用于多个相机装置的设备和操作该设备的方法

专利名称：用于多个相机装置的设备和操作该设备的方法
技术领域：
本发明的领域是数字成像。
背景技术：
从胶片到"电子媒体"的近来的技术变迁刺激了成像工业的快速发展， 成像工业的应用包括照相机和摄像机、蜂窝电话、其它个人通信装置、监 视设备、汽车应用、基于计算机的视频通信和会议、制造和检查装置、医 疗装置、玩具以及各种各样的其它的和持续扩展的应用。数码相机(无论 其作为独立产品还是嵌入在其它装置中)的较低成本和尺寸是此发展和市 场扩展的首要驱动力。
尽管传统的部件制造商持续缩小部件以利用电子媒体的优点，但还是 难以达到数码相机制造商对更小尺寸、更低成本和更高性能的越来越苛刻 的要求。还存在几个重要问题，包括1)数码相机(例如蜂窝电话中的 数码相机)的尺寸越小，图像质量就越差；2)为了使介质较高质量地成 像，仍然需要复杂的"透镜"、快门和闪光灯，由此大大否定了电子媒体 所提供的尺寸优点；3)电子媒体所提供的成本优点在某种程度上被传统 的复杂的和高成本的透镜系统以及其它外围部件否定。
大多数应用一直在寻求更高性能(图像质量)、特征、更小尺寸和/或 更低成本的所有或一些组合。这些市场需求常常可能相冲突更高的性能常常需要更大的尺寸，改善的特征可能需要更高的成本以及更大的尺寸， 相反，降低的成本和/或尺寸可能以牺牲性能和/或特征为代价来获得。例 如，消费者期待其蜂窝电话产生更高质量的图像，但又不希望接受与将独 立数码相机质量集成到其口袋大小的电话中相关联的尺寸或成本。
这项挑战的一个驱动力是用于数码相机的透镜系统。随着光电检测器 (像素)的数量增加(这增大了图像分辨率)，透镜必须变得更大，以覆 盖承载光电检测器的图像传感器的增大的尺寸。可以减小像素尺寸从而在 像素数量增加时维持恒定的图像传感器和光学器件尺寸，但是像素性能降 低(光信号减小且像素之间的串扰增大)。而且，期望的"变焦透镜"特 征向透镜系统添加了额外的可移动光学部件、尺寸和成本。如由透镜系统 执行、称为"光学变焦"的变焦改变了光学器件的焦距并且是被高度期望 的特征。这些属性(例如，图像传感器和光学变焦中的增大数量的像素) 尽管有利于图像质量和特征，但可能不利地影响相机尺寸和成本。在某些 情况下，如蜂窝电话或者其中尺寸和/或成^艮关键的其它装置，用此方法 来获得良好图像质量(高分辨率和高灵敏度)不是最佳的。
数码相机供应商在变焦能力的领域具有优于传统胶片供应商的优点。 通过电子处理，数码相机可以提供"电子变焦"，该"电子变焦"通过裁 减图像的外部区域然后将中央区域电子地放大到该图像的原始尺寸来提 供变焦能力。采用类似于传统放大的方式，在执行该过程时会损失一定程 度的分辨率。此外，由于不同于胶片的普通过程，数码相机捕捉分立的输 入来形成图片，所以损失的分辨率更显著。因此，尽管"电子变焦"是期 望的特征，但其不是"光学变焦"的直接替代品。
传统数码相机典型地使用单一的孔径和透镜系统来将景物成像到一
个或多个图像传感器上。颜色分离(如果需要)如红色、绿色和蓝色(RGB ) 典型地通过三种方法来实现1)在单个集成电路图像传感器上的滤色器 阵列，2)多个图像传感器与光学路径中的颜色分离装置(如棱镜) 一起 使用，或者3)成像器与每个像素内的颜色分离和多信号采集能力一起使 用。这三种颜色分离方法具有如下所述的局限。
诸如经常使用的Bayer图案的滤色器阵列改变该阵列上相邻像素之间 的入射颜色，且发生阻碍原始图像的精确颜色再现的颜色串扰。由于该阵 列聚集了不同颜色能力的像素，所以需要插值技术来创建合适的彩色图 像。滤色器阵列还可具有降低所接收的光学信号电平并产生〗象素对像素的图像不均匀的低的且可变的光透射。
多个成像器与诸如棱镜的颜色分离方法的一起使用提供了精确的颜 色再现，但是光学组件大且昂贵。
像素内的颜色分离方法产生了颜色的串扰和不精确的颜色再现。由于 在每个像素中需要多个颜色电荷采集和读取装置，因此像素尺寸减小是有限的。
透镜光学设计和制造、集成电路成像器像素尺寸减小以及数字后处理 的技术进步为形状和功能上与历史悠久的数码相机设计极为不同的相机 和成像系统开拓了新的可能性。以一个紧凑的组件来使用多个相机通道 (多个光学器件、图像传感器和电子器件)允许制造提高了图像质量、减 小了物理厚度且增大了成像功能的数码相机，这不能用传统的单个孔径/ 光学系统数码相机架构来实现。

发明内容
应当理解在此描述和图解了很多发明。实际上，本发明不限于任何单 独的方面及其实施例，也不限于这些方法和/或实施例的任何组合/或置换。 此外，本发明的每个方面及其实施例都可以单独使用或与本发明的 一个或 更多其它方面和/或其实施例组合使用。为简单起见，很多置换和组合在此 没有单独讨论。
在本发明的一个方面，图像传感器包括独立的第一和第二光电检测器 阵列以及将来自所述阵列的信号相组合以产生合成图像的信号处理电路。
优选实施例包括3个或更多光电检测器阵列，其中信号处理电路对来 自每个阵列的信号进行处理，然后将来自所有阵列的信号相组合以产生合 成图像。多个阵列的如此使用允许每个阵列在某方面被优化、如针对特定
颜色的接收#:优化。因此，例如，所述阵列可以被优化成检测不同颜色或 其它波长的光。"颜色"可以是窄带或宽带，如红色、绿色或蓝色。这些 带甚至可以重叠。
优化可以以包括例如具有不同的平均像素深度、列逻辑单元、模拟信 号逻辑单元、黑色电平逻辑单元、曝光控制、图像处理技术以及透镜设计 和着色的任何期望方式来完成。
13具有两个或更多不同阵列的传感器可以有利地在每个不同阵列上具
有不同的透镜。优选的透镜可以采用压模涂层(die coating)、光学介质中 的扩散染料、基本上均匀的滤色器和/或任何其它滤色技术，通过上述滤色 技术，光传到在下面的阵列。
处理电路可以包括任何合适的机制和/或逻辑单元。特别感兴趣的是从 不同阵列中产生多个独立的图像然后将该多个独立的图像相组合以形成 单个图像的电路。在该过程中，信号处理电路可以有利地执行图像增强功 能，如处理饱和、锐度、强度、色调、伪影去除和有缺陷像素的校正。
就整合而言，理想的是，各个阵列物理地位于同一个芯片上。此外， 还理想的是，将框架耦合到该芯片，并将至少一个透镜耦合到该框架。透 镜可以在制造过程中可独立地定位，然后使用密封剂或其它接合技术与该 框架密封在一起。这些元件的整合称为"数码相机子系统"(DCS)。
优选的图像传感器包含至少几十万个光电检测器，且包括透镜和框架 在内的总厚度不超过IO、 15或20mm。可以采用波焊、板上压模或其它技 术将这样的小DCS装置合并到半导体"封装"中或直接附装到电路板("无 封装，，)。然后DCS和/或板可以合并到相机或具有用户接口元件、存储从 阵列得到的图像的存储器、以及至少 一 个向系统供电的电源的其它装置 中。本发明的DCS、相机或其它装置可用于任何合适的目的，尤其包括静 止和视频成像、计算距离和建立3D效果。
在本发明的另一方面，紧凑的固态相机(紧凑的数码相机)包括彼此 靠近地设置的第一和第二相机通道，其中每个相机通道包含其自己的光学 器件、图4象传感器和信号处理电路。这两个相机通道(相同或不同)可以 将其输出信号相组合以形成合成图像，或者每个相机通道可以提供独立的 图像。用于将来自相机通道的任何组合的图^^目组合或者单独地或组合地 显示/存储/传输通道的电子器件被包括在该紧凑的固态相机组件(CSSC) 中。
其它实施例包括3个或更多相机通道(相同或不同)，其中信号处理 电路处理来自每个通道的信号，然后将来自 一些或所有通道的信号相组合 以产生合成图像，或者每个相机通道可以与合成图t^目结合地独自提供独 立的图像。多个相机通道的使用允许每个通道在某方面被优化(如果需要 的话)、如特定入射光颜色的成像方面被优化。因此，例如，阵列可以优 化为检测不同颜色或其它波长的光。每个相机通道的"颜色，，可以是窄带宽带，如红色、绿色或蓝色。这些带甚至可以重叠。每个相机通道可以对 一个或多个颜色成《象。
每个相机通道的优化可以以包括光学器件、图像传感器和信号处理电 子器件的任何期望方式来完成以获得期望的图像能力，例如光学器件可以 针对特定的图像传感器尺寸、波长(颜色)、焦距和f数来优化。图像传感 器可以通过像素数量、像素尺寸、像素设计(光电检测器和电路)、帧速 率、整合时间和该像素电路之外的外围电路来优化。信号处理电路可以针 对颜色校正、图〗象压缩、差像素替换和其它成像功能来优化。相机通道可
以是相同的或唯一的；但所有相机通道靠近地设置。
如果需要，滤色器(或其它颜色分离技术)可以作为独立的滤色器层 合并到光学材料或光学表面中、在图像传感器表面上、或通过设计构建到 像素半导体中。每个相机通道可以具有自己的颜色成像特性。图像传感器 可以具有单颜色能力或多颜色能力；该多颜色能力可以存在于单个像素内 和/或相邻像素之间。
处理电路可以包括用以优化图像质量的任何合适的机制和/或逻辑单 元。特别感兴趣的是W目机通道中产生独立的图像然后将该多个独立的图 #^目组合以形成合成的单个图像的电路。在此过程中，信号处理电路可以 有利地执行图像增强功能，如动态范围管理(自动增益/电平)、图像锐化、 强度校正、色调、伪影去除、有缺陷像素的校正和其它成像优化功能。处 理电路可以在才莫拟或数字模式下工作。
就机械整合而言，理想的是，使相机通道的各个图像传感器物理地位 于同一个集成电路(芯片)上以降低制造成本和减少电互连和尺寸。此外，
理想的是，将机械框架組装到芯片上，并将一个或多个透镜耦合到该框架。 透镜可以在制造过程中可独立地定位，然后用密封剂或其它接合技术与该 框架密封在一起。这些元件的整合称为"数码相机子系统"(DCS)。其它 层与DCS的竖直整合(如相^L系统电子器件和甚至显示能力)可以形成 紧凑的固态相机(CSSC)。
优选的相机通道包含至少几十万个光电检测器(像素)。与只采用一 个光学组件的传统相机系统(图像分辨率相等)相比，相机通道(包括图 像传感器和光学器件)的厚度可以较小。可以采用波焊、板上压模或其它 技术将这样的小DCS装置合并到半导体"封装"中或直接附装到电路板 ("无封装，，)。然后DCS和/或板可以合并到相机或者具有用户接口元件、存储从阵列得到的图像的存储器、以及至少一个向系统供电的电源的其它
装置中。本发明的DCS、相机和其它装置可用于任何合适的目的，包括静 止和视频成像。
值得注意的是，在某些方面，数码相机子组件将两个或更多完整的相 机通道包括在单层组件中，该单层组件将所有需要的部件(光学器件、机 械结构和电子器件)包含在一个异类(heterogeneous)组件或封装中。
在另一个实施例中，数码相机子組件具有多层叠层的形式。
在另 一个实施例中，相机通道中的两个或更多个包括特定通道的光学 器件、光学对齐结构(机械框架)、封装、滤色器和其它光学元件、图像 传感器、混合信号接口、图像和/或颜色处理逻辑单元、存储器、控制和时 序逻辑单元、功率管理逻辑单元和并行和/或串行器件接口。
在另一个实施例中，每个相机通道还包括以下中的一个或多个单通 道或多通道图像压缩逻辑单元和/或图像输出格式化逻辑单元、有线或无线 通信、以及光学显示能力。
在另一个实施例中，每个通道的输出可以提供包括彩色图像或部分彩 色图像的整合图像或者分立处理的图像。
在另 一个实施例中，相机通道彼此靠近地共同位于包括一个CSSC部 件层的二维焦平面上，该靠近程度由透镜系统的数量、类型、位置和光学 直径约束来限定。
在另一个实施例中，每个相机通道还包含提供光子感测能力的图像传 感器，其构成了使用基于半导体的检测机制(无胶片)的总的紧凑固态相 机的一部分。单个组件可以由在竖直维度(与焦平面正交)上依次组装的 两个或更多部件层来形成。
在另一个实施例中，包括竖直整合的部件层、具有多相机通道能力的 组件提供了利用使用单个相机通道的传统相机系统无法实现的相机系统 能力和性能。
在另一个实施例中， 一些或全部竖直整合的部件层用层叠式组装或晶 片比例整合的方法来形成，以同时产生许多相机系统的部分。
在另一个实施例中，晶片或层可以包含光学、机械和电部件，电互连 和其它装置(如显示器)。说明书第7/155页
在另一个实施例中，部件层之间的电互连可以用光刻法和金属化、隆
起接合(bump bonding)或其它方法来形成。有机或无机接合方法可用于 联结部件层。分层组装工艺从具有用于整个相机和/或每个相机通道的电子 器件的"宿主"晶片开始。然后将另一个晶片或各个芯片与宿主晶片对齐 并且与宿主晶片接合。被转移晶片或芯片可具有用以进行电互联的隆起， 或者连接可以在接合和减薄之后进行。来自第二晶片或各个芯片的支撑衬 底被去除，只留下包含被转移电子器件的附着到宿主晶片的几微米材料厚 度。然后在^f吏用标准集成电路工艺的^皮^^晶片或管芯与宿主晶片或管芯 之间进行电连接(如果需要)。可以多次重复该工艺。按照这种方式转移 的层可以包含电、机械或光学特征/部件。该工艺允许多个层形成具有紧凑 固态相机中所要求的电、机械和光学能力的异类组件。
在另一个实施例中，相机通道包括任何尺寸、格式、像素数量、像素 设计或像素间距的线性或面积阵列成像器。
在另一个实施例中，相机通道在从紫外(UV)到红外(IR)的任何 波长范围内提供全色、单色、多色或单色(黑和白)能力。如果需要，滤 色器可以在图像传感器上和/或在光学部件层内。相机通道还可以利用像素 中的半导体吸收特性来提供颜色能力。例如，像素可以通过光学吸收深度 特性来提供一个或多个颜色能力。像素颜色分离特性还可以与光学路径中 的滤色器相组合。
在另 一个实施例中，高空间图^^分辨率可以通过利用多个相机通道来 从稍微不同的视角观察相同的视场来实现。
在另一个实施例中，两个或更多相机通道观察相同的视场，尽管由于 这样的相机通道之间的空间偏移而从不同的视角观察。在一些这样的实施 例中，来自这样的两个或更多相机通道的图像可以被组合以产生提供高空 间分辨率的图像。采用视差校正算法以减'J、和/或消除视差效果可能是有利 的。可替换的，来自两个或更多相机通道的图像(具有相同的视场但不同 的视角)可以被组合以提供三维特征成像。就此而言，例如通过"逆向地" 应用视差校正算法来增大和/或增强视差效果可能是有利的。三维特征成像 可以例如用于指紋和/或视网膜特征成像和/或分析。任何视差校正算法， 不管是目前公知或以后开发的，都可以与这里的任何实施例相结合使用。 前面的实施例中的任一个可以与视差增大和/或视差减小相结合使用。
在另一个实施例中，可以向一个或多个相才几通道的光学堆添加光学特
17征，以提供附加的成像能力，如单个、两个或可调谐的滤色器、针对增大 的聚焦深度和自动聚焦深度的波前修正、以及减少眩光的偏振滤光器。值 得注意的是，任何光学特征，不管是目前公知或以后开发的，都可以合并 到一个或多个相机通道中以提供附加的成像能力。
在另一个实施例中，光学器件部分可以包括一个或多个滤光器、例如 滤色器，以将一个或多个波长或一个或多个波长带提供给一个或多个关联 的传感器阵列。这4f的滤光器可以例如是单个、两个或可调谐的滤光器。 在一个实施例中，用户、操作者和/或制造商可以采用可调谐滤光器来控制 或确定该一个或多个波长或一个或多个波长带。
在另一个实施例中， 一个或多个滤光器与一个、 一些或所有相机通道 相结合使用。这样的滤光器可以彼此相同或不同。例如，滤光器可以提供 或可以不提供相同的波长或波长带。此外， 一些滤光器可以是固定的，而 其它滤光器可以是可调谐的。
在另一个实施例中，光学器件部分包括例如波前修正元件，以增大聚 焦深度和/或用于实施自动聚焦。此外，在另一个实施例中，光学器件部分 可包括一个或多个减少眩光的偏振滤光器，以使光偏振并由此减少"眩 光"。这样的滤光器可以单独使用或与在此公开的实施例中的任一个相组 合使用。
本发明的实施例中的任一个可以包括一个或多个照明单元，以改善和 /或增强通过一个或多个相机通道(特别而言是一个或多个传感器阵列)的 图像获取，有助于对物体的范围检测、对物体的形状检测以及转换成像(即 人眼不能观察到的成像)。
照明单元可以提供^R动照明(例如没有照明)、主动照明(例如恒定 照明)、恒定和/或门控的主动照明(例如预定、预设或处理器控制的脉冲 式照明和/或用户/操作员可编程的脉冲式照明)。该一个或多个照明单元可 以设置在传感器阵列的衬底和/或支撑框架上或者集成在传感器阵列的衬 底和/或支撑框架中。实际上，该一个或多个照明单元可以-没置在一个或多 个相机通道的任何元件或部件上或者集成在一个或多个相机通道的任何 元件或部件中。
在一些实施例中，照明单元专用于一个或多个相机通道。就此而言， 照明单元与一个或多个专用通道的工作协同地被"使能"。在另一个实施 例中，照明单元由所有相机通道共享。这样在该实施例中，照明单元与相机通道的工作协同地被使能。实际上，在某些实施例中， 一个或多个照明 单元专用于一个或多个相机通道而一个或多个照明单元可以由一个或多 个相机通道(包括与一个或多个专用照明单元相关联的那些通道)共享。 在该实施例中，专用照明单元与一个或多个专用通道的工作协同地被"使 能，，，而共享照明单元与所有相机通道的工作协同地被使能。
如上所述， 一个或多个相机通道可以按照该一个或多个相机通道的预 定的、自适应确定的、预期的和/或期望的光谱响应来优化、#~改和/或配 置。例如，传感器阵列(和/或其像素)以及图像处理电路的尺度、特性、 工作、响应和/或参数可以按照该一个或多个相机通道的预定的、自适应确 定的、预期的和/或期望的光镨响应来配置、设计和/或定制。以此方式，
可以配置、i殳计和/或定制本发明的数码相才几的一个或多个方面，以在要釆 用该相机的环境下提供期望的、合适的、预定的和/或特定的响应。
在一些实施例中，每个相机通道可以被唯一地配置、设计和/或定制。 例如， 一个或多个相才几通道可以配置为包括不同于该一个或多个相机通道 的视场。这样， 一个或多个相机通道具有第一视场而一个或多个其它相机 通道具有第二视场。以此方式，数码相机可以同时利用不同的视场来捕捉 图像。
视场可以是固定的或可编程的(例如在原位置)。视场可以利用若干 技术或配置来调节，该若干技术或配置包括调节或修改光学器件焦距和/ 或调节或修改阵列的有效尺寸。实际上，任何调节视场的技术或配置，无 论是目前公知或以后开发的，都意图落入本发明的范围。
此外，本发明的数码相机可以包括一个或多个(或所有)相机通道的 可编程的(在原位置或其它位置)或固定的整合时间。就此而言， 一个或 多个相机通道的整合时间可以配置、设计和/或定制为有助于捕捉例如大场 景动态范围。这样在该实施例中，单颜色带相机通道可用于产生组合颜色 图像能力(包括例如UV和IR，如果需要)、配置和/或设计每个相机通道 的整合时间以在其波长获取带中提供所需的信号采集。
而且，可以实施两个或更多整合时间以同时获取该图像中从低到高的 照明水平。多个相机通道的组合动态范围提供了比来自单个相机通道的动 态范围更大的动态范围(对所有通道都具有一个整合时间)。这样，每个 相机通道的图像传感器或阵列可以配置和/或设计为使用特定的(预定的、 预设的或可编程的)整合时间范围和照明水平来工作。值得注意的是，相机通道的尺度、特性、工作、响应和/或参数(例如 视场、整合时间、传感器阵列(和/或其像素)、和/或图像处理电路)可以 按照按照一个或多个相机通道的预定的、自适应确定的、预期的和/或期望 的响应来配置、设计和/或定制(在原位置或其它位置)。例如，相机通道 可以配置、设计和/或定制为包括不同的视场，每一个^f见场都具有相同或不 同的帧速率和/或整合时间。这样，在一个实施例中，本发明的数码相机可 以包括用于获取物体的第一大/宽视场相机通道以及用于识别物体的第二 窄视场相机通道。而且，第一大/宽视场相机通道和第二窄视场相机通道的 分辨率还可以不同，以例如提供增强的图像或获取。
此外，传感器阵列和/或像素尺寸(间距)可以按照一个或多个相机通 道的预定的、预期的和/或期望的响应来配置、^没计和/或定制。例如，可 以配置像素尺寸，以优化、增强和/或获得特定的响应。在一个实施例中， 可以选择相关联的传感器阵列的像素尺寸，以提供、增强和/或优化数码相
机的特定响应。就此而言，如果传感器阵列包括多个相机通道(例如uv、
B、 R、 G和IR)，则在一个或多个传感器阵列中实施不同的像素尺寸(例 如，从UV (最小)到IR (最大)，像素间距逐渐增大)可以提供、增强 和/或优化^t码相^a的特定响应。
像素尺寸可以基于若干考虑，包括提供预定的、自适应确定的、预期 的或期望的分辨率和/或为特定的波长(或波长带)获得预定的、增强的和 /或合适的获取特征，例如，减小像素的尺寸(减小间距的尺寸)可以增强 短波长光的获取。这在匹配对应的光学模糊尺寸减小时可能是有利的。可 以选择和/或确定像素设计和工艺序列(总晶片工艺的子集)，以优化和/或 增强特定相机通道颜色的光响应。而且，可以调节、选择和/或确定传感器 阵列上的像素的数量以提供相同的视场，尽管多个阵列中的像素具有不同 的尺寸。
此外，可以配置、设计和/或定制图像处理电路(例如图像处理和颜色 处理逻辑单元)，以提供一个或多个相机通道的预定的、自适应确定的、 预期的和/或期望的响应。例如，图像处理和颜色处理逻辑单元可以配置为 当光学器件、传感器和图像处理被独立地分别施加到每个通道时通过使光 学器件、传感器和图像处理"匹配"，来优化、加速和/或减小复杂度。全 彩色或部分彩色图像的任何最终排序又可以通过消除Bayer图案插值来简 化并大大提高质量。应当注意，任何数码相机通道(例如有RGB能力的或其它滤色器组 合)可以与一个或多个全色、双色、单色或B/W相机通道相组合。相机 通道的组合可用于提供增大的波长范围能力、不同的同时视场、不同的同 时整合时间、主动和被动成像能力、利用多个相机通道和视差校正的更高 的分辨率、使用多个相机通道和增大的视差的3D成像(特征提取)、增大 的色带能力。
在一些实施例中，不同颜色相机通道共享部件，例如数据处理部件。 就此而言，在一个实施例中， 一个相机通道可以采用获取表示第一颜色图 像(例如蓝色)以及第二颜色图像(绿色)的数据的传感器阵列。其它相 机通道可以采用专用于特定/预定波长或波长带(例如红色或绿色)的传感 器阵列，或者这样的相机通道可以采用获取表示两种或更多预定波长或波 长带(例如(i)红色和绿色或(ii)青色和绿色)的数据的传感器阵列。 这些相机通道相组合可以提供全色能力。
例如，在一个实施例中，第一传感器阵列可以获取表示第一和第二预 定波长或波长带(例如与红色和蓝色相关联的波长)的数据，第二传感器 阵列可以获取表示第三预定波长或波长带(例如与绿色相关联的波长)的 数据。在该实施例中，这些相机通道相组合可以只用两个传感器阵列提供 全色图像。
值得注意的是，在上述示范实施例中，采用第三传感器阵列来获取IR 可能是有利的。以此方式，可以提供"真实"的YcrCb输出相机，同时最 小化和/或消除执行数字图像域内的变换所必要的成本复杂度和/或能量考虑。
如果传感器阵列获取两个或更多预定波长或波长带，则该传感器阵列
阵列的像素内的两个或更多深度或区域处采集光子。就此而言，针对这样 的传感器阵列的颜色"选择"可以基于用以通过光学吸收深度来分离颜色 的像素设计和/或色带分离。
而且， 一个或多个相机通道中的二色能力可以利用设置在(例如光学 组件中的)传感器阵列之前的滤色器阵列来完成或提供。值得注意的是， 如果需要，可以在光学组件层中提供额外的色带分离。
可能有利的是，与获取两个或更多预定的或自适应确定的波长或波长 带的传感器阵列相结合、针对一个或多个(或所有)相机通道采用可编程
21的(在原位置或其它位置)或固定的整合技术。就此而言，可以配置、设 计和/或定制一个或多个相机通道的整合时间，以有助于捕捉例如多个预定 波长或波长带，从而增强、优化和/或提供增强的、经设计的、期望的自适 应确定的和/或预定的获取技术。值得注意的是，在此关于相机通道的整合
感器阵列合并。为简、洁起见，在此不重复该讨论。
本发明可以使用3个传感器阵列来实施(每一个传感器阵列获取一个 或多个预定波长或波长带，例如与红色、蓝色和绿色相关联的波长)。在 该实施例中，这3个传感器阵列可以排列为三角形配置(例如对称的、非 对称的、等腰的、钝角的、锐角的和/或直角三角形)以提供全色(RGB) 能力。该三角形配置将提供视差的对称，由此简化用以处理视差的算法计 算。三角形配置还将为更为紧凑的组件提供三图像传感器阵列系统/装置和 相关联的组件层的增强的和/或优化的布局。
在三角形配置/布局实施例中，对一个或多个(或全部)相机通道采用 可编程的(在原位置或其它位置)或固定的整合^L术可能是有利的。就此 而言，可以配置、设计和/或定制一个或多个相机通道的整合时间，以有助 于捕捉例如多个预定波长或波长带，以增强、优化和/或提供增强的、期望 的、经设计的自适应确定的和/或预定的获取技术。应注意的是，在此关于 相机通道的整合时间而讨论的任何实施例可以与三角形配置/布局合并。为 简洁起见，在此不重复该讨论。
如上所述，按照本发明的数码相机可以包括两个或更多相机通道。在 一个实施例中，数码相才几包括多个传感器阵列(例如多于5个传感器阵列)， 每个传感器阵列获取窄的预定数量的波长或波长带(例如与4到10个色 带相关联的波长)。以此方式，数码相机可以提供多光谱(例如4-10个 色带)或超光镨(例如10 - 100个色带)同时成像能力。
在另 一个实施例中，数码相机可采用获取多个宽带黑白图像的黑白 (B/W)传感器阵列。B/W相机通道的组合可用于提供增大的波长范围能 力、不同的同时—见场、不同的同时整合时间、主动和^皮动成^象能力、使用 多个相机通道和视差校正的更高的分辨率、使用多个相机通道和增大的视 差的3D成像(特征提取)。实际上，多个B/W相机通道可以与其它相机 通道相组合以实现全彩色或部分彩色能力。值得注意的是，灰度传感器阵 列可以与这里描述的B/W传感器阵列相结合使用或者代替这里描述的B/W传感器阵列来使用。
在另一个实施例中，数码相机子系统包括显示器。该显示器可以设置 在显示器层中和/或集成在传感器阵列衬底上或传感器阵列村底中。
在又一个实施例中，数码相机子系统提供用于与数码相机子系统通信 的一个或多个接口。
在另一个实施例中，数码相机子系统包括进行有线、无线和/或光通信 的能力。在一些实施例中，数码相机子系统包括用于这样的通信的一个或 多个电路或其部分。所述电路可以设置在专用于这样的通信的层中和/或可 以合并到其它层之一中(例如集成在传感器阵列衬底中或传感器阵列衬底 上)。
在本发明的一个方面，"场景"成像到多个传感器阵列上。传感器阵 列可以靠近并且可以在单个集成电路上被处理或者被独立地制造并被靠 近地组装在一起。每个传感器阵列位于光学组件中或光学组件下。该光学 组件可以由传感器子系统晶片加工得到、通过单独的晶片转移施加到图^象
晶片上、通过拾取和》丈置方法单独地转移、或者以管芯级(die level)附着。
如果采用滤色器，则滤色器可以构建到光学材料中、作为层或涂层沉 积在相关联的传感器阵列上、作为透镜涂层或作为独立的滤色器施加在光 学组件中。如果需要的话，还可以借助于滤色器或通过像素内颜色分离机 制在每个成像区域上提供颜色分离机制。可以向每个传感器阵列的光学系 统添加其它光学特征，以提供附加的成像能力。
在一些实施例中，优化每个传感器阵列的设计和电工作，以便感测入 射到该传感器阵列的光的波长。多个光学组件与单独优化的传感器阵列的 一起使用产生了能够有高分辨率、高灵敏度和优异颜色再现的紧凑相机。
在一个方面，本发明是包括多个光电检测器阵列的数码相机，光电检 测器阵列包括第一光电检测器阵列，用以对例如第一波长(其可以与第 一颜色相关联)的光的光强度采样；以及第二光电检测器阵列，用以对例 如第二波长(其可以与第二颜色相关联)的光的光强度采样。该数码相机 可以包括与第一和第二光电检测器阵列耦合的信号处理电路，以利用(i) 表示由第一光电检测器阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由第二光 电检测器阵列采样的光强度的数据来产生合成图像。在本发明的该方面，第一光电检测器阵列、第二光电检测器阵列和信号处理电路集成在同一半 导体衬底上或同 一半导体衬底中。
该数码相机还可以包括用以对第三波长(可以与第三颜色相关联)的 光的光强度采样的第三光电检测器阵列。在该实施例中，信号处理电路与 第三光电检测器阵列耦合，并利用(i)表示由第一光电检测器阵列采样的
光强度的数据，(ii)表示由第二光电检测器阵列采样的光强度的数据，和 (ii)表示由第三光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生合成图像。 第一、第二和第三光电检测器阵列可以相对排列成三角形配置(例如等腰、 钝角、锐角或直角三角形配置)。
在某些实施例中，第一光电检测器阵列可以对第一波长光的强度采样 长达第一整合时间；第二光电检测器阵列可以对第二波长光的强度采样长 达第二整合时间。如果数码相机包括第三光电检测器阵列，则第三光电检 测器阵列对第三波长光的强度采样长达第一整合时间、笫二整合时间或第 三整合时间。
该数码相机可以包括第一阵列，其中笫一阵列的每个光电检测器包括 半导体部分，在该半导体部分对光强度进行采样。此外，笫二阵列的每个
光电检测器包括半导体部分，在该半导体部分对光强度进行采样。在某些 实施例中，第一阵列的每个光电检测器的半导体部分与第二阵列的每个光 电检测器的半导体部分位于相对于每个光电检测器的表面的不同深度处。
该数码相机还可以包括设置在第 一光电检测器阵列的光学路径中并 与该光学路径相关联的第一透镜、以及设置在第二光电检测器阵列的光学 路径中并与该光学路径相关联的第二透镜。基本上均匀的滤色器片可以设 置在第一检测器阵列的光学路径中。此外，第一着色透镜设置在第一检测 器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联。
值得注意的是，该数码相机还可以包括设置在第一光电检测器阵列的 光学路径中并与该光学路径相关联的第 一透镜(使第一波长光通过并滤除
第二波长光)，其中第一光电检测器阵列对第一波长光的强度采样，且第 二光电检测器阵列对第二波长光的强度采样。
该数码相机可以包括对第一波长光的强度和第二波长光的强度采样 的第一光电检测器阵列、以及对第三波长光的强度采样的第二光电检测器 阵列，其中第一波长与第一颜色相关联，第二波长与第二颜色相关联，第 三波长与第三颜色相关联。第一阵列的每个光电检测器可以包括第一半导体部分，在笫一半导体部分对第一波长光的强度进行采样，以及第二半导
体部分，在第二半导体部分对第二波长光的强度进行采样；且第二阵列的 每个光电检测器可以包括半导体部分，在该半导体部分对第三波长光的强 度进行采样；且其中第一阵列口的每个光电检测器的第一和第二半导体部分
个光电检测器的表面的不同深度处。
在该实施例中，该数码相机还可以包括设置在第一光电检测器阵列的 光学路径中并与该光学路径相关联的第一透镜、以及设置在第二光电检测 器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的第二透镜，其中第 一透镜使 第一和第二波长光通过并滤除第三波长光。实际上，该数码相机可以包括
设置在第一光电检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的滤光 器，其中该滤光器使第一和第二波长光通过并滤除第三波长光。而且，第 一光电检测器阵列可以对第一波长光的强度采样长达第一整合时间并对 第二波长光的强度采样长达第二整合时间；且第二光电检测器阵列对第三 波长光的强度采样长达第三整合时间。
该数码相机的信号处理电路可以利用表示由第 一光电检测器阵列采 样的光强度的数据来产生第一图像，和利用表示由第二光电检测器阵列采 样的光强度的数据来产生第二图像。此后，信号处理电路可以利用第一图 像和第二图像产生合成图像。
该数码相机还可以包括存储器，用以存储(i)表示由第一光电检测器 阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由第二光电检测器阵列采样的光 强度的数据。该存储器、第一光电检测器阵列、第二光电检测器阵列和信 号处理电路可以集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
此外，可以包括时序和控制逻辑单元，以向信号处理电路、第一光电 检测器阵列和/或第二光电检测器阵列提供时序和控制信息。此外，包括通 信电路(有线、无线和/或光通信电路)，用以输出表示合成图像的数据。 该通信电路、存储器、第一光电检测器阵列、第二光电检测器阵列和信号 处理电路可以集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
在上述实施例中的任一个中，第一光电检测器阵列可以包括第一表面 区域，且第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其中第一表面区域不同 于第二表面区域。而且，第一阵列的光电检测器可以包括第一有效表面区 域，且第二阵列的光电检测器可以包括第二有效表面区域，其中第一有效表面区域不同于第二有效表面区域。
此外，上述实施例中的任一个中，第一光电检测器阵列可以包括第一 表面区域，且第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其中第一表面区域 与第二表面区域基本上相同。第一阵列的光电检测器可以包括第一有效表 面区域，且第二阵列的光电检测器可以包括第二有效表面区域，其中第一 有效表面区域不同于第二有效表面区域。
一种包括多个光电检测器阵列的数码相机，所述光电检测器阵列包
括第一光电检测器阵列，用以对第一波长(其可以与第一颜色相关联) 的光的光强度采样；以及第二光电检测器阵列，用以对第二波长(其可以 与第二颜色相关联)的光的光强度采样。该数码相机还可以包括设置在 第 一光电检测器阵列的光学路径中的第 一透镜(其可以将第 一波长光传递 到第一阵列的光电检测器的图像平面上，并可以滤除/减弱第二波长光)， 其中第一透镜包括对第一波长光的预定光学响应；以及设置在第二光电检 测器阵列的光学路径中的第二透镜(其可以将笫二波长光传递到第二阵列 的光电检测器的图像平面上，并可以滤除/减弱第一波长光)，其中第二透 镜包括对第二波长光的预定光学响应。此外，该数码相机可以包括与第一 和第二光电检测器阵列耦合的信号处理电路，以利用(i)表示由第一光电 检测器阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由第二光电检测器阵列采 样的光强度的数据来产生合成图像；其中第一光电检测器阵列、第二光电 检测器阵列和信号处理电路集成在同一半导体衬底上或同一半导体衬底 中。
该数码相机还可以包括用以对第三波长(其可以与第三颜色相关联) 的光的光强度采样的第三光电检测器阵列、以及设置在第三光电检测器阵 列的光学路径中的第三透镜，其中第三透镜包括对第三波长光的预定光学 响应。这样，信号处理电路与第三光电检测器阵列耦合，并利用(i)表示 由第一光电检测器阵列采样的光强度的数据，(ii)表示由第二光电检测器 阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由第三光电检测器阵列采样的光
强度的数据来产生合成图像。第一、第二和第三光电检测器阵列可以相对 排列成三角形配置(例如等腰、钝角、锐角或直角三角形配置)。
在一个实施例中，第一透镜滤除第二和第三波长光，第二透镜滤除第 一和第三波长光，第三透镜滤除第一和第二波长光。
在一个实施例中，第一光电^^测器阵列对第一波长光的强度采样长达
26第一整合时间；第二光电检测器阵列对第二波长光的强度采样长达第二整 合时间。如果该数码相机包括第三光电检测器阵列，则第三光电检测器阵 列对第三波长光的强度采样长达第三整合时间。
该数码相机还可以包括外壳，其中第一和第二透镜、第一和第二光电 检测器阵列以及信号处理电路附装到该外壳，且其中第 一和第二透镜相对 于相关联的光电检测器阵列可独立地定位。
