(57)【要約】  本発明が記述する、オブジェクト領域を検出するためのマルチアパーチャ・デバイス（１０）は、オブジェクト領域の第１のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）と、オブジェクト領域の第２のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）とを備える。第１及び第２のサブ領域を検出するための光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、一列構造体においてインターレース方式に配置され、第１及び第２のサブ領域は、少なくとも部分的に重なり合う。【選択図】図１ａ
2017503369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オブジェクト領域（１７）を検出するためのマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）であって、
前記オブジェクト領域（１７）の第１のサブ領域（１５−１〜１５−９）を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）と、
前記オブジェクト領域（１７）の第２のサブ領域（１５−１〜１５−９）を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）と、を備え、
前記第１のサブ領域（１５−１〜１５−９）及び前記第２のサブ領域（１５−１〜１５−９）を検出するための前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、一列構造体（one-row structure）においてインターレース方式で配置され、
前記第１のサブ領域（１５−１〜１５−９）及び前記第２のサブ領域（１５−１〜１５−９）は、少なくとも部分的に重なり合うマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項２】
前記第１のサブ領域（１５−７）を検出するための前記光学チャネル（１２−７ａ；１２−７ｂ；１２−７ｃ；１２−７ｄ）において、イメージ前記第１のサブ領域が前記光学チャネル（１２−７ａ；１２−７ｂ；１２−７ｃ；１２−７ｄ）のうちの少なくとも２つによりサブ画素オフセットによって横方向にシフトされる方法で走査されるように、前記個々の光学チャネル（１２−７ａ；１２−７ｂ；１２−７ｃ；１２−７ｄ）のイメージセンサ領域（１４−７）の画素アレイの中心点が、前記個々の光学チャネルの個々のイメージ化光学素子の中心点に対して互いに横方向に画素ピッチの画分だけシフトされる請求項１に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項３】
前記第１及び第２のサブ領域の幾つかの光学チャネル（１２−１〜１２−９）は同一である請求項１又は２に記載のマルチアパーチャ・デバイス。
【請求項４】
スペクトル色が前記少なくとも１つの光学チャネルに関連づけられるように、前記光学チャネルのうちの少なくとも１つは光透過性フィルムを備えている請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項５】
前記単列構造体は、互いに角度をなして配置された少なくとも２つの略直線部分（１６ａ〜ｄ；１６’ａ〜ｄ；２４ａ〜ｄ；２４’ａ〜ｄ；２６ａ〜ｄ；２６’ａ〜ｄ）を備えている請求項１から４のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項６】
前記少なくとも２つの部分（１６ａ〜ｄ；１６’ａ〜ｄ；２４ａ〜ｄ；２４’ａ〜ｄ；２６ａ〜ｄ；２６’ａ〜ｄ）は同数の光学チャネル（１２−１〜１２−９）を備えている請求項５に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項７】
前記少なくとも２つの部分（１６ａ〜ｄ；１６’ａ〜ｄ；２４ａ〜ｄ；２４’ａ〜ｄ；２６ａ〜ｄ；２６’ａ〜ｄ）は互いに前後するように配置されている請求項５又は６に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項８】
各光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、イメージ変換器上のその位置が前記オブジェクト領域内の検出されるべき前記サブ領域の位置に依存するイメージセンサ領域（１４−１〜１４−９）を備え、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）の光学素子の光学的中心は個々の光学チャネル（１２−１〜１２−９）に沿った線（１８）上に位置決めされ、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）の前記イメージセンサ領域（１４−１〜１４−９）の中心は、前記線（１８）に対する等間隔かつ共線的分布に比較して変化する請求項１から７のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項９】
各光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、イメージ変換器上のその位置が前記オブジェクト領域内の検出されるべき前記サブ領域の位置に依存するイメージセンサ領域（１４−１〜１４−９）を備え、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）の前記イメージセンサ領域（１４−１〜１４−９）の中心は、個々の光学チャネル（１２−１〜１２−９）に沿った線（１８）上に位置決めされ、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）の光学素子の光学的中心は、前記線に対する等間隔かつ共線的分布に比較して変化する請求項１から６のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項１０】
前記光学的領域の第３のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）を備え、前記第３の光学的サブ領域は、第１又は第２の光学的サブ領域に少なくとも部分的に重なり、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、イメージ変換器上の前記サブ領域を検出するための光学チャネル（１２−１〜１２−９）が互いに対して最大距離を有するようにインターレースがなされるように配置される請求項１から９のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項１１】
前記第１又は第２のサブ領域に少なくとも部分的に重なる前記オブジェクト領域の第３のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）を備え、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、イメージ変換器上の前記光学チャネルの配置が前記サブ領域の最大角距離をもつ配置に対応するように、イメージ変換器上に配置されている請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項１２】
前記第１又は第２のサブ領域に少なくとも部分的に重なる前記オブジェクト領域の第３のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）を備え、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、イメージ変換器上の前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）の配置が前記サブ領域の２つの横方向に対する一様な配置に対応するように、イメージ変換器上に配置されている請求項１から１１のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項１３】
前記第１又は第２のサブ領域（１２−１〜１２−９）に少なくとも部分的に重なる前記オブジェクト領域の第３のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネル（１２−１〜１２−９）を備え、前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）は、イメージ変換器上の前記光学チャネル（１２−１〜１２−９）の配置が前記サブ領域間の最大のデッドゾーンに対応するように、イメージ変換器上に配置されている請求項１から１２のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のマルチアパーチャ・デバイス（１０；１０’；２０；２０’；３０；３０’）を備えたシステム。
【請求項１５】
前記システムは携帯電話である請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
オブジェクト領域を検出するための方法であって、
前記オブジェクト領域の第１のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネルをイメージ変換器上に配置するステップと、
前記オブジェクト領域の第２のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネルを前記イメージ変換器上に配置するステップと、を含み、
前記第１及び第２のサブ領域を検出するための前記光学チャネルは、一列構造体においてインターレース方式に配置され、
前記第１及び第２のサブ領域は少なくとも部分的に重なり合う、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オブジェクト領域を検出するためのマルチアパーチャ・デバイス及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のカメラは、シングルアパーチャ原理を基礎としている。この場合は、オブジェクトの連続イメージが撮られ、オブジェクト内の隣接領域は、イメージ内でも隣接している。深度情報を記録するためには、ほとんどの場合、お互いの横方向距離を示す２台のカメラが使用される（立体視）。これらのカメラは、カメラ間の距離（基線長）とオブジェクト距離に対応して、異なる角度から（視差）オブジェクトを見る。必然的に、２台のカメラのイメージは、オブジェクト距離に依存して、各々異なる度合いで横方向にシフトする（視差）。オブジェクト距離は、両カメラの基準距離及び視差が分かった時点で決定することができる。基線長が効果的に増大すれば、深度解像が向上し、又はオブジェクト距離が大きい場合に深度を識別する方法にもなる。しかしながら、カメラの構成全体の望ましい小型化にとって、これは反作用的である。さらに、実用化において、深度情報の精度は、２台のカメラの相対的位置合わせの精度（基線長の精度）によって制限される。
