TWI642974B - 多孔徑成像裝置、其製造方法及成像系統 - Google Patents

多孔徑成像裝置、其製造方法及成像系統 Download PDF

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安德列斯 布魯克納
安德列斯 布勞爾
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Abstract

一種多孔徑成像裝置包括：一影像感測器；並置光學通道之一單行陣列，其中每一光學通道包括用於將一物件區域之一部分區域投影在該影像感測器之一影像感測器區域上的光學件；及光束偏轉構件，其用於使該等光學通道之一光學路徑偏轉。該多孔徑成像裝置包括用於產生該影像感測器、該單行陣列及該光束偏轉構件之間的一相對移動的致動器構件，其中該致動器構件經配置以使得該致動器構件至少部分地配置於藉由一立方體之側面橫跨的兩個平面之間，其中該立方體之該等側面定向為平行於彼此以及平行於該單行陣列之一行延伸方向及該影像感測器與該光束偏轉構件之間的該等光學通道之該光學路徑之部分。該立方體之一體積處於一最小值，且仍包括該影像感測器、該單行陣列及該光束偏轉構件。

Description

多孔徑成像裝置、其製造方法及成像系統
發明領域
本發明係關於多孔徑成像裝置及其製造方法。另外，本發明係關於成像裝置及用於產生移動之組件的配置，以及多孔徑成像系統。
發明背景
習知攝像機具有對總物場進行成像之成像通道。攝像機具有自適應性組件，其允許調適成像系統且藉此增寬製造公差及操作溫度範圍，或允許自動聚焦以及光學影像穩定化功能。用於產生用於實現聚焦及光學影像穩定化功能之移動的組件經配置以使得該等組件在多個方向上圍封光軸或目標而不阻斷成像光學路徑。攝像機及/或多孔徑成像裝置具有小型化需求。
因此，將需要實現用於俘獲總視場同時確保高影像品質之小型化多孔徑成像裝置的概念。
發明概要
因此，本發明之目標為提供多孔徑成像裝置、其製造方法 及成像系統，其允許多孔徑成像裝置及/或成像系統之小型化實施且獲得高品質影像。
此目標係藉由獨立請求項之標的物解決。
本發明之核心想法為以下發現：基於單行陣列、影像感測器及光束偏轉構件之間的相對移動，可獲得聚焦及/或光學影像穩定化以實現高影像品質。在藉由影像感測器、光束偏轉構件及單行陣列之位置橫跨或界定的立方體之平面中配置致動器構件歸因於沿垂直於此平面之方向不存在致動器構件而實現沿此方向的小裝設空間要求。
根據一實施例，一種多孔徑成像裝置包括：影像感測器；並置光學通道之單行陣列，其中每一光學通道包括用於將物件區域之部分區域投影在影像感測器之影像感測器區域上的光學件；光束偏轉構件，其用於使光學通道之光學路徑偏轉；以及致動器構件，其用於產生影像感測器、單行陣列及光束偏轉構件之間的相對移動。該致動器構件經配置以使得該致動器構件至少部分地配置於藉由立方體之側面橫跨的兩個平面之間，其中立方體之側面定向為平行於彼此以及平行於單行陣列之行延伸方向及影像感測器與光束偏轉構件之間的光學通道之光學路徑之部分，且立方體之體積處於最小值，且仍包括影像感測器、單行陣列及光束偏轉構件。
根據另一實施例，一種成像系統包括一第一多孔徑成像裝置及至少一第二多孔徑成像裝置，且經組配以至少立體地俘獲物件區域。
根據另一實施例，一種用於製造多孔徑成像裝置 之方法包括：提供影像感測器；配置並置光學通道之單行陣列，以使得每一光學通道包括用於將物件區域之部分區域投影在影像感測器之影像感測器區域上的光學件。該方法包括：配置用於使光學通道之光學路徑偏轉的光束偏轉構件；及配置用於產生影像感測器、單行陣列及光束偏轉構件之間的相對移動之致動器構件。該致動器構件經配置以使得該致動器構件至少部分地配置於藉由立方體之側面橫跨的兩個平面之間，其中立方體之側面定向為平行於彼此以及平行於單行陣列之行延伸方向及影像感測器與光束偏轉構件之間的光學通道之光學路徑之部分，且立方體之體積處於最小值，且仍包括影像感測器、單行陣列及光束偏轉構件。
其他較佳實施例為附屬請求項之標的物。
10、40、140、150、160、170、180、200、220、250‧‧‧多孔徑成像裝置/第一多孔徑成像裝置/第二多孔徑成像裝置
10a‧‧‧第一多孔徑成像裝置
10b‧‧‧第二多孔徑成像裝置
12、12a、12b‧‧‧影像感測器
13a、13b、13c、13d‧‧‧影像感測器區域
14、14a、14b‧‧‧單行陣列
15‧‧‧載體
16a、16b‧‧‧光學通道
17a、17b、17c、17d‧‧‧光學件
18‧‧‧光束偏轉構件
22、22a、22b、22c、22d‧‧‧光學路徑
24‧‧‧行延伸方向
25、99‧‧‧平面
26a‧‧‧第一平面
26b‧‧‧第二平面
28‧‧‧致動器構件
32、79‧‧‧旋轉軸線
34‧‧‧虛擬立方體
36‧‧‧厚度方向
38‧‧‧尺寸或延伸量
43‧‧‧部分
44‧‧‧區域
46、48‧‧‧距離
52、52'‧‧‧旋轉移動
54a、54b、54c、54d、54a'、54b'、54c'、54d'‧‧‧光束偏轉元件
56、56'a、56'b、57a、57b、102‧‧‧第一致動器/第二致動器
57‧‧‧第二致動器
56a、56b、57'、72c、72d‧‧‧致動器
58、62‧‧‧影像軸線
59‧‧‧平移移動
64‧‧‧方向
66‧‧‧音圈致動器
66a、66c、66e、66f、72a、72b‧‧‧第一致動器/第二致動器/音圈驅動器
66b、66d‧‧‧第一致動器/第二致動器/音圈驅動器/音圈馬達
68‧‧‧復原元件/彈簧元件
68a、68b、68c、68d‧‧‧彈簧元件
73a、73b‧‧‧組件
74‧‧‧壓電致動器
74a、74b‧‧‧第一致動器/第二致動器/壓電致動器/彎曲致動器
75、75a、75b‧‧‧線圈
76‧‧‧末端/區域
77‧‧‧可移動元件
78‧‧‧機械偏轉構件/機械偏轉元件
78a、78b‧‧‧機械偏轉構件/機械連接件
81a、81b‧‧‧側面
82、82a、82b、82c、82d‧‧‧軸承
83a、83b‧‧‧磁體
84a‧‧‧可撓性機械連接件/機械偏轉構件
84b‧‧‧偏轉元件/機械偏轉構件
92a‧‧‧第一檢視方向
92b‧‧‧第二檢視方向
94a、94b‧‧‧透明區域
98‧‧‧第三空間軸線/方向
104a、104b、274‧‧‧主要側面
105‧‧‧中間位置或中心位置
106a、106b、106c、106d‧‧‧部分視場(物件區域之部分區域)
260‧‧‧總視場(物件區域)
270‧‧‧成像系統
272‧‧‧外殼
276a、276b‧‧‧次要側面
A1‧‧‧線性移動/方向
A2‧‧‧線性移動
Pos1‧‧‧第一位置
Pos2‧‧‧第二位置
下文將參看隨附圖式論述本發明之較佳實施例。圖式展示：圖1為根據實施例之多孔徑成像裝置之示意性透視圖；圖2為圖1之多孔徑成像裝置之示意性側視橫截面圖；圖3為用於說明組件配置之圖1的多孔徑成像裝置之示意性俯視圖；圖4為根據實施例之另一多孔徑成像裝置之示意性透視圖；圖5為根據實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中單一陣列連接至實施為音圈馬達之兩個致動器且其中實現影像感測器與陣列之間的距離改變以用於聚焦功能；圖6a至圖6h為根據實施例之用於移動單行陣列或光束偏轉 構件的驅動器概念之示意性俯視圖；圖7為影像感測器、單行陣列及光束偏轉構件之示意性俯視圖，其中圖5及圖6a至圖6h之致動器的操作模式根據實施例組合；圖8a為基於壓電致動器以平移方式移動之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，且其中實現影像感測器與陣列之間的距離改變以用於聚焦功能；圖8b為圖8a之影像感測器及單行陣列之示意性側視圖；圖9a為根據實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中相較於圖8a，單行陣列連接至兩個壓電致動器且其中實現影像感測器與陣列之間的距離改變以用於聚焦功能；圖9b為圖9a之影像感測器及單行陣列之示意性側視圖；圖10a為根據實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中實現影像感測器與陣列之間的距離改變以用於聚焦功能；圖10b為圖10a之影像感測器及單行陣列之示意性側視圖；圖11a為根據另一實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中兩個壓電致動器連接至影像感測器且其中實現影像感測器與陣列之間的距離改變以用於聚焦功能；圖11b為圖11a之影像感測器陣列及單行陣列之示意性側視圖；圖12a為根據實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中壓電致動器與單行陣列之間具有可撓性機械連接件；圖12b為根據實施例之可與圖12a相比較的影像感測器及單 行陣列之配置，其中致動器經由機械偏轉構件連接至單行陣列；圖13a為根據實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中影像感測器沿行延伸方向相對於單行陣列以相對方式移動；圖13b為根據實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中兩個致動器實現影像感測器相對於單行陣列之移動；圖14為根據實施例之另一多孔徑成像裝置之示意性俯視圖；圖15為根據實施例之多孔徑成像裝置之示意性俯視圖，其中光束偏轉構件形成為平面反射面；圖16為根據實施例之多孔徑成像裝置之示意性俯視圖，其中致動器構件包括音圈驅動器；圖17a為根據實施例之多孔徑成像裝置之示意性俯視圖，其中光束偏轉構件包括多個光束偏轉元件；圖17b為圖17a之多孔徑成像裝置之示意性俯視圖，其中光束偏轉構件包含已改變位置；圖18a為根據實施例之多孔徑成像裝置之示意性俯視圖，該多孔徑成像裝置相對於圖17a之多孔徑成像裝置包括用於改變影像感測器與單行陣列之間的距離的壓電致動器；圖18b為圖1之多孔徑成像裝置的在已改變位置中之光束偏轉構件；圖19a為根據實施例之影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中單行陣列連接至致動器構件之致動器； 