(57)【要約】  マルチ開口撮像装置は、少なくとも１つのイメージセンサ（１２）、および並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）を含む。各光チャンネルは、イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に、対象領域（７２）の少なくとも1つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含む。アレイ（１４；１４´）は、イメージセンサ（１２）と対向するか又は反対を向いている壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含み、光チャネルが通過するハウジング（１００２）と、壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置された側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を含み、壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）又は側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック又は結晶材料を含んで形成され、光チャンネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、ハウジング（１００２）内に配置され、壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学系（６４ａ〜６４ｄ）に接続され、光学系（６４ａ〜６４ｄ）を互いに固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）であって、
前記各光チャンネルは、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に、対象領域（７２）の少なくとも1つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含み、
前記アレイ（１４；１４´）は、
前記イメージセンサ（１２）と対向するかまたは反対を向いている壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含み、前記光チャネルが通過するハウジング（１００２）と、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置された側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を含み、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）または前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶材料を含んで形成され、
前記光チャンネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記ハウジング（１００２）内に配置され、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学系（６４ａ〜６４ｄ）に接続され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を互いに固定する、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）。
【請求項２】
前記ハウジング（１００２）は、接合されたプレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）で形成され、少なくとも前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）と、少なくとも前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）とを含む、請求項１に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）であって、前記各光チャンネルは、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に対象領域（７２）の少なくとも1つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含む、アレイを含み、
前記アレイ（１４；１４´）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が互いに配置および固定されているハウジング（１００２）を含み、前記ハウジング（１００２）は、並設されたプレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）で形成され、そして、前記ハウジング（１００２）は、前記イメージセンサ（１２）に対向しているかまたは前記イメージセンサ（１２）の反対を向いている少なくとも１つの前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含み、且つ前記ハウジング（１００２）は、少なくとも１つの前記側壁構造（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）。
【請求項４】
前記プレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）の少なくとも１つは、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶質材料を含んで形成されている、請求項３に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項５】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、すべての光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）を横切って延在し、前記チャネルマルチ開口撮像装置によって捕捉される放射線の波長に対して透明に形成され、そして、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）の材料を通過する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項６】
前記光路（１７ａ〜１７ｄ）の経路に垂直な方向（１４６）に沿って、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を制限するように構成される光学ダイヤフラム（１０１２ａ〜１０１２ｂ）が、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項７】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）が一体的に形成されている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項８】
前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に機械的に接続され、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、壁構造材料の透明領域（１０１４ａ〜１０１４ｂ）を含み、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、前記イメージセンサ（１２）に向かって、または前記対象領域（７２）に向かって前記透明領域（１０１４ａ〜１０１４ｂ）を通して見える、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項９】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、第１の壁構造体（１００４ａ）であり、前記ハウジング（１００２）は、前記ハウジングの対向する第２の壁構造体（１００４ｂ）を含み、前記第１の壁構造体（１００４ａ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光路（１７ａ〜１７ｄ）の入口側を形成し、前記第２の壁構造体（１００４ｂ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）の出口側を形成し、前記第１の壁構造体（１００４ａ）および前記第２の壁構造体（１００４ｂ）は、前記ハウジング（１００２）の前記側壁構造（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を介して互いに接続されている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１０】
前記壁構造体（１００４ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）と対向する第１の壁構造体であり、前記ハウジング（１００２）は、前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を介して前記第１の壁構造体（１００４ｂ）に接続されて対向する第２の壁構造体（１００４ａ）を含み、前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向して配置された領域内において、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）を含む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１１】
前記アレイ（１４，１４´）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間に配置され、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間の迷光抑制が得られるように、少なくとも部分的に不透明な材料で形成された間仕切り壁構造体（１０１６ｂ，１０１６ｃ）を含む、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１２】
前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間のハウジング（１００２）に配置され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、隣接する間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）に非接触で配置されている、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１３】
前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ；Ｎ）は、前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｄ）とは異なる材料で構成される、請求項１１または請求項１２に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１４】
前記側壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）は、前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）を機械的に支持するように構成された機械的ガイド（１０３８）を含む、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１５】
前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向する領域に、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）であって、光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）から横方向に、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する前記構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）に衝突する第１の程度で放射された光を、少なくとも前記１つのイメージセンサ（１２）に向かって第２のより低い程度で散乱または反射するように構成される光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）を含む、請求項１１〜請求項１４のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１６】
前記ハウジング（１００２）の前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向する隣接した光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の領域に光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）であって、光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）から横方向に、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する前記構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）に衝突する第１の程度で放射された光を、前記少なくとも１つのイメージセンサ（１２）に向かって第２のより低い程度で散乱または反射するように構成される光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）を含む、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１７】
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記光チャネルの光学長（１０２４）に沿って、および前記光チャネルの前記光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）に沿って熱的に引き起こされる変形の間に変形し、前記各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、隣接する光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）における変形の影響を受けない、請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１８】
光チャンネル（１６ａ）が、第１のイメージセンサ領域（５８ａ）に前記対象領域（７２）の第１の部分領域（７４ａ）を投影し、且つ、第２のイメージセンサ領域（５８ｂ）に前記対象領域（７２）の第２の部分領域（７４ｂ）を投影するように構成され、
少なくとも部分的に不透明な構造体（１０３２ａ）が、前記第１のイメージセンサ領域（５８ａ）と前記第２のイメージセンサ領域（５７ｂ）との間の迷光を低減するために、前記第１のイメージセンサ領域（５８ａ）と前記第２のイメージセンサ領域（５８ｂ）との間に配置される、請求項１〜請求項１７のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１９】
前記少なくとも部分的に不透明な構造体（１０３２ａ）は、前記イメージセンサ（１２）に背を向ける方向（ｘ）に沿って先細になっている、請求項１８に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２０】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、第１の壁構造体（１００４ａ）であり、前記ハウジング（１００２）の前記第１の壁構造体（１００４ａ）と前記対向する第２の壁構造体（１００４ｂ）との間の距離は、多くても２つの側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）に亘って定義される、請求項１〜請求項１９のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２１】
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）の１つは、互いに機械的に接続され、前記光学系は、前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の光学軸に沿った前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の長さ（１０２４）の少なくとも５０％の領域において、前記光学系（６４ａ〜ｄ）を通過し、前記アレイのライン延長方向に（１４６）に沿った光路（１７ａ〜ｄ）に垂直な方向に、他の機械要素と非接触で配置されるようになっている、請求項１〜請求項２０のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）。
【請求項２２】
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、第１および第２の光学的に有効な主面（１０２６）と、前記第１および第２の主面（１０２６）を接続する第１、第２、第３および第４の二次的な側面（１０２８ａ〜１０２８ｂ）とを含み、前記第１、第２、第３および第４の二次的な側面（１０２８ａ〜１０２８ｂ）は、互いに本質的に垂直に配置されている、請求項１〜請求項２１のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２３】
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、長方形の断面を有する、請求項２２に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２４】
前記アレイ（１４；１４´）と前記対象領域（７２）との間に配置され、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を偏向させるように構成されたビーム偏向手段（１８）を含む、請求項１〜請求項２３のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２５】
前記ビーム偏向手段（１８）は、その間で前記ビーム偏向手段（１８）を回転または並進移動させることができる第１の位置および第２の位置を含み、ビーム偏向手段１８は、前記第１の位置および前記第２の位置で異なる方向（１９ａ〜１９ｂ）に各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を偏向させるように構成されている、請求項２４に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２６】
前記ビーム偏向手段（１８）は、第１の反射主面と第２の反射主面とを含み、前記第１の位置では、前記第１の反射主面がイメージセンサ（１２）に対向して配置され、前記第２の位置では、前記第２の反射主面がイメージセンサ（１２）に対向して配置される、請求項２５に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２７】
前記ビーム偏向手段（１８）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）に沿って配列されたファセット（６８ａ〜６８ｄ；６８ｉ）のアレイとして形成され、１つのファセットが各光チャネルに割り当てられる、請求項２４〜請求項２６のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２８】
前記ビーム偏向手段（１８）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）に沿って配列されたファセット（６８ａ〜６８ｄ；６８ｉ）のアレイとして形成され、第１の光チャネル（１６ａ）の第１の光路（１７ａ）と第２の光チャネル（１６ｂ）の少なくとも１つの第２の光路（１７ｂ）は、１つのファセット（６８ａ〜６８ｄ）に割り当てられる、請求項２４〜請求項２７のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２９】
第１の光チャネル（１６ａ）の光路（１７ａ）が第１の部分領域（７４ａ）に向けて偏向され、前記第１の光チャネル（１６ａ）の光路（１７ｂ）が前記同じファセット（６８ａ〜６８ｄ）によって第２の部分領域（７４ｂ）に向けて偏向される、請求項２７または請求項２８に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３０】
イメージセンサ（１２）と前記アレイ（１４；１４´）、または前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）を偏向させるためのビーム偏向手段（１８）との間に並進相対運動（９６）を生成することによる、第１の画像軸（１４４）および第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のために、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の２つ、複数またはすべての光路（１７ａ〜１７ｄ）について接合効果を有する光学画像安定装置（９４；１３４，１３８；１５２）をさらに含み、前記並進運動は、前記マルチ開口撮像装置によって捕捉された画像の第１の画像軸（１４４）および第２の画像軸（１４２）に平行に走る、請求項１〜請求項２９のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３１】
前記相対運動（９６）は、前記ハウジング（１００２）に対して前記イメージセンサ（１２）を移動させるように、または前記イメージセンサ（１２）に対して前記ハウジング（１００２）を移動させるように構成されたアクチュエータによって提供される、請求項３０に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３２】
イメージセンサ（１２）と前記アレイ（１４；１４´）との間に並進相対運動（９６）を生成することによる第１の画像軸（１４４）に沿った画像安定化と、前記ビーム偏向手段（１８）の回転運動を生成することによる第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のために、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の２つ、複数またはすべての光路（１７ａ〜１７ｄ）について接合効果を有する光学画像安定装置（９４；１３４，１３８；１５２）をさらに含む、請求項１〜請求項３１のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３３】
前記光学画像安定装置（９４；１３４；１３８；１５２）は、少なくとも１つのアクチュエータ（１３４）を含み、直方体の側面に跨る２つの平面（１４８ａ〜１４８ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の側面は、前記イメージセンサ（１２）および前記光学系の間に、互いに、且つ前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）および前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光路（１７ａ〜１７ｄ）の一部に平行に整列され、その容積は最小であるが、依然として前記イメージセンサ（１２）および前記アレイ（１４；１４´）を含む、請求項３０〜請求項３２のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３４】
前記光学画像安定装置（９４；１３４；１３８；１５２）は、前記平面（１４８ａ〜１４８ｂ）間の領域から最大で５０％突出する、請求項３３に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３５】
前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のうちの１つの少なくとも１つの光学系（６４ａ〜６４ｄ）と前記イメージセンサ（１２）との間の相対運動を提供するように構成される、前記マルチ開口撮像装置の焦点を調整するための少なくとも１つのアクチュエータ（１３４ｂ）を備える合焦手段（９８；１３４ｂ；１３６）をさらに含む、請求項１〜請求項３４のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３６】
前記相対運動は、前記ハウジング（１００２）に対して前記イメージセンサ（１２）を移動させるように、または前記イメージセンサ（１２）に対して前記ハウジング（１００２）を移動させるように構成されたアクチュエータによって提供される、請求項３５に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３７】
前記合焦手段（９８；１３４ｂ；１３６）は、前記直方体の側面に跨る２つの平面（１４８ａ〜１４８ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の側面は、イメージセンサ（１２）と前記光学系（１２）の間に、互いに、且つ前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）および前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜ｄ）の一部に平行に整列され、その容積は最小であるが、依然として前記イメージセンサ（１２）および前記アレイ（１４；１４´）を含む、請求項３５または請求項３６に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３８】
前記合焦手段（９８；１３４ｂ；１３６）は、すべての光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）について合同で焦点を調整するように構成される、請求項３５または請求項３７のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３９】
前記対象領域（７２）の各部分領域（７４ａ〜７４ｄ）は、少なくとも２つの光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）によって少なくとも２つのイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に投影される、請求項１〜請求項３８のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項４０】
前記アレイ（１４；１４´）の前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の総量は、少なくとも１つのイメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）の総量に、前記対象領域（７２）のイメージ領域（７４ａ〜７４ｄ）の総量を完全に投影し、前記部分領域（７４ａ〜７４ｄ）の総量は、捕捉されることになる前記対象領域（７２）を完全に投影する、請求項１〜請求項３９のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項４１】
前記イメージセンサ（１２）および前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、前記対象領域（７２）を捕捉するように構成された第１の部分モジュールを前記ハウジング（１００２）内に形成し、前記マルチ開口撮像装置は、前記対象領域（７２）を捕捉するように構成された少なくとも第２の部分モジュールを含み、前記第１の部分モジュールおよび前記少なくとも第２の部分モジュールは、前記ハウジング（１００２）内に配置され、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）を横切って延びる、請求項１〜請求項４０のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項４２】
前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の２つ、複数またはすべての光路（１７ａ〜１７ｄ）について結合効果を有する光学画像安定装置、および／または、前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの焦点を合同で調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む合焦手段（９８，１３４ｂ，１３６）、および／または、前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を一緒に偏向させるためのビーム偏向手段（１８）を含む、および／または、前記第１の部分モジュールの前記イメージセンサ（１２）が前記第２の部分モジュールの前記イメージセンサ（１２）と一体的に形成される、請求項４１に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項４３】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）であって、
前記各光チャンネルは、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に、対象領域（７２）の少なくとも1つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含み、
前記アレイ（１４；１４´）は、
前記イメージセンサ（１２）と対向するかまたは反対を向いている壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含み、前記光チャネルが通過するハウジング（１００２）と、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置された側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を含み、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）または前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶材料を含んで形成され、
前記光チャンネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記ハウジング（１００２）内に配置され、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学系（６４ａ〜６４ｄ）に接続され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を互いに固定し、
前記アレイ（１４，１４´）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間に配置され、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間の迷光抑制が得られるように、少なくとも部分的に不透明な材料で形成された間仕切り壁構造体（１０１６ｂ，１０１６ｃ）を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）。
【請求項４４】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）であって、前記各光チャンネルは、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に対象領域（７２）の少なくとも1つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含む、アレイを含み、
前記アレイ（１４；１４´）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が互いに配置および固定されているハウジング（１００２）を含み、前記ハウジング（１００２）は、並設されたプレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）で形成され、そして、前記ハウジング（１００２）は、前記イメージセンサ（１２）に対向しているかまたは前記イメージセンサ（１２）の反対を向いている少なくとも１つの前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含み、且つ前記ハウジング（１００２）は、少なくとも１つの前記側壁構造（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を含み、
前記アレイ（１４，１４´）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間に配置され、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間の迷光抑制が得られるように、少なくとも部分的に不透明な材料で形成された間仕切り壁構造体（１０１６ｂ，１０１６ｃ）を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）。
【請求項４５】
請求項１〜請求項４４のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置を備えた撮像システム。
【請求項４６】
