本發(fā)明涉及包含多相機陣列的成像系統(tǒng)和方法。具體來說，本發(fā)明涉及實現(xiàn)低剖面成像系統(tǒng)和移動裝置同時俘獲寬視場圖像的系統(tǒng)和方法。

背景技術：

許多移動裝置(例如，移動電話和平板計算機計算裝置)包含可由用戶操作以俘獲靜態(tài)和/或視頻圖像的相機。因為移動裝置通常設計為相對較小，所以可為重要的是將相機或成像系統(tǒng)設計成盡可能的薄以便維持低剖面移動裝置。折疊式光學圖像傳感器陣列(“陣列相機”)允許創(chuàng)建低剖面圖像俘獲裝置，而不縮短焦距或減小圖像在傳感器陣列的視場內(nèi)的分辨率。通過使用主和次表面朝向陣列中的每一傳感器重新引導光，且通過定位用以將入射光聚焦于主表面與次表面之間的透鏡組合件，傳感器陣列可定位于垂直于透鏡組合件的平坦襯底上。較長的焦距使得有可能實施例如光學變焦等特征，且有可能并入更復雜的光學裝置(其需要比通常由傳統(tǒng)移動相機提供的更多的空間)，例如添加更多光學元件。

相機可需要昂貴且較大的光學組件以產(chǎn)生寬視場(“FOV”)從而用于俘獲圖像。一些相機(例如，在移動裝置上)可具有對可用于產(chǎn)生寬或超寬FOV的透鏡的大小和/或重量限制，使得俘獲寬FOV所需的較大光學組件的使用不可行。因此，能夠使用小成像設備(例如，如實施于移動裝置中)產(chǎn)生寬、超寬或半球形圖像對于許多用戶來說可為合意的。

技術實現(xiàn)要素：

本文所描述的折疊光學傳感器陣列和圖像俘獲技術允許創(chuàng)建低剖面圖像俘獲裝置，而不縮短焦距或減小圖像在傳感器陣列的視野內(nèi)的分辨率，其中所俘獲圖像具有寬視場且不受視差和傾斜偽影影響。薄外觀尺寸陣列相機的挑戰(zhàn)為在不增大總體陣列的高度的情況下俘獲具有寬視場的圖像?，F(xiàn)有陣列相機的另一挑戰(zhàn)為歸因于如由陣列的不同相機可見的相同對象的不同視圖之間的視差和傾斜的質量降低。視差防止通過每一相機所俘獲的圖像完全無縫拼接成最終圖像而無偽影。相機視圖可部分地重疊(例如，大致20％)。取決于深度(例如，從透鏡到對象的距離)，來自一個相機的圖像可相對于來自另一相機的圖像移位。當圖像拼接或融合在一起時，所得視差和傾斜可導致對應于重疊視場的圖像區(qū)域中的“雙圖像”鬼影。即使構造所述陣列使得傳感器視場中不存在重疊，當此類特征越過傳感器視場之間的邊界時，視差導致所述圖像中的非連續(xù)特征，例如線和邊緣。

在一些實施例中，通過如本文中所描述的無視差和傾斜偽影的寬視場陣列相機解決尤其上述問題。一些實施例可采用中心相機以俘獲中心視場。如本文中所使用，“相機”可指代圖像傳感器(或多區(qū)域傳感器襯底的專用部分)和影響提供到所述圖像傳感器的光的任何對應光學組件。舉例來說，光學組件可包含(但不限于)光圈、透鏡、透鏡組合件中的一或多者，所述透鏡組合件可包含多個透鏡和/或其它光聚焦或準直組件、鏡面、折射元件和/或反射元件以及任何任選的光學折疊元件(例如，反射表面或折射棱鏡)。中心相機可被數(shù)個額外外圍相機環(huán)繞。鏡面的中心結構(例如，具有多個表面或刻面的固定式結構或數(shù)個可延伸反射器)可經(jīng)定位以允許表示目標圖像的中心部分的光穿過以到達中心相機且將表示目標圖像的圓周部分(例如，環(huán)繞中心部分的180度全景)的入射光分裂成多個部分以供陣列中的額外相機俘獲。額外外圍相機可包含一或多個光學折疊元件以朝向相機的傳感器或朝向多區(qū)域傳感器襯底的專用部分重新引導從對應反射器所接收到的光。因此，在一些實施例中，陣列中的每一相機的傳感器可位于基本上平坦襯底上且可形成為具有多個圖像感測區(qū)域的單個襯底。相較于具有位于不同平面中的傳感器，此類配置可用以減小陣列的高度。此配置還可降低制造和/或定位多個傳感器的成本。鏡面表面和相機可根據(jù)預定空間關系定位以避免引起所俘獲圖像中的視差和傾斜偽影。

表示目標圖像場景的經(jīng)分裂光的每一部分可經(jīng)歷任何所需處理(例如，投影轉換)，且例如通過線性摻合或其它圖像拼接技術組裝到目標圖像中。通過使用中心相機、反射結構以及外圍相機，寬視場陣列的一些實例可實現(xiàn)半球形視場，其中中心相機俘獲半球形視場的中心部分且周圍的相機協(xié)作俘獲半球形視場的圓周部分，所述圓周部分在與中心部分拼接時形成完整半球形視場。此半球形相機可維持相對薄的外觀尺寸，例如大致9mm的高度(其中相機陣列的高度大致5mm且反射器的高度大致4mm)，同時俘獲寬視場而在用于形成完整視場的個別圖像之間無視差。一些實施例可具有相機陣列中的任一者或兩者的較小高度和反射器的高度。通過例如以背靠背配置組合兩個此類相機，一些實例可實現(xiàn)完整球形視場同時維持相對薄的外觀尺寸，例如大致18mm的高度。在一些實施例中，反射器可為可伸縮的以與含有陣列的殼體相抵平放，使得在并不處于使用中時，半球形相機具有大致5到6mm的薄外觀尺寸且球形相機具有大致10到12mm的薄外觀尺寸。通過對材料的謹慎的選擇，其它實施例可甚至更小(例如，具有更低高度和更薄外觀尺寸)。當然，對于實施方案并不必要的薄外觀尺寸的應用，一些實施例還可較大。

用于俘獲寬視場圖像的圖像俘獲系統(tǒng)的一個實施例包含光圈、經(jīng)定位以經(jīng)由光圈接收光的中心相機，所述中心相機具有光軸。在一些實施例中，中心相機的光軸經(jīng)過圖像俘獲系統(tǒng)的入射光瞳的中心且垂直于傳感器平面。在一些實施例中，光圈為入射光瞳。在一些實施例中，多個外圍相機安置在中心相機旁側且指向中心相機的光軸的一部分。所述多個外圍相機可環(huán)繞中心相機布置。舉例來說，在一些實施例中，六(6)個外圍相機(或更多或更少，視特定設計和傳感器區(qū)域需要)可環(huán)繞呈基本上圓形配置的中心相機相等地間隔開且與呈基本上圓形配置的中心相機等距。外圍相機的間距和距離可取決于陣列的特定設計要求而改變。

在一些實施例中，多個可延伸反射器可經(jīng)配置以從第一(或縮回)位置(基本上平行于光圈所安置的平面(例如，含有中心相機和外圍相機的相機殼體的上部表面))移動到第二(或經(jīng)延伸)位置(更接近于中心相機的光軸)。反射器可包含背向中心相機的光軸的鏡面化(或另外通常光反射)第一表面和面向中心相機的光軸的黑色(或另外通常光吸收)第二表面。所述多個外圍相機和所述多個鏡面可相對于彼此布置使得在所述多個可延伸反射器處于第二位置中時從鏡面化第一表面反射的光的至少一部分進入多個外圍相機中的一者。

在寬視場陣列相機的一個特定實施方案中，例如當相機用于具有所需薄外觀尺寸的移動裝置(例如，蜂窩電話、平板計算機計算裝置或其它便攜式計算裝置)中時，環(huán)繞中心相機的鏡面可縮回，因此中心相機為唯一在使用中的相機。在此位置中，中心相機相較于在鏡面經(jīng)延伸時可具有較寬視場。當鏡面經(jīng)延伸到其第二位置時，例如在如圖5A中所展示的高度“G”處，中心相機相較于在鏡面經(jīng)縮回時可具有較窄視場，但在此配置中，周圍的外圍相機可接收光以延伸陣列相機的總體視場(相較于在反射器縮回的情況下中心相機的視場)，例如從而實現(xiàn)完整半球形視場。

經(jīng)延伸鏡面的高度G(圖5A)(經(jīng)測量平行于中心相機的入射光瞳與周圍鏡面的高度G之間的中心相機光軸)可為由相機設計器提供的給定值或可為由優(yōu)化設計軟件自動地產(chǎn)生的高度。可設置此類軟件以優(yōu)化所需結果的集合，例如發(fā)現(xiàn)必要的最短高度，其中考慮例如制造容限的因素或物理機械設計約束。鏡面的傾角(即，鏡面561與平行于中心相機光軸的平面之間形成的角度)通過圖5A中的“β”說明，其可為給定值，例如如通過優(yōu)化設計軟件確定。β的角度可為0到+/-360°。在一些實施例中，系統(tǒng)經(jīng)配置以在可延伸反射器位于第二位置中時產(chǎn)生半球形圖像。在一些實施例中，系統(tǒng)經(jīng)配置以在可延伸反射器位于第二位置中時產(chǎn)生球形圖像。

寬視場陣列相機的一個目標為設計用于薄移動電話的高分辨率半球相機。典型移動電話使用具有64度到76度之間的對角視場(DFOV)的相機，所述對角視場大致等效于由分別具有35mm或28mm焦距透鏡的“全幀”DSLR相機所俘獲的圖片。很大程度上由于移動電話相機的廣泛使用，因此目前許多人認為通過透鏡(在視場中等效于35mm全幀DSLR透鏡)所俘獲的圖像產(chǎn)生看起來最自然的圖片。因此，對于寬視場陣列相機的一些實施方案，能夠俘獲具有典型DFOV的圖片以及較寬DFOV圖片和半球形圖片可為合意的。

