多視点のイメージ取得を備えたセンサー

专利摘要:
発明は、異なる視点を備えた少なくとも二つのイメージの同時の取得を可能とする変更されたイメージセンサーを備えたイメージ獲得システムを開示する。ピクセルは、シリンドリカルマイクロレンズ又は線形のライトガイドのシリーズの下におけるピクセルの二つの又はより多いサブセットへと分割される。シリンドリカルマイクロレンズ又は線形のライトガイドは、ステレオイメージが生じさせられるようにイメージングレンズの一方の半分又は他方の半分のみから来るための各々のマイクロレンズ又はライトガイドの下におけるピクセルの第一の及び第二のサブセットに突き当たるために放射を限定する。
公开号:JP2011515045A
申请号:JP2010548671
申请日:2009-02-09
公开日:2011-05-12
发明作者:イー；ジュニア アダムス，ジェームズ；ジェイ パルム，ラッセル；レイモンド ビートリー，ジョセフ；ノーヴォルド ボーダー，ジョン
申请人:イーストマン コダック カンパニー；
IPC主号:H04N5-225

专利说明:

[0001] 発明の分野
発明は、シーンからの放射を取得するところのイメージセンサーに属する。発明は、さらに、異なる視点を備えた多重のイメージの同時の取得を可能とするシリンドリカルマイクロレンズを備えたイメージセンサーに属する。]
背景技術

[0002] 発明の背景
異なる視点を提供するためにある距離だけ分離される二つの又はより多いカメラから取得された二つの又はより多いイメージで構成されたステレオイメージの取得は、当技術において良好に知られたものである。しかしながら、これらの多重のカメラシステムは、かさばったものであると共にそのようなシステムの大きいサイズのおかげで整列する又は較正することが困難なものである。]
[0003] 二つの又はより多いレンズを備えたステレオカメラは、また、当技術において知られたものである。Ｅａｓｔｍａｎ Ｋｏｄａｋ Ｃｏｍｐａｎｙの名前で、Ｎ．Ｂｏｒｄｅｒ等によって、２００７年３月９日に出願された、米国特許出願第１１／６８４，０３６は、二つの又はより多いイメージにおける異なる視点からの差異に基礎が置かれたレンジマップを生じさせるために同時にイメージを取得する二つの又はより多いレンズを備えたカメラの使用を開示する。]
[0004] Ｍｅｌｔｚｅｒによる米国特許第６，５４５，７４１号において、単一のイメージセンサーへ光を方向付ける二つのレンズシステムを備えたステレオカメラは、記載される。イメージは、各々のレンズシステムを通じて順次にイメージを取得することによって対において生じさせられる。レンズシステムの間における順次の交互に切り替えることは、シャッターによって成し遂げられる。]
[0005] Ｎｏｍｕｒａ等による米国特許第６，０７２，６２７号において、光ビームの強度及び角度が記録されることができるような方式でイメージセンサーにおけるピクセルのシリーズへと光ビームをフォーカスさせるレンズ又はスリットのアレイへイメージをあたえるためにアフォーカルレンズ組み立て体を使用するステレオイメージ取得デバイスは、記載される。]
[0006] しかしながら、先行の当技術においてプレゼントされた方法は、ステレオカメラの複雑さ及びサイズを増加する特別なレンズ組み立て体を要求する。従って、必要性は、複雑さを増加することなしにステレオイメージを取得するためのカメラを可能とするためにいずれのイメージングレンズとしても使用されることができる単純なセンサーシステムについて存続する。]
先行技術

[0007] 米国特許第６，５４５，７４１号明細書
米国特許第６，０７２，６２７号明細書]
課題を解決するための手段

[0008] 発明の概要
発明は、異なる視点を備えた少なくとも二つのイメージの同時の取得を可能とする変更されたイメージセンサーを備えたイメージ獲得システムを開示する。ピクセルは、シリンドリカルマイクロレンズ又は線形のライトガイドのシリーズの下におけるピクセルの二つの又はより多いサブセットへと分割される。シリンドリカルマイクロレンズ又は線形のライトガイドは、多視点のイメージセットが生じさせられるようにイメージングレンズの一つの部分又は別の部分のみから来るための各々のマイクロレンズ又はライトガイドの下における第一の及び第二のサブセットに突き当たるために放射を限定する。変更されたイメージセンサーにおけるピクセルの配置は、取得されたもののようなステレオイメージにおいて生じさせられるために均一なイメージの質を可能とするために相応じて変更される。変更されたイメージセンサーの利点の一つは、それが、幅広い範囲のイメージングレンズと共に使用されることができるものである。]
図面の簡単な説明

[0009] 図１は、イメージングレンズを通じて伝わると共にイメージセンサーにおける二つのピクセルにわたって位置決めされる一つのシリンドリカルマイクロレンズに入る光線のシリーズの概略的な断面の描写である。