在一些实施例中，第一光电检测器阵列对第一波长(其与第一颜色相 关联)的光的光强度以及第三波长(其与第三颜色相关联)的光的强度采 样，且第二光电检测器阵列对第二波长(其与笫二颜色相关联)的光的强 度采样。这里，第一阵列的每个光电检测器可以包括第一半导体部分， 在该第一半导体部分对第一波长光的强度进行采样；以及笫二半导体部 分，在该第二半导体部分对第三波长光的强度进行采样。此外，第二阵列 的每个光电检测器可以包括半导体部分，在该半导体部分对第二波长光的 强度进行采样。在该实施例中，第一阵列的每个光电检测器的第一和第二 半导体部分与第二阵列的每个光电检测器的半导体部分位于相对于彼此 和相对于每个光电检测器的表面的不同深度处。
此外，在这些实施例中的一个或多个中，第一透镜可以使第一和第三 波长光通过并滤除第二波长光。除此之外或代替之，包括i殳置在第一光电 检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的滤光器，其中该滤光器 使第一和第三波长光通过并滤除第二波长光。
而且，第一光电检测器阵列可以对第一波长光的强度采样长达第一整 合时间，并对第三波长光的强度采样长达第三整合时间。第二光电检测器 阵列对第三波长光的强度采样长达第二整合时间。
该数码相机的信号处理电路可以利用表示由第一光电检测器阵列采 样的光强度的数据来产生第一图像，和利用表示由第二光电检测器阵列采 样的光强度的数据来产生第二图像。此后，信号处理电路可以利用第一图 像和第二图像产生合成图像。
该数码相机还可以包括存储器，用以存储(i)表示由第一光电检测器 阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由第二光电检测器阵列采样的光
强度的数据。该存储器、第一光电检测器阵列、第二光电检测器阵列和信 号处理电路可以集成在同 一半导体村底上或同 一半导体衬底中。此外，可以包括时序和控制逻辑单元，以向信号处理电路、第一光电 检测器阵列和/或第二光电检测器阵列提供时序和控制信息。此外，包括通 信电路(有线、无线和/或光通信电路)，以输出表示合成图像的数据。该 通信电路、存储器、第一光电检测器阵列、第二光电检测器阵列和信号处 理电路可以集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
信号处理电路可以包括第一信号处理电路和第二信号处理电路，其中 第一信号处理电路与第一光电检测器阵列耦合并且相关联，第二信号处理 电路与第二光电检测器阵列耦合并且相关联。此外，该信号处理电路包括
第 一模拟信号逻辑单元和第二冲莫拟信号逻辑单元，其中第 一模拟信号逻辑 单元与第一光电检测器阵列耦合并且相关联，且第二模拟信号逻辑单元与 第二光电检测器阵列耦合并且相关联。而且，该信号处理电路可以包括第 一黑色电平逻辑单元和第二黑色电平逻辑单元，其中第一黑色电平逻辑单 元与笫 一光电检测器阵列耦合并且相关联，且第二黑色电平逻辑单元与笫 二光电检测器阵列耦合并且相关联。值得注意的是，该信号处理电路可以 包括第一曝光控制电路和第二曝光控制电路，其中第一曝光控制电路与第 一光电检测器阵列耦合并且相关联，且第二曝光控制电路与第二光电检测 器阵列耦合并且相关联。
该数码相机可以包括框架，其中第一和第二光电检测器阵列、信号处 理电路以及第 一和第二透镜固定到该框架上。
在上述实施例中的任一个中，第 一光电检测器阵列可以包括第 一表面 区域，且第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其中第一表面区域不同 于第二表面区域。而且，第一阵列的光电检测器可以包括第一有效表面区 域，且第二阵列的光电检测器可以包括第二有效表面区域，其中第一有效 表面区域不同于第二有效表面区域。
此外，在上述实施例中的任一个中，第一光电检测器阵列可以包括第 一表面区域，且第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其中第一表面区 域与第二表面区域基本上相同。第一阵列的光电检测器可以包括第一有效 表面区域，且第二阵列的光电检测器可以包括第二有效表面区域，其中第 一有效表面区域不同于第二有效表面区域。
再次地，在此描述和图解了很多发明。上述发明内容没有穷尽本发明 的范围。此外，该发明内容不是要限制本发明，而且不应当照此解释。因 此，虽然在该发明内容中描述和/或概括了一些实施例，应当理解本发明布线这些实施例、描述和/或概括。实际上，很多其他与该发明内容中的实施 例不同和/或类似的实施例，将从下面的描述、图解和/或权利要求中变得 明显。
此外，尽管在发明内容中描述各种特征、属性和优点和/或因为该描述 而明显，应当理解不管是在本发明的一个、多个还是所有实施例中都不要 求这些特征、属性和优点，而且实际上，除非特别申明，不需要存在于本 发明的任何方面和/或实施例中。
从以下描述和相似的附图标记表示相似部件的附图来看，本发明的一 个或多个方面和/或实施例的各种目的、特点和/或优点将是显而易见的。 但是应当理解，任何这些目的、特点和/或优点不是必需的，而且实际上除 非特别申明，不需要存在于本发明的任何方面和/或实施例中。
应当理解，没有出现在后面的权利要求中的本发明的各方面和实施例 被保留，以便在一个或多个分案/后续专利申请中陈述。


下面的详细描述将参照附图进行。这些附图示出本发明的不同方面和 实施例，其中不同图中的合适的、说明相似结构、部件、材料和/或元件的 附图标记都相似地标注。应当理解除这里特别示出之外的这些结构、部件、 材料和/或元件的各种组合也预料到了并落入本发明的范围。
图1A示出现有4支术数码相机及其主要部件；
图1B - 1D是图1A的现有技术数码相机的现有技术图像捕捉元件的 示意图1E示出图1A的现有技术相机的透镜组件在缩进模式下的工作； 图1F示出图1A的现有技术相机的透镜组件在光学变焦模式下的工
作；
图2示出按照本发明方面的一个实施例的数码相机及其主要部件，包 括数码相机子系统(DCS );
图3A-3B是数码相机子系统(DCS)的示意图4示出具有三阵列/透镜配置的数码相机子系统；图5A-5C是使用图2-3的数码相机子系统(DCS)的图像捕捉的 示意图6A是具有4个阵列的可替换数码相机子系统(DCS );
图6B是图6A的可替换数码相机子系统(DCS)的流程图7A-7C是在图3的DCS中使用的四透镜系统的示意图8是按照本发明方面的另 一实施例的数码相机设备的示意图9A是按照本发明的一个实施例的可以在数码相机设备中使用的光 学器件部分的分解图9B - 9D是按照本发明的其它实施例的可以在数码相机设备中使用 的光学器件部分的分解图10A - 10H是按照本发明的其它实施例的可以在数码相机设备中使 用的光学器件部分的示意图11A- 11B分别是按照本发明另一实施例的在例如用于红色相机通 道的适于使红光或红光带透射的光学器件部分中使用的透镜的示意图和 侧视图12A - 12B分别是按照本发明另一实施例的在例如用于绿色相机通 道的适于使绿光或绿光带透射的光学器件部分中使用的透镜的示意图和 侧3见图13A - 13B分别是按照本发明另 一实施例的在例如用于蓝色相机通 道的适于使蓝光或蓝光带透射的光学器件部分中使用的透镜的示意图和 侧寺见图14是按照本发明另一实施例的在例如用于红色相机通道的适于使 红光或红光带透射的光学器件部分中使用的透镜的示意图15A - 15F是按照本发明的其它实施例的可以在数码相机设备中使 用的透镜的示意图16A是按照本发明的其它实施例的可以在数码相机设备中使用的 传感器阵列和与其连接的电路的示意图16B是图16A的传感器阵列的像素的示意图16C是按照本发明的一个实施例的可以在图16B的像素中使用的
30电路的示意图16D-16E示出按照本发明的其它实施例的可用于传感器阵列的参
数；
图17A是按照本发明另 一实施例的传感器阵列的一部分的示意图17B - 17K是按照本发明的其它实施例的 一个或多个像素的各个实 施例的横截面图；这样的像素实施例可以在这里描述和/或图示的任何实施 例中实施；
图17F是按照本发明的其它实施例的传感器阵列的示意图18A - 18B示出按照本发明的一个实施例的由传感器阵列的一部分 捕捉的图像；
图19A - 19B示出按照本发明的另 一 实施例的由传感器阵列的 一部分 捕捉的图像；
图20A - 20B是按照本发明的其它实施例的为光学器件部分和相应传 感器阵列提供的相对定位的示意图21是按照本发明的一个实施例的可以为4个光学器件部分和4个 传感器阵列提供的相对定位的示意图22A - 22B分别是按照本发明的 一个实施例的图像装置的平面图和 横截面图23A - 23B分别是按照本发明的另 一 实施例的图像装置的平面图和 横截面,、图24A-24B分别是按照本发明的另一实施例的图像装置的平面图和
图25A - 25B分别是按照本发明的另 一 实施例的图像装置的平面图和 横截面图26A - 26B分别是按照本发明的另 一 实施例的图像装置的平面图和 横截面图27A - 27B分别是按照本发明的另 一实施例的图像装置的平面图和 横截面图28A是按照本发明的一个实施例的支撑件和可以安装在其中的光学器件部分的透3见图28B是图28A的支撑件的放大的平面图28C是沿着图28B的A-A方向看去的图28A的支撑件的放大的 横截面图28D是沿着图28B的A-A方向看去的图28A的支撑件的一部分 的放大的分解横截面图；以及可以安装在其中的透镜；
图29A是按照本发明的另一个实施例的支撑件和可以安装在其中的 光学器件部分的横截面图29B是按照本发明的另一个实施例的支撑件和可以安装在其中的 光学器件部分的横截面图30A是按照本发明的另一个实施例的支撑件和可以安装在其中的 光学器件部分的横截面图30B是图30A的支撑件的平面图30C是沿着图30B的A-A方向看去的图30A的支撑件的横截面
图30D是沿着图30B的A-A方向看去的图30A的支撑件的横截面 图；以及可以安装在其中的透镜；
图31A是按照本发明的另一个实施例的支撑件和可以安装在其中的 光学器件部分的透视31B是图31A的支撑件的平面图31C是沿着图31B的A-A方向看去的图31A的支撑件的横截面
图31D是沿着图31B的A-A方向看去的图31A的支撑件的横截面 图；以及可以安装在其中的透镜；
图32是按照本发明的一个实施例的数码相机设备和印刷电路板的横 截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图33A-33F示出用于组装和安装图32的数码相机设备的一个实施
例；
图33G是按照本发明的另一个实施例的数码相机设备的透视图；图33H - 33K是按照本发明的其它实施例的可以与数码相机设备关联 使用的安装和电连接器配置的正视图34是按照本发明的另一个实施例的可用来至少部分地支撑图11A -IIB、 13A-13B的光学器件部分的支撑件的横截面图35A-35C示出用于将光学器件部分的3个小透镜组装在该支撑件 中的一个实施例。
图36是按照本发明的一个实施例的包括图34的支撑件和图IIA-IIB、 13A- 13B的光学器件部分的数码相机设备以及印刷电路板的横截面 图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图37是按照本发明的另一个实施例的可用来至少部分地支撑图11A
- IIB、 13A- 13B的光学器件部分的另一个支撑件的横截面图38是按照本发明的另一个实施例的可用来至少部分地支撑图11A
- IIB、 13A- 13B的光学器件部分的另一个支撑件的横截面图39是按照本发明的一个实施例的包括图37的支撑件和图11A-IIB、 13A- 13B的光学器件部分的数码相机设备以及印刷电路板的横截面 图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图40是按照本发明的一个实施例的包括图38的支撑件和图11A-IIB、 13A - 13B的光学器件部分的数码相机设备以及印刷电路板的横截面 图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图41A - 41D是按照本发明的其它实施例的可以在数码相机设备中用 来分别至少部分地支撑图15A-15D的透镜的安装配置的横截面图42-44是按照本发明的其它实施例的分别采用图41B-41D的安 装配置并且可以用来分别至少部分地支撑图15B - 15D所示的透镜的支撑 件的横截面图45是按照本发明的一个实施例的包括图42的支撑件的数码相机设 备和印刷电路板的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板 上；
图46是按照本发明的一个实施例的包括图43的支撑件的数码相机设 备和印刷电路板的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板 上；图47是按照本发明的一个实施例的包括图44的支撑件的数码相机设 备和印刷电路板的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板 上；
图48是按照本发明的另一个实施例的数码相机设备的示意图49是按照本发明的另一个实施例的数码相机的印刷电路板和数码 相机设备的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图50A-50F示出用于组装和安装图49的数码相机设备的一个实施
例；
图51是按照本发明的另一个实施例的包括隔板的数码相机设备的示 意图52是按照本发明的另一个实施例的包括隔板的数码相机设备的示 意图53是按照本发明的另一个实施例的数码相机的印刷电路板和数码 相机设备的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图54A - 54F示出用于组装和安装图53的数码相机设备的一个这样的 实施例；
图55是按照本发明的另一个实施例的包括第二装置和隔板的数码相 机设备的示意图56是按照本发明的另一个实施例的数码相机的印刷电路板和数码 相机设备的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图57A - 57F示出用于组装和安装图56的数码相机设备的一个这样的 实施例；
图58-62是按照本发明的其它实施例的数码相机的印刷电路板和数 码相机设备的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图63-67是按照本发明的其它实施例的数码相机的印刷电路板和数 码相机设备的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图68-72是按照本发明的其它实施例的数码相机的印刷电路板和数 码相机设备的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上；
图73A - 73B分别是按照本发明的另 一个实施例的支撑件的正视图和横截面图74是按照本发明的另一个实施例的支撑件的横截面图75是按照本发明的另一个实施例的支撑件的平面图76A是按照本发明的另一个实施例的包括一个或多个输出装置的 数码相机设备的示意图76B-76C分别是按照本发明的一个实施例的可以在图76A的数码 相机设备中使用的显示装置的前视图和后视图76D - 76F是按照本发明的其它实施例的包括一个或多个输出装置 的数码相机设备的示意图77A是按照本发明的另一个实施例的包括一个或多个输出装置的 数码相机设备的示意图77B-77C分别是按照本发明的一个实施例的可以在图77A的数码 相机设备中使用的输入装置的放大的前透视图和后透视图77D - 77L是按照本发明的其它实施例的包括一个或多个输出装置 的数码相机设备的示意图77M-77N分别是按照本发明的另一个实施例的支撑件的平面图 和横截面图770-77P是按照本发明的其它实施例的采用图77M-77N的支撑 件的数码相机设备以及数码相机的印刷电路板的横截面图，该数码相机设 备可以安装在该印刷电路板上；
图78A是按照本发明的另一个实施例的包括一个或多个照明装置的 数码相机设备的示意图78B-78C分别是按照本发明的一个实施例的可以在图78A的数码 相机设备中使用的照明装置的放大的前透视图和后透视图78D - 78L是按照本发明的其它实施例的包括一个或多个照明装置 的数码相机设备的透视图78M-78N是按照本发明的其它实施例的包括一个或多个照明装 置的数码相机设备的示意图79A-79C是按照本发明的其它实施例的包括一个或多个输入装置以及一个或多个输出装置的数码相机设备的透视图80A-80F是按照本发明的其它实施例的包括一个或多个输入装 置、 一个或多个显示装置以及一个或多个照明装置的数码相机设备的透视
图81A是按照本发明的一个实施例的包括4莫制塑料保装的数码相机 设备的示意图81B - 81C是图81A的数码相机设备的分解透视图82是按照本发明的另一个实施例的数码相机设备的放大的前透视
图83A - 83C是按照本发明的其它实施例的传感器阵列和处理器配置 的前透视图83A-83C是按照本发明的其它实施例的传感器阵列配置的前视
图84A - 84E是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意图； 图85A - 85E是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意图； 图86A - 86E是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意图； 图87A - 8B是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意图； 图88A-88E是按照本发明的另一个实施例的数码相机设备的示意
图88A - 8犯是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意图； 图89A - 89E是4姿照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意图卯A、 91A-91B、 92A —92B、 93A-93B、 94A-94B、 95A —95B
和96A - 96B分别是图像装置的 一些实施例的平面图和横截面图卯A是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的平面图卯A -卯B分别是按照本发明的 一个实施例的图像装置的平面图和 横截面图91A - 91B分别是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的平面图
和横截面图；图92A - 92B分别是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的平面图 和横截面图93 A - 93B分别是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的平面图 和横截面图94A - 94B分别是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的平面图 和横截面图95A - 95B分别是按照本发明的另一个实施例的图像装置的平面图 和横截面图96A - 96B分别是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的平面图 和横截面图97A ;U安照本发明的一个实施例的支撑件和可以安装在其中的光 学器件部分的平面图97B是沿着图97B的A-A方向看去的图97A的支撑件的放大的 横截面图97C是图97A的支撑件的一部分以及可以安装在其中的透镜的分 解横截面图99A - 99D是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意图； 图100A-100D是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意
图101A是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的前透视图101B是按照本发明的一个实施例的可以在图IOIA的图像装置中 使用的传感器阵列和与其连接的电路的示意图IOIC是图101B的传感器阵列的^f象素的示意图101D是按照本发明的一个实施例的可以在图IOIA的图像装置中
使用的传感器阵列和与其连接的电路的示意图IOIE是图101D的传感器阵列的^f象素的示意图IOIF是按照本发明的一个实施例的可以在图IOIA的图像装置中使
用的传感器阵列和与其连接的电路的示意图IOIG是图IOIF的传感器阵列的像素的示意37图102A是按照本发明的另 一个实施例的图像装置的前透视图102B是按照本发明的一个实施例的可以在图102A的图像装置中 使用的传感器阵列和与其连接的电路的示意图102C是图102B的传感器阵列的像素的示意图102D是按照本发明的一个实施例的可以在图102A的图像装置中 使用的传感器阵列和与其连接的电路的示意图102E是图102D的传感器阵列的像素的示意图102F是按照本发明的一个实施例的可以在图102A的图像装置中使 用的传感器阵列和与其连接的电路的示意图102G是图102F的传感器阵列的像素的示意图103A-103E是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意
图104A-104E是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意
图105A-105E是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意
图106A- 106C是按照本发明的另一个实施例的具有多个数码相机设 备的系统的透视图107A是按照本发明的另一个实施例的包括多个数码相机设备的系 统的透视图107B是可以在图107A的系统中使用的图像装置的正视图108A - 108B是按照本发明的其它实施例的数码相机设备的示意
图109A - 109E是示出按照本发明实施例的数码相机设备的配置的框
图110A是按照本发明的一个实施例的处理器的框图IIOB是按照本发明的一个实施例的可以在图IIOA的处理器中使用
的通道处理器的框图；图110C是按照本发明的一个实施例的可以在图110A的处理器中使用 的图像管线的框图110D是按照本发明的一个实施例的可以在图IIOA的处理器中Y吏用 的后处理器的框图110E是按照本发明的一个实施例的数码相机设备的系统控制和其 它部分的框图110F是按照本发明的一个实施例的指令格式的表示；
图111A是按照本发明的另 一个实施例的通道处理器的框图111B是相邻像素值的图形表示；
图111C示出在双采样器的一个实施例中使用的操作的流程图111D示出在有缺陷像素识别器的一个实施例中使用的操作的流程
图111E是按照本发明的另 一个实施例的图像管线的框图111F是按照本发明的 一个实施例的图像平面整合器的框图111G是可以在图111G的图像平面整合器中使用的多相时钟的解释 性表示；
图111H-111J是示出按照本发明的一个实施例的由3个相机通道产 生的图像的表示的解释图111K-111Q是示出按照本发明的一个实施例的由自动图像对齐部 分对图111H - 111J的图像执行的过程的表示的解释图111R是按照本发明的一个实施例的自动曝光控制的框图111S是按照本发明的一个实施例的变焦控制器的框图lllT-lllV是按照本发明的一个实施例的由图lllS的变焦控制器 执行的过程的解释图111W是示出按照本发明的 一个实施例的伽码校正部分的操作的实 例的图形表示；
图111X是按照本发明的一个实施例采用的伽码校正部分的框图； 图111Y是按照本发明的一个实施例的颜色校正部分的框图；图111Z是按照本发明的一个实施例的边缘增强器/锐化器的框图111AA是按照本发明的一个实施例的色度噪声减小部分的框图111AB是示出按照本发明的一个实施例的由白色平衡部分执行的 过程的表示的解释图111AC是按照本发明的一个实施例的颜色增强部分的框图111AD是按照本发明的一个实施例的缩放部分的框图111AE是示出按照本发明的一个实施例的上缩放的表示的解释图111AF是按照本发明的另一个实施例的可以在对齐部分中使用的 才喿作的流程图112是按照本发明的另 一个实施例的通道处理器的框图113是按照本发明的另一个实施例的通道处理器的框图114A是按照本发明的另 一个实施例的图像管线的框图114B是按照本发明的另一个实施例的图像管线的框图114C是按照本发明的另 一个实施例的色度噪声减小部分的框图U5A-115L是示出视差的实例的解释图115M是示出按照本发明的一个实施例的在消除视差的情况下通过 第 一相机通道观看的图像与通过第二相机通道观看的图像的重叠的解释图。
图115N-115R是示出减小视差的实例的解释图115S-11SX是示出增大视差的实例的解释图116示出按照本发明的另 一个实施例的可以在产生与物体或其部分 之间的距离的估计中采用的才乘作的流程图。
图117是按照本发明的 一个实施例的测距器的 一部分的框图118是按照本发明的一个实施例的测距器的定位器部分的框图119A-119C是示出3D成像的实例的解释图120是另一类型的3D成像的解释图121 - 122示出按照本发明的另 一个实施例的可以在3D成像中使用的操作的流程图123是按照本发明的一个实施例的3D效果发生器的框图124是按照本发明的一个实施例的3D效果发生器的框图125示出按照本发明的另 一个实施例的可以在图像辨别中使用的操 作的流程图126A - 126B示出按照本发明的另 一个实施例的可以在图像辨别中 使用的操作的流程图127是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图128是按照本发明的另 一个实施例的数码相枳/没备的一个或多个部 分的框图129是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图130是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图131是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图132是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图133是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图134是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图135是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图136是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图137是按照本发明的另 一个实施例的数码相机设备的一个或多个部 分的框图；图138是按照本发明的其它实施例的用于对数码相机设备的一个或多 个部件实施光镨优化的一个或多个方面/技术/实施例； 一个或多个方面/技 术/实施例可以在这里描述和/或图示的任何实施例中实施。
具体实施例方式
在图1A中，现有技术的数码相机1一般包括主图像捕捉元件一图像 传感器150、滤色器片160和一系列透镜170 (成透镜组件)。额外的电子 部件典型地包括电路板110、外围用户接口电子器件120 (在此表示为快 门按钮，但还可以包括显示器、设置器、控制器等等)、电源130和电子 图f^储介质140。
数码相机l还包括外壳(包括外壳部分173、 174、 175、 176、 177、 178 )和快门组件(未示出)，该快门组件控制孔径180和光进入数码相机 l的通道。机械框架181用于将透镜组件的各个部件结合在一起。透镜组 件包括透镜170和一个或多个沿着轴183移动透镜170的电子机械装置 182。机械框架181和一个或多个电子机械装置182可以由很多部件和/或 复杂的组件组成。
滤色器片160具有排列成Bayer图案的滤色器阵列。Bayer图案过去 使用红色、绿色、蓝色以及典型地为第二绿色的滤色器(例如2x2颜色矩 阵，其中在一行中有交替的红色和绿色，而在另一行中有交替的绿色和蓝 色，尽管也可使用其它颜色)，尽管可以根据用户需要来改变图案。Bayer 图案在整个滤色器阵列112中重复，如图1A-1D所示。该图案在整个阵 列中如图所示地重复。
图像传感器150包含排列成矩阵的多个相同的光电检测器(有时称为 "图片元素，，或"像素，，)。光电检测器的数量通常在几十万到上百万的范 围内。透镜组件覆盖该阵列的对角线。
滤色器阵列160祐J改置在图像传感器150上方，使得滤色器片160中 的每个滤色器被设置在图像传感器150中的相应的一个光电检测器上，由 此图像传感器中的每个光电检测器接收特定带的可见光(例如红色、绿色 或蓝色)。
图1B - 1D示出了现有技术的数码相机1在产生彩色图像时使用的光 子捕捉过程。可见光184的完整光谱射到透镜组件上，其基本上使完整光镨通过。然后该完整光^脊射到滤色器片160的滤色器上，且滤色器片160 的各个滤色器中的每一个将其特定的光谱带传递给其特定的像素。该过程 对每个像素重复进行。每个像素提供指示其所接收的颜色强度的信号。信 号处理电路(未示出)从光电检测器接收交替的颜色信号，通过将每个4 个像素的组(红色/绿色/蓝色/绿色或其变种)整合为单个全色像素来以一 致的方式处理所述交替的颜色信号，最后输出彩色图像。
图1E示出缩进模式(有时称为普通模式或近焦设置)下的透镜组件 的工作。示出该透镜组件聚焦在远处物体186 (表示为闪电)上。为便于 参考，将图像传感器150的表示包括在内。相机1的视场限定在参考线188、 190之间。视场的宽度例如可以是50毫米(mm )。为了实现该视场188、 190, —个或多个电子机械装置182将透镜170定位得相对靠拢。透镜组 件使视场通过透镜170并传递给图像传感器150,如参考线192、 194所示。 物体的图像(在196示出)按照与实际图像186的宽度与实际视场188、 l卯之比相同的比率呈现在图像传感器150上。
图1F示出光学变焦模式(有时称为远焦设置)下的透镜组件110的 工作。在此模式下，透镜组件的一个或多个电子机械装置182重新定位透 镜170以便减小相同图像区域上的视场188、 l卯，从而^f吏物体186显现得 更近(即更大)。该透镜组件的一个优点是该透镜組件在变焦模式下的分 辨率典型地等于该透镜组件在缩进才莫式下的分辨率。但是一个缺点是该透 镜组件可能成本高且复杂。此外，提供具有变焦能力的透镜导致光灵敏度 降低，并因此增大透镜的F-光阑(F-stop )，由此使该透镜在弱光条件下的 效率降低。
与传统数码相机1相关联的一些其它缺点如下所述。
传统数码相机在图像传感器上采用一个大的阵列，还采用一个必须覆 盖整个阵列的透镜。这产生了两个与物理尺寸相关的问题l)覆盖大的 阵列(例如3兆像素)的透镜在直径和厚度方面都将物理地大于覆盖较小 阵列(例如1兆像素)的透镜；2)较大透镜/阵列組合将可能具有较长的 焦距，这将增大透镜的高度。
而且，由于传统透镜必须分解可见光波长的完整光i普，因此它们是复 杂的，通常具有3-8个独立的元件。这也加到光学堆叠高度、复杂度和 成本上。
此外，由于传统透镜必须使所有带宽的颜色通过，因此其必须是无色透明透镜(没有滤色)。前面描述的所需滤色通过在透镜下面和图像传感 器顶上沉积一片微小的滤色器来完成。例如，具有一百万个像素的图像传 感器需要一片一百万个单独的滤色器。该滤色器阵列技术是高成本的(非 标准的集成电路处理)，对缩小像素尺寸起了限制作用(图像传感器中的 像素之间的颜色串扰)，而且滤色器阵列材料削弱了通过该阵列的带内光
子流(即降低了光灵敏度)，因为该滤色器阵列材料的带内透射低于100%。
此外，由于透镜必须相对于图像传感器前后移动，因此需要额外的时 间和能量。这是数码相机的非期望方面，因为其产生了捕捉响应时间的长 的延迟，并减小了电池容量。
与传统数码相机相关联的一个或多个上述缺点可以通过本发明的一 个或多个方面的一个或多个实施例来解决，尽管这不是必须的。
图2示出按照本发明某些方面的一个实施例的数码相机2及其部件的 例子。该数码相机包括数码相才几子系统200、电路板110、外围用户接口 电子器件(在此表示为快门按钮，但还可以包括显示器和/或一个或多个其 它输出装置、设置控制器和/或一个或多个附加的输入装置等)120、电源 130和电子图像存储介质140。
图2的数码相机还可以包括外壳和快门组件(未示出)，该快门组件 控制孔径180和光i^v数码相机2的通道。
图3A - 3B是数码相机子系统200的一个实施例的部分分解示意图。 在该实施例中，数码相机子系统包括图像传感器210、框架220(图7A-7C)和透镜230A-230D。图像传感器210—般包括具有若干较高级特征 的半导体集成电路或"芯片"，该半导体集成电路包括多个阵列210A-210D和信号处理电路212、 214。阵列210A-210D中的每一个捕捉光子 并输出电信号。在某些实施例中，信号处理电路212为各个阵列210中的 每一个处理信号。信号处理电路214可以将来自信号处理212的输出组合 为输出数据(通常以重组合的全色图像的形式)。每个阵列以及相关的信 号处理电路可以被优选地定制以处理特定的可见光谱带。
透镜230A - 230D中的每一个可以针对相应阵列的相应波长来有利地 定制。透镜一般与在下面的阵列的尺寸大致相同，并因此取决于在下面的 阵列的尺度而彼此尺寸和形状不同。当然，不要求给定透镜覆盖全部或仅 在下面的阵列。在可替换实施例中，透镜可以仅覆盖阵列的一部分，且可 以延伸超出该阵列。透镜可以包含任何适合的一种或多种材料，包括例如玻璃和塑料。透镜可以以诸如给予(impart)的任何合适的方式被掺入滤 色、偏振或其它特性。透镜可以是刚性或挠性的。
框架220 (图7A-7C)用于将透镜230A-230D安装到图像传感器
210。
在该示例性实施例中，每个透镜、阵列和信号处理电路构成一个可见 光镨带(例如红色、蓝色、绿色等)的图像产生子系统。然后用半导体芯 片内的附加的信号处理电路将这些单独的图像相组合以形成用于输出的 完整图像。
本领域的技术人员应理解，尽管以四阵列/透镜配置来描绘数码相机子 系统210,但数码相机子系统也可以以具有任何多个数目和形状的阵歹'j/透 镜的配置来使用。
图4描绘了具有三阵歹'V透镜配置的数码相机子系统。
在图5A-5C中，数码相机子系统在一个图像传感器上采用独立的阵 列、例如阵列210A - 210来代替现有技术方法(其采用Bayer图案(或其 变种)，跨该阵列而工作( 一次一个像素)，并将来自该阵列的每个4个像 素的组(例如，红色/绿色/蓝色/绿色或其变种)整合为单个全色像素)。这 样的阵列中的每一个针对一特定的可见光谱带。因此，可以对每个阵列调 谐，使得其捕捉和处理该特定颜色的图像更为高效。各个透镜(230A-D) 可以针对阵列的光谱带来被定制。每个透镜只需要将该颜色(184A-184D)传递给图像传感器。传统的滤色器片被省去。每个阵列向信号处理 电路输出信号。用于这些阵列中的每一个的信号处理电路还针对可见光谱 带中的每一个来被定制。实际上，各个图像针对这些阵列中的每一个而产 生。在该过程之后，将各个图像相组合以形成一个全色或黑/白图像。通过 定制每个阵列和相关联的信号处理电路，可以产生比类似像素数量的传统 图像传感器所产生的图像质量更高的图像。
图6A - 6B示出可^皮有利地使用的许多处理操作中的一些。如上所述， 每个阵列向信号处理电路212输出信号。在该信号处理电路中，对每个阵 列单独处理以使该处理适于相应的光镨带。若干功能发生
列逻辑单元(212.1A - D)是从像素中读取信号的信号处理电路部分。 例如，列逻辑单元212.1A从阵列210A中的像素中读取信号。列逻辑单元 212.1B从阵列210B中的像素中读取信号。列逻辑单元212.1C从阵列210C
45中的像素中读取信号。列逻辑单元212.1D从阵列210D中的像素中读取信 号。