查看通過本文中所描述的寬視場陣列相機所俘獲的半球形圖像的一種方法為使用虛擬現(xiàn)實護目鏡?；蛘?，可處理圖像以產(chǎn)生展示半球形圖像中所俘獲的內(nèi)容的平坦圖像，例如以供顯示在通常為移動和臺式計算裝置提供的平板顯示器上。在一些實例中，此平坦圖像對于半球形圖像可呈半圓形形式且對于球形圖像可呈完整圓形形式。

由于一些原因，可難以使用移動電話中的一個相機實施俘獲具有比76度寬得多的DFOV的圖片。由于視場增大，因此相對照明滾降增大。通常，對于移動電話，相較于視場的中心，寬視場透鏡在視場的邊緣處具有調制傳遞函數(shù)(MTF)效能的顯著降低。相較于對于較大相機，光學組件的制造容限對于移動裝置相機來說較緊密，由于透鏡偏離中心和傾斜將進一步減小視場邊緣附近的MTF。使用如本文中所描述的相機陣列可為克服僅使用具有例如大約76度或更寬的DFOV的單個相機的困難的良好解決方案。陣列中的每一相機將看到總圖像的部分，因此每一相機將具有比單個寬視場相機將具有的視場窄的視場。此可導致陣列相機中的每一者在每一透鏡的外部邊緣處具有較低相對照明透鏡滾降，由此導致組合圖像內(nèi)的較均勻照明。類似地，在具有寬視場的組合圖像的邊緣處的MTF可高于用于俘獲類似視場的單個透鏡的MTF。

一個方面涉及用于俘獲寬視場圖像的圖像俘獲系統(tǒng)，其包括第一成像系統(tǒng)，所述第一成像系統(tǒng)包括第一光圈；經(jīng)定位以經(jīng)由第一光圈接收光的第一中心相機，所述第一中心相機具有延伸穿過光圈的光軸；第一多個外圍相機，其環(huán)繞第一中心相機布置且指向第一中心相機的光軸的一部分；以及第一多個可延伸反射器，其經(jīng)配置以從第一位置移動到第二位置，第一成像系統(tǒng)在第一多個可延伸反射器處于第一位置中的情況下具有第一FOV且在第一多個可延伸反射器處于第二位置中的情況下具有第二FOV，第二FOV大于第一FOV，第二位置更接近于第一中心相機的光軸，第一多個外圍相機和第一多個可延伸反射器相對于彼此布置使得當?shù)谝欢鄠€可延伸反射器處于第二位置中時從第一多個可延伸反射器中的一者反射的光的至少一部分進入第一多個外圍相機中的對應一者。

圖像俘獲系統(tǒng)的一些實施例進一步包括第二成像系統(tǒng)，所述第二成像系統(tǒng)包括第二光圈；經(jīng)定位以經(jīng)由第二光圈接收光的第二中心相機，所述第二中心相機具有延伸穿過所述第二光圈的光軸；第二多個外圍相機，其環(huán)繞第二中心相機布置且指向第二中心相機的光軸的一部分；以及第二多個可延伸反射器，其經(jīng)配置以從第三位置移動到第四位置，第二成像系統(tǒng)在第二多個可延伸反射器處于第三位置中的情況下具有第一FOV且在第二多個可延伸反射器處于第二位置中的情況下具有第二FOV，第四位置相較于第三位置更接近于第二中心相機的光軸，第二多個外圍相機和第二多個可延伸反射器相對于彼此布置使得當所述第二多個可延伸反射器處于第四位置中時從第二多個額外可延伸反射器中的一者反射的光的至少一部分進入所述第二多個外圍相機中的對應一者。

另一方面涉及用于使用單個陣列相機俘獲寬視場圖像的方法，包括控制環(huán)繞中心相機定位的多個可延伸反射器、也環(huán)繞中心相機定位的多個外圍相機以及與多個可延伸反射器中的一者相關聯(lián)的每一者的定位，中心相機具有光軸且所述多個外圍相機指向光軸的一部分；確定俘獲標準視場圖像還是寬視場圖像，寬視場圖像相較于標準視場圖像覆蓋更大場；響應于確定俘獲標準視場圖像，將所述多個可延伸反射器定位在第一位置中，且使用中心相機俘獲標準視場圖像；以及響應于確定俘獲寬視場圖像，將所述多個可延伸反射器定位在第二位置中使得從多個可延伸反射器中的一者反射的光的至少一部分進入多個外圍相機中的相關聯(lián)的一者、使用中心相機俘獲寬視場圖像的中心部分、以及使用所述多個外圍相機俘獲寬視場圖像的多個外圍部分。

另一方面涉及存儲指令的非暫時性計算機可讀媒體，所述指令在執(zhí)行時使得一或多個處理器執(zhí)行包括以下各者的操作以用于控制環(huán)繞中心相機定位的多個可延伸反射器和與也環(huán)繞中心相機定位的多個外圍相機中的一者相關聯(lián)的每一者的定位：確定俘獲標準視場圖像還是寬視場圖像，寬視場圖像相較于標準視場圖像覆蓋更大場；響應于確定俘獲標準視場圖像，產(chǎn)生第一指令以將所述多個可延伸反射器定位在第一位置中，且接收包括來自中心相機的標準視場圖像的第一圖像數(shù)據(jù)；以及響應于確定俘獲寬視場圖像，產(chǎn)生第二指令以將所述多個可延伸反射器定位在第二位置中使得從多個可延伸反射器中的一者反射的光的至少一部分進入多個外圍相機中的相關聯(lián)的一者，且接收包括來自中心相機的寬視場圖像的中心部分和來自所述多個外圍相機的寬視場圖像的多個外圍部分的第二圖像數(shù)據(jù)。

另一方面涉及用于俘獲標準視場圖像或寬視場圖像的設備，所述設備包括具有至少一上部表面和與上部表面間隔開的下部表面的殼體裝置；位于上部表面與下部表面之間的圖像感測裝置；位于殼體裝置的上部表面中的第一光圈下方且位于圖像感測裝置的中心感測區(qū)域上方的光聚焦裝置；多個額外光聚焦裝置，其環(huán)繞第一光聚焦裝置定位且位于殼體裝置的上部表面中的對應多個額外光圈下方和圖像感測裝置的多個額外感測區(qū)域上方；以及多個光反射裝置，其環(huán)繞第一透鏡組合件上方的第一光圈定位，所述多個光反射裝置中的每一者與多個額外光聚焦裝置中的一者相關聯(lián)。

附圖說明

將在下文中結合附圖來描述某些方面，提供附圖是為了說明但不限制所揭示方面，其中相同標號表示相同元件。

圖1A說明折疊光學傳感器組合件的實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖1B說明折疊光學傳感器組合件的另一實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。

圖2說明圖像俘獲裝置的一個實施例的框圖。

圖3A到3B說明半球相機陣列的實施例的實例，其中對于半球或寬視場(FOV)選項，反射器(例如，鏡面)經(jīng)延伸。

圖3C說明圖3A的半球相機陣列的實例，其中在通用配置(換句話說，非半球形成像配置)中，反射器(例如，鏡面)縮回。

圖4A說明第一相機(相機-1FOV)的視場(FOV)和第二相機(相機-2FOV)的FOV，其中對象-1和對象-2至少部分地處于每一FOV中，即，至少部分地在相機-1FOV和相機-2FOV兩者中。

圖4B說明相機1的FOV和相機2的FOV的重疊區(qū)。

圖4C說明相機1的FOV和相機2的FOV的重疊區(qū)，其中相機2的光軸相對于相機1旋轉，且其中相機2的邊緣的光線用作跟蹤到每一傳感器的光線的實例。

圖5A說明無視差模型的實施例的實例。

圖5B說明在圖5A中所使用的角度符號的圖例。

圖5C說明中心相機和外圍相機設計的實施例的實例。

圖6A說明可產(chǎn)生半球形圖像的成像系統(tǒng)(例如，陣列相機)的組件的布置。

圖6B說明圖6A中所描繪的陣列相機布置的俯視圖的實例。

圖6C說明圖6A的陣列相機的相機視場的實例側視圖。

圖6D說明圖6A的陣列相機的反射器實施例的實例側視圖。

圖7說明包含背靠背地布置兩個半球形相機(其中一個相機面向移動電話的后部且另一相機面向移動電話的前部)的球形相機的實施例的實例。

具體實施方式

I.介紹

本文中所揭示的實施方案包含用于使用具有折疊式光學裝置的陣列相機產(chǎn)生基本上無視差和傾斜偽影的圖像的系統(tǒng)、方法和設備的實施例。其它實施例也為可能的，例如包含本文中所描述的特征的一或多個方面的實施例；因此此描述和圖式不應解釋為將所描述發(fā)明限制于特定實施例。本發(fā)明的各方面涉及在所俘獲圖像中呈現(xiàn)極少或無視差偽影的陣列相機。舉例來說，陣列相機的中央鏡棱鏡的平面可在共同時刻(被稱作“頂點”)處相交，從而界定系統(tǒng)的對稱性的縱軸。頂點可充當陣列中的傳感器的光軸的交叉時刻。所述陣列中的每一傳感器使用中央鏡棱鏡的對應刻面“看到”所述圖像場景的一部分，且因此每一個別傳感器/鏡面對僅表示總陣列相機的子光圈。完整陣列相機具有基于所有個別光圈光線的總和(即基于將子光圈所產(chǎn)生的圖像拼接在一起)而產(chǎn)生的合成光圈。在實施方案中的任一者中，所有相機可經(jīng)配置以自動地聚焦，且可通過執(zhí)行自動聚焦功能性的指令的處理器控制自動聚焦。盡管貫穿本發(fā)明，中心相機或側部相機可被稱作和描述為陣列相機，或參考折疊式光學裝置而描述，但除非另外說明，否則此類相機還可為非陣列(折疊式光學)相機，其經(jīng)設計以擬合在為本文中所描述的實施例所分配的空間中且與本文中的實例相關。