図２は、イメージングレンズを通じて伝わると共にイメージセンサーにおける複数のピクセルにわたって位置決めされた複数のシリンドリカルマイクロレンズに入る光線のシリーズの概略的な断面の描写である。
図３は、発明によって生じさせられた分割されたアパーチャーの有効な分離を示すイメージングレンズのアパーチャーの概略的な描写である。
図４は、シリンドリカルマイクロレンズアレイの下におけるイメージセンサーにおけるカラーフィルターアレイの概略的な描写である。
図５は、発明によって記載されたような赤色の／緑色の／青色のカラーフィルターアレイパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、破線は、ピクセルのエッジを示す。
図６は、発明に記載されたような別の赤色の／緑色の／青色のカラーフィルターアレイのパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、破線は、ピクセルのエッジを示す。
図７は、発明に記載されたような発明に記載されたような赤色の／緑色の／青色の／パンクロのカラーフィルターアレイのパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、破線は、ピクセルのエッジを示す。
図８は、発明によって記載されたような別の赤色の／緑色の／青色の／パンクロのカラーフィルターアレイのパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、破線は、ピクセルのエッジを示す。
図９は、ピクセルのアクティブなエリアへと光をフォーカスさせることを助けるために下に横たわるマイクロレンズを備えたシリンドリカルマイクロレンズの概略的な描写である。
図１０は、いずれかの側において個々のマイクロレンズを備えたシリンドリカルマイクロレンズの概略的な描写であるが、それにおいて、シリンドリカルマイクロレンズは、パンクロなピクセルにわたって位置決めされると共に、個々のマイクロレンズは、赤色の／緑色の／青色のピクセルにわたって位置決めされる。
図１１は、イメージセンサーにおけるピクセルのサブセットへとイメージングレンズの二つの半分から集められた光をより良好に分離するための中央のリッジを備えた非球面のマイクロレンズの概略的な描写である。
図１２は、イメージングレンズを通じて伝わると共にイメージセンサーにおける複数のピクセルにわたって位置決めされた複数のライトガイドに入る光線のシリーズの概略的な断面の描写である。] 図１ 図１０ 図１１ 図１２ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７
実施例

[0010] 図面の手短な記載
図１は、イメージングレンズを通じて伝わると共にイメージセンサーにおける二つのピクセルにわたって位置決めされる一つのシリンドリカルマイクロレンズに入る光線のシリーズの概略的な断面の描写である；
図２は、イメージングレンズを通じて伝わると共にイメージセンサーにおける複数のピクセルにわたって位置決めされた複数のシリンドリカルマイクロレンズに入る光線のシリーズの概略的な断面の描写である；
図３は、発明によって生じさせられた分割されたアパーチャーの有効な分離を示すものであるイメージングレンズのアパーチャーの概略的な描写である；
図４は、シリンドリカルマイクロレンズアレイの下におけるイメージセンサーにおけるカラーフィルターアレイの概略的な描写である；
図５は、発明によって記載されたもののような赤色の／緑色の／青色のカラーフィルターアレイパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、点線は、ピクセルのエッジを示す；
図６は、発明に記載されたもののような別の赤色の／緑色の／青色のカラーフィルターアレイのパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、点線は、ピクセルのエッジを示す；
図７は、発明に記載されたもののような発明に記載されたもののような赤色の／緑色の／青色の／パンクロのカラーフィルターアレイのパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、点線は、ピクセルのエッジを示す；
図８は、発明によって記載されたもののような別の赤色の／緑色の／青色の／パンクロのカラーフィルターアレイのパターンの概略的な描写であるが、それにおいて、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを示すと共に、点線は、ピクセルのエッジを示す；
図９は、ピクセルのアクティブなエリアへと光をフォーカスさせることを助けるために下に横たわるものであるマイクロレンズを備えたシリンドリカルマイクロレンズの概略的な描写である；
