12도이다.
일부 경우들에서, 하우징은 기판 및 캡을 포함하며, 여기서 광 방출기 어레이는 기판에 의해 지지된다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 렌즈의 부착 영역은, 캡이 부착 영역의 상부 표면과 접촉하고 기판이 부착 영역의 저부 표면과 접촉하도록, 하우징 내에 위치되고 구성된다. 다른 변형예들에서, 렌즈는 하우징의 일부분에 연결된 부착 영역 및 이미징 영역과 부착 영역 사이의 중간 영역을 포함한다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 중간 영역은 내부 측벽을 갖는 환형 본체로서 형상화되고, 내부 측벽은 이미징 영역의 적어도 일부분을 에워싼다(encircle). 이러한 변형예들 중 다른 것들에서, 광원 모듈은 광 센서를 추가로 포함하며, 여기서 중간 영역의 적어도 일부분은 광 센서 위에 위치된다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 중간 영역의 후방 표면은 방출기 어레이의 상부 표면보다 기판에 더 가깝다.
다른 예들은 광원 모듈을 포함하는 시스템에 관한 것이다. 광원 모듈은 투명 창을 포함하는 하우징, 투명 창을 통해 광을 방출하도록 위치되고 구성된 방출기 어레이, 및 렌즈를 포함한다. 일부 경우들에서, 렌즈는 투명 창과 방출기 어레이 사이에 위치되고, 방출기 어레이의 적어도 하나의 중앙 방출기는 방출기 어레이의 적어도 하나의 주변 방출기보다 더 크다. 일부 변형예들에서, 시스템은 제1 시야를 갖는 제1 카메라를 추가로 포함하고, 광원 모듈은 적어도 하나의 중앙 방출기에 의해 생성된 광이 제1 시야를 채우도록 구성된다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 적어도 하나의 중앙 방출기는 제1 중앙 방출기를 포함하고, 광원 모듈은 추가로, 제1 중앙 방출기에 의해 방출된 광이 제1 시야를 채우도록 구성된다. 이러한 변형예들 중 다른 것들에서, 적어도 하나의 중앙 방출기는 복수의 중앙 방출기들을 포함하고, 광원 모듈은 추가로, 복수의 중앙 방출기들에 의해 집합적으로 방출된 광이 제1 시야를 채우도록 구성된다. 또 다른 변형예들에서, 적어도 하나의 중앙 방출기는 복수의 중앙 방출기들을 포함하고, 적어도 하나의 주변 방출기는 복수의 중앙 방출기들을 둘러싸는(surround) 복수의 주변 방출기들을 포함한다.
본 발명의 또 다른 예들은 이미지 캡처 동안 장면을 조명하는 방법을 포함하며, 방법은 장면의 목표 시야를 결정하는 단계, 결정된 목표 시야에 적어도 부분적으로 기초하여 조명 프로파일을 결정하는 단계, 적응형 광원 모듈(adaptive light source module)을 사용하여 결정된 조명 프로파일에 따라 장면을 조명하는 단계, 및 장면을 조명하는 동안 결정된 목표 시야의 이미지를 캡처하는 단계를 포함한다. 적응형 광원 모듈은 복수의 방출기들을 갖는 방출기 어레이를 포함하여, 장면을 조명하는 단계가 결정된 목표 시야가 제1 시야일 때 복수의 방출기들의 제1 서브세트로 광을 생성하는 단계를 포함하고, 결정된 목표 시야가 제2 시야일 때 복수의 방출기들 모두로 광을 생성하는 단계를 추가로 포함하도록 한다. 일부 경우들에서, 복수의 방출기들의 제1 서브세트는 제1 방출기를 포함하고, 제1 방출기로 광을 생성하는 단계는 제1 시야를 채운다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 복수의 방출기들 모두로 광을 생성하는 단계는 제2 시야를 채운다. 일부 경우들에서, 제2 시야는 제1 시야보다 더 크다. 제1 시야는 제1 카메라의 시야에 대응할 수 있고, 제2 시야는 제2 카메라의 시야에 대응할 수 있다.
전술된 예시적인 양태들 및 실시예들에 더하여, 추가 양태들 및 실시예들이 도면들을 참조함으로써 그리고 하기 설명의 연구에 의해 명백해질 것이다.
본 개시내용은 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명에 의해 용이하게 이해될 것이며, 유사한 참조 부호들은 유사한 구조적 요소들을 가리킨다.
도 1a는 본 명세서에 설명된 바와 같은 적응형 광원 모듈을 포함하는 디바이스의 예시적인 예의 배면도를 도시한다. 도 1b는 도 1a의 디바이스의 예시적인 컴포넌트들을 도시한다. 도 1c는 도 1a의 디바이스와 함께 사용될 수 있는 다중-카메라 시스템의 카메라들의 시야들의 표현을 도시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 바와 같은 적응형 광원 모듈의 예시적인 예의 측단면도를 도시한다.
도 3은 캡 및 기판을 포함하는 하우징을 갖는 적응형 광원 모듈의 변형예의 분해 사시도를 도시한다.
도 4a는 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들과 함께 사용하기에 적합하고 프리즘형 표면을 포함하는 하우징의 변형예의 측단면도를 도시한다. 도 4b 및 도 4c는 장면 상으로 투영될 수 있는 광 패턴들을 도시한다.
도 5는 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들과 함께 사용하기에 적합하고 투명 부분 및 불투명 부분 둘 모두를 포함하는 하우징의 변형예의 부분 측단면도를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 각각 렌즈를 포함하는 적응형 광원 모듈들의 2개의 변형예들의 측단면도들을 도시한다.
도 7a 내지 도 7c는 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들과 함께 사용하기에 적합한 방출기 어레이들의 변형예들을 도시한다.
도 8a는 방출기 어레이의 일부 방출기들이 그룹으로서 제어될 수 있는 방출기 어레이의 변형예를 도시한다. 도 8b는 도 8a의 방출기 어레이를 구동하기 위한 상이한 예시적인 모드들을 도시한다.
도 9는 렌즈를 포함하는 적응형 광원 모듈의 변형예의 측단면도를 도시한다.
다양한 특징부들 및 요소들(및 이들의 집합들 및 그룹들) 및 그 사이에 제공된 경계들, 분리들, 및 위치 관계들의 비율들 및 치수들(상대적 또는 절대적인)은 첨부된 도면들에서 단지 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들의 이해를 용이하게 하기 위해 제공되고, 따라서 반드시 축척에 맞게 나타내어지거나 도시되지 않을 수 있으며, 도시된 실시예에 대해, 그를 참조하여 기술된 실시예들의 제외에 대한 어떠한 선호도 또는 요건도 나타내도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다.
"상부", "저부", "상위", "하위", "전방", "배면", "후방", "위", "아래", "상방", "하방", "좌측", "우측", "수직", "수평" 등과 같은 방향 용어는 후술되는 도면들 중 일부에서 컴포넌트들의 일부의 배향에 관련하여 사용되고, 제한적인 것으로 의도되지 않는다. 다양한 실시예들의 컴포넌트들이 다수의 상이한 배향으로 위치될 수 있기 때문에, 방향 용어는 설명의 목적으로만 사용되며 결코 제한적인 것은 아니다. 방향 용어는 광범위하게 해석되는 것으로 의도되고, 그에 따라서 컴포넌트들이 상이한 방식으로 배향되는 것을 배제하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 그렇긴 하지만, 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들을 논의할 때, 본 출원은 장면에 광을 방출하는 적응형 광원 모듈의 면을 지칭하기 위해, 또는 적응형 광원 모듈의 발광 면을 향하는 개별 모듈 컴포넌트들의 부분들을 지칭하기 위해 용어들 "상부" 및 "전방"을 사용할 것이다. 유사하게, 용어들 "배면" 및 "후방"은 발광 면 반대편의 적응형 광원 모듈의 면뿐만 아니라, 적응형 광원 모듈의 발광 면으로부터 멀어지게 향하는 개별 모듈 컴포넌트들의 부분들을 지칭할 수 있다. 적응형 광원 모듈을 설명하기 위해 사용되는 방향 용어는 적응형 광원 모듈 또는 그의 다른 컴포넌트들을 포함하는 임의의 디바이스로 확장될 필요가 없다(예를 들어, 적응형 광원 모듈의 "전방" 면은 전체 디바이스의 "전방" 면과 동일한 방향을 향할 필요가 없다).
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 아이템들 중 임의의 것을 분리하는 용어 "및" 또는 "또는"과 함께, 일련의 아이템들에 선행하는 어구 "~중 적어도 하나"는, 리스트의 각각의 멤버보다는, 리스트를 전체적으로 수식한다. 어구 "중 적어도 하나"는 열거된 각각의 아이템 중 적어도 하나의 선택을 요구하지 않고, 오히려, 이 어구는 아이템들 중 임의의 것 중 최소한 하나, 및/또는 아이템들의 임의의 조합 중 최소한 하나, 및/또는 아이템들 각각 중 최소한 하나를 포함하는 의미를 허용한다. 예시의 방식으로, 어구 "A, B 및 C 중 적어도 하나" 또는 어구 "A, B 또는 C 중 적어도 하나" 각각은 오직 A, 오직 B 또는 오직 C; A, B, 및 C의 임의의 조합; 및/또는 A, B, 및 C 각각 중 하나 이상을 지칭한다. 유사하게, 본 명세서에 제공된 결합성 또는 분리성 리스트에 대해 제시된 요소들의 순서는 본 개시내용을 오직 제공된 그 순서로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것이 이해될 수 있다.
이제, 첨부 도면들에 예시된 대표적인 실시예들에 대한 참조가 상세하게 이루어질 것이다. 다음의 설명들이 실시예들을 하나의 바람직한 실시예로 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 반대로, 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 설명된 실시예들의 사상 및 범주 내에 포함될 수 있는 대안예들, 수정예들 및 등가물들을 포함하고자 한다.
