多孔径成像设备、成像系统和用于使多孔径成像设备可用的方法与流程

本发明涉及一种多孔径成像设备、一种成像系统和一种提供多孔径成像设备的方法。本发明还涉及一种具有线性通道布置和较小或非常小的大小的多孔径成像系统。

背景技术：

常规相机具有对整个物场进行成像的成像通道。相机具有自适应组件，该自适应组件使得能够在物镜和图像传感器之间进行相对的横向二维位移，从而实现光学图像稳定功能。具有线性通道布置的多孔径成像系统由若干个成像通道组成，每个成像通道仅捕获物体的一部分并包含偏转镜。

期望具有用于对物体区域或视场进行多通道捕获的构思，从而实现紧凑实现。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种多孔径成像设备和一种提供多孔径成像设备的方法，其能够实现紧凑的实现，即，具有小的安装空间并且具有高图像质量。

该目的通过独立的专利权利要求的主题来解决。

本发明的一个发现是认识到，可以通过以下事实来解决上述目的：由多孔径成像设备捕获的图像的光学图像稳定可以通过图像传感器、光学通道的阵列和光束偏转装置之间的相对移动来获得，由此可以使用现有组件，这使得能够实现紧凑结构并且提供高图像质量。光学通道之间的任何偏差可以附加地通过电子图像稳定器进行平衡，以便通过在光学通道之间不同的电子校正来改进通道全局光学图像稳定。

根据实施例，多孔径成像设备包括图像传感器、光学通道的阵列、光束偏转装置和光学图像稳定器。光学通道的阵列中的每个光学通道包括用于将总视场的局部视场投影到图像传感器的图像传感器区域上的光学器件。光束偏转装置被配置为使光学通道的光路偏转。光学图像稳定器被配置为通过在图像传感器、阵列和光束偏转装置之间产生第一相对移动来提供沿着第一图像轴的图像稳定，并且通过在图像传感器、阵列和光束偏转装置之间产生第二相对移动来提供沿着第二图像轴的图像稳定。多孔径成像设备包括电子图像稳定器，用于提供沿着第一图像轴和第二图像轴的阵列的第一光学通道的图像稳定。

另外的实施例涉及一种成像系统和一种提供多孔径成像设备的方法。

另外的有利实现是从属的专利权利要求的主题。

附图说明

随后将参考附图描述本发明的优选实施例，在附图中：

图1a示出了根据实施例的多孔径成像没备的示意图；

图1b示出了根据实施例的多孔径成像设备的示意图，其中致动器连接到图像传感器；

图2a示出了根据实施例的另一多孔径成像设备的示意侧截面图；

图2b示出了图2a的多孔径成像设备的示意侧截面图；

图3示出了根据实施例的多孔径成像设备的示意顶视图，其中，光束偏转装置包括各种光束偏转元件；

图4a示出了根据实施例的具有以单行方式布置的光学通道的多孔径成像设备的示意透视图；

图4b示出了根据实施例的总视场的示意图，例如，总视场可以用本文所述的多孔径成像设备捕获；

图4c示出了图4a的多孔径成像设备的示意透视图，该图用作描述光学图像稳定和电子图像稳定的组合的有利实现的基础；

图5a示出了根据实施例的形成为小平面(facet)的阵列的光束偏转装置的示意图；

图5b示出了根据实施例的光束偏转装置的示意图，其中，与图5a中的图示相比，小平面包括不同的分类；

图6a至图6f示出了根据实施例的光束偏转装置的有利实现；

图7示出了根据实施例的成像系统的示意透视图；

图8示出了根据实施实例的包括两个多孔径成像设备的便携式设备的示意透视图；

图9示出了包括第一多孔径成像设备和第二多孔径成像设备的示意结构，第一多孔径成像设备和第二多孔径成像设备具有公共图像传感器(mutualimagesensor)、公共阵列和公共光束偏转单元；

图10a至图10e示出了根据实施例的电子图像稳定器的实现的示意图；以及

图11示出了根据实施例的提供多孔径成像设备的方法的示意图。

具体实施方式

在随后将参考附图详细说明本发明的实施例之前，应当指出，在不同的附图中以相同的附图标记提供了相同的、功能上相同的、和操作上相同的元件、物体和/或结构，使得不同实施例中的对这些元件的描述是可互换的和/或共同适用的。

图1a示出了根据实施例的多孔径成像设备10的示意图。多孔径成像设备10包括图像传感器12、光学通道16a至16h的阵列14、光束偏转装置18和光学图像稳定器22。光学通道16a至16h中的每一个包括用于将总视场的局部视场投影到图像传感器12的图像传感器区域24a至24h上的光学器件(optic)64a至64h。光学通道可以被理解为一系列光路。光路会受到布置在阵列14中的光学器件64a至64h的影响(例如，受散射或集中的影响)。各个光学通道可以各自形成完整的成像光学器件，并且可以各自包括至少一个光学组件或光学器件(例如，折射、衍射或混合透镜)，并且可以对利用多孔径成像设备完全捕获的整个物体的一部分进行成像。这意味着光学器件64a至64h中的一个、若干个或全部也可以是光学元件的组合。可以相对于一个、若干个或全部光学通道布置孔径光阑。

例如，图像传感器区域24a至24h可以各自由包括对应像素阵列在内的芯片形成，其中图像传感器区域可以安装在公共基板或公共电路载体(例如，公共电路板或公共挠性板)上。备选地，显然也可以是这样的：图像传感器区域24a至24h每个可以形成连续地延伸跨过图像传感器区域24a至24h的公共像素阵列的一部分，其中公共像素阵列形成在例如单个芯片上。例如，在图像传感器区域24a至24h中仅读出公共像素阵列的像素值。显然地，这些备选方案的各种组合也是可以的，例如存在用于两个或更多个通道的芯片以及存在用于其他通道的另一芯片等。例如，在图像传感器12的若干个芯片的情况下，所述芯片可以例如以全部一起或成组地等方式安装在一个或若干个电路板或电路载体上。此外，使用包括若干个单独的像素场在内的单个芯片的解决方案也是可能的。备选实施例包括若干个芯片，这些芯片又包括单独的像素场。

光束偏转装置18被配置为使光学通道16a至16h的光路26偏转。图像稳定器22被配置为基于图像传感器12、阵列14和偏转装置18之间的相对移动，使得能够沿着第一图像轴28和沿着第二图像轴32实现光学图像稳定。第一图像轴28和第二图像轴32可以受到图像传感器区域24a至24h和/或图像传感器12的布置或取向的影响。根据实施例，图像轴28和32被布置为彼此垂直和/或与图像传感器区域24a至24d的像素的延伸方向一致。备选地或附加地，图像轴28和32可以指示沿着其对局部视场或总视场进行采样或捕获的取向。简而言之，图像轴28和32可以分别是在由多孔径成像设备10捕获的图像中的第一方向和第二方向。例如，图像轴28和32相对于彼此成≠0°的角度，例如，它们在空间中彼此垂直地布置。

当在捕获局部视场或总视场的捕获处理期间相对于其视场被捕获的物体区域移动多孔径成像设备10时，光学图像稳定会是有利的。光学图像稳定器22可以被配置为至少部分地抵消该移动，以便减小或防止图像抖动。为了能够沿着图像轴28实现光学图像稳定，光学图像稳定器22可以被配置为在图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18之间产生第一相对移动34。为了能够沿着图像轴32实现光学图像稳定，光学图像稳定器22被配置为在图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18之间产生第二相对移动。对于第一相对移动34，光学图像稳定器22可以包括致动器36和/或致动器37，以用于通过沿着图像轴28移位阵列14和/或图像传感器12来产生相对移动34。换句话说，尽管致动器36被示出为使得致动器36以平移的方式移位或移动阵列14，但是根据另外的实施例，致动器36可以备选地或附加地连接至图像传感器12，并且可以被配置为相对于阵列14移动图像传感器12。备选地或附加地，光学图像稳定器可以包括致动器42，致动器42被配置为沿着图像轴28产生光束偏转装置18的平移移动39a。在这种情况下，光学图像稳定器22被配置为使得其执行致动器36、37和/或42的移动，从而在图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18之间产生相对移动34。这意味着，尽管在图1a中在阵列14处示出了相对移动34，但是备选地或附加地，其他组件也可以移动。相对移动34可以平行于行延伸方向35并且垂直于光路26执行。然而，如下这样是有利的：使阵列14以平移的方式相对于图像传感器12运动，以便例如尽可能少或完全不对图像传感器12关于另外的组件的电互连机械地施加应力。

