(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】
(24)【登録日】2023-10-18
(45)【発行日】2023-10-26
(54)【発明の名称】切替可能なマルチビュー撮像システム
(51)【国際特許分類】
H04N 23/55 20230101AFI20231019BHJP
G03B 15/00 20210101ALI20231019BHJP
【ＦＩ】
H04N23/55
G03B15/00 V
【請求項の数】
31
(21)【出願番号】P 2021573461
(86)(22)【出願日】2020-06-10
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-17
(86)【国際出願番号】 US2020036961
(87)【国際公開番号】W WO2020251996
(87)【国際公開日】2020-12-17
【審査請求日】2021-12-10
(31)【優先権主張番号】62/860,985
(32)【優先日】2019-06-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500115826
【氏名又は名称】ジェンテックス コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(74)【代理人】
【識別番号】100107537
【弁理士】
【氏名又は名称】磯貝 克臣
(72)【発明者】
【氏名】リンツ ジョシュア ディー
(72)【発明者】
【氏名】ゲールリングス カーティス エル
(72)【発明者】
【氏名】ニウ シャオスー
(72)【発明者】
【氏名】レミイン マシュー ダブリュ
(72)【発明者】
【氏名】ハインツェルマン アダム アール
(72)【発明者】
【氏名】バリリ ライアン ビー
【審査官】佐藤 直樹
(56)【参考文献】
【文献】特表２００２－５４４０４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００５－５０５９５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２２２１７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１４２８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１５８６５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１２４６２５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｎ ２３／５５
Ｇ０３Ｂ １５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両内で使用されるための撮像システムであって、前記車両内に取り付けられ、前記車両の運転者の特定の生体特徴を捕捉するための第１視野と第１焦点距離とを有する第１レンズと、
前記車両内に取り付けられ、前記運転者のより大きな画像を捕捉するための第２視野と第２焦点距離とを有する第２レンズと、
少なくとも一つのライトバルブと、
前記ライトバルブからの光を受容するための画像センサと、
を備え、
前記第１レンズからの光が前記ライトバルブ上に投影され、
前記第２レンズからの光が前記ライトバルブ上に投影され、
前記ライトバルブは、前記第１レンズまたは前記第２レンズのいずれかからの光を選択して前記画像センサ上に投影するように制御され、
前記第１レンズからの前記光は、前記運転者を認証するために選択され、
前記第２レンズからの前記光は、運転監視システムのために前記運転者を監視するために選択される
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項2】
前記ライトバルブは、切替可能な反射偏光子であり、第１偏光状態及び第２偏光状態を有するように構成されており、前記第１偏光状態は、光が前記切替可能な反射偏光子を通過することを可能にし、
前記第２偏光状態は、前記切替可能な反射偏光子に衝突する光を反射する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像システム。
【請求項3】
前記切替可能な反射偏光子は、前記第１偏光状態と前記第２偏光状態、及び、第１スペクトル帯域と第２スペクトル帯域、のうちの一つの間で交互になる、あるいは、交互に第１時間間隔中は開放して第２時間間隔中は閉鎖する、のいずれかとなるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項4】
前記画像センサは、前記第１レンズ及び前記第２レンズから受信した画像をインターリーブするように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の撮像システム。
【請求項5】
前記切替可能な反射偏光子が前記第１偏光状態にある場合、前記撮像システムは、前記第１レンズからの画像が前記画像センサに伝送されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項6】
前記切替可能な反射偏光子が前記第２偏光状態にある場合、前記撮像システムは、前記第２レンズからの画像が前記画像センサに伝送されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項7】
少なくとも一つのリフレクタを更に備え、
前記少なくとも一つのリフレクタの各々が、前記第１及び前記第２レンズのうちの一つと関連付けられている
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項8】
少なくとも一つのリフレクタ
を更に備え、
前記少なくとも一つのリフレクタの各々が、前記第１及び前記第２レンズのうちの一つと関連付けられており、
前記少なくとも一つのリフレクタのうちの少なくとも一つが、当該少なくとも一つのリフレクタに関連付けられた前記レンズからの画像を前記切替可能な反射偏光子に再配向するように構成されている
ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項9】
前記第１視野は、前記第２視野とは異なることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項10】
前記第１焦点距離は、前記第２焦点距離とは異なることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項11】
前記ライトバルブは、異なる偏光、異なるスペクトル帯域、及び、異なる持続時間または間隔、のうちの一つを有する光を選択的に反射または吸収することができることを特徴とする請求項２に記載の撮像システム。
【請求項12】
車両内で使用されるための撮像システムであって、前記車両内に取り付けられ、前記車両の運転者の特定の生体特徴を捕捉するための第１視野と第１焦点距離とを有する第１レンズと、
前記第１レンズに関連付けられた第１切替可能シャッタと、
前記車両内に取り付けられ、前記運転者のより大きな画像を捕捉するための第２視野と第２焦点距離とを有する第２レンズと、
前記第２レンズに関連付けられた第２切替可能シャッタと、
