(57)【要約】  可変焦点距離光学組立体が変形可能なエントリーレンズ素子、変形可能な第１の反射素子及び変形可能な第２の反射素子を含むのが良い。これらの変形可能な素子に結合されたコントローラを用いて外力、例えば機械的、電気的、電気機械的、又は電磁的な力を変形可能な素子に加えて任意の数の互いに異なる焦点距離をもたらす。変形可能な素子の変形及びその結果としての焦点距離の変化がプレイバックフレームレートよりも極めて速く起こるので、各々が互いに異なる焦点距離のところで得られた像を含む多数のサブフレームが各プレイバックフレームに関連づけられる。サブフレームの形態の多数の像を利用できるので、最終のプレイバックフレームシーケンスに含めることができる最適な像の選択が可能である。互いに異なる焦点距離のところでサブフレームの形態の多数の像を利用できるので、ズームイン及びズームアウト効果のシームレス統合も又、可能である。【選択図】図１Ｂ
2017522611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点距離光学組立体であって、
第１の端部及び第２の開放端部を備えたハウジングを含み、
前記ハウジングに取り付けられた第１の変形可能な反射素子を含み、
前記ハウジングに取り付けられた少なくとも第２の変形可能な反射素子を含み、光路が第１及び前記第２の変形可能な反射素子を経て前記ハウジングの前記第１の端部と前記第２の端部との間に延び、
前記第１の変形可能な反射素子及び前記第２の変形可能な反射素子を選択的に電磁的に変形させて前記可変焦点距離光学組立体の焦点距離を選択的に変化させるよう動作できる１組のアクチュエータを含む、可変焦点距離光学組立体。
【請求項２】
前記１組のアクチュエータは、
前記第１の変形可能な反射素子を選択的に電磁的に変形させるよう動作できる少なくとも第１のアクチュエータと、
前記第２の電磁的に変形可能な反射素子を選択的に電磁的に変形させるよう動作できる少なくとも第２のアクチュエータとを含む、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項３】
前記光路は、
前記ハウジングが前記第１の端部を含み、光が該第１の端部を経て前記ハウジングの外部から入り、
前記第１の変形可能な反射素子を含み、光が該第１の変形可能な反射素子から反射して前記第２の変形可能な反射素子に向かい、
第２の変形可能な反射素子を含み、光が該第２の変形可能な反射素子から反射し、
前記ハウジングの前記第２の端部を含み、前記反射光が該第２の端部から規定された焦点面のところに合焦される、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項４】
前記第１及び前記第２の変形可能な反射素子は各々、少なくとも５００Ｈｚのレートで変形可能である、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項５】
前記可変焦点距離光学組立体は、１秒当たり第１の数のフレームで像を捕捉するよう光学的に結合されており、前記第１又は前記第２の変形可能な反射素子のうちの少なくとも一方は、１秒当たりのフレームの前記第１の数よりも大きいレートで変形可能である、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項６】
前記可変焦点距離光学組立体は、第１のレートで像のフレームを捕捉するよう光学的に結合されており、前記第１又は前記第２の変形可能な反射素子は、前記第１のレートの少なくとも２倍の第２のレートで変形可能である、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項７】
前記ハウジングは、樽型ハウジングであり、前記第１の変形可能な反射素子は、アパーチュアが貫通して設けられた凹状の変形可能な反射素子から成り、前記第２の変形可能な反射素子は、凸状の変形可能な反射素子から成る、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項８】
前記樽型ハウジングは、長手方向軸線を有し、前記凹状の変形可能な反射素子の前記アパーチュアは、前記樽型ハウジングの前記長手方向軸線と同軸状に整列し、前記凸状の変形可能な反射素子は、前記凹状の変形可能な反射素子の前記アパーチュアと同軸状に整列している、請求項７記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項９】
前記ハウジングの前記第１の端部のところで前記ハウジングに取り付けられた変形可能なエントリーレンズを更に含み、前記１組のアクチュエータのうちの少なくとも１つは、前記変形可能なエントリーレンズを選択的に電磁的に変形させて前記可変焦点距離光学組立体の前記焦点距離を選択的に変化させるよう動作できる、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１０】
前記第１の変形可能な反射素子は、前記ハウジングの前記第１の端部に入った光を２２５°の角度で前記第２の変形可能な反射素子に向かって反射し、前記第２の変形可能な反射素子は、前記第１の変形可能な反射素子から反射した光を２２５°の角度で前記ハウジングの前記第２の端部に向かって反射する、請求項３記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１１】
前記第１の変形可能な反射素子は、前記ハウジングの前記第１の端部に入った光を９０°の角度で前記第２の変形可能な反射素子に向かって反射し、前記第２の変形可能な反射素子は、前記第１の変形可能な反射素子から反射した光を９０°の角度で前記ハウジングの前記第２の端部に向かって反射する、請求項３記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１２】
前記ハウジングに取り付けられた第１のフォールド反射素子と、
前記ハウジングに取り付けられた第２のフォールド反射素子とを更に含み、
前記光路は、前記第１の変形可能な反射素子から前記第１のフォールド反射素子まで、前記第１のフォールド反射素子から前記第２のフォールド反射素子まで、そして前記第２のフォールド反射素子から前記第２の変形可能な反射素子まで延びている、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１３】
前記第１の変形可能な反射素子は、前記ハウジングの外部から前記ハウジングの前記第１の端部に入った光を２２５°の角度で前記第１のフォールド反射素子に向かって反射し、前記第１のフォールド反射素子は、前記第１の変形可能な反射素子によって反射された光を２２５°の角度で前記第２のフォールド反射素子に向かって反射し、前記第２のフォールド反射素子は、前記第１のフォールド反射素子によって反射された光を２２５°の角度で前記第２の変形可能な反射素子に向かって反射し、前記第２の変形可能な反射素子は、前記第２のフォールド反射素子から反射された光を２２５°の角度で前記ハウジングの前記第２の端部に向かって反射する、請求項１２記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１４】
前記第１の変形可能な反射素子は、前記ハウジングの外部から前記ハウジングの前記第１の端部に入った光を９０°の角度で前記第１のフォールド反射素子に向かって反射し、前記第１のフォールド反射素子は、前記第１の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で前記第２のフォールド反射素子に向かって反射し、前記第２のフォールド反射素子は、前記第１のフォールド反射素子によって反射された光を９０°の角度で前記第２の変形可能な反射素子に向かって反射し、前記第２の変形可能な反射素子は、前記第２のフォールド反射素子から反射された光を９０°の角度で前記ハウジングの前記第２の端部に向かって反射する、請求項１２記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１５】
第１の選択的に反射性の素子を有する第１の光アイソレータと、
第２の選択的に反射性の素子を有する第２の光アイソレータとを更に含み、
前記光路は、前記第１の変形可能な反射素子から前記第１の光アイソレータまで、前記第１の光アイソレータから前記第２の変形可能な反射素子まで、そして前記第２の変形可能な反射素子から前記第２の光アイソレータまで延びている、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１６】
前記第１の変形可能な反射素子は、前記ハウジングの外部から前記ハウジングの前記第１の端部に入って前記第１の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で前記第１の選択的に反射性の素子に向かって反射し、前記第１の選択的に反射性の素子は、前記第１の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で前記第２の選択的に反射性の素子に向かって且つ前記第２の変形可能な反射素子に向かって反射し、前記第２の変形可能な反射素子は、前記第１の選択的に反射性の素子によって反射されて前記第２の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で前記第２の選択的に反射性の素子に向かって反射し、前記第２の選択的に反射性の素子は、前記第２の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で前記ハウジングの前記第２の端部に向かって反射する、請求項１５記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１７】
第１の選択的に反射性の素子を有する第１の光アイソレータと、
第２の選択的に反射性の素子を有する第２の光アイソレータと、
前記ハウジングに取り付けられた第１のフォールド反射素子と、
前記ハウジングに取り付けられた第２のフォールド反射素子とを更に含み、
前記光路は、前記第１の変形可能な反射素子から前記第１の選択的に反射性の素子まで、前記第１の選択的に反射性の素子から前記第１のフォールド反射素子まで、前記第１のフォールド反射素子から前記第２のフォールド反射素子まで、前記第２のフォールド反射素子から前記第２の選択的に反射性の素子を通って前記第２の変形可能な反射素子まで、そして前記第２の変形可能な反射素子から前記第２の選択的に反射性の素子まで延びている、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１８】
前記第１の変形可能な反射素子は、前記ハウジングの外部から前記ハウジングの第１の端部に入って前記第１の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で前記第１の選択的に反射性の素子に向かって反射し、前記第１の選択的に反射性の素子は、前記第１の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で前記第１のフォールド反射素子に向かって反射し、前記第１のフォールド反射素子は、前記第１の選択的に反射性の素子によって反射された光を９０°の角度で前記第２のフォールド反射素子に向かって反射し、前記第２のフォールド反射素子は、前記第１のフォールド反射素子によって反射された光を９０°の角度で前記第２の選択的に反射性の素子に向かって且つ前記第２の変形可能な反射素子に向かって反射し、前記第２の変形可能な反射素子は、前記第２のフォールド反射素子によって反射されて前記第２の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で前記第２の選択的に反射性の素子に向かって反射し、前記第２の選択的に反射性の素子は、前記第２の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で前記ハウジングの前記第２の端部に向かって反射する、請求項１７記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項１９】
前記第１の変形可能な反射素子及び前記第２の変形可能な反射素子のうちの一方又はこれら両方は、凸状変形形態と凹状変形形態の両方に選択的に変形可能である、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項２０】
前記第１及び前記第２のアクチュエータに通信可能に結合された少なくとも１つのコントローラと、
前記少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含み、前記記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、該命令セットが前記少なくとも１つのコントローラによって実行されると、該命令セットにより、前記少なくとも１つのコントローラは、前記第１又は前記第２の変形可能な反射素子のうちの少なくとも一方を電磁的に変形させ、その結果、複数の順次フレームの各々に関し、少なくとも１つのイメージセンサが複数のサブフレームを捕捉し、前記サブフレームの各々が前記システムの複数の規定された焦点距離のうちの１つのところで収集された前記システムの外部のシーンの像を含む、請求項１記載の可変焦点距離光学組立体。
【請求項２１】
可変焦点距離光学組立体を用いて像を捕捉する方法であって、
第１のフレームレートに関し、前記可変焦点距離光学組立体の複数の焦点距離の各々のところで像を捕捉するステップを含み、前記像の捕捉は、前記第１のフレームレートよりも速いレートで行われ、
前記捕捉した像を非一過性のプロセッサ可読性媒体に記憶させるステップとを含む、方法。
【請求項２２】
可変焦点距離光学組立体を用いて捕捉された像を用いる方法であって、
第１の焦点距離の指標を受け取るステップと、
第１のフレームレート及び前記第１の焦点距離に関し、非一過性のプロセッサ可読性媒体から第１の複数の像を取り出すステップとを含み、前記第１の複数の像は、第１の規定された相互オフセットの状態で記憶されている、方法。
【請求項２３】
可変焦点距離光学組立体を用いて捕捉された像を用いる方法であって、
第２の焦点距離の指標を受け取るステップと、
第２のフレームレート及び前記第２の焦点距離に関し、非一過性のプロセッサ可読性媒体から第２の複数の像を取り出すステップとを含み、前記第２の複数の像は、第２の規定された相互オフセットの状態で記憶されている、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の焦点距離と前記第２の焦点距離との間の焦点距離の変化の指標を受け取るステップと、
前記第１のフレームレート及び前記第２の焦点距離に関し、前記非一過性のプロセッサ可読性媒体から別の複数の像を取り出すステップとを更に含み、前記別の複数の像は、漸増又は漸減する相互オフセットの状態で記憶されている、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
光学システムであって、
親レンズ組立体を含み、
可変焦点距離光学組立体を含み、前記可変焦点距離光学組立体は、少なくとも１つの変形可能な素子及び前記少なくとも１つの変形可能な素子を選択的に電磁的に変形させて前記可変焦点距離光学組立体の焦点距離を選択的に変化させるよう動作できる少なくとも１つのアクチュエータを含み、
像収集装置を含み、光路が前記光学システムの外部から前記親レンズ組立体及び前記可変焦点距離光学組立体を経て前記像収集装置まで延びている、光学システム。
【請求項２６】
前記光学システムは、アフォーカル光学システムを含み、該アフォーカル光学システムでは、前記親レンズ組立体は、前記像収集装置に取り付けられ、前記可変焦点距離光学組立体は、前記親レンズ組立体に取り外し可能に取り付けられている、請求項２５記載の光学システム。
【請求項２７】
少なくとも１つのコントローラと、
前記少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含み、前記記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、該命令セットが前記少なくとも１つのコントローラによって実行されると、該命令セットにより、前記少なくとも１つのコントローラは、少なくとも一部について前記親レンズ組立体の第１の焦点距離の値及び前記複数の像がそれぞれ捕捉されたそれぞれの時点における前記可変焦点距離光学組立体の複数の互いに異なる焦点距離をそれぞれ表す複数の第２の焦点距離の値に基づき、前記光学システムによって捕捉された複数の像の各々について焦点距離メタデータをそれぞれ生成する、請求項２５記載の光学システム。
【請求項２８】
前記少なくとも１つの命令セットが前記少なくとも１つのコントローラによって実行されると、更に、前記命令セットにより、前記少なくとも１つのコントローラは、オペレータへの表示のために前記複数の像のうちの第１の像を提供し、該第１の像は、オペレータによって要求された焦点距離を表す焦点距離メタデータを有する、請求項２７記載の光学システム。
【請求項２９】
前記光路は、
前記可変焦点距離光学組立体の第１の端部を含み、光が該第１の端部を経て前記光学システムの外部から前記可変焦点距離光学組立体に入り、
第１の変形可能な反射素子を含み、
前記可変焦点距離光学組立体の第２の端部を含み、前記第１の変形可能な反射素子によって反射された光が該第２の端部から前記可変焦点距離光学組立体を出、
前記親レンズ組立体の第１の端部を含み、前記可変焦点距離光学組立体を出た光が該第１の端部を経て前記親レンズ組立体に入り、
前記親レンズ組立体の第２の端部を含み、光が該第２の端部のところで前記親レンズ組立体を出る、請求項２５記載の光学システム。
【請求項３０】
少なくとも１つのコントローラと、
前記少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含み、前記記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、前記命令セットが前記少なくとも１つのコントローラによって実行されると、該命令セットにより、前記少なくとも１つのコントローラは、少なくとも一部について複数の像がそれぞれ捕捉されたそれぞれの時点における前記可変焦点距離光学組立体の複数の互いに異なる焦点距離に基づき、前記親レンズ組立体の第１の焦点距離値をそれぞれ加減して前記光学システムによって捕捉された複数の像の各々について焦点距離メタデータを生成する、請求項２９記載の光学システム。
【請求項３１】
前記親レンズ組立体及び前記像収集装置は、内視鏡のコンポーネントを構成する、請求項２９記載の光学システム。
【請求項３２】
前記光路は、
前記親レンズ組立体の第１の端部を含み、光が該第１の端部を経て前記光学システムの外部から前記親レンズ組立体に入り、
前記親レンズ組立体の第２の端部を含み、光が該第２の端部を経て前記親レンズ組立体を出、
前記可変焦点距離光学組立体の第１の端部を含み、前記親レンズ組立体を出た光が該第１の端部を経て前記可変焦点距離光学組立体に入り、
前記第１の変形可能な反射素子を含み、
前記ハウジングの第２の端部を含み、前記第１の変形可能な反射素子によって反射された光が該第２の端部のところで前記可変焦点距離光学組立体を出る、請求項２５記載の光学システム。
【請求項３３】
少なくとも１つのコントローラと、
前記少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含み、前記記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、前記命令セットが前記少なくとも１つのコントローラによって実行されると、前記命令セットにより、前記少なくとも１つのコントローラは、複数の像がそれぞれ捕捉されたそれぞれの時点における前記可変焦点距離光学組立体の複数の互いに異なる焦点距離をそれぞれ表す複数の互いに異なる焦点距離値をそれぞれ加減して前記光学システムによって捕捉された前記複数の像の各々について焦点距離メタデータを生成し、前記複数の互いに異なる焦点距離値は、それぞれ、少なくとも一部について前記親レンズ組立体の焦点距離を表す第１の焦点距離値に基づき加減される、請求項３２記載の光学システム。
【請求項３４】
前記可変焦点距離光学組立体は、前記親レンズ組立体によって生じる樽型歪曲をなくす、請求項２５記載の光学システム。
【請求項３５】
方法であって、
複数の互いに異なる焦点距離のところにシーンをそれぞれ描出した複数の像チャネルのうちの第１の像チャネルを表示するステップを含み、前記複数の像チャネルは、フレームレートを有し、各像チャネルは、それぞれの前記像チャネルのそれぞれの焦点距離を有する複数の順次像フレームを含み、前記複数の像チャネルは、光学システムによって同時に捕捉され、前記光学システムは、少なくとも１つの変形可能な光学素子を含む可変焦点距離光学組立体と光通信状態にある単一の像収集装置を含み、前記可変焦点距離光学組立体は、前記フレームレートのうちの単一のフレーム内の前記複数の互いに異なる焦点距離の各々で像を捕捉するよう動作でき、
焦点距離の変化を要求するビューワ入力を表すデータを受け取るステップを含み、
前記ビューワ入力に応答して、前記複数の像チャネルのうちの第２の像チャネルを表示のために提供するステップを含む、方法。