請求項１〜請求項３９のいずれか１項に記載の少なくとも第１および第２のマルチ開口撮像装置を有する、請求項４５に記載の撮像システムであって、前記第１のマルチ開口撮像装置および前記第２のマルチ開口撮像装置は、被写体が前記第１のマルチ開口撮像装置および前記第２のマルチ開口撮像装置によって少なくとも立体的に撮像されるように配置されている、撮像システム。
【請求項４７】
携帯電話、スマートフォン、タブレットまたはモニタとして構成されている、請求項４５または請求項４６に記載の撮像システム。
【請求項４８】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）を設ける工程、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）を形成するように、そして、各光チャンネルが、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に対象領域（７２）の少なくとも１つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含むように、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）を配置する工程を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）の製造方法であって、
前記アレイ（１４；１４´）を形成する工程は、前記光チャネルが通過する前記ハウジング（１００２）の壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向する、または反対を向き、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置された側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）が前記壁構造体に配置されるように、前記光チャネル（１６ａ１６ｄ；１６Ｎ）の光学系（６４ａ〜６４ｄ）をハウジング内に配置する工程を含み、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）または前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶材料を含んで形成され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）が前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）に接続され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を互いに固定するように配置される、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）の製造方法。
【請求項４９】
前記光学系が、前記光チャネルの光学長（１０２４）に沿って、および前記光チャネルの前記光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）に沿って、熱的に引き起こされる変形の間に変形し、各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、隣接する光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）における変形の影響を受けないように、実施される、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）を準備する工程と、
光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の光学系を、並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）を形成するように、且つ各光チャンネルが、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に対象領域（７２）の少なくとも１つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含むように、配置する工程と、
接合されたプレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）のハウジングを、前記ハウジングが、前記イメージセンサ（１２）に対向するまたは前記イメージセンサ（１２）に背を向けていて、且つ、少なくとも１つの側壁構造を含む少なくとも１つの壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含むように、形成する工程と、
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が互いに固定されるように、前記ハウジング（１００２）内で、前記アレイ（１４；１４´）の前記光学チャンネル（１６ａ１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を配置する工程を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）の製造方法。
【請求項５１】
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が、前記光チャネルの光学長（１０２４）に沿って、および前記光チャネルの前記光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）に沿って、熱的に引き起こされる変形の間に変形し、各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、隣接する光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）における変形の影響を受けないように、実施される、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
請求項４８〜請求項５１のいずれか１項に記載の方法であって、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の間に前記間仕切り壁構造体（１０１６ｂ，１０１６ｃ）を配置する工程を含み、前記間仕切り壁構造体は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間の迷光抑制が得られるように、少なくとも部分的に不透明な材料で形成される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチ開口撮像装置に関し、特に、モバイル装置に適した撮像装置、その製造方法およびその撮像システムに関する。さらに、本発明は、線形チャネル構成を有するマルチ開口撮像システムのハウジング概念に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカメラは、１つのチャネルで全視野を伝送し、その小型化に関して制限されている。スマートフォンでは、ディスプレイの表面法線の方向と反対の方向に向けられた２つのカメラが使用されている。既知のマルチ開口撮像システムでは、隣接する部分画像領域に変換される連続部分対象領域が各チャネルに割り当てられる。
【０００３】
スマートフォン用の従来のカメラでは、光学用のハウジングが、射出成形によってプラスチックから製造される。プラスチック材料は、高い熱膨張係数および低い弾性率を有し、熱交互応力の間に変形を生じる。特に、２つの離間したカメラを使用するステレオシステムでは、奥行き情報の制限は、位置および場所の変化に起因する。個々のチャンネルがそれぞれ視野の一部を見るアレイカメラでは、調節は、全体の画像を組み立てるときにエラーをさらにもたらす可能性がある。（全体の画像を組み立てる際に調整がエラーになる可能性がある。）
【０００４】
例えば図２７に示されるような従来のカメラは、単一の撮像チャネルからなる。レンズ５０２ａ〜５０２ｄは、大部分が射出成形によって製造され、円形の円盤形状を有する。また、ハウジング５０４は、結果として大きな熱膨張係数を有する射出成形によってプラスチック材料から製造される。レンズは、光学機能領域の周囲のレンズ５０２ａ〜５０２ｄの周辺領域に機械的な停止を利用することによって、レンズ５０２ａ〜５０２ｄの直径およびハウジング５０４内のそれぞれの凹部（センタリング）ならびに個々のレンズ要素の厚さに基づいて位置合わせされる。スペーサ５０６ａ〜５０６ｃは、レンズ５０２ａ〜５０２ｄの間に配置することができる。また、レンズスタックは、スペーサ５０６ｄを介して終端処理することができる。連続する画像が１つしかないので、温度変化は画質の変化（画像の鮮鋭度）に影響を与えるが、偽像のアーチファクトは発生しない。
【０００５】
画像の３Ｄキャプチャの場合、カメラ５０８ａおよび５０８ｂのために、例えば図２８に示されているように、ステレオ構造を形成する２つの従来のカメラが使用される。プラスチック材料の高い膨張のために、カメラ５０８ａおよび５０８ｂの位置の制御されない変化が生じるので、悪影響は３Ｄデータの品質に帰結する。
【０００６】
さらに、いくつかの個々のカメラの使用に基づいており、ＵＳ２０１４／０１１１６５０Ａ１に記載されているアレイカメラ構成が存在する。図２９は、各チャネル５１２ａ〜５１２ｂが全視野の一部を送信するそれぞれのデバイスを示す。部分画像は、その後、全視野に組み立てられる。温度の変化は、カメラの制御不能な位置変化を引き起こし、ひどく干渉する画像アーチファクトの発生による画質に悪影響を与える誤った画像組立を引き起こす。
【０００７】
したがって、高い画質を確保しながら全視野を撮像するためのマルチ開口撮像装置を可能にする概念が望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／０１１１１６５０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
すなわち、本発明の目的は、動作中に確実に高く且つ一貫した画質を可能にするマルチ開口撮像装置、その製造方法及び撮像システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、独立請求項の主題によって解決される。
【００１１】
本発明の核心は、光チャネルの光学系を互いに固定すること、すなわち、ハウジングの壁構造によってさらなる光学系に関する光学系を固定することにあり、様々な環境条件において、マルチ開口撮像装置のほぼ一貫した高画質が得られるように、温度変化による影響が少ない高い画質を得ることができる。ここでは、ハウジング材料を交換するだけでなく、ガラス、セラミック、結晶材料を含むハウジング構造物が配置され、および／または、ハウジングが、接合された平面状または湾曲した板状の構造から形成され、光学部品は、ハウジングに対して互いに固定される。これは、光チャネルの変形による光チャネルの光学的相互作用の量が低減または防止されるように、例えば温度変化による光チャネルにおける結像特性の変化がハウジングの変形を小さく又は無視できる程度にするという利点がある。
【００１２】
一実施形態によれば、マルチ開口撮像装置は、少なくとも１つのイメージセンサと並置された光チャネルのアレイとを含み、各光学チャネルは、イメージセンサのイメージセンサ領域上の対象領域の少なくとも１つの部分領域を投影するための光学系を含む。アレイは、光チャネルが通過するイメージセンサに対向する、またはイメージセンサから離れている壁構造体を含むハウジングを含む。さらに、ハウジングは、壁構造体に配置された側壁構造体を備え、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶材料を含む壁構造体または側壁構造体が形成される。光チャネルの光学系は、ハウジング内に配置される。壁構造対は、光チャネルの光学素子に接続され、光学素子を互いに固定する。壁構造体は、例えば、光チャネルの視線方向に配置されたハウジングの前側または後側である。ガラス、セラミックまたは結晶材料の配置は、特にプラスチック材料に関してハウジングの低温誘導変形を可能にする。さらに、光チャネルの光学系を壁構造体に互いに固定することにより、他の光チャネルに作用する光チャネルの変形力を小さくすることができる。
【００１３】
さらなる実施形態によれば、マルチ開口撮像装置は、少なくとも１つのイメージセンサと並置された光チャネルのアレイとを含み、各チャネルは、イメージセンサのイメージセンサ領域上の対象領域の少なくとも１つの部分領域を投影するための光学系を含む。このアレイは、光チャネルの光学系が互いに配置されて固定されているハウジングを含み、当該ハウジングは、結合されたプレート状構造から形成され、前記イメージセンサに面しているかまたは前記イメージセンサから離れている少なくとも１つの壁構造体を含み、少なくとも１つの側壁構造体を含む。プレート状構造の利点は、再現性が高く、各構造の変形の高い確定性もある。
【００１４】
さらなる実施形態によれば、マルチ開口撮像装置は、上述したように、ガラス、セラミックまたは結晶材料を含む壁構造体を有するハウジングを含み、ハウジングが接合されたプレート状構造から形成されるように構成される。これは、上述の実施形態を組み合わせることができることを意味する。それによって、すべての上述の利点のほかに、ガラス、セラミックまたは結晶質材料の高い剛性が、光チャネルの光学素子の変形によって誘発される変形力を壁構造体内に、またはほんの僅かしか通過しないという相乗効果もまた得られる。
【００１５】
さらなる実施形態によれば、撮像システム、例えば画像捕捉装置またはそのような画像捕捉装置を有する装置は、少なくとも１つの上述したマルチ開口撮像装置を含む。
【００１６】
さらなる実施形態によれば、マルチ開口撮像装置を製造する方法は、少なくとも１つのイメージセンサを提供するステップと、光学チャネルの光学系を配置するステップとを含み、それぞれの光チャネルが、イメージセンサのイメージセンサ領域上の対象領域の少なくとも１つの部分領域を投影するための光学系を含むようにすることができる。壁構造体が、光チャネルの光学系に接続され、光学系を互いに固定するように、アレイの形成は、ガラス、セラミックまたは結晶質材料を含むイメージセンサに面しているか、またはイメージセンサから離れている壁構造体を有するハウジング内に光チャネルの光学系を配置することを含む。
【００１７】
さらなる実施形態によれば、マルチ開口撮像装置を製造する方法は、各光学チャネルが、イメージセンサのイメージセンサ領域上の対象領域の少なくとも１つの部分領域を投影するための光学系を含むように、並置された光チャネルのアレイを形成するように、少なくとも１つのイメージセンサを提供するステップと、光チャネルの光学系を配置するステップを含む。さらに、この方法は、ハウジングが、イメージセンサに面しているかまたはイメージセンサから離れている少なくとも１つの壁構造体を含み、少なくとも１つの側壁構造体を含むように、接合されたプレート状構造のハウジングを形成することを含む。この方法は、光学系が互いに固定されるように、ハウジング内にアレイの光学チャンネルの光学系を配置するステップをさらに含む。
【００１８】
さらに有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。それらは、以下に示す。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、一実施形態によるマルチ開口撮像装置の概略斜視図である。
【図２】図２は、一実施形態によるさらなるマルチ開口撮像装置の概略斜視図である。
【図３】図３は、３つのレンズを含む一実施形態による光チャネルの概略図である。
【図４ａ】図４ａは、１つの少なくとも部分的に不透明な構造がイメージセンサのイメージセンサ領域の間にそれぞれ配置されている一実施形態によるマルチ開口撮像装置の概略平面図である。
【図４ｂ】図４ｂは、光学チャネルが２つの部分領域を投影するように構成された一実施形態によるマルチ開口撮像装置の概略平面図である。
【図５ａ】図５ａは、一実施形態によるマルチ開口撮像装置のための側壁構造体の概略斜視図である。
【図５ｂ】図５ｂは、一実施形態によるマルチ開口撮像装置の間仕切り壁構造体の概略斜視図である。
【図５ｃ】図５ｃは、例えば、ハウジングの上面および／または底面として使用することができる一実施形態によるマルチ開口撮像装置の側壁構造体の概略斜視図である。
【図５ｄ】図５ｄは、一実施形態によるマルチ開口撮像装置のための別の側壁構造体の概略斜視図である。
【図５ｅ】図５ｅは、突出部が中断されたフレームとして形成されている一実施形態によるマルチ開口撮像装置用の別の側壁構造体の概略斜視図である。
【図６】図６は、一実施形態によるマルチ開口撮像装置の壁構造体の一部の概略斜視図である。
【図７ａ】図７ａは、一実施形態によるマルチ開口撮像装置用のハウジングの可能な実装オプションの概略斜視図である。
【図７ｂ】図７ｂは、図７ａのハウジングであり、図３のコンテキストで説明したように、いくつかのレンズが各光チャネルに対して配置されている。
【図８】図８は、ハウジングが例えば図７ｂに記載されているような一実施形態によるマルチ開口撮像装置の概略斜視図である。
【図９ａ】図９ａは、第１の動作状態にある一実施形態による装置の概略側断面図である。
【図９ｂ】図９ｂは、第２の動作状態にある図９ａの装置の概略側断面図である。
【図１０ａ】図１０ａは、カバーを備える別の実施形態による装置の概略側断面図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、第２の動作状態にある図１０ａの装置の概略側断面図である。
【図１０ｃ】図１０ｃは、図１０ａの装置の第３の位置における概略的な側断面図である。
【図１１ａ】図１１ａは、少なくとも部分的に透明なカバーを含む、第１の動作状態にあるさらなる実施形態による装置の概略側面断面図である。
【図１１ｂ】図１１ｂは、第２の動作状態にある図１１ａの装置の概略側面断面図である。
【図１１ｃ】図１１ｃは、ビーム偏向手段がさらに並進的に移動可能な図１１ａの装置の概略側面断面図である。
【図１２ａ】図１２ａは、並進移動可能なカバーを有する第１の動作状態にある一実施形態による装置の概略側面断面図である。
【図１２ｂ】図１２ｂは、第２の動作状態にある図１２ａの装置の概略側面断面図である。
【図１３ａ】図１３ａは、カバーが回転移動可能に配置されている一実施形態による装置の概略側断面図である。
【図１３ｂ】図１３ｂは、走行キャリッジが並進移動可能である図１３ａの装置の概略側断面図である。
【図１３ｃ】図１３ｃは、第２の動作状態にある図１３ａの装置の概略側面断面図である。
【図１４ａ】図１４ａは、図１３の装置と比較して、少なくとも部分的に透明なカバーを含む、第１の動作状態にある一実施形態による装置の概略側面断面図である。
【図１４ｂ】図１４ｂは、ビーム偏向手段が第１の位置と第２の位置との間の中間位置を含む図１４ａの装置の概略側面断面図である。
【図１４ｃ】図１４ｃは、ビーム偏向手段が収納容積から完全に引き出された図１４ａの装置の概略側面断面図である。
【図１４ｄ】図１４ｄは、図１４ａ〜図１４ｃと比較して少なくとも部分的に透明なカバー間の距離が拡大された図１４ａの装置の概略側断面図である。
【図１５】図１５は、３つのマルチ開口撮像装置を含む一実施形態による装置の概略斜視図である。
【図１６】図１６は、図１５の装置の断面の拡大斜視図である。
【図１７】図１７は、ビーム偏向手段が取り付け要素によってマルチ開口撮像装置に接続される一実施形態による装置の概略斜視図である。
【図１８ａ】図１８ａは、カバーの例示的な形状を有する、第１の動作状態にある一実施形態による装置の概略斜視図である。
【図１８ｂ】図１８ｂは、一実施形態による第２の動作状態にある図１８ａのデバイスの概略図である。
【図１８ｃ】図１８ｃは、一実施形態による図１８ａの代替の概略図である。
【図１９ａ】図１９ａは、一実施形態によるマルチ開口撮像装置の詳細な図である。
【図１９ｂ】図１９ｂは、一実施形態によるマルチ開口撮像装置の詳細な図である。
【図１９ｃ】図１９ｃは、一実施形態によるマルチ開口撮像装置の詳細な図である。
【図１９ｄ】図１９ｄは、一実施形態による、共通のキャリアによって保持される光チャネルの光学系の場合の、図１９ａ〜図１９ｃに係るマルチ開口撮像装置の実装形態を示す図である。
【図１９ｅ】図１９ｅは、一実施形態による、共通のキャリアによって保持される光チャネルの光学系の場合の、図１９ａ〜図１９ｃに係るマルチ開口撮像装置の実装形態を示す図である。
【図１９ｆ】図１９ｆは、一実施形態による、共通のキャリアによって保持される光チャネルの光学系の場合の、図１９ａ〜図１９ｃに係るマルチ開口撮像装置の実装形態を示す図である。
【図２０】図２０は、一実施形態による、光学画像安定化のための相対的な動きを実現し、合焦を適応させるための追加の手段によって補われる、図１９ａ〜図１９ｃに係るマルチ開口撮像装置の実施形態を示す図である。
【図２１ａ】図２１ａは、一実施形態による平らな筐体内に配置されたマルチ開口撮像装置の概略図である。
【図２１ｂ】図２１ｂは、全視野を立体的に撮像するためのマルチ開口撮像装置の概略構成図である。
【図２２】図２２は、一実施形態による３次元マルチ開口撮像装置の概略図である。
【図２３ａ】図２３ａは、フォーカス制御および光学的画像安定化のための相対的な動きを実現するための追加の手段によって補足される、一実施形態によるさらなるマルチ開口撮像装置の概略図である。
【図２３ｂ】図２３ｂは、一実施形態によるビーム偏向装置の概略側面図である。
【図２３ｃ】図２３ｃは、一実施形態によるビーム偏向装置の概略側面図である。
【図２３ｄ】図２３ｄは、一実施形態によるビーム偏向装置の概略側面図である。
【図２３ｅ】図２３ｅは、一実施形態によるビーム偏向装置の概略側面図である。
【図２４ａ】図２４ａは、一実施形態による光学特性のチャネル個別調整のための調整手段を有するマルチ開口撮像装置の概略図である。
【図２４ｂ】図２４ｂは、一実施形態による調節手段を有するマルチ開口撮像装置の変形例を示す図である。
【図２５】図２５は、一実施形態による追加のアクチュエータによって補充された図２３ａの装置の概略図である。そして、
【図２６】図２６は、一実施形態によるマルチ開口撮像装置におけるアクチュエータの配置の概略図である。
【図２７】図２７は、単一の撮像チャネルを有する従来のカメラの構成要素の図である。
【図２８】図２８は、従来のカメラのステレオ構造を示す図である。
【図２９】図２９は、いくつかの個々のカメラの使用に基づくアレイカメラ配置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施形態が図面に基づいて以下に詳細に説明される前に、同一の、機能的に等しくまたは等しい要素、オブジェクトおよび／または構造は、異なる図面において同じ参照番号で示され、異なる実施形態に示されたこれらの要素の説明は、相互交換可能または相互適用可能である。
【００２２】
図１は、一実施形態によるマルチ開口撮像装置１０００の概略斜視図を示す。マルチ開口撮像装置は、イメージセンサ１２と、並置された光チャネル１６ａおよび１６ｂのアレイ１４とを含む。各光チャネル１６ａおよび１６ｂは、イメージセンサ１２のイメージセンサ領域５８ａおよび５８ｂ上の対象領域７２の少なくとも１つの部分領域７４ａまたは７４ｂをそれぞれ投影するための光学系６４ａまたは６４ｂを含む。部分領域７４ａおよび７４ｂは、対象領域７２において互いに離れているように図示されているが、部分領域７４ａおよび７４ｂは、互いに直接または部分的に隣接していてもよく、すなわち不完全に互いに重なっていてもよい。マルチ開口撮像装置１０００は、対象領域を完全に走査するように、すなわち完全な画像を提供するように構成することができる。代替的または追加的に、マルチ開口撮像装置１０００は、少なくとも２つのイメージセンサ領域上の少なくとも２つの光学チャネルによって対象領域７２の少なくとも１つの部分領域７４ａおよび／または７４ｂを投影するように構成することができる。これにより、超解像又は少なくとも被写体領域７２の立体撮像を用いることにより、より高解像度の被写体領域の撮像が可能となる。
【００２３】
対象領域７２は、マルチ開口撮像装置１０００の視野とも呼ばれ、マルチ開口撮像装置１０００によって撮像される領域を表すことができる。部分領域７４ａおよび７４ｂは、視野７２の部分的な視野と呼ぶこともできる。
【００２４】
アレイ１４は、ハウジング１００２を含む。ハウジング１００２は、光チャネル１６ａ〜１６ｂの光路１７ａ〜１７ｂの軸方向の延在方向に垂直で、ライン延長方向１４６に沿って配置された壁構造体１００４を含む。壁構造体１００４は、イメージセンサ１２から始まる光学系６４ａ〜６４ｂと対向（図示せず）および／または離れるように（図示されて）配置され得る。イメージセンサ１２から離間して示された壁構造体１００４は、アレイ１４の光チャネル１６ａ〜１６ｂの光路１７ａ〜１７ｂの入口側を形成するように記載することもできる。イメージセンサに面して壁構造体１００４の代わりにまたはそれに加えて配置された壁構造体は、アレイ１４の出口側と呼ぶことができる。ハウジング１００２は、壁構造体１００４に配置され、迷光の侵入を低減または防止するように構成された側壁構造体１００６を含む。これは、マルチ開口撮像装置１０００によって捕捉された画像に対して望ましくないまたはスプリアスの放射線を意味する。側壁構造体１００６は、壁体構造体１００４の側方に、ライン延長方向１４６に沿ってまたはそれとは反対側に配置されるように示されているが、側壁構造体１００６は、壁構造体１００４の異なる側に配置することもでき、光チャネル４６ａおよび６４ｂの側面を外光から遮蔽することができる。あるいは、完全なハウジングを形成するために、イメージセンサ１２に面するさらなる側壁構造体およびさらなる壁構造体を配置することができる。
【００２５】
光学系６４ａおよび６４ｂは、壁構造体１００４に機械的に接続されるかまたは機械的に固定される。このために、例えば、光学系６４ａが、機械的取り付け要素１００８ａおよび／または１００８ｂを介して壁構造体１００４に機械的に固定されることが条件となる。取付要素１００８ａおよび１００８ｂは、プラスチック材料、金属材料および／または結晶材料などの任意の材料の保持リッジまたは取り付けリッジとして形成することができる。代替的にまたは追加的に、光学系６４ａが接着剤によって壁構造体１００４に機械的に固定されることを提供することができる。光学系６４ｂは、取り付け要素１００８ｃおよび／または１００８ｄを介して壁構造体１００４に接続および／または接着することができる。
【００２６】
第１の好ましい実施形態によれば、壁構造体１００４および／または側壁構造体１００６は、ガラス材料、セラミック材料、ガラスセラミック材料、またはシリコンまたはポリシリコンなどの結晶材料を含む。壁構造体１００４は、少なくとも光チャネル１６ａ〜１６ｂの光路１７ａ〜１７ｂが壁構造体を貫通する領域１０１４ａ〜１０１４ｂにおいて透明であるように構成することができる。例えばその中で、ガラス材料、セラミックまたは結晶材料は、マルチ開口撮像装置１０００によって捕捉される放射線の有用な波長範囲に対して透過的に実施される。これにより、光チャネル６４ａおよび６４ｂが壁構造体１００４の材料を貫通することが可能になる。このために、場合によってはダイアフラム構造体１０１２ａおよび１０１２ｂによって囲まれた透明領域１０１４ａおよび１０１４ｂを設けることができる。光チャネル１６ａおよび１６ｂは、透明領域１０１４ａおよび１０１４ｂを介して対象領域７２に向かって見ることができる。イメージセンサ１２に面する壁構造は、光チャネルがイメードセンサ１２に向かって見えるように、透明領域１０１４ａおよび１０１４ｂを備えることができる。透明領域１０１４ａおよび１０１４ｂは、壁構造体１００４の材料から構成されてもよく、または、それが透明である場合には、または相対波長範囲に対して少なくとも部分的に透明であってもよい。「少なくとも部分的に透明」とは、低いまたは許容可能な光減衰が生じることを意味する。あるいは、透明領域１０１４ａおよび／または１０１４ｂは、開口として、すなわち壁構造体の凹部として形成することができる。あるいは、透明領域１０１４ａおよび／または１０１４ｂは、透明または少なくとも部分的に透明な材料を含むことができ、壁構造体１００４の透明度の低い、すなわち少なくとも部分的に不透明な材料で囲むことができる。レンズなどの光学的に活性な領域は、透明領域１０１４ａ〜１０１４ｂの上または中に形成することができる。これは、透明領域１０１４に、それぞれの光路１７ａ〜１７ｂに影響を与える少なくとも１つのレンズを形成できることを意味する。
【００２７】
ダイアフラム構造体１０１２ａおよび１０１２ｂは、光チャネル１６ａおよび１６ｂの視野角または視野範囲を制限し、それぞれ、イメージセンサ領域５８ａおよび５８ｂに向かって部分領域７４ａおよび７４ｂの外側の領域からの迷光の侵入をそれぞれ減少または防止するように構成することができる。一実施形態によれば、壁構造体１００４は、光チャネル１６ａおよび１６ｂが壁構造体１００４を貫通する領域を除いて、ダイヤアラム構造体１０１２ａおよび１０１２ｂを形成する少なくとも部分的に不透明な層によって覆われる。さらなる実施形態によれば、ダイアフラム構造体１０１２ａおよび／または１０１２ｂは、透明領域１０１４ａおよび／または１０１４ｂの周りにエッジ形状の構造として形成される。これは、光学ダイアフラム１０１２を壁構造体１００４に配置することができ、光路１７ａおよび１７ｂをそれぞれ光路１７ａおよび１７ｂの経路に直交する方向に沿って制限するように構成されている。部分的な対象領域７４ａおよび７４ｂの正確な定義が可能になるダイアフラム構造体１０１２ａおよび１０１２ｂの利点である。
【００２８】
さらに好ましい実施態様によれば、ハウジング１００２は、接合されたプレート状構造、すなわち少なくとも壁構造体１００４および側壁構造体１００６で形成される。ハウジング１００２を得るためにプレート構造を接合することにより、プレート状構造１００４、１００６およびハウジング１００２の両方が安価に製造できるように、生産公差がより小さく、迅速かつ安価な製造プロセスでハウジング１００２を製造することが可能になる。プレート状構造は、平面的に実施することができるが、代わりに、１つまたは２つの空間方向に沿って曲率を含むこともできる。少なくとも１つの空間方向に沿った構造の延長部が、例えば平面板の場合に与えられるように、構造のコースを横切って本質的に同じまたは一定のままであるようなプレート状構造が考慮され得る。
【００２９】
2つの好ましい実施態様の特徴は、何ら制限なく他の実施態様と組み合わせることができる。本明細書に記載された詳細な記述は、両方の実施形態と組み合わせることもできる。
【００３０】
対象領域７２からイメージセンサ１２に向かう光路１７ａおよび１７ｂの経路について説明する。この意味は、制限的な効果を有することなく、入口側および出口側として、または前方側および後方側として、壁構造体を参照することができる。図示された側壁構造体１００６のようなハウジングの他の側面、対向する側壁構造体だけでなく、上面および／または底面と呼ぶことができるプレート構造は、以後均一に側壁構造体と呼ばれる。簡単に言えば、これは、壁構造１００４によって形成されていないハウジング１００２の側面に側壁構造体を配置することができることを意味する。さらに、ハウジング１００２は、壁構造体１００４および／または異なる壁構造体またはさらなる壁構造体を含むことができる。壁構造体に加えて配置された側壁構造体１００２などの側壁構造体は、迷光がハウジング１００２の内部および／または光チャネル１６ａおよび１６ｂに入るのを低減または防止するように、および／または、光チャネル１６ａおよび１６ｂに向かって、および／または、イメージセンサ領域５８ａおよび５８ｂに向かって配置することができる。これは、迷光の侵入を低減または防止するために、側壁構造体を不透明材料で形成することができること、および／または不透明層で覆うこともできることを意味する。あるいは、側壁構造体１００６の使用も省略することができ、例えば、マルチ開口撮像装置１０００の構造的特性のために、迷光の侵入が懸念されないか、または有害でない場合に使用される。例えば、マルチ開口撮像装置１０００は、ハウジング内に配置することができ、スマートフォン、タブレットまたは他のデバイスのような、迷光の侵入を恐れなくすることができる。
【００３１】
以下に詳細に説明する実施形態によれば、ハウジング１００２は、６つの壁、２つの壁構造体および４つの側壁構造体を含む略閉じたハウジングとして形成することもできる。アレイ１４は、部材間の望ましくない相対運動がほとんどまたは全く起こらないので、画像安定化および／または合焦のためのアクチュエータのようなアクチュエータにとって有利な部材全体の配置としてハウジング１００２によって移動することができる。
【００３２】
壁構造体１００４は、マルチ開口撮像装置１０００の少なくとも１つ、少なくとも２つ、または全光学チャネル１６ａ〜１６ｂを横切って延びることができる。これは、壁構造体１００４がマルチ開口撮像装置１０００の有用な波長範囲に対して透明な材料を含み、光チャネル６４ａおよび６４ｂが壁構造体１００４を通過するとき、特に有利である。このようにして、壁構造体１００４は、アレイ１４の全面を覆うことができる。壁構造体１００４は、壁構造体１００４を共通に形成するいくつかの要素を含むことができる。あるいは、壁構造体１００４を一体的に形成して、ハウジング１００２の製造を簡単にすることもできる。
【００３３】
図２は、アレイ１４´を含むマルチ開口撮像装置２０００の概略斜視図を示す。アレイ１４´は、ライン延長方向１４６に沿って互いに横並びに配置された少なくとも５つの光チャネル１６ａ〜１６ｅを含む。より良好な説明のために、光チャネル１６ｅは透視側面断面図で示されている。アレイ１４´は、側壁構造体１００６ａおよび１００６ｂを含み、側壁構造体１００６ｂは、例えば、アレイ１４´の底面として形成される。これに関連して、本明細書で使用される「上側、下側、左側または右側」などの用語は、互いに任意に交換することができ、空間内のアレイ１４´および／またはマルチ開口撮像装置２０００の向きが変更されたときなどに生じる。これらの用語は、単に理解を深めるためのものであり、制限的な効果は有しない。間仕切り壁構造体１０１６ａは、光路１６ａの側壁構造体１００６ａとレンズ６４ａ〜６４ｃとの間に配置することができる。また、間仕切り壁構造体１０１６ａに対応する構造や、間仕切り壁構造体１０１６ａの光学特性も、側壁構造体１００６ａと一体的に形成することができる。さらなる実施形態によれば、アレイは、少なくとも第２の光チャネルのラインを含む。