前記それぞれの第１及び第２切替可能シャッタを通して前記第１レンズ及び前記第２レンズの両方からの画像を受容するための画像センサと、
を備え、
前記第１及び第２切替可能シャッタは、前記第１レンズまたは前記第２レンズのいずれかからの光を選択して前記画像センサ上に投影するように制御され、
前記第１レンズからの前記光は、前記運転者を認証するために選択され、
前記第２レンズからの前記光は、運転監視システムのために前記運転者を監視するために選択される
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項13】
前記第１及び第２切替可能シャッタは、それぞれ、独立して制御可能な複数のピクセルを含み、前記ピクセルのうちの一つをオンにすることにより、光が当該ピクセルを通過することが可能になって、且つ、前記関連するレンズによって捕捉された画像の特定のセグメントが前記画像センサに露出されることが可能になり、
前記ピクセルのうちの一つをオフにすることにより、光が前記ピクセルを通過することが防止される
ことを特徴とする請求項１２に記載の撮像システム。
【請求項14】
少なくとも一つのリフレクタを更に備え、
前記少なくとも一つのリフレクタの各々は、前記第１及び前記第２レンズのうちの一つと関連付けられ、
前記少なくとも一つのリフレクタの各々は、前記関連付けられたレンズからの光を新たな方向に配向するように構成されている
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の撮像システム。
【請求項15】
少なくとも一つの半透過リフレクタを更に備え、
前記半透過リフレクタは、前記第１レンズ及び前記第１切替可能シャッタからの光が当該半透過リフレクタを通過することを可能にするように構成されており、
前記半透過リフレクタは、前記第２レンズ及び前記第２切替可能シャッタからの光を反射するように構成されている
ことを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項16】
リフレクタを更に備え、
前記リフレクタは、前記第２レンズから前記第２切替可能シャッタを通過してくる光を前記半透過リフレクタに向けて反射するように構成されている
ことを特徴とする請求項１５に記載の撮像システム。
【請求項17】
前記第１視野は、前記第２視野とは異なり、前記第１焦点距離は、前記第２焦点距離とは異なる
ことを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項18】
車両内で使用されるための撮像システムであって、前記車両内に取り付けられ、前記車両の運転者の特定の生体特徴を捕捉するために第１視野からの光を第１焦点距離に収集するように構成された第１レンズと、
前記車両内に取り付けられ、前記運転者のより大きな画像を捕捉するために第２視野からの光を第２焦点距離に収集するように構成された第２レンズと、
コンバイナと、
ライトバルブと、
前記第１及び第２レンズの各々からの画像を、前記コンバイナ及び前記ライトバルブを通して受容するための撮像センサと、
前記ライトバルブは、前記第１レンズまたは前記第２レンズのいずれかからの光を選択して前記撮像センサ上に投影するように制御され、
前記第１レンズからの前記光は、前記運転者を認証するために選択され、
前記第２レンズからの前記光は、運転監視システムのために前記運転者を監視するために選択される
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項19】
前記ライトバルブは、液晶素子及び直線偏光子を含む偏光セレクタ／回転子として構成されていることを特徴とする請求項１８に記載の撮像システム。
【請求項20】
前記ライトバルブは、スペクトル帯域セレクタとして構成されており、前記ライトバルブは、コレステリック液晶素子を含む
ことを特徴とする請求項１８に記載の撮像システム。
【請求項21】
前記コンバイナは、半透過ミラー、反射偏光ミラー、偏光ビームスプリッタもしくはコンバイナ、非偏光ビームスプリッタもしくはコンバイナ、及び、ダイクロイックミラー、のうちの一つを含むことを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項22】
前記偏光セレクタ／回転子は、切替可能な波長板を含むことを特徴とする請求項１９に記載の撮像システム。
【請求項23】
前記第１レンズからの光を受容する第１直線偏光子と、前記第２レンズからの光を受容する第２直線偏光子と、
を更に備え、
前記第１直線偏光子及び前記第２直線偏光子は、前記コンバイナ上に光を投影する
ことを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項24】
前記第１直線偏光子は、第１方向に光を偏光するように構成されており、前記第２直線偏光子は、前記第１方向に直交する第２方向に光を偏光するように構成されている
ことを特徴とする請求項２３に記載の撮像システム。
【請求項25】
前記液晶素子は、能動的に切替可能な半波長板を含み、前記液晶素子は、第１方向に偏光された光が当該液晶素子を通過することができる第１状態と、第２方向に偏光された光が当該液晶素子を通過することができる第２状態と、を有するように構成されている
ことを特徴とする請求項１９または２２に記載の撮像システム。
【請求項26】
前記第１方向は、前記第２方向に対して直交していることを特徴とする請求項２５に記載の撮像システム。
【請求項27】
前記偏光セレクタ／回転子は、入射光ビームを偏光するように構成されていることを特徴とする請求項１９または２２に記載の撮像システム。
【請求項28】
前記第１視野は、前記第２視野と少なくとも部分的に重複していることを特徴とする請求項１８乃至２７のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項29】
前記コンバイナは、偏光ビームスプリッタを含むことを特徴とする請求項１８乃至２８のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項30】
前記コンバイナは、ダイクロイックミラーを含むことを特徴とする請求項１８乃至２９のいずれか一項に記載の撮像システム。
【請求項31】
スペクトル帯域セレクタとして構成されたライトバルブを更に備え、
当該ライトバルブは、コレステリック液晶素子を含む
ことを特徴とする請求項１８乃至３０のいずれか一項に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１９年６月１３日に出願された米国特許仮出願第６２／８６０，９８５号「Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｖｉｅｗ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」の利益及び優先権を主張するものである。
本願は、２０１９年６月１３日に出願された米国特許仮出願第６２／８６０，９８５号「Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｖｉｅｗ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ」の利益及び優先権を主張するものである。
【0002】
［技術分野］
本開示は、全体として撮像システムに関し、より具体的には、複数の視野、視線、及び、撮像レンズ焦点距離、のうちの少なくとも一つを備えた撮像システムに関する。
