特許 7399989 多チャネル撮像デバイスおよび多開口撮像デバイスを有するデバイス

(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】2023-12-08

(45)【発行日】2023-12-18

(54)【発明の名称】多チャネル撮像デバイスおよび多開口撮像デバイスを有するデバイス

(51)【国際特許分類】

   G03B 19/07 20210101AFI20231211BHJP

   G03B 13/36 20210101ALI20231211BHJP

   G02B 7/28 20210101ALI20231211BHJP

   G03B 37/00 20210101ALI20231211BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20231211BHJP

   H04N 13/239 20180101ALN20231211BHJP

【ＦＩ】

G03B19/07

G03B13/36

G02B7/28 Z

G03B37/00 A

H04N23/55

H04N13/239

【請求項の数】 28

(21)【出願番号】P 2021572325

(86)(22)【出願日】2020-06-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-08

(86)【国際出願番号】 EP2020065626

(87)【国際公開番号】W WO2020245356

(87)【国際公開日】2020-12-10

【審査請求日】2022-02-01

(31)【優先権主張番号】102019208294.7

(32)【優先日】2019-06-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】100134119

【弁理士】

【氏名又は名称】奥町 哲行

(72)【発明者】

【氏名】ウィッパーマン・フランク

(72)【発明者】

【氏名】デュパレ・ジャック

【審査官】越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５３２１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】独国特許出願公開第１０２０１７２０６４２９（ＤＥ，Ａ１）

【文献】特開２０００－１１２０１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５００９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３８１３４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０３２８４７１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ １９／０７

Ｇ０３Ｂ １３／３６

Ｇ０２Ｂ ７／２８－７￥４０

Ｇ０３Ｂ ３７／００

Ｈ０４Ｎ ２３／５５

Ｈ０４Ｎ １３／２３９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画像センサ領域（４４）を有する画像センサ手段（１２）と、
複数の光学チャネル（４２）であって、各光学チャネル（４２）は、全体視野（６０）の部分視野（６４）を前記光学チャネル（４２）に関連付けられた前記画像センサ手段（１２）の画像センサ領域（４４）上に撮像するための光学系（４１）を含む、複数の光学チャネル（４２）と、
を備える多開口撮像デバイスであって、
前記複数の光学チャネル（４２）は、前記全体視野（６０）を完全に撮像するように構成されており、
前記全体視野（６０）の第１の部分視野（６４ａ）および前記全体視野の第２の部分視野（６４ｂ）は、異なる数の光学チャネル（４２）によって捕らえられ、
前記第１の部分視野（６４ａ）および前記第２の部分視野（６４ｂ）を利用して前記全体視野（６０）を完全に撮像するように構成された正確に３つの光学チャネル（４２ａ～４２ｃ）を備え、
前記第１の部分視野（６４ａ）は、正確に２つの光学チャネル（４２ａ，４２ｃ）によって撮像され、前記第２の部分視野（６４ｂ）は、単一の光学チャネル（４２ｂ）によって撮像される、多開口撮像デバイス。

【請求項2】

前記複数の画像センサ領域（４４）からの前記複数の部分視野（６４）の画像に基づいて画像情報を取得し、前記全体視野（６０）の全体画像を取得するために、対応する複数の部分画像を結合することで、前記全体画像が異なる全体画像領域内の異なる数の部分画像に基づくように構成されている、画像評価のための手段（７８）
をさらに備える、請求項１に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項3】

画像評価のための前記手段（７８）は、前記第１の部分視野（６４ａ）に関する深度情報を取得するために、前記第１の部分視野（６４ａ）の第１の画像と前記第１の部分視野（６４ａ）の第２の画像の組み合わせに基づいて第１の画像情報を組み合わせ、第２の画像情報に対して前記第１の画像情報を位置合わせすることに基づいて前記全体画像を取得するように構成されており、前記第２の画像情報は、個々の光学チャネルを利用して取得される、請求項２に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項4】

前記複数の光学チャネルは、光学チャネル（４２）のアレイ（１４）内に隣接して配置され、前記第２の部分視野（６４ｂ）を撮像するための光学チャネル（４２ｂ）は、前記アレイ（１４）内の前記第１の部分視野（６４ａ）を撮像するための２つの光学チャネル（４２ａ，４２ｃ）の間に配置される、請求項１から３のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項5】

前記第２の部分視野（６４ｂ）を撮像するための第１の光学チャネル（４２ｂ）の第１の光学系（４１ｂ）は、前記第１の部分視野（６４ａ）を撮像するための第２の光学チャネル（４２ａ）の第２の光学系（４１ａ）および第３の光学チャネル（４２ｃ）の第３の光学系（４１ｃ）に向かい合わせに配置され、
前記多開口撮像デバイスは、前記第１の光学チャネル（４２ｂ）、前記第２の光学チャネル（４２ａ）、および前記第３の光学チャネル（４２ｃ）の光路（２２）を偏向させるためのビーム偏向手段（１８）を含み、前記ビーム偏向手段（１８）は、一方の前記第１の光学系と他方の前記第２および第３の光学系との間に配置される、請求項１から４のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項6】

前記第１の部分視野（６４ａ）を撮像するための前記光学チャネルは隣接して配置され、前記第２の部分視野（６４ｂ）を撮像するための光学チャネル（４２ｂ）から離間されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項7】

前記第１の部分視野（６４ａ）を撮像するための前記光学チャネル（４２）は隣接して配置され、前記第２の部分視野（６４ｂ）を撮像するための光学チャネル（４２ｂ）から離間されている、請求項１から３のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項8】

前記全体視野（６０）は、第１の全体視野（６０_１）であり、前記複数の光学チャネルは、第２の全体視野（６０_２）の第３の部分視野（６４ｃ）を撮像するための少なくとも１つの光学チャネル（４２ｄ）と、前記第２の全体視野（６０_２）の第４の部分視野（６４ｄ）を撮像するための少なくとも１つの光学チャネル（４２ｅ）とを含み、前記第２の全体視野（６０_２）は、前記第１の全体視野（６０_１）とのオーバーラップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項9】

前記第２の全体視野（６０_２）は、前記第１の全体視野（６０_１）の１つの区画である、または、前記第１の全体視野（６０_１）は前記第２の全体視野（６０_２）の１つの区画である、請求項８に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項10】

前記複数の画像センサ領域（４４）からの前記複数の部分視野（６４）の画像に基づいて画像情報を取得し、前記第１の全体視野（６０_１）を撮像するための光学チャネルに関連付けられた画像センサ領域（４４）によって取得された画像情報を使用して前記第２の全体視野（６０_２）の全体画像を作成するように構成された画像評価のための手段（７８）を有する、請求項８または９に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項11】

前記第１の全体視野（６０_１）を撮像するための前記光学チャネルおよび前記第２の全体視野（６０_２）を撮像するための前記光学チャネルは、光学チャネルの相互線形アレイ（１４）内 に配置される、請求項８から１０のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項12】

前記第２の全体視野（６０_２）を捕らえるための光学チャネルは、前記第１の全体視野（６０_１）を捕らえるための少なくとも１つの光学チャネルから離間されている、請求項１１に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項13】

前記第１の全体視野（６０_１）を撮像するための前記光学チャネルは、光学チャネルの第１の線形アレイ（１４_１）内に配置され、前記第２の全体視野（６０_２）を撮像するための光学チャネルは、光学チャネルの第２の線形アレイ（１４_２）内に配置され、前記第１の線形アレイ（１４_１）および前記第２の線形アレイ（１４_２）は、互いに向かい合わせに配置される、請求項８から１０のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項14】

前記複数の光学チャネルのうちの少なくとも１つの第１の光学チャネルおよび第２の光学チャネルは、光学チャネルの相互アレイ（１４）内に隣接して配置される、請求項１から１３のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項15】

前記相互アレイは相互キャリア（３９）を備え、前記第１の光学チャネルおよび前記第２の光学チャネルの前記光学系（４１）の少なくとも一部はそこに機械的に固定され、前記光学チャネルは前記キャリア（３９）を通って延在する、請求項１４に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項16】

前記第１の部分視野（６４ａ）および前記第２の部分視野（６４ｂ）は、前記全体視野（６０）内に互いに隣接して配置され、互いと部分的にオーバーラップする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項17】

前記複数の光学チャネルは、第１の方向（ｙ）に沿って延在する少なくとも１つのライン内の相互平面内に配置され、
前記複数の部分視野の中心は、一次元アレイを形成するために第２の方向に隣接しており、前記第１の方向に対して垂直に配置される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項18】

前記複数の光学チャネル（４２）の光路（２２）を偏向させるためのビーム偏向手段（１８）を備える、請求項１から１７のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項19】

前記ビーム偏向手段（１８）は、ファセットのアレイ内に形成され、１つのアセットは、各光学チャネル（４２）と関連付けられ、前記ファセットの各々は、第１のビーム偏向領域と、第２のビーム偏向領域とを備え、前記ファセットは、両側で反射するミラーとして形成される、請求項１８に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項20】

第１の状態において、第１の主面で前記複数の光学チャネルを第１の方向に偏向させ、第２の状態において、第２の主面で複数の光学チャネルを第２の方向に偏向させるように構成されており、前記ビーム偏向手段（１８）は、前記第１の状態と前記第２の状態との間で回転式に移動可能である、請求項１９に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項21】

少なくとも１つの光学チャネルは、前記光学チャネルの前記光学系（４１）および前記関連付けられた画像センサ領域（４４）を含む組み合わされた手段を備える撮像モジュールの一部である、請求項１から２０のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項22】

１つのモジュールは少なくとも２つの光学チャネルを備え、前記画像センサ領域（４４）および／または前記光学チャネルの前記光学系（４１）は相互基板を備える、請求項２１に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項23】

前記複数の光学チャネルは、光学チャネルの第１のグループを含み、少なくとも１つの光学チャネルを有する第２のグループを含み、前記第１のグループは、前記全体視野（６０）を完全に捕らえるように構成されており、前記第２のグループは、前記全体視野（６０）を完全には捕らえないように構成されている、請求項１から２２のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項24】

前記光学チャネル（４２）の光路（２２）を偏向させるためのビーム偏向手段（１８）と、
光学画像安定化を可能にするために、前記光学系が配置されているライン延長方向（ｙ）に対して平行な、または非平行な、前記画像センサ手段と前記光学系との間の並進移動に基づいて、および／または回転軸の周りの前記ビーム偏向手段（１８）の回転に基づいて、前記画像センサ手段（１２）と前記光学チャネルの前記光学系（４１）と前記ビーム偏向手段との間に相対運動を生成するように構成された光学画像安定化装置と
を備える、請求項１から２３のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項25】

前記画像安定化装置は、少なくとも１つのアクチュエータを含み、直方体の辺がまたがる２つの平面（６３ａ，６３ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の前記辺は、互いに対して、ならびに前記光学チャネルのアレイのライン延長方向（ｙ）および前記画像センサ手段と前記ビーム偏向手段（１８）との間の前記光学チャネルの前記光路の一部に対して平行に位置合わせされ、その体積は可能な限り小さいが、前記画像センサ手段、前記複数の光学チャネル（４２）を含むアレイ（１４）、および前記ビーム偏向手段を含む前記直方体を依然として含む、請求項２４に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項26】

前記光学チャネルのうちの１つの光学系（４１）と前記画像センサ手段（１２）との間の相対運動を提供するためのアクチュエータを含む集束手段を含む、請求項１から２５のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項27】

前記光学チャネル（４２）の光路（２２）を偏向させるためのビーム偏向手段（１８）を備え、
前記集束手段は、前記多開口撮像デバイスの焦点を調整するための少なくとも１つのアクチュエータを備え、前記集束手段は、直方体の辺がまたがる２つの平面（６３ａ，６３ｂ）の間に少なくとも部分的に配置されるように配置され、前記直方体の前記辺は、互いに対して、ならびに前記光学チャネル（４２）のアレイのライン延長方向（ｙ）および前記画像センサ手段（１２）と前記ビーム偏向手段（１８）との間の前記光学チャネルの前記光路（２２）の一部に対して平行に整列され、その体積は可能な限り小さいが、前記画像センサ手段、前記複数の光学チャネル（４２）を含むアレイ（１４）、および前記ビーム偏向手段（１８）を含む前記直方体を依然として含む、請求項２６に記載の多開口撮像デバイス。

【請求項28】

少なくとも１つの光学チャネルの前記光学系（４１）は、適応レンズを含み、前記多開口撮像デバイスは、前記適応レンズの光学特性を調整するように構成されたレンズ制御手段を備える、請求項１から２７のいずれか一項に記載の多開口撮像デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多チャネル撮像デバイスおよび多チャネル撮像デバイスを有するデバイスに関する。本発明はさらに、多開口撮像デバイスを有する携帯用デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

従来のカメラは、１つのチャネル内で全体視野を伝送しており、それらの小型化に関して制限されている。スマートフォンなどのモバイルデバイスでは、例えば、ディスプレイの表面法線の方向に配向され、それに対向している２つのカメラが採用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、小型化されたデバイスが、高画質を確保しつつ、全体視野を捕らえることを可能とする概念が望まれる。
したがって、本発明の目的は、大容量の画質と多開口撮像デバイスの小さな設置スペースを同時に可能にする多開口撮像デバイス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、独立請求項の主題によって達成される。

【0005】

本発明の中心的な着想は、全体画像の部分画像を結合するために、参照部分に追加される全体画像の一部に関する深度情報を決定するだけで十分であること、および立体情報が参照部分にとって絶対的に必須ではなく、このことは、チャネルを省略し、同時に、変更されるべき画像部分に関するオクルージョンを回避することを可能にするという点において、上記の目的が達成され得ることを見出したことにある。

【0006】

一実施形態によれば、多開口撮像デバイスは、複数の画像センサ領域を有する画像センサ手段と、複数の光学チャネルとを含み、この場合、各光学チャネルは、全体視野の部分視野を、光学チャネルに関連付けられた画像センサ手段の画像センサ領域上に撮像するための光学系を含む。複数の光学チャネルは、全体視野を撮像するように構成されている。全体視野の第１の部分視野および全体視野の第２の部分視野は、異なる数の光学チャネルによって捕らえられる。
さらなる有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照して以下に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態によるデバイスの概略斜視図である。

【図2】さらなる実施形態によるデバイスの主面の概略図である。

【図3a】一実施形態による第１の動作状態におけるビーム偏向手段およびダイアフラムの状態を示す図である。

【図3b】第２の動作状態におけるビーム偏向手段およびダイアフラムを示す図である。

【図4a】一実施形態による、ビーム偏向手段の概略図を示し、前記ビーム偏向手段は複数のビーム偏向領域を含む図である。

【図4b】図４ａに対する代替形態である構成による、および一実施形態による、ビーム偏向手段の概略図である。

【図4c】一実装形態による、撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実装形態を示す図である。

【図4d】一実装形態による、撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実装形態を示す図である。

【図4e】一実装形態による、撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実装形態を示す図である。

【図4f】一実装形態による、撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実装形態を示す図である。

【図4g】一実装形態による、撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実装形態を示す図である。

【図4h】一実装形態による、撮像デバイスのビーム偏向手段の有利な実装形態を示す図である。

【図5a】一実施形態による撮像デバイスの概略斜視図である。

【図5b】時間的または空間的照明パターンを放射するように構成された照明手段を備える、一実施形態による多開口撮像デバイスの概略斜視図である。

【図5c】ビーム偏向手段を第１の動作状態の第１の位置と第２の位置との間で回転式に切り替えることができる、改変された撮像デバイスの概略側断面図である。

【図6a】互いにオーバーラップする４つの部分視野を含む全体視野の概略図である。

【図6b】図６ａとは異なる分布の全体視野を示す図であり、この場合、部分視野は２回捕らえられ、部分視野は第１の方向に沿って隣接して配置されている図である。

【図6c】図６ａとは異なるように分散された全体視野を示す図であり、この場合、部分視野は２回捕らえられ、部分視野は第２の方向に沿って隣接して配置されている図である。

【図7a】一実施形態による、全体視野を立体的に捕らえるための２つの多開口撮像デバイスを含むデバイスの概略斜視図である。

【図7b】立体的な捕捉の代わりに、波長範囲の１つにおける捕捉から深度情報を作成するように構成された、一実施形態による２つの多開口撮像デバイスを含むデバイスの概略斜視図である。

【図7c】単一の視野方向を含む、一実施形態による多開口撮像デバイスの好ましい実装形態の概略斜視図である。

【図8】第１の多開口撮像デバイスと、共有画像センサを備える第２の多開口撮像デバイスとを含む概略構造を示す図である。

【図9a】異なる波長範囲を使用する、一実施形態による多開口撮像デバイスの概略図である。

【図9b】異なる波長範囲を使用する、一実施形態による多開口撮像デバイスの概略図である。

【図9c】異なる波長範囲を使用する、一実施形態による多開口撮像デバイスの概略図である。

【図9d】異なる波長範囲を使用する、一実施形態による多開口撮像デバイスの概略図である。および

【図10】一実施形態による、第１の波長範囲および第２の波長範囲の波長にわたる多開口撮像デバイスの画像センサの画像センサ領域の感度の概略的なグラフを示す図である。

【図11a】３つの光学チャネルを有する、全体視野を捕らえるための一実施形態による多開口撮像デバイスの概略斜視図である。

【図11b】図１１ａの多開口撮像デバイスの概略上面図ならびに全体視野の概略図である。

【図12a】一実施形態による多開口撮像デバイスの概略斜視図を示し、この場合、光学チャネルの光学系の配置は、図１１ａの多開口撮像デバイスと比較して変更されている図である。