圖19b為根據實施例之圖19a之多孔徑成像裝置之示意性側視橫截面圖，其中致動器完全配置於兩個平面之區域內；圖20a為根據實施例之多孔徑成像裝置之示意性俯視圖，該多孔徑成像裝置包含根據圖19a及圖19b之影像感測器及單行陣列之配置；圖20b為圖20a之多孔徑成像裝置之示意性側視橫截面圖；圖21a為根據實施例之影像感測器及單行陣列的組態之示意性俯視圖，其中致動器連接至影像感測器；圖21b為根據實施例之根據圖21a的組態之示意性側視橫截面圖；圖22a為根據實施例之多孔徑成像裝置之示意性俯視圖，其中致動器構件之致動器連接至影像感測器；圖22b為根據實施例之根據圖20b的多孔徑成像裝置之示意性側視橫截面圖，其中致動器連接至影像感測器；圖23a為根據實施例之影像感測器及單行陣列的組態之示意性俯視圖，其中致動器配置於影像感測器之背對單行陣列的一側；圖23b為圖23a之組態之示意性側視橫截面圖；圖24a為根據實施例之影像感測器及單行陣列的示意性俯視圖，其中致動器藉助於機械連接件而連接至單行陣列；圖24b為圖24a之組態之示意性側視橫截面圖；圖25為根據實施例之具有經樞轉光束偏轉構件的多孔徑成像裝置之示意性側視橫截面圖；圖26為如可藉由本文中所描述之實施例俘獲的總視場之示 意性說明；圖27為根據實施例之成像系統之示意性透視圖；及圖28為包括具有共同影像感測器之第一多孔徑成像裝置及第二多孔徑成像裝置的示意性結構。
較佳實施例之詳細說明
在下文將參看圖式詳細地論述本發明之實施例之前，應注意，不同圖中之相同、功能上相等或相等元件、物件及/或結構在不同圖中具備相同參考數字，以使得說明於不同實施例中的對此等元件之描述可互換及/或可彼此適用。
參考諸如前方、後方、左方、右方、頂部或底部之相對位置的詞來描述下文所描述之實施例。顯然，在不限制本文中所描述之教示的情況下，此等詞可彼此互換或成對。因此，此等詞並不具有限制效應，但僅用以改良可理解性。
圖1展示根據實施例之多孔徑成像裝置10之示意性透視圖。多孔徑成像裝置10包括影像感測器12、並置光學通道16a及16b之單行陣列14。每一光學通道包括用於將物件區域之部分區域投影在影像感測器12之影像感測器區域13a或13b上的光學件17a或17b。多孔徑成像裝置10包括用於使光學通道16a或16b之一個、若干或每一光學路徑22a及/或22b偏轉的光束偏轉構件18。光學通道可被視為光學路徑22a及22b之曲面。光學路徑22a及22b可穿過陣列14，以使得光學通道16a及16b亦可穿過陣列14。光學通道16a及16b在影像感測器12與光束偏轉構件18之間沿光束偏轉方向的軸向延伸量上不受(例如)陣列14限制。
單行陣列14可(例如)包括光學通道所穿過之載體15。為此，載體15可按不透明方式組配，且可具有用於光學通道之透明區域。光學通道之光學件可在透明區域內或鄰近於透明區域而配置及/或配置於其終端區域處。替代地或另外，載體15可按透明方式形成且可包含(例如)聚合物材料及/或玻璃材料。光學件(透鏡)可配置於載體15之表面上，光學件影響總視場之各別部分視場在影像感測器12之各別影像感測器區域13a至13b上之投影。
影像感測器區域13a及13b可各自(例如)由包括各別像素陣列之晶片形成，其中影像感測器區域可安裝於共同基體或共同板上。替代地，以下情況亦將為有可能的：影像感測器區域13a及13b各自由跨越影像感測器區域13a及13b連續地延伸之共同像素陣列之部分形成，其中共同像素陣列(例如)形成於單一晶片上。接著，例如，僅在影像感測器區域13a及13b中讀出共同像素陣列之像素值。
顯然，此等替代例之不同組合亦係可能的，諸如針對兩個或多於兩個通道存在一個晶片及針對不同通道或其類似者存在另一晶片。在影像感測器12之若干晶片的狀況下，該等晶片可(諸如)以其全部一起或以群組或類似形式安裝於(例如)一個或若干板上。
如在圖2之上下文中更詳細地描述，影像感測器12、陣列14及光束偏轉方向18可在空間中橫跨立方體。立方體亦可被視為虛擬立方體，且可具有(例如)最小體積，且詳言之，沿垂直於y方向或厚度方向之方向具有最小延伸量，且可包括影 像感測器、單行陣列14及光束偏轉構件18。亦可考慮最小體積以使得該最小體積描述藉由影像感測器12、陣列14及/或光束偏轉構件18之配置及/或操作移動橫跨的立方體。單行陣列14可包含光學通道16a及16b可能彼此平行地並置所沿的行延伸方向24。行延伸方向24在空間中可為固定的。
虛擬立方體可具有在影像感測器12與光束偏轉構件18之間分別平行於彼此、平行於單行陣列14之行延伸方向24以及平行於光學通道16a及16b之光學路徑22a及/或22b之部分而對置地導引的兩個側面。簡言之，但在無限制效應之情況下，此等側面可(例如)為虛擬立方體之頂部及底部。兩個側面可橫跨第一平面26a及第二平面26b。此意謂立方體之兩個側面可各自分別為平面26a及26b之部分。多孔徑成像裝置之其他組件可完全但至少部分地配置於平面26a與26b之間的區域內，以使得沿平行於平面26a及/或26b之表面法線的方向的多孔徑成像裝置10的裝設空間要求為低的，此為有利的。多孔徑成像裝置之體積可具有平面26a與26b之間的低或最小裝設空間。多孔徑成像裝置之裝設空間沿平面26a及/或26b之橫向側或延伸方向可為大的或具有任何大小。虛擬立方體之體積(例如)受影像感測器12、單行陣列14及光束偏轉構件之配置影響，其中根據本文中所描述之實施例的此等組件之配置可經執行以使得此等組件沿垂直於該等平面之方向的裝設空間且因此平面26a及26b彼此之距離變為低的或最小的。相較於組件之其他配置，虛擬立方體之體積及/或其他側面之距離可擴大。
多孔徑成像裝置10包括用於產生影像感測器12、 單行陣列14及光束偏轉構件18之間的相對移動的致動器構件28。該致動器構件至少部分地配置於平面26a與26b之間。致動器構件28可經組配以繞至少一個軸線以旋轉方式及/或沿一個或若干方向以平移方式移動影像感測器12、單行陣列14或光束偏轉構件18中之至少一者。為此，致動器構件28可包含經組配以相對於其他組件中之至少一者移動影像感測器12、單行陣列14及/或光束偏轉構件18的至少一個致動器。
如下文更詳細地描述，改變影像感測器12與單行陣列14之間的距離可用於(例如)改變光學通道16a及/或16b之焦點。替代地或另外，可實現光學影像穩定化。為此，可藉由致動器構件28基於影像感測器12相對於單行陣列14及/或單行陣列相對於影像感測器之移動而產生影像感測器12與單行陣列14之間的平移相對移動。可沿行延伸方向24或沿平行於其或反平行於其之方向產生相對移動，以便獲得沿待俘獲之影像之第一影像軸線的光學影像穩定化。替代地或另外，可產生光束偏轉構件18之(例如)沿行延伸方向24之橫向移位，及/或光束偏轉構件18繞旋轉軸線32之旋轉，以用於多孔徑成像裝置10之檢視方向之間的切換及/或用於沿第二影像軸線之光學影像穩定化。在空間中，旋轉軸線32可(例如)平行於行延伸方向24及/或垂直於該方向而配置。可繞軸線32執行光束偏轉構件18之旋轉移動，其中軸線32可平行於行延伸方向24而配置。
根據實施例，致動器構件28經組配以產生影像感測器12、單行陣列14及光束偏轉構件18之間的相對移動，以使得獲得沿垂直於平面26a及/或26b之方向的多孔徑成像裝置10之 小延伸量。致動器構件可經組配(例如)以便產生影像感測器12及單行陣列14之間的平行及/或反平行於行延伸方向24的相對平移移位及光束偏轉構件繞軸線32之旋轉移動以用於光學影像穩定化。此情形可防止或消除對沿垂直於平面26a及/或26b之厚度方向的裝設空間之保留且可實現小型化多孔徑成像裝置。此意謂光學影像穩定化並不增加或僅稍微增加沿垂直於行延伸方向24及垂直於影像感測器12與光束偏轉構件18之間的光學路徑22a及/或22b之方向的虛擬立方體之大小。此方向可(例如)為y方向，該方向亦可被稱作厚度方向。在空間中，光學路徑22a及/或22b可(例如)沿x方向至少以區段在影像感測器12與光束偏轉構件18之間穿過。在空間中，行延伸方向24可(例如)基本上平行於z方向而配置。
x方向、y方向及z方向可(例如)橫跨笛卡爾座標系統。根據其他實施例，x軸、y軸及/或z軸彼此成≠90°之角度。在平面26a與26b之間配置致動器構件28的優點為多孔徑成像裝置10沿厚度方向y之延伸量並不因致動器構件28而增加或因致動器構件僅不顯著地增加。此情形實現至少沿y方向或垂直於行延伸方向24之小型化或扁平結構化多孔徑成像裝置。此情形允許在扁平外殼中配置多孔徑成像裝置。
圖2展示多孔徑成像裝置10之示意性側視橫截面圖。虛線說明如在圖1之上下文中所論述之虛擬立方體34。虛擬立方體34具有(例如)最小體積，且仍包括影像感測器12、單行陣列14及光束偏轉構件18，其中虛擬立方體34可考慮光束偏轉構件18、單行陣列14及影像感測器12之預期移動。平面26a及26b 可包括虛擬立方體34之兩個側面或可由該等側面橫跨。多孔徑成像裝置10之厚度方向36可正交於平面26a及/或26及/或平行於y方向而配置。
致動器構件可具有平行於厚度方向36之尺寸或延伸量38。為尺寸38之最多50%、最多30%或最多10%的部分43可自平面26a與26b之間的區域44開始突出於平面26a及/或26b外，或可在區域44外突出。此意謂致動器構件28在最多情況下亦不顯著地突出於平面26a及/或26b外。根據實施例，致動器構件28並不突出於平面26a及26b外。多孔徑成像裝置10沿厚度方向26之延伸量不因致動器構件28而增加係有利的。