【００３４】
アレイ１４´は、光チャネル１６ａおよび１６ｂの間に配置された間仕切り壁構造体１０１６ｂおよび１０１６ｃを含む。間仕切り壁構造体１０１６ｂおよび１０１６ｃは、光チャネル間の迷光抑制が得られるように、少なくとも部分的に不透明な材料で形成することができる。一実施形態によれば、間仕切り壁構造体１０１６ａ〜１０１６ｂはプレート状であり、本質的に平面状に形成される。壁構造体および側壁構造体の材料もまた、間仕切り壁構造体１０１６ａ〜１０１６ｂの材料として適しているが、プラスチックなどの異なる材料は、軽く、他の材料で容易に被覆することができ、または再成形することができるので、有利であり、例えばマイクロ構造を実施するためのものである。プラスチックは、間仕切り壁構造体１０１６ａ〜１０１６ｂが、ハウジング１００２内の何らかの本質的な支持特性をもたず、（側壁構造体１００６ｂおよび対向する側壁構造体のような）ハウジングの上面と底面との間の距離を単に維持するように配置されている場合にも有用であり得る。間仕切り壁構造体１０１６ｂおよび１０１６ｃは、２つの要素として図示されているが、１つの間仕切り壁構造体のみを光チャネル１６ａと１６ｂとの間に配置することができる。少なくとも１つの間仕切り壁構造体は、それぞれ２つの隣接する光チャネル１６ａと１６ｂ、１６ｂと１６ｃ、１６ｃと１６ｄまたは１６ｄと１６ｅの間に配置することができる。
【００３５】
間仕切り壁構造体１０１６ａ〜１０１６ｃは、２つの光チャネル６４ａ〜６４ｃの間の内側隔壁として配置することができ、モジュール（マルチ開口撮像装置）をまたがって同一に構成することができる。さらに、間仕切り壁構造体１０１６は、長手方向の延在方向または長手方向の延在平面に関して鏡像対称とすることができ、これは、それぞれがそれぞれの光チャネルに対して対称的に構成され得ることを意味する。
【００３６】
光チャネル１６ａ〜１６ｅの少なくとも１つは、光チャネル１６ａについて例示的に後述するように、いくつかの光学部品６４ａ〜６４ｃを備えることができる。一実施形態によれば、アレイ１４´の全ての光チャネル１６ａ〜１６ｅは、同じように構成されているので、以下の記述を他の光チャネルに何ら制限なく適用することができる。光チャネル１６ａは、光チャネルによって光路にそれぞれ影響を及ぼす、互いに直列に接続されたレンズ６４ａ、６４ｂおよび６４ｃを含む。ここで、「シリアル」とは、光路が連続的に配列されたレンズ６４ａ〜６４ｃを連続的に通過することを意味する。
【００３７】
レンズ６４ａ、６４ｂおよび６４ｃは、互いに機械的に固定することができる。例えば、レンズ６４ａ、６４ｂおよび６４ｃは、レンズホルダ、すなわちレンズの端部の機械的構造を介して互いに接続される。さらなる実施形態によれば、レン６４ａ、６４ｂおよび６４ｃは、例えば接着剤を用いて、側壁構造体、例えば側壁構造体１００６ｂまたは対向する側壁構造体に機械的に固定される。
【００３８】
好ましくは、レンズ６４ａ、６４ｂおよび／または６４ｃは、接触のない方法で、または少なくとも隣接する間仕切り壁構造体１０１６ａおよび／または１０１６ｂまたは他の機械要素にほとんど力を伝達しないように配置される。非接触とは、レンズが単に壁構造体または側壁構造体を介して互いに間接的に機械的に接続されていることを意味する。これにより、レンズ６４ａ、６４ｂおよび／または６４ｃは、６４ｃの熱膨張により、間仕切り壁構造体１０１６ａおよび／または１０１６ｂにレンズが当接（機械的接触）することが防止され、レンズ６４ａ〜６４ｃの熱的に誘発された膨張によって、間仕切り壁構造体１０１６ａおよび１０１６ｂおよび／または隣接する光チャネル６４ａ〜６４ｃのレンズに加えられる力が全くないか、又はほんの僅かである。当接は、光路の互いの距離の変化をもたらし、これにより画像の誤差が生じる可能性がある。当接を防止することによって、一方では、それによって誘導される隣接チャネルの影響が殆ど又は全くなく、壁構造体１００４および／または側壁構造体１００６ａおよび１００６ｂに変形力の誘導がほとんどまたは全くない。これは、レンズ６４ａ〜６４ｃの熱的に誘発された変形にもかかわらず、アレイ１４´のハウジングの変形が低減または防止されることを意味する。これは、特に有利には、マルチ開口撮像装置２０００の一貫して高いまたは少なくともわずかに影響を受ける画像品質につながる。代替的には、特に、レンズ６４ａ〜６４ｃまたはレンズチャネルが光チャネルの光路の大きな延長部を横切って延在する場合、隔壁構造体の支持体の支持は、光学系の位置を固定するために有利であり得る。これは、レンズスタックが長過ぎると、間仕切り壁体または側壁構造体に向かう横方向支持が有利であり得ることを意味する。このために、特にＵＶ光硬化性接着剤が適している接着剤を提供することができる。あるいは、半田または同じものを使用することもできる。さらに、支持効果が得られるができるだけ小さな力しか加えられないように、軟質材料のこれらのボンドおよび側方支持体をそれぞれ実施することが有利である。
【００３９】
イメージセンサ１２に面する領域では、間仕切り壁構造体１０１６ａ、１０１６ｂおよび／または１０１６ｃは、光学的に部分的に散乱および／または部分的に吸収する、および／または部分的に反射する特性を有する構造体１０１８ａを含むことができる。光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する構造体１０１８ａは、光学経路１６ａを横切って光路１７ａに垂直に出る光を散乱又は反射するように構成され、それは、光学的に部分的に散乱するまたは部分的に吸収する構造体２０１８に、イメージセンサ１２に向かって僅かに衝突する。好ましくは、光チャネル１０１６ａから出る光は、対象領域の方向に反射され戻され、および／または吸収される。これにより、迷光の量が低減されるので、イメージセンサ１２によって受信および／または変換された画像の高画質化が可能となる。
【００４０】
少なくとも部分的に散乱する、または部分的に吸収するおよび／または部分的に反射する構造体１０１８ｂについて図示されるように、それぞれの構造は、側壁構造体１００６ｂのような側壁構造体に配置されてもよく、または一体構造で形成されてもよい。これは、側壁構造体が、イメージセンサ１２に面して配置された領域に光学的に部分的に散乱するまたは部分的に吸収する構造１０１８ａを含むことができることを意味する。２つの光チャネル１６ａと１６ｂ、１６ｂと１６ｃ、１６ｃと１６ｄまたは１６ｄと１６ｅの間に、単に、間仕切り壁構造体を配置すれば、部分的に散乱する、部分的に吸収する、および／または部分的に反射する特性を含む構造体１０１８を、好ましくは光チャネルに面する両方の主面上に含むことができる。部分的に散乱する、部分的に吸収するおよび／または部分的に反射する構造体１０１８は、いわゆる「バッフル」と呼ぶこともできる。
【００４１】
マルチ開口撮像装置２０００の焦点がそれぞれ変更されて補正されるように、マルチ開口撮像装置２０００は、光チャネル１６ａ〜１６ｅの光学系とイメージセンサ１２との間の可変距離を得るように、アレイ１４´がイメージセンサ１２に対して移動可能に配置されるように構成することができる。
【００４２】
光チャネル１６ａ〜１６ｅの光学系は、イメージセンサ１２に関してｘ方向に沿って壁構造体１００４および側壁構造体１００６ａおよび１００６ｂと共に移動可能であり得る。これにより、マルチ開口撮像装置２０００の焦点の適合が可能になる。イメージセンサ、例えばレンズ６４ｃおよびイメージセンサ１２に面する光学チャンネル１６ａ〜１６ｅの光学系の間に、光学チャンネルの光路の出口側を形成することができる更なる壁構造体を配置することができる。壁構造体は、側壁構造体１００６ｂおよび／または側壁構造体１００６ａなどの側壁構造体を介して互いに接続することができる。方向ｘは、例えば、イメージセンサ１２と光チャネル１６ａ〜１６ｅの光学素子との間の光チャネル１６ａ〜１６ｅの光路に平行に走ることができる。これに代えてまたはそれに加えて、方向ｘは、ライン延長方向１４６に対して垂直に延びることができる。
【００４３】
言い換えると、本明細書に記載の実施形態によれば、一般的な射出成形されたプラスチックハウジングとは対照的に、顕著に低減された熱膨張、ひいては大幅に改善された熱安定性を有する光チャネルのアレイに対してハウジング概念が示唆されている。これは、部分画像からの全画像とより頑強な３−Ｄ画像データとの単純化された質的に改善されたアセンブリをもたらす。この概念は、既知の解決策の材料に代わるものだけでなく、それぞれのハウジング構成要素の有利な配置も含む。従来のハウジングおよびレンズ形状は、光チャンネル用のハウジングのコスト効率の良い製造を妨げ、同時に様々な環境温度で高い画像品質を可能にする。
【００４４】
プレート状に形成されたハウジング部品は、非常に安価に高品質かつ高精度に製造することができる。有利な材料は、例えば、ガラス、ガラスセラミック、セラミックまたはシリコンである。ガラスセラミックは、非晶質、多結晶または結晶構造を有することができる。セラミックおよび／またはシリコンは入手可能であり、多結晶または結晶材料として使用することができる。プレート構造の製造は、例えば、ソーイングプロセス、研削プロセスおよび／またはブレイクプロセスによって行うことができる。あるいは、例えば、一般的な製造後にプレート構造を特異化するために、レーザー切断プロセスを使用することができる。光学的に部分的に散乱する、部分的に吸収するおよび／または部分的に反射する構造体１０１８および／または後に議論される誘導構造のような追加の構造は、例えば、特異化の前または後に実施される追加の製造工程によって調製することができる。トポグラフィ構造がそれぞれのプレート要素と一体的に形成されるように、例えば、ホットスタンピングによって、トポグラフィをプレート構造上に堆積させることができる。
【００４５】
構造体１０１８および／またはダイアフラム構造体１０１２のような光学的機能領域は、層、層の積層物またはそれらを堆積させることによってさらに暗くすることによって得ることができる。これらの層は、吸収および／または誘電的に形成することができる。さらに、バッフル構造を実現するために、微細構造を使用することができる。光学的に散乱する微細構造を有する（例えば、吸収的な様式で）表面特性の重ね合わせは、散乱効果を伴う吸収効果の重ね合わせを可能にする。
【００４６】
図３は、光チャネル１６ａの概略図を示す。図２のコンテキストで説明したように、光チャネル１６ａはレンズ６４ａ、６４ｂおよび６４ｃを含む。光学系またはレンズ６４ａ〜６４ｃは、光学チャネル１６ａの全光学系の光学素子と考えることもできる。レンズは、例えば、機械的取り付け要素１００８を介して、互いに機械的に接続されている。簡単に言えば、光学系要素６４ａ〜６４ｃは、直列に配置されている。光路１７ａは、光チャネル１６ａの軸方向の延在方向を示す方向１０２２と平行または逆平行に延びることができる。
【００４７】
レンズ６４ａ〜６４ｃは、ライン開口方向１０４６に沿ったマルチ開口撮像装置内の側壁構造体または他の光学系に関して、非接触式または少なくとも軟質に、すなわち、ほとんど力を伝達しないように配置することができ、ライン延長方向１４６の正および／または負の方向に沿って光チャネルに横方向に隣接する。光チャネル１６ａおよびハウジング１００２の長さ１０２４は、例えば、光学素子６４ａの対向面（イメージセンサから離れて向いている）および光学系要素６４ｃ（イメージセンサに面している）のそれぞれによって決定することができ、そして、光路の光軸に沿って移動する。長さ１０２４の少なくとも５０％、少なくとも７０％または少なくとも８０％の領域では、光学系要素６４ａ、６４ｂ、６４ｃならびに機械的接続要素１００８の直列配置は、間仕切り壁構造体のような他の機械的構造に対して非接触の仕方でライン延長方向１４６と平行に配置することができる。
【００４８】
光学系６４および個々のレンズ６４ａ、６４ｂおよび／または６４ｃは、例えば、接着剤および／または後述の位置合わせ構造によって、底面または上面などの側壁構造体に機械的に固定することができる。このような配置は、正および／または負のライン延長方向１０４６に沿った光チャネルの光学系の非接触配置を可能にする。接着による取り付けは、例えば、熱活性化接着剤、室温で活性化する接着剤、紫外線硬化接着剤および／または接着テープを用いて行うことができる。代替的または追加的に、レンズは、レーザ半田付けおよび／または締め付け手段によって取り付けることができる。
【００４９】
レンズ６４ａ、６４ｂおよび／または６４ｃは、円形または楕円形のレンズとして形成することもできるが、レンズ６４ａ〜６４ｃの少なくとも１つは、レンズの第１の光学的に有効な主面１０２６と第２の光学的に有効な主面とを接続する第１、第２、第３および第４の二次的な側面１０２８ａ〜１０２８ｂを含むことができる。レンズの主面は、光路１７ａの入口および／または出口によって示すことができる。主要面１０２６ａ〜１０２６ｂは、互いに本質的に平行に（表面湾曲を無視することによって）配置することができる。２つの並置された二次的な側面１０２８ａおよび１０２８ｂは、少なくとも６０°および最大１２０°、少なくとも８０°および最大１００°、または少なくとも８５°および最大９５°、例えば、約９０°の角度αで配置することができる。例えば、レンズ６４ａ〜６４ｃおよび／または得られた全光学系の少なくとも１つは、長方形または正方形の断面を有することができる。平面状に構成された第２の側部１０２８ａおよび／または１０２８ｂは、その上に取り付けられる構成要素のための接続手段（例えば、接着剤または半田または同じもの）の接触面積を増加させることができる。
【００５０】
少なくとも長さ１０２４の広い領域に亘って隣接する光チャネルに対して非接触であるかまたは少なくともわずかな力しか及ぼさないライン延長方向１４６に沿った光チャネルの全光学系の配置は、熱変形の間、それぞれの（部分的な）レンズ６４ａ、６４ｂおよび／または６４ｃの光学特性が変更され、および／またはレンズ間の距離が変化することが可能になる。全光学系によって取り込まれたこのような画像の崩壊は、例えばオートフォーカスによって光学チャンネル１６ａを再合焦によって補正することができる。他の光チャネル上の横方向の力を防止するかまたは少なくとも低減することは、対象領域内の部分領域の対応がほぼ維持されるように、同時に各光チャネルの影響を低減または防止する。
【００５１】
図４ａでは、少なくとも部分的に不透明な構造体１０３２ａ、１０３２ｂまたは１０３２ｃが、それぞれ、イメージセンサ領域５８ａと５８ｂ、５８ｃと５８ｃ、５８ｃと５８ｄの間に配置されているマルチ開口撮像装置４０００の概略平面図を示す。少なくとも部分的に不透明な構造１０３２ａ〜１０３２ｃは、光チャネル１６ａ〜１６ｄの間のクロストークを低減または防止するように構成される。光チャネル１６ａ〜１６ｄ間のクロストークは、第１の光チャネルからの光の出射と、この迷光の別の光チャネルへの入射を意味する。少なくとも部分的に不透明な構造１０３２ａ〜１０３２ｃは、迷光のこのような転写を少なくとも低減して、より高い画像品質が得られるようにすることができる。
【００５２】
少なくとも部分的に不透明な構造体１０３２ａ〜１０３２ｃは、ｘ方向に沿ってテーパすることができ、例えば、迷光抑制のさらなる最適化をもたらすそれぞれの光チャネル１６ａ〜１６ｂの視野角に適合させることができる。他の実施形態によれば、少なくとも部分的に不透明な構造体１０３２ａ、１０３２ｂおよび／または１０３２ｃは、例えば直線状に異なるように形成され、これはほぼ一定の断面を意味する。少なくとも部分的に不透明な構造体１０３２ａ〜１０３２ｃは、同じ方法で、または異なって形成することができる。例えば、少なくとも部分的に不透明な構造体１０３２ａ〜１０３２ｃの幾何学的形状のチャネル個別適応を行うことができる。
【００５３】
壁構造体１００６ａおよび１００６ｂが、壁構造体１００４ａおよび１００４ｂ間の距離を画定するように、壁構造体１００４ａおよび１００４ｂは、それぞれ、側壁構造体１００６ａおよび１００６ｂに機械的に固定することができる。マルチ開口撮像装置４０００のハウジングは、壁構造体１００４ａと１００４ｂとの間の距離が、せいぜい２つの側壁構造体１００６ａおよび／または１００６ｂによって画定されるように形成することができる。例えば、側壁構造体１００６ａおよび１００６ｂのうちの１つだけによって距離を画定することもできる。壁構造体１００４ａおよび１００４ｂに固定されないように、すなわち、壁構造体間の距離を規定しないように、ハウジングの上側および／または下側などの追加の側壁構造体を配置することができる。これは、壁構造体１００４ａおよび／または１００４ｂに力を加えることができるレンズ６４ａ〜６４ｄの形状の温度誘導変化の間に、ハウジングの変形またはねじれが低減または防止されることを可能にする。なぜなら、側壁構造体１００６ａおよび１００６ｂのそれぞれの変形力が、さらなる側壁構造体を介して互いに結合することなく減少するからである。
【００５４】
換言すれば、さらに、必要に応じて内部間仕切り壁体１０３２を撮像チャンネルの外側に配置することができ、これは構造体の全長、すなわち、ハウジング内の光路を横切って延びておらず、必要であれば（頂部から見て）くさび形の断面を有することができる。ハウジングは、２つの壁体（それぞれの内側または外側の側壁構造体または間仕切り壁構造体）が、整列構造および必要に応じてレンズを含む前後のガラス体（壁構造体）間の距離を規定するように構成することができる。
【００５５】
図４ｂは、光チャネル６４ａが２つの部分領域を投影するように構成された図４ａのマルチ開口撮像装置４０００を示す。対象領域の第１の部分領域はイメージセンサ領域５８ａ上に投影される。対象領域の第２の部分領域がイメージセンサ領域５８ｂに投影される。少なくとも部分的に不透明な構造１３２は、イメージセンサ領域５８ａとイメージセンサ領域５８ｂとの間の迷光のクロストークおよび／または転送を低減または防止するために、第１イメージセンサ領域５８ａと第２イメージセンサ領域５８ｂとの間に配置される。
光チャネル内での光学系の多重使用の１つの利点は、光学系のための設置スペース要件が低減されるので、設置サイズの低減可能性である。光学系６４ａは、対象領域の２つまたはいくつかの部分領域の同時投影を可能にするために、例えば、イメージセンサ領域５８ａおよび５８ｂに対して、またはイメージセンサ領域５８ａおよび５８ｂの間の中心軸に対して、回転対称又は鏡面対称に構成することができる。少なくとも部分的に不透明な構造体１３２ａは、イメージセンサ１２から離れて向いている方向ｘに沿って先細にすることができる。
【００５６】
図５ａは、側壁構造体１００６の概略斜視図を示す。側壁構造体１００６は、簡単でコスト効率の良い製造を可能にする単純なプレート状構造として形成することができる。あるいは、図示された側壁構造体１００６は、図２のコンテキストで説明したように、間切り壁構造体として配置することもできる。
【００５７】
図５ｂは、図２のコンテキストで説明した間仕切り壁構造体１０１６の概略斜視図を示す。間仕切り壁構造体１０１６は、本質的にプレート状構造として形成することができ、そして、間仕切り壁構造体１０１６は、両側、すなわち、両方の主面上に光学的または少なくとも部分的に反射構造体１０１８ａおよび１０１８ｂを散乱および／または少なくとも部分的に吸収および／または少なくとも部分的に有することができる。散乱効果は、例えば、互いに対して傾斜した表面によって示されるように、表面上の微細構造の実施によって達成することができる。少なくとも部分的に吸収する特性は、間仕切り壁構造体１０１６の主面上にコーティングおよび／または追加の材料によって行うことができる。吸収が可能になるように、吸収層および／または誘電層である層積層、層積層またはそれらを堆積することによって暗くすることに加えて、散乱を得るために重なり合う微細構造を配置することができる。
【００５８】
さらに、間仕切り壁構造体１０１６は、間仕切り壁構造体１０１６の二次的な側面の主たる延在方向に沿って延びる案内バネ１０３４ａおよび／または１０３４ｂを備えることができ、当該二次的な側面は、間仕切り壁構造体１０１６の主側面を接続する。
【００５９】
図５ｃは、例えば、ハウジングの上面および／または底面として使用することができる側壁構造体１００６の概略斜視図を示す。側壁構造体１００６は、突起１０３６ａおよび１０３６ｂを含むことができる。突起の形状は、ハウジングの他の要素のための機械的な案内構造として使用することができる。そうであれば、突起１０３６ａおよび１０３６ｂは、それぞれ、光チャネルの光学系をフレーム内に配置することができ、かつ光学系に機械的に係合することができるように、周縁フレームを形成することができる。さらに、隣接する２つの突起１０３６ａと１０３６ｂとの間の領域１０３８は、例えば、間仕切り壁構造体１０１６の位置を許容するための案内溝として機能することができる。このようにして、案内ばね１０３４は、溝１０３８内に案内され、間仕切り壁構造体の位置を少なくとも部分的に固定することができる。これは、間仕切り壁構造体を機械的に取り付けることができることを意味する。ｘ方向にまたはその反対方向に、間仕切り壁構造体は、例えば、移動可能であっても自由に移動可能であってもよい。図４を参照すると、例えば、壁構造体１００ａと１００４ｂとの間の距離は、ハウジングの上側と下側とを介して確定することもでき、図４の側壁構造体１００６ａおよび１００６ｂは、壁構造体１００４ａおよび１００４ｂの間の距離を規定しない。
【００６０】
また、案内溝および／または案内ばねは、２つの要素間の距離を規定するために使用され得る。したがって、２つの壁構造体の軸方向距離の定義は、ベースおよび／またはカバープレート（側壁構造体）上の溝／切欠きを介して実行することができ、これは、上側および/または下側のガイドを介して行うことを意味する。
【００６１】
図５ｄは、ハウジングの上面および／または底面としても使用できる代替の側壁構造体１００６の概略斜視図を示す。側壁構造体１００６は、例えば二次元マトリクスパターンで配置されるように配置された平面状突起１０４２ａ〜１０４２ｄを含む。横方向の伸張方向に沿って、平面状突出部１０４２ａ〜１０４２ｄは、少なくともラインごとにまたは列毎に互いに異なる延長部を有することができる。隣接する２つの平面状突起の間の領域１０３８ａおよび１０３８ｂは、間仕切り壁構造体および／または壁構造体のための案内溝として使用することができる。言い換えると、側壁構造体１００６は、間仕切り壁構造体を機械的に取り付けるように構成された機械的ガイド１０３８を含む。
【００６２】
２つの案内溝１０３８ａおよび１０３８ｂが得られ、それに沿って壁構造体を取り付けることができるように、図５ｅは、突出部１０３６がそれぞれマルチピース、すなわち中断されたフレームとして形成されているさらなる側壁構造体１００６の概略斜視図を示し、さらに、側壁構造体１００６は、構造体１０１８の少なくとも一部を散乱させるおよび／または少なくとも部分的に吸収するおよび／または少なくとも部分的に反射することを含む。例えば、間仕切り壁構造体がこのような構造で配置されている場合、光チャネルは、光チャネルの４つの円周側に少なくとも部分的に散乱する、および／または少なくとも部分的に吸収する、および／または少なくとも部分的に反射する構造を含むことができる。
【００６３】
このように、ａ方向に沿った切り欠き（溝）は、たとえば領域１０３８ａまたは１０３９ｂによって得られ、方向θｃおよび角度θｘに沿った方向ｃに沿った構造の位置合わせを可能にする。方向ｃに沿ったノッチ１０３８ｃのような他のノッチは、方向ｃおよび／または方向ｂおよび／または方向ａに沿った整列を可能にすることができる。さらに、それぞれの構造は、角度θｃおよび／または角度θｂに関して整列させることができる。
【００６４】
図６は、壁構造体１０４４の断面の概略斜視図を示しており、例えば、マルチ開口撮像装置１０００，２０００または４０００の壁構造体１００４として配置することができる。壁構造体は、透明領域１０１４ａ〜１０１４ｃを含む。投影またはガイド１０４６ａおよび１０４６ｂまたは１０４６ｃおよび１０４６ｄは、２つの隣接する透明領域１０１４ａおよび１０１４ｂまたは１０１４ｂおよび１０１４ｃの間に配置される。間仕切り壁構造体が突起部１０４６ａ〜１０４６ｄによってライン延長方向１４６に沿って案内または固定されるように、隣接する２つの突起１０４６ａと１０４６ｂまたは１０４６ｃと１０４６ｄとの間に、間仕切り壁構造体をハウジング内に配置することができる。
【００６５】
さらに、壁構造体１０４４は、透明領域１０１４ａ〜１０１４ｃに隣接して配置され、それぞれの光チャネルのレンズの機械的固定またはロックを可能にするように構成された固定領域１０４８ａ〜１０４８ｄを含む。例えば、固定具１０４８ａ〜１０４８ｄは、突起および／または凹部として形成することができる。したがって、レンズは相補的な構造を含むことができ、または光学チャネル内のレンズの正確な位置決めが可能になるように、これらの相補的な構造を有するフレームに接続することができる。
【００６６】
要素１０４８ａ〜１０４８ｄは、光チャネルのレンズのアライメント構造と呼ぶこともできる。図５ｄおよび図５ｅを参照すると、領域１０３８は、その上に配置された壁構造体および／または間仕切り壁構造体の整列構造と呼ぶことができる。側壁構造体または壁構造体の突起および／または凹部は、例えば、ホットスタンピング法によって得ることができる。これには、壁構造体または側壁構造体を、それぞれの構造が得られるように、一体的に、および／またはホットスタンピング法によって変形させた材料で形成することができるという利点がある。代替的または追加的に、構造の一部または全部は、堆積方法または接着方法、例えばＵＶ複製によって配置することができる。このようにして、例えば、ガラス材料、ガラスセラミック、セラミックおよび／またはシリコン上にポリマー構造を得ることができる。簡単に言えば、ポリマー層を基板上に配置することができる。
【００６７】
これには、費用効率が高く簡単な方法で高い再生率で構造を得ることができるという利点がある。プレート状構造体としての壁構造体および側壁構造体の実施形態と組み合わせて、要素およびしたがってハウジングを非常に費用効果の高い方法で製造することができる。プレート自体は、例えば、切断方法、切削方法および／またはブレーク方法によって特異化することができる。
【００６８】
突出部および／または凹部は、それぞれのプレート上のアセンブリ構造と呼ぶこともできる。それぞれのベースプレート上の連続ノッチまたは溝（領域１０３８）は、ライン延長方向１４６に沿った方向に個々の方向に沿ってそれぞれの構造を整列させる。
【００６９】
代替的または追加的に、個々のダイアフラムを構造体１０４８ａ〜１０４８ｄ上に機械的に配置および／または調整することができる。構造体１０４８ａ〜１０４８ｄは、レンズ、間仕切り壁構造体、側壁構造体および／または壁構造体の固定軸受として使用することができる。すべての構造体１０４６および１０４８は、ハウジング１００２の内側に配置されるように記載されているが、同じまたは同様の構造を、例えばダイアフラムまたは同じものを配置するために、ハウジング１００２の外側に配置することもできる。
【００７０】
さらに、透明領域１０１４ａ〜１０１４ｃの壁構造体１０４４は、それぞれ、レンズまたは回折素子などの光学機能領域をさらに有することができ、これは、壁構造体１０４４自体と同じ材料またはＵＶ複製によって堆積された材料で形成することができる。ここで、光学機能領域ならびに構造１０４６ａ〜１０４６ｄおよび１０４８ａ〜１０４８ｄも一体的に形成することができる。
【００７１】
図７ａは、例示的な側壁構造体１００６ａ〜１００６ｃが配置されたハウジング１００２の可能な実装の概略斜視図を示す。対象領域に面して配置され、イメージセンサから離れて対向する壁構造体１００４ａは、光チャネルの光学系および／または対象領域の部分領域に適合され、例えば円形に構成されている透明領域１０１４ａを含む。イメージセンサに面する壁構造体１００４ｂは、壁構造体１００４ａに対向して配置され、例えば、イメージセンサのイメージセンサ領域に適合し、例えば、長方形または正方形の透明領域を形成する透明領域１０１４ｂを含む。
【００７２】
間仕切り壁構造体１０１６は、例えば、突起１０３６によって形成された溝を介して側壁構造体に取り付けられる。さらに、ハウジング１００２は、例えば光チャネルを上側または下側として覆うさらなる側壁構造体を備えることができる。
【００７３】
あるいは、間仕切り壁構造体１０１６は、例えば図５ａのコンテキストで説明した平面構造として実現することもできる。あるいは、間仕切り壁構造体を配置しなくてもよい。例えば、少なくとも部分的に不透明な構造１０３２がイメージセンサに配置されることを提供することができ、そして、ハウジングは、十分な迷光抑制が提供される環境内に配置することができる。
【００７４】
図７ｂは、図７ａのハウジング１００２を示し、レンズ６４ａ〜６４ｃは、図３のコンテキトで説明したように、各光チャネル１６ａ〜１６ｈに対して配置されている。可能であれば追加の微細構造を有する平面プレートのハウジング１００２の実施により、補正されていない高画質が得られるように、レンズ６４ａ〜６４ｃの軸方向の位置または変形とは無関係に、壁構造１００４ａおよび１００４ｂ内の光チャネルの開口部は、レンズの変形の間に本質的に同じサイズを維持することが可能になる。公知の解決策では、開口部の延長部はイメージセンサに向かって軸方向に増加する。
さらに、レンズ６４ａ〜６４ｃの矩形の断面は、レンズの簡単で丈夫な取り付けを得て、技術的に簡単なので、間仕切り壁体および側壁体の単純でほぼ平坦な構成を可能にするために使用され、それゆえ、コスト効果の高い製造方法を用いて製造することができる。既知の解決策では、正方形への円形の設計が存在する。必要とされるより複雑なハウジング形状は、温度の変化の間に不都合に大きな寸法及び形状変化を有するポリマーの射出成形によって得られる。
【００７５】
光学系６４ａ〜６４ｃは、非接触式に、または少なくとも隣接する間仕切り壁構造体１０１６に対してわずかな力を伝達することによって配置することができるので、同じものは接触せず、簡単に言えば、視線方向に対して横切る方向に移動する。したがって、ハウジング１００２に画像誤差を生じさせるような反りの力は生じない。
【００７６】
一実施形態によれば、光チャネル１６ａ〜１６ｈは、アレイの光チャネルの総量を形成して、少なくとも１つのイメージセンサのイメージセンサ領域の総量に対象領域の部分領域の総量を投影することができる。このように投影された部分領域の総量は、キャプチャされる対象領域を完全に投影することができる。さらに、捕捉される全対象領域の各部分領域が実現のために少なくとも２つのチャネル１６ａ〜１６ｈによって送信される構造が可能である。これは、立体画像撮影システムおよび／または超解像度の方法を使用するオプションを実現するのに役立つ。簡単に言えば、チャネル１６ａ〜１６ｈの全体は、全対象領域を数回完全に投影することができる。
【００７７】
光学チャンネルは、１つまたは３つのレンズまたはレンズ要素を含むように上記で説明したが、代わりに、４つ、５つまたはそれ以上のように、２つまたは３つ以上のレンズまたはレンズ要素を配置することができる。
【００７８】
図８は、マルチ開口撮像装置８０００の概略斜視図を示しており、ここでは、説明したハウジング１００２が、例えば図７ｂに示すように、イメージセンサ１２をさらに含み、さらにビーム偏向手段１８が配置されている。ビーム偏向手段１８は、例えば光路１７ｂに対して図示されているように、光チャネル１６ａ〜１６ｂの光路を偏向させるように構成されている。ハウジング１００２の外壁は、さらなる構成要素を取り付けるように構成された構造を含むことができる。ハウジングの前面側、すなわちイメージセンサ１２から離れて面する側では、このような構成要素は、例えば、ビーム偏向手段１８を含むことができる。代替的または追加的に、これらは、ビーム偏向手段、ハウジング１００２および／またはイメージセンサ１２を動かすように構成されたアクチュエータであってもよい。以下でより詳細に説明するように、これらは、マルチ開口撮像装置８０００の合焦および／または光学画像安定化を可能にする並進移動および／または回転移動であり得る。
【００７９】
さらに、ハウジングの背面側、すなわちイメージセンサ１２に面し、またはイメージセンサ１２がハウジング１００２とアクチュエータとの間に配置されるように、さらなる構成要素の取り付けを提供することができる。例えば、イメージセンサ１２によってハウジング１００２から離間されたアクチュエータは、イメージセンサをハウジングに対して移動させるように構成することができる。代替的にまたは追加的に、さらなる光チャネルを含む別のハウジングへの接続が提供され得る。側面、すなわち、ライン延長方向１４６に沿って、またはそれとは反対に、さらなるハウジングおよび／またはアクチュエータのための接続位置を設けることもできる。これらは、例えば、ハウジング１２を動かすように構成された永久磁石および／またはスプリングベアリングであってもよい。
【００８０】
本明細書に記載された実施形態は、線形チャネル構成によるマルチ開口アプローチを使用することによって設置高さを低減することを可能にする。これは、特に、ビーム偏向手段１８が異なる方向に、したがって異なる対象領域にある光チャネルの光路を時間的に偏向させるように構成されている場合に、ミラーによるビーム偏向によって第２のカメラを節約することを可能にする。上述のハウジングの実施形態は、画像アセンブリを改善するための熱安定性の改善と、３Ｄオブジェクトデータのロバスト性を可能にする。これにより、さらに製造コストの削減および／または設置量の削減が可能となる。
【００８１】
さらなる実施形態によれば、イメージセンサおよび光チャネル１６ａ〜１６ｄのいくつかは、対象領域を（完全に）捕捉するように構成されたハウジング内に第１の部分モジュールを形成することができる。光チャネル１６ｅ〜１６ｈのような他の光チャネルは、イメージセンサまたは対象領域を完全に捕捉する別のイメージセンサと一緒に第２の部分モジュールを形成することができる。壁構造体１００４ａおよび／または１００４ｂは、両方の部分モジュールの光チャネルを横切って延びることができる。２つの部分モジュールのイメージセンサは、１つのイメージセンサとして一体的に形成することができる。代替的または追加的に、各部分モジュールは、少なくとも１つのイメージセンサを備えることができる。例えば、後に説明するアクチュエータが合焦手段および／または光学画像安定化装置、光学画像安定化装置および／または光チャネルの合焦手段のために配置されている場合には、光チャネルは、第１および第２の部分モジュールの光チャネルのための結合効果を有することができる。これは、部分モジュールおよびその光チャネルがそれぞれ、例えばイメージセンサまたはビーム偏向手段などの他の構成要素に対して相対的な移動を受ける同じハウジング内に配置されていることによって得られる。これは、合焦手段の少なくとも１つのアクチュエータが、第１の部分モジュールおよび第２の部分モジュールの焦点を調整するように構成されていることを意味する。代替的または追加的に、光チャネルの光路を偏向させるビーム偏向手段を、第１の部分モジュールおよび第２の部分モジュールの光路を一緒に偏向するように構成することができる。