다음 개시내용은 적응형 광원 모듈들 및 이를 사용하여 장면에 조명을 적응적으로 제공하는 방법들에 관한 것이다. 이러한 적응형 광원 모듈들은 일반적으로 (LED들과 같은) 방출기들의 어레이를 포함하며, 이들 각각은 광을 방출하도록 구성된다. 개별 방출기들(또는 방출기들의 그룹들)에 의해 방출되는 광의 양은 개별적으로 제어되어, 광원 모듈이 적응형 광원 모듈에 의해 장면에 전달되는 광의 세기를 국부적으로 제어할 수 있게 할 수 있다. 적응형 광원 모듈들은 플래시 사진 촬영을 용이하게 하기 위해 하나 이상의 카메라들을 사용하여 이미지 캡처 동안 광을 방출하는 데 사용될 수 있는 반면, 다른 경우들에서는 플래시라이트 모드의 일부로서 광을 방출하는 데 연속적으로 사용될 수 있다. 이들 및 다른 실시예들은 도 1a 내지 도 8b를 참조하여 하기에서 논의된다. 그러나, 당업자들은 이러한 도면들에 대하여 본 명세서에서 제공되는 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용이 단지 설명의 목적들을 위한 것일 뿐이며, 제한적인 것으로 해석되지 않아야 한다는 것을 용이하게 인식할 것이다.
본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들은 바람직하게는 하나 이상의 카메라들을 포함하는 임의의 적합한 휴대용 전자 디바이스에서 사용될 수 있다. 도 1a는 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들의 다양한 실시예들과 함께 사용하기에 적합한 디바이스(100)의 배면도를 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 디바이스(100)는 적응형 광원 모듈(101) 및 다중-카메라 시스템(102)을 포함한다. 본 명세서에서 다중-카메라 시스템(102)과 함께 사용되는 것으로 논의되지만, 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들은 단일 카메라의 시야의 일부 또는 전부를 조명하는 데 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 디바이스(100)의 후방 상에 배치된 것으로 도시되어 있지만, 적응형 광원 모듈은 추가적으로 또는 대안적으로, 디바이스의 전방(예를 들어, 디스플레이를 갖는 전방 면) 또는 원하는 대로 임의의 다른 면 상에 배치될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
일반적으로, 디바이스(100)가 다중-카메라 시스템(102)을 포함할 때, 다중-카메라 시스템(102)은 제1 카메라(104) 및 제2 카메라(106)를 포함한다. 다중-카메라 시스템(102)은 선택적으로, 도 1a에 도시된 바와 같이 제3 카메라(108)와 같은 하나 이상의 추가 카메라들을 포함할 수 있다. 다중-카메라 시스템(102)은 하나 이상의 깊이 센서들(예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같은 깊이 센서(110))을 추가로 포함할 수 있으며, 이는 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
일부 실시예들에서, 디바이스(100)는 PDA 및/또는 음악 재생기 기능들과 같은 다른 기능들을 또한 포함하는 휴대용 다기능 전자 디바이스, 예컨대 모바일 전화기이다. 휴대용 다기능 디바이스들의 예시적인 실시예들은 미국 캘리포니아주 쿠퍼티노 소재의 애플 인크.(Apple Inc.)로부터의 아이폰(iPhone)®, 아이팟 터치(iPod Touch)®, 및 아이패드(iPad)® 디바이스들을 제한 없이 포함한다. 터치 감응형 표면들(예컨대, 터치 스크린 디스플레이들 및/또는 터치패드들)을 갖는 랩톱들 또는 태블릿 컴퓨터들과 같은 다른 휴대용 전자 디바이스들이 선택적으로 사용된다. 일부 실시예들에서, 디바이스는 휴대용 통신 디바이스가 아니라 터치 감응형 표면(예컨대, 터치 스크린 디스플레이 및/또는 터치패드)을 가질 수 있는 데스크톱 컴퓨터임이 또한 이해되어야 한다. 일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 디스플레이 생성 컴포넌트와 (예컨대, 무선 통신을 통해, 유선 통신을 통해) 통신하는 컴퓨터 시스템이다. 디스플레이 생성 컴포넌트는 CRT 디스플레이를 통한 디스플레이, LED 디스플레이를 통한 디스플레이, 또는 이미지 투영을 통한 디스플레이와 같은 시각적 출력을 제공하도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 생성 컴포넌트는 컴퓨터 시스템과 통합된다. 일부 실시예들에서, 디스플레이 생성 컴포넌트는 컴퓨터 시스템과 별개이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 콘텐츠를 "디스플레이하는" 것은 콘텐츠를 시각적으로 생성하기 위해 유선 또는 무선 연결을 통해, 데이터(예컨대, 이미지 데이터 또는 비디오 데이터)를 통합된 또는 외부 디스플레이 생성 컴포넌트로 송신함으로써 콘텐츠를 디스플레이하도록 야기하는 것을 포함한다.
도 1b는 디바이스(100)의 예시적인 컴포넌트들을 도시한다. 일부 실시예들에서, 디바이스(100)는 I/O 섹션(134)을 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들(136) 및 메모리(138)와 동작가능하게 결합하는 버스(126)를 갖는다. I/O 섹션(134)은 디스플레이(128)에 연결될 수 있는데, 이는 터치 감응형 컴포넌트(130), 및 선택적으로, 세기 센서(132)(예컨대, 접촉 세기 센서)를 가질 수 있다. 또한, I/O 섹션(134)은, Wi-Fi, 블루투스, 근거리 통신(NFC), 셀룰러, 및/또는 다른 무선 통신 기법들을 사용하여, 애플리케이션 및 운영 체제 데이터를 수신하기 위해 통신 유닛(140)과 연결될 수 있다. 디바이스(100)는 입력 메커니즘들(142 및/또는 144)을 포함할 수 있다. 입력 메커니즘(142)은, 선택적으로, 회전가능 입력 디바이스 또는 예를 들어 누름가능 및 회전가능 입력 디바이스이다. 일부 예들에서, 입력 메커니즘(148)은, 선택적으로, 버튼이다. 디바이스(100)는, 선택적으로, GPS 센서(146), 가속도계(148), 방향 센서(150)(예컨대, 나침반), 자이로스코프(152), 모션 센서(154), 및/또는 이들의 조합과 같은, 다양한 센서들을 포함하고, 이들 모두는 I/O 섹션(134)에 동작가능하게 연결될 수 있다.
디바이스(100)의 메모리(138)는, 예를 들어, 하나 이상의 컴퓨터 프로세서들(136)에 의해 실행될 때, 컴퓨터 프로세서들로 하여금 본 명세서에 설명되는 기법들을 수행하게 할 수 있는, 컴퓨터 실행가능 명령어들을 저장하기 위한 하나 이상의 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 명령어 실행 시스템, 장치, 또는 디바이스에 의해 또는 그와 관련하여 사용하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어들을 유형적으로(tangibly) 포함하거나 저장할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 일부 예들에서, 저장 매체는 일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체이다. 일부 예들에서, 저장 매체는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체이다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 자기, 광, 및/또는 반도체 저장소들을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 이러한 저장소의 예들은 자기 디스크들, CD, DVD, 또는 블루레이 기술들에 기초한 광 디스크들은 물론, 플래시, 솔리드 스테이트 드라이브들 등과 같은 영속적 솔리드 스테이트 메모리를 포함한다.
프로세서(136)는, 예를 들어, 본 명세서에 정의된 바와 같은 전용 하드웨어, 본 명세서에서 정의된 바와 같은 컴퓨팅 디바이스, 프로세서, 마이크로프로세서, 프로그램가능 로직 어레이(PLA), 프로그램가능 어레이 로직(PAL), 일반 어레이 로직(GAL), 복합 프로그램가능 로직 디바이스(CPLD), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA), 또는 디바이스(100)의 운영 체제 및 애플리케이션들을 실행할 뿐만 아니라 본 명세서에 설명된 바와 같이 장면의 이미지들을 캡처하고 장면을 적응적으로 조명하는 것을 용이하게 하도록 구성가능한 임의의 다른 프로그램가능 로직 디바이스(PLD)를 포함할 수 있다. 디바이스(100)는 도 1b의 컴포넌트들 및 구성으로 제한되지 않고, 다수의 구성들에서 다른 또는 추가적인 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 1a로 되돌아가서, 다중-카메라 시스템(102) 내의 카메라들은 서로 적어도 부분적으로 중첩되는 시야들을 갖는다. 다시 말해서, 디바이스(100)는, 추가 카메라(들)에 대한 시야(들)가 다중-카메라 시스템(102) 내의 적어도 하나의 카메라의 시야와 적어도 부분적으로 중첩되지 않는 경우 다중-카메라 시스템(102)의 일부로 간주되지 않는 추가 카메라 또는 카메라들(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(100)는 제1 카메라(104) 및 제2 카메라(106)(뿐만 아니라 다중-카메라 시스템(102)의 임의의 다른 카메라들)의 반대 방향으로 향하는 전방-대면 카메라(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 따라서 다중-카메라 시스템(102)의 일부로 간주되지 않을 것이다.