为了产生第二相对移动，光学图像稳定器22可以被配置为产生或实现光束偏转装置18的旋转移动38，和/或提供图像传感器12和阵列14之间的沿着图像轴32的平移相对移动和/或提供阵列14和光束偏转装置18之间的平移相对移动，其中致动器36、37和/或42可以被配置用于此目的。为了产生旋转移动38，光学图像稳定器22可以例如包括致动器42，致动器42被配置为产生旋转移动38。备选地，光学图像稳定器22可以被配置为使用致动器42产生沿图像轴32的平移移动39b。基于第一相对移动34和/或39a，可以沿着与其平行的图像方向(例如，沿着图像轴28或与图像轴28相反)获得光学图像稳定。基于第二相对移动38和/或39b，可以沿着图像传感器12的主侧面平面中与旋转移动38的旋转轴44垂直布置的图像方向(例如，沿着图像轴32)获得光学图像稳定。可以将主侧面理解为与其他侧面相比包括较大或最大尺寸的侧面。备选地或附加地，可以布置诸如结合图3所描述的聚焦装置，聚焦装置被配置为改变多孔径成像设备的焦点。尽管将光学稳定器22实现为使得其将第一相对移动和第二相对移动控制为平移相对移动可以用于获得光学图像稳定，但是将第二相对移动实现为旋转移动38会是有利的，这是因为在这种情况下可以避免组件沿着第二图像轴32的平移移动。该方向可以平行于多孔径成像设备10的厚度方向，根据若干个实施例，该厚度方向应保持尽可能小。这样的目的可以通过旋转移动来实现。

简而言之，替代垂直于相对移动34的平移移动，可以使用旋转移动38来获得沿第二图像轴32的光学图像稳定。这使得可以节省安装空间，以使得能够实现垂直于相对移动34的平移相对移动。例如，平移相对移动可以被布置为垂直于设备的厚度方向，使得设备可以以小的厚度(即，以薄的方式)实现。这在移动设备领域提供了特殊的优势，因为它们可以用扁平壳体来实现。

多孔径成像设备10包括电子图像稳定器41，电子图像稳定器41被配置为对投影到图像传感器区域24a至24h的局部图像进行电稳定(即，通过操纵图像数据)。为此，可以单独或组合使用不同的方法，例如，电子减震(e-vr)、coolpixs4、抗震dsp和/或高级减震(asr)。电子图像稳定器41被配置为将阵列14的第一光学通道16a至16h的图像传感器区域24a至24h的第一部分图像稳定到第一程度。此外，电子图像稳定器41可以被配置为附加地将阵列14的第二光学通道16a至16h的图像传感器区域24a至24h的第二部分图像稳定到不同于第一程度的第二程度(即，以通道单独方式)。在这种情况下，程度涉及沿着第一图像轴28和第二图像轴32执行的图像校正，其中在这种情况下还包括围绕图像轴的旋转等。

在实现中，电子图像稳定器41被配置为针对每个光学通道(即，针对图像传感器区域24a至24h的局部图像中的每一个)以通道单独方式执行电子图像稳定。这样，可以针对第一光学通道和第二光学通道16a至16h校正不同的像差或者甚至是通道单独像差。

光学通道的光学器件64a至64h可以各自包括不同的光学特性。例如，通过制造容差获得不同的光学特性，使得光学器件64a至64h关于一个或若干个光学特性(例如，焦距、视场角、光学直径等)在至多±10％、至多±5％或至多±3％的容差范围内彼此不同。

已经认识到，在光学器件64a至64h的光学特性以制造相关方式不同的情况下，通过图像传感器12、相应光学通道的光学器件64a至64h和光束偏转装置18之间的相对移动实现的光学图像稳定引起这样的事实：图像传感器区域24a至24d中的图像以不同方式改变。这至少部分是由于以下事实：对于全部光学通道以相同方式(即，以通道全局方式)执行的用于实现光学图像稳定性的机械移动引起通过光学器件64a至64h的光路不同地改变。现在，不同的光学特性不同地或者甚至通道单独地影响图像传感器区域24a至24h的图像。换句话说，在光束偏转单元和/或阵列和/或图像传感器之间的相对移动以相同方式影响全部通道的情况下，每通道的不同的图像位移尤其是由通道的不同焦距引起的。这可以通过与光学图像稳定相结合的电子图像稳定来减少，即，至少部分地被平衡或补偿。这将基于焦距的光学特性来强调。在指向相同总视场的光学器件有两个不同的光学焦距值的情况下，在光学图像稳定的情况下的相对移动引起以下事实：光学通道的视轴和/或视向同等地改变。然而，由于光学器件64a至64h中的不同焦距，图像传感器区域24a至24h中的局部图像移动不同，这可以引起较高的计算量，甚至在接合局部图像时(即，在进行拼接时)会产生像差。

例如，阵列14可以包括光学通道16a至16h延伸通过的载体47。为此，例如，载体47可以被配置为不透明的，并且可以包括用于光学通道16a至16h的透明区域。在透明区域内或在透明区域附近和/或在透明区域的端部区域处，可以布置光学通道16a至16h的光学器件64a至64h。备选地或附加地，载体47可以被形成为透明的，并且可以例如包括聚合物材料和/或玻璃材料。影响将总视场的相应局部视场投影到图像传感器的相应图像传感器区域24a至34h上的光学器件(透镜)64a至64h可以布置在载体47的表面上。

例如，致动器36和/或42可以被形成为例如气动致动器、液压致动器、压电致动器、直流电机、步进电机、热致动的致动器、静电致动器、电致伸缩致动器、磁致伸缩致动器、或动圈驱动器。

例如，光束偏转装置18可以形成为至少在区域中反射。例如，光束偏转装置18可以包括区域或光束偏转元件46a至46d，其被配置为使光路26偏转，使得偏转的光路包括不同的角度并且捕获总视场的不同的局部视场。不同的角度可以通过光束偏转装置18和/或光学通道16a至16h的光学器件64a至64h产生。例如，区域46a至46d可以形成为小平面镜的小平面。小平面可以包括相对于阵列14的不同的倾斜度。这可以实现朝向不同布置的局部视场的光路26的偏转、影响、驱动和/或散射。备选地，光束偏转装置18可以被配置为被配置用于在一侧或两侧上反射的表面(例如，被配置为镜子)。该表面可以形成为平面，或者在部分或平面上连续弯曲，和/或在部分或平面上不连续弯曲。光路26的偏转可以备选地或附加地借助于光学通道16a至16h的光学器件64a至64h获得。

换句话说，用于光学图像稳定的相对移动在多孔径相机的全部通道中引起相同的机械偏转。然而，定义光学图像稳定的动作的实际机制的获得的图像位移附加地取决于每个通道的成像光学二器件的焦距。因此，一种认识是：除了以相同方式针对全部通道全局执行的光学图像稳定之外，还引入了通道单独电子图像稳定。光束偏转装置既可以用于偏转视向，也可以用于光学图像稳定。

光束偏转装置可以在全部通道的区域上是平面的，可以包括连续的或不连续的轮廓和/或可以部分地是平面的(即，小平面化的)，其中各个连续或不连续的轮廓之间的过渡可以附加地包括局部掩模以减小反射率，或可以包括机械结构以便减少像差和/或使结构能够变硬以使由移动引起的和/或由热引起的像差可以最小。

光束偏转装置的第一位置和第二位置之间的转换可以以平移方式沿着旋转轴44发生。沿着旋转轴44的移动可以以连续或不连续的方式(例如，以双稳态或多稳态的方式)执行。例如，这可以被理解为光束偏转装置18在其间移动的位置离散的位置。例如，可以通过将致动器42或另一致动器实现为步进电动机来获得单稳态、双稳态或多稳态位置。例如，如果光束偏转装置18被配置为在两个位置之间来回移动，例如，这两个位置之一可以是致动器的空闲位置或可以基于致动器的空闲位置。例如，致动器可以被配置为相对于在到达相应的另一位置时施加反作用力的弹力执行平移移动，该弹力在去除致动器的力时将光束偏转装置移动回到其起始位置。这意味着在力图的不包括最小局部力的区域中也可以获得稳定位置。例如，这可以是最大的力。备选地或附加地，可以基于光束偏转装置18与相邻壳体或基板之间的磁力或机械力来获得稳定位置。这意味着：致动器42或另一致动器可以被配置用于以平移方式移动光束偏转装置，以便将光束偏转装置移动到双稳态或多稳态位置。备选地，可以提供简单的机械止动件以用于位置的双稳态布置，这样的布置限定了两个端部位置，在定义的端部位置之间发生位置切换。