【００８２】
以下では、少なくともマルチ開口撮像装置を含む装置を参照する。装置は、少なくとも１つのマルチ開口撮像装置を用いて対象領域を投影するように構成された撮像システムとすることができる。以下で説明されるマルチ開口撮像装置は、例えば、マルチ開口撮像装置１０００，２０００，４０００および／または８０００であり得る。
【００８３】
図９ａは、第１の動作状態にある実施形態による装置１０の概略側面断面図を示す。装置１０は、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータなどのモバイルコンピュータおよび／または携帯音楽プレーヤーなどのモバイルまたは固定したデバイスとすることができる。
【００８４】
装置１０は、マルチ開口撮像装置１０００，２０００，４０００および／または８０００などのマルチ開口撮像装置１１を含む。マルチ開口撮像装置１１は、イメージセンサ１２と、並置された光チャネル１６のアレイ１４と、ビーム偏向手段１８とを備える。ビーム偏向手段１８は、光チャネル１６の光路１７を偏向させるように構成され、以下に詳細に説明する。装置１０は、収納容積２４を囲む外面２３を有するハウジング２２を含む。これは、収納容積２４がハウジング２２の内部容積とハウジング２２の容積とを含むことができることを意味する。したがって、収納容積は、ハウジング壁によって要求される容積をも含み、したがって、ハウジングの外面２３によって囲まれる。ハウジング２２は、透明または不透明に形成することができ、例えば、プラスチック材料および／または金属材料を含むことができる。ビーム偏向手段１８は、収納容積２４の内部に第１の位置を有する。マイクロフォンの音響チャネルまたは装置１０の電気的接触のようなハウジングの側面の穴または開口は、収納容積２４を決定するために無視することができる。
マルチ開口撮像装置１１によって捕捉されるべきハウジング２２の外側に配置された視野２６は、全く、または限られた範囲でのみ捕捉することができないように、ハウジング２２内に配置されたハウジング２２および／または部材は、ビーム偏向手段１８によって偏向された後に光チャネル１６の光路１７を遮断することができる。部材は、例えば、アキュムレータ、プリント回路基板、ハウジング２２の不透明領域または同様のものであってもよい。換言すれば、従来のカメラ対物レンズの代わりに、異なる、おそらく非光学的な装置をハウジング上に配置することができる。
【００８５】
ハウジング２２は、収納容積２４がハウジング２２の外部容積２５に接続される開口部２８を備えることができる。時々、開口部２８は、カバー３２によって完全にまたは部分的に閉じられ得る。装置１０の第１の動作状態は、光チャネル１６が向けられるマルチ開口撮像装置１１の非アクティブな動作状態とすることができ、例えばハウジング２２の内側に設けられてもよく、あるいは全く偏向されなくてもよい。
【００８６】
言い換えると、マルチ開口撮像装置の構造の設置高さは、光チャネル１６（レンズ）の光学系の直径によって少なくとも部分的に決定される。（場合によっては最適な）場合では、この厚さ方向のミラー（ビーム偏向手段）の伸びは、この方向のレンズの伸びに等しい。しかし、ここでは、光チャネル１６の光路がミラー１８によって制限されている。この結果、画像輝度が低下し、この減少は画角に依存する。本実施形態は、この問題を、マルチチャネルカメラ構造体の全部または一部を動かすことによって解決し、カメラの動作状態において、構造体の一部が、カメラの非使用状態と比較して、例えばスマートフォンのハウジングを越えて突出するようにすることができる。ビーム偏向手段のような部品の動きは、回転（折り畳みまたは折り畳み開放）、並進（伸長）または混合の形態とすることができる。部品の追加的な動きおよび全体的なシステムは、それぞれ、コンパクトカメラの既知の目的と同様に、カメラの非使用モードで最小の構造形状を可能にし、技術機能を実現するために最適化されたカメラの使用形態においてより大きな構造形状を有する。
【００８７】
図９ｂは、第２の動作状態にある装置１０の概略側面断面図を示す。第２の動作状態では、ビーム偏向手段１８は、収納容積２４の外側に第２の位置を有する。これにより、ビーム偏向手段１８は、光チャネル１６の光路１７を収納容積２４および視界２６の外側に偏向させることができ、そのため、マルチ開口撮像装置１１によってハウジング２２の外部に取り込むことができる。カバー３２は、ビーム偏向手段１８がハウジング２２の開口部２８を通って収納容積２４から移動することができるように、図９ａに示す位置から離れることができる。ビーム偏向手段１８は、第１の位置と第２の位置との間で平行移動および／または回転移動することができる。ハウジング２２および／またはハウジング２２自体の内部の部材は、光チャネル１６の偏向された光路１７を遮断しないことが有利である。
【００８８】
マルチ開口撮像装置１１は、ハウジング２２の少なくとも一部に再度配置されたカメラハウジング内に配置することができる。カメラハウジングは、例えば、図１３のコンテキストで説明したような走行キャリッジによって、少なくとも部分的に形成することができる。これは、単一チャネルカメラが、その中の折り畳み機構によって異なる方向に向けられている概念とは異なり、この場合、イメージセンサおよび／または結像光学系の回転または傾きを防止することができる。
【００８９】
全視野は、第１の位置から開始して、ビーム偏向手段が第２の位置に移動され、ビーム偏向手段が少なくとも部分的に収納容積の外側に配置されるように装置１０によって捕捉することができる。ビーム偏向手段が第２の位置にあるとき、全体の視野は、光路がビーム偏向手段によって偏向されるマルチ開口撮像装置の並置された光チャネルのアレイによって捕捉することができる。
【００９０】
図１０ａは、第１の動作状態にあるさらなる実施形態による装置２０の概略側面断面図を示す。装置２０は、たとえば接続要素３４ａおよび／または任意の接続要素３４ｂを介して、ハウジング２２で枢動されるカバー２３を含む。接続要素３４ａおよび／または３４ｂは、ハウジング２２に対してビーム偏向手段１８のカバー２３の間で角度調整可能な、そしてそれゆえに、回転運動を可能にするように構成することができ、例えばヒンジまたはローラー軸受として形成することができる。
【００９１】
ビーム偏向手段１８は、ハウジングのカバーを形成することができ、またはハウジングの一部とすることができる。ビーム偏向手段１８のビーム偏向面の１つは、ハウジングの外縁とすることができる。ビーム偏向手段１８は、第１の位置を有し、ハウジング２２の一部または全部を閉じる。ビーム偏向手段１８は、例えば、光路１７を偏向させるための反射領域を含むことができ、第１の位置においてハウジング２２と機械的接触を形成するように構成された接触領域を含むことができる。簡単に言えば、カメラは使用していないときには見えないか、ほとんど見えないかも知れない。
【００９２】
図１０ｂは、第２の動作状態にある装置２０の概略側面断面図を示す。第２の動作状態では、ビーム偏向手段１８をハウジング２２に対して回転移動させる、すなわち折り畳んで収納容積２４を開くことができる。光路１７がビーム偏向手段ぬゆで第１の方向１９ａに偏向されるように、回転傾斜は、イメージセンサ１２とビーム偏向手段１８との間の光チャネル１６の光路１７の経路に対して、ビーム偏向手段１８の傾斜した又は傾いた向きを可能にする。
【００９３】
図１０ｃは、第３の位置にある装置２０の概略側面断面図を示す。装置２０は、第２の動作状態にあり得る。図１６ｂに示す第２の位置と比較して、ビーム偏向手段１８は、異なる方向１９ｂで光チャネル１６の光路１７を偏向させることができる。異なる視野または異なる位置に配置された視野を捕捉することができるように、例えば、これは、装置２０の前側および後側、左側および右側、および上側または下側のような第１の側および反対側とすることができ、および／または、光路１７が偏向されるユーザであってもよい。接続要素３４ａおよび３４ｂは、例えば、フレーム構造およびビーム偏向手段１８と接続することができる。ビーム偏向手段１８は第２または第３の位置を代替的に含むことができるように、マルチ開口撮像装置の切り替え可能な視線方向によって、特に、前後の視線方向を有する２つのカメラを使用するスマートフォンにおける従来の解決策は、１つの構造で置き換えることができる。
【００９４】
図１１ａは、第１の動作状態にある更なる実施形態による装置３０の概略側面断面図を示す。図１および図２で説明した装置２０と比較して、図１０ａ〜図１０ｃを参照すると、装置３０は、ハウジング２２の外縁２３とマルチ開口撮像装置１１との間に配置された少なくとも部分的に透明なカバー３６を含む。少なくとも部分的に透明なカバーは、ビーム偏向手段１８に接続され、ビーム偏向手段１８の移動に基づいて移動するように構成されている。少なくとも部分的に透明なカバー３６は、例えば、ポリマーおよび／またはガラス材料を含むことができる。
【００９５】
言い換えれば、カプセル化された容積（移動可能なカバーガラス）を変更するオプションにより、除染からの保護のために光学系のカプセル化を可能にする装置を提供することができる。
【００９６】
図１１ｂは、第２の動作状態にある装置３０の概略側面断面図を示す。図１０ｂの装置２０と比較して、少なくとも部分的に透明なカバーは、少なくとも部分的に収納容積２４から移動される。これは、ビーム偏向手段の連結要素３４の回りの回転運動によって行うことができる。光チャネルは、少なくとも部分的に透明なカバーを貫通するように、ビーム偏向手段１８は、光チャネル１６の光路１７を偏向させるように構成されている。カバー３６は、収納容積部２４内への粒子、汚れおよび／または湿気の侵入を低減または防止するように構成される。ここで、カバー３６は、光路１７に対して透明および／または部分的に不透明に形成することができる。カバー３６は、例えば、電磁放射の特定の波長範囲に対して不透明であってもよい。それは、粒子、汚れおよび／または水分の量が減少することに起因するカバー３６の利点である。光チャネルの光学系の汚染が低いので、装置の長い動作寿命および／または連続的に高い画像品質を得ることができる。
【００９７】
図１１ｃは、装置３０の概略側面断面図を示し、当該装置３０において、ビーム偏向手段１８は、イメージセンサ１２と光チャネル１６との間の光路１７の方向ｘに垂直な方向ｙに沿って、そして、光チャネル１６のアレイのライン延長方向に垂直な方向ｚに垂直に、任意のアクチュエータ３８と共に並進移動可能である。ビーム偏向手段１８は、また、回転運動に基づいて、例えばガイド、レベルまたは同じものの周りに、接続要素３４のまわりで並進的に移動させることができる。折り畳み（回転運動）は、手動またはアクチュエータを用いて行うことができる。オプションのアクチュエータ３８は、ビーム偏向手段１８に配置することができる。あるいは、アクチュエータ３８は、ハウジング２２とビーム偏向手段１８との間に配置することができる。アクチュエータ３８は、例えば、ハウジング２２と接続要素３４ａとの間、および／または接続要素３４ａとビーム偏向手段１８との間に配置することができる。ビーム偏向手段がハウジングのｘ方向に沿って並進運動することにより、ハウジング２２によって捕捉される視界の陰影が減少することができるという利点がある。
【００９８】
図１２ａは、第１の動作状態にある実施形態による装置４０の概略側面断面図を示し、第１の位置では、ビーム偏向手段１８は、ハウジング２２の収納容積の内側に配置され、並進運動４２に基づいて、第１の位置から図１２ｂに概略的に示される第２の位置まで移動するように構成される。図１２ａに示すように、ハウジングは、第１の動作状態において、それぞれ、ハウジング２２およびその中の開口部を閉じるカバー３２を含むことができる。ビーム偏向手段１８は、ハウジング２２の内部の光路によって規定される方向ｘに垂直な最小の延長部を有するように、第１の動作状態に向けることができる。
【００９９】
図１２ｂは、第２の動作状態にあるデバイス４０の概略側面断面図を示す。ビーム偏向手段は、並進運動４２に基づいて、例えばｘ方向に沿って収納容積２４から移動される。このために、ビーム偏向手段１８は、開口２８を通って移動することができる。ビーム偏向手段１８は、回転軸４４の周りを回転可能に移動可能である。第１の動作状態と第２の動作状態との間の並進移動の間、ビーム偏向手段１８は、回転軸４４の周りで回転運動を行うことができる。ビーム偏向手段の角度方向は、図１２の第１の動作状態と比較して修正することができ、第１の動作状態と比較して、マルチ開口撮像装置の光路によって使用されるビーム偏向手段の面積が増大する。回転軸４４を中心とする回転運動４６は、光チャネル１６とビーム偏向手段１８との間の光路１７に対して、そして、それゆえに、光チャネル１６の光路１７が偏向される可変方向に対して、ビーム偏向手段１８の傾斜角が可変となることを可能にしている。光チャネル１６は、光学系６４ａ〜６４ｂを含むことができる。
【０１００】
ビーム偏向手段１８に加えて、光チャネル１６および／またはイメージセンサ１２の光学系６４ａ〜６４ｂは、第２の動作状態で収納容積２４の外側に配置することができる。例えば、光チャネル１６および／またはイメージセンサ１２の光学系６４ａ〜６４ｂは、ビーム偏向手段１８と共に移動することができる。
【０１０１】
言い換えれば、線形チャネル構成を有するマルチ開口カメラは、並置され、それぞれが全視野の一部を伝送するいくつかの光チャネルを含む。有利には、ビーム偏向のために使用することができる結像レンズの前にミラーが取り付けられ、設置高さの低減に寄与する。ファセットミラーのようなチャネルごとに適合されたミラーと組み合わせて、ファセットは、任意の方法で平面または湾曲しているか、またはフリーフォーム領域が設けられているが、光チャネルの結像光学系は本質的に同一に構成されていることが有利であり、チャネルの視野方向は、ミラーアレイの個々のファセットによって予め決定される。ビーム偏向手段の表面は、少なくとも光チャネルに割り当てられた反射ファセットで鏡像化される。異なる視野方向が、ミラーファセットの角度およびそれぞれの光チャネルの実現によってもたらされるように、チャネルの結像光学系が異なって実施されている可能性もある。さらに、いくつかのチャネルがビーム偏向手段の同じ領域を使用し、したがってファセットの数がチャネルの数よりも小さいことが可能である。ここでは、偏向ミラーを旋回させることができ、回転軸は、例えばチャネルの延在方向に平行に走る。偏向ミラーは、金属または誘電体層（シーケンス）が使用され得る両面で反射性であり得る。ミラーの回転は、１つまたは複数の方向に沿ってアナログまたは安定であり得る。回転運動に基づいて、ビーム偏向手段は、少なくとも第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、光路は各位置において異なる方向に偏向される。図１０ｃのビーム偏向手段１８の位置について説明したのと同様の方法で、ビーム偏向手段を回転軸の周りに移動させることもできる。ハウジングカバー３２とビーム偏向手段１８との並進運動に加えて、マルチ開口撮像装置の部品および全ての追加の構成要素は、それぞれ、同じ方向に並進的に共動させることができ、そこで、同じまたは異なる移動範囲が可能である。
【０１０２】
図１３ａは、カバー３２がハウジング２２のハウジング側２２ｂの移動要素３４を介して回転移動可能に配置される装置５０の概略側面断面図を示す。ビーム偏向手段１８は、走行キャリッジ４７に機械的に接続することができる。走行キャリッジ４７は、少なくともビーム偏向手段１８を移動させる機械的搬送手段と考えることができる。装置５０は、移動キャリッジ４７を並進移動させるように構成されたアクチュエータ３３を含むことができる。アクチュエータは、ステップモータ、圧電駆動装置またはボイスコイル駆動装置などの任意の駆動装置を含むことができる。アクチュエータ３３の代替として、またはアクチュエータ３３に加えて、装置５０は、カバー３２およびハウジングを少なくとも１つのハウジング側２２ａに固定する機械的ロック３５を解放するように構成されたアクチュエータ３３´を含むことができる。ビーム偏向手段または走行キャリッジ４７は、ロック３３´が解放されたときにバネ力によってハウジングから追い出すことができる。これは、ビーム偏向手段１８を第１の位置に維持するようにロック３５を構成できることを意味する。走行キャリッジ４７は、装置４０内に配置することもできる。これは、移動キャリッジ４７をカバー３２の並進運動のために使用することもできることを意味する。
【０１０３】
図１３ｂは、ビーム偏向手段１８が収納容積２４から移動されるように、移動キャリッジ４７が移動４２の並進方向に沿って移動する装置５０の概略側面断面図を示す。イメージセンサ１２および／または光チャネル１６の光学系は、走行キャリッジ４７に機械的に接続することもでき、ビーム偏向手段１８と共に同程度に移動させることもできる。あるいは、イメージセンサ１２、光学系および／またはビーム偏向手段１８の間の距離が、伸長中に増加するように、イメージセンサ１２および／または光チャネル１６の光学系は、ビーム偏向手段１８よりも小さい範囲で移動可能とすることができる。代替的または追加的に、イメージセンサ１２および／または光チャネルの光学系は、単にビーム偏向手段１８が移動キャリッジ４７によって移動されるように、ハウジングに対して静止して配置することができる。設置スペースが少なくて済むと共に、マルチ開口撮像装置がハウジング２２内に収容することができるように、イメージセンサ１２の間の距離が増大し、延長中に光学系および／またはビーム偏向手段１８は、第１の動作状態において構成要素の距離をより小さくすることができる。
【０１０４】
図１３ｃは、第２の動作状態にある装置５０の概略側面断面図を示す。ビーム偏向手段は、例えば装置４０について説明したように回転運動４６を行うために旋回させることができる。第１の動作状態と比較して、マルチ開口撮像装置の光路によって使用されるビーム偏向手段の面積が増大するように、ビーム偏向手段１８の角度方向は、図１２ｂのコンテキストで説明したように、図１３ａの第１の動作状態または図１３ｂの状態と比較して補正することができる。光チャネル１６およびイメージセンサ１２に対向するビーム偏向手段１８の側面は、それぞれ、例えばｙ方向に沿って、イメージセンサ１２および光チャネル１６の寸法Ａよりも大きい、それぞれ、この方向に沿って、移動の並進方向４２に垂直な寸法Ｂを有することができる。寸法Ｂは、例えば、アレイのライン延長方向に対して垂直であり、光チャネルが当たるイメージセンサの表面に平行である。これにより、ビーム偏向手段１８により大きな光量を偏向させることができ、撮影する画像の明るさが高くなるという効果が得られる。図１３ａに示す位置では、延長部または寸法Ｂは、図１３ｃに示す位置またはビーム偏向手段１８が光路を別の視線方向に向ける位置よりも小さい。
【０１０５】
図１４ａは、第１の動作状態にある実施形態による装置６０の概略側面断面図を示す。ビーム偏向手段１８は、第１の位置にある。図１２ａおよび１２ｂに記載された装置４０および装置と比較して、装置５０は、カバー３２に接続され、移動の並進方向４２に沿って移動することができる、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂを含む。少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂは、それぞれ、ビーム偏向手段１８の同じ側とハウジング２２との間の異なる側に配置することができる。第１の動作状態では、カバー３６ａおよび３６ｂは、収納容積部２４の中に部分的または完全に配置することができる。カバー３６ａおよび３６ｂは、例えば、図１３ａ〜１３ｃに示す走行キャリッジ４７上に配置することができ、または走行キャリッジ４７の透明領域とすることができる。
【０１０６】
図１４ｂは、ビーム偏向手段１８が第１の位置と第２の位置との間の中間位置にある装置６０の概略側面断面図を示す。ビーム偏向手段の中間位置は、例えば、収納容積２４の中に、および、収納容積２４から外へ、それぞれ、ビーム偏向手段１８を引き込んだりまたは引き出したりする際に得ることができる。ビーム偏向手段１８は、部分的に収納容積２４から移動される。
【０１０７】
図１４ｃは、ビーム偏向手段１８が第２の位置にある、すなわちビーム偏向手段１８が例えば収納容積２４から完全に引き出されている装置６０の概略側面断面図を示す。少なくとも部分的に透明なカバー２６ａおよび３６ｂは、ハウジング２２ａおよび２２ｂの側面の間の比較距離よりも小さい互いに４８の距離を有する。
【０１０８】
図１４ｄは、図１４ａ〜１４ｃと比較して少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂの距離が拡大された装置６０の概略側面断面図を示す。少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび／または３６ｂは、それぞれ、例えば他の少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂからそれぞれ離れる方向の正または負のｙ方向に沿って、並進方向５２ａおよび５２ｂに沿って移動可能である。図１４ａ〜１４ｃに示す少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂの状態は、格納状態または折り畳み状態と考えることができる。図１４ｄに示す状態は、延長された状態または折り畳まれた状態と見なすことができ、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび３６ｂの間の距離４８´は、距離４８に対してそれぞれ変化し、拡大される。距離４８´は、例えば、ハウジング２２の匹敵する辺の間の距離以上であり得る。ビーム偏向手段１８は、少なくとも部分的に透明なカバー３６ａおよび／または３６ｂを通るように光チャネルの光路を偏向させるように構成されている。図１２ｂ、図１３ａおよび図１３ｂのコンテキストで説明したように、第１の動作状態と比較して、マルチ開口撮像装置の光路によって使用されるビーム偏向手段の面積が増大するように、ビーム偏向手段１８の角度方向は、図１４ａの第１の動作状態または図１４ｂまたは１４ｃの状態と比較して修正することができる。これに代えて、またはそれに加えて、拡大された距離４８´は、回転運動４６の程度を増加させることができる。回転運動４６によって、ビーム偏向手段１８は、少なくとも第１の位置と別の位置との間で切り替え可能であり、各位置は、マルチ開口撮像装置の視線方向に割り当てられることができる。ミラーの回転は、１つまたは複数の方向に沿ってアナログまたは安定であり得る。マルチ開口撮像装置の視線方向を変更するための回転移動４６は、図２０のコンテキストで説明した光学画像安定化のためのビーム偏向手段１８の回転移動と組み合わせることができる。カバー３６ａおよび／または３６ｂは、マルチ開口撮像装置の他の構成要素をカプセル化することができる。
【０１０９】
対向して配置されたカバー３６ａおよび／または３６ｂおよびその透明領域は、それぞれ、例えば、切換可能なダイアフラムがビーム偏向手段の上方および／または下方に、あるいは偏向手段のいずれの方向に沿って導入されるように、切換可能なダイアフラムを含むことができる。ダイアフラムは、カメラの動作状態や視線方向に応じて切換えることができる。例えば、使用されていないマルチ開口撮像装置の視線方向は、迷光の侵入を低減するダイアフラムによって、少なくとも部分的に閉じてことができる。ダイアフラムは、例えば、機械的に移動されてもよく、またはエレクトロクロミックであってもよい。ダイアフラムの影響を受ける領域には、さらに、非使用の場合の光学構造を覆う切換え可能なダイアフラムを設けることができる。ダイアフラムは電気的に制御可能であり、エレクトロクロミック層（シーケンス）を含むことができる。ダイアフラムは、機械的に動かされる部分を含むことができる。移動は、空気圧、油圧、圧電アクチュエータ、ＤＣモータ、ステップモータ、熱アクチュエータ、静電アクチュエータ、電歪アクチュエータおよび／または磁歪アクチュエータまたは駆動装置を用いて行うことができる。視線方向がダイアフラムを貫通するマルチ開口撮像装置の状態では、光学チャンネルの光路を通過させるようにダイアフラムを切り替えることができる。これは、マルチ開口撮像装置が第１の動作状態と第２の動作状態とを有することができることを意味する。ビーム偏向手段は、第１の動作状態の光チャネルの光路を、カバー３６ａの第１の透明領域を通過するように偏向させることができる。第２の動作状態では、光チャネルの光路は、カバー３６ｂの第２の透明領域を通過するように偏向させることができる。第１のダイアフラム５３ａは、第２の動作状態において少なくとも部分的に第１の透明領域を光学的に閉じるように構成することができる。第２の振動板５３ｂは、第２の透明領域を少なくとも部分的に第１の動作状態で光学的に閉じるように構成することができる。このようにして、マルチ開口撮像装置の現在の視線方向ではない方向からの迷光の入射を低減することができ、画質に有利な効果をもたらす。第１および／または第２の振動板５３ａ〜５３ｂは、少なくとも１つ、少なくとも２つまたはすべての光チャネルに対して有効であり得る。例えば、マルチ開口撮像装置の少なくとも１つ、少なくとも２つまたはすべての光チャネルは、光チャネルの光路が第１の透明領域を通って導かれるとき、第１のダイアフラムを通過することができ、また、光チャネルの光路が第２の透明領域を通って導かれるとき、第２のダイアフラムを通過することができる。
【０１１０】
図１０および１１によるビーム偏向手段を折り畳むための機構を並進運動のための機構と組み合わせることが可能である、すなわち混合形態が発生する可能性があることに留意されたい。可能であれば撮像モジュール、すなわち光学チャンネル、光学部品および／またはイメージセンサがハウジング容積から移動されるように、ハウジングを折り畳むことおよび／またはビーム偏向手段を延ばすことができる。ビーム偏向手段の角度変化は、マルチ開口撮像装置の厚さ方向への広がりを大きくすることを可能にする、および／または、ビーム偏向手段が光路を妨げずに「前方」および「後方」に向かって偏向させることができる。カバー３６のようなカバーガラスは、折り畳まれた又は伸長した要素に対して固定することもできる。カバーガラスは、任意の平面または非平面の表面を有することができる。
【０１１１】
図１５は、３つのマルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｃを有する実施形態による装置７０の概略斜視図を示す。マルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｃは、それぞれの並進移動方向４２ａ〜４２ｃに沿って並進移動可能である。マルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｃは、ハウジング２２の二次的な側面２２ｃ〜２２ｆに配置することができる。ハウジングは、平坦に形成することができ、これは、第１のハウジング方向、例えばｘ方向に沿ったハウジング２２の第１の伸長、そして、第２ハウジング方向、例えばｚ方向に沿ったハウジング２２の第２の伸長を意味する。このｚ方向は、ｙ方向のような第３のハウジング方向に沿ったハウジング２２の第３の伸長と比較して、少なくとも３倍、少なくとも５倍または少なくとも７倍の寸法を有することができる。ハウジング２２の主側面２２ａおよび／または２２ｂは、第１および第２の寸法を有することができ、例えば、空間のｘ／ｚ平面に平行に配置することができる。二次的な側面２２ｃ〜２２ｆは、主面２２ａと２２ｂとを接続することができ、それらの間に配置することができる。
【０１１２】
マルチ開口撮像装置１１ａおよび１１ｂは、同一面２２ｄ内または上に配置することが可能であり、例えば、ステレオスコピーの目的など、立体視のために、互いの基本距離ＢＡを有することができる。２つ以上のモジュールも可能である。このようにして、マルチ開口撮像装置１１ｃおよび少なくとも１つのさらなるマルチ開口撮像装置１１ａおよび／または１１ｂの使用によって、全視界を、例えば、立体視的にまたはより高く捕捉することができる。マルチ開口撮像装置１１ａ、１１ｂおよび／または１１ｃは、個別に移動可能である。あるいは、２つ以上のモジュールを合計システムとして共に移動させることもできる。
【０１１３】
以下で詳細に説明するように、装置７０は、少なくとも立体視的に全視野を取り込むように構成することができる。全視界は、例えば、主面２２ａまたは２２ｂの一方に配置されるが、二次的な面２２ｃ〜２２ｆに配置することもできる。例えば、マルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｃは、それぞれ、全視野を捕捉することができる。マルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｃは、互いに空間的に離間して図示されているが、マルチ開口撮像装置１１ａ、１１ｂおよび／または１１ｃは、空間的に隣接してまたは組み合わせて配置することもできる。場合により、一列に配置された撮像装置１１ａおよび１１ｂのアレイは、例えば、図２１ｂのコンテキストで説明したように、互いに横並びに、または互いに平行に配置することができる。アレイは、互いに対してラインを形成することができ、各マルチ開口撮像装置１１ａおよび１１ｂは、単一のラインのアレイを含む。撮像装置１１ａおよび１１ｂは、共通のビーム偏向手段および／または光チャネルの光学系の共通のキャリアおよび／または共通のイメージセンサを含むことができる。
【０１１４】
図１６は、装置７０およびマルチ開口撮像装置１１ａおよび１１ｂの断面の拡大斜視図を示している。装置７０は、第２の動作状態にある。マルチ開口撮像装置１１ａおよび／または１１ｂは、例えば、元のハウジング側を越えて突出する。ビーム偏向手段１８ａおよび１８ｂは、少なくとも部分的に且つ収納容積の外側の移動４２ａおよび４２ｂの並進方向に基づいて移動される。あるいは、第２の動作状態では、マルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｂのビーム偏向手段の一部のみをハウジング２２の収納容積から移動させることができる。
【０１１５】
マルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｂは、例えば、それぞれ４つの光路１６ａ〜１６ｄおよび１６ａ〜１６ｈを有する。ビーム偏向手段１８ａおよび１８ｂは、それぞれ、光チャネル１６ａ〜１６ｄの光路１７ａ〜１７ｄおよび光チャネル１６ｅ〜１６ｈの光路１７ｅ〜１７ｈを、それぞれ、偏向するように構成されている。以下で詳細に説明するように、他のマルチ開口撮像装置は、異なる数の光チャネルを有することができる。マルチ開口撮像装置１１ａ〜１１ｂは、同一または異なる数の光チャネルを有することができる。
【０１１６】
マルチ開口撮像素子１１ａおよび１１ｂは、それぞれ、照明手段５４ａ、５４ｂ、５４ｃ、５４ｄを含む。照明手段５４ａ〜５４ｄは、少なくとも部分的に捕捉される全視野を照明するように構成され、例えば、捕捉される全視野（対象領域）の中心を照明するように構成され得る。全視野は、少なくとも１つの光チャネル１６ａ〜１６ｄおよび１６ｅ〜１６ｈによって、それぞれ捕捉される異なる部分視野を備えることができる。光チャネル１６ａ〜１６ｄまたは１６ｅ〜１６ｈの中央視野方向は、例えば、視野方向の幾何平均または視野方向の中央値であり得る。
【０１１７】
照明手段５４ａ〜５４ｂおよび５４ｃ〜５４ｄは、それぞれのマルチ開口撮像装置１１ａまたは１１ｂのフラッシュ光として動作することができ、任意の光源を含むことができる。有利には、光源は、断熱空間要件が低く、エネルギー要求が低いため、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）として構成することができる。さらなる実施形態によれば、マルチ開口撮像装置は、１つまたは２つ以上の照明手段５４ａ〜５４ｄを含むことができ、マルチ開口撮像装置の照明手段５４ａ〜５４ｄの数は、装置の他のマルチ開口撮像装置と異なり得るか、または同じであり得る。照明手段５４ａ〜５４ｄの少なくとも１つは、いくつかの対象領域を照明するように構成することができる。このようにして、光は、例えば、照明手段によって１つまたは複数の方向に選択的に放射することができる。照明手段は、マルチ開口撮像装置の少なくとも２つの視認する方向に沿って光を放射することができる。このために、照明手段は、少なくとも２つの光源を含むことができる。光源は、装置の反対側で発光することができる。移動キャリッジ４７は、選択された方向に従って、したがってビーム偏向手段１８の動作状態に従って、捕捉される対象領域に対向し、その方向に光を放出する、その側の光源のみが使用されるように、例えば、１つの光源は、それぞれ、移動キャリッジ４７の上下、前後、および／または左右に取り付けることができる。上記の前部、後上部および底部並びに左右の用語は単に説明の目的のために役立つものであり、限定的な意味で理解されるべきではく、これは、空間内における各方向で相互に交換可能であるからである。これは、例えば、光源５４ｉを移動キャリッジ４７ｂの前後に配置することができ、ビーム偏向手段１８ｂの位置に応じて、それぞれの光源を使用することができることを意味する。他の反対の光源は、未使用のままにすることができる。
【０１１８】
例えば、照明手段５４ａおよび５４ｂは、ビーム偏向手段１８ａとマルチ開口撮像素子１１ａのイメージセンサ１２ａとの間に配置される。ビーム偏向手段１８は、照明放射線、例えば照明手段５４ａおよび／または５４ｂによって放射されたフラッシュライトを偏向するように構成することができる。照明手段５４ａ〜５４ｂは、収納容積内の装置７０の第１の動作状態および第２の動作状態に配置することができる。照明放射は、光路１７ａ〜１７ｄの少なくとも一部であり得る。図示されているように、例えば、マルチ開口撮像装置１１ｂの場合、照明手段５４ｃおよび／または５４ｄは、走行キャリッジ４７ｂ上のビーム偏向手段の横に配置することができる。照明手段５４ｃおよび５４ｄは、並進運動４２ｂと共にハウジング２２内に、またはハウジング２２の外に移動することができる。照明手段は装置７０のコンテキストで記載されているが、本明細書に記載の他の装置またはマルチ開口撮像装置も照明手段を備えることができる。