在以下描述中，給出特定細節(jié)以提供對實例的徹底理解。然而，可以在無這些特定細節(jié)的情況下實踐實例。

II.折疊式光學陣列相機的概述

現(xiàn)參考圖1A和1B，現(xiàn)將更詳細地描述適合與本文中所描述的自動聚焦系統(tǒng)和技術一起使用的折疊式光學多傳感器組合件100A、100B的實例。圖1A說明包含均可安裝到襯底150的圖像傳感器105、125，反射次要光折疊表面110、135，透鏡組合件115、130以及中心反射表面120的折疊式光學裝置陣列100A的實例的橫截面?zhèn)纫晥D。圖1B說明包含主要光折疊表面122、124的中心棱鏡141、146和形成次要光折疊表面135、110的額外棱鏡的折疊光學傳感器陣列的實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。

參考圖1A，在某些實施例中，圖像傳感器105、125可包含電荷耦合裝置(CCD)、互補金屬氧化物半導體傳感器(CMOS)或響應于所接收到的圖像接收光和產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的任何其它圖像感測裝置。每一傳感器105、125可包含布置于陣列中的多個傳感器(或傳感器元件)。圖像傳感器105、125可能夠獲得靜止相片的圖像數(shù)據(jù)且還可提供關于所俘獲的視頻流中的運動的信息。傳感器105和125可為個別傳感器陣列，或各自可表示傳感器陣列的陣列，例如傳感器陣列的3x1陣列。然而，如所屬領域的技術人員將理解，所揭示的實施方案中可使用任何合適的傳感器陣列。

傳感器105、125可安裝在襯底150上，如圖1A中所展示。在一些實施例中，所有傳感器可通過安裝到平坦襯底150而處于一個平面上。襯底150可為任何合適的基本上平坦材料。中心反射表面120和透鏡組合件115、130也可安裝在襯底150上。用于安裝一或多個傳感器陣列、多個透鏡組合件以及多個主要和次要反射或折射表面的多個配置是可能的。

在一些實施例中，中心反射表面120可用于朝向傳感器105、125重新引導來自目標圖像場景的光。中心反射表面120可為一或多個鏡面，且按需要可為平坦的或可經(jīng)定形以將入射光恰當?shù)刂匦乱龑У綀D像傳感器105、125。舉例來說，在一些實施例中，中心反射表面120可經(jīng)設定鏡面大小和形狀以經(jīng)由透鏡組合件115、130將入射光光線反射到傳感器105、125。中心反射表面120可將包括目標圖像的光分裂成多個部分且引導在不同傳感器處的每一部分。舉例來說，中心反射表面120(也被稱作主要光折疊表面，由于其它實施例可實施折射棱鏡而不是反射表面)的第一側面122可朝向左側傳感器105發(fā)送對應于第一視場140的光的一部分，而第二側面124朝向右側傳感器125發(fā)送對應于第二視場145的光的第二部分。應了解，圖像傳感器的視場140、145共同地覆蓋至少目標圖像。

在接收傳感器各自為多個傳感器的陣列的一些實施例中，中心反射表面可由相對于彼此成角的多個反射表面組成，以便朝向所述傳感器中的每一者發(fā)送目標圖像場景的不同部分。所述陣列中的每一傳感器可具有基本上不同的視場，且在一些實施例中，所述視場可重疊。當設計透鏡系統(tǒng)時，中心反射表面的某些實施例可具有復雜的非平面表面以增加自由度。另外，盡管將中心表面論述為反射表面，但在其它實施例中，中心表面可為折射性的。舉例來說，中心表面可為配置有多個刻面的棱鏡，其中每一刻面將包括所述場景的光的一部分朝所述傳感器中的一者引導。

在反射離開中心反射表面120之后，入射光的至少一部分可經(jīng)由透鏡組合件115、130中的每一者傳播。可在中心反射表面120與傳感器105、125之間和中心反射表面120與反射表面110、135之間設置一或多個透鏡組合件115、130。透鏡組合件115、130可用于聚焦針對每一傳感器的目標圖像的部分。

在一些實施例中，每一透鏡組合件可包括一或多個透鏡，以及用于使所述透鏡在多個不同透鏡位置當中移動穿過殼體的致動器。所述致動器可為音圈電機(VCM)、微電子機械系統(tǒng)(MEMS)或形狀記憶合金(SMA)。透鏡組合件可進一步包括用于控制致動器的透鏡驅動器。

在一些實施例中，可通過改變每一相機的透鏡115、130與對應傳感器105、125之間的焦距來實施傳統(tǒng)的自動聚焦技術。在一些實施例中，此可通過移動鏡筒來實現(xiàn)。其它實施例可通過上下移動移動中央鏡或通過調整所述鏡面相對于透鏡組合件的角度來調整焦點。某些實施例可通過在每一傳感器上方移動側鏡來調整焦點。此類實施例可允許組合件個別地調整每一傳感器的焦點。另外，對于一些實施例，有可能(例如)通過將透鏡(如液體透鏡)放置在整個組合件上方來一次改變整個組合件的焦點。在某些實施方案中，可使用計算攝影術來改變相機陣列的焦點。

可在中央鏡120周圍提供與所述傳感器相對的多個側反射表面，例如反射表面110和135。在穿過透鏡組合件之后，側反射表面110、135(也被稱作次要光折疊表面，由于其它實施例可實施折射棱鏡而不是反射表面)可將光(向下，如圖1A的取向中所描繪)反射到傳感器105、125上。如所描繪，傳感器105可位于反射表面110之下且傳感器125可位于反射表面135之下。然而，在其它實施例中，傳感器可在側反射表面上方，且側反射表面可經(jīng)配置以向上反射光(參見例如圖1B)。側反射表面和傳感器的其它合適的配置是可能的，其中朝向傳感器重新引導來自每一透鏡組合件的光。某些實施例可使得側反射表面110、135的移動能夠改變相關聯(lián)的傳感器的焦點或視場。

可通過中央鏡120的與每一傳感器相關聯(lián)的表面來將所述傳感器的視場140、145轉向到對象空間中?？刹捎脵C械方法來使鏡面傾斜和/或使陣列中的棱鏡移動，以使得每一相機的視場可轉向到對象場上的不同位置。此可(例如)用來實施高動態(tài)范圍相機，以提高相機系統(tǒng)的分辨率，或實施全光相機系統(tǒng)。每一傳感器(或每一3x1陣列)的視場可投射到對象空間中，且每一傳感器可根據(jù)所述傳感器的視場俘獲包括目標場景的一部分的部分圖像。如圖1A中所說明，在一些實施例中，相對傳感器陣列105、125的視場140、145可重疊一定的量143。為了減小重疊143且形成單個圖像，如下文所描述的拼接程序可用于根據(jù)兩個相對傳感器陣列105、125組合所述圖像。拼接程序的某些實施例可在將部分圖像拼接在一起時采用重疊143以用于識別共同特征。在將重疊圖像拼接在一起之后，可將經(jīng)拼接的圖像裁剪到所要的高寬比，例如4:3或1:1，以形成最終圖像。在一些實施例中，與每一FOV相關的光學元件的對準經(jīng)布置以最小化重疊143，以使得多個圖像形成為單個圖像，其中加入所述圖像需要最少或不需要圖像處理。

圖1B說明折疊光學陣列相機100B的另一實施例的橫截面?zhèn)纫晥D。如圖1B中所展示，傳感器組合件100B包含：一對圖像傳感器105、125，其各自安裝到襯底150；分別對應于圖像傳感器105、125的透鏡組合件115、130；以及分別定位在圖像傳感器105、125的防護玻璃罩106、126上方的次要光折疊表面110、135。折射棱鏡141的主要光折疊表面122引導來自目標圖像場景的光的一部分沿著光軸121穿過透鏡組合件115，重新引導其離開次要光折疊表面110，穿過防護玻璃罩106，以及入射到傳感器105上。折射棱鏡146的主要光折疊表面124引導來自目標圖像場景的光的一部分沿著光軸123穿過透鏡組合件130，重新引導其離開次要光折疊表面135，穿過防護玻璃罩126，以及入射到傳感器125上。折疊光學陣列相機100B說明實施折射棱鏡而不是圖1A的陣列相機100A的反射表面的一個陣列相機實施例。將折射棱鏡141、146中的每一者提供于襯底150中的光圈中，使得主要光引導表面122、124處于襯底所形成的平面下方，且接收表示目標圖像場景的光。

傳感器105、125可安裝在襯底150上，如圖1B中所展示。在一些實施例中，所有傳感器可通過安裝到平坦襯底150而處于一個平面上。襯底150可為任何合適的基本上平坦材料。所述襯底150可包含如上文所描述的光圈以允許入射光穿過所述襯底150到達主要光折疊表面122、124。用于將一或多個傳感器陣列以及所說明的其它相機組件安裝到所述襯底150的多個配置是可能的。