本開示は、全体として撮像システムに関し、より具体的には、複数の視野、視線、及び、撮像レンズ焦点距離、のうちの少なくとも一つを備えた撮像システムに関する。
【背景技術】
【0003】
通常、大きな視野を見る画像センサは、解像度が比較的不良であり得る。これらの画像センサは、バックアップカメラなどの車内アプリケーション、または、車線逸脱警報などの運転者支援機能、において使用され得る。これらの目的のために使用される画像センサは、高解像度を必要とする使用には適切ではない場合がある。同様に、高解像度を有する画像センサは、バックアップカメラなどの大きな視野を必要とする目的には適切ではない場合がある。
【発明の概要】
【0004】
一態様によれば、撮像システムは、少なくとも二つの異なる視野を撮像するための少なくとも第１レンズ及び第２レンズと、少なくとも一つのライトバルブと、当該ライトバルブと光通信している画像センサと、を備え得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブは、切替可能な反射偏光子を含み得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブは、リバーシブルな電気めっきミラーを含み得る。第１レンズは、ライトバルブと光通信し得て、第２レンズは、ライトバルブと光通信し得る。ライトバルブは、第１偏光状態及び第２偏光状態を有するように構成され得る。ライトバルブは、第１レンズまたは第２レンズのいずれかからの、またはそれらの両方からの光線と単一のセンサとの間の開放通信を可能にするように切り替え得る。第１偏光状態は、光がライトバルブを通過することを可能にし、第２偏光状態は、ライトバルブに衝突する光を反射し得る。ライトバルブは、異なる偏光、異なるスペクトル帯域、及び、異なる持続時間または間隔、のうちの一つを有する光を選択的に反射または吸収し得る。ライトバルブは、第１偏光状態と第２偏光状態、及び、第１スペクトル帯域と第２スペクトル帯域、のうちの少なくとも一つの間で交互になるように構成されてもよく、あるいは、交互に第１時間間隔中は開放して第２時間間隔中は閉鎖するように構成され得る。
【0005】
ライトバルブは、二つの異なる複数のビーム経路間で能動的に切り替わる、異なる偏光を能動的に選択する、異なる光のスペクトル帯域を選択する、または、複数の経路を単一のセンサに配向する、ように構成され得る。ライトバルブは、少なくとも第１偏光状態と第２偏光状態との間で切り替えることができる、切替可能な反射偏光子であってもよい。画像センサは、第１レンズ及び第２レンズから受信した画像をインターリーブするように構成され得る。ライトバルブが第１偏光状態にある場合、撮像システムは、第１レンズによって捕捉された画像またはシーンが画像センサに伝送されるように構成され得る。ライトバルブが第２偏光状態にある場合、撮像システムは、第２レンズによって捕捉された画像またはシーンが画像センサに伝送されるように構成され得る。撮像システムは、少なくとも一つのリフレクタを更に備えてもよく、当該少なくとも一つのリフレクタの各々は、第一及び第２レンズのうちの一つと関連付けられ得る。前記少なくとも一つのリフレクタは、第１表面リフレクタであってもよい。前記少なくとも一つのリフレクタのうちの少なくとも一つは、前記少なくとも一つのリフレクタに関連付けられたレンズからの画像をライトバルブに再配向するように構成され得る。第１レンズは、第２レンズとは異なる視野を有し得る。第１レンズは、第２レンズとは異なる焦点距離を有し得る。
【0006】
一態様によれば、撮像システムは、第１レンズと、第１レンズに関連付けられた第１能動的または切替可能シャッタと、第２レンズと、第２レンズに関連付けられた第２能動的または切替可能シャッタと、第１レンズ及び第２レンズの両方と選択的に光通信している画像センサと、を備え得る。第一及び第２切替可能シャッタは、それぞれ、独立して制御可能な複数のピクセルを含んでもよく、あるピクセルをオンにすることにより、光が当該ピクセルを通過することを可能にして、関連付けられたレンズによって捕捉された画像またはシーンの特定のセグメントが画像センサに露出されることを可能にし、あるピクセルをオフにすることにより、光が当該ピクセルを通過することを防止し得る。
【0007】
第一及び第２切替可能シャッタの各々における複数のピクセルは、切替可能シャッタのうちの一つにおける第１ピクセルがオフになると、同じ切替可能シャッタにおける第２ピクセルがオンになる、というように、互いに同期するように構成され得る。第一及び第２切替可能シャッタにおける複数のピクセルは、第１切替可能シャッタの第１ピクセルがオフになると、第２切替可能シャッタにおける第１ピクセルがオンになる、というように、互いに同期するように構成され得る。第一及び第２切替可能シャッタは、第１切替可能シャッタの第１ピクセルがオフになり、第１切替可能シャッタの第２ピクセルがオンになり、第２切替可能シャッタの第１ピクセルがオンになり、且つ、第２切替可能シャッタの第２ピクセルがオフになり得る第１状態と、第１切替可能シャッタの第１ピクセルがオンになり、第１切替可能シャッタの第２ピクセルがオフになり、第２切替可能シャッタの第１ピクセルがオフになり、且つ、第２切替可能シャッタの第２ピクセルがオンになり得る第２状態と、の間で急速に交互になるように構成され得る。画像センサは、第１レンズ及び第２レンズから受信した画像をインターリーブするように構成され得る。
【0008】
撮像システムは、少なくとも一つのリフレクタを更に備えてもよく、当該少なくとも一つのリフレクタの各々は、第一及び第２レンズのうちの一つに関連付けられてもよく、前記少なくとも一つのリフレクタの各々は、関連付けられたレンズからの光を新たな方向に配向するように構成され得る。リフレクタの代わりに、幾つかの実施形態では、光ファイバーバンドル画像導管を使用して、光を新たな方向に配向してもよい。前記少なくとも一つのリフレクタは、少なくとも一つの第１表面リフレクタを含み得る。撮像システムは、少なくとも一つの半透過リフレクタを更に備えてもよく、当該半透過リフレクタは、第１レンズ及び第１切替可能シャッタからの光が半透過リフレクタを通過することを可能にするように構成されてもよく、半透過リフレクタは、第２レンズ及び第２切替可能シャッタからの光を反射するように構成され得る。撮像システムは、追加のリフレクタを更に備えてもよく、当該追加のリフレクタは、第２レンズからの第２切替可能シャッタを通過した光を半透過リフレクタに反射するように構成され得る。第１レンズは、第２レンズとは異なる視野を有し得る。第１レンズは、第２レンズとは異なる焦点距離を有し得る。
【0009】
別の態様によれば、撮像システムは、第１視野から光を収集するように構成された第１レンズと、第２視野から光を収集するように構成された第２レンズと、コンバイナと、ライトバルブと、前記第１及び第２レンズ、前記コンバイナ及び前記偏光セレクタ／回転子の各々と光通信している撮像センサと、を備え得る。前記コンバイナは、半透過ミラー、反射偏光ミラー、偏光ビームスプリッタもしくはコンバイナ、非偏光ビームスプリッタもしくはコンバイナ、または、ダイクロイックミラー、のうちの一つを含み得る。ライトバルブは、偏光セレクタ／回転子として構成されてもよく、液晶素子及び直線偏光子を含み得る。偏光セレクタ／回転子は、切替可能な波長板を含み得る。ライトバルブは、スペクトル帯域セレクタとして構成されてもよく、コレステリック液晶素子を含み得る。
