特許 6643460 反射ファセットを有するビーム偏向装置を備えた多開口撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6643460

(24)【登録日】2020年1月8日

(45)【発行日】2020年2月12日

(54)【発明の名称】反射ファセットを有するビーム偏向装置を備えた多開口撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 19/07 20060101AFI20200130BHJP

   G03B 17/17 20060101ALI20200130BHJP

   G02B 30/00 20200101ALI20200130BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20200130BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20200130BHJP

   G03B 5/00 20060101ALI20200130BHJP

   G02B 7/04 20060101ALI20200130BHJP

   G02B 7/02 20060101ALI20200130BHJP

   G02B 5/09 20060101ALI20200130BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20200130BHJP

【ＦＩ】

   G03B19/07

   G03B17/17

   G02B27/22

   H04N5/225 100

   H04N5/232 380

   H04N5/232 480

   H04N5/225 400

   G03B5/00 J

   G02B7/04 E

   G02B7/02 Z

   G02B5/09

   G03B15/00 W

【請求項の数】14

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2018-509613(P2018-509613)

(86)(22)【出願日】2016年8月18日

(65)【公表番号】特表2018-532145(P2018-532145A)

(43)【公表日】2018年11月1日

(86)【国際出願番号】EP2016069630

(87)【国際公開番号】WO2017029365

(87)【国際公開日】20170223

【審査請求日】2018年3月7日

(31)【優先権主張番号】102015215836.5

(32)【優先日】2015年8月19日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】500341779

【氏名又は名称】フラウンホーファー−ゲゼルシャフト・ツール・フェルデルング・デル・アンゲヴァンテン・フォルシュング・アインゲトラーゲネル・フェライン

(74)【代理人】

【識別番号】100085497

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 秀隆

(72)【発明者】

【氏名】ヴィッペルマン，フランク

(72)【発明者】

【氏名】ブレックネル，アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ブロイエル，アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】オーベルデルステル，アレクサンデル

【審査官】 登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０６２４８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０１０２８７２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 独国特許発明第１０２０１４２１３３７１（ＤＥ，Ｂ３）

【文献】 特開２００８−１８０７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１７１４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３２１４１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１３１５１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０２６８０８１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ １９／０７

Ｇ０２Ｂ ５／０９

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０２Ｂ ７／０４

Ｇ０２Ｂ ２７／２２

Ｇ０３Ｂ ５／００

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｇ０３Ｂ １７／１７

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多開口撮像装置であって、
画像センサ（１２）と
複数の光学チャネル（１４；１４₁，１４₂，１４₃，１４₄）と、
前記複数の光学チャネルの光路（２２₁，２２₂，２２₃，２２₄）を偏向するためのビーム偏向装置（２４）であって、前記複数の光学チャネルに対して１つの共通のキャリア基板（３４）と前記画像センサ（１２）に対向する前記キャリア基板（３４）の表面上に形成された複数の反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）とを有する、ビーム偏向装置（２４）と、を備え、
各光学チャネル（１４₁，１４₂，１４₃，１４₄）の光路（２２₁，２２₂，２２₃，２２₄）を偏向する偏向角度は、前記画像センサ（１２）に対する前記キャリア基板の設定角度と、前記キャリア基板（３４）に対する前記反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）の個々の傾斜とに基づいており、前記傾斜は前記光学チャネル間で変化し、前記反射ファセットの各々は前記光学チャネルの少なくとも１つに割り当てられており、
前記複数の光学チャネル（１４₁，１４₂，１４₃，１４₄）は単一線状アレイを形成しており、
前記複数の反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）は、前記単一線状アレイの線長さ方向に平行に配置されている、
多開口撮像装置。

【請求項2】

請求項１に記載の多開口撮像装置において、前記各チャネル（１４₁，１４₂，１４₃，１４₄）について、前記設定角度は、当該チャネルに割り当てられた反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）の前記キャリア基板（３４）に対する傾斜の傾斜角度よりも大きい、多開口撮像装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の多開口撮像装置において、前記キャリア基板（３４）は、前記単一線状アレイの線長さ方向に平行に配置され、前記設定角度は前記線長さ方向に対して垂直な平面内にある、多開口撮像装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の多開口撮像装置において、前記画像センサ（１２）に対向する前記ビーム偏向装置（２４）の表面は、少なくとも前記光学チャネル（１４₁，１４₂，１４₃，１４₄）に割り当てられた前記反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）上でミラーリングされている、多開口撮像装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載の多開口撮像装置において、前記キャリア基板（３４）は平行六面体形状をしており、前記光学チャネルに割り当てられた前記反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）は平行六面体形状のキャリア基板（３４）上に成形された材料によって形成されている、多開口撮像装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載の多開口撮像装置において、前記キャリア基板（３４）は、前記画像センサに対向する表面に前記光学チャネルに割り当てられた前記反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）と一体形成されている、多開口撮像装置。

【請求項7】

請求項１〜６のいずれか１項に記載の多開口撮像装置において、前記複数の光学チャネルは１つの単一線状アレイを形成し、前記キャリア基板（３４）は、前記単一線状アレイの線長さ方向と平行な回転軸の周りに回転可能である、多開口撮像装置。

【請求項8】

請求項７に記載の多開口撮像装置において、前記回転軸の周りの前記ビーム偏向装置（２４）の回転運動を生じさせるための第１アクチュエータ（５０）を更に含む、多開口撮像装置。

【請求項9】

請求項８に記載の多開口撮像装置において、前記第１アクチュエータ（５０）は、前記多開口撮像装置の光学画像安定化制御によって制御され、画像安定化は前記ビーム偏向装置の回転運動を生じることによって行われる、多開口撮像装置。

【請求項10】

請求項９に記載の多開口撮像装置において、前記単一線状アレイの線長さ方向に沿って前記複数の光学チャネルの光学系を並進方式で移動させる第２アクチュエータ（５２）をさらに備え、その第２アクチュエータは多開口撮像装置の光学画像安定化制御によって制御され、前記単一線状アレイの線長さ方向に沿って前記複数の光学チャネルの光学系を並進方式で移動させることによって、第１の画像軸に沿って画像安定化が行われ、かつ前記ビーム偏向装置の回転運動を生じさせることにより、第２の画像軸に沿って画像安定化が行われる、多開口撮像装置。

【請求項11】

請求項１〜１０のいずれか１項に記載の多開口撮像装置において、前記複数の光学チャネルの光学系を、前記複数の光学チャネルの光路（２２₁，２２₂，２２₃，２２₄）に沿って、並進方式で移動させる第３アクチュエータ（５４）をさらに含む、多開口撮像装置。