【請求項３６】
ビューワ入力を表すデータを受け取る前記ステップは、特定の焦点距離を要求する前記ビューワ入力を表すデータを受け取るステップを含み、前記第２の像チャネルを提供する前記ステップは、前記ビューワ入力に応答して、前記第２の像チャネルを表示のために提供するステップを含み、前記第２の像チャネルは、前記特定の焦点距離のところに順次像フレームを含む、請求項３５記載の方法。
【請求項３７】
前記光学システムによって前記複数の焦点距離の各々で前記像を捕捉して前記複数の像チャネルを生じさせるステップを更に含み、像の捕捉は、前記フレームレートよりも高いレートで行われる、請求項３５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示内容、即ち本発明は、一般に、光学装置に関する。特に、本発明は、可変焦点距離を有する光学装置及びその動作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズの焦点距離は、レンズが光をどれほど強く集束させるか、発散させるかの尺度である。実際問題として、空気中の光学システム（光学系）の場合、焦点距離は、当初視準（コリメート）された光線をフォーカス又は焦点に結像させるまでの距離を表している。伝統的な複合レンズ、例えばスチル又はシネマトグラフィック像捕捉デバイスと関連して用いられる複合レンズでは、個々のレンズ素子は、樽型ハウジング内に配置される。レンズ素子がハウジング内の固定された場所に位置している場合、レンズは、典型的には、固定焦点距離レンズ（例えば、５０ｍｍ、１３５ｍｍ、５００ｍｍ、８００ｍｍ）となる。例えばハウジングの長さを物理的に長くし又は短くすることによってレンズ素子が互いに対して動くことができる場合、レンズは、典型的には、可変焦点距離又は「ズーム」レンズ（例えば、３５‐８０ｍｍ、５０‐１３５ｍｍ、２００‐５００ｍｍ）となる。レンズの焦点距離が増大すると、レンズのサイズ及び重量も又増加しがちである。
【０００３】
被写界深度は、許容できるほどシャープ見え又は像に焦点が合っているように見えるシーン中の最も近くに位置する物体と最も遠くに位置する物体との間の距離である。他の要因、例えば露出設定値が一定に保たれている状態では、被写界深度と焦点距離は、逆の関係を共有し、即ち、一般的に、焦点距離が短ければ短いほど、被写界深度はそれだけ一層深くなり、焦点距離が長ければ長いほど、被写界深度はそれだけ一層浅くなる。フォトグラフィ及びシネマトグラフィでは、被写界深度は、観察者の注意を像の所望の領域に優先的に集中させる芸術的な要素として用いられる場合がある。例えば、役者の顔は、レンズの被写界深度内に配置されるのが良く、それに対し、焦点が外れている場合、背景要素は、被写界深度の中に入らない。
【発明の概要】
【０００４】
レンズ素子と反射素子の組み合わせを用いると、レンズ素子だけを用いて形成される伝統的なレンズと関連した全体的サイズ及び重量が減少する。かかる反射レンズは、１，０００ｍｍを超える場合のある極めて長い焦点距離を持つ場合の多い比較的コンパクトで比較的軽量であり、しかも小さな形状因子のレンズとなる。レフレクタレンズにおける典型的な構成は、エントリーレンズ及び第１の反射素子を含み、この第１の反射素子は、第２の反射素子上の到来光の少なくとも一部分を反射する。第２の素子から反射された光の少なくとも一部分は、一般にフィルム面（伝統的なフィルムフォトグラフィ又はシネマトグラフィに関する）又はイメージセンサ（ディジタルフォトグラフィ又はシネマトグラフィに関する）上に位置した点（即ち、レンズの焦点）に合焦する。
【０００５】
本発明の一観点によれば、変形可能又は適応可能なレンズ素子及び／又は変形可能又は適応可能な反射素子は、可変焦点距離を有するレンズをもたらすようレンズ中に組み込まれるのが良い。変形可能又は適応可能なレンズ素子及び／又は変形可能又は適応可能な反射素子を用いると、可変焦点距離（例えば、６ｍｍ未満から２，０００ｍｍを超えるまで）を有する単一レンズの製作が可能である。かかるレンズは、少なくとも変形可能又は適応可能なエントリーレンズ素子を多くの変形可能又は適応可能な反射素子と組み合わせることによって製作できる。
【０００６】
本発明の別の観点によれば、変形可能なレンズ素子及び変形可能な反射素子の光学特性及び／又は物理的な幾何学的形状は、外部から加えられた力を受けると変化する。かかる外力は、機械的力、電流、電気機械的力、又は電磁界の形態をしている場合がある。特に、或る等級の変形可能なレンズ素子及び変形可能な反射素子は、特定の周波数又は特定の周波数帯域内の電磁エネルギーへの暴露に応答して変形を生じる。変形可能なレンズ素子及び／又は変形可能な反射素子の物理的変形の１つ又は２つ以上の観点（変位の大きさ、場所、持続時間等）は、それぞれの素子が暴露される電磁エネルギーのパラメータを制御し又は調節することによって制御可能であり又は調節可能である。かかる変形可能なレンズ素子及び／又は変形可能な反射素子の応答は、数百ヘルツ又はそれどころか数千ヘルツ（例えば、１００Ｈｚ〜１０，０００Ｈｚ）である場合がある。かかる変形可能なレンズ素子及び変形可能な反射素子をレフレクタレンズ中に組み込むと、その結果として、変形可能なレンズ素子及び／又は変形可能な反射素子に刺激を加えるために用いられる電磁エネルギーのパラメータに基づいて可変焦点距離を有するレンズが得られる。有利には、かかる変形可能な素子を組み込んだレフレクタレンズの焦点距離は、反射素子の変形レート（即ち、１秒当たり数百又はそれどころか数千回）に近いレートで変更可能又は変化可能である。
【０００７】
本発明の別の観点によれば、可変焦点距離光学組立体が１秒当たり数千個の像又はフレームを捕捉することができる像収集装置に結合されると、映画の各プレイバックフレームについて各々公知の互いに異なる焦点距離のところに多数の像又はサブフレームを生成することができるシステムが作られる。一実施例として、１秒当たり２４〜４８個のフレームの映画の各プレイバックフレームについて多くの像／サブフレームを利用できることにより、有利には、単一の高速度カメラを用いてシーンを一度に撮影し、しかる後、最も芸術的に利点のある特定の像又はサブフレームを選択する有利な能力が編集者及びディレクターに提供される。別の実施例では、１秒当たり１〜３０個のフレームの監視ビデオの各プレイバックフレームについて多数の像／サブフレームを利用できることにより、有利には、容疑者、車両、又はナンバープレートの明確な像を提供する焦点距離を有する像を選択する有利な能力がシステムオペレータ及び法執行機関に提供される。
【０００８】
一実施例を提供して言えば、映画のプレイバック又は第１のフレームレート（例えば、４８ｆｐｓ）を変形可能な反射素子を備えた反射レンズの応答時間（例えば、１，０００ヘルツ）を比較すると、４８ｆｐｓの第１のフレームレートで最大２０の互いに異なる焦点距離のところで像を順次捕捉することが可能である。かかる結果として、プレイバックフレームの各々について各々異なる焦点距離のところで２０の像又はサブフレームが捕捉される。かかる融通性は、１秒当たり４８個のフレームでシーンを同時に捕捉する２０個の固定焦点距離が互いに異なる従来型の（即ちフィルムの）映画カメラを使用することと同等である。撮影後にかかる多様な像／サブフレームを利用できることにより提供される芸術的な融通性により、素晴らしい利益が得られる。かかる融通性により、撮影班は、各々が異なる焦点距離レンズを有する２０個の互いに異なるカメラを用いて多数のテイクか撮影かのいずれかを必要とするのではなく、各々が異なる焦点距離のところで２０個又は３０個以上の４８ｆｐｓ映画を同時に捕捉することができる単一の高速度カメラを用いてシーンを撮影することができる。かくして、互いに異なる固定焦点距離のレンズを用いてシーンを多数回にわたって撮影するのではなく又は各々が異なる固定焦点距離のレンズを有する多数のカメラを用いてシーンを撮影するのではなく、選択すべき元となる広汎な像焦点距離を提供するよう可変焦点距離光学組立体を備えた単一の高速度カメラを用いてシーンを単一テイクで有利に捕捉することが可能である。
【０００９】
被写界深度は、レンズの焦点距離に反比例するので、焦点距離を変更できることにより、シーン中に見える物体に焦点を合わせる（即ち、物体を被写界深度内に入れる）ことができ又はシーン中に見える物体への焦点を外す（即ち、物体を被写界深度から出す）ことが可能である。かかる可能性は、特に、例えば監視用途で有用であり、この場合、多数の被写界深度で得られた像を利用できることにより、シーン中に見える個人又は車のナンバープレートの番号の明確な識別が可能である。
【００１０】
最も望ましい固定焦点距離のサブフレーム像を選択するオプションを提供することに加えて、他の作用効果が可能である。例えば、ズームイン効果又はズームアウト効果は、順次プレイバックフレームに関し又は順次プレイバックフレーム間隔で互いに異なる焦点距離を有する像／サブフレームを選択することによって達成できる。かくして、順次プレイバックフレームに関して又は順次プレイバックフレーム間隔で次第に減少する焦点距離（例えば、焦点距離に関して１０ｍｍの変化分を用いた５００ｍｍ〜５０ｍｍ）で得られる互いに異なる像／サブフレームを選択することにより、「ズームアウト」効果を作ることができる。これとは逆に、順次プレイバックフレームに関して又は順次プレイバックフレーム間隔で次第に増大する焦点距離（例えば、焦点距離に関して１０ｍｍの変化分を用いた５０ｍｍ〜５００ｍｍ）で得られる互いに異なる像／サブフレームを選択することにより、「ズームイン」効果を作ることができる。
【００１１】
組み込み型ビューファインダを有するシネマトグラフィック装置に関し、装置オペレータは、特定の像焦点距離／サブフレーム／タイムスロットに対応した像を提供する選択可能なビューファインダを携えるのが良い。ある場合、かかる選択可能なビューファインダは、例えば高周波又は赤外線リモート制御装置を用いて遠隔制御できる。
【００１２】
本発明の他の観点によれば、可変焦点距離光学組立体は、焦点距離の迅速且つ動的な変化を超えて拡大し又は活用する利益又は動作をもたらす。一実施例として、可変焦点距離光学組立体は、有利には、高速度オートフォーカスルーチンを実施するのを助けることができる。別の実施例として、可変焦点距離光学組立体は、光学システムの他のコンポーネントによって生じる歪曲（例えば、親レンズ組立体によって生じる樽型歪曲）のケース特定の現象をもたらすことができる。
【００１３】
かくして、可変焦点距離光学組立体は、種々の互いに異なる焦点距離に従って到来する光を整形することができる。さらに、焦点距離の迅速な切り替えが不要な用途であっても、可変焦点距離光学組立体は、像品質を損なわないで捕捉した画像の焦点距離を容易且つ確実に制御することができるようにする。
【００１４】
可変焦点距離光学組立体は、第１の端部及び第２の開放端部を備えたハウジングと、ハウジングに取り付けられた第１の変形可能な反射素子と、ハウジングに取り付けられた少なくとも第２の変形可能な反射素子とを含み、光路が第１及び第２の変形可能な反射素子を経てハウジングの第１の端部と第２の端部との間に延び、更に、第１の変形可能な反射素子及び第２の変形可能な反射素子を選択的に電磁的に変形させて可変焦点距離光学組立体の焦点距離を選択的に変化させるよう動作できる１組のアクチュエータを含むものとして要約できる。
【００１５】
１組のアクチュエータは、第１の変形可能な反射素子を選択的に電磁的に変形させるよう動作できる少なくとも第１のアクチュエータと、第２の電磁的に変形可能な反射素子を選択的に電磁的に変形させるよう動作できる少なくとも第２のアクチュエータとを含むのが良い。光路は、ハウジングが第１の端部を含むのが良く、光がこの第１の端部を経てハウジングの外部から入り、光路は、第１の変形可能な反射素子を更に含むのが良く、光がこの第１の変形可能な反射素子から反射して第２の変形可能な反射素子に向かい、光路は、第２の変形可能な反射素子を更に含むのが良く、光がこの第２の変形可能な反射素子から反射し、光路は、ハウジングの第２の端部を更に含むのが良く、反射光がこの第２の端部から規定された焦点面のところに合焦される。第１及び第２の変形可能な反射素子は各々、少なくとも５００Ｈｚのレートで変形可能であるのが良い。可変焦点距離光学組立体は、１秒当たり第１の数のフレームで像を捕捉するよう光学的に結合されるのが良く、第１又は第２の変形可能な反射素子のうちの少なくとも一方は、１秒当たりのフレームの第１の数よりも大きいレートで変形可能であるのが良い。可変焦点距離光学組立体は、第１のレートで像のフレームを捕捉するよう光学的に結合されるのが良く、第１又は第２の変形可能な反射素子は、第１のレートの少なくとも２倍の第２のレートで変形可能であるのが良い。ハウジングは、樽型ハウジングであるのが良く、第１の変形可能な反射素子は、アパーチュアが貫通して設けられた凹状の変形可能な反射素子から成るのが良く、第２の変形可能な反射素子は、凸状の変形可能な反射素子から成るのが良い。樽型ハウジングは、長手方向軸線を有するのが良く、凹状の変形可能な反射素子のアパーチュアは、樽型ハウジングの長手方向軸線と同軸状に整列するのが良く、凸状の変形可能な反射素子は、凹状の変形可能な反射素子のアパーチュアと同軸状に整列するのが良い。
【００１６】
可変焦点距離光学組立体は、ハウジングの第１の端部のところでハウジングに取り付けられた変形可能なエントリーレンズを更に含むのが良く、１組のアクチュエータのうちの少なくとも１つは、変形可能なエントリーレンズを選択的に電磁的に変形させて可変焦点距離光学組立体の焦点距離を選択的に変化させるよう動作できる。
【００１７】
第１の変形可能な反射素子は、ハウジングの第１の端部に入った光を２２５°の角度で第２の変形可能な反射素子に向かって反射するのが良く、第２の変形可能な反射素子は、第１の変形可能な反射素子から反射した光を２２５°の角度でハウジングの第２の端部に向かって反射するのが良い。第１の変形可能な反射素子は、ハウジングの第１の端部に入った光を９０°の角度で第２の変形可能な反射素子に向かって反射するのが良く、第２の変形可能な反射素子は、第１の変形可能な反射素子から反射した光を９０°の角度でハウジングの第２の端部に向かって反射するのが良い。
【００１８】
可変焦点距離光学組立体は、ハウジングに取り付けられた第１のフォールド反射素子と、ハウジングに取り付けられた第２のフォールド反射素子とを更に含むのが良く、光路は、第１の変形可能な反射素子から第１のフォールド反射素子まで、第１のフォールド反射素子から第２のフォールド反射素子まで、そして第２のフォールド反射素子から第２の変形可能な反射素子まで延びている。
【００１９】
第１の変形可能な反射素子は、ハウジングの外部からハウジングの第１の端部に入った光を２２５°の角度で第１のフォールド反射素子に向かって反射するのが良く、第１のフォールド反射素子は、第１の変形可能な反射素子によって反射された光を２２５°の角度で第２のフォールド反射ミラーに向かって反射するのが良く、第２のフォールド反射素子は、第１のフォールド反射ミラーによって反射された光を２２５°の角度で第２の変形可能な反射素子に向かって反射するのが良く、第２の変形可能な反射素子は、第２のフォールド反射素子から反射された光を２２５°の角度でハウジングの第２の端部に向かって反射するのが良い。第１の変形可能な反射素子は、ハウジングの外部からハウジングの第１の端部に入った光を９０°の角度で第１のフォールド反射素子に向かって反射するのが良く、第１のフォールド反射素子は、第１の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で第２のフォールド反射素子に向かって反射するのが良く、第２のフォールド反射素子は、第１のフォールド反射素子によって反射された光を９０°の角度で第２の変形可能な反射素子に向かって反射するのが良く、第２の変形可能な反射素子は、第２のフォールド反射素子から反射された光を９０°の角度でハウジングの第２の端部に向かって反射するのが良い。
【００２０】
可変焦点距離光学組立体は、第１の選択的に反射性の素子を有する第１の光アイソレータと、第２の選択的に反射性の素子を有する第２の光アイソレータとを更に含むのが良く、光路は、第１の変形可能な反射素子から第１の光アイソレータまで、第１の光アイソレータから第２の変形可能な反射素子まで、そして第２の変形可能な反射素子から第２の光アイソレータまで延びている。
【００２１】
第１の変形可能な反射素子は、ハウジングの外部からハウジングの第１の端部に入って第１の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で第１の選択的に反射性の素子に向かって反射するのが良く、第１の選択的に反射性の素子は、第１の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で第２の選択的に反射性の素子に向かって且つ第２の変形可能な反射素子に向かって反射するのが良く、第２の変形可能な反射素子は、第１の選択的に反射性の素子によって反射されて第２の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で第２の選択的に反射性の素子に向かって反射するのが良く、第２の選択的に反射性の素子は、第２の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度でハウジングの第２の端部に向かって反射するのが良い。
【００２２】
可変焦点距離光学組立体は、第１の選択的に反射性の素子を有する第１の光アイソレータと、第２の選択的に反射性の素子を有する第２の光アイソレータと、ハウジングに取り付けられた第１のフォールド反射素子と、ハウジングに取り付けられた第２のフォールド反射素子とを更に含み、光路は、第１の変形可能な反射素子から第１の選択的に反射性の素子まで、第１の選択的に反射性の素子から第１のフォールド反射素子まで、第１のフォールド反射素子から第２のフォールド反射素子まで、第２のフォールド反射素子から第２の選択的に反射性の素子を通って第２の変形可能な反射素子まで、そして第２の変形可能な反射素子から第２の選択的に反射性の素子まで延びている。
【００２３】
第１の変形可能な反射素子は、ハウジングの外部からハウジングの第１の端部に入って第１の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で第１の選択的に反射性の素子に向かって反射するのが良く、第１の選択的に反射性の素子は、第１の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度で第１のフォールド反射素子に向かって反射するのが良く、第１のフォールド反射素子は、第１の選択的に反射性の素子によって反射された光を９０°の角度で第２のフォールド反射素子に向かって反射するのが良く、第２のフォールド反射素子は、第１のフォールド反射素子によって反射された光を９０°の角度で第２の選択的に反射性の素子に向かって且つ第２の変形可能な反射素子に向かって反射するのが良く、第２の変形可能な反射素子は、第２のフォールド反射素子によって反射されて第２の選択的に反射性の素子を通過した光を１８０°の角度で第２の選択的に反射性の素子に向かって反射するのが良く、第２の選択的に反射性の素子は、第２の変形可能な反射素子によって反射された光を９０°の角度でハウジングの第２の端部に向かって反射するのが良い。第１の変形可能な反射素子及び第２の変形可能な反射素子のうちの一方又はこれら両方は、凸状変形形態と凹状変形形態の両方に選択的に変形可能であるのが良い。
【００２４】
可変焦点距離光学組立体は、第１及び第２のアクチュエータに通信可能に結合された少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含むのが良く、記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、この命令セットが少なくとも１つのコントローラによって実行されると、この命令セットにより、少なくとも１つのコントローラは、第１又は第２の変形可能な反射素子のうちの少なくとも一方を電磁的に変形させるようにするのが良く、その結果、複数の順次フレームの各々に関し、少なくとも１つのイメージセンサが複数のサブフレームを捕捉し、サブフレームの各々がシステムの複数の規定された焦点距離のうちの１つのところで収集されたシステムの外部のシーンの像を含む。
【００２５】
可変焦点距離光学組立体を用いて像を捕捉する方法は、第１のフレームレートに関し、可変焦点距離光学組立体の複数の焦点距離の各々のところで像を捕捉するステップを含み、像の捕捉は、第１のフレームレートよりも速いレートで行われ、捕捉した像を非一過性のプロセッサ可読性媒体に記憶させるステップを更に含むものとして要約できる。
【００２６】
可変焦点距離光学組立体を用いて捕捉された像を用いる方法は、第１の焦点距離の指標を受け取るステップと、第１のフレームレート及び第１の焦点距離に関し、非一過性のプロセッサ可読性媒体から第１の複数の像を取り出すステップとを含み、第１の複数の像は、第１の規定された相互オフセットの状態で記憶されているものとして要約できる。
【００２７】
可変焦点距離光学組立体を用いて捕捉された像を用いる方法は、第２の焦点距離の指標を受け取るステップと、第１のフレームレート及び第２の焦点距離に関し、非一過性のプロセッサ可読性媒体から第２の複数の像を取り出すステップとを更に含むのが良く、第２の複数の像は、第２の規定された相互オフセットの状態で記憶されている。