图1b示出了根据实施例的多孔径成像设备10’的示意图。关于多孔径成像设备10，多孔径成像设备10’被修改为：致动器36机械地连接到图像传感器12，并且被配置为相对于阵列14移动图像传感器12。相对移动34可以平行于行延伸方向35并且垂直于光路26执行。

图2a示出了根据实施例的多孔径成像设备20的示意侧截面图。例如，多孔径成像设备20可以在如下方面修改多孔径成像设备10：致动器36和/或42被布置为使得致动器36和/或42至少部分地布置在由长方体55的侧面53a和53b跨越的两个平面52a和52b之间。长方体55的侧面53a和53b可以取向为彼此平行，并且与阵列的行延伸方向以及图像传感器与光束偏转装置之间的光学通道的部分光路的方向平行。长方体55的体积是最小的，但仍包括图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18及其可操作的移动。阵列14的光学通道包括光学器件64，光学器件64可以被形成为对于每个光学通道是相同的或者可以是不同的。

多孔径成像设备的体积可以包括在平面52a和52b之间的较小的或最小的安装空间。沿着平面52a和/或52b的横向侧或延伸方向，多孔径成像设备的安装空间可以很大或者可以是任意大的。例如，虚拟长方体的体积受图像传感器12、单行阵列14和光束偏转装置的布置的影响，其中根据本文描述的实施例的这些组件的布置可以被执行为使得这些组件沿与平面垂直的方向的安装空间以及由此的平面52a和52b相对于彼此之间的距离变得较小或最小。特别是在移动应用领域中(例如，针对移动电话或平板电脑)，期望尽可能薄地实现多孔径成像设备。关于组件的其它布置，虚拟长方体的体积和/或其他侧面的距离可以增加。

虚拟长方体55由虚线示出。平面52a和52b可以包括虚拟长方体55的两个侧面，或者可以被这两个侧面跨越。多孔径成像设备20的厚度方向57可以被布置为与平面52a和/或52b正交、和/或与y方向平行。

图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18可以被布置为使得平面52a和52b之间的沿着厚度方向57的垂直距离最小(该距离可以被称为长方体的高度，这是出于简化目的但是没有限制作用)，其中可以省略体积的小型化(即，长方体的其他尺寸)。长方体55沿着方向57的扩展可以是最小的，并且可以基本上通过成像通道的光学组件(即，阵列14、图像传感器12和光束偏转装置18)沿着方向57的扩展来预定义。

多孔径成像设备的体积可以包括在平面52a和52b之间的较小的或最小的安装空间。沿着平面52a和/或52b的横向侧或延伸方向，多孔径成像设备的安装空间可以很大或者可以是任意大的。例如，虚拟长方体的体积受图像传感器12、单行阵列14和光束偏转装置的布置的影响，其中根据本文描述的实施例的这些组件的布置可以被执行为使得这些组件沿与平面垂直的方向的安装空间以及由此的平面52a和52b相对于彼此之间的距离变得较小或最小。关于组件的其它布置，虚拟长方体的体积和/或其他侧面的距离可以增加。

多孔径成像设备的致动器(例如，致动器36和/或42)可以包括平行于方向57的尺寸或扩展。从平面52a和52b之间的区域开始，致动器的尺寸的不大于50％、不大于30％或者不大于10％的比例延伸出平面52a和/或52b或者延伸出区域。这意味着，致动器以不明显的方式延伸出平面52a和/或52b。根据实施例，致动器不延伸出平面52a和52b。在这种情况下，有利的是，致动器不增加多孔径成像设备10沿厚度方向或方向57的扩展。

图像稳定器22和/或致动器36和/或42可以包括平行于厚度方向57的尺寸或扩展。从平面52a和52b之间的区域开始，尺寸的不大于50％、不大于30％或者不大于10％的比例延伸出平面52a和/或52b或者延伸出区域，例如针对致动器42’(其指示致动器42的偏移布置)所示。这意味着，致动器36和/或42以不明显的方式延伸出平面52a和/或52b。根据实施例，致动器36和/或42不延伸出平面52a和52b。在这种情况下，有利的是，致动器36和/或42不增加多孔径成像设备20沿厚度方向57的扩展。

尽管为了更好的说明而在本文中使用了诸如上、下、左、右、前或后之类的术语，但是这些术语并不旨在具有任何限制作用。应当理解，这些术语可以基于空间中的旋转或倾斜而相互交换。例如，从图像传感器12开始朝向光束偏转装置18的x方向可以被理解为前面或前向。例如，可以将正y方向理解为上。沿正或负z方向远离图像传感器12、阵列14和/或光束偏转装置18或与其分隔开的区域可以被理解为紧挨着相应的组件。简单地说，图像稳定器可以至少包括一个致动器36和/或42。至少一个致动器36和/或42可以分别布置在平面48中或布置在平面52a和52b之间。

换句话说，致动器36和/或42可以布置在图像传感器12、阵列14和/或光束偏转装置18的前面、后面或紧挨着它们。根据实施例，致动器36和42被布置使得在平面52a和52b之间的区域外部的最大程度为50％、30％或10％。这意味着，至少一个致动器36和/或图像稳定器22沿着垂直于平面48的厚度方向57延伸出该平面或最大尺寸52a至52b之间的区域的部分不大于图像稳定器的致动器36和/或42沿着厚度方向57的尺寸的50％。这使得多孔径成像设备20沿着厚度方向57的尺寸较小。

图2b示出了多孔径成像设备20的示意侧截面图，其中，光路26和26’指示多孔径成像设备20的不同视向。多孔径成像设备可以被配置为将光束偏转装置的倾斜改变角度α，使得光束偏转装置18的不同的主侧面以交替的方式被布置为面对阵列14。多孔径成像设备20可以包括这样的致动器，其被配置为使光束偏转装置18围绕旋转轴44倾斜。例如，致动器可以被配置为将光束偏转装置18移动到第一位置，在该第一位置中，光束偏转装置18将阵列14的光学通道的光路26偏转到正y方向。为此，在第一位置中，光束偏转装置18可以例如包括大于0°且小于90°的角度α，该角度至少为10°且不大于80°，或者至少为30°且不大于50°(例如，45°)。致动器可以被配置为在第二位置围绕旋转轴44偏转光束偏转装置，使得光束偏转装置18将阵列14的光学通道的光路朝向负y方向偏转(如由光路26′和光束偏转装置18的虚线所示)。例如，光束偏转装置18可以被配置为在两个侧面上均反射，使得在第一位置中，第一光路26或26′分别被偏转或反射。根据有利的实现，多孔径成像设备20被配置为在第一位置和第二位置之间执行切换，使得在两个位置之间，辅助侧面与阵列14相关联，但是避免主侧面完全面对阵列14的取向。还可以理解为，在通过旋转移动在第一操作状态或位置和第二操作状态或位置之间进行切换期间，第一主侧面的表面法线51a和第二主侧面的第二表面法线51b在各自的时间点处包括相对于朝向图像传感器的方向的至少为10°的角度γ1和γ2，并且在适用时平行于图像传感器12的表面法线。这样，可以避免角度γ1和γ2之一为0°或180°，0°或180°可以指示光束偏转装置18沿着厚度方向的较大的或近似最大的扩展。

图3示出了根据实施例的多孔径成像设备30的示意顶视图。与多孔径成像设备10和/或20相比，可以对多孔径成像设备30进行修改，使得多孔径成像设备30包括被配置为改变多孔径成像设备30的焦点的聚焦装置54。这可以基于图像传感器12与阵列14之间的可变距离56来执行，如距离56’所示。