【0010】
撮像システムは、第１レンズと光通信している第１直線偏光子と、第２レンズと光通信している第２直線偏光子と、を更に備えてもよく、第１直線偏光子及び第２直線偏光子は、コンバイナと光通信し得る。第１直線偏光子は、第１方向に光を偏光するように構成されてもよく、第２直線偏光子は、第１方向に直交する第２方向に光を偏光するように構成され得る。液晶素子は、能動的に切替可能な半波長板を含んでもよく、液晶素子は、第１方向に偏光された光が当該液晶素子を通過することができる第１状態と、第２方向に偏光された光が当該液晶素子を通過することができる第２状態と、を有するように構成され得る。第１方向は、第２方向に直交してもよい。偏光セレクタ／回転子は、入射光ビームを偏光するように構成され得る。第１視野は、第２視野と少なくとも部分的に重複する。コンバイナは、偏光ビームスプリッタを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
本開示による撮像システムは、異なる視野及び／または異なる焦点距離の間から選択し、それによって異なる角度及び異なる視野を捕捉するように、単一の画像センサを複数のレンズと共に使用し得る。当該撮像システムは、特定の関心領域を見るためのマルチレンズシステムの使用を可能にして、当該領域に対する画像センサ全体の使用を可能にし、それによって、解像度を失うことなく画像センサによって受信される任意の画像の処理を可能にする、というように構成され得る。
【0019】
マルチレンズ配置は、二つの別個の撮像システムよりも少ない空間を占めると同時に、撮像システムが複数の目的を果たすことを可能にし得る。例えば、幾つかの実施形態では、構成要素配置は、二つ以上の異なる視野を有する二つ以上の画像を捕捉するために撮像システムが単一の画像センサ、及び／または、同じ一般的な方向を向いていながら二つ以上の異なる焦点距離の撮像レンズ、を使用することを可能にしてもよい。各視野は、異なるサイズを有する。この一つの実施例は、虹彩または顔認識などのユーザーの生体認証のため、及び、例えば運転者監視システムなどのユーザーの選択された特徴を監視するため、に使用され得る撮像システムである。別の実施例は、撮像システムが、無限大に焦点を合わせた第１視野と、車両後方の所定距離内にある物体を示す車両内のバックミラー表示システム、及び車両後方のすぐ近くのシーン（風景）を示すバックアップカメラシステム、などの第２近視野と、を表示することを可能にする構成要素配置である。幾つかの実施形態では、撮像システムは、単一の画像センサを使用して、異なる方向にある複数の視野内の画像を捕捉してもよい。例えば、撮像システムは、無限大に焦点を合わせた前方画像を捕捉し、次に、例えば、前方運転者支援撮像システム及び運転者監視システムの両方として動作するように構成された撮像システムなど、後方向きに焦点を合わせた近視野である画像を捕捉するように切り替え得る。幾つかの実施形態では、レンズ、ミラー、ライトバルブ、及び、他の構成要素が、撮像システムが３６０度半径で画像を捕捉することを可能にするように配置され得る。
【0020】
図を参照すると、幾つかの実施形態では、全体を１０で示される撮像システムが、車両２０内に配置され得る。もっとも、撮像システム１０は、車両以外の位置に配置されてもよく、なおも本開示の範囲内である。幾つかの実施形態では、撮像システム１０の構成要素は、図１に示す車両２０のバックミラーアセンブリ２４内に配置され得る。幾つかの実施形態では、撮像システム１０の一部の構成要素が、車両２０のバックミラーアセンブリ２４内に配置されてもよく、１または複数のレンズなどの他の構成要素が、車両ピラー、車両ダッシュボードまたはインフォテインメントコンソール、または車両２０内もしくは車両２０上の他の適切な位置など、車両２０内の他の場所に配置され得る。別の場所に配置される構成要素は、車両２０のバックミラーアセンブリ２４内に配置される撮像システム１０の構成要素と通信し得る。当該構成要素は、撮像システム１０が、運転者または運転者の特徴、車両キャビンの内部、及び、車両２０の外部の前方ビュー及び／または後方ビューのうちの少なくとも一つの画像を捕捉することを可能にするように配置され得る。
【0021】
第１実施形態では、図２に示すように、撮像システム１０は、画像センサ２８と、少なくとも１つの第１レンズ３２と、ライトバルブ３６と、を備え得る。撮像システム１０はまた、少なくとも１つの第２レンズ４０を備え得る。撮像システム１０は、少なくとも一つのリフレクタ４２を更に備えてもよい。これらの構成要素は、選択された目的を達成するために様々な配置で配置され得る。幾つかの実施形態では、画像センサ２８は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）装置または電荷結合デバイス（ＣＣＤ）内に能動的なピクセルセンサを含み得る。
【0022】
幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、切替可能な反射偏光子を含んでもよく、例えば、狭帯域から広帯域のコレステリック液晶または電気めっき／逆めっき技術を含み得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、リバーシブルな電気めっきミラーを含み得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、ニュートラルまたはクロマティックのいずれかの能動的に切替可能な吸収フィルタを含んでもよく、例えば、電気光学窓または液晶シャッタを含み得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、偏光セレクタを含んでもよく、例えば、吸収偏光子または反射偏光子と結合された液晶回転子を含んでもよい。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、液晶の第１層、反射偏光ミラーの第２層、及び液晶の第３層、という三つの略平行な層を含み得る。ライトバルブは、望ましくない光を画像センサ２８内に反射することを避けるために、第１表面及び最後の表面のうちの少なくとも一つ上に反射防止コーティングを含み得る。これは、ライトバルブ３６が光の通過を可能とするときに望ましい場合がある。反射防止コーティングは、一つの画像のみが画像センサ２８内に反射されることを確実にし得る。
【0023】
第１レンズ３２は、第１焦点距離を有してもよく、第１視野内の風景のシーンを捕捉するように位置付けられ得る。第１レンズ３２は、少なくともある時間の部分で画像センサ２８と光通信するように構成され得る。第１レンズ３２によって捕捉される画像は、第１レンズ３２から画像センサ２８に向けて伝送され得る。ライトバルブ３６は、第１レンズ３２によって出力される画像を選択的に受信し、第１レンズ３２から受信した画像を画像センサ２８に伝送するように配置され得る。幾つかの実施形態では、第１レンズ３２は、ライトバルブ３６が、第１レンズ３２からの光が画像センサ２８に衝突することを可能にする一方で別の１または複数のレンズからの光が画像センサ２８に衝突することを防止する、という第１状態と、ライトバルブ３６が、第１レンズ３２からの光が画像センサ２８に衝突することを防止する一方で別の１または複数のレンズからの光が画像センサ２８に衝突することを可能にする、という第２状態と、の二つの状態の間でライトバルブ３６が交互になり得るように、画像センサ２８と断続的に光通信し得る。