【０００３】
あるいは、例えば［１］においてＰｅｌｉｃａｎ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ｃａｍｅｒａ−ａｒｒａｙ（ＰｉＣａｍ）という項目で記述されているような超解像原理に従ったアレイシステムも存在する。このようなカメラは、各々がオブジェクト全体のイメージを生成する複数の個別的なイメージ化チャネル（２ｘ２、３ｘ３、４ｘ４、５ｘ５、他）によって構成することができる。概して、このようなマルチチャネル構成は、ＮｘＮ又はＮｘＭ、Ｎ及びＭは２以上、の配置で構成され得る。アレイのカメラはそれぞれ、互いの横方向距離を示すため、視差効果は同じものとなり、オブジェクト距離に関する情報をイメージ処理によって入手することができる。全体としてのアレイカメラは、例えば携帯電話、スマートフォン、ノートブック、他のような移動体デバイスへの統合に起因して小さくなることから、アレイカメラの個々のチャネル間の距離は短く、よって必然的に、深度解像も大幅に制限される。マルチチャネル構成の目的は、カメラの構造高さを低減することにある。例えば、イメージ化チャネルの焦点距離ｆを短縮することにより、構造高さをより小さくすることを達成し得る。
【０００４】
幅ｄｐであるカメラの感光画素は、角度領域ａ＝ａｒｃｔａｎ（ｄｐ／ｆ）からの光を受光する。但し、角度領域は、受入れ角とも称される。焦点距離ｆを短縮すると、受入れ角ａは大きくなる。受入れ角ａの増大は、オブジェクト領域間で互いの識別が低下し得るため、解像度の低下に等しい。焦点距離を短縮する場合の解像度損失による悪影響を回避するために、超解像原理が適用される。この場合の必須条件は、エイリアシングが存在することであり、つまりは、光学素子が、２画素間の距離である画素ピッチより小さい点像を生成することにある。この場合、個々のカメラの視野は、画素ピッチの画分だけシフトされる。点像の幅が、画素ピッチのＮ分の１だけ小さければ、カメラの視野は各々、画素関連角度のＮ分の１だけシフトされる。これは、個々のカメラの光軸が各々画素ピッチのＮ分の１だけシフトされることを意味する。この場合のシフトは、Ｘ方向及びＹ方向で実行されると思われ、即ち、Ｎ2台のカメラが各々サブ画素シフトを伴って存在し得る。よって、全体的な高解像度イメージは、ソフトウェアにおけるイメージ処理を用いてオフセットされたサブ走査されたサブ画素を有するサブイメージから計算され得る。
【０００５】
さらなる代替例は、図９及び図１０で例示的に論じているようなクラスタ・アイ・カメラ（独国特許出願公開第１０２００９０４９３８７号明細書参照）である。クラスタ・アイ・カメラは、アレイカメラと同様に、複数の個々のチャネルによって構成することができる。しかしながら、アレイのチャネルは、オブジェクト視野全体を伝えるものではなく、個々のチャネルが各々、そのサブ領域を見るだけである。次には、個々のオブジェクトサブ領域のサブイメージが合成され、イメージ後処理によって全体イメージが形成される。イメージ変換器上の、関連する個々の視野サブ領域を伴うイメージ化チャネルの横方向配置は、所望通りに行われる。古典的なシングルアパーチャ・カメラとは対照的に、かつ実際には従来のシングルアパーチャ・カメラのアレイ配置であるとして理解されるべきであるアレイカメラとも対照的に、上述の構成において、電子イメージ変換器上のイメージの視野及び横方向位置は、互いからデカップルされる。構造高さを低減するために、この場合も、短い焦点距離が使用される。ここでは、角度解像度の損失による悪影響を防止するために、サブ画素によりシフトされるサブイメージを含む超解像方法が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００９０４９３８７号明細書
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】[1]Ｋａｒｔｉｋ  Ｖｅｎｋａｔａｒａｍａｎ，  Ｄａｎ  Ｌｅｌｅｓｃｕ，  Ｊａｃｑｕｅｓ  Ｄｕｐａｒｒ・，  Ａｎｄｒｅ  ＭｃＭａｈｏｎ，  Ｇａｂｒｉｅｌ  Ｍｏｌｉｎａ，  Ｐｒｉｚａｍ  Ｃｈａｔｅｒｊｅｅ，  Ｒｏｂｅｒｔ  Ｍｕｌｌｉｓ  ‐  Ｐｅｌｉｃａｎ  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ；  Ｓｈｒｅｅ  Ｎａｙａｒ  ‐  Ｃｏｌｕｍｂｉａ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ：  ＰｉＣａｍ：  Ａｎ  Ｕｌｔｒａ−Ｔｈｉｎ  Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃ  Ｃａｍｅｒａ  Ａｒｒａｙ; http://www.pelicanimaging.com/technology/PiCam_sa13.pdf(6.11.2013)
【発明の概要】
【０００８】
本出願の解決手段では、イメージ化チャネルは、横方向の近接チャネルが視野角度でも近接するように配置されている。その結果、チャネルの基準距離が短いことに起因して、小さい視差しか生じず、深度解像が限定的なサブイメージのシフトも少し観察されるだけである。サブイメージのシフトを評価することができるように、イメージ化チャネルの一部は重なり合うべきであり、即ち、個々の領域内に等しいイメージコンテンツを含むべきである。基線長が分かっている場合には、オブジェクトとカメラとの距離は、対応するイメージ化チャネルにおける等しいコンテンツによるサブ領域の横方向位置を比較することから決定されてもよい。像点ごとにこれが実行され得るため、オブジェクト空間の深度チャートを確立することができる。
【０００９】
したがって、本発明の基礎をなす目的は、改善された深度情報を有するオブジェクト領域を検出できるようにするデバイス及び方法を提供することである。
【００１０】
この目的は、独立クレームに記載されている発明対象によって達成される。
【００１１】
本発明の中心的着想は、記録されるオブジェクト領域の深度解像の向上が達成され得るようにイメージ変換器上に光学チャネルを効果的に配置することで、視差が増大し得るという事実によって、上述の目的が達成され得る、という認識をもつことにある。
【００１２】
ある実施形態によれば、マルチアパーチャ・デバイスは、オブジェクト領域の第１のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネルと、オブジェクト領域の第２のサブ領域を検出するための少なくとも２つの光学チャネルと、を備えている。オブジェクト領域のサブ領域は、部分的に重なり合う。第１及び第２のサブ領域を検出するための光学チャネルは、一列に、かつ第２のサブ領域を検出するための光学チャネルが第１のサブ領域を検出するための２つの光学チャネル間に配置されるようなインターレース方式、即ち交互式に配置される。
【００１３】
この実施形態の優位点は、サブ領域を検出するための光学チャネル間の横方向距離が大きく、オブジェクト視野の深度解像の向上が可能なことである。これにより、例えば、イメージ検出デバイスの小型化及び／又は焦点距離の短縮により誘導される深度解像低減の補償が可能になる。
【００１４】
さらなる効果的な実施形態は、従属クレームの主題である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ａ】図１ａは、列状構造体内に複数の光学チャネル及びイメージセンサ領域を備えるマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図である。
【図１ｂ】図１ｂは、オブジェクト領域を検出するためのイメージセンサ上の光学チャネルの二次元配置を示す略図であり、イメージセンサ領域の配置は、オブジェクト領域内部のサブ領域のポジションに一致する。
【図１ｃ】図１ｃは、光学チャネルを、例えば図１ａの光学チャネルと略等しいオブジェクト領域のサブ領域を検出する関連の光学素子の中心に対してシフトした結果として、個々のチャネルにより走査されたオブジェクト領域の分布を示す略図である。
【図２ａ】図２ａは、図１ａのマルチアパーチャ・デバイスの一区画又は部分を示す略平面図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２ａが示す部分の略平面図であり、光学チャネルは、個々のイメージ化チャネルのイメージ領域が列方向に対して垂直である同じ位置に配置されるように列方向に対して垂直である横方向オフセットを呈する。
【図３ａ】図３ａは、図２ａによるイメージセンサ領域の結果的配置の可能性を示す、イメージセンサ基板の略平面図である。
【図３ｂ】図３ｂは、図２ｂによる光学チャネルの配置から結果的に生じ得る、イメージセンサ領域の略配置を示す。
【図４ａ】図４ａは、一様な設定基準による光学チャネル配置を有する部分形式であるマルチアパーチャ・デバイスの一区画を示す略平面図である。
【図４ｂ】図４ｂは、図４ａに類似する光学チャネルのソートを行っているマルチアパーチャ・デバイスの一部としての部分を示す略平面図であり、光学チャネルは、個々のイメージ化チャネルのイメージ領域が列方向に対して垂直である同じ位置に配置されるように、列方向に対して垂直である横方向オフセットを呈する。
【図５ａ】図５ａは、代替ソート順による光学チャネルを有する部分形式であるマルチアパーチャ・デバイスの一区画を示す略平面図である。
【図５ｂ】図５ｂは、図５ａに類似する光学チャネルのソートを行っているマルチアパーチャ・デバイスの一部としての部分を示す略平面図であり、光学チャネルは、個々のイメージ化チャネルのイメージ領域が列方向に対して垂直である同じ位置に配置されるように、列方向に対して垂直である横方向オフセットを呈する。
【図６ａ】図６ａは、図２ａによる部分が列構造体沿いに隣り合って４つ配置されているマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図であり、これらの４部分は、略同じビューイング方向に配向されるチャネルが、個々の光学素子間及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に２分の１画素ピッチだけさらなるシフトを呈することにおいて、互いに異なる。
【図６ｂ】図６ｂは、図２ｂによる部分が列構造体沿いに隣り合って４つ配置されているマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図である。
【図６ｃ】図６ｃは、図による４つの部分が列構造体沿いに隣り合って配置されているマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図であり、これらの４つの部分は、略同じビューイング方向に配向されるチャネルが、個々の光学素子間及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に２分の１画素ピッチだけさらなるシフトを呈することにおいて異なる。