【０１１９】
照明手段５４ｃおよび５４ｄは、走行キャリッジ４７ａに機械的に接続することができ、したがって、第１の動作状態では容積４２内に配置することができ、したがって、ユーザにとっては不可視に配置することができる。これに代えて、および／またはさらに、照明手段５４ａおよび５４ｂは、ハウジング２２の内部に固定的に配置することができる。移動キャリッジ４７ｂの移動は、照明手段５４ｃおよび５４ｄの移動をもたらすことができる。
【０１２０】
ビーム偏向手段１８ａおよび１８ｂと共に、それぞれ、光学系１６ａ〜１６ｄまたは１６ｅ〜１６ｆと、場合により、イメージセンサ１２ａおよび１２ｂは、それぞれ、走行キャリッジ４７ａおよび４７ｂの移動によって収納容積から移動することができる。
【０１２１】
言い換えると、追加の照明（フラッシュ光）を実現するためのＬＥＤを可動部分に取り付けることができる。ここに、ＬＥＤは、チャネルの中心方向に同じ放射を放射するように配置することができ、ビーム偏向手段は、放射を偏向させるために使用されるさらなる領域をそれぞれ提供することができる。
【０１２２】
図１７は、第２の動作状態を含む一実施形態による装置９０の概略斜視図を示す。ビーム偏向手段１８は、取付要素５６ａおよび５６ｂによってマルチ開口撮像装置に接続することができる。取付要素５６ａおよび５６ｂは、走行キャリッジの一部とすることができる。
【０１２３】
図１８ａは、第１の動作状態にある実施形態による装置１００の概略斜視図を示す。カバー３２は、ハウジングの主面および／またはハウジングの二次面、例えばハウジング面の側面２２ｃを有する一平面を形成することができる。カバー３２とハウジング側２２ｃとの間の移行がほとんど無いかまたはほとんど目立つことが無いように、カバー３２とハウジング側２２ｃとの間には、隙間がなくてもよいし、約１ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下の小さな隙間を設けてもよい。簡単に言えば、カバー３２が見えないことがある。
【０１２４】
図１８ｂは、第２の動作状態にある装置１００の概略図を示す。ビーム偏向手段１８は、収納容積の外側の第２の位置を含む。外から見ると、拡張されたマルチ開口撮像装置は、不活性ハウジングフレームによってすべての側面に囲まれることができ、および／またはボタンのような外観を有することができる。装置１００は、ビーム偏向手段は、例えばばね力に基づいてハウジング２２の外に移動することができるように、例えば、図１８ａに従ってカバー３２の機械的圧力の間に機械的ロックを解除するように構成することができる。機械的圧力は、例えば、アクチュエータおよび／または指圧などのユーザによって生成することができる。ビーム偏向手段は、アクチュエータまたは機械的圧力によって第２の位置から再び第１の位置に移動させることができる。そして、ビーム偏向手段は、そこでロックを作動させることができる。アクチュエータは、例えば、アクチュエータ３３または３３´とすることができる。言い換えれば、ユーザが部品または全体のシステムを自分自身で収縮または伸長および折り畳むようにすることができるように、ユーザは手動で行うことも可能である。この動きは、特に、手動操作とばね力の効果の組み合わせである。このようにして、ユーザは、スマートフォンのような装置のハウジング内に手動で部品およびシステム全体を折り畳みまたは移動させて、カメラをスイッチオフし、それによりスプリングを圧縮し、ロック機構がこの位置を維持する。例えば、スマートフォンの適切なソフトウェアを用いてカメラをスイッチオンすると、切換可能なロック機構は、電気リレーのような適切な制御可能な機構によって解放され、バネのバネ力は、それぞれ、カメラのパーツおよびトータルシステムの伸長および折り畳みにそれぞれ作用する。さらに、このカバーの（指）圧力がロックを解除し、パーツまたはトータルシステムがそれぞれ展開または折りたたまれ、デバイス上の画像キャプチャソフトウェアが起動する可能性があるように、ハウジングのカバー形成部分、伸長可能なおよび／または傾動可能な部分および／またはそれに基づくさらなる機構を実施することができる。側面のハウジングの一部を形成することができる共動カバーは、外側から見える不活性ハウジングによってすべての側面に囲まれており、または、全高さ（ハウジングの厚さ方向）を横切る側面を妨害する可能性がある。
【０１２５】
図１８ｃは、カバー３２が、ハウジング２２の主面間の二次的な側面２２ｃに連続的な隙間が形成されるように構成されている図１８ａの代替の概略図を示す。これにより、図１８ａに示す４つのギャップの代わりに２つだけがハウジング２２内で知覚されることが可能になる。延長可能なまたは折り畳み可能なカバー３２および／またはさらなるカバーは、平らなハウジングの１つまたは複数の側面にハウジング２２の一部として形成することができる。
【０１２６】
以下では、実施形態に従って使用することができるマルチ開口撮像装置のいくつかの可能な実施形態を参照する。
【０１２７】
図１９ａ〜１９ｃは、本発明の一実施形態によるマルチ開口撮像装置１１を示す。図１９ａ〜１９ｃのマルチ開口撮像装置１１は、並置された光チャネル１６ａ〜１６ｄの単一ラインアレイ１４を含む。各光チャネル１６ａ〜１６ｄは、イメージセンサ１２のそれぞれ割り当てられたイメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの装置１１の全視野７２のそれぞれの部分視野７４ａ〜７４ｄを投影するための光学系６４ａ〜６４ｄを含む。イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄは、それぞれ、例えば、それぞれの画素アレイを含む１つのチップから形成され、チップは、図１９ａ〜１９ｃに示すように、それぞれ共通の基板および共通のプリント回路基板６２上に実装することができる。あるいは、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄは、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄを横切って連続的に延びる共通の画素アレイの一部でそれぞれ形成され、共通の画素アレイは、例えば、単一のチップ上に形成される。例えば、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄにおいて共通の画素アレイの画素値が読み出されるだけである。２つ以上のチャネルのための１つのチップの存在、および他のチャネルのためのさらなるチップまたは同じものの存在のような、これらの代替物の異なる混合物も可能である。イメージセンサ１２のいくつかのチップの場合には、イメージセンサ１２を取り付けることができ、例えば１つまたは複数のプリント回路基板上に、例えば全て一緒に、またはグループで、または同じように実装することができる。
【０１２８】
図１９ａ〜図１９ｃの実施形態では、４つの光チャネル１６ａ〜１６ｄが、アレイ１４のラインの延長方向に互いに横一列に配置されているが、この数字の４は、単なる例示であり、１より大きい他の任意の数字であってもよい。その上、アレイ１４は、また、ラインの延長方向に沿って延びるさらなるラインを含むことができる。
【０１２９】
光チャネル１６ａ〜１６ｄの光軸および光路１７ａ〜１７ｄは、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄと光学系６４ａ〜６４ｄとの間で互いに平行に延びている。このために、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄは、例えば、共通平面内に配置され、また光学系６４ａ〜６４ｄの光学中心に配置される。両方の平面は、互いに平行であり、すなわちイメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの共通平面に平行である。さらに、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの平面に垂直な投影において、光学系６４ａおよび６４ｄの光学中心は、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの中心と一致する。換言すれば、これらの平行な平面において、一方では光学系６４ａ〜６４ｄ、イメージセンサ領域５８ａ〜５ｄは、ラインの延長方向に同じ反復距離で配置されている。
【０１３０】
イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄと割り当てられた光学系６４ａ〜６４ｄとの間の像側の距離は、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄ上の投影が所望の物体距離に設定されるように調整される。この距離は、例えば、光学系６４ａ〜６４ｄの焦点距離以上の範囲、例えば、光学系６４ａ〜６４ｄの焦点距離の１倍〜２倍の範囲内である。イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄと光学系６４ａ〜６４ｄとの間の光軸１７ａ〜１７ｄに沿った像側の距離は、ユーザによって手動で、またはオートフォーカス制御を介して自動的に調整することもできる。
【０１３１】
さらなる措置を講じなければ、光チャネル１６ａ〜１６ｄの部分視野７４ａ〜７４ｄは、光路と光軸１７ａ〜１７ｄとのそれぞれの平行性のために本質的に完全に重なる。より大きい全視界７２をカバーするために、部分視野７４ａ〜７４ｄの一部が空間的に単に重なるように、ビーム偏向手段１８が設けられている。ビーム偏向手段１８は、全視野方向７６へのチャネル個別の偏差でもって、光路１７ａ〜１７ｄおよび光軸をそれぞれ偏向させる。全視界方向７６は、例えば、ビーム偏向に先立っておよびビーム偏向前に、アレイ１４のライン延長方向に垂直で光軸１７ａ〜１７ｄのコースに平行である平面に平行に走る。例えば、光軸１７ａ〜１７ｄからは、視線方向７６を全周に亘って、ある角度だけ回転させることにより視野方向７６全体が得られる。この角度は、０°より大きく１８０°未満であり、例えば８０〜１００°の間であり、例えば９０°であり得る。従って、部分視野７４ａ〜７４ｄの全カバレッジに対応する装置１１の全視野は、光軸１７ａ〜１７ｄの方向において、イメージセンサ１２とアレイ１４との直列接続の延在方向ではなく、ビーム偏向のために、全視界は、装置１１の設置高さが測定される方向、すなわち、ライン延長方向に垂直な横方向において、イメージセンサ１２およびアレイ１４の側にある。さらに、ビーム偏向手段１８は、上述した方向７６をもたらす偏向からのチャネル個別偏差を持って、それぞれ、各光路および各光チャネル１６ａ〜１６ｄの光路を偏向させる。このために、ビーム偏向手段１８は、各チャネル１６ａ〜１６ｄの反射ファセット６８ａ〜６８ｄを含む。反射ファセット６８ａ〜６８ｄは、お互いに対して少し傾いている。ファセット６８ａ〜６８ｄの相互の傾斜は、ビーム偏向手段１８によるビーム偏向中に選択され、一部の視野７４ａ〜７４ｄは、部分的な視野７４ａ〜７４ｄが単に部分的に重なるようにわずかな発散を備えている。ここでは、図１９ａに例示したように、部分視野７４ａ〜７４ｄが全視野７２を二次元的に覆うように、すなわち全視野７２内に二次元的に分散して配置されるように個々の撓みを設計することもできる。
【０１３２】
例えば、ファセットのアレイとして形成されたビーム偏向手段１８が、図４ｂに記載されたマルチ開口撮像装置４０００に隣接して配置され、光路１７ａは、対象領域の第１の部分領域に向けて偏向され、光路１７ｂは、同じ端面によって対象領域の第２の部分領域に向けて偏向され得る。代替的または追加的に、３つ以上の光路を同じファセットで偏向させることができ、光路を共通または異なる光チャネルに割り当てることができる。これは、任意の量のチャネルが同じファセットを使用できることを意味する。あるいは、光路1１７ａおよび１７ｂを異なるファセットによって偏向させることもできる。
【０１３３】
これまで説明したデバイス１１に関する詳細の多くは、単に例示的に選択されたものであることに留意されたい。これは既に、例えば、上述した光チャネルの数に関するものである。ビーム偏向手段１８は、上述とは異なるように形成することもできる。例えば、ビーム偏向手段１８は必ずしも反射性である必要はない。同じことは、透明なプリズムウェッジの形態のように、ファセットミラーの形態とは異なって実施することもできる。この場合、例えば、平均ビーム偏向は０°とすることができ、すなわち、方向７６は、例えば、ビーム偏向に先立ってまたは偏向させずに、光路１７ａ〜１７ｄに平行にすることができ、つまり、換言すれば、装置１１はビーム偏向手段１８にもかかわらず依然として「まっすぐ見る」ことができる。ビーム偏向手段１８によるチャネル個別の偏向は、部分視野７４ａ〜７４ｄの空間角度範囲に関して１０％未満のオーバーラップを有する一対のように、部分視野７４ａ〜７４ｄが単に僅かに重なり合うという効果を再度有する。
【０１３４】
また、光路および光軸は、それぞれ、説明した平行度から逸脱する可能性があり、光チャネルの光路の平行度はまだ明確ではなく、個々のチャネル１６ａ〜Ｎによってカバーされ、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄにそれぞれ投影される部分視野は、さらなる措置、すなわちビーム偏向なしで大部分が重なり合うことになり、その結果、ビーム偏向手段１８は、マルチ開口撮像装置１１による全視野をより大きくカバーするために、Ｎ個の光学チャンネル１６ａ〜Ｎの部分視野がより小さく重なり合うように光学経路に追加の発散を与える。ビーム偏向手段１８は、例えば、全視野が、光チャネル１６ａ〜Ｎの個々の部分視野の開口角の１．５倍を超える開口角を有するという効果を有する。光路１７ａ〜１７ｄの何らかの種類の事前発散によって、例えば、全ての面の傾斜が異なるわけではなく、いくつかのチャネルのグループが、例えば、同じ傾斜を備えた面を有することも可能である。後者は、ライン延長方向に隣接するこのグループのチャネルに割り当てられる実質的に１つのファセットとして、一体的かつ連続的にそれぞれ合体するように形成することができる。これらのチャネルの光軸の発散は、チャネルまたはプリズム構造または偏心したレンズ部分の光学およびイメージセンサ領域の光学中心間の横方向のオフセットによって得られるので、これらの光軸の発散に起因する可能性がある。事前発散は、例えば、１つの平面に限定することができる。ビームの偏向に先立って、または偏向させずに、光軸は、例えば、共通の平面内ではあるが、同じ平面内で発散することができ、ファセットは、他の横断面において単に追加の発散に影響し、すなわち、全てが光軸の共通の平面から変化するだけで、全てが線の延長方向に平行であり、互いに対して傾斜しており、ここでもやはり、いくつかのファセットは同じ傾きを有することができ、または光軸がビーム偏向の前および後の対の光軸の共通平面内で既に異なるチャネルのグループに一緒に割り当てられることができる。
【０１３５】
ビーム偏向手段を省略したり、ビーム偏向手段を平面鏡として実現したりする場合には、全発散は、一方では光学系の光学中心と他方ではイメージセンサ領域の中心との間の横方向のオフセットによって、またはプリズム構造または偏心したレンズ部分によって達成することができる。
【０１３６】
例えば、光学系の光学中心がライン延長方向に沿って直線上にあるという点で上述した可能性として存在する事前発散を得ることができ、イメージセンサ領域の中心は、例えばライン延長方向に沿っておよび／またはライン延長方向およびイメージセンサ法線の両方に垂直な方向に沿ってチャネル個別にイメージセンサ面内の上記の直線上の点から逸脱した点に当たるなど、イメージセンサ平面内の直線上の点上のイメージセンサ領域の平面の法線に沿った光学中心の投影から逸脱して配置される。あるいは、イメージセンサの中心がライン延長方向に沿って直線上にあるという点で、事前発散を得ることができ、一方、光学系の中心は、光学中心面内の上記直線上の点から線分方向に沿ってチャネルごとにずれた点および／またはライン延長方向と光学中心面の法線の両方に垂直な方向に沿った点など、光学系の中心の平面の法線に沿ってイメージセンサの光学的中心の投影から光学中心面の直線上の点上にずれて配置される。上述した各投影からのチャネルの個別偏差が単にライン延長方向に延びる場合、すなわち、共通平面内の光軸に事前発散が設けられるのが好ましい。光学中心とイメージセンサ領域中心の両方は、ライン延長方向に平行な直線上にあるが、その間に異なるギャップを有する。これと比較して、ライン延長方向に対して垂直な横方向のレンズとイメージセンサとの間の横方向オフセットは、設置高さの拡大をもたらす。ライン延長方向の純粋な面内オフセットは、設置高さを変化させることはないが、ファセットの結果がより少なくなる可能性があり、および／またはファセットは、１つの角度方向に傾斜するだけで構造を単純化する。
【０１３７】
これは、共通のキャリア上に取り付けられた光学系の場合について、図１９ｄおよび図１９ｅに例示的に示されており、一方では隣接したチャネル１６ａおよび１６ｂ、他方では隣接したチャネル１６ｃおよび１６ｄは、それぞれ、光軸１７ａおよび１７ｂ、１７ｃおよび１７ｄを含み、共通平面内を走ってお互いに旋回し、すなわち、事前発散が与えられる。ファセット６８ａおよび８６ｂは、１つのファセットによって形成することができ、ファセット６８ｃおよび６８ｄは、それぞれの一対のファセットの間に点線で示すように、異なるファセットによって形成することができ、唯一の２つのファセットは一方向に傾いていて、両方ともライン延長方向に平行である。個々のファセットは、１つの空間方向に傾いているだけでもよい。
【０１３８】
さらに、それぞれの部分視野がこれらのチャンネルによって走査される解像度を高めるための超解像度の目的のために使用されるなど、いくつかの光チャネルが同じ部分視野に割り当てられるようにすることができる。そのようなグループ内の光チャネルは、例えば、ビームの偏向に先立って平行に走り、１つのファセットによって一部の視野で偏向される。有利には、グループのチャネルのイメージセンサのピクセル画像は、このグループの異なるチャネルのイメージセンサのピクセルの画像の中間の位置にある。
【０１３９】
超解像度目的ではなく、単に立体的な目的のためであっても、直近に隣接するチャネルのグループが、それらの部分的な視野でライン拡大方向の全視野を完全にカバーする実施形態が可能であり、直近に隣接するチャネルのさらなるグループも全視野を完全にカバーし、両方のチャネルグループの光路はそれぞれ基板およびキャリア６６を通過する。これは、マルチ開口撮像装置が、場合によっては完全に全視野を取り込むように構成された第１の複数の光チャネルを含むことができることを意味する。マルチ開口撮像装置の第２の複数の光チャネルは、おそらくは完全な視野を完全に捕捉するように構成することもできる。
この方法では、全視野は、第１の複数の光チャネルおよび第２の複数の光チャネルによって少なくとも立体的に捕捉することができる。第１の複数の光チャネルおよび第２の複数の光チャネルは、共通のイメージセンサに衝突することができ、共通のアレイ（アレイ光学系）を使用することができ、および／または共通のビーム偏向手段によって偏向することができる。個々のカメラのアレイとは対照的に、連続的なアレイカメラが形成され、これは、例えば焦点および／または画像安定化に関して１つの装置として一緒に制御することができ、全てのチャネルが同時に影響され、同じアクチュエータを使用することによって有利である。さらに、モノリシック構造から、特に温度変化の間にアレイ全体の機械的安定性に関して利点が得られる。これは、異なる複数のチャネル１６による全視野の多重走査を伴って、個々のチャネルの部分画像からの全画像の組み立て、並びにステレオ、トリプル、４倍などのシステムでの使用中に３次元オブジェクトデータを得るために有利である。
【０１４０】
以下の議論では、レンズ面がイメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの共通平面に平行である光学系６４ａ〜６４ｄを扱う。以下で説明するように、光チャネル１６ａ〜１６ｄの光学系６４ａ〜６４ｄのレンズは、１つまたはいくつかのレンズホルダを介して基板６６の主面６６ａに取り付けられ、基板６６を介して、互いに機械的に接続される。特に、複数の光チャネル１６ａ〜１６ｄの光路１７ａ〜１７ｄは、基板６６を貫通する。このように、基板６６は、少なくとも部分的に透明材料で形成され、プレート状であるか、または例えば平面状の主面６６ａおよび対向する主面６６ｂを有する平行六面体または他の凸状体の形状を有する。主面は、好ましくは光路１７ａ〜１７ｄに垂直に配置される。以下に説明するように、実施形態によれば、基板との光学系のレンズの一体形成に基づく純粋な平行六面体形状からのずれが生じる可能性がある。
【０１４１】
図１９ａ〜１９ｃの実施形態における平坦なキャリア基板６６は、例えば、ガラスまたはポリマーの基板である。例えば、キャリア基板６６は、ガラスプレートを含むことができる。基板６６の材料は、高い光透過率および低温係数、または硬度、弾性またはねじりモジュールなどのさらなる機械的特性の態様に従って選択することができる。
【０１４２】
基板６６は、光路の単純な平面部分として形成することができ、付加的なレンズは、光路上に直接取り付けられることはない。さらに、開口または迷光振動板などの振動板および／またはＩＲブロックフィルタなどのフィルタ層を基板表面に取り付けることができ、またはダイアフラムおよびフィルタ層が取り付けられ得る表面上の異なる基板のいくつかの層から構成することができ、これらの層は、例えば、それらのスペクトル吸収に関してチャネルごとに異なることができる。
【０１４３】
基板６６は、イメージセンサによって取り込まれ得る電磁スペクトルの異なる領域、特に非定常吸収において異なる特性を有する材料からなることができる。
【０１４４】
図１９ａ〜１９ｃの実施形態では、各光学系６４ａ〜６４ｄは、３つのレンズを含む。ただし、レンズの枚数は自由に選択できる。番号は、１，２または任意の他の任意の数にすることができる。レンズは凸状であってもよく、球状、非球面状または自由形状の領域のような１つの光学的に突出した機能領域、または例えば凸状または凹状のレンズ形状をもたらす２つの対向する機能領域を含むことができる。また、いくつかの材料からなるレンズを構成するなど、いくつかの光学的に有効なレンズ領域も可能である。
【０１４５】
図１９ａ〜１９ｃの実施形態では、各光チャネル１６ａ〜１６ｄまたは光学系の第１のレンズ７８ａ〜７８ｄが主面６６ａ上に形成される。レンズ７８ａ〜７８ｄは、例えば基板６６の主面６６ａ上に成形することによって製造され、例えばＵＶ硬化性ポリマーのようなポリマーからなる。成形は、例えば成形工具によって行われ、アニーリングは、例えば、温度および／またはＵＶ放射によって行われる。
【０１４６】
図１９ａ〜１９ｃの実施形態では、各光学系６４ａ〜６４ｄは、別の第２および第３のレンズ８２ａ〜８２ｄおよび８４ａ〜８４ｄをそれぞれ有する。典型的には、これらのレンズは、軸方向に移動する管状のレンズホルダ８６ａ〜８６ｄを介して、それぞれのレンズホルダ内に相互に固定され、接着または他の接合技術などによって、それらを介して主側面６６ｂに固定される。レンズホルダ８６ａ〜８６ｄの開口部８８ａ〜８８ｄは、例えばレンズ８８ａ〜８８ｄおよび８４ａ〜８４ｄがそれぞれ取り付けられている円筒形の内部に円形断面を備えて設けられている。したがって、各光学部品６４ａ〜６４ｄについて、レンズは光路１７ａ〜１７ｄのそれぞれの光軸上で同軸である。レンズホルダ８６ａ〜８６ｄは、また、それぞれの光軸に沿って、その長さにわたって変化する断面を有することができる。ここでは、断面は、イメージセンサ１２までの距離が減少するにつれて、矩形または正方形の文字がますます大きくなる可能性がある。したがって、レンズホルダの外形も開口の形状と異なることがある。レンズホルダの材料は光吸収性であることができる。図１９ｄおよび図１９ｅに関連して上述した斜めの光学系に対応して、レンズホルダは、回転対称ではなくおよび／または同軸ではないように構成することもできる。
【０１４７】
上記レンズホルダを介して装着することは、例えば、保持されたレンズのレンズ頂点が基板６６から離間するような場所を取る。
【０１４８】
既に、上述したように、基板６６は、両面が平坦であり、従って屈折力効果を有さない可能性がある。しかしながら、基板６６は、例えば個々のレンズまたはハウジング部品を接続するなど、接続される部材の容易な形状嵌合および／または圧入嵌合を可能にする凹部または突起のような機械的基板を備えることも可能である。例えば、図１９ａ〜図１９ｃの実施形態では、基板６６は、それぞれの光学系６４ａ〜６４ｄのレンズホルダ８６ａ〜８６ｄのチューブのそれぞれの端部が取り付けられている主面６６ｂ上の位置を容易に取り付けるかまたは緩める構造を有することができる。しかしながら、基板６６が機械的基板を含むことも可能である。これらの構造は、例えば、それぞれのレンズホルダ８４ａ〜８４ｄの側面が係合することができる基板に面する各レンズホルダの側面の形状に対応する異なる形状を有する円形凹部または凹部であり得る。円形のものよりも他の開口断面およびそれに対応して恐らく他のレンズ開口が可能であることを再度強調すべきである。
【０１４９】
したがって、図１９ａ〜１９ｃの実施形態は、個々のレンズを含むカメラモジュールの従来の構造を持たず、個々のレンズを保持するために、それらを完全に包囲する不透明なハウジングキャリヤとを含む。むしろ、上記の実施形態は、基板キャリアとして透明体６６を使用する。透明体６６は、それらの投影光学経路を貫通するために、いくつかの隣接する光チャネル１６ａ〜１６ｄにわたって延在している。同じことが投影に干渉することはありませんが、設置高さも増加しない。
【０１５０】
しかしながら、図１９ａ〜１９ｃの実施形態を変更するための異なる選択肢に注目すべきである。例えば、基板６６は、必ずしも、マルチ開口撮像装置１１の全てのチャネル１６ａ〜１６ｄを横切って延びる必要はない。上述したこととは対照的に、各光学系６４ａ〜６４ｄは、図１９ｆに示すように、両側６６ａおよび６６ｂにレンズホルダによって保持されたレンズを含むことが可能である。
【０１５１】
主面６６ａ上に単にレンズ８２ｅ〜８２ｈが存在することも、すなわちレンズ８２ａ〜８２ｄおよび／または８４ａ〜８４ｄを別の側面６６ｂに設けることなしに可能であり、他方の側面６６ａ、すなわちイメージセンサ１２から離れて対向する基板６６の側面に、また、イメージセンサ１２に面していない側、すなわち６６ａに、レンズ８２ａ〜８２ｄおよび／または８４ａ〜８４ｄを設けることも可能である。また、レンズキャリア８６ａ〜８６ｈ内のレンズの数は自由に選択可能である。したがって、このようなキャリア８６ａ〜８６ｈには、１つのレンズまたは３つ以上のレンズを設けることができる。図１９ｆに示すように、レンズが、それぞれの側面６６ａおよび６６ｂ上のそれぞれのレンズキャリア８６ａ〜８６ｄおよび８６ｅ〜８６ｈを介して、それぞれ、両面６６ａおよび６６ｂに取り付けられている場合がある。
【０１５２】
図１２は、図１９ａ〜１９ｃのマルチ開口撮像装置１１の一例を示す。２５ｂは、以下に説明する１つまたは複数の追加の手段によって補足することができる。
【０１５３】
例えば、図２０は、アレイ１４のライン延長方向に平行な回転軸４４の周りでビーム偏向手段１８を回転させるための手段９２が存在することができることを示している。回転軸４４は、例えば、光路１７ａ〜１７ｄの平面内にあり、または、光学系６４ａ〜６４ｄの直径の４分の１未満だけ離れている。あるいは、回転軸がさらに離れている可能性もあり、例えば、１つの光学系直径より小さいか、または４つの光学系直径より小さい。
手段９２は、例えばユーザによるマルチ開口撮像装置１１の振れを補償するために、１°未満または１０°未満または２０°未満の範囲内のように、例えば、単に小さな角度範囲では、短い応答時間でビーム偏向手段１８を回転させるように設けられてもよい。この場合、手段９２は、画像安定化制御によって制御される。
【０１５４】
代替的または追加的に、手段９２は、部分視野７４ａ〜７４ｄ（図１９ａ）の全カバレッジによって画定される全視野の方向をより大きな角度調整で変更するように構成することができる。ここで、全視野が、例えば、ビーム偏向手段１８を両側で反射するミラーアレイとして形成することによって、装置１１に対して反対方向に配置されるとろこのビーム偏向手段１８の回転によって偏向を得ることがさらに可能である。
【０１５５】
再び、代替的または追加的に、装置１１は、基板６６および基板６６自体によって光学系６４ａ〜６４ｄを並進移動させる手段９４を含むことができ、そして、それゆえ、
光学系６４ａ〜６４ｄのそれぞれは、ライン延長方向に沿って配置される。手段９４は、例えば、ライン延長方向に沿った動き９６を得るために、上述の画像安定化制御によって制御することもでき、ミラー偏向装置１８の回転によってもたらされる画像安定化に対して横方向の画像安定化をもたらす。
【０１５６】
さらに、追加的または代替的に、装置１１は、被写界深度の調整を得るために、イメージセンサ１２と光学系６４ａ〜６４ｄとの間、およびイメージセンサ１２とキャリア６６との間の画像側の距離をそれぞれ変更する手段９８を含むことができる。手段９８は、手動のユーザ制御または装置１１の自動焦点制御および合焦手段によってそれぞれ制御することができる。
【０１５７】
したがって、手段９４は、基板６６のサスペンションとして機能し、好ましくは、図２０に示すように、設置高さを増加させないために、基板６６の横方向にライン延長方向に沿って配置される。これは、設置高さを増加させないために光路の平面内に配置されることが好ましい手段９２および９８にも当てはまる。イメージセンサ１２と光学系６４ａ〜６４ｄとの間の像側の距離を変化させるとき、光学系６４ａ〜６４ｄとビーム偏向手段１８との間の距離は本質的に一定または一定のままであるように、手段９８は、ビーム偏向手段１８に接続することもでき、ビーム偏向手段１８を同時にまたはほぼ同時に移動させることができる。手段９２，９４および／または９８は、空気圧、油圧、圧電アクチュエータ、ＤＣモータ、ステップモータ、熱アクチュエータ、静電アクチュエータ、電歪アクチュエータおよび／または磁歪アクチュエータまたは駆動装置に基づいて実施することができる。
【０１５８】
光学系６４ａ〜６４ｄは、すでに述べた透明基板を介するなど、一定の相対位置で互いに保持することができるだけでなく、適切なフレームを介して、好ましくは設置高さを増加させず、したがって好ましくは構成要素１２，１４および１８の平面内および光路の平面内をそれぞれ走るような、ビーム偏向手段に対して相対的に移動する。手段９８が、例えば光学系６４ａ〜６４ｄを光偏向手段と共に光軸に沿って平行移動させるように、相対位置の一貫性は、光軸に沿った光学系とビーム偏向手段との間の距離に制限することができる。光学／ビーム偏向距離は、チャネルの光路がビーム偏向手段１８のセグメントによって横方向に制限されないように、設置高さを減少させるように、最小距離に設定することができ、そうでなければ、セグメント６８ａ〜６８ｄは、光路を制限しないために、横方向の伸長に関して最大の光学／ビーム偏向手段の距離に合わせて寸法決めされなければならないからである。さらに、手段９４は、ライン延長方向に沿って並進的なビーム偏向手段と共に光学系６４ａ〜６４ｄを移動させるように、上述のフレームの相対的位置の一貫性により、光学系およびビーム偏向手段をｘ軸に沿って互いに強固に保持することができる。
【０１５９】
上述した光チャネルの光路を偏向させるビーム偏向手段１８は、ビーム偏向前およびビーム偏向なしに光軸に本質的に平行に走る第２の画像軸に沿った画像安定化、または、偏向された光軸が光軸およびライン延長方向に垂直であると考えられる場合には、画像および全視野安定化をそれぞれ二次元で、すなわち、基板６６の並進運動によって、および、ライン延長方向と本質的に平行に走る第１の画像軸に沿った画像安定化と、ビーム偏向手段１８の回転運動を生成することによって、ビーム偏向手段１８の回転運動を発生させるアクチュエータ９２と共に、マルチ開口撮像装置１１の光学画像安定化制御を可能にする。さらに、上述した構成は、フォーカス調整、したがってオートフォーカス機能を実現するために使用することができる、記載されたアクチュエータ９８のような、ライン延長方向に垂直な所定のフレームに固定されたビーム偏向手段およびアレイ１４の平行移動を行うことができる。
【０１６０】
第２の画像軸に沿った画像安定化を得るための回転運動の代替として、またはそれに加えて、イメージセンサ１２とアレイ１４との間の並進的な相対運動も実施することができる。この相対移動は、例えば、手段９４および／または手段９８によって提供することができる。
【０１６１】
完全性を期すために、イメージセンサ領域を介して捕捉するときの装置が、イメージセンサ領域上のチャネルによって投影されるチャネル毎のシーンの１つの画像を捕捉するという上記の記述に関して注目すべきである。装置は、任意で、全視野においてシーンに対応する全画像に画像を組み立てまたは結合し、および／または３Ｄ画像データおよび深さマップを生成するために対象シーンの深度情報などの追加データを提供するプロセッサを有することができ、再合焦（実際の撮影後の画像鮮明度領域の決定）、全焦点画像、バーチャルグリーンスクリーン（前景と背景の分離）などのソフトウェア実現のために使用される。後者のタスクは、プロセッサによって、または外部的に実行することもできる。しかし、プロセッサは、マルチア開口撮像装置の外部の構成要素を表すこともできる。
【０１６２】