【請求項12】

請求項１１に記載の多開口撮像装置において、前記第３アクチュエータ（５４）は、前記多開口撮像装置の焦点制御によって制御される、多開口撮像装置。

【請求項13】

請求項１〜１２のいずれか１項に記載の多開口撮像装置において、前記キャリア基板（３４）は、前記画像センサとは反対側に面する後側（３６）と、前記線長さ方向に対して平行でかつ互いに平行な２つの側面（４０，４２）とを有し、これら側面は前記画像センサと対向する面と前記後側（３６）とを接続しており、前記後側と前記画像センサ（１２）から離れた前記側面の１つとの間の角度γは、

【数12】

の条件を満足し、ここでα_x⁰は設定角度である、多開口撮像装置。

【請求項14】

請求項１〜１３のいずれか１項に記載の多開口撮像装置を製造する方法であって、前記光学チャネルに割り当てられた前記反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）が以下のステップ、即ち、
（ａ）前記キャリア基板（３４）上に追加的材料を成形するステップ、又は
（ｂ）前記キャリア基板が、前記画像センサに対向する面に前記光学チャネルに割り当てられた反射ファセット（２６₁，２６₂，２６₃，２６₄）と一体的に形成されるように、材料を射出成形又は型押しするステップ、
によって形成される、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、反射ファセット（reflecting facets）を含むビーム偏向装置を備えた多開口撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

多開口撮像装置は、単一開口撮像装置が設置サイズに関して不利となるような用途において、特に使用される。例えば、全体視野の１つの視野の異なる部分が、画像センサの異なる領域上に投影される。このようなことは、複数の光学チャネルを介して行われ、その場合、各チャネルは、画像センサのそれぞれの領域上への投影を実行するそれぞれの光学系によって画定される。光学系の中の光学チャネルの光路は、互いに平行または略平行であってもよい。ある高さ未満にはなり得ない特定の設置高さによって、複数の光学チャネルの光学系に対する画像センサの距離の方向ｚがもたらされる。これは光学チャネルの単一線アレイにおいて特に顕著となる。なぜなら、そこでは、光路に沿った方向において計測された画像センサと光学チャネルの光学系との組合せの長さが、設置高さ（ｙ軸）よりも大きくなり、用途に依存するが、画像センサと光学チャネルとの設置は、実際にカバーされるべき全体視野が画像センサと光学チャネルとの組合せの正面側ではなく側面側となるように、行われることが好まれるからである。その場合、光学チャネルの光路を偏向するためにビーム偏向装置を使用することができる。ここで、ビーム偏向装置は、複数の光路の相互方位を平行または略平行な進路から変更するためにも使用可能であり、それにより、例えば光学チャネルの単一線アレイから出発して、１つの全体視野を複数の部分視野で２次元的に、即ち１光学チャネル当たり１つの部分視野を用いてカバーすることができる。このために、ビーム偏向装置は１光学チャネル当たり１つの反射ファセットを有する。特に安価な器具においては、一方で画像誤差を防止するための十分な光学的精度を持ち、他方では費用効率的な方法でファセットを製造することは困難である。例えば、ファセット状の面取り面(chamfered surface)を有するポリマーのプリズムを形成することは、その形成プロセスが損失を伴うため、困難である。これはポリマーだけでなくガラスについても当てはまる。いずれの場合も、液体からの遷移、又は固体への融解において損失が発生する。これもまた、ツールと成形ツールとの間の形状のずれをそれぞれもたらし、又は、形状を一方とし成形された構造を他方とした場合のずれをもたらし、それらの形状のずれは、多開口撮像装置の上述した使用において受け入れられないものである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

よって、本発明の目的は、良好な費用対効果で製造でき、かつ光学的画像の品質を維持できる、多開口撮像装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0004】

この目的は、独立請求項の要旨によって解決できる。

【0005】

本発明の核となる概念は、キャリア基板がビーム偏向装置のために準備された場合に、ビーム偏向装置は良好な費用対効果で製造可能であり、多開口撮像装置の光学的品質が損なわれない、という知見である。ここで、キャリア基板は、複数の光学チャネルにとって共通のものであり、ある設定角度、即ち多開口撮像装置内の画像センサに対して斜めになるように設置され、それにより、各光学チャネルの光路を偏向する偏向角度が、一方では設定角度に基づき、他方では、ビーム偏向装置の画像センサに対向している表面の、光学チャネルに割り当てられた反射ファセットの、キャリア基板に対する個別の傾斜角に基づいている。

【0006】

そのようにして、光学チャネルの光路の「粗い偏向」が設定角度を介して得られる。そのため、この部分はビーム偏向装置を製造するための成形プロセスにおける損失問題を起こさない。むしろ、傾斜角を光学チャネルのビーム偏向の相互の角度差に限定することが可能になり、即ち、その角度差は小さく、形成または成形されるべき体積はごく僅かなものとなる。

【0007】

有利な構成は、従属請求項の主題となっている。本発明の好ましい実施形態を、以下に図面を参照しながら説明する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に従う多開口撮像装置の概略斜視図である。

【図2a】水平軸に沿ったチャネル指数上にプロットされた、異なるチャネルについてｘ軸周りのビーム偏向角度α_xを示すグラフであり、α_xは任意の単位で縦軸にそってプロットされている。

【図2b】光学チャネルについての偏向角度α_z、すなわちｙｚ面からの角度偏向が、縦軸に対して垂直な横断方向にそって縦軸上にプロットされた、個別グラフである。

【図3a】一実施形態に従うビーム偏向装置の側面図であり、ビーム偏向装置の基板がその基板面自体に認識され得る側面図を示し、線長さ方向がその側面図に対して横行している。

【図3b】一実施形態に従うビーム偏向装置の基板面に対して垂直な反射ファセットの平面図である。

【図3c】一実施形態に従うビーム偏向装置の対向方向から見た個別の側面図を示す。

【図3d】線長さ方向に沿って横方向のミラー偏向装置の側面図である。

【図4a】設定角度とチャネル固有の傾斜角度とを持つビーム偏向装置の概略側面図であり、側断面は線長さ方向に対して垂直方向であり、画像センサに近くかつ線長さ方向に対して平行に走る基板の横面が画像センサから反対側に面する対向側横面に比べて薄くなるように、全てのファセットが傾斜している場合を示す。

【図4b】図４ａに対する代替的な場合についてのビーム偏向装置の側面図であり、画像センサに対向している基板の横面が画像センタとは反対側に位置する横面よりも厚い場合を示す。

【図4c】図４ａに従うファセットと図４ｂに従うファセットとの双方が存在する場合におけるミラー偏向装置の側面図である。

【図5a】未だ単一化されていない共通の基板上に成形することによって、量産的に形成された複数のミラー偏向装置の側面図であり、多開口撮像装置に対するミラー偏向装置の後付けが考慮された場合に、その側面図は線長さ方向に対して垂直であるか、又はその側面図は単一化後の状態に対してミラー偏向装置の長手方向に対して垂直である。

【図5b】図５ａに従う側面図であるが、型押し又は射出成形を用いた一体形成による量産製造が図示され、型押し又は成形された基板が一体的に形成され、画像センサに対向する側にファセットを有する。