유사하게, 깊이 센서(110)는, 깊이 센서(110)가 다중-카메라 시스템(102)의 카메라들 중 하나 이상의 카메라들의 시야 내의 하나 이상의 지점들에서 깊이 정보를 획득할 수 있도록 디바이스(100) 내에 위치되고 배열되는 경우, 다중-카메라 시스템(102)의 일부로 간주될 수 있다. 디바이스(100)는 하나 이상의 깊이 센서들(예를 들어, 다중-카메라 시스템(102)의 카메라들의 반대 방향으로 향하며, 그에 따라 다중-카메라 시스템(102)의 일부로 간주되지 않는, 디바이스의 전방 상의 깊이 센서)을 포함할 수 있다. 디바이스는 하나 초과의 다중-카메라 시스템들(예를 들어, 디바이스의 하나의 면 상의 제1 다중-카메라 시스템 및 디바이스의 제2 면 상의 제2 다중-카메라 시스템)을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 선택적으로 각자의 깊이 센서를 포함할 수 있고, 다중-카메라 시스템들 중 일부 또는 전부는 여기서 논의된 바와 같은 적응형 광원 모듈을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
다중-카메라 시스템(102)의 카메라들은 상이한 초점 거리들을 가질 수 있으며, 이는 상이한 시야 크기들을 갖는 카메라들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 도 1c는 도 1a에 도시된 다중-카메라 시스템(102)의 카메라들에 대한 예시적인 시야들을 도시한다. 제1 카메라(104)는 제1 시야(112)를 가질 수 있고, 제2 카메라는 제2 시야(114)를 가질 수 있고, 제3 카메라(108)는 제3 시야(116)를 가질 수 있다. 거기에 도시된 바와 같이, 제1 카메라(104)의 시야(112)는 제2 카메라(106)의 시야(114) 및 제3 카메라(108)의 시야(116) 둘 모두보다 더 넓은(즉, 더 큰) 시야를 가질 수 있다. 바람직하게는 제1 시야(112)는 제2 시야(114) 및 제3 시야(116) 둘 모두를 완전히 포함하지만(즉, 또한 제1 시야(112)의 일부가 아닌 제2 시야(114) 또는 제3 시야(116)의 부분이 없도록), 그럴 필요는 없다. 유사하게, 제2 카메라(106)의 시야(114)는 제3 카메라(108)의 시야(116)를 완전히 포함할 수 있다. 도 1c에 도시된 바와 같이 제1 시야(112), 제2 시야(114), 및 제3 시야(116)는 제1 카메라(104), 제2 카메라(106), 및 제3 카메라(108) 각각에 대한 고정된 초점 거리를 가정하지만, 일부 경우들에서, 다중-카메라 시스템의 카메라들 중 하나 이상은 소정 레벨의 광학 줌 능력들을 포함할 수 있다(이는 줌 레벨에 기초하여 크기가 변하는 시야를 야기할 수 있음)는 것을 이해해야 한다. 본 출원의 목적을 위해, 도 1c에 도시된 시야들의 배열은 각각의 카메라에 대한 가장 넓은 가능한 시야인 것으로 가정될 수 있다.
또한 도 1c에는, 깊이 센서(110)가 장면에 대한 깊이 정보를 계산할 수 있는 장면 내의 영역을 포함하는 깊이 센서(110)에 대한 커버리지(118)의 필드가 도시되어 있다. (아래에서 보다 상세히 논의되는 바와 같은) 깊이 센서(110)의 설계에 따라, 깊이 센서(110)는 커버리지(118)의 필드 내의 모든 지점에 대해 깊이 값들을 계산하지 않을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 대신에, 커버리지(118)의 필드는 깊이 센서가 깊이 정보를 제공할 수 있는 가장 넓은 측방향 범위를 반영하도록 의도된다. 본 출원의 목적을 위해, 커버리지(118)의 필드는 직사각형으로 표현되며, 여기서 깊이 센서(110)는 직사각형의 각각의 변 상의 적어도 하나의 지점에 대한 깊이 정보를 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이, 깊이 센서(110)에 대한 커버리지(118)의 필드는 다중-카메라 시스템(102)의 카메라들의 시야들의 일부 또는 전부와 적어도 부분적으로 중첩된다. 일부 변형예들에서, 커버리지(118)의 필드가 하나 이상의 카메라들에 대한 시야들을 완전히 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 도 1c에 도시된 예에서, 깊이 센서(110)의 커버리지(118)의 필드는 제2 카메라(106)의 시야(114)(뿐만 아니라 제3 카메라(108)의 시야(116))를 완전히 포함할 수 있지만, 제1 카메라(104)의 시야(112)를 완전히 포함하지는 않을 수 있다. 다른 변형예들에서, 커버리지(118)의 필드는 다중-카메라 시스템(102)의 모든 카메라들의 시야들을 완전히 포함할 수 있다(이는, 도 1a에 도시된 디바이스(100)의 변형예에서는, 제1 카메라(104), 제2 카메라(106), 및 제3 카메라(108) 각각의 시야들을 포함할 것이다). 또 다른 변형예들에서, 커버리지(118)의 필드는 단일 카메라 시야(예를 들어, 도 1c에 도시된 다중-카메라 시스템(102)의 변형예에서, 제3 카메라(108)의 시야(116))를 완전히 포함할 수 있지만, 나머지 카메라 시야들을 완전히 포함하지는 않을 수 있다.
디바이스(100)가 카메라 또는 다중-카메라 시스템(102)과 연관된 깊이 센서(110)를 포함할 때, 깊이 센서(110)에 의해 측정된 거리 정보는 하나 이상의 이미징 동작들을 돕기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 깊이 센서(110)는 주어진 장면 내의 상이한 객체들의 상대적 위치설정에 관한 정보를 제공할 수 있다. 이 정보는 카메라에 대한 자동초점 동작들에 도움이 될 수 있거나, 또는 적응형 광원 모듈이 주어진 장면을 조명하는 데 사용할 조명 프로파일을 결정하는 것을 돕는 데 사용될 수 있다. 다시 말해서, 깊이 정보는 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들의 방출기 어레이를 제어하는 데(예를 들어, 방출기 어레이의 개별 방출기들 또는 방출기들의 그룹들에 적용되는 전류를 선택하는 데) 사용될 파라미터들을 결정하는 데 있어서 입력으로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 어레이의 주어진 방출기는 디바이스(100)로부터 더 멀리 있는 목표 객체를 조명하는 것보다 디바이스(100)에 상대적으로 더 가까운 목표 객체를 조명하기 위해 더 적은 광을 생성하도록 구동될 수 있다.
깊이 센서(110)는 깊이 센서(110)와 장면 내의 다양한 지점들 사이의 거리를 계산할 수 있는 임의의 적합한 시스템일 수 있다. 깊이 센서(110)는 이러한 계산된 거리들을 포함하는 깊이 맵을 생성할 수 있으며, 이는 위에서 언급된 것과 같은 디바이스(100)의 다른 시스템들에 의해 사용될 수 있다. 깊이 정보는 임의의 적합한 방식으로 계산될 수 있다. 하나의 비제한적인 예에서, 깊이 센서는 2개의 이미지들이 상이한 위치들로부터 촬영되는 스테레오 이미징을 활용할 수 있고, 2개의 이미지들 내의 대응하는 픽셀들 사이의 거리(디스패리티(disparity))는 깊이 정보를 계산하는 데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 깊이 센서는 구조화된 광 이미징을 활용할 수 있으며, 이에 의해 깊이 센서는 장면을 향해 (전형적으로 적외선 조명을 사용하여) 알려진 패턴을 투영하는 동안 장면을 이미징할 수 있고, 이어서 깊이 정보를 계산하기 위해 패턴이 장면에 의해 어떻게 왜곡되는지 볼 수 있다. 또 다른 예에서, 깊이 센서는 비행 시간 감지를 활용할 수 있으며, 이는 깊이 센서로부터 방출된 광(전형적으로 적외선)이 장면으로부터 복귀하는 데 걸리는 시간의 양에 기초하여 깊이를 계산한다. 비행 시간 깊이 센서는 직접적인 비행 시간 또는 간접적인 비행 시간을 활용할 수 있고, 커버리지(118)의 전체 필드를 한 번에 조명할 수 있거나, 또는 주어진 시간에 커버리지(118)의 필드의 서브세트만을(예를 들어, 하나 이상의 스팟들, 스트라이프들, 또는 고정될 수 있거나 커버리지(118)의 필드에 걸쳐 스캔될 수 있는 다른 패턴들을 통해) 조명할 수 있다.
도 1a로 되돌아가서, 디바이스는 적응형 광원 모듈(101)을 포함할 수 있다. 적응형 광원 모듈(101)은 다중-카메라 시스템(102)의 일부일 수 있다. 적응형 광원 모듈(101)은, 그의 조명의 필드(적응형 광원 모듈이 조명할 수 있는 장면 내의 가장 넓은 측방향 범위)가 다중-카메라 시스템(102)의 적어도 하나의 카메라의 시야와 적어도 부분적으로 중첩되는 경우, 다중-카메라 시스템의 일부로 간주될 수 있다. 유사하게, 적응형 광원 모듈(101)은, 적응형 광원 모듈(101)의 조명 필드가 개별 카메라의 시야와 적어도 부분적으로 중첩되는 경우, 그 카메라와 연관되는 것으로 간주될 수 있다.
도 2는 도 3 내지 도 8b와 관련하여 아래에서 설명되는 다양한 실시예들과 함께 사용하기에 적합한 적응형 광원 모듈(200)의 예시적인 예의 측단면도를 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 적응형 광원 모듈(200)은 방출기 어레이(202), 하우징(204), 및 렌즈(206)를 포함할 수 있다. 적응형 광원은 디바이스 내에 적어도 부분적으로 통합될 수 있고, (위의 도 1a 내지 도 1c와 관련하여 위에서 설명된 디바이스(100)와 같은) 디바이스의 하우징(212)의 일부분에 연결될 수 있다. 방출기 어레이(202)는 각각 광을 방출할 수 있는 복수의 개별 방출기들(202)을 포함할 수 있고, 적응형 광원 모듈(200)은 광을 생성하기 위해 방출기들(및/또는 방출기들의 그룹들)을 선택적으로 구동하도록 구성된 드라이버(208)를 추가로 포함할 수 있다. 이 광은 적응형 광원 모듈(200)의 전방 표면을 빠져나가 장면을 조명할 수 있다. 예를 들어, 조명은 변화하는 장면 콘텐츠에 적응적일 수 있다(예를 들어, 장면 내의 상이한 객체들은 상이한 조명 프로파일들을 야기할 것이다). 다른 경우들에서, 조명은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 변화하는 줌 레벨에 적응적일 수 있다. 방출기 어레이(202)는 바람직하게는 발광 다이오드(LED)들의 어레이일 수 있지만, 방출기 어레이(202)는 광을 생성할 수 있는 임의의 방출기들(예를 들어, 반도체 레이저들 등)을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 방출기 어레이(202)의 방출기들은 단일 공통 기판 상에서 성장될 수 있거나, 또는 개별적으로 형성된 다음에 기판 상에 장착되어 방출기 어레이(202)를 형성할 수 있다.