図１０は、いずれかの側において個々のマイクロレンズを備えたシリンドリカルマイクロレンズの概略的な描写であるが、それにおいて、シリンドリカルマイクロレンズは、パンクロなピクセルにわたって位置決めされると共に、個々のマイクロレンズは、赤色の／緑色の／青色のピクセルにわたって位置決めされる；
図１１は、イメージセンサーにおけるピクセルのサブセットへとイメージングレンズの二つの半分から集められた光をより良好に分離するための中央のリッジを備えた非球面のマイクロレンズの概略的な描写である；及び
図１２は、イメージングレンズを通じて伝わるものであると共にイメージセンサーにおける複数のピクセルにわたって位置決めされた複数のライトガイドに入るものである光線のシリーズの概略的な断面の描写である。] 図１ 図１０ 図１１ 図１２ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７
[0011] 発明の詳述された記載
発明は、複数のピクセル及び、例えば、ステレオイメージが、当技術において知られた技術を使用することで、取得されたピクセルデータから生じさせられることができるように、下部のピクセルへとフォーカスさせられた光が、イメージングレンズのアパーチャーの一方の側又は他方、から優先的に集められることを引き起こす複数のシリンドリカルマイクロレンズを備えた変更されたイメージセンサーを含むものであるイメージ獲得システムを含む。発明の一つの利点は、変更されたイメージセンサーが、ステレオ又は他の多視点のイメージが取得されることを可能とするために幅広い多様性のイメージングレンズと使用されることができるというものである。]
[0012] 図１は、イメージセンサー１２４における複数のピクセルのサブセット１２０，１２１にわたって位置決めされた単一なシリンドリカルマイクロレンズ１１０の概略的な断面の描写を示す。シリンドリカルマイクロレンズは、シリンドリカルマイクロレンズの左の側における第一の部分及びシリンドリカルマイクロレンズの右の側における第二の部分を含む。イメージングレンズ１３０は、マイクロレンズ１１０へと（光線１２６及び１２８として示された）入ってくる放射をフォーカスさせる。マイクロレンズ１１０は、イメージングレンズ１３０の左の側を通じて過ぎる放射（光線１２８）がイメージングセンサー１２４の左の側におけるピクセル１２１へと届くことを引き起こす。相補的な様式で、マイクロレンズ１１０は、イメージングレンズ１１０の右の側を通じて過ぎる放射（光線１２６）がイメージセンサー１２４の右の側におけるピクセル１２０へと届くことを引き起こす。マイクロレンズ１１０無しに、ピクセル１２０及び１２１へと届くものである光は、イメージングレンズ１１０の左の側及び右の側の両方を通じて過ぎた放射の混合物（組み合わせられた光線１２６及び１２８）であるであろう。] 図１
[0013] 図２は、複数のそれぞれのピクセルのサブセット１２０，１２１の上に位置決めされた複数のシリンドリカルマイクロレンズ２１０が、イメージセンサー２２４におけるピクセルのサブセットの第一の部分２２０及びピクセルのサブセットの第二の部分２２１を含むことを示す。この開示における図が、発明の概念を図解するために少数のピクセルのみを示す一方で、典型的にはイメージセンサーが、図に示された構造が、現実のイメージセンサーにおけるものにわたって多数の回数繰り返されるであろうというように、数百万のピクセルを含むことは、留意されるべきである。イメージングレンズ２３０は、シリンドリカルマイクロレンズ２１０を含むものであるイメージセンサー２２４へと入ってくる放射（光線２２６及び２２８）をフォーカスさせる。シリンドリカルマイクロレンズ２１０は、優先的に、イメージングレンズ２２８の左の側を通じて過ぎる光が、シリンドリカルマイクロレンズ２１０の左の側の下におけるピクセルのサブセットの第一の部分２２１へと突き当たると共に、イメージングレンズ２２６の右の側を通じて過ぎる光が、シリンドリカルマイクロレンズ２１０の右の側の下におけるピクセルの第二のサブセットの第二の部分２２０へと突き当たるように、シリンドリカルマイクロレンズ２１０の下における複数のピクセル（２２１及び２２０）のサブセットへと入ってくる放射を方向付ける。そして、シリンドリカルマイクロレンズ２１０の左の側の下におけるピクセルのサブセットの第一の部分２２１からのピクセルデータは、イメージングされるシーンの第一のイメージへと組み立てられることができる。同じ様に、シリンドリカルマイクロレンズ２１０の右の側の下におけるピクセルのサブセットの第二の部分２２０からのピクセルデータは、イメージングされるシーンの第二のイメージへと組み立てられることができる。前述された第一のイメージ及び第二のイメージは、一緒に、ステレオイメージの対を形成する。それぞれイメージングレンズの左の側又は右の側から集められる放射から引き起こされた視点における差異のおかげでシーンの第一のイメージ及びシーンの第二のイメージの間における小さい差異があることになる。その結果として、第一の及び第二のイメージは、各々が異なる視点を有するものであるが、当技術において知られた、ステレオ対である。ステレオ対は、ディスプレイ又は使用のための３次元のイメージを発生させるために使用されることができる。] 図２