【0024】
第２レンズ４０は、第２焦点距離を有してもよく、第２視野内の画像を捕捉するように位置付けられ得る。第２視野は、第１視野と部分的にまたは完全に一致してもよく、または、第１視野とは完全に別個であってもよい。幾つかの実施形態では、第２視野は、第１視野とは概して反対の方向であってもよい。第２視野は、第１視野よりも大きくても小さくてもよい。第２焦点距離は、第１焦点距離と同じであってもよく、第１焦点距離よりも長くてもよく、または、第１焦点距離よりも短くてもよい。例えば、一つのレンズが、車両キャビンの内側から画像を捕捉することを可能にする焦点距離及び視野を有してもよい。別のレンズは、車両２０の外部の画像を捕捉することを可能にする焦点距離及び視野を有してもよい。
【0025】
第１レンズ３２と同様に、第２レンズ４０は、少なくともある動作期間の一部の間に画像センサ２８と光通信するように構成され得る。幾つかの実施形態では、第２レンズ４０は、ライトバルブ３６が、第２レンズ４０からの光が画像センサ２８に衝突することを可能にすることと、第２レンズ４０からの光が画像センサ２８に衝突することを防止することと、の間で交互になり得るように、画像センサ２８と断続的に光通信し得る。
【0026】
ライトバルブ３６は、第１偏光状態と第２偏光状態との間で切り替えることができ得る。第一及び第２偏光状態は、それぞれ、反射モード及び透過モードのうちの一つを含み得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、液晶素子を含み得る。ライトバルブ３６は、一つまたは複数の独立したピクセルを含み得る。各ピクセルは、捕捉された画像の特定のセグメントがレンズからの入射光に対して露出されること、または、ローリングシャッタカメラを使用する場合のフレーム間の切替方法を支持すること、を可能にするように、独立して制御可能であり得る。
【0027】
ライトバルブ３６は、第１表面４４及び第２表面４８を含み得る。透過モードでは、ライトバルブ３６は、光が、ライトバルブ３６の第１表面４４を通過して、第２表面４８を通って外に出ることを可能にし得る。これは、例えば、第１レンズ３２からライトバルブ３６を通って画像センサ２８に光が通過することを可能にし得る。反射モードでは、ライトバルブ３６は、光がライトバルブ３６を通過することを防止し、代わりに、第２表面４８に衝突する入射光を反射させて新たな方向に送り得る。幾つかの実施形態では、第２偏光状態では、ライトバルブ３６は、入射光を画像センサ２８に反射させるように構成され得る。したがって、一つの偏光状態では、一つのレンズ、例えば、第１レンズ３２から捕捉された画像が画像センサ２８に衝突する一方で、別の偏光状態では、異なるレンズ、例えば、第２レンズ４０から捕捉された画像が画像センサ２８に衝突し得る。このように、第１レンズ３２及び第２レンズ４０からの画像は、画像センサ２８に交互に衝突し得る。
【0028】
画像センサ２８は、第１レンズ３２及び第２レンズ４０の両方からであるが、異なる時間において、受光するように構成され得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、第１偏光状態と第２偏光状態との間で交互になり得る。この場合、画像センサ２８は、第１レンズ３２から及び第２レンズ４０から交互に受光してもよく、第１レンズ３２及び第２レンズ４０からの画像をインターリーブするように構成され得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、画像センサ２８上の新たなフレームへの露出の開始と同期されることができ得る。画像センサ２８は、第１レンズ３２及び第２レンズ４０から取得された画像をインターリーブし、それによって、当該画像センサ２８が、第１レンズ３２及び第２レンズ４０の両方からの画像を処理して、第１レンズ３２及び第２レンズ４０の各々から完全な画像を生成することを可能にするように構成され得る。
【0029】
幾つかの実施形態では、第２レンズ４０が、ライトバルブ３６が反射モードにある時に、ライトバルブ３６を通して捕捉された画像を画像センサ２８に向けて伝送するように構成され得る。第２レンズ４０によって捕捉される画像は、ライトバルブ３６によって反射され得て、それによって画像センサ２８に配向され得る。幾つかの実施形態では、第２レンズ４０が、捕捉された画像をリフレクタ４２に伝送するように構成されてもよく、リフレクタ４２が、当該画像をライトバルブ３６に再配向するように構成され得る。ライトバルブ３６は、入ってくる画像を画像センサ２８に再配向するように構成され得る。リフレクタ４２は、二重画像の可能性を回避するために第１表面リフレクタを含み得る。
【0030】
幾つかの実施形態では、少なくとも一つの光学フィルタ（図示せず）が、ライトバルブ３６と第１レンズ３２との間に配置され得る。幾つかの実施形態では、少なくとも一つの光学フィルタ（図示せず）が、ライトバルブ３６と第２レンズ４０との間に配置され得る。幾つかの実施形態では、少なくとも一つの第１光学フィルタが、ライトバルブ３６と第１レンズ３２との間に配置され得て、且つ、少なくとも一つの第２光学フィルタが、ライトバルブ３６と第２レンズ４０との間に配置され得る。前記少なくとも一つの光学フィルタは、例えば、赤外線のフィルタ除去及び／または紫外線のフィルタ除去を可能にし得る。これは、例えば、夜間運転のための夜間の撮像システム１０の使用などの用途を可能にし得る。
【0031】
幾つかの実施形態では、第３レンズ（図示せず）が、画像センサ２８とライトバルブ３６との間に配置され得る。これは、長い後方焦点距離を有しないレンズの使用を可能にし得る。
【0032】
幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、ある期間、または、第１特定事象が発生するまで、第１偏光状態で動作するよう構成されてもよく、その間、第１レンズ３２によって捕捉されるシーンの画像は、画像センサ２８に衝突し得る。当該期間が経過するかまたは第１特定事象が発生した後、ライトバルブ３６は、第２偏光状態で動作を開始し得て、第２レンズ４０によって捕捉されるシーンの画像が画像センサ２８に衝突することを可能にし得る。例えば、バックミラーアセンブリ２４が、運転者を認証し、次に、運転者が認証されると、運転者を監視するように構成され得る。第１レンズ３２が、第１視野における運転者の特定の特徴を捕捉してもよく、運転者を認証するための第１焦点距離を有する。ライトバルブ３６は、最初は透過状態であってもよく、第１レンズ３２から捕捉された画像がライトバルブ３６を通過して画像センサ２８に到達することを可能にし得る。運転者が認証されると、ライトバルブ３６は、使用されるライトバルブのタイプに応じて、反射状態または吸収状態に切り替え得る。第２レンズ４０が、第２視野における運転者監視のために運転者の画像を捕捉するように構成されてもよく、第２焦点距離を有してもよく、捕捉されるシーンの画像をライトバルブ３６に伝送し得る。ライトバルブ３６は、第２レンズ４０によって捕捉されるシーンの画像が画像センサ２８に反射されることを可能にし得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、第２特定の事象の発生後に第１偏光状態に戻るように構成され得る。第２特定の事象は、第１特定の事象と同じ事象であってもよく、または、異なる事象であってもよい。上記の実施例で使用される時、透過モードとは、第１偏光状態であり、反射モードとは、第２偏光状態であるが、撮像システム１０は、反射モードが第１偏光状態、透過モードが第２偏光状態、であるように構成されてもよい。