렌즈(206)는 적응형 광원 모듈(200)과 하우징(204) 사이에 위치될 수 있고, 방출기 어레이(202)에 의해 방출된 광을 포커싱, 시준, 또는 달리 형상화할 수 있다. 방출기 어레이(202)의 방출기들의 크기 및 형상, 렌즈(206)의 설계, 및 방출기 어레이(202)와 렌즈(206) 사이의 상대적 위치설정은 모두 적응형 광원 모듈(200)의 조명 필드(뿐만 아니라 방출기 어레이(202)의 각각의 방출기에 의해 조명되는 조명 필드의 각자의 부분)의 크기, 형상, 및 위치에 영향을 줄 수 있다. 일부 경우들에서, 하우징의 설계(예를 들어, 하우징의 투명 창의 광학 속성들)는 또한 적응형 광원 모듈(200)의 조명 필드의 크기, 형상, 및 위치에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 이러한 컴포넌트들의 설계는, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 특정 조명 필드를 달성하도록 특별히 맞춰질 수 있다.
하우징(204)은 일반적으로 적응형 광원 모듈(200)의 컴포넌트들을 동봉하도록 구성되고, 디바이스의 나머지 부분에 대한 적응형 광원 모듈(200)의 장착을 용이하게 할 수 있다. 일부 경우들에서, 하우징(204)의 전방 면은 통과하는 광을 변경하도록 구성될 수 있으며, 이는 적응형 광원 모듈(200)에 의해 방출된 광에 영향을 미칠 수 있다. 이것의 예는 도 4a 내지 도 4c와 관련하여 아래에서 설명된다. 일부 실시예들에서, 적응형 광원 모듈(200)은 선택적 센서(210)를 추가로 포함할 수 있다. 센서(210)는 바람직하게는, 장면으로부터 수신된 주변 광의 하나 이상의 양태들(예를 들어, 밝기, 색 온도, 플리커 정보, 이들의 조합 등)을 측정할 수 있는 광 센서일 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광 센서는 방출기 어레이(202)에 의해 방출된 광의 일부분(예를 들어, 렌즈(204)의 일부분에서 반사될 수 있는 광)을 수신하는 데 사용될 수 있으며, 이는 방출기 어레이(202)의 성능을 모니터링하는 데 사용될 수 있다.
일부 변형예들에서, 적응형 광원 모듈(300)의 하우징은 방출기 어레이에 대해 렌즈를 위치시키는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3은 적응형 광원 모듈(300)의 하나의 그러한 변형예의 분해 사시도를 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 적응형 광원 모듈(300)은 방출기 어레이(302), 렌즈(304), 및 캡(306) 및 기판(312)을 포함하는 하우징을 포함할 수 있다. 기판(312)은 방출기 어레이(302)를 지지할 수 있고, 적응형 광원 모듈(300)이 센서(예컨대, 위에 설명된 바와 같이 임의의 방식으로 구성될 수 있는, 거기에 도시된 센서(314))를 포함하는 실시예들에서는, 센서(314)를 추가로 지지할 수 있다. 기판(312)은 방출기 어레이(302) 및 센서(314)에 대한 전기적 연결들을 제공하도록 구성될 수 있고, 방출기 어레이(302) 및 센서(314)로 또는 그들로부터 신호들(예를 들어, 드라이버(도시되지 않음)에 의해 생성될 수 있는 전력, 제어 등)을 라우팅할 수 있다. 일부 경우들에서, 기판(312)은 인쇄 회로 기판이다.
일부 변형예들에서, 적응형 광원 모듈(300)은, 조립될 때, 렌즈(304)의 일부분이 캡(306)과 기판(312) 사이에 샌드위치되도록 구성된다. 이러한 변형예들에서, 캡(306)의 일부분은 렌즈(304)의 상부 표면과 (직접적으로, 또는 스페이서와 같은 하나 이상의 개재 컴포넌트들을 통해 간접적으로) 접촉하도록 위치되는 반면, 기판(312)의 일부분은 렌즈(304)의 저부 표면과 (직접적으로, 또는 스페이서와 같은 하나 이상의 개재 컴포넌트들을 통해 간접적으로) 접촉하도록 위치된다. 캡(306) 및 기판(312)은, 캡(306) 및 기판(312)이 방향(예를 들어, 방출기 어레이의 발광 표면에 수직인 방향)을 따른 렌즈(304)의 이동을 방지하도록, 서로에 대해 고정될 수 있다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 캡(306)은 방출기 어레이(302)로부터의 광이 장면으로 전달될 수 있는 투명 창(308), 및 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같은 렌즈(304)의 일부분을 가릴 수 있는 불투명 부분(310)을 포함할 수 있다.
투명 창(308)(또는 그의 부분들)은 선택적으로 렌즈 또는 프리즘으로서 작용할 수 있으며, 이는 이를 통과하는 광을 굴절시킬 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들의 일부 변형예들에서, 적응형 광원 모듈의 창은 방출기 어레이의 인접한 방출기들 사이의 공간으로부터 발생할 수 있는 이미지 아티팩트를 제거하도록 구성될 수 있다. 도 4는 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들과 함께 사용하기에 적합한 하우징(400)의 하나의 그러한 변형예의 측단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 하우징(400)은 (하우징(400)의 중심과 정렬될 수 있거나 정렬되지 않을 수 있는) 중심점 주위에 위치된 복수의 동심 프리즘들(예를 들어, 도 4에 도시된 프리즘(406))을 포함할 수 있는 프리즘형 표면(402)을 포함할 수 있다. 각각의 프리즘은 하우징의 표면으로부터 연장될 수 있고, (예를 들어, 제1 각도(α)로) 중심점을 향해 기울어진 내부 면(예를 들어, 프리즘(406)의 내부 면(408)), 및 (예를 들어, 제2 각도(β)로) 중심점으로부터 멀어지게 기울어진 외부 면(예를 들어, 프리즘(406)의 외부 면(410))을 가질 수 있다. 프리즘은, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 방출기 어레이의 인접한 방출기들 사이의 갭들로 인한 아티팩트를 집합적으로 제거할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 프리즘형 표면(402)의 프리즘들은 바람직하게는 대칭일 수 있지만(즉, 제1 각도(α)가 제2 각도(β)와 동일하도록), 프리즘들 중 하나 이상은 주어진 프리즘의 제1 각도(α)가 제2 각도(β)와 상이하도록(예를 들어, 그보다 크거나 작도록) 비대칭일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프리즘의 내부 면의 각도(α) 또는 외부 면의 각도(β)는 방사상으로 변할 수 있어서, 프리즘형 표면(402)의 일 단면에서 프리즘에 대해 측정된 이러한 각도들은 프리즘형 표면(402)의 상이한 단면에서 동일한 프리즘에 대해 측정된 이러한 각도들과 상이할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프리즘형 표면(402)의 상이한 프리즘들은 상이한 프리즘 각도들을 가질 수 있다(예를 들어, 제1 프리즘의 내부 면의 각도는 제2 프리즘의 내부 면의 대응하는 각도와 상이할 수 있고/있거나 제1 프리즘의 외부 면의 각도는 제2 프리즘의 외부 면의 대응하는 각도와 상이할 수 있음). 집합적으로, 프리즘들은 방출기 어레이로부터 수신된 입사광에 적용된 왜곡을 제어하고, 따라서 프리즘형 표면(402)의 프리즘들의 각도들은 원하는 왜곡 프로파일을 달성하기 위해 국부적으로 선택될 수 있다.
이러한 왜곡은 방출기 어레이의 인접한 방출기들 사이의 간격으로 인한 이미지 아티팩트를 해결하는 데 사용될 수 있다. 구체적으로, 프리즘들은 인접한 방출기들에 의해 방출된 광 사이의 부분적 중첩을 야기하기 위해 (본 명세서에 논의된 바와 같이 렌즈로부터 프리즘형 표면(402)으로 지향되는) 방출기 어레이에 의해 생성된 광을 왜곡시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 4b는 방출기들의 3x3 어레이로부터 프리즘형 표면(402) 상으로 투영될 수 있는 광 패턴(412)을 도시한다(광의 개별 세그먼트들 사이의 간격은 어레이 내의 인접한 방출기들 사이의 물리적 간격의 결과임). 하우징(400)이 프리즘형 표면(402)(또는 임의의 다른 굴절 특징부들)을 포함하지 않는다면, 이 광 패턴(412)은 상당한 변화 없이 장면 상으로 전달될 것이다. 그러나, 프리즘형 표면(402)에 의해, 도 4c에 도시된 바와 같이, 프리즘들의 외부 면들은 제1 방사상으로 왜곡된 이미지(414)(이는 방사상 내향으로 왜곡됨)를 집합적으로 형성할 수 있고, 프리즘들의 내부 면들은 제2 방사상으로 왜곡된 이미지(416)(이는 방사상 외향으로 왜곡됨)를 집합적으로 형성할 수 있다. 프리즘형 표면(402)은 제1 방사상으로 왜곡된 이미지(414) 및 제2 방사상으로 왜곡된 이미지(416) 둘 모두를 투명 창을 통해 장면 상으로 투영할 수 있다. 갭들은 제1 방사상으로 왜곡된 이미지(414) 및 제2 방사상으로 왜곡된(416)에서 상이하게 왜곡되기 때문에, 이들 이미지가 중첩될 때 갭들은 더 이상 두 이미지들 사이에 정렬되지 않을 수 있다. 이러한 방식으로, 프리즘형 표면(402)은 입력 광 패턴(412)에 존재했던 갭들을 채울 수 있다. 실제로, 모든 방출기가 켜질 때, 프리즘형 표면(402)은, 도 4c에 도시된 바와 같이, 갭들을 포함하지 않는 조명의 출력 이미지(418)를 투영할 수 있다.