【００２８】
可変焦点距離光学組立体を用いて捕捉された像を用いる方法は、第１の焦点距離と第２の焦点距離との間の焦点距離の変化の指標を受け取るステップと、第１のフレームレート及び第２の焦点距離に関し、非一過性のプロセッサ可読性媒体から別の複数の像を取り出すステップとを更に含むのが良く、別の複数の像は、漸増又は漸減する相互オフセットの状態で記憶されている。
【００２９】
光学システムは、親レンズ組立体と、可変焦点距離光学組立体とを含み、可変焦点距離光学組立体は、少なくとも１つの変形可能な素子及び少なくとも１つの変形可能な素子を選択的に電磁的に変形させて可変焦点距離光学組立体の焦点距離を選択的に変化させるよう動作できる少なくとも１つのアクチュエータを含み、光学システムは、像収集装置を更に含み、光路が光学システムの外部から親レンズ組立体及び可変焦点距離光学組立体を経て像収集装置まで延びているものとして要約できる。
【００３０】
光学システムは、アフォーカル光学システムを更に含むのが良く、このアフォーカル光学システムでは、親レンズ組立体は、像収集装置に取り付けられ、可変焦点距離光学組立体は、親レンズ組立体に取り外し可能に取り付けられている。
【００３１】
光学システムは、少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含むのが良く、記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、この命令セットが少なくとも１つのコントローラによって実行されると、この命令セットにより、少なくとも１つのコントローラは、少なくとも一部について親レンズ組立体の第１の焦点距離の値及び複数の像がそれぞれ捕捉されたそれぞれの時点における可変焦点距離光学組立体の複数の互いに異なる焦点距離をそれぞれ表す複数の第２の焦点距離の値に基づき、光学システムによって捕捉された複数の像の各々について焦点距離メタデータをそれぞれ生成する。
【００３２】
少なくとも１つの命令セットが少なくとも１つのコントローラによって実行されると、更に、命令セットにより、少なくとも１つのコントローラは、オペレータへの表示のために複数の像のうちの第１の像を提供するようにすることができ、この第１の像は、オペレータによって要求された焦点距離を表す焦点距離メタデータを有する。光路は、可変焦点距離光学組立体の第１の端部を含むのが良く、光がこの第１の光路は、端部を経て光学システムの外部から可変焦点距離光学組立体に入り、光路は、第１の変形可能な反射素子を更に含むのが良く、光路は、可変焦点距離光学組立体の第２の端部を更に含むのが良く、第１の変形可能な反射素子によって反射された光がこの第２の端部から可変焦点距離光学組立体を出、光路は、親レンズ組立体の第１の端部を更に含むのが良く、可変焦点距離光学組立体を出た光がこの第１の端部を経て親レンズ組立体に入り、光路は、光路は、親レンズ組立体の第２の端部を更に含むのが良く、光がこの第２の端部のところで親レンズ組立体を出る。
【００３３】
光学システムは、少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含むのが良く、記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、命令セットが少なくとも１つのコントローラによって実行されると、この命令セットにより、少なくとも１つのコントローラは、少なくとも一部について複数の像がそれぞれ捕捉されたそれぞれの時点における可変焦点距離光学組立体の複数の互いに異なる焦点距離に基づき、親レンズ組立体の第１の焦点距離値をそれぞれ加減して光学システムによって捕捉された複数の像の各々について焦点距離メタデータを生成する。
【００３４】
親レンズ組立体及び像収集装置は、内視鏡のコンポーネントを構成する。光路は、親レンズ組立体の第１の端部を含むのが良く、光がこの第１の端部を経て光学システムの外部から親レンズ組立体に入り、光路は、親レンズ組立体の第２の端部を更に含むのが良く、光がこの第２の端部を経て親レンズ組立体を出、光路は、可変焦点距離光学組立体の第１の端部を更に含むのが良く、親レンズ組立体を出た光がこの第１の端部を経て可変焦点距離光学組立体に入り、光路は、第１の変形可能な反射素子を更に含むのが良く、光路は、ハウジングの第２の端部を更に含むのが良く、第１の変形可能な反射素子によって反射された光がこの第２の端部のところで可変焦点距離光学組立体を出る。
【００３５】
光学システムは、少なくとも１つのコントローラと、少なくとも１つのコントローラに通信可能に結合されたコントローラ可読性の非一過性記憶媒体とを更に含むのが良く、記憶媒体は、少なくとも１つの命令セットを含み、命令セットが少なくとも１つのコントローラによって実行されると、命令セットにより、少なくとも１つのコントローラは、複数の像がそれぞれ捕捉されたそれぞれの時点における可変焦点距離光学組立体の複数の互いに異なる焦点距離をそれぞれ表す複数の互いに異なる焦点距離値をそれぞれ加減して光学システムによって捕捉された複数の像の各々について焦点距離メタデータを生成し、複数の互いに異なる焦点距離値は、それぞれ、少なくとも一部について親レンズ組立体の焦点距離を表す第１の焦点距離値に基づき加減される。
【００３６】
可変焦点距離光学組立体は、親レンズ組立体によって生じる樽型歪曲をなくすことができる。
【００３７】
以下に記載するステップを含む方法を要約的に記載することができ、本方法は、複数の互いに異なる焦点距離のところにシーンをそれぞれ描出した複数の像チャネルのうちの第１の像チャネルを表示するステップを含み、複数の像チャネルは、フレームレートを有し、各像チャネルは、それぞれの像チャネルのそれぞれの焦点距離を有する複数の順次像フレームを含み、複数の像チャネルは、光学システムによって同時に捕捉され、光学システムは、少なくとも１つの変形可能な光学素子を含む可変焦点距離光学組立体と光通信状態にある単一の像収集装置を含み、可変焦点距離光学組立体は、フレームレートのうちの単一のフレーム内の複数の互いに異なる焦点距離の各々で像を捕捉するよう動作でき、この方法は、焦点距離の変化を要求するビューワ入力を表すデータを受け取るステップと、ビューワ入力に応答して、複数の像チャネルのうちの第２の像チャネルを表示のために提供するステップとを更に含む。
【００３８】
ビューワ入力を表すデータを受け取るステップは、特定の焦点距離を要求するビューワ入力を表すデータを受け取るステップを含むのが良く、第２の像チャネルを提供するステップは、ビューワ入力に応答して、第２の像チャネルを表示のために提供するステップを含むのが良く、第２の像チャネルは、特定の焦点距離のところに順次像フレームを含む。
【００３９】
本方法は、光学システムによって複数の焦点距離の各々で像を捕捉して複数の像チャネルを生じさせるステップを更に含むのが良く、像の捕捉は、フレームレートよりも高いレートで行われる。
【００４０】
図中、同一の参照符号は、同じ要素又は行為を示している。図中の要素のサイズ及び相対位置は、必ずしも縮尺通りには描かれていない。例えば、種々の要素の形状及び角度は、縮尺通りには描かれていない場合があり、これら要素のうちの幾つかは、恣意的に拡大されると共に図面を読みやすくするために恣意的に配置されている場合がある。さらに、描かれている要素の特定の形状は、必ずしも特定の要素の実際の形状に関する情報を伝えるようにはなっておらず、かかる特定の形状は、図面を認識しやすくするためにのみ選択されている場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】少なくとも１つの図示の実施形態に従って可変焦点距離光学組立体を含む例示の光学システムのブロック図である。
【図１Ｂ】少なくとも１つの図示の実施形態に従って変形可能なエントリーレンズ素子及び変形可能な反射素子を含む例示の可変焦点距離光学組立体を示す概略断面図である。
【図２】少なくとも１つの図示の実施形態に従って光路内で親レンズ組立体の前に配置された可変焦点距離光学組立体を含む例示の光学システムのブロック図である。
【図３】少なくとも１つの図示の実施形態に従って光路内で可変焦点距離光学組立体の前に配置された親レンズ組立体を含む例示の光学システムのブロック図である。
【図４】少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体の断面図である。
【図５】少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体の断面図である。
【図６】少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体の断面図である。
【図７】少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体の断面図である。
【図８】少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体の断面図である。
【図９】少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体の断面図である。
【図１０】少なくとも１つの図示の実施形態に従って映画のフレームと映画のフレームの各々と関連したサブフレームとの例示の関係を示す略図である。
【図１１】少なくとも１つの図示の実施形態としての例示の後処理編集システムを示す略図である。
【図１２】少なくとも１つの図示の実施形態に従って多くの像を第１のフレームレートよりも高いレートで捕捉する例示の方法を示す流れ図である。
【図１３】少なくとも１つの図示の実施形態に従って第１の規定された相互オフセットの状態で記憶された第１の複数の像を第１のフレームレートで取り出す例示の方法を示す流れ図である。
【図１４】少なくとも１つの図示の実施形態に従って第２の規定された相互オフセットの状態で記憶された第２の複数の像を第２のフレームレートで取り出す例示の方法を示す流れ図である。
【図１５】少なくとも１つの図示の実施形態に従って第１の焦点距離から第２の焦点距離への変化を受け取り、互いに漸増するオフセットか漸減するオフセットかのいずれかで記憶された複数の像を取り出す例示の方法を示す流れ図である。
【図１６】少なくとも１つの図示の実施形態に従って光路内で親レンズ組立体の前に配置された可変焦点距離光学組立体を含む光学システムを動作させる例示の方法を示す流れ図である。
【図１７】少なくとも１つの図示の実施形態に従って光路内で可変焦点距離光学組立体の前に配置された親レンズ組立体を含む光学システムを動作させる例示の方法を示す流れ図である。
【図１８】少なくとも１つの図示の実施形態に従って表示のために複数の像チャネルを提供する例示の方法を示す流れ図である。
【図１９】少なくとも１つの図示の実施形態に従って光学歪曲をなくす例示の方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下の説明において、或る特定の細部が種々の開示する実施形態の完全な理解を提供するために記載されている。しかしながら、当業者であれば、これら特定の細部のうちの１つ又は２つ以上なしで又は他の方法、コンポーネント、材料等を用いて実施形態を具体化できることが認識されよう。他の場合、レンズ及び像収集システムと関連した周知の構造は、本発明の説明を不必要に不明瞭にするのを避けるために詳細には図示されておらず又は記載されておらず、かかる周知の構造としては、機械的及び電子的シャッター、機械的及び電子的アパーチュア装置、イメージセンサ、イメージデータ収集及び記憶手段、及びデータ伝送ネットワーク及び装置が挙げられる。従来型レンズ素子に関する詳細は、実施形態の説明を不必要に不明瞭にするのを避けるために詳細には図示されず又は説明されておらず、かかる細部としては、かかる素子の物理的構造及び／又は幾何学的形状並びにかかる素子を形成する際に用いられる材料が挙げられる。本明細書において言及する従来型反射素子に関する細部は、任意の物理的構造及び／又は幾何学的形状を有しても良く、金属、金属合金、ガラス、ポリマー、又はこれらの組み合わせを含む任意適当な材料から形成でき、適当な反射特性を提供する被膜及び／又は表面処理を含んでも良く、ダイクロイックミラーを含んでも良い。
【００４３】
別段の必要がなければ、英文明細書及び英文特許請求の範囲全体を通じて、“comprise”（訳文では、「〜を有する」としている場合が多い）という用語及びその変化形、例えば“comprises”及び“comprising”は、“includes”（訳文では、「〜を含む」としている場合が多い）又は“including”と同義であり、包括的又は非限定的である（即ち、追加の記載されていない要素又は方法ステップを排除しない）。本明細書全体を通じて「一実施形態」又は「実施形態」と言った場合、これは、この実施形態と関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味している。かくして、本明細書全体を通じて種々の場所に「一実施形態では」又は「実施形態では」という語句が見受けられるが、これら語句は、必ずしも全て同一の実施形態に言及しているとは限らない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は、１つ又は２つ以上の実施形態において任意適当な仕方で組み合わせることができる。
【００４４】
英文明細書及び添付の英文特許請求の範囲で用いられている単数形“ａ”、“an”、及び“the”は、別段の明示の指定がなければ、複数形を含む。また、“or”（又は）が明示の別段の指定がなければ、“and/or”（及び／又は）を含む意味で用いられていることに注目されるべきである。
【００４５】
本明細書において提供されている見出し及び発明の概要は、便宜上記載されているに過ぎず、実施形態の範囲又は意味を説明しているわけではない。
【００４６】
図１Ａは、少なくとも１つの図示の実施形態に従って可変焦点距離光学組立体１０２を含む例示の光学システム１００のブロック図である。具体的に説明すると、システム１００は、像捕捉デバイス１６２と光学的且つ作動的に結合された可変焦点距離光学組立体１０２を含む。システム１００は、それぞれ複数の互いに異なる焦点距離を有する複数の像を捕捉するよう動作する。複数の像は、図１のブロック１６４にまとめて表されている。
【００４７】
具体的に説明すると、本発明の観点によれば、可変焦点距離光学組立体１０２は、可変焦点距離光学組立体１０２が組立体１０２により提供される焦点距離を迅速且つ動的に調整することができるようにする１つ又は２つ以上の動的に変形可能な光学素子を含むのが良い。図１Ｂ及び図４〜図１０を参照することを含めて本明細書において、可変焦点距離光学組立体１０２のための例示の構造及び設計について更に説明する。
【００４８】
光がシステム１００の外部から可変焦点距離光学組立体１０２に入り、可変焦点距離光学組立体１０２の１つ又は２つ以上の動的に変形可能な光学素子によって整形されると共に／或いは反射され、次に、可変焦点距離光学組立体１０２から出る。
【００４９】
可変焦点距離光学組立体１０２から出た光は、次に、像捕捉デバイス１６２に当たる。像捕捉デバイス１６２は、受け取った光を複数の像１６４を表す画像又はイメージデータに変換する。例示の像捕捉デバイス１６２としては、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサ及び電荷結合デバイス（ＣＣＤ）センサが挙げられるが、これらには限定されない。幾つかの具体化例では、像捕捉デバイス１６２は、像収集装置、例えばカメラの一コンポーネントであるのが良く、これについては、図１Ｂを参照して更に説明する。
【００５０】
図１は、像捕捉デバイス１６２によって捕捉された複数の像を表すブロック１６４を示している。例えば、複数の像１６４がデバイス１６２によって捕捉されたときに像捕捉デバイス１６２と関連した非一過性メモリがこれら複数の像１６４を記憶することができる。例えば、非一過性メモリは、像捕捉デバイス１６２と同一の像収集装置の一コンポーネントであるのが良い。メモリによる記憶の変形例として又はこれに加えて、像捕捉デバイス１６２は、複数の像１６４を出力し又は違ったやり方でストリーミングしても良い。
【００５１】
システム１００は、オプションとして、ディスプレイ１６５を更に含むのが良い。例えば、ディスプレイ１６５は、像収集装置、例えばカメラのディスプレイであっても良く、或いは、システム１００の光学コンポーネントを動作させると共に／或いは制御するコンピュータ処理システムと関連したディスプレイであっても良い。
【００５２】
複数の像１６４のうちの少なくとも１つをシステム１００のオペレータによる観察のためにディスプレイ１６５上に表示するのが良い。ディスプレイ１６５に提供される特定の像は、オペレータによって選択されるのが良い。例えば、オペレータは、特に望ましい焦点距離を有する像を選択することができ、又は、オペレータは、所望の焦点距離の像がディスプレイ１６５に提供されるまで互いに異なる焦点距離の捕捉像をナビゲートしても良い。かくして、システム１００は、互いに異なる焦点距離のところで複数の像を迅速且つ動的に捕捉するが、単一の像又は像のストリームは、ディスプレイ１６５上に表示できるよう選択できる。
【００５３】
幾つかの具体化例では、システム１００は、それぞれシーンを複数の互いに異なる焦点距離のところで描き出す複数の像チャネルの形態をした複数の像１６４を連続的に又は定期的に生成して出力する。例えば、複数の像チャネルは、フレームレート（例えば、４８ｆｐｓ）を有するのが良く、各像チャネルは、フレーム１つ当たりかかるチャネルに関して特定の焦点距離のところに１つの像を含むことができる。
【００５４】
かくして、一例を挙げると、ブロック１６４で示されているように、システム１００は、５つの互いに異なる焦点距離をそれぞれ有する５つの像チャネルを出力することができ、この場合、５つの像チャネルの各々は、４８ｆｐｓのフレームレートでフレーム１つ当たり１つの像を含む。５つの像チャネルを図示すると共に説明するが、かかる数量は、例示であるに過ぎない。可変焦点距離光学組立体１０２の変形レート及び／又は像捕捉デバイス１６２の捕捉レートと関連した動作上の制約だけを受けることを条件として、任意数の像チャネルを捕捉すると共に／或いはストリーミングすることができる。
【００５５】
システム１００は、オプションとして、焦点距離コントローラ１４４を更に含むのが良い。幾つかの具体化例では、焦点距離コントローラ１４４は、システム１００が複数の像１６４を捕捉する焦点長さの範囲を調節するよう動作可能である。代替的に又は追加的に、焦点距離コントローラ１４４は、オペレータ（例えば「オペレータビュー」）への提示のためにディスプレイ１６５に提供される像の特定の焦点距離を調節するよう動作可能であっても良い。幾つかの具体化例では、焦点距離コントローラ１４４は、ズームコントローラとして広く用いられており、と言うのは、このコントローラにより、捕捉され又はディスプレイ１６５に提供される焦点距離のうちのいずれか一方又はこれら両方を像の焦点距離の調節によって「ズームイン」したり「ズームアウト」したりすることができるからである。
【００５６】
可変焦点距離光学組立体１０２及び像捕捉デバイス１６２のうちの一方又はこれら両方は、図１Ｂを参照して以下に更に説明するように、コントローラ又は他のプロセッサ利用デバイスに作動敵に且つ通信可能に結合されるのが良い。
【００５７】
図１Ｂは、例示の可変焦点距離光学組立体システム１１００を示しており、このシステム１１００は、少なくとも１つの実施形態に従ってオプションとしての像収集装置１１６０に結合された可変焦点距離光学組立体１１０２を含む。可変焦点距離光学組立体１１０２は、図示の一実施形態によれば、第１の端部１１０６及び第２の端部１１０８を備えたハウジング１１０４、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０、第１の変形可能な反射素子１１２０、第２の変形可能な反射素子１１３０、及びシステムコントローラ１１４０を含む。可変焦点距離光学組立体１１０２は、１つ又は２つ以上のカップリング１１０９、例えばねじ山付き又は差し込み型レンズマウントを介して像収集装置１１６０に作動敵に且つ通信可能に結合されるのが良い。コントローラ１１４０は、可変焦点距離光学組立体１１０２の焦点面１１８０のところに位置決めされた像捕捉デバイス１１６２に通信可能に結合されると共にかかる像捕捉デバイスの１つ又は２つ以上の観点を制御するのが良い。変形可能なエントリーレンズ素子１１１０、変形可能な第１及び第２の反射素子１１２０，１１３０、及び像捕捉デバイス１１６２の動作を協調させることによって、コントローラ１１４０は、例えば像捕捉デバイス１１６２を用いて複数の焦点距離のところで正しく合焦されると共に正確に露出された像を表すデータを収集することができる。
【００５８】
変形可能なエントリーレンズ素子１１１０、第１の変形可能な反射素子１１２０、及び第２の変形可能な反射素子１１３０は、コントローラ１１４０によって個々に制御可能である。変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０の各々の個別制御により、可変焦点距離光学組立体１１０２は、任意数の焦点距離をもたらすことができる。少なくとも１つの具体化例では、コントローラ１１４０は、変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０の変形度を変更し、調整し、又は制御することができ、その結果、可変焦点距離光学組立体１１０２を調節して魚眼焦点距離（例えば、６ミリメートル（６ｍｍ）未満）から極端テレフォト焦点距離（例えば、２，０００ｍｍを超える）までの任意の焦点距離をもたらすことができるようになっている。