【図６ｄ】図６ｄは、図４ｂによる部分が列構造体沿いに隣り合って４つ配置されているマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図である。
【図６ｅ】図６ｅは、図５ａによる部分が列構造体沿いに隣り合って４つ配置されているマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図であり、これらの４部分は、略同じビューイング方向に配向されるチャネルが、個々の光学素子間及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に２分の１画素ピッチだけさらなるシフトを含むことにおいて異なる。
【図６ｆ】図６ｆは、図５ｂによる部分が列構造体沿いに隣り合って４つ配置されているマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図である。
【図７】図７は、図６ａの変形例による部分の代替配置を示す４つの略図であり、４つの部分は、略同じビューイング方向に配向されるチャネルが、個々の光学素子間及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に２分の１画素ピッチだけさらなるシフトを呈することにおいて異なる。
【図８ａ】図８ａは、図１ａに示されているようなソート順によるイメージ化チャネルの配置を示す略図であり、４つの部分は、略同じビューイング方向に配向されるチャネルが、個々の光学素子間及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に２分の１画素ピッチだけさらなるシフトを呈することにおいて異なる。
【図８ｂ】図８ｂは、代替ソート順による光学チャネルを有する４つの部分の配置を示す。
【図８ｃ】図８ｃは、図８ｂに示されているようなマルチアパーチャ・デバイスの略平面図であり、これらの部分は、個々の部分間でＸ方向及びＹ方向に縁が重なり合わないように配置されている。
【図８ｄ】図８ｄは、例えば図７における変形例に関して論じるように部分が互いに離隔して配置される、図８ｃにおける実装によるマルチアパーチャ・デバイスを示す。
【図９】図９は、先行技術による例示的なマルチチャネルイメージ化システムを示す略図である。
【図１０】図１０は、先行技術による２Ｄクラスタ・アイ・カメラによる異なるオブジェクトサブ領域の走査を示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
続いて、添付の図面を参照し、本発明の好適な実施形態について詳述する。
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態をより詳細に論じるが、その前に、同一のエレメント、オブジェクト及び／又は構造体や、同じ機能又は同じ効果のエレメント、オブジェクト及び／又は構造体には、異なる実施形態において例示されたこれらの要素の説明を、互いに入れ替えることができ又は互いに当てはめることができるように、異なる図面で同じ参照数字が付されていることを指摘しておく。
【００１８】
以下の論考において、マルチアパーチャ・デバイスは、イメージのようなオブジェクト領域を光学的に検出するためのデバイスであると理解されるべきである。マルチアパーチャ・デバイスは、例えば、いくつかの画素を有するイメージを検出するように構成されたカメラであってもよい。マルチアパーチャ手法は、デバイスのコンパクトな構成を可能にする。画素は、例えば、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）又は相補形金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサによって検出されてもよい。イメージセンサは、１つ又はいくつかのイメージ変換器エレメント内に配置され得る１つ又はいくつかのイメージセンサ領域を備えていてもよい。マルチアパーチャ・デバイスの光学チャネルは、イメージセンサ領域である、イメージ変換器の少なくとも１つの画素上へ、オブジェクト視野のサブ領域をイメージ化するように構成されており、レンズ、非共軸レンズの一部又は自由形式のエリアのような、光学的中心を有する光学素子又はイメージ化光学素子を備えていてもよい。任意ではあるが、光学素子は、散乱光を遮蔽するようにシャッタを備えていてもよい。この場合、シャッタは、検出されるべきオブジェクト及び／又はイメージ変換器の間に配置されていてもよい。電気光学センサは、オブジェクト領域、又はオブジェクト領域から受信される電磁放射線を検出するように構成される。電磁放射線は、可視及び／又は不可視波長範囲を示してもよい。したがって、波長範囲は、例えば、紫外範囲であってもよいし、赤外範囲であってもよい。光学素子は、幾つかのレンズ、非共軸レンズの幾つかの部分及び／又は幾つかの自由形式エリアの組合せでもあってもよい。光学チャネルの光学素子は、この場合、例えば少なくとも２つのイメージセンサ領域上へ共通レンズによってサブ領域をイメージ化することができるように、少なくとも１つのさらなる光学チャネルに関連して配置されていてもよい。また、光学素子は、１つの光学チャネルにのみ関連して配置されていてもよい。
【００１９】
図１ａは、正方形の実線で示されているような複数の光学チャネル１２−１から１２−９を備えたマルチアパーチャ・デバイス１０を示す略平面図である。光学チャネルはそれぞれ、オブジェクト領域の１つのサブ領域を検出するように構成され、各光学チャネルは、イメージ変換器上に、光学チャネル内部の破線により示されているような１つのイメージセンサ領域１４−１から１４−９をそれぞれ含んでいる。光学チャネル１２−１から１２−９の各イメージセンサ領域１４−１から１４−９は、サブ領域から受信される光又は放射線を集束するためのレンズより小さい面積を備え得るが、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の面積が光学チャネル１２−１から１２−９の面積より小さいものであり得るのはこのためである。幾つかのサブイメージ変換器１４−１から１４−９は、共通の基板（シングルチップ）上に配置されていてもよい。光学チャネル１２−１から１２−９内部におけるイメージセンサ領域１４−１から１４−９の異なる配向が示すように、光学チャネル１２−１から１２−９は、互いに異なる視角を備えており、光学チャネル１２−１から１２−９が、オブジェクト領域の互いに異なるサブ領域を検出するように構成されている。また、破線正方形及び光学チャネルの付番によっても示されているように、光学チャネル１２−１から１２−９は、例えば  と  、又は  と  のようなオブジェクト領域の隣り合ったサブ領域が重なり合うように配置されている。サブ領域が重複することにより、サブイメージから深度情報を決定しかつイメージ情報を抽出してオブジェクト全体の全体イメージを組み立てることができるように、接続部が評価されることが可能になり、即ち、異なるサブ領域における等しいイメージコンテンツが評価されることが可能になる。イメージセンサ領域１４−１から１４−９は、Ｘ方向及びＹ方向で光学チャネル１２−１から１２−９の５０％のサイズに単純化して示されている。代わりに、Ｘ方向及びＹ方向におけるイメージセンサ領域１４−１から１４−９のサイズは、光学チャネル１２−１から１２−９のサイズに対して任意の比率であってよい。イメージセンサ領域の位置は、個々の光学チャネルのベースエリアにおける光学素子の複数の光学的中心の中心位置に依存して決定されてもよい。
【００２０】
あるいは、視野全体、即ちオブジェクト領域が、Ｘ方向及びＹ方向に３以外の任意の数であるいくつかのサブ領域を備えることも考えられる。さらに、オブジェクト領域が、Ｘ方向及びＹ方向で異なる数のサブ領域、例えば５ｘ３、１５ｘ１０又は１９２０ｘ１０２８に分割されることも考えられる。
【００２１】
部分１６ａの詳細図は、９個の光学チャネル１２−１から１２−９を示している。光学チャネル１２−１から１２−９は、それぞれ１つのイメージセンサ領域１４−１から１４−９を含む個々の光学チャネルのビューイング方向を基礎として、イメージセンサ領域１４−１から１４−９は、破線が示すように、光学チャネル１２−１から１２−９のベースエリア内でシフトされる。光学チャネルの付番は、単に、サブ領域の配置及び光学チャネル間の単純な区別化を示すためのものである。付番  から  によって示されるような、個々の光学チャネル１２−１から１２−９の配向、即ちビューイング方向に依存して、光学チャネル１２−１から１２−９は、９個のサブ領域を検出するように構成されている。あるいは、オブジェクト領域はまた、２つ、３つ、１０個超、１，０００個超又は１，０００，０００個超のサブ領域を備えていてもよい。各サブ領域は、図示された例の４つのように、部分１６ａ〜ｄの数に一致する数で検出される。
【００２２】
マルチアパーチャ・デバイス１０は、例示的に、等しいソート順の光学チャネル１２−１から１２−９を有する４つの部分１６ａ〜ｄを備え、これらは各々、とりわけ光学チャネルの数が等しくなるように、１つのサブ領域を検出するための１つの光学チャネル１２−１から１２−９を備えている。言い替えれば、各サブ領域１６ａ〜ｄは光学チャネル１２−１から１２−９をそれぞれ備え、光学チャネル１２−１ａから１２−９は、単列構造体（single-row structure）において横に隣接するように配置されている。言い替えれば、デバイス１０は、複数のカメラアレイ、光学チャネル又は光学部分１６ａ〜ｄを備えている。４つのサブ領域１６ａ〜ｄは、全ての光学チャネルが同じく互いに横に隣接して一列に配置されるように、それぞれ横に隣接して配置される。光学チャネル１２−１から１２−９の配置は、一列であり、これは、１ｘＮ形式として記述されてもよい。
【００２３】
部分１６ａ〜ｄの数は、達成されるべき超解像係数に起因するものであってもよい。図示されている例において、これは、例えば図９に詳細に示されているように、オブジェクト領域のＸ方向及びＹ方向の双方で各々２である。所望の超解像係数で解像度の向上を達成するために、Ｘ方向及びＹ方向に対応する数の光学チャネルが設けられていてもよく、個々のチャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ及び１２−７ｄは、基本的に、同じオブジェクト領域を見る。イメージセンサ領域１４−１は、個々のサブ領域、即ち部分１６ａ〜ｄにおいて、関連する光学チャネル１２−７ａ〜ｄに対してＸ方向及び／又はＹ方向へ２分の１画素だけ、即ち、列方向の横に沿った画素伸張部分の半分に相当する画素ピッチだけシフトされてもよい。したがって、部分１６ａ及び部分１６ｂのイメージセンサ領域１４−１は、関連するチャネル１２−７とは、Ｘ方向及び／又はＹ方向に２分の１画素だけ相違していてもよいが、Ｙ方向には相違せず、かつ部分１６ｃのイメージセンサ領域１４−１は、部分１６ａのイメージセンサ領域１４−１とはＹ方向及び／又はＸ方向で２分の１画素だけ相違していてもよく、かつ部分１６ｄのイメージセンサ領域１４−１は、例えば、部分１６ａのイメージセンサ領域１４−１とはＸ方向及びＹ方向の双方で２分の１画素だけ相違していてもよい。したがって、部分１６の数は、Ｘ方向及びＹ方向の超解像係数の積としてもよく、整数であるこれらの係数は、異なってもよい。