圖3展示用於說明虛擬立方體之多孔徑成像裝置10之示意性俯視圖。致動器構件可經實施以改變影像感測器與單行陣列之間的距離46。此可(例如)基於影像感測器12及/或單行陣列14沿x方向或沿影像感測器12與光束偏轉構件18之間的光學通道之光學路徑的曲線的移位而執行。此處，距離46之改變可與距離48之同時改變組合，或距離48不受影響，亦即，可維持距離48。此處，同時可意謂距離48與距離46在同一時間間隔期間改變，及/或隨後在俘獲總視場之前改變。舉例而言，當改變焦點位置(亦即，距離46)時，光束偏轉構件18可相應地藉由致動器構件28協同移動，以使得距離48保持恆定或至少基本上恆定。替代地，光束偏轉構件18可靜止以使得距離48可變。替代地或另外，致動器構件28可經組配以改變光束偏轉構件18與單行陣列40之間的距離48。舉例而言，致動器構件28可經組配以使光束偏轉構件18及/或單行陣列14沿影像感測器12與光束偏轉 構件之間的光學通道之光學路徑的部分相對於彼此以平移方式移動。替代地或另外，致動器構件28可經組配以將光束偏轉構件18設定為處於繞旋轉軸線32之旋轉移動52。替代地或另外，致動器構件28可經組配以使光束偏轉構件18平行於行延伸方向24以平移方式移位，例如，從而切換多孔徑成像裝置10之檢視方向。切換檢視方向可意謂光束偏轉構件使光學路徑以可變方式偏轉，以使得經偏轉光學路徑可穿過可變側面自多孔徑成像裝置10之外殼射出。
替代地或另外，致動器構件28可經組配以(例如)藉由沿行延伸方向24的單行陣列14之平移移動及/或影像感測器12之平移移動使單行陣列14及影像感測器12平行於行延伸方向24相對於彼此移動。此移動可用於沿至少一個影像軸線之光學影像穩定化。亦可按二維方式平行於行延伸方向且垂直於其(例如，沿z方向及沿y方向)而執行平移移動，以便實現沿兩個影像軸線之光學影像穩定化。
用於產生相對移動之致動器構件28可配置於影像感測器12之背對單行陣列14的一側，如(例如)圖2中所說明。簡言之，在無任何限制效應之情況下，此可被視為致動器構件28之致動器在影像感測器12後方的配置。替代地或另外，致動器構件28可沿平行於行延伸方向24之方向與虛擬立方體34橫向偏移地配置，如(例如)圖3中所說明。簡言之，在無任何限制效應之情可下，此可被視為致動器在影像感測器12、單行陣列14及/或光束偏轉構件18旁側之配置。替代地或另外，致動器構件28或其至少一個致動器可配置於光束偏轉構件之背對單行陣列14 的一側。此意謂相對移動可包括影像感測器與單行陣列之間的沿平行於穿過影像感測器12與光束偏轉構件18之間的光學通道的光學路徑的光束方向的距離46之改變，或單行陣列14與光束偏轉構件18之間的沿光束方向的距離48之改變。此相對移動可實現焦點位置之改變。替代地或另外，沿行延伸方向24的單行陣列14之平移相對移動及/或影像感測器12之平移相對移動可實現光學影像穩定化。
致動器構件可包括諸如音圈馬達之致動器，其經組配以改變影像感測器12相對於在垂直於單行陣列14之行延伸方向24且平行於影像感測器12之平面25中的單行陣列14之相對位置以用於光學影像穩定化。相對位置可沿一個或兩個方向可變。
圖4展示根據實施例之多孔徑成像裝置40之示意性透視圖。多孔徑成像裝置40包括影像感測器12，該影像感測器包括(例如)四個影像感測器區域或影像感測器部分區域13a至13d。每一影像感測器區域13a至13d可經分配至一光學通道。單行陣列14包括四個光學件17a至17d，該等四個光學件為沿行延伸方向24配置之並置光學通道的部分。光束偏轉構件18包括(例如)可對應於光學通道之數目及/或光學件17a至17d之數目的數目個光束偏轉元件54a至54d。每一光束偏轉元件54a至54d可(例如)經組配以使平行於彼此而延行之光學路徑22a至22d至少以區段在影像感測器12與光束偏轉構件18之間於不同方向上偏轉，以使得每一光學路徑22a至22d被導引至總視場(物件區域)之不同但部分重疊的部分視場中。此意謂雖然光學路徑22a至22d可在同 一檢視方向上偏轉，但在藉由光束偏轉構件偏轉之後，光學路徑22a至22d在同一檢視方向內彼此可成角度，以便導引至不同的部分視場中。光束偏轉元件54a至54d可(例如)為琢面及/或不同彎曲面。此處，琢面之數目可不同於光學通道之數目。光學路徑22a至22d可在影像感測器12與光束偏轉構件18之間平行於彼此而定向，且可藉由光束偏轉構件偏轉至不同方向上。替代地或另外，單行陣列之光學件可使光學路徑22a至22d沿至少一個方向偏轉，以使得光學路徑22a至22d無法平行於彼此而照射在光束偏轉構件18上。
致動器構件28包括經組配以使單行陣列14沿行延伸方向24及/或其相反方向以平移方式移動的第一致動器56。致動器構件28包括經組配以產生旋轉移動52之第二致動器57。基於旋轉移動52，可沿垂直於行延伸方向24之影像軸線58獲得光學影像穩定化。旋轉移動相對於光束偏轉構件18之位置可(例如)具有±15°、±10°或±1°之角度範圍。此可被視為(例如)圍繞光束偏轉構件之穩定或位置離散位置的額外傾斜。基於單行陣列14之平移移動，可沿平行於行延伸方向24之影像軸線62獲得光學影像穩定化。
替代地或另外，致動器56或另一致動器可經組配以沿行延伸方向24或其相反方向移動影像感測器12。使單行陣列40以平移方式移位可為有利的，以便將僅極少機械應力施加於影像感測器之電連接件上。
替代地或另外，致動器57可經組配以使光束偏轉構件18相對於單行陣列14及/或影像感測器12平行於行延伸方向 24或相反於行延伸方向而移動，以便獲得沿影像軸線62之光學影像穩定化。行延伸方向24可平行於影像軸線62而配置。
如圖4中所說明，光束偏轉構件18經組配以使光學通道之光學路徑22a至22d沿(例如)正y方向偏轉。疊加於可(例如)藉由致動器57產生之旋轉移動52上以用於光學影像穩定化的旋轉移動可具有使光學路徑22a至22d在不同方向上(例如，沿負y方向)偏轉的效應。光束偏轉構件18在兩個側面上可(例如)以反射方式組配，亦即，各自以反射方式組配之兩個主要側面。旋轉移動亦可被視為在多孔徑成像裝置40之檢視方向之間切換。在檢視方向之間切換可(例如)藉由沿一個、兩個或若干方向穩定之光束偏轉構件18的位置執行，其中對於多孔徑成像裝置40之檢視方向，各自可被提供光束偏轉構件18之一個穩定位置。如在其他實施例之上下文中所描述，多孔徑成像裝置可經組配以使得檢視方向之間的切換亦基於光束偏轉構件18之平移移動而執行。平移移動或旋轉移動可經組配以使得光束偏轉構件在穩定位置之間切換。
在下文中，將描述致動器構件之致動器的一些有利配置及/或實施。本文中所描述之有效原理可按任意方式組合或合併或替代。
圖5展示示意性俯視圖影像感測器12及單行陣列14，其中單行陣列14連接至致動器構件之組配為音圈馬達的兩個致動器56a及56b。致動器66a及66b經組配以沿方向64移動單行陣列，以便改變單行陣列14與影像感測器之間的距離46。方向64可在空間中垂直於行延伸方向24而配置，且可(例如)平行於光 學通道之光學路徑的方向而延行。基於距離46之改變，光學通道之焦點可變化以使得可獲得聚焦功能及/或自動聚焦功能。替代致動器56或除致動器56外，亦可(例如)配置致動器66a及66b且該等致動器可為致動器構件28之部分。可同時或個別地控制致動器66a及66b，以便特定地調整陣列14相對於影像感測器12之平行或有角度定向。
圖6a展示影像感測器12、單行陣列14及光束偏轉構件18之示意性俯視圖。致動器56a及56b連接至單行陣列14或配置於其上，且經組配以使單行陣列14沿行延伸方向24移位。此意謂致動器構件可包括經組配以沿行延伸方向24移動單行陣列14之致動器56a及/或56b。
基於單行陣列14沿行延伸方向24之移位，例如，可獲得沿影像軸線62之光學影像穩定化。單行陣列14可機械連接至復原元件68。此元件可(例如)為復原彈簧。彈簧元件68可(例如)經組配以在由致動器56a及/或56b產生之力不存在時將單行陣列14移動至預定義位置及/或初始位置中。此位置可為(例如)沿行延伸方向24之最小位置或最大位置，及/或中心位置。致動器56a可經組配以改變影像感測器12相對於平面25中之單行陣列14的相對位置。彈簧元件68可實施為(例如)機械彈簧、氣動彈簧、液壓彈簧或其他類型之彈簧。致動器56a及/或56b可實施為(例如)音圈驅動器。光束偏轉構件可連接至致動器57a及/或57b，該等致動器可經組配以將光束偏轉構件18設定為處於旋轉移動52中，如在關於圖4中所說明之致動器57之上下文中描述。繞旋轉軸線32之旋轉移動52可用於沿垂直於旋轉軸線32之影像軸線 (例如，在描述於關於圖4之上下文中的(例如)垂直於影像軸線62而配置之影像軸線58上)的光學影像穩定化。簡言之，影像軸線58及62可為垂直於彼此而配置的橫跨待俘獲之影像之影像區域的影像軸線。
致動器57a及57b可形成為(例如)氣動、液壓、壓電致動器；DC馬達；步進馬達；熱致動器；靜電致動器；電致伸縮及/或磁致伸縮致動器或驅動器；交流電馬達及/或音圈驅動器。
圖6b展示影像感測器12及單行陣列14之配置之示意性俯視圖。單行陣列14可連接最多個致動器72a至72d，其各自經組配以沿單一方向24或64移動單行陣列14。基於若干致動器力之平行或順序疊加，可沿若干方向(亦即，在同一方向上或串列地，亦即，在疊加之不同方向上)發生陣列14之平行移位。致動器72a可經組配以(例如)使單行陣列14沿方向64移位。另一致動器72b可經組配以使單行陣列14沿行延伸方向24移位。儘管說明致動器72a及72b包含共同定子磁體，但兩個致動器72a及72b亦可由個別組件(亦即，獨立於彼此)形成。