【００５９】
変形可能なエントリーレンズ素子１１１０、第１の変形可能な反射素子１１２０、及び第２の変形可能な素子１１３０は、それぞれの素子に１つ又は２つ以上の外部から加えられた力を及ぼすことによって個々に、選択的に、制御可能に変形する。かかる外部から加えられた力は、変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０に機械的力、電流、電気機械的力、又は電磁エネルギーを加えることを含む場合がある。幾つかの具体化例では、１つ又は２つ以上の規定されたパラメータ、例えば周波数、位相、及び／又は波形を有する電磁エネルギーが変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０の変形を生じさせるために用いられる場合がある。
【００６０】
一例として、コントローラ１１４０は、変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０の変形をそれぞれ制御する変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０とそれぞれ関連したそれぞれのアクチュエータを制御するのが良い。アクチュエータは、それぞれ、機械的力、電流、電気機械的力、電磁界、又は他の力を提供してそれぞれ変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０を変形させることができる。
【００６１】
幾つかの場合、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０、第１の変形可能な反射素子１１２０、及び第２の変形可能な反射素子１１３０を電磁エネルギーの選択的且つ制御された印加により１秒当たり数百回又はそれどころか数千回（即ち、数百又は数千ヘルツの頻度で）変形させることができる。かくして、変形可能な素子１１１０，１１２０及び／又は１１３０のうちの少なくとも１つを変形させることにより、コントローラ１１４０は、レンズ焦点距離に関して１秒当たり数百回又はそれどころか数千回の変化をもたらすことができる。
【００６２】
プレイバックフレームレートが用途に応じて幅広いばらつきがある。例えば、第１のフレームレートは、１秒当たり約２０又は２４のフレーム（“ｆｐｓ”）から約４８又は５０ｆｐｓまでのシネマトグラフィックプレイバックフレームレート、例えば映画で用いられるシネマトグラフィックプレイバックフレームレートに対応するのが良い。別の実施例では、第１のフレームは、約１ｆｐｓから約３０ｆｐｓまでの監視ビデオプレイバックフレームレートに対応するのが良い。変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０は、代表的には、１秒当たり１〜５０個のフレームの第１のフレームレートを受けると１秒当たり数百又はそれどころか数千回のレンズ焦点距離変化を提供することができるので、各プレイバックフレームについて多数の焦点距離のところでシーンの像又はサブフレームを捕捉することが可能である。シネマトグラフィック用途及び監視用途について提供される例示のｆｐｓレートは、例示として提供されているに過ぎない。他のフレームレートを容易に利用することができる。
【００６３】
例えば、可変焦点距離光学組立体１１０２は、１秒当たり１５０回にわたって焦点距離を変化させる能力を有することができる（即ち、１５０ヘルツの焦点距離シフト頻度）。１秒当たり５０個のフレームの第１のフレームレート（即ち、プレイバックフレームレート）では、各々異なるレンズ焦点距離のところに得られた３つの互いに異なる像又はサブフレーム（以下、「像／サブフレーム」は、捕捉された像とサブフレームとの間に１：１の関係があることを示している）は、各プレイバックフレームについて像捕捉デバイス１１６２によって捕捉され又は収集されるのが良い。かくして、各プレイバックフレーム“Ｘ”に関し、５０ｍｍのレンズ焦点距離のところで捕捉された第１の像／サブフレーム“Ｘ1”、２００ｍｍのレンズ焦点距離のところで捕捉された第２の像／サブフレーム“Ｘ2”及び５００ｍｍのレンズ焦点距離のところで捕捉された第３の像／サブフレーム“Ｘ3”を収集することができる。これよりも高いレンズ頻度では、規定された第１のフレームレートを依然として維持しながら、多くの数の像／サブフレームＸnを各プレイバックフレームについて収集することができる。
【００６４】
変形可能なエントリーレンズ素子１１１０、第１の変形可能な反射素子１１２０、及び第２の変形可能な反射素子１１３０は、第１の端部１１０６を備えたハウジング１１０４内に設けられ、外部シーンから反射された光の少なくとも一部分がこの第１の端部１１０６を通って入る。ハウジング１１０４は、第２の端部１１０８を更に有し、ハウジング１１０４の第１の端部１１０６に入った光の少なくとも一部分がこの第２の端部１１０８を通って出る。幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体１１０２は、可変焦点距離光学組立体１１０２を通る光路１１７０に沿って位置決めされた１つ又は２つ以上の従来型（即ち、変形不能な）レンズ又はレンズ素子１１５０を含むのが良い。ハウジング１１０４を出た光の少なくとも一部分は、オプションとして結合された像収集装置１１６０に入ることができ、そして可変焦点距離光学組立体１１０２の焦点面１１８０上に位置決めされた１つ又は２つ以上の像捕捉デバイス１１６２に入射することができる。例えば、光は、焦点面１１８０の焦点１１８２のところに合焦されるのが良い。
【００６５】
変形可能なエントリーレンズ素子１１１０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される光学的に透明な又は半透明なレンズ素子を含むことができる。変形可能なエントリーレンズ素子１１１０は、１つ又は２つ以上のレンズ素子を含むのが良い。変形可能なエントリーレンズ素子１１１０は、１つ又は２つ以上の両凸レンズ素子、平凸レンズ素子、メニスカス凸レンズ素子、両凹レンズ素子、平凹レンズ素子、又はメニスカス凹レンズ素子を含むのが良い。変形可能なエントリーレンズ素子１１１０は、力、例えば、機械的力（例えば、機械的作動）、電流（例えば、電気作動）、及び／又は電磁エネルギー（例えば、電磁作動）を受けるとこれに応答して変形することができる。
【００６６】
幾つかの具体化例では、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０は、外部から加えられる機械的、電気的、電気機械的、電磁エネルギー又は他の力の源を受けると、調節可能であり又は変形可能である物理的形態又は幾何学的形状を備えた光学的に透明又は半透明なレンズ素子を含むのが良い。あるときには、外部から供給されるエネルギー源を受けると、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０の１つ又は２つ以上の物理的性質（例えば、レンズ直径）は、電磁エネルギーを受けると増大し又は減少する場合がある。かかる場合、ハウジング１１０４は、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０の物理的サイズの変化に対応するよう可撓性又は柔軟性のセグメントを有するのが良い。かかる具体化例では、コントローラ１１４０は、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０を変形させるために用いられる力及び／又はエネルギー（例えば、電磁エネルギー）の全て又は一部分を発生させるのが良い。幾つかの具体化例では、コントローラ１１４０は、１つ又は２つ以上の最終の制御素子に送られる制御信号又は制御出力を発生させることができ、かかる最終の制御素子は、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０を変形させるために用いられる１つ又は２つ以上のパラメータ及び／又は力及び／又はエネルギー（例えば、電磁エネルギー）の全て又は一部分の供給を制御する。幾つかの具体化例では、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０は、変形可能なエントリーレンズ素子１１１０を通る光の集束、発散、無限遠のところでの合焦、又は視準が結果的に選択的に得られるよう選択的に変形可能である。
【００６７】
第１の変形可能な反射素子１１２０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。第１の変形可能な反射素子１１２０は、１つ又は２つ以上の反射素子を含むのが良い。第１の変形可能な反射素子１１２０は、１つ又は２つ以上の平面反射素子、凸面反射素子、凹面反射素子、球面凹面反射素子、又は放物面反射素子を含むのが良い。第１の変形可能な反射素子１１２０は、力、例えば、機械的力（例えば、機械的作動）、電流（例えば、電気作動）、及び／又は電磁エネルギー（例えば、電磁作動）を受けるとこれに応答して変形することができる。
【００６８】
幾つかの具体化例では、第１の変形可能な反射素子１１２０は、任意の数の反射素子を含むことができ、これら反射素子のうちの幾つか又は全ては、外部から加えられる機械的、電気的、電気機械的、電磁エネルギー源又は他の力を受けると、調節可能であり又は変形可能である物理的形態又は幾何学的形状を有する。あるときには、外部から供給されるエネルギー源を受けると、第１の変形可能な反射素子１１２０の１つ又は２つ以上の物理的性質（例えば、レフレクタ直径）は、かかる電磁エネルギーを受けると増大し又は減少する場合がある。かかる場合、ハウジング１１０４は、第１の変形可能な反射素子１１２０の物理的サイズの変化に対応するよう可撓性又は柔軟性のセグメントを有するのが良い。かかる具体化例では、コントローラ１１４０は、第１の変形可能な反射素子１１２０を変形させるために用いられる力及び／又はエネルギー（例えば、電磁エネルギー）の全て又は一部分を発生させるのが良い。幾つかの具体化例では、コントローラ１１４０は、１つ又は２つ以上の最終の制御素子に送られる制御信号又は制御出力を発生させることができ、かかる最終の制御素子は、第１の変形可能な反射素子１１２０を変形させるために用いられる１つ又は２つ以上のパラメータ及び／又は力及び／又はエネルギー（例えば、電磁エネルギー）の全て又は一部分の供給を制御する。少なくとも１つの具体化例では、第１の変形可能な反射素子１１２０は、光路１１７０が第１の変形可能な反射素子１１２０を通って像捕捉デバイス１１６２まで通ることができるようにするアパーチュアが貫通して設けられた凹状反射素子を含むのが良い。
【００６９】
他の具体化例では、第１の変形可能な反射素子１１２０は、凸状変形形態と凹状変形形態の両方に選択的に変形可能であるのが良い。具体的に言えば、第１の変形可能な反射素子１１２０は、組立体１１０２によって提供される焦点距離を第１の方向に調節する凹状形態に変形可能であり、又は組立体１１０２によって提供される焦点距離を第１の方向とは逆の第２の方向に調節する凸状形態に変形可能である。かくして、例えば、第１の変形可能な反射素子１１２０の基本又は非変形形態は、第１の変形可能な反射素子１１２０の変形範囲と関連した或る範囲の焦点距離のメジアン（中央値）にほぼ等しい焦点距離に一致するのが良い。幾つかの具体化例では、基本又は非変形形態は、光を反射する平坦な（即ち、凸状でも凹状でもない）表面を提供する。幾つかの具体化例では、第１の変形可能な反射素子１１２０は、第１の変形可能な反射素子１１２０から反射した光の集束、発散、無限遠のところでの合焦、又は視準が結果的に選択的に得られるよう選択的に変形可能である。
【００７０】
第２の変形可能な反射素子１１３０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。第２の変形可能な反射素子１１３０は、１つ又は２つ以上の反射素子を含むのが良い。第２の変形可能な反射素子１１３０は、１つ又は２つ以上の平面反射素子、凸面反射素子、凹面反射素子、球面凹面反射素子、又は放物面反射素子を含むのが良い。第２の変形可能な反射素子１１３０は、力、例えば、機械的力（例えば、機械的作動）、電流（例えば、電気作動）、及び／又は電磁エネルギー（例えば、電磁作動）を受けるとこれに応答して変形することができる。
【００７１】
幾つかの具体化例では、第２の変形可能な反射素子１１３０は、任意の数の反射素子を含むことができ、これら反射素子のうちの幾つか又は全ては、外部から加えられる機械的、電気的、電気機械的、電磁エネルギー源又は他の力を受けると、調節可能であり又は変形可能である物理的形態又は幾何学的形状を有する。あるときには、外部から供給されるエネルギー源を受けると、第２の変形可能な反射素子１１３０の１つ又は２つ以上の物理的性質（例えば、レフレクタ直径）は、かかる電磁エネルギーを受けると増大し又は減少する場合がある。かかる場合、ハウジング１１０４は、第２の変形可能な反射素子１１３０の物理的サイズの変化に対応するよう可撓性又は柔軟性のセグメントを有するのが良い。かかる具体化例では、コントローラ１１４０は、第２の変形可能な反射素子１１３０を変形させるために用いられる力及び／又はエネルギー（例えば、電磁エネルギー）の全て又は一部分を発生させるのが良い。幾つかの具体化例では、コントローラ１１４０は、１つ又は２つ以上の最終の制御素子に送られる制御信号又は制御出力を発生させることができ、かかる最終の制御素子は、第２の変形可能な反射素子１１３０を変形させるために用いられる１つ又は２つ以上のパラメータ及び／又は力及び／又はエネルギー（例えば、電磁エネルギー）の全て又は一部分の供給を制御する。少なくとも１つの具体化例では、第２の変形可能な反射素子１１３０は、入射光の少なくとも一部分を反射してハウジング１１０４の第２の端部１１０８から出して１つ又は２つ以上の像捕捉デバイス１１６２に向けるよう光路１１７０に沿う場所でハウジング１１０４内に位置決めされた凸状反射素子を含むのが良い。
【００７２】
他の具体化例では、第２の変形可能な反射素子１１３０は、凸状変形形態と凹状変形形態の両方に選択的に変形可能であるのが良い。具体的に言えば、第２の変形可能な反射素子１１３０は、組立体１１０２によって提供される焦点距離を第１の方向に調節する凹状形態に変形可能であり、又は組立体１１０２によって提供される焦点距離を第１の方向とは逆の第２の方向に調節する凸状形態に変形可能である。かくして、例えば、第２の変形可能な反射素子１１３０の基本又は非変形形態は、第２の変形可能な反射素子１１３０の変形範囲と関連した或る範囲の焦点距離のメジアン（中央値）にほぼ等しい焦点距離に一致するのが良い。幾つかの具体化例では、基本又は非変形形態は、光を反射する平坦な（即ち、凸状でも凹状でもない）表面を提供する。幾つかの具体化例では、第２の変形可能な反射素子１１３０は、第２の変形可能な反射素子１１３０から反射した光の集束、発散、無限遠のところでの合焦、又は視準が結果的に選択的に得られるよう選択的に変形可能である。
【００７３】
コントローラ１１４０は、１つ又は２つ以上のユーザ入力を受け取って少なくとも、可変焦点距離光学組立体１１０２中のレンズ素子１１１０及び／又は反射素子１１２０，１１３０の変形を制御するのに有用な多くの出力を提供することができる任意の処理装置を含むのが良い。幾つかの場合、コントローラ１１４０は、可変焦点距離光学組立体１１０２内に又はこの近くに配置されるのが良い。幾つかの場合、コントローラ１１４０の全て又は一部分、又はコントローラ１１４０の機能の全て又は一部分は、像収集装置１１６０内又はこの近くに配置された像収集装置コントローラ１１６８によって提供できる。あるときには、レンズ素子１１１０，１１２０，１１３０を変形させるためにコントローラ１１４０によって用いられる電力の少なくとも一部分は、外部電源１１４２、例えばエネルギー貯蔵装置（例えば、バッテリ、ウルトラキャパシタ、又はこれらの類似物）によって又は外部公共電源回路網から提供されるのが良い。またあるときには、レンズ素子１１１０，１１２０，１１３０を変形させるためにコントローラ１１４０によって用いられる電力の少なくとも一部分は、可変焦点距離光学組立体１１０２が取り付けられている像収集装置１１６０のための像収集装置電源１１６６によって提供されるのが良い。
【００７４】
図１Ｂには示されていないが、可変焦点距離光学組立体１１０２は、オプションとして、１つ又は２つ以上の暴露制御装置を含むのが良い。例えば、可変焦点距離光学組立体１１０２は、オプションとして、像収集装置１１６０の焦点面１１８０に入射する光の量を制限するアパーチュアを有するのが良い。かかるアパーチュアとしては、機械的アパーチュア、例えば金属箔アパーチュア又は電子アパーチュア、例えば液晶（ＬＣＤ）アパーチュアが挙げられる。
【００７５】
幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体１１０２及び／又は像収集装置１１６０は、動的可変アパーチュア（図示せず）を有するのが良く又は可変焦点距離光学組立体１１０２及び／又は像収集装置１１６０には動的可変アパーチュア（図示せず）が設けられるのが良い。動的可変アパーチュアは、アパーチュアを形作り又は違ったやり方でアパーチュアを通る光を整形し又は選択的に通す電気活性ポリマーを含むのが良い。
【００７６】
一例として、動的可変アパーチュアは、中央部分が除かれた又は存在していない（例えば、環状ポリマー）不透明な電気活性ポリマーを含むのが良い。中央部分は、最も小さな作動的に有効なアパーチュアサイズに対応するのが良い。不透明な電気活性ポリマーは、２つの透明なプレート相互間に配置された状態で電源（例えば、電源１１４２）に接続されるのが良い。ポリマーに加えられる電力の電圧又は他の特性を調節することにより、その結果として、アパーチュアが「開き」又は追加の光をアパーチュアに通すことができる。例えば、電力を加えると、ポリマーは、これが被着されているメンブレンを半径方向に引き伸ばすことができ、それにより中央部分の直径が増大すると共に増大した光の量が導入される。
【００７７】
別の例として、動的可変アパーチュアは、不透明な外側部分及び不透明な中央部分として形作られた電気活性ポリマーを含むのが良く、透明な環状部分が不透明な外側部分と不透明な中央部分との間に同心状に形成される。少なくとも、不透明な外側部分及び不透明な中央部分は、１．０の屈折率を有するのが良い。
【００７８】
幾つかの具体化例では、システムにより動作上有効な各焦点距離は、特定のアパーチュアサイズに対応しており、従って、動的可変アパーチュアは、可変焦点距離光学組立体１１０２と協調して制御される。変形例として、アパーチュアサイズは、焦点距離とは独立して制御可能であり、かかるアパーチュアサイズは、ズームと同様に用いられるが、これとは異なり被写界深度に影響を及ぼすアクティブな変数としての役目を果たすことができる。
【００７９】
幾つかの場合、コントローラ１１４０に通信可能に結合された可変焦点距離光学組立体のユーザインターフェース１１４４は、ユーザ入力を受け取る。可変焦点距離光学組立体ユーザインターフェース１１４４は、可変焦点距離光学組立体１１０２の中に又はこの上に設けられる。幾つかの場合、像収集装置ユーザインターフェース１１６５は、可変焦点距離光学組立体ユーザインターフェース１１４４に加えて又はこれに代えて、可変焦点距離光学組立体１１０２に通信可能に結合されてこの可変焦点距離光学組立体と関連したユーザ入力を受け取るのが良い。幾つかの場合、可変焦点距離光学組立体ユーザインターフェース１１４４は、グラフィカルユーザインターフェースを含むのが良い。可変焦点距離光学組立体ユーザインターフェース１１４４は、少なくとも、コントローラ１１４０が可変焦点距離光学組立体１１０２を調節して合わせるべき焦点距離を表すデータを含むユーザ入力を受け取るのが良い。
【００８０】
像収集装置１１６０は、可変焦点距離光学組立体１１０２の周波数に対応したレートで像を収集することができる任意の現行の又は将来開発される静止又は映画像収集装置を含むことができる。上述したように、像収集装置は、任意の現行の又は将来開発されるイメージセンサ技術を含む像捕捉デバイス１１６２を含む。例示の像捕捉デバイス１１６２としては、相補型金属酸化膜半導体ｋ（ＣＭＯＳ）センサや電荷結合デバイス（ＣＣＤ）センサが挙げられるが、これらには限定されない。像収集装置１１６０は、像捕捉デバイス１１６２を用いて収集されたイメージデータを記憶するための１つ又は２つ以上の内部及び／又は外部非一過性記憶媒体１１６４を更に有するのが良い。幾つかの具体化例では、非一過性記憶媒体１１６４の全て又は一部分は、リムーバブル非一過性記憶媒体（例えば、セキュアディジタル（ＳＤ）、コンパクトフラッシュ（ＣＦ）、メモリスティック、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、又はこれらの類似物）の形態をしているのが良い。例示の像収集装置１１６０としては、１９２０×１０８０解像度で１秒当たり２，５６０個のフレームを収集することができる４ＭＰ  ＣＭＯＳイメージセンサを含むPhantom v641（ニュージャージー州ウェイン所在のファントム・カメラ・プロダクツによって提供されている）が挙げられるが、これには限定されない。