由于该阵列针对一个特定波长、多个波长、波长带或多波长带，因此 列逻辑单元可以对于每个阵列具有不同的整合时间来增强动态范围和/或 颜色专一性。由于逻辑单元不必在极端颜色转移之间切换，因此可以相当 大地降低每个阵列的信号处理电路复杂度。
每个阵列的模拟信号逻辑单元(ASL ) ( 212.1A - D)可以是特定颜色 的。因此，ASL处理单个颜色，并因此可以针对增益、噪声、动态范围、 线性等来优化。由于颜色信号分离而不需要逻辑单元和稳定时间(settling time)的显著转移，因为放大器和逻辑单元不是像传统Bayer图案化设计 那样逐个像素(颜色到颜色)地改变的。
黑色电平逻辑单元(212.3A - D)评估信号内的噪声电平并将其滤除。 每个阵列针对比传统图像传感器更窄的可见光i普带，黑色电平逻辑单元可 以被更为精细地调谐以消除噪声。
曝光控制(212.4A-D)测量由该阵列捕捉的全部光量，并针对图傳_ 质量调整捕捉时间。传统相机必须全局地(为所有颜色)进行该确定。本 发明使得曝光控制可以针对每个阵列和所针对的波长带而不同地进行。
然后将经过处理的图像传递给第二組信号处理电路214。首先，图像 处理逻辑单元214.1将多个颜色平面整合为单个彩色图像。针对饱和度、 锐度、强度、色调、伪影去除和有缺陷像素的校正来调整该图像。IPL还 提供算术自动聚焦、变焦、开窗(windowing )、像素組合(pixel binning )
和相纟几功能。
后两个操作将信号在传递给标准输出接口 214.3如USB之前编码成标 准协议214.2如MPEG、 JPEG等。
尽管示出信号处理电路212、 214位于图像传感器的特定区域，信号 处理电路212、 214还可以放置在芯片上的任何地方，并以任何方式细分。 实际的信号处理电路可能放置在多个位置。
如前所迷，图像传感器210 (图3A-3B) —般包括具有若干较高级 特征的半导体芯片，该半导体芯片包括多个阵列(210A - 210D )和信号 处理电路212，其中优选地定制每个阵列和相关的信号处理电路以处理特 定的可见光i普带。如上所述，图像传感器阵列可以使用任何多个数目和形状的阵列来配置。
图像传感器210可以使用任何合适的技术、特别包括硅和锗技术来构 造。像素可以以任何合适的方式形成，可以按照需要确定尺寸和尺度，并 且可以以任何所需的图案分布。甚至可以使用不以任何规则图案分布的像 素。
任何可见光镨范围可取决于用户的特定兴趣而应用于每个阵列。此 外，红外阵列也可以用作向传感器提供弱光能力的阵列/透镜组合之一 。
如上所述，阵列210A-D可以具有任何尺寸或形状。图3将阵列示 出为图像传感器的单独的、分立的部分。这些阵列还可以是接触的。还可 以存在一个大阵列，其配置为使得该阵列被细分为若干部分，由此每个部 分针对一个光i普带，从而产生与同一芯片上的独立阵列相同的效果。
尽管跨每个单独阵列(用210A-D表示)的光电检测器的阱深(例 如捕捉、采集、响应、检测和/或感测例如入射光的强度照度的光电检测器 的区域或部分；在某些实施例中，该阱深是从光电检测器表面到掺杂区的 距离，例如参见图17B-E)可以相同，但任何给定阵列的阱深可以不同 于传感器子系统中的其它阵列中的 一个或多个或全部的阱深。合适阱深的 选择可取决于很多因素，最可能包括所针对的可见光谱带。由于每个整个 阵列可能针对一个可见光镨带(例如红色)，因此阱深可以设计为捕捉该 波长而忽略其它(如蓝色、绿色)。
在特定颜色阵列中掺以半导体材料可以进一步用于增强对特定颜色 波长的光子吸收的选择性。
在图7A - 7C中，框架220是一薄板，其被钻孔以将各个透镜(用230A、 230C表示)承载在每个阵列上方。透镜可以按照很多种方式来固定在框 架上粘合、压配合(press fit )、电子接合等)。安装孔可以在底座上具有 小的"座位"以控制透镜位置的深度。该深度可以对每个透镜都不同，并 且是针对每个阵列定制的特定透镜的特定焦距的结果。
图7A-7C所示的框架是为制造、材料、安装、尺寸和形状提供了许 多种选择的固体装置。当然，可以容易地设计其它合适的框架，它们全部 落入本发明的范围。
尽管附图示出每个阵列的各个透镜被组装到框架中，但透镜也可以制 造为使得每个图像传感器的透镜都形成为一个模子或部件。此外，该一体化结构还可以用作安装到图像传感器的框架。
透镜和框架概念可应用于传统的图像传感器(而无需传统的滤色器 片)，以获得物理尺寸、成本和性能优点。
如图7A-7C所示，数码相机子系统可以在单个图像传感器上具有多 个独立的阵列，每个阵列具有它自己的透镜(用230A、 230C表示)。较 小的多个阵列的简单几何结构允许较小的透镜(直径、厚度和焦距)，这 允许减小数码相机的堆叠高度。
每个阵列可有利地针对一个可见和/或可检测光谱带。尤其可以针对该 一个特定波长带的通路而对每个透镜调谐。由于每个透镜因此不需要使整 个光i瞽通过，所以元件的数量可以例如减少为 一个或两个。
此外，由于每个透镜的所针对带宽，每个透镜可以在制造过程中针对 其相应的带宽被染色(例如将针对红色可见光谱带的阵列染为红色)。可 替换地，可以在每个透镜上施加单个滤色器。该过程省去了传统的滤色器 (各个像素滤光器的片)，由此降低了成本、提高了信号强度并消除了像 素减少的障碍。
滤色器片的省去允许减小像素的物理尺寸，以便进一步减小整个DSC 组件的尺寸。
尽管图2、 3A-3B和5A-5C示出四阵歹'J/透镜结构，但图4描绘了 三阵歹iJ/透镜配置，任何多个数目的阵歹'J/透镜及其各种组合都是可以的。
上述装置可以包括任何合适数目的组合，从少至二阵歹']/透镜到更宽的 阵列。例子包括
二阵列/透镜红色/绿色和蓝色
二阵列/透镜红色和蓝色/绿色
三阵列/透镜红色、绿色、蓝色
四阵列/透镜红色、蓝色、绿色、翠绿色(用于颜色增强)
四阵歹']/透镜红色、蓝色、绿色、红外(用于弱光条件)
八阵列/透镜对上述配置加倍，用于附加的像素数量和图像质量。
尽管图2反映的是数码照相机，但该相机旨在是包含数码相机子系统 的普通装置的代表。因此图2应当被解释为照相机和摄像机、蜂窝电话、其它个人通信设备、监视设备、汽车应用、计算机、制造和检查设备、玩 具以及各种各样的其它和持续扩展的应用的代表。当然该图的这些可替换
解释可以包括或可以不包括如图2所示的特定部件。例如，该电路板不是 只有相机功能才有的，如在蜂窝电话中，数码相机子系统可以是现有电路 板的附件。
因此，应当理解，在此公开的任何或所有方法和/或设备可以在任何类 型的设备或过程中使用，该设备或过程包括但不限于照相机和摄像机、蜂 窝电话、其它个人通信设备、监视设备、汽车应用、计算机、制造和检查 设备、玩具以及各种各样的其它和持续扩展的应用。
除非上下文需要不同的解释，如这里所使用的那样，下列术语如下所 述地那样解释。
"阵列"意思是一组光电检测器，也称为像素，它们互相协作以产生 一个图像。阵列捕捉光子并将数据转换为电信号。阵列将该原始数据输出 到信号处理电路，信号处理电路产生图像传感器图4象输出。
"数码相机"意思是接收光子、在半导体器件("图像传感器")上将 光子转换为电信号，并将这些信号处理为产生照片图像的输出的单个组 件。数码相机包含任何必要的透镜、图像传感器、快门、闪光灯、信号处 理电路、存储装置、用户接口特征、电源和任何容纳这些部件的机械结构 (例如电路板、外壳等)。数码相机可以是独立的产品，也可以被嵌入其 它装置，如蜂窝电话、计算机、或者目前可得到的或可以在未来产生的无 数其它成像平台，如由于本发明而变得可行的那些成像平台。
"数码相机子系统"(DSC )意思是接收光子、在半导体器件("图像 传感器")上将光子转换为电信号并将这些信号处理为产生照片图像的输 出的单个组件。数码相机子系统至少包括任何必要的透镜、图像传感器、 信号处理电路、快门、闪光灯以及可能需要的容纳这些部件的框架。电源、 存储装置和任何机械结构不必要被包括在内。
"电子媒体，，意思是与胶片的使用构成对比地电子地捕捉、处理和存 储图像。
"框架，，或"薄板"意思是用于容纳透镜和安装到图像传感器上的 DCS的部件。
"图像传感器，，意思是包括光电检测器("像素，，)、处理电路和输出通道的半导体器件。输入是光子，输出是图像数据。
"透镜"意思是将光线成形在单独阵列上的单个透镜或一系列堆叠的 透镜(一个透镜在另一个透镜上的列)。当在不同的阵列上采用多堆透镜
时，它们称为"多个透镜(lenses)"。
"封装"意思是其上或其中安装有图像传感器(或任何半导体芯片) 的盒子或框架，其保护成像器并提供密封。"无封装"是指可以直接安装 至电路板而不需要封装的半导体芯片。
"光电检测器"和"像素"意思是感测并捕捉光子并将其转换为电信 号的电子器件。这些极度小的器件以矩阵形式大量(几十万到上百万)地 使用，以类似胶片那样捕捉图像。
"半导体芯片"意思是在硅或类似衬底上制造的分立电子器件，其在 几乎所有的电子设备中普遍使用。
"信号处理电路"意思是将光子输入信息转换为电信号并最终转换为 图像输出信号的图像传感器内的硬件和软件。
本发明的主题可以在特定应用中提供^艮多优点。例如，传统滤色器的 温度范围有限，这限制了终端用户制造灵活性。波焊工艺、低成本、大批 量生产焊接工艺由于滤色器的温度限制而无法^f吏用。本发明主题的至少一 些实施例没有这样的限制。实际上，在此描述和图示的一个、 一些或所有 实施例都不需要采用波焊工艺或其它低成本、大批量生产焊接工艺。
此外， 一旦图像传感器、框架和透镜组装在一起，该组件就可以是密 封的装置。该装置不需要"封装"，且这样，如果需要则可以直接安装至 电路板，从而节省零件和制造成本。
由于从分开的位置(虽然同一图像传感器上的阵列之间的距离小)创 建多个图像，所以产生了视差，该视差可以在信号处理电路中被消除或者 为了很多目的而被利用/增强，包括例如测量与物体之间的距离和提供3-D 效果。
尽管每个阵列和相关的信号处理电路优选地定制为处理特定的可见 光谱带，并且为了使该特定的波长带通过而可以对每个透镜进行调谐，但 应当明白，不要求每个这样的阵列和相关的信号处理电路定制为处理特定 的可见光谱带。也不要求为了使特定的波长带通过而对每个透镜进行调 谐，或者每个阵列位于同一半导体器件上。实际上，在此描述和图示的实施例，包括其特定部件都不需要使用特定波长的特征。例如，不需要阵列 和/信号处理电路定制为处理特定的波长或波长带。
值得注意的是，在某些实施例中，其特定部件可以定制为处理特定的 波长或波长带，而该实施例的其它部件不定制为处理特定的波长或波长 带。例如，透镜和/或阵列可以定制为处理特定的波长或波长带，而相关联 的信号处理电路不定制为处理特定的波长或波长带。而且，在其它实施例 中，(相同或不同光学通道的) 一个或多个透镜可以定制为处理特定的波 长或波长带，而相关联的阵列和信号处理电路不定制为处理特定的波长或 波长带。所有这些置换和组合都意图落入本发明的范围内。为简要起见， 在此不详细讨论所有这些置换和组合。
此外，尽管数码相机子系统包括任何必要的透镜、图像传感器、信号 处理电路、快门、闪光灯以及可能需要用于容纳部件的任何框架，但一些 数码相机子系统可能不需要其中的一个或多个。例如， 一些数码相机系统 可能不需要快门、闪光灯和/或用于容纳部件的框架。此外， 一些数码相机 子系统可能不需要包括检测器、处理电路和输出通道中的每一个的图像传 感器。例如，在一些实施例中， 一个或多个检测器(或其部分)、处理电 路的 一个或多个部分和/或输出通道的 一个或多个部分可以被包括在分开 的装置中和/或设置在分开的位置。所有这些置换和组合都意图落入本发明 的范围。为简要起见，在此不详细讨论所有这些置换和組合。
图8是按照本发明的另一实施例的数码相机设备300的分解透视图。 数码相机设备300包括一个或多个传感器阵列例如4个传感器阵列310A -310D、 一个或多个光学器件部分例如4个光学器件部分330A-330D以 及处理器340。 一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330A-330D 中的每一个可以包括例如但不限于透镜，且可以与一个或多个传感器阵列 例如传感器阵列310A-310D中相应的一个相关联。在一些实施例中，提 供支撑件320 (例如参见图28A - 28D )(例如但不限于框架)来至少部分 地支撑一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330A-330D。每个传 感器阵列和相应的光学器件部分可以限定一个相机通道。例如，相机通道 350A可以由光学器件部分330A和传感器阵列310A限定。相机通道350B 可以由光学器件部分330B和传感器阵列310B限定。相机通道350C可以 由光学器件部分330C和传感器阵列310C限定。相机通道350D可以由光 学器件部分330D和传感器阵列310D限定。 一个或多个相机通道的光学器件部分在此统称为光学器件子系统。 一个或多个相机通道的传感器阵列 在此统称为传感器子系统。两个或更多传感器阵列可以集成在下文中称为 图像装置的公共衬底中或设置在该公共衬底上、分开的衬底上、或按这两
种方式的任何组合来设置(例如，当系统包括3个或更多传感器阵列时， 两个或更多传感器阵列可以集成在第一衬底中，而一个或多个其它传感器 阵列可以集成在第二衬底中或设置在第二衬底上)。
就此而言，继续参照图8， 一个或多个传感器阵列例如传感器阵列 310A-310D可以或可以不彼此设置在公共村底上。例如，在一些实施例 中，两个或更多传感器阵列设置在公共衬底上。但在一些实施例中， 一个 或多个传感器阵列不与一个或多个其它传感器阵列i殳置在同一村底上。
一个或多个相才几通道可以或可以不彼此相同。例如，在一些实施例中， 相机通道彼此相同。在其它实施例中， 一个或多个相机通道在一个或多个 方面不同于一个或多个其它相机通道。在一些后面所述的实施例中，每个
不同的颜L (色4) ;/或i带。、T 、、 -、 "
在一些实施例中，相机通道之一例如相机通道350A检测红光，相机 通道之一例如相机通道350B检测绿光，相机通道之一例如相机通道350C 检测蓝光。在一些这种实施例中，相机通道之一例如相机通道350D检测 红外光、青色光或翠绿光。在一些其它实施例中，相机通道之一例如相机 通道350A检测青色光，相机通道之一例如相机通道350B检测黄色光，相 机通道之一例如相机通道350C检测品红色光，相机通道之一例如相机通 道350D检测明光(黑色和白色)。还可以使用任何其它波长或波长带(无 论可见还是不可见)组合。
处理器340通过一个或多个通信链路例如通信链路370A - 370D分别 与一个或多个传感器阵列例如传感器阵列310A - 310D连接。通信链路可 以是任何种类的通信链路，包括但不限于例如有线的(例如导线、光缆) 或无线的(例如声学链路、电磁链路或它们的任何组合，包括但不限于微 波链路、卫星链路、红外链路)以及它们的组合，其每一种都可以是公用 或私有的、专用的和/或共享的(如网络)。通信链路可以使用例如电路交 换或包交换或它们的组合。通信链路的其它例子包括专用点对点系统、有 线网络和蜂窝电话系统。通信链路可以使用任何协议或协议组合，包括但 不限于互联网协议。
52通信链路可以传输任何类型的信息。该信息可以具有任何形式，包括 例如但不限于模拟的和/或数字的(二进制值序列，即比特串)。该信息可 以或可以不分成块。如果分成块，则一个块中的信息量可以预定或动态确 定，和/或可以是固定的(例如一致的)或可变的。
如下面将进一步描述的那样，处理器可以包括一个或多个通道处理 器，其每一个都与相应的一个(或多个)相机通道耦合并且至少部分地基 于从相应的相机通道接收到的信号来产生图像，尽管这并不需要。在一些 实施例中， 一个或多个通道处理器适用于其相应的相才几通道，例如在此描 述的那样。例如，当相机通道之一专用于特定的波长或颜色(或波长带或 色带)时，相应的通道处理器可以适应于或适于该波长或颜色(或波长带 或色带)。例如，处理器的增益、噪声减小、动态范围、线性度和/或任何
带)改进和/或优化处理器。使通道处理适于相应的相机通道可以有助于产 生高于由类似像素数量的传统图像传感器产生的图像质量的质量的图像。 此外，向每个相机通道提供专用通道处理器可以有助于减少或简化通道处 理器中的逻辑单元的量，因为通道处理器可能不需要适应颜色或波长的极 端平移，例如从处于一个极端的颜色(或色带)或波长(或波长带)平移 到处于另一极端的颜色(或色带)或波长(或波长带)。
在工作中，相机通道的光学器件部分从视场内接收光，并使该光的一 个或多个部分例如以图像的形式透射在图像平面。传感器阵列接收由该光 学器件部分透射的光的一个或多个部分，并提供表示其的一个或多个输出 信号。来自传感器阵列的一个或多个输出信号提供给处理器。在一些实施 例中，处理器至少部分地基于来自传感器阵列的一个或多个信号来产生一 个或多个输出信号。例如，在一些实施例中，每个相机通道专用于不同于 其它相机通道的颜色(或色带)或波长(或波长带)的颜色(或色带)或 波长(或波长带)，且处理器为每个这样的相机通道产生独立的图像。在 一些其它实施例中，处理器可以至少部分地基于来自两个或更多这种相积i 通道的图像来产生合成图像。例如，在一些实施例中，每个相机通道专用 于不同于其它相机通道的颜色(或色带)或波长(或波长带)的颜色(或
色带)或波长(或波长带)，且处理器将来自两个或更多相机通道的图像 相组合以提供部分彩色或全彩色图像。
尽管示出处理器340与一个或多个传感器阵列例如传感器阵列310A-310D相分离，但处理器340或其部分可以具有任何配置并且可以设置 在一个或多个位置。在一些实施例中，处理器340的一个、 一些或所有部 分与一个或多个传感器阵列例如传感器阵列310A-310D中的一个或多个 集成在相同的 一个或多个衬底中或设置在相同的 一个或多个衬底上。在一 些实施例中，该处理器的一个、 一些或所有部分i殳置在与其上可设置有一 个或多个传感器阵列例如传感器阵列310A-310D中的一个或多个的一个 或多个衬底分开(且可能远离)的一个或多个村底上。例如，该处理器的 某些工作可以分配给与该一个或多个传感器阵列中的一个或多个集成在 相同的一个或多个衬底中或设置在相同的一个或多个衬底上的电路或由 该电路执行，且该处理器的某些工作分配给集成在与该一个或多个传感器 阵列集成或设置于的衬底不同的一个或多个衬底(无论这样的一个或多个 不同衬底是否物理地位于相机内)中或设置在该一个或多个村底上的电路 或由该电路执4亍。
数码相机设备300可以或可以不包括快门、闪光灯和/或将部件容纳在 一起的框架。
图9A是光学器件部分例如光学器件部分330A的一个实施例的分解 示意图。在该实施例中，光学器件部分330A包括一个或多个透镜例如复 杂的非球面透镜才莫块380、 一个或多个颜色涂层例如颜色涂层382、 一个 或多个掩模例如自动聚焦掩才莫384、以及一个或多个IR涂层例如IR涂层 386。
透镜可以包含任何适当的一种或多种材料，包括例如玻璃和塑料。透 镜可以以诸如给予的任何合适的方式被掺入滤色、偏振或其它特性。透镜 可以是刚性或挠性的。就此而言， 一些实施例采用具有染料涂层的透镜(或 多个透镜)、在光学介质(例如一个或多个透镜)中扩散的染料、基本上 均匀的滤色器和/或用以使光传到在下面的阵列的任何其它滤光技术。
颜色涂层382帮助光学器件部分滤除(即相当大地减弱) 一个或多个 波长或波长带。自动聚焦掩才莫384可以限定一个或多个干涉图案，这些图 案有助于数码相机设备执行一个或多个自动聚焦功能。IR涂层386有助于 光学器件部分370A滤除光^脊的IR部分中的波长或波长带。
一个或多个颜色涂层例如颜色涂层382、 一个或多个掩模例如掩模 384、 一个或多个IR涂层例如IR涂层386可以具有任何尺寸、形状和/或 配置。在一些实施例中， 一个或多个颜色涂层例如颜色涂层382中的一个或多个设置在光学器件部分的顶部(参见例如图9B)。光学器件部分(和/ 或其部件)的一些实施例可以或可以不包括该一个或多个颜色涂层、 一个 或多个掩模以及一个或多个IR涂层，而且可以或可以不包括除了它们以 外的特征或代替它们的特征。例如，在一些实施例中， 一个或多个颜色涂 层例如颜色涂层382中的一个或多个由设置在光学器件部分中、例如设置 在透镜以下的一个或多个滤光器388 (参见例如图9C)代替。在其它实施 例中， 一个或多个颜色涂层由在透镜中扩散的一种或多种染料代替(参见 例如图9D)。
一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330A - 330D可以或可以 不彼此相同。例如，在一些实施例中，该光学器件部分彼此相同。在一些 其它实施例中， 一个或多个光学器件部分在一个或多个方面不同于一个或 多个其它的光学器件部分。例如，在一些实施例中， 一个或多个光学器件 部分的一个或多个特性(例如但不限于其元件类型、尺寸、响应和/或性能) 适于相应的传感器阵列和/或有助于实现期望的结果。例如，如果特定相扭^ 通道专用于特定颜色(或色带)或波长(或波长带)，则用于该相机通道 的光学器件部分可以适于只将该特定颜色(或色带)或波长(或波长带) 透射到该特定相机通道的传感器阵列和/或适于滤除一个或多个其它颜色 或波长。在一些这样的实施例中，光学部分的设计针对相应相机通道专用 于的相应波长或波长带来优化。但是应当理解，还可以采用任何其它配置。 该一个或多个光学器件部分中的每一个都可以具有任何配置。
在一些实施例中，光学器件部分例如光学器件部分330A - 330D中的 每一个包括单个透镜元件或一堆透镜元件(或小透镜)，尽管如上所述本 发明不局限于此。例如，在一些实施例中，采用具有或不具有一个或多个 滤光器、棱镜和/或掩模的单个透镜元件、多个透镜元件和/或复合透镜。
光学部分还可以包含数码相机功能和/或性能所需要的其它光学特征。 这可以是诸如可电调谐的滤光器、偏振器、波前编码、空间滤光器(掩才莫) 和其它还未预期的特征。 一些新特征(除了透镜之外)可以电工作(如可 调谐滤光器)或利用MEMs机制来机械移动。
参照图10A - 10F,光学器件部分例如光学器件部分330A可以包括例 如任何数量的透镜元件、光学涂层波长滤光器、光学偏振器和/或它们的组 合。其它光学元件可以包括在光学堆中以产生期望光学特征。图10A是光 学器件部分330A的一个实施例的示意图，其中光学器件部分330A包括单个透镜元件3卯。图10B是光学器件部分330A的另一实施例的示意图， 其中光学器件部分330A包括两个或更多透镜元件，例如透镜元件392A、 392B。光学器件部分的部分可以彼此分开、彼此整合和/或按照这两种方 式的任何组合。因此，例如，图10B中表示的两个透镜元件392A、 392B 可以彼此分开或彼此整合。
图10C-10F示出光学器件部分330A的示例性实施例的示意表示， 其中光学器件部分330A具有一个或多个透镜元件例如透镜元件394A、 394B以及一个或多个滤光器例如滤光器394C。该一个或多个透镜元件以 及期望光学特征和/或光学元件可以彼此分开、；波此整合和/或按照这两种 方式的任何组合。而且， 一个或多个透镜元件特征和/或元件可以按照例如 透镜-滤光器顺序(参见例如图10C )、透镜-编码顺序(参见例如图10D )、 透镜-偏振器顺序(参见例如图10E )、透镜-滤光器-编码-偏振器顺序 (参见例如图10F)及其组合和/或变化的任何配置和/或顺序来设置。
在一些实施例中，图10C所示的滤光器394C是在透镜内制成的、作 为支撑结构上的独立层沉积在光学系统中或者沉积在透镜表面上的滤色 器。该滤光器可以是单带通滤光器或多带通滤光器。编码396C(图10D) 可以施加在或形成在透镜上，和/或作为独立的光学元件来提供。在一些实 施例中，编码396C用于修正光学波前，以允许具有额外的后图像处理的 改善的成像能力。光学偏振器400E (图10E)可以具有用于改善图像质量 如眩光减小的任何类型。偏振器400E可以施加或形成在一个或多个光学 表面上和/或作为专用的光学元件来提供。
图10G- IOH是按照本发明其它实施例的光学器件部分的示意表示。
如上所述，光学器件部分的部分可以彼此分开、彼此整合和/或按照这 两种方式的任何組合。如果这些部分是分开的，则这些部分可以彼此隔开、 彼此接触或按照这两种方式的任何组合。例如，两个或更多分开的透镜可 以彼此隔开、彼此接触或按照这两种方式的任何组合。因此，图10G所示 的光学器件部分的一些实施例可以用4皮此隔开的透镜元件402A - 402C来 实施，如在图101中示意性表示的那样，或者用彼此接触的两个或更多透 镜元件402A-402C来实施，如在图101中示意性表示的那样。此外，例 如402D的滤光器可以例如实施为单独的元件402D,如在图10G中示意 性表示的那样，或者例如实施为设置在透镜表面上的涂层402D，如图10J 中示意性表示的那样。该涂层可以具有任何适当的厚度，且可以例如比透镜厚度薄，如在图10K中示意性表示的那样。类似地，图IOH所示的光 学器件部分的一些实施例可以用彼此隔开的透镜元件404A-404D来实 施，如在图10H中示意性表示的那样，或者用彼此接触的两个或更多透镜 元件404A-404D来实施，如在图10L中示意性表示的那样。例如404E 的滤光器可以例如实施为单独的元件404E，如在图10H中示意性表示的 那样，或者例如实施为设置在透镜表面上的涂层404E,如图10M中示意 性表示的那样。该涂层可以具有任何适当的厚度，且可以例如比透镜厚度 薄，如在图10N中示意性表示的那样。
应当理解，这些技术可以与在此公开的任何实施例组合使用，但是为 简要起见，这些实施例可以或可以不在此单独示出和/或讨论。
此外，如同在此7>开的每个实施例一样，应当理解图IOA-ION的任 何实施例可以与在此公开的任何其它实施例或其部分组合使用。因此，图 10G- 10N所示的光学器件部分的实施例还可以包括编码和/或偏振器。
一个或多个相机通道例如350A - 350D可以采用4吏例如R、 G或B的 较窄波长带(与宽带相比)透射的光学部分，这在一些实施例中有助于简 化光学设计。例如，在一些实施例中，用具有窄色带的光学器件部分比用 使用单个光学组件和Bayer滤色器阵列的传统数码相机更容易实现图像锐 度和聚焦。在一些实施例中，使用多个相机通道来检测不同的色带允许减 少每个相机通道中光学元件的数量。附加的光学方法如衍射和非球面表面 可能导致进一步的光学元件减少。此外，在一些实施例中，使用使较窄波 长带透射的光学部分允许使用可直接施加在光学材料中或作为涂层来施 加的滤色器。在一些实施例中，每个带中的光透射大于传统上由与片上滤 色器阵列一起^f吏用的滤色器提供的光透射。此外，所透射的光不显示在滤 色器阵列方法中观察到的像素到像素的变化。此外，在一些实施例中，使 用多个光学器件和对应的传感器阵列有助于简化光学i殳计和元件的数量， 因为在与宽带光学器件相比的较窄波长带中，色差小得多。
在一些实施例中，每个光学部分使单个颜色或色带、多个颜色或色带、 或宽带透射。在一些实施例中， 一个或多个使光偏振的偏振器可以增强图 像质量。
在某些实施例中，例如如果光学部分使多个色带或宽带透射，则滤色 器阵列(例如具有Bayer图案的滤色器阵列)可以设置在透镜和传感器阵 列之间，和/或相机通道可以使用能够分离这些颜色或色带的传感器阵列。
57在一些实施例中，光学部分本身可以具有提供例如类似于由滤色器阵
列(例如Bayer图案或其变种)提供的颜色分离的能力。
在某些实施例中，可供光学部分选择的光学器件材料有许多种，例如 但不限于模制玻璃和塑料。
在一些实施例中，在一个或多个光学部分中采用 一种或多种光致变色 材料。该一种或多种材料可以合并到光学透镜元件中，或作为例如一个或 多个传感器阵列上方的光学路径中的另一特征。在一些实施例中，光致变 色材料可以合并到(为所有相机通道所共用的)所有光学器件的相机入口 (公共孔径)处的覆盖玻璃中，或者置入一个或多个相机通道的透镜中，
二个或多个其它光学J征中^ 、 ' " "-、' '
一些实施例采用具有单个透镜元件的光学器件设计。 一些其它实施例 采用具有多个透镜元件(例如两个或更多元件)的透镜。具有多个透镜元 件的透镜可以例如用于帮助提供优于宽波长带(如在传感器阵列上具有滤 色器阵列的传统数字成像器)的光学性能。例如， 一些多元件透镜組件采 用单个元件的组合来帮助最小化总偏差。由于一些透镜元件具有正偏差而 另一些具有负偏差，因此可以减小总偏差。该透镜元件可以由不同材料制 成，可以具有不同的形状和/或可以限定不同的表面曲率。通过这种方式可 以获得预定的响应。确定合适的和/或最佳的透镜配置的过程通常由透镜设 计者借助适当的计算机软件来执行。
一些实施例采用具有三个透镜元件或小透镜的光学器件部分。该三个 小透镜可以布置成任何配置的堆并且彼此隔开，其中每个小透镜限定两个 表面轮廓，使得该堆总共限定6个表面曲率和两个空间(在小透镜之间)。 在一些实施例中，具有3个小透镜的透镜提供足够的自由度来允许设计者 校正所有第三阶像差和两个色差，并向透镜提供有效焦距，尽管这不是每 个实施例的要求，也不是具有布置成堆的3个小透镜的实施例的要求。
就此而言，图11A-IIB分别是按照本发明另一实施例的在例如用于 红色相机通道的适于使红光或红光带透射的光学器件部分中使用的透镜 410的示意图和侧视图。在该实施例中，透镜410包括布置成堆418的3 个小透镜，即第一小透镜412、第二小透镜414和第三小透镜416。透镜 410从视场内接收光，并将该光的至少一部分透射和/或成形，以在图像平 面419的图像区域中产生图像。具体地说，第一小透镜412从视场内接收光，并将该光的至少一部分透射和/或成形。第二小透镜414接收由笫一小 透镜透射和/或成形的光的至少一部分，并将该光的一部分透射和/或成形。 第三小透镜416接收由第二小透镜透射和/或成形的光的至少一部分，并将 该光的一部分透射和/或成形以在图像平面419的图像区域中产生图像。
图12A - 12B分别是按照本发明另一实施例的在例如用于绿色相机通 道的适于使绿光或绿光带透射的光学器件部分中使用的透镜420的示意图 和侧碎见图。在该实施例中，透镜420包括布置成堆428的3个小透镜，即 第一小透镜422、第二小透镜424和第三小透镜426。堆428从视场内接 收光，并将该光的至少一部分透射和/或成形，以在图像平面429的图像区 域中产生图像。具体地说，第一小透镜422从视场内接收光，并将该光的 至少一部分透射和/或成形。第二小透镜424接收由第一小透镜透射和/或 成形的光的至少一部分，并将该光的一部分透射和/或成形。第三小透镜 426接收由第二小透镜透射和/或成形的光的至少一部分，并将该光的一部 分透射和/或成形以在图像平面429的图像区域中产生图像。
图13A - 13B分别是按照本发明另 一实施例的在例如用于蓝色相机通 道的适于使蓝光或蓝光带透射的光学器件部分中使用的透镜430的示意图 和侧视图。在该实施例中，透镜430包括布置成堆438的3个小透镜，即 第一小透镜432、第二小透镜434和第三小透镜436。透镜430从视场内 接收光，并将该光的至少一部分透射和/或成形，以在图像平面439的图像 区域中产生图像。具体地说，第一小透镜432从视场内接收光，并将该光 的至少一部分透射和/或成形。第二小透镜434接收由第一小透镜透射和/ 或成形的光的至少一部分，并将该光的一部分透射和/或成形。第三小透镜 436接收由第二小透镜透射和/或成形的光的至少一部分，并将该光的一部 分透射和/或成形以在图像平面439的图像区域中产生图像。
图14是按照本发明另一实施例的在例如用于红色相机通道的适于使 红光或红光带透射的光学器件部分中使用的透镜440的示意图。该实施例 中的透镜440可以被表征为60度的全视场。在该实施例中，透镜"0包 括设置成堆448的3个小透镜，即第一小透镜442、第二小透镜444和第 三小透镜446。透镜440从视场内接收光，并将该光的至少一部分透射和/ 或成形，以在图像平面449的图像区域中产生图像。具体地说，第一小透 镜442从视场内接收光，并将该光的至少一部分透射和/或成形。第二小透 镜444接收由第一小透镜透射和/或成形的光的至少一部分，并将该光的一部分透射和/或成形。第三小透镜446接收由第二小透镜透射和/或成形的 光的至少一部分，并将该光的一部分透射和/或成形以在图像平面449的图 像区域中产生图像。
图15A - 15F是可以采用的一些其它类型透镜的示意表示。具体地说， 图15A-15E是包括具有3个小透镜450A-450C、 452A-452C、 454A-454C、 456A-456C、 458A-458C的堆的其它透镜450 - 458的示意表示。 图15是只具有一个透镜元件的透镜460的示意表示。然而应当理解，光 学器件部分可以具有任何数量的部件和配置。
图16A - 16C是传感器阵列例如传感器阵列310A以及与其连接的电 路例如470 - 476的一个实施例的表示。传感器阵列例如传感器阵列310A 的目的是捕捉光并将其转换为一个或多个表示该光的信号(例如电信号)， 这些信号被提供给一个或多个与该传感器阵列连接的例如如下所述的电 路。参照图16A，传感器阵列包括多个传感器元件，例如多个相同的光电 检测器(有时称为"图片元素"或"像素")，例如像素480w-480n,m。光 电检测器例如光电检测器4801;1 - 48(Vm布置成阵列，例如矩阵类型阵列。 该阵列中像素的数量的范围可以例如从几十万到上百万个。这些像素可以 例如布置成例如具有多行和多列的二维阵列配置，例如640x480， 1280x1024等。但是，可以按照需要设置像素的尺寸和尺度，而且这些像 素可以按照任何需要的图案来分布。甚至可以使用不按照任何规则图案分 布的像素。参照图16B，例如像素480^的像素可以视为具有例如x和y 尺度的尺度，尽管应当认识到，像素的见子捕捉部分可以或可以不占椐该 像素的整个面积，并且可以或可以不具有规则形状。在一些实施例中，传 感器元件，没置在这里称为传感器平面的平面上。该传感器可以具有正交的 传感器参考轴，包括例如x轴、y轴和z轴，而且可以配置为使该传感器 平面平行于xy平面XY并指向相机通道的光学器件部分。每个相机通道 都具有对应于可由该传感器阵列观察到的宽阔区域的视场。每个传感器元 件可以例如与该;f见场的相应部分相关联。
传感器阵列可以采用任何类型的技术，例如但不限于MOS像素技术 (意思是传感器的一个或多个部分按照"金属氧化物半导体"技术来实 施)、电荷耦合器件(CCD)像素技术或两种技术的组合(混合)，并且可 以包含任何适当的一种或多种材料，包括例如硅、锗和/或它们的组合。传 感器元件或像素可以按照任何适当的方式形成。在工作中，传感器阵列例如传感器阵列310A例如逐^f亍地(类似于扫 描仪)或全部地(类似于传统胶片相机曝光)暴露于光。在暴露于光长达 特定时间段(曝光时间)之后，可以例如逐行地读取例如像素480^ - 480n，m 的像素。 ' '
在一些实施例中，使用有时称为列逻辑单元例如列逻辑单元470的电 路来读取来自像素例如像素480w-480n，m的信号。参照图16C，即像素电 路的示意表示，在一些这样的实施例中，可以通过声明水平穿过传感器阵 列例如传感器阵列310A的字线例如字线482中的一个，来每次一行地存 取传感器元件例如像素48014。数据可以通过竖直穿过传感器阵列例如传 感器阵列310A的位线而传入和/或传出传感器元件例如像素480w。
应当iL识到，〗象素不限于图16A-16C所示的配置。如上所述， 一个 或多个传感器阵列中的每一个都可以具有任何配置(例如尺寸、形状、像 素设计)。
传感器阵列例如传感器阵列310A - 310D可以彼此相同或不同。例如 在一些实施例中，传感器阵列彼此相同。而在一些其它实施例中， 一个或 多个传感器阵列在一个或多个方面不同于一个或多个其它的传感器阵列。 例如，在一些实施例中， 一个或多个传感器阵列的一个或多个特性(例如
但不限于其元件类型、尺寸(例如表面面积)和/或性能)适于相应的光学 器件部分和/或有助于实现期望的结果。例如，如果特定相^L通道专用于特
定颜色(或色带)或波长(或波长带)，则用于该相机通道的传感器阵列 可以适于对该特定颜色(或色带)或波长(或波长带)比对其它颜色或波 长的灵敏度要高，和/或只感测该特定颜色(或色带)或波长(或波长带)。 在一些这样的实施例中，传感器阵列的像素形状(例如像素的有效区域(该 像素对光敏感的表面区域)的形状)、设计、操作、阵列尺寸(例如阵列
