(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の画像センサを採用しながら厚さを薄くし、かつ、画質を維持または向上できる撮像システムを提供する。【解決手段】センサアセンブリ１００は、画像センサ１０５、１２５と、反射面１１０、１３５と、レンズアセンブリ１１５、１３０と、中央反射面１２０が、基板１５０に取り付けられる。反射面を複数の画像センサの近くに配置することによって、広い視野及びより長い焦点距離の画像をまとめてキャプチャすることを可能にする。画像センサによってキャプチャされたシーンの異なる部分は、重なり合うことができ、ターゲット画像を生成するために整合させてクロッピングすることができる。【選択図】図１Ａ
2018201214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーンのターゲット画像をキャプチャするための画像キャプチャシステムであって、
複数の画像センサであって、前記複数の画像センサの各々は、複数の視野のうちの１つを有し、前記複数の視野の各々は、前記シーンの実質上異なる部分を備える複数の画像センサと、
複数のレンズアセンブリであって、各レンズアセンブリは、前記複数の画像センサのうちの１つに対応する複数のレンズアセンブリと、
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を前記複数のレンズアセンブリのうちの少なくとも１つ内を通過させるために配置された一次面と、
複数の二次面であって、前記二次面の各々は、前記光の少なくとも一部分を前記複数のレンズアセンブリのうちの少なくとも１つから前記複数の画像センサのうちの1つ内に向け、前記複数の画像センサのうちの各々は、複数の部分的画像のうちの１つをキャプチャし、前記複数の画像センサの各々は、複数の部分的画像のうちの１つをキャプチャし、前記複数の部分的画像の各々は、前記複数の視野のうちの１つに対応する複数の二次面と、
前記複数の部分的画像を前記ターゲット画像に組み立てるように構成された処理モジュールと、を備える、システム。
【請求項２】
実質上平らな基板をさらに備える請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項３】
前記複数のセンサは、前記基板上において互いに隣接して横方向に配置される請求項２に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項４】
前記複数のセンサは、前記基板上において２つのロー内に配置され、前記一次面は、前記２つのローの間に配置される請求項２に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項５】
前記複数のセンサは、前記基板上の前記一次面の周囲に円状に配置される請求項２に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項６】
前記一次面は、前記光を反射するように構成されたプリズムを備える請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項７】
前記プリズムは、複数の面を備え、前記複数の面の各々は、前記複数の視野のうちの１つを備える前記光の一部分を前記複数のレンズアセンブリのうちの１つの方に反射させる請求項６に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項８】
前記一次面は、鏡を備える請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項９】
前記一次面は、複数の反射面を備え、前記複数の反射面の各々は、前記複数の視野のうちの１つを備える前記光の部分を前記複数のレンズアセンブリのうちの１つの方に反射させる請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項１０】
前記複数の二次面は、各々、反射面を備える請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項１１】
シーンのターゲット画像をキャプチャする方法であって、
複数の画像センサを提供することであって、前記複数の画像センサの各々は、複数の視野のうちの１つを有し、前記複数の視野の各々は、前記シーンの実質上異なる部分を備えることと、
複数のレンズアセンブリを提供することであって、各レンズアセンブリは、前記複数の画像センサのうちの１つに対応することと、
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を少なくとも１つの一次面を用いて前記複数のレンズアセンブリの各々の方に向けることと、
前記複数のレンズアセンブリの各々からの前記光を複数の二次面を用いて前記複数の画像センサのうちの対応する１つの方に向けることと、
複数の部分的画像をキャプチャすることであって、前記複数の部分的画像の各々は、前記複数の画像センサのうちの１つによってキャプチャされ及び前記複数の視野のうちの１つに対応することと、
前記複数の部分的画像を前記ターゲット画像に組み立てることと、を備える、方法。
【請求項１２】
前記複数の部分的画像を組み立てることは、
前記複数の部分的画像を結合して結合画像にすることと、
前記ターゲット画像を生成するために希望されるアスペクト比に従って前記結合画像をクロッピングすることと、を備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記複数の部分的画像を組み立てることは、
前記複数の部分的画像における少なくとも１つの重なり合いエリアを決定することと、
前記少なくとも１つの重なり合いエリアに少なくとも部分的に基づいて前記複数の部分的画像を整合させ、それによって前記シーンを構成する整合された画像を生成することと、を備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ターゲット画像を生成するために希望されるアスペクト比に従って前記整合された画像をクロッピングすることをさらに備える請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数のレンズアセンブリを用いて前記複数の部分的画像を集束させることをさらに備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を前記複数のレンズアセンブリの各々の方に向けることは、少なくとも１つの反射面を用いて前記光を反射させることを備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの反射面を用いて前記光を反射させることは、前記複数の視野のうちの１つを備える前記光の部分を複数の反射面を用いて前記複数のレンズアセンブリの各々の方に反射させることを備える請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を前記複数のレンズアセンブリの各々に向けることは、少なくとも１つのプリズムを用いて前記光を屈折させることを備える請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つのプリズムを用いて前記光を屈折させることは、前記プリズムの複数の面を通じて前記光を屈折させることを備え、前記複数の視野のうちの各々の１つを備える前記光の部分は、前記複数の面のうちの１つを通じて前記複数のレンズアセンブリのうちの１つの方に屈折される請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
非一時的なコンピュータによって読み取り可能な媒体であって、プロセッサによって実行されたときに、
複数の画像センサを用いてターゲット画像シーンの複数の部分の画像データをキャプチャすることと、
前記ターゲット画像の前記複数の部分を結合して前記ターゲット画像にすることと、を備える方法を実行する命令を備え、前記複数の画像センサの各々は、前記シーンの少なくとも一部分を備える光を少なくとも１つの一次面から複数のレンズアセンブリのうちの１つ内を通過させ、次に、複数の二次面のうちの１つから前記光を反射させることによって決定された複数の実質上異なる視野のうちの１つを有し、前記ターゲット画像の前記複数の部分の各々は、前記複数の視野のうちの１つに対応し、
前記第１の視野及び前記第２の視野は、前記シーンを備える光を前記第１及び第２の画像センサの方に反射又は屈折させるように構成される少なくとも１つの表面に少なくとも部分的に基づいて決定される、非一時的なコンピュータによって読み取り可能な媒体。
【請求項２１】
シーンのターゲット画像をキャプチャするための画像キャプチャシステムであって、
ターゲット画像シーンの少なくとも一部分を備える光を向けるための手段と、
複数の部分的画像を集束するための手段であって、前記複数の部分的画像の各々は、前記シーンの実質上異なる部分を各々備える複数の視野のうちの１つに対応する手段と、
前記複数の部分的画像をキャプチャするための手段と、
前記複数の部分的画像を結合して前記ターゲット画像にするための手段と、を備える、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は、マルチカメラアレイを含む撮像システム及び方法に関するものである。特に、本開示は、画質を維持又は向上させつつロープロフィール撮像システム及びモバイルデバイスを可能にするシステム及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
[0002]多くのモバイルデバイス、例えば、携帯電話及びタブレットコンピューティングデバイス、は、静止画像及び／又は映像画像をキャプチャするために使用者によって操作することができるカメラを含む。モバイルデバイスは、典型的には相対的に小型であるように設計されているため、カメラ又は撮像システム（imaging system）はロープロフィール（low-profile）にモバイルデバイスを維持するために可能なかぎり薄型に設計することが重要である。様々な従来のデバイスでは、モバイルデバイスの厚さは、撮像センサを側面において回転させ及びセンサへの光線を曲げるために反射デバイスを用いることによって可能な限り薄く維持されている。しかしながら、この特定の解決方法はそれほどロバスト（robust）でない。その理由は、撮像センサの幅及びピクセルピッチがカメラの最高の解像度を決定することができるためである。
【０００３】
[0003]その他の従来のデバイスでは、モバイルデバイスの厚さは、撮像システムの焦点距離を短くすることによって可能な限り薄く維持される。しかしながら、システムの焦点距離が可能な限り短くなるように設計されるときには様々な問題が発生する可能性がある。例えば、システムの焦点距離と視野は反比例の関係にあるため、焦点距離を短くすることは、例えば、約６０度以上の視野で、画像が自然の画像をから不自然な広い視野の画像なる程度にまで視野を拡大させるおそれがある。さらに、レンズのロールオフ（roll-off）、例えば、画像の中心と比較して画像の縁部付近の光又は輝度が失われることは、焦点距離が短くなるのに従って増大することがある。従って、モバイルデバイス内の撮像システムの焦点距離が短くされるのに応じて、望ましくないレンズのロールオフに起因して画質が劣化するおそれがある。
【０００４】
[0004]さらに、様々なモバイルデバイス内の撮像システムの変調伝達関数（ＭＴＦ）は、画像の中央と比較して画像の縁部付近においてより低い解像度を作り出すことがあり、それは、ＭＴＦロールオフと呼ぶことができる。ＭＴＦロールオフも焦点距離と反比例の関係にあるため、モバイルデバイスにおける短くされた焦点距離は、画像の縁部における解像度を低下させるおそれがある。さらに、より短い焦点距離は、レンズの主光線の入射角を大きくするおそれがあり、それも、望ましくないアーティファクトを生み出す可能性があり、ピクセル間での増大した光と電気的漏話、及びより低いセンサＭＴＦ性能を含む。従って、画質を維持又は向上させつつモバイルデバイス内の撮像システムの厚さを薄くすることが有利であることができる。