【図6a】線長さ方向又はミラー偏向装置の長手方向に対して平行な単一化切断線に沿った図５ａの側面図である。

【図6b】図６ａに対応する図５ａに対する図５ｂの場合の側面図である。

【図7】図５ａ又は図５ｂに従う量産的に製造されたビーム偏向装置の側面図であり、ここでは例示的に、単一化のための切断面が基板に対して垂直ではなく、基板に対して傾斜している。

【図8】図７に従う傾斜した単一化を使用した図４ｂに従うミラー偏向装置の概略側面図であり、設置高さを低減することに関し、傾斜単一化の利点を示すものである。

【図9】ミラー偏向装置の概略側面図であり、第１位置と第２位置との間を移動可能なように、ミラー偏向装置は線長さ方向に平行な回転軸周りに枢支されており、光学チャネルの光路は対向方向に偏向される。

【図10】画像センサ１２、チャネルアレイ及びミラー偏向装置の相互の相対位置を変更するための追加的手段を有する、図１に従う多開口撮像装置の概略斜視図である。

【図11】多開口撮像装置の装備を示すモバイル装置の斜視図である。

【図12】立体視目的のための２つの多開口撮像装置の装備を示すモバイル装置の斜視図である。

【図13a】図１の変更例である多開口撮像装置の側面図であり、対となる異なる傾斜を持つファセットの数を減らすために、チャネルの光軸は線長さ方向に対して平行な共通面において偏位するように予偏位（pre-divergence）を有する。

【図13b】図１の変更例である多開口撮像装置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、多開口撮像装置の一例を示す。図１の多開口撮像装置１０は、１つの画像センサ１２と、複数の光学チャネル(optical channel)１４とを含み、それらチャネル１４の各々は、それぞれ光学系(optics)１６₁，１６₂，１６₃，１６₄により画定されている。各光学チャネル１４₁，１４₂，１４₃，１４₄は、割り当てられた光学系１６₁〜１６₄により、多開口撮像装置１０の視界の全体領域の、チャネル固有のセクションを、各画像センサ領域１２₁，１２₂，１２₃，１２₄の上に投影する。画像センサ１２は、例えば画像センサ領域１２₁〜１２₄内に画素アレイを含む、１つのチップであってもよい。代替的に、画像センサ１２は、各画像センサ領域１２₁〜１２₄毎に、１つの画素アレイチップを含んでもよい。また、画像センサ１２は１つの画素アレイを含み、その画素アレイが、画像センサ領域１２₁〜１２₄にわたって連続的に伸びる１つの画素アレイを含むこともあり得る。つまり、１つの画素アレイが長方形または可変の拡張部を備え、その拡張部の中に画像センサ領域１２₁〜１２₄が存在することも可能であり、その場合には、例えば、画像センサ１２のこの共通の連続的な画素アレイの画像センサ領域１２₁〜１２₄だけが読み出されるであろう。これらの代替例の異なる組合せもまた可能である。例えば、２個以上のチャネルのために１つのチップが存在し、別のチャネルのためにもう一つのチップが存在するなどの場合である。画像センサ１２に複数のチップが存在する場合、画像センサは、例えば１つ又は複数の基板上に、例えば全てが一緒、又はグループ別などの状態で、配置されることができる。

【0010】

光学系１６₁〜１６₄の各々は、例えば１つのレンズ又は一群のレンズであって、図１に示すように、共通のホルダ１８によって保持され得るもので構成される。一例として、ホルダ１８は透明の材料で形成され、光学チャネルの光路（optical paths）によって透過されることがあり得るが、ホルダの他の代替例もまたあり得る。

【0011】

好ましくは、画像センサ領域１２₁〜１２₄は、１つの共通平面、即ち光学チャネル１４の画像平面に配置される。図１において、この平面は例示的に、デカルト座標系のｘ軸とｙ軸とにより形成された平面と平行に示され、その座標系は、以下の説明を簡素にすべく、図１において参照符号２０で示されている。

【0012】

画像センサ１２に平行な一平面、即ちｘｙ平面に平行な一平面内に、光学系１６₁〜１６₄も、互いに隣接して並ぶ状態で配置されている。図１の例において、画像センサ平面内の画像センサ領域１２₁〜１２₄の相対位置は、更に、ｘ軸に沿った光学系１６₁〜１６₄の相対位置とｙ軸に沿った光学系１６₁〜１６₄の相対位置とに対し、合同して位置決めされている。即ち、画像センサ領域１２₁〜１２₄の相対位置は、画像センサ１２に対して横方向に、光学系１６₁〜１６₄の各光学中心が画像センサ領域１２₁〜１２₄の各中央部に対してセンタリングされるように、位置決めされている。これにより、図１の例において、各光学チャネル１４₁〜１４₄の各光軸(optical axes)２２₁〜２２₄は互いに平行に伸びることになり、また、座標系２０のｚ軸に対しても平行に伸び、これら光軸に対し、各画像センサ領域１２₁〜１２₄と各光学系１６₁〜１６₄とが、センタリングされている。しかしまた、上述のような、各画像センサ領域１２₁〜１２₄と各光学系１６₁〜１６₄との配置に関し、代替例も存在することに注意すべきである。例えば、光軸２２₁〜２２₄が僅かに逸脱していることもあり得る。更に、例えば画像安定化のために、多開口撮像装置が、光学系１６₁〜１６₄の画像センサ領域１２₁〜１２₄に対する相対位置を、横方向に、即ちｘ軸及び／又はｙ軸方向に、変化させ得る１つ以上の手段を含むことも可能である。この点については、図１０を参照されたい。

【0013】

各光学系１６₁〜１６₄は、多開口撮像装置１０の全体又は総合的な視界を有する１つのシーン内に、割り当てされた画像センサ領域１２₁〜１２₄上に、各オブジェクトを投影する。そのため、各光学系１６₁〜１６₄は、画像センサ１２から各々の間隔又は各々の距離を置いて位置決めされている。この距離は固定であってもよいが、多開口撮像装置はまた代替的に、このセンサから光学系までの距離を変化させる手段、例えば手動または自動の焦点変更手段を有していてもよい。