致動器72a及72b可配置於單行陣列14之第一側。在單行陣列14之第二側(例如，沿行延伸方向24之對置側)，可配置一個或若干其他致動器，諸如等效於致動器72a及72b且經組配以連同致動器72a及/或72b產生單行陣列14之移位的致動器72c及72d。詳言之，致動器72a及72b可具有個別控制且結合個別控制具有個別偏轉，以使得產生單行陣列14相對於影像感測器12之特定傾斜。一般而言，驅動器72a至72d可具有個別控制以便 補償(例如)致動器72a至72d之所獲得移動與控制量的模型相依偏離。
彈簧元件68a至68d可配置於單行陣列14與固定錨點之間，且可經組配以在無致動器72a至72d之力起作用時調整參考位置，諸如單行陣列14之最大位置或中心位置。雖然在單行陣列14之一側說明兩個彈簧元件68a及68b或68c及68d，但亦可配置不同數目個彈簧元件，諸如：無彈簧元件；一個彈簧元件；或可串列或並列連接之多於兩個彈簧元件。
圖6c展示圖5b之配置之示意圖，其中致動器72a及72c之至少一個組件73a或73b分別配置於單行陣列14之背對影像感測器12的一側。組件73a及73b可(例如)為形成為音圈驅動器之致動器72a及72d的音圈，其中亦可不同地形成致動器。又，其他組件(諸如，定子磁體)可配置於單行陣列14之背對影像感測器12的一側。若致動器72a及/或72c形成為不同於音圈驅動器，則各別組件可配置於單行陣列14之面向或背對影像感測器12的一側。替代地，亦有可能在單行陣列14旁側橫向地(亦即，沿行延伸方向24)配置致動器之一個或若干組件。
雖然圖6b及圖6c經描述以使得致動器72之位置對稱且致動器72a至72d相同地形成，但致動器組件或完整致動器之位置及類型可自由組合及變化。
圖6d展示根據圖6b之配置之示意性俯視圖，其中致動器72a及72b以及致動器57a及57b具有音圈驅動器中之線圈及磁體的互換配置。以彼方式，致動器57a、57b或72a至72d中之至少一者可經組配以使得如所說明，一個磁體連接至可移動物件 (光束偏轉構件18或單行陣列14)，而線圈75靜止。以彼方式，特定而言，用以電方式獲得之磁力，可按靜止方式執行對線圈之電施加，以使得可防止電能至可移動組件之傳送，此為有利的。
換言之，致動器可經配置以使得用於自動聚焦及/或光學影像穩定化之驅動器直接作用於光學件陣列。線圈及磁體可按任意方式互換。彈簧元件可經配置以允許引導及/或重設可移動組件。彈簧元件可配置於固定懸置件上。
圖6e展示在可經配置以(例如)用於獲得光束偏轉構件18之旋轉移動(例如，旋轉移動52)時的驅動器之示意性側視橫截面圖。
驅動器可包括形成為(例如)音圈驅動器，但獨立於彼此之兩個致動器57a及57b，驅動器亦可實施一個或若干任意其他致動器原理。舉例而言，致動器57a經組配以產生線性移動A1。線性移動A1可平行或反平行於方向64。舉例而言，致動器57b經組配以產生線性移動A2，該線性移動具有在空間中垂直於線性移動A1而配置的方向分量或完全垂直於線性移動A1而配置。另外，線性移動可在空間中垂直於行延伸方向24。致動器57a之可移動元件77(例如，懸臂或從動件)可連接至光束偏轉構件之旋轉軸線79。致動器57b可經組配以提供與可移動元件77之力耦合，諸如機械或磁性耦合。因此，基於線性移動A2，線性移動A1移動可移動元件77所沿之方向可受影響。此可用於(例如)藉由機械接觸建立或釋放可移動元件77與旋轉軸線79之間的力耦合。
基於可移動元件77與旋轉軸線79之間的力耦合及沿正方向64之線性移動A1，可獲得沿順時針方向之旋轉移動52。沿負方向64之線性移動A1可產生在逆時針方向上之旋轉移動52。不管致動器57a之完整致動器行程，若需要在該等方向中之一者上的進一步旋轉移動52，則致動器可在藉由線性移動A2釋放可移動元件77與旋轉軸線79之間的力耦合之後移回而不對光束偏轉構件施加任何致動器力。此後，可(諸如)藉由在相反方向上之線性移動A2再次建立可移動元件77與旋轉軸線79之間的力耦合。此亦可藉由復原彈簧元件68來獲得。隨後，可再次移動致動器57a，以使得經由旋轉軸線79執行光束偏轉構件之進一步旋轉移動。
圖6f展示圖6d之致動器概念之示意性側視橫截面圖，其中可移動元件77經組配為可由旋轉軸線79在兩個側面上接觸(例如，組配為叉形物或框架)，以使得可移動元件77之兩個對置側面81a及81b在旋轉移動52期間交替地與旋轉軸線79力耦合，亦即，最多與兩個側面81a或81b中之一者力耦合。因此，例如，在與側面81a接觸時沿正方向64之線性移動A1及另外在與側面81b接觸時沿負方向64之線性移動A1可實現在順時針方向上之旋轉移動52。
替代地或另外，在與側面81a接觸時沿負方向64之線性移動A1及另外在與側面81b接觸時沿正方向64之線性移動A1可實現在逆時針方向上之旋轉移動52。與旋轉軸線79接觸或力耦合之側面81a或81b之間的切換可藉助於致動器57b之構件或線性移動A2執行。此情形允許使用致動器57a在線性移動A1之兩 個方向上的致動器行程。因此，相較於圖6e之概念，致動器57a之行程之較高部分可用於旋轉移動52，此可導致較快速旋轉移動及/或較低能量消耗。
圖6g展示可移動元件77之位置之示意圖，其中側面81a及側面81b皆不與旋轉軸線79接觸，此係(例如)因為基於線性移動A2，與一個側面之力耦合被釋放且與另一側面之力耦合尚未被建立。
雖然圖6f及圖6g經說明以使得兩個對置側面可與旋轉軸線力耦合，但兩個對置側面亦可為兩個鄰近側面。雖然圖6f及圖6g經說明以使得側面81a及81b沿水平行程彼此對置地配置，但側面81a及/或81b中之至少一者亦可沿垂直方向配置。舉例而言，致動器57a及57b之位置亦可相互互換。
結合光束偏轉構件18，可藉由此致動器獲得大的且實際上不受限制的設定角度，以便獲得多孔徑成像裝置之檢視方向的切換。另外，同一致動器單元可用於提供光束偏轉單元18之所需旋轉移動以用於獲得沿方向58之影像穩定化，其中相比用於切換多孔徑成像裝置之檢視方向的角度，需要較小旋轉角度，且必要移動係僅基於(例如)致動器57a沿方向A1之致動。
另外，可移動元件77與旋轉軸線79之間的耦合點可經組配以使得在兩個組件接觸時且在不發生沿方向A1之移動時防止另一旋轉移動。換言之，在致動器57a之非致動的狀況下，可移動元件77與旋轉軸線79之間的耦合點用以固定旋轉軸線79之定向角度，且因此具有鎖定製動之效應。
在一個實施例中，對於致動器57b之非致動的狀況，存在可移動元件77與旋轉軸線79之機械耦合。換言之，當致動器57b斷開時，存在耦合。因此，在致動器57b斷開時，有利地獲得鎖定製動之效應，此導致較低能量消耗。為施加獲得機械耦合所必要之力，例如，可使用彈簧元件68。
如圖6h中所指示，在致動器57a或57b中之至少一者中，磁體或線圈之配置亦可互換，以使得磁體83a及/或83b以可移動方式配置且致動器57a及57b之線圈57a及/或57b分別以靜止方式配置。
換言之，致動器亦可實施為線性驅動器之組合，該等線性驅動器中之一者(例如，致動器57a)經組配以提供可移動元件之前進，且另一者經組配以提供可移動元件與被驅動元件之旋轉軸線之間的可變耦合。懸臂或可移動元件可執行垂直於前進方向之傾斜移動或純平移移動。
圖7展示影像感測器12、單行陣列14及光束偏轉構件18之示意性俯視圖，其中組合分別圖5及圖6之致動器66a與56a以及66b與56b之操作模式。亦可考慮此以使得致動器66a與56a以及66b與56b分別以堆疊方式配置。單行陣列可(例如)在單行陣列14之末端位置處連接至致動器72a及72b，該等致動器沿行延伸方向24連接至單行陣列14。致動器72a及/或72b可經組配以沿行延伸方向24(亦即，平行及/或反平行於其)且沿方向64移動單行陣列14。第一音圈驅動器之柱塞可(例如)至少部分地包括第二音圈驅動器之錨定件。因此，致動器72a及72b可實現自動聚焦功能或聚焦功能以及沿行延伸方向24及/或影像軸線62之影 像穩定化。致動器57a及57b可實現沿影像軸線58之光學影像穩定化。雖然根據圖7中之實施例，兩個致動器72a及72b配置於單行陣列14上且兩個致動器57a及57b配置於光束偏轉構件18上，但可分別配置一個致動器72a或72b及一個致動器57a或57b。舉例而言，單行陣列14或光束偏轉構件18之自由末端可藉由軸承以可移動方式安裝。替代地，可配置多於兩個致動器。結構可另外包含用於引導移動之結構元件，諸如用於將反作用力施加至由致動器產生之力的滑動件、滾輪或彈簧軸承以及彈簧元件。
圖8a展示影像感測器12及基於壓電致動器74沿方向64以平移方式移動之單行陣列14的示意性俯視圖。致動器74可為致動器構件28之部分，且可配置於上影像感測器12之背對單行陣列14的一側。此意謂影像感測器12可配置於致動器74與單行陣列14之間。致動器74可經組配以(例如)沿方向64或其相反方向而變形。致動器74可(例如)形成為壓電式彎曲致動器，且可經組配以沿方向64或其相反方向移動(可能非夾持)末端76。替代末端76(末端區域)或除該末端(末端區域)外，在致動器74變形時，致動器74之不同區域亦可沿平行於穿過光學通道之光學路徑的光束方向移動。
機械偏轉構件78可配置於致動器74與單行陣列14之間，該構件將壓電致動器74之移動傳送至單行陣列14以使得單行陣列沿方向64或其相反方向以平移方式移動，以便改變多孔徑成像裝置之光學焦點。機械偏轉構件78及/或單行陣列14可經由軸承82安裝，以使得單行陣列14之移動自由度受致動器74在方向64或反平行於該方向之方向上的偏轉限制。致動器74可 為經組配以在致動期間沿平行於穿過光學通道之光學路徑的光束方向變形的彎曲致動器。此情形實現聚焦功能之高精確度且達成大移動速度。壓電致動器之優點為實現多孔徑成像裝置10在扁平外殼中之配置，例如，在行動電話(諸如，智慧型手機)中。
