JP2017520025A - 屈曲光学アレイカメラのためのオートフォーカス - Google Patents
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Abstract
Description
[0027]本明細書で開示する実装形態は、屈曲光学系をもつアレイカメラにおけるオートフォーカスのためのシステム、方法および装置を提供する。上記で説明したように、ボイスコイルモーター(VCM)が、対応するセンサーの焦点位置を変更するための第2の光ダイレクト面の垂直動きを可能にするように、アレイカメラ中の屈曲光学アセンブリに近接して配置され得る。駆動部材が、垂直移動を与えるようにVCMのコイル内に配置され得、駆動部材は、たとえばレバーによって、第2の光ダイレクト面に結合され得る。いくつかの実施形態では、第2の光ダイレクト面はレバーの第1の端部に固定され得、釣り合いおもりがレバーの第2の端部に固定され得、駆動部材はレバーの中間部分に固定され得る。したがって、VCM駆動部材の移動は、ある距離にわたって第2の光ダイレクト面に伝達され、オートフォーカス能力を与え得、そのようなオートフォーカス機構は、アレイカメラの全体的高さを増加させることを必要としない。
II.屈曲光学アレイカメラの概観
III.オートフォーカスシステムおよび技法の概観
IV.例示的な画像キャプチャプロセスの概観
V.システムを実装することおよび用語
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
第1の平面を定義する基板にマウントされた画像センサーと、
第1の光ダイレクト面と、
第2の光ダイレクト面、前記第1の光ダイレクト面は、ターゲット画像シーンの部分を表す光を第2の光ダイレクト面のほうへ向けるように配置され、前記第2の光ダイレクト面は、前記光を前記画像センサーのほうへ向けるように配置される、と、
前記基板にマウントされ、前記基板の前記平面に直交する方向における移動のために配置された駆動部材を含む、アクチュエータと、
前記駆動部材の前記移動が前記第2の光ダイレクト面に伝達されるように、前記駆動部材および前記第2の光ダイレクト面と接触しているレバーと
を備える、屈曲光学アレイカメラのためのオートフォーカスモジュール。
[C2]
前記アクチュエータは、ボイスコイルモーターを備える、
C1に記載のオートフォーカスモジュール。
[C3]
前記駆動部材は、前記ボイスコイルモーターのコイル内に装着される、
C2に記載のオートフォーカスモジュール。
[C4]
実質的に水平の平面に直交する前記方向における前記移動は、約120ミクロン〜約150ミクロンの範囲内である、
C1に記載のオートフォーカスモジュール。
[C5]
前記第1の光ダイレクト面と前記第2の光ダイレクト面との間に配置されたレンズアセンブリをさらに備える、
C1に記載のオートフォーカスモジュール。
[C6]
前記レンズアセンブリの直径は、約4mmである、
C5に記載のオートフォーカスモジュール。
[C7]
前記レバーの第1の端部に結合された釣り合いおもりをさらに備え、前記駆動部材は、前記レバーの中間部分に結合され、前記第2の光ダイレクト面が前記レバーの第2の端部に結合される、
C1に記載のオートフォーカスモジュール。
[C8]
前記釣り合いおもりの重さは、前記第2の光ダイレクト面の重さを少なくとも部分的に平衡させるように選択される、
C7に記載のオートフォーカスモジュール。
[C9]
前記第2の光ダイレクト面は、反射ミラーおよびプリズムのうちの1つを備える、
C8に記載のオートフォーカスモジュール。
[C10]
ヒンジを使用して前記レバーの第1の端部に結合された支柱をさらに備える、
C1に記載のオートフォーカスモジュール。
[C11]
前記駆動部材は、前記レバーの中間部分に結合され、前記第2の光ダイレクト面は、前記レバーの第2の端部に結合される、
C10記載のオートフォーカスモジュール。
[C12]
前記支柱は、前記第1の光ダイレクト面を形成する構造に結合され、前記第2の光ダイレクトは、前記レバーの中間部分に結合され、前記駆動部材は、前記レバーの第2の端部に結合される、
C10に記載のオートフォーカスモジュール。
[C13]
前記レバーの第1の端部は、前記第1の光ダイレクト面を形成する構造に結合され、前記第2の光ダイレクトは、前記レバーの中間部分に結合され、前記駆動部材は、前記レバーの第2の端部に結合される、
C1に記載のオートフォーカスモジュール。
[C14]
第1の平面を定義する基板にマウントされ、対応する複数の光屈曲面を与える構造の周りに配置された、複数の屈曲光学アセンブリを備える屈曲光学アレイカメラを使用してターゲット画像シーンの画像をキャプチャするための方法であって、前記方法は、
前記複数の屈曲光学アセンブリの各々について、
前記基板の前記平面に直交する方向におけるアクチュエータの駆動部材の移動を引き起こすことと、
前記駆動部材の前記移動を第2の光ダイレクト面に伝達することと、それにより、前記ターゲット画像シーンの部分を表す光の焦点距離を変更することと、前記複数の光屈曲面のうちの対応する光屈曲面は、前記光を前記第2の光ダイレクト面のほうへ向けるように配置され、前記第2の光ダイレクト面は、前記光を画像センサーのほうへ向けるように配置される、
前記画像センサーを使用して前記光の前記部分を表す画像をキャプチャすることと
を備える、方法。
[C15]
前記移動を伝達することは、前記駆動部材および前記第2の光ダイレクト面と接触しているレバーによって達成される、