図２１ａは、例えば、携帯電話、スマートフォンまたはメディアプレーヤなどのポータブルデバイス１３０の平坦なハウジングまたは同様のものに、上記の代替の装置１１をインストールすることができることを示し、例えば、イメージセンサ１２の平面およびイメージセンサ領域並びに光学チャネル１６の光学系のレンズ面は、それぞれ、平坦なハウジングの平坦な延在方向に対して垂直に、且つ、厚み方向に平行に配向されている。このようにして、例えば、ビーム偏向手段１８は、マルチ開口撮像装置１１の全視野が、例えばモニタを含む平坦なハウジングの前面１０２の正面にあるという効果を有する。あるいは、視野が前面１０２に対向する平坦なハウジングの後面の前にあるように、偏向も可能である。装置１３０のハウジング２２および装置自体はそれぞれ平坦であり、なぜなら、ハウジング内の装置１１の図示された位置のために、ハウジングの厚さに平行な装置１１の設置高さを低く保つことができるからである。側面１０２に対向する側に窓が設けられている点で、切換可能性も提供することができ、例えば、ビーム偏向手段を２つの位置の間で移動させる。後者は、例えば、前後のミラー・ミラーリングとして、一方から他方の位置に回転されるか、または一方の位置のためのファセットのセットと他方の位置のためのファセットセットとを有するファセットミラーとして実装される。ファセットのセットは、ライン延長方向に互いに隣接しており、ビーム偏向手段をライン延長方向に沿って前後に並進移動させることによって位置を切り替える。車のような別の、場合によっては携帯以外の装置への装置１１の設置も可能である。
【０１６３】
チャネルの部分視野が同一の視界を完全にカバーするいくつかのモジュール１１は、基線距離ＢＡ（図１５参照）を用いて装置１３０において、立体視目的のように、両方のモジュールでラインの延長方向が同じであるライン延長方向に沿って完全に、且つ、場合によっては合同で取り付けることができる。２つ以上のモジュールも可能である。モジュール１１のライン延長方向は、非共線であってもよく、単に互いに平行であってもよい。しかしながら、上述したように、装置１１およびモジュールのそれぞれに、グループ内の同じ全視野を完全にカバーするようなチャネルが設けられてもよいことに再度注目すべきである。モジュールは、１／数行／行（単数または複数）または装置の任意の位置に配置することができる。いくつかのモジュールが配列されている場合、同じものが同じ方法で形成されても異なっていてもよい。第１のモジュールは、例えば、全視野の立体撮像を行うように構成することができる。第２のモジュールは、単純なキャプチャ、立体的なキャプチャまたは高次のキャプチャを実行するように構成することができる。
【０１６４】
代替の実施形態では、ビーム偏向手段は、上述の実施形態と比較して省略することもできることに留意されたい。部分的な使用分野の部分的な重複が単に望ましい場合、これは、例えば、イメージセンサ領域の中心とそれぞれのチャネルの光学系の光学中心との間の相互の横方向のオフセットによって得ることができる。明らかに、図２０によるアクチュエータを依然として使用することができ、例えば、手段９２の代替として、アクチュエータ９４は、光学系およびキャリア６６をそれぞれ並進移動させることができる。
【０１６５】
再び、言い換えれば、上記の実施形態は、並置された光チャネルの単一ラインアレイを有するマルチ開口撮像装置を示しており、マルチ開口撮像装置の光路のどこかの基板、例えば、ガラスまたはポリマーからなり、チャネルを横切って伸びることは、安定性を改善するために広がる。さらに、基板は、前面および／または背面にレンズを含むことができる。レンズは、（ホットスタンピングによって製造されたような）基板の材料から作製されてもよく、またはその上に成形されてもよい。基板上になく、個別に取り付けられているさらなるレンズは、基板の前および後にあってもよい。１つの構造内に、ライン延長方向に沿って、およびライン延長方向に垂直に、いくつかの基板が存在することができる。ここで、一連の光路に沿って複数の基板をレンズで直列に接続することも可能であり、すなわち、フレームを介して、いかなる結合動作も必要とせずに、互いに所定の位置関係に保つことが可能である。このようにして、ここでは、例として、図１９Ｂに従ったレンズを装填することができる基板６６のような、キャリア基板が使用されるように、レンズの提供または取り付けに２倍の主面が利用可能であり、上記の実施形態によるレンズを装填することができる基板、すなわち、レンズホルダを介して主側面６６ａおよび／または６６ｂに取り付けられたレンズを有する他のものでは、レンズが両面６６ａおよび６６ｂ上に形成されるように、ここでは、例示的に、例えば射出成形によってまたは同様に一体的に製造されているが、平行六面体の基板６６の材料とは異なる材料の成形されたレンズだけでなく、側面６６ａまたは６６ｂの１つのみのレンズもまた可能である。両方の基板は透明であり、主面６６ａおよび６６ｂを通る光路を貫通している。
したがって、上記の実施形態は、単一ラインのチャネル構成を有するマルチ開口撮像装置の形態で実施することができ、各チャネルは全視野の部分視野を送信し、部分視野は部分的に重複する。立体画像撮影のためのステレオ、トリプル、４倍などの構造のためのこのような複数のマルチ開口撮像装置を有する構造が可能である。ここで、複数のモジュールは、１つの連続したラインとして実装することができる。隣接するラインは、同一のアクチュエータおよび共通のビーム偏向要素を使用することができる。光学経路内に存在する可能性がある１つまたは複数の機械的に強制する基板は、ステレオ、トリプル、４重構造を形成することができる全ラインにわたって延在することができる。
いくつかのチャネルが同じ部分画像領域を投影する、超解像度の方法を使用することができる。ビーム偏向手段を必要とするファセットがより少なくなるように、ビーム偏向手段を用いずに、光軸を既に発散的に実行することもできる。次に有利には、ファセットは１つの角度成分のみを有する。イメージセンサは、一体化することができ、１つの連続した画素マトリクスまたは複数の中断された画素マトリクスのみを含むことができる。イメージセンサは、例えばプリント回路基板上に並置された多くの部分センサで構成することができる。合焦手段のオートフォーカス駆動は、ビーム偏向要素が光学系と同期して動かされるか、または静止しているように実施することができる。事前発散が存在しない場合、実施形態は、イメージセンサ１２とビーム偏向手段１８との間で本質的にまたは完全に平行に走る光路を提供する。
【０１６６】
図２１ｂは、例えば装置１３０に配置することができ、第１のマルチ開口撮像装置１１ａと第２のマルチ開口撮像装置１１ｂとを含む概略構成を示している。２つのマルチ開口撮像装置１１ａおよび１１ｂは、共通のマルチ開口撮像装置１１を構成することができ、共通のイメージセンサ１２および／または共通のアレイ１４を含むことができる。単一アレイ１４ａおよび１４ｂは、例えば共通アレイ１４内の共通ラインを形成する。イメージセンサ１２ａおよび１２ｂは、共通のイメージセンサ１２を構成することができ、共通のプリント回路基板または共通のフレックスボードのような、例えば、共通の基板上および共通の回路キャリア上に配置される。あるいは、イメージセンサ１２ａおよび１２ｂは、異なる基板を含むこともできる。共通のイメージセンサ、共通のアレイおよび／または共通のビーム偏向手段１８、並びに、別々のコンポーネントを構成するマルチ開口撮像装置などのこれらの選択肢の異なる組み合わせも可能である。これは、一般的なイメージセンサの利点であり、共通の単一ラインアレイおよび／または共通のビーム偏向手段は、少量のアクチュエータを制御することによって、各部品の移動を高精度に得ることができることを意味し、アクチュエータ間の同期を低減または防止することができる。
さらに、高い熱安定性を得ることができる。代替的または追加的に、さらなるマルチ開口撮像装置は、共通のアレイ、共通のイメージセンサおよび／または共通のビーム偏向手段を含むこともできる。マルチ開口撮像装置１１の構造は、例えば、異なる部分マルチ開口撮像装置１１ａおよび１１ｂの光チャネルが同じ部分視野に向けられている場合に、全視野または部分視野の立体撮像のために使用することができる。同様に、さらなる部分的なマルチ開口撮像装置は、ステレオよりも高次のキャプチャが可能となるようにするような共通のマルチ開口撮像装置に統合することができる。
【０１６７】
図２２は、本明細書に記載の実施形態に従って使用することができる３Ｄマルチ開口撮像装置１４０を示す。同じものは、図２２に示すように、それぞれ、「右」の光チャネル１６1のための構成要素１２1と、「左」のチャネル１６2のための他の構成要素１２2とに分けることができるイメージセンサを有する。左右の光チャネル１６1および１６2は、図２２の例でも同様に構成されており、装置１４０の視野内のシーンに関してできるだけ多くの深度情報を得るために、ベース距離ＢＡだけ互いから横方向にオフセットされて配置されている。例えば、３Ｄのマルチ開口撮像装置は、２つ以上のマルチ開口撮像装置１１によって形成することができる。したがって、左側から第１の位置にインデックス１を有する参照番号を備えた要素は、第１の構成要素１または装置１４０に関して右チャネル用の第１のモジュール、モジュール１に属し、そして、左側から第１の位置にインデックス２を有する参照番号を備えた要素は、第２の構成要素２または装置１４０に関して左チャネル用の第２のモジュール、モジュール２に属する。図２２のモジュールの数は２であるが、装置は、互いに対してそれぞれの基本距離を持って配置されたより多くのものを有することもできる。
【０１６８】
図２２の例示的なケースでは、光チャネルの複数の１６1および１６2は、４つの並置された光チャネルを含む。個々の「正しい」チャネルは、第２の添え字インデックスによって区別される。チャネルは、右から左に索引付けされ、すなわち明瞭化のために部分的な省略のために図２８に示されていない光チャネル１６11は、例えば、ベース距離方向１０８に沿って配置され、それに沿って、左右のチャネルは、外側の右端にある基部距離ＢＡだけ互いにずらされて、すなわち複数の左チャネルの１６2から最も離れて配置され、他の右チャネル１６12〜１６14は、基部距離方向１０８に沿って続く。したがって、チャネル１６11〜１６14は、ライン延長方向がベース距離方向１０８に対応する単一チャネルの光チャネルのアレイを形成する。左チャネル１６2も同様に構成されている。同じことは、第２の添え字インデックスによっても区別される。左チャネル１６21〜１６24は、互いに隣り合って、右チャネル１６11〜１６14のような互いに同じ方向に配置され、すなわち、チャネル１６21が右チャネルに最も近く、チャネル１６24がチャネル１６22から最も遠く離れているようにしている。
【０１６９】
右側チャネル１６11〜１６14の各々は、図２２に示すように、１つのレンズシステムから構成することができるそれぞれの光学系を含む。あるいは、各チャネルは１つのレンズを含むことができる。各光チャネル１６11〜１６14は、図１９ａのコンテキストで説明したようにオーバーラップする全視野７２の重なり部分視野７４ａ〜７４ｆの１つを捕捉する。
チャネル１６11は、例えば、１つのイメージセンサ領域５８11に部分視野７４11を投影し、１つのイメージセンサ領域５８12の部分視野７４12を光チャネル１６12に投影し、図２８には見えないイメージセンサ１２のそれぞれのイメージセンサ領域５８13に割り当てられた部分視野７４13の１つを光チャネル１６13に投影し、そして、それぞれのイメージセンサ領域５８14に割り当てられた部分視野７４14を光チャネル１６14に投影し、それぞれのイメージセンサ領域５８14は、カバーされているので、図２２には示されていない。
【０１７０】
図２２において、イメージセンサ１２のイメージセンサ領域５８11〜５８14およびイメージセンサ１２のコンポーネント１２1は、それぞれ、ベース距離方向ＢＡに平行であり、ライン延長方向１０８に平行な平面内に配置され、そして、光チャネル１６11〜１６14の光学系のレンズ面もこの平面に平行である。さらに、光チャネル１６11〜１６14の光軸および光路は、イメージセンサ領域５８11〜５８14と光学系１６11〜１６14との間で互いに平行に走るように、イメージセンサ領域５８11〜５８14は、光学チャネル１６11〜１６14の光学系がこの方向に互いに配置されることによって、横方向のチャネル間距離１１０を有するように配置される。例えば、イメージセンサ領域５８11〜５８14の中心と、光チャネル１６11〜１６14の光学中心とは、イメージセンサ領域５８11〜５８14の上述の共通平面に垂直に延びるそれぞれの光軸上に配置される。
【０１７１】
光チャネル１６11〜１６14の光軸および光路はそれぞれ、ビーム偏向手段１８1によって偏向され、したがって、光チャネル１６11〜１６14の部分視野７４11〜７４14が部分的にのみ重複するという効果を有する発散が提供され、その結果、例えば、部分視野７４11〜７４14は、空間角度感覚において最大で５０％重複する。図２２に示すように、ビーム偏向手段１８1は、例えば、各光学チャンネル１６11〜１６14に対して、チャネル１６11〜１６14の中で互いに異なって傾斜している反射ファセットを含むことができる。イメージセンサ平面に対する反射ファセットの平均傾斜は、例えば、平面に垂直な方向に、右チャネル１６11〜１６14の全視界を偏向させ、その中で、光チャネル１６11〜１６14の光学系の光軸は、装置１８1によってそれぞれビーム偏向の前におよび走査されずに、又はこの垂直な方向から１０°未満だけ逸れる。あるいは、ビーム偏向手段１８1は、光チャネル１６11〜１６14の個々の光軸および光路のビーム偏向のためにプリズムを使用することもできる。
【０１７２】
ビーム偏向手段１８1は、方向１０８において直線的に互いに隣接して実際に配置されたチャネル１６11〜１６14が、全視野７２を二次元的に覆うような発散を伴って、光チャネル１６11〜１６14の光路を提供する。
【０１７３】
光路および光軸は、それぞれ、説明した平行度から逸脱することもできるが、光チャネルの光路の平行度は依然として非常に異なり、個々のチャネル１６11〜１６14によってカバーされる部分視野が異なる可能性があることは、明記されるべきであり、そして、それぞれのイメージセンサ領域５８11〜５８14に投影されたビームは、ビーム偏向のようなさらなる措置なしにほとんど重なり合うであろう。そのため、マルチ開口撮像装置１４０による全視野をより大きくカバーするために、チャネル１６11〜１６14の部分的な視界はより少なく重なり合うように、ビーム偏向手段１８は、光路に追加の発散を提供する。ビーム偏向手段１８1は、例えば全視界がすべての方位角にわたって平均された開口角を有するという効果を有し、そして、すべての横方向にわたって、これは光チャネル１６11〜１６14の部分視野のそれぞれの平均開口角の１．５倍よりも大きい。
【０１７４】
左チャネル１６21〜１６24は、右チャネル１６11〜１６14と同じ方法で構成され、それぞれ割り当てられたイメージセンサ領域５８21〜５８24に対して配置され、チャネル１６11〜１６14の光軸と同一平面内で互いに平行に走る光チャネル１６21〜１６24の光学軸は、対応するビーム偏向手段１８2によって偏向される。そのため、光チャネル１６21〜１６24は、ほぼ一致して、すなわち全体の視野７２が二次元的に分割され、重なり合う部分視野７４21〜７４24において、同じ全視野７２を捕捉し、右チャネル１６11〜１６14のそれぞれのチャネルのそれぞれの部分視野７４11〜７４14とほぼ完全に重なる。例えば、部分視野７４11および部分視野７４21は、ほぼ完全に重なっており、部分視野７４12および７４22などは重なっている。イメージセンサ領域５８11〜５８24は、例えば、図１９のイメージセンサ１２について説明したように、それぞれ１チップで形成することができる。
【０１７５】
上記の構成要素に加えて、３Ｄマルチ開口撮像装置は、右側の光チャネル１６11〜１６14が、第１の全体画像を取得し、３Ｄマルチ開口撮像装置１０によって捕捉された画像をマージングするタスクを有するプロセッサ１１２を含む。対処しなければならない問題は、次のとおりである。右側チャネル１６11〜１６14の隣接するチャネル間のチャネル間の距離１１０に起因して、画像領域５８11〜５８14内のチャネル１６11〜１６14によって取り込まれている間に捕捉された画像は、相互に単純かつ並進移動することができず、そして画像は互いの上に置かれる。言い換えれば、同じものを簡単に結合することはできない。
同じ場面を撮影するときのイメージセンサ領域５８11〜５８14の画像における方向Ｂ、１０８および１１０に沿った横方向のオフセットは、互いに対応するが、異なる画像に存在するものは、視差と呼ばれる。対応する画像コンテンツの視差は、シーン内のこの画像コンテンツの距離、すなわち装置１４０からのそれぞれのオブジェクトの距離に再び依存する。プロセッサ１１２は、イメージセンサ領域５８11〜５８14自体の画像間の視差を評価して、これらの画像を互いに合体させて第１の全体画像、すなわち「正しい全体画像」にすることを試みることができる。しかしながら、チャネル間距離１１０が存在し、したがって問題を引き起こすという欠点があるが、チャネル間距離１１０も比較的低く、深度分解能および推定値はそれぞれ単に不正確であるという欠点がある。したがって、例えば、イメージセンサ領域５８11〜５８12の画像間の重なり領域１１４のような、２つの画像間の重なり領域における対応する画像内容を、相関によって決定する試みは困難である。
【０１７６】
したがって、マージングのために、図２２のプロセッサは、部分視野７４11と７４12との間のオーバーラップ領域１１４において、１組の画像のうちの１つは、投影された第２の部分視野を有する左チャネル１６21または１６22の１つによって取り込まれていて、すなわち、７４21および７４22は、オーバーラップ領域１１４とオーバーラップする。例えば、イメージセンサ領域５８11および５８12のイメージをマージングするプロセッサ１１２はイメージのディスパリティを評価し、その１つはイメージセンサ領域５８21または５８22の１つによって取り込まれ、そして、オーバーラップ領域１４０に含まれるチャネル、すなわちイメージセンサ領域５８11または５８12の１つによって取り込まれた画像によって別の画像が生成される。次に、このような対は、ベース距離ＢＡプラス／マイナス１からのベース距離、またはチャネルベース距離１１０なしのベース距離を有する。後者のベース距離は、単一のチャネルベース距離１１０よりも著しく大きい。なぜなら、プロセッサ１１２のオーバーラップ領域８６内でディスパリティを決定することがより容易であるからである。したがって、正しいチャネルの画像をマージングするために、プロセッサ１１２は、左チャネルの画像と、好ましくは、限定されるものではないが、右チャネルのうちの１つの画像と左チャネルのうちの１つの画像との間にある視差を評価する。
【０１７７】
より具体的には、プロセッサ１１２は、画像５８11から多かれ少なかれ直接的に、右チャンネルの他の部分視野のいずれかと重ならない部分視野７４11のその部分を取ることが可能であり、そして、イメージセンサ領域５８12〜５８14の画像に基づいて、部分視野７４12および７４14のオーバーラップしない領域についても同様の処理を行い、イメージセンサ領域５８11〜５８14の画像は、例えば、同時に捕捉される。部分視野７４11および７４12のような隣接する部分視野の重なり領域内だけで、プロセッサ１１２は、視野７２全体における重なりがオーバーラップ領域においてオーバーラップする画像対の視差を使用し、そのうちの１つだけではなく複数のものが、同じ時間に再び同じように、１つの右チャネルおよびもう一方の左チャネルによって取り込まれている。
【０１７８】
しかしながら、別の手順によれば、プロセッサ１１２は、それらのうちの１つが正しいチャネルによって捕捉され、他の１つが左チャネルによって捕捉された画像対間の視差の評価に従って右チャネルのすべての画像を歪ませることも可能である。このようにして、例えば、プロセッサ１１２によって右チャネルの画像について計算された全画像は、右チャネルの部分視野７４11〜７４14のオーバーラップ領域だけでなく、非オーバーラップ領域では、例えば、右チャネル１６11〜１６14の間の中央で横方向にある焦点上において仮想的に評価することによって、一方の画像が右側のチャネルの１つによって捕捉され、他方の画像が左側のチャネルの１つによって捕捉されたプロセッサ８５による画像対の視差が重ならない部分視野７４11〜７４14の領域についても同様である。
【０１７９】
図２２の３Ｄマルチ開口撮像装置１４０は、右チャネルの画像から全体画像を生成することができるだけでなく、図２２の３Ｄマルチ開口撮像装置１４０は、ある動作モードにおいて、第１のチャネルの全画像に加えて、左チャンネルの画像の全体画像を生成し、および／または右チャンネルの全画像に加えて、奥行きマップを生成する。
【０１８０】
第１の代替案によれば、プロセッサ１１２は、例えば、左側の光チャネル１６21〜１６24およびイメージセンサ領域５８21〜５８24によって取り込まれた画像を第２の全体画像にマージングするように構成され、すなわち、左側のチャネルの全体画像を生成し、それによって、左側の光チャネルの部分視野７４21〜７４24の横方向に隣接するものの重なり領域において、一対の画像における視差が、１つだけでなく複数のものが右側の光チャネル１６11〜１６14によって捕捉され、そして、一対の部分視野７４21〜７４24のそれぞれの重なり領域と重なり、他方の部分は、部分的な視野がそれぞれの重複領域と重なる左側の光チャネルの１つによって捕捉されることが好ましい。
【０１８１】
従って、第１の代替案によれば、プロセッサ１１２は、１つの捕捉のための２つの全体画像、すなわち１つは右の光チャネル用であり、もう１つは左の光チャネル用の画像を出力する。これらの２つの全体画像は、例えば、ユーザの２つの目に別々に供給することができ、その結果、キャプチャされたシーンの３次元印象をもたらすことができる。
【０１８２】
上記の他の代替案によれば、それぞれの右チャネルによって捕捉された画像と、左チャネルのうちの１つによって捕捉されたさらなる画像とを含む、右チャネル１６11〜１６14の各々について、少なくとも一対の画像からなる視差を用いることによって、プロセッサ１１２は、右チャネルの全画像に加えて、深度マップを生成する。
【０１８３】
デプスマップがプロセッサ１１２によって生成される一実施形態では、デプスマップに基づいて右チャネルによって捕捉されたすべての画像について上述のワーピングを実行することも可能である。深度マップは、全視野７２にわたる深さ情報を含むので、右側のチャンネルでキャプチャされた全ての画像、すなわち、仮想共通開口点と仮想光学中心上のオーバーラップ領域だけでなく非オーバーラップ領域内の全ての画像をワーピングすることが可能である。
【０１８４】
２つの選択肢は、両方ともプロセッサ１１２によって処理することもできる。前述のように、右チャネルの画像間のオーバーラップ領域内の右チャネルの画像をマージングする際に、それらのうちの１つが左チャネルの画像に属する一対の画像からの視差もまた使用することによって、また、左チャネルの画像間のオーバーラップ領域内の左チャネルの画像をマージングする際に、異なる視点からの全視野のシーンを表すこのような方法で、得られた全画像から生成するために、それらのうちの１つが右チャネルの画像に属する一対の画像からの視差もまたまた使用することによって、同じものが、最初に、２つの全体画像、すなわち右側の光チャネル用と左側の光チャネル用の２つの画像を生成することができ、左右の光チャネルの光学系の光学中心の間にある全画像などの割り当てられた深さマップを有する全画像は、仮想視野と仮想光学中心との間の中心にあることもあるが、排他的ではない。深度マップを計算し、２つの全体画像のうちの１つをワーピングするため、または両方の全体画像を仮想視野内にワーピングおよびマージングするために、プロセッサ８５は、左および右の個々の画像の以前のマージングからの中間結果として、それぞれ、実質的に右および左の全画像を使用することになる。ここでは、プロセッサは、深さマップを取得し、それをワーピングまたはワーピング／マージングするために、２つの中間結果の全体画像における視差を評価している。
【０１８５】
プロセッサ１１２は、例えば画像領域の相互相関によって一対の画像における視差の評価を行うことに留意されたい。
【０１８６】
2019508731.tif 000003
【０１８７】
上記の説明に加えて、プロセッサ１１２は、オプションとして、それぞれのチャネルの透視投影欠陥のチャネルごとの補正も随意に行うことに留意されたい。
【０１８８】
図２２の実施形態は、多くの点で例示的なものであったことに留意されたい。これは、例えば、光チャネルの数に関係する。右の光チャネルの数は、４ではないが、何らかの形で２以上であるか、または２と１０との間であり、そして、右側の光チャネルの部分視野の重なり領域は、それぞれの部分視野または各チャネルについて、それぞれの部分視野に対する最大の重なりを有する対が考慮され、右側の光チャネルの部分的な視野のオーバーラップ領域は、これらのすべての対の表面積に関して測定することができ、画像領域、例えばイメージセンサ領域の平面内で、画像領域５８11〜５８14によって取り込まれた画像の平均画像サイズの１／２と１／１０００の間にある。左チャネルにも同じことが適用される。しかし、その数は、右チャネルと左チャネルとで異なることがある。これは、左光チャネルＮLおよび右光チャネルＮRの数が同じである必要はなく、全視野７２を左チャネルの部分視野に分割する必要があることを意味し、そして、右チャネルの部分視野は、図２２の場合とほぼ同じである必要はない。部分視野およびそれらの重なりに関しては、より大きいオーバーラップを有する全ての対について、それぞれ１０ｍの画像距離及び被写体距離が考慮される限り、部分視野が相互に投影されるが、少なくとも２０画素であるようにすることができ、これは、右チャンネルだけでなく左チャンネルにも適用することができる。
【０１８９】
上記の説明とは対照的に、左の光チャネルと右の光チャネルがそれぞれ単一ラインで形成される必要はない。左チャネルおよび／または右チャネルは、光チャネルの二次元アレイを形成することもできる。さらに、単一ラインアレイが同一ライン上の延長方向を有する必要はない。しかしながら、図２２の配置は、光チャンネルの光軸、すなわち右チャンネルと左チャンネルの両方がビーム偏向に先立って、かつ偏向しないで、平面に垂直な最小設置高さで同じ結果をもたらすので有利である。イメージセンサ１２に関しては、同じものを１つ、２つ、または複数のチップで形成することができることは既に述べた。例えば、イメージセンサ領域５８11〜５８14および５８21〜５８24毎に１チップを設けることができ、いくつかのチップの場合には、左チャネルのための１つのプリント回路基板および左チャネルのイメージセンサ、また、右チャネルのイメージセンサ用に１枚のプリント回路基板のような１つまたはいくつかのプリント回路基板上に、それぞれ、同じチップを実装することができる。
【０１９０】
したがって、図２２の実施形態では、右チャネルまたは左チャネルのチャネル内に隣接するチャネルを可能な限り密に配置することが可能であり、最適な場合には、チャネル距離１１０は、レンズの直径に対応する。これは、結果として、チャネル距離が小さくなり、したがって、ディスパリティが低くなる。しかしながら、一方では右側のチャンネル、他方では左側のチャンネルは、大きな格差を実現できるように、互いに距離ＢＡで配置することができる。全体として、アーチファクトが低減された、またはアーチファクトのない画像融合と、パッシブ光学撮像システムによる深度マップの生成の選択肢がある。
【０１９１】
2019508731.tif 000004
【０１９２】
最後に、上記の説明では、単にプロセッサ１１２が右チャネルの画像をマージングする例示的なケースが使用されていることに留意されたい。上述したように、プロセッサ１１２によって、両方のチャネルグループおよび全てのチャネルグループについて、または左チャネルまたは同じものについて、同じプロセスを実行することができる。
【０１９３】
図２３ａは、マルチ開口撮像装置１５０の一実施形態を示す。マルチ開口撮像装置１５０は、例えば、マルチ開口撮像装置１１，１０００，２０００，４０００または８０００であってもよい。好ましくは、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄは、共通平面、すなわち光チャネル１６の画像平面およびそれらの光学系にそれぞれ配置される。図２３aでは、この平面は、例示的に、デカルト座標系のｚおよびｙ軸にまたがる平面に平行であり、これは、図２３ａに示す以下の説明を単純化するためであり、そして、参照番号１１５が付されている。
【０１９４】
光チャネルの線形アレイにおいて、マルチ開口撮像装置１５０の延長は、イメージセンサ１２および光学系６４によって底部に向かって制限されているので、レンズの直径よりもラインの延長方向に沿って大きい。ｚ軸に沿って、すなわち光チャネル１６ａ〜１６ｄの光軸および光路に沿って光学系６４に対してのイメージセンサ１２の相互配置によって決定されるので、マルチ開口撮像装置１５０の最小伸長は、ｚ軸に沿った最小延長よりも小さく、しかし、単一ラインアレイとしての光チャネル１６ａ〜１６ｄの実現のために、これは、ライン延長方向ｚに垂直な横方向ｙにおけるマルチ開口撮像装置の最小延長よりも大きい。後者は、おそらくホルダ６６を含む、ｙ軸に沿った光学系６４ａ〜６４ｄの延長のような、個々の光チャネル１６ａ〜１６ｄの横方向の伸長によって与えられる。
【０１９５】
上述したように、図２３ａの実施形態において、光軸１７ａ〜１７ｄは、それぞれ、ビーム偏向手段１８によって事前偏向および偏向なしで、互いに平行であり、例えば、光学系６４ａ〜６４ｄは、それぞれ、図２３ａに示されているように、又はそれから僅かに逸脱するだけである。光学系６４ａ〜６４ｄおよびイメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの対応する中心位置決めは、製造が容易であり、設置スペースを最小限にする点で好ましい。光チャネルの光路の平行度は、また、個々のチャネル１６ａ〜１６ｄによってカバーされる部分的な視野があるという効果を有し、それぞれのイメードセンサ領域５８ａ〜５８ｄに投影された画像は、ビーム偏向などのさらなる措置なしに、ほぼ完全に重なることになる。マルチ開口撮像装置１５０による全視野をより大きくカバーするために、ビーム偏向手段１８のさらなる機能は、チャンネル１６ａ〜１６ｄの部分視野がより重なり合わないように光路に発散を与えることである。
【０１９６】
全てのチャネルにわたって平均化されたアラインメントに沿った平行アラインメントに関して、光チャネル１６ａ〜１６ｄの部分的な視野の最小開口角の１０分の１未満であることによって、例えば、光チャネル１６ａ〜１６ｄの光路の光軸１７ａ〜１７ｆは、それぞれ、ビーム偏向手段１８に先立って偏向されるか、または偏向されずに、互いに平行であるか、又はずれていると仮定される。追加的な措置を講じなければ、部分的な視界は大きく重なることになる。したがって、図２３ａのビーム偏向手段１８は、各光学チャンネル１６ａ〜１６ｄに対して、光学的に平面であり且つ互いに対して傾斜しているこのチャンネルに明確に割り当てられた反射ファセット６８ａ〜６８ｄを含み、すなわち、光チャンネルの部分視野が立体角およびカバーに関して、より重なり合わないように、例えば、開口角を有する全視野が、光チャネル１６ａ〜１６ｄの個々の部分視野の開口角の１．５倍より大きい。図２３ａの例示的なケースでは、反射ファセット６８ａ〜６８ｄの相互の傾斜は、例えば、ｚ軸に沿って直線状に並んで実際に配置された光チャネル１６ａ〜１６ｄが部分視野７４ａ〜７４ｄの二次元配列に従って、全視野７２を覆うという効果が得られる。
【０１９７】
図２３ａの実施形態では、光チャネル１６ａ〜１６ｄの光軸１７ａ〜１７ｄの角度偏向が、ビーム偏向前の光軸の平均化された方向と、ビーム偏向後の光軸の平均化された方向との間の平面内で考慮される場合、すなわち、一方では、図２３ａの例のｚｙ平面内において、そして、他方では、ビーム偏向後の光軸の平均化された方向に平行で、且つ、後者の平面に垂直に走る平面内において、図２３ａの例は、ビーム偏向後の平均化された方向がｙ軸に対応する例に対応する。したがって、平均して、光チャネルの光軸は、ｚ軸の周りのｙｚ平面内で９０°偏向され、平均して光軸はｙｚ平面からタイル状にはならない。
【０１９８】
2019508731.tif 000005
【０１９９】
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【０２００】
2019508731.tif 000007
【０２０１】
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【０２０２】
図２３ｂ〜２３ｅのビーム偏向手段１８の製造は、例えば、追加の材料が成形ツールによってキャリヤ基板１２３上に成形されることによって行うことができる。ここで、キャリア基板１２３は、例えば、ガラスであってもよく、その上に成形された追加の材料はポリマーであってもよい。他の選択肢は、図２３ｂ〜２３ｅのビーム偏向装置１８を射出成形またはそれによって一体的に形成することである。これは、イメージセンサに面するビーム偏向手段の表面が、少なくとも光チャネルに割り当てられた反射ファセット上にミラーリングされるという効果を有する。キャリア基板は、例えば図１２ｂのコンテクストで説明したように枢動させることができる。
【０２０３】
これまで説明したマルチ開口撮像装置の構造のいくつかの態様は、言い換えれば、例えば、全画像を取り込む前またはその時に、所望のまたは瞬時の設定に変更することができる。図２３ａのマルチ開口撮像装置１５０は、例えば、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄによって捕捉された画像をマージングするプロセッサ１１２のようなプロセッサを含み、例えば、上述した設定を用いて、全視野７２内のシーンを表す全画像に、同じ時間を割り当てる。光チャネル１６ａ〜１６ｄによって投影された画像をイメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄに結合または併合するためにプロセッサ１１２によって使用され、後者によって捕捉されるアルゴリズムは、例えば、マルチ開口撮像装置１５０の上述の構成要素の特定のパラメータを維持するための仮定が、全画像の品質が特定の仕様を満たすように適合されるべきであるか、またはアルゴリズムが全く適用されないように設計される。例えば、このアルゴリズムでは、次の前提条件の１つまたは複数に準拠している。
１）ｘ軸に沿ったイメージセンサ領域の距離に対する光学系は、すべての光学チャネル１６ａ〜１６ｄについて同じである。
２）部分視野７４ａ〜７４ｄの相対的な位置、特にその間の重なりは、所定の仕様に対応するか、または所定の最大偏差よりも逸脱する。
【０２０４】