效面积)针对相机通道所专用于的相应波长或波长带来确定、选择、定制 和/或优化。然而应当理解，还可以使用任何其它配置。 一个或多个传感器 阵列中的每一个都可以具有任何配置(例如尺寸和形状)。
如在此所述的那样，每个传感器阵列可以例如专用于特定的光带(可
见和/或不可见)，例如一种颜色或色带。如果这样，则可以对每个传感器 阵列调谐以便更高效地捕捉和/或处理其特定光带中的一个或多个图像。
在该实施例中，跨每个单独阵列的光电检测器的阱深是相同的，尽管在一些其它实施例中，该阱深可以不同。例如，任何给定阵列的阱深可以 容易地制造成不同于传感器子系统的其它阵列的阱深。对合适阱深的选择 可取决于很多因素，最可能包括所针对的可见光镨带。由于每个整个阵列 可能针对一个可见光谱带(例如红色)，因此阱深可以设计为捕捉该波长 而忽略其它(例如蓝色、绿色)。
在特定颜色阵列中掺以半导体材料可以增强对特定颜色波长的光子 吸收的选择性。
在一些实施例中，像素可以响应于一种特定的颜色或色带(即波长或 波长带)。例如在一些这样的实施例中，光学器件部分可以包括仅使该特
透镜和/或滤光器。在一i其它这样的实施例中，滤色器和/或滤色器阵列 设置在一个或多个传感器阵列的一个或多个部分的上方和/或上。在一些其 它实施例中，没有滤色器或滤色器阵列i殳置在任何传感器阵列上。在一些 实施例中，传感器阵列分离颜色或色带。在一些这样的实施例中，传感器 阵列可以配备具有例如两种或三种颜色的多带感测能力的像素。例如，每 个像素可以包括两个或三个光电二极管，其中第一光电二极管适于检测第 一颜色或第一色带，第二光电二极管适于检测第二颜色或第二色带，第三 光电二极管适于检测第三种颜色或第三色带。完成此的一种方法是向光电 二极管提供使得它们具有选择性的不同结构/特性，从而使第 一光电二极管 对第一颜色或第一色带比对第二颜色或第二色带更灵敏，第二光电二极管 对第二颜色或第二色带比对第一颜色或第一色带更灵敏。另一种方法是将 光电二极管设置在像素内的不同深度处，这利用了不同颜色或色带的穿透 和吸收特性不同的特点。例如，蓝色和蓝色带比绿色和绿色带穿透得少(并 因此在较小深度处被吸收)，而绿色和绿色带又比红色和红色带穿透得少 (并因此在较小深度处被吸收)。在一些实施例中，即使像素可能只看见 一种特定颜色或色带，也使用这种传感器阵列，来例如使这种传感器阵列 适于特定颜色或色带。实际上，减弱特定波长并^f吏其它波长通过的材料层 可以设置在光电二极管表面上或集成到光电二极管表面中。通过这种方 式，每个像素起到适于感测多个波长的多个光电二极管的作用。
图17A是按照本发明的一个实施例的传感器阵列的一部分例如传感 器阵列310A的一部分的平面图。该阵列的该部分包括6个单位单元，例 如单元490i，j - 490i+2，j+i。每个单位单元具有像素区，例如单位单元4^i+2,j+1
62具有像素区492i+2，j+1。该像素区可以例如是但不限于p注入区。可以通过 声明可以例如水平穿过传感器阵列例如传感器阵列310A的字线例如字线 494中的一个，来每次一行地存取传感器元件例如像素492i厂492i+2，jw。 可以在功率线例如功率线496上提供能量，该功率线可以例如竖直地穿过 传感器阵列。数据可以通过可以例如竖直穿过传感器阵列例如传感器阵列 310A的位线例如位线498而传入和/或传出传感器元件例如<象素492i，j-492i+2，j+1。
在一些实施例中，每个传感器阵列具有1.3M个像素。在这些实施例 中，3个相机通道可以提供大约4M个^f象素的有效分辨率。4个相机通道 可以提供大约5.2M个像素的有效分辨率。
在一些其它实施例中，每个传感器阵列具有2M个像素。在这些实施 例中，3个相机通道可以提供大约6M个像素的有效分辨率。4个相机通 道可以提供大约8M个像素的有效分辨率。
应当认识到，传感器阵列不限于图17A中所示的设计。如上所述，一 个或多个传感器阵列中的每一个都可以具有任何配置(如尺寸、形状、像 素设计)。
图17B是具有用以捕捉所有波长的单个阱的像素的注入部分的横截 面图。
例如，图17C是具有阱的像素的注入部分的横截面图，该阱形成在半 导体(例如硅)中的"深处"，使得注入深度适于或适用于改善波长在与 例如红色相关联的范围内的光的捕捉或采集。这样，图17C所示的实施例 包括结的深注入形成以产生高效率的红色检测器，其中光子被采集、检测 或捕捉于半导体中的深处。在该实施例中，可能有利的是，在光入射到像 素上之前采用滤色器或对光进行光学过滤，以相当大程度地减弱波长与非 红色的颜色相关联的光(波长在与红色相关联的范围内的光子)。
像素或光电检测器的阱深可以预定、选择和/或设计为将响应调谐为适 于光电检测器。就此而言，参照图17D，图示了 "调谐为"捕捉、采集或 响应于波长在与蓝色相关联的范围内的光子的像素。像素的注入部分的横 截面图包括阱，该阱形成在半导体(例如硅)中的"表面附近"，使得植 入深度适于或适用于改善波长在与蓝色相关联的范围内的光的捕捉或采 集。因此，参照图17C，在半导体中形成浅结，其针对在检测器表面附近 采集、检测或捕捉与蓝色相关联的范围内的波长(参照图17C)而被优化。选择性地将该区注入于特定深度而可以省略滤 光器。也就是说，滤光器材料可以是不必要的，因为绿色和红色光子穿过 主要采集、检测或捕捉蓝色信号((波长在与蓝色相关联的范围内的光子) 的采集区。
参照图17E,像素或光电检测器可以"调谐"为捕捉、采集或响应于 波长主要在与红色相关联的范围内的光子。在此，阱区形成和/或限定在主 要与红色波长相关联的深度处。
参照图17F，像素或光电检测器可以"调谐"为捕捉、采集或响应于 波长主要在与绿色相关联的范围内的光子。在此，阱区形成和/或限定在主 要与绿色波长相关联的深度处。
值得注意的是，像素或光电检测器可以"调谐"为捕捉、采集或响应 于波长主要在与任何颜色相关联的范围内的光子。就此而言，像素或光电 检测器的阱区形成和/或限定在主要与待捕捉或待采集颜色的波长相关联 的深度处。在这些实施例中，用于采集的特定区可以通过将结埋入半导体 基材料内来形成。在这种情况下，通过改变埋入的结深度和形状，就可以 实现波长选择性。和光学路径一起，进一步的选择性和波长响应度可以允 许单个或多个带通检测器。
像素或光电检测器可以"调谐，，为捕捉、采集或响应于波长主要在与 多种颜色相关联的范围内的光子。例如参照图17G,笫一像素(位于左边) 包括形成和/或限定在主要与红色(深)和蓝色(较浅)的波长相关联的深 度处的阱区。这样，该像素或光电检测器"调谐"为捕捉或采集波长主要 在与两种颜色相关联的范围内的入射光子。右边的像素包括形成和/或限定 在主要与一种颜色、在此为绿色的波长相关联的深度处的阱区。该传感器 阵列可以包括一个、 一些或所有像素(位于左边或右边)。此外，该传感
器阵列可以包括两种类型像素的图案。
值得注意的是，像素或光电检测器可以"调谐"为捕捉、采集或响应 于波长主要在与任何两种或更多颜色相关联的范围内的光子(只要这样的 颜色足够地隔开以允许合适的感测)。(参见例如图17H—通过位于左边的 像素感测的蓝色和绿色，通过位于右边的像素感测的绿色和红色)。
有很多实施例涉及调谐阱深和/或像素或光电检测器的区，例如，
-各个像素上的A3A2A1 (例如R/G/B)滤色器阵列-各个像素中的M/ i2/入l (例如R/G/B )光电二极管
- 一个像素中的 3A1 (例如R/B)光电二极管， 一个像素中的X2 (例如 G)
- 一个像素中的X3A2/入1 (例如R/G/B)光电二极管
- 一个像素中的入4/X2 (例如R /Gl)光电二极管， 一个像素中的A3/ tl (例 如G2/B)
-各个像素上的A4/X3/入2/入l (例如R/G2/G1/B)滤色器阵列
- 一个像素中的X4A3/ i2/:a (例如R/G2/G1/B)光电二极管
-各个像素中的入4/^3/入2/入1 (例如R/G2/G1/B )光电二极管
注意从A1到X4的波长带代表递增的波长，并且范围可以从UV到IR(例 如，200-1100nm用于硅光电二极管)
涉及调谐阱深和/或像素或光电检测器的区的所有实施例都意图落入 本发明的范围，并因此可以在这里描述和图示的任何实施例中实施。
总的来说，由于每个光电检测器阵列彼此分离，而且不像由于相邻光 电检测器的靠近而只能以类似方式处理的传统阵列那样，通过本发明可以 实现各种注入和结配置。利用上述一种或多种^l支术和/或实施例或滤光器和 特定波长的检测器的组合，可以实现各种光电检测器拓朴。
传感器阵列的配置(例如传感器元件的数量、形状、尺寸类型和布置) 可能影响所感测的图像的特性。例如，图18A-18B是示出由传感器阵列 例如310A的一部分捕捉的图像的解释性表示。具体地说，图18A是撞击 传感器阵列的一部分的物体(闪电)的图4象的解释图。在该实施例中，传 感器元件的光子捕捉部分(或有效区域)例如光子捕捉部分502通常由圆 圏表示，尽管实际上像素可以具有任何形状，包括例如不规则形状。对此 实例来说，撞击像素或光电检测器的光子捕捉部分或有效区域的光子(例 如撞击在圆圏XX内的光子)由该光子捕捉部分或有效区域来感测和/或捕 捉。图18B示出由该实施例中的传感器捕捉的光子部分例如部分504。不 撞击传感器元件的光子(例如撞击在圆圏XX之外的光子)不被感测/捕捉。
图19A - 19B是示出由传感器的一部分例如传感器阵列310A捕捉的 图像的示意表示，该传感器的一部分比图18A中的传感器提供更多的传感 器元件和这些元件的更近间隔。具体地说，图19A示出撞击该传感器的物体(闪电)的图像。对此实例来说，撞击光子捕捉部分例如光子捕捉部分
506的光子由该光子捕捉部分来感测和/或捕捉。图19B示出由该实例中的 传感器捕捉的光子部分，例如部分508。值得注意的是，图19A的传感器 比图18A的传感器捕捉的光子多。
图20A-20B是在一些实施例中为光学器件部分例如光学器件部分 330A以及相应的传感器阵列例如传感器阵列310A提供的相对定位的示意 图。就此而言，应当理解，尽管图20A-20B示出具有轴例如轴510A的 光学器件部分与传感器阵列的轴例如轴512A对齐，但一些实施例可以不 采用这样的对齐。此外，在一些实施例中，光学器件部分和/或传感器阵列 可以没有轴。
图21是在一些实施例中为4个光学器件部分例如光学器件部分330A - 330D和4个传感器阵列例如传感器阵列310A - 310D提供的相对定位的 示意图。尽管图21示出具有轴例如轴510B的光学器件部分例如光学器件 部分330B中的每一个与相应的传感器阵列例如传感器阵列310B的轴例如 轴512B对齐，但应当理解一些实施例可以不采用这样的对齐。此外，在 一些实施例中，该一个或多个光学器件部分和/或一个或多个传感器阵列可 以没有轴。
在一些实施例中，光学器件部分与相应的传感器阵列通常尺寸大致相
i是不要求给定的光学器件部分覆盖i部i只覆盖在下面的阵列。W二些 可替换实施例中，光学器件部分可以只覆盖阵列的一部分和/或可以延伸超 出该阵列。
图22A - 22B分别是按照本发明的一个实施例的图像装置520以及相 应的光学器件部分例如光学器件部分330A-330D的图像区域的一个实施 例的平面图和横截面图， 一个或多个传感器阵列例如传感器阵列310A-310D可以设置和/或集成在图像装置520中或上。在该实施例中，图像装 置520具有第一和第二主表面522、 524以及由边缘526、 528、 530、 532 限定的外周界。图像装置520分别为一个或多个传感器阵列例如传感器阵 列310A-310D的有效区域限定一个或多个区例如区534A-534D。该图 像装置还分别为与一个或多个传感器阵列例如传感器阵列310A - 310D相 关联的緩冲器和/或逻辑单元限定一个或多个区例如区536A- 536D和 538A-538D。该图像装置还可以限定设置在该图像装置的周界附近(例如沿着并相 邻于该图像装置的一个、两个、三个或四个边缘延伸)和/或用于传感器阵
列的区之间的一个或多个附加的区例如区540、 542、 544、 546。在一些实 施例中， 一个或多个导电的垫，例如垫550、 552、 554、 556、处理器的一 个或多个部分、附加的存储器的一个或多个部分和/或任何其他类型的电路 或特征可以i殳置在一个或多个这些区或其部分中。 一个或多个这样的垫可
用于提供一个或多个电信号和/或从该图像装置上的一个或多个电路提供 给位于该图像装置上或离开该图像装置的一个或多个其他电路。
在一些实施例中，主外表面限定用于支撑支撑件例如支撑件320的一 个或多个部分的一个或多个支撑表面。这种支撑表面可以设置在任何区例 如区540-546或其部分中，但在一些实施例中，有利的是，将支撑表面 定位在传感器阵列的有效区域之外，从而不千扰这些区域中的像素对光子 的捕捉。
一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330A - 330D分别在图寸象 平面上产生图像区域例如图像区域560A - 560D。
图像装置、传感器阵列和图像区域可以分别具有任何尺寸和形状。在 一些实施例中，图像区域与相应的传感器阵列通常尺寸大致相同，并因此， 图像区域取决于在下面的传感器阵列的尺度而可以在尺寸和形状上彼此 不同。当然，不要求图像区域覆盖全部或只覆盖在下面的阵列。在可替换 实施例中，图像区域可以只覆盖阵列的一部分，并且可以延伸超出该阵列。
在该实施例中，图像区域例如图像区域560A - 560D分别延伸超出传 感器阵列例如传感器阵列310A-310D的外周界。该图^f象装置具有通常为 正方形的形状，其中第一尺度562约等于10mm，第二尺度564约等于 10mm，每个象限具有等于5mm的第一尺度566和等于5mm的第二尺度 568。每个图像区域具有通常为圆形的形状和约等于5毫米(mm)的宽度 或直径570。每个有效区域具有通常为矩形的形状，其中第一尺度572约 等于4mm，第二尺度574约等于3mm。有效区域可以限定例如1200x卯0 个像素(即1200列，900行)的矩阵。
图23A - 23B分别是按照另 一实施例的图像装置和图像区域的平面图 和横截面图。在该实施例中，图像装置520具有一个或多个垫例如550-556，它们按照不同于上面示出的实施例中的一个或多个垫的配置来^L置。 图像装置520、传感器阵列和图像区域560A-560D可以具有例如针对图22A - 22B所示的图像装置的实施例在上面阐述的相同形状和尺度。
图24A - 24B分别是按照另 一 实施例的图像装置520和图像区域的平 面图和横截面图。在该实施例中，图像装置520具有设置在传感器阵列之 间的竖直延伸区，该区比图22A-22B所示的图像装置的实施例中设置在 传感器阵列之间的竖直延伸区更窄。沿着周界设置的水平延伸区542、 546 比沿着图22A-22B所示的图像装置520的周界设置的水平延伸区542、 546更宽。图像装置520可以具有例如针对图22A-22B所示的图像装置 的实施例在上面阐述的相同形状和尺度。
图25A - 25B分别是按照另 一 实施例的图像装置520和图像区域例如 图像区域560A-560D的平面图和横截面图。在该实施例中，图像区域例 如图像区域560A - 560D分别都没有延伸超出传感器阵列例如传感器阵列 310A-310D的外周界。图像装置520和传感器阵列可以具有例如针对图 22A-22B所示的图像装置520的实施例在上面阐述的相同形状和尺度。
图26A - 26B分别是按照另 一实施例的图像装置和图像区域的平面图 和横截面图。在该实施例中，设置在传感器阵列和图像装置的边缘之间的 区540 - 546比设置在传感器阵列和图22A - 22B的实施例中的图像装置的 边缘之间的区540-546更宽。这样的区可以用于例如一个或多个垫、处 理器的一个或多个部分、用作支撑件的安装区和/或底座和/或它们的任何 组合。
此外，在该实施例中，设置在传感器阵列之间的水平延伸区564比设 置在图22A-22B的实施例中的传感器阵列之间的水平延伸区546更宽。 这样的区546可以用于例如一个或多个垫、处理器的一个或多个部分、用 作支撑件的安装区和/或底座和/或它们的任何组合。该图像装置和传感器 阵列可以具有例如上面阐述的相同形状和尺度。
对于在此公开的每个实施例，该实施例可以单独使用或与在此公开的 一个或多个其它实施例或其部分组合4吏用。
为此，例如，图27A-27B分别是按照另一实施例的图像装置540和 图像区域560A-560D的平面图和横截面图。图像装置520和图像区域 560A-560D的该实施例类似于图26A- 26B所示的图像装置和图像区域 的实施例，只是图像区域例如图像区域560A - 560D分别没有延伸超出传 感器阵列例如传感器阵列310A-310D的外周界。图28A是按照本发明另一实施例的支撑件320的透视图。支撑件320 可以具有任何配置，且可以包括例如但不限于框架。图28B-28D是支撑 件320的放大的横截面图。参照图28A-28D, —个或多个相机通道的光 学器件部分例如光学器件部分330A - 330D由一个或多个支撑件例如支撑 件320来支撑，该支撑件将每个光学器件部分至少部分地与相应的传感器 阵列配准地定位。在该实施例中，例如光学器件部分330A与传感器阵列 310A配准地定位。光学器件部分330B与传感器阵列310B配准地定位。 光学器件部分330C与传感器阵列310C配准地定位。光学器件部分330B 与传感器阵列310B配准地定位。光学器件部分330D与传感器阵列310D 配准地定位。
在一些实施例中，支撑件320还可以帮助限制、最小化和/或消除相机 通道之间的光"串扰"和/或帮助限制、最小化和/或消除光从数码相机设 备之外"叙"。
在一些实施例中，支撑件320限定一个或多个支撑部分，例如4个支 撑部分600A - 600D，其每一个都支撑和/或帮助定位一个或多个光学器件 部分中相应的一个。例如，在该实施例中，支撑部分600A将光学器件部 分330A与传感器阵列310A配准地支撑和定位。支撑部分600B将光学器 件部分330B与传感器阵列310B配准地支撑和定位。支撑部分600C将光 学器件部分330C与传感器阵列310C配准地支撑和定位。支撑部分600D 将光学器件部分330D与传感器阵列310D配准地支撑和定位。
在该实施例中，每个支撑部分例如支撑部分600A - 600D限定孔径616 和底座618。孔径616为相应的相机通道限定光传输的通路。底座618适 于接收相应的一个光学器件部分(或其部分)并适于至少部分地支撑和/ 或定位相应的光学器件部分。就此而言，底座618可以包括适于邻接该光 学器件部分的一个或多个表面的一个或多个表面(例如表面6加、622)， 以相对于该支撑部分和/或传感器阵列310A-310D中的一个或多个来至 少部分地支撑和/或定位该光学器件部分。在该实施例中，表面6加设置在 该光学器件部分的周界周围，以在x方向和y方向上支撑和帮助定位该光 学器件部分。表面622 (有时称为"止动"表面)将该光学器件部分定位 或帮助定位在z方向上。
止动表面622的位置和/或取向可以被修改成将光学器件部分定位在 相对于相应的传感器阵列的特定距离(或距离范围)处和/或取向上。就此
69而言，底座618控制透镜定位(例如安装)在支撑件320中的深度。该深 度对每个透镜可能不同，并且至少部分地基于透镜的焦距。例如，如果相 机通道专用于特定的颜色(或色带)，则用于该相机通道的一个或多个透 镜可以具有特别适于相机通道所专用于的颜色(或色带)的焦距。如果每 个相机通道专用于不同于其它相机通道的颜色(或色带)的颜色(或色带)， 则每个透镜可以具有不同的焦距，以例如使透镜适于相应的传感器阵列， 并且每个底座具有不同的深度。
每个光学器件部分可以按照任何合适的方式固定在相应的底座618 中，该方式例如但不限于机械的(例如压配合、物理止动)、化学的(例 如粘附)、电的(例如电接合)和/或它们的组合。底座618可以包括适于 为相应的光学器件部分提供压配合的尺度。
孔径(或其部分)可以具有任何配置(例如形状和/或尺寸)，包括例 如圆筒形的、圆锥形的、矩形的、不规则的和/或它们的任何组合。该配置 可以基于例如光学路径的期望配置、相应光学器件部分的配置、相应传感 器阵列的配置和/或它们的任何组合。
应当理解，支撑件320可以具有或不具有恰好4个支撑部分例如600A -600D。例如，在一些实施例中，该支撑件包括少于4个的支撑部分(例 如1个、2个或3个支撑部分)。在另一些实施例中，该支撑件包括超过4 个的支撑部分。尽管支撑部分630A-630D被示出为彼此相同，但这不是 必需的。此外，在一些实施例中， 一个或多个支撑部分可以至少部分地与 一个或多个其它支撑部分相隔离。例如，支撑件320可以进一步限定将一 个或多个内部支撑部分与一个或多个其它支撑部分部分地相隔离的间隙 或空间。
支撑件320可以包含任何类型的材料而且可以具有任何配置和/或构 造。例如，在一些实施例中，支撑件320包含珪、半导体、玻璃、陶瓷、 塑料或金属材料和/或它们的组合。如果支撑件320具有多于一个的部分， 则这些部分可以彼此分开地制造、彼此整合地制造和/或按这两种方式的任
何組合来制造。如果该支撑件限定多于一个的支撑部分，则每个这样的支 撑部分例如支撑部分600A - 600D可以如所示那样与其它支撑部分中的一 个、 一些或全部耦合，或者与其它支撑部分完全相隔离。该支撑件可以是 可以为制造和材料提供广泛选择的固体装置，但是也可以采用其它形式的 装置。例如，在一些实施例中，支撑件320包括限定一个或多个支撑部分的板(例如薄板)，其中孔径和底座通过机械加工(例如钻孔)或任何其
它合适方式来形成。在另一些实施例中，支撑件320 (例如利用具有限定 一个或多个支撑部分的孔径和底座的突起的才莫子来)被制造为其中限定有 孔径的铸件。
在一些实施例中，透镜和支撑件被制造为单个模制部件。在一些实施 例中，透镜可以被制造有可用于形成支撑件的小片(tab)。
在一些实施例中，支撑件320直接或间接耦合和/或附着到图像装置 上。例如，支撑件320可以(例如使用粘附剂来)直接耦合和附着到图像 装置上或者通过中间支撑部件(未示出)间接耦合和/或附着到图像装置上。
支撑件320的x和y尺度可以例如与图^^装置(在一个或多个尺度上) 大致相同、与光学器件部分330A-330D的布置(在一个或多个尺度上) 大致相同和/或与传感器阵列310A-310D的布置(在一个或多个尺度上) 大致相同。这样设置尺度的一个优点是有助于将数码相机设备的x和y尺 度保持得尽可能地小。
在一些实施例中，可能有利的是，向底座618提供与将邻接止动表面 620的光学器件部分的高度相同的高度A。可能有利的是，将止动表面622 设置在至少等于允许底座618为要安装在上面的光学器件部刺例如透镜) 提供牢固止动所需要的高度的高度B (例如止动表面622和支撑部分的基 座之间的距离)。高于止动表面622的高度而设置的孔径616的部分的宽 度或直径C可以例如基于要安装在其中的光学器件部分(例如透镜)的宽 度或直径以及用于将光学器件部分粘附和/或保持在底座618中的方法。止 动表面622的宽度优选的大得足以有助于为光学器件部分(例如透镜)提 供牢固止动，但小得足以将对由光学器件部分透射的光的不必要阻挡降至 最低。可能理想的是，将低于止动表面622的高度而设置的孔径616的部 分的宽度或直径D大得足以有助于将对由光学器件部分透射的光的不必 要阻挡降至最低。鉴于上述考虑，可能理想的是，向该支撑件提供等于所 需要的最小尺度的高度E,从而产生坚固得足以支撑一个或多个将要安装 在其中的光学器件部分的支撑件，并且可能有利的是，使一个或多个支撑 部分600A - 600D的一个或孔径616A - 616D间隔尽可能小但又大得足以 使该支撑件坚固得足以支撑将要安装在其中的光学器件部分的间距F。该 支撑件可以具有长度J和宽度K。
在一些实施例中，理想的是，向底座618提供等于2.2111111的高度入，在0.25mm到3mm范围内的高度B处提供止动表面622，使该孔径高于 止动表面622的高度B的部分的宽度或直径C大约等于3mm，该孔径的 下部的宽度或直径D大约等于2.8mm，向支撑部分提供2.45mm到5.2mm 范围内的高度E,并且使孔径间隔开至少lmm的距离F。在一些这样的 实施例中，可能理想的是，提供长度J等于10mm而宽度K等于10mm 的支撑件。在另一些实施例中，可能理想的是，提供长度J等于10mm而 宽度K等于8.85mm的支撑件。
在一些实施例中， 一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330A 包括圆筒形类型的透镜，例如Edmunds Optics制造的NT45 - 090透镜， 尽管这不是必须的。这种透镜具有直径G高达3毫米(mm)且高度H为 2.19mm的圆筒形部分。在这些实施例中，可能理想的是，采用具有上一 段中阐述的尺度和范围的支撑件。
在一些实施例中，支撑件的长度J等于10mm而宽度K等于10mm。 在另一些实施例中，可能理想的是，提供长度J等于10mm而宽度K等 于8.85111111的支撑件。
图29A是按照另 一实施例的支撑件320和安装在其中的光学器件部分 例如光学器件部分330A-330D的横截面图。在该实施例中，光学器件部 分具有与图7A-7C实施例中的光学器件部分相反的取向。
图29B是按照另一实施例的支撑件和安装在其中的光学器件部分例 如光学器件部分330A-330D的横截面图。在该实施例中，每个光学器件 部分分别包括具有柄(shank)部分702A-702D的单个透镜元件。支撑 件320具有与图6A - 6C实施例中的支撑件相反的取向，佳:得光学器件部 分分别安装在面向远离传感器阵列(未示出)的方向的止动表面622A-622D上。
应当理解在此描述的各种实施例的特征可以单独使用和/或组合使用。
图30A-30D示出具有4个支撑部分600A-600D的支撑件320，每 个支撑部分都为相应的光学器件部分限定孔径例如孔径616A-616D，其 中由一个或多个支撑部分例如支撑部分600A限定的底座例如底座618A 设置在深度710A处，该深度不等于一个或多个其它支撑部分的底座例如 底座618C的深度例如深度710C，以例如使该一个或多个支撑部分适于相 应光学器件部分的聚焦。如上所述，止动表面622的位置和/或取向可以适围)和/或取向。就此而言，底座618控制透镜定位(例如安装)在支撑件 320内的深度。在一些实施例中，光学器件部分之一适用于蓝光或蓝光带， 而光学器件部分中的另一个适用于红光或红光带，然而也可以使用其它配 置。
图31A-31D示出具有4个支撑部分600A-600D的支撑件320，每 个支撑部分都分别为相应的光学器件部分限定孔径616A-616D和底座 618A-618D,其中一个或多个支撑部分例如支撑部分600A的孔径例如孔 径616A的直径714A小于一个或多个其它支撑部分例如支撑部分600C的 孔径616的直径714C。
对于在此公开的每个实施例，该实施例可以单独使用或与在此公开的 一个或多个其它实施例或其部分組合使用。就此而言，在一些实施例中， 如在图30A-30D示出的支撑件的实施例中，由一个或多个支撑部分限定 的底座与其它支撑部分的底座处在不同的深度处，以便使这样的一个或多 个支撑部分适于相应光学器件部分的焦距。
在一些实施例中，光学器件部分之一适用于蓝光或蓝光带，而光学器 件部分中的另一个适用于红光或红光带，然而也可以使用其它配置。
图32是按照本发明一个实施例的数码相机设备300和数码相机的印 刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安装在印刷电路板720 上。在该实施例中， 一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330A-330D安装在支撑件320中和/或附着到支撑件320。支撑件320上覆在第 一接合层722上，而第一接合层722上覆在其中或其上设置和/或集成了一 个或多个传感器部分例如传感器部分310A - 310D的图像装置例如图像装 置520上。图像装置520上覆在第二接合层724上，而第二接合层724上 覆在印刷电路板110上。
该印刷电路板包括限定安装图像装置的安装区的主外表面730。主外 表面730还可以限定其上可以安装有在数码相机中使用的一个或多个附加 装置的一个或多个附加安装区(未示出)。在印刷电路板的主外表面730 上提供一个或多个垫732以连接到一个或多个安装在该主外表面上的装 置。
图像装置520包括一个或多个传感器阵列例如传感器阵列310A-310D以及一个或多个导电层。在一些实施例中，图#~装置还包括数码相 机设备的处理器的一个、 一些或所有部分。图像装置520还包括限定其上
73安装有支撑件320的安装区的主外表面740。
一个或多个导电层可以图案化为限定一个或多个垫742以及将该一个 或多个垫与一个或多个传感器阵列中的一个或多个连接的一个或多个轨 迹(未示出)。垫742例如沿着图像装置的一个侧、两个侧、三个侧或四 个侧而设置在例如图像装置520的周界附近。 一个或多个导电层可以包含 例如铜、铜箔和/或任何其它合适的导电材料。
多个导体750可以将图像装置520上的 一个或多个垫742与电路板720 上的一个或多个垫732连接。导体750可用于例如将图像装置上的一个或 多个电路与印刷电路板上的一个或多个电路连接。
第一和第二接合层722、 724可以包含任何合适的材料，例如但不限 于粘附剂，且可以包括任何合适的配置。第一和第二接合层722、 724可 以包含相同的材料，尽管这不是必须的。如在此使用的那样，接合层可以 是连续或不连续的。例如，导电层可以是蚀刻的印刷电路层。此外，接合 层可以是或不是平坦的，或甚至基本上是平坦的。例如，非平坦表面上的 共形(conformal)接合层是非平坦的。
多个光学器件部分例如光学器件部分330A - 330D安装在支撑件中和 /或附着到支撑件。
在一些实施例中，数码相机设备300具有约2.5mmx6mmx6mm的尺 度。例如，厚度可以等于约2.5mm，长度可以等于约6mm，宽度可以等 于约6mm。在一些这样的实施例中，数码相机设备具有总共有1.3M个像 素的一个或多个传感器阵列，尽管也可以采用其他配置(例如不同的厚度、 宽度、长度和像素数量)。
在一些实施例中，图4象装置520上的一个或多个电路可以通过一个或 多个无线通信链路与一个或多个装置通信。在一些这样的实施例中，图像 装置520可以限定在这种无线通信链路中使用的一个或多个电路和/或在 这种无线通信链路中^f吏用的一个或多个分立装置的一个或多个安装区。
数码相机设备300可以按照任何方式来组装和安装。图33A - 33F示 出組装和安装该数码相机设备的一个实施例。参照图33A，最初，提供图 像装置520。参照图33B，第一接合层722提供在图像装置520的一个或 多个表面的一个或多个区上。这些区为支撑件限定了一个或多个安装区。 参照图33C,此后将支撑件520定位在接合层722上。在一些实施例中，可以施加力来帮助将任何陷入的空气从图像装置和支撑件之间驱赶出来。 在一些实施例中，可以施加热和/或施加力以提供激活和/或固化接合层的
条件，从而在图像装置520和支撑件320之间形成接合。参照图33D，此 后一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330A - 330D可以安装在支 撑件320中和/或附着到支撑件320。参照图33E,接合层724提供在印刷 电路板720的一个或多个表面的一个或多个区上。这样的区为数码相机设 备300限定一个或多个安装区。参照图33F,此后将数码相机设备300定 位在接合层724上。可以安装一个或多个导体750，以将图像装置上的一 个或多个垫742与电路板732上的一个或多个垫连4妄。
在一些实施例中，部件层之间的电互联可以通过光刻法和金属化、隆 起接合或其它方法来形成。有机或无机接合方法可用于联结部件层。分层 组装工艺从具有用于整个相机和/或每个相机通道的电子器件的"宿主，，晶 片开始。然后将另 一个晶片或各个芯片与宿主晶片对齐并且与宿主晶片接 合。被转移晶片或芯片可具有用以进行电互联的隆起，或者连接可以在接 合和减薄之后进行。来自第二晶片或各个芯片的支撑衬底被去除，只留下 包含被转移电子器件的附着到宿主晶片的几微米材料厚度。然后在使用标 准集成电路工艺的被接合晶片或管芯与宿主晶片或管芯之间进行电连接 (如杲需要)。可以多次重复该工艺。
图33G-33K是按照本发明其它实施例使用的数码相机设备、机械座 架和电连接的示意图。具体地说，图33G是数码相机设备300的透视图。 图33H是安装到印刷电路板720的主下表面的数码相机300的正视图。使 用 一个或多个导体750将印刷电路720上的一个或多个垫732与图像装置 520的主外表面上的一个或多个垫连接。
图33H是安装到印刷电路板720的主下表面的数码相机300的正视 图。支撑件320设置在由该印刷电路板限定的通孔中。 一个或多个导体750 将印刷电路720上的垫732与图像装置520的主外表面上的垫连接。
图33I是安装到印刷电路板720的主下表面的数码相机300的正视图。 支撑件320设置在由该印刷电路板限定的通孔中。隆起接合752将图像装 置520的表面740上的一个或多个垫742与印刷电路寿反720的主下表面上 的垫732连接。
图33J是安装到印刷电路板720的主上表面的数码相机300的正视图。 一个或多个导体750将印刷电路720上的垫732与图像装置520的主外表面740上的垫742连接。
图33I是安装到印刷电路板720的主下表面的数码相机300的正视图。 支撑件320设置在由该印刷电路板限定的通孔中。隆起接合752将图像装 置520的主下表面上的一个或多个垫与印刷电路板720的主上表面上的垫 连接。
在一些实施例中，图像传感器和光学堆的制造在单个晶片上进行、在 独立的晶片(可能多达两个晶片 一个用于IC， 一个用于光学器件)上装 配，并以晶片级接合在一起。还可以采用拾取和放置方法和设备以将光学 组件附装到晶片IC，或者可以单独组装图像传感器管芯或其它组件。
在采用MEMS的实施例中，光学堆、MEMs和图像传感器的制造可 以在单个晶片上进行、在独立的晶片(可能多达3个晶片 一个用于IC， 一个用于MEMs， 一个用于光学堆)上装配，并以晶片级接合在一起。还 可以采用拾取和放置方法和设备以将光学组件和MEMs附装到晶片IC， 或者可以单独组装图4象传感器管芯或其它组件(MEMs和光学堆)。
图34是按照本发明的另一实施例的可用于支撑一个或多个具有3个 透镜元件的透镜例如透镜410、 430 (图11A-IIB， 13A-13B)、并且可 用于与相应传感器阵列至少部分配准地定位这些透镜的支撑件的横截面 图。在该实施例中，支撑件320限定一个或多个支撑部分，例如4个支撑 部分600A - 600D,每个支撑部分都支撑和/或有助于定位一个或多个光学 器件部分中相应的一个。
在一些实施例中，该支撑件还可以有助于限制、最小化和/或消除相机 通道之间的光"串扰，，和/或还可以有助于限制、最小化和/或消除光从数 码相机设备之外"ii/v"。
支撑部分600A - 600D中的每一个都限定孔径616和多个底座618 - 1 至618-3。具体地说，支撑部分600A限定孔径616A和底座618 - 1A至 618-3C。支撑部分600B限定孔径616B和底座618 - IB至618 - 3B。支 撑部分600C限定孔径616C和底座618 - 1C至618 - 3C。支撑部分600D 限定孔径616D和底座618 - 1D至618 - 3D。参照例如支撑部分600A，孔 径616A为相应的相机通道限定光传输的通路。多个底座618 - 1A至618 -3A中的每一个适于接收相应的光学器件部分(或其部分)的小透镜中 相应的一个并且至少部分地支撑和/或定位该相应的小透镜。就此而言，底 座618-1A至618-3A中的每一个可以包括适于邻接该相应小透镜的一个或多个表面的一个或多个表面(例如表面620- 1A至620-3A和表面 622 - 1A至622 - 3A),以相对于该支撑部分和/或传感器阵列310A - 310D 中的一个或多个来至少部分地支撑和/或定位该小透镜。在该实施例中，表 面620 - 1A至620 - 3A中的每一个设置在该相应小透镜的周界周围，以 在x方向和y方向上支撑和帮助定位该小透镜。表面622 - 1A至622 - 3A (有时称为"止动"表面)中的每一个将该相应小透镜定位或帮助定位在 z方向上。