C14に記載の方法。
[C16]
前記複数の屈曲光学アセンブリの各々がほぼ同じ距離において集束させられるように保つことをさらに備える、
C14に記載の方法。
[C17]
前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの選択されたドライバアセンブリのための移動の量を決定することと、前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの他のものの各々のための移動を決定するために、前記選択されたドライバアセンブリのための移動の前記量を使用することとをさらに備える、
C16に記載の方法。
[C18]
前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの前記他のものの各々のための移動を決定することが、前記選択されたドライバアセンブリのための移動の前記量に少なくとも部分的に基づき、前記複数の屈曲光学アセンブリ間の関係を定義する1つまたは複数の係数に少なくとも部分的に基づく、
C17に記載の方法。
[C19]
前記ターゲット画像シーンの前記画像を形成するために、前記複数の屈曲光学アセンブリの各々からの前記光の前記部分を表す前記画像に対してスティッチング動作を実行することをさらに備える、
C14に記載の方法。
[C20]
実行されたとき、1つまたは複数のプロセッサに、
屈曲光学カメラの複数の屈曲光学アセンブリの各々について、前記複数の屈曲光学アセンブリが、第1の平面を定義する基板にマウントされ、対応する複数の光屈曲面を与える構造の周りに配置される、
所望の焦点距離に少なくとも部分的に基づいて、前記基板の前記平面に直交する方向におけるアクチュエータの駆動部材の変位を計算することと、前記駆動部材の前記変位は、ターゲット画像シーンの部分を表す光を画像センサーのほうへ向けるように配置された光ダイレクト面のための変位の対応する量を引き起こすように計算される、
前記駆動部材の前記変位を引き起こすための命令を生成することと、
前記命令を前記駆動部材に結合されたアクチュエータに与えることと
を備える動作を実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。
[C21]
前記動作は、前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの選択されたドライバアセンブリの前記駆動部材のための変位の第1の量を決定することをさらに備える、
C20に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[C22]
前記動作は、変位の前記第1の量に少なくとも部分的に基づいて、および前記複数の屈曲光学アセンブリ間の関係を定義する1つまたは複数の係数に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の屈曲光学アセンブリの互いのアセンブリの前記駆動部材のための変位の調整された量を決定することをさらに備える、
C21に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
[C23]
第1の平面を定義する画像センサーと、前記画像センサーは、ターゲット画像シーンの少なくとも一部分を表す光を受光するように構成される、
前記光を集束させるように構成されたレンズアセンブリと、前記レンズアセンブリが光軸を有する、
前記レンズアセンブリから受光された前記光を前記画像センサー上に向けるように配置された光ダイレクト面と、
前記レンズアセンブリの前記光軸に直角な方向における移動のために配置された駆動部材を備えるアクチュエータと、
前記光軸に直角な前記方向における前記駆動部材の前記移動を、前記光の光学経路長を変更するために前記第2の光ダイレクト面に伝達するための手段と
を備える、屈曲光学アレイカメラのためのオートフォーカスモジュール。
[C24]
前記レンズアセンブリは、前記光軸が前記第1の平面に実質的に平行に進むように配置される、
C23に記載のオートフォーカスモジュール。
[C25]
前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段は、前記駆動部材および前記第2の光ダイレクト面と接触しているレバーを備える、
C23に記載のオートフォーカスモジュール。
[C26]
前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段は、前記レバーの第1の端部に結合された釣り合いおもりをさらに備え、前記レバーの中間部分は、前記駆動部材に結合され、前記レバーの第2の端部は、前記第2の光ダイレクト面に結合される、
C25に記載のオートフォーカスモジュール。
[C27]
前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段は、前記レバーの第1の端部に結合された支柱をさらに備え、前記レバーの中間部分は、前記駆動部材に結合され、前記レバーの第2の端部は、前記第2の光ダイレクト面に結合される、
C25に記載のオートフォーカスモジュール。
[C28]
前記レンズアセンブリが追加の光ダイレクト面と前記光ダイレクト面との間にあるように配置される、前記追加の光ダイレクト面を備える構造をさらに備える、
C25に記載のオートフォーカスモジュール。
[C29]