様々な理由から、上記の仮定の１つまたは複数が十分に遵守されていないか、または十分に遵守されていない場合がある。同じことを遵守しない理由は、例えば、光学系６４ａ〜６４ｄの相対的な位置の相互のおよびイメージセンサ１２に対する相対的な不正確さを含むなど、製造許容誤差である可能性がある。製造上の不正確さには、ビーム偏向装置１８の設置の不正確さも含まれることがあり、ビーム偏向手段１８がファセット６８ａ〜６８ｄを含む場合には、ファセット６８ａ〜６８ｆの相対位置が可能である。生産に起因する公差の偏差に加えて、またはその代わりに、上記の仮定のうちの１つまたはいくつかが適用されないか、または十分に遵守されていないという効果が生じる可能性がある。
【０２０５】
ある程度、合流および併合のためのアルゴリズムは、部分視野７４ａ〜７４ｄの位置の全体視野７２内での位置ずれを、部分視野の互いの相対位置の設定された配置から求めることができるように、プロセッサ１１２によって実行される全画像に対するイメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの画像は、構成要素の最適な整列および配置からの偏差を補償することが可能である。プロセッサ１１２は、画像をそれぞれ結合し合併するとき、例えば、そのような偏差をある程度補償することができる。しかし、特定の偏差限界を超える（仮定２に従わない）場合、プロセッサ１１２は、例えば、偏差を補償することができない。
【０２０６】
上述の仮定が常に、例えば特定の温度範囲に亘って遵守されるようにマルチ開口撮像装置１５０を生成することは、マルチ開口撮像装置１５０の製造コストを増加させる傾向を有する。これを防止するために、図２３ａのマルチ開口撮像装置１５０は、それぞれの光チャネル１６ｉのイメージセンサ領域５８ｉと、各光チャネル１６ｉの光学系６４ｉと、ビーム偏向手段１８と、それらの夫々のセグメント６８ｉとの間の相対的な位置をチャネル個別に変更するための、あるいは、それぞれの光チャネルの光路の偏向に関連するビーム偏向手段１８の光学特性１６ｉまたはセグメント６８ｉの光学特性をチャネル個別に変更するための、調整手段１１６を含む。調整手段１１６は、デフォルト値によって制御され、デフォルト値に従って調整タスクを実行する。同じことが、後述するメモリ１１８および／またはコントローラ１２２によって提供される。
【０２０７】
装置１５０は、例えば、調整手段１１６のチャネル個別制御のために記憶されたデフォルト値を有するメモリ１１８を含む。デフォルト値は、製造業者によって決定することができ、メモリ１１８に格納することができる。さらに、例えば、図２３ａに点線１２４で示すように、プロセッサ１１２によって、画像が結合されて全体画像にマージングされるように、プロセッサ１１２は、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの撮像画像の評価を介して、メモリ１１８内の記憶されたデフォルト値を改善し更新することができる。プロセッサ１１２は、以下でより詳細に説明するように、調整手段１１６を介して現在のデフォルト値を記憶したマルチ開口撮像装置１５０を調整することによって、例えばシーンを取り込む。このために、デフォルト値がメモリ１１８から読み出され、チャネル個別調整のために調整手段１１６によって使用される。このようにして撮像されたイメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄの画像を解析することにより、プロセッサ１１２は、これらの改良または更新されたデフォルト値を使用することによって、次のキャプチャにおける上記の仮定のより正確または改善された適合をもたらすために、キャプチャに使用された記憶されたデフォルト値がメモリ１１８においてどのように修正されるべきかに関する情報を取得する。
【０２０８】
格納されたデフォルト値は、調整値の完全なセット、すなわち、装置１５０を完全に調整するための調整値のセットを含むことができる。同じことが、上述したように選択され、チャネルの光学特性の特定のチャネル−個別偏差を、設定された特性から低減または排除するために、以下でより詳細に説明される。
【０２０９】
デフォルト値に一連の調整値が含まれている場合があり、実際に現状に適した調整値の組が常に使用されるように、例えば、一連の連続した温度間隔ごとに１つの調整値が含まれる。このために、コントローラ１２２は、メモリ１１８内のデフォルト値セットと異なる所定の状況との間の割当テーブルにアクセスまたはルックアップすることができる。このために、コントローラ１２２は、メモリ１１８内のデフォルト値セットと異なる所定の状況との間の割当テーブルにアクセスまたはルックアップすることができる。このアクセスのために、コントローラ１２２は、室内の装置１５０の温度、圧力、水分、場所および／または装置１５０の現在の加速または現在の回転速度に関するデータなどの現在の状況を反映するセンサデータを受信し、そして、このデータから、メモリ１１８内のいくつかのデフォルト値セット、すなわちセンサデータによって記述された現在の状況に最も近い所定の状況に割り当てられたデフォルト値セットの１つを決定する。センサデータは、イメージセンサ領域のイメージセンサデータから取得することもできる。例えば、コントローラ１２２は、現在の温度が下がっている割り当てられた温度間隔のセットを選択する。調整手段１１６による特定の画像取り込みに使用されるメモリ１１８からの選択されたセットのデフォルト値は、オプションのフィードバック１２４が使用されたときに再び更新されることができる。
【０２１０】
格納されたデフォルト値は、例えば、格納されたデフォルト値によって調整デバイスを制御することによって、光チャネル間の１つまたはいくつかの特性の分布の分散の尺度が低減されるように構成することができ、部分視野の規則的な分布、光学系の焦点距離または光チャンネルの被写界深度の距離からの部分視野の横方向の偏差である。
【０２１１】
あるいは、コントローラ１２２内のデフォルト値は、メモリ１１８なしで、すなわち例えば現在のセンサデータの適切なデフォルト値へのマッピングがコントローラ１２２にしっかりと統合されているときに決定することができる。マッピングは、センサデータとデフォルト値との間の機能的なコンテキストによって記述することができる。機能コンテキストは、パラメータによって適合させることができる。パラメータは、フィードバック１２４を介して適合させることができる。
【０２１２】
メモリ１１８は、例えば、不揮発性メモリとすることができる。おそらく、それは読み出し専用メモリであるが、書き換え可能なメモリも可能である。コントローラ１２２およびプロセッサ１１２は、ソフトウェア、ハードウェア、またはプログラム可能なハードウェアで実施することができる。共通のマイクロプロセッサー上で実行されるプログラムであってもよい。コントローラ１２２のセンサデータを提供するセンサは、例えばイメージセンサ領域のような装置１５０に属してもよく、または、以下の図を参照して説明するように、装置に組み込まれた装置の構成要素のような外部構成要素であってもよい。
【０２１３】
以下では、調整手段１１６の可能な実施態様について説明する。ここで、図２３ａの調整手段１１６は、以下に説明する実施形態の変形例の１つ、いくつかまたはすべてに適用することができる。具体的な組み合わせについても後述する。
【０２１４】
図示の変形例では、調整手段１１６は、例えば、各チャネル１６ｉに対して、各チャンネル１６ｉの光学部品６４ｉを、光軸１７ｉに沿って、および光路に沿って、および／またはｚ軸に沿って横方向に、および／またはｙ軸に沿って、それぞれ、軸方向に移動させるところの１つのアクチュエータ１２６ｉを含む。あるいは、アクチュエータ１２６ｉは、例えば、イメージセンサ１２または個々のイメージセンサ領域５８ｉを移動させることもできる。一般に、アクチュエータ１２６ｉは、イメージセンサ領域５８ｉ、光学系６４ｉおよび／またはビーム偏向手段２４のそれぞれのセグメント６４ｉの相対的な動きを生じさせることができる。
【０２１５】
図２４ａに関連する変形例によれば、調整手段１１６は、各チャネル１６ｉのための相変化光学素子および相変化素子１２８ｉをそれぞれ含み、図２４ａに示すように、それぞれの光学系６４ａｉ（１２８ｉ´´）に統合され、セグメント６１ｉ（１２８ｉ´´´）に統合され、イメージセンサ領域５８ｉと光学系６４ｉ（１２８ｉ´）との間、または光学系６４ｉとビーム偏向部品６８ｉ（１２８ｉ´´´）との間に配置することができ、上記の選択肢の組み合わせも可能である。相変化光学素子１２８ｉは、例えば、屈折率の位置依存変化、すなわち、液晶などによる局所分布をもたらすことができる。代替的にまたは追加的に、相変化光学素子１２８ｉは、例えば、可撓性で固定された透明材料に機械的効果を有するピエゾを使用し、変形を引き起こすかまたはエレクトロウェッティング効果を使用することによって、光学的に活性な表面の形状を変化させる。相変化光学素子１２８ｉ´´は、例えば、光学系６４ｉの屈折率を変化させることができる。あるいは、相変化素子１２８ｉ´´は、光学系６４ｉの光学レンズ領域の形状を変化させることができ、それによって光学系６４ｉの有効屈折力を変化させることができる。相変化素子１２８ｉ´´´は、例えば、それぞれの表面の仮想傾斜をもたらすために、反射ファセット上のように、セグメント６８ｉの光学的に適切な表面上に正弦波位相格子を生成することができる。同様に、相変化素子１２８ｉ´または相変化素子１２８ｉ´´は、光軸を偏向させることができる。
【０２１６】
言い換えると、相変化光学素子１２８ｉによってもたらされる相変化は、光軸１７ｉを中心として回転対称的なように、回転対称であることがほとんどであり得、それゆえ、１２８ｉ´の場合、例えば、光学系６４ｉの焦点距離の変化に影響を及ぼす。しかしながら、要素１２８ｉによってもたらされる位相変化は、偏向角の変化またはそれぞれの方向における光軸１７ｉの偏向をもたらすために、ｚ軸に沿った直線またはｙ軸に沿った直線のようにほぼ線形であり得る。
【０２１７】
回転対称の位相変化は、それぞれの光チャネル１６ｉの部分視野の位置補正のための合焦および線形位相変化に使用することができる。
【０２１８】
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【０２１９】
アクチュエータ１２６ｉおよび１３２ｉによる相対的な動きを実現するために、すなわち、例えば並進的に実現され得る光学系６８ｉの動きを生成するために、例えば、アクチュエータ１３２ｉによってセグメント６８ｉおよびｚ軸を傾けるために、空気圧、油圧、圧電、熱、静電または動力学駆動装置またはＤＣまたはステップモータまたはボイスコイル駆動装置等を使用することができる。
【０２２０】
図２３ａに戻って参照すると、点線は、マルチ開口撮像装置１５０が、調整手段１１６に加えて、イメージセンサ１２と光学アレイ１４とビーム偏向手段１８との間の相対移動を生成するための１つまたは複数のアクチュエータ１３４を任意に含むことができることを示し、それは包括的であり、すなわち、全ての光チャネル１６ａ〜１６ｄについて同じである。１つまたはいくつかの追加のアクチュエータ１３４は、図２３ａに示すように、オプションで既存の自動焦点制御装置１３６（合焦手段）および／またはマルチ開口撮像装置の任意に存在する画像安定化制御の一部であってもよい。
【０２２１】
追加のアクチュエータによって補われた図２３ａの装置１５０の具体例が、図２５されている。図２５は、光チャネル１６ａ〜１６ｄの光学系６４ａ〜６４ｄが共通のキャリア６６を介して互いに機械的に固定されている、図２３ａのマルチ開口撮像装置１５０を示す。この共通の所有者を介して、ｚ方向、すなわち、アレイ１４のライン延長方向に沿ったキャリア６６の並進運動などによって、光学系６４ａ〜６４ｄにすべてのチャネルについて同じグローバル動作をさせることが可能である。このために、アクチュエータ１３４ａが設けられている。このように、アクチュエータ１３４ａは、共通のキャリア６６にｘ軸に沿った並進運動を行うという点で、すべての光チャネル１６ａ〜１６ｄについて同じである光学系６４ａ〜６４ｄの並進運動を生成する。アクチュエータ１３４ａの種類については、図２４ａおよび図２４ｂを参照して説明した実施例を参照する。さらに、装置１５０は、全体的な、すなわちすべての光チャネル１６ａ〜１６ｄについて同じ方法で、ｘ軸に沿って、光軸１７ｉに沿って、イメージセンサ５８ｉ〜から光学系５４ｉまでの距離をそれぞれ変更するためのアクチュエータ１３４ｂを備える。図２５に示すように、例えば、アクチュエータ１３４ｂは、光学系６４ａ〜６４ｄにｚ軸に沿った並進運動を与えて、割り当てられたイメージセンサ部分５８ａ〜５８ｄからキャリア６６を介さずにアクチュエータ１３４を介して距離を変化させ、したがって、アクチュエータ１３４は、ｘ軸に沿った並進運動を受け、キャリア６６のためのサスペンションとして機能する。
【０２２２】
さらに、図２６の装置１５０は、ビーム偏向手段１８を、ｚ軸に平行に走り、光軸１７ａ〜１７ｄが走る平面内にあるか遠くにある軸の周りに回転させるアクチュエータ１３４ｃを備える。アクチュエータ１３４ｂおよび１３４ｃに関しては、可能な実施例に関して上の図２４ａおよび２４ｂを参照して提供された例のリストも参照される。ビーム偏向手段１８上でアクチュエータ１３４ｃによって加えられる回転運動は、ビーム偏向手段１８上のセグメント６８ａ〜６８ｄに対して全てのチャネル１６ａ〜１６ｄについて同じかまたは同等の効果を有する、すなわち同じものが全体または全チャネルである。
【０２２３】
アクチュエータ１３４ｂを介して、オートフォーカス制御１３６は、例えば、すべてのチャネルについてグローバルな方法でチャネル１６ａ〜１６ｄを用いて装置１５０により取り込まれた画像の焦点を制御することができる。画像安定化制御装置１３８は、アクチュエータ１３４ｃによって第１の方向１４２に全視野７２を、また、アクチュエータ１３４ａによって、それに垂直な方向１４４に、ユーザによる揺れに関して安定させることができる。第１の方向１４２は、回転軸４４の周りの回転運動によって得ることができる。第１の方向１４２´によって示されるように、代替的にまたは追加的に、ビーム偏向手段１８および／またはアレイ１４の並進運動を、アクチュエータ１３４によって生成することができる。ここに、方向１４２，１４２´および１４４は、方向の１つの平面内で画像軸に平行であってもよく、またはそれに対応してもよい。本明細書に記載された画像安定化装置は、光チャネルの２つ、複数の、またはすべての光路に対して結合効果を有するように構成することができる。これは、チャネルの個々の安定化を省略することができることを意味し、これは有利である。
【０２２４】
例えば、図２３ａの装置１５０は、各チャネル１６ｉ〜１６ｄのためのアクチュエータ１２６ｉのような各チャネル１６ａ〜１６ｄのための１つのアクチュエータを含み、イメージセンサ領域５８ａ〜５８ｄをｚ軸に沿った並進運動および／またはｙ軸に沿って個々にチャネルにかけるために、例えば、全視野内の部分的な視野の製造誤差または温度に起因するドリフトに適用することができる。代替的または追加的に、図２３ａの装置１５０は、製造プロセスにおいて望ましくないように発生した光学系６４ａ〜６４ｄの焦点距離差を補償するためにアクチュエータ１２８ｉ´´を備えることができる。追加的または代替的に、相対的な傾斜は、部分視野７４ａ〜７４ｄによって全体視野７２の所望のカバレッジをもたらすように、図２３ａの装置１５０は、セグメント６８ａ〜６８ｄの相対的な傾きの、製造または温度によって引き起こされる互いに対する偏差を補償するためにアクチュエータ１２８ｉ´´´を備えることができる。それに加えて、またはこれに代えて、装置１５０は、タイプ１２８ｉ´および１２８ｉ´´´のアクチュエータをそれぞれ備えることができる。
【０２２５】
再び要約すると、装置１５０は、アレイ１４のライン延長方向ｚに平行な軸の周りでビーム偏向手段１８を回転させるように構成されたアクチュエータ１３４ｃを含むことができる。回転軸は、例えば、光軸１７ａ〜１７ｄの平面内にあるか、または光学系６４ａ〜６４ｄの直径の４分の１未満である。あるいは、回転軸がさらに離れている可能性もあるが、例えば、１つの光学系直径よりも小さいか、または４つの光学系直径よりも小さい。アクチュエータ１３４ｃは、例えば小さな角度範囲内でビーム偏向手段１８を短い応答時間で回転させるために設けられてもよく、マルチ開口撮像装置１５０の揺れを補償するために５°未満または１０°未満の範囲内のような、例えば、ユーザが画像を取り込む間に行うことができる。この場合、アクチュエータ１３４ｃは、例えば、画像安定化制御部１３８によって制御される。
【０２２６】
代替的または追加的に、アクチュエータ１３４ｃは、部分視野７４ａ〜７４ｄ（図２３ａ）の全カバレッジによって画定される全視界７２を、より大きな角度オフセットを有する方向に変更するように構成することができる。ここで、ビーム偏向手段１８を回転させることによって、全視野が装置１５０に対して反対方向に配置された場合に偏向が得られ、例えば、ビーム偏向手段１８は、両側で反射するミラーアレイとして構成されている。
【０２２７】
再び、代替的または追加的に、デバイス１５０は、基板６６および基板６６それ自体を用いて、したがってライン延長方向に沿った光学系６４ａ〜６４ｄによって、そして、光学系６４ａ〜６４ｄを並進移動させるように構成されたアクチュエータ１３４ａを含むことができる。アクチュエータ１３４ａは、例えば、ミラー偏向手段１８の回転によって実現される画像安定化を横切る画像安定化をライン延長方向に沿った動き９６によって得るために、上述の画像安定化制御によって制御することもできる。
【０２２８】
さらに、追加的または代替的に、装置１５０は、被写界深度の調整を得るために、イメージセンサ１２と光学系６４ａ〜６４ｄとの間、およびイメージセンサ１２と基板６６との間の像側の距離をそれぞれ変更するためのアクチュエータ１３４ｂを備えることができる（図２０参照）。手段９８は、手動のユーザ制御または装置１５０のオートフォーカス制御によって制御することができる。
【０２２９】
アクチュエータ１３４ａは基板６６のサスペンションとして機能し、図２３ａに示すように、基板高さを増加させないために基板６６の横方向にライン延長方向に沿って配置されることが好ましい。また、アクチュエータ１３４ｂおよび１３４ｃには、設置高さを増加させないために、光路の平面内に配置されることが好ましい。
【０２３０】
光学系６４ａ〜６４ｄは、好ましくは設置高さを増加させない適切なフレームなどを介して一定の相対位置でビーム偏向手段に対して相対的に移動することができるが、例えば上述の透明基板を介して、互いに対して保持することができるだけではないことに留意されたい。したがって、好ましくは、構成要素１２，１４および６６の平面内および光路のそれぞれ平面内を走る。相対位置の一貫性は、アクチュエータ１３４ｂが、例えば光学系６４ａ〜６４ｄをビーム偏向手段１８とともに並進移動させて光軸に沿って移動させるように、光軸に沿った光学系とビーム偏向手段との間の距離に制限される可能性がある。光学−ビーム偏向手段の距離は、偏向手段１８のセグメントによってチャネルの光路が横方向に制限されないように、最小距離に設定することができ、設置高さを低減する。そうでなければ、セグメント６８ｉは、光路を制限しないために、最大の光学−ビーム偏向手段の距離に対して、横方向の伸長に関して寸法決めされなければならないからである。さらに、アクチュエータ１３４ａが、ライン偏向方向に平行移動するビーム偏向手段と共に光学系６４ａ〜６４ｄを移動させるように、相対位置の一貫性は、上述のフレームが光学系およびビーム偏向手段をｚ軸に沿って互いに強固に保持することを意味し得る。
【０２３１】
上述した光チャネルの光路を偏向するビーム偏向手段１８は、ビーム偏向手段１８の回転運動を発生させるアクチュエータ１３４ｃと共に、二次元において、マルチ開口撮像装置１５０の光学画像安定化制御と、画像および全画像領域の安定化をそれぞれ可能にし、すなわち、基板６６の並進運動によって、およびビーム偏向手段１８の回転運動を発生させることによって、ライン延長方向に本質的に平行な第１の画像軸に沿って画像安定化を可能にし、または、偏向された光軸が光軸およびライン延長方向に対して垂直であると考えられる場合、光軸に本質的に平行に走る第２の画像軸に沿って画像安定化を可能にする。さらに、本明細書に記載された構成は、記載されたフレーム５４に固定されたビーム偏向手段とアレイ１４との並進運動を、説明したアクチュエータ５４のように、ライン延長方向に垂直に行うことができ、このアクチュエータ５４は、焦点制御、したがって自動焦点機能を実現するために使用することができる。
【０２３２】
図２６は、画像安定化および／または焦点調節のためのアクチュエータの有利な構成を示すためのマルチ開口撮像装置１８０の概略図を示す。マルチ開口撮像装置１８０は、例えば、マルチ開口撮像装置１１，１５０，１０００，２０００，４０００または８０００であってもよい。イメージセンサ１２、アレイ１４およびビーム偏向手段１８は、空間内の直方体に及ぶことができる。直方体は、また、仮想直方体と考えることができ、例えば、最小容積、特に、ｙ方向および厚さ方向にそれぞれ平行な方向に沿った最小垂直延設部を有することができ、そして、直方体は、イメージセンサ１２、単一ラインアレイ１４およびビーム偏向手段１８を含むことができる。アレイ１４は、光チャネル１６ａおよび１６ｂが並置され、ことによると互いに平行に配置されたライン延長方向１４６を有することができる。ライン延長方向１４６は、空間内に固定的に配置することができる。最小容積は、最小容積が配置および／またはイメージセンサコースの動作上の動き、アレイ１４および／またはビーム偏向手段１８によって広がる立方体を記述するように、音量もまた考慮することができる。
【０２３３】
仮想直方体は、２つの側面を含むことができ、この仮想直方体は、イメージセンサ１２とビーム偏向手段１８との間の光チャネル１６ａおよび１６ｂの光路１７ａおよび／または１７ｂの一部と平行に配置されていると同様に、互いに反対方向に平行に整列され、単一ラインアレイ１４のライン延長方向１４６と平行である。簡単に言えば、これに限定されるものではなく、例えば、仮想直方体の上部および底部とすることができる。２つの側面は、第１の平面１４８ａと第２の平面１４８ｂとに及ぶことができる。これは、立方体の２つの辺が、それぞれ、平面１４８ａおよび１４８ｂの一部であることができることを意味する。平面１４８ａおよび／または１４８ｂの表面法線に平行な方向に沿ったマルチ開口撮像装置１８０の設置スペース要件が低くなり、有利であるように、マルチ開口撮像装置のさらなる構成要素は、完全に配置されてもよいが、平面１４８ａと１４８ｂとの間の領域の内部に少なくとも部分的に配置されてもよい。マルチ開口撮像装置の容積は、平面１４８ａと１４８ｂとの間に設置スペースを最小または最小にすることができる。面１４８ａおよび／または１４８ｂの側方または延長方向に沿って、マルチ開口撮像装置の設置スペースは大きくてもよいし、任意の大きさであってもよい。仮想直方体の体積は、例えば、イメージセンサ１２、単一ラインアレイ１４およびビーム偏向手段１８の配置によって影響され、これらの構成要素の配置は、これらの構成要素の、平面に垂直な方向に沿った設置スペース、ひいては平面１４８ａと１４８ｂの互いの距離が狭くなるように、本明細書に記載の実施形態に従って行うことができる。構成要素の他の配置と比較して、仮想直方体の他の辺の体積および/または距離を拡大することができる。
【０２３４】
マルチ開口撮像装置１８０は、イメージセンサ１２と、単一ラインアレイ１４と、ビーム偏向手段１８との間の相対運動を生成するアクチュエータ手段１５２を含む。アクチュエータ手段１５２は、少なくとも部分的に平面１４８ａと１４８ｂとの間に配置される。アクチュエータ手段１５２は、イメージセンサ１２、単一ラインアレイ１４、またはビーム偏向手段１８のうちの少なくとも１つを、少なくとも１つの軸の周りに回転可能に、および／または１つまたは複数の方向に沿って並進移動させるように構成することができる。このため、アクチュエータ手段１５２は、アクチュエータ１２８ｉ、１３２ｉおよび１３４のような少なくとも１つのアクチュエータを含むことができる。このアクチュエータは、それぞれの光チャネル１６ｉのイメージセンサ領域５８ｉと、各光チャネル１６ｉの光学系６４ｉと、ビーム偏向手段１８と、それぞれのセグメント６８ｉとの間の相対位置をチャネル個別に変更するためのものであり、または、光学特性１６ｉ、すなわち、それぞれの光チャネルの光路の偏向に関するビーム偏向手段１８のセグメント６８ｉの光学特性を個別に変化させるチャネルのためのものである。代替的または追加的に、アクチュエータ手段は、上述したようなオートフォーカスおよび／または光学画像安定化を実施することができる。
【０２３５】
アクチュエータ手段１５２は、厚さ方向に平行な寸法または延長部１５４を有することができる。寸法１５４の最大５０％、最大３０％または最大１０％の割合は、平面１４８ａおよび１４８ｂの間の領域から出発して平面１４８ａおよび／または１４８ｂを越えてまたは領域から突出することができる。これは、アクチュエータ手段１５２が、最もささいな状態で平面１４８ａおよび／または１４８ｂを越えて突出していることを意味する。実施形態によれば、アクチュエータ手段１５２は、面１４８ａおよび１４８ｂを越えて突出していない。マルチ開口撮像装置１８０の厚さ方向に沿った伸長がアクチュエータ手段１５２によって拡大されないという利点がある。
【０２３６】
上述の装置２０，３０，５０，５０，６０，７０，９０，１００および／または１４０は、画像化システムとも呼ばれる。
【０２３７】
いくつかの態様は、装置のコンテキストで記載されているが、これらの態様は、対応する方法の説明も表しているので、装置のブロックまたはデバイスは、それぞれの方法ステップまたは方法ステップの特徴にも対応することは明らかである。同様に、方法ステップのコンテキストまたは方法ステップとして説明される態様は、対応するブロックまたは対応する装置の詳細または特徴の記述も表す。
【０２３８】
上述の実施形態は、本発明の原理の単なる例示である。本明細書に記載された構成および詳細の変更および変形は、当業者には明らかであることは明らかである。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され、実施形態の説明および議論に基づいて本明細書に提示される特定の詳細によっては限定されないことが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図５ｄ】
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【図５ｅ】
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【図６】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９ａ】
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【図９ｂ】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
2019508731.tif 000027
【図１０ｃ】
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【図１１ａ】
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【図１１ｂ】
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【図１１ｃ】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
2019508731.tif 000034
【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
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【図１４ａ】
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【図１４ｂ】
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【図１４ｃ】
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【図１４ｄ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
2019508731.tif 000044
【図１８ｂ】
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【図１８ｃ】
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【図１９ａ】
2019508731.tif 000047
【図１９ｂ】
2019508731.tif 000048
【図１９ｃ】
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【図１９ｄ】
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【図１９ｅ】
2019508731.tif 000051
【図１９ｆ】
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【図２０】
2019508731.tif 000053
【図２１ａ】
2019508731.tif 000054
【図２１ｂ】
2019508731.tif 000055
【図２２】
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【図２３ａ】
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【図２３ｂ】
2019508731.tif 000058
【図２３ｃ】
2019508731.tif 000059
【図２３ｄ】
2019508731.tif 000060
【図２３ｅ】
2019508731.tif 000061
【図２４ａ】
2019508731.tif 000062
【図２４ｂ】
2019508731.tif 000063
【図２５】
2019508731.tif 000064
【図２６】
2019508731.tif 000065
【図２７】
2019508731.tif 000066
【図２８】
2019508731.tif 000067
【図２９】
2019508731.tif 000068
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月9日(2018.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）であって、
前記各光チャンネルは、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に、対象領域（７２）の少なくとも1つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含み、
前記アレイ（１４；１４´）は、
前記イメージセンサ（１２）と対向するかまたは反対を向いている壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含み、前記光チャネルが通過するハウジング（１００２）と、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置された側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を含み、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）または前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶材料を含んで形成され、
前記光チャンネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記ハウジング（１００２）内に配置され、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学系（６４ａ〜６４ｄ）に接続され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を互いに固定する、アレイ（１４；１４´）を含み、
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、隣接する間仕切り壁構造体と非接触に配置されるか、または軟質材料によって横方向に支持され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記光チャネルの光学長（１０２４）に沿って、および前記光チャネルの前記光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）に沿って熱的に引き起こされる変形の間に変形し、前記各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、隣接する光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）における変形の影響を受けない、または
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）の１つは、互いに機械的に接続され、前記光学系は、前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の光学軸に沿った前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の長さ（１０２４）の少なくとも５０％の領域において、前記光学系（６４ａ〜ｄ）を通過し、前記アレイのライン延長方向に（１４６）に沿った光路（１７ａ〜ｄ）に垂直な方向に、他の機械要素と非接触で配置されるようになっている、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）。
【請求項２】
前記ハウジング（１００２）は、接合されたプレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）で形成され、少なくとも前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）と、少なくとも前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）とを含む、請求項１に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）であって、前記各光チャンネルは、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に対象領域（７２）の少なくとも1つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含む、アレイを含み、