致動器74沿行延伸方向之延伸量可(例如)在以下範圍內：至少1mm且最多100mm；至少2mm且最多50mm；或至少7mm且最多25mm，例如，大約15mm。單行陣列及/或影像感測器針對光學影像穩定化而沿行延伸方向之平移移動的程度可在以下範圍內：至少10μm且最多2000μm；至少20μm且最多1000μm；或至少50μm且最多500μm，例如，大約300μm。結構可進一步包含用於引導移動之結構元件，諸如用於將反作用力施加至由致動器產生之力的滑動件、滾輪或彈簧軸承以及彈簧元件。
圖8b展示圖8a之影像感測器12及單行陣列14之示意性側視圖。致動器構件之致動器74完全配置於平面26a與26b之間。
圖9a展示影像感測器及單行陣列之示意性俯視圖，其中相較於圖8a，單行陣列14連接至兩個壓電致動器74a及74b。機械偏轉構件78a可配置於單行陣列14與壓電致動器74a之間，如描述於圖8a之機械偏轉構件78的上下文中。類似地，壓電致動器74可經由機械偏轉構件78b連接至單行陣列14。簡言之，可歸因於單行陣列14之一側(圖8a)或兩側(圖9a)致動而產生影像感測器12與單行陣列之間的距離。
圖9b展示圖9a之影像感測器12及單行陣列14之示意性側視圖。致動器構件之致動器74a/74b完全配置於(例如)平面26a與26b之間。
圖10a展示影像感測器12及單行陣列14之示意性俯視圖，其中基於影像感測器12沿方向64或其相反方向之移動而實現用於聚焦功能之距離46的改變。致動器(例如，壓電致動器74)可經由機械偏轉構件78直接或間接地連接至影像感測器12，且可經組配以在致動期間使影像感測器12沿方向64或其相反方向移位。由於距離46可對聚焦光學通道起重要作用，因此影像感測器12抑或單行陣列14移動以用於改變距離46對聚焦功能不具有或僅具有次要影響。移動單行陣列14以便將影像感測器12之電接點的機械應力保持為低可係有利的。結構可仍包含用於引導移動之結構元件，諸如用於將反作用力施加至由致動器產生之力的滑動件、滾輪或彈簧軸承以及彈簧元件。
圖10b展示圖10a之影像感測器12及單行陣列14之示意性側視圖。壓電致動器配置於平面26a與26b之間。
圖11a展示影像感測器12及單行陣列14之示意性俯視圖，其中兩個壓電致動器74a及74b連接至影像感測器12且經組配以改變影像感測器12與單行陣列14之間的距離46。亦可在無機械偏轉構件之軸承的情況下實施圖10a、圖10b、圖11a及圖11b之組態的相對移動，此係因為可執行至移動組件之對稱力施加。藉由致動器74a及74b之比較性移位，可防止單行陣列14或影像感測器12之傾斜。結構可進一步包括用於引導移動之結構元件，諸如用於將反作用力施加至由致動器產生之力的滑動 件、滾輪或彈簧軸承以及彈簧元件。
圖11b展示圖11a之影像感測器及單行陣列的配置之示意性側視圖。
雖然圖8a、圖8b、圖9a、圖9b、圖10a、圖10b、圖11a及圖11b之致動器經說明以使得影像感測器12(例如)分別配置於單行陣列14與致動器74以及74a及74b之間，但致動器中之至少一者可配置於光束偏轉構件之背對單行陣列14的一側，以使得光束偏轉構件18配置於致動器與單行陣列14之間。此意謂影像感測器12或光束偏轉構件18可配置於致動器構件之一個致動器74與單行陣列14之間。致動器74可經組配以改變影像感測器12與單行陣列14之間的距離46。
機械偏轉構件78以及78a及78b分別可經組配有高剛性，且可假設為(例如)剛性體。
圖12a展示影像感測器12及單行陣列14之示意性俯視圖，其中相較於圖8a中之說明，可撓性機械連接件配置於壓電致動器74與單行陣列14之間。致動器之移動方向可基於軸承82a而偏轉。可撓性機械連接件84a可為(例如)可撓性帶、鋼絲結構或鋼絲帶，其中軸承82a經組配以使致動器74之移動沿方向64偏轉以使得實現單行陣列14沿行延伸方向24之平移移動。另一偏轉元件84b可配置於單行陣列14之與可撓性機械偏轉元件84a對置而配置的一側，該可撓性機械偏轉元件配置於復原元件68與單行陣列14之間。基於復原元件68，例如，在取消壓電致動器74之致動時，可使單行陣列14返回至預定義位置。相較於圖8a，致動器之配置可用於單行陣列14沿行延伸方向24之平移 移動，從而用於沿影像軸線62之光學影像穩定化。
預定義位置可(例如)為致動器74及/或單行陣列14之最小偏轉，其基於致動器74之致動而朝向較高值(例如，最大值)改變。
圖12b展示可與圖12a比較的影像感測器及單行陣列14之配置，其中致動器74a及致動器74b可分別經由機械偏轉構件84a及84b連接至單行陣列14之兩側，以便允許單行陣列14沿行延伸方向24之往復移動。
圖13a展示影像感測器12及單行陣列14之示意性俯視圖，其中根據圖12a之用於光學影像穩定化的概念的修改之處在於，影像感測器12沿行延伸方向24相對於單行陣列14以相對方式移動。基於軸承82a至82d，影像感測器12之移動可限於沿行延伸方向24之平移移動。
圖13b展示影像感測器12及單行陣列14之示意性俯視圖，其中如描述於圖12b之上下文中的用於獲得光學影像穩定化之概念的修改之處在於，基於致動器74a及74b之致動，獲得影像感測器12沿行延伸方向24相對於單行陣列14之移動。此意謂致動器構件可具有兩個致動器，其中致動器中之至少一者可形成為彎曲致動器。致動器可經組配以改變影像感測器12與單行陣列14之間的距離，且在致動期間沿平行於穿過光學通道之光學路徑的光束方向變形。第一致動器74a及第二致動器74b可連接至單行陣列14沿行延伸方向24之不同區域、末端及/或末端區域。
顯然，致動原理可彼此組合而無限制。詳言之， 例如，可藉由相對於單行陣列14移動影像感測器12來獲得影像穩定化及/或可基於單行陣列14相對於影像感測器12之移動來獲得焦點改變。根據其他實施例，用於產生組件之相對移動的原理可互換。根據其他實施例，又，僅一個組件可相對於另一組件移動(例如，單行陣列14相對於影像感測器12或影像感測器相對於單行陣列)，以便獲得沿影像軸線62之影像穩定化以及焦點改變兩者。
圖14展示根據實施例之多孔徑成像裝置140之示意性俯視圖。致動器74a及74b經組配以沿方向64或其相反方向移動單行陣列14，如圖9a之上下文中所描述。音圈驅動器72a及72b配置於單行陣列上，該等驅動器經組配以使單行陣列14沿行延伸方向24或其相反方向移位，如圖7之上下文中所描述。
致動器57'連接至光束偏轉構件18，且經組配以產生旋轉移動52'。旋轉移動52'可包括如圖7之上下文中所描述的旋轉移動52，且可用於沿影像軸線58之光學影像穩定化。替代地或另外，致動器57'可經組配以產生旋轉移動52'，以使得光學通道之光學路徑偏轉所沿之多孔徑成像裝置140的檢視方向沿一個、兩個或若干方向(沿第一檢視方向92a及/或第二檢視方向92b)以穩定方式偏轉。第一檢視方向92a及/或第二檢視方向92b可平行及/或反平行於y方向而配置。檢視方向92a及/或92b可(例如)基本上垂直於行延伸方向24及垂直於影像感測器12與光束偏轉構件18之間的光學通道之線路而配置。檢視方向可在空間中以任意方式在光束偏轉構件相對於光學路徑之定向上延行。
光學通道之光學路徑可分別包括外殼之透明區域 94a及94b，在外殼中多孔徑成像裝置140經配置以便俘獲總視場或部分視場。旋轉移動52可疊加至光束偏轉構件18之沿一個、兩個或若干方向穩定的位置以便獲得旋轉移動52'。亦可考慮此以使得用於產生光學通道之檢視方向的光束偏轉構件18之此位置離散位置可與用於光學影像穩定化之類似移動疊加。雖然多孔徑成像裝置140經描述以使得其包含兩個檢視方向92a及92b，但多孔徑成像裝置140亦可至少包含受光束偏轉構件18之偏轉角影響的第三檢視方向。此意謂光束偏轉構件18可經組配以使光學通道之光學路徑至少在第一檢視方向92a及第二檢視方向92b上偏轉。致動器構件可包含至少一個致動器，例如，經組配而以旋轉方式移動光束偏轉構件之致動器57'。致動器57'a可配置於光束偏轉構件之垂直於第一或第二檢視方向而配置的平面中，例如，至少部分在平面26a與26b之間的區域中。光束偏轉構件18可包含(例如)光束偏轉元件(琢面)54a至54d。
在透明區域94a及/或94b之區域中，可配置可切換光闌。孔徑可(例如)為機械或電致變色孔徑。該等光闌可被控制以使得其在由各別透明區域94a或94b俘獲不到總視場時至少部分地光學關閉透明區域94a及/或94b。
圖15展示多孔徑成像裝置150之示意性俯視圖，其相較於多孔徑成像裝置140的修改之處在於，光束偏轉構件18形成為平面反射表面。舉例而言，光束偏轉構件18經形成以使得其包含各自以反射方式形成之第一主要側面及第二主要側面(例如，正面及背面)。基於光束偏轉構件18之傾斜，光束偏轉構件18之第一主要側面配置成以一角度面向單行陣列14，例如， 可獲得第一檢視方向92a。若光束偏轉構件18基於旋轉移動52'而移動以使得第二主要側面配置成以一角度面向光束偏轉構件18，則可獲得第二檢視方向92b。光束偏轉構件18可按平面或彎曲方式組配。光束偏轉構件18之曲率可允許光學通道之光學路徑沿不同方向偏轉至總視場之不同部分視場。若以平面方式實施光束偏轉構件18，則可基於單行陣列14之光學件獲得光學通道之光學路徑的偏轉。
圖16展示多孔徑成像裝置160之示意性俯視圖。致動器構件包括連接至單行陣列14且經組配以改變影像感測器12與單行陣列14之間的距離46的音圈驅動器66a及66c。多孔徑成像裝置160及致動器構件分別包括連接至單行陣列14且經組配以沿行延伸方向24移動單行陣列14之音圈驅動器66b及66d。另外，致動器構件包括經組配以產生旋轉移動52'之音圈驅動器66e及66f。
換言之，致動器構件可包括經組配以改變影像感測器12相對於在平行於行延伸方向24且平行於影像感測器之平面中之單行陣列14的相對位置的音圈馬達，例如，音圈馬達66b及66d。
圖17a展示多孔徑成像裝置170之示意性俯視圖，其中光束偏轉構件18包括可對應於光學通道之數目乘以檢視方向之數目的多個光束偏轉元件54a至54d及54a'至54d'。基於偏轉元件54a至54d在單行陣列14前方之配置，光學通道之光學路徑可為可沿檢視方向92a偏轉的。致動器構件之音圈致動器66可經組配以相對於單行陣列14沿行延伸方向24或其相反方向移動光 束偏轉構件18。