[0014] 図３は、図２に示されたものとしてイメージセンサー２２４における左の及び右の側に位置させられたシリンドリカルマイクロレンズ２１０の下におけるピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分２２１及び２２０に突き当たる放射を集めるために使用されることがあるそれぞれ３１７及び３１５として示された左の及び右の半分を備えたイメージングレンズのアパーチャーの概略的な描写を示す。イメージレンズのアパーチャー３１７の左の半分のみからの放射から集められたピクセルデータを使用することによって、第一のイメージに提供された視点は、まるでイメージングレンズが、イメージングレンズのアパーチャー３１８の左の半分の中心にセンタリングされるかのようなものである。同じ様に、イメージレンズのアパーチャー３１５の右の半分のみからの放射から集められたピクセルデータを使用することによって、第二のイメージに提供された視点は、まるでイメージングレンズが、イメージングレンズのアパーチャー３１６の右の半分の中心にセンタリングされるかのようなものである。その結果として、発明によって提供された第一の及び第二のイメージの間における視点の差異は、イメージングレンズのアパーチャー３１８の左の半分の中心及びイメージングレンズのアパーチャー３１６の右の半分の中心の間における距離である。円形のイメージングレンズのアパーチャーについては、イメージングレンズのアパーチャー３１８の左の半分の中心及びイメージングレンズのアパーチャー３１６の右の半分の中心の間における距離Ｄは、等式１によって与えられると共に、Ｄ＝０．４２ｄのように近似されることができるが、そこでは、ｄは、イメージングレンズのアパーチャーの直径である。] 図２ 図３
[0015] Ｄ＝４ｄ／３π等式１
直径ｄが小さいものである事例において、ステレオ対は、当技術において知られたものであるように、第一の及び第二のイメージから発生させられたレンジマップに基礎が置かれた向上させられる必要があることがある。]
[0016] 図４は、シリンドリカルマイクロレンズ４１０のアレイの下におけるカラーフィルターアレイ及び関連させられた複数のピクセル４２５の概略的な描写を示す。図４において、文字Ｒ、Ｇ、Ｂは、各々のピクセルにおけるカラーフィルターを表記する。カラーフィルターアレイ及び関連させられたピクセル４２５は、マイクロレンズ４１０の各々の下における複数のピクセル４２５のサブセットにおいて配置される。言い換えれば、一つのシリンドリカルマイクロレンズ４１０の下におけるピクセルは、複数のピクセル４２５の“ピクセルのサブセット”として考慮される。ピクセルの各々のサブセットの第一の部分４２１は、イメージングレンズのアパーチャー３１７の左の半分からの放射を集めるために配置される。類似して、ピクセルの各々のサブセットの第二の部分４２０は、イメージングレンズのアパーチャー３１６の右の半分からの放射を集めるために配置される。第一の部分４２１からのピクセルデータは、第一の視点を備えた第一のイメージを形成するために使用されると共に、第二の部分４２０からのピクセルデータは、第二の視点を備えた第二のイメージを形成するために使用される。均一に高い質のイメージを提供するために、カラーフィルターアレイ及び関連させられたピクセル４２５は、シリンドリカルマイクロレンズ４１０の中心線について対称的に配置される。イメージセンサー４２４の左の側におけるシリンドリカルマイクロレンズ４１０のための図４に示されたカラーフィルターアレイについては、そこに示されたものは、ピクセルのサブセットの第二の部分４２０のための交替する赤色の及び緑色のピクセルの次のピクセルのサブセットの第一の部分４２１のための交替する赤色及び緑色のピクセルである。右への次のシリンドリカルマイクロレンズについては、交替する緑色の及び青色のピクセルは、ピクセルのサブセットの第二の部分４２０についての交替する緑色の及び青色のピクセルの次のピクセルのサブセットの第一の部分４２１について示される。] 図４