【0033】
幾つかの実施形態では、撮像システム１０は、少なくとも一つの第２リフレクタ（図示せず）を備え得る。当該少なくとも一つの第２リフレクタは、ライトバルブ３６と光通信し得る。幾つかの実施形態では、前記少なくとも一つの第２リフレクタはまた、前記少なくとも一つのリフレクタ４２と光通信し得る。第２レンズ４０によって捕捉される画像は、前記少なくとも一つのリフレクタ４２から前記少なくとも一つの第２リフレクタに伝送されてもよく、そこから反射され得てライトバルブ３６に伝送され得る。幾つかの実施形態では、前記少なくとも一つの第２リフレクタは、第１レンズ３２と光通信し得て、第１レンズ３２からの画像をライトバルブ３６に伝送するように構成され得る。
【0034】
幾つかの実施形態では、図２Ｂに示すように、撮像システム１０は、少なくとも一つの追加の偏光子７６を備え得る。幾つかの実施形態では、偏光子７６は、図示するのとは異なる配向であってもよい。当該少なくとも一つの偏光子７６は、第１レンズ３２及び第２レンズ４０のうちの少なくとも一つからの入射光路内に配置され得る。偏光子７６は、少なくとも一つのリフレクタ４２とライトバルブ３６との間に、及び／または、ライトバルブ３６と画像センサ２８との間に配置され得る。偏光子７６は、ライトバルブ３６が、第１レンズ３２からの光が当該ライトバルブ３６を通過する状態にある時に、両方のビューが同時に画像センサ２８に到達することを防止し得る。
【0035】
幾つかの実施形態では、３つ以上のレンズが、画像センサ２８と共に使用され得る。リフレクタ４２が、レンズの少なくとも幾つかと関連付けられ得て、当該関連付けられたレンズによって捕捉されるシーンの画像をライトバルブ３６に配向するように構成され得る。幾つかの実施形態では、ライトバルブ３６は、少なくとも１つの第１レンズ３２からの光がライトバルブ３６を通って画像センサ２８に向けて通過することを可能にすることと、少なくとも１つの第２レンズ４０からの光を画像センサ２８に向けて反射させることと、の間で交互になり得る。画像センサ２８は、一つのレンズから別のレンズに切り替えるか、または、二つ以上のレンズの間で交互になる、ように構成され得る。画像センサ２８は、三つ以上の別個の画像、各レンズに対して一つの画像、を生成することができ得る。
【0036】
図３は、画像センサ２８と、第１レンズ３２と、第１レンズ３２と関連付けられた第１切替可能シャッタ５２として使用するために構成されたライトバルブと、少なくとも一つの第２レンズ４０と、少なくとも一つの第２切替可能シャッタ５６と、を備える、撮像システム１０の一実施形態を示す。前記少なくとも一つの第２切替可能シャッタの各々は、前記少なくとも一つの第２レンズ４０のうちの一つに関連付けられる。第１レンズ３２及び第２レンズ４０の各々が、画像センサ２８と選択的に光通信するように構成され得る。第１レンズ３２が、画像を捕捉し、当該画像を第１切替可能シャッタ５２に伝送するように構成され得て、第２レンズ４０が、シーンの画像を捕捉し、当該シーンの画像を第２切替可能シャッタ５６に伝送するように構成され得る。幾つかの実施形態では、第１レンズが、第２レンズのうちの少なくとも一つによって捕捉されたシーンの画像とは異なる視野からのシーンの画像を捕捉するように構成され得る。追加的または代替的に、幾つかの実施形態では、各レンズが、異なる焦点距離を有してもよい。
【0037】
幾つかの実施形態では、撮像システム１０は、第１表面６４及び第２表面６８を有し、第１切替可能シャッタ５２と画像センサ２８との間に配置される、切替可能なリフレクタまたはライトバルブ６０を更に備えてもよい。リフレクタ６０は、半透過リフレクタ、部分反射部分透過リフレクタ、反射偏光ミラー、偏光または非偏光ビームスプリッタ、または、ダイクロイックリフレクタ、のうちの一つを含み得る。示されるように、リフレクタ６０は、半透過リフレクタを含む。半透過リフレクタ６０の第１表面６４は、光を反射するように構成され得る一方で、半透過リフレクタ６０の第２表面６８は、それに衝突する光が半透過リフレクタ６０を通過することを可能にするように構成され得る。図３に示すように、半透過リフレクタ６０は、第１レンズ３２からの画像が第１切替可能シャッタ５２を通過し、半透過リフレクタ６０を通過して、画像センサ２８に到達する、ことを可能にするように構成され得る。
【0038】
幾つかの実施形態では、第３レンズ（図示せず）が、画像センサ２８とライトバルブ３６、６０との間に配置され得る。これは、長い後方焦点距離を有しないレンズの使用を可能にし得る。
【0039】
第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６の各々は、複数の独立したピクセル７２を含み得る。独立したピクセル７２の各々は、独立して制御可能であってもよい。あるピクセル７２がオンになると、光が当該ピクセル７２を通過し得る一方、あるピクセル７２がオフになると、光が当該ピクセル７２を通過することが防止され得る。幾つかの実施形態では、画像センサ２８は、ローリングシャッタを含み得る。第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６の各々のピクセル７２は、捕捉される画像の特定のセグメントが画像センサ２８に露出され、それによってフレーム間の切り替え方法を支持することを可能にするように、構成され得る。したがって、第１レンズ３２によって捕捉されるシーンの一部は、第１切替可能シャッタ５２を通って半透過リフレクタ６０へと通過し得る。次に、当該画像は、半透過リフレクタ６０を通って画像センサ２８へと通過し得る。
【0040】
幾つかの実施形態では、撮像システム１０は、少なくとも一つのリフレクタを更に備えてもよく、当該少なくとも一つのリフレクタの各々は、入射光を新たな方向に再配向するように構成される。当該少なくとも一つのリフレクタの各々は、１または複数のレンズと関連付けられ得て、且つ、光通信し得る。幾つかの実施形態では、光は、画像センサ２８に向けて再配向され得る。幾つかの実施形態では、複数のリフレクタが、直列に配置され得て、複数のレンズ３２、４０のうちの一つからの光を画像センサ２８に向けて再配向するように構成され得る。したがって、第２レンズ４０からの画像は、第２切替可能シャッタ５６を通過し、第１リフレクタ４２によって再配向され、半透過リフレクタ６０によって再度画像センサ２８に再配向され得る。
【0041】
第１焦点距離を有する第１レンズ３２が、第１視野からの画像を捕捉するように構成され得る。第１レンズ３２によって捕捉されるシーンの画像は、第１切替可能シャッタ５２に伝送され得る。第１切替可能シャッタ５２を通過する捕捉された画像の一部は、半透過リフレクタ６０に伝送され得る。幾つかの実施形態では、半透過リフレクタ６０は、画像の伝送された部分を画像センサ２８に再伝送するように構成され得る。
【0042】