【発明の概要】
【０００５】
[0005]ここにおいて説明されるフォールデッドオプティックセンサアレイ（folded optic sensor array）及び画像キャプチャ技法は、焦点距離を短くせずに及びセンサアレイの視野における画像の解像度を低下させずにロープロフィール画像キャプチャデバイスを創作することを可能にする。一次面及び二次面を用いてアレイ内の各センサの方に光を向けることによって、及び、入光を一次面と二次面との間で集束させるために使用されるレンズアセンブリを配置することによって、センサアレイは、レンズアセンブリに垂直な平らな基板上に配置することができる。より長い焦点距離は、光学ズーム、等の特徴を実装することを可能にし、及び、伝統的なモバイルカメラによって一般的に与えられるスペースよりも大きいスペースを要求するより複雑な光学を組み入れること、例えば、より多くの光学素子を追加すること、を可能にする。カメラの鋭さ（acuity）は、カメラの角解像度を意味し、カメラが遠く離れた物体をどれだけ良く解像するかを定義し、焦点距離に比例し、従って、より長いカメラから直接利益を受ける。
【０００６】
[0006]実施形態の一部は、ターゲット画像を備える入光をアレイ内のセンサによるキャプチャのために複数の部分に分割するために、例えば、複数の表面を有する中央鏡を採用することができる。その他の実施形態は、複数の面を有するプリズムを採用することができ、各面は、ターゲット画像を備える光の一部分をアレイ内のセンサの方に向ける。分割された光の各部分は、レンズアセンブリ内を通過させ、センサの真上又は真下に配置された表面で反射させ、各センサが画像の一部分をキャプチャするようにすることができる。幾つかの状況では、アレイ内の各センサは、アレイ内の近隣センサによってキャプチャされる部分とわずかに重なり合う画像の部分をキャプチャすることができ、これらの部分は、例えば、画像スティチング（stitching）技法によって組み立ててターゲット画像にすることができる。
【０００７】
[0007]一実施形態により、画像キャプチャシステムは、複数の画像センサと、複数のレンズアセンブリと、シーンの少なくとも一部分を備える光を複数のレンズアセンブリのうちの少なくとも１つ内を通すために配置された一次面と、複数の二次面と、複数の部分的な画像を組み立ててターゲット画像にするように構成された処理モジュールと、を備え、複数の画像センサの各々は、複数の視野のうちの１つを有し、複数の視野の各々は、シーンの実質的に異なる部分を備え、各レンズアセンブリは、複数の画像センサのうちの１つに対応し、二次面の各々は、光の少なくとも一部分を複数のレンズアセンブリのうちの１つから複数の画像センサのうちの１つ内に向け、複数の画像センサの各々は、複数の部分的画像のうちの１つをキャプチャし、複数の部分的画像のうちの各々は、複数の視野のうちの１つに対応する。
【０００８】
[0008]画像キャプチャシステムは、実質上平らな基板をさらに備えることができる。複数の画像センサ、複数のレンズアセンブリ、一次面及び二次面は、様々な適切な構成で基板上に取り付けることができる。一次面は、１つ以上の反射面を備えることができ、幾つかの実施形態では、ターゲット画像シーンを備える入光を向けるように構成された１つ以上の面を備えるプリズムであることができる。
【０００９】
[0009]他の実施形態により、ターゲット画像シーンをキャプチャするための方法が提供され、方法は、複数の画像センサを提供するステップであって、複数の画像センサの各々は、複数の視野のうちの１つを有し、複数の視野の各々は、シーンの実質的に異なる部分を有するステップと、複数のレンズアセンブリを提供するステップであって、各レンズアセンブリは、複数の画像センサのうちの１つに対応するステップと、シーンの少なくとも一部分を備える光を少なくとも１つの一次面を用いて複数のレンズアセンブリのうちの各々の方に向けるステップと、複数のレンズアセンブリの各々からの光を複数の二次面を用いて複数の画像センサのうちの対応する１つの方に向けるステップと、複数の部分的画像をキャプチャするステップであって、複数の部分的画像の各々は、複数の画像センサのうちの１つによってキャプチャされ及び複数の視野のうちの１つに対応するステップと、複数の部分的画像をターゲット画像に組み立てるステップと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
[0010]画像キャプチャの様々な態様が、添付図面において例によって示され、ただし、例によって限定するものではない。
【図１Ａ】[0011]フォールデッドオプティックセンサアセンブリの実施形態の横断面側面図である。
【図１Ｂ】[0012]図１Ａのフォールデッドオプティックセンサアセンブリの投影された視野の実施形態の上から見た図である。
【図２】[0013]画像キャプチャデバイスの一実施形態のブロック図である。
【図３Ａ】[0014]フォールデッドオプティックセンサアレイの実施形態のブロック図である。
【図３Ｂ】[0015]図３Ａのフォールデッドオプティックセンサアレイの実施形態の透視図である。
【図３Ｃ】[0016]図３Ａ−Ｂのフォールデッドオプティックセンサアレイの一実施形態の概略図である。
【図４】[0017]コンポーネントの角度関係を示したフォールデッドオプティックセンサアセンブリの一実施形態の横断面側面図である。
【図５Ａ】[0018]フォールデッドオプティックセンサアレイの他の実施形態の透視図である。
【図５Ｂ】[0019]フォールデッドオプティックセンサアレイのさらに他の実施形態の透視図である。
【図５Ｃ】[0020]図５Ａ−Ｂのフォールデッドオプティックセンサアレイの投影視野の実施形態の概略図である。
【図６Ａ】[0021]フォールデッドオプティックセンサアレイの他の実施形態の透視図である。
【図６Ｂ】[0022]図６Ａのフォールデッドオプティックセンサアレイの投影視野の実施形態の概略図である。
【図７】[0023]カスケード式フォールデッドオプティックセンサアレイの実施形態のブロック図である。
【図８】[0024]フォールデッドオプティックセンサアセンブリの他の実施形態の横断面側面図である。
【図９】[0025]フォールデッドオプティック画像キャプチャプロセスの実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0026]ここにおいて開示される実装は、モバイル撮像用途に関するシステム、方法及び装置を提供する。例えば、ここにおいて説明されるように、画質を維持又は向上させつつモバイルデバイスのフォームファクタを低減させるのが望ましいであろう。ここにおいて開示される実装は、撮像システムの視野にわたって複数の撮像センサ及び／又は複数のレンズを採用することによって撮像システムの厚さを薄くするためにモバイルデバイスにおいて使用することができる。様々な実装において、カメラ及び／又は撮像レンズのアレイを１つ以上の反射面に隣接させて提供することができる。センサのアレイは、複数の、重なり合う画像をキャプチャすることができ、それらは、高い画質及び解像度を維持しながら単一の画像を形成するために１つにスティッチ（stitch）することができる。複数のセンサを基板上に横方向に間隔をあけて、又はシステム内において互いに隣接させて配置することによって、撮像システムの全体的な高さ又は厚さを小さくすることができる。様々な実装において、開示されるシステムは、相対的に長い光学路の長さを含むいわゆるフォールデッドオプティックシステムであることができる。焦点距離を実質的に短くしないことによって、上述される画質の低下を回避することができ、その一方で、高さが低くなった撮像システムを維持することができる。
【００１２】
[0027]開示される概念の数多くのその他の実装が可能であることが評価されるべきである。開示された実装によって様々な利点を達成させることができる。例えば、撮像システムを含むモバイルデバイスの全体的な厚さを、モバイルデバイスで使用される従来の撮像システムと比較して薄くすることができる。さらに、センサアレイの視野全体における画像の解像度を向上させることができ及び伝統的なカメラにおいて見受けられる解像度のロールオフを回避することができる（例えば、解像度が縁部において低下することがある）。さらに、システムの視野全体における複数のレンズの使用は、視野全体における総合的な有効解像度を向上させることができる。さらに、複数のレンズの使用は、カメラの焦点距離を長くし、従って、カメラの鋭さを向上させることができる。
【００１３】
[0028]様々なアレンジメントにおいて、各カメラの視野は、特定の目的、例えば、後処理の後に焦点を調整する能力を可能にする、を達成させるために重なり合う（overlap）ことができる。さらに、２つの同時画像をキャプチャしてそれらを結合させるために高ダイナミックレンジカメラを実装することができる。さらに、アレイ内の各カメラのレンズとセンサとの間の焦点距離を変えることによってオートフォーカス用途を実装することができる。ここにおいて説明されるように、様々なその他の利点及び実装を達成させることができる。
【００１４】
[0029]これらの実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせにおいて実装できることを当業者は認識するであろう。当業者は、情報及び信号は様々な異なる技術及び技法のうちのいずれかを用いて表すことができることを理解するであろう。例えば、上記の説明全体を通じて参照されることがあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、及びチップは、電圧、電流、電磁波、磁場、磁粒子、光学場、光学粒子、又はそれらのあらゆる組合せによって表すことができる。
【００１５】
[0030]以下の説明では、例に関する徹底的な理解を提供するために具体的な詳細が与えられる。しかしながら、それらの例はこれらの具体的な詳細なしで実践可能であることが当業者によって理解されるであろう。例えば、それらの例を不必要に詳細に説明して曖昧にすることがないように電気的コンポーネント／デバイスはブロック図で示すことができる。その他の例では、該コンポーネント、その他の構造及び技法は、それらの例についてさらに説明するために詳細に示すことができる。
【００１６】
[0031]例は、プロセスとして説明することができ、それは、フローチャート、流れ図、有限状態図、構造図、又はブロック図として描かれることが注記される。フローチャートは、動作を順次のプロセスとして描くが、動作の多くは、並行して、又は同時に行うことができ、及び、プロセスは繰り返すことができる。さらに、動作の順序は、再編することができる。プロセスは、それの動作が完了されたときに終了される。プロセスは、メソッド、関数、プロシージャ、サブルーチン、サブプログラム、等に対応することができる。プロセスがソフトウェア関数に対応するときには、それの終了は、呼び出し関数又は主関数に戻ることに対応する。
【００１７】
[0032]今度は図１Ａ−Ｂを参照し、典型的なフォールデッドオプティクスマルチセンサアセンブリ１００がより詳細に説明される。図１Ａにおいて示されるように、センサアセンブリ１００は、画像センサ１０５、１２５、反射面１１０、１３５、レンズアセンブリ１１５、１３０、中央反射面１２０を含むことができ、すべて基板１５０に取り付けられる。
【００１８】
[0033]画像センサ１０５、１２５は、幾つかの実施形態では、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体センサ（ＣＭＯＳ）、又は、光を受け取り、受け取られた画像に応答して画像データを生成するあらゆるその他の画像検知デバイスを備えることができる。画像センサ１０５、１２５は、静止写真の画像データを得ることができ及びキャプチャされた映像ストリーム内での動きに関する情報も提供することができる。センサ１０５、１２５は、個々のセンサであることができ、又は、センサのアレイ、例えば、３×１アレイ、を表すことができる。しかしながら、当業者によって理解されるように、開示される実装ではあらゆる適切なセンサのアレイを使用することができる。