【００２４】
オブジェクト領域の実質的に等しいサブ領域を検出する光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−ｃ及び／又は１２−７ｄは、、列方向に対して垂直な方向又は距離Ｘ１の方向に対して垂直な方向に任意の横方向オフセットを、互いに示すことができる。この距離が、２画素、即ちサブイメージ領域間の距離（サブ画素ピッチ）の、例えば１／４、１／３又は１／２等の画分である場合、このオフセットは、サブ画素オフセット又はサブ画素ピッチとも称することができる。サブ画素ピッチは、例示的に、超解像係数を基礎としてもよい。例えば、２である超解像係数が実現され、かつオブジェクト領域のサブ領域がＸ方向及びＹ方向に２回検出される場合、サブ画素ピッチは、例えば、画素幅の１／２に一致してもよい。オフセットは、例えば、サブ画素領域内のオブジェクト領域の解像度を高めるために使用されてもよい。言い替えれば、光学チャネルのインターレーシングに起因して、隣接する光学チャネルにより光学チャネルの走査ギャップを検出することが可能である。代わりに、実質的に等しいサブ領域を検出する光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−ｃ及び／又は１２−７ｄは、互いの間にオフセットなしで配置されてもよい。
【００２５】
同じオブジェクトポイント、即ち同じサブ領域上への光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−ｃ及び／又は１２−７ｄの視角オフセット（視差）に起因して、イメージセンサ領域に対するサブ画素シフトが達成されてもよく、これが、光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−ｃ及び／又は１２−７ｄ毎の複数の低解像マイクロイメージから超解像アルゴリズムによって全体的な高解像イメージを計算してもよい。言い替えれば、光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−ｃ及び／又は１２−７ｄのイメージセンサ領域１４−７の中心点は、光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ及び／又は１２−７ｄのうちの画素ピッチ又は画素ピッチの分画を有する少なくとも２つが、異なる、部分的に重なり合う検出領域を示すように、シフトして配置されてもよい。したがって、２つの光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ及び／又は１２−７ｄの検出領域の重なり合う領域は、イメージ検出センサ上へオフセット式にイメージ化されてもよい。
【００２６】
デバイス１０は、２である超解像係数、即ち２2＝４つの部分１６ａ〜ｄを備えるものととして言及することができるが、これは、オブジェクト領域の、又はオブジェクト領域の各サブ領域のＸ方向及びＹ方向の双方が４回検出されることを意味する。サブ領域を検出する光学チャネル、例えば１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−ｃ及び／又は１２−７ｄ等、の間の横方向スペーシングにより、これらの光学チャネルは、検出されるサブ領域内部にシフトを示してもよく、光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ及び／又は１２−７ｄは、少なくとも基本的には、同じサブ領域を検出するように構成される。言い替えれば、オブジェクト領域の各サブ領域は、４回検出され、これは、オブジェクト領域の２回のＸ方向走査及び２回のＹ方向走査に相当してもよい。
【００２７】
サブ領域１６ａ〜ｄの等しいソート順、ひいては光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ及び１２−７ｄのような、オブジェクト視野の少なくとも略等しいサブ領域を検出する光学チャネルは、列構造体（row structure）の実装に沿って可能な限り大きい横方向距離を許容する。イメージセンサ領域１４−１から１４−９の列構造体の実装に沿った距離によって示されるように、光学チャネル１２−１から１２−９のイメージセンサ領域１４−１から１４−９間には、光学的ボイド、即ち隙間が形成されてもよい。これらの隙間には、即ち、例えばサブイメージ変換器間の領域には、読出し回路、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）、増幅器、他等の非感光性電子コンポーネントが配置されてもよい。
【００２８】
部分１６ａ〜ｄの各光学チャネルは、オブジェクト領域のサブ領域を検出するように構成され、オブジェクト領域内の隣接するサブ領域は、部分的に重なり合う。部分１６ａ〜ｄにおける光学チャネルの配置は、同一の、又は実質的に同一の、若しくは等しいサブ領域を検出する光学チャネルの距離Ｘ１が、例えば光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄ、又は１２−６ａ及び１２−６ｂ等で一定であるように、インターレースされ、かつ一様である。
【００２９】
距離Ｘ１は各サブ領域１６ａ〜ｄに、かつ個々のサブ領域の各光学チャネルに適用されるため、最大距離とされてもよいし、等間隔距離とされてもよい。
【００３０】
さらに、１つ又はいくつかの光学チャネルは、透過フィルタを備えていてもよい。透過フィルタは、例えば、透過領域外の１つ又はいくつかの波長範囲を濾波、即ち低減又は最小にするように構成されたカラーフィルタ等である。したがって、オブジェクト領域のサブ領域は、例えば、２つ又はいくつかの異なる波長範囲について検出されてもよい。透過フィルタは、例えば、光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ若しくは１２−７ｄ、又はサブ領域１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ及び／若しくは１２−７ｄを検出する２つ以上の光学チャネルの周知の「ベイヤモザイク」に配置されることによって、例えば、画素毎に、即ち１つの光学チャネル１２−１から１２−９に１つ配置されてもよい。透過フィルタは、例えば、個々の光学チャネルの対物マイクロレンズ内に、又は関連するイメージセンサ領域上に統合されてもよい。このような透過フィルタは、スペクトル色を光学チャネル１２−１から１２−９、又は１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ若しくは１２−７ｄに関連づけることができるようにする。
【００３１】
言い替えれば、略等しいオブジェクト領域を透過させるイメージ化チャネル、又は１画素の視野の一部によってのみオフセットされるイメージ化チャネルは、ストリップ形の配置において、互いに最大距離Ｘ１に存在する。これにより、大きい視差から最大視差まで、ひいては向上した深度解像からこれに関連して考えられる最良の深度解像まで、を達成することができるようになる。
【００３２】
言い替えれば、略同一のビューイング方向、ひいては略同一のイメージコンテンツを有する光学チャネルは、図１ａにおいて等しい付番で示されているように、考えられる最大の横方向距離に配置される。その結果、例えば、図示されている線形配置になる。深度チャートを確立することができるように、各オブジェクトポイントは、少なくとも２つの、例えば４つのチャネルによってイメージ化される。オブジェクト距離に依存するサブイメージのシフトは、最適な深度解像が達成されるように、最大の横方向距離の結果として最大である。マルチアパーチャ・デバイス１０は、考えられる最良の深度解像を達成するために、先行技術とは対照的に、イメージ変換器上のイメージポジションと個々の光学チャネルのビューイング方向との間に相関作用を含まない。イメージ領域センサは、ウェハレベルで製造されてもよく、それによって、装置を安価に実現することができる。イメージ領域センサの線形配置により、少なくとも部分的に等しいイメージ情報を含むイメージ化チャネル間の距離が最大化する。これにより、マトリクスセンサと略等しいチップ面積で最大のベース幅、ひいては最適な深度解像が達成され得る。
【００３３】
列部分内部の光学チャネル１２−１から１２−９のソートは、所望される通りに、又は、例えば図２、図４及び図５で論じるような異なる基準に従って行われてもよい。
【００３４】
各光学チャネル１２−１から１２−９は、隣接する光学チャネル１２−１から１２−９の互いに異なるビューイング方向に起因して、分離した光学素子を備えてもよい。
【００３５】
他の実施形態として、より多い数の光学チャネルを備えるマルチアパーチャ・デバイスを示す。したがって、マルチアパーチャ・デバイスは、１，０００個超、１００，０００個超、１，０００，０００個超又は１０，０００，０００個超の画素を有するオブジェクト領域を検出してもよく、マルチアパーチャ・デバイスは、これらに対応する数の光学チャネルを備えていてもよい。光学チャネルが部分的に配置される部分１６ａ〜ｄの数は、超解像原理に従って、例えば、２2、３2又は４2等の、自然数の二乗であってもよい。また、マルチアパーチャ・デバイス内に、２、３、５、７又は１１のような異なる数の部分を配置することも考えられる。
【００３６】
本デバイスの可能なアプリケーション形式は、例えば、ジェスチャ認識、３Ｄイメージング、マン−マシン・インタフェース、イメージ検出を含む装置又はシステム、又はカメラにおいて可能にされてもよい。潜在的な装置又はシステムは、例えば、携帯電話、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ゲーム機、自動車用アプリケーション、データグラスのような移動体デバイスであってもよい。静止アプリケーションは、例えば、マシン又は自動マシンにおける顧客認識であってもよい。
【００３７】
言い替えれば、図１ａは、考えられる最大の基線長から結果的に得られる深度情報の最適化された利得を有する、小型設計のイメージ化システムを示している。したがって、マルチアパーチャ設定の光学チャネルは、少なくともその一部が列内に配置される線形配置を備えてもよい。
【００３８】