同様に、第２レンズ４０が、第２焦点距離を有する第２視野からの画像またはシーンを捕捉するように構成され得る。幾つかの実施形態では、第２視野は、第１視野とは異なり得る。幾つかの実施形態では、第２焦点距離は、第１焦点距離とは異なり得る。第２レンズ４０によって捕捉される画像またはシーンは、第２切替可能シャッタ５６に伝送され得る。第２切替可能シャッタ５６を通過する捕捉された画像またはシーンの一部は、第２リフレクタ（図示せず）に伝送され得る。幾つかの実施形態では、第２リフレクタは、画像の伝送された部分を画像センサ２８に再伝送するように構成され得る。幾つかの実施形態では、第２リフレクタは、光線の伝送された部分を第１リフレクタ４２に再伝送するように構成されてもよく、そこから、当該再伝送された画像の一部が、再び、今度は画像センサ２８に再伝送され得る。
【0043】
第１の能動的に切替可能なシャッタ５２及び第２の能動的に切替可能なシャッタ５６の各々は、第１の捕捉された画像またはシーンからの光が切替可能シャッタ５２を通過することを可能にする一方で、同時に、切替可能シャッタ５６をオフにすることによって、第２の画像またはシーンが切替可能シャッタ５６を通過することをブロックするように構成され得る。幾つかの実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、撮像システム１０の第１レンズ３２が、第１切替可能シャッタ５２と関連付けられ得て、第２レンズ４０が、第２切替可能シャッタ５６と関連付けられ得る。第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６の各々は、複数のピクセル７２を有し得る。例示の目的のために、第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６が、それぞれ、二つのピクセル７２と共に示されているが、より多くのピクセル７２が使用されてもよく、なおも本開示の範囲内である。本明細書で使用されるピクセル７２という用語は、単一のピクセル７２、または、切替可能シャッタ５２、５６内の複数のピクセル７２の一部分、を指し得る。
【0044】
動作中、図４Ａに示すように、第１状態では、第１切替可能シャッタ５２の第１ピクセル７２が、例えば、第１ピクセル７２Ａをオフにし、それによって光が第１ピクセル７２Ａを通過することを防止することによって、光の一部が第１レンズ３２から画像センサ２８に向けて移動することをブロックするように構成され得る。第１切替可能シャッタ５２の第２ピクセル７２Ｂが、第１レンズ３２を出る光が第１切替可能シャッタ５２の第２ピクセル７２Ｂを通過することを可能にするように構成され得る。第１切替可能シャッタ５２の第２ピクセル７２Ｂを通って移動した後、光は半透過リフレクタ６０を通って画像センサ２８へと移動し得る。
【0045】
また、第１状態では、第２切替可能シャッタ５６の第１ピクセル７２Ｃが、第２レンズ４０を出る光が第２切替可能シャッタ５６を通って移動し、最初にリフレクタ４２によって反射され、次に半透過リフレクタ６０によって反射され、最後に画像センサ２８まで移動する、ことを可能にするように構成され得る。第２切替可能シャッタ５６の第２ピクセル７２Ｄが、第２レンズ４０を出る光をブロックし、当該光が第２切替可能シャッタ５６を通過することを防止するように構成され得る。
【0046】
第２状態では、図４Ｂに示すように、第１切替可能シャッタ５２の第１ピクセル７２Ａは、第１レンズ３２を出る光が、第１切替可能シャッタ５２を通過し、そこから半透過リフレクタ６０を通って画像センサ２８へと通過することを可能にするように構成され得る。第１切替可能シャッタ５２の第２ピクセル７２Ｂは、第１レンズ３２を出て画像センサ２８に向かう光をブロックし、当該光が第１切替可能シャッタ５２を通過することを防止するように構成され得る。
【0047】
同時に、第２切替可能シャッタ５６の第１ピクセル７２Ｃは、第２レンズ４０を出る光が、第１ピクセル７２Ａを通過することを防止するように構成され得る。第２切替可能シャッタ５６の第２ピクセル７２Ｄは、第２レンズ４０を出る光が、第２切替可能シャッタ５６を通過し、リフレクタ４２によって再配向され、半透過リフレクタ６０によって再び再配向され、画像センサ２８に衝突する、ということを可能にするように構成され得る。
【0048】
第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６は、互いに同期して動作し得る。例えば、第１切替可能シャッタ５２の第１ピクセル７Ａが、光をブロックするように構成され、第１切替可能シャッタ５２の第２ピクセル７２Ｂが、光が通過することを可能にするように構成される場合に、第２切替可能シャッタ５６の第１ピクセル７２Ｃが、光が当該シャッタを通過することを可能にするように構成され得て、第２切替可能シャッタ５６の第２ピクセル７２Ｄが、光が通過することをブロックするように構成され得る。第１切替可能シャッタ５２の第１ピクセル７２Ａが、光が通過することを可能にするように構成され、第１切替可能シャッタ５２の第２ピクセル７２Ｂが、当該第２ピクセル７２Ｂを通る光の通路をブロックするように構成される、というように第１切替可能シャッタ５２が切り替わる場合、第２切替可能シャッタ５６の第１ピクセル７２Ｃが、光が通過することをブロックするように構成され、第２切替可能シャッタ５６の第２ピクセル７２Ｄが、光が通過することを可能にするように構成される、というように第２切替可能シャッタ５６が同時に切り替わり得る。幾つかの実施形態では、撮像システム１０は、第１状態と第２状態との間で急速に交互になり得る。
【0049】
切替可能シャッタそれぞれの一つ以上のピクセル７２を所与の時間でオフにすることにより、一つのレンズからの光子が別のレンズからの画像上に現れることが防止され得る。したがって、特定の期間中に特定のピクセル７２を第１レンズ３２からオフにする一方で、同時に特定のピクセル７２を第２レンズ４０からオンにすることにより、画像の汚れが回避され得る。
【0050】
幾つかの実施形態では、第１切替可能シャッタ５２と第２切替可能シャッタ５６の各々は、例えば、３０Ｈｚ～２４０Ｈｚの間で、または約１２０Ｈｚで、第１状態と第２状態との間で急速に切り替わるように構成され得る。例えば、第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６は、両方とも液晶素子を含んでもよい。第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６の急速な切替速度によって、画像センサ２８が、第１レンズ３２からの第１画像の処理と、第２レンズ４０からの第２画像の処理と、の間で交互になることが可能になり得る。したがって、第１レンズ３２及び第２レンズ４０の各々は、連続的に画像を捕捉するが、各レンズからの画像の一部分のみが一度に画像センサ２８に伝送される。画像センサ２８に関連付けられたプロセッサは、画像をインターリーブして、二つの別個の完全な画像がもたらされるように構成され得る。
【0051】
幾つかの実施形態では、急速なシャッタ切替速度は必要とされない場合がある。一部の事例では、撮像システム１０は、シャッタを一回のみまたは限定された回数のみ切り替えることを必要とし得る。例えば、撮像システム１０は、車両２０を起動する前に運転者を認証するために使用されもよく、次に、運転者支援または運転者監視のために使用され得る。したがって、第１視野及び第１焦点距離を有する第１レンズ３２は、認証に必要な運転者特徴を捕捉し得る。運転者が認証された後、撮像システム１０は、第２視野及び第２焦点距離を有し得る第２レンズ４０からの画像の処理を開始し得る。撮像システム１０は、第１レンズ３２と第２レンズ４０との間で一回のみ切り替え得るため、急速な切替速度は必要とされず、第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６は、比較的遅いシャッタ速度を有し得る。この場合、第１切替可能シャッタ５２及び第２切替可能シャッタ５６は、液晶素子、または代替的にエレクトロクロミックデバイス、リバーシブル電気めっきミラー、またはＭＥＭＳデバイス、を含み得る。