【図12b】図１２ａの多開口撮像デバイスの概略上面図を全体視野の図と共に示す図である。

【図13a】各々が、２つのオーバーラップする視野を捕らえるように構成されている、実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図である。

【図13b】各々が、２つのオーバーラップする視野を捕らえるように構成されている、実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図である。

【図13c】各々が、２つのオーバーラップする視野を捕らえるように構成されている、実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図である。

【図13d】各々が、２つのオーバーラップする視野を捕らえるように構成されている、実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図である。

【図14】一実施形態による多開口撮像デバイスの概略上面図を示し、この場合、光学チャネルは２つの向かい合わせの光学チャネル内に配置されている図である。

【図15】いくつかの光学チャネル用の相互基板を備える、一実施形態による光学チャネルのアレイの概略上面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本発明の実施形態を図面を参照して以下でより詳細に説明する前に、同一であり、同一の機能または動作を有する要素、対象物および／または構造には、様々な図において同一の参照番号が与えられることになり、そのため、異なる実施形態において提示される前記要素の説明は、入れ替え可能である、および／または相互に適用可能であることに留意されたい。

【0009】

後に続く実施形態は、画像センサ上の撮像のための異なる波長範囲の使用に関する。波長範囲は、電磁放射、とりわけ光に関する。例えば、異なる波長範囲の一例は、例えば約３８０ｎｍ～約６５０ｎｍの波長範囲の可視光の使用である。例えば、それとは異なる波長範囲は、３８０ｎｍ未満の波長を有する紫外線スペクトルおよび／または７００ｎｍ超、約１０００ｎｍ～約１０００μｍの波長を有する赤外線スペクトル、とりわけ約７００ｎｍまたは７８０ｎｍから約３μｍまでの範囲の波長を有する近赤外スペクトルであってもよい。第１の波長範囲および第２の波長範囲は、少なくとも部分的に異なる波長を含む。一実施形態によれば、波長範囲はいかなるオーバーラップも含まない。しかしながら、代替の実施形態によれば、波長範囲は、オーバーラップを含むが、これは部分的なものにすぎず、そのため、区別を可能にする波長が両方の範囲に存在する。

【0010】

続いて説明する実施形態は、ビーム偏向手段のビーム偏向領域に関する。ビーム偏向領域は、少なくとも１つの波長範囲内で光路の偏向を実行するように構成されている物体の表面積または領域であってもよい。これは、誘電体層などの少なくとも１つの適用された一連の層だけでなく、反射率を提供または調整する一連の導電層であってもよい。これは、電気的に受動的または能動的な特性であってよい。

【0011】

以下に記載される実施形態では、デバイスの主面および二次面が参照される。本明細書に記載される実施形態では、デバイスの主面は、他の面と比較して大きい、または最大の寸法を有する、ハウジングまたはデバイスの面であると理解され得る。例えば、これは、いかなる制限的な効果も持たないが、第１の主面は前側を指定し、第２の主面は後側を指定する場合がある。二次面は、主面を互いに接続する面または表面を意味すると理解され得る。

【0012】

以下に説明する実施形態は携帯用デバイスに関するが、記載された態様は、他のモバイルデバイスまたは非モバイルデバイスに容易に転換され得る。記載される携帯用デバイスは、他のデバイス内、例えば車両内に設置される場合があることが理解される。さらに、デバイスのハウジングは、非携帯用であるように構成されてもよい。これが、以下に説明する実装形態が携帯用デバイスに限定されることを意図するものではなく、デバイスの任意の実装形態を指す可能性があることの理由である。

【0013】

図１は、一実施形態による携帯用デバイス１０の概略斜視図を示す。携帯用デバイス１０は、第１の透明領域１４ａおよび第２の透明領域１４ｂを含むハウジング１２を含む。例えば、ハウジング１２は、不透明なプラスチック、金属などで形成されてもよい。透明領域１４ａおよび／または１４ｂは、ハウジング１２と一体的に形成されてもよく、または複数の部分で形成されてもよい。透明領域１４ａおよび／または１４ｂは、例えば、ハウジング１２の凹部であってもよい。あるいは、透明材料が、凹部または透明領域１４ａおよび／または１４ｂの領域内に配置されてもよい。透明領域１４ａおよび／または１４ｂの透明材料は、撮像デバイス、特に多開口撮像デバイス１６、またはその画像センサが受容する電磁放射の少なくともそのような波長範囲内において透明であり得る。これは、透明領域１４ａおよび／または１４ｂが、前者とは異なる波長範囲において部分的または完全に不透明になるように構成され得ることを意味する。例えば、撮像デバイス１６は、可視波長範囲などの第１の波長範囲および第２の波長範囲を捕らえ、かつそれとは少なくとも部分的に異なる波長範囲を捕らえるように構成されてよい。

【0014】

撮像デバイスまたは多開口撮像デバイス１６は、ハウジング１２の内部に配設される。撮像デバイス１６は、ビーム偏向手段１８および画像捕捉手段１９を含む。画像捕捉手段１９は、各々が撮像デバイス１６の光路を変更する（例えば、集結させる、集束させる、または散乱させる）ための１つまたは複数の光学系を備える２つ以上の光学チャネルと、画像センサとを含んでよい。光学系は、異なる光学チャネルに対して、分離的である、または分離されていない、またはチャネルに個別であってもよい。あるいは、チャネル個別レンズと組み合わされた収束レンズ、相互フィルタなどの、２つの、複数の、またはすべての光学チャネルに対して一緒に機能する要素を備えることも光学系は可能である。

【0015】

例えば、画像捕捉手段１９は、その割り当てられた光路が１つまたは複数の光学チャネルを通ってビーム偏向手段１８上に向けられ、ビーム偏向手段によって偏向される１つまたは複数の画像センサを備えてよい。図６ａの文脈において説明するように、少なくとも２つの光学チャネルは、全体視野（全物体領域）の互いにオーバーラップする部分視野（部分物体領域）を捕らえるように偏向されてよい。撮像デバイス１６は、多開口撮像デバイスと称されてもよい。画像センサの各画像センサ領域は、光学チャネルに割り当てられてよい。構造的ギャップが、隣接する画像センサ領域の間に配置されてよい、または画像センサ領域は、異なる画像センサとして、またはその一部として実装され得るが、代替的にまたは追加的に、隣接する画像センサ領域が互いの上に直接境界を成し、画像センサの読み出しを通して互いから分離されることも可能である。

【0016】

携帯用デバイス１０は、第１の動作状態および第２の動作状態を有する。動作状態は、ビーム偏向手段１８の場所、位置、または配向と相関させることができる。これは、偏向の有効性が異なる面を使用することによって、どの波長範囲がビーム偏向手段１６によって偏向されるかに影響を及ぼす場合がある。代替的または追加的に、２つの異なる動作状態は、光路が偏向される方向に影響を及ぼす場合がある。例示的な多開口撮像デバイス１６では、例えば、２つの異なる視野方向にする２つと、異なる波長範囲に対する２つの、４つの動作状態が存在してもよい。これに対する理由の１つは、ビーム偏向手段１６が、光学チャネルを通過する電磁放射の第１の波長範囲に対して動作可能な第１のビーム偏向領域を含み、かつ光学チャネルを通過する電磁放射の第２の波長範囲に対して動作可能な第２のビーム偏向領域を含み、第２の波長範囲は第１の波長範囲とは異なることである。

【0017】

視野方向に関して、第１の動作状態では、ビーム偏向手段１８は、光路２２ａによって示されるように、前記光路が第１の透明領域１４ａを通過するように撮像デバイス１６の光路２２を偏向させてよい。第２の動作状態では、ビーム偏向手段１８は、光路２２ｂによって示されるように、前記光路が第２の透明領域１４ｂを通過するように撮像デバイス１６の光路２２を偏向させるように構成されてよい。これはまた、ビーム偏向手段１８が、ある時点で、および動作状態に基づいて、透明領域１４ａおよび／または１４ｂのうちの１つを通るように光路２２を導くことを意味するとも理解され得る。動作状態に基づいて、撮像デバイス１６によって捕らえられる視野（物体領域）の位置は、空間が変化するような方法で配置されてよい。

【0018】

第１の波長範囲に対して動作可能な第１のビーム偏向領域と、第２の波長範囲に対して動作可能な第２のビーム偏向領域は、光学チャネルの光路、すなわち光路２２を偏向させるために交互に使用されてもよい。これにより、ビーム偏向領域が動作するスペクトルの部分を画像センサに向けることが可能になる。例えば、ビーム偏向領域は、バンドパス機能を備えてもよく、バンドパス機能が構成されている波長範囲を偏向する、すなわち反射することができるのに対して、他の波長範囲は、例えば、少なくとも２０ｄＢ、少なくとも４０ｄＢ、または少なくとも６０ｄＢだけ抑制される、除去される、または少なくとも強力に減衰される。

【0019】

ビーム偏向領域は、ビーム偏向手段１８の同じ側に配置されてもよく、並進式に変位され得るビーム偏向手段に関する利点を提供する。代替的または追加的に、異なるビーム偏向領域がビーム偏向手段１８の異なる側に配置されてもよく、前記領域は、ビーム偏向手段１８の回転運動に基づいて交互に画像センサに面してよい。この場合、任意の傾斜角が使用されてよい。しかしながら、多開口撮像デバイス１６の２つの可能な反対の視野方向を使用する場合、９０°の回転運動が視野方向を変更するのに十分であるように、約４５°の角度を選択することが有利である。一方で、１つの視野方向のみで、さらなる自由度が選択されてよい。

【0020】

異なるビーム偏向領域が面するように交互に向きを変えることを通して、多開口撮像デバイスは、第１のビーム偏向領域を使用して全体視野の最初の捕捉を画像センサで捕らえることで、最初の捕捉が第１の波長範囲に基づくように構成されており、第２のビーム偏向領域を使用して全体視野の２回目の捕捉を画像センサで捕らえることで、２回目の捕捉が第２の波長範囲に基づくように構成されているという事実に起因して、それぞれの視野方向の全体視野は、異なる波長範囲で捕らえられてよい。したがって、例えば、人間の目には見えない波長範囲を使用して、深度マップなどの追加の画像情報を取得してもよい。

【0021】

携帯用デバイスデバイス１０は、第１のダイアフラム２４ａおよび第２のダイアフラム２４ｂを含んでもよい。ダイアフラム２４ａは、透明領域１４ａの領域内に配置され、ダイアフラム２４ａが閉鎖状態にあるときに透明領域１４ａを少なくとも部分的に光学的に閉鎖するように構成されている。一実施形態によれば、ダイアフラム２４ａは、ダイアフラムが閉鎖状態にあるときに透明領域１４ａを完全に、または透明領域１４ａの表面積の少なくとも５０％、９０％、または少なくとも９９％を閉鎖するように構成されている。ダイアフラム２４ｂは、透明領域１４ａに関してダイアフラム２４ａについて説明したのと同一の方法または同様の方法で透明領域１４ｂを閉鎖するように構成されている。ビーム偏向手段１８が光路２２を光路２２ａに向けて偏向させる第１の動作状態では、ダイアフラム２４ｂは、迷光が透明領域１４ｂを通ってハウジング１２にわずかにしか入射しない、または場合によっては全く入射しないように、透明領域１４ｂを少なくとも部分的に光学的に閉鎖してよい。これにより、ダイアフラム１４ｂに入射する迷光による、第１の動作状態における視野の捕捉に対する影響を小さくすることができる。例えば、光路２２ｂがハウジング１２を出る第２の動作状態では、ダイアフラム２４ａは、透明領域１４ａを少なくとも部分的に光学的に閉鎖してよい。簡単に言えば、ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂは、迷光が望ましくない方向（例えば、捕らえられた視野が位置していない）からそのような領域を通ってわずかにしか入射しないか、または全く入射しないように、透明領域１４ａおよび／または１４ｂを閉鎖するように構成されてよい。ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂは、連続するように構成されてもよく、それぞれの場合に撮像デバイス１６のすべての光学チャネルに対して配置されてよい。これは、それぞれの動作状態に基づいて、ダイアフラム２４ａおよび２４ｂが多開口撮像デバイスの光学チャネルのいずれかによって使用され得ることを意味する。一実施形態によれば、各光学チャネルに対して個々の円形ダイアフラムが配置されるのではなく、光学チャネルのすべてによって使用される１つのダイアフラム２４ａまたは２４ｂが配置される。ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂは、例えば、多角形の縛りに合わせて、長方形、楕円形、円形または楕円形の形状を有する場合がある。

【0022】

第１の動作状態と第２の動作状態との間の切り替えは、例えば、並進運動２６に基づく、および／または回転運動２８に基づくビーム偏向手段１８の運動を含んでよい。

【0023】

ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂは、例えば、機械的ダイアフラムとして構成されてもよい。あるいは、ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂは、エレクトロクロミックダイアフラムとして構成されてもよい。これにより、少ない数の機械的に可動な部品を使用することが可能になる。さらに、ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂをエレクトロクロミックダイアフラムとして構成することにより、透明領域１４ａおよび／または１４ｂのノイズのない開放および／または閉鎖、ならびに携帯用デバイス１０の光学系に容易に統合することができる実装形態が可能になる。例えば、ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂは、ハウジング１２と比較して光学的差異がほとんどないため、それらが閉鎖状態にあるときにユーザによってほとんど知覚されない、または全く知覚されないように構成されてよい。

【0024】

ハウジング１２は、平坦になるように構成されてよい。例えば、主面１３ａおよび／または１３ｂは、ｘ／ｙ平面またはそれに対して平行な平面内に空間的に配置されてよい。主面１３ａと１３ｂとの間に位置する二次面または二次表面１５ａおよび／または１５ｂは、それらが主面に対して斜めまたは垂直になるように空間的に配置されてよく、主面１３ａおよび／または１３ｂおよび／または二次面１５ａおよび／または１５ｂが湾曲される、または平面になるように構成されることが可能である。例えば、携帯用デバイス１０のディスプレイの表面法線に対して平行または逆平行である方法で、主面１３ａと１３ｂとの間の第１のハウジング方向ｚに沿ったハウジング１２の延長部は、さらなる延長部に沿った、すなわち、主面１３ａおよび／または１３ｂの延長方向に沿ったハウジング１２のさらなる寸法と比較して小さくてもよい。二次面１５ａおよび１５ｂは、ディスプレイの表面法線に対して平行または逆平行であってもよい。主面１３ａおよび／または１３ｂは、携帯用デバイス１０のディスプレイの表面法線に対して空間的に垂直に配置されてもよい。したがって、例えば、ｘ方向および／またはｙ方向に沿ったハウジングの延長部は、第１の延長部ｚに沿ったハウジング１２の延長部の少なくとも３倍、少なくとも５倍、または少なくとも７倍であり得る。簡単に言えば、しかしながら、限定的な効果を有することなく、ハウジングの延長部ｚは、ハウジング１２の厚さまたは深さであると理解されてよい。

【0025】

図２は、一実施形態による携帯用デバイス２０の主面の概略図を示す。携帯用デバイスは、デバイス１０を含んでよい。携帯用デバイス２０は、ディスプレイ３３、例えば画面を含むことができる。例えば、デバイス２０は、撮像デバイス１６を備える、携帯電話（スマートフォン）、タブレットコンピュータ、携帯音楽プレーヤ、モニタ、または視覚表示ユニットなどの携帯通信デバイスであってもよい。透明領域１４ａおよび／または透明領域１４ｂは、ディスプレイ３３が配置されるハウジング１２の領域内に配置されてよい。これは、ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂがディスプレイ３３の領域内に配置され得ることを意味する。例えば、透明領域１４ａおよび／または１４ｂならびに／あるいはダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂは、ディスプレイ３３によって隠される場合もある。ダイアフラム２４ａおよび／または２４ｂが配置されたディスプレイ３３の領域では、ディスプレイの情報が少なくとも周期的に提示可能であってよい。情報の前記提示は、携帯用デバイス２０の任意の動作であってよい。例えば、ビューファインダ機能がディスプレイ３３上に提示されてよく、そこでは、ハウジング１２内部の撮像デバイスによってサンプリングされる、または捕らえられる視野が提示されてよい。代替的または追加的に、すでに捕らえられた画像または任意の他の情報が提示されてもよい。簡単に言えば、透明領域１４ａおよび／またはダイアフラム２４ａは、ディスプレイ３３によって隠されてもよく、そのため、透明領域１４ａおよび／またはダイアフラム２４ａは、携帯用デバイス２０の動作中にほとんど知覚されないか、または知覚することができない。

【0026】

透明領域１４ａおよび１４ｂはそれぞれ、ハウジング１２の少なくとも一方の主面１３ａおよび／または反対側の主面内に配置されてよい。簡単に言えば、ハウジング１２は、前面の透明領域と、後面の透明領域とを有してよい。これに関連して、前後という用語は、本明細書に記載される実施形態のいずれも限定することなく、例えば左右、上下などの他の用語によって無作為に置き換えられてもよいことに留意されたい。さらなる実施形態によれば、透明領域１４ａおよび／または１４ｂは、二次側に配置されてもよい。透明領域の配置は任意であってよい、および／または光学チャネルの光路が偏向可能な方向に依存してもよい。