【００８１】
図１Ｂには示されていないが、像収集装置１１６０は、オプションとして、１つ又は２つ以上の露出制御システム及び／又は装置を含むのが良い。例えば、像収集装置１１６０は、像捕捉デバイス１１６２に入射する光の持続時間及び量を制御するためにアパーチュアかシャッターかのいずれか又はこれら両方を有するのが良い。かかる露出制御システムは、一部又は全部が像収集装置コントローラ１１６８によって具体化できる。かかる露出制御システムは、機械的アパーチュア及び／又はシャッター（例えば、金属箔アパーチュア、滑り面シャッター）又は電子アパーチュア及び／又はシャッター（例えば、ＬＣＤアパーチュア、ＬＣＤシャッター）のうちのいずれか一方又はこれら両方を含むことができる。幾つかの場合、露出制御システムは、レンズ１１５０の焦点距離のずれを適度の露出条件を可能にする周波数に制限するよう可変焦点距離光学組立体コントローラ１１４０とインターフェースするのが良い（例えば、周波数シフトレートを低周辺光状況では減少させることができ、高周辺光状況では増大させることができる）。別の例として、像収集装置１１６０は、上述したような動的可変アパーチュアを含むことができる。
【００８２】
図１Ｂは、２つの変形可能な反射素子を有するものとして組立体１１０２を示しているが、かかる数量は、一例として提供されているに過ぎない。組立体１１０２は、任意数の変形可能な反射素子又は他の光学素子を含むことができる。
【００８３】
変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０の使用により、フォーカルフィールド映画カメラ内への可変焦点距離光学組立体１１０２の使用が可能である。フォーカルフィールドをスイープすることによって、各焦点距離をサブフレーム中に配置することができる。このように、プレイバックフレーム１つ当たり複数の焦点面（例えば、２４個の焦点面）が可能である。
【００８４】
図２は、少なくとも１つの図示の実施形態による例示の光学システム２０００のブロック図であり、この光学システムは、光学システム２０００の光路内で親レンズ組立体１０４の前に配置された可変焦点距離光学組立体１０２を含む。
【００８５】
具体的に説明すると、システム２０００は、親レンズ組立体１０４及び像捕捉デバイス１６２に光学的に且つ作動的に結合された可変焦点距離光学組立体１０２を含む。幾つかの具体化例では、システム２０００は、以下に更に説明するように例えば親レンズ組立体１０４と像捕捉デバイス１６２との間に光学的に位置決めされたメタデータカップラ１０６を更に含む。
【００８６】
システム２０００は、それぞれ複数の互いに異なる焦点距離を有する複数の像を捕捉するよう動作する。複数の像は、図２のブロック１６４のところにひとまとまりに表されている。
【００８７】
幾つかの場合、システム２０００は、アフォーカル光学システムとして広く用いられていると言える。例えば、幾つかの具体化例では、親レンズ組立体１０４は、像収集装置１６０に取り付けられ、可変焦点距離光学組立体１０２は、親レンズ組立体１０４に取り外し可能に取り付けられている。
【００８８】
図１Ａ及び図１Ｂを参照して上述したように、可変焦点距離光学組立体１０２は、可変焦点距離光学組立体１０２が組立体１０２により提供される焦点距離を迅速且つ動的に調整することができるようにする１つ又は２つ以上の動的に変形可能な光学素子（例えば、レンズ素子、反射素子等）を含むのが良い。図１Ｂ及び図４〜図１０を参照することを含めて本明細書において、可変焦点距離光学組立体１０２のための例示の構造及び設計について更に説明する。
【００８９】
光がシステム２０００の外部から可変焦点距離光学組立体１０２に入り、可変焦点距離光学組立体１０２の１つ又は２つ以上の動的に変形可能な光学素子によって整形されると共に／或いは反射され、次に、可変焦点距離光学組立体１０２を出る。
【００９０】
可変焦点距離光学組立体１０２を出た光は、次に、親レンズ組立体１０４に入る。親レンズ組立体１０４は、光が親レンズ組立体１０４を通って移動しているときに光を変更する１つ又は２つ以上のレンズ素子又は他の光学素子を含むのが良い。
【００９１】
代表的には、親レンズ組立体１０４に含まれるレンズ素子又は他の光学素子は、静的光学素子（即ち、動的に変形可能ではない）である。しかしながら、幾つかの場合、親レンズ組立体１０４は、親レンズ組立体１０４によって提供される焦点距離を変化させるよう調節可能であるのが良い。
【００９２】
親レンズ組立体１０４は、種々のデバイス又は用途と関連した多くの互いに異なる形式のレンズ組立体であって良い。例示の一用途では、親レンズ組立体１０４は、静止像カメラ（例えば、ディジタルカメラ又はフィルム露光カメラ）又は映画カメラと関連した標準型カメラレンズ組立体である。幾つかの具体化例では、親レンズ組立体１０４は、パノラマ像を捕捉するパノラマカメラ及び／又は回転式カメラと関連している。
【００９３】
別の例では、親レンズ組立体１０４は、内視鏡又は他の光学医療器具の一コンポーネントであるアイピース及び／又は他のレンズ組立体である。例えば、親レンズ組立体１０４は、内視鏡検査管の体外側端部のところに取り付けられ又は違ったやり方で作動的に結合されるのが良い。
【００９４】
かくして、例示の一方式では、可変焦点距離光学組立体１０２は、内視鏡検査管と親レンズ組立体１０４との間に光学的に位置決めされるのが良い。かくして、可変焦点距離光学組立体１０２に入った光は、最初に、患者の体の内部から内視鏡検査管の少なくとも一部分を通って移動することができる。
【００９５】
親レンズ組立体を出た光は、像捕捉デバイス１６２に当たる。像捕捉デバイス１６２は、受け取った光を複数の像１６４を表すイメージデータに変換する。
【００９６】
図２は、像捕捉デバイス１６２によって捕捉された複数の像を表すブロック１６４を示している。例えば、複数の像１６４がデバイス１６２によって捕捉されたときに像捕捉デバイス１６２と関連した非一過性メモリがこれら複数の像１６４を記憶することができる。例えば、非一過性メモリは、像捕捉デバイス１６２と同一の像収集装置の一コンポーネントであるのが良い。メモリによる記憶の変形例として又はこれに加えて、像捕捉デバイス１６２は、複数の像１６４を出力し又は違ったやり方でストリーミングしても良い。
【００９７】
システム２０００は、オプションとして、図１Ａを参照して説明したようにディスプレイ１６５及び焦点距離コントローラ１４４を更に含むのが良い。
【００９８】
可変焦点距離光学組立体１０２及び像捕捉デバイス１６２のうちの一方又はこれら両方は、図１Ｂを参照して説明したようにコントローラ又は他のプロセッサ利用装置に作動的に且つ通信可能に結合されるのが良い。
【００９９】
幾つかの具体化例では、システム２０００は、メタデータカップラ１０６を含む。例えば、メタデータカップラ１０６は、図示のように親レンズ組立体１０４と像捕捉デバイス１６２との間に作動的に且つ／或いは光学的に位置決めされるのが良い。メタデータカップラ１０６は、像捕捉デバイスと同一の像収集装置の一コンポーネントであっても良く、或いは、システム２０００の追加の作動的に結合されたコンポーネントであっても良い。幾つかの具体化例では、システム２０００を通る光路は、メタデータカップラ１０６を通り、他の具体化例では、この光路は、そのように通るわけではない。
【０１００】
メタデータカップラ１０６は、メタデータを複数の像１６４の各々と論理的に関連づけるのが良い。例えば、かかるメタデータとしては、焦点距離、被写界深度、捕捉時刻、捕捉場所を表した情報、及び／又はそれぞれの像に関する他の情報が挙げられるが、これらには限定されない。メタデータカップラ１０６は、メタデータをＥＸＩＦデータとしてフォーマットすることができる。
【０１０１】
メタデータカップラ１０６は、コントローラ又は他のプロセッサ利用装置及び／又は非一過性メモリを含むのが良く又は違ったやり方でこれらに作動的に且つ通信可能に結合されるのが良い。メタデータカップラ１０６は、図２に示されているように可変焦点距離光学組立体１０２に通信可能に結合されるのが良い。
【０１０２】
以下において、図１６を参照してシステム２０００の例示の一動作方法について説明する。他の多くの動作方法又は例示の用途も又可能であり、かかる方法及び用途としては、可変焦点距離光学組立体１０２を動作させて高速度オートフォーカス動作を実行する方法及び／又は可変焦点距離光学組立体１０２を動作させて例えば親レンズ組立体１０４によって生じた歪曲（例えば、樽型歪曲）をなくし又は抑制する方法が挙げられる。例えば、１つ又は２つ以上の変形可能な反射素子を変形させてケース特定の歪曲反転をもたらすことができる。
【０１０３】
図３は、少なくとも１つの図示の実施形態による例示の光学システム３０００のブロック図であり、この光学システムは、システム３０００内の光路内で可変焦点距離光学組立体１０２の前に配置された親レンズ組立体１０４を含む。
【０１０４】
特に、システム３０００は、親レンズ組立体１０４と像捕捉デバイス１６２との間に光学的に且つ作動的に結合された可変焦点距離光学組立体１０２を含む。システム３０００は、それぞれ複数の互いに異なる焦点距離を有する複数の像を捕捉するよう動作する。複数の像は、図３のブロック１６４のところにひとまとまりに表されている。
【０１０５】
幾つかの場合、システム３０００は、アフォーカル光学システムとして広く用いられていると言える。例えば、幾つかの具体化例では、親レンズ組立体１０４は、可変焦点距離光学組立体１０２に取り付けられ、可変焦点距離光学組立体１０２は、像収集装置１６２に取り付けられている。
【０１０６】
光がシステム３０００の外部から親レンズ組立体１０４に入り、親レンズ組立体１０４の１つ又は２つ以上のレンズ又は他の光学素子によって整形されると共に／或いは反射され、次に、親レンズ組立体１０４を出る。
【０１０７】
親レンズ組立体１０４を出た光は、次に、可変焦点距離光学組立体１０２に入り、この可変焦点距離光学組立体において光が１つ又は２つ以上の動的に変形可能な光学素子によって整形されると共に／或いは反射される。
【０１０８】
特に、図１Ａ及び図１Ｂを参照して上述したように、可変焦点距離光学組立体１０２は、可変焦点距離光学組立体１０２が組立体１０２によって提供された焦点距離を迅速且つ動的に調節することができるようにする１つ又は２つ以上の動的に変形可能な光学素子を含むのが良い。以下、可変焦点距離光学組立体１０２に関する例示の構造及び設計について説明し、かかる説明は、図１Ｂ及び図４〜図１０を参照して行われる説明を含む。かくして、可変焦点距離光学組立体１０２は、変形可能な光学素子を動的に変形させて組立体１０２により提供される焦点距離を迅速且つ動的に調節することができ、それにより、それぞれ複数の互いに異なる焦点距離を有する複数の像の捕捉が可能になる。
【０１０９】
可変焦点距離光学組立体１０２を出た光は、像捕捉デバイス１６２に当たる。像捕捉デバイス１６２は、受け取った光を複数の像１６４を表すイメージデータに変換する。
【０１１０】
代表的には、親レンズ組立体１０４に含まれるレンズ素子又は他の光学素子は、静的光学素子（即ち、動的に変形可能ではない）である。しかしながら、幾つかの場合、親レンズ組立体１０４は、親レンズ組立体１０４によって提供される焦点距離を変化させるよう調節可能であるのが良い。
【０１１１】
親レンズ組立体１０４は、種々のデバイス又は用途と関連した多くの互いに異なる形式のレンズ組立体であって良い。例示の一用途では、親レンズ組立体１０４は、静止像カメラ又は映画カメラと関連した標準型カメラレンズ組立体である。幾つかの具体化例では、親レンズ組立体１０４は、パノラマ像を捕捉するパノラマカメラ及び／又は回転式カメラと関連している。
【０１１２】
別の例では、親レンズ組立体１０４は、内視鏡又は他の光学医療器具の一コンポーネントであるアイピース及び／又は他のレンズ組立体である。例えば、親レンズ組立体１０４は、内視鏡検査管の体外側端部のところに取り付けられ又は違ったやり方で作動的に結合されるのが良い。
【０１１３】
かくして、例示の一方式では、可変焦点距離光学組立体１０２は、内視鏡検査管と親レンズ組立体１０４の両方の後に光学的に位置決めされるのが良い。例えば、親レンズ組立体１０４は、内視鏡検査管の体内側端部のところに位置決めされるのが良く、他方、可変焦点距離光学組立体１０２は、体外側端部のところに位置決めされる。別の例では、親レンズ組立体１０４と可変焦点距離光学組立体１０２の両方は、内視鏡検査管の体外側端部のところに位置決めされるのが良く、可変焦点距離光学組立体１０２は、親レンズ組立体１０４の後に光学的に位置決めされる。かくして、可変焦点距離光学組立体１０２に入った光は、最初に、患者の体内から内視鏡検査管の少なくとも一部分を通って移動することができる。
【０１１４】
図３は、像捕捉デバイス１６２によって捕捉された複数の像を表すブロック１６４を示している。例えば、複数の像１６４がデバイス１６２によって捕捉されたときに像捕捉デバイス１６２と関連した非一過性メモリがこれら複数の像１６４を記憶することができる。例えば、非一過性メモリは、像捕捉デバイス１６２と同一の像収集装置の一コンポーネントであるのが良い。メモリによる記憶の変形例として又はこれに加えて、像捕捉デバイス１６２は、複数の像１６４を出力し又は違ったやり方でストリーミングしても良い。
【０１１５】
システム３０００は、オプションとして、図１Ａを参照して説明したようにディスプレイ１６５及び焦点距離コントローラ１４４を更に含むのが良い。
【０１１６】
可変焦点距離光学組立体１０２及び像捕捉デバイス１６２のうちの一方又はこれら両方は、図１Ｂを参照して説明したようにコントローラ又は他のプロセッサ利用装置に作動的に且つ通信可能に結合されるのが良い。
【０１１７】
以下において、図１７を参照してシステム３０００の例示の一動作方法について説明する。他の多くの動作方法又は例示の用途も又可能であり、かかる方法及び用途としては、可変焦点距離光学組立体１０２を動作させて高速度オートフォーカス動作を実行する方法及び／又は可変焦点距離光学組立体１０２を動作させて例えば親レンズ組立体１０４によって生じた歪曲（例えば、樽型歪曲）をなくし又は抑制する方法が挙げられる。例えば、１つ又は２つ以上の変形可能な反射素子を変形させてケース特定の歪曲反転をもたらすことができる。
【０１１８】
図４は、少なくとも１つの図示の実施形態としての例示の可変焦点距離光学組立体４００の断面図である。幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体４００は、「４５°軸外し形態」を有するものとして広く用いられていると言える。
【０１１９】
可変焦点距離光学組立体４００は、図示の一実施形態に従って、第１の端部４０６及び第２の端部４０８を備えたハウジング４０４、変形可能なエントリーレンズ素子４１０、第１の変形可能な反射素子４２０、及び第２の変形可能な反射素子４３０を含む。外部シーンから反射された光の少なくとも一部分が第１の端部４０６のところで組立体４００に入る。ハウジング４０４の第１の端部４０６に入った光の少なくとも一部分が第２の端部４０８を通って出る。
【０１２０】
幾つかの場合、変形可能なエントリーレンズ素子４１０、第１の変形可能な反射素子４２０、及び第２の変形可能な反射素子４３０は、電磁エネルギーの選択的且つ制御された印加により１秒当たり数百回又はそれどころか数千回（即ち、数百又は数千ヘルツの頻度で）変形可能である。かくして、変形可能な素子４１０，４２０及び／又は４３０のうちの少なくとも１つの変形により、組立体４００は、焦点距離に関して１秒当たり数百又はそれどころか数千回の変化をもたらすことができる。
【０１２１】
変形可能なエントリーレンズ素子４１０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される光学的に透明な又は半透明なレンズ素子を含むことができる。特に、変形可能なエントリーレンズ素子４１０は、図１Ｂを参照して説明した変形可能なエントリーレンズ素子１１１０と同一又は類似しているのが良い。
【０１２２】
第１の変形可能な反射素子４２０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第１の変形可能な反射素子４２０は、図１Ｂを参照して説明した第１の変形可能な反射素子１１２０と同一又は類似しているのが良い。
【０１２３】
第２の変形可能な反射素子４３０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第２の変形可能な反射素子４３０は、図１Ｂを参照して説明した第２の変形可能な反射素子１１３０と同一又は類似しているのが良い。
【０１２４】
図４には示されていないが、可変焦点距離光学組立体４００は、オプションとして、例えば図１Ｂを参照して上述した動的可変アパーチュア（図示せず）を含む１つ又は２つ以上の露出制御装置を含むのが良い。
【０１２５】
さらに、幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体４００は、可変焦点距離光学組立体４００を通る光路４７０に沿って位置決めされた１つ又は２つ以上の従来型（即ち、変形不能な）レンズ又はレンズ素子４５０を含むことができる。
【０１２６】
図４に示されているように、可変焦点距離光学組立体４００を通る光路４７０は、ハウジング４０４の第１の端部４０６を含み、光がこの第１の端部を経てハウジング４０４の外部から入り、光路４７０は、第１の変形可能な反射素子４２０を含み、光がこの第１の変形可能な反射素子から第２の変形可能な反射素子４３０に向かって反射し、光路４７０は、第２の変形可能な反射素子４３０を含み、光がこの第２の変形可能な反射素子からハウジング４０４の第２の端部４０８に向かって反射し、光路４７０は、ハウジング４０４の第２の端部４０８を含み、反射された光がこの第２の端部から可変焦点距離光学組立体４００を出る。
【０１２７】
特に、図４に示されているように、第１の変形可能な反射素子４２０は、ハウジング４０４の第１の端部４０６に入った光を２２５°の角度で第２の変形可能な反射素子４３０に向かって反射する。第２の変形可能な反射素子４３０は、第１の変形可能な反射素子４２０から反射された光を２２５°の角度でハウジング４０４の第２の端部４０８に向かって反射する。
【０１２８】
組立体４００によって提供される特定の軸外し形態は、一例としての軸外し形態である。他の軸外し形態も可能であり、かかる軸外し形態としては、例えば、それぞれ光を２４０°の角度及び２１０°の角度で反射する対をなす反射素子を含む形態又は合計すると９０°、４５０°又は他の適当な値となる他の対をなす角度が挙げられる。例えば、経路角度が経路の延長がない場合に９０°に等しい結果をもたらす任意の角度を用いることができる。
【０１２９】
図４は、２つの変形可能な反射素子を含むものとして組立体４００を示しているが、かかる数量は、一例として挙げられているに過ぎない。組立体４００は、任意の数の変形可能な反射素子又は他の光学素子を含むことができる。
【０１３０】
図５は、少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体５００の断面図である。幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体５００は、「焦点距離が延長した状態で４５°の軸外し形態」を有するものとして広く用いられていると言える。
【０１３１】
可変焦点距離光学組立体５００は、図示の一実施形態に従って、第１の端部５０６及び第２の端部５０８を備えたハウジング５０４、変形可能なエントリーレンズ素子５１０、第１の変形可能な反射素子５２０、及び第２の変形可能な反射素子５３０を含む。組立体５００は、それぞれハウジング５０４に取り付けられると共に／或いはハウジング５０４内に受け入れられた第１のフォールド反射素子５２２及び第２のフォールド反射素子５３２を更に含む。外部シーンから反射された光の少なくとも一部分が第１の端部５０６のところで組立体５００に入る。ハウジング５０４の第１の端部５０６に入った光の少なくとも一部分が第２の端部５０８を通って出る。
【０１３２】
幾つかの場合、変形可能なエントリーレンズ素子５１０、第１の変形可能な反射素子５２０、及び第２の変形可能な反射素子５３０は、電磁エネルギーの選択的且つ制御された印加により１秒当たり数百回又はそれどころか数千回（即ち、数百又は数千ヘルツの頻度で）変形可能である。かくして、変形可能な素子５１０，５２０及び／又は５３０のうちの少なくとも１つの変形により、組立体５００は、焦点距離に関して１秒当たり数百又はそれどころか数千回の変化をもたらすことができる。
【０１３３】
変形可能なエントリーレンズ素子５１０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される光学的に透明な又は半透明なレンズ素子を含むことができる。特に、変形可能なエントリーレンズ素子５１０は、図１Ｂを参照して説明した変形可能なエントリーレンズ素子１１１０と同一又は類似しているのが良い。
【０１３４】