【００１９】
[0034]センサ１０５、１２５は、図１Ａに示されるように基板１５０上に取り付けることができる。幾つかの実施形態では、平らな基板１５０に取り付けることによってすべてのセンサが１つの平面上に存在することができる。基板１５０は、適切な実質上平らな材料であることができる。中央反射面１２０及びレンズアセンブリ１１５、１３０も同様に基板１５０に取り付けることができる。センサアレイ又はアレイ（複数）、複数のレンズアセンブリ、及び複数の一次的及び二次的な反射面又は屈折面を取り付けるために複数の構成が可能である。
【００２０】
[0035]幾つかの実施形態では、中央反射面１２０は、ターゲット画像シーンからセンサ１０５、１２５の方に光を向けるために使用することができる。中央反射面１２０は、１つの鏡又は複数の鏡であることができ、及び入光を画像センサ１０５、１２５に適切に向けるために必要に応じて平らであること又は形状を有することができる。例えば、幾つかの実施形態では、中央反射面１２０は、入ってきた光線を、レンズアセンブリ１１５、１３０を通じてセンサ１０５、１２５に反射させるために鏡のサイズ及び形状であることができる。中央反射面１２０は、ターゲット画像を備える光を複数の部分に分割し、異なるセンサにおいて各部分を指向することができる。例えば、中央反射面１２０の第１の側１２２は、第１の視野１４０に対応する光の部分を左センサ１０５に送ることができ、第２の側１２４は、第２の視野１４５に対応する光の第２の部分を右センサ１２５方向に送る。画像センサの視野１４０、１４５がまとまって少なくともターゲット画像を網羅することが評価されるべきである。
【００２１】
[0036]受光センサが各々複数のセンサのアレイである幾つかの実施形態では、中央反射面は、ターゲット画像の異なる部分を各センサの方に送るために互いに角度が付けられた複数の反射面から成ることができる。アレイ内の各センサは、実質的に異なる視野を有することができ、及び、幾つかの実施形態では、視野は、重なり合うことができる。中央反射面の幾つかの実施形態は、レンズシステムを設計時に自由度を高めるために複雑な平面でない表面を有することができる。さらに、中央面は反射面として説明されるが、その他の実施形態では、中央面は、屈折型であることができる。例えば、中央面は、複数の面で構成されるプリズムであることができ、各面は、シーンを備える光の部分をセンサのうちの１つの方に向ける。
【００２２】
[0037]中央反射面１２０から反射された後は、光は、レンズアセンブリ１１５、１３０内を通すことができる。中央反射面１２０及びセンサ１０５、１２５及び反射面１１０、１３５の間には１つ以上のレンズアセンブリ１１５、１３０を装備することができる。レンズアセンブリ１１５、１３０は、各センサの方に向けられるターゲット画像部分を集束させるために使用することができる。
【００２３】
[0038]幾つかの実施形態では、各レンズアセンブリは、１つ以上のレンズと、ハウジング内の複数の異なるレンズ位置の間でレンズを移動させるためのアクチュエータと、を備えることができる。アクチュエータは、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、マイクロエレクトロニックメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）、又は形状記憶合金（ＳＭＡ）であることができる。レンズアセンブリは、アクチュエータを制御するためのレンズ駆動装置をさらに備えることができる。
【００２４】
[0039]伝統的なオートフォーカス技法は、レンズ１１５、１３０と各センサアセンブリの対応するセンサ１０５、１２５との間の焦点距離を変えることによって実装することができる。幾つかの実施形態では、これは、レンズバレル（lens barrel）を移動させることによって完遂させることができる。その他の実施形態は、中央鏡を上下させることによって又はレンズアセンブリに対する鏡の角度を調整することによって焦点を調整することができる。該実施形態は、アセンブリが各センサの焦点を個々に調整するのを可能にすることができる。さらに、幾つかの実施形態は、例えば、液体レンズのようなレンズをアセンブリ全体の上に置くことによって、アセンブリ全体の焦点を一度に変えることが可能である。幾つかの実施形態では、カメラアレイの焦点を変えるためにコンピュータ写真術（computational photography）を使用することができる。
【００２５】
[0040]センサの反対側の中央鏡１２０の周囲には、複数の側部反射面、例えば、反射面１１０及び１３５、を装備することができる。レンズアセンブリ内を通った後は、側部反射面１１０、１３５は、下方の平らなセンサ１０５、１２５の上に光を反射させることができる。描かれるように、センサ１０５は、反射面１１０の下方に配置することができ、センサ１２５は、反射面１３５の下方に配置することができる。しかしながら、その他の実施形態では、センサは、側部反射面の上方に存在することができ、側部反射面は、光を下方に反射させるように構成することができる。側部反射面及びセンサのその他の適切な構成が可能であり、各レンズアセンブリからの光がセンサの方に向けられる。幾つかの実施形態は、側部反射面１１０、１３５の動きが関連するセンサの焦点又は視野を変化させるのを可能にすることができる。
【００２６】
[0041]図１Ｂにおいて示されるように、各センサの視野１４０、１４５は、そのセンサと関連付けられた中央鏡１２０の表面によって物体スペース（object space）内に入るように操作することができる。各カメラの視野を物体フィールド上の異なる位置に移動させることができるように鏡を傾ける及び／又はアレイ内のプリズムを移動させるために機械式方法を採用することができる。これは、例えば、高ダイナミックレンジカメラを実装するために、カメラシステムの解像度を向上させるために、又はプレンオプティックス（plenoptics）カメラシステムを実装するために使用することができる。各センサの（又は各３×１アレイの）視野は、物体スペース内に投影することができ、各センサは、そのセンサの視野によるターゲットシーンの部分を備える部分的画像をキャプチャすることができる。幾つかの実施形態では、反対側のセンサアレイ１０５、１２５に関する視野１４０、１４５は、ある量１５０だけ重なり合うことができる。重なり合い１５０を低減させて単一の画像を形成するため、２つの反対側のセンサアレイ１０５、１２５からの画像を結合するために以下において説明されるスティッチングプロセスを使用することができる。スティッチングプロセスの幾つかの実施形態は、部分的画像をひとつにスティッチする際に共通の特徴を識別するために重なり合い１５０を採用することができる。重なり合う画像をひとつにスティッチ後は、スティッチされた画像は、最終画像を形成するために、希望されるアスペクト比、例えば、４：３又は１：１、に従ってクロッピング（crop）することができる。
【００２７】
[0042]図２は、１つ以上の画像センサアセンブリ２１５ａ−ｎにリンクされた画像プロセッサ２２０を含む一組のコンポーネントを有するデバイス２００の高位ブロック図である。画像プロセッサ２２０は、ワーキングメモリ２０５、メモリ２３０、及びデバイスプロセッサ２５０とも通信中であり、それらは、記憶装置２１０及び電子ディスプレイ２２５と通信中である。
【００２８】
[0043]デバイス２００は、携帯電話、タブレットコンピュータ、パーソナルデジタルアシスタント、等であることができる。ここにおいて説明されるように厚さが薄くされた撮像システムが利点を提供するポータブルコンピューティングデバイスは数多く存在する。デバイス２００は、静止型のコンピューティングデバイス又は薄い撮像システムが有利であるあらゆるデバイスであることもできる。デバイス２００ではユーザが複数の用途を利用可能である。これらの用途は、伝統的写真及び映像上の用途、高ダイナミックレンジ撮像、パノラマ写真及び映像、ステレオスコープ撮像、例えば、３Ｄ画像又は３Ｄ映像を含むことができる。
【００２９】
[0044]画像キャプチャデバイス２００は、外部の画像をキャプチャするための画像センサアセンブリ２１５ａ−ｎを含む。画像センサアセンブリ２１５ａ−ｎは、各々、図１Ａに関して上述されるように、センサと、レンズアセンブリと、ターゲット画像の一部分を各センサに向けるための一次的および二次的反射面又は屈折面と、を備えることができる。概して、Ｎの画像センサアセンブリ２１５ａ−ｎを使用することができ、Ｎ≧２である。従って、ターゲット画像は、Ｎの部分に分割することができ、Ｎのセンサアセンブリの各センサは、そのセンサの視野に従ってターゲット画像の一部分をキャプチャする。しかしながら、幾つかの実施形態は、１つのみの画像センサアセンブリを採用することができ、画像センサアセンブリ２１５ａ−ｎは、ここにおいて説明されるフォールデッドオプティック撮像デバイスの実装に適したあらゆる数の画像センサアセンブリを備えることができることが理解されるであろう。センサ数は、図４に関してより詳細に説明されるように、システムのより低いｚ高を達成するために、又は、その他の目的、例えば、プレンオプティックカメラの視野と重なり合うそれを有し、後処理の後に画像の焦点を調整する能力を可能にする、というニーズを満たすために増加させることができる。その他の実施形態は、高ダイナミックレンジカメラに適する視野重なり構成を有することができ、２つの同時画像をキャプチャしてそれらをひとつに結合する能力を可能にすることができる。画像センサアセンブリ２１５ａ−ｎは、キャプチャされた画像を画像プロセッサ２２０に送信するためにカメラプロセッサ２２０に結合することができる。
【００３０】
[0045]画像プロセッサ２２０は、以下においてより詳細に説明されるように、高質のスティッチされた画像を出力するためにターゲット画像のＮの部分を備える受信された画像データに関して様々な処理を行うように構成することができる。プロセッサ２２０は、汎用の処理ユニット又は撮像用に特に設計されたプロセッサであることができる。画像処理動作の例は、クロッピング、スケーリング（例えば、異なる解像度）、画像スティッチング、画像形式変換、色内挿、色処理、画像フィルタリング（例えば、空間画像フィルタリング）、レンズアーティファクト又は欠陥の補正、等を含む。プロセッサ２２０は、幾つかの実施形態では、複数のプロセッサを備えることができる。幾つかの実施形態は、各画像センサ専用のプロセッサを有することができる。プロセッサ２２０は、１つ以上の専用画像信号プロセッサ（ＩＳＰ）又はプロセッサのソフトウェア実装であることができる。
【００３１】
[0046]示されるように、画像プロセッサ２２０は、メモリ２３０及びワーキングメモリ２０５に接続される。例示される実施形態では、メモリ２３０は、キャプチャ制御モジュール２３５、画像スティッチングモジュール２４０、及びオペレーティングシステム２４５を格納する。これらのモジュールは、様々な画像処理及びデバイス管理タスクを行うことをデバイスプロセッサ２５０の画像プロセッサ２２０に行わせる命令を含む。ワーキングメモリ２０５は、メモリ２３０のモジュールに入っているプロセッサ命令のワーキングセットを格納するために画像プロセッサ２２０によって使用することができる。代替として、ワーキングメモリ２０５は、デバイス２００の動作中に作られたダイナミックデータを格納するために画像プロセッサ２２０によって使用することもできる。
【００３２】