主要光折疊表面122、124可為如所說明的棱鏡表面，或可為一或多個鏡面，以及可按需要為平坦的或經(jīng)定形從而恰當?shù)貙⑷肷涔庵匦乱龑У綀D像傳感器105、125。在一些實施例中，主要光折疊表面122、124可形成為如圖1A中所說明的中央鏡角錐或棱鏡。所述中央鏡角錐、棱鏡或其它反射表面可將表示目標圖像的光分裂為多個部分且將每一部分引導于不同傳感器處。舉例來說，主要光折疊表面122可朝向左側傳感器105發(fā)送對應于第一視場的光的一部分，而主要光折疊表面124朝向右側傳感器125發(fā)送對應于第二視場的光的第二部分。在接收傳感器各自是多個傳感器的陣列的一些實施例中，光折疊表面可由相對于彼此成角度的多個反射表面組成以便朝向所述傳感器中的每一者發(fā)送目標圖像場景的不同部分。應了解，相機的視場一起共同覆蓋至少目標圖像，且可在俘獲之后對準和拼接在一起，從而形成由所述陣列的合成光圈所俘獲的最終圖像。所述陣列中的每一傳感器可具有基本上不同的視場，且在一些實施例中，所述視場可重疊。

如圖1A和1B所說明，每一陣列相機具有總高度H。在一些實施例中，總高度H可大約為4.5mm或更小。在其它實施例中，總高度H可大約為4.0mm或更小。盡管未說明，但可在具有大約為4.5mm或更小或大約為4.0mm或更小的對應內(nèi)部高度的殼體中提供整個陣列相機100A、100B。

如本文中所使用，術語“相機”可指代圖像傳感器、透鏡系統(tǒng)以及數(shù)個對應光折疊表面，例如如圖1A和1B中所說明的主要光折疊表面124、透鏡組合件130、次要光折疊表面135以及傳感器125。被稱作“陣列”或“陣列相機”的折疊光學多傳感器陣列可包含呈各種配置的多個此類相機，例如如圖1A和1B中所說明的實施例中所說明。陣列配置的一些實施例揭示于2013年3月15日申請且標題為“使用折疊光學裝置的多相機系統(tǒng)(MULTI-CAMERA SYSTEM USING FOLDED OPTICS)”的美國申請公開案第2014/0111650號中，所述公開案的揭示內(nèi)容特此以引用的方式并入。將得益于本文中所描述的自動聚焦系統(tǒng)和技術的其它陣列相機配置是可能的。

圖2描繪裝置200的高級框圖，其具有包含連接到一或多個相機215a到n的圖像處理器220的組件集合。圖像處理器220還與工作存儲器205、存儲器組件230和裝置處理器250通信，所述工作存儲器205、存儲器組件230和裝置處理器250又與存儲裝置210和電子顯示器225通信。

裝置200可為蜂窩電話、數(shù)碼相機、平板計算機、個人數(shù)字助理，或類似者。存在許多便攜式計算裝置，其中例如本文所描述的降低厚度的成像系統(tǒng)將提供優(yōu)點。裝置200還可為靜止計算裝置或薄成像系統(tǒng)將有利的任何裝置。在裝置200上多個應用可供用戶使用。這些應用可包含傳統(tǒng)的攝影和視頻應用、高動態(tài)范圍成像、全景照片和視頻，或例如3D圖像或3D視頻等立體成像。

圖像俘獲裝置200包含用于俘獲外部圖像的相機215a到n。相機215a到n可各自包括傳感器、透鏡組合件以及用于將目標圖像的一部分重新引導到每一傳感器的主要和次要反射或折射表面，如上文相對于圖1A和1B所論述。一般來說，可使用N個相機215a到n，其中N≥2。因此，目標圖像可分裂成N個部分，其中所述N個相機的每一傳感器根據(jù)所述傳感器的視場而俘獲目標圖像的一個部分。將理解，相機215a到n可包括適合實施本文中所描述的折疊光學成像裝置的任何數(shù)目的相機。可增加傳感器的數(shù)目以達成系統(tǒng)的較低z高度或滿足其它目的的需要，例如具有類似于全光相機的重疊視場，此可實現(xiàn)在后處理之后調整圖像的焦點的能力。其它實施例可具有適合于高動態(tài)范圍相機的視場重疊配置，其實現(xiàn)俘獲兩個同時的圖像且接著將其合并在一起的能力。相機215a到n可耦合到圖像處理器220，以將所俘獲圖像傳送到工作存儲器205、裝置處理器250，傳送到所述電子顯示器225，且傳送到存儲裝置(存儲器)210。

圖像處理器220可經(jīng)配置以對包括目標圖像的N個部分的所接收的圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行各種處理操作以便輸出高質量拼接圖像，如將在下文更詳細地描述。圖像處理器220可為通用處理單元或專門設計用于成像應用的處理器。圖像處理操作的實例包含裁剪、按比例縮放(例如，到不同分辨率)、圖像拼接、圖像格式轉換、色彩內(nèi)插、色彩處理、圖像濾波(例如，空間圖像濾波)、透鏡偽影或疵點校正等。在一些實施例中，圖像處理器220可包括多個處理器。某些實施例可具有專用于每一圖像傳感器的處理器。圖像處理器220可為一或多個專用圖像信號處理器(ISP)或處理器的軟件實施方案。

如所展示，圖像處理器220連接到存儲器230和工作存儲器205。在所說明的實施例中，存儲器230存儲俘獲控制模塊235、圖像拼接模塊240、操作系統(tǒng)245以及反射器控制模塊270。這些模塊包含配置裝置處理器250的圖像處理器220以執(zhí)行各種圖像處理和裝置管理任務的指令。工作存儲器205可由圖像處理器220使用以存儲存儲器組件230的模塊中含有的處理器指令的工作集合。替代地，工作存儲器205也可以由圖像處理器220使用以存儲在裝置200的操作期間產(chǎn)生的動態(tài)數(shù)據(jù)。

如上所提及，圖像處理器220由存儲在存儲器中的若干模塊來配置。俘獲控制模塊235可包含配置圖像處理器220以調用反射器控制模塊270從而將相機的可延伸反射器定位于第一或第二位置中的指令，且可包含配置圖像處理器220以調整相機215a到n的聚焦位置的指令。俘獲控制模塊235可進一步包含控制裝置200的總體圖像俘獲功能的指令。舉例來說，俘獲控制模塊235可包含調用子例程以配置圖像處理器220從而使用相機215a到n俘獲目標圖像場景的原始圖像數(shù)據(jù)的指令。俘獲控制模塊235接著可調用圖像拼接模塊240以對由相機215a到n俘獲的N個部分圖像執(zhí)行拼接技術且將經(jīng)拼接且裁剪的目標圖像輸出到成像處理器220。俘獲控制模塊235還可調用圖像拼接模塊240以對原始圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行拼接操作以便輸出待俘獲場景的預覽圖像，且在某些時間間隔下或當原始圖像數(shù)據(jù)中的場景改變時更新預覽圖像。

圖像拼接模塊240可包括配置圖像處理器220以對所俘獲圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行拼接和裁剪技術的指令。舉例來說，N個傳感器215a到n中的每一者可根據(jù)每一傳感器的視場來俘獲包括目標圖像的一部分的部分圖像。所述視場可共享重疊區(qū)域，如上文及下文所描述。為了輸出單個目標圖像，圖像拼接模塊240可配置圖像處理器220以組合多個N個部分圖像以產(chǎn)生高分辨率目標圖像。目標圖像產(chǎn)生可通過已知圖像拼接技術而進行。圖像拼接的實例可在美國專利申請案第11/623,050號中找到，所述美國專利申請案特此以引用的方式并入。

舉例來說，圖像拼接模塊240可包含用以針對匹配特征來比較沿著N個部分圖像的邊緣的重疊區(qū)域以便確定所述N個部分圖像相對于彼此的旋轉和對準的指令。歸因于部分圖像的旋轉和/或每一傳感器的視場的形狀，組合的圖像可形成不規(guī)則形狀。因此，在對準且組合N個部分圖像之后，圖像拼接模塊240可調用子例程，其配置圖像處理器220以將組合圖像裁剪到所需形狀和高寬比，例如4:3矩形或1:1正方形。可將經(jīng)裁剪的圖像發(fā)送到裝置處理器250，以用于在顯示器225上顯示，或用于保存在存儲裝置210中。

操作系統(tǒng)模塊245配置圖像處理器220以管理裝置200的工作存儲器205和處理資源。舉例來說，操作系統(tǒng)模塊245可包含裝置驅動器以管理例如相機215a到n等硬件資源。因此，在一些實施例中，上文所論述的圖像處理模塊中所含有的指令可以不與這些硬件資源直接交互，而是替代地通過位于操作系統(tǒng)組件245中的標準子例程或API進行交互。操作系統(tǒng)245內(nèi)的指令可接著與這些硬件組件直接交互。操作系統(tǒng)模塊245可進一步配置圖像處理器220以與裝置處理器250共享信息。

反射器控制模塊270可配置圖像處理器220以為產(chǎn)生致動器或電機使得相機的可延伸反射器在第一位置與第二位置之間轉移以便僅使用中心相機俘獲標準FOV圖像或使用中心相機結合周圍的額外相機俘獲寬FOV圖像的指令。舉例來說，反射器控制模塊270可配置圖像處理器220以例如通過使用觸敏顯示器225將圖像俘獲模式選擇控制提供到用戶，從而允許裝置200的用戶選擇對應于標準FOV圖像或寬FOV圖像的圖像俘獲模式?；谟脩暨x擇，反射器控制模塊270可配置圖像處理器220以將適當?shù)闹噶钐峁┑窖b置用于將可延伸反射器轉移到對應于用戶選擇的位置中。在一些實施例中，可延伸反射器可固定在經(jīng)延伸位置中且可省略反射器控制模塊270。

裝置處理器250可經(jīng)配置以控制顯示器225來向用戶顯示所俘獲圖像或所俘獲圖像的預覽。顯示器225可在成像裝置200外部或可為成像裝置200的部分。顯示器225還可經(jīng)配置以提供取景器，其顯示用于在俘獲圖像之前使用的預覽圖像，或可經(jīng)配置以顯示存儲在存儲器中或最近由用戶俘獲的所俘獲圖像。顯示器225可包括LCD或LED屏幕，且可實施觸敏式技術。