止动表面622 - 1A至622 - 3A的位置和/或取向可以适于将该相应小 透镜定位在相对于相应传感器阵列的特定距离(或距离范围)处和/或取向 上。就此而言，底座618 - 1A至618 - 3A控制每个小透镜定位(例如安 装)在支撑件内的深度。该深度对每个小透镜可能不同，并且至少部分基 于透镜的焦距。例如，如果相机通道专用于特定的颜色(或色带)，则用 于该相机通道的一个或多个透镜可以具有特别适于该相机通道所专用于 的颜色(或色带)的焦距。如果每个相机通道专用于不同于其它相机通道 的颜色(或色带)的颜色(或色带)，则每个透镜可以具有不同的焦距， 以例如使透镜适于相应的传感器阵列，并且每个底座具有不同的深度。
在该实施例中，每个支撑部分包括适于帮助将相应的光学器件部分定 位在离相应传感器阵列期望距离处的延长部分。在该实施例中，该延长部 分在轴向上延伸并限定壁760，该壁又分别限定孔径的下部，其有助于限 制、最小化和/或消除相机通道之间的光"串扰"和/或还可以有助于限制、 最小化和/或消除光从数码相机设备之外"进入"。
在一些实施例中，提供与支撑部分分开装配的隔板，该隔板适于设置 在支撑部分和一个或多个传感器阵列之间以帮助将一个或多个光学器件 部分定位在离该一个或多个传感器阵列的期望距离处。在一些这样的实施 例中，该隔板和支撑件共同限定一个或多个光传输的通道，帮助限制、最 小化和/或消除相机通道之间的光"串扰"和/或帮助限制、最小化和/或消 除光从数码相机设备之外"进入"。
支撑件320可以包^^任何类型的材料且可以具有任何配置和/或构造。 例如，在一些实施例中，支撑件320包括硅、半导体、玻璃、陶瓷、塑料 或金属材料和/或它们的组合。如果支撑件320具有多于一个的部分，则这 些部分可以彼此分开地制造、彼此整合地制造和/或按这两种方式的任何组 合来制造。如果该支撑件限定多于一个的支撑部分，则每个这样的支撑部分例如支撑部分600A - 600D可以如所示那样与其它支撑部分中的一个、 一些或全部耦合，或者与其它支撑部分完全相隔离。
支撑件320可以是可以为制造和材料提供广泛选择的固体装置，但是 也可以采用其它形式的装置。例如，在一些实施例中，支撑件320包括限 定一个或多个支撑部分的板(例如薄板)，其中孔径和底座通过机械加工 (例如钻孔)或任何其它合适方式来形成。在另一些实施例中，支撑件320 (例如利用具有限定一个或多个支撑部分的孔径和底座的突起的模子来) 被制造为其中限定有孔径的铸件。
每个光学器件部分例如光学器件部分330A - 330D可以按照任何合适 的方式固定在相应的底座中，该方式例如但不限于机械的(例如压配合、 物理止动)、化学的(例如粘附)、电的(例如电接合)和/或它们的组合。 在一些实施例中，底座618 - 1A至618C - 3A中的每一个具有适于为相应 的小透镜提供压配合的尺度。
值得注意的是，光学器件部分的小透镜可以按照任何合适的方式组装 在支撑件中。
图35A-35C示出将光学器件部分的小透镜组装在支撑件中的一个实 施例。参照图35A，在该实施例中，将支撑件320倒置，并分别将每个透 镜410、 430的底部小透镜410C、 430C插入相应孔径的底部、安装在相 应的底座618-3中并与其粘附，如果需要的话。参照图35B，此后将支撑 件320右侧朝上并分别将每个透镜410、 430的中部小透镜410B、 430B插 入相应孔径的顶部、安装在相应的底座618-2中并与其粘附，如果需要 的话。参照图35C，此后分别将每个透镜410、 430的顶部小透镜410A、 430A插入相应孔径的顶部、安装在相应的底座618-1中并与其粘附，如 果需要的话。在一些实施例中，将顶部小透镜和中部小透镜构建为一个组 件，并一起插入。
在该特定实施例中，将底部小透镜穿过孔径底部而插入可能是有利 的，因为底部小透镜的止动表面面朝孔径的底部。类似地，将上部小透镜 和中部小透镜穿过孔径顶部而插入可能是有利的，因为顶部小透镜的止动 表面和中部小透镜的止动表面都面朝孔径的顶部。
然而应当理解，可以采用任何合适的配置。例如在一些实施例中，中 部d 、透镜的止动表面可以面朝孔径的底部，使得中部小透镜可以例如在将 底部小透镜插入支撑件之前穿过孔径的底部而插入到支撑部分中。在另一些实施例中，每个止动表面可以面朝一个方向，使得所有小透镜都穿过孔 径的相同部分而被插入。
在一些实施例中，透镜和支撑件被制造为单个模制部件。在一些实施 例中，透镜可以被制造有可用于形成支撑件的小片。
在一些实施例中，支撑件320直接或间接耦合和/或附着到图像装置 上。例如，支撑件320可以(例如使用粘附剂来)直接耦合和附着到图像 装置上或者通过中间支撑部件(未示出)间接耦合和/或附着到图像装置上。
支撑件320的x和y尺度可以例如与图像装置(在一个或多个尺度上) 大致相同、与光学器件部分330A-330D的布置(在一个或多个尺度上) 大致相同和/或与传感器阵列310A-310D的布置(在一个或多个尺度上) 大致相同。这样设置尺度的一个优点是有助于将数码相机设备的x和y尺 度保持得尽可能地小。
在一些实施例中，支撑件可以具有与图28A-28D所示的支撑件的实 施例的一个或多个尺度类似的尺度。
图36是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安装在印刷电路板720 上。该实施例与图32中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相似， 只是本实施例采用图35A-35C中所示的支撑件320和透镜元件410、430。
在一些实施例中，数码相机设备300具有约2.5mmx6mmx6mm的尺 度。例如，厚度可以等于约2.5mm，长度可以等于约6mm，宽度可以等 于约6mm。在一些这样的实施例中，数码相机设备具有总共有1.3M个像 素的一个或多个传感器阵列，尽管可以采用其他配置(例如不同的厚度、 宽度、长度和像素数量)。
数码相机设备300可以按照任何方式组装和安装在印刷电路板上。在 一些实施例中，该数码相机设备按照与针对图33A-33F'所示的数码相机
安装在印刷电路板720上，只是底部小透镜410C、 430C可以在将支撑件 定位在第二接合层上之前安装在支撑件中并与其粘附，如果需要的话。透 镜的中部和顶部小透镜可以在支撑件被定位在第二接合层724上之后分别 安装在支撑件中并与其粘附，如果需要的话。
图37是按照本发明的另一实施例的可用于支撑图11A-IIB、 13A-13B的透镜410、 430、并且可用于与相应传感器阵列至少部分配准地定位 这些透镜的可替换支撑件320的横截面图。本实施例中的支撑件320与图 34所示的支撑件320的实施例类似，只是本实施例中的支撑件320限定比 由图34所示的支撑件的实施例限定的外壁760A - 760D更宽的外壁760A -760D。
每个光学器件部分例如光学器件部分330A - 330S可以按照任何合适 的方式组装和固定在相应的底座中，该方式例如但不限于针对图35A-35C所示的支撑件和光学器件部分的实施例在上面阐述的方式。
图38是按照本发明的另一实施例的可用于支撑图11A-11B、 DAUB 的透镜 410、 430、并且可用于与相应传感器阵列至少部分配准地定位 这些透镜的可替换支撑件320的横截面图。本实施例中的支撑件320与图 34所示的支撑件320的实施例类似，只是本实施例中的支撑件320限定比 由图34所示的支撑件320的实施例限定的外壁和内壁760A-760D更宽 的外壁和内壁760A - 760D。
座中，该方式例如但不限于针对图35A-35C所示的支撑件和光学器件部 分的实施例在上面阐述的方式。
图39是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安装在印刷电路板720 上。该实施例与图36中所示的数码相机设备300和印刷电路板720的实 施例相似，只是本实施例采用图37中所示的支撑件320和透镜元件410、 430。
该数码相机设备可以按照任何方式组装和安装在印刷电路板上。例如 在一些实施例中，该数码相机设备按照与针对图36所示的数码相机设备
电路板上。
图40是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安装在印刷电路板720 上。该实施例与图36中所示的数码相机设备300和印刷电路板的实施例 相似，只是本实施例采用图38中所示的支撑件320和透镜元件410、 430。
数码相机设备300可以按照任何方式组装和安装在印刷电路板720
80上。例如在一些实施例中，数码相机设备300按照与针对图36所示的数 码相机设备300和印刷电路板720的实施例在上面阐述的方式类似的方式 组装和安装在印刷电路板720上。
图41A-41D分别是按照其它实施例的可用于支撑和定位图15A-15B、 15D 一 15E的透镜的底座配置770 一 776的横截面图。
在图41A所示的底座配置中，顶部小透镜450A、中部小透镜450B 和底部小透镜450C —次一个地和/或作为组件地分别穿过孔径的底部(或 者穿过孔径的顶部)而被插入。
在图41B所示的底座配置中，顶部小透镜452A、中部小透镜452B和 底部小透镜452C —次一个地和/或作为组件地分别穿过孔径的顶部(或者 穿过孔径的底部)而被插入。
在图41C的底座配置中，顶部小透镜456A可以例如穿过孔径的顶部 而被插入。中部小透镜456B和底部小透镜456C可以一次一个地穿过孔径 的底部而被插入，或者可替换地，该中部小透镜和底部小透镜可以构建为 一个组件并被-"^插入。
在图41D的底座配置中，中部小透镜458B和顶部小透镜458A —次 一个地穿过孔径的顶部而被插入，或者可替换地，中部小透镜458B和顶 部小透镜458A可以构建为一个组件并被一起插入。底部小透镜458C穿 过孔径的底部而被插入。
对于在此公开的每个实施例，该实施例可以单独使用或与在此公开和 图示的一个或多个其它实施例(或其部分)组4^吏用。
就此而言，图42-44是按照其它实施例的分别采用图41B-41D的 底座配置来分别支撑图15B - 15D所示的透镜452A - 452C、456A - 456C、 458A - 456C并与相应传感器阵列至少部分配准地定位该透镜的支撑件32 的横截面图。
就此而言，图42-44是按照其它实施例的分别采用图41B-41D的 底座配置来分别支撑图15B - 15D所示的透镜452A - 452C并与相应传感 器阵列至少部分配准地定位该透镜的支撑件的横截面图。
图45是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安#印刷电路板720 上。该实施例与图36中所示的数码相机设备300和印刷电路板的实施例相似，只是本实施例釆用图42中所示的支撑件320和透镜元件。
数码相机设备300可以按照任何方式组装和安装在印刷电路板上。例 如在一些实施例中，数码相机设备300按照与针对图36所示的数码相机 设备和印刷电路板的实施例而阐述的方式类似的方式组装和安装在印刷 电路板720上，尽管采用与针对图41B所示的底座配置在上面阐述的方式 类似的方式将小透镜組装到支撑件中可能是有利的。
图46是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安装在印刷电路板720 上。该实施例与图36中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相似， 只是本实施例采用图43中所示的支撑件和透镜元件。
数码相机设备300可以按照任何方式组装和安装在印刷电路板720 上。例如在一些实施例中，数码相机设备300按照与针对图36所示的数 码相机设备和印刷电路板的实施例而阐述的方式类似的方式组装和安装 在印刷电路板720上，尽管采用与针对图41C所示的底座配置在上面阐述 的方式类似的方式将小透镜组装到支撑件中可能^L有利的。
图47是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安tfr印刷电路板720 上。该实施例与图36中所示的数码相机设备300和印刷电路板720的实 施例相似，只是本实施例采用图44中所示的支撑件和透镜元件。
数码相机设备300可以按照任何方式组装和安装在印刷电路板720 上。例如在一些实施例中，数码相机设备300按照与针对图36所示的数 码相机设备和印刷电路板的实施例而阐述的方式类似的方式组装和安装 在印刷电5^板720上，尽管采用与针对图41D所示的底座配置在上面阐述 的方式类似的方式将小透镜组装到支撑件中可能是有利的。
在一些实施例中，数码相机设备300包括一个或多个附加的结构和/ 或装置，例如但不限于一个或多个附加的集成电路、 一个或多个输出装置 和/或一个或多个输入装置。该一个或多个输出装置可以包括任何一种或多 种类型的输出装置，例如但不限于一个或多个显示装置、 一个或多个扬声 器和/或它们的任何组合。该一个或多个输入装置可以包括任何一种或多种 类型的输入装置，例如但不限于一个或多个麦克风。该附加的结构和/或装 置可以设置在任何合适的位置，例如但不限于相邻于图像装置。该附加的结构和/或装置可以包含任何类型的材料而且可以具有任何 配置和/或构造，例如在一些实施例中，该附加的结构和/或装置包含硅、 半导体、玻璃、陶瓷、塑料或金属材料和/或它们的组合。该一个或多个附 加的结构和/或装置可以彼此分开地制造、彼此整合地制造和/或按这两种 方式的任何组合来制造。该一个或多个附加的结构和/或装置可以与相M
道分开地制造、与相^Lit道^地制造和/或按这两种方式的任何组合来制 造。该一个或多个附加的结构和/或装置可以或可以不物理地连接到处理 器、 一个或多个相M道或其任何部分。该一个或多个附加的结构和/或装 置可以或可以不电连接到处理器和/或一个或多个相机通道或其部分。
图48是按照>^发明另一实施例的包括第二装置780的数码相机设备 300的示意表示。第二装置780可以包括例如但不限于集成电路，该集成 电路包括任何类型的一个或多个电路，例如但不限于处理器的一个或多个 部分、存储器或附加的存储器的一个或多个部分、处理器的一个或多个部 分(例如后处理器的一个或多个部分)和/或任何其它类型的电路。
例如在一些实施例中，数码相机设备300包括存储区，该存储区被提 供有和/或存储一个、 一些或所有图像和/或由数码相机设备产生或使用的 其它信息和/或来自伶河源并希望持续存储任何时间的任何其它信息。存储 区可以向 一个或多个其它装置和/或处理器的 一个或多个部分提供一个或 多个这样的图像和/或这样的其它信息，例如用以进一步处理和/或提供给 一个或多个其它装置。该存储区可以(例如作为分立部件)集成到与一个、 一些或所有传感器P车列相同或不同的衬底中或设置在该衬底上。该存储区 可以例如是处理器的一部分或者集成在处理器(其可以(例如作为分立部 件)集成到与一个、 一些或所有传感器阵列相同或不同的衬底中或设置在 该衬底上)中和/或通过一个或多个通信炮咯与处理器的一个或多个部* 合。在一些实施例中，该存储区还通过一个或多个通信链路与一个或多个 其它装置耦合。在这样的实施例中，该存储区可以直接(即不穿过处理器 的任何其它部分)通过一个或多个通信銜洛中的一个或多个向一个或多个 其它装置中的一个或多个提供一个或多个所存储的图像和/或其它信息。
笫二装置780可以设置在任何合适的位置。但是在一些实施例中，第 二装置780通常相邻于或接i^目关联的图像装置例如图像装置520或相关 联的处理器而设置。
第二装置780的一个或多个电路可以例如通过一个或多个通信链路连接到处理器340的一个或多个部分、相机通道中的一个或多个、 一个或多 个其它装置和/或它们的任何组合。在一些实施例中， 一个或多个通信M 包括第二装置780和图像装置上的一个或多个垫以及具有一个或多个导电 部件的一个或多个电连接器，该导电部件将图《象装置上的一个或多个垫与 第二装置上的一个或多个垫连接。在一些实施例中， 一个或多个通信M 包括将图像装置上的一个或多个电路与第二装置上的一个或多个电路电 连接的一个或多个隆起掩^。
笫二装置780可以具有^T尺寸和形状，并且可以或可以不具有与图 像装置相同的配置.在一些实施例中，第二装置780的长度和宽度分别小 于或等于光学组件、传感器子组件和/或图像装置的长度和宽度。在另一些 实施例中，第二装置780的长度和宽度分别大于光学组件、传感器子组件 和/或图像装置的长度和宽度。
尽管示出处理器与图像装置和第二装置分开，但应当理解处理器可以 具有任何配置并且处理器或其部分可以设置在任何位置。在一些实施例 中，处理器的一个、 一些或所有部分i殳置在图l象装置上或集成到图《象装置 中。在一些实施例中，处理器的一个、 一些或所有部分设置在第二装置上 或集成到第二装置中。在一些这样的实施例中，处理器的一个或多个部分 设置在图像装置上，且处理器的一个或多个部分设置在第二装置上或集成 到第二装置中。例如，处理器的特定工作可以分配给集成在与一个或多个 传感器阵列中的一个或多个相同的一个或多个衬底中或^L置在该衬底上 的电路或由该电g行，且处理器的特定工作被分配给集成在与一个或多 个传感器阵列所集成或设置于的村底不同的一个或多个衬底(不管这样的 一个或多个不同衬底是否物理地位于相机内)中或设置在该一个或多个衬 底上的电路或由该电#行。
在一些实施例中，数码相机设备还可以包括一个或多个附加的集成电 路器件，例如第三集成电路器件(未示出)。该一个或多个附加的集成电 路器件可以具有任何尺寸和形状，且可以或可以不具有与其它集成电路器 件、图像装置或第二装置相同的配置。在一些实施例中，第三集成电路器 件的长度和宽度分别等于光学组件、传感器子组件和/或图像装置的长度和 宽度。在另一些实施例中，第三集成电路器件的长度或宽度分别大于或小 于光学组件、传感器子组件和/或图像装置的长度或宽度。
图49是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的
84印刷电路板720的横截面图，数码相机i殳备300可以安装在印刷电路板720 上。该实施例与图36中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相似， 只是本实施例包括例如图48所示的第二装置780。第二装置780上覆在第 三接合层782上，笫三^层782上覆在该印刷电路板上。
第三M层782可以包^^壬何合适的材料，例如但不限于粘附剂，且 可以包括任何合适的配置。笫三M层782可以包括与第一和/或第二^ 层722、 724相同的材料，尽管这不是必须的。
在一些实施例中，数码相机设备300具有约2.5mmx6mmx6mm的尺 度。例如，厚度可以等于约2.5mm,长度可以等于约6mm，宽度可以等 于约6mm。在一些这样的实施例中，数码相机设备具有总共有1.3>1个像 素的一个或多个传感器阵列，尽管也可以采用其他配置(例如不同的厚度、 宽度、长度和像素数量)。
数码相机设备300可以按照任何方式组装和/或安装。图50A - 50F示 出用于组装和安装该数码相机设备的一个实施例。参照图50A，最初，提 供第二装置.参照图50B,接合层724被提供在第二装置的一个或多个表 面的一个或多个区上。这些区为图4象装置限定了一个或多个安装区。参照 图50C，此后将图像装置520定位在#^层724上。在一些实施例中，可 以施加力来帮助将任何陷入的空气从第二装置780和图像装置520之间驱 赶出来。在一些实施例中，可以施加热和/或施加力以提供激活和/或固化 M层的^Ht，从而在第二装置和图像装置之间形成^。参照图50D， M层722被提供在图像装置520的一个或多个表面的一个或多个区上。 这些区为支撑件320限定了一个或多个安装区。参照图50E,此后将支撑 件320定位在^层722上。在一些实施例中，可以施加力来帮助将任何 陷入的空气从支撑件320和图像装置520之间驱赶出来。在一些实施例中， 可以施加热和/或施加力以提供激活和/或固化絲层的*,从而在支撑 件和图像装置之间形成接合。参照图50F,此后可以将一个或多个光学器 件部分例如光学器件部分330A - 330D安装在支撑件320中和/或附着到支 撑件320。参照图50G， M层782被提供在印刷电路板720的一个或多 个表面的一个或多个区上。这样的区为数码相机设备300限定一个或多个 安装区。参照图50H，此后将数码相机设备定位在M层782上。可以安 装一个或多个导体750，以将图像装置520上的一个或多个垫742与电路 板732上的一个或多个垫连接。可以安装一个或多个导体7卯，以将图像装置792上的一个或多个垫与第二装置794上的一个或多个垫连接。
图51是按照本发明另一实施例的示例性数码相机设备的示意表示， 数码相机设备300包括设置在支撑件320和图像装置520之间的隔板800 。 在一些实施例中，隔板800有助于将光学器件部分例如光学器件部分330A -330D分别定位在离相应传感器阵列例如310A - 310D的期望距离处。在 本实施例中，隔板800在轴向上延伸并限定壁802，该壁限定有助于限制、 最小化和/或消除相机通道之间的光"串扰"并且有助于限制、最小化和/ 或消除光从数码相机设备之外"进入，，的用于传输光的孔径，例如(例如 分别用于相机通道350A - 350D的)孔径804 -別4D。
隔板800可以包含任何类型的材料且可以具有伶河配置和/或构造。例 如在一些实施例中，隔板800包含硅、半导体、玻璃、陶瓷、塑料或金属 材料和/或它们的组合。如果该隔板具有超过一个的部分，则这些部分可以 彼此分开地制造、彼此整合地制造和/或按这两种方式的任何组合来制造。
隔板800可以与支撑件320或支撑部分600A - 600D分开地和/或整合 地制造。
隔板800可以是可以为制造和材料提供广泛选择的固体装置，但是也 可以采用其它形式的装置。例如，在一些实施例中，该隔板包括P艮定该隔 板的壁和孔径的板(例如薄板)。孔径例如孔径804A-804D可以通it^L 械加工(例如钻孔)或任何其它合适方式来形成。在一些实施例中，该隔 板(例如利用具有限定该隔板的一个或多个支撑部分的孔径和底座的突起 的模子来)被制造为其中限定有孔径的铸件。
尽管示出处理器与图像装置分开，但应当理解处理器可以具有任何配 置并且处理器或其部分可以设置在任何一个或多个位置。在一些实施例 中，处理器的一个、 一些或所有部分i殳置在图像装置上。
对于在此公开的每个实施例，该实施例可以单独使用或与在此公开和 图示的一个或多个其它实施例或其部分组^H"吏用。
图52是按照本发明另一实施例的数码相机设备300的示意表示，数 码相机设备300包括设置在支撑件320和图像装置520之间的隔板800。 该隔板800的实施例类似于图51所示的隔板500的实施例，只是本实施 例中的隔板800只限定一个用于传输光的孔径804,并且可能不有助于限 制、最小化和/或消除相机通道例如相机通道350A-350D之间的光"串扰，，，
图53是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，数码相机设备300可以安^fc印刷电路板720 上。该实施例与图36中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相似， 只是本实施例包括例如如图51所示的隔板800。隔板800上覆在^层 782上，^^层782上覆在图像装置520上。
该M层782可以包含任何合适的材料，例如但不限于粘附剂，且可 以包括任何合适的配置。该#^层可以包含与其它#^层相同的材料，尽 管这不是必须的。
在一些实施例中，该数码相机设备具有约2.5mmx6mmx6mm的尺度。 例如，厚度可以等于约2.5mm,长度可以等于约6mm，宽度可以等于约 6mm。在一些这样的实施例中，数码相机设备具有总共有1.3M个《象素的 一个或多个传感器阵列，尽管也可以采用其他配置(例如不同的厚度、宽 度、长度和像素数量)。
该数码相机设备可以按照任何方式组装和/或安装。图54A-54F示出 用于组装和安装数码相机设备300的一个实施例。参照图54A，最初，提 供图像装置520。参照图54B， #层782被提供在该图像装置的一个或 多个表面的 一个或多个区上。这些区为隔板800限定了 一个或多个安装区。 参照图54C，此后将隔板800定位在^^层782上。在一些实施例中，可 以施加力来帮助将^^T陷入的空气从隔板800和图像装置520之间驱赶出 来。在一些实施例中，可以施加热和/或施加力以提供激活和/或固化^ 层的条件，从而在该隔板和该图像装置之间形成接合。参照图54D-54E, 接合层722被提供在隔板800的一个或多个表面的一个或多个区上。这些 区为支撑件320的一个或多个支撑部分限定了一个或多个安装区，此后将 支撑件320定位在#层722上。在一些实施例中，可以施加力来帮助将 任何陷入的空气从隔板800和支撑件320的一个或多个支撑部分之间驱赶 出来。在一些实施例中，可以施加热和/或施加力以提供激活和/或固化接 合层的条件，从而在该隔板和该支撑件的一个或多个支撑部分之间形成接 合。参照图54F,此后可以将一个或多个光学器件部分例如光学器件部分 330A - 330D安装在支撑件320中和/或附着到支撑件320。参照图54G, 掩^层724被提供在印刷电路板720的一个或多个表面的一个或多个区 上。这样的区为数码相机设备300限定一个或多个安装区。参照图54H,此后将数码相积^L备定位在^层724上。可以安装一个或多个导体750， 以将该图4象装置上的一个或多个垫742与该电i^板上的一个或多个垫732 连接。
对于在此公开的每个实施例，该实施例可以单独使用或与在此公开和 图解的一个或多个其它实施例或其部分组^f吏用。
例如，图55是按照本发明另一实施例的包括第二装置和隔板800的 数码相机设备300的示意表示。
尽管示出处理器与图像装置和第二装置分开，但应当理解处理器340 可以具有任何配置并且该处理器或其部分可以设置在任何一个或多个位 置。在一些实施例中，该处理器的一个、 一些或所有部分设置在图像装置 上。在一些实施例中，该处理器的一个、 一些或所有部分i殳置在第二装置 上。在一些这样的实施例中，该处理器的一个或多个部分没置在图像装置 上，且该处理器的一个或多个部分i更置在第二装置上。
图56是按照本发明另一个实施例的数码相机设备300和数码相机的 印刷电路板720的横截面图，It码相积ii更备300可以安装在印刷电路板720 上。该实施例与图53中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相似， 只是本实施例包括第二装置780。第二装置780上覆在^层808上，接 合层808上覆在印刷电路板720上。
^^层808可以包含任何合适的材料，例如但不限于粘附剂，且可以 包括任何合适的配置。该"^层可以包含与其它^层相同的材料，尽管 这不是必须的。
在一些实施例中，该数码相机设备具有约2.5mmx6mmx6mm的尺度。 例如，厚度可以等于约2.5mm,长度可以等于约6mm，宽度可以等于约 6mm。在一些这样的实施例中，数码相机设备具有总共有1.3M个像素的 一个或多个传感器阵列，尽管也可以采用其他配置(例如不同的厚度、宽 度、长度和像素数量)。
数码相机设备300可以按照任何方式组装和/或安装。图57A-57F示 出用于组装和安装该数码相机设备的一个实施例。参照图57A,最初，提 供第二装置780。参照图57B,接合层724被提供在第二装置780的一个 或多个表面的一个或多个区上。这些区为图^f象装置520限定了 一个或多个 安装区。参照图57C,此后将图像装置定位在M层724上。在一些实施例中，可以施加力来帮助将任何陷入的空气从第二装置780和图像装置之 间驱赶出来。在一些实施例中，可以施加热和/或施加力以提供激活和/或 固化^^层的条件，从而在第二装置780和图像装置之间形成掩^。参照 图57D， #^层782被提供在图像装置的一个或多个表面的一个或多个区 上。这些区为隔板800限定了一个或多个安装区。参照图57E，此后将隔 板800定位在M层782上。在一些实施例中，可以施加力来帮助将4^r 陷入的空气从隔板800和图像装置之间驱赶出来。在一些实施例中，可以 施加热和/或施加力以提供激活和/或固化^层的条件，从而在隔板800 和图像装置之间形成齡。参照图54E-54G，齡层722被提供在隔板 800的一个或多个表面的一个或多个区上。这样的区为支撑件320的一个 或多个支撑部分限定一个或多个安装区，此后将支撑件320定位在接合层 722上，在一些实施例中，可以施加力来帮助将任何陷入的空气从隔板800 和支撑件320的一个或多个支撑部分之间驱赶出来。在一些实施例中，可 以施加热和/或施加力以提供激活和/或固化接合层的条件，从而在隔板800 和支撑件320的一个或多个支撑部分之间形成痴^。此后可以将一个或多 个光学器件部分例如光学器件部分330A-330D安装在该支撑件中和/或 附着到该支撑件。参照图57G， ^层808被提供在印刷电路板720的一 个或多个表面的一个或多个区上。这样的区为数码相机设备300限定一个 或多个安装区。参照图57H,此后将该数码相机设备定位在^^层782上， 可以安装一个或多个导体750,以将图4象装置上的一个或多个垫742与电 路板732上的一个或多个垫连接。可以安装一个或多个导体7卯，以将图 4象装置上的一个或多个垫742与第二装置780上的一个或多个垫连接。
如上所述，在此公开的每个实施例可以单独使用或与在此公开和图解 的一个或多个其它实施例或其部分组^^吏用。
例如在一些实施例中，图37 - 38和42 - 44所示的一个或多个支撑件 在图48 - 57所示的数码相机设备的一个或多个实施例中使用。
例如，图58-62是按照本发明其它实施例的数码相机设备和数码相 机的印刷电路板的横截面图，该数码相机i殳备可以安装在该印刷电路板 上。这些实施例与图49中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相 似，只是支撑件和光学器件部分分别具有与图37-38, 42-44所示的支 撑件和光学器件部分相似的配置。
图63-67是按照本发明其它实施例的数码相机设备和数码相机的印刷电路板的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上。这些
实施例与图53中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相似，只是 支撑件和光学器件部分分别具有与图37-38， 42-44所示的支撑件和光 学器件部分相似的配置，
在这里的一些实施例中， 一个或多个电的或电子的M装置设置在支 撑件中和/或设置在隔板上。在一些这样的实施例中， 一个或多个导体可以 将一个或多个这样的装置与图4象装置和/或另 一装置上的一个或多个电路 连接，以例如提供去往和/或来自一个或多个这样的装置的功率、控制信号 和/或数据信号。 一个或多个这样的导体可以采取电连接器的形式，但这不 是必须的。所述导体可以贯穿数码相机设备的一个或多个部分，例如支撑 件、隔板、图像装置(如果存在的话)或它们的组合的一个或多个部分和 /或可以设置在其一个或多个外表面上。例如在一些实施例中， 一个或多个 导体例如导体810、 812 (图63-72)被提供并M布支撑件的一个或多 个表面或贯穿支撑件的一个或多个部分(例如遍布或贯穿一个或多个支撑 部分例如600A — 600D)和/或遍布隔板的一个或多个表面或贯穿隔板的一 个或多个部分(例如遍布或贯穿一个或多个壁例如壁602 )，以4更连接到图 4象装置或另一装置中或上的一个或多个电路。
图68-72是按照本发明其它实施例的婆:码相积3史备和数码相机的印 刷电路板的横截面图，该数码相机设备可以安装在该印刷电路板上。这些 实施例与图56中所示的数码相机设备和印刷电路板的实施例相似，只是 支撑件和光学器件部分分别具有与图37-38， 42-44所示的支撑件和光 学器件部分相似的配置。
图73A - 73B分别是按照本发明另一个实施例的支撑件的正视图和横 截面图。在该实施例中， 一个或多个支撑部分例如通过一个或多个间隙或 空间例如间隙816彼此隔开和/或彼此隔离。
图74是按照本发明另一实施例的支撑件的横截面图。在该实施例中， 支撑件包括上覆在一个或多个其它支撑部分上(例如i殳置在该一个或多个 其它支撑部分上或上方)的一个或多个支撑部分。在一些这样的实施例中， 支撑部分可以例如通过间隙或空间例如间隙816在z方向上彼此隔开和/ 或彼此隔离。
如上所述，应当理解，每个上述实施例可以单独使用或与在此乂^开或 本领域技术人员>^的任何其它实施例或其部分组合使用。
90例如，在一些实施例中，支撑件适于容纳第一尺寸和形状的一个或多 个光学器件部分以及不同于第一尺寸和/或第一形状的第二尺寸和形状的 一个或多个光学器件部分。在一些实施例中，还可以容纳其它尺寸和形状 例如第三尺寸和形状、第四尺寸和形状、第五尺寸和形状等的光学器件部 分。
参照图75，在一些实施例中，在此〃^开的一个或多个支撑件i殳有一个 或多个弯曲部分例如弯曲部分818A-818D。这样的方面例如在希望减小 和/或最小化数码相机设备的A;复的一些实施例中可能是有利的。
图76A-76C是按照本发明另一实施例的包括一个或多个输出装置 820的数码相机设备的示意图。图76A是包括一个或多个输出装置的数码 相机设备的一个实施例的透视图。图76B - 76C分别是按照本发明的一个 实施例的输出装置820的前视图和后视图。
在一些实施例中， 一个或多个输出装置820采取一个或多个显示装置 的形式，但是也可以采用其它类型的输出装置。在一些实施例中， 一个或 多个显示装置采取一个或多个微显示器的形式。
该一个或多个显示装置可以设置在任何合适的一个或多个位置。在一 些实施例中，可能有利的是，在数码相机组件的一个侧面上(为一个或多 个相机通道)采集光，而在数码相机组件的另一侧面上提供该一个或多个 输出显示器例如输出显示器820中的一个或多个。在图示的实施例中，数 码相机设备具有通常彼此相对的第一侧面和第二侧面。该一个或多个相机 通道定位成通过数码相机设备的笫一侧面接收光。显示装置中的一个或多 个定位成从数码相机设备的第二侧面发射光(例如一个或多个显示图像)。 在一些实施例中，这样的配置可能4吏得可以拔:供非常薄(例如在z方向上 非常薄)的数码相机设备。也可以采用其它配置。在一些实施例中，显示 装置中的一个或多个通常相邻于图像装置而定位，尽管这不是必须的，
该一个或多个显示装置可以通过一个或多个通信M连接到处理器、 一个或多个相机通道或它们的任何组合。在一些实施例中， 一个或多个通 信链路包括图像装置和该一个或多个显示装置上的一个或多个垫、以及具 有一个或多个导电部件的一个或多个电连接器，该导电部件将图4象装置上 的一个或多个垫与该一个或多个显示装置上的一个或多个垫连接。在一些 实施例中， 一个或多个通信銜吝包括将图像装置上的一个或多个电路与该 一个或多个显示装置上的一个或多个电路连接的一个或多个隆起M，。该一个或多个显示装置可以具有任何尺寸和形状，且可以或可以不具 有彼此相同的配置(例如类型、尺寸、形状、分辨率)。在一些实施例中， 该一个或多个显示装置中的一个或多个的长度和宽度分别小于或等于光 学组件、传感器子组件和/或图4象装置的长度和宽度。在一些实施例中，该 一个或多个显示装置中的一个或多个的长度和宽度分别大于光学组件、传 感器子组件和/或图像装置的长度和宽度。在一些实施例中，每个相机通道 与其自己的显示装置连接。在另一些实施例中，两个或更多相M道例如
相M道350A-350B与第一显示装置连接，且一个或多个其#^目机通道 例如相机通道350C-350D与第二显示装置连接。在一些实施例中，该一 个或多个显示装置中的一个与处理器连接，以至少部分地基于来自每个相 机通道的图像来显示合成图像。