前記レバーの前記第2の端部は、支柱およびヒンジの一方または両方を介して前記追加の光ダイレクト面を備える前記構造に結合された、
C28に記載のオートフォーカスモジュール。
[C30]
複数のカメラのうちの第1のカメラをさらに備え、前記第1のカメラは、前記画像センサーと、前記レンズアセンブリと、前記光ダイレクト面と、前記アクチュエータと、前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段とを備える、前記オートフォーカスモジュールを備える、
C29に記載のオートフォーカスモジュール。
Claims (30)
- 第1の平面を定義する基板にマウントされた画像センサーと、
第1の光ダイレクト面と、
第2の光ダイレクト面、前記第1の光ダイレクト面は、ターゲット画像シーンの部分を表す光を第2の光ダイレクト面のほうへ向けるように配置され、前記第2の光ダイレクト面は、前記光を前記画像センサーのほうへ向けるように配置される、と、
前記基板にマウントされ、前記基板の前記平面に直交する方向における移動のために配置された駆動部材を含む、アクチュエータと、
前記駆動部材の前記移動が前記第2の光ダイレクト面に伝達されるように、前記駆動部材および前記第2の光ダイレクト面と接触しているレバーと
を備える、屈曲光学アレイカメラのためのオートフォーカスモジュール。 - 前記アクチュエータは、ボイスコイルモーターを備える、
請求項1に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記駆動部材は、前記ボイスコイルモーターのコイル内に装着される、
請求項2に記載のオートフォーカスモジュール。 - 実質的に水平の平面に直交する前記方向における前記移動は、約120ミクロン〜約150ミクロンの範囲内である、
請求項1に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記第1の光ダイレクト面と前記第2の光ダイレクト面との間に配置されたレンズアセンブリをさらに備える、
請求項1に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記レンズアセンブリの直径は、約4mmである、
請求項5に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記レバーの第1の端部に結合された釣り合いおもりをさらに備え、前記駆動部材は、前記レバーの中間部分に結合され、前記第2の光ダイレクト面が前記レバーの第2の端部に結合される、
請求項1に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記釣り合いおもりの重さは、前記第2の光ダイレクト面の重さを少なくとも部分的に平衡させるように選択される、
請求項7に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記第2の光ダイレクト面は、反射ミラーおよびプリズムのうちの1つを備える、
請求項8に記載のオートフォーカスモジュール。 - ヒンジを使用して前記レバーの第1の端部に結合された支柱をさらに備える、
請求項1に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記駆動部材は、前記レバーの中間部分に結合され、前記第2の光ダイレクト面は、前記レバーの第2の端部に結合される、
請求項10記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記支柱は、前記第1の光ダイレクト面を形成する構造に結合され、前記第2の光ダイレクトは、前記レバーの中間部分に結合され、前記駆動部材は、前記レバーの第2の端部に結合される、
請求項10に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記レバーの第1の端部は、前記第1の光ダイレクト面を形成する構造に結合され、前記第2の光ダイレクトは、前記レバーの中間部分に結合され、前記駆動部材は、前記レバーの第2の端部に結合される、
請求項1に記載のオートフォーカスモジュール。 - 第1の平面を定義する基板にマウントされ、対応する複数の光屈曲面を与える構造の周りに配置された、複数の屈曲光学アセンブリを備える屈曲光学アレイカメラを使用してターゲット画像シーンの画像をキャプチャするための方法であって、前記方法は、
前記複数の屈曲光学アセンブリの各々について、
前記基板の前記平面に直交する方向におけるアクチュエータの駆動部材の移動を引き起こすことと、
前記駆動部材の前記移動を第2の光ダイレクト面に伝達することと、それにより、前記ターゲット画像シーンの部分を表す光の焦点距離を変更することと、前記複数の光屈曲面のうちの対応する光屈曲面は、前記光を前記第2の光ダイレクト面のほうへ向けるように配置され、前記第2の光ダイレクト面は、前記光を画像センサーのほうへ向けるように配置される、
前記画像センサーを使用して前記光の前記部分を表す画像をキャプチャすることと
を備える、方法。 - 前記移動を伝達することは、前記駆動部材および前記第2の光ダイレクト面と接触しているレバーによって達成される、
請求項14に記載の方法。 - 前記複数の屈曲光学アセンブリの各々がほぼ同じ距離において集束させられるように保つことをさらに備える、