裝置處理器250可將數(shù)據(jù)寫入到存儲模塊210，例如表示所俘獲圖像的數(shù)據(jù)。盡管存儲模塊210以圖形方式表示為傳統(tǒng)磁盤裝置，但所屬領域的技術人員將理解，存儲模塊210可經(jīng)配置為任何存儲媒體裝置。舉例來說，存儲模塊210可包含磁盤驅動器，例如，軟盤驅動器、硬盤驅動器、光盤驅動器或磁光盤驅動器，或固態(tài)存儲器，例如快閃存儲器、RAM、ROM和/或EEPROM。存儲模塊210還可包含多個存儲器單元，且所述存儲器單元中的任一者可經(jīng)配置為在圖像俘獲裝置200內(nèi)，或可在圖像俘獲裝置200外部。舉例來說，存儲模塊210可包含ROM存儲器，其含有存儲于圖像俘獲裝置200內(nèi)的系統(tǒng)程序指令。存儲模塊210還可包含經(jīng)配置以存儲所俘獲圖像的存儲器卡或高速存儲器，其可為可從相機裝卸的。

盡管圖2描繪具有單獨組件以包含處理器、成像傳感器和存儲器的裝置，但所屬領域的技術人員將認識到，這些單獨組件可用多種方式組合以便實現(xiàn)特定的設計目標。舉例來說，在替代實施例中，存儲器組件可與處理器組件組合以節(jié)省成本且改進性能。另外，盡管圖2說明兩個存儲器組件(包含包括若干模塊的存儲器組件230以及包括工作存儲器的單獨存儲器205)，但所屬領域的技術人員應認識到利用不同存儲器架構的若干實施例。舉例來說，設計可利用ROM或靜態(tài)RAM存儲器以用于存儲實施存儲器組件230中含有的模塊的處理器指令。處理器指令可加載到RAM中以促進圖像處理器220的執(zhí)行。舉例來說，工作存儲器205可包括RAM存儲器，其中指令在由圖像處理器220執(zhí)行之前加載到工作存儲器205中。

III.超寬視場陣列相機的概述

本文中所描述的寬視場陣列相機的一些實施例的目標是為具有所需薄外觀尺寸的移動計算裝置(例如，移動電話)設計具有半球形視場的高分辨率相機。如上文所描述，典型移動電話使用具有64度到76度之間的對角視場(DFOV)的相機，所述視場大致等效于由分別具有35 mm或28 mm焦距透鏡的“全幀”DSLR相機所俘獲的圖片。很大程度上由于移動電話相機的廣泛使用，目前許多人認為通過透鏡(在視場中等效于35 mm全幀DSLR透鏡)所俘獲的圖像產(chǎn)生看起來最自然的圖片。因此，對于寬視場陣列相機的一些實施方案，能夠俘獲具有典型DFOV的圖片以及較寬DFOV圖片和半球形圖片可為合意的。

出于至少以下原因，難以使用單個相機實施俘獲具有比76度寬得多的DFOV的圖片：(1)由于單個相機的視場增大，相對照明滾降增大；(2)相較于視場的中心，小移動相機中所使用的寬視場透鏡在視場的邊緣處通常具有調制傳遞函數(shù)(MTF)性能的顯著降低；以及(3)移動相機的制造容限較緊密，由于透鏡偏離中心和傾斜將進一步減小在視場的邊緣附近的MTF。在一些實施例中，通過本文中所描述的多相機陣列解決尤其這些問題，此可提供對于僅使用一個相機俘獲具有寬于大致76度的視場的圖像的挑戰(zhàn)的良好解決方案。陣列的每一相機將看到總圖像的部分；因此每一相機相較于用于俘獲具有類似視場的圖像的單個相機將具有較窄視場。此可導致陣列相機中的每一者相較于單個相機在每一透鏡的外部邊緣處具有較低的相對照明透鏡滾降，且可相對應地導致圖像內(nèi)的較均勻照明，取決于所使用的相機的數(shù)目。類似地，在每一視場的邊緣處的MTF降低將比單個相機用于俘獲圖像的情況下的低。

可根據(jù)預定空間關系配置相機陣列以便俘獲目標圖像場景的不同部分而無視差偽影，從而為了圖像的更易于拼接和在拼接期間圖像數(shù)據(jù)的更少損耗(和視場的損耗)。舉例來說，歸因于陣列中相機之間的預定空間關系，所有相機均可經(jīng)由一個共同入射光瞳有效地俘獲圖片。使用例如本發(fā)明中所提供的方程式組，可定位相機陣列以使得其將呈現(xiàn)具有一個共同入射光瞳。另外，方程式提供關于如何放置相機以使得來自目標圖像場景中的對象的光的光線將不會被相機的位置阻擋的信息。本發(fā)明提供關于空間關系的若干特定實例，所述空間關系使得陣列相機能夠實現(xiàn)此空間關系同時俘獲半球形或球形圖像。提供特定實例以展示此設計可并入在薄蜂窩電話中，例如大致為5.5mm厚的蜂窩電話，然而更厚裝置中的寬視場陣列相機的實施方案可根據(jù)不同參數(shù)構造。背靠背地使用這些相機半球形設計中的兩個的配置可產(chǎn)生完整“全局”相機，其能夠產(chǎn)生球形圖像，即在所有方向上從裝置延伸的球形視角的圖像。所揭示的實施例可并入到具有所需薄外觀尺寸的蜂窩電話或其它移動裝置中。

在一些實施例中，具有透鏡和/或其它成像組件的小球可延伸到電話或其它移動計算裝置之外，例如從電話的前部和后部延伸或從電話的頂部和底部延伸，從而提供環(huán)繞電話的球形視野。本發(fā)明包含將使得有可能使用相對較小相機俘獲具有寬視場的極高分辨率圖像的配置。這些圖像可為通過移動相機所俘獲的正常65度的DFOV圖像、具有90度或更大的視場的廣角圖像以及例如50度DFOV的較窄DFOV圖像。在本發(fā)明中還指出不同其它類型的配置選項。用于將目標圖像場景分離成多個部分的反射表面可為光滑的平坦表面或光滑的曲面表面。光滑的表面將幫助防止或最小化相機與反射器的對準問題。平坦圖像可能可歸因于相機與反射器的不當對準而具有偽影。

寬視場陣列相機應用的一個實例為通過蜂窩電話或其它便攜式計算裝置俘獲半球形圖片，其中半球的邊緣垂直于計算裝置的主體的平面?？墒褂?D護目鏡查看這些圖片以形成幾乎實境經(jīng)歷，其中查看者(用戶)可“浸入”在圖像中，即使得查看者可以每一方向查看成像。在其它實例中，這些圖片可經(jīng)展平以供顯示在典型面板顯示器上。對于本文中所描述的配置，允許成像裝置在成像裝置的所有方向上形成圖像，即為環(huán)繞成像裝置的全局視圖的球形視場圖像，也是符合事實的。

圖3A和3B說明寬視場陣列相機510(也被稱作半球陣列相機510)的實施例的實例。如圖3A中的相機510的俯視圖中所說明，相機510包含可延伸反射器505a到f?？裳由旆瓷淦?05也展示于圖3B中的側視圖剖視圖中。在此實施例中，可延伸反射器505為包含至少鏡面化表面的結構，且環(huán)繞中心相機520定位。圖3B展示可延伸反射器505的側視圖剖視圖，其中相機已經(jīng)配置為半球或寬視場(FOV)選項。圖3C展示縮回的可延伸反射器505，其中中心相機具有并不形成半球形相機或相較于在可延伸反射器505經(jīng)延伸時的FOV并不一樣寬的FOV(例如，中心相機520的FOV在鏡面505經(jīng)延伸的情況下可具有小于側部相機525的FOV的FOV)。如圖3C中所展示，可延伸反射器505在鏡面505縮回時覆蓋周圍的相機525?？裳由扃R面505由于可或可不使用來自這些周圍的相機的圖像或可關閉相機而覆蓋周圍的相機是不必要的。其它實施例可包含額外特征或更少特征。

如所屬領域的一般技術人員將了解，出于說明清楚起見，圖3A到3C可不包含寬視場相機510的每一實施方案細節(jié)。圖3A提供如在無具有暴露的相機陣列的覆蓋相機殼體的情況下可見的半球陣列相機510的俯視圖。圖3B提供殼體540內(nèi)的半球陣列相機510的剖視圖橫截面圖，其展示中心相機520和兩個外圍相機的傳感器區(qū)域以及呈經(jīng)延伸配置的可延伸反射器505。圖3C提供殼體540內(nèi)的半球陣列相機510的剖視圖橫截面圖，其展示中心相機520和一個外圍相機的傳感器區(qū)域以及呈縮回配置的可延伸反射器505。對于圖3B和3C，一個外圍相機的光學元件示意性地說明為框圖，然而，應理解，每一外圍相機包含此類光學元件，且此類光學元件可包含透鏡組合件和一或多個光學折疊元件以將接收到的光向下重新引導到對應傳感器上。

在圖3A的所說明的實施例中，存在具有環(huán)繞中心相機520的六個外圍相機525的寬視場陣列相機510。中心相機520具有入射光瞳582A且每一外圍相機525具有入射光瞳584A。垂直于外圍相機中的一者的光軸且含有特定外圍相機525的入射光瞳584A的平面可相對于垂直于中心相機520光軸且含有中心相機520的入射光瞳582A的平面傾斜。在圖3B中所說明的側視圖的實例中，延伸可延伸反射器505以用于形成寬視場(FOV)圖像，例如180度半球形圖像。經(jīng)延伸的可延伸反射器505可從如所說明的相機殼體的上部表面542突出大致4.0mm，或可在其它實施例中取決于針對所需設計所產(chǎn)生的參數(shù)突出更小或更大距離。提供所說明的尺寸以展示適合用于便攜式計算裝置中的具有相對薄外觀尺寸的寬視場陣列相機510的一個特定實例，且不限制相機510的其它實例的有可能的尺寸。