일반적으로, 프리즘형 표면(412)의 프리즘들은 바람직하게는, 방출기 어레이로부터 수신된 광 패턴(412)에서 인접한 방출기들 사이의 갭들을 채우기 위해 제1 방사상으로 왜곡된 이미지(414) 및 제2 방사상으로 왜곡된 이미지(416) 사이에 충분한 중첩을 생성하기에 충분한 광출력을 갖는다. 광출력이 (예를 들어, 전형적인 프레넬 렌즈에 의해 제공되는 레벨들로) 증가하기 시작함에 따라, 왜곡들은 하나의 방출기로부터 방출된 광이 제2 방출기로부터 방출된 광과 장면에서 중첩되게 하기 시작할 것이다. 이는 디바이스의 동작에 부정적인 영향을 미칠 수 있는데, 그 이유는, 이러한 중첩이 비교적 균일한 조명을 장면에 제공하는 적응형 광원 모듈의 능력을 손상시킬 수 있기 때문이다. 따라서, 프리즘형 표면(402)에 의해 수신된 광 패턴(412) 내의 갭들을 채우기에 충분한 왜곡을 제공하지만(바로 위에서 논의된 바와 같이), 인접한 방출기들로부터의 조명 사이에 상당한 중첩을 생성하지 않도록 프리즘형 표면(402)을 구성하는 것이 바람직할 수 있다(본 출원의 목적을 위해, 이러한 방출기들 중 제1 방출기에 의해 방출된 광의 10% 초과가 이러한 방출기들 중 제2 방출기로부터 방출된 광과 중첩되는 경우 2개의 방출기들 사이의 중첩은 "상당한" 것으로 간주된다).
각각의 프리즘(406)의 내부 면(408)의 제1 각도(α) 및 외부 면(410)의 제2 각도(β)의 선택은 (i) 방출기 어레이(예를 들어, 인접한 방출기들 사이의 상대적 간격), (ii) 렌즈, 및 (iii) 적응형 광원 모듈의 전체 허용 오차들의 설계에 의존할 수 있지만, 본 명세서에 설명된 프리즘형 표면들은 바람직하게는, 적어도 하나의 프리즘(및 바람직하게는 모든 프리즘들)에 대한 프리즘 면들의 각도들이 각각 16도 미만이도록 구성된다(즉, 프리즘(406)의 내부 면(408)의 제1 각도(α) 및 외부 면(410)의 제2 각도(β)는 둘 모두 16도 미만임). 보다 바람직하게는, 프리즘형 표면은 적어도 하나의 프리즘(및 바람직하게는 모든 프리즘들)에 대한 프리즘 면들의 각도들이 각각 5도 내지 12도이도록 구성된다(즉, 프리즘(406)의 내부 면(408)의 제1 각도(α)는 5도 내지 12도이고, 프리즘(406)의 외부 면(410)의 제2 각도(β)는 5도 내지 12도임).
위에서 언급된 바와 같이, 하우징의 하나 이상의 컴포넌트들은 하나 이상의 투명 부분들뿐만 아니라 하나 이상의 불투명 부분들을 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 도 3과 관련하여 전술한 적응형 광원 모듈(300)의 변형예의 측단면도를 도시한다(적응형 광원 모듈(300)로부터의 유사한 컴포넌트들은 도 3에서 사용된 것과 동일한 라벨들을 가질 것이다). 구체적으로, 하우징은 투명 부분(투명 창(308)을 포함함) 및 불투명 부분(310) 둘 모두를 포함하는 캡(306)을 포함할 수 있다. 투명 부분은 방출기 어레이(도시되지 않음)로부터의 광이 적응형 광원 모듈을 떠나(즉, 투명 창(308)을 통해) 장면을 조명할 수 있도록 구성된다.
불투명 부분(310)은 가시광에 대해(그리고 선택적으로 적외선 또는 자외선과 같은 하나 이상의 비가시 파장들의 광에 대해) 불투명하거나 반투명할 수 있고, 하나 이상의 기능들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 일부 변형예들에서, 불투명 부분(310)은 외부 관찰로부터 적응형 광원 모듈의 하나 이상의 부분들을 가시적으로 가리도록 작용할 수 있다. 예를 들어, 캡(306)이 렌즈(304)의 상부 표면과 접촉하도록 구성되는 일부 경우들에서(예컨대, 도 3과 관련하여 위에서 설명된 바와 같음), 접착제(500)가 도 5에 도시된 바와 같이 캡(306)을 렌즈(304)에 연결하는 데 사용될 수 있다. 이러한 경우들에서, 접착제(500)의 불균일한 적용은 완전히 투명한 캡을 갖는 적응형 광원 모듈 외부에서 보일 수 있다. 캡(306)의 불투명 부분(310)은 접착제(500) 위에 위치될 수 있으며(예를 들어, 접착제(500)가 렌즈(304)의 상부 표면과 캡(306)의 불투명 부분(310) 사이에 위치되도록), 이는 캡(306)의 상부 부분을 통한 접착제(500)의 가시성을 제한할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 불투명 부분은 광이 통과하는 것을 제한하거나 방지할 수 있으며, 이는 결국, 적응형 광원 모듈에서 전체 디바이스로 빠져나가고/나가거나(이는 다른 디바이스 컴포넌트들과 간섭할 수 있음) 전체 디바이스로부터 적응형 광원 모듈로 들어갈 수 있는(이는 적응형 광원 모듈 내부에 위치된 임의의 광 센서와 간섭할 수 있음) 미광을 감소시키는 데 사용될 수 있다. 실제로, 적응형 광원 모듈은 디바이스 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있고, 가시광이 단지 투명 창(308)을 통해 디바이스에 들어가고 디바이스를 빠져나갈 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 변형예들에서, 디바이스 하우징의 일부분(또는 디바이스 내의 다른 컴포넌트)은 캡(306)의 투명 부분의 면들을 커버할 수 있고(그리고 투명 부분의 커버된 부분을 광 침입으로부터 차폐할 수 있음), 캡(306)의 불투명 부분(310) 및 기판(312)은 집합적으로, 광이 디바이스 내에 위치되는 적응형 광원 모듈의 나머지 부분에 들어가거나 이를 떠나는 것을 차단할 수 있다.
캡(306)이 투명 부분 및 불투명 부분 둘 모두를 가질 때, 캡(306)은 임의의 적합한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 캡(306)은 2-샷 사출 성형 공정을 사용하여 형성되며, 여기서 투명 부분은 제1 재료로부터 성형되고, 불투명 부분은 제2 재료로부터 성형된다. 다른 경우들에서, 캡(306)의 투명 부분은 불투명 부분과 별개로 형성되고 나중에 그에 연결될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들은 렌즈를 포함할 수 있다. 일반적으로, 렌즈는 방출기 어레이에 의해 방출된 광을 포커싱, 시준, 또는 달리 형상화하도록(그리고 광을 하우징의 일부분을 통해 장면으로 지향시키도록) 구성된 이미징 영역을 포함한다. 렌즈는 렌즈를 하우징의 일부분에 연결하도록 구성된 부착 영역을 추가로 포함할 수 있고, 이미징 영역을 부착 영역에 연결하는 중간 영역을 추가로 포함할 수 있다. 일부 경우들에서, 중간 영역은, 위에서 더 상세히 설명된 광 센서들과 같은 선택적 센서로 광을 지향시키도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 6a는 적응형 광원 모듈(600)의 하나의 이러한 변형예의 측단면도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 적응형 광원 모듈(600)은 위에서 더 상세히 설명된 것들과 같은, 방출기 어레이(602), 렌즈(604), 및 캡(606)을 포함한다. 렌즈(604)는 이미징 영역(608), 중간 영역(610), 및 부착 영역(612)을 포함할 수 있다. 별개이고 구별되는 영역들인 것으로 논의되지만, 전체 렌즈는 단일편의 재료로 제조될 수 있고, 영역들 사이의 분할은 렌즈(604)의 단면 프로파일의 변화에 의해 정의될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 예를 들어, 부착 영역(612)은 렌즈(604)의 주변 영역일 수 있고, 하우징의 하나 이상의 부분들과 접촉하는 렌즈(604)의 부분일 수 있다. 예를 들어, 부착 영역(612)은 캡(606)과 접촉하도록 적응형 광원 모듈에 위치될 수 있다(예를 들어, 부착 영역(612)의 상부 표면은 캡(606)의 저부 표면과 접촉할 수 있음).
도 6a에 도시된 특정 변형예에서, 부착 영역(612)은 하우징의 캡(606) 및 기판(613) 둘 모두와 접촉하도록 적응형 광원 모듈과 함께 위치된다. 구체적으로, 부착 영역(612)은 (직접적으로, 또는 스페이서와 같은 하나 이상의 개재 컴포넌트들을 통해 간접적으로) 캡(606)과 접촉하는 상부 표면 및 (직접적으로, 또는 스페이서와 같은 하나 이상의 개재 컴포넌트들을 통해 간접적으로) 기판과 접촉하는 저부 표면을 갖는 환형 세그먼트를 포함한다. 부착 영역(612)이 캡 및 기판 둘 모두와 접촉하는 것으로서 도 6a에 도시되지만, 렌즈의 부착 영역은 캡 또는 기판 중 하나와만 접촉할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
예를 들어, 도 6b는 적응형 광원 모듈(618)의 하나의 그러한 변형예를 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 적응형 광원 모듈(618)은 방출기 어레이(602), 캡(606)(도 6a에 도시된 것들과 같음), 및 이미징 영역(622), 중간 영역(624), 및 부착 영역(626)을 갖는 렌즈(620)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 부착 영역(626)은 기판이 아닌 캡(606)과 접촉하도록 구성되고 위치된다(예를 들어, 부착 영역의 상부 표면이 캡(606)의 저부 표면과 접촉할 수 있음).