【0014】

図１において、光学チャネル１４₁〜１４₄の集合体１４は単一線状アレイ（single-line array）として形成される。図１の場合には、光学チャネル１４₁〜１４₄はｘ軸に沿って横に並ぶように配置されている。よって、ｘ軸はアレイ１４の線長さ方向(line extension direction)と対応する。画像センサ領域１２₁〜１２₄も、この方向に沿って互いに隣接して並ぶように配置されている。図１において、光学チャネルの個数は例示的に４個であるが、２個以上の他の個数もまた可能である。図１に示す光学チャネルの線形アレイの場合、画像センサ１２及び光学系１６により底面方向に制限されるので、多開口撮像装置１０のサイズ長さは、線長さ方向に沿って最大となる。ｚ軸に沿った、即ち光学チャネル１４₁〜１４₄の光軸または光路に沿った、画像センサ１２と光学系１６との相互配置により決定される多開口撮像装置１０の最小長さは、ｘ軸に沿った最小長さよりも小さい。しかし、光学チャネル１４₁〜１４₄の単一線状アレイとしての構成に起因して、そのｚ軸に沿った最小長さは、線長さ方向ｘに垂直な横方向ｙにおける多開口撮像装置の最小長さよりも大きい。ｙ軸に沿った最小長さは、各個別の光学チャネル１４₁〜１４₄の横方向長さにより与えられ、例えば各光学系１６₁〜１６₄のｙ軸に沿った長さと場合によってはホルダ１８を含む。この状況において、例えば携帯電話などの携帯型デバイスのハウジング内、つまり非常に平坦なハウジング内へと多開口撮像装置を設置するなどの用途に応じて、ビーム偏向がない光学チャネルの視野が、多開口撮像装置１０の実際に望ましい視野方向からずれた方向へと現実に向けられるように、画像センサ１２及び光学系１６₁〜１６₄を整列させることが望ましい場合も発生する。例えば画像センサ１２及び光学系１６₁〜１６₄が、平坦なハウジングの最大側面又は主側面に対して垂直に整列されるように、多開口撮像装置１０を設置することが望ましい場合も起こり得る。即ち、画像センサ１２と光学系１６₁〜１６₄との間の光軸２２₁〜２２₄がこれらの主側面に対して平行であり、他方では、捕捉されるべきシーンがそれらの主側面に対して垂直、即ち、例えば表側である例えばスクリーンを含む１つの主側面の正面にあるか、又は、例えばハウジングの裏側である他の主側面の正面にある場合が起こり得る。

【0015】

このような理由から、多開口撮像装置１０から見た多開口撮像装置１０の全体視野が、ｚ軸方向ではなく、他の方向とするため、多開口撮像装置１０は、複数の光学チャネル１４の光路または光軸２２₁〜２２₄を偏向させるビーム偏向装置を含む。図１は、偏向後の多開口撮像装置１０の全体視野がほぼｙ軸に沿った例示的な場合、即ち偏向がほぼｚｙ平面において行われる例を示している。

【0016】

ビーム偏向装置２４の更なる機能を説明する前に、光学チャネルのアレイ１４の単一線状の特性に関する説明は限定的に解釈されるべきでなく、本出願の実施形態は、複数の光学チャネルが二次元アレイ内に配置される構成をも含むことに留意すべきである。例えば、上述した視点とは異なる視点から見て、多開口撮像装置１０の全体視野の、画像センサ１２及び光学系１６₁〜１６₄の組合せに対する再配向(reorientation)を実行することが望ましい場合もあり得る。そのような視点は、例えば以下に説明するようなビーム偏向装置２４の追加的な機能にも関連し得る。

【0017】

上述したように、図１の実施形態において、光軸２２₁〜２２₄は、ビーム偏向装置２４による偏向の前または偏向なしのときには互いに平行であり、又は、例えば図１に示すように、光学系１６₁〜１６₄において、光軸が平行状態から僅かにずれている。光学系１６₁〜１６₄及び画像センサ領域１２₁〜１２₄が対応してセンタリングされる位置決めは、製造が容易であり、設置空間を最小化する意味でも好ましい。光学チャネルの各光路が平行位置にあると、更なる効果として、個別のチャネル１４₁〜１４_Nによりカバーされる部分視野または各画像センサ領域１２₁〜１２₄上に投影される部分視野が、追加的な手段、即ちビーム偏向を用いずに、完全にオーバーラップするであろうという効果を有する。多開口撮像装置１０によってより大きな全体視野をカバーするために、図１のビーム偏向装置２４の更なる機能として、チャネル１４₁〜１４_Nの各部分視野の相互のオーバーラップがより小さくなるように、光路に偏位（divergence）を付与することができる。

【0018】

例えば、光学チャネル１４₁〜１４₄の光路の光軸２２₁〜２２₄は、ビーム偏向装置２４による偏向の前または偏向なしの場合に、互いに平行であるか、又は、光学チャネル１４₁〜１４_Nの各部分視野の最小開口角度の１０分の１よりも小さい角度だけ、全てのチャネルに亘って平均化された方位に沿った平行方位からずれている。追加的な手段が無い場合、部分視野は殆どオーバーラップするであろう。従って、図１のビーム偏向装置２４は、各光学チャネル１４₁〜１４_Nについて、そのチャネルに対して明確に割り当てられた反射ファセット２６₁〜２６₄を含み、それらファセットは各々光学的に平面であり、互いに対して傾斜している。つまり、各光学チャネルの部分視野が空間角度に関してより小さくオーバーラップして、例えば光学チャネル１４₁〜１４_Nの個別の部分視野の開口角度の１．５倍より大きい開口角度を有する全体視野をカバーするように、傾斜している。図１の例示的な場合、反射ファセット２６₁〜２６₄の相互の傾斜の効果として、例えば、現実にはｘ軸に沿って互いに隣接して線形に配置された光学チャネル１４₁〜１４_Nが、部分視野３０₁〜３０₄の二次元配置に従って全体視野２８をカバーすることになる。

【0019】

図１の実施形態において、光学チャネル１４₁〜１４₄の光軸２２₁〜２２₄の角度偏向を、ビーム偏向前の光軸の平均化された方向とビーム偏向後の光軸の平均化された方向とにより決定され又は定義される平面において考察した場合、即ち図１の実施形態におけるｘｙ平面と、そのｘｙ平面に対して垂直に延びかつビーム偏向後の光軸の平均化された方向と平行な平面とにおいて考察した場合、図２ａ及び図２ｂに示す挙動が結果として生まれる。図２ａは前者の平面におけるビーム偏向α_xを示し、図２ｂは後者の平面におけるビーム偏向、即ちα_zを示す。図２ａ及び図２ｂは、ビーム偏向後の平均方向がｙ軸に対応するように、光軸の平均的なビーム偏向が行われる場合を示す。平均では、光学チャネルの光軸はｙｚ平面においてｘ軸の周りに９０°偏向され、平均すれば光軸はｙｚ平面から傾斜してはいない。

【0020】

図１において点線３２で示すように、ほぼプリズム形状の本体がビーム偏向装置として形成され得るが、これは本願の明細書の導入部で既に説明したような欠点を伴い得る。つまり、成形過程で発生する損失が、形成されるべき材料の材料量に依存しており、よって、符号３２で示すような本体の成形は、製造コストを増大させるという困難性を伴うか、又は光学チャネル１４₁〜１４_Nの光学的投影の品質を低下させるという結果をもたらすであろう。