在圖3B中所說明的實施例中，半球陣列相機510可定位于相機殼體540內(nèi)。相機殼體540可包含與下部表面544間隔開的上部表面542。在一些實施例中，上部表面542與下部表面544可間隔開例如如所展示的大致5.0mm，從而形成薄相機。在其它實施例中，間距可更大或更小。圖像感測襯底550可與下部表面544相鄰定位或緊固到下部表面544。圖像感測襯底可包含與中心透鏡組合件562相關聯(lián)且位于中心光圈582B下方的中心感測區(qū)域552，中心光圈582B可在上部表面542中。上部表面542中的中心光圈582B可與中心相機520的入射光瞳582A對準(或在一些實例中可形成中心相機520的入射光瞳582A)。在一些實施例中，且如圖3B中所說明，中心感測區(qū)域552、中心透鏡組合件562以及自動聚焦裝置572(其可為致動器或將致動器運動從遠程位置轉移到透鏡組合件562的機械聯(lián)動裝置)組成中心相機520。中心感測區(qū)域552可制造在襯底550上，或其可連接到襯底550。出于實例的目的，通過特定數(shù)字和透鏡的配置來說明中心透鏡組合件562，且此透鏡配置并不意圖限制可用于中心相機520的可能的透鏡組合件。中心相機傳感器區(qū)域552不必定位在可含有例如525的周圍相機的傳感器區(qū)域554的共同襯底550上。每一傳感器區(qū)域552和554可相對于彼此定位在不同襯底上。也可應用其它實施例。

中心相機520具有視場530A且此FOV允許一些光線592在可延伸反射器505呈圖3B中所說明的經(jīng)延伸配置定位時從相機510上方進入。面向中心光圈582B的可延伸反射器505的表面可由吸收光的材料而不是反射光的材料構造或涂布(或提供)有吸收光的材料而不是反射光的材料，例如黑色非反射(或基本上非反射)材料，從而最小化可來自FOV 530A外部的光或與FOV 530A內(nèi)的光相關的可能反射或其它因素的雜散光，其可穿過光圈582B朝向中心相機520。當可延伸反射器505經(jīng)延伸時，圖3C中的視場530B可寬于圖3A中的FOV 530A。如果圖3B中的可延伸反射器505將通過中心相機520觀測到的場景的FOV減小到相較于可能的更寬FOV 530B的較窄FOV 530A，那么可出現(xiàn)此情形。

圖像感測襯底550可包含數(shù)個外圍感測區(qū)域554，其各自與位于上部表面542中的外圍光圈584B下方的外圍光學元件564相關聯(lián)。上部表面542中的外圍光圈584B可與外圍相機525的入射光瞳584A對準(或在一些實例中可形成外圍相機525的入射光瞳584A)。在各種實施例中，布置在中心感測區(qū)域552周圍的多個外圍感測區(qū)域554中的每一外圍感測區(qū)域554可制造在襯底550上，或其可連接到襯底550，或可在并不連接到其它外圍相機525的感測區(qū)域554的單獨襯底上。每一外圍光學元件564可包含一或多個透鏡或其它光聚焦結構和一或多個光折疊表面(例如，反射鏡面或折射固體)，以便聚焦和導引光經(jīng)由外圍光圈584B進入到外圍感測區(qū)域554上。每一外圍相機525可含有聚焦由致動器或其它類似裝置控制的相機(定位在光學元件564內(nèi))的透鏡的方法。出于說明清楚起見，僅展示一個外圍光學元件564，然而，每一外圍相機525可具有用于聚焦和導引進入光的外圍光學元件。

當可延伸反射器505呈圖3B中所說明的經(jīng)延伸配置時，在形成于呈經(jīng)延伸配置的可延伸反射器505與上部表面542之間的角度到平行于上部表面542的角度之間的角度范圍內(nèi)從相機510的側部進入的光線594、596(如由光線596所說明)經(jīng)由外圍光圈584A和外圍光學元件564反射到外圍感測區(qū)域554上。在一些實施例中，相機外殼光圈584B可略微寬于相機光圈584A。僅穿過光圈584A的光線最終可停留在成像區(qū)域554上。在相機內(nèi)，可進行限幅從而可阻止一些光線進入584A到達圖像感測區(qū)域554。從相機510上方進入的光線592的一部分也經(jīng)由外圍光圈584A和外圍光學元件564反射到外圍感測區(qū)域554上。當可延伸反射器505與相機殼體540相抵呈縮回配置定位時，光圈584B和/或584A可經(jīng)阻擋且光無法通過到達外圍感測區(qū)域554。

面向外圍相機光圈584A的可延伸反射器505的表面可由鏡面或反射表面構造或具備鏡面或反射表面。在一些實施例中，鏡面或反射表面可基本上平坦，且在其它實施例中，其可為凹面的或凸面的表面。當設計外圍光學元件564以實現(xiàn)所需成像性能和/或外圍感測區(qū)域554的其它方面時可考慮表面的凹度或凸度。

在圖3B中，展示基本上彼此平行的光線592且所述光線592可被認為來自對象空間中遙遠的一點。如圖3B中所展示，592中的一些光線可行進到中心相機的光圈582A上且可進入中心相機的光圈582A且隨后可成像于傳感器表面552上。可延伸鏡面505在經(jīng)延伸時可朝向外圍相機564的光圈584A反射一些光線592。這些光線可在與相機564相關聯(lián)的成像傳感器表面554上行進且成像在與相機564相關聯(lián)的成像傳感器表面554上?？捎锌赡芸吹綄ο罂臻g中同一點的圖像，從對象空間發(fā)散的光線592在圖像中投射在圖像傳感器表面552上且在圖像中投射在圖像傳感器表面554上。當可伸縮的鏡面505縮回時，表面552和554上的同一點的圖像在光級上可低于中心相機的圖像。可有可能經(jīng)由使用可最小化或基本上最小化拼接偽影的圖像處理技術將投射在表面552和554上的圖像拼接在一起。盡管本文中的實例主要是在可在圖3B中所展示的經(jīng)延伸狀態(tài)與縮回狀態(tài)之間轉變的可延伸反射器的上下文內(nèi)論述，但一些實施例可具有永久地附于經(jīng)延伸狀態(tài)下的反射器，例如作為近似倒錐形形狀的結構。

圖3C說明圖3B的半球相機陣列510的實施例的實例，其中可延伸反射器505經(jīng)縮回從而基本上平行于相機殼體540的上部表面542而呈通用配置(換句話說，標準FOV成像模式或非半球形成像配置)。具有中心相機520的此實施方案的一個優(yōu)點為有可能縮回可延伸反射器505且具有一個通用的相機(例如，中心相機520)。

圖3C還說明中心相機520的光軸532。在一些實施例中，每一外圍相機525可布置在中心相機520周圍使得每一外圍相機透鏡組合件(定位在光學元件564內(nèi))的光軸534與中心相機520的光軸532上的共同相交點相交或基本上在中心相機520的光軸532上的共同相交點附近通過。此共同相交點可使用圖5A中所展示的模型定位，此將在下文中進一步描述。

圖4A說明第一相機的視場(FOV)(相機-1FOV)和其相關聯(lián)的圖像傳感器405。圖4A還展示第二相機的FOV(相機-2FOV)和其相關聯(lián)的圖像傳感器410。在圖4A中，未展示相機-1和相機-2的物理形狀，其中替代地分別展示每一相機的FOV和相關聯(lián)的圖像傳感器405和410。對象-1和對象-2至少部分地處于相機-1和相機-2兩者的每一FOV中，從而說明如何可出現(xiàn)視差圖像拼接偽影的實例。在此實例中，兩個相機用于俘獲重疊圖像。這兩個圖像接著拼接在一起以形成一個較大圖像。除非兩個相機共享同一入射光瞳，如圖4B的位置417處所示，否則將有可能存在視差拼接偽影。

為了更好地理解如何可出現(xiàn)視差拼接偽影，圖4A中所展示的對象-1可被認為朝向距離d0移動，其中傳感器405的圖像表面和傳感器410的圖像表面上的重疊像素的數(shù)目朝向一個或零個像素減小。當對象-1在位置d1處時，展示多于一個像素的重疊像素的數(shù)目。另外，如果存在在距離d2處的另一對象(例如，對象-2)，那么相較于在距離d1處的對象-1，有人可看到存在更多重疊像素。當有人嘗試沿著每一圖像的邊緣切割通過圖像傳感器405和410所俘獲的圖像且接著將其拼接在一起時，所述問題變得顯而易見。如果你使用與距離d0相關聯(lián)的邊緣，那么在距離d2處的對象-2的各部分將處于兩個圖中，而位于距離d0處的對象將具有兩個圖像中共同的一個或零個像素。

圖4B說明兩個相機(相機-1和相機-2)的FOV的重疊區(qū)451。在本發(fā)明中解決的一個問題為如何布置(或定位)多個相機(例如，相機陣列)以使得所有相機共享一個共同入射光瞳。相機-1和相機-2在圖4B和4C中展示為共用一個共同光瞳417。