聚焦装置54可以包括致动器58，该致动器被配置为在致动时变形和/或提供图像传感器12和阵列14之间的相对移动。针对多孔径成像设备30示例性地示出了这一点，使得致动器58被配置为相对于图像传感器12沿着正和/或负x方向移位阵列14。例如，阵列14可以在一侧被支撑，从而基于致动器58的致动，阵列14沿着正或负x方向移动，并且基本上沿着正和/或负z方向保持不移动。例如，基于致动器36的致动，可以获得沿着正和/或负z方向的用于光学图像稳定的附加移动。根据另外的实施例，致动器58和/或聚焦装置54被配置为基于图像传感器12相对于阵列14的平移位移来获得图像传感器12与阵列14之间沿着x轴的相对移动。根据另外的实施例，图像传感器12和阵列14可以被移动。根据另外的实施例，聚焦装置54可以包括至少一个另外的致动器。例如，第一致动器和第二致动器可以被布置在阵列14的两个相对的区域处，使得在致动器被致动时，减少对可移动阵列14的支撑(备选地或附加地，对图像传感器12的支撑)的需要。附加地，致动器58或另外的致动器可以被配置为保持单行阵列14与光束偏转装置18之间的距离基本上恒定或者(即使不使用附加致动器时)精确恒定，即将光束偏转装置18移动与单行阵列14一样的程度。聚焦装置54可以被配置为通过图像传感器12和阵列14之间的沿着图像传感器12的表面法线的相对平移移动(聚焦移动)来实现自动聚焦功能。在这种情况下，可以通过致动器42或另外的致动器的相应的构造实现或使用而与聚焦移动同时移动光束偏转装置18。这意味着阵列14与光束偏转装置之间的距离保持不变，和/或光束偏转装置18以同时或时间偏移的方式移动与聚焦移动相同或相当的程度，从而至少在通过多孔径成像设备捕获视场的时间点处，与改变焦点之前的距离相比该距离没有改变。这可以这样执行：使得光束偏转装置18与致动器42一起移动(即，同时移动)，使得阵列14和光束偏转装置之间的距离保持恒定或被补偿。这意味着阵列14与光束偏转装置18之间的距离保持不变，和/或光束偏转装置18可以以同时或时间偏移的方式移动与聚焦移动相同或相当的程度，从而至少在通过多孔径成像设备捕获视场的时间点处，与改变焦点之前的距离相比阵列14和光束偏转装置18之间的距离没有改变。备选地，光束偏转装置18可以是空闲的或者可以被排除在自动聚焦移动之外。

例如，致动器58可以被实现为压电致动器(例如，弯曲杆(例如，双压电晶片、三压电晶片等))。备选地或附加地，聚焦装置54可以包括动圈驱动器、气动致动器、液压致动器、直流电机、步进电机、可以被热致动的致动器或弯曲杆、静电致动器、电致伸缩和/或磁致伸缩驱动器。

如结合图像稳定器及其在平面48中的和/或在平面52a和52b之间的区域中的布置所描述的，聚焦装置54的至少一个致动器58可以至少部分地布置在平面52a和52b之间。备选地或附加地，至少一个致动器58可以布置在其中布置有图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18的平面中。例如，聚焦装置54的致动器58沿着垂直于平面48(其中布置有图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18)的厚度方向57可以沿着厚度方向延伸出平面52a和52b之间的区域不超过聚焦装置54的致动器58的尺寸的50％。根据实施例，致动器延伸出平面52a和52b之间的区域不超过30％。根据另一实施例，致动器54延伸出该区域不超过10％或完全位于该区域内部。这意味着：沿着厚度方向57，聚焦装置54不需要附加的安装空间需求，这是有利的。例如，如果阵列14包括其上布置有透镜64a至64d的透明基板(载体)62，则阵列14以及(如果适用)多孔径成像设备30沿厚度方向57的尺寸可以很小或最小。参考图2a，这可以指示长方体55沿方向57具有小的厚度，或者该厚度不受基板62的影响。用于各个光学通道中成像的光路可以通过基板62。多孔径成像设备的光学通道可以穿过光束偏转装置18与图像传感器12之间的基板62。

例如，透镜64a至64d可以是液体透镜，即，致动器可以被配置为驱动透镜64a至64d。液体透镜可以被配置为针对每个通道单独地调整和改变折光力，并且因此调整焦距和图像位置。

图4a是根据实施例的多孔径成像设备40的示意透视图。例如，与多孔径成像设备10相比，阵列14以单方式配置，这意味着全部光学通道16a至16d可以沿着阵列14的线延伸方向布置在单根线行上。术语“单行”也可以指示没有另外的行。阵列14的单行实现使得阵列以及可能的多孔径成像设备40沿着厚度方向57的尺寸较小。光学图像稳定器包括一起形成致动器36的致动器36a和36b，这意味着本文中描述的致动器也可以由若干个致动器或控制元件来实现，和/或若干个致动器可以组合成公共致动器。

多孔径成像设备40可以被配置为基于光束偏转装置18沿不同方向捕获视场。例如，光束偏转装置可以包括第一位置pos1和第二位置pos2。基于平移或旋转移动，光束偏转装置可以在第一位置pos1和第二位置pos2之间切换。例如，光束偏转装置18可以沿单行阵列14的行延伸方向z以平移方式移动，例如如平移移动66所示。例如，平移移动66可以基本上被布置为平行于行延伸方向65，所述至少一行阵列14沿着该线延伸方向65布置。例如，可以使用平移移动以便将不同的小平面放置在光学通道16a至16d的光学器件的前面，以便获得多孔径成像设备40的不同视向。光束偏转装置18可以被配置为在第一位置pos1中沿第一方向(例如，至少部分地沿正y方向)偏转光路26a至26d。光束偏转装置18可以被配置为在第二位置pos2中沿不同方向(例如，至少部分地沿着负y方向)引导光路26a至26d(即，每个光学通道16a至16d的光路)。例如，致动器42可以被配置为基于光束偏转装置18沿着移动方向66的移动，将光束偏转装置18从第一位置pos1移动到第二位置pos2。致动器42可以被配置为使沿着移动方向66的平移移动与旋转移动38重叠。备选地，多孔径成像设备40还可以包括另外的致动器，其被配置为使光束偏转装置沿着移动方向66或与其相反方向移动。

如结合图2b所描述的，致动器42可以被配置为基于光束偏转装置18的旋转来获得光束偏转装置18的第一位置和/或第二位置。第一位置pos1和第二位置pos2之间的移动可以与旋转移动38重叠，这既可以针对在位置之间切换的旋转移动，也可以针对沿着方向66的平移移动。

图4b示出了总视场70的示意图，例如，总视场70可以用如前所述的多孔径成像设备(例如，多孔径成像设备10、20、30或40)捕获，其中，例如，多孔径成像设备10可以将总视场70细分为更大或更小数量的局部视场72a至72d。多孔径成像设备的光学通道的光路可以被引导到不同的局部视场72a至72d，其中局部视场72a至72d可以与每个光学通道相关联。例如，局部视场72a至72d彼此重叠，以便使得各个局部图像接合成总图像。如果多孔径成像设备包括不同于四个的多个光学通道，则总视场70可以包括不同于四个的多个局部视场。备选地或附加地，至少一个局部视场72a至72d可以被更大数量的模块(多孔径成像设备)的第二或更大数量的光学通道捕获，以实现立体相机、三重体相机(triocamera)、四重体相机(quartetcamera)，以便能够利用其捕获三维物体数据。这些模块可以单独实现或被实现为链接系统，并且可以布置在多孔径成像设备的壳体中的任何位置处。一起形成立体相机、三重体相机、四重体相机的不同模块的图像可以移位一个像素的分数，并且可以被配置为实现超分辨率的方法。光学通道的数量和/或多孔径成像设备的数量和/或局部视场的数量例如是任意的，并且可以包括如下数量：至少两个、至少三个、至少四个、至少十个、至少20或甚至更高的值。另外的线的光学通道也可以捕获各自重叠的局部区域并且可以一起覆盖总视场。这使得能够获得由通道组成的立体结构的、三重体结构的、四重体结构等的阵列相机，所述通道部分地重叠并且覆盖它们的局部分组内的总视场。