本実施形態の優位点は、マルチアパーチャ・システム／デバイスが受動的に動作することができ、よってオブジェクト視野の照明を省略し得ることにある。言い替えれば、オブジェクト視野は自然に、又は例えばオブジェクト領域を検出するためにフラッシュライト等によって人工的に照明されてもよく、よって、オブジェクト領域の深度図を確立するための構造化された照明又はランタイム測定は、省略され得る。
【００３９】
上記説明の代替例として、例えば図７及び図８に示されているように、マルチアパーチャ・デバイス１０の個々の部分が、互いに角度を成して配置されていてもよく、任意ではあるが、互いに離隔されて配置されていてもよい。これは、例えば、移動体デバイスにおいて列構造体に沿った横方向サイズが制限される場合に効果的である。
【００４０】
図１ｂは、オブジェクト領域を検出するためのイメージセンサ上の光学チャネル１２−１から１２−９の二次元配置を示す略図であり、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の配置は、オブジェクト領域内部のサブ領域のポジションに一致する。このような配置は、例えば、独国特許出願公開第１０  ２００９  ０４９３８７号明細書に記述されている。光学チャネル１２−１から１２−９はそれぞれ、シフトされた個々のイメージセンサ領域１４−１から１４−９で示されているような、オブジェクト領域の異なる１つのサブ領域を検出するように構成されている。言い替えれば、光学チャネル１２−１から１２−９はそれぞれ、オブジェクト領域上への異なるビューイング方向を示す。隣接する光学チャネル、例えば１２−１と１２−２、又は１２−５と１２−６、又は１２−４と１２−７、のサブ領域は、部分的に重なり合うが、これは、隣接する光学チャネル同士が、オブジェクト距離に関する結論を引き出すことができるように部分的に等しいイメージコンテンツを検出することを意味する。図１ｂは、単に、光学チャネルの異なるビューイング方向による影響を例示するための光学チャネル配置を示している。オブジェクト領域が図１ｂによる再分割及び各Ｘ方向及びＹ方向における超解像係数２によって検出される場合、光学チャネルは、例えば図９に示されているものと同様に配置されてもよい。図１ｂ及び図９は、先行技術を表していて、チャネル再分割を例示している。光学チャネル１２−１から１２−９は、略等しいオブジェクト領域に関連する光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ及び１２−７ｄが列内において、即ち列構造体において互いに最大距離Ｘ１だけ離間するようにソートされている。
【００４１】
図１ｃは、光学チャネルを、例えば図１ａの光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄに関してオブジェクト領域１７のサブ領域１５−１から１５−９のうちの実質的に等しいサブ領域１５−７を検出する関連の光学素子の中心に対してシフトした結果として、個々のチャネルにより走査されたオブジェクト領域の分布を示す略図である。サブ領域１５−１から１５−９は、オブジェクト領域１７において、サブ領域１５−１から１５−９が部分的に重なり合うように配置されている。例えば、光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄのイメージセンサ領域はそれぞれ、４ｘ４個の画素、即ちオブジェクト領域１７のＸ方向に４画素、オブジェクト領域１７のＹ方向に４画素を検出するように構成されている。光学チャネル１２−７ａの４ｘ４画素は記号ｘで表され、光学チャネル１２−７ｂの４ｘ４画素は記号ｏで、光学チャネル１２−７ｃの４ｘ４画素は記号Δで、光学チャネル１２−７ｄの４ｘ４画素は時計方向に１８０゜反転された記号Δ、以後逆Δと称する、で表される。
【００４２】
光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄは、基本的に同じサブ領域１５−７を検出するように構成されている。個々の画素ｘ、ｏ、Δ又は逆Δは、互いに対する、即ち個々の光学チャネル内の画素ピッチｄｐを示す。光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄは、互いに横方向へ、即ちＸ方向及び／又はＹ方向のいずれかへ、画素ピッチｄｐの画分（ｄｐ／２）だけ、即ちサブ画素シフトだけ、又はサブ画素オフセットだけシフトされ、例えば記号ｘを有する画素は、記号ｏ又は記号Δを有する隣接ピクセルに対して分画ｄｐ／２の距離を示す。
【００４３】
言い替えれば、例えば光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄが類似の又は同一の設定を示す場合、個々の光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄ及び／又はそのイメージ化光学素子の異なるイメージセンサ領域の中心点は、上記画分だけ互いにシフトされてもよい。このようにしてシフトされた検出領域、即ち光学チャネル１２−７ａ、１２−７ｂ、１２−７ｃ又は１２−７ｄにより検出される領域は、重なり合う領域１９を含む。重なり合う領域１９は、例えば図３ａ及び図３ｂにおいて論じるように、イメージセンサ上へオフセット式にイメージ化されてもよい。
【００４４】
この場合、画分は、実現される超解像係数に依存してもよい。あるいは、画分又はサブ画素シフトは、画素ピッチｄｐの異なる画分であってもよい。
【００４５】
上記説明の代替例として、画素ピッチの画分が（１／１０、１／２０又は１／２００）といった少量になる、もしくはゼロにすらなるように、光学チャネル１２−７ａから１２−７ｄのうちの１つ又はいくつかは、互いに対するシフトを示さない、又は略示さない場合もある。この場合は、記号ｘ、ｏ、Δ又は逆Δのうちの２つ以上が上下して位置決めされる。実施形態において、これは、例えば、異なる光学チャネルが異なる透過フィルタを備えかつ例えば個々のサブ領域１５−７の異なる色を検出する場合に効果的であり得る。
【００４６】
図２ａは、図１ａに示されているような光学チャネル１２−１から１２−９のソートを有するマルチアパーチャ・デバイス１０の一区画、例えば部分１６を示す略平面図である。隣接する２つの光学チャネル、例えば１２−７と１２−３、１２−８と１２−２、１２−９と１２−１又は１２−４と１２−６、は、光学チャネルのイメージセンサ領域の個々のポジションに対して最大角距離を示してもよく、例えば光学チャネル１２−７と１２−３のそれは、１８０゜である。言い替えれば、隣接する２つの光学チャネルのビューイング方向は、１８０゜まで回転又はミラーリングされる。隣接する光学チャネル、例えば１２−３と１２−８、又は１２−２と１２−９、は、互いに対して例えば９０゜から１８０゜までの間の角距離を示し、よって、例えば図９に示されているように、装置に対する角距離が増大される。
【００４７】
言い替えれば、部分１６ａの隣接する光学チャネル１２−１から１２−９は、それらのビューイング方向が最大の相違を示し得るように配置される。
【００４８】
光学チャネル１２−１から１２−９は、図２ａに示されているように、個々の光学チャネル１２−１から１２−９の中心点、即ち光学的中心点が、直線１８に沿って、又は直線１８上に配置されるように配置されてもよい。これは、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点と線１８との距離が変わり得ることを意味する。言い替えれば、光学チャネル１２−１から１２−９の中心点は、共線的である。
【００４９】
図２ｂは、マルチアパーチャ・デバイス１０’の部分１６’ａを示す略平面図である。線１８に沿った光学チャネルのソート順は、図２ａのソート順と同じである。図２ａとは対照的に、光学チャネル１２−１から１２−９は、イメージセンサ領域の中心点又は中心が線１８に対して共線的に配置されるように、列構造体の線形配置に沿ってＸ方向にオフセットされている。
【００５０】
あるいは、光学チャネル１２−１から１２−９及びイメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心は、共に、線１８から部分的又は完全に離隔されるように配置されてもよい。中心点又は中心は、光学チャネル１２−１から１２−９又はイメージセンサ領域１４−１から１４−９の断面が正方形である場合、各正方形の対向する２角を結ぶ２つの対角線である接続線の交点を用いて決定されてもよい。代わりに、又は代わりに形成される光学チャネル１２−１から１３−９又はイメージセンサ領域１４−１から１４−９の場合、中心は、例えば、幾何学的な重心又は中心点を用いて決定されてもよい。あるいは、光学チャネル１２−１から１３−９又はイメージセンサ領域１４−１から１４−９の長手方向中心線は、線１８との共線性又は線１８からの離隔配置を記述するために使用されてもよい。
【００５１】
イメージ変換器領域、即ちイメージ変換器又はイメージセンサのエリアに関して言えば、図２ｂに示されているような光学チャネル１２−１から１２−９の配置は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳセンサ等の必要とされるセンサエリアが図３に示されているように縮小され得ることから、有効となり得る。
【００５２】
言い替えれば、図２ｂにおいて、光学チャネルは、図２ａと同様の順に配置されているが、サブイメージャ、即ちイメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点が線１８上に位置決めされ、ひいてはアクティブなサブイメージャエリアの包絡線がＹ方向に最小の伸長を示し得るように、Ｙ方向に、即ち列方向に対して横方向にシフトされている。これにより、ストリップ形イメージセンサの最小高さ、即ち最小限のエリア消費が達成され得る。
【００５３】
図２ａ及び図２ｂは、全体的なデバイス１０及びデバイス１０’の部分図を示しているだけである。全体として見れば、超解像係数に依存して、一列は、前後して、又は互いに角度をなして配置され得るいくつかの、例えば４つのセル、即ち部分、１６又は１６’より構成されてよい。サブイメージャ、即ちイメージセンサ領域１４−１から１４−９は、オブジェクト領域のＸ／Ｙ方向に、超解像係数で除された個々の画素の幅、例えばｄｐ／２等だけシフトされる。
【００５４】
図３ａは、基板２２上のイメージセンサ領域１４−１から１４−９の結果的配置の可能性を示す、イメージセンサの基板２２の概略平面図である。この配置は、例えば、光学チャネル１２−１から１２−９を図２ａに従って配置することによってなされてもよい。言い替えれば、イメージセンサ領域１４−１から１４−９は、図２ａに等しく配置される。光学チャネル１２−１から１２−９は、基板２２の結果的なエリア消費を例示するために、イメージセンサ領域１４−１から１４−９によってのみ表されている。
【００５５】