[0047]上記のように、画像プロセッサ２２０は、メモリに格納された幾つかのモジュールによって構成される。キャプチャ制御モジュール２３５は、撮像センサアセンブリ２１５ａ−ｎの焦点位置を調整することを画像プロセッサ２２０に行わせる命令を含むことができる。キャプチャ制御モジュール２３５は、デバイス２００の全体的な画像キャプチャ機能を制御する命令をさらに含むことができる。例えば、キャプチャ制御モジュール２３５は、撮像センサアセンブリ２１５ａ−ｎを用いてターゲット画像シーンの生画像データをキャプチャすることを画像プロセッサ２２０に行わせるためのサブルーチンを呼び出す命令を含むことができる。次に、キャプチャ制御モジュール２３５は、センサアセンブリ２１５ａ−ｎによってキャプチャされたＮの部分的画像に関してスティッチング技法を実行し、スティッチ及びクロップされたターゲット画像を撮像プロセッサ２２０に出力するために画像スティッチングモジュール２４０を呼び出すことができる。キャプチャ制御モジュール２３５は、キャプチャされるべきシーンのプレビュー画像を出力するために、及びある一定の時間間隔でプレビュー画像を更新するために、又は生画像データ内のシーンが変化したときに、生画像データに関するスティッチング動作を行うために画像スティッチングモジュール２４０を呼び出すこともできる。
【００３３】
[0048]画像スティッチングモジュール２４０は、キャプチャされた画像データに関するスティッチング及びクロッピング技法を実行することを画像プロセッサ２２０に行わせる命令を備えることができる。例えば、Ｎのセンサ２１５ａ−ｎの各々は、各センサの視野に従ったターゲット画像の部分を備える部分的画像をキャプチャすることができる。図１Ｂに関して上述されるように、及び図３Ｃ、４Ｃ、５Ｂ及び６Ｂに関して後述されるように、視野は、重なり合うエリアを共有することができる。単一のターゲット画像を出力するために、画像スティッチングモジュール２４０は、高解像度のターゲット画像を生成するために複数のＮの部分的画像を結合することを画像プロセッサ２２０に行わせることができる。ターゲット画像の生成は、既知の画像スティッチング技法を通じて行うことができる。画像スティッチングの例は、米国特許出願第１１／６２３，０５０号（Ｄｏｃｋｅｔ０６０１７０）において見つけることができ、それは、ここにおける引用によってそれ全体が組み入れられている。
【００３４】
[0049]例えば、画像スティッチングモジュール２４０は、互いに対するＮの部分的画像の回転及び整合性を決定するために特徴をマッチングさせるためにＮの部分的画像の縁に沿って重なり合うエリアを比較するための命令を含むことができる。部分的画像の回転及び／又は各センサの視野の形状に起因して、結合された画像は、イレギュラーな形状を成すことがある。従って、Ｎの部分的画像を整合及び結合した後は、画像スティッチングモジュール２４０は、希望される形状及びアスペクト比、例えば、４：３の長方形又は１：１の正方形に合わせて結合された画像をクロッピングすることを画像プロセッサ２２０に行わせるサブルーチンを呼び出すことができる。クロッピングされた画像は、ディスプレイ２２５において表示するために又は記憶装置２１０に格納するためにデバイスプロセッサ２５０に送ることができる。
【００３５】
[0050]オペレーティングシステムモジュール２４５は、デバイス２００のワーキングメモリ２０５及び処理リソースを管理することを画像プロセッサ２２０に行わせる。例えば、オペレーティングシステムモジュール２４５は、ハードウェアリソース、例えば、撮像センサアセンブリ２１５ａ−ｎ、を管理するためのデバイスドライバを含むことができる。従って、幾つかの実施形態では、上述される画像処理モジュールに入っている命令は、これらのハードウェアリソースと直接対話せず、その代わりに、オペレーティングシステムコンポーネント２７０内に配置された標準的なサブルーチン又はＡＰＩを通じて対話することができる。オペレーティングシステム２４５内の命令は、これらのハードウェアコンポーネントと直接対話することができる。オペレーティングシステムモジュール２４５は、デバイスプロセッサ２５０と情報を共有することを画像プロセッサ２２０にさらに行わせることができる。
【００３６】
[0051]デバイスプロセッサ２５０は、キャプチャされた画像、又はキャプチャされた画像のプレビューをユーザに表示するためにディスプレイ２２５を制御するように構成することができる。ディスプレイ２２５は、撮像デバイス２００の外部に存在することができ又は撮像デバイス２００の一部であることができる。ディスプレイ２２５は、画像をキャプチャする前にプレビュー画像を表示するビューファインダを提供するように構成することもでき、又は、メモリに格納された又はユーザによって最近キャプチャされたキャプチャされた画像を表示するように構成することができる。ディスプレイ２２５は、ＬＣＤ又はＬＥＤ画面を備えることができ、及び、タッチ感応技術を実装することができる。
【００３７】
[0052]デバイスプロセッサ２５０は、データ、例えば、キャプチャされた画像を表現するデータ、を記憶モジュール２１０に書き込むことができる。記憶モジュール２１０は、伝統的なディスクデバイスとして図形で表される一方で、記憶モジュール２１０は、あらゆるメディアデバイスとして構成することができることを当業者は理解するであろう。例えば、記憶モジュール２１０は、ディスクドライブ、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、ハードディスクドライブ、光学ディスクドライブ又は磁気−光学ディスクドライブ、又はソリッドステートメモリ、例えば、ＦＬＡＳＨメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、及び／又はＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、を含むことができる。記憶モジュール２１０は、複数のメモリユニットも含むことができ、及び、それらのメモリユニットのうちのいずれか１つは、画像キャプチャデバイス２００内に存在するように構成することができ、又は、画像キャプチャデバイス２００の外部に存在することができる。例えば、記憶モジュール２１０は、画像キャプチャデバイス２００内に格納されたシステムプログラム命令が入っているＲＯＭメモリを含むことができる。記憶モジュール２１０は、キャプチャされた画像を格納するように構成され、カメラから取り外すことができるメモリカード又は高速メモリを含むこともできる。
【００３８】
[0053]図２は、プロセッサ、撮像センサ、及びメモリを含むための別個のコンポーネントを有するデバイスを描いているが、これらの別個のコンポーネントは特定の設計目標を達成するために様々な方法で結合することができることを当業者は認識するであろう。例えば、代替実施形態においては、メモリコンポーネントは、コストを節約するために及び性能を向上させるためにプロセッサコンポーネントと結合することができる。
【００３９】
[0054]さらに、図２は、幾つかのモジュールを備えるメモリコンポーネント２３０とワーキングメモリを備える別個のメモリ２０５とを含む２つのメモリコンポーネントを例示するが、当業者は、異なるメモリアーキテクチャを利用する幾つかの実施形態を認識するであろう。例えば、ある設計は、メモリ２３０に入っているモジュールを実装するプロセッサ命令の格納のためにＲＯＭ又はスタティックＲＡＭメモリを利用することができる。プロセッサ命令は、画像プロセッサ２２０による実行を容易にするためにＲＡＭ内にローディングすることができる。例えば、ワーキングメモリ２０５は、ＲＡＭメモリを備えることができ、命令は、プロセッサ２２０による実行前にワーキングメモリ２０５内にローディングされる。
【００４０】
[0055]図３Ａ−Ｃを参照し、フォールデッドオプティックセンサアレイ３００の一実施形態がより詳細に説明される。アレイ３００は、センサアセンブリの２つの３×１ロー（row）と、中央光方向変更面３３５、例えば、鏡、とを備える。図１Ａにおいて示されるように、センサアセンブリＡ−Ｆは、各々、画像センサと、レンズアセンブリと、二次反射面と、を含むことができる。センサアレイ３００構成の幾つかの実施形態は、８２度の視野を有することができる。
【００４１】
[0056]図３Ａ及び３Ｂにおいて例示されるように、センサアセンブリＡ３０５、センサアセンブリＢ３１０、及びセンサアセンブリＣ３１５は、中央鏡３３５の１つの側部３３７における第１の軸３０１に沿って隣接して互いに平行に整合される。センサアセンブリＤ３２０、センサアセンブリＥ３２５、及びセンサアセンブリＦ３３０は、中央鏡３３５の反対側の側部３３８における第２の軸３０２に沿って隣接して互いに平行に整合される。第１及び第２の軸は、中央鏡３３５の中央の対称線３３６に平行に整合される。軸上の各センサアセンブリ間には均一のギャップが存在するとして描かれているが、このギャップの量は可変であり、幾つかの実施形態は、センサを１つのグループとしてシリコンウェハーから切断することによって、間にギャップが存在しない状態でセンサを配置することができる。
【００４２】
[0057]図３Ｂは、３つの個別の鏡面３３７、３３８及び３３９を表示する中央鏡３３５の透視図である。鏡面３３７は、ターゲット画像の一部分を備える光をセンサアセンブリ３２０の方に向ける。ターゲット画像のこの部分は、センサ３２０の視野に対応する。鏡面３３８は、ターゲット画像の他の部分をセンサアセンブリ３２５の方に向け、鏡面３３９は、ターゲット画像の第３の部分をセンサアセンブリ３３０の方に向ける。図３Ｂによって例示される図には示されていないが、中央鏡の反対側は、センサアセンブリ３０５、３１０、及び３１５の方に光を反射させる３つの類似の表面を備える。
【００４３】
[0058]アレイ３００内の各センサの視野が図３Ｃに示される。視野３６０は、センサ３２０に対応し、視野３６５は、センサ３２５に対応し、視野３７０は、センサ３３０に対応する。中央鏡面３３７及び３３８の相対的角度に部分的に起因して、視野３６０及び３６５は、三角形の重なり部分を共有する。視野３６５及び３７０も、同じ仕様の三角形の重なり部分を共有することができる。中央鏡３３５は、対称線３３６に関して対称であるため、視野３４５、３５０、及び３５５は、視野３６０、３６５及び３７０として互いに類似する関係を有することができる。さらに、センサアレイの２つのローは、重なっている視野を共有することができる。視野３６５及び３５０は、長方形の重なり部分を共有する。幾つかの実施形態では、アレイ内のセンサは、例示される視野に従って複数の画像をキャプチャすることができ、ターゲット画像を生成するために複数の画像をひとつにスティッチし及びクロップして長方形の境界３４０にすることができる。
【００４４】
[0059]図４は、センサ４０５と、レンズシステム４９５と、第１の反射面４８０と、第２の反射面４０１と、を備えるフォールデッドオプティックセンサアセンブリ４００の一実施形態を例示する。
【００４５】
[0060]フォールデッドオプティックセンサアセンブリ４００において、第１の反射面４８０は、センサ４０５が取り付けられている平面に対して角度τｏで配置することができる。第２の反射面４０１は、センサ４０５が取り付けられている平面に対して角度τｉで配置することができる。センサ４０５は、対角の視野γ及びセンサの高さ４１０によって少なくとも部分的に決定されるセンサの高さγＨの視野を有することができる。レンズシステム４９５は、第１の反射面４８０からの距離４４５に配置することができ、レンズシステム４９５の受光縁部上のポイントｄｏから反射面４８０上のポイントＱｏまでの中央軸に沿って測定される。レンズシステムは、第２の反射面４０１からの距離４３０に配置することができ、レンズシステム４９５の送光縁部上のポイントｄｉから反射面４０１上のポイントＱｉまでの中央軸に沿って測定される。
【００４６】
[0061]ターゲット画像シーンを備える入射光４７５は、第１の反射面４８０の方に走行する。入射ビーム４７５は、表面４８０のポイントＰｏに当たり、表面４８０から反射され、反射されたビーム４７０としてレンズシステム４９５の方に走行する。入射ビーム４７５は、レンズシステム４９５の受光縁部に対して角度αｏを形成し、反射されたビーム４７０は、レンズシステム４９５の受光縁部に対して角度βｏを形成する。入射ビーム４７５と反射されたビーム４７０との間の反射角は、変数δｏによって表される。
【００４７】