图4c是多孔径成像设备40的示意透视图，基于该图描述了光学图像稳定和电子图像稳定的组合的有利实现。光学图像稳定器22包括致动器36a、36b和42，其中致动器36a和36b被配置为通过沿着线延伸方向65移位阵列14来获得图像传感器24a至24d中的局部视场的图像的光学图像稳定。此外，例如，光学图像稳定器被配置为通过旋转移动38获得沿着图像轴32的光学图像稳定。例如，阵列14的光学器件64a至64d包括焦距f1至f4，这些焦距在不大于10％、不大于5％或不大于3％的容差范围内彼此不同。通道全局旋转移动38与不同的焦距f1至f4一起引起图像传感器区域24a至24d中的图像的不同位移691至694。这意味着由于通道全局旋转移动38，光学图像稳定器22在图像中实现了不同的效果，从而至少一个、若干个或全部图像偏离理论上的无像差状态。光学图像稳定器22可以被配置为全局地最小化全部图像的偏差，然而，这可能引起在每个图像中产生像差的事实。备选地，光学图像稳定器22可以被配置为在图像传感器区域22之一中选择参考图像并且执行对致动器42的控制，使得参考图像或参考通道中的图像尽可能精确(也可以称为无像差)。这意味着，由于通道全局光学图像稳定，通道可以相对于受影响的图像方向保持无像差，而其他通道则由于焦距f1至f4不同而偏离此参考图像。换句话说，用机械实现的光学图像稳定器来校正通道，该机械实现的光学图像稳定器对全部通道具有相同的效果，然而，不能使全部通道保持稳定。这些其他通道附加地用电子图像稳定器来校正。

电子图像稳定器41可以被配置为根据所确定的函数连接来在每个通道中执行通道单独电子图像稳定，所述函数连接取决于图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18之间的相对移动。电子图像稳定器41可以被配置为单独地稳定每个图像。为此，电子图像稳定器41可以使用全局值(例如，相机运动等)，以便提高图像的光学质量。如果电子图像稳定器41被配置为从光学图像稳定器22的参考图像开始执行电子图像校正，则是特别有利的。不同的焦距可以通过光学图像稳定优选地以线性形式提供图像的不同改变之间的函数连接，所述线性形式例如为如下形式：

像差＝f(fi，相对移动)

这意味着像差可以作为焦距或焦距差以及用于改变视向或用于光学图像稳定所执行的相对移动的函数而全局地或相对于参考通道示出。电子图像稳定器41可以以焦距f1至f4或相对于参考通道的焦距差来链接图像传感器12、阵列14和光束偏转装置18之间的程度或相对移动，以便获得与要执行的电子图像稳定有关的可靠信息，以及以便创建函数连接和/或使用该函数连接。在校准期间可以获得光学特性和/或函数连接的必要数据。用于确定一个图像相对于另一图像的位移的图像相对于彼此的对齐也可以通过确定局部视场的图像中的匹配特征(例如，边缘行进、物体大小等)来进行。例如，这可以由电子图像传感器41识别，电子图像传感器41还可以被配置为基于第一图像和第二图像中的特征的移动的比较来提供电子图像稳定。因此，可以通过对图像移动细节进行通道单独图像评价来执行通道单独电子图像稳定。

作为对不同图像中的比较的备选或附加方案，也可以在相同图像中进行特征的比较，尤其是相对于在时间上间隔开的两个捕获的图像或帧。光学图像稳定器41可以被配置为在第一时间点和第二时间点在对应的局部图像中识别匹配特征，并且基于第一图像中的特征的移动的比较来提供电子图像稳定。例如，比较可以指示这样的位移：特征通过相对移动移位了该位移，并且图像被反向移位该位移以便至少部分地校正像差。

可以使用光学图像稳定器以便稳定参考通道的成像的局部视场的图像(例如，图像传感器区域24a中的图像)。例如，电子图像稳定器41被配置为以通道单独方式针对投影在图像传感器区域24b、24c和24d上的不同于参考通道的光学通道执行图像稳定。多孔径成像设备可以被配置为仅以光学方式稳定参考通道。这意味着：在一种实现中，通过仅使用机械方式实现的光学图像稳定可以在参考通道中实现足够好的图像稳定。对于其他通道，附加地执行电子图像稳定，以便部分或全部补偿由于焦距差而引起的光学图像稳定不足的上述效果，其中，在每个通道中单独进行电子稳定。

根据另外的实施例，多孔径成像设备的每个通道还可以包括单独的电子图像稳定。可以执行针对多孔径成像设备的每个通道单独执行的电子图像稳定，使得使用要在各个通道中实现的图像位移之间的确定的函数连接。例如，在通道中沿方向32的位移是另一图像中沿方向32的位移的1.1倍、1.007倍、1.3倍或2倍或5倍。此外，该通道单独函数连接可以取决于光束偏转单元和/或阵列和/或图像传感器之间的相对移动，其中，该通道单独函数连接可以是线性的，或者可以与将光束偏转装置的旋转角度投影到沿图像方向的电子图像稳定的程度的角度函数相对应。对于方向28，可以使用相同或不同的值来实现相同的连接。

对于全部实施例，确实可以通过对应的附加传感器(例如，陀螺仪等)来捕获所实现的相对移动，或者可以根据一个、若干个或全部通道的捕获的图像数据导出所实现的相对移动。该数据或信息可以用于光学和/或电子图像稳定，这意味着，例如，多孔径成像设备被配置为从传感器接收传感器信号，关于与多孔径成像设备和物体之间的相对移动相关联的信息评价传感器信号，以及使用该信息执行对光学和/或电子图像稳定器的控制。

光学图像稳定器可以被配置为通过移动各种组件来获得沿着图像轴28和32的光学图像稳定(例如，移动阵列14以用于沿着方向28的稳定和旋转38光束偏转装置以用于沿着方向32的稳定)。在这两种情况下，光学器件64a至64d中的差异都有影响。可以针对这两个相对移动来实现关于电子图像稳定的先前讨论。特别地，单独地观察方向28和32使得能够考虑沿方向28和32的光学器件64a至64d之间的各种偏差。

本文所述的实施例可以针对图像传感器区域24a至24d中的局部图像使用公共图像轴28和/或32。备选地，方向可以不同并且可以彼此转换。

图5a示出了形成为小平面46a至46h的阵列的光束偏转装置18的示意图。例如，如果光束偏转装置18位于第一位置，则分别用数字1、2、3和4指示的小平面46a至46d可以使四个光学通道的光路沿第一方向偏转。如果光束偏转装置18包括第二位置，则每个光学通道的光路可以基于小平面46e至46h(分别由数字1’、2’、3’和4’指示)沿第二方向偏转。例如，小平面46a至46d和46e至46h可以被称为按块布置。可以覆盖基本上与所述数量个光学通道沿着行延伸方向65的延伸长度相对应的距离88，以用于使光束偏转装置18沿着平移方向66平移移动。根据图4a的实施例，例如，这是四个光学通道沿着行延伸方向65的扩展。根据另外的实施例，光束偏转元件的数量可以不同于光学通道的倍数。至少一个光束偏转元件可以被配置或布置在光束偏转装置的位置中，以便偏转至少两个光学通道的光路。

图5b示出了光束偏转装置18的示意图，其中，与图5a中的图示相比，小平面46a至46g包括不同的顺序。图5b所示的光束偏转装置包括针对每个光学通道的光学通道46a至46g的交替布置，如顺序1、1’、2、2’、3、3’、4和4’所示。这实现距离88’，光束偏转装置18沿着距离88’移动以便在第一位置和第二位置之间切换。与图5a的距离88相比，距离88’可以较小。例如，距离88’可以基本上与阵列14的两个相邻光学通道之间的距离相对应。例如，两个光学通道可以包括相对于彼此的距离或间隙，该距离或间隙基本上至少与沿着移动方向65的小平面的尺寸相对应。距离88’也可以与此不同，例如，如果将光束偏转元件配置或布置在光束偏转装置的位置中以便偏转至少两个光学通道的光路。

基于图6a至图6f描述了光束偏转装置18的有利实现。这些实现示出了可以单独或以任何组合来执行的许多优点，但是，这些并不旨在具有限制性的效果。

图6a示出了光束偏转元件172的示意侧截面图，该光束偏转元件172可以用作本文所述的光束偏转装置中的光束偏转区域46之一。光束偏转元件172可以操作用于一个、多个或全部光学通道16a至16d，并且可以包括多边形链状横截面。尽管示出了三角形横截面，但是它可以是任何其他多边形。备选地或附加地，横截面还可以包括至少一个弯曲的表面，其中为了避免像差，至少部分的平面配置会是有利的，特别是在反射表面中。两个主侧面174a和174b可以相对于彼此倾斜角度δ。角度δ可以包括在1°和89°之间的值，优选地包括在5°和60°之间的值，并且特别优选地包括在10°和30°之间的值。因此，主侧面174a和174b被优选地布置为相对于彼此以不大于60°的角度倾斜。