【0021】

後者の理由のために、以下により詳細に説明するように、図１のビーム偏向装置２４は、この偏向装置が共通のキャリア基板３４を含み、このキャリア基板を複数の光学チャネル１４が共有し、つまりキャリア基板が全ての光学チャネルにわたって延びるように、製造される。キャリア基板３４は、光学チャネルの光軸の平均方向が偏向される軸、即ち図１のｘ軸の周りに、設定角度α_x⁰をもって傾斜した状態で画像センサ１２に対して配置される。その設定角度の効果として、ビーム偏向装置２４の画像センサに対向する表面が、既に光学チャネルの光路の「粗い偏向」をもたらす。

【0022】

α_x^minが光学チャネル１４₁〜１４₄の光軸２２₁〜２２₄のｘ軸周りの最小ビーム偏向である場合、即ち、

【数1】

であって、α_xⁱが光学チャネル１４_iのビーム偏向と等しく、α_xⁱ＝０である場合、つまり、ビーム偏向が何も起こらない場合、キャリア基板３４は、画像センサ１２に対し、

【数2】

が当てはまるように傾斜され得る。ここで、α_x⁰は０°よりも大きくかつ９０°よりも小さく、α_x⁰＝０°はキャリア基板３４の画像センサ１２に対する面平行配向（plane-parallel orientation）に対応する。この場合については、図４ａを参照しながら以下に説明する。図から分かるように、この場合、反射ファセット２６_1-4は、基板に対してｙｚ平面において傾斜しておらず、又は一方向にだけ傾斜しており、その結果、画像センサに近い基板の横面が逆方向を向いた横面よりも幅狭となっている。等式が当てはまる場合、即ち

【数3】

の場合、基板に対してｙｚ平面において傾斜していない少なくとも１つのファセットが存在する。

【0023】

α_x^maxは、例えば光学チャネル１４₁〜１４₄の光軸２２₁〜２２₄のｘ軸周りの最大ビーム偏向、即ち

【数4】

であり得る。その場合、例えば、キャリア基板３４も画像センサ１２に対し、

【数5】

が当てはまるように傾斜され得る。この場合については、図４ｂを参照しながら以下に説明する。図から分かるように、この場合、反射ファセット２６_1-4は、基板に対してｙｚ平面において傾斜しておらず、又は一方向にだけ傾斜しており、その結果、画像センサに近い基板の横面が逆方向を向いた横面よりも幅広となっている。等式が当てはまる場合、即ち

【数6】

の場合、基板に対してｙｚ平面において傾斜していない少なくとも１つのファセットが存在する。

【0024】

上述のような方法で、ビーム偏向装置２４は、反射ファセット２６₁〜２６₄の相互傾斜を形成するために、純粋な平行六面体形状に加え、（純粋な平行六面体形状に追加して）追加的材料を、画像センサ１２に対向する側にだけ含み得る。しかし、このような傾斜角は、光路の残差偏向(residual deflections)を実行するだけのものであるため、全体の偏向角度α_xⁱよりもずっと小さい。ｙｚ平面における傾斜角β_xⁱについて、即ちｘ軸周りの残差偏向について、

【数7】

が当てはまる。ｙｚ平面における各傾斜角は、より微細な個別の偏向の各半分に相当する。ｙｚ平面からのビーム偏向に関する他の横断方向において、ｘ軸に沿った基板平面からのファセットの偏向角度α_zⁱ及び傾斜角β_zⁱは、いずれにしろ小さい。

【0025】

ビーム偏向装置２４によって各光学チャネルの光路を偏向する偏向角度にとって、このことは、偏向角度α_zⁱ及び傾斜角β_zⁱの各々が、設定角度α_x⁰と、光学チャネルに割り当てられた反射ファセットのキャリア基板３４そのものに対するそれぞれの傾斜とに基づくことを意味する。ファセット２６₁〜２６₄のこれら前述の各面固有の傾斜は、上述したように、ｙｚ平面における傾斜角と、キャリア基板３４のｙｚ平面に垂直な平面における法線に対する傾斜角と、によって表すことができる。各チャネルについて設定角度α_x⁰が傾斜よりも大きい、つまり、全てのチャネルについて

【数8】

が当てはまる場合、望ましい。前記不等式がα_x⁰／２について又はα_x⁰／３についても既に満足している場合、更に好ましい。換言すれば、設定角度がファセット２６₁〜２６_Nの傾斜角よりも大きいことが好ましく、それによりビーム偏向装置２４の純粋な平行六面体形状に関する追加的材料が削減される。α_x⁰は、例えば３０°以上６０°以下であり得る。

【0026】

図３ａ〜図３ｄは、図１で例示的に示したように、線形に又は一方側に配置された４個の光学チャネルの一例について、一実施形態に係るビーム偏向装置の側面図を示す。図３ａ〜図３ｄのビーム偏向装置２４は、図１のビーム偏向装置としても使用され得る。その場合、部分視野は全体視野を、図１内で時計周りの方向３，４，２，１にカバーするのではなく、代わりに４，２，１，３の順序に従って時計周りの方向にカバーするであろう。ファセット２６₁〜２６₄の傾斜角は図３ａ〜図３ｄに示される。それらファセット２６₁〜２６₄は互いに区別され、又は上付きのインデックス１〜４によってそれぞれのチャネルに対して割り当てられている。ここで、β_x¹及びβ_x⁴の両方が０°である。キャリア基板の裏側、即ちファセット２６₁〜２６₄が設けられた表面の反対側は、図３ａ〜図３ｄにおいて符号３６で示されている。キャリア基板３４の平行六面体形状部分を形成する材料は、点線３８の下方にある。平行六面体形状部分に追加される追加的材料は、成形が容易となるように、小さい体積を有することがわかる。

【0027】

図３ａ〜図３ｄのビーム偏向装置２４の製造は、例えば追加的材料が成形ツールによりキャリア基板３４上に成形されるという方法で実行され得る。ここで、キャリア基板３４はガラスでもよく、他方、その上の成形される追加的材料はポリマーでもよい。更なる選択肢として、図３ａ〜図３ｄのビーム偏向装置２４を射出成形またはその他によって一体的に成形してもよい。

【0028】

上段で説明したように、図４ａに示す通り、チャネル１４_iのファセット２６_iの傾斜角は、ｘ軸周り又はｙｚ平面内で同じ方向に傾けられ得ること、即ち、ビーム偏向装置２４のキャリア基板３４の設定角度α_x⁰分だけ画像センサ１２に対して傾けられ得ることを既に説明してきた。その場合、画像センサ１２からより遠い位置にあるビーム偏向装置２４の側面４０の厚みが、画像センサ領域１２に近い側面４２よりも大きくなることが、全てのチャネルの全てのファセット２６_iについて当てはまる。しかし、これには図４ｂ及び図４ｃに示すような代替例もある。図４ｂによれば、このような状況は逆となる。つまり、ｙｚ平面におけるファセット２６_iの傾斜角、即ち傾斜β_xⁱは、ビーム偏向装置２４が画像センサ領域と対向する側面４２を有し、その側面４２が画像センサ領域１２からより遠い位置に向いている側面４０よりも厚くなることが、全てのファセット２６_iについて当てはまるように設定される。従って、図４ｂは、図２ａ及び図２ｂを参照して、次式が当てはまる。