[0062]反射されたビーム４７０は、レンズシステム４９５に入り、直径４６５の１つ以上のレンズ内を通過する。レンズシステム４９５は、長さ４３５及び直径４２５を有する。レンズシステム内において、ターゲット画像は高さが４６０である。距離４４０は、レンズシステム４９５の縁部からのレンズダイアフラムの位置をマークする。収束レンズを採用する実施形態では、光は、焦点Ｒにおいて収束し、レンズシステム４９５の他方の側から出て行く。
【００４８】
[0063]レンズシステム４９５を出た後は、光４５５のビームは、二次反射面４０１上に入射する。入射ビーム４５５は、表面４８０のポイントＰｉに当たり、表面４０１から反射され、反射されたビーム４５０としてセンサ４０５の方に走行する。反射されたビーム４５０は、レンズシステム４９５の送光縁部に対して角度αｉを形成し、入射ビーム４５５は、レンズシステム４９５の送光縁部に対して角度βｉを形成する。入射ビーム４５５と反射されたビーム４５０との間の反射角は、変数δｉによって表される。
【００４９】
[0064]幾つかの２Ｄ実施形態において上記の変数間の関係は、次の方程式によって定義される。
【００５０】
α＝π−β−δ
β＝（π−γＨ）／２
δ＝π−γＨ−２τ
[0065]フォールデッドオプティクスを有するシステム４００の最小Ｚ高４９０は、最小後側焦点距離（back focal length）によって決定される。最小後側焦点距離は、レンズシステムの直径４２５に関する最大値を計算するために使用することができる。レンズシステムの直径４２５は、センサまでのＺ距離４２０の値及び鏡の最上部までのＺ距離４８５の値を決定する。センサまでのＺ距離４２０及び鏡の最上部までのＺ距離４８５の値を合計することは、システム４８０に関する最小のＺ高を提供する。
【００５１】
[0066]一実施形態においては、センサまでのＺ距離４２０及び二次反射面までの距離４３０の両方が最小であり、アセンブリ４００は、フォールデッドオプティックスを使用するために要求される最小後側焦点距離を有する。これは、反射されたビーム４５０がレンズシステム４９５と交差せず、センサ４０５がレンズシステム４９５及び第２の反射面４０１と交差しないポイントまでレンズシステムの直径４２５が増大されたときに生じることができる。このポイントにおいて、レンズシステムの直径４２５もそれの最大値に達していることができる。
【００５２】
[0067]フォールデッドオプティックスを有するシステム４９０の最小Ｚ高は、最小後側焦点距離に関連しており、最小後側焦点距離からレンズシステムの直径４２５に関する最大値を計算することができる。フォールデッドオプティックスを有するレンズシステム４９５の後側焦点距離は、第２の反射面までの距離４０１とセンサまでの距離４１５を合計することによって計算することができる。一実施形態では、視野γＨは、４０度で固定することができ、センサ４０５の高さは、１．６ｍｍであることができ、センサ４０５は、１Ｍｐｘセンサであることができる。後側焦点距離は、レンズ直径４６５が０．５ｍｍであるときには２ｍｍであることができる。幾つかの実施形態では、フォールデッドオプティックセンサアレイ内のセンサ数は、より低いＺ高を達成するために増やすことができる。
【００５３】
[0068]一実施形態では、センサ４０５は、１．４μｍのピクセルピッチを有する５ＭＰセンサであることができ、視野γＨは、６５度であることができる。この実施形態の有効焦点距離は、無限遠に焦点合わせされているときには３．５７ｍｍであることができる。同様に、センサは５ＭＰセンサと同じ物理的サイズであることができるため、１．１２μｍのピクセルピッチを有する８ＭＰセンサを有する実施形態の有効焦点距離も３．５７ｍｍであることができる。これらの実施形態のシステム４９０のＺ高は約３．９ｍｍにすることが可能である。
【００５４】
[0069]図５Ａ及び５Ｂは、対応する視野を有する６つのセンサフォールデッドオプティクアレイの２つの実施形態を示す。図４に関して上述されるように、これらの実施形態のセンサアセンブリは、各々、センサと、レンズシステムと、センサ上に光を誘導するように配置された反射面と、を備えることができる。これらの実施形態で論じられる中央鏡は、別々の反射面のアセンブリとして製造することができ又は複数の反射面を有する単一のプリズムとして製造することができる。
【００５５】
[0070]図５Ａは、センサアセンブリ５１０、５２０、及び５３０の第１のロー及びセンサアセンブリ５４０、５５０、及び５６０の第２のローを中央鏡５０５の周囲に有するフォールデッドオプティックセンサアレイ５００の他の実施形態を示す。各ロー内のセンサアセンブリは、回転させること又は互いに傾けることができ、このため、センサは、同じ平面内には取り付けられない。例えば、外側センサアセンブリ５１０、５３０及び５４０、５６０は、中央センサ５２０、５５０に対して約±２１度回転させることができる。アセンブリの中心軸は、画像平面と平行な平面内に存在することができる。センサアセンブリ５００の幾つかの実施形態は、１１ｍｍ×１２ｍｍ−４．５ｍｍ（Ｗ×Ｌ−Ｚ高）であることができる。当然のことであるが、実施形態はこれらの回転に限定されず、その他の回転度が企図される。
【００５６】
[0071]中央鏡５０５は、６つの表面を備えることができ、各表面は、ターゲット画像シーンの一部分を備える光をセンサアセンブリのうちの１つの方に向けるように構成される。例えば、表面５７０は、センサアセンブリ５４０において光を向けることができ、表面５８０は、センサアセンブリ５５０において光を向けることができ、表面５９０は、センサアセンブリ５６０において光を向けることができる。一実施形態では、表面５７０及び５９０は、７６×３１．３度（最上部×底部）の角度を付けることができ、表面５８０は、７６．４度×０度（最上部×底部）の角度を付けることができる。図５Ａの透視図では見ることができないが、中央鏡５０５の側部は、センサアセンブリ５１０、５２０、及び５３０に対応する３つの追加の表面を備えることができる。一実施形態は、１０の面を有するコンプレックスミラー（complex mirror）を備えることができ、そのうちの６つは反射面であることができる。中央鏡の幾つかの実施形態は、６つの面を有するコンプレックスミラーを備えることができ、その他の実施形態は、３つの別個の楔形の鏡を備えることができる。Ｎのセンサを有するその他の実施形態では、中央鏡は、Ｎの表面を備えることができ、Ｎの表面の各々は、ターゲット画像シーンの一部分を備える光をＮのセンサのうちの１つの方に向けるように構成される。
【００５７】
[0072]図５Ｂは、フォールデッドオプティックセンサアレイ５０１の他の実施形態を示し、６つのセンサアセンブリ５１１、５２１、５３１、５４１、５５１、及び５６１が、３つの中央鏡５７１、５８１、及び５９１の集まりの周囲に概して円状に取り付けられる。幾つかの実施形態では、センサアセンブリ５１１及び５４１とセンサアセンブリ５３１及び５６１との間には約７６度の角度が存在することができる。センサアセンブリは、同じ平面に、例えば、実質上平らな基板上に、取り付けることができる。幾つかの実施形態では、センサアセンブリ内のセンサは、取り付け面に垂直に配置することができる。各センサは、全フィールドの異なる部分を見ることができる。
【００５８】
[0073]中央鏡５７１、５８１、及び５９１も基板上に取り付けることができる。中央鏡５７１、５８１、及び５９１は、各々が、別個の楔形の鏡であることができる。表面５７１は、両方のセンサアセンブリ５１１及び５４１において光を向けることができる。表面５８１は、２つの別個の反射面と、センサアセンブリ５５１において光を向けることができる第１の表面と、センサアセンブリ５２１において光を向けることができる第２の表面と、を備えることができる。表面５９１は、センサアセンブリ５３１及び５６１の両方において光を向けることができる。センサアレイ５０１の幾つかの実施形態は、１５ｍｍ×１７ｍｍ−３．６ｍｍ（Ｗ×Ｌ−Ｚ高）であることができる。
【００５９】
[0074]一実施形態では、アレイ５０１内のセンサは、５メガピクセルであり、１．４μｍのピクセルサイズ、４：３の比、及び３．６１×２．７１ｍｍ（Ｗ×Ｈ）の寸法を有することができる。他の実施形態では、センサは、８メガピクセルであり、１．１２μｍのピクセルサイズ、４：３の比、及び３．６６×２．７４ｍｍ（Ｗ×Ｈ）の寸法を有することができる。各センサの視野は、４０度であることができる。幾つかの実施形態におけるアレイ５０１の全体的サイズは、１８×１８−２．５ｍｍ（Ｗ×Ｌ−Ｚ高）以下であることができる。２０ｃｍ以上の物体距離において様々なセンサの視野間では５％乃至１０％の重なり合いが存在することができる。角度上の重なり合い（angular overlap）は、物体距離の関数として一定であること、又は漸近的に少なくとも一定であることができる。
【００６０】
[0075]アレイ５００、５０１の幾つかの実施形態は、図４において描かれるレンズシステム４９５と同様のレンズアセンブリを採用することができる。アレイの幾つかの実施形態におけるすべてのレンズシステムは、同じ焦点距離、レンズ直径及び長さを有することができ、それは、使用可能なセンサエリアを最大化することに関して望ましい結果をもたらすことができる。使用可能なセンサエリアを最大化することは、内側センサ及び外側センサのレンズシステムに関して異なる設計を用いることによって達成させることもできる。幾つかの実施形態では、レンズ直径は、約１．３ｍｍであることができ、焦点距離は、約２．７ｍｍであることができる。レンズシステムの最大の可能な長さは、約２．３ｍｍであることができ、レンズシステムの直径（高さ）は、約１．６ｍｍであることができる。アレイ５０１の全体的な視野は、８３度であることができる。
【００６１】
[0076]図５Ｃは、図５Ａ−Ｂのフォールデッドオプティックセンサアレイの投影された視野の実施形態を示す。センサ及び中央鏡構成は、２つのアレイ実施形態５００、５０１の間で異なるが、それらは、同じ視野構成を共有する。視野５１５は、センサ５１０、５１１に対応し、視野５２５は、センサ５２０、５２１に対応し、視野５３５は、センサ５３０、５３１に対応し、視野５４５は、センサ５４０、５４１に対応し、視野５５５は、センサ５５０、５５１に対応し、視野５６５は、センサ５６０、５６１に対応する。
【００６２】
[0077]視野５１５及び５２５は、三角形の重なり合いを共有することができ、角度上の重なり合いは、Ｘ方向及びＹ方向において１乃至４度の間で変化する。幾つかの実施形態では、重なり合いは、４度超であることができる。例えば、幾つかの実施形態では、重なり合いは、設計として適する場合は１０度以上であることができ、センサエリアの使用効率及び関連する損失に少なくとも部分的に基づく。角度上の重なり合いが３度である幾つかの実施形態では、１ｍの地点では、視野５１５及び５２５は、２つの重なり合う視野の全体的なキャプチャされたエリアの３．３％を備える重なり合いを有することができる。視野５２５及び５３５、視野５４５及び５５５、及び視野５５５及び５６５も、同じ仕様の三角形の重なり合いを共有することができる。さらに、視野５１５及び５４５は、４度において５．１％の三角形の重なり合いを共有することができる。視野５３５及び５６５は、同様の重なり合いを共有する。視野５２５及び５５５は、センサアレイ５００、５０１において重なり合い、３度において３．３％を共有することができる。アレイ全体５００、５０１の視野は、８２度であることができる。重なり合う視野の幾つかの実施形態は、長方形４：３アスペクト比５９６に合わせてクロッピングすることができ、その結果、１８．８％の損失となる。その他の実施形態は、１：１正方形アスペクト比５９５に合わせてクロッピングすることができ、その結果、１１．３％の損失となる。
【００６３】