【0027】

透明領域１４ａまたはダイアフラム２４ａの領域では、ディスプレイ３３は、例えば、画像が撮像デバイスを利用して捕らえられている間、周期的に停止されるように、またはハウジング１２を越えてディスプレイ３３の透明度を高めるように構成されてよい。あるいは、ディスプレイ３３はまた、例えば、ディスプレイ３３が携帯用デバイス２０の内部におよび／またはハウジング１２の内部に、あるいは撮像デバイス１６に向けて関連する波長範囲の電磁放射を全く放射しない、またはほとんど放射しない場合、この領域内で動作中のままであってもよい。

【0028】

図３ａは、例えば、第１のダイアフラム２４ａおよび第２のダイアフラム２４ｂの動作状態に付随する、ビーム偏向手段１８および多開口撮像デバイスの状態を示す。例えば、ビーム偏向手段１８は、光路２２が、光路２２ａとして透明領域１４ａを通過するように、図３ｂに示されるビーム偏向領域１８Ａで光路２２を偏向させる。ダイアフラム２４ｂは、透明領域１４ｂを周期的に少なくとも部分的に閉鎖してよく、その結果、迷光は、透明領域１４ｂを通って携帯用デバイスのハウジングの内部に入らないか、またはわずかにし入らない。

【0029】

図３ｂは、第２の動作状態にあるビーム偏向手段１８、ダイアフラム２４ａおよびダイアフラム２４ｂを示しており、例えば、この場合、ビーム偏向手段１８は、９０°の回転運動２８を使用して異なる視野方向を有する。しかしながら、ビーム偏向手段は、光路２２ｂの視野方向に配置された全体視野の捕捉が第２の波長範囲の範囲内で実行され得るように、ここでは、第２の波長範囲に対して動作可能なビーム偏向領域１８Ｂで光路を偏向する。

【0030】

ビーム偏向手段がさらに約９０°、したがって元の状態と比較して約１８０°回転するとき、図３ａに示される第１の視野方向が再び採用されるが、ビーム偏向領域１８Ｂの影響を受ける。例えば、視野方向２２ａまたは２２ｂが任意の角度を使用して提供されることによって、１つだけの全体視野を捕らえることは可能であるが、より多くの数の全体視野、例えば、２、３、またはそれ以上がそれ故捕らえられる場合もある。

【0031】

ビーム偏向手段１８は、光路２２が光路２２ｂとして透明領域１４ｂを通過するように光路２２を偏向させてよく、その一方で、ダイアフラム２４ａは透明領域１４ａを少なくとも部分的に光学的に閉鎖する。第２の動作状態では、ダイアフラム２４ｂは、少なくとも部分的にまたは完全に開放状態を呈してよい。開放状態は、ダイアフラムの透明性に関連し得る。例えば、エレクトロクロミックダイアフラムは、機械的構成要素が移動されることなく、制御状態に応じて開閉されると称される場合がある。第２の動作状態の間、エレクトロクロミックダイアフラムとして構成されたダイアフラム２４ｂは、撮像デバイスによって検出される波長範囲に対して少なくとも周期的に部分的にまたは完全に透明であってもよい。図３ａに描かれる第１の動作状態では、ダイアフラム２４ｂは、この波長範囲に対して部分的または完全に不透明である、あるいは不透明であってもよい。図３ａの第１の動作状態と図３ｂの第２の動作状態との間の切り替えは、図４ａおよび図４ｂの文脈で説明するように、偏向手段１８の回転運動２８に基づいて、および／または並進運動に基づいて実現されてよい、または前記運動の少なくとも１つを含む場合がある。

【0032】

図４ａは、複数のビーム偏向要素３２ａ～３２ｈを含むビーム偏向手段１８の概略図を示す。例えば、撮像デバイスは、複数または多数、例えば２つ、４つ、またはそれ以上の数の光学チャネルを含む場合がある。例えば、撮像デバイスが４つの光学チャネルを備える場合、ビーム偏向手段１８は、光学チャネルの数に、光偏向手段１８または携帯用デバイスを切り替えることができる動作状態の数を乗じたものに応じて、複数のビーム偏向要素３２ａ～３２ｈを含むことができる。例えば、ビーム偏向要素３２ａおよび３２ｅは、第１の光学チャネルと関連付けられてもよく、ビーム偏向要素３２ａは、第１の動作状態で第１の光学チャネルの光路を偏向し、ビーム偏向要素３２ｅは、第１の動作状態で第１の光学チャネルの光路を偏向する。同様に、ビーム偏向要素３２ｂおよび３２ｆ、３２ｃおよび３２ｇ、ならびに３２ｄおよび３２ｈは、それぞれさらなる光学チャネルに関連付けられてよい。

【0033】

ビーム偏向手段は、並進運動方向２６に沿って並進式に移動可能であってよい、および／または第１の動作状態と第２の動作状態との間で変化するように、撮像デバイスの光学チャネルに関してビーム偏向手段１８の第１の位置と第２の位置との間で前後に移動可能であってもよい。ビーム偏向手段１８が第１の位置と第２の位置との間で移動する距離３４は、少なくとも、撮像デバイスの４つの光学チャネル間の距離に対応してよい。ビーム偏向手段１８は、ビーム偏向要素３２ａ～３２ｈのブロックごとの選別を含んでもよい。例えば、ビーム偏向要素３２ａ～３２ｄは、撮像デバイスの光路を第１の視野に向かって第１の視野方向に偏向するように構成されてもよく、各光学チャネルを全体視野の部分視野に関連付けることが可能である。ビーム偏向要素３２ｅ～３２ｈは、撮像デバイスの光路を第２の視野に向かって第２の視線方向に偏向するように構成されてもよく、各光学チャネルを全体視野の部分視野に関連付けることが可能である。さらなる実施形態によれば、少なくとも２つの光学チャネルの光路がビーム偏向要素によって偏向されることが可能であり、その結果、ビーム偏向手段１８のビーム偏向要素の数をより少なくすることができる。

【0034】

ビーム偏向要素３２ａ～３２ｈは、互いに異なる曲率を有するビーム偏向手段１８の領域であってよい、またはファセットミラーの平面ファセットであってもよい。例えば、ビーム偏向手段１８は、ビーム偏向手段１８に衝突する光学チャネルの光路が第１の動作状態の視野の互いに異なる部分視野に向けられ、偏向要素３２ｅ～３２ｈに衝突してそれによって偏向される光路が第２の動作状態の視野の互いに異なる部分視野に向けられるように、互いに異なる傾斜を呈するファセットおよび／または偏向要素３２ａ～３２ｈのアレイであると理解されてもよい。

【0035】

図４ｂは、図４ａの構成とは異なる構成によるビーム偏向手段１８の概略図を示す。図４ａの構成は、動作状態に基づくビーム偏向要素３２ａ～３２ｈのブロックごとの選別であると理解することができるが、図４ｂの構成は、撮像デバイスの光学チャネルの順序に基づいたビーム偏向要素３２ａ～３２ｈのチャネルごとの選別であると理解され得る。第１の光学チャネルに関連するビーム偏向要素３２ａおよび３２ｅは、互いに隣接して配置されてよい。同様に、光学チャネル２、３および４にそれぞれ関連付けられてよいビーム偏向要素３２ｂおよび３２ｆ、３２ｃおよび３２ｇ、ならびに３２ｄおよび３２ｈは、互いに隣接して配置されてよい。例えば、撮像デバイスの光学チャネルが互いに対して十分に大きい距離を有する場合、第１の位置と第２の位置との間で前後に移動されるようにビーム偏向手段１８が移動される距離３４’は、距離３４よりも小さくてよく、例えば、その４分の１または半分であってもよい。これにより、撮像デバイスおよび／または携帯用デバイスの構造設計をさらに縮小することが可能になる。

【0036】

ビーム偏向要素を光学チャネルに単に割り当てる代わりに、それらは各々、異なるタイプのビーム偏向領域を提供してもよく、その結果、例えば、第１の波長範囲内のビーム偏向要素３２ａで偏向することによって、または第２の波長範囲内のビーム偏向要素３２ｅで偏向することによって、第１の光学チャネルが偏向される。

【0037】

回転運動は、並進運動と組み合わされてもよい。したがって、例えば、並進運動が波長範囲間で切り替わること、すなわち、異なるビーム偏向要素３２ａ～３２ｈがビーム偏向手段１８の互いの面に配置されることも想像することが可能であり、この場合、両側で反射する実装形態は、視野方向の切り替えを可能にし、逆もまた同様である。

【0038】

図４ｃ～図４ｈによって、ビーム偏向手段１８の有利な実装形態を説明する。説明は、個別にまたは任意の組み合わせで実施することができるが、限定することは意図されていない多くの利点を例示する。

【0039】

図４ｃは、本明細書に記載されるビーム偏向手段、例えば図４ａまたは図４ｂのビーム偏向手段１８に採用され得るような、ビーム偏向要素３２の概略側部断面図を示す。ビーム偏向要素３２は、多角形で縛るような方式で断面を有してよい。三角形の断面が示されているが、任意の他の多角形も可能である。代替的または追加的に、断面はまた、少なくとも１つの曲面を含んでもよく、特に反射面では、少なくとも部分的に平坦な構成が、収差を回避するために有利な場合がある。波長に対して異なるように動作するビーム偏向領域は、異なっており、かつ対向する主面３５ａおよび３５ｂに配置されてもよい。

【0040】

例えば、ビーム偏向要素３２は、第１の面３５ａ、第２の面３５ｂおよび第３の面３５ｃを含む。少なくとも２つの面、例えば面３５ａおよび３５ｂは、反射性であるように構成され、その結果、ビーム偏向要素３２は、両側で反射性であるように構成される。面３５ａおよび３５ｂは、ビーム偏向要素３２の主面、すなわち、その表面積が面３５ｃの表面積よりも大きい面であってもよい。

【0041】

言い換えれば、ビーム偏向要素３２は、くさびの形状を有し、両側で反射するように形成されてもよい。しかしながら、面３５ｃよりもかなり小さいさらなる面が、面３５ｃに対向して、すなわち面３５ａと面３５ｂとの間に配置されてもよい。言い換えれば、このような場合、面３５ａ、３５ｂ、および３５ｃによって形成されたくさびは、任意に先細になるのではなく、尖った側に表面が設けられ、したがって先端が切り取られる。

【0042】

図４ｄは、ビーム偏向要素３２の概略側部断面図を示し、そこではビーム偏向要素３２のサスペンションまたは変位軸３７が記載されている。ビーム偏向要素３２がビーム偏向手段１８内でその周りで回転式に、および／または並進式に移動可能であり得る変位軸３７は、断面の重心４３に対して偏心に変位されてよい。あるいは、重心は、厚さ方向４５に沿った、およびそれに対して垂直な方向４７に沿ったビーム偏向要素３２の寸法の半分を表す点であってもよい。

【0043】

変位軸は、例えば厚さ方向４５に沿って不変であってもよく、それに対して垂直な方向に任意のオフセットを有してもよい。あるいは、厚さ方向４５に沿ったオフセットも考えられる。変位は、例えば、変位軸３７を中心としたビーム偏向要素３２の回転時に、重心４３を中心とした回転時に得られるものより大きい移動範囲が得られるように行われてもよい。したがって、回転時に面３５ａと３５ｂとの間の縁部が移動される移動距離は、同一の回転角度が与えられた重心４３を中心とした回転と比較して、変位軸３７の変位により増加し得る。好ましくは、ビーム偏向要素３２は、面３５ａと３５ｂとの間に位置する縁部、すなわちくさび形断面の尖った面が画像センサに面するように配置される。したがって、それぞれの他方の面３５ａまたは３５ｂは、小さな回転運動を利用して光学チャネルの光路を偏向させることができる。これは、主面が画像センサに対して垂直になるようなビーム偏向要素３２の移動が必要とされないため、厚さ方向４５に沿ったビーム偏向手段の空間要件が小さくなるように回転が実行され得ることを示している。

【0044】

面３５ｃはまた、二次面または後面とも呼ばれてよい。いくつかのビーム偏向要素は、接続要素が面３５ｃ上に配置されるか、またはビーム偏向要素の断面を通り抜けて延在するように、すなわち、例えば変位軸３７の領域においてビーム偏向要素の内側に配置されるように、互いに接続されてよい。特に、保持要素は、保持要素が方向４５に沿って全体的な設計の延長部を増大させない、または決定しないように、方向４５に沿ってビーム偏向要素３２を超えて突出しないか、またはわずかに突出するように、すなわち、最大５０％、最大３０％、または最大１０％だけ突出するように配置されてよい。あるいは、厚さ方向４５における延長部は、光学チャネルのレンズによって決定されてもよく、すなわち、前記レンズは、最小の厚さを画定する寸法を有する。

【0045】

ビーム偏向要素３２は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、プラスチック、金属、または前記材料および／またはさらなる材料の任意の組み合わせから形成されてよい。

【0046】

言い換えれば、ビーム偏向要素３２は、先端、すなわち主面３５ａと３５ｂとの間に位置する縁部が画像センサの方を指すように配置されてよい。ビーム偏向要素の保持は、ビーム偏向要素の後面または内側のみで行われるように、すなわち主面が隠されないように行われてよい。共有保持要素または接続要素は、後面３５ｃを横切って延びてもよい。ビーム偏向要素３２の回転軸は、偏心して配置されてよい。

【0047】

図４ｅは、画像センサ３６と、隣接して配置された光学チャネル４２ａ～４２ｄの一列アレイ３８とを含む多開口撮像デバイス４０の概略斜視図を示す。ビーム偏向手段１８は、光学チャネルの数に対応し得るいくつかのビーム偏向要素３２ａ～３２ｄを含む。あるいは、例えば、少なくとも１つのビーム偏向要素が２つの光学チャネルによって使用される場合、より少ない数のビーム偏向要素が配置されてもよい。あるいは、図４ａおよび図４ｂに関連して説明したように、ビーム偏向手段１８の偏向方向が並進運動によって切り替えられる場合など、より多くの数が配置されてもよい。各ビーム偏向要素３２ａ～３２ｄは、光学チャネル４２ａ～４２ｄに関連付けられてよい。ビーム偏向要素３２ａ～３２ｄは、図４ｃおよび図４ｄによる多数の要素３２として構成されてよい。あるいは、ビーム偏向要素３２ａ～３２ｄの少なくとも２つ、そのうちのいくつか、またはそのすべては、互いと一体式に形成されてもよい。

【0048】

図４ｆは、ビーム偏向要素３２の概略側部断面図を示し、その断面は自由曲面として形成されている。したがって、面３５ｃは、保持要素の取り付けを可能にする凹部４９を備えてよく、凹部４９はまた、スロットアンドキーシステムのキーなどの突出要素として形成されてもよい。断面は、主面３５ａおよび３５ｂよりも小さい表面積を有し、それらを互いに接続する第４の面３５ｄをさらに含む。

【0049】

図４ｇは、第１のビーム偏向要素３２ａおよび第２のビーム偏向要素３２ｂの概略側部断面図を示し、第２のビーム偏向要素３２ｂは、提示の方向に見るとき前者の背後に位置する。凹部４９ａおよび４９ｂは、凹部内に接続要素を配置することが可能であるように、基本的に一致するように配置されてよい。

【0050】

図４ｈは、例えば、接続要素５１に接続された４つのビーム偏向要素３２ａ～３２ｄを含むビーム偏向手段１８の概略斜視図を示す。接続要素は、アクチュエータによって並進式および／または回転式移動可能であるように使用されてよい。接続要素５１は、一体式に形成されてよく、ビーム偏向要素３２ａ～３２ｄ上またはその中の延長方向、例えば図４ｅのｙ方向にわたって延在してもよい。あるいは、例えばビーム偏向要素３２ａ～３２ｄが一体式に形成されている場合、接続要素５１は、ビーム偏向手段１８の少なくとも片側にのみ結合されてもよい。あるいは、アクチュエータへの接続および／またはビーム偏向要素３２ａ～３２ｄの接続はまた、例えば接着、絞りまたははんだ付けを利用して、任意の他の方法で行われてもよい。

【0051】

図５ａは、撮像デバイス１６の概略斜視図を示す。撮像デバイス１６は、ビーム偏向手段１８、画像センサ３６、および隣接して配置された光学チャネル４２ａ～４２ｄの一列アレイ３８を含む。各光学チャネル４２ａ～４２ｄは、撮像デバイス１６の光路２２－１～２２－４に光学的に影響を及ぼすように構成された光学系を備えてよい。光学系は、チャネル個別であってよい、または２つ以上の光学チャネルのグループのための相互の構成要素を備えてもよい。

【0052】

画像センサ３６は、画像センサ領域４４ａ～４４ｄを含んでよく、光学チャネル２２ａ～２２ｄの光路２２－１～２２－４は各々、画像センサ領域４４ａ～４４ｄに衝突し得る。簡単に言えば、各画像センサ領域４４ａ～４４ｄは、それに関連する光学チャネル２２ａ～２２ｄおよび／または光路２２－１～２２－４を有することができる。ビーム偏向手段１８は、例えば、図１、図２、図３ａ、図３ｂ、図４ａ～図４ｈに関連して説明したように、携帯用デバイスの互いに異なる動作状態および／またはビーム偏向手段１８の互いに異なる位置に基づいて、光路２２－１～２２－４を互いに異なる方向および／または異なる波長に偏向するように構成されてよい。これは、撮像デバイス１６が多開口撮像デバイス４０として形成され得るか、またはそれを含み得ることを意味する。