【数9】

図４ｃによれば、両方の場合が発生することも可能である。即ち、あるファセット２６_iが図４ａに従って傾斜し、あるファセット２６_jが図４ｂに従って傾斜し得る。従って、

【数10】

が当てはまる。

【0029】

このように、図３の偏向装置を有する図１の実施形態は多開口撮像装置を表しており、各チャネルが画像センサ領域１２_i上への投影を画定し、割り当てられた撮像光学系１６_iを含み、ビーム偏向装置２４の割り当てられたセグメント又はファセット２６_iによって偏向される。ファセット２６_iは、画像センサ１２に対向するビーム偏向装置２４の表面または側面の部分を表している。そのファセットは、ガラス、ポリマー、金属、シリコン又は他の適切な材料の共通平面基板３４の上に、ＵＶ硬化性ポリマーなどのポリマーを成形することで製造され得る。平面基板３４と、その上に成形された複数のプリズムであって各チャネル１４_iについて１つのプリズムとからなる、偏向装置２４を形成している本体は、撮像チャネル１４_iの光軸２２_iと整列されることができ、その場合、基板３４の垂直な面、即ちビーム偏向装置２４の平行六面体部分の上の法線が、光軸２２_iに対して０°よりも大きく９０°よりも小さく、好ましくは約４５°であるか、又は３０°以上６０°以下である、角度を持つ。

【0030】

一実施形態によれば、複数の偏向装置２４が１つの基板上に反復処理によって同時に製造される。以下に一実施形態について説明する。反射性を持つファセット２６_iを提供する目的で、１つの反射材料が成形されてもよく、又は、ファセット２６_iの前面がミラーリングされてもよい。それらミラーは、金属層および誘電体層の両方を含み得る。

【0031】

また換言すれば、図３に係る偏向装置は、量産的に製造されてもよい。ここでは、図５ａに示す偏向装置は、平坦な基板の上に例えばポリマーを成形(molding)するか、又は、ガラス若しくはポリマーを注型(casting)もしくは型押し(impressing)することで製造され、図５ｂに示すような単一構成材の実体物が結果として得られる。次に、個々の偏向装置は、ソーイング、レーザー、サンド又はウォータージェット切断などで単体化され得る。そのような分離は、キャリア基板３４に対して垂直、又はキャリア基板３４の裏面３８に対して垂直なソーイング切断４３を用いて実行され得ることが明らかである。しかしながら、有利なことに、そのような分離は、単体化切断によって切断面が生まれるように、基板３４の面法線に対して０でない角度を持って切断することで、実行され得る。図６ａはキャリア基板３４上にポリマーを成形する場合の垂直切断を示し、図６ｂは材料を型押ししてその後に垂直切断する場合を示し、図７は、平坦なキャリア基板上にポリマーを成形し、斜め切断面４３に沿って、即ちキャリア基板の垂直領域に対して角度をもつ切断面に沿って単体化する場合を例示的に示している。

【0032】

図８はこの根拠を示す。つまり、隣接する偏向装置の間に位置し、線長さ方向と平行に延びる単体化切断面の切断角は、偏向装置を多開口撮像装置１０内へと設置した場合に、ビーム偏向前またはビーム偏向が無いときこれら切断面が光学チャネル１４ｉの光軸２２_iに対して平行または略平行となるように選択されることができ、その結果、概して、多開口撮像装置１０の全体システムの最小の設置高さがもたらされるようになる。図８は、そこから生まれた最小設置高さを示しており、これは図４ｂの場合を説明するものである。つまり、各チャネルｉについて、ｙｚ平面、即ち設定角度が最大である平面におけるファセットが傾斜しており、それにより、画像センサ１２から最も遠く離れたキャリア基板３４の側面４０であって、上述した平面に垂直に延び、即ち画像センサ１２の線長さ方向に平行に延びる側面４０が、キャリア基板３４の平行六面体形状と比べ、ファセット２６_iを形成するための追加的材料によって、キャリア基板３４の厚み方向において全く増大させないか殆ど増大させない。図８に示すように、これら側面４０と４２とは、画像センサ側の光路の一部または光軸２２_iに対して平行に延びる。有利なことに、図４ｂの構成の場合、図６ａ、図６ｂ、図７において線４３により示される単体化平面は、ファセットを形成する追加的材料と交差しない。図４ａの構成の場合、このことは、全てのファセットについて当てはまる訳ではなく、図４ｃの構成の場合、図４ａの構成と対応するファセットについて当てはまる訳ではない。しかし、図４ｂと図８とを比較すればわかるように、ｙ方向における設置高さは、図４ｂと比べて図８の場合に低減されている。ｙｚ平面における側面４０と裏面３６との間の角度γに関して、次式が当てはまる。

【数11】

【0033】

図９は図４ａの場合についての一例を示し、裏面３６に対して対称的に、ビーム偏向装置が、同様に形成された基板３４’を、基板３４に追加して含む。線長さ方向に沿って又はｘ軸に沿って延びる軸４８周りに回転可能なビーム偏向装置２４のサスペンションにより、ビーム偏向装置２４は、上述の設定角度を有する位置Iから、画像センサ１２に対して反対方向の傾斜に対応する設定角度を有する位置IIへと変化することができ、これにより、位置Iにおいてはファセット２６_iが上述のビーム偏向を達成し、他方で、位置IIにおいては、図９で符号２２_i又は２２_i’により示されるように、ファセット２６_i’が略反対方向のビーム偏向を達成する。軸４８周りの回転によるこの可逆性を、図４ｂ又は図４ｃに係る構成の中に適用することも可能であることは明らかである。製造については、例えば、２つの基板３４及び３４’の裏面を接着接合または他の結合処理などにより互いに接合してもよい。

【0034】

就中、ビーム偏向前またはビーム偏向無しの場合に、光路または光軸が平行位置からずれてもよいことは、既に記載した通りである。この状況については、チャネルはある種の予偏位(pre-divergence)を与えられても良いという事実により、以下に説明する。光軸２２₁〜２２₄の予偏位により、例えば全てのファセット傾斜が異なる訳ではなく、例えばチャネルの幾つかのグループが同一傾斜のファセットを持つということが可能になり得るであろう。同一傾斜のファセットの場合、線長さ方向において隣接するチャネルのこのグループに対して割り当てられた事実上１つのファセットとして、一体的に又は連続的に互に合体して形成されることができる。その場合、これらチャネルの光軸の偏位は、光学系の光学中心とチャネルの画像センサ領域との間の横方向オフセットにより得られた、これら光軸の偏位に起因し得る。予偏位は、例えば一平面に制限されてもよい。ビーム偏向前またはビーム偏向無しの場合に、光軸は、例えば１つの共通平面内に延びるが、その平面内において偏位しており、ファセットは、他の横断面における追加的な偏位にだけ影響を及ぼす。即ち、それらファセットは、全てが線長さ方向に平行に傾斜しており(全ての iについてβⁱ_z＝０）、かつ、光軸の上述した共通平面から互いに対して異なるだけであり、複数のファセットが、同一の傾斜を有するか、又はあるグループのチャネルと一緒に割り当てられてもよく、そのグループのチャネルの光軸は、例えば、ビーム偏向前またはビーム偏向無しの場合に、光軸の上述した共通平面内でペア毎に既に異なっていてもよい。