線１８からイメージセンサ領域１４−１から１４−９までの各距離を変えることにより、最小距離及び／又は最大距離に依存して基板２２の幅Ｘ２が得られる。イメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点の距離に対する幅Ｘ２の伸長の依存性は、例示的には、中心線１８からのイメージセンサ領域１４−３の距離２４−３を用いて、かつ中心線１８からのイメージセンサ領域１４−７の中点の距離２４−７を用いて示される。距離２４−３又は距離２４−７が増大すると、幅Ｘ２が増大し得る。イメージセンサ領域１４−４、１４−５及び１４−６では、イメージセンサ領域１４−４、１４−５及び１４−６の中心点と中心線１８との間の距離がほぼゼロであり、よって、残りのイメージセンサ領域の距離の個々の最大値が幅Ｘ２に影響する。
【００５６】
言い替えれば、図３ａにおけるサブイメージャの中心は、同一線上に配置されなくてもよい。
【００５７】
図３ｂは、図２ｂに従って光学チャネルを配置することから結果的に生じ得る、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の配置を示す。中心線１８に沿ったイメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点の配置により、基板２２’の幅Ｘ２’は、図３ａにおける幅Ｘ２より低減され得る。その結果、基板２２’の表面積は、図３ａにおける基板２２の表面積より低減され、イメージ変換器のセンサの表面積も低減され得る。
【００５８】
基板２２又は基板２２’のエリア消費の低減又は最小化は、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点の配置によって達成されてもよく、その結果、材料が節約され、かつ必然的にコスト及び／又は設定サイズが低減され得る。イメージセンサの高いフィルファクタは、例えば、イメージセンサ上に配置される全画素の全体面積の、イメージセンサの全体面積に対する比によって記述されてもよい。
【００５９】
言い替えれば、サブイメージャの中心は、同一線上に配置され、その結果、包絡線、即ち基板２２’の外縁は、線１８に対して垂直なＹ方向に小さい、又は最小の伸長Ｘ２を有する。その結果、サブイメージ、即ちイメージセンサ領域１４−１から１４−９が上に配置される基板２２’のエリア消費が少なくなり、フィルファクタ、即ち基板の面積効率が最適化される。
【００６０】
図４ａは、一様な設定基準による光学チャネル１２−１から１２−９及びイメージセンサ領域１４−１から１４−９の配置を有する部分２４の形式であるマルチアパーチャ・デバイス２０の一区画を示す概略平面図である。図１ｂで論じたような光学チャネル１２−１から１２−９の配置を考慮すれば、図１ｂにおいて一線を成す視野のイメージセンサ領域１４−１から１４−９、即ちイメージセンサ領域１４−１から１４−３、１４−４から１４−６及び１４−７から１４−９はそれぞれ、個々のイメージセンサ領域１４−１から１４−３、１４−４から１４−６及び１４−７から１４−９の中心点から線１８までの距離の等しいＹ成分を含む。言い替えれば、図１ｂの視野列のＹ成分と、ひいては、視野角、即ちオブジェクト視野における各光学チャネルの方向性は、等しい。
【００６１】
視野又はオブジェクト視野において隣接する光学チャネル１２−１から１２−３、１２−４から１２−６及び１２−７から１２−９の隣接配置は、例示的には、イメージセンサの光学チャネル１２−１から１２−９又はイメージセンサ領域１４−１から１４−９を配線する場合、単純化された回路配置に結果的になってもよい。言い替えれば、列を構成する隣接する光学チャネル１２−１から１２−９は、Ｙ方向に等しい視角を示してもよい。
【００６２】
図４ｂは、光学チャネル１２−１から１２−９のソートが図４ａに類似している、マルチアパーチャ・デバイス２０’の一部としての部分２４’を示す概略平面図であり、光学チャネルは、Ｙ方向に、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点が線１８上に配置され、その上にイメージセンサ領域１４−１から１４−９が配置される基板が図２ａ及び図４ａよりも低減され又は最小化されたエリア消費を示し得るように配置されている。言い替えれば、図４ｂは、光学チャネル１２−１から１２−９の一様な設定順又はソート順を示し、隣接する光学チャネル１２−１から１２−９の視野角のＹ成分は等しい。さらに、列内の画素行列は、イメージセンサ基板のエリア消費が結果として可能な限り最小となるように配置されてもよい。光学チャネル１２−１から１２−９は、サブイメージャ、即ちイメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点が線１８上に配置され、かつサブイメージャの包絡線が必然的にＹ方向に最小の伸長を示すように、図１ａよりもＹ方向にシフトされている。
【００６３】
図５ａは、代替ソート順による光学チャネル１２−１から１２−９を有する部分２６の形式であるマルチアパーチャ・デバイス３０の一区画を示す概略平面図である。光学チャネル１２−１から１２−９は、イメージセンサ領域１４−１から１４−９が全体的に見て互いの最大距離Ｄ９３、Ｄ６３、Ｄ８６、Ｄ８２、Ｄ５２、Ｄ７５、Ｄ７１及びＤ４１を示すように、即ち光学チャネル１２−１から１２−９間のデッドゾーンが増大し又は最大化されるように配置されている。これは、イメージセンサ領域１４−１から１４−９間の空間が、イメージセンサ領域１４−１から１４−９間の最適な空間利用を可能にするように配分され、イメージセンサ領域１４−１から１４−９間のクロストーク構造は、最大幅、即ち線１８に沿った最大伸長を示し得ることを意味する。実施形態は、各々が２つのイメージセンサ領域１４−１から１４−９間で等しい幅を備える複数のクロストーク構造を示し、考えられる最大の等しい幅は、例示的には、２つのイメージセンサ領域１４−１から１４−９間の最小距離によって影響され得る。例えば、図２ａに示されているように、イメージセンサ領域１４−４及び１４−６では、最大角距離等の他の最適化基準によって、結果的に、２つのイメージセンサ領域１４−１から１４−９間の距離がほぼ距離ゼロまで低減又は最小化されてもよい。
【００６４】
他の実施形態は、例えば図４ａで論じたように、イメージセンサ領域１４−１から１４−９間、例えば図４ａにおける１４−１と１４−２との間に最小距離を有する。これは、例示的に、光学チャネル１２−１から１２−９の線１８に沿ったＸ方向サイズの僅か４分の１に相当する。
【００６５】
しかしながら、距離Ｄ９３、Ｄ６３、Ｄ８６、Ｄ８２、Ｄ５２、Ｄ７５、Ｄ７１及びＤ４１は、光学チャネル１２−１から１２−９のＸ方向サイズより大きい幅を有していてもよく、数百マイクロメートル、例えば２００μｍ超、４００μｍ超又は７００μｍ超から数ミリメートル、例えば２ｍｍ超、５ｍｍ超又は７ｍｍ超までであってもよい。クロストーク構造は、例えば、吸光性で部分的に透明又は不透明な物質を含んでいてもよく、かつクロストーク、即ち１つの光学チャネル１２−１〜１２−９から別の光学チャネル１２−１〜１２−９への光又は電磁放射線の遷移を低減又は防止するように構成されていてもよい。クロストーク構造の最大幅により、結果的に、光学チャネル１２−１から１２−９間のスプリアス光クロストークの抑止が最大になり得る。イメージセンサ領域１４−１から１４−９間の距離の全体的な最大化により、結果的に、基板表面を覆うイメージセンサ領域間の隙間／空間の分布が一様になる。これらの一様な距離は、例えば、非感光性の電子コンポーネントを隙間に組み入れる場合、各光学チャネルが一様な空間を利用できることから有効なものとなり得る。
【００６６】
言い替えれば、列の隣接するチャネルのサブイメージャは、像平面に最大の横方向距離を有する。
【００６７】
図５ｂは、図５ａによるソート順の光学チャネル１２−１から１２−９を有する、マルチアパーチャ・デバイス３０’の一部としての部分２６’を示す略平面図であり、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の中心点が線１８に沿って配置されている。
【００６８】
言い替えれば、図５ｂは、サブイメージャの中心点が線１８上に配置され、かつサブイメージャの包絡線が必然的にＹ方向に最小の伸長を有するように光学チャネル１２−１から１２−９がＹ方向にシフトされた、図５ａのソート順を示している。
【００６９】
図６ａ〜図６ｆは、Ｘ方向及びＹ方向の双方で超解像係数が２である、即ち４つの光学的列が隣り合わせに配置された光学的マルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図である。言い替えれば、図６ａ〜図６ｆは、先に論じかつ諸区画で例示したマルチアパーチャ・デバイス１０、１０’、２０、２０’、３０、３０’を示す全体図である。
【００７０】
図６ａは、４つの部分１６ａ〜ｄが列構造体沿いに隣り合って配置されているマルチアパーチャ・デバイス１０を示す概略平面図である。マルチアパーチャ・デバイス１０は、変形例Ａとも称することができる。ほぼ同じビューイング方向で配向される４つの部分１６ａ〜ｄの光学チャネルは、個々の光学素子及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に画素ピッチの画分だけ、例えば半分だけのシフトをさらに含んでいてもよい。
【００７１】
図６ｂは、４つの部分１６’ａ〜ｄが列構造体沿いに隣り合って配置されているマルチアパーチャ・デバイス１０’を示す概略平面図である。マルチアパーチャ・デバイス１０’は、変形例Ｂとも称することができる。
【００７２】
図６ｃは、４つの部分２４ａ〜ｄが列構造体沿いに隣り合って配置されているマルチアパーチャ・デバイス２０を示す概略平面図である。マルチアパーチャ・デバイス２０は、変形例Ｃとも称することができる。ほぼ同じビューイング方向で配向される４つの部分１６ａ〜ｄの光学チャネルは、個々の光学素子及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に画素ピッチの画分だけ、例えば半分だけのシフトをさらに含んでいてもよい。
【００７３】
図６ｄは、４つの部分２４’ａ〜ｄが列構造体沿いに隣り合って配置されているマルチアパーチャ・デバイス２０’を示す概略平面図である。マルチアパーチャ・デバイス２０’は、変形例Ｄとも称することができる。
【００７４】
図６ｅは、４つの部分２６ａ〜ｄが列構造体沿いに隣り合って配置されているマルチアパーチャ・デバイス３０を示す概略平面図である。マルチアパーチャ・デバイス３０は、変形例Ｅとも称することができる。ほぼ同じビューイング方向で配向される４つの部分１６ａ〜ｄの光学チャネルは、個々の光学素子及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に画素ピッチの画分だけ、例えば半分だけのシフトをさらに含んでいてもよい。
【００７５】
図６ｆは、４つの部分２６’ａ〜ｄが列構造体沿いに隣り合って配置されているマルチアパーチャ・デバイス３０’を示す概略平面図である。マルチアパーチャ・デバイス３０’は、変形例Ｆとも称することができる。