[0078]その他の実施形態では、視野５１５及び５２５は、２つの重なり合う視野の全体的なキャプチャされたエリアの６．７％を備える５．２度の重なり合いを有することができる。視野５２５及び５３５、視野５４５及び５５５、及び視野５５５及び５６５も、同じ仕様の三角形の重なり合いを共有することができる。さらに、視野５１５及び５４５は、４．９度において８．５％の三角形の重なり合いを共有することができる。示されるように、視野５３５及び５６５は、同様の重なり合いを共有する。視野５２５及び５５５は、センサアレイ５００、５０１において重なり合い、５．３度において７．５％を共有することができる。その他の実施形態は、様々な角度においてキャプチャされたエリアのより大きい又はより小さい割合を共有することができる。重なり合う視野の幾つかの実施形態は、長方形４：３アスペクト比５９６に合わせてクロッピングすることができ、その結果、２４．２％の損失となる。その他の実施形態は、最大の長方形に合わせてクロッピングすることができ、その結果、６．６％の損失となる。全体的な視野は、７６度であることができる。しかしながら、これらの数字は、重なり合うエリアの視覚上の最適化に基づいたものであり、許容可能損失及び物体距離、等の要因に依存して変化する。
【００６４】
[0079]センサアレイ５００の一実施形態では、中央−中央の重なり合い（５２５、５５５）は、３．７度において５％であることができ、側部−側部の重なり合いは、４度において５．１％であることができ、及び、中央−側部の重なり合いは、３．３度において３．３％であることができる。４：３長方形アスペクト比でのクロッピングは、その結果として、１８．８％の損失になり、可能な限り最大の長方形でのクロッピングは、その結果として、１１．３％の損失になる。センサアレイ５０１の一実施形態では、中央−中央の重なり合い（５２５、５５５）は、４．７度で５％であることができ、側部−側部の重なり合いは、４度で５％であることができ、及び、中央−側部の重なり合いは、２．２度で３．６％であることができる。４：３長方形アスペクト比でのクロッピングは、その結果として、１９．４％の損失になり、可能な限り最大の長方形でのクロッピングは、その結果として、１１．２％の損失になる。センサアレイ５０１の他の実施形態では、中央−中央の重なり合い（５２５、５５５）は、１．６度で２．４％であることができ、側部−側部の重なり合いは、６．２度で８％であることができ、及び、中央−側部の重なり合いは、４．３度で６．９％であることができる。４：３長方形アスペクト比でのクロッピングは、その結果として、１４．２％の損失になり、可能な限り最大の長方形でのクロッピングは、その結果として、１４．２％の損失になる。全体的な視野は、８３度であることができる。一実施形態では、最終画像は、４：３のクロッピング後に約１９メガピクセルであることができる。
【００６５】
[0080]システムの全体的なＺ高を制限することは、その結果として、各二次鏡の制限された高さに起因してアレイ内の各センサの一部分が使用不能になるおそれがある。例えば、図４において説明されるようなセンサアセンブリを採用し、システムのＺ高が２．５ｍｍに制限されるアレイ５０１の一実施形態では、センサ５５１及び５２１は、５４．２％の使用可能なエリアを有することができ、センサ５１１、５３１、５４１、及び５６１は、５２．１％の使用可能なエリアを有することができる。使用可能なセンサの高さは、システムに関する高さ制限の下で約２ｍｍであることができる。
【００６６】
[0081]図６Ａは、フォールデッドオプティックセンサアレイ６００の他の実施形態を示す。中央鏡５０５の周囲のセンサアセンブリ６１０、６２０、及び６３０の第１のロー及びセンサアセンブリ６４０、６５０、及び６６０の第２のローを有するセンサアレイ６６００。各ロー内のセンサアセンブリは、回転させること又は互いに傾けることができ、このため、センサは、同じ平面内には取り付けられない。幾つかの実施形態では、画像面及び焦面は平行であることができるため、該構成は、複数の長方形画像を提供する。センサアレイ６００の幾つかの実施形態は、１２ｍｍ×１５ｍｍ−４．６ｍｍ（Ｗ×Ｌ−Ｚ高）であることができる。
【００６７】
[0082]中央鏡６７０は、６つの表面を備えることができ、各表面は、ターゲット画像の一部分を備える光をセンサアセンブリのうちの１つの方に向けるように構成される。中央鏡の幾つかの実施形態は、６つの面を有するコンプレックスミラーを備えることができ、その他の実施形態は、３つの別々の楔形の鏡を備えることができる。例えば、表面６７３は、センサアセンブリ６４０において光を向けることができ、表面６７２は、センサアセンブリ６５０において光を向けることができ、表面６７１は、センサアセンブリ５６０において光を向けることができ、表面６７４は、センサアセンブリ６３０において光を向けることができる。図６Ａの透視図では見ることができないが、中央鏡５０５の反対側は、センサアセンブリ５１０及び５２０に対応する２つの追加の表面を備えることができる。Ｎのセンサを有するその他の実施形態では、中央鏡は、Ｎの表面を備えることができ、Ｎの表面の各々は、ターゲット画像シーンの一部分を備える光をＮのセンサのうちの１つの方に向けるように構成される。
【００６８】
[0083]図６Ｂは、図６Ａのフォールデッドオプティックセンサアレイ６００の投影された視野の実施形態を示す。視野６１５は、センサ６１０に対応し、視野６２５は、センサ６２０に対応し、視野６３５は、センサ６３０に対応し、視野６４５は、センサ６４０に対応し、視野６５５は、センサ６５０に対応し、視野６６５は、センサ６６０に対応する。
【００６９】
[0084]視野６１５及び６２５は、Ｘ方向及びＹ方向において一定であり、Ｚ方向において漸近的に一定である長方形の重なり合いを共有することができる。角度上の重なり合いが１．８度である幾つかの実施形態では、１ｍの地点では、視野６１５及び６２５は、２つの重なり合う視野の全体的なキャプチャされたエリアの４％乃至６％を備える重なり合いを有することができる。視野６２５及び６３５、視野６４５及び６５５、及び視野６５５及び６６５も、同じ仕様の長方形の重なり合いを共有することができる。中央の視野６２５及び６５５は、３．４度で５．１％の長方形の重なり合いを共有することができる。側部視野６１５、６４５、及び６３５及び６６５は、３．６度で５％の長方形の重なり合いを共有することができる。長方形４：３アスペクト比６８０に合わせてクロッピングすることは、その結果として、１５．６％の損失になり、１：１正方形アスペクト比６９０に合わせてクロッピングすることは、その結果として、４％の損失になる。
【００７０】
[0085]他の実施形態では、視野６１５及び６２５の間での角度上の重なり合いは、３乃至５度であることができ、１ｍの地点では、視野６１５及び６２５は、２つの重なり合う視野の全体的なキャプチャエリアの４％乃至６％を備える重なり合いを有することができる。視野６２５及び６３５、視野６４５及び６５５、及び視野６５５及び６６５も、同じ仕様の長方形の重なり合いを共有することができる。中央の視野６２５及び６５５は、４乃至８度で６％乃至８％の長方形の重なり合いを共有することができる。側部の視野６１５及び６４５、及び６３５及び６６５、は、４乃至１０度で６％乃至９％の長方形の重なり合いを共有することができる。長方形４：３アスペクト比６８０に合わせてのクロッピングは、その結果として、１７．８％の損失になり、最大の長方形に合わせてのクロッピングは、その結果として、４．５％の損失になる。全体的な視野は、７０乃至１２０度であることができる。しかしながら、これらの数字は、重なり合うエリアの視覚上の最適化に基づいたものであり、許容可能損失及び物体距離、等の要因に依存して変化する。
【００７１】
[0086]図７は、複数のセンサアセンブリ７０５及び複数の中央鏡７１０を有するフォールデッドオプティックセンサアレイ７００の他の実施形態を示す。図４に関して上述されるように、各センサアセンブリは、センサと、レンズシステムと、レンズシステムからセンサ上に光を向けるように構成された反射面と、を備えることができる。この実施形態では、中央鏡７１０のいずれかの側において２つの３×１アレイを備えるセンサアレイが繰り返されており、このため、センサアレイの２×２のカスケードアレイが存在する。その他の実施形態は、あらゆる適切なカスケード方式のアレイ構成を採用することができる。
【００７２】
[0087]図８は、フォールデッドオプティックセンサアセンブリ８００の他の実施形態を示す。基本的には、鏡は、上述される実施形態と比較して位置が反対にされている。例えば、ターゲット画像を備える光は、センサ８１０、８１１を囲む２つの一次反射面８２０、８２１に入射する。光は、２つのレンズアセンブリ８４０、８４１の内部に向けられ、次に、中央の二次反射面８３０、８３１において反射されて下方のセンサ８１０、８１１に当たる。センサ８１０、８１１は、個々のセンサ又はセンサのアレイを表すことができる。
【００７３】
[0088]図９は、フォールデッドオプティック画像キャプチャプロセス９００の実施形態を示す。プロセス９００は、ステップ９０５において開始し、複数の撮像センサアセンブリが存在する。このステップは、以前の画像に関して上述されるセンサアレイ構成のうちのいずれかを含む。センサアセンブリは、図４に関して上述されるように、センサと、レンズシステムと、レンズシステムからセンサ上に光を向けるように配置された反射面と、を含むことができる。次に、プロセス９００は、ステップ９１０に移動し、少なくとも１つの反射面が複数の画像センサの近くに取り付けられている。例えば、このステップは、センサアレイの２つのローの間に中央鏡を取り付けることを備えることが可能であり、中央鏡は、アレイ内の各センサと関連付けられた表面を備える。
【００７４】
[0089]次に、プロセス９００は、ステップ９１５に移行し、シーンのターゲット画像を備える光が少なくとも１つの反射面から反射されて撮像センサの方に向けられる。例えば、光の一部分を複数の表面の各々から反射させて複数のセンサの各々の方に向けることができる。このステップは、各センサと関連付けられたレンズアセンブリ内を光を通過させることをさらに備えることができ、及び、第２の表面からセンサ上に光を反射させることも含むことができる。ステップ９１５は、レンズアセンブリを用いて又はいずれかの反射面の動きを通じて光を集束させることをさらに備えることができる。
【００７５】
[0090]次に、プロセス９００は、ステップ９２０に移動し、センサがターゲット画像シーンの複数の画像をキャプチャする。例えば、各センサは、そのセンサの視野に対応するシーン部分の画像をキャプチャすることができる。複数のセンサの視野は、物体スペース内の少なくともターゲット画像を網羅する。
【００７６】
[0091]次に、プロセス９００は、ステップ９２５に移行し、複数の画像から単一の画像を生成するために画像スティッチング法が実行される。幾つかの実施形態では、図２の画像スティッチングモジュール２４０がこのステップを実行することができる。これは、既知の画像スティッチング技法を含むことができる。さらに、視野内の重なり合うエリアは、複数の画像における重なり合いを生成することができ、それは、スティッチングプロセスにおいて画像を整合させる際に使用することができる。例えば、ステップ９２５は、隣接する画像の重なり合うエリア内の共通の特徴を識別することと、画像を整合させるためにそれらの共通の特徴を使用することと、をさらに含むことができる。
【００７７】
[0092]次に、プロセス９００は、ステップ９３０に移行し、スティッチングされた画像が、指定されたアスペクト比、例えば、４：３又は１：１に合わせてクロッピングされる。最後に、プロセスは、ステップ９３５においてクロッピングされた画像を格納して終了する。例えば、画像は、図２の記憶装置２１０に格納することができ、又は、ターゲットシーンのプレビュー画像を表示するために図２のワーキングメモリ２０５に格納することができる。
【００７８】
用語に関する明確化