[0017] 図５は、発明の実施形態として記載されたように、それ自体によってカラーフィルターアレイ５２５を示すが、そこでは、実線は、シリンドリカルマイクロレンズのエッジを指定すると共に、点線は、ピクセルのエッジを指定すると共に、Ｒ、Ｇ、Ｂの文字は、ピクセルにおける赤色の、緑色の、及び青色のカラーフィルターアレイを指し示す。カラーフィルターアレイは、シリンドリカルマイクロレンズ５５０の鉛直の中心線について対称的なものである。この配置のためのシリンドリカルマイクロレンズ４１０は、幅が二つのピクセルであると共に、ピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分（４２１及び４２０）は、各々、シリンドリカルマイクロレンズ４１０の各々の部分又は半分の下における幅が一つのピクセルである。色の情報（赤色、緑色、及び青色）の完全なセットは、二つのシリンドリカルマイクロレンズ４１０の下におけるピクセルのサブセットのそれぞれの部分からのピクセルデータを組み合わせることによって、得られる。（イメージングレンズのアパーチャー３１７の左の半分を通じて集められた）第一のイメージのためのピクセルのサブセットの第一の部分４２１によって集められた放射は、（イメージングレンズのアパーチャー３１６の右の半分を通じて集められた）第二のイメージのためのピクセルのサブセットの第二の部分４２０によって集められた放射に対して比較された際に、強度及び色のスペクトルの点において非常に類似のものであるべきである。当業者は、ピクセルのサブセットの各々の部分（４２１及び４２０）について図５に示されたようなカラーフィルターアレイが、赤色の、緑色の、及び青色のピクセルの良好に知られたＢａｙｅｒのブロックパターン５６０において配置されると共に、それは、ちょうど、二つの隣接のシリンドリカルマイクロレンズ４１０の間に広げられることを留意することになる。] 図５
[0018] 図６は、シリンドリカルマイクロレンズの下における配置されたもののような及び発明の別の実施形態として記載されたもののような別のカラーフィルターアレイのパターンを示す。先行のカラーフィルターアレイのパターンを備えたもののように、カラーフィルターアレイパターンは、シリンドリカルマイクロレンズ６５０の鉛直の中心線について対称的に配置される。この配置のためのシリンドリカルマイクロレンズは、幅が四つのピクセルであると共に、ピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分（４２１及び４２０）は、各々のシリンドリカルマイクロレンズの下における幅が二つのピクセルである。この事例において、赤色の、緑色の、及び青色のピクセル６００の交替するＢａｙｅｒのブロックパターンは、ピクセルのサブセット４２１の第一の部分について図６に示されたもののように鉛直に配置される。シリンドリカルマイクロレンズ６５０の鉛直な中心線について対称的なものであるためのピクセルのサブセット４２０の第二の部分について、赤色の、緑色の、及び青色のピクセル６６２の交替する水平に反転させられたＢａｙｅｒのブロックパターンは、提供される。この配置は、シリンドリカルマイクロレンズの各々の下における第一の及び第二のイメージのためのピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分から取られたピクセルデータ内における色の情報（赤色、緑色、及び青色）の完全なセットを提供する。] 図６
[0019] 図７は、発明の実施形態を示すが、それにおいては、カラーフィルターアレイパターンは、赤色の、緑色の、青色の、及びパンクロのピクセルを含む。赤色の、緑色の、及び青色のピクセルが、実質的に、可視のスペクトルのそれらの１／３のそれぞれの部分からのみ光を集める一方で、パンクロのピクセルは、実質的に全体の可視のスペクトルからの光を集めると共に、そのようなものとして、パンクロのピクセルは、写真撮影されるほとんどのシーンに見出されたマルチスペクトルの照明に対しておおよそ３倍より敏感なものである。この配置のためのシリンドリカルマイクロレンズは、幅が二つのピクセルであると共に、ピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分（４２１及び４２０）は、各々のシリンドリカルマイクロレンズの下における幅が各々の１ピクセルである。図５に示されたカラーフィルターアレイパターンと同様な、Ｂａｙｅｒのブロックパターン７６０は、二つの隣接のシリンドリカルマイクロレンズの間で分割される。しかしながら、この実施形態において、パンクロのピクセルは、Ｂａｙｅｒのブロックパターン７６０を備えたチェッカー盤のパターン７６４において均一に混ぜ合わせられる。この配置は、ピクセルのサブセットの第一の部分４２１及びピクセルのサブセットの第二の部分４２０の間における１ピクセルの鉛直のシフトを備えたシリンドリカルマイクロレンズ７５０の中心線について対称的なものであるカラーフィルターアレイパターンを生じさせる。] 図５ 図７