对于在此/〉开的每个实施例，上述实施例可以单独使用或与在此公开 的一个或多个其它实施例或其部分组M用。
因此，在一些实施例中，数码相机设备300还包括隔板800 (参见例 如图76D)和/或用于将一个或多个输出装置例如输出装置820的一个或多 个电路连接到子系统300的一个或多个其它部分中的一个或多个电路的一 个或多个导体822、可以设置在图像装置520 (参见例如图76E)上的处理 器340的一个或多个电路。
此外，在一些实施例中，数码相机设备还可以包括一个或多个照明装 置和/或具有用于移动相机通道的一个或多个光学器件部分的一个或多个 致动器(例如，MEMS致动器，例如梳型MEMS致动器)的支撑件(这 样的支撑件可以包括例如具有一个或多个致动器的框架)。在一些较后的 实施例中，数码相机设备包括一个或多个照明装置和/或具有一个或多个致 动器(例如MEMS致动器)的支撑件(这样的支撑件可以包括例如具有 一个或多个致动器的框架)。
图77A-77C是按照本发明另一实施例的包括一个或多个输入装置 830的数码相机设备的示意图。具体地说，图77A是包括一个或多个输入 装置的数码相机设备的一个实施例的透视图。图77B - 77C分别是按照本 发明的一个实施例的输入装置的放大的前视图和后视图。在该实施例中， 该一个或多个输入装置采取一个或多个音频输入装置例如一个或多个麦 克风的形式，但是也可以釆用其它类型的输入装置。在一些实施例中，该 一个或多个麦克风采取一个或多个硅麦克风的形式。该一个或多个音频输入装置可以设置在任何合适的一个或多个位置。 在一些实施例中，可能有利的是，在数码相机组件的一个侧面上(为一个 或多个相机通道)采集光，而从数码相机子组件的同一侧面采集声音。在 图示的实施例中，数码相机设备具有通常彼此相对的笫一和第二侧面。该 一个或多个相机通道定位成通过数码相机设备的第 一侧面接收光。音频输 入装置中的一个或多个可以定位成从数码相机设备的第 一侧面接收音频 输入(例如声音)。在一些实施例中，这样的配置可能使得可以提供非常 薄(例如在Z方向上非常薄)的数码相机设备。也可以采用其它配置。在
一些实施例中，音频输入装置中的一个或多个i殳置在支撑件的一个或多个 部分上和/或与支撑件的一个或多个部分整合地设置，尽管这不是必须的。
该一个或多个音频输入装置可以通过一个或多个通信链路连接到处 理器。在一些实施例中，该一个或多个通信始洛包括图4象装置和该一个或 多个音频输入装置上的一个或多个垫以及具有一个或多个导电部件的一 个或多个电连接器，该导电部件将图像装置上的一个或多个垫与音频输入 装置上的一个或多个垫连接。在一些实施例中，该一个或多个通信銜吝包 括将图像装置上的一个或多个电路与该一个或多个音频输入装置上的一 个或多个电路电连接的一个或多个H^^。
该一个或多个音频输入装置可以具有任何尺寸和形状，且可以或可以 不具有彼此相同的配置(例如类型、尺寸、形状、分辨率)。在一些实施 例中，该一个或多个音频输入装置中的一个或多个的长度和宽度分别小于 或等于光学组件、传感器子组件和/或图像装置的长度和宽度。在一些实施 例中，该一个或多个音频输入装置中的一个或多个的长度或宽度分别大于 光学组件、传感器子组件和/或图像装置的长度或宽度。
图77G - 77L是按照其它实施例的数码相枳J殳备的透视图。这些实施 例的输入装置具有与图77A所示输入装置的配置和/或布置不同的配置和/ 或布置。也可以4吏用其它配置和/或布置。
对于在此公开的每个实施例，上述实施例可以单独4吏用或与在此公开 的一个或多个其它实施例或其部分组^^吏用。
因此，在一些实施例中，数码相机设备300还包括隔板800、用于将 一个或多个输入装置例如输入装置830的一个或多个电路与子系统300的 一个或多个其它部分中的一个或多个电路连接的一个或多个导体822、可 以设置在图像装置520上的处理器340的一个或多个电路、和/或一个或多个附加装置例如一个或多个输出装置820。
例如，图77D是包括输入装置和隔板800的数码相机设备的一个实施 例的透视图。图77E是包括隔板800和一个或多个附加装置例如一个或多 个输出装置820的数码相机i殳备300的一个实施例的透视图。图《象装置示 出具有与设置在图像装置上或中的一个或多个电路连接的一个或多个垫。 图77F是包括输入装置、隔板和附加装置(例如显示器和/或与图像装置相 邻的第二集成电路装置)的数码相机设备的一个实施例的透视图。图像装 置示出具有与设置在图像装置上或中的一个或多个电路连接的一个或多个垫。
此外，在一些实施例中，数码相机设备还可以包括具有用于移动相机 通道的一个或多个光学器件部分的一个或多个致动器(例如，MEMS致动 器，例如梳型MEMS致动器)的支撑件(这样的支撑件可以包括例如具 有一个或多个致动器的框架)、 一个或多个显示装置和/或一个或多个照明 装置(例如一个或多个具有高输出强度的发光二极管(LED ))。在一些较 后的实施例中，数码相机设备包括一个或多个音频输入装置、具有用于移 动相机通道的一个或多个光学器件部分的一个或多个致动器(例如， MEMS致动器，例如梳型MEMS致动器)的支撑件(这样的支撑件可以 包括例如具有一个或多个致动器的框架)、 一个或多个显示装置和/或一个 或多个照明装置。
图是包括一个或多个音频输入装置、 一个或多个显示装置和一个或多 个照明装置的数码相机i殳备的示意表示。
该数码相机设备可以按照例如但不限于与在一个或多个这里公开的 实施例中采用的方式类似的任何方式组^V或安装。
本发明的任何实施例都可以包括一个或多个照明单元，用以改善和/ 或增强通过一个或多个相机通道(具体地说， 一个或多个传感器阵列)进 行的图像获取，有助于对物体的范围检测、物体的形状检测以及转换成像 (即人眼不可观察到的成像)。
图78A-78B是按照本发明其它实施例的具有一个或多个照明单元例 如照明单元840的数码相机设备的框图。该照明单元可以提供被动照明(例 如没有照明)、主动照明(例如恒定照明)、恒定和/或门控的主动照明(例 如预定、预设或处理器控制的脉冲式照明和/或用户/操作员可编程的脉冲 式照明)。该一个或多个照明单元可以设置在传感器阵列的村底和/或支撑框架上或者集成在传感器阵列的衬底和/或支撑框架中。实际上，该一个或 多个照明单元可以设置在一个或多个相机通道的任何元件或部件上或者
集成在一个或多个相机通道的任何元件或部件中。
图78C — 78P是按照本发明另 一实施例的包括一个或多个输出装置的 数码相机设备的示意图。具体地说，图78C是包括一个或多个输出装置的 数码相机设备的一个实施例的透视图。在一些实施例中，该一个或多个输 出装置采取一个或多个照明装置例如一个或多个照明装置850的形式，但 也可以采用其它类型的输出装置。图78C-78D分别;1按照本发明的一个 实施例的照明装置850的放大的前视图和后视图。在一些实施例中，该一 个或多个照明装置采取一个或多个LED (例如一个或多个高功率LED) 的形式。
该一个或多个照明装置可以设置在^T合适的一个或多个位置。在一 些实施例中，可能有利的是，在数码相机组件的一个侧面上(为一个或多 个相机通道)采集光，而从数码相机组件的同一侧面提供照明。在图示的 实施例中，数码相机设备具有通常彼此相对的第一和第二侧面。该一个或 多个相机通道定位成通过数码相机设备的第一侧面接收光。照明装置中的 一个或多个可以定位成从数码相机设备的同 一侧面进行照明(例如提供 光)。在一些实施例中，这样的配置可能使得可以提供非常薄(例如在z 方向上非常薄)的数码相机设备。也可以采用其它配置。在一些实施例中， 一个或多个照明装置i殳置在支撑件的一个或多个部分上和/或与支撑件的 一个或多个部分R地i殳置，尽管这不是必须的。
该一个或多个照明装置可以通过一个或多个通信M连接到处理器。 在一些实施例中，该一个或多个通信链路包括图像装置和该一个或多个照 明装置上的一个或多个垫以及具有一个或多个导电部件的一个或多个电 连接器，该导电部件将图〗象装置上的一个或多个垫与该照明装置上的一个 或多个垫连接。在一些实施例中，该一个或多个通信銜咯包括将图像装置 上的一个或多个电路与该一个或多个照明装置上的一个或多个电路电连 接的一个或多个隆^_*。
该一个或多个照明装置可以具有任何尺寸和形状，且可以或可以不具 有彼此相同的配置(例如类型、尺寸、形状、分辨率)。在一些实施例中， 一个或多个照明装置中的一个或多个的长度和宽度分别小于或等于光学 组件、传感器子组件和/或图像装置的长度和宽度。在一些实施例中， 一个或多个照明装置中的一个或多个的长度或宽度分别大于光学组件、传感器 子组件和/或图像装置的长度或宽度。
图78H - 78M是按照其它实施例的数码相机设备的透视图。这些实施 例的一个或多个照明装置具有与图78C所示照明装置的配置和/或布置不 同的配置和/或布置。也可以4吏用其它配置和/或布置。
对于在此公开的每个实施例，上述实施例可以单独使用或与在此公开 的一个或多个其它实施例或其部分组^^吏用。
例如，图78F是包括输出装置和隔板的数码相机设备的一个实施例的 透视图。图78G是包括输出装置和隔板的数码相机设备的一个实施例的透 视图。该图像装置示出具有与设置在图像装置上或中的一个或多个电路连 接的一个或多个垫。图77H是包括输出装置、隔板和附加装置(例如显示 器和/或与图像装置相邻的第二装置780)的数码相机设备的一个实施例的 透视图。该图像装置示出具有与设置在图像装置上或中的一个或多个电路 连接的一个或多个塾。
此外，在一些实施例中，数码相机设备还可以包括具有用于移动相机 通道的一个或多个光学器件部分的一个或多个致动器(例如，MEMS致动 器，例如梳型MEMS致动器)的支撑件(这样的支撑件可以包括例如具 有一个或多个致动器的框架)、 一个或多个显示装置和/或一个或多个音频 输入装置。在一些较后的实施例中，数码相机设备包括一个或多个音频输 入装置、具有用于移动相机通道的一个或多个光学器件部分的一个或多个 致动器(例如，MEMS致动器，例如梳型MEMS致动器)的支撑件(这 样的支撑件可以包括例如具有一个或多个致动器的框架)、 一个或多个显 示装置和/或一个或多个照明装置。
该数码相机设备可以按照例如但不限于与在一个或多个这里公开的 实施例中采用的方式类似的任何方式组装和/或安装。
图78R^:按照;^发明的一个实施例的支撑件320的下侧面(例如面朝 一个或多个传感器阵列的主外表面)的平面图。在该实施例中， 一个或多 个装置850设置在支撑件320上或中并通过设置在支撑件320表面上的垫 852接W提供功率、控制信号和/或数据信号。多个导体(参见例如图63 -72)可以将支撑件320上的一个或多个垫与设置在数码相机设备300中 别处的一个或多个电路连接。在一些实施例中，集成电路854可以设置在支撑件320上以提供例如 但不限于有助于与任何设置在支撑件320上的装置对接(例如以其它任何 方式控制或通信)的一个或多个电路。多个导电轨迹856 (示出了其中的 一些)可以将集成电路854的输出与安装在支撑件320上的一个或多个装 置连接。尽管示出在表面上，但应当理解， 一个、 一些或所有这样的轨迹 可以设置在支撑件320内，从而不在其外表面上。
图79A-79C是按照本发明其它实施例的包括一个或多个输入装置 830例如一个或多个音频输入装置(例如硅麦克风)以及一个或多个输出 装置820例如一个或多个显示装置(例如微显示装置)的^:码相机设备的 透视图。
图80A — 80F是按照本发明其它实施例的包括一个或多个输入装置 830例如一个或多个音频输入装置(如硅麦克风)以及一个或多个输出装 置820例如一个或多个显示装置(例如微显示器)的数码相机设备的透视 图，其中该输入装置中的一个或多个包括一个或多个照明装置(例如高照 度LED )。
该数码相机设备可以按照例如但不限于与在一个或多个这里公开的 实施例中采用的方式类似的任何方式组装和/或安装。
如上所述，该数码相机设备可以具有任何数量的相机通道，每个相机 通道可以具有任何配置。参照图81A-81C，在一些实施例中，数码相机 i史备包括外壳，该外壳例如但不限于密封包装。外壳的一个或多个部分可 以由在此描述的一个或多个结构来限定，所迷结构例如光学器件部分中 的一个或多个、框架的一个或多个部分、图4象装置的一个或多个部分和/ 或它们的组合。
在一些实施例中，外壳的一个或多个部分由塑料材料、陶瓷材料和/ 或它们的任何组合来限定。
图81A是按照本发明的一个实施例的包括外壳的数码相机设备300的 透视图。图81B-81C是数码相机设备300的分解透视图。外壳可以包括 模制塑料包装，尽管这不是必须的。在图示的实施例中，该数码相机设备 包括支撑图像传感器的第一外壳部分(例如模制塑料基座或底部)。图像 装置可以包括一个或多个传感器部分，还可以包括处理器的一个或多个部 分。第二外壳部分(例如模制塑料顶部或盖子)限定具有用于容纳和定位 一个或多个光学器件部分的一个或多个框架部分的框架。可以拔:供一个或多个端子例如一个或多个端子860，端子860可以例如i殳置在模制塑料包 装的一个或多个外表面上。 一个或多个导电部件例如接合线可以将一个或 多个端子与图像装置上的一个或多个电路例如处理器的一个或多个部分 的一个或多个电路电连接。在一些实施例中，第一外壳部分、第二外壳部 分和一个或多个光学器件部分限定外壳的基本部分，例如但不限于密封包 装。在一些实施例中， 一个或多个光学器件部分的上表面通常与第二外壳 部分(例如模制塑料顶部)的主外表面的一个或多个部分平齐。
该数码相机设备可以任何方式组装.在一些实施例中，图像装置、端 子和导电部件被支撑在第一外壳部分(例如模制塑料基座)的主外表面上 面。第二外壳部分(例如模制塑料顶部)可以随后提供。在组装过程之前、 之中和/或之后可以采用热、压力和/或接合材料。该接合材料可以是任何 一种或多种类型的接合材料，例如但不限于一种或多种密封接合材料。
模制塑料包装可以使得该数码相机子組件可更容易地拆卸和/或安装， 以例如有助于修理和/或更新，尽管这不是必须的。模制塑料包装例如对耐 磨传感器中采用的数码相机设备可能也是有利的，该传感器例如是不包舍 显示器但向基站发送数据的计量器(badge)或钻孔器(broach)。模制塑 料包装可以与在此公开的 一个或多个实施例组^^吏用。
还可以4吏用其它配置。例如在一些实施例中，笫一外壳部分和/或第二 外壳部分由任何类型的密封材料形成，该密封材料例如但不限于陶瓷材 料。陶瓷包装的使用在恶劣环境中和/或在从塑料中排气存在问题的应用 (例如真空系统)中可能是有利的，尽管这不是必须的。，陶瓷包装可以与 在此公开的一个或多个实施例组^H^吏用。
参照图81D，示出按照本发明另一实施例的包括模制塑料包装的数码 相机设备的分解透视图，在一些实施例中，两个数码相机设备设置在单个 外壳中。例如，在一些实施例中，第一外壳部分(例如基座)限定具有一 个或多个框架部分的框架，该一个或多个框架部分用于容纳和定位与安装
在第二外壳部分中的一个或多个光学器件部分朝向相对的第二组一个或 多个光学器件部分。第二組一个或多个传感器阵列可以与第二组一个或多 个光学器件部分相关联，并且可以例如设置在也可以设置在该外壳中的图 像装置或第二图像装置上。
在一些实施例中，相机通道之一例如相机通道350A专用于两个或更 多分离的颜色或者两个或更多分离的色带(例如蓝色或蓝色带以及红色或红色带)。在一些这样的实施例中，光学器件部分自身可以具有提供例如
类似于滤色器阵列(例如Bayer图案或其变种)所拔:供的颜色分离的能力 的颜色分离的能力(参见例如图82)。
图82另_按照本发明的一个实施例的具有一个或多个光学器件部分的 数码相机设备的透视图，该一个或多个光学器件部分具有提供颜色分离的 能力.在一些这样的实施例中， 一个或多个光学器件部分例如光学器件部 分330C包括例如但不限于Bayer图案的滤色器阵列。在一些这样的实施 例中， 一个或多个光学器件部分例如光学器件部分330C具有拔 映类似于 滤色器阵列所^l供的颜色分离的能力的颜色分离的能力。
在一些实施例中，相机通道的透镜和/或滤光器可以使这两个颜色或色 带透射，且在相机通道中的别处，相机通道可以包括一种或多种机制来分 离两个颜色或两个色带。例如，滤色器阵列可以设置在透镜和传感器阵列 之间和/或相机通道可以采用能分离颜色或色带的传感器。在一些较后的实 施例中，传感器阵列可以配名^有具有多带能力(例如两个或三个颜色)的 像素。例如，每个像素可以包括两个或三个光电二极管，其中第一光电二 极管适于检测第一颜色或第一色带，第二光电二改管适于检测第二颜色或 第二色带，第三光电二欧管适于检测第三颜色或第三色带。完成此的一种 方法是向光电^管提^f吏得它们具有选择性的不同结构/特性，从而使第 一光电二极管对第一颜色或第一色带比对第二颜色或第二色带更灵敏，第 二光电二欧管对第二颜色或第二色带比对第一颜色或第一色带更灵敏。另 一种方法是将光电4管设置在像素内的不同深度处，这利用了不同颜色 或色带的穿透和吸收特性不同的特点。例如，蓝色和蓝色带比绿色和绿色 带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)，而绿色和绿色带又比红色和 红色带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)。在一些实施例中，即使 像素可能只看见一种特定颜色或色带，也使用这种传感器阵列，来例如使 这种传感器阵列适于特定颜色或色带。
4个相机通道
在一些实施例中，数码相机设备包括4个或更多相机通道例如相机通 道350A - 350D。在一些这样的实施例中，第一相M道例如相机通道350A 专用于第一颜色或第一色带(例如红色或红色带)，第二相机通道例如相 机通道350B专用于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或笫二色带(例
99如蓝色或蓝色带)，笫三相机通道例如相M道350C专用于不同于第一和 第二颜色或色带的第三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)，第四相机 通道例如相机通道350C专用于不同于第一、笫二和第三颜色或色带的第 四颜色或第四色带(例如绿色或绿色带)。在一些实施例中， 一个或多个 相机通道采用与相应相机通道的颜色光学模糊相匹配的像素尺寸、适于 提高或优化相应相机通道的性能的传感器阵列的整合时间和/或其它电特 性、和/或适于提高或最大化相应相机通道的灵敏度的像素电路和光电二极 管的设计/布局。在一些实施例中，相机通道之一是宽带相机通道、红夕卜(IR) 相M道或紫外(UV)相机通道，
一个或多个相机通道的传感器阵列可以或可以不具有彼此相同的视 场。在一些实施例中，传感器阵列中的每一个具有彼此相同的视场。在一 些实施例中， 一个或多个传感器阵列具有与一个或多个其它相机通道的视 场不同的视场。
在一些实施例中，相机通道之一例如相机通道350A专用于两个或更 多分离的颜色或者两个或更多分离的色带(例如蓝色或蓝色带以及红色或 红色带)。在一些这样的实施例中，光学器件部分自身可以具有提供例如 类似于滤色器阵列(例如Bayer图案或其变种)所拔^供的颜色分离的能力 的颜色分离的能力(参见例如图82)。在一些实施例中，相机通道的透镜 和/或滤光器可以使这两个颜色或色带透射，JL^相机通道中的别处，相机 通道可以包括一种或多种机制来分离两个颜色或两个色带。例如，滤色器 阵列可以设置在透镜和传感器阵列之间和/或相机通道可以采用能分离颜 色或色带的传感器。在一些较后的实施例中，传感器阵列可以配备有具有 多带能力(例如两个或三个颜色)的像素。例如，每个像素可以包括两个 或三个光电二极管，其中第一光电二极管适于检测第一颜色或第一色带， 第二光电二敗管适于检测第二颜色或第二色带，第三光电二极管适于检测 第三颜色或第三色带。完成此的一种方法是向光电二欧管提^H吏得它们具 有选择性的不同结构/特性，从而使第一光电二敗管对第一颜色或第一色带 比对第二颜色或第二色带更灵敏，第二光电二极管对第二颜色或第二色带 比对第一颜色或第一色带更灵敏。另一种方法是将光电二极管设置在像素 内的不同深度处，这利用了不同颜色或色带的穿透和吸收特性不同的特 点。例如，蓝色和蓝色带比绿色和绿色带穿透得少(并因此在较小深度处 被吸收)，而绿色和绿色带又比红色和红色带穿透得少(并因此在较小深 度处祐:吸收)。在一些实施例中，即使像素可能只看见一种特定颜色或色带，也使用这种传感器阵列，来例如使这种传感器阵列适于特定颜色或色 带。
在一些较后的实施例中，第二相机通道例如相机逸道350B也专用于 两个或更多分离的颜色或两个或更多分离的色带。例如，笫一相M道可 以专用于红色或红色带以及绿色或绿色带(例如Gl )。第二相机通道可以 专用于蓝色或蓝色带以及绿色或绿色带(例如G2 )。在另一些较后的实施 例中，第二相M道例如相机通道350B专用于与第一相M道所专用于 的颜色或色带不同的单个颜色或单个色带(例如绿色或绿色带)，第三相 机通道例如相机通道350C专用于与笫一和第二相机通道所专用于的颜色 或色带不同的单个颜色或单个色带。
相机通道可以或可以不具有彼此相同的配置(例如尺寸、形状、分辨 率、或灵敏度或灵敏度范围)。例如，在一些实施例中，每个相机通道具
有与其它相Mii^目同的尺寸、形状、分辨率和/或灵^yL或灵敏度范围。
在另一些实施例中， 一个或多个相^lif道具有与一个或多个其它相机通道 不同的尺寸、形状、分辨率和/或灵敏度或灵敏度范围。就此而言，在一些
实施例中，每个相机通道例如相机通道350A - 350D具有彼此相同的分辨 率。在另一些实施例中， 一个或多个相M道具有小于一个或多个其它相 机通道的分辨率的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 一个或多个相 机通道例如相机通道350A的传感器阵列具有比一个或多个其它相fet道 例如相机通道350B的传感器阵列的像素少的像素。例如，在一个实施例 中，对于可比拟的视场部分，相fet道之一中的像素数量比另一个相M 道中的像素数量多44%。例如，在另一个实施例中，对于可比拟的视场部 分，相M道之一中的像素数量比其它相机通道中的像素数量多36%。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道的传感器阵列可以具有与一个 或多个其它相机通道的传感器阵列的尺寸不同的尺寸。在一些这样的实施
例中，这种一个或多个相机通道的光学器件部分可以具有与一个或多个其 它相机通道的f/弁和/或焦距不同的f/弁和/或焦距。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道专用于一个波长或波长带，且 这样的一个或多个相机通道的传感器阵列和/或光学器件部分针对相应相 机通道所专用于的相应波长或波长带而优化。在一些实施例中，每个传感 器阵列的设计、操作、阵列尺寸和/或像素尺寸针对相机通道所专用于的相 应波长或波长带而优化。在一些实施例中，每个光学部分的设计针对相应相M道所专用于的相应波长或波长带而优化。 然而应当理解，还可以采用任何其它配置。
该4个或更多相M道可以按照任何方式布置。在一些实施例中，该 4个或更多相M道布置成2x2矩阵，以有助于提供光采集的紧凑性和对 称性。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的一 个或多个布局(参见例如图83A-83C)相同或类似的布局。在一些实施 例中，该处理器可以具有不集成在与传感器阵列相同的集成电路上的一个 或多个部分，和/或可以不具有任何设置在与传感器阵列相同的集成电路上 的部分(参见例如图83D-83E)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术 人员'i^P的任何其它实施例或其部分组^用。
在一些实施例中，相M道例如相机通道350A - 350D通过一个或多 个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例中，每个相机 通道与其自己的显示器连接。该显示器可以或可以不具有彼此相同的特 性。在另一些实施例中，4个相机通道例如相机通道350A-350D分别与 同一显示器连接。
Y配置的4个相机通道
图84A-84E是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意表 示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括4个或更多相机通道例 如相机通道350A-350D，其中4个相机通道例如相机通道350A - 350D 布置成"Y"配置。
在一些实施例中，相机通道之一例如相机通道350C是宽带相机通道、 红外(IR)相机通道或紫外(UV)相机通道。
在一些实施例中，相机通道中的第一个例如相机通道350A专用于第 一颜色或第一色带(例如红色或红色带)，相机通道中的第二个例如相机 通道350B专用于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例 如蓝色或蓝色带)，相机通道中的第三个例如相机通道350D专用于不同于第一和第二颜色或色带的第三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在
一些这样的实施例中，另 一个相机通道例如相机通道350D是例如使用具 有Bayer图案的滤色器阵列的宽带相机通道、红外(IR)相机通道或紫外 (UV)相机通道。
在一些实施例中，相机通道之一例如相M道350C专用于两个或更 多颜色或者两个或更多色带。在一些这样的实施例中，光学器件部分自身 可以具有4^供例如类似于滤色器阵列(例如Bayer图案或其变种)所拔:供 的颜色分离的能力的颜色分离的能力(参见例如图84B )。在一些实施例中， 相机通道的透镜和/或滤光器可以使这两个颜色或色带透射，且在相机通道 中的别处，相机通道可以包括一种或多种机制来分离两个颜色或两个色 带。例如，滤色器阵列可以设置在透镜和传感器阵列之间和/或相机通道可 以采用能分离颜色或色带的传感器。在一些较后的实施例中，传感器阵列 可以配备有具有多带能力(例如两个或三个颜色)的像素。例如，每个像 素可以包括两个或三个光电二欧管，其中第一光电二欧管适于检测第一颜 色或第一色带，第二光电二极管适于检测第二颜色或第二色带，第三光电 二波管适于检测第三颜色或第三色带。完成此的一种方法是向光电二极管 提^f吏得它们具有选择性的不同结构/特性，从而使第一光电二极管对笫一 颜色或第一色带比对第二颜色或第二色带更灵敏，第二光电二极管对第二 颜色或第二色带比对第一颜色或第一色带更灵敏。另一种方法是将光电二 极管设置在像素内的不同深度处，这利用了不同颜色或色带的穿透和吸收 特性不同的特点。例如，蓝色和蓝色带比绿色和绿色带穿透得少(并因此 在较小深度处被吸收)，而绿色和绿色带又比红色和红色带穿透得少(并 因此在较小深度处被吸收)。在一些实施例中，即使像素可能只看见一种 特定颜色或色带，也使用这种传感器阵列，来例如使这种传感器阵列适于 特定颜色或色带。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的一 个或多个布局(参见例如图84C-84E)相同或类似的布局。在一些实施 例中，该处理器的一个、 一些或所有部分不设置在与传感器阵列相同的集 成电路上(参见例如图84A)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术 人员公知的任何其它实施例或其部分组合使用。4个通道，两个通道比另两个通道小
图85a - 85e是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意表 示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括4个或更多相M道例 如相机通道350a-350d。两个相:^道例如相机通道350a、 350c的尺 寸分別小于另两个相;I/Ut道例如相机通道350b、 350d的尺寸。
在一些实施例中，较小相机通道例如相机通道350a、 350c的分辨率 都小于较大相机通道例如相机通道350b、 350d的分辨率，尽管在这些实 施例中，较小相fet道可以或可以不具有彼此相同的分辨率，且较大相机 通道可以或可以不具有彼jM目同的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 每个较小相机通道的传感器阵列可以具有比每个较大相机通道的传感器 阵列中所提供的像素更少的像素。例如，在一个实施例中，对于可比拟的 视场部分， 一个或多个较大相M道中的像素数量比一个或多个较小相机 通道中的4象素数量多44%。例如，在另一个实施例中，对于可比拟的视场 部分， 一个或多个较大相机通道中的像素数量比一个或多个较小相机通道 中的像素数量多36%。然而应当理解，还可以使用任何其它尺寸和/或架 构。
在另一些实施例中， 一个或多个较小相M道的分辨率等于一个或多 个较大相机通道的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 一个或多个较 小相机通道例如相机通道350a、 350c的传感器阵列可以与较大相机通道 例如相机通道350b、 350d中所提供的传感器阵列具有相同数量的像素。 例如，在一个实施例中，较大相机通道中的像素的尺寸比较小相机通道中 的4象素尺寸大44% (例如在x方向上大20 % ,在y方向上大20 % )。例如， 在另 一个实施例中，较大相机通道中的像素尺寸比较小相机通道中的像素 尺寸大36% (例如在x方向上大17。/。，在y方向上大17。/。)。然而应当理 解，还可以使用任何其它尺寸和/或架构。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道的传感器阵列的尺寸可以不同 于一个或多个其它相机通道的传感器阵列的尺寸。在一些这样的实施例 中，这样的一个或多个相机通道的光学器件部分可以具有与 一个或多个其 它相机通道的f/弁和/或焦距不同的f辨和/或焦距。
在一些实施例中，较小相机通道之一例如相机通道350a专用于第一 颜色或第一色带(例如红色或红色带)，较大相机通道之一例如相机通道
104350B专用于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例如蓝色 或蓝色带)，另一个相机通道例如相机通道350D专用于不同于第一和第二 颜色或色带的第三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在一些这样的 实施例中，较小相机通道例如相机通道350A具有等于两个较大相机通道 例如相机通道350B、 350D的分辨率的分辨率。
在一些实施例中，较小相M道之一例如相机通道350C是宽带相机 通道、红外(IR)相fet道或紫外(UV)相机通道。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的一 个或多个布局(参见例如图85C-85E)相同或类似的布局。在一些实施 例中，该处理器可以具有不i殳置在与传感器阵列相同的集成电路上的一个 或多个部分，和/或可以不具有任何设置在与传感器阵列相同的集成电路上 的部分(参见例如图85B)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术 人员公知的任何其它实施例或其部分组^^吏用。
在一些实施例中，该4个或更多相fei道例如相^it道350A - 350D 通过一个或多个通信銜洛与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例 中，每个相机通道与其自己的显示器连接。该显示器可以或可以不具有彼 此相同的特性。在另一些实施例中，两个或更多相机通道例如相机通道 350A-350B、 350D与第一显示器连接， 一个或多个其它相机通道例如相 机通道350C与第二显示器连接。第一和第二显示器可以或可以不具有相 同的特性。在一些这样的实施例中，第一显示器具有等于与其连接的一个 或多个相机通道的分辨率的分辨率。第二显示器可以具有等于与其连接的 一个或多个相机通道的分辨率的分辨率。例如，在一些实施例中， 一个或 多个相^Ut道具有低于一个或多个其它相机通道的分辨率的分辨率。在这 样的实施例中，与该一个或多个较低分辨率相fct道连接的一个或多个显 示器可以具有低于与一个或多个其它相机通道连接的一个或多个显示器 的分辨率的分辨率。在一些实施例中，第一显示器具有等于与其连接的一 个或多个相机通道的分辨率的分辨率。第二显示器具有等于与其连接的一 个或多个相机通道的分辨率的分辨率。但是也可以采用其它分辨率。
4个通道，3个通道比其它的一个通道小图86A - 86E是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意表 示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括4个或更多相机通道例 如相机通道350A - 350D。 3个相^it道例如相^Ut道350A - 350C的尺寸 都小于其它的一个相机通道例如相机通道350D的尺寸。
在一些实施例中，较小相M道例如相机通道350A - 350C的分辨率 都小于较大相机通道例如相机通道350D的分辨率，尽管在这些实施例中，
较小相fet道可以或可以不具有彼》M目同的分辨率。例如，对于可比拟的 视场部分，每个较小相机通道的传感器阵列可以具有比每个较大相机通道
的传感器阵列中所提供的像素更少的像素。例如，在一个实施例中，对于 可比拟的视场部分，较大相机通道中的像素数量比一个或多个较小相机通 道中的像素数量多44%。例如，在另一个实施例中，对于可比拟的视场部 分，较大相机通道中的像素数量比一个或多个较小相机通道中的像素数量 多36%。然而应当理解，还可以采用任何其它尺寸和/或架构。
在另 一些实施例中， 一个或多个较小相M道的分辨率等于较大相机 通道的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 一个或多个较小相机通道 例如相M道350A- 350C的传感器阵列可以与较大相机通道例如相M 道350D中所提供的传感器阵列具有相同数量的像素。例如，在一个实施 例中，较大相机通道中的像素的尺寸比较小相机通道中的像素尺寸大44 % (例如在x方向上大20。/。，在y方向上大20。/。)。例如，在另一个实施 例中，较大相机通道中的像素尺寸比较小相机通道中的像素尺寸大36% (例如在x方向上大17。/。，在y方向上大17。/。)。然而应当理解，还可以 采用任何其它尺寸和/或架构。
在一些实施例中，相M道之一例如相机通道350D是宽带相机通道、 红外(IR)相M道或紫外(UV)相机通道。
在一些实施例中，相机通道中的第一个例如相机通道350A专用于第 一颜色或第一色带(例如红色或红色带)，相机通道中的第二个例如相机 通道350B专用于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例 如蓝色或蓝色带)，相机通道中的第三个例如相机通道350D专用于不同于 第一和第二颜色或色带的笫三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在
一些这样的实施例中，其它的一个相机通道例如相机通道350D是例如使 用具有Bayer图案的滤色器阵列的宽带相机通道。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的一
个或多个布局(参见例如图86C-86E)相同或类似的布局。在一些实施 例中，该处理器可以具有不设置在与传感器阵列相同的集成电路上的一个 或多个部分，和/或可以不具有任何设置在与传感器阵列相同的集成电路上 的部分(参见例如图86B)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术 人员乂/^p的任何其它实施例或其部分组^^吏用。