렌즈의 이미징 영역(예를 들어, 각각 도 6a 및 도 6b의 렌즈(604)의 이미징 영역(608) 및 렌즈(620)의 이미징 영역(622))은 방출기 어레이(602) 위에 위치될 수 있고, 방출기 어레이(602)에 의해 방출된 광을 포커싱, 시준, 또는 달리 형상화하도록 구성된다. 렌즈의 이미징 영역은, 개별 방출기들의 크기와 함께, 위에서 언급된 바와 같이, 각각의 방출기가 주어진 카메라 시야를 얼마나 많이 커버할 것인지를 제어할 수 있다. 이미징 영역은 바람직하게는 광을 굴절시키기 위한 하나 이상의 만곡된 표면들을 포함한다(그러나 프레넬 렌즈가, 감소된 높이를 가지면서 이미징 영역의 동일한 만곡된 프로파일을 달성하는 데 활용될 수 있음을 이해해야 한다). 예를 들어, 도 6a에 도시된 이미징 영역(608) 및 도 6b에 도시된 이미징 영역(622)은 각각 볼록한 전방 표면(즉, 방출기 어레이로부터 멀어지게 향함) 및 볼록한 후방 표면(즉, 방출기 어레이를 향함)을 포함하여 양면 볼록 렌즈를 형성하지만, 다른 렌즈 설계들(예를 들어, 평면-볼록 또는 반달 렌즈)이 주어진 적응형 광원 모듈의 필요에 적합하게 이미징 영역에서 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
렌즈의 중간 영역은 렌즈의 이미징 영역과 부착 영역 사이에 위치될 수 있고, 전형적으로 이미징하거나 달리 방출기 어레이(602)로부터 장면 상으로 광을 지향시키지 않는다. 예를 들어, 중간 영역은 방출기 어레이로부터의 일부 광이 투명 창에 도달하는 것을 차단하거나 달리 방지할 수 있다. 도 6a의 렌즈(604)의 변형예에서, 중간 영역(610)은 전방 표면, 후방 표면, 및 이미징 영역(608)의 후방 표면으로부터 중간 영역(610)의 후방 표면까지 연장되는 내부 측벽(616)을 갖는 환형 본체로서 형상화된다. 일부 경우들에서, 중간 영역(610)의 전방 표면은 만곡될 수 있으며, 이는 (이미징 영역(608)이 만곡된 전방 표면을 포함하는 실시예들에서) 이미징 영역(608)의 전방 표면과 동일한 곡률 반경을 갖거나 갖지 않을 수 있다.
일부 경우들에서, 내부 측벽(616)은 실질적으로 수직으로 배향될 수 있고(즉, 내부 측벽(616)과 투명 창 사이의 예각이 적어도 60도이도록), 이는 결국, 내부 측벽(616)에 도달하는 광이 투명 창으로부터 멀리 굴절되게 한다(또한, 일부 경우들에서 내부 측벽(616)은 내부 측벽(616)에 의해 수신된 광을 흡수할 수 있는 흡수 코팅을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다). 예를 들어, 일부 경우들에서, 내부 측벽(616)은 원통형 형상(예를 들어, 투명 창에 수직으로 배향될 수 있음)을 갖는 반면, 다른 경우들에서 내부 측벽(616)은 절두원추형 형상(예를 들어, 원뿔의 축이 투명 창에 수직이고 내부 측벽(616)은 방출기 어레이(602)로부터 투명 창으로의 방향으로 좁아지도록 배향될 수 있음)을 갖는다. 일부 경우에, 내부 측벽(616)은 이미징 영역(608)의 일부분을 에워쌀 수 있다(예를 들어, 도 6a에 도시된 바와 같이 이미징 영역(608)의 볼록한 후방 표면을 에워쌀 수 있다). 추가적으로 또는 대안적으로, 내부 측벽(616)은 방출기 어레이(602)의 적어도 일부분을 에워쌀 수 있다. 이러한 변형예들에서, 방출기 어레이(602)로부터 방출된(또는 그로부터 반사된) 임의의 광은 초기에 이미징 영역(608) 또는 내부 측벽(616)과 상호작용하여, 렌즈(604)가 방출기 어레이(602)로부터 나오는 모든 광을 제어할 수 있게 할 것이다.
광 센서(예를 들어, 도 6a 및 도 6b에 도시된 센서(614))를 포함하는 적응형 광원 모듈들의 변형예들에서, 중간 영역은 광을 센서(614)로 지향시키도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 장면에 존재하는 광의 특성들을 측정하기 위해, 중간 영역은 투명 창을 통해 장면 광을 수신할 수 있고, 광을 센서(614) 상으로 포커싱 또는 달리 지향시킬 수 있다. 중간 영역의 설계는 센서(614)가 광을 수신할 수 있는 장면의 공간적 범위를 제어할 수 있다. 다시 말해서, 중간 영역에 대한 조정은 센서(614)가 장면의 더 큰 부분으로부터 광을 수집하도록 할 수 있으며, 이는 센서(614)가 전체 장면을 더 잘 특성화하도록 할 수 있다. 예를 들어, 일부 경우들에서, 중간 영역(610)의 후방 표면은 방출기 어레이의 상부 표면을 지나 연장될 수 있으며, 이는 중간 영역의 후방 표면을 센서(614)에 매우 근접하게 배치할 수 있다. 이에 대한 일례로서, 도 6a에 도시된 내부 측벽(616)은, 중간 영역(610)의 후방 표면이 방출기 어레이(602)의 상부 표면을 지나 연장되도록, 방출기 어레이(602)를 적어도 부분적으로 에워싼다. 다시 말해서, 중간 영역(610)의 후방 표면은 방출기 어레이(602)의 상부 표면에 비해 적응형 광원 모듈의 후방 단부에 더 가까울 수 있다(예를 들어, 센서(614) 및 방출기 어레이(602)를 지지하는 기판(613)에 더 가까움).
도 6a에 도시된 렌즈(604)의 중간 영역(610)은 축대칭(axially symmetric)인 것으로 도시되어 있지만(이는 제조에 유리할 수 있음), 일부 경우들에서 중간 영역(610)은 축대칭이 아닐 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 도 6b에 도시된 렌즈(620)의 변형예에서, 중간 영역(624)은 방사상 대칭이 아니다. 이 특정 예에서, 중간 영역(624)은 중간 영역의 전방 표면으로부터 멀어지게 연장되는 돌출부(628)를 포함한다. 이 돌출부(628)는 센서(614) 위에 적어도 부분적으로 위치될 수 있고, 장면 광을 센서(614)로 지향시키기 위한 광 파이프로서 작용할 수 있다.
본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들의 일부 변형예들에서, 적응형 광원은 적응형 광원 유닛의 하우징의 일부분을 형성하는 렌즈를 포함한다. 예를 들어, 도 9는 적응형 광원 모듈(900)의 하나의 그러한 변형예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 광원 유닛(900)은 렌즈(902), 스탠드오프(904), 기판(906), 방출기 어레이(908)를 포함한다. 렌즈(902), 스탠드오프(904), 및 기판(906)은 집합적으로 적응형 광원 모듈(900)의 하우징을 형성할 수 있다.
구체적으로, 기판(906)(위에서 설명된 바와 같이 임의의 방식으로 구성될 수 있음)은 방출기 어레이(908)를 하우징 내에서 유지하기 위해 방출기 어레이(908)를 지지할 수 있다. 적응형 광원 모듈(900)이 센서(예컨대, 위에 설명된 바와 같이 임의의 방식으로 구성될 수 있는, 도 9에 도시된 센서(910))를 포함하는 변형예들에서, 기판(906)은 센서(910)를 추가로 지지할 수 있다. 스탠드오프(904)는 렌즈(902)와 방출기 어레이(908) 사이의 상대적 위치를 설정할 수 있는, 기판(906)에 대해 렌즈(902)를 유지하는 하우징의 세그먼트이다. 스탠드오프(904)는 방출기 어레이(908)에 의해 방출된 광이 렌즈(902)에 도달할 수 있도록 관통 연장되는 개구를 한정한다. 스탠드오프(904) 및 기판(906)이 2개의 별개의 컴포넌트들로부터 형성되는 것으로 도 9에 도시되어 있지만, 다른 경우들에서 이들 두 컴포넌트들은 단일편의 하우징으로서 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 또 다른 변형예들에서, 적응형 광원 모듈(900)은 스탠드오프(904)를 포함하지 않고 렌즈(902)는 기판(906)에 직접 연결된다.
일부 변형예들에서, 접착제(도시되지 않음)가 렌즈(902)를 스탠드오프(904)에 연결하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 불투명한 재료로부터 스탠드오프의 적어도 일부분을 형성하는 것이 바람직할 수 있으며, 이는, 그렇지 않았다면 완전히 투명한 캡을 갖는 적응형 광원 모듈 외부로부터 볼 수 있는 불균일한 접착제 적용의 가시성을 제한할 수 있다. 일부 변형예들에서, 스탠드오프(904)의 적어도 일부분은 투명 재료로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 스탠드오프(904)의 투명 부분은 센서(910) 위에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 스탠드오프(904)의 투명 부분은 렌즈(902)를 통해 장면 광을 수신할 수 있고 이 장면 광을 센서(910)로 지향시키기 위한 광 파이프로서 작용할 수 있다.
도 6a 및 도 6b와 관련하여 전술한 적응형 광원 모듈들의 렌즈들에서와 같이, 렌즈(902)는 위에서 더 상세히 논의된 바와 같이, 방출기 어레이(908)에 의해 방출된 광을 포커싱, 시준, 또는 달리 형상화하도록 구성된 이미징 영역(912)을 포함한다. 렌즈(902)가 양면 볼록 렌즈를 형성하는 볼록한 전방 표면(즉, 방출기 어레이로부터 멀어지게 향하고, 또한 적응형 광원 모듈(900)의 하우징의 외부 표면을 형성함) 및 볼록한 후방 표면(즉, 방출기 어레이를 향함)을 포함하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 렌즈 설계들(예를 들어, 평면-볼록 또는 반달 렌즈)이 주어진 적응형 광원 모듈의 필요에 적합하게 이미징 영역에서 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 렌즈(904)는 렌즈(902)를 하우징의 나머지 부분에 연결하도록 구성된 부착 영역(914)을 추가로 포함한다. 예를 들어, 도 9에 도시된 변형예에서, 부착 영역(914)의 저부 표면은 (직접적으로, 또는 스페이서와 같은 하나 이상의 개재 컴포넌트들을 통해 간접적으로) 스탠드오프(904)의 상부 표면과 접촉하도록 위치된다. 도 9에 도시되지 않았지만, 렌즈는 부착 영역(914)을 이미징 영역(912)에 연결하는 중간 세그먼트를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우들에서, 중간 영역은 (예를 들어, 광을 센서(910)로 지향시키기 위해) 전술한 바와 같은 임의의 방식으로 구성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들은 광범위한 상이한 방출기 어레이 구성들과 함께 사용될 수 있다. 구체적으로, 개별 방출기들의 상대적 치수들 및 위치설정은 의도된 사용 사례들 및 시스템 제약들(예를 들어, 이용가능한 전력, 최대 광원 모듈 크기)에 따라 선택될 수 있다. 일부 경우들에서, 각각의 방출기가 동일한 치수들을 갖는 방출기 어레이를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 도 7a는 각각 동일한 치수들을 갖는 복수의 개별 방출기들(702)을 포함하는 방출기 어레이(700)를 도시한다. 도 7a에 3x3 어레이로 도시되어 있지만, 방출기 어레이(700)는 예를 들어 2x3 어레이, 2x4 어레이, 3x4 어레이, 4x4 어레이 등과 같은 임의의 적합한 수 및 배열의 방출기들을 포함할 수 있다는 것을 이해해야 한다.