第１の変形可能な反射素子５２０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第１の変形可能な反射素子５２０は、図１Ｂを参照して説明した第１の変形可能な反射素子１１２０と同一又は類似しているのが良い。
【０１３５】
第２の変形可能な反射素子５３０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第２の変形可能な反射素子５３０は、図１Ｂを参照して説明した第２の変形可能な反射素子１１３０と同一又は類似しているのが良い。
【０１３６】
第１のフォールド反射素子５２２及び第２のフォールド反射素子５３２は、光を折り曲げると共に反射させることができる。例えば、第１及び第２のフォールド反射素子５２２，５３２は、フォールドミラー又は他形式の鏡であるのが良い。
【０１３７】
図５には示されていないが、可変焦点距離光学組立体５００は、オプションとして、例えば図１Ｂを参照して上述した動的可変アパーチュア（図示せず）を含む１つ又は２つ以上の露出制御装置を含むのが良い。
【０１３８】
さらに、幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体５００は、可変焦点距離光学組立体５００を通る光路５７０に沿って位置決めされた１つ又は２つ以上の従来型（即ち、変形不能な）レンズ又はレンズ素子５５０を含むことができる。
【０１３９】
図５に示されているように、可変焦点距離光学組立体５００を通る光路５７０は、第１の変形可能な反射素子５２０から第１のフォールド反射素子５２２まで、第１のフォールド反射素子５２２から第２のフォールド反射素子５３２まで、そして第２のフォールド反射素子５３２から第２の変形可能な反射素子５３０まで延びている。
【０１４０】
具体的に言えば、第１の変形可能な反射素子５２０は、ハウジング５０４の外部からハウジング５０４の第１の端部５０６に入った光を２２５°の角度で第１のフォールド反射素子５２２に向かって反射し、第１のフォールド反射素子５２２は、第１の変形可能な反射素子５２０によって反射された光を２２５°の角度で第２のフォールド反射ミラー５３２に向かって反射し、第２のフォールド反射素子５３２は、第１のフォールド反射素子５２２で反射された光を２２５°の角度で第２の変形可能な反射素子５３０に向かって反射し、第２の変形可能な反射素子５３０は、第２のフォールド反射素子５３２から反射された光を２２５°の角度でハウジング５０４の第２の端部５０８に向かって反射する。
【０１４１】
組立体５００によって提供される特定の軸外し形態は、一例としての軸外し形態である。他の軸外し形態も可能であり、かかる軸外し形態としては、例えば、それぞれ光を２４０°の角度及び２１０°の角度で反射する対をなす反射素子を含む形態又は合計すると９０°、４５０°又は他の適当な値となる他の対をなす角度が挙げられる。例えば、経路角度が経路の延長がない場合に９０°に等しい結果をもたらす任意の角度を用いることができる。
【０１４２】
図５は、２つの変形可能な反射素子及び２つのフォールド反射素子を含むものとして組立体５００を示しているが、かかる数量は、一例として挙げられているに過ぎない。組立体５００は、任意の数の変形可能な反射素子、フォールド反射素子、又は他の光学素子を含むことができる。
【０１４３】
図６は、少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体６００の断面図である。幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体６００は、「９０°の軸外し形態」を有するものとして広く用いられていると言える。
【０１４４】
可変焦点距離光学組立体６００は、図示の一実施形態に従って、第１の端部６０６及び第２の端部６０８を備えたハウジング６０４、変形可能なエントリーレンズ素子６１０、第１の変形可能な反射素子６２０、及び第２の変形可能な反射素子６３０を含む。外部シーンから反射された光の少なくとも一部分が第１の端部６０６のところで組立体６００に入る。ハウジング６０４の第１の端部６０６に入った光の少なくとも一部分が第２の端部６０８を通って出る。
【０１４５】
幾つかの場合、変形可能なエントリーレンズ素子６１０、第１の変形可能な反射素子６２０、及び第２の変形可能な反射素子６３０は、電磁エネルギーの選択的且つ制御された印加により１秒当たり数百回又はそれどころか数千回（即ち、数百又は数千ヘルツの頻度で）変形可能である。かくして、変形可能な素子６１０，６２０及び／又は６３０のうちの少なくとも１つの変形により、組立体６００は、焦点距離に関して１秒当たり数百又はそれどころか数千回の変化をもたらすことができる。
【０１４６】
変形可能なエントリーレンズ素子６１０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される光学的に透明な又は半透明なレンズ素子を含むことができる。特に、変形可能なエントリーレンズ素子６１０は、図１Ｂを参照して説明した変形可能なエントリーレンズ素子１１１０と同一又は類似しているのが良い。
【０１４７】
第１の変形可能な反射素子６２０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第１の変形可能な反射素子６２０は、図１Ｂを参照して説明した第１の変形可能な反射素子１１２０と同一又は類似しているのが良い。
【０１４８】
第２の変形可能な反射素子６３０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第２の変形可能な反射素子６３０は、図１Ｂを参照して説明した第２の変形可能な反射素子１１３０と同一又は類似しているのが良い。
【０１４９】
図６には示されていないが、可変焦点距離光学組立体６００は、オプションとして、例えば図１Ｂを参照して上述した動的可変アパーチュア（図示せず）を含む１つ又は２つ以上の露出制御装置を含むのが良い。
【０１５０】
さらに、幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体６００は、可変焦点距離光学組立体６００を通る光路６７０に沿って位置決めされた１つ又は２つ以上の従来型（即ち、変形不能な）レンズ又はレンズ素子６５０を含むことができる。
【０１５１】
図６に示されているように、可変焦点距離光学組立体６００を通る光路６７０は、ハウジング６０４の第１の端部６０６を含み、光がこの第１の端部を経てハウジング６０４の外部から入り、光路６７０は、第１の変形可能な反射素子６２０を含み、光がこの第１の変形可能な反射素子から第２の変形可能な反射素子６３０に向かって反射し、光路６７０は、第２の変形可能な反射素子６３０を含み、光がこの第２の変形可能な反射素子からハウジング６０４の第２の端部６０８に向かって反射し、光路６７０は、ハウジング６０４の第２の端部６０８を含み、反射された光がこの第２の端部から可変焦点距離光学組立体６００を出る。
【０１５２】
特に、図６に示されているように、第１の変形可能な反射素子６２０は、ハウジング６０４の第１の端部６０６に入った光を９０°の角度で第２の変形可能な反射素子６３０に向かって反射する。第２の変形可能な反射素子６３０は、第１の変形可能な反射素子６２０から反射された光を９０°の角度でハウジング６０４の第２の端部６０８に向かって反射する。
【０１５３】
組立体６００によって提供される特定の軸外し形態は、一例としての軸外し形態である。他の軸外し形態も可能であり、かかる軸外し形態としては、例えば、それぞれ光を２４０°の角度及び２１０°の角度で反射する対をなす反射素子を含む形態又は合計すると９０°、４５０°又は他の適当な値となる他の対をなす角度が挙げられる。例えば、経路角度が経路の延長がない場合に９０°に等しい結果をもたらす任意の角度を用いることができる。
【０１５４】
図６は、２つの変形可能な反射素子を含むものとして組立体６００を示しているが、かかる数量は、一例として挙げられているに過ぎない。組立体６００は、任意の数の変形可能な反射素子又は他の光学素子を含むことができる。
【０１５５】
図７は、少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体７００の断面図である。幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体７００は、「焦点距離が延長した状態で９０°の軸外し形態」を有するものとして広く用いられていると言える。
【０１５６】
可変焦点距離光学組立体７００は、図示の一実施形態に従って、第１の端部７０６及び第２の端部７０８を備えたハウジング７０４、変形可能なエントリーレンズ素子７１０、第１の変形可能な反射素子７２０、及び第２の変形可能な反射素子７３０を含む。組立体７００は、第１のフォールド反射素子７２２及び第２のフォールド反射素子７３２を更に含み、これら反射素子７２２，７３２は、それぞれ、ハウジング７０４に取り付けられると共に／或いはハウジング７０４内に受け入れられている。外部シーンから反射された光の少なくとも一部分が第１の端部７０６のところで組立体７００に入る。ハウジング７０４の第１の端部７０６に入った光の少なくとも一部分は、第２の端部７０８を通って出る。
【０１５７】
幾つかの場合、変形可能なエントリーレンズ素子７１０、第１の変形可能な反射素子７２０、及び第２の変形可能な反射素子７３０は、電磁エネルギーの選択的且つ制御された印加により１秒当たり数百回又はそれどころか数千回（即ち、数百又は数千ヘルツの頻度で）変形可能である。かくして、変形可能な素子７１０，７２０及び／又は７３０のうちの少なくとも１つの変形により、組立体７００は、焦点距離に関して１秒当たり数百又はそれどころか数千回の変化をもたらすことができる。
【０１５８】
変形可能なエントリーレンズ素子７１０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される光学的に透明な又は半透明なレンズ素子を含むことができる。特に、変形可能なエントリーレンズ素子７１０は、図１Ｂを参照して説明した変形可能なエントリーレンズ素子１１１０と同一又は類似しているのが良い。
【０１５９】
第１の変形可能な反射素子７２０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第１の変形可能な反射素子７２０は、図１Ｂを参照して説明した第１の変形可能な反射素子１１２０と同一又は類似しているのが良い。
【０１６０】
第２の変形可能な反射素子７３０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第２の変形可能な反射素子７３０は、図１Ｂを参照して説明した第２の変形可能な反射素子１１３０と同一又は類似しているのが良い。
【０１６１】
第１のフォールド反射素子７２２及び第２のフォールド反射素子７３２は、光を折り曲げると共に反射することができる。例えば、第１及び第２のフォールド反射素子７２２，７３２は、フォールドミラー又は他形式の鏡であるのが良い。
【０１６２】
図７には示されていないが、可変焦点距離光学組立体７００は、オプションとして、例えば図１Ｂを参照して上述した動的可変アパーチュア（図示せず）を含む１つ又は２つ以上の露出制御装置を含むのが良い。
【０１６３】
さらに、幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体７００は、可変焦点距離光学組立体７００を通る光路７７０に沿って位置決めされた１つ又は２つ以上の従来型（即ち、変形不能な）レンズ又はレンズ素子７５０を含むことができる。
【０１６４】
図７に示されているように、可変焦点距離光学組立体７００を通る光路７７０は、第１の変形可能な反射素子７２０から第１のフォールド反射素子７２２まで、第１のフォールド反射素子７２２から第２のフォールド反射素子７３２まで、そして第２のフォールド反射素子７３２から第２の変形可能な反射素子７３０まで延びている。
【０１６５】
具体的に説明すると、第１の変形可能な反射素子７２０は、ハウジング７０４の外部からハウジング７０４の第１の端部７０６に入った光を９０°の角度で第１のフォールド反射素子７２２に向かって反射し、第１のフォールド反射素子７２２は、第１の変形可能な反射素子７２０によって反射された光を９０°の角度で第２のフォールド反射ミラー７３２に向かって反射し、第２のフォールド反射素子７３２は、第１のフォールド反射素子７２２によって反射された光を９０°の角度で第２の変形可能な反射素子７３０に向かって反射し、第２の変形可能な反射素子７３０は、第２のフォールド反射素子７３２から反射された光を９０°の角度でハウジング７０４の第２の端部７０８に向かって反射する。
【０１６６】
組立体７００によって提供される特定の軸外し形態は、一例としての軸外し形態である。他の軸外し形態も可能であり、かかる軸外し形態としては、例えば、それぞれ光を２４０°の角度及び２１０°の角度で反射する対をなす反射素子を含む形態又は合計すると９０°、４５０°又は他の適当な値となる他の対をなす角度が挙げられる。例えば、経路角度が経路の延長がない場合に９０°に等しい結果をもたらす任意の角度を用いることができる。
【０１６７】
図７は、２つの変形可能な反射素子及び２つのフォールド反射素子を含むものとして組立体７００を示しているが、かかる数量は、一例として挙げられているに過ぎない。組立体７００は、任意の数の変形可能な反射素子、フォールド反射素子、又は他の光学素子を含むことができる。
【０１６８】
図８は、少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体８００の断面図である。幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体８００は、「軸上形態」を有するものとして広く用いられていると言える。
【０１６９】
可変焦点距離光学組立体８００は、図示の一実施形態によれば、第１の端部８０６及び第２の端部８０８を備えたハウジング８０４、変形可能なエントリーレンズ素子８１０、第１の変形可能な反射素子８２０、及び第２の変形可能な反射素子８３０を含む。組立体８００は、第１の選択的に反射性の素子８２６を有する第１の光アイソレータ８２４及び第２の選択的に反射性の素子８３６を有する第２の光アイソレータ８３４を更に含む。外部シーンから反射された光の少なくとも一部分は、第１の端部８０６のところで組立体８００に入る。ハウジング８０４の第１の端部８０６に入った光の少なくとも一部分は、第２の端部８０８を通って出る。
【０１７０】
幾つかの場合、変形可能なエントリーレンズ素子８１０、第１の変形可能な反射素子８２０、及び第２の変形可能な反射素子８３０は、電磁エネルギーの選択的且つ制御された印加により１秒当たり数百回又はそれどころか数千回（即ち、数百又は数千ヘルツの頻度で）変形可能である。かくして、変形可能な素子８１０，８２０及び／又は８３０のうちの少なくとも１つの変形により、組立体８００は、焦点距離に関して１秒当たり数百又はそれどころか数千回の変化をもたらすことができる。
【０１７１】
変形可能なエントリーレンズ素子８１０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される光学的に透明な又は半透明なレンズ素子を含むことができる。特に、変形可能なエントリーレンズ素子８１０は、図１Ｂを参照して説明した変形可能なエントリーレンズ素子１１１０と同一又は類似しているのが良い。
【０１７２】
第１の変形可能な反射素子８２０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第１の変形可能な反射素子８２０は、図１Ｂを参照して説明した第１の変形可能な反射素子１１２０と同一又は類似しているのが良い。
【０１７３】
第２の変形可能な反射素子８３０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第２の変形可能な反射素子８３０は、図１Ｂを参照して説明した第２の変形可能な反射素子１１３０と同一又は類似しているのが良い。
【０１７４】
第１の光アイソレータ８２４及び第２の光アイソレータ８３４は、第１の方向から接近する光の透過を選択的に可能にする一方で、第２の異なる方向から接近した光を選択的に反射する要素を含む任意の光学コンポーネントであって良い。一例として、図８に示されているように、第１の選択的に反射性の素子８２６は、第１の端部８０６から第１の選択的に反射性の素子８２６に接近する光を透過するが、第１の変形可能な反射素子８２０から第１の選択的に反射性の素子８２６に接近する光を反射する。
【０１７５】
図８には示されていないが、可変焦点距離光学組立体８００は、オプションとして、例えば図１Ｂを参照して上述した動的可変アパーチュア（図示せず）を含む１つ又は２つ以上の露出制御装置を含むのが良い。
【０１７６】
さらに、幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体８００は、可変焦点距離光学組立体８００を通る光路８７０に沿って位置決めされた１つ又は２つ以上の従来型（即ち、変形不能な）レンズ又はレンズ素子８５０を含むことができる。
【０１７７】
図８に示されているように、可変焦点距離光学組立体８００を通る光路８７０は、第１の変形可能な反射素子８２０から第１のアイソレータ８２４まで、第１のアイソレータ８２４から第２の変形可能な反射素子８３０まで、そして第２の変形可能な反射素子８３０から第２のアイソレータ８３４まで延びている。
【０１７８】
具体的に説明すると、第１の変形可能な反射素子８２０は、ハウジング８０４の外部からハウジング８０４の第１の端部８０６に入って第１の選択的に反射性の素子８２６を通過した光を１８０°の角度で第１の選択的に反射性の素子８２６に向かって反射し、第１の選択的に反射性の素子８２６は、第１の変形可能な反射素子８２０によって反射された光を９０°の角度で第２の選択的に反射性の素子８３６に向かって且つ第２の変形可能な反射素子８３０に向かって反射し、第２の変形可能な反射素子８３０は、第１の選択的に反射性の素子８２６によって反射されて第２の選択的に反射性の素子８３６を通過した光を１８０°の角度で第２の選択的に反射性の素子８３６に向かって反射し、第２の選択的に反射性の素子８３６は、第２の変形可能な反射素子８３０によって反射された光を９０°の角度でハウジング８０４の第２の端部８０８に向かって反射するのが良い。
【０１７９】
図８は、２つの変形可能な反射素子及び２つの光アイソレータを含むものとして組立体８００を示しているが、かかる数量は、一例として挙げられているに過ぎない。組立体８００は、任意の数の変形可能な反射素子、光アイソレータ、又は他の光学素子を含むことができる。
【０１８０】
図９は、少なくとも１つの図示の実施形態による例示の可変焦点距離光学組立体９００の断面図である。幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体９００は、「焦点距離を延長した軸上形態」を有するものとして広く用いられていると言える。
【０１８１】
可変焦点距離光学組立体９００は、図示の一実施形態に従って、第１の端部９０６及び第２の端部９０８を備えたハウジング９０４、変形可能なエントリーレンズ素子９１０、第１の変形可能な反射素子９２０、及び第２の変形可能な反射素子９３０を含む。組立体９００は、第１のフォールド反射素子９２２及び第２のフォールド反射素子９３２を更に含み、これら反射素子９２２，９３２は、それぞれ、ハウジング９０４に取り付けられると共に／或いはハウジング９０４内に受け入れられている。組立体９００は、第１の選択的に反射性の素子９２６を有する第１の光アイソレータ９２４及び第２の選択的に反射性の素子９３６を有する第２の光アイソレータ９３４を更に含む。外部シーンから反射された光の少なくとも一部分が第１の端部９０６のところで組立体９００に入る。ハウジング９０４の第１の端部９０６に入った光の少なくとも一部分は、第２の端部９０８を通って出る。
【０１８２】
幾つかの場合、変形可能なエントリーレンズ素子９１０、第１の変形可能な反射素子９２０、及び第２の変形可能な反射素子９３０は、電磁エネルギーの選択的且つ制御された印加により１秒当たり数百回又はそれどころか数千回（即ち、数百又は数千ヘルツの頻度で）変形可能である。かくして、変形可能な素子９１０，９２０及び／又は９３０のうちの少なくとも１つの変形により、組立体９００は、焦点距離に関して１秒当たり数百又はそれどころか数千回の変化をもたらすことができる。
【０１８３】
変形可能なエントリーレンズ素子９１０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される光学的に透明な又は半透明なレンズ素子を含むことができる。特に、変形可能なエントリーレンズ素子９１０は、図１Ｂを参照して説明した変形可能なエントリーレンズ素子１１１０と同一又は類似しているのが良い。
【０１８４】
第１の変形可能な反射素子９２０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第１の変形可能な反射素子９２０は、図１Ｂを参照して説明した第１の変形可能な反射素子１１２０と同一又は類似しているのが良い。
【０１８５】
第２の変形可能な反射素子９３０は、可変及び／又は調節可能な物理的形態又は幾何学的形状を有する任意形式の現行の又は将来開発される反射素子を含むことができる。特に、第２の変形可能な反射素子９３０は、図１Ｂを参照して説明した第２の変形可能な反射素子１１３０と同一又は類似しているのが良い。