[0093]ここにおいて開示される実装と関係させて説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びプロセスのステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、又は両方の組み合わせとして実装可能であることを当業者はさらに評価するであろう。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に例示するため、上記においては、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、及びステップが、それらの機能の観点で一般的に説明されている。該機能がハードウェアとして又はソフトウェアとして実装されるかは、特定の用途及び全体的システムに対する設計上の制約事項に依存する。当業者は、説明されている機能を各々の特定の用途に合わせて様々な形で実装することができるが、該実装決定は、本発明の典型的な実施形態の適用範囲からの逸脱を生じさせるものであるとは解釈されるべきではない。一部分、又は一部は、全体以下を備えることを当業者は認識するであろう。例えば、ピクセルの集合の一部分は、それらのピクセルの部分集合を意味することができる。
【００７９】
[0094]ここにおいて開示される実装と関係させて説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、及び回路は、ここにおいて説明される機能を果たすように設計された汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、その他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートロジック、ディスクリートトランジスタロジック、ディスクリートハードウェアコンポーネント、又はそれらのあらゆる組合せ、を用いて実装又は実行することが可能である。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであることができるが、代替においては、プロセッサは、従来のどのようなプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、又はステートマシンであってもよい。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰと、１つのマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサとの組合せ、ＤＳＰコアと関連する１つ以上のマイクロプロセッサとの組合せ、又はあらゆるその他の構成、として実装することも可能である。
【００８０】
[0095]ここにおいて開示される実装と関係させて説明される方法又はプロセスのステップは、直接ハードウェア内において、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内において、又はそれらの２つの組み合わせ内において具現化することが可能である。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭメモリ、フラッシュメモリ、ＲＯＭメモリ、ＥＰＲＯＭメモリ、ＥＥＰＲＯＭメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能なディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、又は当業において既知であるその他のあらゆる形態の非一時的な記憶媒体において常駐することができる。典型的なコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体は、プロセッサがコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体から情報を読み出すこと及びコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。代替においては、記憶媒体は、プロセッサと一体化させることができる。プロセッサ及び記憶媒体は、ＡＳＩＣ内に常駐することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末、カメラ又はデバイス内に常駐することができる。代替においては、プロセッサ及び記憶媒体は、ユーザ端末、カメラ、又はその他のデバイス内において個別コンポーネントとして常駐することができる。
【００８１】
[0096]見出しは、参照のために及び様々な節を探し出す一助としてここに含められる。これらの見出しは、それらに関して説明される概念の適用範囲を限定することは意図されない。該概念は、明細書全体にわたって適用可能である。
【００８２】
[0097]開示される実装に関する前の説明は、当業者が本発明を製造又は使用することを可能にするために提供される。これらの実装に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明確になるであろう、及びここにおいて定められる一般原理は、本発明の精神又は適用範囲を逸脱せずにその他の実装に対しても適用することができる。以上のように、本発明は、ここにおいて示される典型的な実装に限定されることが意図されるものではなく、ここにおいて開示される原理及び新規の特徴に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められるべきである。
【図１Ａ】
2018201214.tif 000003
【図１Ｂ】
2018201214.tif 000004
【図２】
2018201214.tif 000005
【図３Ａ】
2018201214.tif 000006
【図３Ｂ】
2018201214.tif 000007
【図３Ｃ】
2018201214.tif 000008
【図４】
2018201214.tif 000009
【図５Ａ】
2018201214.tif 000010
【図５Ｂ】
2018201214.tif 000011
【図５Ｃ】
2018201214.tif 000012
【図６Ａ】
2018201214.tif 000013
【図６Ｂ】
2018201214.tif 000014
【図７】
2018201214.tif 000015
【図８】
2018201214.tif 000016
【図９】
2018201214.tif 000017
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月30日(2018.8.30)
【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】
ターゲットシーンの画像をキャプチャするための画像キャプチャシステムであって、
前記ターゲットシーンから受け取られた光を集束させるように配置された第１のレンズと、
前記ターゲットシーンの複数の部分を表す画像データをキャプチャするように配置された複数のカメラと
を備え、
前記複数のカメラの各々は、
第１の光学軸と、ここにおいて、前記第１のレンズは、前記第１の光学軸に沿って配置される、
前記第１の光学軸に沿って伝搬する、前記ターゲットシーンの前記複数の部分のうちの１つを備える光を受け取り、前記受け取られた光を第２の光学軸に沿って向けるように配置された一次面と、ここにおいて、前記第１のレンズは、前記一次面と前記ターゲットシーンとの間に配置される、
少なくとも第２のレンズを備えるレンズアセンブリと、前記レンズアセンブリは、前記第２の光学軸に沿って伝搬する前記光を受け取り、屈折させるように配置される、
前記レンズアセンブリからの前記光を受け取るように配置された画像センサと、前記センサは、前記複数の部分のうちの前記１つを表す前記画像データの一部分をキャプチャするように構成される、
を備える、画像キャプチャシステム。
【請求項２】
前記ターゲットシーンの前記複数の部分の各々に少なくとも部分的に基づいて、前記ターゲットシーンの前記画像を生成するように構成されたプロセッサをさらに備える、請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項３】
前記キャプチャされた画像データに少なくとも部分的に基づいて、前記ターゲットシーンの前記画像を生成することを前記プロセッサに行わせる命令を格納したメモリをさらに備える、請求項２に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項４】
前記複数のカメラの各々は、前記第２の光学軸からの光を、前記画像センサに向かう第３の光学軸に反射させるように配置された二次面をさらに備え、ここにおいて、前記レンズアセンブリは、前記一次面と前記二次面との間に配置される、請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項５】
実質上平らな基板をさらに備え、ここにおいて、前記複数のカメラの各々の前記画像センサは、前記実質上平らな基板上に配置される、請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項６】
前記複数のカメラの前記画像センサは、前記基板上で２つのローに配置され、前記複数のカメラの各々の前記一次面は、前記２つのロー間に配置される、請求項５に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項７】
前記複数のカメラの各々の前記画像センサは、前記基板上で円形形状に配置され、前記複数のカメラの各々の前記一次面は、前記円形形状の中央エリアに配置される、請求項５に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項８】
複数の面を備えるプリズムをさらに備え、前記プリズムは、前記複数のカメラの中心に配置され、ここにおいて、前記複数の面の各々は、前記複数のカメラのうちの異なる１つ、の前記一次面を備える、請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項９】
前記複数のカメラの各々の前記一次面は、反射鏡を備える、請求項１に記載の画像キャプチャシステム。
【請求項１０】
カメラであって、
各画像センサの表面で受け取られた光から、ターゲットシーンの画像データを生成するための複数のセンサと、
複数の光路に沿って配置された複数の光学素子を備えるフォールデッドレンズシステムと、各光路は、前記複数のセンサのうちの１つのセンサに関連付けられ、前記複数の光路の各々は、第１および第２の光学軸を有する、
を備え、
前記複数の光学素子は、前記複数の光路の各々中に、
前記第１の光学軸に沿って配置された第１のレンズと、前記第１のレンズは、前記ターゲットシーンから前記第１の光学軸に沿って受け取られた光を集束させるように動作可能である、
前記第１の光学軸に沿って伝搬する、前記第１のレンズからの前記光を受け取るようにおよび前記受け取られた光を前記第２の光学軸に沿って向け直すように配置された光路フォールディング素子と、
少なくとも第２のレンズを備えるレンズアセンブリと、前記レンズアセンブリは、前記第２の光学軸に沿って伝搬する前記光を受け取り、屈折させ、前記画像センサの方に向けられた前記光を集束するように配置される、
ここにおいて、前記複数のセンサは、前記ターゲットシーンの複数の部分を表す画像データをキャプチャするように配置され、前記複数の光路の各々において、前記第１のレンズは、前記光路フォールディング素子と前記ターゲットシーンとの間に配置される、
を含む、カメラ。
【請求項１１】
前記フォールデッドレンズシステムは、前記カメラの焦点距離を短くせずに、ロープロフィールを前記カメラに提供する、請求項１０に記載のカメラ。
【請求項１２】
前記ロープロフィールの高さは３．９ｍｍであり、前記フォールデッドレンズシステムが無限遠に焦点合わせされているとき、前記焦点距離は、３．５７ｍｍである、請求項１１に記載のカメラ。
【請求項１３】
前記光路フォールディング素子は、反射鏡を備える、請求項１０に記載のカメラ。
【請求項１４】
前記光路フォールディング素子は、屈折プリズムの表面を備える、請求項１０に記載のカメラ。
【請求項１５】
前記複数の光路の各々において配置された前記複数の光学素子は、ダイアフラムをさらに備える、請求項１０に記載のカメラ。
【請求項１６】
前記複数の光路の各々において、前記ダイアフラムは、前記光路フォールディング素子と前記レンズアセンブリとの間に配置される、請求項１５に記載のカメラ。
【請求項１７】
前記複数の光路の各々において、前記ダイアフラムは、前記第１のレンズと前記第２のレンズとの間に配置される、請求項１５に記載のカメラ。