[0020] 図８は、発明の別の実施形態を示すが、それにおいては、カラーフィルターアレイは、赤色の、緑色の、青色の、及びパンクロのピクセルを含む。この配置のためのシリンドリカルマイクロレンズは、幅が四つのピクセルであると共に、ピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分（４２１及び４２０）は、各々、各々のシリンドリカルマイクロレンズの下における幅が二つのピクセルである。この実施形態において、カラーフィルターアレイは、赤色の、緑色の、青色の、及びパンクロのピクセルを含有するブロックに配置される。ピクセルのサブセットの第一の部分４２１のための赤色／緑色／青色／パンクロのブロック８６８は、図８に示されたようなピクセルのサブセットの第二の部分４２０のための赤色／緑色／青色／パンクロのブロック８７０に比較された際に、反転させられる。この配置は、第一の及び第二のイメージを作り出すために使用されるピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分（４２１及び４２０）へ非常に類似の放射強度及び色のスペクトルを提供するためにまたシリンドリカルマイクロレンズ８５０の中心線について対称的なカラーフィルターアレイパターンを提供するものである一方で、各々のシリンドリカルマイクロレンズの下におけるピクセルのサブセットの各々の部分のためのパンクロの情報と一緒に色の情報（赤色、緑色、及び青色）の完全なセットを提供する。] 図８
[0021] 図９は、発明によって記載されたようなイメージセンサーの概略的な描写を示すが、それにおいては、シリンドリカルマイクロレンズ４１０は、放射を集める効率を増加させるためにピクセルのアクティブなエリアへと放射をフォーカスさせるために使用されるマイクロレンズ９８５の第二のセットの上に位置決めされる。ピクセルのアクティブなエリアは、典型的には、全体としてピクセルのエリアと比べてより小さいものである。マイクロレンズ９８５の第二のセットは、幅が１ピクセルであると共に、それらは、シリンドリカルであることができる、又はより優先的に、それらは、個々のピクセル（正方形のもの、矩形のもの、又は八角形のもの）を調和させるために整形される。] 図９
[0022] 図１０は、赤色の、緑色の、青色のもの１０９４及びパンクロのピクセル１０９６を備えたイメージセンサー１０２４を含む発明のなおも別の実施形態の概略的な描写を示す。シリンドリカルマイクロレンズ１０９０は、パンクロのピクセル１０９６の上に配置されると共に、個々のマイクロレンズ１０９２は、赤色の、緑色の、及び青色のピクセル１０９４の各々のピクセルの上に配置される。この実施形態においては、ピクセルのサブセットの第一の部分４２１及びピクセルのサブセットの第二の部分４２０は、それらのピクセルデータが、それぞれ、（異なる視点を有する）第一の及び第二のイメージを形成するために使用されるが、パンクロのピクセルのみを含むと共に、そのようなものとして、シリンドリカルマイクロレンズ１０９０の下に配置される。発明の他の実施形態に対する対比において、この実施形態は、ピクセルの二つのサブセットの別のセットが、個々のマイクロレンズの下に配置されると共にそのようなものとして第一の及び第二のイメージのための視点の間にあるものである視点を有するので、（３１７及び３１５を含むものである）全体のイメージングレンズのアパーチャーからの放射を集める赤色の、緑色の、及び青色のピクセルを含むものであるピクセル１０２２の二つのサブセットの別のセットを有する。この実施形態においては、３次元の情報は、最終的なイメージが、ピクセル１０２２の二つのサブセットの別のセットからの色の情報と一緒にピクセルのサブセットの第一の及び第二の部分（４２１及び４２０）の部分から形成されるであろう一方で、第一の及び第二のイメージの異なる視点から提供されるであろう。] 図１０
[0023] 図１１は、シリンドリカルマイクロレンズが、断面において非球面のものであるシリンドリカルマイクロレンズの別の実施形態を示す。非球面のシリンドリカルマイクロレンズ１１１０を使用することによって、イメージングレンズ２３０の一つの半分のみからの放射を集めるためにシリンドリカルマイクロレンズ（１１１２及び１１１３）の各々の側の有効性は、改善されることができる。追加において、マイクロレンズは、イメージングレンズの一つの半分のみからの放射を集めるものであるためのシリンドリカルマイクロレンズ（１１１２及び１１１３）の各々の側の有効性をさらに改善するためにチルトさせられる又はわずかにオフセットされることができる。このように、イメージセンサー１１２４における各々の非球面のシリンドリカルマイクロレンズ１１１０は、非球面のシリンドリカルマイクロレンズ（非球面のシリンドリカルマイクロレンズの左の及び右の部分のための１１１２及び１１１３）の各々の部分が、イメージングレンズのアパーチャーの望まれた半分のみからの放射を集めると共にピクセルのサブセットの望まれた部分へと放射をフォーカスさせるために形状、角度、及び側方の位置の点において個々に設計されるように、設計されることができる。非球面のシリンドリカルマイクロレンズ１１１０の各々の側（１１１２及び１１１３）の個々の設計の結果として、非球面のシリンドリカルマイクロレンズは、断面において非球面のものであることができる。図１１に示されたように、非球面のシリンドリカルマイクロレンズ１１１２の左の部分は、イメージングレンズ３１７の左の半分からの放射を集めると共にピクセルのサブセットの第一の部分４２１へとその放射をフォーカスさせるであろう。