【０１８６】
第１のフォールド反射素子９２２及び第２のフォールド反射素子９３２は、光を折り曲げると共に反射することができる。例えば、第１及び第２のフォールド反射素子９２２，９３２は、フォールドミラー又は他形式の鏡であるのが良い。
【０１８７】
第１の光アイソレータ９２４及び第２の光アイソレータ９３４は、第１の方向から接近する光の透過を選択的に可能にする一方で、第２の異なる方向から接近した光を選択的に反射する要素を含む任意の光学コンポーネントであって良い。一例として、図９に示されているように、第１の選択的に反射性の素子９２６は、第１の端部９０６から第１の選択的に反射性の素子９２６に接近する光を透過するが、第１の変形可能な反射素子９２０から第１の選択的に反射性の素子９２６に接近する光を反射する。
【０１８８】
図９には示されていないが、可変焦点距離光学組立体９００は、オプションとして、例えば図１Ｂを参照して上述した動的可変アパーチュア（図示せず）を含む１つ又は２つ以上の露出制御装置を含むのが良い。
【０１８９】
さらに、幾つかの具体化例では、可変焦点距離光学組立体９００は、可変焦点距離光学組立体９００を通る光路９７０に沿って位置決めされた１つ又は２つ以上の従来型（即ち、変形不能な）レンズ又はレンズ素子９５０を含むことができる。
【０１９０】
図９に示されているように、可変焦点距離光学組立体９００を通る光路９７０は、第１の変形可能な反射素子９２０から第１の選択的に反射性の素子９２６まで、第１の選択的に反射性の素子９２６から第１のフォールド反射素子９２２まで、第１のフォールド反射素子９２２から第２のフォールド反射素子９３２まで、第２のフォールド反射素子９３２から第２の選択的に反射性の素子９３６を通って第２の変形可能な反射素子９３０まで、そして第２の変形可能な反射素子９３０から第２の選択的に反射性の素子９３６まで延びている。
【０１９１】
具体的に言えば、第１の変形可能な反射素子９２０は、ハウジング９０４の外部からハウジング９０４の第１の端部９０６に入って第１の選択的に反射性の素子９２６を通過した光を１８０°の角度で第１の選択的に反射性の素子９２６に向かって反射し、第１の選択的に反射性の素子９２６は、第１の変形可能な反射素子９２０によって反射された光を９０°の角度で第１のフォールド反射素子９２２に向かって反射し、第１のフォールド反射素子９２２は、第１の選択的に反射性の素子９２６によって反射された光を９０°の角度で第２のフォールド反射素子９３２に向かって反射し、第２のフォールド反射素子９３２は、第１のフォールド反射素子９２２によって反射された光を９０°の角度で第２の選択的に反射性の素子９３６に向かって且つ第２の変形可能な反射素子９３０に向かって反射し、第２の変形可能な反射素子９３０は、第２のフォールド反射素子９３２によって反射されて第２の選択的に反射性の素子９３６を通過した光を１８０°の角度で第２の選択的に反射性の素子９３６に向かって反射し、第２の選択的に反射性の素子９３６は、第２の変形可能な反射素子９３０によって反射された光を９０°の角度でハウジング９０４の第２の端部９０８に向かって反射する。
【０１９２】
図９は、２つの変形可能な反射素子、２つのフォールド反射素子、及び２つの光アイソレータを含むものとして組立体９００を示しているが、かかる数量は、一例として挙げられているに過ぎない。組立体９００は、任意の数の変形可能な反射素子、フォールド反射素子、光アイソレータ、又は他の光学素子を含むことができる。
【０１９３】
図１０は、図示の一実施形態に従って、第１（例えば、プレイバック）フレームレート２１０と像／サブフレームのフレームレート２２０との関係を示す略図２００である。図２００を図１Ｂのシステム１１００に関して説明するが、図１０に示されると共に図１０を参照して説明する原理は、システム１００，２０００，３０００を含む本発明の全てのシステム及び方法に同様に当てはまる。
【０１９４】
上述したように、可変焦点距離光学組立体１１０２の焦点距離シフトレートは、第１のフレームレート２１０を超え、それにより各プレイバックフレーム２１２1〜２１２n（ひとまとめに、「プレイバックフレーム２１２」）について複数の像／サブフレーム２２２1〜２２２m（ひとまとめに、「像／サブフレーム２２２」）の収集が可能である。説明を明らかにすると共に容易にするために、特定の像／サブフレーム２２２は、ここから、２つの添え字“ｎ”及び“ｍ”を用いて識別され、この場合、“ｎ”は、親プレイバックフレーム２１２nに対応し、像／サブフレーム２２２n,mがこの親プレイバックフレーム２１２nに関連し、“ｍ”は、単一の親プレイバックフレームと関連したサブフレーム２２２のシーケンス中の特定のサブフレーム２２２n,mに対応している。かくして、図１０に示されているように、２２２4,1〜２２２4,mと表示された像／サブフレームは、プレイバックフレーム２１２4と関連している。
【０１９５】
“ｍ”像／サブフレーム２２２の各々は、規定された数の互いに異なる焦点距離のところで収集される。かくして、例えば、像／サブフレーム２２２x,1（プレイバックフレーム“ｘ”と関連した１番目の像／サブフレーム２２２）は、３０ｍｍの焦点距離のところで収集され、像／サブフレーム２２２x,10（これらフレーム“ｘ”と関連した１０番目の像／サブフレーム２２２）は、３００ｍｍの焦点距離のところで収集されるのが良い。間に位置する像／サブフレーム２２２x,2〜２２２x,9は、焦点距離の小刻みな３０ｍｍ変化分（即ち、６０ｍｍ、９０ｍｍ、……２７０ｍｍ）のところで収集されるのが良い。幾つかの具体化例では、焦点距離のシーケンスは、プレイバックフレーム２１２の幾つか又は全てについて同一である。かかる具体化例では、像／サブフレーム２２２x,2の焦点距離は、像／サブフレーム２２２y,2の焦点距離と同じであろう。
【０１９６】
各プレイバックフレーム２１２についての像／サブフレーム２２２の理論的最大数は、像／サブフレーム収集レート２２０を第１又はプレイバックフレームレート２１０で除算することによって求められる。上述したように、可変焦点距離光学組立体１１０２又は像収集装置１１６０による露出調節と関連したラグは、プレイバックフレーム２１２、１つ当たりの像／サブフレーム２２２の理論的最大数をより小さい数に減少させる場合がある。
【０１９７】
図１１は、図示の一実施形態に従って「ベストショット」選択３１０及び「ズーム効果」選択３２０を提供するために用いられる像／サブフレーム２２２の２つのやり方を示す略図３００である。図３００を図１Ｂのシステム１１００に関して説明するが、図１１に示されていると共に図１１を参照して説明する原理は、システム１００，２０００，３０００を含む本発明の全てのシステム及び方法に同様に当てはまる。
【０１９８】
各プレイバックフレーム２１２は、各々が異なる焦点距離のところで収集された関連した数の像／サブフレーム２２２を有する。イメージデータの後処理中、ユーザ、例えば編集者又はディレクターは、各プレイバックフレーム２１２nについて関連の像／サブフレーム２２２n,mを選択することができる。幾つかの場合、像／サブフレームのシーケンス中の単一の像／サブフレーム２２２n,x（焦点距離が一定の像に対応している）は、多くのプレイバックフレーム２１２a〜２１２nで用いられるよう編集者又はディレクターによって選択可能である。編集者又はディレクターは、芸術的理由でかかる焦点距離が固定された像を選択するのが良い（例えば、映画において、選択した像／サブフレーム２２２xの焦点距離は、最適被写界深度又はバックグラウンド焦点ぼけの度合いを提供することができる）。他の場合、ユーザは、コンテンツの理由でかかる焦点距離が固定された像を選択するのが良い（例えば、監視ビデオにおいて、選択した像／サブフレーム２２２xは、顔面、車両又はナンバープレートの最も明瞭な像を提供することができる）。かくして、プロダクションプレイバックフレーム３１２の最終シーケンスは、一様な焦点距離を有する像であるのが良い。
【０１９９】
固定された焦点距離ショットを提供することに加えて、プレイバックフレーム２１２の各々に関し、各々が異なる焦点距離のところで収集された任意の数の像／サブフレーム２２２を利用できることにより、他の効果も又実現可能である。例えば、一連のプレイバックフレーム２１２中の一連の像／サブフレーム２２２の選択により、像捕捉デバイス１１６２によって収集されて像収集装置の非一過性記憶媒体１１６４に記憶された像を用いて「ズームイン」及び「ズームアウト」効果３２０が実現可能になる。かかる収集された像は、ディジタル的に高められたズーム効果が用いられる他の像と比較して画質における有利な改善が提供される場合が多い。図１１に示されているように、「ズームイン」効果３２０は、第１のプロダクションプレイバックフレーム３２２ａとして焦点距離の短い（即ち、３０ｍｍ又はワイドアングル）像を含む第１の像／サブフレーム２２２1,1、第２のプロダクションプレイバックフレーム３２２ｂとして焦点距離が中程度（即ち６０ｍｍ）の像を含む第２の像／サブフレーム２２２2,2、及び第３のプロダクションプレイバックフレーム３２２ｃとして焦点距離が比較的長い（即ち９０ｍｍ）像を含む第３の像／サブフレーム２２２3,3を選択することによって達成できる。焦点距離は、長い焦点距離から短い焦点距離まで段階的に減少するのが良い。
【０２００】
図１２は、図示の一実施形態に従って像／サブフレーム２２２の形態をした多数の像を第１又はプレイバックフレームレート２１０よりも高いレートで捕捉する例示の方法１４００を示す流れ図である。方法１４００を図１Ｂのシステム１１００と関連して説明するが、図１２に示されると共に図１２を参照して説明する原理は、システム１００，２０００，３０００を含む本発明の全てのシステム及び方法に同様に当てはまる。
【０２０１】
可変焦点距離光学組立体１１０２中の変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０は、第１のフレームレート２１０を超えるレートでレンズ焦点距離に対する変化を可能にする。幾つかの場合、第１のフレームレート２１０は、１秒当たり約５個のフレームから１秒当たり約５０個のフレームまでのプレイバックフレームレート２１０であるのが良い。可変焦点距離光学組立体中の変形可能な素子１１１０，１１２０，１１３０は、１秒当たり数百又はそれどころか数千回のレート（例えば、１，１００Ｈｚ〜２，０００Ｈｚ）で焦点距離の変化を可能にすることができる。かくして十分に高い捕捉レートを有する像捕捉デバイス１１６２を用いると、プレイバックフレーム２１２の各々について像／サブフレーム２２２の形態をした複数の像を捕捉することが可能である。像／サブフレーム２２２の形態をした多数の像を第１又はプレイバックフレームレート２１０よりも高いレートで捕捉する方法１４００は、符号１４０２で始まる。
【０２０２】
符号１４０４では、像捕捉デバイス１１６２、例えばＣＭＯＳイメージセンサが第１のフレームレート２１０よりも高いレートで像／サブフレーム２２２を各々異なる焦点距離のところで収集し又は違ったやり方で捕捉する。幾つかの場合、像／サブフレーム２２２の捕捉レート２２０は、可変焦点距離光学組立体１１０２が焦点距離を変化させることができるレートによって制限される。幾つかの場合、像／サブフレーム２２２の捕捉レート２２０は、可変焦点距離光学組立体１１０２又は像収集装置１１６０が適正な像露出を達成するための露出条件を求めると共に設定することができる。幾つかの場合、像／サブフレーム２２２の捕捉レート２２０は、像収集装置１１６０のイメージデータ転送レートによって制限される。
【０２０３】
符号１４０６では、像収集装置コントローラ１１６８は、像捕捉デバイス１１６２から像収集装置の非一過性記憶媒体１１６４へのイメージデータの転送を生じさせる。かかるデータ転送は、像収集装置１１６０の内部か外部かのいずれでも起こることができる。例えば、１つの場合、像収集装置１１６０は、イメージデータを１つ又は２つ以上のネットワーク経由で像収集装置非一過性記憶媒体１１６４の固有の記憶容量を著しく超える記憶容量を有する遠隔の記憶装置にワイヤレスで転送することができる。多くの像／サブフレーム２２２を第１又はプレイバックフレームレート２１０よりも高いレート２２０で捕捉する方法１４００は、符号１４０８で終わる。
【０２０４】
図１３は、図示の一実施形態に従って第１の規定された相互オフセットの状態で記憶された第１の複数の像／サブフレーム２２２を第１又はプレイバックフレームレート２１０で取り出す例示の方法１５００を示す流れ図である。方法１５００を図１Ｂのシステム１１００と関連して説明するが、図１３に示されると共に図１３を参照して説明する原理は、システム１００，２０００，３０００を含む本発明の全てのシステム及び方法に同様に当てはまる。
【０２０５】
複数の像／サブフレーム２２２を各プレイバックフレーム２１２と関連づける。各プレイバックフレーム２１２a〜２１２nに関し、複数の像／サブフレーム２２２の各々を規定された焦点距離の規定されたシーケンスをなしてレート２２０で捕捉する。かくして、各プレイバックフレーム２１２a〜２１２nに関し、第１の像／サブフレーム２２２a,1〜２２２n,1が同一の焦点距離のところで得られる。同様に、各プレイバックフレーム２１２a〜２１２nに関するあらゆる連続した像／サブフレーム２２２が同じ焦点距離のところで得られる。かくして、プレイバックフレーム２１２の各々について第３の像／サブフレーム２２２x,3が同一の焦点距離のところで得られている。かくして、各プレイバックフレーム２１２について第３の像／サブフレーム２２２x,3を選択することによって、第１の固定された焦点距離のところで撮影された映画が得られる。
【０２０６】
等しい数の像／サブフレーム２２２が対応の各プレイバックフレーム２１２と関連しているので、同一焦点距離のところで得られた像／サブフレーム相互間の間隔が固定される。例えば、１０個の像／サブフレーム２２２x,1〜２２２x,10が各プレイバックフレーム２１２xと関連している場合、１０番目ごとの像／サブフレーム２２２は、同じ（即ち、第１の）焦点距離のところで得られることになり、その結果、１０個の像／サブフレーム２２２の第１の規定されたオフセットが得られる。第１の規定された相互オフセットで記憶されている第１の複数の像／サブフレーム２２２を第１のフレームレート２１０で取り出す方法１５００が符号１５０２で始まる。
【０２０７】
符号１５０４では、第１の焦点距離を表す入力を受け取る。かかる入力は、映画中に含まれるあらゆるプレイバックフレーム２１２nに関する像／サブフレーム２２２n,mに接近できるポストプロダクション処理システム上のユーザインターフェースを介して提供できる。幾つかの場合、入力は、固定された第１の焦点距離（例えば、５０ｍｍ）の形態を取ることができる。
【０２０８】
符号１５０６では、提供された焦点距離と関連した像／サブフレーム２２２を非一過性記憶媒体から取り出す。その結果として、第１の焦点距離のところで収集された第１の又は１番目の像／サブフレーム２２２x,1が各プレイバックフレーム２１２に関して取り出される。各プレイバックフレーム２１２に関する第１の像／サブフレーム２２２x,1が同じ数の像／サブフレーム２２２x,1だけオフセットしているので、その結果として、効果的には、第１の規定された相互オフセットの状態で非一過性記憶媒体１１６４内に記憶された像／サブフレーム（例えば、１０番目ごとの像／サブフレーム２２２）の取り出しが行われる。第１の規定された相互オフセットの状態で記憶された第１の複数の像／サブフレーム２２２を第１のフレームレート２１０で取り出す方法１５００が符号１５０８で終わる。
【０２０９】
図１４は、図示の一実施形態に従って第２の規定された相互オフセットの状態で記憶された第２の又は２番目の複数の像／サブフレーム２２２を第１のフレームレート２１０で取り出す例示の方法１６００を示す流れ図である。方法１６００を図１Ｂのシステム１１００と関連して説明するが、図１４に示されると共に図１４を参照して説明する原理は、システム１００，２０００，３０００を含む本発明の全てのシステム及び方法に同様に当てはまる。
【０２１０】
例えば非一過性記憶媒体１１６４中のデータとして記憶された複数の像／サブフレーム２２２を各プレイバックフレーム２１２と関連づける。各プレイバックフレーム２１２a〜２１２nに関し、像収集装置１１６０は、各々規定された焦点距離の規定されたシーケンス中の特定の焦点距離のところで複数の像／サブフレーム２２２の各々を収集する。かくして、各プレイバックフレーム２１２a〜２１２nに関し、像／サブフレーム２２２a,1〜２２２n,1が同一の焦点距離のところで得られる。像／サブフレーム２２２x,1〜２２２x,mが順次収集されるので、シーケンス中の特定の像／サブフレーム２２２の焦点距離は、プレイバックフレーム２１２xの各々に関して同一である。かくして、各フレーム２１２xと関連した像／サブフレーム２２２のシーケンス中の像／サブフレーム２２２x,mを選択することによって、第２の固定された焦点距離のところで撮影された映画が得られる。
【０２１１】
等しい数の順次像／サブフレーム２２２が対応の各プレイバックフレーム２１２と関連しているので、同一焦点距離のところで得られた像／サブフレーム２２２相互間の間隔が固定される。例えば、像／サブフレーム２２２x,1〜２２２x,10の形態の１０個の像が各プレイバックフレーム２１２xについて得られた場合、１０番目ごとの像／サブフレーム２２２は、同じ（即ち、第２の）焦点距離のところで得られることになり、その結果、１０個の像／サブフレーム２２２の第１の規定されたオフセットが得られる。第２の規定された相互オフセットで記憶されている第２の複数の像／サブフレーム２２２を第１のフレームレート２１０で取り出す方法１６００が符号１６０２で始まる。
【０２１２】
符号１６０４では、第２の焦点距離を表す入力を受け取る。かかる入力は、映画又は監視ビデオ中に含まれるあらゆるプレイバックフレーム２１２nに関するあらゆる像／サブフレーム２２２n,mと関連したデータに接近できるポストプロダクション処理システム上のユーザインターフェースを介して提供できる。幾つかの場合、入力は、固定された第２の焦点距離（例えば、５００ｍｍ）の形態を取ることができる。
【０２１３】
符号１６０６では、提供された焦点距離と関連した像／サブフレーム２２２を非一過性記憶媒体から取り出す。その結果として、第２の焦点距離のところで収集された１０番目の像／サブフレーム２２２x,10が各プレイバックフレーム２１２に関して取り出される。各プレイバックフレーム２１２に関する１０番目の像／サブフレーム２２２x,10が同じ数の像／サブフレーム２２２x,1だけ互いにオフセットしているので、その結果として、効果的には、第２の規定された相互オフセットの状態で非一過性記憶媒体１１６４内に記憶された像／サブフレーム（例えば、１０番目ごとの像／サブフレーム２２２）の取り出しが行われる。第２の規定された相互オフセットの状態で記憶された第２の複数の像／サブフレーム２２２を第１のフレームレート２１０で取り出す方法１６００が符号１６０８で終わる。
【０２１４】
図１５は、図示の一実施形態に従って第１のフレームレート２１０で、漸増又は漸減する相互オフセットの状態で記憶された別の複数の像／サブフレーム２２２を取り出す例示の方法１７００を示す流れ図である。一例として、各プレイバックフレーム２１２xと関連した一連の像／サブフレーム２２２x,1〜２２２x,10を次のように非一過性記憶媒体に記憶させることができる。
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表１．）像／サブフレーム２２２による仮想像焦点距離
５０ｍｍが第１の焦点距離として選択され、５００ｍｍが第２の焦点距離として選択された場合、各プレイバックフレーム２１２xと関連した第１の像／サブフレーム２２２x,1は、像を第１の焦点距離のところに提供する。同様に、各プレイバックフレーム２１２xと関連した１０番目の像／サブフレーム２２２x,10は、像を第２の焦点距離のところに提供する。中間の焦点距離の像／サブフレーム２２２x,2〜２２２x,9が各プレイバックフレーム２１２xについて提供される。これら中間の焦点距離の像／サブフレーム２２２x,2〜２２２x,9を利用できることにより、第１の焦点距離と第２の焦点距離との間でズームを行うことができる。漸増又は漸減する相互オフセットの状態で記憶された別の複数の像／サブフレーム２２２を第１のフレームレート２１０で取り出す例示の方法１７００が符号１７０２で始まる。
【０２１５】
符号１７０４では、第１の焦点距離（例えば、５０ｍｍ）と第２の焦点距離（例えば、５００ｍｍ）との間の焦点距離の変化（即ち、ズーム）を表す入力を受け取る。かかる入力は、映画又は監視ビデオ中に含まれるあらゆるプレイバックフレーム２１２nに関するあらゆる像／サブフレーム２２２n,mと関連したデータに接近できるポストプロダクション処理システム上のユーザインターフェースを介して提供できる。
【０２１６】