請求項14に記載の方法。 - 前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの選択されたドライバアセンブリのための移動の量を決定することと、前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの他のものの各々のための移動を決定するために、前記選択されたドライバアセンブリのための移動の前記量を使用することとをさらに備える、
請求項16に記載の方法。 - 前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの前記他のものの各々のための移動を決定することが、前記選択されたドライバアセンブリのための移動の前記量に少なくとも部分的に基づき、前記複数の屈曲光学アセンブリ間の関係を定義する1つまたは複数の係数に少なくとも部分的に基づく、
請求項17に記載の方法。 - 前記ターゲット画像シーンの前記画像を形成するために、前記複数の屈曲光学アセンブリの各々からの前記光の前記部分を表す前記画像に対してスティッチング動作を実行することをさらに備える、
請求項14に記載の方法。 - 実行されたとき、1つまたは複数のプロセッサに、
屈曲光学カメラの複数の屈曲光学アセンブリの各々について、前記複数の屈曲光学アセンブリが、第1の平面を定義する基板にマウントされ、対応する複数の光屈曲面を与える構造の周りに配置される、
所望の焦点距離に少なくとも部分的に基づいて、前記基板の前記平面に直交する方向におけるアクチュエータの駆動部材の変位を計算することと、前記駆動部材の前記変位は、ターゲット画像シーンの部分を表す光を画像センサーのほうへ向けるように配置された光ダイレクト面のための変位の対応する量を引き起こすように計算される、
前記駆動部材の前記変位を引き起こすための命令を生成することと、
前記命令を前記駆動部材に結合されたアクチュエータに与えることと
を備える動作を実行させる命令を記憶する非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記動作は、前記複数の屈曲光学アセンブリのうちの選択されたドライバアセンブリの前記駆動部材のための変位の第1の量を決定することをさらに備える、
請求項20に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 前記動作は、変位の前記第1の量に少なくとも部分的に基づいて、および前記複数の屈曲光学アセンブリ間の関係を定義する1つまたは複数の係数に少なくとも部分的に基づいて、前記複数の屈曲光学アセンブリの互いのアセンブリの前記駆動部材のための変位の調整された量を決定することをさらに備える、
請求項21に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。 - 第1の平面を定義する画像センサーと、前記画像センサーは、ターゲット画像シーンの少なくとも一部分を表す光を受光するように構成される、
前記光を集束させるように構成されたレンズアセンブリと、前記レンズアセンブリが光軸を有する、
前記レンズアセンブリから受光された前記光を前記画像センサー上に向けるように配置された光ダイレクト面と、
前記レンズアセンブリの前記光軸に直角な方向における移動のために配置された駆動部材を備えるアクチュエータと、
前記光軸に直角な前記方向における前記駆動部材の前記移動を、前記光の光学経路長を変更するために前記第2の光ダイレクト面に伝達するための手段と
を備える、屈曲光学アレイカメラのためのオートフォーカスモジュール。 - 前記レンズアセンブリは、前記光軸が前記第1の平面に実質的に平行に進むように配置される、
請求項23に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段は、前記駆動部材および前記第2の光ダイレクト面と接触しているレバーを備える、
請求項23に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段は、前記レバーの第1の端部に結合された釣り合いおもりをさらに備え、前記レバーの中間部分は、前記駆動部材に結合され、前記レバーの第2の端部は、前記第2の光ダイレクト面に結合される、
請求項25に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段は、前記レバーの第1の端部に結合された支柱をさらに備え、前記レバーの中間部分は、前記駆動部材に結合され、前記レバーの第2の端部は、前記第2の光ダイレクト面に結合される、
請求項25に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記レンズアセンブリが追加の光ダイレクト面と前記光ダイレクト面との間にあるように配置される、前記追加の光ダイレクト面を備える構造をさらに備える、
請求項25に記載のオートフォーカスモジュール。 - 前記レバーの前記第2の端部は、支柱およびヒンジの一方または両方を介して前記追加の光ダイレクト面を備える前記構造に結合された、
請求項28に記載のオートフォーカスモジュール。 - 複数のカメラのうちの第1のカメラをさらに備え、前記第1のカメラは、前記画像センサーと、前記レンズアセンブリと、前記光ダイレクト面と、前記アクチュエータと、前記駆動部材の前記移動を前記伝達するための手段とを備える、前記オートフォーカスモジュールを備える、
請求項29に記載のオートフォーカスモジュール。
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