対比において、非球面のシリンドリカルマイクロレンズ１１１３の右の部分は、イメージングレンズ３１６の右の半分からの放射を集めると共にピクセルのサブセットの第二の部分４２０へとその放射をフォーカスさせるであろう。図１１に示されたように、イメージングレンズの一つの半分のみからの光をより良好に集めるために設計されてきたものである二つの部分又は半分（１１１２及び１１１３）を有する非球面のシリンドリカルレンズ１１１０は、典型的には、シリンドリカルマイクロレンズの表面の中心線に沿ったシャープな湾曲の変化又はリッジを有することになるが、そこでは、レンズの表面（示されたような左及び右の部分のための１１１２及び１１１３）の二つの部分は、合わさる。] 図１１
[0024] 図１２は、発明の交互の実施形態を示すが、それにおいては、線形のライトガイド１２７０及び１２７１の対は、ピクセルの望まれたサブセットへイメージングレンズ２３０の一つの半分のみからの放射をガイドするためにシリンドリカルマイクロレンズの代わりに使用される。示されたもののように、線形のライトガイド１２７１は、放射が、ピクセルのサブセットの第一の部分４２１へと突き当たるように、イメージングレンズ２３０の左の半分を通じて過ぎる放射を集める。類似して、線形のライトガイド１２７０は、放射が、ピクセルのサブセットの第二の部分４２０へと突き当たるように、イメージングレンズ２３０の右の半分を通じて過ぎる放射を集める。光が散乱することを引き起こすことなしに放射の効率を方向付けるために、線形のライトガイド１２７１及び１２７０は、放射がピクセルの表面に向かって方向付けられるピクセルのサブセットより上の反射性の表面１２７２と共に、及び、ピクセルのサブセットの間にあるものである表面における吸収する表面１２７３と共に、作られることができる。追加において、線形のライトガイド１２７１及び１２７２の表面は、望まれたピクセルのサブセットへと放射をフォーカスさせることを助けるために湾曲させられた表面、チルトさせられた表面、又はオフセットされた表面と共に作られることができる。さらに、線形のライトガイド１２７１及び１２７２は、シリンドリカルマイクロレンズと共に記載されたような全てのカラーフィルターアレイパターンと共に使用されることができる。] 図１２
[0025] 発明は、それのある一定の好適化された実施形態への特定の参照共に詳細に記載されてきたものであるが、しかし、変形及び変更が、発明の主旨及び範囲の内で果たされることができることは、理解されることになる。]
[0026] パーツリスト
１１０シリンドリカルマイクロレンズ
１２０ピクセル
１２１ ピクセル
１２４イメージセンサー
１２６光線
１２８ 光線
１３０イメージングレンズ
２１０ シリンドリカルマイクロレンズ
２２０ ピクセルのサブセット
２２１ ピクセルのサブセット
２２４ イメージセンサー
２２６ 光線
２２８ 光線
２３０ イメージングレンズ
３１５ イメージングレンズのアパーチャー
３１６ イメージングレンズのアパーチャー
３１７ イメージングレンズのアパーチャー
３１８ イメージングレンズのアパーチャー
４１０ シリンドリカルマイクロレンズ
４２０ ピクセル
４２１ ピクセル
４２４ イメージセンサー
４２５ ピクセル
５２５フィルターアレイ
５５０ シリンドリカルマイクロレンズ
５６０ Ｂａｙｅｒのブロックパターン
６５０ シリンドリカルマイクロレンズ
６６０ ピクセル
６６２ ピクセル
７５０ シリンドリカルマイクロレンズ
７６０ Ｂａｙｅｒのブロックパターン
７６４チェッカー盤のパターン
８５０ シリンドリカルマイクロレンズ
８６８パンクロのブロック
８７０ パンクロのブロック
９８５マイクロレンズ
１０２２ ピクセル
１０２４ イメージセンサー
１０９０ シリンドリカルマイクロレンズ
１０９２ 個々のマイクロレンズ
１０９４ ピクセル
１０９６ ピクセル
１１１０ 非球面のシリンドリカルマイクロレンズ
１１１２ シリンドリカルマイクロレンズ
１１１３ シリンドリカルマイクロレンズ
１１２４ イメージセンサー
１２７０線形のライトガイド
１２７１ 線形のライトガイド
１２７２反射性の表面
１２７３ 吸収する表面]

权利要求:

請求項1
イメージ獲得システムであって、複数のピクセルを備えるイメージセンサー；及び表面に形成された複数のシリンドリカルマイクロレンズ、前記表面が前記イメージセンサーの上に又は前記イメージセンサーより上にあるものであること：を備えると共に、各々のシリンドリカルマイクロレンズは、前記複数のピクセルのサブセットに放射をフォーカスさせるために構成されたものであると共に、各々のシリンドリカルマイクロレンズは、ピクセルのそれのサブセットに第一の部分に放射をフォーカスさせるために構成された第一の部分、及び、ピクセルのそれのサブセットの第二の部分に放射をフォーカスさせるために構成された第二の部分を有する、イメージ獲得システム。