【００７６】
図２、図４及び図５とは対照的に、図６ａ〜図６ｆは、Ｘ方向及びＹ方向の双方で超解像係数が２であり、相応して２2＝４個のほぼ同一の素子を許容し得る、個々の光学デバイス１０、１０’、２０、２０’、３０、３０’の列の全体図を示している。
【００７７】
図７の４図は、図６ａの変形例Ａにおける部分１６ａ〜ｄの代替配置を示す略図である。修正された変形例Ａ’、Ａ’’、Ａ’’’又はＡ’’’’は各々、２つの部分又はサブ領域Ａ’−１及びＡ’−２を含む。サブ領域Ａ’−１及びＡ’−２は各々、図１ａに示されているような２つの部分１６ａ及び１６ｂ、並びに部分１６ｃ及び１６ｄを含む。変形例Ａ’において、２つのサブ領域Ａ’−１及びＡ’−２は、互いに垂直に、かつ互いに離間している。変形例Ａ’’において、２つのサブ領域Ａ’−１及びＡ’−２は、部分１６ｃ及びひいてはサブ領域Ａ’−２がサブ領域Ａ’−１においてＸ方向に配置されるように、互いに垂直にかつ互いに直に隣接して配置されている。
【００７８】
変形例Ａ’’’において、サブ領域Ａ’−１及びＡ’−２は、部分１６ｂと部分１６ｃとの距離が最小でありかつ変形例Ａ’’’の伸長がＸ方向及びＹ方向で等しくなるように、互いに直接的に隣接して配置されている。
【００７９】
変形例Ａ’’’’は、変形例Ａ’’に類似する２つのサブ領域Ａ’−１及びＡ’−２の配置を示し、サブ領域Ａ’−２は、Ｙ方向でサブ領域Ａ’−１に隣接するように配置されている。
【００８０】
略同一のビューイング方向で配向される４つの部分１６ａ〜ｄの光学チャネルはそれぞれ、個々の光学素子及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に画素ピッチの画分だけ、例えば半分だけのシフトをさらに示してもよい。
【００８１】
言い替えれば、図７は、Ｘ方向及びＹ方向の双方で超解像係数が２である場合、即ちビューイング方向毎に４つのイメージ化チャネルが存在する場合に結果として生じ得る、図２のイメージ化チャネルが互いに垂直に配置される２つの部分列でソートし直された完全な配置図を示している。本配置は、上下に配置される、この場合も２つのほぼ同一のサブ領域である２つのサブ領域、即ち２つの部分からなり、Ｘ／Ｙ方向の列の４つのサブ領域における等しいビューイング方向、即ち同一の付番のサブイメージャは、Ｘ方向及びＹ方向に各超解像係数で除された画素の幅だけシフトされる。４つの変形例Ａ’からＡ’’’’が示す配置はそれぞれ、互いに垂直である２つの２分の１列の配置が異なっている。
【００８２】
原則的には、全体としての列は、図６ａから図６ｆに示されているように、任意数の部分を含んでいてもよい。このような全体列は、互いに同一の構成となり得る複数の部分列に細分されてもよい。これらの部分列は、互いに任意の角度、例えば４５゜、６０゜、９０゜又は１８０゜もって配置されていてもよい。
【００８３】
図８ａは、図１ａに示されているようなソート順によるイメージ化チャネルの配置を示す概略図である。超解像係数２を基礎として、本デバイスは、例示的に、互いに直角をなして直接的に隣接するように配置された４つの部分１６ａ〜ｄを備えていてもよい。
【００８４】
図８ｂは、４つの部分２８ａ〜ｄの配置を示す。部分２８ａ〜ｄの光学チャネルのソート順は、ミラーリングされた部分１６のソート順と一致していてもよい。この実施形態の効果は、ソート順が、所望のソート効果、例えば個々のイメージセンサ領域間の最大角距離を維持しながら、例えば非感光性コンポーネントの位置合わせの最適化、又は個々のイメージ領域センサに接触するように構成される基板又はボードの配線に起因して調整され得ることにある。
【００８５】
図８ｃは、図８ｂに示されているようなマルチアパーチャ・デバイスを示す略平面図であり、部分１６ａ〜ｄは、例えば変形例Ａ’’’に関して図７で記述しているように、個々の部分２８ａ〜ｄ間でＸ方向及びＹ方向に縁が重なり合わないように配置されている。このような配置は、Ｘ方向及びＹ方向にサイズが等しい大きさの光学チャネルを有するマルチアパーチャ・デバイスを可能にする。
【００８６】
図８ｄは、図８ｃにおける説明によるマルチアパーチャ・デバイスを示す。このマルチアパーチャ・デバイスは、例えば変形例Ａ’に関して図７で論じているように部分２８ａ〜ｄが互いに離隔するように配置されている。
【００８７】
略同一のビューイング方向で配向される４つの区画１６ａ〜ｄ又は２８ａ〜ｄの光学チャネルは、個々の光学素子及び個々のサブイメージ領域間でＸ方向及び／又はＹ方向に画素ピッチの画分だけ、例えば半分だけのシフトをさらに示してもよい。
【００８８】
言い替えれば、図８ａ〜図８ｄは、Ｘ方向及びＹ方向の双方で超解像係数が２である場合、即ちビューイング方向毎に４つのイメージ化チャネルが存在する場合の、互いに垂直である４列における図７のイメージ化チャネルの再ソートを示す。図８ａ〜図８ｄはそれぞれ、例示的な配置の全体図を示す。個々の配置は、互いに直角に配置された４つの略同一のサブ領域からなり、Ｘ／Ｙ方向の列全体の４つのサブ領域又は部分列における同一ビューイング方向のサブイメージャ、即ち同一付番のイメージセンサ領域は、Ｘ方向及びＹ方向に、各超解像係数で除された画素の幅だけシフトされてもよい。図８ａ〜図８ｄは、４つの垂直な部分列の配置がそれぞれ異なる４つの変形例を示している。
【００８９】
部分列は９０゜以外の角度を示していてもよく、また４以外の数であってもよい。また、図８に例示されているような四角形ではなく、例えば三角形構造、五角形構造又は異なる多角形になってもよい。また、列又は部分列は、光学チャネルが例示的に楕円又は円形状となるように、列方向に沿って湾曲することも考えられる。部分列が、例えば時計方向又は反時計方向に回される場合には、図６ａ〜図６ｆによるような光学チャネルの順序になってもよい。
【００９０】
図９は、先行技術による例示的なマルチチャネルイメージ化システムを示す概略図である。このマルチチャネルイメージ化システムは、Ｘ方向及びＹ方向に各々超解像係数２を基礎として異なるビューイング方向で配置された光学チャネルにより構成されている。オブジェクト視野は、図１ｂに示されているように、デバイス５０によって４回検出されてもよく、つまりは、各サブ領域が４回検出される。同じ付番  から  により示されているような、等しい、又は部分的に等しいビューイング方向を含む光学チャネルが互いに隣接するように配置され、ビューイング方向に隣接するイメージ化チャネルが横方向にも隣接するように配置される。これは、例示的に、ビューイング方向を有する光学チャネルが互いに隣接するように配置されることを意味する。異なるビューイング方向は、とりわけ、小さい破線エリアで示されているようなサブイメージ行列、即ちイメージセンサ領域の中心点の横方向オフセットによって発生される。超解像方法は、イメージ化チャネルの構造高さの低減を達成するために適用される。デバイス５０は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ超解像係数Ｎ＝２を含み、イメージコンテンツがほぼ等しい、即ち付番が  から  で等しい、かつＸ方向及びＹ方向にビューイング方向がほぼ等しい光学チャネルは、超解像係数、即ち２、で除される画素幅だけシフトされ、結果的に、ビューイング方向毎に４チャネルが必要とされ得る。
【００９１】
図１０は、先行技術の２Ｄクラスタ・アイ・カメラによる異なるオブジェクトサブ領域３２−１から３２−９の走査を示す概略図である。異なるオブジェクトサブ領域３２−１から３２−９における像点はそれぞれ、異なるグレースケールにより示されているように、クラスタ内で隣接するように配置されている。言い替えれば、サブ領域３２−１から３２−９は、マイクロレンズ・アレイ３３を用いて、オブジェクトを、個々の光学チャネルに対するオブジェクト領域の関連性によって表す。異なるオブジェクトサブ領域３２−１から３２−９は、異なるグレースケールの走査点によって示されているように、互いにインターレースされる。マイクロレンズ・アレイ３３は、セグメント３４−１から３４−９を備え、オブジェクト平面の走査領域３２−１から３２−９はそれぞれ、セグメント３４−１から３４−９に関連づけられる。セグメント３４−１から３６−９の隣接する中心点は、サブ領域３２−１から３２−９の横方向伸長に依存し得る距離ＰLを示し、かつ／又は、基板２２上のサブ領域センサの距離ｄPを示す。基板２２は、サブイメージを生成するために、イメージャの領域３６−１から３６−９を備えている。サブ領域３６−１から３６−９はそれぞれ、各々がオブジェクト平面のセグメント３２−１から３２−９に関連づけられ得るＮg個のサブ領域センサを備えている。隣接するサブ領域３６−１から３６−９は、オブジェクト領域の横方向伸長又はマイクロレンズ・アレイ３３のセグメント３４−１から３４−９の光学的機能、例えば焦点距離、によって影響され得る中心点間の横方向距離ｐKを示す。
【００９２】
光学チャネルは、オブジェクト領域と、マイクロレンズ・アレイ３３のセグメント３４−１から３４−９に関連づけられるＮg個のサブ領域センサのうちの１つとの間に形成されてもよい。隣接する光学チャネルによって検出されるオブジェクトサブ領域３２−１から３２−９はそれぞれ、個々の走査領域のサイズの約半分だけ重なり合い、隣接するチャネルの画素グリッドは、互いにサブイメージサイズの半分だけ、さらに、画素距離の画分、即ち１／２ｄｐだけオフセットされる。したがって、各オブジェクトポイントの周囲は、概して、４つの光学チャネルの各々により検出されてもよい。光学チャネルは、例えば独国特許出願公開第１０２００９０４９３８７号明細書に記述されているように、５ｘ５個といった任意数の画素を透過してもよい。言い替えれば、図１０は、各々５ｘ５画素を有する３ｘ３個の光学チャネルを示している。
【００９３】
列構造体における線形配置は、光学チャネルがそれぞれ、オブジェクト視野全体のサブ領域のみを透過する、即ち検出することを可能にし、かつ受信器側で電気光学イメージ変換器といったイメージ変換器の画素サイズに関連づけられるオブジェクト領域がそれぞれ、少なくとも２つの光学チャネルによって検出されることを可能にする。
【００９４】
以上、幾つかの態様をデバイスに関連して記述したが、これらの態様が、対応する方法の説明をも表すことが理解されるべきであり、デバイスのブロック又はエレメントが、対応する方法ステップ又は方法ステップの特徴でもあることが理解されるべきである。同様に、方法ステップに関連して、又は方法ステップとして記述されている態様は、対応するデバイスの対応するブロック又は詳細又は特徴に関する記述をも表す。
【００９５】
