[發明專利]具有芯片上的多個像素陣列的照相機系統

有效

• 申請號: 200880125638.0
• 申請日: 2008-11-26
• 公開（公告）號: CN101926171A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 駱稼夫;王康懷;戈登·威爾遜
• 申請（專利權）人: 卡普索影像股份有限公司
• 主分類號: H04N7/00
• 分類號: H04N7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 于小寧

相關申請的交叉引用

本申請涉及以下申請并且要求以下申請的優先權：(a)在2007年11月27日提交的、標題為“具有芯片上的多個像素陣列的照相機系統”的美國臨時專利申請序列號60/990601；以及(b)在2008年11月25日提交的、標題為“具有芯片上的多個像素陣列的照相機系統”的美國非臨時專利申請序列號12/323219，通過引用將上述兩項申請并入于此。對于美國指定來說，本申請是前述美國專利申請no.12/323219的繼續。

技術領域

本發明一般性地涉及光學照相機系統。更具體地，本發明涉及使用集成電路(IC)的光學照相機系統，所述集成電路在單個IC芯片上集成兩個或更多的單獨的成像像素陣列。

背景技術

光學照相機系統典型地包括光學鏡頭或鏡頭系統、以及光傳感元件。光傳感元件可以是傳統的膠片或通過多個制造工藝中的任何工藝制作的集成電路傳感器，所述多個制造工藝諸如CMOS(互補金屬氧化物半導體)或CCD(電荷耦合器件)工藝。這樣的光傳感IC傳統地具有按照單個一維(例如一行)或二維(例如許多行和列)陣列布置的被稱作像素的光傳感元件。像素陣列與通過光學鏡頭系統形成的圖像以及光學系統的聚焦深度內的位置對準，同時每個像素提供與像素被暴露到的入射光強對應的電輸出。

在典型的簡單照相機系統中，使用具有像素陣列的傳感器芯片捕捉對象的一個圖像。但是，許多應用需要形成相同對象的多個圖像或形成不同對象的多個圖像。這樣的應用需要使用多個照相機，或可替代地使用具有多個傳感器陣列的照相機系統。例如，專業的工作室攝像機使用三個傳感器陣列來分別捕捉紅、綠和藍色圖像。作為另一例子，全景成像系統(例如在美國專利申請11/624209中描述的全景成像系統)使用若干傳感器陣列來提供重疊的視場(field?ofview)，使得合成圖像可以包括完整的360°視場。

對于這樣的應用來說，傳統的成像系統使用多個單陣列圖像傳感器芯片(例如CCD或CMOS傳感器)，其中每個傳感器芯片具有典型地位于傳感器芯片中央附近的2維像素陣列。在這種布置中，單獨地制作每個傳感器芯片，并且每個傳感器芯片具有其自己的信號處理鏈、數字圖像處理流水線(pipeline)或其兩者。這些芯片被對準并被小心地定位以與成像鏡頭系統適應。作為結果，這樣的系統具有由芯片上重復的信號鏈導致的大的功率消耗。由于對準多個芯片的難度，這樣的系統還更復雜和龐大，并且可能制造成本更高。

因此，存在對更簡單和更小型的可以攝制多個圖像的照相機系統的需要。

發明內容

本發明提供了更簡單和更小型的用于捕捉多個圖像的照相機系統。

本發明提供了使用一個或更多的圖像傳感器IC芯片的照相機系統，所述一個或更多的圖像傳感器IC芯片每個具有在相同的半導體襯底(substrate)上的多個像素陣列(即“芯片上的多個像素陣列”)。在一個實施例中，這樣的照相機系統包括：(a)產生多個處于彼此的物理鄰近處(例如在幾毫米或幾厘米內)的圖像的光學組件；以及(b)包含多個2維像素陣列的單個傳感器襯底(“芯片”)，所述多個2維像素陣列被對準以捕捉這些多個圖像，從而將所述多個圖像轉換為電信號。可以使用CCD兼容工藝或CMOS兼容工藝來制造所述像素陣列。出于制造的原因，這樣的芯片典型地在一邊上為2厘米或更小。但是，也可以制造大的芯片。

可以傳感器芯片上(即在“片上系統”實現中)或在單獨的后端(back-end)專用集成電路(ASIC)中形成用于對所捕捉的圖像進行進一步信號處理的可選電子組件。另外，還可以以任何合適的組合來包括數字存儲組件、顯示元件、和有線或無線通信鏈接，以允許所捕捉的圖像的瀏覽和進一步處理。

與傳統的使用多個照相機或多個圖像傳感器的成像系統相比，本發明提供了若干優點，諸如更小型的設計、更容易的制作、更低的功率、以及更低的制造成本。在閱讀以下詳細描述和附圖之后，本發明的其他特征和優點將更容易變得明顯。

附圖說明

圖1示出了傳統的使用多個傳感器芯片的照相機系統；

圖2示出了傳統的集成圖像傳感器芯片；

圖3示出了本發明的示例實施例，其中照相機系統包括在物空間(object?space)中方位分開(apart)180°的兩個照相機物鏡(objective)的光軸；

圖4示出了根據本發明的一個實施例的在膠囊(capsule)外殼內提供的照相機系統400；

圖5詳細示出了根據本發明的一個實施例的在膠囊照相機的外殼內的光學系統；