【0035】

上述した存在可能な予偏位は、例えば複数の光学系の光学中心を線長さ方向に沿って一直線上に配置する一方で、複数の画像センサ領域の中心が、画像センサ平面内の一直線の複数の点で、画像センサ領域の平面の法線に沿って光学中心の投影からずれた状態で配置されることで、取得可能である。上述の点は、例えば線長さ方向に沿って、及び／又は、線長さ方向および画像センサの法線の両方に対して垂直な方向に沿って、チャネル固有の状態で画像センサ平面内の上述した直線上の点からずれていてもよい。代替的に、予偏位は、画像センサの中心が線長さ方向に沿って一直線上にある一方で、光学中心平面内の一直線の複数の点において、画像センサの光学中心の投影からの光学系の中心が光学系の光学中心平面の法線に沿ってずれた状態で配置されることで、取得可能である。上述の点は、例えば線長さ方向に沿って、及び／又は、線長さ方向および光学中心平面の法線の両方に対する垂直方向に沿って、チャネル固有の状態で光学中心平面内の上述した直線上の点からずれていてもよい。それぞれの投影からの上述したチャネル固有のずれが線長さ方向においてだけ存在することが望ましく、即ち、共通平面内にある光軸が予偏位を有することが望ましい。その場合、光学中心と画像センサ領域の中心との両方が、線長さ方向と平行な一直線上にあるが、異なる中間距離を持つことになる。対照的に、線長さ方向に対して横の垂直方向のレンズと画像センサとの間の横方向オフセットは、設置高さの増大をもたらすであろう。線長さ方向の平面内だけのオフセットは、設置高さを変更するものではないが、ファセットの個数が減少するか、及び／又は、複数のファセットが一つの角度方向における傾斜だけを持つことになり、それは構造の簡素化をもたらすであろう。このことは図１３ａ及び図１３ｂに示され、そこでは、隣接するチャネル１４₁及び１４₂を一方とし、隣接するチャネル１４₃及び１４₄を他方とするものが、共通平面内を通りかつ互いに対して斜視状態で延びる、即ち予偏位を与えられた光軸２２₁及び２２₂、又は２２₃及び２２₄を有する。ファセットのそれぞれのペアの間の点線により示されているように、ファセット２６₁及び２６₂は１つのファセットによって形成されることができ、ファセット２６₃及び２６₄はもう１つのファセットによって形成されることができ、２個のファセットだけが一方向に傾斜し、かつ両方が線長さ方向と平行である。即ち、
（全てのｉについてβⁱ_z＝０かつβⁱ_x≠０、及びβ¹_x＝β²_xかつβ³_x＝β⁴_x）

【0036】

更に、スーパー解像度のため、又は幾つかの光学チャネルによってそれぞれの部分視野がサンプリングされる解像度を増大させるため、これらの光学チャネルが同じ部分視野に割り当てられるということも意図され得る。その場合、そのような１グループ内の光学チャネルは、ビーム偏向前には平行して延び、１つのファセットによって１つの部分視野へと偏向されるであろう。有利なことに、あるグループの１つのチャネルの画像センサのピクセル画像は、このグループの別のチャネルの画像センサのピクセルの画像間の中間位置に位置するであろう。

【0037】

線長さ方向に直に隣接するチャネルのあるグループが、それらの部分視野を用いて全体視野を完全にカバーし、しかも、直に隣接するチャネルの別のグループがそれらの部分上で全体視野を完全にカバーすることも、例えばスーパー解像度のためでなく、単に立体視目的として、可能であろう。

【0038】

図１０は、図１の多開口撮像装置１０が、線長さ方向に対して平行な軸、またはｘ軸の周りでビーム偏向装置２４の回転を可能にする手段５０を更に含み得る場合を示す。回転軸は、例えば、光軸２２₁〜２２₄の平面内にあるか、又は光学系１６₁〜１６₄の直径の４分の１よりも小さい距離だけその平面から離れている。代替的に、回転軸が、例えば１つの光学系の直径よりも小さい距離、又は４個の光学系の直径よりも小さい距離だけさらに離れることも可能であろう。この手段５０は、設定角度を適応的に変換させることでｘ軸周りのぼやけ（blurs）を補償することにより、及び／又は、図９を参照して説明した位置Ｉ及びＩＩの間でビーム偏向装置２４をシフトするための、例えば装置１０の画像安定化制御の一部になり得る。

【0039】

更に、図１０の多開口撮像装置１０は、追加的または代替的に、ｘ軸に沿った光学系１６_iの並進移動（translatory movement）を可能にする手段５２を含み得る。その手段５２もまた、画像安定化の一部であってもよく、例えば、手段５０を介する上述したぼやけ補償に対して垂直方向におけるぼやけに対し、効果を発揮し得る。

【0040】

追加的または代替的に、装置１０は、焦点調節のために、画像センサ１２と光学系１６との間の光軸２２_iに沿った距離を調節する手段５４を含み得る。手段５４は、自動焦点制御によって、又は装置１０が設置された装置のユーザーによる手動によって、制御され得る。

【0041】

手段５２は光学系のサスペンションとしての役割を担い、好ましくは図１０に示すように、手段５２は、設置高さを増大させないように、線長さ方向に沿って横方向に光学系に隣接して配置される。同様に、手段５０及び５４についても、それらが設置高さを増大させないように、好ましくは光路の平面内に配置される。

【0042】

注意すべきは、光学系１６₁〜１６₄は、例えば既に上述した透明基板を介してそれら同士間で互いに保持され得るだけでなく、例えば適切なフレームを介してビーム偏向装置に対して一定の相対位置で保持されてもよく、そのフレームは、好ましくは設置高さを増大させず、よって好ましくは構成要素１２、１４及び２４の平面内又は光路の平面内に延びるものである。その相対位置の一貫性は、光軸に沿った光学系とビーム偏向装置との間の距離に限定されることができ、そのために、手段５４が例えば光学系１６₁〜１６₄とビーム偏向装置とを一緒に光軸に沿って並進方式で運動させる。光学系からビーム偏向装置までの距離は、チャネルの光路がビーム偏向装置２４のセグメントによって横方向に制限されないように、最短距離に設定されることができ、これにより設置高さが低減される。さもなければ、光路を制限しないように、セグメント２６_iは、横方向拡張に関して光学系からビーム偏向装置までの最大距離のために寸法設定される必要があったであろう。追加的に、上述したフレームの相対位置の一貫性は光学系とビーム偏向装置とをｘ軸に沿って互いに固定方式で保持することができ、その場合には、手段５２が光学系１６₁〜１６₄とビーム偏向装置とを一緒に線長さ方向に沿って並進方式で移動させるであろう。