【0053】

画像センサ領域４４ａ～４４ｄは各々、例えば、対応するピクセルアレイを含むチップから形成されてよく、画像センサ領域は、共有基板上および／または共有回路基板上に実装されてよい。あるいは、当然ながら、画像センサ領域４４ａ～４４ｄが各々、画像センサ領域４４ａ～４４ｄにわたって連続して延在する共有ピクセルアレイの一部から形成されることも可能であり、共有ピクセルアレイは、例えば個々のチップ上に形成されている。例えば、共有ピクセルアレイのピクセル値のみが、その後、画像センサ領域４４ａ～４４ｄにおいて読み出される。当然のことながら、２つ以上のチャネルに対して１つのチップが存在し、さらに他のチャネルに対してさらなるチップが存在するなど、前記代替形態の様々な組み合わせも可能である。いくつかのチップの画像センサ３６の場合、前記チップは、１つまたは複数の回路基板上に、例えばすべて一緒に、またはグループなどで取り付けられてもよい。

【0054】

一列アレイ３８は、光学チャネルの光学系４１ａ～４１ｄが配置されるキャリア３９を備えてよい。キャリア３９は、個々の光学チャネルでの撮像に使用される光路２２－１～２２－４によって通過されてよい。多開口撮像デバイスの光学チャネルは、ビーム偏向手段１８と画像センサ３６との間でキャリア３９を横切ることができる。キャリア３９は、光学系４１ａ～４１ｄ間の相対的な位置を安定した方法で維持し得る。キャリア３９は、透明に形成されてもよく、例えば、ガラス材料および／またはポリマー材料を含んでもよい。光学系４１ａ～４１ｄは、キャリア３９の少なくとも一方の表面に配置されてもよい。これにより、光学系４１ａ～４１ｄをその円周領域内に封入することを省くことができるため、画像センサ３６に平行であり、かつライン延長方向５６に垂直な方向に沿ったキャリア３９の小さな寸法、したがって一列アレイ３８の小さな寸法が可能になる。実施形態によれば、キャリア３９は、画像センサ３６の主面に平行であり、かつライン延長方向５６に垂直な方向に沿った、光学系４１ａ～４１ｄの対応する寸法よりも大きくならないように構成されているか、それよりわずかに大きくなるように、すなわち、最大２０％、最大１０％または最大５％だけ大きくなるように構成されている。

【0055】

ビーム偏向手段は、第１の位置および第２の位置において、それが、各光学チャネル４２ａ～４２ｄの光路２２－１～２２－４を互いに異なる方向に偏向するように構成されてよい。これは、図６ａの文脈で説明したように、偏向された光路２２－１～２２－４が相互角度を有し得ることを意味する。光学チャネル１６ａ～１６ｄは、ライン延長方向５６に沿って少なくとも１つのラインに配置されてもよい。アレイ３８は、少なくとも２つのラインを含むマルチラインアレイとして、または光学チャネルの（正確に）１つのラインを含む一列アレイとして形成されてもよい。光学チャネルは、変化する視野に向けて設定された視野方向に基づいてビーム偏向手段１８によって導かれてよい。光学チャネルは、視野方向内で互いに対して角度を有してよく、その結果、光学チャネルは、それらが本当にオーバーラップする場合には、部分的にのみオーバーラップする全体視野の部分視野内に向けられる。光学チャネルの異なる角度は、光学チャネルの光学系に基づいて、および／またはビーム偏向手段１８での光学チャネルの互いに異なる偏向に基づいて取得されてよい。

【0056】

撮像デバイス１６は、例えば、光学画像安定化装置４６ａの一部である、および／またはビーム偏向手段１８の位置を切り替えるために使用され得るアクチュエータ４８ａを含んでよい。光学画像安定化装置４６は、画像センサ３６によって捕らえられた画像の光学画像安定化を可能にするように構成されてよい。この目的のために、アクチュエータ４８ａは、ビーム偏向手段１８の回転運動５２を生成するように構成されてよい。回転運動５２は、回転軸５４を中心として生じてよく、ビーム偏向手段１８の回転軸５４は、ビーム偏向手段１８の中央領域に、またはそこから距離を置いて配置されてもよい。回転運動５２は、ビーム偏向手段を第１の位置または第１の動作状態と第２の位置または第２の動作状態との間で切り替えるために、回転運動２８および／または並進運動２６に重ね合わされてよい。ビーム偏向手段１８が並進式に移動可能である場合、並進運動２６は、一列アレイ３８のライン延長方向５６と平行して空間的に配置されてもよい。ライン延長方向５６は、光学チャネル４２ａ～４２ｄが隣接して配置される方向に関連してもよい。回転運動５２に基づいて、光学画像安定化が、場合によってはライン延長方向５６に垂直な第１の画像軸５８に沿って実現されてよい。

【0057】

代替的または追加的に、光学画像安定化装置４６は、ライン延長方向５６に沿って一列アレイ３８を並進移動させるように構成されたアクチュエータ４８ｂを含んでもよい。ライン延長方向５６に沿った一列アレイ３８の並進運動に基づいて、光学画像安定化が、場合によってはライン延長方向５６に平行して、および／または一列アレイ３８の移動方向に平行して第２の画像軸６２に沿って実現されてよい。アクチュエータ４８ａおよび４８ｂは、例えば、圧電アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、ＤＣモータ、ステッパモータ、熱アクチュエータ、静電アクチュエータ、電歪アクチュエータ、および／または磁歪アクチュエータとして形成されてもよい。アクチュエータ４８ａ，４８ｂは、全く同一に形成されていてもよいし、互いに異なるように形成されていてもよい。あるいは、ビーム偏向手段１８を回転移動させ、一列アレイ３８を並進移動させるように構成されたアクチュエータを配置することも可能である。例えば、回転軸５４は、ライン延長方向５６と平行であってもよい。回転軸５４を中心とした回転運動５２によって、画像軸５８に平行な方向に沿って撮像デバイス１６に必要な設置スペースがほとんど必要とされなくなる可能性があり、その結果、ハウジング内に撮像デバイス１６を含む携帯用デバイスも同様に小さい寸法を有することができる。簡単に言えば、携帯用デバイスは、平坦なハウジングを備えてよい。

【0058】

並進運動２６は、例えば、デバイス１０の主面１３ａおよび／または１３ｂの延長部と平行して、または基本的に平行して実施可能であってよく、その結果、動作状態の間でビーム偏向を切り替えるために必要とされ得る追加の設置スペースをライン延長方向５６に沿って配置することができる、および／またはデバイスの厚さ方向に沿った設置スペースの備えを省略することができる。アクチュエータ４８ａおよび／または４８ｂは、ライン延長方向に沿って、および／またはそれに垂直に、デバイスのハウジングの主面の延長方向と平行して配置されてもよい。簡単に言えば、これは、動作状態および／または光学画像安定化装置のアクチュエータを切り替えるためのアクチュエータが、画像センサ、一列アレイ３８、およびビーム偏向手段１８間の延長部の隣、その前方、またはその背後に配置され得るように説明することができ、その上および／またはその下の配置は、撮像デバイス１６の設置高さを小さく保つために省略される。これは、動作状態および／または光学画像安定化装置を切り替えるためのアクチュエータが、画像センサ３６、一列アレイ３８、およびビーム偏向手段１８が配置される平面内に配置され得ることを意味する。

【0059】

さらなる実施形態によれば、アクチュエータ４８ｂおよび／または他のアクチュエータは、画像センサ３６と一列アレイ３８および／または光学チャネルの光学系との間の距離を変更するように構成されてもよい。この目的のために、例えば、アクチュエータ４８ｂは、視野の撮像の焦点を変更する、および／またはオート集束機能を取得するために、光路２２－１から２２－４の光路に沿って、および／またはライン延長方向５６に垂直に、１列アレイ３８および／または画像センサ３６を互いに対して移動させるように構成されてよい。

【0060】

撮像デバイス１６は、撮像デバイスの焦点を変更するように構成された集束手段を備えてよい。集束手段は、一列アレイ３８と画像センサ３６との間の相対運動を提供するように構成されてもよい。集束手段は、相対運動と同時である、ビーム偏向手段１８の運動を実行しながら、相対運動を実行するように構成されてよい。例えば、アクチュエータ４８ｂまたはさらなるアクチュエータは、一列アレイ３８とビーム偏向手段１８との間の距離を少なくとも基本的に一定に保つように、または追加のアクチュエータが使用されない場合、少なくとも基本的に一定に保つように、場合によっては正確に一定に保つように、すなわち、一列アレイ３８が移動するのと同じだけビーム偏向手段１８を移動させるように構成することができる。ビーム偏向手段を備えていないカメラでは、集束機能の実装は、デバイスの寸法（厚さ）を増加させる可能性がある。

【0061】

前記移動を可能にする設置空間がそれに対して垂直になるように配置され得るため、ビーム偏向手段に基づいて、これは、画像センサ３６の主面に平行であり、かつ多開口撮像デバイスのライン延長方向５６（例えば、厚さ）に垂直な寸法に沿って生じるいかなる追加の寸法もなしに行われてよい。一列アレイ３８とビーム偏向手段１８との間の一定の距離に基づいて、ビーム偏向は調整された（場合によっては最適な）状態に維持されてよい。簡単に言えば、撮像デバイス１６は、焦点を変更するための集束手段を備えることができる。集束手段は、多開口撮像デバイス１６の光学チャネルの少なくとも１つの光学系４１ａ～４１ｄと画像センサ３６との間の相対運動（集束運動）を提供するように構成されてよい。集束手段は、相対運動を提供するためのアクチュエータ、例えば、アクチュエータ４８ｂおよび／または４８ａを備えることができる。ビーム偏向手段１８は、対応する構造上の構成または利用のために、場合によってはさらなるアクチュエータを使用しながら、集束運動と同時に移動されてよい。これは、一列アレイ３８とビーム偏向手段との間の距離が変化しないままであること、および／またはビーム偏向手段１８が、同時にまたは一定のタイムラグで、集束運動が生じるのと同一の程度または同等の程度まで移動され、その結果、それが、焦点の変更前の距離と比較して、少なくとも視野が多開口撮像デバイスによって捕らえられた時点では変化しないことを意味する。

【0062】

撮像デバイス１６は、画像センサ３６から画像情報を受信するように構成された制御手段５３を含む。この目的のために、全体視野の画像が評価され、前記画像は、第１のビーム偏向領域で光学チャネル４２ａ～４２ｄの光路２２－１～２２－４を偏向させることによって取得され、対応する、すなわち一致する画像が評価され、前記画像は、第２のビーム偏向領域で光学チャネル４２ａ～４２ｄの光路２２－１～２２－４を偏向させることによって取得され、この場合第１および第２の画像の任意の順序が使用されてよい。

【0063】

制御手段５３は、例えば、画像の組み合わせ（スティッチング）のための方法を使用して、捕らえられた全体視野の２つの全体画像を生成してよく、この場合、第１の全体画像は第１の波長範囲に基づいており、第２の全体画像は第２の波長範囲に基づいている。

【0064】

制御手段は、例えば、赤外線範囲、特に近赤外範囲（ＮＩＲ）などの人間には見えない波長範囲に基づいて、２回目の捕捉を使用して、最初の捕捉の深度マップを決定するように構成され得る。この目的のために、制御手段は、例えば、第２の波長範囲において見ることができるパターンを評価するように構成されてもよい。したがって、例えば、ドットパターンなどの所定のパターンがＮＩＲ波長範囲で全体視野に向けて放射されてよく、パターンの歪みは２回目の捕捉または２回目の画像において評価されてよい。歪みは、深度情報と相関し得る。制御手段５３は、深度情報の評価を使用して深度マップを提供するように構成されてよい。パターンの空間情報の代替または追加として、例えば、パターンの時間的分散が既知である場合、時間的情報も評価され得る。

【0065】

照明源は、第３の波長範囲が第２の波長範囲に少なくとも部分的に対応するように、第２の波長範囲を完全にまたは部分的に含む第３の波長範囲を有する時間的および／または空間的照明パターンを放射するように構成されてよい。これは、放射されたパターンの波長の部分反射が、画像センサに到達する第２の波長範囲のための十分な光源をすでに表しているという事実、および、例えば吸収に基づく波長シフトまたは部分反射も含まれるという事実を含む。例えば、第２の波長範囲と第３の波長は一致していてもよい。

【0066】

図１に関連して説明したように、光学チャネルの偏向された光路は、デバイスのハウジングの透明領域を通過してよく、透明領域にはダイアフラムが配置されてもよい。デバイスの少なくとも１つの動作状態では、透明領域の領域内に配置されたダイアフラムは、ダイアフラムが、光学チャネルのうちの２つ、多数の光学チャネルまたはすべての光学チャネルに対して動作可能であるように、すなわち少なくとも部分的に閉鎖状態にあるように、前記領域を少なくとも部分的に光学的に閉鎖してよい。異なる動作状態では、ダイアフラムは、光学チャネルのうちの２つ、多数の光学チャネル、またはすべての光学チャネルに対して開放状態にあってもよい。これは、ダイアフラムが多開口撮像デバイスの少なくとも２つの光学チャネルに対して動作可能であり得ることを意味する。第１の動作状態では、ダイアフラム２４ｂは、光学チャネルのうちの２つ、多数の光学チャネル、またはすべての光学チャネルの透明領域１４ｂを少なくとも部分的に光学的に閉鎖してよい。第２の動作状態では、ダイアフラム２４ａは、光学チャネルのうちの２つ、多数の光学チャネル、またはすべての光学チャネルについて透明領域１４ａを少なくとも部分的に光学的に閉鎖してよい。

【0067】

図５ｂは、一実施形態による多開口撮像デバイス１６の概略斜視図を示し、この場合、アレイ３８は、例示的には、光学系４１ａ～４１ｂを含む２つの光学チャネルを含み、この場合、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上など、任意のより大きな数が可能である。光学チャネル４１ａおよび４１ｂはそれぞれ、全体視野６０の部分視野６４ａまたは６４ｂを捕らえるように構成されている。部分視野６４ａおよび６４ｂは、互いにオーバーラップし、全体視野６０を一緒に形成する。

【0068】

多開口撮像デバイス１６は、特に全体視野６０に向かって、時間的または空間的照明パターン５５ａを放射するように構成された照明手段５５を含む。照明パターン５５ａは、第２の波長範囲と少なくとも部分的にオーバーラップする、またはそれに対応する第３の波長範囲を含んでよく、その結果、第２のビーム偏向領域を使用して光路を偏向させるとき、全体視野において歪んだパターンが画像センサに当たり、制御手段５３によって評価されてよい。

【0069】

図５ｃは、変形撮像デバイス１６’の概略側部断面図を示し、ビーム偏向手段１８は、回転軸５４を中心とした回転運動５２’に基づいて、第１の動作状態の第１の位置Ｐｏｓ１と第２の動作状態の第２の位置Ｐｏｓ２との間で移動させることができる。第１の動作状態では、撮像デバイス１６’は第１の視野方向５７ａを含んでよい。第２の動作状態では、撮像デバイス１６’は第１の視野方向５７ｂを有してよい。ビーム偏向手段１８の主面５９ａおよび５９ｂは、ミラーおよび／またはファセット要素として反射するように形成されてよい。動作状態間の切り替え中、ビーム偏向手段１８は、平行な平面６３ａと６３ｂとの間の差（この距離は、平面６３ａおよび６３ｂの法線方向に沿った撮像デバイス１６’の最小寸法を表してよい）が、アレイ３８の画像センサ３６の寸法によって影響されるが、ビーム偏向手段１８の移動によっては影響されないように、中心位置６１の間で切り替えられてよい。回転運動５２は、回転運動２８と重ね合わされてもよい。簡単に言えば、切り替えと光学的画像安定化との重ね合わせが実施されてもよい。

【0070】

多開口撮像デバイスのアクチュエータは、直方体の辺がまたがる（画定される）２つの平面６３ａおよび６３ｂの間に少なくとも部分的に配置されるように配置されてよい。直方体の面は、互いに平行して配置されてよい、ならびにアレイのライン延長方向、および画像センサとビーム偏向手段との間の光学チャネルの光路の一部に平行して配置されてよい。直方体の体積は最小であり、それにもかかわらず、画像センサ、アレイ、およびビーム偏向手段、を含み、またそれらの動作関連の移動も含まれる。

【0071】

多開口撮像デバイスの厚さ方向は、平面６３ａおよび／または６３ｂに対して垂直に配置されてよい。アクチュエータは、厚さ方向と平行な寸法または延長部を有してよい。平面６３ａと６３ｂとの間に位置する領域から開始して、寸法の最大５０％、最大３０％、または最大１０％の割合が、平面６３ａおよび／または６３ｂを超えて、または前記領域を超えて突出してもよい。したがって、アクチュエータは、例えば、平面６３ａおよび／または６３ｂを超えてほとんど微々たる程度にしか突出しない。実施形態によれば、アクチュエータは、平面６３ａおよび／または６３ｂを超えて突出しない。これに関して有利なことは、厚さ方向に沿った多開口撮像デバイスの拡張は、アクチュエータによって増大されないことである。