前記アレイ（１４；１４´）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が互いに配置および固定されているハウジング（１００２）を含み、前記ハウジング（１００２）は、並設されたプレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）で形成され、そして、前記ハウジング（１００２）は、前記イメージセンサ（１２）に対向しているかまたは前記イメージセンサ（１２）の反対を向いている少なくとも１つの前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含み、且つ前記ハウジング（１００２）は、少なくとも１つの前記側壁構造（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を含み、
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、隣接する間仕切り壁構造体と非接触に配置されるか、または軟質材料によって横方向に支持され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記光チャネルの光学長（１０２４）に沿って、および前記光チャネルの前記光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）に沿って、熱的に引き起こされる変形の間に変形し、前記各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、隣接する光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）における変形の影響を受けない、または
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）の１つは、互いに機械的に接続され、前記光学系は、前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の光学軸に沿った前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の長さ（１０２４）の少なくとも５０％の領域において、前記光学系（６４ａ〜ｄ）を通過し、前記アレイのライン延長方向に（１４６）に沿った光路（１７ａ〜ｄ）に垂直な方向に、他の機械要素と非接触で配置されるように直列に配置された複数の光学要素を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）。
【請求項４】
前記プレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）の少なくとも１つは、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶質材料を含んで形成されている、請求項３に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項５】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、すべての光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）を横切って延在し、前記チャネルマルチ開口撮像装置によって捕捉される放射線の波長に対して透明に形成され、そして、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）の材料を通過する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項６】
前記光路（１７ａ〜１７ｄ）の経路に垂直な方向（１４６）に沿って、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を制限するように構成される光学ダイヤフラム（１０１２ａ〜１０１２ｂ）が、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項７】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）が一体的に形成されている、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項８】
前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に機械的に接続され、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、壁構造材料の透明領域（１０１４ａ〜１０１４ｂ）を含み、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、前記イメージセンサ（１２）に向かって、または前記対象領域（７２）に向かって前記透明領域（１０１４ａ〜１０１４ｂ）を通して見える、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項９】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、第１の壁構造体（１００４ａ）であり、前記ハウジング（１００２）は、前記ハウジングの対向する第２の壁構造体（１００４ｂ）を含み、前記第１の壁構造体（１００４ａ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光路（１７ａ〜１７ｄ）の入口側を形成し、前記第２の壁構造体（１００４ｂ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）の出口側を形成し、前記第１の壁構造体（１００４ａ）および前記第２の壁構造体（１００４ｂ）は、前記ハウジング（１００２）の前記側壁構造（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を介して互いに接続されている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１０】
前記壁構造体（１００４ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）と対向する第１の壁構造体であり、前記ハウジング（１００２）は、前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）を介して前記第１の壁構造体（１００４ｂ）に接続されて対向する第２の壁構造体（１００４ａ）を含み、前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向して配置された領域内において、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）を含む、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１１】
前記アレイ（１４，１４´）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間に配置され、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間の迷光抑制が得られるように、少なくとも部分的に不透明な材料で形成された間仕切り壁構造体（１０１６ｂ，１０１６ｃ）を含む、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１２】
前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間のハウジング（１００２）に配置され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、隣接する間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）に非接触で配置されている、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１３】
前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ；Ｎ）は、前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｄ）とは異なる材料で構成される、請求項１１または請求項１２に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１４】
前記側壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）は、前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）を機械的に支持するように構成された機械的ガイド（１０３８）を含む、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１５】
前記間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向する領域に、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）であって、光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）から横方向に、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する前記構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）に衝突する第１の程度で放射された光を、少なくとも前記１つのイメージセンサ（１２）に向かって第２のより低い程度で散乱または反射するように構成される光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）を含む、請求項１１〜請求項１４のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１６】
前記ハウジング（１００２）の前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向する隣接した光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の領域に光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）であって、光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）から横方向に、光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する前記構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）に衝突する第１の程度で放射された光を、前記少なくとも１つのイメージセンサ（１２）に向かって第２のより低い程度で散乱または反射するように構成される光学的に部分的に散乱する又は部分的に吸収する又は部分的に反射する構造体（１０１８；１０１８ａ〜１０１８ｂ）を含む、請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１７】
光チャンネル（１６ａ）が、第１のイメージセンサ領域（５８ａ）に前記対象領域（７２）の第１の部分領域（７４ａ）を投影し、且つ、第２のイメージセンサ領域（５８ｂ）に前記対象領域（７２）の第２の部分領域（７４ｂ）を投影するように構成され、
少なくとも部分的に不透明な構造体（１０３２ａ）が、前記第１のイメージセンサ領域（５８ａ）と前記第２のイメージセンサ領域（５７ｂ）との間の迷光を低減するために、前記第１のイメージセンサ領域（５８ａ）と前記第２のイメージセンサ領域（５８ｂ）との間に配置される、請求項１〜請求項１６のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１８】
前記少なくとも部分的に不透明な構造体（１０３２ａ）は、前記イメージセンサ（１２）に背を向ける方向（ｘ）に沿って先細になっている、請求項１７に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項１９】
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、第１の壁構造体（１００４ａ）であり、前記ハウジング（１００２）の前記第１の壁構造体（１００４ａ）と前記対向する第２の壁構造体（１００４ｂ）との間の距離は、多くても２つの側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）に亘って定義される、請求項１〜請求項１８のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２０】
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、第１および第２の光学的に有効な主面（１０２６）と、前記第１および第２の主面（１０２６）を接続する第１、第２、第３および第４の二次的な側面（１０２８ａ〜１０２８ｂ）とを含み、前記第１、第２、第３および第４の二次的な側面（１０２８ａ〜１０２８ｂ）は、互いに本質的に垂直に配置されている、請求項１〜請求項１９のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２１】
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、長方形の断面を有する、請求項２０に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２２】
前記アレイ（１４；１４´）と前記対象領域（７２）との間に配置され、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を偏向させるように構成されたビーム偏向手段（１８）を含む、請求項１〜請求項２１のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２３】
前記ビーム偏向手段（１８）は、その間で前記ビーム偏向手段（１８）を回転または並進移動させることができる第１の位置および第２の位置を含み、ビーム偏向手段１８は、前記第１の位置および前記第２の位置で異なる方向（１９ａ〜１９ｂ）に各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を偏向させるように構成されている、請求項２２に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２４】
前記ビーム偏向手段（１８）は、第１の反射主面と第２の反射主面とを含み、前記第１の位置では、前記第１の反射主面がイメージセンサ（１２）に対向して配置され、前記第２の位置では、前記第２の反射主面がイメージセンサ（１２）に対向して配置される、請求項２３に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２５】
前記ビーム偏向手段（１８）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）に沿って配列されたファセット（６８ａ〜６８ｄ；６８ｉ）のアレイとして形成され、１つのファセットが各光チャネルに割り当てられる、請求項２２〜請求項２４のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２６】
前記ビーム偏向手段（１８）は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）に沿って配列されたファセット（６８ａ〜６８ｄ；６８ｉ）のアレイとして形成され、第１の光チャネル（１６ａ）の第１の光路（１７ａ）と第２の光チャネル（１６ｂ）の少なくとも１つの第２の光路（１７ｂ）は、１つのファセット（６８ａ〜６８ｄ）に割り当てられる、請求項２２〜請求項２５のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２７】
第１の光チャネル（１６ａ）の光路（１７ａ）が第１の部分領域（７４ａ）に向けて偏向され、前記第１の光チャネル（１６ａ）の光路（１７ｂ）が前記同じファセット（６８ａ〜６８ｄ）によって第２の部分領域（７４ｂ）に向けて偏向される、請求項２５または請求項２６に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２８】
イメージセンサ（１２）と前記アレイ（１４；１４´）、または前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）を偏向させるためのビーム偏向手段（１８）との間に並進相対運動（９６）を生成することによる、第１の画像軸（１４４）および第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のために、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の２つ、複数またはすべての光路（１７ａ〜１７ｄ）について接合効果を有する光学画像安定装置（９４；１３４，１３８；１５２）をさらに含み、前記並進運動は、前記マルチ開口撮像装置によって捕捉された画像の第１の画像軸（１４４）および第２の画像軸（１４２）に平行に走る、請求項１〜請求項２７のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項２９】
前記相対運動（９６）は、前記ハウジング（１００２）に対して前記イメージセンサ（１２）を移動させるように、または前記イメージセンサ（１２）に対して前記ハウジング（１００２）を移動させるように構成されたアクチュエータによって提供される、請求項２８に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３０】
イメージセンサ（１２）と前記アレイ（１４；１４´）との間に並進相対運動（９６）を生成することによる第１の画像軸（１４４）に沿った画像安定化と、前記ビーム偏向手段（１８）の回転運動を生成することによる第２の画像軸（１４２）に沿った画像安定化のために、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の２つ、複数またはすべての光路（１７ａ〜１７ｄ）について接合効果を有する光学画像安定装置（９４；１３４，１３８；１５２）をさらに含む、請求項１〜請求項２９のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３１】
前記光学画像安定装置（９４；１３４；１３８；１５２）は、少なくとも１つのアクチュエータ（１３４）を含み、直方体の側面に跨る２つの平面（１４８ａ〜１４８ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の側面は、前記イメージセンサ（１２）および前記光学系の間に、互いに、且つ前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）および前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光路（１７ａ〜１７ｄ）の一部に平行に整列され、その容積は最小であるが、依然として前記イメージセンサ（１２）および前記アレイ（１４；１４´）を含む、請求項２８〜請求項３０のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３２】
前記光学画像安定装置（９４；１３４；１３８；１５２）は、前記平面（１４８ａ〜１４８ｂ）間の領域から最大で５０％突出する、請求項３１に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３３】
前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のうちの１つの少なくとも１つの光学系（６４ａ〜６４ｄ）と前記イメージセンサ（１２）との間の相対運動を提供するように構成される、前記マルチ開口撮像装置の焦点を調整するための少なくとも１つのアクチュエータ（１３４ｂ）を備える合焦手段（９８；１３４ｂ；１３６）をさらに含む、請求項１〜請求項３２のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３４】
前記相対運動は、前記ハウジング（１００２）に対して前記イメージセンサ（１２）を移動させるように、または前記イメージセンサ（１２）に対して前記ハウジング（１００２）を移動させるように構成されたアクチュエータによって提供される、請求項３３に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３５】
前記合焦手段（９８；１３４ｂ；１３６）は、前記直方体の側面に跨る２つの平面（１４８ａ〜１４８ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の側面は、イメージセンサ（１２）と前記光学系（１２）の間に、互いに、且つ前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（ｚ；１４６）および前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜ｄ）の一部に平行に整列され、その容積は最小であるが、依然として前記イメージセンサ（１２）および前記アレイ（１４；１４´）を含む、請求項３３または請求項３４に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３６】
前記合焦手段（９８；１３４ｂ；１３６）は、すべての光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）について合同で焦点を調整するように構成される、請求項３３〜請求項３５のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３７】
前記対象領域（７２）の各部分領域（７４ａ〜７４ｄ）は、少なくとも２つの光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）によって少なくとも２つのイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に投影される、請求項１〜請求項３６のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３８】
前記アレイ（１４；１４´）の前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の総量は、少なくとも１つのイメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）の総量に、前記対象領域（７２）のイメージ領域（７４ａ〜７４ｄ）の総量を完全に投影し、前記部分領域（７４ａ〜７４ｄ）の総量は、捕捉されることになる前記対象領域（７２）を完全に投影する、請求項１〜請求項３７のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項３９】
前記イメージセンサ（１２）および前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、前記対象領域（７２）を捕捉するように構成された第１の部分モジュールを前記ハウジング（１００２）内に形成し、前記マルチ開口撮像装置は、前記対象領域（７２）を捕捉するように構成された少なくとも第２の部分モジュールを含み、前記第１の部分モジュールおよび前記少なくとも第２の部分モジュールは、前記ハウジング（１００２）内に配置され、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）を横切って延びる、請求項１〜請求項３８のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項４０】
前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の２つ、複数またはすべての光路（１７ａ〜１７ｄ）について結合効果を有する光学画像安定装置、および／または、前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの焦点を合同で調整するための少なくとも１つのアクチュエータを含む合焦手段（９８，１３４ｂ，１３６）、および／または、前記第１の部分モジュールおよび前記第２の部分モジュールの光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光路（１７ａ〜１７ｄ）を一緒に偏向させるためのビーム偏向手段（１８）を含む、および／または、前記第１の部分モジュールの前記イメージセンサ（１２）が前記第２の部分モジュールの前記イメージセンサ（１２）と一体的に形成される、請求項３９に記載のマルチ開口撮像装置。
【請求項４１】
請求項１〜請求項４０のいずれか１項に記載のマルチ開口撮像装置を備えた撮像システム。
【請求項４２】
請求項１〜請求項３９のいずれか１項に記載の少なくとも第１および第２のマルチ開口撮像装置を有する、請求項４１に記載の撮像システムであって、前記第１のマルチ開口撮像装置および前記第２のマルチ開口撮像装置は、被写体が前記第１のマルチ開口撮像装置および前記第２のマルチ開口撮像装置によって少なくとも立体的に撮像されるように配置されている、撮像システム。
【請求項４３】
携帯電話、スマートフォン、タブレットまたはモニタとして構成されている、請求項４１または請求項４２に記載の撮像システム。
【請求項４４】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）を設ける工程、および
並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）を形成するように、そして、各光チャンネルが、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に対象領域（７２）の少なくとも１つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含むように、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）を配置する工程を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）の製造方法であって、
前記アレイ（１４；１４´）を形成する工程は、前記光チャネルが通過する前記ハウジング（１００２）の壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）は、前記イメージセンサ（１２）に対向する、または反対を向き、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）に配置された側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）が前記壁構造体に配置されるように、前記光チャネル（１６ａ１６ｄ；１６Ｎ）の光学系（６４ａ〜６４ｄ）をハウジング内に配置する工程を含み、
前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）または前記側壁構造体（１００６；１００６ａ〜１００６ｂ）は、ガラス、セラミック、ガラスセラミックまたは結晶材料を含んで形成され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）は、前記壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）が前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）に接続され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を互いに固定するように配置され、
前記光学系を配置する工程は、
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が、隣接する間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）と非接触に配置されるか、または軟質材料によって支持され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が、前記光チャネルの光学長（１０２４）に沿って、および前記光チャネルの前記光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）に沿って、熱的に引き起こされる変形の間に変形し、各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）は、隣接する光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）における変形の影響を受けないように、または
前記光学系（６４ａ〜ｄ）の１つが直列に配置され、互いに機械的に接続された複数の光学要素を含み、前記光学系が前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の長さ（１０２４）の少なくとも５０％の領域で、その光学軸に沿って他の機械要素に非接触で、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を通る光路（１７ａ〜ｄ）に垂直な方向に、且つ前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（１４６）に沿って配置されるように、実施される、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）の製造方法。
【請求項４５】
少なくとも１つのイメージセンサ（１２）を準備する工程と、
光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の光学系を、並設された光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）のアレイ（１４；１４´）を形成するように、且つ各光チャンネルが、前記イメージセンサ（１２）のイメージセンサ領域（５８ａ〜５８ｄ）に対象領域（７２）の少なくとも１つの部分領域（７４ａ〜７４ｄ）を投影するための光学系（６４ａ〜６４ｄ）を含むように、配置する工程と、
接合されたプレート状構造体（１００４，１００６；１００４ａ〜１００４ｂ，１００６ａ〜１００６ｂ）のハウジングを、前記ハウジングが、前記イメージセンサ（１２）に対向するまたは前記イメージセンサ（１２）に背を向けていて、且つ、少なくとも１つの側壁構造を含む少なくとも１つの壁構造体（１００４；１００４ａ〜１００４ｂ）を含むように、形成する工程と、
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が互いに固定されるように、前記ハウジング（１００２）内で、前記アレイ（１４；１４´）の前記光学チャンネル（１６ａ１６ｄ；１６Ｎ）の前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を配置する工程を含む、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）の製造方法であって、
前記光学系を配置する工程は、
前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が、隣接する間仕切り壁構造体（１０１６ａ〜１０１６ｃ）と非接触に配置されるか、または軟質材料によって支持され、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）が、前記光チャネルの光学長（１０２４）に沿って、および前記光チャネルの前記光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）に沿って、熱的に引き起こされる変形の間に変形し、各光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）が、隣接する光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の光学長（１０２４）に垂直な方向（１４６）における変形の影響を受けないように、るように、または
前記光学系（６４ａ〜ｄ）の１つが直列に配置され、互いに機械的に接続された複数の光学要素を含み、前記光学系が前記光チャネル（１６ａ〜ｄ；１６Ｎ）の長さ（１０２４）の少なくとも５０％の領域で、その光学軸に沿って他の機械要素に非接触で、前記光学系（６４ａ〜６４ｄ）を通る光路に垂直な方向に、且つ、前記アレイ（１４；１４´）のライン延長方向（１４６）に沿って配置されるように、実施される、マルチ開口撮像装置（１１；１５０；１８０；１０００；２０００；４０００；８０００）の製造方法。
【請求項４６】
請求項４４または請求項４５に記載の方法であって、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）の間に前記間仕切り壁構造体（１０１６ｂ，１０１６ｃ）を配置する工程を含み、前記間仕切り壁構造体は、前記光チャネル（１６ａ〜１６ｄ；１６Ｎ）間の迷光抑制が得られるように、少なくとも部分的に不透明な材料で形成される、方法。
【国際調査報告】
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