圖17b展示多孔徑成像裝置170之示意性俯視圖，其中光束偏轉構件18包含第二位置以使得光束偏轉元件54a'至54d'使光學通道之光學路徑偏轉，以使得多孔徑成像裝置170包含第二檢視方向92b。光束偏轉元件54a'至54d'可具有(例如)與光束偏轉元件54a至54d不同之傾角或表面曲率。
此意謂多孔徑成像裝置之檢視方向可基於光束偏轉構件18之旋轉移動及/或平移移動而產生，其中兩種移動可在虛擬立方體內發生且可將多孔徑成像裝置170之裝設高度保持為低的。
另外，多孔徑成像裝置170及其致動器構件分別包含音圈驅動器72a及72b，以便改變影像感測器12與單行陣列14之間的距離且沿行延伸方向24移動單行陣列14。
圖18a展示多孔徑成像裝置180之示意性俯視圖，其相對於多孔徑成像裝置170的修改之處在於，致動器構件包含用於改變影像感測器12與單行陣列14之間的距離的壓電致動器74a及74b。圖18a展示在第一位置中之光束偏轉構件18。圖18b展示在第二位置中之光束偏轉構件18，其中光束偏轉構件18可相對於圖18a中之組態平移移動。
圖19a展示影像感測器12及單行陣列14之示意性俯視圖，其中單行陣列14連接至致動器構件之致動器56'a及56'b，該等致動器經組配以相對於彼此垂直配置之三個空間軸線移動單行陣列。第一空間軸線可為行延伸方向24。第二空間軸線可為方向64。第三空間軸線98可橫跨垂直於方向64a連同行延 伸方向24之平面。致動器56'a及56'b可經組配以沿行延伸方向24及/或方向98移動單行陣列14以獲得光學影像穩定化(OIS)，及/或沿方向64移動單行陣列14以便獲得自動聚焦功能AF。如圖19b中所說明，致動器56'b及/或致動器56'a可完全配置於平面26a及26b內。根據實施例，致動器56'a及/或56'b亦可稍微突出於此等平面外。簡言之，亦可參考此配置以使得在方向98被稱作高度方向時，致動器56'a及56'b配置於單行陣列14旁側。
圖20a展示包含根據圖19a及圖19b之影像感測器12及單行陣列14之配置的多孔徑成像裝置200之示意性俯視圖。根據第一選項，多孔徑成像裝置200包含經組配以基於旋轉移動52'而移動以便在檢視方向92a與92b之間改變的光束偏轉構件18。根據第二選項，多孔徑成像裝置200包含經組配以沿行延伸方向24移動以便在檢視方向92a與92b之間改變的光束偏轉構件18，如(例如)在圖17a及圖17b之上下文中所描述。替代地或另外，根據選項1之光束偏轉構件18及根據選項2之光束偏轉構件18可經配置以便獲得(例如)增加數目個檢視方向。舉例而言，根據第一選項之光束偏轉構件18可至少部分為透明的以便將光學通道之光學路徑的部分導引於根據第二選項之光束偏轉構件18上。
圖20b展示多孔徑成像裝置200之示意性側視橫截面圖。基於旋轉移動52'，多孔徑成像裝置200沿方向98之延伸量可少於根據圖19a及圖19b之致動器56'a及56'b的配置之延伸量，此係因為(例如)影像感測器12與單行陣列14之間的沿方向98的相對移動可省略。此意謂可省略提供用於此相對移動之裝設空 間。光束偏轉構件18經組配以使光學通道之光學路徑至少在第一檢視方向92a及第二檢視方向92b上偏轉。致動器構件包括一個或若干致動器56a'及/或56'b。至少一個致動器56'a及/或56'b配置於光束偏轉構件18配置所在之平面99中。平面99可垂直於第一檢視方向92及/或第二檢視方向92b而配置。替代地或另外，可配置本文中所描述之其他致動器。
圖21a展示影像感測器12及單行陣列14之組態之示意性俯視圖，該組態相對於根據圖19a之組態經修改以使得致動器56'a及致動器56'b可連接至影像感測器12以便產生影像感測器12與單行陣列14之間的沿方向24、64及/或98的相對移動。
圖21b展示根據圖21a之組態之示意性側視橫截面圖，該組態與根據圖19b之組態相同或可比較，其中致動器56'b連接至影像感測器12。
圖22a展示多孔徑成像裝置220之示意性俯視圖，該多孔徑成像裝置相對於多孔徑成像裝置200的修改之處在於，致動器構件之致動器56'a及56'b連接至影像感測器12，如圖21a之上下文中所描述。光束偏轉構件18可藉由基本上平行於行延伸方向24而延行之平移移動59在第一位置Pos1與第二位置Pos2之間切換。
圖22b展示可與根據圖20b之側視橫截面圖比較的多孔徑成像裝置220之示意性側視橫截面圖，其中致動器56'a及/或56'b可連接至影像感測器12。
圖23a展示包括影像感測器12及單行陣列14之組態之示意性俯視圖，其中多孔徑成像裝置之致動器構件之一個 致動器102配置於影像感測器12之背對單行陣列14的一側且連接至影像感測器12。致動器102經組配以沿方向64移動影像感測器12以便改變光學通道之焦點。另外，致動器102可允許沿方向98及/或24之移動(例如)以獲得光學影像穩定化。
致動器102可實施為(例如)氣動、液壓、壓電致動器；DC馬達；步進馬達；熱致動器；靜電致動器；電致伸縮及/或磁致伸縮致動器或驅動器；交流電馬達及/或音圈驅動器。致動器102可(例如)為壓電或熱致動式彎曲致動器。簡言之，致動器102在影像感測器12後方以便移動影像感測器。
圖23b展示圖23a之組態之示意性側視橫截面圖。該組態之裝設高度並不因致動器102之配置而增加或因致動器之配置而僅稍微增加。
圖24a展示影像感測器12及單行陣列14之示意性俯視圖，其中組態相對於圖23a中之視圖的修改之處在於，致動器102藉助於機械連接件78a及78b連接至單行陣列14且經組配以相對於影像感測器12移動單行陣列14。另外，致動器102可經組配以相對於影像感測器12沿軸線24、98及/或64移動單行陣列14。
圖24b展示圖24a之組態之示意性側視橫截面圖。
雖然上文所描述之實施例中的一些係關於影像感測器12及單行陣列14之配置或組態，但影像感測器及單行陣列可易於鄰近於光束偏轉構件而配置，以使得此等組態可易於傳送至多孔徑成像裝置。根據實施例，影像感測器及單行陣列之所描述組態描述多孔徑成像裝置之組件。
圖25展示包括影像感測器12、單行陣列14及繞旋轉軸線32樞轉之光束偏轉構件18的多孔徑成像裝置250之示意性側視橫截面圖。
光束偏轉構件18可在兩個位置Pos1與Pos2之間切換，以便使光學通道之光學路徑22在第一檢視方向92a及/或第二檢視方向92b上偏轉。該等位置可(例如)為穩定位置以使得光束偏轉構件18可按雙穩態方式切換。可能穩定之位置可由旋轉移動疊加以用於光學影像穩定化。檢視方向92a及92b可垂直於彼此、反向平行於彼此或彼此成不同角度而配置，且可(例如)受光束偏轉構件18在各別位置中之定向影響。光束偏轉構件18之中間位置或中心位置105可(例如)包括主要側面104a及/或104b相對於單行陣列14或影像感測器12或其主要側面之水平或垂直定向。以下情形係有利的：經由中心位置105在第一位置Pos1與第二位置Pos2之間切換實現多孔徑成像裝置250之小裝設高度及在至少兩個檢視方向上之使用。垂直於厚度方向(例如，沿x方向)之主要側面104a及/104b的尺寸可具有任何大小(亦即，幾乎獨立)而不增加多孔徑成像裝置250之裝設高度。
圖26展示在可(例如)藉由本文中所描述之多孔徑成像裝置俘獲時的總視場(物件區域)260之示意性說明。多孔徑成像裝置之光學通道的光學路徑可被導引於不同部分視場(物件區域之部分區域)106a至106d上，其中一個部分視場106a至106d可經分配至每一光學通道。部分視場106a至106d可重疊以便允許將個別部分影像接合至整個影像。若多孔徑成像裝置具有四個不同編號之光學通道中的一者，則總視場260可具有四個不同 編號之部分視場中的一者。替代地或另外，至少一個部分視場106a至106d可藉由兩個或較高數目個光學通道俘獲，以便獲得所產生影像之所謂的超解析度。光學通道之數目及/或部分視場之數目為(例如)任意的，且可具有至少兩個、至少三個、至少四個、至少十個、至少20個或甚至更高值之數目。
圖27展示包含經組配以各自俘獲總視場260(物件區域)之第一多孔徑成像裝置10a及第二多孔徑成像裝置10b的成像系統270之示意性透視圖。此意謂可按立體方式俘獲物件區域。
根據其他實施例，多孔徑成像裝置中之至少一者可形成為多孔徑成像裝置10、40、140、150、160、170、180、200、220或250。根據其他實施例，成像系統270可包括根據本文中所描述之實施例的其他多孔徑成像裝置，以便對物件區域260或不同物件區域進行成像。
如在本文中所描述之實施例的上下文中所陳述，多孔徑成像裝置10a或10b可經組配以改變各別多孔徑成像裝置及因此成像系統270之檢視方向，以便改變總視場260在空間中之位置。
成像系統270可形成為攜帶型系統，詳言之，形成為行動通訊構件。攜帶型系統270可(例如)為：行動電話，諸如智慧型手機；行動電腦，諸如平板電腦；及/或行動音樂播放器。
成像系統270可包含外殼272。外殼272可按扁平方式形成。此意謂外殼272可具有沿三個空間軸線x、y及z之延 伸量。外殼272之主要側面274可(例如)配置於x/z平面中或平行於該平面而配置。次要側面276a及276b可(例如)將主要側面274彼此連接。可考慮扁平外殼以使得該外殼包括主要側面274之第一尺寸及第二尺寸(例如，沿x方向及沿z方向)，該等尺寸相對於第三尺寸(例如，沿y方向)具有至少三倍、至少五倍、至少七倍或甚至更高倍尺寸。舉例而言，扁平外殼可具有包括三倍於外殼厚度之寬度及/或包括四倍於外殼厚度之高度。