【0072】

多開口撮像デバイスの体積は、平面６３ａと平面６３ｂとの間に小さい、または最小の設置スペースを含んでよい。平面６３ａおよび／または６３ｂの側面または延長方向に沿って、多開口撮像デバイスの設置空間はこれより大きくてもよい、または所望の任意のサイズを有してもよい。仮想直方体の体積は、例えば、画像センサ３６、アレイ３８、およびビーム偏向手段の配置によって影響を受け、これらの構成要素は、本明細書に記載の実施形態によれば、平面に垂直な方向に沿ったこれらの構成要素の設置スペース、したがって平面６３ａと６３ｂとの間の相互距離が小さくなる、または最小になるように配置されてよい。構成要素の他の配置と比較して、仮想直方体の体積および／または他の面の距離は拡大されてもよい。

【0073】

図６ａは、互いにオーバーラップする４つの部分視野６４ａ～６４ｄを含む全体視野６０の概略図を示す。部分視野６４ａ～６４ｄは、例えば、限定的ではないが、水平方向および垂直方向を指定し得る、２つの方向ＨおよびＶに沿って物体領域内に例示的に配置される。任意の他の方向的な配置が可能である。例えば、図５ａを参照すると、光路２２－１は部分視野６４ａに向けられてよく、光路２２－２は部分視野６４ｂに向けられてよく、光路２２－３は部分視野６４ｃに向けられてよく、および／または光路２２－４は部分視野６４ｄに向けられてよい。光路２２－１～２２－４と部分視野６４ａ～６４ｄとの関連付けは任意であるが、ビーム偏向手段１８を起点として、光路２２－１～２２－４が互いに異なる方向に向けられていることが明らかになる。記載される実施形態では、全体視野６０は、部分視野６４ａ～６４ｄを捕らえる４つの光学チャネルによって捕らえられるが、全体視野６０はまた、１よりも大きい任意の他の数の部分視野、すなわち、少なくとも２、少なくとも３、少なくとも５、少なくとも７、またはそれ以上の部分視野によって捕らえられてよい。

【0074】

図６ｂは、図６ａとは異なる全体視野６０の可能な分割を示し、例えば、全体視野は、２つの部分視野６４ａおよび６４ｂのみによって捕らえられている。例えば、部分視野６４ａおよび６４ｂは、方向Ｖに沿って、または図６ｃに図示されるように、方向Ｈに沿って配置されてよく、有効な画像の組み合わせを可能にするために互いにオーバーラップしてもよい。部分視野は、これが、そのようなやり方において対応する任意選択の実装形態を指し示す場合であっても、それらをより効果的に区別するために、異なるサイズのみを有するように図示されている。

【0075】

原則として、光学チャネルに対する部分視野６４ａおよび６４ｂの割り当て、ならびにアレイ１４の相対的な配向は任意であり得る。部分視野が、例えば図６ｂのＶまたは図６ｃのＨに沿って配置される方向は、アレイ１４のライン延長方向５６に関して任意に配置されてよい。有利な配置では、ライン延長方向５６および部分視野が沿って配置される方向は、±２５°、±１５°、または±５°の許容範囲内で互いに垂直に、好ましくは互いに垂直に配置される。図６ｂでは、ライン延長方向５６は、例えば、Ｖに対して垂直に配置された方向Ｈに平行して配置される。図６ｃでは、ライン延長方向５６はまた、図６ｂと比較して回転される、部分視野６４ａおよび６４ｂの配置に従って回転され、その結果、ライン延長方向５６は、指定された許容範囲内でＶに対して平行またはＨに対して垂直である。したがって、光学チャネル４２ａ～４２ｃおよび画像センサ領域４４ａ～４４ｃはまた、図６ｃの図示の平面内でオーバーラップすることもできる、または許容範囲内で一致することもでき、図示のためにオフセットされて図示されている。

【0076】

実施形態による多開口撮像デバイスは、少なくとも２つの部分視野６４ａ～６４ｂを通して全体視野６０を捕らえるように構成されてよい。図６ａに関する説明による部分視野６４ｂまたは部分視野など、単一チャネル方式で捕らえられる部分視野とは対照的に、部分視野の少なくとも一方は、少なくとも１つの第１の光学チャネル４２ａおよび１／２の光学チャネル４２ｃによって捕らえられてもよい。例えば、全体視野は、正確に２つの部分視野６４ａ、６４ｂに分割されてもよい。部分視野の正確に一方、例えば部分視野６４ａは、２つの光学チャネル４２ａおよび４２ｃを介して捕らえられてよい。他の部分視野は、単一チャネル方式で捕らえられてよい。

【0077】

この目的のために、実施形態による多開口撮像デバイスは、それぞれの波長範囲内または両方の波長範囲内の２つの部分視野６４ａおよび６４ｂを撮像するために、正確に２つの光学チャネルの使用を提供する。このような構成では、オーバーラップまたはオクルージョン作用がオーバーラップ領域において発生する可能性があり、これは、物体の背後に配置された視野の二重捕捉の代わりに、１つの視野角しか捕らえられないことを意味する。そのような影響を低減または回避するために、いくつかの実施形態は、少なくともこのチャネル４２ａ～４２ｃが複数回、特に２回捕らえられるように、さらなる光学チャネル４２ａ～４２ｃでの部分視野６４ａおよび／または６４ｂの少なくとも一方の捕捉を提供する。２回捕らえられた任意の他の数の部分視野および／または任意の他の数の部分視野および／または任意の他の数の光学チャネルも可能である。

【0078】

図６ｂおよび図６ｃに基づいて示されるように、部分視野６４を複数回捕らえるために、光学チャネル４２ａおよび４２ｃならびに／または画像センサ領域４４ａおよび４４ｃは、他の部分視野を捕らえるために光学チャネル４２ｂの周りに対称的に配置されてよい、別の部分視野上に向けられた少なくとも１つの光学チャネル４２ｂによってアレイ１４内で離間されてよい、および／または視差の特定の測定を可能にするために、アレイ内で互いに向かって拡大された距離または最大距離を含んでもよい。

【0079】

図７ａは、第１の多開口撮像デバイス１６ａおよび第２の多開口撮像デバイス１６ｂを含み、多開口撮像デバイスを使用して全体視野６０を立体的に捕らえるように構成されたデバイス７０_１の概略斜視図を示す。全体視野６０は、例えば、主面１３ａから離れるように面する主面１３ｂ上に配置される。例えば、多開口撮像デバイス１６ａおよび１６ｂは、透明領域１４ａおよび／または１４ｃによって全体視野６０を捕らえてよく、主面１３ｂ内に配置されたダイアフラム２４ａおよび２４ｃは、少なくとも部分的に透明である。主面１３ａ内に配置されたダイアフラム２４ｂおよび２４ｄは、透明領域１４ｂおよび／または１４ｄを少なくとも部分的に光学的に閉鎖してよく、それにより、主面１３ａに面する側から来る、多開口撮像デバイス１６ａおよび／または１６ｂによって捕らえられた画像を改ざんする可能性がある迷光の程度が少なくとも低減される。多開口撮像デバイス１６ａおよび１６ｂは、互いに離間されるようなやり方で配置されるように描かれているが、多開口撮像デバイス１６ａおよび１６ｂはまた、空間的に隣接するやり方で、または組み合わされるやり方で配置されてもよい。例えば、撮像デバイス１６ａおよび１６ｂの一列アレイは、互いに隣接して、または互いに平行して配置されてもよい。一列アレイは、互いに対して列を形成してもよく、各多開口撮像デバイス１６ａおよび１６ｂは、一列アレイを含む。撮像デバイス１６ａおよび１６ｂは、共有ビーム偏向手段および／または共有キャリア３９および／または共有される画像センサ３６を備えてよい。

【0080】

透明領域１４ａ～１４ｄには、使用されていないときに光学構造を覆う切り替え可能なダイアフラム２４ａ～２４ｄが追加で備わっていてもよい。ダイアフラム２４ａ～２４ｄは、機械的に可動な部分を含んでよい。機械的に可動な部分の移動は、例えばアクチュエータ４８ａおよび４８ｂについて説明したようなアクチュエータを使用しながら行われてよい。代替的にまたは付加的に、ダイアフラムは、電気的に制御可能であってよく、エレクトロクロミック層または一連のエレクトロクロミック層を含んでもよい。

【0081】

図７ｂの好ましい実施形態によれば、デバイス７０_２は、デバイス７０_１と同様に実装されるが、立体的な捕捉の代わりに、例えば、非可視波長範囲のパターン歪みの評価を通じて、波長範囲のうちの１つにおける捕捉から深度情報が作成されるように実装される。この好ましい実施形態によれば、例えば、デバイス７０は、単一の撮像デバイス１６のみで実装され、視点、すなわち撮像デバイス１６の視点から全体視野を補捉、全体視野の立体的捕捉は捕捉しないように構成されている。

【0082】

しかしながら、デバイス７０はまた、例えば、制御手段５３またはデバイス７０もしくは撮像デバイス１６の特別に実装された計算手段によって、捕捉された波長範囲のうちの１つにおけるパターン歪みを評価することによって、全体視野の深度マップを提供または生成するために好ましい実装形態に従って実装されてもよい。

【0083】

デバイス７０は、そのような機能が、場合によっては照明手段５５を含む撮像デバイス１６にすでに実装されているため、撮像デバイス１６を補足または拡張する追加の赤外線カメラを除いて実装されてもよい。

【0084】

図７ｃに示されるさらに好ましい実施態様によれば、デバイス７０_３の撮像デバイス１６は、デバイス７０_１および７０_２とは対照的に、１つの視野方向のみを含むように構成されており、そのため、いずれの場合も任意である他の方向ならびにダイアフラムへの対応する視野窓の配置が省略されてよい。
２つの波長範囲の評価を通じて、デバイス７０_２および７０_３は、全体視野の深度マップを作成するように構成されてよい。

【0085】

図８は、例えば、撮像システム７０_１内に配置され得る第１の多開口撮像デバイス１６ａおよび第２の多開口撮像デバイス１６ｂを含む概略的構造を示す。多開口撮像デバイス１６ａおよび１６ｂは、完全にまたは部分的に、相互の多開口撮像デバイスとして形成されてよい。一列アレイ３８ａ，３８ｂは共有回線を形成する。画像センサ３６ａおよび３６ｂは、共有基板および／または共有回路基板もしくは共有フレックス基板などの共有回路キャリアに取り付けられてよい。あるいは、画像センサ３６ａおよび３６ｂは、互いに異なる基板を含んでもよい。当然のことながら、共有画像センサ、共有アレイおよび／または共有ビーム偏向手段１８を含む多開口撮像デバイス、ならびに別個の構成要素を含むさらなる多開口撮像デバイスなど、前記代替形態の様々な組み合わせも可能である。共有画像センサ、共有一列アレイおよび／または共有ビーム偏向手段に関して有利なことは、少数のアクチュエータを制御することによってそれぞれの構成要素の移動が高精度で達成され得ることと、アクチュエータ間の同期が低減または回避され得ることである。さらに、高いレベルの熱安定性も達成されてよい。代替的または追加的に、さらなる多開口撮像デバイスはまた、共有アレイ、共有画像センサ、および／または共有ビーム偏向手段を備える場合もある。その任意の数が実装され得る撮像光学チャネルの少なくとも１つのさらなるグループを配置することによって、多開口撮像デバイスは、少なくとも全体視野を立体的に捕らえるように構成されてよい。

【0086】

ビーム偏向手段から開始して、光路および／または光軸を互いに異なる方向に向けることができることはすでに上記で指摘されている。これは、光路がビーム偏向手段での偏向中に、および／または光学系によって、互いに平行であることから逸脱して導かれることで達成されてよい。光路および／または光軸は、ビーム偏向の前に、またはいかなるビーム偏向もない状態で平行であることから逸脱する場合がある。この状況は、チャネルに何らかの種類の事前逸脱が備わっている可能性があるという事実によって以下で制限される。光軸の前記事前逸脱により、例えば、ビーム偏向手段のファセットのファセット傾きのすべてが互いに異なるわけではないが、チャネルのいくつかのグループは、例えば、等しい傾きを有するファセットを含むか、またはそれに対して向けられることが可能である。次いで、後者は、言うなればライン延長方向に隣接するチャネルの前記グループに関連付けられたファセットとして、一体であるように、または連続して互いに合体するように形成されてよい。次いで、これらのチャネルの光軸の逸脱は、光学チャネルの光学系の光学的中心とチャネルの画像センサ領域との間の横方向のオフセットによって達成されるように、これらの光軸の逸脱から生じる可能性がある。事前逸脱は、例えば、平面に限定されてよい。光軸は、例えば、ビーム偏向の前に、またはいかなるビーム偏向もない状態では共有平面内に延在し得るが、前記平面内で逸脱するようなやり方で延在する場合があり、ファセットは、他の横断面内でのみ追加の逸脱を引き起こす、すなわち、それらはすべてライン延長方向と平行して傾けられ、光軸の上述の共有平面とは異なる方法でのみ互いに傾けられ、ここでもまた、いくつかのファセットは、同一の傾きを有してよい、および／またはその光軸が、ビーム偏向の前に、またはいかなるビーム偏向もない状態で、例えば光軸の上述の共有平面内ですでに対ごとに異なるチャネルのグループに一般に関連付けられてもよい。簡単に言えば、光学系は、第１の（画像）方向に沿った光路の（事前の）逸脱を可能にしてよく、ビーム偏向手段は、第２の（画像）方向に沿った光路の逸脱を可能にしてよい。

【0087】

上述の存在する可能性のある事前逸脱は、例えば、光学系の光学中心がライン延長方向に沿った直線上にあるのに対して、画像センサ領域の中心は、それらが、画像センサ領域の平面の法線に沿った光学中心の投影から、画像センサ平面内の直線上にある点に逸脱するように、例えば、その点では、画像センサ平面内の上述の直線上にある点から、チャネル固有の方法で、ライン延長方向に沿って、および／またはライン延長方向と画像センサ法線の両方に垂直な方向に沿って逸脱するように配置される点において達成されてよい。

【0088】

あるいは、画像センサの中心がライン延長方向に沿った直線上にあるのに対して、光学系の中心は、光学系の光学中心の平面の法線に沿った画像センサの光学中心の投影から、光学中心平面内の直線上にある点に逸脱するように、例えば、その点では、光学中心平面内の上述の直線上にある点からチャネル固有の方法で、ライン延長方向に沿って、および／またはライン延長方向と光学中心平面の法線の両方に垂直な方向に沿って逸脱するように配置されるという点において、事前逸脱が達成されてもよい。それぞれの投影からの上述のチャネル固有の逸脱は、ライン延長方向においてのみ生じること、すなわち、単に共有平面内に位置する光軸に事前逸脱が与えられることが好ましい。その場合、光学的中心および画像センサ領域中心の両方は、ライン延長方向と平行であるが異なる中間ギャップを有する直線上にそれぞれ配置される。ライン延長方向に垂直な横方向におけるレンズと画像センサとの間の横方向のオフセットはそれ故、設置高さの増加をもたらす。ライン延長方向での単なる面内オフセットは、設置高さを変化させないが、ファセットの数を減少させる可能性がある、および／またはファセットが角度方向にのみ傾斜する可能性があり、このことは設計を単純化する。例えば、いずれの場合も隣接する光学チャネルは、共有平面内に延在し、互いに対して斜めになっている、すなわち事前逸脱が与えられている光軸を備えてよい。ファセットは、光学チャネルのグループに関して、一方向にのみ傾けられ、ライン延長方向に対して平行になるように配置されてもよい。

【0089】

さらに、例えば、超解像を達成する目的で、および／または対応する部分視野が前記チャネルによってサンプリングされる解像度を高めるために、いくつかの光学チャネルが同じ部分視野に関連付けられるように対処がなされる場合がある。そのようなグループ内の光学チャネルは、例えばビーム偏向の前には平行に延在し、１つのファセットによって部分視野上に偏向されることになる。有利には、１つのグループ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配置される。

【0090】

例えば、いかなる超解像目的がなくても、立体視目的のためだけに、直接隣接するチャネルのグループが、ライン延長方向の部分視野で全体視野を完全にカバーし、互いに直接隣接するチャネルのさらなるグループが、それらの部分について、全体視野を完全にカバーする実装形態もまた実現可能であろう。

【0091】

したがって、上記の実施形態は、多開口撮像デバイスおよび／またはそのような多開口撮像デバイスを含むデバイスの形態で、具体的には特に１列チャネル配置で実施されてよく、この場合、各チャネルは全体視野の部分視野を伝送し、部分視野は部分的にオーバーラップする。３Ｄ撮像のためのステレオ、トリオ、クワトロなどの設計のためのいくつかのそのような多開口撮像デバイスを含む設計が可能である。これに関連して、ほとんどのモジュールは、１つの連続するラインとして実装されてよい。連続するラインは、同一のアクチュエータおよび共有ビーム偏向要素から利益を得る場合がある。場合によって光路内に存在する可能性がある１つまたは複数の増幅基板が全ラインにわたって延在してもよく、これは、ステレオ、トリオ、クワトロ設計を形成してよい。超解像方法が採用されてよく、いくつかのチャネルが同じ部分画像領域を撮像する。光軸は、いかなるビーム偏向デバイスもなしですでに逸脱するようなやり方で延在してよく、その結果、ビーム偏向ユニット上により少ないファセットが必要とされる。ファセットはこのとき、有利には、１つの角度成分しか呈示しない。画像センサは、１つの部分にあってもよく、ただ１つの連続するピクセルマトリックスまたはいくつかの中断されたピクセルマトリックスを含んでもよい。画像センサは、例えばプリント回路基板上に互いに隣接して配置された多くの部分センサから構成されてよい。オートフォーカス駆動装置は、ビーム偏向要素が光学系と同期して移動される、またはアイドルであるように構成されてよい。