【0043】

光学チャネルの光路を偏向するための上述したビーム偏向装置２４と、多開口撮像装置の光学画像安定化制御のビーム偏向装置２４の回転運動を発生させるアクチュエータ５０とにより、２次元における画像または全体視野の安定化が可能になる。即ち、基板１８の並進運動による、ビーム偏向装置とほぼ平行して延びる第１画像軸に沿った画像安定化と、ビーム偏向装置２４の回転運動を発生させることによる、ビーム偏向前またはビーム偏向無しのときの光軸とほぼ平行に延びる、又は、偏向された光軸が考慮されるならばその光軸および線長さ方向に対して垂直方向の、第２画像軸に沿った画像安定化とである。さらに、上述した配置は、焦点調節を実現するため及びそれにより自動焦点機能を構成するために使用され得る上述したアクチュエータ５４によって、上述したフレーム内に固定されたビーム偏向装置と線長さ方向に対して垂直なアレイ１４との並進移動を可能にし得る。

【0044】

完璧を期すため、上述の説明について次のことに注意されたい。即ち、この装置は、画像センサ領域を介して捕捉するとき、各チャネル当たり１シーンの１画像、即ち画像センサ領域上にチャネルによって投影された画像を捕捉すること、及び、この装置は任意選択的にプロセッサを備えることができ、そのプロセッサは、複数の画像を全体視野におけるシーンに相当する１つの全体画像へと結合または合体させ、及び／又は、オブジェクトシーンの３Ｄ画像データ及び深度情報のような追加的データを提供することができる。これら追加的データは、深度マップの生成のため、及び、リフォーカシング（実際の捕捉後の画像定義領域の決定）、全焦点画像（All-in-Focus images）、仮想グリーンスクリーン（前景と背景の分離）など、ソフトウェア実現のためである。後者の作業は、そのプロセッサによって、又は外部的に実行されることができる。しかし、そのプロセッサは多開口撮像装置に対する外部の構成要素を表していてもよい。

【0045】

上述の説明に関し、ファセット２６_iはミラー化されていてもよいことにさらに留意すべきである。代替的に、キャリア基板の平行六面体形状部分に加え、別のミラーリングを省略できるように、ミラーリング材料の追加的材料を形成することも可能であろう。

【0046】

図１１は、上述した種々の例の装置１０が携帯電話やメディアプレーヤーなどの例えば携帯デバイス２００の平坦なハウジング内に組み込まれ得ることを示し、その場合、例えば、画像センサ１２又は画像センサ領域の平面とチャネル１４の光学系のレンズ平面とが、平坦なハウジングの平坦な拡張方向に対して垂直に、または厚み方向に対して平行に、整列されている。そのようにして、例えば、ビーム偏向装置２４は、多開口撮像装置１０の全体視野が、例えばモニター２０４をも含む平坦なハウジングの前側２０２の正面になる、という効果をもたらすであろう。代替的に、前側２０２とは反対側の平坦なハウジングの裏側の正面に視野がくるように、偏向を行うことも可能であろう。光学チャネル１４の光路が通過できるようにするため、ハウジングは、透過側２０２内に透明な窓２０６を有し得る。更に、前側及び／又は裏側の窓の開口部を通過する入光に影響を与えるために、（機械的に可動で、エレクトロクロミックの）切り替え可能なダイアフラムが取り付けられてもよい。ハウジング内への装置１０の図示された配置に起因して、ハウジングの厚みと平行である装置１０の設置高さが低く抑えられ得るので、デバイス２００のハウジング又はデバイス自体は平坦であり得る。次のような切り替えを行うことも可能である。即ち、側面２０２と反対側の側面に窓が設けられており、ビーム偏向装置を２位置の間で移動可能とし、その一方の位置が他方の位置に対して回転されるように、例えば図９に示すような前面上および裏面上でミラーリングするミラーとしてビーム偏向装置を構成するか、又は、１つの位置のための一組のファセットと他の位置のための別の組のファセットとを有し、それらファセットの組同士が線長さ方向において互いに隣接して配置されている１つのファセットミラーとして構成し、それら２つの位置間の切り替えが、ビーム偏向装置を線長さ方向に沿って並進方式で前後に移動させることで実行される。装置１０を、例えば車両のような非携帯型でもあり得る他の装置の中に設置することも可能であろう。図１２は、複数のモジュール１０であって、それらのチャネルの部分視野が完全に又は任意選択的に合同して同一視野をカバーするモジュールが、デバイス２００内に設置された例を示しており、例えば立体的映像を目的として、それらモジュールの相互間に例えば両方のモジュールにとって同じである線長さ方向に沿う基礎距離Ｂを持つ様子を示す。３個以上のモジュールがあってもよい。それらモジュール１０の線長さ方向は、同一線上になくてもよく、単に互いに平行であるだけでもよい。しかしながら、上述したように、複数のチャネルがグループ単位で同じの全体視野を完全にカバーするように、１つの装置１０又はモジュールが複数のチャネルを備えてもよいことに留意すべきである。

【0047】

このように、上述の実施形態は、単一線状のチャネル配置を有する多開口撮像装置の形態で実装されてもよく、各チャネルは全体視野の１つの部分視野を伝送し、それら部分視野が部分的にオーバーラップしてもよい。３Ｄ画像を捕捉するためのステレオ、トリオ、クアトロなどの構造に関し、複数の当該多開口撮像装置を有する構造も可能である。その場合、複数のモジュールは連続線として構成され得る。その連続線は、複数の同等のアクチュエータと１つの共通のビーム偏向要素を使用してもよい。光路内に存在し得る１つ又は複数の増幅基板が、ステレオ、トリオ、クアトロ構造を形成し得るように、全長にわたって延びていてもよい。スーパー解像度のための方法も使用可能であり、その場合、複数のチャネルが同じ部分画像領域を投影する。ビーム偏向ユニット上に必要なファセットの個数を減らすため、光軸は、ビーム偏向装置が無い場合でも偏位していてもよい。有利なことに、その場合、ファセットはただ１つの角度要素を有していてもよい。画像センサは一体形のユニットであってもよく、ただ１つの連続した画素行列または複数の非連続的なピクセル行列を持ち得る。画像センサは、例えば１つのプリント回路基板上に互いに隣接して配置された複数の部分的センサの組合せであってもよい。自動焦点駆動は、ビーム偏向要素が光学系と同期して動作するか又は静止するように、構成されてもよい。

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図3c】

【図3d】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13a】

【図13b】