例如，光束偏转元件172包括第一侧面174a、第二侧面174b和第三侧面174c。至少两个侧面(例如，侧面174a和174b)被配置为是反射性的，使得光束偏转元件172被配置为在两个侧面上是反射性的。侧面174a和174b可以是光束偏转元件172的主侧面，即，具有比侧面174c大的表面的侧面。

换句话说，光束偏转元件172可以形成为楔形并且在两个侧面上是反射性的。然而，可以将实质上小于表面174c的另一表面布置为与表面174c相对，即，在表面174a和174b之间。换句话说，由表面174a、174b和174c形成的楔形物不是任意锥形物，而是在尖端侧面(pointedside)设置有表面，因此是钝的(dull)。

图6b示出了光束偏转元件172的示意侧截面图，其中描述了光束偏转元件172的悬架或位移轴176。光束偏转装置18中光束偏转元件172可以以旋转和/或平移方式围绕其可移动的位移轴176可以相对于横截面的表面重心178偏心地移位。备选地，表面重心也可以是描述光束偏转元件172沿厚度方向182和沿着垂直于厚度方向182的方向184的尺寸的一半的点。

主侧面174a可以包括表面法线175a，而主侧面174b可以包括表面法线175b。如果使用围绕位移轴176的旋转移动来在光束偏转装置的第一位置和第二位置之间切换，则可以执行光束偏转装置的旋转移动，使得在两个位置之间避免主侧面174a和174b之一完全面对阵列14的取向，如结合图2b所述。还可以理解为：通过旋转移动在第一可操作或位置和第二可操作状态或位置之间变化期间，表面法线175a和第二主侧面的表面法线175b可以在各自时间点处包括一个角度，该角度在图2b中表示为相对于朝向图像传感器的并且(如果适用)平行于图像传感器的表面法线的方向的角度γ1和γ2，角度γ1和γ2至少为10°。这样，可以避免这些角度之一为0°或180°，0°或180°可以表示光束偏转装置沿着厚度方向的较大的或近似最大的扩展。

例如，位移轴176可以沿着厚度方向182不变，并且可以包括沿与厚度方向182垂直的方向的任何偏移。备选地，也可以考虑沿着厚度方向182的偏移。例如，可以进行位移，使得在光束偏转元件172围绕位移轴176旋转时，获得的致动器行程比在围绕表面重心178旋转时获得的致动器行程更大。以此方式，由于位移轴176的位移，与围绕表面重心178的旋转相比，在相同的旋转角度下，在旋转时侧面174a和174b之间的边移动所绕的距离可以增加。优选地，光束偏转元件172被布置为使得在侧面174a和174b之间的边(即，楔形横截面的尖端侧面)面对图像传感器。因此，由于小的旋转移动，不同的侧面174a或174b可以分别使光学通道的光路偏转。这清楚地表明：可以执行旋转使得光束偏转装置沿着厚度方向的空间需求较小，这是因为不再需要光束偏转元件172以主侧面垂直于图像传感器的方式进行的移动。

侧面174c也可以称为次级侧面或后侧面。若干个光束偏转元件可以以使得连接元件布置在侧面174c处或者延伸通过光束偏转元件的横截面(即，布置在光束偏转元件的内部(例如，在位移轴716的区域中))的方式彼此连接。特别地，保持元件可以被布置为使得保持元件沿着方向182不超出光束偏转元件172或者仅超出很小程度(即，不大于50％、不大于30％或者不大于10％)，使得保持元件不增加或确定总结构沿着方向182的扩展。备选地，可以通过光学通道的透镜来确定沿厚度方向182的扩展，即，这些透镜包括限定厚度的最小值的尺寸。

光束偏转元件172可以由玻璃、陶瓷、玻璃陶瓷、塑料、金属或这些材料和/或其他材料的任意组合形成。

换句话说，光束偏转元件172可以被布置为使得尖端(即，主侧面174a和174b之间的边)指向图像传感器。保持光束偏转元件可以被执行为使得仅在后侧面处或者在光束偏转元件的内部中执行，即主侧面不被覆盖。公共保持或连接元件可以在后侧面174c上延伸。光束偏转元件172的旋转轴可以偏心地布置。

图6c示出了多孔径成像设备190的示意透视图，多孔径成像设备190包括图像传感器12和具有彼此紧邻布置的光学通道16a至16d的单行阵列14。光束偏转装置18包括可以与多个光学通道相对应的多个光束偏转元件172a至172d。备选地，例如，如果两个光学通道使用至少一个光束偏转元件，则可以布置较少数量的光束偏转元件。备选地，例如，如果通过平移移动来进行光束偏转装置18的偏转方向的切换(如结合图5a和图5b所描述的)，则也可以布置较大数量的光束偏转元件。每个光束偏转元件172a至172d可以与光学通道16a至16d相关联。光束偏转元件172a至172d可以形成为多个元件172。备选地，至少两个、若干个或全部的光束偏转元件172a至172d可以彼此一体地形成。

图6d示出了光束偏转元件172的示意侧截面图，光束偏转元件172的具有被形成为自由形式的表面的横截面。以此方式，侧面174c可以包括能够固定保持元件的凹部186，其中凹部186也可以形成为凸出元件(例如，舌簧系统的弹簧)。该横截面还包括第四侧面174d，该第四侧面174d包括比主侧面174a和174b小的表面扩展并且将主侧面174a和174b彼此连接。

图6e示出了第一光束偏转元件172a和第二光束偏转元件172b的示意侧截面图，在图示方向上第二光束偏转元件172b位于第一光束偏转元件172a的后面。凹部186a和186b可以被布置为使得它们基本上是一致的，使得可以将连接元件布置在凹部中。

图6f示出了光束偏转装置18的示意透视图，该光束偏转装置18例如包括利用连接元件188连接的四个光束偏转元件172a至172d。连接元件可以是可用的，以便可以通过致动器以平移和/或旋转的方式移动。连接元件188可以被配置为是一体的，并且可以在光束偏转元件172a至172d处或之中在延伸方向(例如，y方向)上延伸。备选地，例如，如果光束偏转元件172a至172d被形成为是一体的，则连接元件188可以仅与光束偏转装置18的至少一个侧面连接。备选地，也可以以任何其他方式(例如，借助于粘合、喷砂或钎焊)来执行与致动器的连接和/或光束偏转元件172a至172d的连接。

图7示出了根据实施例的成像系统60的示意透视图。成像系统60包括多孔径成像设备10。根据另外的实施例，作为多孔径成像设备10的备选或附加方案，成像系统60包括至少一个多孔径成像设备10’、20、30、40。成像系统60包括扁平壳体92。扁平壳体92包括沿着第一壳体方向a的第一扩展94a。扁平壳体92还包括沿着第二壳体方向b的第二扩展94b和沿着第三壳体方向c的第三扩展94c。例如，壳体方向a可以被布置为与空间中的厚度方向57平行。扁平壳体92沿壳体方向a的扩展94a可以理解为扁平壳体92的最小尺寸。与最小扩展相比，沿着其他壳体方向b和c的其他扩展94b和/或94c可以分别包括与沿着壳体方向a的扩展94a相比的至少三倍的大小、至少五倍的大小或者至少七倍的大小。简而言之，扩展94a可以比分别沿着其他壳体方向b和c的其他扩展94b和94c小、显著小、或者(如果适用)小一个量级。

扁平壳体92可以包括一个或若干个光阑96a至96b，光路26和/或26’可以例如基于多孔径成像设备10的光束偏转装置偏转通过该光阑。例如，光阑可以是电致变色光阑和/或可以布置在显示器的区域中。

成像系统60可以被配置为便携式设备。例如，成像系统60可以是便携式通信装置，例如移动电话或所谓的智能电话、平板计算机或便携式音乐播放设备。成像系统60可以被实现为例如在导航系统、多媒体系统或电视系统中使用的屏幕。备选地或附加地，成像系统60也可以布置在反射表面(例如镜子)的后面。