所定の実装要件に依存して、本発明の実施形態は、ハードウェア又はソフトウェアの何れに実装されてもよい。実装は、デジタル記憶媒体、例えばフロッピーディスク、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＣＤ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ、ハードディスクドライブ、又は個々の方法が実行されるようにプログラマブル・コンピュータ・システムと協働可能な電子読取り可能制御信号を記憶する別の磁気又は光学記憶装置、を用いて行われてもよい。これは、デジタル記憶媒体がコンピュータ読取り可能であり得ることを意味する。したがって、本発明による一部の実施形態は、本明細書に記載されている方法のうちの１つが実行されるようにプログラマブル・コンピュータ・システムと協働可能な電子読取り可能制御信号を含むデータキャリアを備える。
【００９６】
概して、本発明の実施形態は、プログラムコードを有するコンピュータ・プログラム・プロダクトとして実装されてもよく、プログラムコードは、コンピュータ上でコンピュータプログラムが実行されるとき方法のうちの１つを実行するように作動する。プログラムコードは、例えば、機械読取り可能キャリア上にも記憶されてもよい。
【００９７】
他の実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを含み、コンピュータプログラムは、機械読取り可能キャリア上に記憶される。
【００９８】
言い替えれば、本発明に係る方法の一実施形態は、コンピュータ上でコンピュータプログラムが実行されるとき本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのプログラムコードを備えるコンピュータプログラムである。したがって、本発明方法の別の実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムが上に記録されるデータキャリア（又は、デジタル記憶媒体又はコンピュータ読取り可能媒体）である。
【００９９】
したがって、本発明方法の別の実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムを表すデータストリーム又は信号シーケンスである。データストリーム又は信号シーケンスは、例えば、データ通信リンクを介して、例えばインターネットを介して転送されるように構成されていてもよい。
【０１００】
別の実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するように構成又は適合化される処理手段、例えばコンピュータ又はプログラム可能な論理デバイスを含む。
【０１０１】
別の実施形態は、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するためのコンピュータプログラムがインストールされるコンピュータを含む。
【０１０２】
実施形態によっては、本明細書に記述されている方法のいくつかの、又は全ての機能を実行するために、プログラム可能な論理デバイス（例えば、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ：ＦＰＧＡ）が使用されてもよい。実施形態によっては、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイは、本明細書に記述されている方法のうちの１つを実行するようにマイクロプロセッサと協働してもよい。概して、実施形態によっては、方法は、任意のハードウェアデバイスにより実行される。これは、コンピュータプロセッサ（ＣＰＵ）といった一般的に使用可能なあらゆるハードウェア、又は方法特有のハードウェア、例えばＡＳＩＣ、であってもよい。
【０１０３】
これまでに記述した実施形態は、単に本発明の原理を例示したものである。本明細書に記述されている配置及び詳細の改変及び変形が当業者にとって自明となることは、理解されるべきである。したがって、本発明は、本明細書において実施形態の説明及び論考を用いて提示されている特定の詳細ではなく、以下のクレームの範囲によってのみ限定されることが意図されている。
【図１ａ】
2017503369.tif 000003
【図１ｂ】
2017503369.tif 000004
【図１ｃ】
2017503369.tif 000005
【図２ａ】
2017503369.tif 000006
【図２ｂ】
2017503369.tif 000007
【図３ａ】
2017503369.tif 000008
【図３ｂ】
2017503369.tif 000009
【図４ａ】
2017503369.tif 000010
【図４ｂ】
2017503369.tif 000011
【図５ａ】
2017503369.tif 000012
【図５ｂ】
2017503369.tif 000013
【図６ａ】
2017503369.tif 000014
【図６ｂ】
2017503369.tif 000015
【図６ｃ】
2017503369.tif 000016
【図６ｄ】
2017503369.tif 000017
【図６ｅ】
2017503369.tif 000018
【図６ｆ】
2017503369.tif 000019
【図７】
2017503369.tif 000020
【図８ａ】
2017503369.tif 000021
【図８ｂ】
2017503369.tif 000022
【図８ｃ】
2017503369.tif 000023
【図８ｄ】
2017503369.tif 000024
【図９】
2017503369.tif 000025
【図１０】
2017503369.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】平成28年6月28日(2016.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
図１ａは、正方形の実線で示されているような複数の光学チャネル１２−１から１２−９を備えたマルチアパーチャ・デバイス１０を示す略平面図である。光学チャネルはそれぞれ、オブジェクト領域の１つのサブ領域を検出するように構成され、各光学チャネルは、イメージ変換器上に、光学チャネル内部の破線により示されているような１つのイメージセンサ領域１４−１から１４−９をそれぞれ含んでいる。光学チャネル１２−１から１２−９の各イメージセンサ領域１４−１から１４−９は、サブ領域から受信される光又は放射線を集束するためのレンズより小さい面積を備え得るが、イメージセンサ領域１４−１から１４−９の面積が光学チャネル１２−１から１２−９の面積より小さいものであり得るのはこのためである。幾つかのサブイメージ変換器１４−１から１４−９は、共通の基板（シングルチップ）上に配置されていてもよい。光学チャネル１２−１から１２−９内部におけるイメージセンサ領域１４−１から１４−９の異なる配向が示すように、光学チャネル１２−１から１２−９は、互いに異なる視角を備えており、光学チャネル１２−１から１２−９が、オブジェクト領域の互いに異なるサブ領域を検出するように構成されている。また、破線正方形及び光学チャネルの付番によっても示されているように、光学チャネル１２−１から１２−９は、例えば“７”と“８”、又は“８”と“９”のようなオブジェクト領域の隣り合ったサブ領域が重なり合うように配置されている。サブ領域が重複することにより、サブイメージから深度情報を決定しかつイメージ情報を抽出してオブジェクト全体の全体イメージを組み立てることができるように、接続部が評価されることが可能になり、即ち、異なるサブ領域における等しいイメージコンテンツが評価されることが可能になる。イメージセンサ領域１４−１から１４−９は、Ｘ方向及びＹ方向で光学チャネル１２−１から１２−９の５０％のサイズに単純化して示されている。代わりに、Ｘ方向及びＹ方向におけるイメージセンサ領域１４−１から１４−９のサイズは、光学チャネル１２−１から１２−９のサイズに対して任意の比率であってよい。イメージセンサ領域の位置は、個々の光学チャネルのベースエリアにおける光学素子の複数の光学的中心の中心位置に依存して決定されてもよい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
部分１６ａの詳細図は、９個の光学チャネル１２−１から１２−９を示している。光学チャネル１２−１から１２−９は、それぞれ１つのイメージセンサ領域１４−１から１４−９を含む個々の光学チャネルのビューイング方向を基礎として、イメージセンサ領域１４−１から１４−９は、破線が示すように、光学チャネル１２−１から１２−９のベースエリア内でシフトされる。光学チャネルの付番は、単に、サブ領域の配置及び光学チャネル間の単純な区別化を示すためのものである。付番“１”から“９”によって示されるような、個々の光学チャネル１２−１から１２−９の配向、即ちビューイング方向に依存して、光学チャネル１２−１から１２−９は、９個のサブ領域を検出するように構成されている。あるいは、オブジェクト領域はまた、２つ、３つ、１０個超、１，０００個超又は１，０００，０００個超のサブ領域を備えていてもよい。各サブ領域は、図示された例の４つのように、部分１６ａ〜ｄの数に一致する数で検出される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
図９は、先行技術による例示的なマルチチャネルイメージ化システムを示す概略図である。このマルチチャネルイメージ化システムは、Ｘ方向及びＹ方向に各々超解像係数２を基礎として異なるビューイング方向で配置された光学チャネルにより構成されている。オブジェクト視野は、図１ｂに示されているように、デバイス５０によって４回検出されてもよく、つまりは、各サブ領域が４回検出される。同じ付番“１”から“９”により示されているような、等しい、又は部分的に等しいビューイング方向を含む光学チャネルが互いに隣接するように配置され、ビューイング方向に隣接するイメージ化チャネルが横方向にも隣接するように配置される。これは、例示的に、ビューイング方向を有する光学チャネルが互いに隣接するように配置されることを意味する。異なるビューイング方向は、とりわけ、小さい破線エリアで示されているようなサブイメージ行列、即ちイメージセンサ領域の中心点の横方向オフセットによって発生される。超解像方法は、イメージ化チャネルの構造高さの低減を達成するために適用される。デバイス５０は、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ超解像係数Ｎ＝２を含み、イメージコンテンツがほぼ等しい、即ち付番が“１”から“９”で等しい、かつＸ方向及びＹ方向にビューイング方向がほぼ等しい光学チャネルは、超解像係数、即ち２、で除される画素幅だけシフトされ、結果的に、ビューイング方向毎に４チャネルが必要とされ得る。
【国際調査報告】
2017503369.tif 000027
2017503369.tif 000028
2017503369.tif 000029
2017503369.tif 000030
2017503369.tif 000031
2017503369.tif 000032