【0092】

原則として、画像センサ、撮像光学系、およびミラーアレイを含む任意の数のサブモジュールが配置されてよい。サブモジュールは、システムとして構成されてもよい。サブモジュールまたはシステムは、例えばスマートフォンなどのハウジング内に設置されてもよい。システムは、１つまたは複数のラインおよび／または列に、かつ任意の所望の場所に配置されてよい。例えば、２つの撮像デバイス１６は、視野の立体的な捕捉を可能にするためにハウジング１２内に配置されてよい。

【0093】

さらなる実施形態によれば、デバイス７０は、さらなる多開口撮像デバイス１６を含み、その結果、全体視野６０は、３つ以上の多開口撮像デバイスによってサンプリングされてよい。これにより、視野方向がチャネルごとに適合されるため、全体視野を捕捉するいくつかの部分的にオーバーラップするチャネルが可能になる。立体的な方法またはより高次を有する方法で全体視野を捕捉するために、本明細書に記載される実施形態および／またはチャネルの記載される配置に従って、チャネルの少なくとも１つのさらなる配置が構成されてよく、これは、正確に１つのラインまたは別個のモジュールとして具現化されてよい。これは、１列アレイが、多列方式で、さらなるラインと共に配置され得ることを意味しており、前記さらなる光学チャネルのラインは、さらなる多開口撮像デバイスと関連付けることができる。さらなるラインの光学チャネルはまた、それぞれオーバーラップする部分領域を捕捉し、全体視野を一緒にカバーしてよい。これにより、部分的にオーバーラップし、それらのサブグループ内の全体視野をカバーするチャネルから成るアレイカメラのステレオ、トリオ、クワトロなどの構造を取得することが可能である。

【0094】

言い換えれば、線形チャネル配置を含む多開口カメラは、互いに隣接して配置され、全体視野の一部をそれぞれ伝送するいくつかの光学チャネルを含んでよい。実施形態によれば、ミラー（ビーム偏向手段）が撮像レンズの前に有利に配置されてよく、この場合、前記ミラーはビーム偏向に使用されてよく、設置高さの低減に寄与し得る。例えば、ファセットが平面であるか、または任意のタイプの曲率を示すか、または自由曲面を備える場合があるファセットミラーなどのチャネルごとに適合されたミラーと組み合わせて、チャネルの撮像光学系を基本的に同一の方法で構造化することが有利であり得るのに対して、チャネルの視野方向は、ミラーアレイの個々のファセットによって影響を受けるか、または事前定義される。平面ミラー（平坦に構成されるべきミラー）と組み合わせて、チャネルの撮像光学系は、異なる視野方向が生じるように、異なるように構成される、または実装されてよい。偏向ミラー（ビーム偏向装置）は枢動されてよく、回転軸は、光学チャネルに垂直に、すなわちチャネルのライン延長方向と平行して延在してよい。偏向ミラーは、両側で反射性であってよく、反射率を取得するために、金属もしくは誘電体層または一連の層が配置されてよい。ミラーの回転または並進変位は、２つまたはいくつかの方向に沿って類似である、または安定していてもよい。安定とは、予測された方向に沿った移動を達成するために一定の力が加えられることを意味すると理解することができ、前記力が降下するとき、これはビーム偏向手段のフリーズまたは後方移動をもたらす場合がある。

【0095】

類似回転（回転運動５２）は、画像位置の一次元適合に使用されてよく、これは光学的画像安定化として理解されてよい。例えば、ここではわずか数度の移動、例えば≦１５°、≦１０°または≦１°で十分であり得る。２方向またはいくつかの方向に沿って安定しているミラーの回転が、カメラの視野方向を切り替えるために使用されてよい。例えば、ディスプレイの前方、隣、および背後の視野方向を切り替えることができる。類似移動または類似位置および２方向／いくつかの方向に沿って安定した移動または位置は、組み合わせ可能であってよく、すなわち重ね合わせることができる。例えば、前方および後方に向かう異なる視野方向を有する２つのカメラを使用するスマートフォンなどの携帯用デバイスに対して見出された解決策は、本明細書に記載される実施形態によって、１つの撮像デバイスのみを含む構造によって置き換えられてよい。既知の解決策とは異なり、この構造は、例えば、観察窓が、前後の視野方向が同じ位置にある、すなわち、上方または下方ハウジングカバー内で反対になるような方法で、カメラ用のハウジング内に配置される点において特徴付けられてよい。ビーム通過のために配置された前記ハウジングカバーの領域は透明であってよく、可視光が使用される場合にガラスおよび／またはポリマーで構成されるか、またはそれらを含んでもよい。

【0096】

上述の実施形態は、デバイスが第１および第２の動作状態を有するという意味で説明されているが、さらなる実施形態によれば、さらなる視野、すなわち少なくとも第３の視野を捕らえるためにさらなる動作状態が用意されてもよい。

【0097】

続いて、多開口撮像デバイスの特に有利な実装形態が図９ａ～図９ｄに基づいて説明され、ここではデバイスは、それ自体で、またはデバイス７０_１、７０_２および／もしくは７０_３などの本発明のデバイスの一部として実装されてもよい。

【0098】

例えば、図示の側部断面図は、ファセットビーム偏向手段のそれぞれのファセットに関する。例えば、ビーム偏向手段は、ファセットのアレイとして形成されてもよい。各光学チャネルに１つのファセットが割り当てられてよく、この場合、各ファセットは１つまたはいくつかの光学チャネルを偏向させてよい。ファセットの各々は、対応する第１のビーム偏向領域および第２のビーム偏向領域を含んでよい。図４ｃ～図４ｆに図示されるように、ファセットのアレイのファセットは、両側で反射するミラーとして形成されてもよい。図４ｃ～図４ｆに示すくさび形状は、特に１つの視野方向のみを使用する場合、または２つの視野方向を捕らえるために使用される４つの位置と、２つの波長範囲の使用を切り替えるために並進運動と回転運動を組み合わせる場合に、小さい設置サイズを可能にし得る。この目的のために、ビーム偏向手段は、異なる面で交互に偏向するために、面３５ａおよび３５ｂの表面法線が画像センサの表面法線と平行になることなく、ファセットの前縁がわずかに上下に移動されるように移動されてよい。

【0099】

一方、アレイのライン延長方向に沿った簡素なおよび／または小さい設置サイズは、ビーム偏向手段を９０°以上、例えば約１８０°またはさらには３６０°回転するように支持することによって実現されてよい。このようにして、例えば、４つの言及された位置は、回転運動によってのみ実現され得ることで、追加のファセットおよび／または並進運動が省略されてよい。さらに、これは、平面平行ミラーとして、例えば単一の平面平行ミラーとして、光学系によって光路の逸脱を調整するように、および／または逸脱を完全に、または部分的に調整する互いに斜めになった、または傾斜した平面平行ファセットとして、ファセットの簡単な実装を可能にする。

【0100】

図９ａは、一実施形態による多開口撮像デバイス９０の概略側面断面図を示し、対向する面１８Ａおよび１８Ｂは、反射波長に対して面１８Ａおよび１８Ｂでフィルタリングが行われるように光路２２を偏向させるように実装される。ビーム偏向手段は、面１８Ａが画像センサ３６に面する第１の位置に示されている。

【0101】

ビーム偏向手段１８Ａは、例えば面１８Ａに形成され、光学チャネルを通過する電磁放射の第１の波長範囲、例えば可視波長範囲に対して動作可能な第１のビーム偏向領域を含む。ビーム偏向手段は、例えば、光学チャネルを通過する電磁放射の第２の波長範囲、例えば紫外線（ＵＶ）、赤外線（ＩＲ）または近赤外線（ＮＩＲ）に対して動作可能な第２のビーム偏向領域１８Ｂを備え、第２の波長範囲は第１の波長範囲と異なる。

【0102】

波長範囲は分離的であってもよいが、それらが少なくとも部分的に異なり、したがって異なる画像情報を得ることを可能にする限り、部分的にオーバーラップしてもよい。

【0103】

これにより、特にデバイス９０によって放射される符号化（Ｎ）ＩＲパターンと組み合わせて、例えば、２回目の捕捉を使用して最初の捕捉についての深度マップを作成できるように、画像センサ３６を利用して異なる波長範囲の捕捉を実現することが可能になる。

【0104】

図９ａは、第１の位置にあるビーム偏向手段１８を示す。全体視野の最初の捕捉を実現するために、ビーム偏向手段は、±１０°、±５°、または±２°の許容範囲内で４５°の画像センサに対する第１のビーム偏向領域１８Ａの傾斜角α_１を含むように構成されてよい。例えば、面１８Ａは対応する第１のビーム偏向領域を完全に提供し、面１８Ｂは対応する第２のビーム偏向領域を完全に提供するので、これらの用語は本明細書では同義的に使用される。しかしながら、ビーム偏向領域はまた、面の一部のみをカバーしてもよい。

【0105】

図９ｂは、第２の位置にあるビーム偏向手段１８を示し、面１８Ｂは、例えば面１８ＢがＮＩＲ光を偏向させるように動作可能であるように画像センサに面する。例えば、ビーム偏向手段１８は、第１の位置と比較して約１８０°回転されてよい。ビーム偏向領域１８Ａは、ビーム偏向手段１８の第１の面に配置されてよく、第２のビーム偏向領域１８Ｂは、第１の面の反対側に配置された第２の面に配置されてよい。ビーム偏向要素の全体または個々のビーム偏向要素において、ビーム偏向手段１８は、全体視野の最初の捕捉を捕らえるために、第１の面が画像センサに面するように配置され、全体視野の２回目の捕捉を捕らえるために、第２の面が画像センサに面するように配置されるように構成されてよい。回転および／または並進運動を使用して、画像センサに面する面を変更してよい。

【0106】

ビーム偏向手段またはそのファセットの平面平行実装形態は、例えば第２の波長範囲を使用して全体視野の２回目の捕捉を取得するためのファセットまたはビーム偏向手段１８が、±１０°、±５°、または±２°の許容範囲内の４５°の画像センサに対する第２のビーム偏向領域１８Ｂの傾斜角α_２を含むことを可能にする。例えば、許容範囲は、ビーム偏向要素が、ビーム偏向手段１８の異なるファセットの互いに対する傾きまたは傾斜から生じる、４５°とわずかに異なる傾斜角を含むという事実を補償してよく、その結果、平均で約４５°が取得され得るが、個々のファセットまたは偏向領域は、それらの個々の傾斜に起因して、そこから逸脱する。

【0107】

ビーム偏向手段１８Ａおよび１８Ｂは、それぞれ第１および第２の波長範囲において反射性または非反射性であるように動作可能である、異なるように実装されたコーティングを通して実現されてよい。

【0108】

実施形態は、ビーム偏向領域１８Ａおよび１８Ｂを生成するために、ビーム偏向手段１８の面上に、１つまたは複数の層を有する対応するコーティングが設けられることを提供する。例えば、これらの層は、その層厚に関して、ビーム偏向手段の傾斜角に適合させることができる１つまたはいくつかの誘電体層を含んでよい。

【0109】

選択された動作モードまたは捕捉のための所望の波長範囲に応じて、波長範囲の一部、特にそれぞれ他の波長範囲の一部がビーム偏向手段１８に当たる可能性があるため、いくつかの実施形態は、例えば体積吸収体などの特定の波長を吸収するための領域を含む。その領域は、コーティングによってカバーされ得るため、例えば一部の波長の反射が最初に実行され、反射されない、例えば伝送された波長範囲は吸収される。したがって、例えば、第１の波長範囲を捕らえるとき、対応する波長はコーティングによって反射され得るが、他の波長、例えば、第２の波長範囲の少なくとも望ましくない部分は、例えば、これらの層によって透過される、すなわち通過させるようにする。コーティングの背後に配置された吸収領域は、多開口撮像デバイスにおける撮像への悪影響を回避する、または少なくとも低減するために、これらの部分を吸収してよい。第１の波長範囲の望ましくない部分を吸収するための相補的な手段が第２の側に配置されてよく、第２の波長範囲１８Ｂがビーム偏向に使用されるときに動作可能である。

【0110】

図９ｃは、面１８Ａが再び画像センサに面する任意選択の第３の位置にあるビーム偏向手段１８を示すが、傾斜は、光路が、例えば図９ａおよび図９ｂの第１の全体視野である第２の全体視野に向かって偏向されるように選択される。

【0111】

図９ｄは、例えば、面１８Ｂが第２の全体視野から画像センサ３６に向かって偏向するように動作するように、側面１８Ｂが画像センサに再び面する任意の第４の位置にあるビーム偏向手段を示す。

【0112】

図９ｃおよび図９ｄによる、第２の全体視野を捕らえるための追加の位置を利用して、第２の全体視野の捕捉は、第１のビーム偏向領域１８Ａを使用して画像センサで捕らえられてよく、その結果、この捕捉は第１の波長範囲に基づいている。加えて、第２の全体視野は、画像センサでビーム偏向領域１８Ｂを使用することによってさらなる捕捉で撮像されてよく、その結果、この捕捉は第２の波長範囲に基づいている。

【0113】

２つの全体視野は、多開口撮像デバイスの異なる主方向に沿って、例えば、反対方向に沿って、すなわち、約１８０°異なる方向に沿って配置されてよい。例えば、図９ａ～図９ｄの順序に類似した順序に沿って連続的な回転運動を実行するとき、ビーム偏向領域は、第１の全体視野および第２の全体視野に向かって交互に、ならびに第１のビーム偏向領域１８Ａおよび第２のビーム偏向領域１８Ｂで交互に光路を偏向させてよい。これは、可能であるが必須ではない移動順序であり得る。実際には、例えば、最短および／または最速の位置変化を可能にする回転方向は、特に第３の方向に沿って第３の全体視野を捕捉する場合、および／または全体視野を１８０°に等しくない角度に配置する場合に、位置が任意の順序で変更され得るように常に選択されてよい。
図９ａ～図９ｄの角度は、任意の順序で選択されてよく、例えば、それぞれが約４５°である。
ビーム偏向手段の並進変位はまた、記載される回転変位の代わりに、またはそれと組み合わせて実施されてもよい。

【0114】

画像、画像情報、または異なる波長情報を有する画像を取得するために、画像センサのピクセルは、両方の波長範囲に対して動作可能であるように構成されてよい、および／または異なる感度を有するセルが、少なくとも画像センサ領域が両方の波長範囲に対して高感度であるように空間的に隣接して配置されてもよい。

【0115】

例えば、画像センサ領域は、第１の波長範囲の画像を生成し、第２の波長範囲の画像を生成するように構成されてよい。この目的のために、ＣＭＯＳピクセルは、例えば、視覚範囲内およびＮＩＲ範囲内において同時に高感度であってあってよく、重畳カラーフィルタ配列（「ＣＦＡ」－典型的にはベイヤ配列における視覚範囲内）はまた、一部のみおよび部分的にのみＮＩＲを伝送する色（赤、緑、青またはマゼンタ、シアン、イエロー）に応じた「フィルタピクセル」を含む場合があるが、これで十分である。代替的または追加的に、セル配置において、例えば拡張ベイヤパターンでは、個々のセルは、ＮＩＲにおいてのみ高感度であるセルと交換されるか、またはそのようなセルとして実装されてもよい。

【0116】

例えば、画像センサ領域のピクセルは、第１の波長範囲の画像を生成し、第２の波長範囲の画像を生成するように構成されてよい。したがって、本発明は、ミラーの前面および後面の異なる実装形態を有するファセットＶＩＳＩＯＮアーキテクチャを使用するビーム偏向手段に関し、ファセットＶＩＳＩＯＮは、本明細書に記載される多開口撮像デバイスを指す。
核となる考え方は、偏向ミラーを、偏向ミラーがその前面と後面で異なる機能を有するように実装することにある。

【0117】

これは特に、反射率、とりわけスペクトル反射率に関係しており（すなわち、入射波長次第であり）、第１の面は、所望のビーム偏向角を使用して視覚的スペクトル範囲（視覚－ＶＩＳ）を特に反射するが、それは近赤外（ＮＩＲ）は反射せず、第２の面は、所望のビーム偏向を使用してＮＩＲを反射するが、ＶＩＳは偏向せず、これは、すべて、第１のミラー面および第２のミラー面において異なるように実装される誘電体層システムによって実行される。
これにより、以下のことが可能になる。
・同じカメラが、ミラー切り替えだけで、ＶＩＳまたはＮＩＲカメラとして「同時に」または非常に迅速に連続して使用されてよい。

【0118】

・ミラーは、必ずしもくさび形である必要はなく、単純な平面平行板である。ＶＩＳ／ＮＩＲのミラー切り替えに１８０°の回転が使用される。ミラーの回転範囲における可能性のあるマイナスに影響する設置スペースの推測される結果は、窓（デバイスの開口部）の位置においてカバーガラスを開閉することによって解決され得る。