在移动通信设备的领域中，多孔径成像设备10、10’、20、30和/或40的布置会是有利的，因为基于组件沿着长壳体侧面94b和/或94c的布置，多孔径成像设备沿着壳体方向94a的扩展可以很小，使得成像系统60可以包括小的扩展94a。换句话说，在常规系统中使得视场实现二维角度改变(与扫描相对应)的图像传感器和物镜的相对二维横向移动可以由视向的一维改变和旋转移动替代。视向的一维改变可以通过使可旋转支撑的镜子变到另一取向来改变镜子(光束偏转装置)相对于成像通道的光轴(行延伸方向)的取向而进行，其中镜子的旋转轴可以垂直于和/或几乎垂直于成像通道的光轴延伸。为了垂直于上述方向适配视向，图像传感器和/或阵列物镜(光学通道的阵列)可以横向地朝向彼此移动。由于两个移动的相互作用，可以实现二维光学图像稳定。

为了实现较小的安装高度，可以将被布置用于实现移动的组件(例如，致动器)和子系统(例如，图像处理器)布置为仅紧邻由成像光路限定的安装空间、在该安装空间的前面和/或后面(即，布置在平面52a和52b之间)，并且根据实施例可以不布置在该安装空间的上方或下方。这实现了用于光学图像稳定的移动单元(致动器)的空间分离。这样，可以减少所需组件的数量，因此，相机系统的制造价格可以较低，并且与常规结构相比，可以实现安装高度的显著降低。参考图2a，与已知系统的区别可以是以下事实：光学通道的透镜(光学器件)可以基本上限定平面52a和52b之间的距离。这使得设备的安装高度小，这是有利的。在常规系统中，透镜的主平面平行于平面52a和52b，而阵列的光学器件的主平面被布置为与其正交。

图8示出了设备80的示意透视图，设备80包括壳体72以及布置在壳体72中的第一多孔径成像设备10a和第二多孔径成像设备10b。设备80被配置为利用多孔径成像设备以立体方式至少部分地捕获总视场70(例如，在捕获区域的重叠区域中)。例如，总视场70被布置在壳体的背离主侧面74a的主侧面74b处。例如，多孔径成像设备10a和10b可以分别通过透明区域68a和68c捕获总视场70，其中布置在主侧面74b中的光阑78a和78c至少部分透明。布置在主侧面74a中的光阑78b和78d可以分别至少部分地在光学上封闭透明区域68b和68d，使得来自面向主侧面74a的一侧的杂散光的程度至少被减小，杂散光可以使多个孔径成像设备10a和/或10b的捕获的图像失真。尽管多孔径成像设备10a和10b被示出为在空间上彼此间隔开地布置，但是多孔径成像设备10a和10b也可以被布置为在空间上相邻或组合。例如，成像设备10a和10b的单行阵列可以被布置为彼此相邻或彼此平行。单行阵列可以形成相对于彼此的行，其中每个多孔径成像设备10a和10b包括单行阵列。成像设备10a和10b可以包括公共光束偏转装置和/或公共载体62和/或公共图像传感器12。对于多孔径成像设备10a和/或10b的备选或附加方案，可以布置至少多孔径成像设备10、10’、20、30和/或40。这样的公共元件(例如，光束偏转装置或阵列)可以被公共光学图像稳定器使用，例如因为光束偏转装置的移动可以用作针对若干个模块的光学通道的光学图像稳定。因此，光学图像稳定器还可以针对若干个模块公共实现和/或可以将公共参考通道用于若干个模块。

透明区域68a至68d可以附加地包括可开关的光阑78a至78d，光阑在未被使用的情况下覆盖光学结构。光阑78a至78d可以包括机械移动的部件。例如如针对致动器36和45所述的，机械移动的部件的移动可以通过使用致动器来执行。备选地或附加地，光阑78a至78d可以是电可驱动的，并且可以包括电致变色层或电致变色层系列(即，可以被形成为电致变色光阑)。

图9示出了包括第一多孔径成像设备10a和第二多孔径成像设备10b的示意结构，该示意结构例如可以如成像系统80内那样布置。阵列14a和14b以单行方式形成，并且形成公共行。图像传感器12a和12b可以安装在公共基板上、或公共电路载体(例如，公共电路板或公共挠性板)上。备选地，图像传感器12a和12b还可以包括彼此不同的基板。显然，这些备选方案的各种组合也是可能的，例如包括公共图像传感器、公共阵列和/或公共光束偏转装置18在内的多孔径成像设备以及包括单独的组件在内的另外的多孔径成像设备。公共图像传感器、公共阵列和/或公共光束偏转装置的有利之处在于，通过驱动少量的致动器可以以高精度获得各个组件的移动，并且可以减少或避免致动器之间的同步。此外，可以获得高的热稳定性。备选地或附加地，其他和/或不相同的多孔径成像设备10、10’、20、30和/或40还可以包括公共阵列、公共图像传感器和/或公共光束偏转装置。

图10a是电子图像稳定(如可以通过本文所述的成像系统获得)的实现的初始情况的示意图，其中，关于电子图像稳定的实现还可以指代单独的多孔径成像设备，而没有限制性。在所描述的实施例中，成像系统使用公共光学图像稳定器和公共电子图像稳定器。每个模块分别示例性地包括两个光学通道16a和16b以及16c和16d，以便对物体71成像总视场。没有限制性，在相关联的图像传感器区域中的光学通道16a和16b的图像73a和73b被称为左图像75a，而光学通道16c和16d的图像73c和73d被称为对物体71的立体捕获的右图像。

图10a示出了无像差状态，其中物体71被投影在图像传感器区域上以获得图像73a至73d。图像73a和73b可以例如借助于拼接而由多孔径成像设备组合成左总图像77a。图像73c和73d可以由多孔径成像设备以类似的方式组合成右总图像77b，从而可以通过两个总图像75a和75b确定关于物体71的立体信息。

现在，图10b示出了图10a的情况，其中成像系统相对于物体71的相对移动引起物体71的相对位置改变，这由物体71’示出。例如，这可以是物体71的移动和/或成像系统的抖动。当忽略图像校正时，相对移动现在引起图像传感器区域中物体71的图像的图像位置改变，这由图像73’a至73’d的虚线示出。

现在，努力获得图10a所示的图像77a和77b(即，像差补偿图像)。一直在努力补偿抖动(即，尽可能最佳的图像稳定)。在此考虑中不考虑光学通道的光学器件中的偏差。

图10c示出了在包括相同的光学参数(即，包括相同的焦距)的全部光学通道的纯光学图像稳定引起可能最佳的图像稳定的不变假设下的针对图像中的光学图像稳定的基础。物体71的位移由沿正方向28和沿负方向32指向的箭头79示出。通过由光学图像稳定器在图像传感器、阵列和光束偏转装置之间产生相对移动，实现了图像73’a至73’d，因此总图像77a和77b分别沿着相反方向82a至82d和84a至84b移位，其中当操作时，以及时方式执行根据图10b的物体的位移以及根据图10c的补偿，以便避免产生所示出的偏移。箭头84a至84d和77a至77b所表示的方向被布置为在空间中与箭头79相反，例如，在相应的局部图像中的重要点处，例如，指示图像中的边缘的眼睛或嘴角。

现在，图10d示出了在光学图像稳定之后并且在考虑光学特性的实际偏差的情况下获得的局部图像73”a至73”d。例如，执行光学图像稳定使得以可能最佳方式校正图像73a，这意味着光学稳定后的图像73”a至少在指示光学图像稳定器的可能性的容差范围内对应于无像差图像73a。

由于光学特性的偏差，光学通道16a中的图像稳定现在在通道16b至16d中具有不同的效果，这意味着光学特性中的偏差引起例如指示基于光学稳定的图像的位移的箭头82a至82d可能关于长度和/或方向不同。

这在分别由校正后的图像73”a和73”b以及73”c和73”d形成的接合图像77中是明显的。由于光学图像稳定引起的位移反演(displacementback)的发散引起局部图像散开的事实，这可能在拼接时引起错误。例如，这由与总图像77b相关的分离的局部图像73”c和73”d、或总图像77a中的与正确稳定的局部图像73”a分隔开的局部图像73”b示出。换句话说，由于在全部通道中都有未完全补偿的图像位置，因此在接合图像时会出现像差。