圖4C類似于圖4B，其中存在相機-1和相機-2的視場的重疊區(qū)491。如所示，相機-2 473的FOV的一個邊緣經(jīng)延伸且與兩個圖像傳感器405和410的圖像表面相交。注意，圖像傳感器405和410的圖像表面上的線473的相交點并不隨線473上的點距光瞳417的距離的改變而改變。所屬領域的技術人員應能夠由此實例了解，當相機共享同一共同入射光瞳時，通過那些相機所俘獲的圖像可沿著在兩個圖像中所發(fā)現(xiàn)的連續(xù)線切割且具有原則上基本上最少到無拼接偽影。有時，布置具有共同光瞳的多個相機經(jīng)描述為在如圖1A所描述的拼接偽影方面“無視差”。圖4C說明關于旋轉的另一點。可以俯仰、偏航和橫搖角旋轉形式旋轉相機-2圖像傳感器405的光軸。橫搖將旋轉傳感器。只要兩個相機405、410的兩個光軸共享共同入射光瞳，就有可能知道多少像素經(jīng)重疊且能夠合并兩個圖像以產(chǎn)生一個圖像而無或基本上幾乎無視差偽影。

圖5A說明使用類似于圖3A、3B和3C中所展示的中心相機520的模型無視差或基本上無視差的陣列相機系統(tǒng)的實施例的實例。圖5B展示相對于圖5A以及表1和2使用的圖例，其中正角經(jīng)展示為逆時針旋轉角度，負角經(jīng)展示為順時針旋轉角度，具有雙向箭頭的角度連同X和Y線性方向以及X軸上起始于零度的角度的笛卡爾坐標系統(tǒng)始終為正角且在逆時針旋轉方向上正地增大。在圖5A中，相機520包含圖像傳感器521、光學組件522和入射光瞳中心點523。光軸532表示相機520的光軸。相機520的入射光瞳的位置不必置于光學組件522的前面。入射光瞳有可能在光學組件522內(nèi)或在傳感器521前面的任何地方。線524和532在入射光瞳中心點523處彼此正交地相交。入射光瞳中心點523被稱作坐標位置(0,0)，即位置(0,0)，其意味著沿著線524的零點位置和沿著線532的零點位置。

在圖5A中，相對于原點(0,0)以及線524和532展示距離“d”且展示距離“e”。表1提供方程式，一旦給定G、Lambda(λ)、Omega(Ω)和鏡面角度Beta(β)的輸入值，方程式就提供距離“e”和“d”以及外圍相機525的光軸角度如圖5A中所展示的相機525包含傳感器525s、組件525c和入射光瞳中心點525e。入射光瞳525e位于點(d,e)處。圖5A中所展示的其它角度和距離在此處幫助理解圖5A中所展示的模型且能夠導出表1中所展示的方程式。

為了充分解釋表1中的方程式，將使用表2中所展示的設計實例。線524垂直于光軸532且在坐標(0,0)處相交。中心相機半FOV角λ為30度，如表2中所展示。外圍相機525中的一者經(jīng)展示以具有30度的半FOV角Ω。高度G在鏡面561的頂部到線524之間。一個人可使用的設計程序為首先選擇G、λ和Ω的值。下一步驟為改變β和高度G直到可找到可實現(xiàn)的解決方案為止。如果一個人具有中心相機520和外圍相機525的三維尺寸，那么目標可為尋找將允許中心相機520以物理方式擬合在環(huán)繞中心相機520的外圍相機525內(nèi)的角度β和高度G組合。通過改變β和高度G的值，所呈現(xiàn)的方程式可用于確定“d”、“e”和θ的值，其中θ為相機525中的一者的光軸552的光軸角度。

如圖5A中所展示，外圍相機中的任一者的光軸552與點(d,e)和線532處于同一平面。圖5A展示與展示圖5A的頁面相同的平面上的線532和552。鏡面表面561位于垂直于由點(d,e)、線552和線532形成的平面的平面表面上。表2中的鏡面表面角β和方程式將產(chǎn)生都等于相同值的角alpha(α)1、2和3(即，α1、α2和α3)。在表2中，α1、2和3的值都展示為45度。基于反射定律，角度α2和α3應相等。人們可注意到，鏡面表面561應也與在位置(0.5*d,0.5*e)處連接點(0,0)和(d,e)的線543相交。人們現(xiàn)應能夠展示，沿著平行于從對象空間朝向點(0,0)的的線544b的路徑的圖5A的頁面的平面內(nèi)正在行進的光的光線將在為線544b的一部分的點(k,g)處分離，且一些光線將行進到點523周圍的入射光瞳上而其它光線將反射離開鏡面表面561，其中這些光線中的一些將進入在圖5A的頁面上所展示的點(d,e)周圍的相機525的入射光瞳。圖3B通過在圖3B中觀測光線592的路徑而幫助展示此情形。

如果人們仔細地檢查圖5A，那么其可觀測到每一外圍相機525表現(xiàn)為具有虛擬相機，其入射光瞳由于使用鏡面561而在虛擬位置(0,0)處且在其光軸處于頁面的平面上的情況下其光軸與所展示的外圍相機525的光軸位于頁面的相同平面上且其光軸與所展示的外圍相機525的光軸在鏡面表面561上的相同位置處相交。人們還可觀測到，離開鏡面561的經(jīng)反射光軸與來自虛擬相機的虛擬光軸指向相同的方向且反射光軸和虛擬光軸兩者在它們向外延伸通過鏡面到對象空間中時處于相同線上。

人們也應能夠看到，虛擬相機與實際相機525將看到相同F(xiàn)OV，其中虛擬和實際相機的FOV受平行于鏡面561的平面的鏡面表面的邊緣限制。在中心相機520周圍的周圍外圍相機525中的每一者的鏡面表面中的每一者的邊緣以所有鏡面與垂直于線532的平面的相交處為界且含有點(0,G)。如圖5A中所展示，所有鏡面表面位于平面的表面上。圖3A展示六個外圍相機，其中六個平坦鏡面表面在本文中所描述的陣列相機布置的高度G處形成六角形表面593。

如下文表2中所展示，角λ加上兩倍Ω的總和為(30+60)，即，總共90度。表2描述形成半球圖像的六個外圍相機的布置。人們可增大或減小λ和/或Ω的值以達成特定方面，以便實現(xiàn)具有小于或大于半球FOV的寬FOV相機或適應有必要擬合特定外觀尺寸或其它方面的設計的另一方面。

待考慮的一個因素為圖3B中所展示的鏡面表面505的邊緣，為圖3A中所展示的光線592分裂，其中一些光行進到中心相機上且這些光線中的一些進入中心相機的入射光瞳。同樣，與光線592一起正在行進的一些光線將反射離開鏡面505且那些光線中的一些將進入如圖3A中所展示的周圍的相機525的入射光瞳。在圖像中，人們可看到，隨著光級降低，何處這些光線已經(jīng)通過由鏡面邊緣以及入射光瞳的大小和位置進行的分裂而減少。人們可接著使用合成光圈技術以沿著邊緣恢復光級且在基本上最少拼接偽影的情況下將其拼接在一起。

表1

表2

圖5C說明經(jīng)繪制以匹配以上表2的輸入和輸出值的的尺寸的中心相機520和外圍相機525設計的實施例的實例。在圖5C的設計中，中心相機520與外圍相機525的光學元件之間的空間沖突501的一個解決方案為增大反射器507的高度，如圖5C中所展示。其它解決方案可涉及例如經(jīng)由折疊光學裝置(例如，一或多個經(jīng)適當?shù)卦O定大小和放置的反射或折射元件)修改外圍相機525的光學裝置以便不與中心相機520占據(jù)相同空間。每一相機520、525的透鏡組合件的估計大小的高度大致為3.0mm且寬度大致為5.0mm長。

圖6A說明可產(chǎn)生半球形圖像的成像系統(tǒng)(例如，如本文中所描述的寬視場陣列相機)的各組件的布置的實施例的一個實例的俯視圖。每一外圍相機625的透鏡指向中心相機620且出于說明內(nèi)部相機配置的目的未展示相機殼體和反射器。反射器在經(jīng)延伸時可安置在環(huán)繞中心相機620的所說明的六邊形形狀區(qū)605附近或沿著環(huán)繞中心相機620的所說明的六邊形形狀區(qū)域605安置。相機625中的每一者的合適的機械光學設計可出于最小空間和所需尺寸而將所有透鏡集成在共同模塊中。環(huán)繞中心相機620的相機625中的每一者可使用棱鏡、鏡面或其它等效光學組件以有效地重新引導(或折疊)光穿過相機625。在一些實施例中，周圍的相機625的所有傳感器630與中心相機620的傳感器安置于相同襯底上。在一個實例中，在所有傳感器區(qū)域均安置于晶片上的情況下，所述襯底可從單個硅晶片切割掉。此布置允許對一個傳感器區(qū)域的數(shù)字和模擬處理與所述襯底上的所有傳感器一樣共享。其也允許數(shù)字數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)(例如，相機MIPI接口)使用傳感器上的較小空間且節(jié)約功率。然而，對于所有傳感器區(qū)域，如果存在傳感器晶片的較大未使用的區(qū)域，那么使用單個晶片可浪費昂貴材料，且因此一些實施例可經(jīng)設計以最小化單個晶片的未使用的區(qū)域或具有安置于共同襯底上的每一相機的單獨傳感器晶片。因此，在一些實施例中，傳感器630可制造在多于一個硅晶片上(例如，各自經(jīng)制造在單獨硅晶片上)且接著傳感器可安置于共同結構上。在一些實施例中，結構為平面的。將傳感器安置在共同結構上可有助于對準多個成像系統(tǒng)。

圖6B說明圖6A中所描繪的陣列相機布置的俯視圖的實例而不展示相機透鏡主體或傳感器區(qū)域。出于說明性目的，橢圓形圖案610表示由切穿傾斜外圍相機625的FOV圓錐體的平面目標引起的外圍相機625的FOV。