請求項2
請求項１のイメージ獲得システムにおいて、前記シリンドリカルマイクロレンズの前記第一の部分及び前記シリンドリカルマイクロレンズの前記第二の部分は、それぞれのマイクロレンズの半分であると共に、前記ピクセルのサブセットの前記第一の部分及び前記ピクセルのサブセットの前記第二の部分は、前記ピクセルのそれぞれのサブセットの半分である、イメージ獲得システム。
請求項3
請求項１のイメージ獲得システムにおいて、ピクセルの各々のサブセットは、対称的に配置されたものである、イメージ獲得システム。
請求項4
請求項１のイメージ獲得システムにおいて、前記表面は、上記のシリンドリカルマイクロレンズ以外のマイクロレンズの層を備える、イメージ獲得システム。
請求項5
請求項１のイメージ獲得システムにおいて、前記マイクロレンズは、非球面のものである、イメージ獲得システム。
請求項6
請求項５のイメージ獲得システムにおいて、前記マイクロレンズは、チルトさせられた又はオフセットされたものである、イメージ獲得システム。
請求項7
請求項５のイメージ獲得システムにおいて、前記マイクロレンズは、断面において非対称的なものである、イメージ獲得システム。
請求項8
請求項１のイメージ獲得システムであって、さらに、前記イメージセンサーからある距離に位置させられた並びに前記シリンドリカルマイクロレンズを通じて及び前記イメージセンサーへと放射を方向付ける位置を有するイメージングレンズを備えると共に、各々のシリンドリカルマイクロレンズは、前記複数のピクセルのそれのサブセットへと前記イメージングレンズからの放射をフォーカスさせると共に、各々のシリンドリカルマイクロレンズの前記第一の部分は、ピクセルのそれのサブセットの前記第一の部分へと前記イメージングレンズの第一の部分からの放射をフォーカスさせると共に、各々のシリンドリカルマイクロレンズの前記第二の部分は、ピクセルのそれのサブセットの前記第二の部分へと前記イメージングレンズの第二の部分からの放射をフォーカスさせる、イメージ獲得システム。
請求項9
請求項８のイメージ獲得システムにおいて、前記シリンドリカルマイクロレンズの前記第一の部分及び前記シリンドリカルマイクロレンズの前記第二の部分は、前記それぞれのマイクロレンズの半分であると共に、前記ピクセルのサブセットの前記第一の部分及び前記ピクセルのサブセットの前記第二の部分は、前記ピクセルのそれぞれのサブセットの半分であると共に、前記イメージングレンズの前記第一の部分及び前記イメージングレンズの前記第二の部分は、前記イメージングレンズの半分である、イメージ獲得システム。
請求項10
イメージ獲得システムであって、複数のピクセルを備えるイメージセンサー；及び、表面に形成された複数のライトガイドの対、前記表面が前記イメージセンサーの上に前記イメージセンサーより上にあるものであること：備えると共に、各々のライトガイドの対は、前記複数のピクセルのサブセットに放射をフォーカスさせるために構成されたものであると共に、各々のライトガイドの対は、前記ピクセルのそれぞれのライトガイドの対のサブセットの第一の部分に放射をフォーカスさせるために構成された第一のライトガイド、及び、前記ピクセルのそれぞれのライトガイドの対のサブセットの第二の部分に放射をフォーカスさせるために構成された第二のライトガイドを有する、イメージ獲得システム。
請求項11
請求項１０のイメージ獲得システムにおいて、前記ピクセルのサブセットの前記第一の部分及び前記ピクセルのサブセットの前記第二の部分は、前記ピクセルのそれぞれのサブセットの半分である、イメージ獲得システム。
請求項12
請求項１０のイメージ獲得システムにおいて、ピクセルの各々のサブセットは、対称的に配置されたものである、イメージ獲得システム。
請求項13
請求項１０のイメージ獲得システムであって、さらに、前記イメージセンサーからある距離に位置させられた並びに前記ライトガイドの対を通じて及び前記イメージセンサーへと放射を方向付ける位置を有するイメージングレンズを備えると共に、各々のライトガイドの対は、前記複数のピクセルのそれのサブセットへと前記イメージングレンズからの放射をフォーカスさせると共に、各々のライトガイドの対の前記第一のライトガイドは、ピクセルのそれのサブセットの前記第一の部分へと前記イメージングレンズの第一の部分からの放射をフォーカスさせると共に、各々のライトガイドの対の前記第二のライトガイドは、ピクセルのそれのサブセットの前記第二の部分へと前記イメージングレンズの第二の部分からの放射をフォーカスさせる、イメージ獲得システム。
請求項14
請求項１３のイメージ獲得システムにおいて、前記ピクセルのサブセットの前記第一の部分及び前記ピクセルのサブセットの前記第二の部分は、前記ピクセルのそれぞれのサブセットの半分であると共に、前記イメージングレンズの前記第一の部分及び前記イメージングレンズの前記第二の部分は、前記イメージングレンズの半分である、イメージ獲得システム。