圖28展示在可配置於(例如)成像系統270中時之包括第一多孔徑成像裝置10a及第二多孔徑成像裝置10b的示意性結構。單行陣列14a及14b形成共同行。影像感測器12a及12b可安裝於共同基體或共同電路載體(諸如，共同板或共同撓曲板)上。替代地，影像感測器12a及12b亦可包括不同基體。此等替代例之不同混合亦係可能的，諸如包括共同影像感測器、共同陣列及/或共同光束偏轉構件18之多孔徑成像裝置，以及包括單獨組件之其他多孔徑成像裝置。共同影像感測器、共同單行陣列及/或共同光束偏轉構件之優點為可藉由控制少量致動器以高精確度獲得各別組件之移動，且可減少或避免致動器之間的同步。另外，可獲得高熱穩定性。替代地或另外，不同及/或相異的多孔徑成像裝置10、40、140、150、160、170、180、200、220及/或250亦可包含共同陣列、共同影像感測器及/或光束偏轉構件。
一種用於製造多孔徑成像裝置之方法可包括：提供影像感測器；配置並置光學通道之單行陣列以使得每一光學通道包括用於將物件區域之部分區域投影在影像感測器之影像 感測器區域上的光學件；配置用於使光學通道之光學路徑偏轉的光束偏轉結構；以及配置用於產生影像感測器、單行陣列及光束偏轉構件之間的相對移動的致動器構件。該致動器構件可經配置以使得該致動器構件至少部分地配置於藉由立方體之側面橫跨的兩個平面之間，其中立方體之側面定向為平行於彼此以及平行於單行陣列之行延伸方向及影像感測器與光束偏轉構件之間的光學通道之光學路徑之部分，其中立方體之體積處於最小值，且仍包括影像感測器、單行陣列及光束偏轉構件。
換言之，具有線性通道配置之多孔徑成像系統或設備的裝設高度朝向底部可受透鏡(光學件)之直徑限制。具有線性通道配置之多孔徑成像系統可旨在儘可能低的裝設高度。為了不使攝影機結構之裝設高度更進一步增加，用於實現影像感測器、成像光學件及可能現存之光束偏轉鏡面之間的相對移動的構件可置放於成像模組(影像感測器及單行陣列)旁側、之前及/或後方，但並不置放於成像模組上方及/或下方。
相對移動可沿兩個或多個方向以平移及/或旋轉方式類似地或穩定地執行，且可用於實現聚焦及光學影像穩定化功能。鏡面(光束偏轉構件)之移動可基於以下各者執行：氣動、液壓、壓電致動器；DC馬達；步進馬達；熱致動器；靜電致動器；電致伸縮及/或磁致伸縮致動器或驅動器。
本文中所描述之用於使用自動聚焦及/或光學影像穩定化的致動器構件之致動器可彼此獨立地(個別地)以同步方式或甚至彼此相同地被控制。此控制尤其亦適用於在外殼中(諸如，在多孔徑成像系統中)之多孔徑成像裝置的多重配置。
藉由配置用於實現多孔徑攝影機結構之單一組件之間的相對移動的所描述驅動、引導及固持元件以用於在不增加基本上由光學件之直徑判定之裝設高度的情況下實現相對移動，扁平攝像機可配置於扁平外殼中以使得扁平外殼可進一步小型化。
本文中所描述之實施例描述具有線性通道配置及最小裝設大小之多孔徑成像系統。
本文中所描述之實施例中的一些係關於基於音圈原理配置用於產生移動之組件以用於實現具有成像通道之線性配置的多孔徑成像系統中之聚焦及光學穩定化功能。
音圈馬達為頻繁使用或最頻繁使用之驅動器，且因其結構而適用於單孔徑原理，且可針對單孔徑原理經最佳化。
為實現聚焦功能，有利地，成像模組可藉由使用音圈驅動器而可沿光學通道之光軸移動，其中影像感測器可靜止，或影像感測器可藉由使用音圈驅動器而可沿光學通道之光軸移動，其中成像模組可靜止。為實現光學影像穩定化功能，例如或有利地，成像模組可藉由使用音圈驅動器可相對於靜止影像感測器在兩個維度上垂直於光學通道之光軸而移動，或影像感測器可藉由使用音圈驅動器可相對於靜止成像模組在兩個維度上垂直於光學通道之光軸而移動。可能所要或必要之復原力可由機械、氣動及/或液壓彈簧產生。
在使用光束偏轉鏡面時，替代地，可獲得光學影像穩定化之功能。此可藉由檢視方向之一維改變而執行，該一 維改變藉由改變鏡面相對於成像通道之光軸的定向而進行。可使經樞轉鏡面處於不同定向，其中鏡面之旋轉軸線可垂直或幾乎垂直於成像通道之光軸而延行。為調適垂直於上文所描述之檢視方向的檢視方向，影像感測器及/或陣列目標可橫向於彼此而移動。在組合兩種移動時，可獲得二維光學影像穩定化。可組合用於調適聚焦及/或光學影像穩定化之所描述解決方案。一個優點係，可在不增加基本上由透鏡之直徑判定之裝設高度的情況下獲得用於藉由使用音圈驅動器實現多孔徑攝影機結構之單一組件之間的相對移動的所要或必要的驅動、引導及/或固持元件。
根據其他實施例，描述用於基於壓電式彎曲轉換器及/或熱彎曲件配置產生移動之組件的配置以用於實現具有成像通道之線性配置之多孔徑成像系統中的聚焦及光學影像穩定化功能。
壓電式彎曲元件及熱彎曲元件可具有低切換時間及成本有效製造之優點。為提供足夠大之致動器行程，可按伸長方式形成該等元件以使得其在習知單孔徑攝像機中之使用導致裝設空間之大的增大且因此不加以使用。另一方面，具有線性通道配置之多孔徑成像系統相較於習知單孔徑目標可具有裝設空間之不同縱橫比。此處，具有線性通道配置之多孔徑成像系統的裝設高度朝向底部可受透鏡之直徑限制。具有線性通道配置之多孔徑成像系統可旨在儘可能低的裝設高度。為實現聚焦功能，有利地，成像模組可藉由使用一個或若干壓電式或熱彎曲轉換器沿通道之光軸移動，其中影像感測器可為靜止的， 或影像感測器可藉由使用一個或若干壓電式或熱彎曲轉換器沿通道之光軸移動，其中成像模組可為靜止的。此意謂影像感測器替代地可移動，其中成像模組為靜止的。可組合兩個概念。此處，系統可藉由使用一個或兩個彎曲轉換器來區分。裝設空間及/或結構之改善縱橫比可允許使用壓電式及/或熱彎曲轉換器而不會獲得結構之顯著增大。另外，有利地，可能不會獲得裝設高度之增大。
為實現光學影像穩定化功能，有利地，成像模組可藉由使用壓電式及/或熱彎曲轉換器相對於靜止影像感測器在兩個維度上垂直於光學通道而移動。可能所要或必要之復原力可由機械、氣動及/或液壓彈簧產生。替代地或另外，影像感測器可移動，其中成像模組可為靜止的。在使用光束偏轉鏡面時，替代地，可獲得光學影像穩定化功能。此可藉由檢視方向之一維改變獲得，該一維改變可藉由改變鏡面相對於成像通道之光軸的定向來獲得，該定向改變藉由使經樞轉鏡面處於不同定向來進行，其中鏡面之旋轉軸線可垂直或幾乎垂直於成像通道之光軸而延行。為調適垂直於上文所描述之檢視方向的檢視方向，影像感測器及/或陣列目標可橫向於彼此而移動。在組合兩種移動時，可獲得二維光學影像穩定化。可將用於調適聚焦及/或光學影像穩定化之所描述解決方案彼此組合。
此情形允許使用在習知結構中歸因於幾何邊界條件而不可能或不合乎需要的快速及/或成本有效之驅動器。
上文已提到可自光束偏轉方向開始在不同方向上導引光學路徑或光軸。此導引可獲得，此係因為光學路徑在光 束偏轉構件處之偏轉期間及/或藉由光學件而以偏離平行方式引導。光學路徑或光軸可在光束偏轉之前或在無光束偏轉時偏離平行。在下文中，將描述此情況以使得通道可具備一些預先發散。在具有光軸之此預先發散的情況下，例如，將有可能光束偏轉構件之琢面之並非所有琢面傾角彼此不同，但通道之一些群組(例如)具有傾角相同之琢面或導向相同傾角。該等群組可整體或連續聚集地形成，此係因為實際上一個琢面係分配至在行延伸方向上鄰近之通道的此群組。此等通道之光軸之發散接著可源自如藉由光學通道之光學件之光學中心與通道之影像感測器區域之間的橫向偏移獲得的此等光軸之發散。預先發散可(例如)限於一個平面。在光束偏轉之前或在無光束偏轉的情況下，例如，光軸可在共同平面中延行但在共同平面內發散，且琢面僅在另一橫向平面中實行額外分散，亦即，其全部平行於行延伸方向且相對於彼此而傾斜，另一橫向平面僅不同於光軸之上文所提及共同平面，其中若干琢面再次可具有相同傾角或可一起經分配至光軸(例如)在光束偏轉之前或在無光束偏轉的情況下已在光軸對的上文所提及之共同平面中不同的通道之群組。簡言之，光學件可允許光學路徑沿第一(影像)方向之(預先)發散，且光束偏轉構件允許光學路徑沿第二(影像)方向之發散。
可獲得上文所提及、可能存在之預先發散，此係(例如)因為物件之光學中心位於沿行延伸方向之直線上，而影像感測器區域之中心在影像感測器平面中之直線的點處(諸如，在以通道個別方式沿行延伸方向及/或沿垂直於行延伸方向及影像感測器法線兩者之方向偏離影像感測器平面中之上文所提及直 線上的點的點處)沿影像感測器區域的平面之法線偏離光學中心之投影而配置。替代地，可獲得預先發散，此係因為影像感測器之中心位於沿行延伸方向之直線上，而光學件之中心在光學件中心平面中之直線上的點處(諸如，在以通道個別方式沿行延伸方向及/或沿垂直於行延伸方向及光學件中心平面之法線兩者之方向偏離光學件中心平面中之上文所提及直線上的點的點處)沿光學件之光學中心的平面之法線偏離影像感測器之光學中心之投影而配置。較佳地，在與各別投影之上文所提及通道個別偏離僅在行延伸方向上延行時，亦即，光軸僅駐留於共同平面內且具備預先發散。光學中心及影像感測器區域中心兩者接著各自在平行於行延伸方向之直線上，但具有不同中間距離。透鏡與影像感測器之間的在垂直於行延伸方向之橫向方向上的橫向偏移將因此導致裝設高度之增加。行延伸方向上之純平面內偏移不會改變裝設高度，但可導致更少琢面及/或琢面僅具有角度定向上之傾斜，此簡化結構。因此，例如，分別鄰近之光學通道可具有在共同平面內延行之光軸，其各自相對於彼此偏斜(亦即，具備預先發散)。琢面可相對於光學通道之群組配置，可僅在一個方向上傾斜且可平行於行延伸方向。
另外，可提供以下情形：一些光學通道經分配至同一部分視場，諸如出於超解析度之目的或用於增加解析度，藉此各別部分視場由此等通道取樣。此群組內之光學通道將接著平行(例如，在光束偏轉之前平行)，且將藉由琢面偏轉於部分視場上。有利地，群組之通道的影像感測器之像素影像將處於此群組之不同通道的影像感測器之像素的影像之間的中間位置 中。
另一選項可為(例如，甚至不用於超解析度目的，而是僅用於立體目的)緊鄰通道之一群組在線延伸方向上藉由其部分視場完全覆蓋總視場且緊鄰通道之另一群組在其部分上完全覆蓋總視場的實施。