다른 변형예들에서, 어레이 내의 일부 방출기들이 어레이 내의 다른 방출기들보다 더 큰 것이 바람직할 수 있다. 이러한 변형예들 중 일부에서, 중앙 방출기(또는 중앙 방출기들의 그룹으로부터의 각각의 방출기)는 복수의 주변 방출기들 각각보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 도 7b는 방출기 어레이(704)의 하나의 그러한 변형예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 방출기 어레이(704)는 중앙 방출기(706) 및 중앙 방출기(706)를 둘러싸는 복수의 주변 방출기들(708)(예를 들어, 3x3 어레이의 나머지 8개의 방출기들)을 포함하는 3x3 어레이의 방출기들일 수 있다. 이 변형예에서, 중앙 방출기(706)는, 중앙 방출기(706)가 방출기 어레이(704)에서 가장 큰 방출기가 되도록, 주변 방출기들(708) 각각보다 더 클 수 있다.
방출기 어레이(704)는 적응형 광원 모듈이 다중-카메라 시스템(예컨대, 도 1a 내지 도 1c와 관련하여 전술한 다중-카메라 시스템(102))과 함께 사용되는 경우들에서 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 중앙 방출기(706)는, 중앙 방출기(706)가 광을 방출할 때, 그 광이 다중-카메라 시스템 내의 하나의 카메라의 시야를 채우도록(예를 들어, 광이 다중-카메라 시스템(102)의 제3 카메라(108)의 시야(116)를 채울 수 있음), 적응형 광원 모듈 내에서 크기설정되고 위치될 수 있다. 이것은 방출기 어레이(704)로부터의 단일 방출기(즉, 중앙 방출기(706))가 이 시야를 완전히 조명하도록 활성화되게 할 수 있다. 특히, 개별 방출기들을 구동하는 데 이용가능한 시스템 전류의 양에 대한 한계가 있는 경우들에서, 이는 이 시야에 제공될 수 있는 조명을 최대화하는 것을 도울 수 있다. 방출기가 광을 장면으로 지향시키는 데 사용될 때, 장면에 도달하는 광의 크기 및 형상은 적어도 방출기의 크기 및 형상, 렌즈의 설계 및 상대적 위치, 및 투명 창의 설계 및 상대적 위치에 의존한다.
중앙 방출기(706)는 추가로, 중앙 방출기(706)로부터 방출된 광이 다중-카메라 시스템의 하나 이상의 추가 카메라들의 시야(예를 들어, 다중-카메라 시스템(102)의 제2 카메라(106)의 시야(114) 및 제1 카메라(104)의 시야(112))를 채우지 않도록 적응형 광원 모듈 내에서 크기설정되고 위치될 수 있다. 이러한 경우들에서, 방출기 어레이로부터의 추가 방출기들(즉, 주변 방출기들(708))은 이러한 시야들을 조명하는 것을 돕기 위해 활성화될 수 있다. 이것의 예는 아래의 도 8a 및 도 8b와 관련하여 위에서 설명될 수 있다.
방출기 어레이(704)가 단일 중앙 방출기(706)를 갖는 것으로 도 7b에 도시되어 있지만, 다른 경우들에서, 방출기 어레이는 각각 복수의 주변 방출기들보다 더 큰 중앙 방출기들의 그룹을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7c는 방출기 어레이(710)의 하나의 그러한 예를 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 방출기 어레이(710)는 제1 그룹의 중앙 방출기들(712) 및 제1 그룹을 둘러싸는 제2 그룹의 주변 방출기들(708)을 포함할 수 있다. 중앙 방출기들(712) 각각은 주변 방출기들(708) 각각보다 더 클 수 있다. 제1 그룹의 중앙 방출기들(712)은 다중-카메라 시스템의 카메라의 시야를 채우는 광을 집합적으로 방출할 수 있다(예를 들어, 광은 다중-카메라 시스템(102)의 제3 카메라(108)의 시야(116)를 채울 수 있음). 이것은 개별 중앙 방출기들(712) 사이의 갭들로 인해 단일 방출기(예를 들어, 도 7b에 도시된 방출기 어레이(704)로부터의 중앙 방출기(706))만큼 큰 총 조명을 생성할 수 없지만, 이것은, 제1 그룹의 중앙 방출기들(712)로부터의 상이한 개별 방출기들에 의해 제공되는 조명을 선택적으로 조정함으로써 시야 내의 조명을 조정할 수 있는 유연성을 허용할 수 있다. 도 7b의 논의에서와 같이, 주변 방출기들(708)은 다중-카메라 시스템의 다른 카메라들의 시야들(예를 들어, 다중-카메라 시스템(102)의 제2 카메라(106)의 시야(114) 및 제1 카메라(104)의 시야(112))을 조명하는 것을 돕기 위해 사용될 수 있다.
적응형 광원 모듈들은, 각각의 방출기에 의해 방출된 광이 개별적으로 제어될 수 있도록, 방출기 어레이의 각각의 방출기가 개별적으로 어드레싱가능하도록 구성될 수 있다. 일부 경우들에서, 특정 방출기들을 그룹들로서 제어하는 것이 바람직할 수 있다. 이것은 적응형 광원 모듈에 의해 제공되는 조명을 공간적으로 변화시키는 유연성을 희생할 수 있지만, 드라이버가 출력해야 하는 제어 신호들의 수를 감소시킴으로써 드라이버 설계를 단순화할 수 있다.
예를 들어, 도 8a 및 도 8b는 일부 방출기들이 그룹으로서 제어될 수 있는 방출기 어레이(800)의 예를 도시한다. 거기에 도시된 바와 같이, 방출기 어레이(800)는, 도 7b와 관련하여 전술한 방출기 어레이(704)와 유사하게, 중앙 방출기(802) 및 중앙 방출기(802)를 둘러싸는 복수의 주변 방출기들(예를 들어, 나머지 8개의 방출기들)을 포함하는 3x3 방출기 어레이를 포함할 수 있다(그러나 어레이는 위에서 논의된 바와 같은 임의의 적합한 수 및 배열의 방출기들을 포함할 수 있음). 주변 방출기들은 제1 방출기 그룹(804)(예를 들어, 중앙 방출기(802)의 변들에 바로 인접한 복수의 방출기들) 및 제2 방출기 그룹(806)(예를 들어, 방출기 어레이(800)의 코너들에 위치된 복수의 방출기들)으로 분할될 수 있다. 제1 방출기 그룹(804)의 방출기들은 함께 제어될 수 있고(예를 들어, 적응형 광원 모듈의 드라이버로부터 동일한 전류를 수신할 수 있음), 제2 방출기 그룹(806)의 방출기들은 또한 함께 제어될 수 있다. 따라서, 방출기 어레이(800)는 3개의 상이한 제어 신호들, 즉 중앙 방출기(802)를 제어하기 위한 하나의 제어 신호, 제1 방출기 그룹(804)을 제어하기 위한 제2 제어 신호, 및 제2 방출기 그룹(806)을 제어하기 위한 제3 제어 신호를 사용하여 광을 방출하도록 제어될 수 있다.
방출기 어레이(800)는, 적응형 광원 모듈에 통합될 때, 장면에서 상이한 시야들을 선택적으로 조명하는 데 사용될 수 있다. 이는, 하나 이상의 카메라들이 이러한 상이한 시야들의 이미지들을 캡처하는 데 사용될 때 유용할 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 목표 시야(예를 들어, 디바이스에 의해 자동으로 결정되거나 사용자 입력을 사용하여 설정될 수 있음)를 선택하도록 구성될 수 있다. 이어서, 디바이스는 결정된 목표 시야에 적어도 부분적으로 기초하여(그리고 전형적으로 장면 콘텐츠 및 조건들에 적어도 부분적으로 기초하여) 원하는 조명 프로파일을 선택하도록 구성될 수 있다. 적응형 광원 모듈은 선택된 조명 프로파일에 따라 장면을 조명할 수 있고, 하나 이상의 카메라들은 이 조명 동안 하나 이상의 이미지들을 캡처하는 데 사용될 수 있다. 이러한 하나 이상의 이미지들은 목표 시야에 대응하는 시야에서 캡처될 수 있다. 예를 들어, 이 조명 동안 이미지를 캡처하기 위해 다중-카메라 시스템의 하나의 카메라가 선택될 수 있고, 목표 시야는 카메라의 시야와 매칭되도록 선택될 수 있다. 다른 경우들에서, 카메라는 카메라의 시야보다 더 작은 시야를 갖는 이미지를 캡처하도록 지시될 수 있고(이는 카메라에 의해 캡처된 이미지를 크로핑(cropping)함으로써 달성될 수 있음), 목표 시야는 이러한 더 작은 시야와 매칭되도록 선택될 수 있다.
목표 시야가 변화할 때, 활성화될 방출기들(뿐만 아니라 활성 방출기들에 제공되는 상대적 전류)의 선택은 새로운 조명 프로파일을 설정하도록 변화될 수 있다. 예를 들어, 도 8b는, 도 1a 내지 도 1c와 관련하여 전술한 다중-카메라 시스템(102)과 연관된 시야들을 조명할 때 적응형 광원 모듈의 방출기 어레이(800)를 제어하는 상이한 모드들을 도시하는 그래프를 도시한다. 하나의 모드에서, 적응형 광원 모듈은 제3 시야(116)(즉, 이 경우에 3개의 시야들 중 가장 좁은, 다중-카메라 시스템(102)의 제3 카메라(108)의 시야)를 조명하는 데 사용된다. 제1 모드에서, 전류는 중앙 방출기(802)(이는 도 7b와 관련하여 위에서 논의된 바와 같이 시야(116)를 채우도록 크기설정될 수 있음)로만 구동된다.