【0052】
幾つかの実施形態では、撮像システム１０は、第１レンズ３２と、ライトバルブ３６と、画像センサ２８と、を備え得る。撮像システム１０は、ミラーに反射される画像を表示するミラーフェイズと、レンズによって捕捉される画像またはシーンを表示するカメラフェイズと、の間で交互になるように構成され得る。この実施形態では、第１レンズ３２は、捕捉された画像またはシーンを伝送することと、画像を伝送しないこと、との間で交互になるように構成され得る。ライトバルブ３６は、液晶素子またはエレクトロクロミック素子を含み得る。
【0053】
幾つかの実施形態では、撮像システム１０は、第１レンズ３２と、ライトバルブ３６と、リフレクタ４２と、画像センサ２８と、を備え得る。リフレクタ４２は、適切な集束力を提供するように湾曲してもよく、それによって、リフレクタ４２がレンズとして作用することが可能になる。光は、第１方向から撮像システム１０に入り、第１レンズ３２を通り、ライトバルブ４２を通って、そこから画像センサへと通過し得る。光は、第２方向から撮像システム１０に入り、湾曲したリフレクタ４２によって集束され、ライトバルブ３６に配向され、そこから、画像センサ２８に配向され得る。この配置により、撮像システム１０がより少ない構成要素で動作することが可能になり得る。湾曲したリフレクタ４２はレンズと同程度には機能しないが、この配置は、画像品質が重要でない場合に使用され得る。
【0054】
撮像システム１０は、二つのレンズと二つの切替可能シャッタとを有するものとして示されているが、撮像システム１０は、三つ以上のレンズと三つ以上の切替可能シャッタを備えてもよく、なおも本開示の範囲内である。三つ以上のレンズが使用される場合、撮像システム１０はまた、収集した画像を画像センサ２８に伝送することを可能とするのに十分な数のリフレクタ４２を備え得る。
【0055】
ここで図５を参照すると、幾つかの実施形態では、撮像システム１０は、単一の画像センサ２８と、少なくとも一つの偏光セレクタ／回転子８０と、少なくとも一つのコンバイナ８４と、を備え得る。コンバイナ８４は、半透過ミラー、反射偏光ミラー、偏光ビームスプリッタもしくはコンバイナ、非偏光ビームスプリッタもしくはコンバイナ、またはダイクロイックミラー、のうちの一つを含み得る。コンバイナ８４は、第１レンズ３２及び第２レンズ４０の両方からの光を画像センサ２８に向けて配向するように構成され得る。
【0056】
偏光セレクタ／回転子８０は、画像センサとコンバイナ８４との間に配置され得る。偏光セレクタ／回転子８０は、適切な能動的または受動的な液晶及び複屈折膜を含む、切替可能な波長板８８を含み得る。幾つかの実施形態では、液晶自体が、能動的に切替可能な半波長板を含んでもよい。偏光セレクタ／回転子は、切替可能な波長板と画像センサ２８との間に配置される直線偏光子１００を更に含み得る。直線偏光子１００は、切替可能な波長板による回転を介して能動的に配向される偏光を通したシフトとして作用し得る。
【0057】
撮像システムは、第１視野から光を収集するように構成された第１レンズ３２と、第２視野から光を収集するように構成された第２レンズ４０と、を更に備えてもよい。幾つかの実施形態では、第１視野及び第２視野は、部分的または完全に互いに重複し得る。あるいは、幾つかの実施形態では、第１視野と第２視野との間に重複がない場合がある。
【0058】
幾つかの実施形態では、撮像システムは、第１レンズ３２とコンバイナ８４の間に配置された第１直線偏光子９２と、第２レンズ４０とコンバイナ８４の間に配置された第２直線偏光子９６と、を更に備える。第１直線偏光子９２は、第１方向に光を偏光するように構成されてもよく、第２直線偏光子９６は、第１方向に垂直な第２方向に光を偏光するように構成され得る。
【0059】
使用中、光は、第１レンズ３２及び第２レンズ４０のうちの少なくとも一つに入り得る。第１レンズ３２に入る光は、第１直線偏光子によって第１方向に偏光されてもよく、第２レンズ４０に入る光は、第２直線偏光子によって第１方向に直交する第２方向に偏光され得る。第１レンズ３２及び第２レンズ４０の両方からの光は、コンバイナ８４に入り得る。示されるように、第１レンズ３２からの光はコンバイナ８４を通過し、第２レンズ４０からの光はコンバイナ８４によって反射されて、第１レンズ３２からの光と同じ方向に移動するが、他の配置が使用されてもよい。もっとも、なおも本開示の範囲内である。
【0060】
コンバイナ８４を出る光は、偏光セレクタ／回転子８０を通過し得る。偏光セレクタ／回転子８０は、液晶素子８８からなり得る。直線偏光子１００は、第１状態及び第２状態を有するように構成され得る。第１状態では、偏光セレクタ／回転子８０は、第１偏光を有する光が通過することを可能にする一方で、他の偏光を有する光を吸収するように構成され得る。第２状態では、偏光セレクタ／回転子８０は、第２偏光を有する光が通過することを可能にする一方で、他の偏光を有する光を吸収するように構成され得る。偏光セレクタ／回転子８０は、第１状態と第２状態との間で交互になるように構成されてもよく、それによって、第１偏光を有する光と第２偏光を有する光が交互に通過することが可能になる。光が液晶素子８８を通過すると、偏光セレクタ／回転子８０の直線偏光子１００を通過して、画像センサ２８へと通過し得る。画像センサ２８は、第１レンズ３２及び第２レンズ４０から受信した画像から画像データを交互に捕捉してもよい。
【0061】
幾つかの実施形態では、コンバイナ８４は、ダイクロイックミラーを含み得る。この実施形態では、要素９２及び９６は、第一及び第２バンドパスフィルタである。要素８０は、第一及び第２光の帯域を選択的かつ能動的に通過または反射する、コレステリック液晶であってもよい。
【0062】
幾つかの実施形態では、図６に示すように、コンバイナ８４は、偏光ビームスプリッタを含み得る。この実施形態では、第一及び第２直線偏光子は必要でない場合があり、撮像システム１０は、画像センサ２８と光通信しているコンバイナ８４と、偏光セレクタ／回転子８０と、コンバイナ８４と光通信している第１レンズ３２及び第２レンズ４０と、を備え得る。
【0063】
前述の記載は、好ましい実施形態についての記載とみなされる。当業者や本開示の製作者または使用者は、当該開示の修正を思いつくであろう。したがって、図面に示されて前述された実施形態は、単に例示的目的のためであって、本開示の範囲を限定することを意図したものではない。本発明の範囲は、均等論を含む特許法の原則に従って解釈される以下の特許請求の範囲によって画定される。
【0064】
本明細書における「前」、「後」、「後方」、「上向き」、「下向き」、「内側」、「外側」、「右」、及び「左」は、図中で配向される時に、単に様々な要素を識別するために使用されていることに留意されたい。これらの用語は、様々な要素が様々な用途において異なって配向され得るため、それらが説明する要素を制限することを意図していない。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】