因此，以上實施例可按多孔徑成像裝置及/或包括此多孔徑成像裝置、具有單行通道配置之成像系統的形式實施，其中每一通道傳輸總視場之部分視場且部分視場部分地重疊。具有用於3D影像俘獲之立體、三重、四重等結構的若干此類多孔徑成像裝置的結構係可能的。多個模組可實施為連續行。連續行可使用多個相同致動器及一共同光束偏轉元件。可能存在於光學路徑中的一個或若干放大基體可接著跨越可形成立體、三重、四重結構的整行而延伸。可使用具有超解析度之方法，其中若干通道對相同部分影像區域進行成像。光軸亦可在無光束偏轉裝置之情況下發散地延行，以使得在光束偏轉單元上較少琢面係必要的。接著，琢面有利地僅具有一個角度分量。影像感測器可一體地形成，可具有僅一個相鄰像素矩陣或若干間斷像素矩陣。影像感測器可為在彼此旁側配置(例如，在印刷電路板上)之若干部分感測器的組合。自動聚焦驅動器可經組配以使得光束偏轉元件與光學件同步地移動或為靜止的。
雖然已在設備之情況下描述一些態樣，但顯然，此等態樣亦表示各別方法之描述，以使得設備之區塊或部件亦可被視為各別方法步驟或方法步驟之特徵。類似地，已在方法步驟之情況下描述或已描述為方法步驟的態樣亦表示各別設備 之各別區塊或細節或特徵的描述。
上文所描述之實施例僅表示本發明之原理之說明。顯然，熟習此項技術者將顯而易見對本文中所描述之配置及細節的修改及變化。因此，預期本發明僅由以下申請專利範圍之範疇限制，且不由本文中基於實施例之描述及論述而呈現的特定細節限制。

Claims (25)

  1. 一種多孔徑成像裝置，其包含：一影像感測器；並置光學通道之一單行陣列，其中每一光學通道包括用於將一物件區域之一部分區域投影在該影像感測器之一影像感測器區域上的光學件；光束偏轉構件，其用於使該等光學通道之一光學路徑偏轉；以及致動器構件，其用於產生該影像感測器、該單行陣列及該光束偏轉構件之間的一相對移動，其中該致動器構件經配置以使得該致動器構件至少部分地配置於藉由一立方體之側面橫跨的兩個平面之間，其中該立方體之該等側面定向為平行於彼此以及平行於該單行陣列之一行延伸方向及該影像感測器與該光束偏轉構件之間的該等光學通道之該光學路徑之部分，且立方體之體積處於一最小值，且仍包括該影像感測器、該單行陣列及該光束偏轉構件，其中該多孔徑成像裝置包含配置為與該兩個平面正交的一厚度方向，其中該致動器構件包含平行於該厚度方向之一延伸量，且該延伸量之最多50%的一部分係自該兩個平面之間的一區域開始突出於該兩個平面外。
  2. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件包含耦合至該影像感測器或該單行陣列的一壓電致動器。
  3. 如請求項2之多孔徑成像裝置，其中該壓電致動器經由一機械偏轉構件連接至該影像感測器或該單行陣列，其中 該機械偏轉構件配置在該兩個平面之間。
  4. 如請求項2或3之多孔徑成像裝置，其中該壓電致動器為一彎曲致動器。
  5. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件包含連結至該影像感測器或該單行陣列的一音圈馬達。
  6. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該相對移動包含該單行陣列在沿著該單行陣列之一行延伸方向上相對於該影像感測器之相對移位，其容許沿著一第一影像軸線的一光學影像穩定化，以及其中該光束偏轉構件的一旋轉移動容許沿著一第二影像軸線的一光學影像穩定化。
  7. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中用於產生該相對移動之該致動器構件配置於該影像感測器之背對該單行陣列的一側上，或沿平行於該行延伸方向之一方向與該立方體橫向偏移地配置。
  8. 如請求項7之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件自該等兩個平面之間的一區域沿垂直於該行延伸方向之一厚度方向突出於該等兩個平面中之一第一平面或第二平面外達該致動器構件沿該厚度方向之尺寸的最多50%。
  9. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該光束偏轉構件經組配以使該等光學通道之該光學路徑至少在一第一檢視方向及一第二檢視方向上偏轉，其中該致動器構件包括至少一個致動器且其中該至少一個致動器配置於該光束偏轉構件的垂直於該第一檢視方向或該第二檢視方向而配置之一平面中。
  10. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該相對移動 包括沿平行於穿過該單行陣列與該光束偏轉構件之間的該等光學通道之一光學路徑的一光束方向的該影像感測器與該單行陣列之間的一距離的一改變或沿該光束方向的該單行陣列與該光束偏轉構件之間的一距離的一改變。
  11. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該相對移動包括沿平行於穿過該單行陣列與該光束偏轉構件之間的該等光學通道之一光學路徑的一光束方向的該影像感測器與該單行陣列之間的一距離的一改變，且維持沿該光束方向的該單行陣列與該光束偏轉構件之間的一距離。
  12. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該相對移動包括該影像感測器、該單行陣列或該光束偏轉構件之一平移移動以用於光學影像穩定化，其中該平移移動平行於由該多孔徑成像裝置所俘獲之一影像的一第一影像軸線或一第二影像軸線而延行。
  13. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該相對移動包括該光束偏轉構件繞平行於該單行陣列之該行延伸方向之一軸線的一旋轉移動或該光束偏轉構件沿平行於該行延伸方向之該軸線的一平移移動，其中該平移移動可在一第一位置與一第二位置之間執行，該光束偏轉構件可在該第一位置與該第二位置之間平移移動。
  14. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該影像感測器或該光束偏轉構件配置於該致動器構件之一第一致動器與該單行陣列之間，其中該第一致動器經組配以改變該影像感測器與該單行陣列之間的一距離。
  15. 如請求項14之多孔徑成像裝置，其中該第一致動器為一彎曲致動器，其經組配以在致動期間沿平行於穿過該光學通道之一光學路徑的一光束方向移動該第一致動器之一區域。
  16. 如請求項15之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件包含形成為彎曲致動器之一第二致動器，其中該第二致動器經組配以改變該影像感測器與該單行陣列之間的一距離且在致動期間沿平行於穿過該等光學通道之一光學路徑的一光束方向移動該第二致動器之一區域，其中該第一致動器及該第二致動器連接至該單行陣列的沿該行延伸方向之不同區域。
  17. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件包括經組配以改變該影像感測器與該單行陣列之間的一距離的一第一音圈馬達。
  18. 如請求項17之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件經組配以改變該影像感測器與該單行陣列之間的該距離且維持沿該光束方向的該單行陣列與該光束偏轉構件之間的一距離。
  19. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件包括經組配以改變影像感測器相對於在垂直於該單行陣列之一行延伸方向且平行於該影像感測器之一平面中的該單行陣列之一相對位置的一第二音圈馬達。
  20. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其配置於一扁平外殼中，其中相較於沿一第三外殼方向(y)之該外殼的一第三延伸量，沿一第一外殼方向(x)及一第二外殼方向(z)之該外殼的至 少一第一延伸量及一第二延伸量具有至少一三倍尺寸。
  21. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件包括經組配以沿該單行陣列之一行延伸方向移動該單行陣列的一致動器。
  22. 如請求項1之多孔徑成像裝置，其中該致動器構件包括經組配以將該光束偏轉構件置於該光束偏轉構件繞平行於該單行陣列之該行延伸方向之一軸線的一旋轉移動中的一致動器。
  23. 一種成像系統，其具有如前述請求項中任一項之一第一多孔徑成像裝置及如前述請求項中任一項之一第二多孔徑成像裝置，其中該成像系統經組配以至少立體地俘獲一物件區域。
  24. 如請求項23之成像系統，其為一攜帶型系統，詳言之，為一行動通訊構件。
  25. 一種用於製造一多孔徑成像裝置之方法，其包含：提供一影像感測器；配置並置光學通道之一單行陣列，以使得每一光學通道包括用於將一物件區域之一部分區域投影在該影像感測器之一影像感測器區域上的光學件；配置用於使該等光學通道之一光學路徑偏轉的光束偏轉構件；配置用於產生該影像感測器、該單行陣列及該光束偏轉構件之間的一相對移動的致動器構件， 其中該致動器構件經配置以使得該致動器構件至少部分地配置於藉由一立方體之側面橫跨的兩個平面之間，其中該立方體之該等側面定向為平行於彼此以及平行於該單行陣列之一行延伸方向及該影像感測器與該光束偏轉構件之間的該等光學通道之該光學路徑之部分，且立方體之體積處於一最小值，且仍包括該影像感測器、該單行陣列及該光束偏轉構件；使得該多孔徑成像裝置包含配置為與該兩個平面正交的一厚度方向，其中該致動器構件包含平行於該厚度方向之一延伸量，且該延伸量之最多50%的一部分自該兩個平面之間的一區域開始突出於該兩個平面外。
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