더 큰 시야로 이동할 때, 적응형 광원 모듈은 제3 시야(116)보다 큰 제2 시야(114)(즉, 다중-카메라 시스템(102)의 제2 카메라(106)의 시야)를 조명하기 위해 제2 모드에서 동작할 수 있다. 이 모드에서, 중앙 방출기(802), 제1 방출기 그룹(804), 및 제2 방출기 그룹(806) 각각은 제2 시야(114)를 적어도 부분적으로 채우도록 활성화될 수 있다(그러나 이러한 조명 중 일부는 또한 제2 시야(114)를 넘어 연장될 수 있음을 이해해야 한다). 상대적 전류량들은 제2 시야(114)에 대한 미리 결정된 조명 밝기 및 균일성을 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 이 모드에서, 제1 방출기 그룹(804)의 각각의 방출기는 중앙 방출기(802)보다 더 많은 전류를 수신할 수 있으며, 이는 결국 제2 방출기 그룹(806)의 방출기들 각각보다 더 많은 전류를 수신할 수 있다.
마지막으로, 가장 넓은 시야로 이동할 때, 적응형 광원은 제3 시야(112)(즉, 다중-카메라 시스템(102)의 제1 카메라(104)의 시야)를 조명하기 위해 제3 모드에서 동작할 수 있다. 제2 모드와 마찬가지로, 중앙 방출기(802), 제1 방출기 그룹(804), 및 제2 방출기 그룹(806) 각각은 제2 시야를 적어도 부분적으로 채우도록 활성화될 수 있지만, 각각의 그룹에 인가된 상대적 전류는 제1 시야(112)에 대해 선택된 상이한 미리 결정된 조명 밝기 및 균일성을 달성할 수 있다. 예를 들어, 이 모드에서, 제1 방출기 그룹(804) 및 제2 방출기 그룹(806) 둘 모두로부터의 각각의 방출기는 중앙 방출기(802)보다 더 많은 전류를 수신할 수 있다. 그러나, 모드 내에서, 중앙 방출기(802), 제1 방출기 그룹(804), 및 제2 방출기 그룹(806) 사이의 상대적 전류 분포들이 그 모드에 대한 밝기와 균일성 사이의 균형을 변화시키도록 조정될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
본 명세서에 설명된 적응형 광원 모듈들에서, 각각의 방출기 또는 방출기들의 그룹은 대응하는 목표 조명 세기를 장면에 제공하도록 제어되며, 이는 장면에 전달되는 전체 광 세기를 집합적으로 제어한다. 실제로, 특정 유닛이 장면을 조명하는 방식에 영향을 줄 수 있는, 제조 공차에 의해 야기되는 것과 같은, 디바이스 간 변동이 있을 수 있다. 예를 들어, 적응형 광원 모듈의 렌즈와 방출기 어레이 사이의 약간의 시프트는 방출기 어레이에 의해 제공되는 조명의 균일성을 변화시킬 수 있다. 따라서, 적응형 광원 모듈은 각각의 방출기 또는 방출기들의 그룹이 구동 설정들의 대응하는 세트를 갖도록 보정될 수 있다. 각각의 구동 설정은 목표 장면 세기를 제공하기 위해 개별 방출기 또는 방출기들의 그룹들에 적용될 전류 레벨에 대응한다.
적응형 광원 모듈이 목표 장면 조명을 제공하는 데 사용될 때, 적응형 광원 모듈의 드라이버는 방출기 어레이의 각각의 방출기 또는 방출기들의 그룹에 의해 제공될 목표 장면 세기를 식별할 수 있다. 이어서, 드라이버는 각각의 방출기 또는 방출기들의 그룹에 대한 대응하는 구동 전류를 설정하기 위해 목표 장면 세기에 대한 특정 구동 설정을 사용하여, 그 방출기 또는 방출기들의 그룹을 그에 따라 구동할 수 있다. 따라서, 구동 설정들(및 대응하는 구동 전류들)은 유닛마다 다를 수 있지만, 적응형 광원 모듈들은 유닛들에 걸쳐 일관된 조명을 제공할 수 있다.
전술한 설명은, 설명의 목적을 위해, 설명된 실시예들의 충분한 이해를 제공하기 위해 특정 명명법을 사용한다. 그러나, 특정 상세사항들은 설명되는 실시예들을 실시하는 데 필수적인 것은 아니라는 것이, 본 설명을 읽은 후에, 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 명세서에 설명된 특정 실시예들의 전술한 설명들은 예시 및 설명의 목적들을 위해 제시된다. 이들은 총망라하고자 하거나 실시예들을 개시된 정확한 형태들로 제한하려고 하는 것은 아니다. 많은 수정예들 및 변형들이 상기 교시 내용들에 비추어 가능하다는 것이, 본 설명을 읽은 후에, 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

Claims (20)

  1. 광원 모듈로서,
    투명 창을 포함하는 하우징;
    상기 투명 창을 통해 광을 방출하도록 위치되고 구성된 방출기 어레이; 및
    렌즈를 포함하며, 상기 렌즈는 상기 투명 창과 상기 방출기 어레이 사이에 위치되고 상기 방출기 어레이 위에 위치된 이미징 영역을 포함하는, 광원 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 투명 창은 중심점 주위에 위치된 복수의 동심 프리즘들을 갖는 프리즘형 표면을 포함하고, 상기 복수의 동심 프리즘들의 각각의 동심 프리즘은 제1 각도로 상기 중심점을 향해 기울어진 내부 면 및 제2 각도로 상기 중심점으로부터 멀어지게 기울어진 외부 면을 갖는, 광원 모듈.
  3. 제2항에 있어서, 상기 복수의 동심 프리즘들의 각각의 동심 프리즘에 대한 상기 제1 각도 및 제2 각도는 각각 16도 미만인, 광원 모듈.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 동심 프리즘들의 각각의 동심 프리즘에 대한 상기 제1 각도 및 제2 각도는 각각 5도 내지 12도인, 광원 모듈.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하우징은 기판 및 캡을 포함하고, 상기 광 방출기 어레이는 상기 기판에 의해 지지되는, 광원 모듈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 렌즈의 부착 영역은, 상기 캡이 상기 부착 영역의 상부 표면과 접촉하고 상기 기판이 상기 부착 영역의 저부 표면과 접촉하도록, 상기 하우징 내에 위치되고 구성되는, 광원 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 렌즈는 상기 하우징의 일부분에 연결된 부착 영역 및 상기 이미징 영역과 상기 부착 영역 사이의 중간 영역을 포함하는, 광원 모듈.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중간 영역은 내부 측벽을 갖는 환형 본체로서 형상화되고, 상기 내부 측벽은 상기 이미징 영역의 적어도 일부분을 에워싸는(encircle), 광원 모듈.
  9. 제7항에 있어서, 상기 광원 모듈은 광 센서를 추가로 포함하며, 상기 중간 영역의 적어도 일부분은 상기 광 센서 위에 위치되는, 광원 모듈.
  10. 제8항에 있어서, 상기 중간 영역의 후방 표면은 상기 방출기 어레이의 상부 표면보다 기판에 더 가까운, 광원 모듈.
  11. 시스템으로서,
    광원 모듈을 포함하며, 상기 광원 모듈은,
    투명 창을 포함하는 하우징;
    상기 투명 창을 통해 광을 방출하도록 위치되고 구성된 방출기 어레이; 및
    상기 투명 창과 상기 방출기 어레이 사이에 위치되는 렌즈를 포함하고,
    상기 방출기 어레이의 적어도 하나의 중앙 방출기는 상기 방출기 어레이의 적어도 하나의 주변 방출기보다 더 큰, 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 시스템은 제1 시야를 갖는 제1 카메라를 추가로 포함하고, 상기 광원 모듈은 상기 적어도 하나의 중앙 방출기에 의해 생성된 광이 상기 제1 시야를 채우도록 구성되는, 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중앙 방출기는 제1 중앙 방출기를 포함하고, 상기 광원 모듈은 추가로, 상기 제1 중앙 방출기에 의해 방출된 광이 상기 제1 시야를 채우도록 구성되는, 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중앙 방출기는 복수의 중앙 방출기들을 포함하고, 상기 광원 모듈은 추가로, 상기 복수의 중앙 방출기들에 의해 집합적으로 방출된 광이 상기 제1 시야를 채우도록 구성되는, 시스템.
  15. 제11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 중앙 방출기는 복수의 중앙 방출기들을 포함하고, 상기 적어도 하나의 주변 방출기는 상기 복수의 중앙 방출기들을 둘러싸는(surround) 복수의 주변 방출기들을 포함하는, 시스템.
  16. 이미지 캡처 동안 장면을 조명하는 방법으로서,
    상기 장면의 목표 시야를 결정하는 단계;
    상기 결정된 목표 시야에 적어도 부분적으로 기초하여 조명 프로파일을 결정하는 단계;
    적응형 광원 모듈(adaptive light source module)을 사용하여 상기 결정된 조명 프로파일에 따라 상기 장면을 조명하는 단계; 및
    상기 장면을 조명하는 동안 상기 결정된 목표 시야의 이미지를 캡처하는 단계를 포함하며,
    상기 적응형 광원 모듈은 복수의 방출기들을 갖는 방출기 어레이를 포함하고,
    상기 장면을 조명하는 단계는 상기 결정된 목표 시야가 제1 시야일 때 상기 복수의 방출기들의 제1 서브세트로 광을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 결정된 목표 시야가 제2 시야일 때 상기 복수의 방출기들 모두로 광을 생성하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 방출기들의 상기 제1 서브세트는 제1 방출기를 포함하고, 상기 제1 방출기로 광을 생성하는 단계는 상기 제1 시야를 채우는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 복수의 방출기들 모두로 광을 생성하는 단계는 상기 제2 시야를 채우는, 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 제2 시야는 상기 제1 시야보다 더 큰, 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 제1 시야는 제1 카메라의 시야에 대응하고, 상기 제2 시야는 제2 카메라의 시야에 대응하는, 방법.
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