【0119】

・カメラは、片側視野方向（「ワールド」または「自撮り」）のみで構成されてもよく、ミラー切り替え（１８０°）は、捕らえられたスペクトル範囲を変更するためにのみ使用される。しかしながら、それはまた、前方および後方の視野方向を可能にし続けることもできる。例えば、ミラーの９０°の回転ステップでは、ワールド－ＶＩＳ、自撮り－ＮＩＲ、ワールド－ＮＩＲ、自撮り－ＶＩＳである。
・視野分割および画像スティッチング（例えば、２つのチャネル）の組み合わせは明らかに可能である。

【0120】

・画像スティッチング（例えば４チャネル）のための視差ベースの深度マップを生成するために、デュアルカメラとしての実装も可能である。しかしながら、これは必須ではなく（およびそれ故、チャネル効率的かつ著しく費用効率的である）、その理由は、

【0121】

・上記の構成は、ここで、ＮＩＲ（１つのミラー位置では、カメラはここではＮＩＲにおいても見えるようになる）内の構造化または符号化された照明（例えばＫｉｎｅｃｔなどを備えた）と組み合わされてもよく、そこからＶＩＳ画像の画像スティッチングに必要な深度マップを生成し得るためである。これはすべて、２つの視野分割されたカメラチャネル、特別なミラーのみで、かつＮＩＲドットパターンプロジェクタの助けのみで、追加のＮＩＲカメラなしで行われる。

【0122】

・４チャネルから２チャネルへの削減の目標は、追加のＮＩＲカメラ（第３の光学チャネルとなる）を追加することなく達成され、追加のＮＩＲプロジェクタのみが必要である。
・システム自体に部分的に組み込まれる、深度マップの代替的な生成を単に通して、設置高さ全体の利点を維持しながらコストを削減する。

【0123】

図１０は、波長範囲６６および６８の波長λにわたる多開口撮像デバイスの画像センサの画像センサ領域の感度Ｅ、例えば、画像センサ範囲４４ａ～４４ｄのうちの１つまたはいくつかの感度の概略的グラフを示す。画像センサ範囲は、第１の波長範囲６６の画像を生成し、第２の波長範囲６８の画像を生成するように構成されてよい。例えば、第１の波長範囲６６は、第１の下方波長λ_１と第１の上方波長λ_２との間に配置され、λ_１＜λ_２である。例えば、第２の波長範囲６８は、第２の下方波長λ_３と第２の上方波長λ_４との間に配置され、λ_３＜λ_４である。図１０は、第２の波長範囲６８が第１の波長範囲６６よりも大きい波長を含むように示されているが、第２の波長範囲６８が第１の波長範囲６６よりも小さい波長を含むことも可能である。波長範囲６６および６８は、互いにオーバーラップしてもよいが、中間領域７２だけ互いに離間されていてもよい。

【0124】

画像センサ領域は、少なくとも波長範囲６６および６８において画像データを生成するように構成されてよく、これは、少なくとも波長範囲６６および６８において感度Ｅ_１を含むことを意味し、これは感度Ｅ_０に対して増大しており、例えば、この場合、画像センサ範囲は、これらの波長に対して感度が低いため、画像データまたは画像信号を生成しない。

【0125】

ビーム偏向は、波長範囲６６および６８に対して選択的に実行されてよく、そのため、ビーム偏向領域が現在動作しているそれぞれの波長範囲の外側で波長の減衰または除去がそれに応じて行われ、相補的な波長範囲内に配置された波長を抑制または減衰するだけで十分である。例えば、これは、画像センサが感度を持たない波長範囲もビーム偏向領域１８Ａおよび／または１８Ｂによって偏向され得ることを意味する。簡単に言えば、画像センサ領域は、波長範囲６６および６８の外側の撮像のために実装されてもよい。

【0126】

例えば、画像センサ領域は、多数の画像点、すなわちピクセル（画像素子）を含み得る。各ピクセルは、少なくとも１つの、好ましくはいくつかの、撮像センサセルから形成されてよく、すなわちこれらは感光性である。それらは、自由にまたはベイヤパターンなどのパターンに従って配置されてよい。例えば、第２の波長範囲６８に対する画像センサ領域の感度は、第１の波長範囲６６に対して高感度であるピクセルの第１のサブセットと、第２の波長範囲６８に対して高感度である異なるピクセルの第２のサブセットとによって取得されてよい。第１および／または第２の捕捉の所望の解像度に応じて、第１のサブセットのピクセルは、交互に、すなわち１：１で、または任意の他の比で配置されてもよい。代替的または追加的に、ピクセルのセンサセルのうちの１つ、そのうちのいくつか、またはそのすべてが、第１のおよび第２の波長範囲６６および６８に対して高感度であることが可能である。代替的または追加的に、第２の波長範囲６８に対して高感度のセンサセルがパターンから追加および／または置換されるように、センサセルのパターンを第１の波長範囲６６に対して変更することも可能である。画像センサ領域のピクセルは、第１の波長範囲６６の画像を生成するように、または第２の波長範囲６８の画像を少なくとも部分的に生成するように構成されてよい。

【0127】

上述の実施形態は、全体視野の単一の、または立体的な捕捉に関する。以下では、画像センサ領域、光学系、アレイへの光学系の結合、および／またはビーム偏向手段の任意選択の使用の実装形態に関してなど、同一または少なくとも同等の構造的個々の特徴を含み得る多開口撮像デバイスの実装形態について説明する。

【0128】

以下に記載される実施形態は、小型カメラまたは多開口撮像デバイスを取得するために必要な設置スペースおよび／または構成要素の数を減少させることを目的とする。さらに、記載される実施形態は、オクルージョン、すなわち画像コンテンツのマスキングの影響を打ち消すことを目的としている。

【0129】

これに関連して、実施形態は、複数の画像センサ領域を備える画像センサ手段を有する多開口撮像デバイスに関する。これは、単一の画像センサが配置されてよい、あるいはいくつかの画像センサが連続的にまたは分散された位置に配置される場合もあるという事実を指す。多開口撮像デバイスは、複数の光学チャネル４２ａ～４２ｃを含み、この場合、各光学チャネルは、全体視野の部分視野を光学チャネルに関連付けられた画像センサ手段１２の画像センサ領域４４ａ／４４ｃ上に撮像するための光学系を含む。複数の光学チャネル４２ａ～４２ｃは、全体視野を完全に撮像するように構成されている。しかしながら、全体視野の第１の部分視野および全体視野の第２の部分視野は、異なる数の光学チャネルによって捕らえられる。

【0130】

異なる数は、より少ない数の光学チャネルを提供することを可能にし、このことは、より小さいカメラを可能にする。同時に、オクルージョン効果は、光学チャネル、特に部分視野を複数回捕らえる光学チャネルの適切な配置によって少なくとも部分的に排除され、高品質の画像を可能にすることができる。

【0131】

図１１ａは、この実施態様に関連する多開口撮像デバイス１１０の概略斜視図を示す。多開口撮像デバイス１１０は、光学チャネル４２ａ～４２ｃの画像を受け取り、それを電子信号に変換するように構成された画像センサ領域４４ａ～４４ｃを含む、画像センサ手段とも呼ばれる画像センサ１２を含む。任意選択のビーム偏向手段１８は、光学チャネル４２ａ～４２ｃの光路２２－１～２２－３を偏向させてよい。

【0132】

図１１ｂは、図１１ａの多開口撮像デバイス１１０の概略上面図、ならびに多開口撮像デバイス１１０によって捕らえられた、または記録された全体視野６０の概略図を示す。例えば、多開口撮像デバイス１１０は、３つの光学チャネルを含み、この場合、任意のより多くの数、例えば、４、５、６、７、８、９、１０個以上が実装されてもよい。本明細書に記載される原理は、有効なままである。したがって、追加の光学チャネルによって解像度の向上などが取得されている場合もある。

【0133】

複数の光学チャネルが、アレイ１４内に隣接して配置される。部分視野６４ｂを撮像するための光学チャネルは例示的に、アレイ１４内の部分視野６４ａを撮像するための光学チャネルの間に配置される。あるいは、異なる実装形態が選択されてもよい。

【0134】

全体視野６０は、例示的に、２つの部分視野６４ａおよび６４ｂに分割され、任意の他の分割、特に、物体領域内に一次元または二次元に配置された３つ以上の部分視野も可能である。

【0135】

部分視野６４ａおよび６４ｂは、互いに隣接して配置されてよく、オーバーラップ領域８２内でオーバーラップしてもよい。例えば、部分視野６４ａおよび６４ｂのそれぞれの中心７４ａおよび７４ｂ、例えば幾何学的中心は、アレイ１４のライン延長方向ｙに対して横方向または垂直に配置された単一列アレイ７６を形成する。しかしながら、部分視野６４ａおよび６４ｂを異なるように位置決めすることも可能である。しかしながら、アレイ７６をライン延長方向ｙに対して横方向に配置することにより、とりわけオクルージョンの有利な回避が可能になる。

【0136】

多開口撮像デバイス１１０は、部分視野６４ｂが単一の光学チャネル、すなわち光学チャネル４２ｂを介して撮像されるように実装される。単一とは、全体画像を作成するために部分視野を捕らえるために単一のチャネルのみが提供されることを意味すると理解され得る。対照的に、部分視野６４ｂａは、光学チャネル４２ａおよび４２ｃを通して、すなわち部分視野６４ｂとは異なる数で撮像される。光学チャネルの数は、それぞれの部分視野６４ａまたは６４ｂが多開口撮像デバイス６０によって実際にそのように撮像される回数、および取得された情報が全体視野を作成するために使用される回数に合わせて調整される。例えば、これは、後述するように、配向および／またはサイズに関して異なるように実装され、例えば広角機能またはズーム機能のために使用される部分視野の追加または他の捕捉を含まない。
同一の部分視野とは、機械的公差を有す場合があるが、物体領域内の意図的なずれを含まない物体領域内の一致部分を指す。

【0137】

図１１ａおよび図１１ｂの実施形態によれば、部分視野６４ａはここでは立体的に捕らえられるが、部分視野６４ｂは異なる数、例えばより小さい数、すなわち１回、記録される。

【0138】

部分視野６４ａおよび６４ｂの個々の画像を結合またはスティッチングするために、深度情報が使用されることが好ましい。同じものが、画像評価７８のための手段によって部分視野６４ａに対して作成されてよい。画像評価のための手段は、画像センサ１２に直接または間接的に接続され、画像センサ領域４４ａ～４４ｃから画像情報を取得して評価するように構成されている。

【0139】

例えば、部分視野６４ａの場合、光学チャネル４２ａおよび４２ｃの異なる視野方向から捕らえられた画像情報は、部分視野６４ａの２つの光学チャネルから利用可能である。画像評価のための手段７８は、対応する部分画像の深度情報を取得するために、部分視野６４ａの画像情報を組み合わせるように構成されてよい。

【0140】

したがって、部分視野６４ａおよび６４ｂが互いにオーバーラップするオーバーラップ領域８２についても深度情報が取得されてよい。これにより、部分視野６４ａの画像情報が、光学チャネル４２ｂによって取得され、手段７８によって評価される部分視野６４ｂの画像情報と位置合わせされるように、画像評価手段７８を実装することが可能になる。すなわち、部分視野６４ｂの画像は、参照画像として使用されてもよく、個々の物体および／または部分視野６４ａの全体画像は、部分視野６４ｂの部分画像に対して位置合わせされてよい。

【0141】

これにより、手段７８を介して、異なる全体画像領域内の異なる数の部分画像に基づいて、例えば部分視野６４ａの全体画像領域内での２回の捕捉に基づいて、および部分視野６４ｂの全体画像領域内での単一回の捕捉に基づいて全体画像を取得することが可能になる。

【0142】

これにより、部分視野６４ｂを２回捕らえるための第４の光学チャネルを省略することが可能になり、多開口撮像デバイス１１０の小型化が可能となる。さらに、立体捕捉６４ａを利用して、オクルージョンが回避されてよく、この回避は、同じ部分視野を捕らえるための光学チャネルがアレイ１４内で可能な限り離れている場合、および／またはアレイ７６がライン延長方向ｙに対して横方向／垂直に位置決めされている場合に特に効果的である。

【0143】

多開口撮像デバイスはまた、部分視野に対する光学チャネルの異なる配置および／または異なる数の光学チャネルを含んでもよい。また、全体視野内の部分視野の一次元配置または二次元配置が実施されてもよい。図示されるように、３つの光学チャネルで２つの部分視野を捕捉する代わりに、これはまた、１２個の光学チャネルで撮像される９つの部分視野などの異なる組み合わせをもたらす場合もある。

【0144】

図１２ａは、一実施形態による多開口撮像デバイス１２０の概略斜視図を示し、ここでは、光学系４１ａ～４１ｃおよび／または光学チャネル４２ａ～４２ｃの配置は、多開口撮像デバイス１１０と比較して変更されている。多開口撮像デバイス１００内の光学チャネルの視野方向は、少なくとも画像センサと光学系との間の領域内において同一であり得る、すなわち、光学チャネルは実質的に同じ視野方向を有するのに対して、多開口撮像デバイス１１０の光学チャネルの視野方向は、例えば、光学チャネル４２ｂの視野方向が光学チャネル４２ａおよび４２ｃの視野方向と反対であることによって異なっていてもよい。

【0145】

したがって、例えば、光学チャネルは２つの向かい合わせのグループを形成する。例えば、多開口撮像デバイス１１０と比較して、光学チャネル４２ａおよび４２ｃは、部分視野６４ｂを撮像するための光学系４１ｂが部分視野６４ａを撮像するための光学系４１ａおよび４１ｃに対向して配置されるように、光学チャネル４２ｂに対向して配置される。多開口撮像デバイス１２０は、光路２２－１～２２－３が偏向されるように実装されたビーム偏向手段１８を備える。この目的のために、ビーム偏向手段１８は、一方の光学系４１ａから４１ｃと他方の光学系４１ｂとの間に配置される。

【0146】

ビーム偏向手段１８は、固定された偏向角度を実施してよい。そのような場合、ビーム偏向手段１８は、例えば、固定して配置されたプリズムまたはミラーとして実装されてもよい。両方の偏向面に相互のキャリア基板を使用することも可能であり、その上に対応するファセットがその後成形技術を使用して適用される。

【0147】

あるいは、ビーム偏向手段１８は、多開口撮像デバイスの視線方向を変えるように構成されてもよい。この場合、ビーム偏向手段１８は、ビーム偏向要素３２ａおよび３２ｂがそれ自体を中心に、場合によっては平行な回転軸を中心に回転可能であるように支持されるように実装されてもよい。例えば、図４ａ～図４ｈに関連して説明したように、ビーム偏向要素が両側で反射するように構成され、異なる主面で異なる状態で光路２２－１～２２－３を偏向させるようにビーム偏向手段１８を実装することが可能である。あるいは、両方の状態において偏向のために同じ主面を使用することも可能である。

【0148】

光学系４１ａおよび４１ｃの位置に関して、光学系４１ｂは、例示的に、２つの光学系４１ａまたは４１ｃの一方の反対側にあってもよく、または異なる位置を有してもよい。光学系４１ｂを光学系４１ａおよび４１ｃに対して中心に配置することは、多開口撮像デバイスの対称的な実装を可能にするため、有利である。

【0149】

画像センサ１２_１とアレイ１４_１との間の領域内で互いに対して平行して延在する可能性がある光路は、同じ部分視野に向かって偏向されるため、ビーム偏向要素３２ａは、光路２２－１および２２－３の相互ファセットとして形成されてもよい。代替の実施形態は、光学チャネル４２ａおよび４２ｃのためのビーム偏向要素の個々の実装形態または配置を提供する。

【0150】

光学チャネル４２ａ、４２ｂおよび４２ｃの配置は有利であるが例示的である。したがって、光学チャネル４２ｂを光学チャネル４２ａまたは４２ｃと共に相互アレイ１４_１内に配置し、この場合、単一の光学チャネルによって形成されるアレイ１４_２内にそれと向かい合わせの残りの光学チャネルを配置することも可能である。
多開口撮像デバイス１１０に関連して説明したように、異なる数の光学チャネルが全体的に配置されてもよい。

【0151】

図１２ｂは、全体視野６０の図と共に多開口撮像デバイス１２０の概略上面図を示す。一方の光学チャネル４２ａおよび４２ｃ、他方の光学チャネル４２ｂの向かい合わせの配置は、多開口撮像デバイス１１０と同様に、全体視野６０を対称的に捕らえることを可能にする。

【0152】

図１１ａ、図１１ｂ、図１２ａおよび図１２ｂは、部分視野６４ａおよび部分視野６４ｂを通して全体視野６０を完全に撮像するように構成された正確に３つの光学チャネルを含む多開口撮像デバイスの実施形態を説明しているが、さらなる実施形態は、異なる数の光学チャネルおよび／または部分視野が提供されるという事実に向けて方針が変えられている。多開口撮像デバイス１１０および１２０の実施態様に関して、部分視野のうちの一方を撮像するための光学チャネルは、多開口撮像デバイス１１０について説明したように、隣接して配置され、異なる部分視野を撮像するための光学チャネルから離間されてもよい。

【0153】

これに対する代替形態として、多開口撮像デバイス１２０に関連して説明したように、部分視野を撮像するための光学チャネルを、異なる部分視野を撮像するための１つまたはいくつかの光学チャネルと隣接して向かい合わせに配置することが可能である。