符号１７０６では、別の複数の像／サブフレーム２２２を非一過性記憶媒体（例えば、媒体１１６４）から取り出す。選択した第１の焦点距離及び第２の焦点距離は、ズームイン効果又はズームアウト効果に関するユーザの要望を表している。ズームイン効果に関し、取り出した像／サブフレーム２２２相互間のオフセットを増大させ、それにより取り出した像／サブフレーム２２２の焦点距離が次第に増大するようにする（即ち、表１の例示のデータに基づいて５０ｍｍから３００ｍｍまでの５０ｍｍ刻みで）。ズームアウト効果に関し、取り出した像／サブフレーム２２２相互間のオフセットを減少させ、それにより取り出した像／サブフレーム２２２の焦点距離が次第に減少するようにする（即ち、表１の例示のデータに基づいて３００ｍｍから５０ｍｍまでの５０ｍｍ刻みで）。漸増又は漸減する相互オフセットの状態で記憶されたサブフレーム２２２の形態をした別の複数の像を第１のフレームレート２１０で取り出す方法１７００が符号１７０８で終わる。
【０２１７】
図１６は、少なくとも１つの図示の実施形態に従って光路中に親レンズ組立体の前に位置決めされた可変焦点距離光学組立体を含む光学システムを動作させる例示の方法１８００を示す流れ図である。方法１８００を図２のシステム２０００と関連して説明するが、方法１８００を本発明の他のシステムによっても実施できる。具体的に言えば、方法１８００の観点を可変焦点距離光学組立体１０２のコンポーネントを制御すると共に／或いはこのコンポーネントであるコントローラによって実施されるものとして説明するが、システム２０００の１つ又は２つ以上の他のコンポーネントによって実施することができる。方法１８００は、符号１８０２で始まる。
【０２１８】
符号１８０２では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、可変焦点距離光学組立体１０２をプログラムして所望の拡大、縮小、及び／又は合焦方式を実施する。例えば、可変焦点距離光学組立体コントローラは、１組の命令をロードすることができ又は非一過性メモリから１組の命令を取り出すことができ、これら命令がコントローラによって実行されると、それにより、コントローラは、１つ又は２つ以上の変形可能な光学素子の変形のシーケンスを実行して可変焦点距離光学組立体１０２により提供される焦点距離を動的に変化させる。
【０２１９】
符号１８０４では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、どの像チャネルがビューイングチャネルとしてシステムオペレータに表示されるかを識別する。
【０２２０】
符号１８０６では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、メタデータカップラ１０６からの入力により親レンズ組立体１０４と関連したＥＸＩＦデータ又は他のメタデータを読み込む。例えば、メタデータカップラ１０６は、親レンズ組立体１０４によって提供される現在の焦点距離を表す親レンズ組立体１０４からの入力を受け取ることができ、そしてメタデータカップラ１０６は、かかる情報を可変焦点距離光学組立体コントローラに伝えることができる。変形例として、親レンズ組立体１０４により提供される焦点距離は、静的であるのが良く、メタデータカップラ１０６は、メモリに記憶されたかかる静的焦点距離を有する。
【０２２１】
かくして、符号１８０６では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、メタデータカップラ１０６から親レンズ組立体１０４の焦点距離を得る。代替的に又は追加的に、可変焦点距離光学組立体コントローラは、親レンズ組立体１０４から親レンズ組立体１０４の焦点距離を直接得ることができる。
【０２２２】
符号１８０８では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、可変焦点距離光学組立体１０２を動作させて到来する光を拡大し、縮小し、又は違ったやり方で合焦させる。例えば、符号１８０２のところでロードされた命令を実行すると、可変焦点距離光学組立体１０２の１つ又は２つ以上の変形可能な素子を動的に変形させることができる。
【０２２３】
符号１８１０では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、フォーカルビューＩＤ情報をメタデータカップラ１０６に提供し、他方、可変焦点距離光学組立体１０２より改変された光をそれと同時に親レンズ組立体１０４に送る。例えば、コントローラは、フォーカルビューＩＤ情報をＥＸＩＦデータとしてフォーマットすることができ又は違ったやり方で他形式のメタデータとして又は他形式のメタデータ内にＩＤ情報を含むことができる。
【０２２４】
かくして、符号１８１０では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、システム２０００によって捕捉された複数の画像の各々と関連すべき焦点距離メタデータをそれぞれ生成する。コントローラは、少なくとも一部が符号１８０６のところで得られた親レンズ組立体１０４の焦点距離値及びそれぞれの時点における可変焦点距離光学組立体１０２の複数の互いに異なる焦点距離をそれぞれ表す複数の第２の焦点距離値に基づいて焦点距離メタデータを生成する。一例として、可変焦点距離光学組立体１０２によって提供される互いに異なる焦点距離の各々に関し、可変焦点距離光学組立体コントローラは、符号１８０６のところで得られた親レンズ組立体１０４の焦点距離を修正し又は調節することができ、それにより捕捉された像に関する新たな焦点距離ＩＤを生じさせることができ、他方、可変焦点距離光学組立体１０２は、かかる焦点距離をもたらす。可変焦点距離光学組立体コントローラは、改善されたメタデータをメタデータカップラ１０６と像捕捉デバイス１６２を含む像収集装置のコントローラのうちの一方又は両方に伝える。
【０２２５】
符号１８１２では、システム２０００は、像を捕捉して改善されたＥＸＩＦ又は他のフォーカルビューＩＤメタデータを非一過性メモリ中に記憶させる。具体的に説明すると、メタデータカップラ１０６は、可変焦点距離光学組立体コントローラから取り出した改善されているメタデータを各像と関連づけるのが良い。例えば、それぞれのメタデータを各画像ファイルの一部分と並行して又はこの一部分として記憶されるのが良い。
【０２２６】
符号１８１４では、システム２０００は、改善されたＥＸＩＦデータ又は他のメタデータ中に与えられているＩＤによって規定されたシステムオペレータのためのビューイングチャネルと一緒に複数の互いに異なる焦点距離を有する像チャネルを出力する。
【０２２７】
符号１８１６では、システム２０００は、ビューイングチャネルをビューディスプレイ１６５に送る。符号１８１８では、システム２０００は、焦点距離コントローラ１４４を介してユーザ入力に基づきビューイングチャネル焦点距離を制御する。一例として、オペレータによって要求された焦点距離変化を可変焦点距離光学組立体コントローラに直接送るのが良く、このコントローラは、これに応答して、可変焦点距離光学組立体１０２によって提供された焦点距離を調節する。
【０２２８】
方法１８００は、符号１８１８の後で終了する。
【０２２９】
図１７は、少なくとも１つの図示の実施形態に従って光路中に可変焦点距離光学組立体の前に位置決めされた親レンズ組立体を含む光学システムを動作させる例示の方法１９００を示す流れ図である。方法１９００を図３のシステム３０００と関連して説明するが、方法１９００を本発明の他のシステムによっても実施できる。具体的に言えば、方法１９００の観点を可変焦点距離光学組立体１０２のコンポーネントを制御すると共に／或いはこのコンポーネントであるコントローラによって実施されるものとして説明するが、システム３０００の１つ又は２つ以上の他のコンポーネントによって実施することができる。方法１９００は、符号１９０２で始まる。
【０２３０】
符号１９０２では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、可変焦点距離光学組立体１０２をプログラムして所望の拡大及び／又は合焦方式を実施する。例えば、可変焦点距離光学組立体コントローラは、１組の命令をロードすることができ又は非一過性メモリから１組の命令を取り出すことができ、これら命令がコントローラによって実行されると、それにより、コントローラは、１つ又は２つ以上の変形可能な光学素子の変形のシーケンスを実行して可変焦点距離光学組立体１０２により提供される焦点距離を動的に変化させる。
【０２３１】
符号１９０４では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、どの像チャネルがビューイングチャネルとしてシステムオペレータに表示されるかを識別する。
【０２３２】
符号１９０６では、親レンズ組立体１０４は、メタデータを可変焦点距離光学組立体コントローラに送る。具体的に言えば、特に、メタデータは、親レンズ組立体の現在の焦点距離を表すことができる。同時に、親レンズ組立体１０４を出た光は、可変焦点距離光学組立体１０２に入る。
【０２３３】
符号１９０８では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、可変焦点距離光学組立体１０２を動作させて到来する光を縮小すると共に／或いは合焦させる。例えば、符号１９０２のところでロードされた命令を実行すると、可変焦点距離光学組立体１０２の１つ又は２つ以上の変形可能な要素を動的に変形させることができる。
【０２３４】
符号１９１０では、可変焦点距離光学組立体コントローラは、少なくとも部分的に可変焦点距離光学組立体１０２によって動的に提供された互いに異なる焦点距離に基づいて符号１９０６のところで受け取ったメタデータを変更する。一例として、可変焦点距離光学組立体１０２によって提供された互いに異なる焦点距離の各々に関し、可変焦点距離光学組立体コントローラは、符号１９０６のところで受け取った親レンズ組立体１０４の焦点距離を修正し又は調節することができ、それにより捕捉された像に関する新たな焦点距離ＩＤを生じさせることができ、他方、可変焦点距離光学組立体１０２は、かかる焦点距離をもたらす。
【０２３５】
符号１９１２では、可変焦点距離光学組立体１０２は、改変した光及び改変したメタデータを像捕捉デバイス１６２を含む像収集装置に送る。例えば、可変焦点距離光学組立体コントローラは、改善したメタデータを像捕捉デバイス１６２を含む像収集装置のコントローラに伝えることができる。
【０２３６】
符号１９１４では、システム３０００は、像を捕捉して改善されたＥＸＩＦ又は他のフォーカルビューＩＤメタデータを非一過性メモリ中に記憶させる。具体的に説明すると、可変焦点距離光学組立体コントローラから受け取った改善されているメタデータをそれぞれ各像と論理的に関連づけるのが良い。例えば、それぞれのメタデータを各画像ファイルの一部分と並行して又はこの一部分として記憶されるのが良い。
【０２３７】
符号１９１６では、システム３０００は、改善されたＥＸＩＦデータ又は他のメタデータ中に与えられているＩＤによって規定されたシステムオペレータのためのビューイングチャネルと一緒に複数の互いに異なる焦点距離を有する像チャネルを出力する。
【０２３８】
符号１９１８では、システム３０００は、ビューイングチャネルをビューディスプレイ１６５に送る。符号１９２０では、システム３０００は、焦点距離コントローラ１４４を介してユーザ入力に基づきビューイングチャネル焦点距離を制御する。一例として、オペレータによって要求された焦点距離変化を可変焦点距離光学組立体コントローラに直接送るのが良く、このコントローラは、これに応答して、可変焦点距離光学組立体１０２によって提供された焦点距離を調節する。
【０２３９】
方法１９００は、符号１９２０の後に終了する。
【０２４０】
図１８は、少なくとも１つの図示の実施形態に従って表示のために複数の像チャネルを提供する例示の方法２０５０を示す流れ図である。方法２０５０は、符号２００２で始まる。
【０２４１】
符号２００２では、像チャネルプロビジョニングシステムの一コンポーネントが表示のために、複数の互いに異なる焦点距離のところにシーンをそれぞれ描き出す複数の像チャネルのうちの第１の像チャネルを提供する。例えば、複数の像チャネルは、フレームレート（例えば、４８ｆｐｓ）を有するのが良く、各像チャネルは、フレーム１つ当たりかかるチャネルについて特定の焦点距離のところに１つの像を有するのが良い。
【０２４２】
一例として、複数の像チャネルは、光学システムによって同時に捕捉可能であり、この光学システムは、少なくとも１つの変形可能な光学素子を含む可変焦点距離光学組立体と光通信状態にある単一の像収集装置を含む。可変焦点距離光学組立体は、フレームレートの単一のフレーム内で複数の互いに異なる焦点距離の各々のところで像を捕捉するよう動作可能であるのが良い。
【０２４３】
第１の像チャネルを任意適当なディスプレイ要素、例えばテレビジョン、コンピュータモニタ、像収集装置のユーザインターフェース、又は他のディスプレイ要素上に表示することができる。
【０２４４】
符号２００４では、像チャネルプロビジョニングシステムの一コンポーネントは、焦点距離の変化を要求するビューワ入力を表すデータを受け取る。例えば、ビューワ入力をビューワ入力装置、例えば焦点距離コントローラ、テレビジョン遠隔制御装置、像収集装置のユーザインターフェースの幾つかの部分、又は他の入力装置を介して受け取ることができる。ビューワ入力は、或る特定の所望の焦点距離を指定することができ又は比較的長い又は比較的短い焦点距離を包括的に要求することができる。
【０２４５】
符号２００６では、ビューワ入力に応答して且つこのビューワ入力に基づいて、像チャネルプロビジョニングシステムの一コンポーネントは、表示のために複数の像チャネルのうちの第２の像チャネルをディスプレイ要素上に提供する。第２の像チャネルは、第１の像チャネルとは異なる焦点距離を有する。第２の像チャネルは、ビューワ入力によって具体的に要求された焦点距離を有するのが良い。
【０２４６】
かくして、例示の一用途では、テレビジョンビューワは、テレビジョン上に提供されるコンテンツの焦点距離を選択的に変化させるよう（即ち、テレビジョンに提供される像チャネルを選択的に変化させることによって）権限が与えられているのが良い。かくして、ビューワにはコンテンツに対する追加の制御及びコンテンツとの対話が与えられる。ビューワは、同じコンテンツを視聴する互いに異なる焦点距離を選択することができる（例えば、互いに異なる焦点距離のところで起こるコンテンツの互いに異なる観点に焦点を合わせるために）。これにより、有利には、視覚的コンテンツとの対話、視覚的コンテンツのカスタマイズ化及び／又は視覚的コンテンツからの娯楽を促進することができる。
【０２４７】
別の具体化例では、ビューワによって選択可能な各像チャネルは、固定された焦点距離を備えていない場合がある。かくして、特定の像チャネルは、「ズーム」インし、又は「ズーム」アウトし、或いは違ったやり方で経時的に焦点距離を変化させる動的焦点距離を有するのが良い（例えば、固定焦点距離のイメージストリームから提供される像を選択的に切り替えることによって）。各像チャネルは、独立すると共に独特の固定された又は動的な焦点距離を他の像チャネルに対して提供するようプログラムされ又は設計されるのが良い。
【０２４８】
図１９は、少なくとも１つの図示の実施形態に従って光学歪曲をなくす例示の方法２１００を示す流れ図である。方法２１００は、符号２１０２で始まる。
【０２４９】
符号２１０２では、較正デザイン又は設計物を光学システムの視野内に配置する。例えば、較正デザインを光学システムの前に手動で位置決めするのが良い。変形例として、光学システムをその視野が較正デザインを含むよう位置決めしても良い。光学システムは、可変焦点距離光学組立体を含むのが良い。
【０２５０】
較正デザインは、１つ又は２つ以上の既知のパターン又は他の光学素子を有する。一例として、較正デザインは、既知の寸法を有するチェッカーボードパターンであるのが良い。
【０２５１】
符号２１０４では、光学システムは、較正デザインの捕捉イメージを動作させる。イメージは、例えば親レンズ組立体を含む光学システムのコンポーネントによって導入される歪曲を含むことができる。
【０２５２】
符号２１０６では、１つ又は２つ以上の歪曲補正パラメータを捕捉したイメージの分析により求めるのが良い。例えば、歪曲の量又は程度及び存在場所を突き止めるのが良く、そしてかかる歪曲を修正するための必要な光学的調節値を計算するのが良い。
【０２５３】
符号２１０８では、光学システムは、少なくとも部分的に例えば親レンズ組立体によって導入された少なくとも１つの歪曲を修正するための歪曲修正パラメータに基づいて可変焦点距離光学組立体を制御する。例えば、１つ又は２つ以上の変形可能な素子を、導入された歪曲を打ち消す形状に変形させるのが良い。例えば、１つ又は２つ以上の変形可能な反射素子を変形させて特定の歪曲反転を生じさせることができる。
【０２５４】
かくして、方法２１００は、光学システムの他のコンポーネントによって導入された歪曲、例えば親レンズ組立体によって導入された樽型歪曲を減少させ又はなくすよう可変焦点距離光学組立体を活用する。
【０２５５】
要約書に記載されている内容を含む例示の実施形態の上述の説明は、網羅的であることを意図しておらず、又は実施形態を開示した形態そのものに限定することを意図していない。特定の実施形態及び実施例を例示目的で本明細書において説明したが、当業者であれば認識されるように本発明の精神及び範囲から逸脱することなく種々の均等改造例を想到することができる。種々の実施形態についての本明細書において提供された教示を必ずしも全体として上述した例示の通信サービスプロバイダシステムではなく他のシステムに適用することができる。
【０２５６】
例えば、上述の詳細な説明は、ブロック図、略図、及び実施例の使用により装置及び／又はプロセスの種々の実施形態を記載している。かかるブロック図、略図、及び実施例が１つ又は２つ以上の機能及び／又は動作を含む限り、当業者には理解されるように、かかるブロック図、流れ図、又は実施例内の各機能及び／又は動作を広範なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又は事実上これらの任意の組み合わせによって個々に且つ／或いはひとまとめに実行することができる。一実施形態では、本発明の要旨を特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）により実施することができる。しかしながら、当業者であれば認識されるように、本明細書において開示した実施形態を１つ又は２つ以上のコンピュータ上で実行される１つ又は２つ以上のコンピュータプログラムとして（例えば、１つ又は２つ以上のコンピュータシステム上で実行される１つ又は２つ以上のプログラムとして）、１つ又は２つ以上のコントローラ（例えばマイクロコントローラ）上で実行される１つ又は２つ以上のプログラムとして、１つ又は２つ以上のプロセッサ（例えばマイクロプロセッサ）上で実行される１つ又は２つ以上のプログラムとして、ファームウェアとして或いは事実上これらの任意の組み合わせとして全体として又は部分的に標準型集積回路で均等に実施することができる、しかもソフトウェア及び／又はファームウェアのための回路を設計すると共に／或いはコードを書き込むことは、本発明の開示に照らして当業者の通常の創作能力の範囲に十分含まれる。
【０２５７】
加うるに、当業者であれば理解されるように、本明細書において教示された仕組みは、プログラム製品として種々の形態で流通可能であり、しかも例示の実施形態は、この流通を事実上実施するために用いられる信号伝送媒体の特定の形式とは無関係に同じように利用できる。非一過性信号伝送媒体の実施例としては、次のもの、即ち、記録可能な形式の媒体、例えばフロッピーディスク、ハードディスクドライブ、ＣＤ‐ＲＯＭ、ディジタルテープ、コンピュータメモリ、及び他の非一過性コンピュータ可読性記憶媒体が挙げられるが、これらには限定されない。
【０２５８】
上述の種々の実施形態を組み合わせて別の実施形態を提供することができる。本明細書において言及すると共に／或いは出願データシート（もしあれば）に列挙された米国特許、米国特許出願公開、米国特許出願、外国特許、外国特許出願及び非特許文献を参照により引用し、これらの記載内容全体を本明細書の一部とし、かかる特許文献としては、２０１４年５月２０日に出願された米国特許仮出願第６２／０００，８６５号明細書（発明の名称：DYNAMICALLY VARIABLE FOCAL LENGTH LENS ASSEMBLY AND RELATED METHODS）が挙げられるが、これには限定されない。実施形態の観点を必要ならば設計変更して種々の特許、出願及び出願公開の概念を採用して更に別の実施形態を提供することができる。
【０２５９】
上述の説明に照らして実施形態に対してこれらの変更及び他の変更を行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、用いられる用語は、特許請求の範囲に記載された発明を本明細書及び特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に限定するものと解されてはならず、かかる特許請求の範囲に記載された本発明の権利としての全均等範囲と共に考えられる全ての実施形態を含むものと解されるべきである。したがって、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲は、本発明の開示によっては限定されない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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2017522611.tif 000025