【請求項１８】
前記フォールデッドレンズシステムの後側焦点距離は、２ｍｍである、請求項１０に記載のカメラ。
【請求項１９】
前記複数のセンサの各々は、前記複数の光路のうちの１つから光を受け取るように配置される、請求項１０に記載のカメラ。
【請求項２０】
前記フォールデッドレンズシステムの前記複数の光路の各々は、前記第２の光学軸に沿って前記レンズアセンブリから前記光を受け取り、前記光を前記画像センサに向かう第３の光学軸上に方向付け直すように配置された二次光フォールディング面をさらに備える、請求項１０に記載のカメラ。
【請求項２１】
方法であって、
ターゲットシーンから第１のレンズを通じて光を受け取ることと、
複数のカメラの各々の第１の光学軸に沿って前記光の一部分を伝搬することと、前記複数のカメラは、前記ターゲットシーンの複数の部分を表す画像データをキャプチャするように配置される、
前記複数のカメラの各々について、
前記カメラの一次面で、前記第１の光学軸に沿って伝搬する前記光を受け取ることと、前記一次面光で受け取られる前記光は、前記ターゲットシーンの前記複数の部分のうちの１つを備え、ここにおいて、前記第１のレンズは、前記一次面と前記ターゲットシーンとの間に配置される、
少なくとも第２のレンズを備えるレンズアセンブリに第２の光学軸に沿って、前記一次面で受け取られた前記光を向けることと、
前記レンズアセンブリにおいて受け取られた前記光を屈折させ、前記レンズアセンブリから前記光を受け取るように配置された画像センサに伝搬することと、前記センサは、前記複数の部分のうちの前記１つを表す前記画像データの一部分をキャプチャするように構成される、
方法。
【請求項２２】
前記複数のカメラの各々の前記画像センサによってキャプチャされた前記ターゲットシーンの前記複数の部分の各々から前記ターゲットシーンの画像を、プロセッサを用いて、生成することをさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記複数のカメラの各々について、
前記第２の光学軸に沿って配置された二次面で、前記レンズアセンブリから伝搬する光を受け取ることと、
第３の光学軸に沿って前記画像センサに前記二次面からの光を向けることと
をさらに備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記複数のカメラの前記画像センサは、実質上平らな基板上に配置される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数のカメラの前記画像センサは、前記基板上で２つのローに配置され、前記複数のカメラの各々の前記一次面は、前記２つのロー間に配置される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記複数のカメラの各々の前記画像センサは、前記基板上で円形形状に配置され、前記複数のカメラの各々の前記一次面は、前記円形形状の中央エリアに配置される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数のカメラの各々の前記一次面は、前記複数のカメラの中心に配置されたプリズムの異なる面である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数のカメラの各々の前記一次面は、反射鏡を備える、請求項２１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
[0097]開示される実装に関する前の説明は、当業者が本発明を製造又は使用することを可能にするために提供される。これらの実装に対する様々な修正は、当業者にとって容易に明確になるであろう、及びここにおいて定められる一般原理は、本発明の精神又は適用範囲を逸脱せずにその他の実装に対しても適用することができる。以上のように、本発明は、ここにおいて示される典型的な実装に限定されることが意図されるものではなく、ここにおいて開示される原理及び新規の特徴に一致する限りにおいて最も広範な適用範囲が認められるべきである。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
シーンのターゲット画像をキャプチャするための画像キャプチャシステムであって、
複数の画像センサであって、前記複数の画像センサの各々は、複数の視野のうちの１つを有し、前記複数の視野の各々は、前記シーンの実質上異なる部分を備える複数の画像センサと、
複数のレンズアセンブリであって、各レンズアセンブリは、前記複数の画像センサのうちの１つに対応する複数のレンズアセンブリと、
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を前記複数のレンズアセンブリのうちの少なくとも１つ内を通過させるために配置された一次面と、
複数の二次面であって、前記二次面の各々は、前記光の少なくとも一部分を前記複数のレンズアセンブリのうちの少なくとも１つから前記複数の画像センサのうちの1つ内に向け、前記複数の画像センサのうちの各々は、複数の部分的画像のうちの１つをキャプチャし、前記複数の画像センサの各々は、複数の部分的画像のうちの１つをキャプチャし、前記複数の部分的画像の各々は、前記複数の視野のうちの１つに対応する複数の二次面と、
前記複数の部分的画像を前記ターゲット画像に組み立てるように構成された処理モジュールと、を備える、システム。
［Ｃ２］
実質上平らな基板をさらに備えるＣ１に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ３］
前記複数のセンサは、前記基板上において互いに隣接して横方向に配置されるＣ２に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ４］
前記複数のセンサは、前記基板上において２つのロー内に配置され、前記一次面は、前記２つのローの間に配置されるＣ２に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ５］
前記複数のセンサは、前記基板上の前記一次面の周囲に円状に配置されるＣ２に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ６］
前記一次面は、前記光を反射するように構成されたプリズムを備えるＣ１に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ７］
前記プリズムは、複数の面を備え、前記複数の面の各々は、前記複数の視野のうちの１つを備える前記光の一部分を前記複数のレンズアセンブリのうちの１つの方に反射させるＣ６に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ８］
前記一次面は、鏡を備えるＣ１に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ９］
前記一次面は、複数の反射面を備え、前記複数の反射面の各々は、前記複数の視野のうちの１つを備える前記光の部分を前記複数のレンズアセンブリのうちの１つの方に反射させるＣ１に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ１０］
前記複数の二次面は、各々、反射面を備えるＣ１に記載の画像キャプチャシステム。
［Ｃ１１］
シーンのターゲット画像をキャプチャする方法であって、
複数の画像センサを提供することであって、前記複数の画像センサの各々は、複数の視野のうちの１つを有し、前記複数の視野の各々は、前記シーンの実質上異なる部分を備えることと、
複数のレンズアセンブリを提供することであって、各レンズアセンブリは、前記複数の画像センサのうちの１つに対応することと、
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を少なくとも１つの一次面を用いて前記複数のレンズアセンブリの各々の方に向けることと、
前記複数のレンズアセンブリの各々からの前記光を複数の二次面を用いて前記複数の画像センサのうちの対応する１つの方に向けることと、
複数の部分的画像をキャプチャすることであって、前記複数の部分的画像の各々は、前記複数の画像センサのうちの１つによってキャプチャされ及び前記複数の視野のうちの１つに対応することと、
前記複数の部分的画像を前記ターゲット画像に組み立てることと、を備える、方法。
［Ｃ１２］
前記複数の部分的画像を組み立てることは、
前記複数の部分的画像を結合して結合画像にすることと、
前記ターゲット画像を生成するために希望されるアスペクト比に従って前記結合画像をクロッピングすることと、を備えるＣ１１に記載の方法。
［Ｃ１３］
前記複数の部分的画像を組み立てることは、
前記複数の部分的画像における少なくとも１つの重なり合いエリアを決定することと、
前記少なくとも１つの重なり合いエリアに少なくとも部分的に基づいて前記複数の部分的画像を整合させ、それによって前記シーンを構成する整合された画像を生成することと、を備えるＣ１１に記載の方法。
［Ｃ１４］
前記ターゲット画像を生成するために希望されるアスペクト比に従って前記整合された画像をクロッピングすることをさらに備えるＣ１３に記載の方法。
［Ｃ１５］
前記複数のレンズアセンブリを用いて前記複数の部分的画像を集束させることをさらに備えるＣ１１に記載の方法。
［Ｃ１６］
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を前記複数のレンズアセンブリの各々の方に向けることは、少なくとも１つの反射面を用いて前記光を反射させることを備えるＣ１１に記載の方法。
［Ｃ１７］
少なくとも１つの反射面を用いて前記光を反射させることは、前記複数の視野のうちの１つを備える前記光の部分を複数の反射面を用いて前記複数のレンズアセンブリの各々の方に反射させることを備えるＣ１６に記載の方法。
［Ｃ１８］
前記シーンの少なくとも一部分を備える光を前記複数のレンズアセンブリの各々に向けることは、少なくとも１つのプリズムを用いて前記光を屈折させることを備えるＣ１１に記載の方法。
［Ｃ１９］
少なくとも１つのプリズムを用いて前記光を屈折させることは、前記プリズムの複数の面を通じて前記光を屈折させることを備え、前記複数の視野のうちの各々の１つを備える前記光の部分は、前記複数の面のうちの１つを通じて前記複数のレンズアセンブリのうちの１つの方に屈折されるＣ１８に記載の方法。
［Ｃ２０］
非一時的なコンピュータによって読み取り可能な媒体であって、プロセッサによって実行されたときに、
複数の画像センサを用いてターゲット画像シーンの複数の部分の画像データをキャプチャすることと、
前記ターゲット画像の前記複数の部分を結合して前記ターゲット画像にすることと、を備える方法を実行する命令を備え、前記複数の画像センサの各々は、前記シーンの少なくとも一部分を備える光を少なくとも１つの一次面から複数のレンズアセンブリのうちの１つ内を通過させ、次に、複数の二次面のうちの１つから前記光を反射させることによって決定された複数の実質上異なる視野のうちの１つを有し、前記ターゲット画像の前記複数の部分の各々は、前記複数の視野のうちの１つに対応し、
前記第１の視野及び前記第２の視野は、前記シーンを備える光を前記第１及び第２の画像センサの方に反射又は屈折させるように構成される少なくとも１つの表面に少なくとも部分的に基づいて決定される、非一時的なコンピュータによって読み取り可能な媒体。
［Ｃ２１］
シーンのターゲット画像をキャプチャするための画像キャプチャシステムであって、
ターゲット画像シーンの少なくとも一部分を備える光を向けるための手段と、
複数の部分的画像を集束するための手段であって、前記複数の部分的画像の各々は、前記シーンの実質上異なる部分を各々備える複数の視野のうちの１つに対応する手段と、
前記複数の部分的画像をキャプチャするための手段と、
前記複数の部分的画像を結合して前記ターゲット画像にするための手段と、を備える、システム。
【外国語明細書】
2018201214000001.pdf