在一些实施例中，该4个或更多相;^it道例如相:^道350A - 350D 通过一个或多个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例 中，每个相机通道与其自己的显示器连接。该显示器可以或可以不具有彼 此相同的特性。在另一些实施例中，3个或更多相机通道例如相机通道 350A-350C与第一显示器连接，其它的一个相机通道例如相M道350D 与第二显示器连接。第一和第二显示器可以或可以不具有彼此相同的特 性。例如，在一些实施例中， 一个或多个相M道具有低于一个或多个其 它相机通道的分辨率的分辨率。在这样的实施例中，与该一个或多个较低 分辨率相机通道连接的一个或多个显示器可以具有低于与一个或多个其 它相机通道连接的一个或多个显示器的分辨率的分辨率。在一些实施例 中，第一显示器具有等于与其连接的一个或多个相机通道的分辨率的分辨 率。第二显示器可以具有等于与其连接的一个或多个相机通道的分辨率的 分辨率。但是也可以采用其它分辨率。
4个椭圆形通道
图87A - 87B是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意表 示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括4个或更多相机通道例 如相机通道350A-350D,其一个或多个分别具有椭圆形或其它非圆形形 状的光学部分例如光学部分330A - 330D。
在一些实施例中，相机通道中的第一个例如相机通道350A专用于第 一颜色或第一色带(例如红色或红色带)，相机通道中的第二个例如相机 通道350B专用于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例 如蓝色或蓝色带)，相机通道中的第三个例如相机通道350D专用于不同于 第一和第二颜色或色带的第三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在
一些这样的实施例中，其它的一个相机通道例如相机通道350D是例如使用具有Bayer图案的滤色器阵列的宽带相机通道、红外(IR)相机通道或 紫外(UV)相机通道。
在另一些实施例中，相机通道中的第一个例如相机通道350A专用于 第一颜色或第一色带(例如红色或红色带)，相机通道中的第二个例如相 机通道350B专用于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例 如绿色或绿色带)，相机通道中的第三个例如相机通道350C专用于不同于 第一和笫二颜色或色带的第三颜色或第三色带(例如蓝色或蓝色带)，相
^t道中的第四个例如相^t道350D专用于不同于第一和第三颜色或色 带的颜色或色带(例如绿色或绿色带)。
在另一些实施例中，相机通道中的第一个例如相机通道350A专用于 红色或红色带，相机通道中的笫二个例如相机通道350B专用于蓝色或蓝 色带，相机通道中的第三个例如相M道350C专用于绿色1或绿色带1, 相机通道中的第四个例如相M道350D专用于绿色2或绿色带2 )。
在一些实施例中，相机通道之一例如相M道350C是宽带相^if道、 红外(IR)相M道或紫外(UV)相机通道。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的布 局相同或类似的布局。在一些实施例中，该处理器可以具有不设置在与传 感器阵列相同的集成电路上的一个或多个部分，和/或可以不具有任何i殳置 在与传感器阵列相同的集成电路上的部分(参见例如图87A-87B)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术 人员>^的任何其它实施例或其部分组^f吏用。
3个相机通道
图88A - 88E和89A - 89E是按照本发明其它实施例的数码相机设备 300的示意表示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括3个或更 多相机通道例如相机通道350A - 350C。
在一些实施例中，第一相机通道例如相机通道350A专用于第一颜色 或笫一色带(例如红色或红色带)，第二相机通道例如相机通道350B专用 于不同于第一颜色或第一色带的笫二颜色或第二色带(例如蓝色或蓝色 带)，第三相机通道例如相机通道350C专用于不同于第一和第二颜色或色带的第三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在一些实施例中， 一个
或多个相机通道采用与相应相机通道的颜色光学模糊相匹配的〗象素尺 寸、适于提高或优化相应相机通道的性能的传感器阵列的整合时间和/或其 它电特性、和/或适于提高或最大化相应相机通道的灵敏度的像素电路和光 电二极管的设计/布局。
在一些实施例中，相机通道之一是宽带相机通道、红外(IR)相机通 道或紫外(UV)相机通道。
在一些实施例中，相机通道之一例如相机通道350A专用于两个或更 多分离的颜色或者两个或更多分离的色带(例如蓝色或蓝色带以及红色或 红色带)。在一些这样的实施例中，光学器件部分自身可以具有提供例如 类似于滤色器阵列(例如Bayer图案或其变种)所提供的颜色分离的能力 的颜色分离的能力。在一些实施例中，相机通道的透镜和/或滤光器可以使 这两个颜色或色带透射，且在相机通道中的别处，相M道可以包括一种 或多种机制来分离两个颜色或两个色带。例如，滤色器阵列可以设置在透 镜和传感器阵列之间和/或相M道可以采用能分离颜色或色带的传感器。 在一些较后的实施例中，传感器阵列可以配名^有具有多带能力(例如两个 或三个颜色)的像素。例如，每个像素可以包括两个或三个光电二极管， 其中第一光电二极管适于检测第一颜色或第一色带，第二光电二改管适于 检测第二颜色或第二色带，第三光电二极管适于检测第三颜色或笫三色 带。完成此的一种方法是向光电二极管提^f吏得它们具有选择性的不同结 构/特性，从而使第一光电二极管对第一颜色或第一色带比对笫二颜色或第 二色带更灵敏，第二光电二改管对第二颜色或第二色带比对第一颜色或第 一色带更灵敏。另 一种方法是将光电二极管设置在像素内的不同深度处， 这利用了不同颜色或色带的穿透和吸收特性不同的特点。例如，蓝色和蓝 色带比绿色和绿色带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)，而绿色和 绿色带又比红色和红色带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)。在一 些实施例中，即使像素可能只看见一种特定颜色或色带，也使用这种传感 器阵列，来例如使这种传感器阵列适于特定颜色或色带。
在一些较后的实施例中，第二相机通道例如相M道350B也可以专 用于两个或更多分离的颜色或两个或更多分离的色带。例如，第一相M 道可以专用于红色或红色带以及绿色或绿色带(例如Gl )。第二相机通道 可以专用于蓝色或蓝色带以及绿色或绿色带(例如G2)。在另一些较后的
109实施例中，第二相fet道例如相机逸道350B可以专用于与第一相机通道 所专用于的颜色或色带不同的单个颜色或单个色带(例如绿色或绿色带)， 第三相M道例如相机通道350C专用于与第一和第二相^Ut道所专用于 的颜色或色带不同的单个颜色或单个色带。
该3个或更多相M道可以或可以不具有彼此相同的配置(例如尺寸、 形状、分辨率、或灵敏度或灵敏度范围)。在一些实施例中，每个相机通 道具有与其它相机通^目同的尺寸、形状、分辨率和/或灵敏度或灵敏度范
围。例如，在另一些实施例中， 一个或多个相^Ut道具有与一个或多个其 它相M道不同的尺寸、形状、分辨率和/或灵敏度或灵歉复范围。例如， 对于可比拟的视场部分， 一个或多个相机通道的传感器阵列可以具有比一 个或多个其它相机通道的传感器阵列的《象素少的像素。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道的传感器阵列可以具有与一个 或多个其它相机通道的传感器阵列的尺寸不同的尺寸。在一些这样的实施 例中，这种一个或多个相机通道的光学器件部分可以具有与一个或多个其 它相机通道的鼎和/或焦距不同的f辨和/或焦距。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道专用于一个波长或波长带，且 这样的一个或多个相机通道的传感器阵列和/或光学器件部分针对相应相 机通道所专用于的相应波长或波长带而优化。在一些实施例中，每个传感 器阵列的设计、操作、阵列尺寸和/或像素尺寸针对相机通道所专用于的相
应波长或波长带而优化.在一些实施例中，每个光学部分的^:计针对相应 相机通道所专用于的相应波长或波长带而优化。
然而应当理解，还可以采用任何其它配置。
该3个或更多相机通道可以按照任何方式布置。在一些实施例中，该 3个或更多相机通道布置成所图所示的三角形，以有助于提供光采集的紧
凑性和对称性。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的布
局(参见例如图98A-98B)相同或类似的布局。在一些实施例中，该处 理器可以具有不设置在与传感器阵列相同的集成电路上的一个或多个部 分，和/或可以不具有任何i殳置在与传感器阵列相同的集成电路上的部分。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术人员7^的任何其它实施例或其部分组^f吏用。
在一些实施例中，相fct道例如相机通道350A - 350C通过一个或多 个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例中，每个相机 通道与其自己的显示器连接。该显示器可以或可以不具有彼此相同的特 性。在另一些实施例中，3个相^if道例如相机通道350A-350C分别与 同一显示器连接。
图卯A、 91A-91B、 92A-92B、 93A-93、 94A-94B、 95A-95B、 96A-96B分别是可以与具有3个或更多相机通道的数码相机设备相关联 采用的图像装置520的一些实施例的平视图和横截面图。在该实施例中， 该图像装置具有第一和笫二主表面以及由边缘限定的外周界。该图像装置 为一个或多个传感器阵列的有效区域限定一个或多个区。该图4象装置还为 与 一个或多个传感器阵列相关联的緩冲器和/或逻辑单元限定一个或多个 区。
图像装置、传感器阵列和图像区域都可以具有任何尺寸和形状。在一 些实施例中，图^象区域通常与相应传感器阵列的尺寸大致相同，并因此， 取决于在下面的传感器阵列的尺度，图像区域可以彼此尺寸和形状不同。 当然，不要求图像区域覆盖4^P或^下面的阵列。在可替换实施例中， 图像区域可以M盖阵列的一部分，且可以延伸超出该阵列。
图像装置520的形状通常为矩形，其笫一边的凡变等于约10mm且第 二边的;d等于约8.85mm。每个图像区域的形状通常为圆形，其宽度或 直径等于约5mm。每个有效区域的形状通常为矩形，其第一l变等于约 4.14mm且第二XJL等于约3.27mm。该有效区域可以限定例如1200x卯0 个像素(即1200列、卯0行)的矩阵。
在一些实施例中，图像装置520的形状通常为正方形，其每边的尺度 等于约10mm，其中在每个象限，每边的尺度为5mm。每个图像区域的形 状通常为圆形，其宽度或直径等于约5亳米(mm)。每个有效区域的形状 通常为矩形，其第一尺度等于约4mm且第二尺度等于约3mm。该有效区 域可以限定例如1200x卯0个像素(即1200列、卯0行)的矩阵。
参照图97A-97D, 3个或更多相机通道的光学器件部分由一个或多 个支撑件例如支撑件320来支撑，该支撑件将每个光学器件部分与相应传 感器阵列至少部分配准地定位。例如，在该实施例中，光学器件部分330A 与传感器阵列310A配准地定位。光学器件部分330B与传感器阵列310B配准地定位。光学器件部分330C与传感器阵列310C配准地定位。光学 器件部分330B与传感器阵列310B配准地定位。在一些实施例中，该支撑 件还有助于限制、最小化和/或消除相M道之间的光"串扰"。
在该实施例中，支撑件320包括限定一个或多个支撑部分例如4个支 撑部分600A — 600C的支撑件，每个支撑部分都支撑和/或有助于定位一个 或多个光学器件部分中相应的一个。例如，在该实施例中，支撑部分600A 与传感器阵列310A配准地定位和支撑光学器件部分330A。支撑部分600B 与传感器阵列310B配准地定位和支撑光学器件部分330B。支撑部分600C 与传感器阵列310C配准地定位和支撑光学器件部分330C。支撑部分600D 与传感器阵列310D配准地定位和支撑光学器件部分330D。在该实施例中， 该支撑件还有助于限制、最小化和/或消除相机通道之间的光"串扰"。
每个支撑部分600A - 600C限定孔径616和底座618。孔径616为相 应的相机通道限定光传输的通路。底座618适于容纳相应的一个光学器件 部分(或其部分)并适于至少部分地支撑和/或定位该相应的光学器件部分。 就此而言，底座618可以包括适于邻接该光学器件部分的一个或多个表面 的一个或多个表面(例如表面620、 622)，以相对于该支撑部分和/或传感 器阵列310A-310C中的一个或多个来至少部分地支撑和/或定位该光学 器件部分。在该实施例中，表面620设置在该光学器件部分的周界周围， 以在x方向和y方向上支撑和帮助定位该光学器件部分。表面622 (有时 称为"止动，，表面)将该光学器件部分定位或帮助定位在z方向上。
止动表面622的位置和/或取向可以适于将光学器件部分定位在相对 于相应的传感器阵列的特定距离(或距离范围)处和/或取向上。就此而言， 底座618控制透镜定位(例如安装)在支撑件320中的深度。该深度对每 个透镜可能不同，并且至少部分地基于透镜的焦距。例如，如^f目机通道 专用于特定的颜色(或色带)，则用于该相机通道的一个或多个透镜可以 具有特别适于相机通道所专用于的颜色(或色带)的焦距。如果每个相机 通道专用于不同于其它相机通道的颜色(或色带)的颜色(或色带)，则 每个透镜可以具有不同的焦距，以例如使透镜适于相应的传感器阵列，并 且每个底座具有不同的深度。
每个光学器件部分可以按照任何合适的方式固定在相应的底座618 中，该方式例如但不限于机械的(例如压配合、物理止动)、化学的(例 如粘附)、电的(例如电*)和/或它们的组合。在一些实施例中，底座618具有适于为相应的光学器件部分提供压配合的尺度。
孔径(或其部分)可以具有〗^r配置(例如形状和/或尺寸)，包括例 如圆筒形的、圆锥形的、矩形的、不规则的和/或它们的任何组合。该配置 可以基于例如光学路径的期望配置、相应光学器件部分的配置、相应传感 器阵列的配置和/或它们的任何组合。
支撑件320可以包含任何类型的材料而且可以具有任何配置和/或构 造。例如，在一些实施例中，支撑件320包含硅、半导体、玻璃、陶瓷、 塑料或金属材料和/或它们的组合。如果支撑件320具有多于一个的部分， 则这些部分可以彼此分开地制造、彼此整合地制造和/或按这两种方式的任 何组合来制造。如果该支撑件限定多于一个的支撑部分，则每个这样的支 撑部分例如支撑部分600A 一 600D可以如所示那样与其它支撑部分中的一 个、 一些或M耦合，或者与其它支撑部分完全相隔离。如果支撑件320 是单个^部件，则一个或多个支撑部分中的每一个限定这样的^部件 的一个或多个部分。此外，该定位器可以是可以为制造和材料提供广泛选 择的固体装置，但是也可以采用其它形式的装置。例如，在一些实施例中， 支撑件320包括限定该支撑件和一个或多个支撑部分的板(例如薄板)， 其中孔径和底座通过,加工(例如钻孔)或任何其它合适方式来形成。 在另一些实施例中，支撑件320 (例如利用具有限定一个或多个支撑部分 的孔径和底座的突起的模子来)被制造为其中限定有孔径的铸件。
在一些实施例中，透镜和支撑件被制造为单个模制部件。在一些实施 例中，透镜可以被制造有可用于形成支撑件的小片。
在一些实施例中，支撑件320直接或间接耦合和/或附着到图像装置 上。例如，支撑件320可以(例如使用粘附剂来)直接耦合和附着到图像 装置上或者通过中间支撑部件(未示出)间接耦合和/或附着到图像装置上。
支撑件320的x和y尺度可以例如与图像装置(在一个或多个尺度上) 大致相同、与光学器件部分330A-330D的布置(在一个或多个尺度上) 大致相同和/或与传感器阵列310A-310D的布置(在一个或多个尺度上) 大致相同。这样设置尺度的一个优点是有助于将数码相机设备的x和y尺 度保持得尽可能地小。
在一些实施例中，可能有利的是，向底座618提供与将邻接止动表面 620的光学器件部分的高度相同的高度A。可能有利的是，将止动表面622 设置在至少等于允许底座618为要安装在上面的光学器件部刺例如透镜)
113提供牢固止动所需要的高度的高度B (例如止动表面622和支撑部分的基 座之间的距离)。高于止动表面622的高度而设置的孔径616的部分的宽 度或直径C可以例如基于要安装在其中的光学器件部分(例如透镜)的宽 度或直径以及用于将光学器件部分粘附和/或保持在底座618中的方法。止 动表面622的宽度优选的大得足以有助于为光学器件部分(例如透镜)提 供牢固止动，但小得足以将对由光学器件部分透射的光的不必要阻挡降至 最低。可能理想的是，将低于止动表面622的高度而设置的孔径616的部 分的宽度或直径D大得足以有助于将对由光学器件部分透射的光的不必 要阻挡降至最低。鉴于上述考虑，可能理想的是，向该支撑件提供等于所 需要的最小尺度的高度E，从而产生坚固得足以支撑一个或多个将要安装 在其中的光学器件部分的支撑件，并且可能有利的是，使一个或多个支撑 部分600A - 600D的一个或孔径616A - 616D间隔尽可能小但又大得足以 使该支撑件坚固得足以支撑将要安装在其中的光学器件部分的间距F。该 支撑件可以具有长度J和宽度K。
在一些实施例中，理想的是，向底座618提供等于2.2111111的高度入， 在0.25mm到3mm范围内的高度B处提供止动表面622，使该孔径高于 止动表面622的高度B的部分的宽度或直径C大约等于3mm，该孔径的 下部的宽度或直径D大约等于2.8mm，向支撑部分提供2.45mm到5.2mm 范围内的高度E，并且使孔径间隔开至少lmm的距离F。在一些这样的 实施例中，可能理想的是，提供长度J等于10mm而宽度K等于10mm 的支撑件。在另一些实施例中，可能理想的是，提供长度J等于10mm而 宽度K等于8.85mm的支撑件。
在一些实施例中， 一个或多个光学器件部分包括圆筒形类型的透镜， 例如Edmunds Optics制造的NT45 - 090透镜。这种透镜具有直径G高达 3亳米(mm)且高度H为2.19mm的圆筒形部分。在这些实施例中，可 能理想的是，采用具有上一段中阐述的尺度和范围的支撑件。
在一些实施例中，支撑件的长度J等于10mm而宽度K等于10mm。 在另一些实施例中，可能理想的是，提供长度J等于10mm而宽度K等 于8.85mm的支撑件。
3个通道，两个通道小于其它的一个通道
图99A - 99D是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意表示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括3个或更多相机通道例 如相机通道350A - 350C。两个相机通道例如相机通道350A - 350B的尺 寸都小于第三相M道例如相^it道350C的尺寸。较小相机通道可以或 可以不具有彼W目同的尺寸。
在一些实施例中，较小相机通道例如相机通道350A - 350B的分辨率 都低于较大相机通道例如相机通道350C的分辨率，尽管在这些实施例中， 较小相M道可以或可以不具有彼此相同的分辨率。例如，对于可比拟的 视场部分，每个较小相机通道例如相机通道350A - 350B的传感器阵列可 以具有比较大相机通道例如相机通道350B的传感器阵列中所提供的像素 更少的像素。例如，在一个实施例中，对于可比拟的视场部分，较大相机 通道中的像素数量比一个或多个较小相机通道中的像素数量多44%。例 如，在另一个实施例中，对于可比拟的视场部分，较大相机通道中的像素 数量比一个或多个较小相机通道中的像素数量多36%。然而应当理解，还 可以采用任何其它尺寸和/或架构。
在另 一些实施例中， 一个或多个较小相机通道的分辨率等于较大相机 通道的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 一个或多个较小相机通道 例如相机通道350A - 350B的传感器阵列可以与较大相机通道例如相M 道350C中所提供的传感器阵列具有相同数量的像素。例如，在一个实施 例中，较大相机通道中的像素的尺寸比较小相机通道中的像素尺寸大44 % (例如在x方向上大20。/n，在y方向上大20。/。)。例如，在另一个实施 例中，较大相机通道中的像素尺寸比较小相机通道中的像素尺寸大36 % (例如在x方向上大17。/。，在y方向上大17。/。)。然而应当理解，还可以 采用任何其它尺寸和/或架构。
在一些实施例中，第一相机通道例如相机通道350A专用于第一颜色 或第一色带(例如红色或红色带)，第二相机通道例如相机通道350B专用 于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例如蓝色或蓝色 带)，第三相机通道例如相M道350C专用于不同于第一和第二颜色或色 带的笫三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在一些这样的实施例中， 两个较小相机通道例如相机通道350A - 350B的分辨率都低于第三相fei 道例如相机通道350C的分辨率。
在一些实施例中，相机通道之一是宽带相机通道、红外(IR)相机通 道或紫外(UV)相机通道。在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的布
局(参见例如图99B-99D)相同或类似的布局。在一些实施例中，该处 理器可以具有不设置在与传感器阵列相同的集成电路上的一个或多个部 分，和/或可以不具有任何设置在与传感器阵列相同的集成电路上的部分 (参见例如图89A)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或4^域技术 人员^i^的任何其它实施例或其部分组^H"吏用。
在一些实施例中，相^Jt道例如相机通道350A - 350C通过一个或多 个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例中，每个相机 通道与其自己的显示器连接。该显示器可以或可以不具有彼此相同的特 性。在另一些实施例中，较小相M道例如相机通道350A-350B与第一 显示器连接，且较大相机通道例如相机通道350C与第二显示器连接。笫 一和第二显示器可以或可以不具有相同的特性。在一些实施例中，第一显 示器具有等于与其连接的一个或多个相机通道的分辨率的分辨率。第二显 示器可以具有等于与其连接的一个或多个相机通道的分辨率的分辨率。但 是也可以采用其它分辨率。
3个尺寸互不相同的通道
图100A- 100D是按照本发明其它实施例的数码相机i殳备300的示意 表示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括3个或更多相机通道 例如相机通道350A - 350C。笫一相机通道例如相机通道350A的尺寸小于 第二相fet道例如相机通道350B，而该第二相机通道的尺寸又小于第三相 机通道例如相fet道350C的尺寸。
参照图101A-101G，在一些实施例中，最小相M道例如相机通道 350A的分辨率低于笫二相机通道例如相机通道350B的分辨率，而第二相 机通道例如相机通道350B的分辨率又低于最大相机通道例如相机通道 350C的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分，最小相机通道例如相机 通道350A的传感器阵列可以具有比第二相机通道例如相机通道350B的传 感器阵列中所提供的像素更少的像素，且对于可比拟的视场部分，第二相 机通道例如相机通道350B的传感器阵列可以具有比最大相机通道例如相 机通道350C的传感器阵列中所提供的像素更少的像素。例如，在一个实施例中，对于可比拟的视场部分，第二相机通道例如相;^道350B中的 像素数量比最小相机通道例如相机通道350A中的像素数量多44%， 于可比拟的视场部分，最大相;t/Ui道例如相机通道350C中的像素数量比 第二相机通道例如相M道350B中的像素数量多36 % 。然而应当理解， 还可以釆用任何其它尺寸和/或架构。
参照图102A-102G，在另一些实施例中， 一个或多个较小相机通道 例如相机通道350A - 350B具有等于较大相机通道例如相机通道350C的 分辨率的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 一个或多个较小相机通 道例如相机通道350A - 350B的传感器阵列可以与较大相机通道例如相机 通道350C的传感器阵列具有相同数量的像素。
例如，在一个实施例中，第二相机通道例如相机通道350B中的像素 尺寸比最小相M道例如相机逸道350A中的像素尺寸大44 % (例如在x 方向上大20%,在y方向上大20。/。)。例如，在另一个实施例中，最大相 机通道例如相机通道350C中的像素尺寸比第二相机通道例如相机通道 350B中的〗象素尺寸大36 %(例如在x方向上大17% ，在y方向上大17 % )。 然而应当理解，还可以使用任何其它尺寸和/或架构。
在一些实施例中，第一相M道例如相^Ui道350A专用于第一颜色 或笫一色带(例如红色或红色带)，第二相机通道例如相机通道350B专用 于不同于第一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例如蓝色或蓝色 带)，第三相M道例如相机通道350C专用于不同于第一和第二颜色或色 带的第三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在一些这样的实施例中， 两个较小相M道例如相机通道350A - 350B都具有低于第三相fei道例 如相机通道350C的分辨率的分辨率。在另一些实施例中，每个相机通道 例如相机通道350A - 350C具有同一分辨率。
在一些实施例中，相fet道的传感器阵列中的像素数量和/或像素设计 适于与这种相机通道所专用于的入射光的波长或波长带相匹配。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道的传感器阵列尺寸和/或光学器 件设计(例如f很和焦距)适于为这种相fet道提供所需的视场和/或灵敏 度。
在一些实施例中，相机通道之一是宽带相机通道、红外(IR)相机通 道或紫外(UV)相机通道。
117在一些实施例中， 一个或多个相机通道专用于一个波长或波长带，且 这样的一个或多个相机通道的传感器阵列和/或光学器件部分针对相应相 机通道所专用于的相应波长或波长带而优化。在一些实施例中，每个传感 器阵列的设计、操作、阵列尺寸和/或像素尺寸针对相机通道所专用于的相 应波长或波长带而优化。在一些实施例中，每个光学部分的设计针对相应 相机通道所专用于的相应波长或波长带而优化。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的一
个或多个布局(参见例如图100B-100D)相同或类似的布局。在一些实 施例中，该处理器可以具有不设置在与传感器阵列相同的集成电路上的一 个或多个部分，和/或可以不具有任何设置在与传感器阵列相同的集成电路 上的部分(参见例如图IOOA)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或^域技术 人员公知的任何其它实施例或其部分组^^吏用。
在一些实施例中，相M道例如相^Ut道350A - 350C通过一个或多 个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例中，每个相机 通道与其自己的显示器连接。该显示器可以或可以不具有相同的特性。例 如，在一些实施例中， 一个或多个相机通道的分辨率低于一个或多个其它 相机通道的分辨率，与该一个或多个较低分辨率相M道连接的一个或多 个显示器具有低于与一个或多个其它相机通道连接的一个或多个显示器 的分辨率的分辨率。 3个尺寸互不相同的椭圆形通道
图103A - 103E是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意 表示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括一个或多个相机通道 例如相机通道350A-350C，其一个或多个分别具有椭圆形或其它非圆形 形状的光学部分例如光学部分330A - 330C。
在一些实施例中， 一个或多个相M道例如相机通道350A - 350B的 尺寸小于第三相机通道例如相机通道350C的尺寸。在一些这样的实施例 中， 一个或多个较小相机通道例如相机通道350A - 350B的分辨率可以都 小于较大相机通道例如相机通道350C的分辨率，尽管在这些实施例中，较小相M道可以或可以不具有彼此相同的分辨率。例如，对于可比拟的
视场部分，每个较小相fet道例如相机通道350A - 350B的传感器阵列可 以具有比较大相机通道例如相机通道350B的传感器阵列中所提供的像素 更少的像素。例如，在一个实施例中，对于可比拟的视场部分，较大相机 通道中的像素数量比一个或多个较小相机通道中的像素数量多44%。例 如，在另一个实施例中，对于可比拟的视场部分，较大相机通道中的像素 数量比一个或多个较小相机通道中的像素数量多36%。然而应当理解，还 可以采用任何其它尺寸和/或架构。
如果一个或多个相机通道例如相机通道350A -350B的尺寸小于第三 相机通道例如相机通道350C的尺寸，则该一个或多个较小相M道可以 具有等于较大相机通道的分辨率的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 一个或多个较小相机通道例如相机通道350A一 350B的传感器阵列可以与 较大相机通道例如相机通道350C的传感器阵列具有相同数量的像素。例 如，在一个实施例中，较大相机通道中的像素尺寸比较小相机通道中的像 素尺寸大44% (例如在x方向上大20。/。，在y方向上大20。/。)。例如，在 另 一个实施例中，较大相机通道中的像素尺寸比较小相机通道中的像素尺 寸大36。/。(例如在x方向上大17。/。，在y方向上大17。/n )。然而应当理解， 还可以采用任何其它尺寸和/或架构。
在一些实施例中，第一相M道例如相fct道350A专用于第一颜色 或第一色带(例如红色或红色带)，第二相机通道例如相机通道350B专用 于不同于笫一颜色或第一色带的第二颜色或第二色带(例如蓝色或蓝色 带)，第三相fef道例如相机逸道350C专用于不同于第一和第二颜色或色 带的第三颜色或第三色带(例如绿色或绿色带)。在一些这样的实施例中， 两个较小相:^道例如相机通道350A — 350B都具有低于第三相^Uit道例 如相机通道350C的分辨率的分辨率。
在一些实施例中，相M道之一是宽带相机通道、红外(IR)相机通 道或紫外(UV)相机通道。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的一 个或多个布局(参见例如图103B-10犯)相同或类似的布局。在一些实 施例中，该处理器可以具有不设置在与传感器阵列相同的集成电路上的一 个或多个部分，和/或可以不具有任何设置在与传感器阵列相同的集成电路上的部分(参见例如图103A)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术 人员公知的任何其它实施例或其部分组合使用。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道例如相机通道350A - 350C通 过一个或多个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例 中，每个相机通道与其自己的显示器连接。显示器可以或可以不具有彼此 相同的特性。例如，如^目机通道具有互不相同的分辨率，则显示器也可 以具有互不相同的分辨率。例如，在一些实施例中，较小通道例如相M 道350A-350B的分辨率低于较大通道例如相机通道350B的分辨率，且
与较小通道连接的显示器的分辨率低于与较大相机通道连接的显示器的 分辨率。在另一些实施例中，两个较小相M道例如相M道350A - 350B
与第一显示器连接，且较大相机通道例如相机通道350C与第二显示器连 接。第一和第二显示器可以或可以不具有彼此相同的特性。例如，在一些 实施例中，较小相;liUi道例如相机通道350A - 350B的分辨率低于较大相 机通道例如相机通道350C的分辨率，与较小相M道连接的显示器具有 低于与较大相M道连接的显示器的分辨率的分辨率。
两个相^liif道
图104A - 104E是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意 表示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括两个或更多相机通道 例如相^Lit道350A - 350B。
在一些实施例中，笫一相M道例如相fei道350A专用于单个颜色 或单个色带(例如红色或红色带)，且第二相M道例如相机通道350B专
用于不同于笫一相机通道所专用于的颜色或色带的单个颜色或单个色带 (例如绿色或绿色带)。在一些实施例中， 一个或多个相机通道采用与 相应相机通道的颜色光学模糊相匹配的像素尺寸、适于提高或优化相应相 机通道的性能的传感器阵列的整合时间和/或其它电特性、和/或适于提高 或最大化相应相机通道的灵敏度的像素电路和光电二极管的设计/布局。
在一些实施例中，相fet道之一是宽带相机通道、红外(IR)相机通 道或紫外(UV)相机通道。
在另一些实施例中，笫一相机通道例如相机通道350A专用于两个或更多分离的颜色或者两个或更多分离的色带(例如蓝色或蓝色带以及红色 或红色带)。在一些这样的实施例中，光学器件部分自身可以具有提供例
如类似于滤色器阵列(例如Bayer图案或其变种)所"R供的颜色分离的能 力的颜色分离的能力。在一些实施例中，相机通道的透镜和/或滤光器可以 使这两个颜色或色带透射，且在相机通道中的别处，相机通道可以包括一 种或多种机制来分离两个颜色或两个色带。例如，滤色器阵列可以设置在 透镜和传感器阵列之间和/或相机通道可以采用能分离颜色或色带的传感 器。在一些较后的实施例中，传感器阵列可以配^^有具有多带能力(例如 两个或三个颜色)的〗象素。例如，每个像素可以包括两个或三个光电二极 管，其中第一光电二极管适于检测第一颜色或第一色带，第二光电二极管 适于检测第二颜色或第二色带，第三光电二极管适于检测第三颜色或第三 色带。完成此的一种方法是向光电二欧管换JH吏得它们具有选择性的不同 结构/特性，从而使第一光电二统管对第一颜色或第一色带比对第二颜色或 第二色带M敏，第二光电二仗管对第二颜色或第二色带比对第一颜色或 第一色带更灵敏。另 一种方法是将光电二极管设置在像素内的不同深度 处，这利用了不同颜色或色带的穿透和吸收特性不同的特点。例如，蓝色 和蓝色带比绿色和绿色带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)，而绿 色和绿色带又比红色和红色带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)。 在一些实施例中，即使像素可能只看见一种特定颜色或色带，也使用这种 传感器阵列，来例如使这种传感器阵列适于特定颜色或色带。
