[發明專利]具有串擾禁止光闌結構的鏡頭陣列成像

有效

• 申請號: 200710145629.5
• 申請日: 2007-09-06
• 公開（公告）號: CN101140492A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 喬治·E·史密斯
• 申請（專利權）人: 安華高科技杰納勒爾IP（新加坡）私人有限公司
• 主分類號: G06F3/033
• 分類號: G06F3/033;H04N5/225
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明涉及具有串擾禁止(cross-talk?inhibiting)光闌結構的鏡頭陣列成像。

背景技術

成像裝置包括在各種裝置中，這些裝置包括數字靜態圖像照相機、數字視頻攝像機、針對桌上型計算機和移動計算機設計的照相機(通常稱為“pc攝像頭”)、輸入裝置(例如，計算機鼠標中的光學導航傳感器)、手持電子裝置(例如，移動電話)和其它嵌入式環境。隨著逐漸趨于減小裝置的尺寸和將多個功能組合到單個裝置中，人們一直在努力減小用于實施每個裝置功能(包括成像功能)所需的空間。

大多數成像裝置需要體積較大的元件，這些元件不能夠容納在大多數緊湊裝置環境中。例如，光學導航傳感器通常設計成跟蹤導航表面的高質量圖像區域中的特征，該區域在一平方毫米數量級并通過放大倍率在2∶1至1∶2范圍中的成像光學裝置捕獲。在通常的光學導航傳感器設計中，成像光學裝置由單個塑料模制鏡頭組成，圖像傳感器由間距為50微米(μm)的20×20光電池陣列組成。具有這些成像元件并且能夠滿足這些工作規格的光學導航傳感器模組通常要求圖像傳感器和導航表面之間的間距大于十毫米(mm)。

傳統的光學導航傳感器設計中固有的尺寸限制在諸如桌上型計算機鼠標的應用環境中不是顯著的問題。然而，這些尺寸限制會使光學導航傳感器技術難以結合到緊湊應用環境中(諸如手持電子裝置(例如，移動電話)和其它嵌入式環境)。因而需要一種能夠滿足緊湊成像應用環境的顯著尺寸限制的成像系統和方法。

發明內容

在一個方面，本發明的特征在于一種設備，其包括光學傳感器、鏡頭系統和光闌系統。光學傳感器包括光電池，光電池的每個在捕獲平面中具有相應的光電池有效區域。鏡頭系統包括鏡頭，每個鏡頭可操作以將來自景物的各個子區的光聚焦成相應聚焦光束。光闌系統包括孔徑系統，孔徑系統的每個將聚焦光束中相應的一個限定到捕獲平面中的相應照射區域。

在一個方面，本發明特征在于一種方法，根據該方法，來自景物的各個子區的光聚焦成相應的聚焦光束。聚焦光束中相應光束被限制到捕獲平面中相應非重疊照射區域。根據對照射區域進行照射的聚焦光束的光產生光學數據。根據光學數據產生運動測量值，運動測量值表示相對于景物的運動。

根據以下包括附圖和權利要求的描述，本發明的其它特征和優點將變得明顯。

附圖說明

圖1是包括光學傳感器、鏡頭系統和光闌系統的成像設備的實施例的示意圖。

圖2是成像方法的實施例的流程圖。

圖3是包括光闌結構的圖1所示的成像設備的實施例的示意圖。

圖4A是圖3所示的光闌結構的實施例的示意仰視圖。

圖4B是圖3所示的光闌結構的實施例的示意俯視圖。

圖5是圖3所示的成像設備的集成實施例的橫截面視圖。

圖6是在圖3所示的光學傳感器的光電池上重疊的兩個照射區域的示意俯視圖。

圖7是集成成像設備的實施例的橫截面視圖。

圖8是成像設備的實施例的示意圖。

圖9是結合在光學導航設備中的圖1的成像設備的實施例的框圖。

圖10是結合在光學輸入設備中的圖1的成像設備的實施例的框圖。

具體實施方式

在下面的描述中，類似的參考標號用來表示類似的元件。而且，附圖意在以示意圖的方式圖示示例性實施例的主要特征。附圖不一定描述了實際實施例的每個特征，也不一定描述了所描述元件的相對尺寸，附圖也不一定是按比例繪制。

I.概要

A.介紹

圖1示出了成像設備10的一種實施例，成像設備10包括鏡頭系統12、光闌系統14和光學傳感器16。鏡頭系統12包括鏡頭陣列17、18、20、22。光學傳感器16包括光電池陣列，每個光電池在捕獲平面24中具有相應的光電池有效區域。光闌系統14包括孔徑系統26、28、30、32的陣列。

圖2示出了由成像設備10實施的成像方法的實施例。根據此方法，鏡頭17-22的每個將來自景物42各個子區34、36、38、40的光聚焦成相應聚焦光束44、46、48、50(圖2，方框52)。孔徑系統26-32的每個將聚焦光束44-50中相應一個限定到捕獲平面24中相應的照射區域(圖2，方框54)。光學傳感器16的光電池根據對照射區域進行照射的聚焦光束44-50的光產生光學數據56(圖2，方框58)。