圖6C說明對應于圖6A的陣列相機中的外圍相機625的相機視場的光線615的圓錐的實例側視圖。一個實例橢圓形圖案610說明于光線615的圓錐內(nèi)。

圖6D說明圖6A的陣列相機的反射器實施例的實例側視圖。在一些實施例中，鏡面表面605A或605B為平坦(平面)的。然而，鏡面表面605A或605B不必為平坦的。替代地，在一些實施例中，鏡面表面可具有凹形605A或凸形605B。

一些實例可經(jīng)設計以解決某些聚焦問題且考慮傾斜相機。舉例來說，相對于中心相機傾斜的外圍相機625可能可存在關于透鏡的后焦距與相對于完整相機陣列組合件的光軸傾斜的傳感器之間的光場的挑戰(zhàn)。如果將平坦測試圖放置在傾斜透鏡附近，那么人們可預期景深較窄。一旦聚焦，人們可觀測到中心經(jīng)焦點對準而邊緣離焦。一個光學解決方案可為傾斜光場從而更加平行于相機陣列光軸。

中心相機620的一個優(yōu)點為其并不具有此傾斜問題。甚至在陣列受移動裝置的薄外觀尺寸約束時，中心相機620的視場可足夠寬以例如完全成像位于距陣列10cm或更遠處的電子名片。在此狀況下，電子名片通常將不通過周圍的傾斜相機625成像，且因此當通過中心相機620成像主要對象時，傾斜透鏡聚焦問題可不會顯著降低最終拼接圖像的質量。

圖7說明全局或完整球形視場陣列相機700的實施例的實例。全局陣列相機700包含背靠背地布置兩個半球形相機710A和710B以俘獲相對的半球形視場。在包含所說明的實施例的一些實施例中，兩個半球形相機710A和710B可為參考圖3B和3C所描述的半球陣列相機。來自相機710A和710B的相對半球形視場可接著經(jīng)拼接在一起以形成完整球形圖像。在所說明的實例中，兩個陣列共享共同相機殼體表面715，然而，在支撐傳感器的傳感器襯底或另一材料在相機710A、710B之間共同共享的其它實施例中，此表面可省略。在一些實施例中，兩個相機不必確切背靠背地對準且在接縫處所得的任何像差(或由于兩個相機未經(jīng)確切對準)可在圖像的后處理期間經(jīng)校正或最小化。

在球形陣列相機700的一些實施例中，在通過兩個陣列相機710A和710B所俘獲的半球形圖像之間可存在視差偽影。相對于用戶垂直旋轉相機710A和710B可幫助減少此類視差偽影。舉例來說，此可通過旋轉球形陣列相機700實現(xiàn)，因此兩個半球相接的表面或平面715相對于直立站立的用戶垂直，其中一個相機面向用戶且另一相機背對用戶(如果在用戶前面保持處于典型成像姿態(tài))。以此取向方式所俘獲的圖像將適合于通過虛擬現(xiàn)實眼鏡查看，其中視差拼接偽影僅在用戶在全局場景周圍看向右側或左側時有可能觀測到。

在一個實例中，當在移動電話中實施時，一個相機面向移動電話的后部定位且另一相機面向移動電話的前部定位。因而，移動電話上的后向和前向相機兩者將產(chǎn)生高分辨率和寬視場圖像，與前向相機相較于后向相機產(chǎn)生顯著較低分辨率圖像的當前典型移動電話相機配置形成對比。

盡管真實且不完美的鏡面可引起使用本文中所描述的半球形或球形陣列相機實施例中的任一者所俘獲圖像的暗化，但此類暗化在通過使用不完美的鏡面的陣列所俘獲的所有圖像內(nèi)應恒定。因此，在一些實施例中，后俘獲處理技術可用于例如通過使用已知變暗區(qū)的遮罩倍增所俘獲圖像而修正歸因于鏡面的圖像的已知暗化。結果將呈現(xiàn)為如同圖像是通過具有銳邊緣和銳頂端的理想鏡面所俘獲。

IV.實施系統(tǒng)和術語

本文中所揭示的實施方案提供用于無視差和傾斜偽影的寬視場(例如，半球形或球形)陣列相機的系統(tǒng)、方法和設備。所屬領域的技術人員將認識到，這些實施例可用硬件、軟件、固件或其任何組合來實施。

在一些實施例中，可在無線通信裝置中利用上文所論述的電路、過程和系統(tǒng)。無線通信裝置可為用來與其它電子裝置無線通信的一種電子裝置。無線通信裝置的實例包含蜂窩電話、智能電話、個人數(shù)字助理(PDA)、電子閱讀器、游戲系統(tǒng)、音樂播放器、上網(wǎng)本、無線調制解調器、膝上型計算機、平板計算機裝置等。

無線通信裝置可包含：一或多個圖像傳感器；圖像信號處理器；以及存儲器，其包含用于實施上文所論述的過程的指令或模塊。裝置還可具有數(shù)據(jù)、從存儲器加載指令和/或數(shù)據(jù)的處理器、一或多個通信接口、一或多個輸入裝置、一或多個輸出裝置(例如，顯示裝置)和電源/接口。無線通信裝置可另外包含傳輸器和接收器。傳輸器和接收器可共同稱作收發(fā)器。收發(fā)器可耦合到一或多個天線以供傳輸和/或接收無線信號。

無線通信裝置可以無線方式連接到另一電子裝置(例如，基站)。無線通信裝置或者可被稱作移動裝置、移動臺、訂戶臺、用戶設備(UE)、遠程站、接入終端、移動終端、終端、用戶終端、訂戶單元等。無線通信裝置的實例包含膝上型或臺式計算機、蜂窩電話、智能電話、無線調制解調器、電子閱讀器、平板計算機裝置、游戲系統(tǒng)等。無線通信裝置可根據(jù)例如第三代合作伙伴計劃(3GPP)等一或多個業(yè)界標準來操作。因此，通用術語“無線通信裝置”可包含根據(jù)業(yè)界標準以不同的命名法來描述的無線通信裝置(例如，接入終端、用戶設備(UE)、遠端終端等)。

可將本文中所描述的功能作為一或多個指令存儲在處理器可讀或計算機可讀媒體上。術語“計算機可讀媒體”是指可由計算機或處理器接入的任何可用媒體。借助于實例而非限制，此類媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、快閃存儲器、CD-ROM或其它光盤存儲裝置、磁盤存儲裝置或其它磁性存儲裝置或任何其它可用來存儲呈指令或數(shù)據(jù)結構形式的所需程序代碼并且可由計算機接入的媒體。如本文所使用，磁盤和光盤包含壓縮光盤(CD)、激光光盤、光學光盤、數(shù)字影音光盤(DVD)、軟性磁盤和光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤用激光以光學方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。應注意，計算機可讀媒體可為有形且非暫時性的。術語“計算機程序產(chǎn)品”是指與可由計算裝置或處理器執(zhí)行、處理或計算的代碼或指令(例如，“程序”)組合的計算裝置或處理器。如本文所使用，術語“代碼”可指可由計算裝置或處理器執(zhí)行的軟件、指令、代碼或數(shù)據(jù)。

本文中所揭示方法包括用于實現(xiàn)所描述的方法的一或多個步驟或動作。在不偏離權利要求書的范圍的情況下，方法步驟和/或動作可彼此互換。換句話說，除非正描述的方法的適當操作需要步驟或動作的特定次序，否則，在不脫離權利要求書的范圍的情況下，可修改特定步驟和/或動作的次序和/或使用。

應注意，如本文中所使用，術語“耦合(couple、coupling、coupled)”或詞語耦合的其它變體可指示間接連接或者直接連接。舉例來說，如果第一組件“耦合”到第二組件，那么第一組件可間接連接到第二組件或者直接連接到第二組件。如本文中所使用，術語“多個”指示兩個或多于兩個。舉例來說，多個組件指示兩個或多于兩個組件。

術語“確定”涵蓋廣泛多種動作，且因此“確定”可包含計算、運算、處理、導出、調查、查找(例如，在表、數(shù)據(jù)庫或另一數(shù)據(jù)結構中查找)、查明等。并且，“確定”可包含接收(例如，接收信息)、接入(例如，接入存儲器中的數(shù)據(jù))等等。而且，“確定”可包含解決、選擇、挑選、建立等。

除非另外明確指定，否則短語“基于”并不意味著“僅基于”。換句話說，短語“基于”描述“僅基于”和“基于至少”兩者。

在以上描述中，給出特定細節(jié)以提供對實例的徹底理解。然而，所屬領域的一般技術人員將理解，可在沒有這些特定細節(jié)的情況下實踐實例。舉例來說，可在框圖中展示電組件/裝置，以免以不必要的細節(jié)混淆所述實例。在其它情況下，可詳細展示這些組件、其它結構和技術以便進一步解釋所述實例。

出于參考目的且為了輔助定位各個部分，本文中包含標題。這些標題并不希望限制關于其描述的概念的范圍。此類概念可在整個說明書中都適用。

還應注意，可將所述實例描述成過程，這個過程被描繪成流程圖、流圖、有限狀態(tài)圖、結構圖或框圖。盡管流程圖可以將操作描述成順序過程，但是許多操作可以并行或同時執(zhí)行，并且所述過程可以重復。另外，可重新布置操作的次序。當其操作完成時，過程終止。過程可對應于方法、函數(shù)、程序、子例程、子程序等。當過程對應于軟件函數(shù)時，過程的終止對應于函數(shù)返回到調用函數(shù)或主函數(shù)。

提供對所揭示實施方案的先前描述以使得所屬領域的技術人員能夠進行或使用本發(fā)明。對這些實施方案的各種修改對于所屬領域的技術人員將易于顯而易見，且本文中所定義的一般原理可應用于其它實施方案而不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并不希望限于本文中所展示的實施方案，而是應符合與本文中所揭示的原理和新穎特征一致的最廣范圍。