在通道16b至16c的图像中，图10e示出了相对于参考通道16a执行的光学图像稳定，其由图像73”’b至73”’d指示。通过远离通道16a的通道16b至16d中的电子图像稳定，它们相对于光学通道16a中的光学图像稳定的偏差被至少部分地补偿，从而可以获得像差减少或甚至无像差的图像77”’a和77”’b，其可以分别对应于图像77a和77b。这意味着，部分补偿的图像位置是通过光学图像稳定获得的，而补偿的图像位置是通过附加的电子图像稳定获得的。电子图像稳定的程度可以由电子图像稳定器使用光学通道16a至16d之间的函数连接来执行。备选地或附加地，电子图像稳定器(例如，图像稳定器41)可以被配置为确定图像中的位移的程度，例如，当考虑在时间上彼此不同或彼此接续的两个帧中的匹配特征时。

图11示出了用于提供多孔径成像设备的方法1100的示意流程图。步骤1110包括提供图像传感器。步骤1120包括：提供光学通道的阵列，使得每个光学通道包括用于将总视场的局部视场投影到图像传感器的图像传感器区域上的光学器件。步骤1130包括：布置用于偏转光学通道的光路的光束偏转装置。步骤1140包括布置光学图像稳定器，光学图像稳定器用于通过在图像传感器、阵列和光束偏转装置之间产生第一相对移动来实现沿着第一图像轴的图像稳定，并且用于通过在图像传感器、阵列和光束偏转装置之间产生第二相对移动来实现沿着第二图像轴的图像稳定。步骤1150包括布置电子图像稳定器，以用于实现沿着第一图像轴和第二图像轴的阵列的第一光学通道的图像稳定。

本文描述的实施例使得多孔径成像系统能够具有线性通道布置(即，成单行或者沿着行延伸方向成多行)，并且具有使用图像传感器和成像光学器件之间的单轴平移移动和光束偏转镜子阵列的单轴旋转移动的光学图像稳定。

尽管上述实施例已经被描述为布置了四个光学通道或多个光学通道，但是根据另外的实施例的多孔径成像设备可以包括任意数量的光学通道，例如，可以布置至少两个、至少三个、至少四个、至少十个或更高数量个光学通道。

尽管上述实施例被描述为光学图像稳定器22包括致动器36和致动器42，但是根据另外的实施例，致动器36和42也可以被配置为公共致动器。例如，由致动器产生的移动可以借助于力转换器和/或距离转换器(变速器)被引导至图像传感器12、光学阵列14和/或光束偏转装置18，以便获得相应的移动。备选地或附加地，一个或若干个组件也可以由若干个致动器移动，例如如结合多孔径成像设备40所描述的。

例如，图像传感器可以被配置为互补金属氧化物半导体(cmos)或与之不同的技术。各个阵列的光学通道可以被理解为它们限定了光学地改变被引导到相应图像传感器区域的光路的区域。因此，与图像传感器区域相关联的光路可以行进通过阵列的光学通道。

上面已经指出，光路和/或光轴可以从光束偏转装置开始沿不同的方向引导。这可以通过在光束偏转装置处的和/或通过光学器件进行的偏转期间以相对于彼此偏离平行的方式引导光路来获得。在光束偏转之前或不存在光束偏转时，光路和/或光轴可以偏离平行。在下文中，该事实的描述在于：可以为通道提供一种预发散。利用光轴的这种预发散，将可能是这样的：例如，并非光束偏转装置的小平面的全部小平面倾斜度都彼此不同，而是一些通道组包括例如具有相同倾斜度的小平面或被引导到这样的小平面。后者可以形成为单个件和/或彼此连续地合并，即，形成为指派给在行延伸方向上相邻的这组通道的小平面。然后，这些通道的光轴的发散可能源自这些光轴的发散，而这些光轴的发散是通过光学通道的光学器件的光学中心与通道的图像传感器区域之间的横向偏移来获得的。例如，预发散可以限于一个平面。例如，光轴可以在光束偏转之前和/或在没有光束偏转的情况下在公共平面中延伸，然而，在该平面中以发散的方式延伸，并且这些小平面仅在另一个横向平面中引起了附加的发散，即这些小平面都平行于行延伸方向并且相对于上述光轴的公共平面不同地倾斜，其中，多个小平面又可以具有相同的倾斜度和/或可以与光轴已然不同的一组通道相互关联，例如在光束偏转之前和/或在没有光束偏转的情况下在上述光轴的公共平面中成对。简而言之，光学器件可以实现光路沿第一(图像)方向的(预)发散，并且光束偏转装置可以实现光路沿第二(图像)方向的发散。

例如，上述可能存在的预发散可以通过使光学器件的光学中心位于沿着行延伸方向的直线上来实现，而图像中心区域的中心被布置为偏离所述光学中心沿着图像传感器区域的平面的法线到位于图像传感器平面内的直线上的投影(例如，与在通道单独方式下的在图像传感器平面内的沿着行延伸方向和/或沿着与行延伸方向以及与图像传感器法线垂直的方向的上述直线上的点偏离的点处)。备选地，预发散可以通过使图像传感器的中心位于沿着行延伸方向的直线上而实现，而光学器件的中心被布置为偏离图像传感器的光学中心沿着光学器件的光学中心的平面的法线到位于光学器件中心平面内的直线上的点的投影(例如，与在通道单独方式下的光学器件中心平面中的、沿着行延伸方向和/或沿着与行延伸方向和光学器件中心平面的法线垂直的方向的上述直线上的点偏离的点处)。优选地，与相应投影的上述通道单独偏离仅在行延伸方向上延伸，即光轴仅位于公共平面内并且设置有预发散。然后，光学中心以及图像传感器区域中心两者将各自位于与行延伸方向平行的直线上，但具有不同的中间距离。相反，透镜和图像传感器之间的沿垂直于行延伸方向的横向方向上的横向偏移将引起安装高度增加。然而，沿行延伸方向的纯平面内偏移不会改变安装高度，因此，结果是可能会有更少的小平面和/或小平面仅包括在角度取向上的倾斜，这简化了结构。因此，例如，相邻的光学通道可以各自包括在相同平面内延伸的光轴，每个光轴相对于彼此偏斜，即，没置有预发散。可以相对于光学通道组来布置小平面，并且小平面可以仅沿一个方向倾斜，并且可以平行于行延伸方向。

此外，例如，出于实现超分辨率和/或提高借助于这些通道扫描对应的局部视场的分辨率的目的，可以提供为：一些光学通道与相同的局部视场相关联。在光束偏转之前，该组中的光学通道然后将平行延伸，并在局部视场上被小平面偏转。有利地，一组的通道的图像传感器的像素图像将位于该组的不同通道的图像传感器的像素的图像之间的中间位置中。

例如，在不为了超分辨率的目的而仅是出于立体观察的目的的情况下，也可以想到这样一种实现：沿行延伸方向的一组直接相邻的通道以其局部视场完全覆盖总视场，并且另一组直接相邻的通道在其部分上完全覆盖总视场。

因此，上述实施例可以以多孔径成像设备和/或包括这样的多孔径成像设备在内(即，具有单行通道布置)的成像系统的形式来实现，其中每个通道传输总视场的局部视场，并且局部视场部分重叠。具有若干这样的多孔径成像设备以实现立体结构、三重体结构、四重体结构等以用于捕获3d图像的结构也是可能的。多个模块可以被实现为接合的行。接合的行可以使用相同的致动器和公共光束偏转元件。可能存在于光路内的一个或若干个放大基板可以延伸穿过整个行，这可以形成立体结构、三重体结构、四重体结构。可以使用超分辨率的方法，其中若干通道对相同局部图像区域成像。在没有光束偏转设备的情况下，光轴还可以以发散的方式延伸，使得光束偏转单元上需要更少的小平面。然后，小平面有利地仅包括一个角度分量。图像传感器可以是单个件，可以仅包括一个接合的像素矩阵或若干个不连续的像素矩阵。图像传感器可以由许多局部传感器组成，这些传感器例如在印刷电路板上彼此相邻布置。自动聚焦驱动器可以被实现为使得光束偏转元件与光学器件同步地移动或者使得光束偏转元件空闲。

尽管已在设备的上下文中描述了一些方面，但是应当理解：所述方面还表示了对对应方法的描述，使得设备的块或结构组件还被理解为对应的方法步骤或方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的上下文内描述或被描述为方法步骤的方面也表示对相应设备的相应块或细节或特征的描述。

上述实施例仅表示对本发明的原理的说明。应理解，本领域其他技术人员将意识到对于本文描述的布置和细节的修改和变化。因此，本发明旨在仅由所附权利要求的范围来限定，而不由本文中通过对实施例的描述和讨论提出的具体细节来限定。