【0154】

図示される光学チャネルの各々は、関連付けられた画像センサ領域４４を含む。これらの部品、光学系および画像センサ領域、場合によってはさらなる構成要素も同様に、それぞれ１つのモジュールに組み合わされてよく、その結果、多開口撮像デバイスは、モジュールの組み合わせとして提供されてもよい。この場合、モジュールは、１つまたは複数の光学チャネルを備えてもよい。少なくとも２つの光学チャネルおよび／または画像センサ領域を有するモジュールは、画像センサ領域および／または光学チャネルの光学系が、例えば図５ａに関連して説明したキャリア３９の形態の相互基板を備えるように実装されてよい。

【0155】

組み合わせにおいて、多開口撮像デバイス１１０および多開口撮像デバイス１２０は、光学チャネルの第１のグループが全体視野６０、すなわち部分視野６４ａおよび６４ｂを完全に捕らえるように実装されるように実装される。すべての必要な画像情報が利用可能であるように完全に理解されてよい。全体画像を作成するために、追加の光学チャネルは必要ないか、または提供されない。例えば、グループは、光学チャネル４２ａおよび４２ｂまたは４２ｃおよび４２ｗを含み得る。単一の光学チャネルのみを含む場合がある光学チャネルのさらなるグループは、全体視野を部分的に捕らえるように構成される。これは、それぞれ光学チャネル４２ａまたは４２ｃの他方であってもよい。

【0156】

図１３ａは、多開口撮像デバイス１３０_１の概略上面図を示しており、これは、多開口撮像デバイス１１０と同様に実装されてよい。多開口撮像デバイス１１０と同様に、光学チャネル４２の領域内の一致する数字は、物体領域内の関連付けられた部分視野６４を示す。例えば、光学チャネル４２ａ、４２ｂ、および４２ｃを有するアレイ１４_１の配置は、例えば連続透明キャリア３９_１を含む相互モジュール８４_１として形成される。さらに、例えば、対応する画像センサ領域を有する連続した単一の画像センサ１２_１が設けられる。

【0157】

図１１ｂの全体視野６０に例示的に対応し得る全体視野６０_１を捕らえるまたは撮像することに加えて、多開口撮像デバイスは、全体視野６０_２を一緒にサンプリングするように構成された光学チャネル４２ｄおよび４２ｅをさらに備える。全体視野６０_２は、全体視野６０_１とのオーバーラップを含む。全体視野６０_２は、全体視野６０_１の一部であるように示されているが、全体視野６０_１は、代替的に、個々の部分視野のサイズに基づいてよい全体視野６０_２の一部であってもよい。

【0158】

したがって、光学チャネル４２ａ～４２ｅは、依然として全体視野６０_１を非対称に撮像する、すなわち異なる数の部分視野を非対称に撮像するように構成されている。さらなる追加の光学チャネル４２ｄおよび４２ｅは、異なる全体視野の異なる部分視野に関連付けられている。

【0159】

部分視野６４ｃおよび６４ｄは、部分視野６４ａおよび６４ｂの配置に対して平行に配置されてもよいが、異なる配置も可能である。全体視野６０_２は、全体視野６０_１の中央部分を形成するように示されているが、異なる位置決めおよび／または配向も可能である。これは、ビーム偏向を調整することによって、および／または光学チャネル４２ａおよび４２ｃに対する光学チャネル４２ｄおよび４２ｅの相対的配向によって調整されてよい。

【0160】

一例として、第２のまたはさらなるモジュール８４_２としての光学チャネル４２ｄおよび４２ｅの配置が形成される。しかしながら、光学チャネル４２ａ～４２ｅは、１つまたはいくつかのモジュールから任意の配置で形成されてもよい。

【0161】

手段７８は、部分視野のうちの１つ、そのうちのいくつか、またはすべての部分視野の画像情報を取得するために、画像センサ１２_１および１２_２に接続されてよい。手段７８は、部分視野６４ｃおよび６４ｄの撮像情報を結合および／またはスティッチするように構成され得るが、これは、部分視野６４ｃおよび６４ｄを立体的にサンプリングすることなく可能である。これは、部分視野６４ｃおよび６４ｄのオーバーラップ領域８２_２の外側に直接の立体情報がない場合でも、オーバーラップ領域８２_２の外側の個々の画像領域または物体の配向が可能であることを意味する。この目的のために、手段７８は、例えば、部分視野６４ｃのための光学チャネル４２ａおよび／または４２ｃから部分視野６４ａの対を生成することによって、および／または部分視野６４ｂおよび６４ｄからステレオ対を形成することによって、異なる全体視野の部分視野のステレオ対を生成するように構成されてよい。
示される部分視野の対称配置は有利であるが、この点に関して実施形態を限定するものではない。

【0162】

個々のモジュール８４_１および８４_２はそれぞれ、任意選択のビーム偏向手段１８_１および１８_２をそれぞれ備えてもよい。あるいは、ビーム偏向手段１８_１および／または１８_２はまた、モジュールの外側に配置されてもよい、または設けられなくてもよい。

【0163】

図１３ｂは、多開口撮像デバイス１３０_２の概略上面図を示し、この場合、多開口撮像デバイス１３０_１とは対照的に、光学チャネル４２ａ～４２ｅは、光学チャネル４２ａ～４２ｅに対して対応する画像センサ領域を含む画像センサ１２との相互モジュールとして形成される。例えば、モジュールは、ビーム偏向手段１８_１および１８_２が別々に配置および／または個別に位置決めされ得るように、任意選択のビーム偏向手段１８_１および１８_２なしで形成される。あるいは、任意選択のビーム偏向手段はまた、すべての光学チャネルに対して動作可能なビーム偏向領域３２ａ～３２ｅを含むように実装されてもよい。

【0164】

図１３ａに図示されるように、光学チャネル４２ａ～４２ｅは、光学チャネルの相互線形アレイに配置されてもよく、この場合前記アレイは、２つの部分アレイ１４_１および１４_２によって、または相互モジュールによって形成されてもよい。

【0165】

図１３ｃは、多開口撮像デバイス１３０_３の概略上面図を示し、これは多開口撮像デバイス１３０_１および１３０_２と同様に構成されてよい。これらの多開口撮像デバイスとは対照的に、部分視野６０_２を捕らえるための光学チャネル４２ｄおよび４２ｅは、部分視野６０_１を捕らえるための１つ、いくつか、またはすべての光学チャネル４２ａ～４２ｃから離間されてもよい。このようにして、光学チャネル４２ａ～４２ｃは、線形配置を形成し、例えば光学チャネル４２ｄと４２ｅとの間に配置されてもよい。また、例えば、光学チャネル４２ａ，４２ｅおよび／または光学チャネル４２ｃ，４２ｄを入れ替えることも考えられる。

【0166】

図１３ｄは、一実施形態による多開口撮像デバイス１３０_４の概略上面図を示し、全体視野６０_１を撮像するための光学チャネル４２ａ～４２ｃおよび全体視野６０_２を撮像するための光学チャネルは、図１３ａの場合のように、光学チャネルの異なる線形アレイ内に配置されないが、異なる全体視野を捕らえるためのいくつかの、またはさらにはすべての光学チャネル４２ａ～４２ｅが、相互線形アレイ１４内に配置されている。

【0167】

場合によっては、一方では部分視野６４ａおよび６４ｂのサイズが異なり、他方では６４ｃおよび６４ｄのサイズが異なると、光学チャネルの光学系の寸法またはサイズが異なる可能性がある。この点で、例えば図１３ａ、図１３ｂ、図１３ｃおよび図１３ｄに示すように、光ビーム偏向要素を個別に実装するか、または最大で、同じ焦点距離の光学チャネルのグループ内にそれらをグループ化することが有利であり得る。

【0168】

図１４は、一実施形態による多開口撮像デバイス１４０の概略上面図を示し、光学チャネル４２ａ～４２ｅは、例えば、光学チャネル４２ｄおよび４２ｅを含む線形アレイ１４_２と向かい合わせに配置された相互線形アレイ１４_１内に配置される。全体視野６０_１および６０_２の部分視野６４ａおよび６４ｄに向かう光路の対応する偏向は、１つまたはいくつかのビーム偏向手段内に配置されたビーム偏向要素３２ａ～３２ｅを利用して実行されてよい。全体視野６０_１および６０_２への関連付けに基づいて光学チャネルをグループ化することは、一例として選択され、有利な実装形態を説明する。しかしながら、実施形態はこれに限定されず、異なるアレイにおける光学チャネルの任意の配置に関する。

【0169】

本明細書に記載される光学チャネルは、ｚ方向に沿った多開口撮像デバイスの寸法を可能な限り小さく保つことができるように、それぞれ同じ平面に配置されてよい。例えば、本明細書に記載のアレイは、部分アレイとも呼ばれ得るアレイ１４_１および１４_２などの異なるアレイが全体的に同じ平面に配置され、これらのラインが互いに平行に延び、互いに面する場合であっても、各々が１つのラインを形成するように、単一のラインで配置される。

【0170】

向かい合わせに配置されたアレイ１４_１および１４_２は、例えば、多開口撮像デバイス１２０に関連して例示的に説明したように、異なるアレイ１４_１および１４_２の光学系が互いに対してシフトされても、アレイおよび／またはビーム偏向領域内で互いに向かい合わせになるように、互いに対して対称的に、または中心に配置されてもよい。

【0171】

図１５は、光学チャネル４２ａ～４２ｃを含み得るが、異なる、特に追加の光学チャネルを含み得る本発明のアレイ１４の概略上面図を示す。ライン延長方向に沿った線形アレイとして実装されるアレイ１４では、例えば、光学チャネル４２ａ～４２ｃは隣接して配置される。アレイは、光学チャネル４２ａ～４２ｃの光学系の少なくとも一部を機械的に固定するように実装されたキャリア３９を備えることができる。したがって、例えば、キャリア３９のすべての主面上に、光学チャネル４２ａのレンズまたは回折素子などの光学系４１ａ－２および４１ａ－３および／または光学チャネル４２ｂの光学系４１ｂ－２および／または４１ｂ－３および／または光学チャネル４２ｃの光学系４１ｃ－２および／または４１ｃ－３が、機械的に固定される方法で配置されてもよい。代替的または追加的に、レンズホルダなどのさらなる機械的要素をキャリア３９に取り付けることが可能であり、そこに、光学チャネル４２ａ～４２ｃの光学要素４１ａ－１、４１ｂ－１および／または４１ｃ－１がその後配置されてよい。これは、光学系の相互移動、および互いに対する光学系のほぼ不変の相対位置を可能にし、このことは有利である。光学チャネル４２ａ～４２ｃは、キャリア３９を通り抜けて延在してよく、キャリア３９は、例えばガラス材料またはポリマー材料を使用することによって透明な方法で実装されてもよい。あるいは、キャリア３９は、光学チャネル４２ａ～４２ｃに対して決められた波長範囲に関して透明な、光学チャネル４２ａ～４２ｃがそこを通って延在する透明領域を少なくとも備えてもよい。

【0172】

記載された多開口撮像デバイス１１０、１２０、１３０_１から１３０_４および１４０は、互いに独立しており、光学画像安定化および／または集束の記載された実施形態と個別に容易に組み合わせることができる。実施形態は、図５ｃに関連して説明したように、画像安定化装置および／または集束手段のアクチュエータが平面６３ａと平面６３ｂとの間に少なくとも部分的に配置されるように実施される。

【0173】

言い換えれば、多開口カメラは、全体視野のチャネルごとの分割の原理に従って実装されてよく、従来のカメラと比較して、設置高さ（ｚ方向）を低減するという利点を含むことができる。この目的のために、隣接して配置されたいくつかの撮像チャネルが設けられてよい。構成要素の数が多くなり、チャネルを実現するための設置労力が大きくなると、構造の価格が高くなり、サイズが大きくなる。これは、空間要件がｘ／ｙ方向に増加することを意味する。本明細書に記載される実施形態では、全体視野がチャネルの２つのグループによって完全に捕らえられる配置はそれぞれ変更され、２つの部分視野に対して４つのチャネルがこの目的のために使用され、全体視野が完全に撮像され、物体空間の深度配置に関する情報が視野全体に利用可能であり、その結果、光学チャネルの数が減少することにつながる。設置スペースを削減し、より少ない数の構成要素を使用するために、記載される実施形態では、チャネルのグループが全体視野を完全に捕らえるが、さらなるグループはその一部のみを捕らえる。したがって、グループは、異なる数のチャネルを有し、光学チャネルが部分視野を一致させるように導かれるように実装され得る。有利であるが、単純な実現においては、第１のグループは２つのチャネル（例えば、上側および下側、または右側および左側）のみを有し、第２のグループは１つのチャネルのみ（上側のみまたは下側のみ／右側のみまたは左側のみ）を有する。画像データは、視野全体にわたって完全に利用可能である。深度情報は、２つのチャネルによって見られる、または撮像される部分についてのみ利用可能である。

【0174】

結果として得られるステレオ対が部分視野を１回だけサンプリングするチャネルを囲むか、またはそれを含むように、上／下／上または下／上／下または同等に右／左の順序の配置が関係する。あるいは、例えば下／下／上など、他の配置も可能である。
飛行時間／構造化された光または追加のステレオデータなどの追加の深度センサが、視野全体の深度情報に使用されてもよい。

【0175】

実施形態は、小さなカメラを構成することと共にオクルージョン効果を回避することを可能にする。単一チャネル画像は視差を受けず、参照画像として使用されてもよい。２チャネル画像は、被写体領域の無限遠の距離においてのみ視差がない。距離が有限である、または短い場合、視差が発生し、スティッチングを防止する。これは、スティッチングされる追加のオブジェクト領域を２回サンプリングすることによって実現されてよい。
中央に配置された未処理の画像は、光学チャネル内の視差を示す外側画像によって補完され得るが、共にオクルージョンを補償または満たすことができる。

【0176】

本明細書に記載の実施形態のさらなる態様では、光学チャネルの第３のグループ、好ましくは、完全な視野を有する第１のグループ（好ましくは２つのチャネル）および部分視野のみを有する第２のグループ（好ましくは１つのチャネルのみ）に加えて、部分的にオーバーラップする部分視野を捕らえることによってさらなる全体視野をカバーする２つのチャネルが提供される。さらなる全体視野は、第１の全体視野と少なくとも部分的にオーバーラップしてよく、この場合、一方の全体視野と他方の全体視野との完全なオーバーラップが生じることが好ましく、すなわち、一方の全体視野は他方の全体視野の一部であることが好ましい。これは、全体視野が異なるサイズを有する完全なオーバーラップを意味してよい。例えば、これは、図１４に例示的に記載されているように、追加のチャネルのズーム構造であってもよいが、それは、広角構造であってもよい。この場合、第３のグループのチャネルは、第１および第２のグループを囲む。

【0177】

これらの実施形態は、第１のグループの部分画像フィールドのベクトルに対するアレイのラインベクトルの直交性と任意選択的に、かつ個別に組み合わせることができる。さらに、アレイのすべてのチャネルまたは個々のモジュールのための連続基板の実装が実行されてもよい。視線方向を変更するためのビーム変換手段／ビーム偏向手段を傾けること、両側ミラーリング、および／またはくさび形設計が提供されてもよい。ビーム偏向手段の回転と組み合わせた画像センサに対するアレイの並進を利用する画像安定化も提供され得る。ｚ方向の集束手段／安定化のためのデバイスが設けられてもよく、それらは、関連する平面６３ａおよび６３ｂの仮想直方体に関して説明した光学系によって指定されるｚ方向の多開口撮像デバイスの拡張より大きくならないように実装されることが好ましい。画像、特に焦点位置のチャネル個別の適応は、適応レンズによって実行され得る。これは、少なくとも１つの光学チャネルの光学系が適応レンズを含む一方で、多開口撮像デバイスが、適応レンズの光学特性を調整するように構成されたレンズ制御手段を備えることを意味する。例えば、これには、焦点距離、透過または除去される波長の波長範囲、屈折率などが含まれる。

【0178】

実施形態は、チャネルの数を削減することを可能にし、その結果、製造コストが低くなり、ｘ／ｙ方向のフットプリントの設置スペース要件が小さくなる。加えて、高画質な撮像も可能となる。

【0179】

特に、実施形態は、スマートフォンのモバイル手段における多開口撮像システムの分野だけでなく、自動車分野または機械撮像（機械分割）においても使用することができる。

【0180】

いくつかの態様がデバイスの文脈において説明されているが、前記態様は対応する方法の説明も表すことが理解され、その結果、デバイスのブロックまたは構造的構成要素はまた、対応する方法ステップまたは方法ステップの特徴として理解されるべきである。同様に、方法ステップの文脈で説明される態様はまた、対応するデバイスの対応するブロックあるいは詳細または特徴の説明も表している。

【0181】

上述の実施形態は、本発明の原理の単なる例示を表している。他の当業者は、本明細書に記載された構成および詳細の任意の修正および変形を理解することが理解される。このため、本発明は、実施形態の説明および議論を利用して本明細書に提示された特定の詳細によってではなく、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されることが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図4e】

【図4f】

【図4g】

【図4h】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図9c】

【図9d】

【図10】

【図11a】

【図11b】

【図12a】

【図12b】

【図13a】

【図13b】

【図13c】

【図13d】

【図14】

【図15】