在一些较后的实施例中，第二相M道例如相M道350B专用于不 同于第一相机通道所专用于的颜色或色带的单个颜色或单个色带(例如绿 色或绿色带)。在一些较后的实施例中，第二相机通道例如相机通道350B 也专用于两个或更多分离的颜色或者两个或更多分离的色带。例如，第一 相机通道可以专用于红色或红色带以及绿色或绿色带(例如Gl )。笫二相 机通道可以专用于蓝色或蓝色带以及绿色或绿色带(例如G2)。
该2个或更多相机通道可以或可以不具有彼此相同的配置(例如尺寸、 形状、分辨率、或灵敏度或灵敏度范围)。例如，在一些实施例中，每个 相机通道具有彼此相同的尺寸、形状、分辨率和/或灵敏度或灵敏度范围。 在另 一些实施例中， 一个或多个相M道具有与一个或多个其它相机通道 不同的尺寸、形状、分辨率和/或灵敏度或灵敏度范围。例如，对于可比拟 的视场部分， 一个或多个相机通道的传感器阵列可以具有比一个或多个其 它相机通道的传感器阵列的1象素少的^象素。在一些实施例中，相机通道之一的传感器阵列可以具有不同于其它相 机通道的传感器阵列的尺寸的尺寸的尺寸。在一些这样的实施例中，这种 一个或多个相机通道的光学器件部分可以具有不同于一个或多个其它相 机通道的f併和/或焦距的f辨和/或焦距。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道专用于一个波长或波长带，且 这样的一个或多个相机通道的传感器阵列和/或光学器件部分针对相应相 机通道所专用于的相应波长或波长带而优化。在一些实施例中，每个传感 器阵列的设计、操作、阵列尺寸和/或像素尺寸针对相机通道所专用于的相 应波长或波长带而优化。在一些实施例中，每个光学部分的设计针对相应 相机通道所专用于的相应波长或波长带而优化。
然而应当理解，还可以采用任何其它配置。
该两个或更多相机通道可以按照任何方式排列。在一些实施例中，该 两个或更多相机通道可以如图所示布置成线性阵列。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的一
个或多个布局(参见例如图104C-104E)相同或类似的布局。在一些实 施例中，该处理器可以具有不设置在与传感器阵列相同的集成电路上的一 个或多个部分，和/或可以不具有任何i殳置在与传感器阵列相同的集成电路 上的部分(参见例如图104B)。
如上所述，上述每个实施例可以单独使用或与在此公开或本领域技术 人员^^p的任何其它实施例或其部分組M用。
在一些实施例中， 一个或多个相机通道例如相机通道350A - 350B通 过一个或多个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例 中，每个相机通道与不同的显示器连接，即较小相机通道例如相机通道 350A与第一显示器连接，而较大相;llUi道例如相M道350B与第二显示 器连接。第一和第二显示器可以或可以不具有相同的特性。在一些实施例 中，第一显示器的分辨率等于与其连接的相机通道的分辨率。第二显示器 的分辨率可以等于与其连接的相机通道的分辨率，但是也可以采用其它分 辨率。
两个通道， 一个通道小于另一个通道
122图105A-105E是按照本发明其它实施例的数码相机设备300的示意 表示。在每个这样的实施例中，该数码相机设备包括两个或更多相机通道 例如相机通道350A - 350B。第一相M道例如相^Uf道350A的尺寸小于 第二相M道例如相机通道350B的尺寸。
在一些实施例中，较小相fet道例如相机通道350A的分辨率低于较 大相机通道例如相机通道350B的分辨率。例如，对于可比拟的视场部分， 较小相M道例如相机通道350A的传感器阵列可以具有比较大相机通道 例如相机通道350B的传感器阵列的像素更少的像素。例如，在一个实施 例中，对于可比拟的视场部分，较大相M道中的像素数量比较小相M 道中的像素数量多44%.例如，在另一个实施例中，对于可比拟的视场部 分，较大相机通道中的像素数量比较小相机通道中的像素数量多36%,然 而应当理解，还可以采用任何其它尺寸和/或架构。
在另 一些实施例中，较小相^it道例如相机通道350A具有等于较大 相M道例如相机通道350B的分辨率的分辨率。例如，对于可比拟的视 场部分，较小相M道例如相机通道350A的传感器阵列可以与较大相机 通道例如相机通道350B的传感器阵列具有数量相同但艮小的像素。例如， 在一个实施例中，较大相机通道中的像素尺寸比较小相机通道中的像素尺 寸大44% (例如在x方向上大20。/d，在y方向上大20。/。)。例如，在另一 个实施例中，较大相机通道中的像素尺寸比较小相机通道中的像素尺寸大 36% (例如在x方向上大17。/。，在y方向上大17。/。)。然而应当理解，还 可以采用任何其它尺寸和/或架构。
在一些实施例中，相fet道之一是宽带相机通道、红外(IR)相M 道或紫外(UV)相机通道，
在一些实施例中，第 一相机通道即较小相机通道专用于单个颜色或单 个色带(例如红色或红色带)，而第二相机通道即较大相机通道专用于不 同于第 一相机通道所专用于的颜色或色带的单个颜色或单个色带(例如绿 色或绿色带)。
在另 一些实施例中，相机通道之一例如较小相机通道专用于两个或更 多分离的颜色或者两个或更多分离的色带(例如蓝色或蓝色带以及红色或 红色带)。在一些这样的实施例中，相机通道的透镜和/或滤光器可以使这 两个颜色或色带透射，且在相机通道中的别处，相机通道可以包括一种或 多种机制来分离两个颜色或两个色带。例如，滤色器阵列可以设置在透镜和传感器阵列之间和/或相M道可以采用能分离颜色或色带的传感器。在 一些较后的实施例中，传感器可以配^"有传感器元件或1象素，该传感器元
件或像素每个都包括两个光电二极管，其中第一光电^L管适于检测第一 颜色或第一色带，且第二光电二改管适于检测第二颜色或第二色带。完成
此的一种方法是向光电二极管提^H吏得它们具有选择性的不同结构/特性，
从而使第一光电二极管对第一颜色或第一色带比对第二颜色或第二色带 更灵敏，且第二光电二欧管对第二颜色或第二色带比对第一颜色或第一色 带更灵敏。另一种方法是将光电4管设置在像素内的不同深度处，这利 用了不同颜色或色带的穿透和吸收特性不同的特点。例如，蓝色和蓝色带 比绿色和绿色带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)，而绿色和绿色 带又比红色和红色带穿透得少(并因此在较小深度处被吸收)。
在一些实施例中，数码相机设备采用设置在与传感器阵列相同的集成 电路上的处理器。该处理器可以具有任何布局，包括例如与在此描述的布
局(参见例如图105C-105E)相同或类似的布局。在一些实施例中，该 处理器该处理器可以具有不设置在与传感器阵列相同的集成电路上的一 个或多个部分，和/或可以不具有任何i殳置在与传感器阵列相同的集成电路 上的部分(例如参见图105B)。如上所述，上述每个实施例可以单独使用 或与在此公开或本领域技术人员公知的任何其它实施例或其部分组合使 用。
为此，在一些实施例中，较小相机通道专用于两个或更多分离的颜色 (或两个或更多分离的色带)，并且其分辨率低于较大相机通道的分辨率。
在一些实施例中，相机通道例如相4^i道350A - 350B通过一个或多 个通信链路与一个或多个显示器连接。在一些这样的实施例中，每个相机 通道与不同的显示器连接，即较小相机通道例如相机通道350A与第一显 示器连接，而较大相M道例如相机通道350B与不同于第一显示器的第 二显示器连接。第一和第二显示器可以或可以不具有相同的特性。在一些 实施例中，第一显示器的分辨率等于与其连接的相机通道的分辨率。第二 显示器的分辨率可以等于与其连接的相机通道的分辨率，但L是也可以采用 其它分辨率。
图4象传感器芯片组
图106 A — 106C是按照本发明另 一实施例的具有多个数码相机设备例如两个数码相机设备的系统的透视图。该多个数码相机设备可以按照任何 期望的方式布置。在一些实施例中，可能理想的是，^目反的方向采集图 像。在一些实施例中，数码相机设备如图所示地背对背安装， 一些这样的 实施例可允许在相反方向上同时成像。
在一些实施例中，第一相机子系统的一个或多个光学器件部分面向与 第二数码相机设备的 一个或多个光学器件部分所面向的方向相反的方向。 例如，在图示的实施例中，该系统具有通常彼此相对的第一和第二侧面。 该数码相机设备中的笫 一个可以定位成通过数码相机设备的第 一侧面接 收光。该数码相机设备中的第二个可以定位成通过该系统的第二侧面接收 光。还可以采用其它配置。
在一些实施例中，每个子系统都具有其自己的传感器阵列、滤光器和 光学器件的组，而且可以或可以不具有彼此相同的应用和/或配置，例如在
一些实施例中， 一个子系统可以濕一彩色系统，而另一个可以是单色系统， 一个子系统可以具有第 一视场而另 一个可以具有不同的视场， 一个子系统 可以拔，>^视频成<象而另 一个可以换_供静止成像。
多个数码相机子组件可以具有任何尺寸和形状并且可以或可以不具 有彼此相同的配置(例如类型、尺寸、形状、分辨率)。在图示的实施例 中， 一个子系统的长度和宽度分别等于另一个子系统的长度和宽度，尽管 这不是必需的。
在一些实施例中，第二数码相机设备的一个或多个传感器部分没置在 与笫一数码相机设备的一个或多个传感器部分相同的装置(如图像装置) 上。在一些实施例中，第二数码相机设备的一个或多个传感器部分设置在 第二装置(例如第二图〗象装置)上，第二装置可以例如相邻于上面设置了 第 一数码相机设备的 一个或多个传感器部分的图像装置而设置。
在一些实施例中，两个或更多数码相机设备共享处理器或其部分。在 另一些实施例中，每个数码相机设备具有其自己专用的、与其它数码相机 i殳备的处理器分离的处理器。
在一些实施例中，该系统限定密封包装，尽管这不是必须的。
对于在此公开的每个实施例，本发明的该实施例可以单独使用或与在 此乂>开的一个或多个其它实施例或其部分组合4吏用。
该数码相机设备可以按照例如但不限于类似于在此公开的 一个或多
125个实施例中采用的方式的任何方式组装和/或安装。
图107A-107B是另一个实施例的示意表示。该实施例包括多个图像 装置。在该实施例中，每个图4象装置都具有用于一个或多个相机通道的一 个或多个传感器阵列。在一些实施例中，图像装置可以或可以不彼此相似。
尽管在此的很多附图示出层状组件形式的数码相机子组件，但应当理 解数码相机子组件可以或可以不具有这样的配置。实际上，数码相机子组 件的一个或多个相M道可以具有任何配置。因此， 一些实施例可以具有 层状组件的形式。另一些实施例可以不具有层状组件的形式。
例如，图108A — 108B是按照本发明其它实施例的数码相机子组件的 示意表示。数码相机子组件每个都采用一个或多个在此描述的实施例或其 部分。但是，数码相机子组件可以或可以不具有层状组件的形式。
在该实施例中，数码相机组件包括一个或多个相机通道。该相机通道 可以具有任何配置而且可以或可以不具有彼此相同的配置。
在一些实施例中，每个相;b^ii道都包括例如红色相机通道、蓝色相机 通道和绿色相机通道的2M像素窄带相机。在一些实施例中，每个相M道都包括例如红色相机通道、蓝色相机 通道和绿色相;^ii道的1.3M像素窄带相机。
在一些实施例中，相机通道之一是宽带相机通道、红外(m)相M 道或紫外(UV)相机通道。
然而，如上所述，还可以采用任何其它配置。
对于在此公开的每个实施例，本发明的该实施例可以单独使用或与在 此公开的一个或多个其它实施例或其部分組^用。
活动支持
在一些实施例中，每个光学器件部分相对于相应传感器部分的位置是 固定的。但在一些可替换实施例中，可以提供一个或多个致动器以提供一 个或多个光学器件部分或其部分和/或一个或多个传感器阵列或其部分的 运动。在一些实施例中， 一个或多个这样的致动器被提供在支撑件(这样 的支撑件可以包括例如i殳有一个或多个致动器的框架)中。
例如，可能理想的是，提供光学器件部分(或其一个或多个部分)和传感器阵列(或其一个或多个部分)之间的相对移动，包括例如但不限于
x和/或y方向、z方向上的相对移动、倾斜、旋转(例如小于、大于和/或 等于360度的旋转)和/或它们的组合，该相对移动可以用于提供在此公开 的各个特征和/或各个应用，包括例如但不限于增大分辨率(例如增大细 节)、变焦、3D增强、图^^l定、图4树齐、透镜对齐、掩蔽、图像辨别、 自动聚焦、；W^快门、；W^可变光阑(mechanical iris )、超球面成像、快 照模式、测距和/或它们的组合。
值得注意的是，在2005年7月1日提交的标题为"Method and Apparatus for use in Camera and Systems Employing Same"的美国临时 申请60/695，946中描述和图示的发明可以与本发明相结^f吏用。为了简洁 起见，将不重复那些讨论。应特别注意，上述美国临时申请的全部内容， 包括例如其所有发明/实施例的特征、属性、替换、材料、技术和/或优点 都通过引用结合于此。
可以例如^^用致动器例如MEMS致动器，并且通过向一个或多个致 动器施加合适的控制信号以使该一个或多个致动器移动、扩张和/或收缩从 而移动关联的光学器件部分来提供这样的运动。可能是有利的是，使运动 量等于小的距离例如2微米(2nm)，这对于很多应用可能是足够的。例如， 在一些实施例中，该运动量可以小到传感器阵列之一上的一个传感器元件 的宽度的1/2 (例如一个像素的宽度的1/2)。例如，在一些实施例中，该 移动量可以等于一个传感器元件的宽度的量或一个传感器元件的宽度的 量的两倍。
在一些实施例中，相对移动的形式是3x3格式的1/3 ^f象素xl/3 <象素节 距移位。在其它实施例中，相对移动的形式是抖动。在一些抖动系统中， 可能理想的是，采用减小的光学填充因子。在一些实施例中，采用快照积 分。 一些实施例提供在积分时读出信号的能力.
在一些实施例中，数码相机设备采用其自己进行的相对移动，该相对
移动代替在此公开的一个或多个实施例或与该一个或多个实施例相组合 来提供在此公开的各个特征和/或各个应用，例如但不限于增大分辨率(例 如增大细节)、变焦、3D效果、图像稳定、图像对齐、透镜对齐、掩蔽、 图像辨别、自动聚焦、自动曝光、机械快门、机械可变光阑、超球面成《象、 快照模式、测距和/或它们的组合。
此外，应当理解这样的相对移动可以用于提供目前已知或以后开发的任何其它特征和/或各个应用，如果需要还可以与目前已知或以后开发的任
何方法和/或i殳^-"^^吏用。
图109A - 109D是示出在本发明的 一些实施例中采用的配置的框图。
尽管在此的一些附图示出与传感器阵列分离的处理器，但处理器或其 部分可以具有任何配置而且可以设置在任何一个或多个位置。在一些实施 例中，处理器的一个、 一些或所有部分与一个或多个传感器阵列例如传感 器阵列310A-310D中的一个或多个设置在相同的一个或多个衬底上。但 是在一些实施例中，处理器的一个、 一些或所有部分没置在一个或多个衬 底上，该一个或多个衬底与其上可i殳置有一个或多个传感器阵列例如传感 器阵列310A - 310D中的一个或多个的一个或多个衬底分离(并且可能远 离)。
在一些实施例中，数码相机设备的一个或多个部分包括有助于进行至 子系统和/或自子系统和/或在子系统内的有线、无线和/或光通信的电路。 这样的电路可以具有任何形式。在一些实施例中，这种电路的一个或多个 部分可以是处理器340的一部分，且可以与处理器340的一个或多个其它 部分设置在同一集成电路上和/或可以以分立的形式与处理器340或其其 它部分分离。
图110A是按照本发明的一个实施例的处理器340的框图。在该实施 例中，处理器340包括一个或多个通道处理器、 一个或多个图^象管线和/ 或一个或多个图像后处理器。每个通道处理器都与相应的一个相Mit^ 合并至少部分地基于从该相应相M道接收到的信号来产生图像。在一些 实施例中，处理器340至少部分地基于来自两个或更多相机通道的图像来 产生合成图像。在一些实施例中， 一个或多个通道处理器适于其相应的相 机通道，例如在此描述的那样。例如，如^t目M道之一专用于特定的波 长或颜色(或波长带或色带)，则相应的通道处理器也可以适于该波长或 颜色(或波长带或色带)。还可以采用在此描述的任何其它实施例或其组 合。
例如，处理器的增益、噪声减小、动态范围、线性度和/或任何其它特 性或这样的特性的组合可以适于针对该波长或颜色(或波长带或色带)改 进和/或优化处理器。使通道处理适于相应的相机通道可以有助于产生高于 由类似像素数量的传统图像传感器产生的图像质量的质量的图像。在这样 的实施例中，向每个相机通道提供专用通道处理器可以有助于减少或简化通道处理器中的逻辑单元的量，因为通道处理器可能不需要适应颜色或波 长的极端平移，例如从处于一个极端的颜色(或色带)或波长(或波长带) 平移到处于另一极端的颜色(或色带)或波长(或波长带)。
由通道处理器产生的图像(和/或表示其的数据)被提供给图像管线， 图像管线可以将图像组合以形成全色或黑/白图像。图像管线的输出被提供 给后处理器，后处理器根据一个或多个输出格式产生输出数据。
图110B示出通道处理器的一个实施例。在该实施例中，通道处理器 包括列逻辑单元、模拟信号逻辑单元、黑色电平控制和曝光控制。列逻辑 单元与传感器耦合并从像素读取信号。如果通道处理器与专用于特定波长 (或波长带)的相机通道耦合，则使列逻辑单元适于该波长(或波长带) 可能是有利的。例如，列逻辑单元可以采用适于响应于该颜色通道所专用 于的波长(或波长带)而提供特定动态范围的一个或多个整合时间。因此， 使通道处理器之一 中的列逻辑单元采用与 一个或多个其它通道处理器中 的列逻辑单元所采用的一个或多个整合时间不同的一个或多个整合时间 可能是有利的。
模拟信号逻辑单元接收来自列逻辑单元的输出。如果通道处理器与专
用于特定波长或颜色(或者波长带或色带)的相机通ii^合，则使模拟信 号逻辑单元特别适于该波长或颜色(或者波长带或色带)可能是有利的。 这样，如果需要，可以针对增益、噪声、动态范围和/或线性度等来优4诚 拟信号逻辑单元。例如，如果通道处理器专用于特定波长或颜色(或者波 长带或色带)，则可能不需要逻辑单元和稳定时间的显著平移，因为相机 通道中的每个传感器元件专用于相同的波长或颜色(或者波长带或色带)。 相反，如勤目机通道必须处理所有波长和颜色并且采用其中相邻传感器元
件专用于不同颜色例如红色 一 蓝色、红色 一 绿色或蓝色 一 绿色的Bayer布 置，则可能不能进行这样的优化。
模拟信号逻辑单元的输出被提供给黑色电平逻辑单元，黑色电平逻辑 单元确定该信号内的噪声的电平并滤除一些或所有这样的噪声。如果与通 道处理器耦合的传感器针对比传统图像传感器更窄的可见光谱带，则可以 对黑色电平逻辑单元更精细地调谐以消除噪声。如果通道处理器与专用于 特定波长或颜色(或者波长带或色带)的相机通道耦合，则使模拟信号逻 辑单元特别适于该波长或颜色(或者波长带或色带)可能是有利的。
黑色电平逻辑单元的输出被提供给啄光控制，曝光控制测量由阵列捕捉的光的总量并针对图像质量调整捕捉时间。传统相机必须全局地(对所 有颜色)作出该确定。如果与通道处理器耦合的传感器专用于特定颜色(或 色带)，则曝光控制可以特别适于该传感器所针对的波长(或波长带)。每 个通道处理器因此能够提供特别适于该传感器和/或该传感器所针对的特 定颜色(或色带)并且与由一个或多个其它相机通道的一个或多个其它通 道处理器所提供的捕捉时间不同的捕捉时间。
图HOC示出图像管线的一个实施例。在该实施例中，图像管线包括
两部分。第一部分包括颜色平面^^器和图像调整器.颜色平面^器接 收来自每个通道处理器的输出并将多个颜色平面整合为单个彩色图<象。表 示单个彩色图像的颜色平面^器的输出被提供给图像调整器，图像调整 器针对饱和度、锐度、强度和色调调整该单个彩色图4象。该调整器还调整 图像以去除伪影以及与一个或多个颜色通道中的坏像素相关的任何不期 望效果。图像调整器的输出被提供给管线的第二部分，该第二部分提供自 动聚焦、变焦、开窗、像素组合和相机功能。
图110D示出图〗象后处理器的一个实施例。在该实施例中，图^后处 理器包括编码器和输出接口。编码器接收来自图像管线的输出信号，并根 据一个或多个标准协i义(例如MPEG和/或JPEG)提供编码以供给输出 信号。
编码器的输出被提供给输出接口，输出接口根据标准输出接口例如通 用串行总线(USB)接口提供编码以供给输出信号。
图110E示出系统控制的一个实施例。在该实施例中，系统控制部分 包括串行接口、配置寄存器、功率管理、电压调节和控制、时序和控制、 相机控制接口和串行接口。在一些实施例中，该相接接口包括处理高电平 语言(HLL)指令的形式的信号的接口。下面各段描述该系统控制的一个 这样的实施例。但是应当理解该相机接口不限于这样的实施例而可以具有 任何S，置。，一些-实施例中，a、该相机接口包括处理低电平，言(LLL)指
些实施例可以处理HLL指令和LLL指令二者。
在该实施例的工作中，通信通过与串行端口连接的串行接口发生。例 如，表示指令(例如HLL相机控制指令)、所需的设置、操作和/或数据的 信号通过串行端口提供给串行接口和控制部分。如果该信号不表示HLL 相机控制指令(即与相机有关的HLL指令)，则表示所需的设置、操作和
130/或数据的信号被提供给配置寄存器以存储在其中。如果该信号表示HLL 相机控制指令，则该HLL指令被提供给HLL相机控制接口。 HLL相机 控制接口对该指令解码，以产生表示所需的(用户或其它装置所需的)设
置、操作和/或数据的信号，该信号被提供给配置寄存器以存储在其中。
表示所需的设置、操作和/或数据的信号按照需要被提供给功率管理、 传感器时序和控制部分、通道处理器、图4象管线和图傳_后处理器。功率管 理部分接收所提供的信号并至少响应于该信号将控制信号提供给电压调 整功率和控制部分，该部分又连接到数码相机设备中的电路。传感器时序
，,点+召
感器阵列以控制其工作。通道处理器(通过线)接收所提供的信号并进一 步从一个或多个传感器阵列接收一个或多个信号，并至少响应于该信号而 执行一个或多个通道处理器l^作。
图像管线接收信号，并进一步从一个或多个通道处理器接收一个或多 个信号，并至少响应于该信号而执行一个或多个图像管线操作。
图像后处理器接收信号，并进一步从图像管线接收一个或多个信号，
并至少响应于该信号而执行一个或多个图像后处理器IMt 。
图110F示出按照本发明的一个实施例的高电平语言相机控制指令的 例子。该指令格式具有叩码，例如COMBINE,该op码在此情况下将该 指令标识为 一种类型的相机控制指令并请求数码相机设备产生合成图像。 该指令格式还具有一个或多个操作对象字段，例如通道idl、通道id2，该 字段至少部分地标识待用于产生合成图像的相机通道。
如在此佳月的那样，术语"合成图像"意指至少部分地基于由两个或 更多相机通道所捕捉的信息的图像。合成图像可以按照任何方式产生。示 范相机通道包括但不限于相机通道350A - 350D。
使用图110E的指令格式的HLL相机控制指令的例子是 "COMBINEl， 2" —该指令请求至少部分地基于由标示为"相机通道l" 的相机通道例如相机通道350A和标示为"相机通道2"的相机通道例如 相純道350B捕捉的信息的输出图像。
另一个例子是COMBINEl， 2, 3， 4~该指令请求至少部分地基于由 标示为"相机通道l"的相机通道例如相机通道350A、标示为"相机通道 2"的相机通道例如相机通道350B、标示为"相机通道3"的相机通道例如相机通道350C、标示为"相机通道4"的相机通道例如相机通道350D 捕捉的信息的输出图像。
COMBINE和其它HLL指令对数码相机设备的可用性提供了形式上 更为接^A类语言而不是机器语言和/或汇编语言的指令,从而有助于实现 为数码相机设备写入、读取和/或维护程序。
应当认识到，本发明不限于图110E示出的COMBINE指令和HLL 指令格式，也可以使用其它指令格式，包括例如其它HLL指令格式。
例如，在一些实施例中，相机通道没有在指令中指定，但是例如根据 op码给出了提示。在这样的实施例中，数码相机设备可以例如配置为当 COMBINE指令被提供时至少部分地基于一組预定相机通道而自动产生 合成图像。可替换地，例如，可以支持多个不同的COMBINE或其它HLL 指令，每一个都具有不同的op码。不同的op码可以明确地标识感兴趣的 特定相机通道。例如，指令"COMBINE12"可以请求至少部分地基于由 标示为"相fet道1"的相机通道例如相M道350A和标示为"相M 道2"的相M道例如相^ii道350B捕捉的信息的输出图像。
指令"COMBINE1234"可以请求至少部分地基于由标示为"相M 道l"的相机通道例如相机通道350A、标示为"相机通道2"的相机通道 例如相机通道350B、标示为"相^Uf道3"的相:^道例如相fet道350C、 标示为"相机通道4"的相M道例如相机通道350D捕捉的信息的输出 图像。
在一些实施例中，单个COMBINE指令使得产生多于一个的合成图 像。可以基于叩码暗示用于附加合成图像的感兴趣的相机通道(如上所 述)。可替换地，例如，可以基于所提供的操作对象暗示用于附加合成图 像的感兴趣的相机通道。
图110G示出按照本发明其它实施例的高电平语言指令。
在一些实施例中， 一个或多个指令可以使得相机接口启动由该指令建 议的操作。例如，如果接收到指令"白色平衡人工"，则相机接口可以指 示白色平衡控制在人工模式下工作和/或启动最终使得相机在这种模式下 工作的信号。
这些指令可以用于例如控制相机设置和/或具有两个或更多状态例如 "开/关，，和/或"人工/自动"的相机的一个或多个方面的工作模式。一些实施例包括图110G的指令中的一个、 一些或全部。另一些实施 例可以不采用图110G中列出的任何指令。
图110H示出按照本发明其它实施例的高电平语言指令。
在一些实施例中， 一个或多个指令可以使得相机接口启动由该指令建 议的操作。例如，如果接收到指令"单帧捕捉，，，则相机接口可以启动单 帧的捕捉。
一些实施例包括图110H的指令中的一个、 一些或全部。另一些实施 例可以不采用图110H中列出的任何指令。 一些实施例可以单独地和/或与 任何其它形式的信号相组合地包括图110G的一个或多个指令以及图110H 的一个或多个指令。
在一些实施例中，相机接口可以配置为提供对低电平命令的有P艮访 问，以拔:供特定用户限定的功能。
用于相机接口的信号形式可以是预定的、自适应确定的和/或用户确定 的。例如在一些实施例中，用户可以为该接口定义指令集和/或格式。
如上所述，相枳i接口不限于采用HLL相机控制接口的实施例。该相 机接口可以具有任何配置。在一些实施例中，该相机接口包括处理低电平
语言(LLL)指令的形式和/或伶河目前7〉知或以后开发的其它形式的控制 信号的接口 。 一些实施例可以处理HLL指令和LLL指令二者。
应当理解，处理器340不限于上述部分和/或^^作。例如，处理器340 可以包括任何类型的部分或其组合和/或可以执行任何操作。
应当理解，处理器340可以按照任何方式来实施。例如，处理器340 可以是可编程的或非可编程的、通用的或专门目的的、专用的或非专用的、 分布式的或非分布式的、共享的或非共享的和/或它们的任何组合。如果处 理器340具有两个或更多分布式部分，则该两个或更多部分可以通过一个 或多个通信M来通信。处理器可以包括例如但不限于硬件、软件、固件、 硬线电路和/或它们的任何组合。在一些实施例中，处理器340的一个或多 个部分可以按照一个或多个ASIC的形式来实施。处理器340可以执行或 不执行具有一个或多个可分别包括多个指令的子例程或才莫块的一个或多 个计算机程序，而且可以执行或不执行除在此描述的任务之外的任务。如 果计算机程序包括超过一个的模块，则模块可以是一个计算机程序的部 分，或者可以是分离的计算机程序的部分。如在此使用的那样，术语"模块"不限于子例程，而可以包括例如硬件、软件、固件、硬线电路和/或它 们的任何组合。
在一些实施例中，处理器340包括有助于进行至数码相机设备和/或自 数码相机设备的有线、无线和/或光通信的电路。这样的电路可以具有任何 形式。在一些实施例中，这种电路的一个或多个部分与处理器340的其它 部分设置在同一集成电路中。在一些实施例中，这种电路的一个或多个部 分以分立的形式与处理器340或其部分的其它部分的集成电路分离。
在一些实施例中，处理器340包括至少一个通过互联机构(例如数据 总线)与存储器系统连接的处理单元。存储器系统可以包括计算机可读的 和可写的记录介质。该介质可以是或可以不是非易失性的。非易失性介质 的例子包括但不限于磁盘、磁带、非易失性光学媒体和非易失性集成电路 (例如只读存储器和闪存)。盘可以是可移动的，例如软盘，或可以是永 久的，例如硬盘。易失性存储器的例子包括但不限于随M取存储器例如 动态随M:^储器(DRAM)或静态随MM储器(SRAM)，它们 可以是或可以不是〗吏用 一个或多个集成电路^储信息的类型。
如果处理器340执行一个或多个计算^序，则该一个或多个计算机 程序可以实施为由计算机执行的在机器可读存储介质或装置中明确体现 的计算积^呈序产品。此外，如果处理器340是计算机，则这样的计算机不 限于特定计算机平台、特定处理器或编程语言。计算机编程语言可以包括 但不限于过程性的编程语言、面向对象的编程语言及它们的组合。
计算机可以执行或不执行称为操作系统的程序，该程序可以控制或不 控制其它计算机程序的执行并提供调度、调试、输A/输出控制、计算、编 译、存储分配、数据管理、通信控制和/或相关服务。计算机可以例如使用 计算机语言如C、 C++、 Java或其它语言如脚本语言或甚至汇编语言来编 程。计算机系统还可以是特别编程的、特殊用途硬件或特定用途集成电路 (ASIC )。
输出装置的例子包括但不限于显示器(例如阴极射线管(CRT)装置、 液晶显示器(LCD)、等离子体显示器和其它视频输出装置)、打印机、通 信装置例如调制解调器、存储装置例如盘或带、和音频输出、以及在光透 射膜或类似衬底上产生输出的装置。输出装置可以包括有助于与输出装置 的通信的一个或多个接口。该接口可以是任何类型的接口，例如专有的或 非专有的、标准的(例如通用串行总线(USB)或微USB)、或者自定制的或它们的任何组合。
输入装置的例子包括但不限于掩組、旋钮、开关、键盘、小键盘、跟 踪球、鼠标、笔和书写板、光笔、触摸屏、以及数据输入装置如音频和视 频捕捉装置。输出装置可以包括有助于与输出装置通信的一个或多个接 口。该接口可以是任何类型的接口，例如但不限于专有的或非专有的、标
准的(例如通用串行总线(USB)或微USB)、或者自定制的或它们的任 何组合。
此外，如上所述，应当理解在此公开的特征可以以任何组^^吏用。
至处理器340的输入信号可以具有任何形式，且可以从任何源提供， 该源例如但不限于数码相机设备内的一个或多个源(例如数码相机上的用 户外围接口)和/或一个或多个其它装置。例如，在一些实施例中，外围用 户接口包括一个或多个输入装置，用户可以通过该输入装置指示关于一个 或多个期望工作模式(例如分辨率、人工曝光控制)的一个或多个偏好， 且外围用户接口产生表示这样的 一个或多个偏好的一个或多个信号。在一 些实施例中，处理器340的一个或多个部分产生表示一个或多个期望工作 模式的一个或多个信号。在一些实施例中，处理器340的一个或多个部分 响应于来自外围用户接口的一个或多个输入而产生一个或多个这样的信 号。
在一些实施例中，数码相机设备的一个或多个部分包括有助于进行至 子系统和/或自子系统和/或在子系统内的有线、无线和/或光通信的电路。 这样的电路可以具有任何形式。在一些实施例中，这种电路的一个或多个 部分可以是处理器340的一部分，且可以与处理器340的一个或多个其它 部分没置在同一集成电路上和/或可以以分立的形式与处理器340或其其 它部分分离。
在一些实施例中，数码相机设备包括存储区，该存储区被提供有和/ 或存储一个、 一些或所有图像和/或由数码相机设备产生或使用的其它信息 和/或来自任何源并希望持续存储任何时间的任何其它信息。存储区可以向 一个或多个其它装置和/或处理器的一个或多个部分提供一个或多个这样 的图像和/或这样的其它信息，例如用以进一步处理和/或提供给一个或多 个其它装置。该存储区可以例如是处理器340的一部分和/或通过一个或多 个通信链路与处理器340的一个或多个部分耦合。在一些实施例中，该存 储区还通过一个或多个通信链路与一个或多个其它装置耦合。在这样的实
135施例中，该存储区可以直接(即不穿过处理器340的任何其它部分)通过 一个或多个通信链路中的一个或多个向一个或多个其它装置中的一个或 多个提供一个或多个所存储的图像和/或其它信息，尽管这不是必须的。
图111A示出通道处理器的另一个实施例。在该实施例中，通道处理 器包括双釆样器、m转换器、黑色电平钳位和偏离像素校正。
图像可以表示为多个图片元素(像素)量值。每个像素量值表示相关 联的图像位置处的图片强度(相对暗度或相对亮度)。相对低的像素量值 表示相对低的图片强度(即相对暗的位置)。相反，相对高的像素量值表 示相对高的图片强度(即相对亮的位置)。4象素量值^1从取决于传感器分 辨率的范围选择的。
图U1B是相邻像素值的图形表示。图1UB还示出多个规定的空间方 向，即第一规定空间方向(例如水平方向)、笫二规定空间方向(例如竖 直方向)、第三规定空间方向(例如第一对角方向)和第四规定空间方向 (例如第二对角方向)。像素P22与像素P12、 P21、 P32和P23相邻。像 素P22在水平方向上与像素P32偏移。像素P22在竖直方向上与像素P23 偏移。像素P22在第一对角方向上与像素Pll偏移。像素P22在第二对角 方向上与4象素P31偏移。
双采样器确定每个像素的值在曝光时段期间改变的量，从而有效地提 供对每个像素在曝光时段期间接收到的光量的估计。例如，像素可以在曝
光时段之前具有第一值Vstart。该第一值Vstart可以等于或不等于O。同 一个像素可以在曝光时段之后具有第二值Vend。第一值和第二值之间的 差即Vstart - Vend表示该l象素接收到的光量。
图111C示出该双采样实施例中采用的操作的i錄图。
传感器阵列中的多个像素的值复位到开始曝光时段之前的初始状态。 每个像素的值在开始曝光时段之前被采样。每个像素的值在曝光时段之后 被采样，并JL^示该值的信号被提供给双釆样器。双采样器为每个4象素产 生信号，该信号表示该4象素的开始值和结束值之间的差。
如上所述，每个差信号的量值表示在相应的传感器阵列位置接收到的 光量。具有相对低量值的差信号表示在相应的传感器阵列位置接收到相对 低的光量。具有相对高量值的差信号表示在相应的传感器阵列位置接收到 相对高的光量。再次参照图111A,由双采样器产生的差信号被提供给m转换器，该 才m转换器对每个这样的信号采样并响应于其产生多位数字信号序列，每 个多位数字信号表示相应的 一个差信号。
多位数字信号被提供给黑色电平钳位，黑色电平钳位补偿相机通道的 传感器阵列的漂移。
差信号应当具有等于O的量值，除非像素暴露于光。但是由于传感器 的不完美(例如漏电流)，像素的值甚至在没有暴露于光时也可能改变(例 如增大)。例如，像素可以在曝光时段之前具有第一值Vstart。同一个像 素可以在曝光时段之后具有第二值Vend。如M在漂移，则第二值可能 不等于第一值，即使该像素没有暴露于光。黑色电平钳位4M尝这样的漂移。
为了完成此,在一些实施例中，在传感器阵列的一个或多个部分(例 如一个或多个行和/或一个或多个列)上施加永久的盖子，以防止光到达这 些部分。该盖子例如在传感器阵列的制造期间施加。M盖的部分中的像 素的差信号可用于估计传感器阵列中的漂移量值(和方向)。
在该实施例中，黑色电平钳位产生参考值(其代表该传感器阵列内的 漂移的估计)，该参考值的量值等于被覆盖部分中的像素的差信号的平均 值。此后，黑色电平钳位通过为M盖部分中每个像素产生经补偿的差信 号来补偿所估计的漂移，每个经##的差信号的量值等于相应未##的差 信号的量值减去参考值的量值(参考值如上所述代表漂移的估计)。
黑色电平钳位的输出被提供给偏离像素识别器，偏离4象素识别器用于 识别有缺陷像素并帮助降低其影响。
在该实施例中，有缺陷像素定义为其一个或多个值、差信号和/或经补 偿的差信号没有满足一个或多个准则的像素，在这种情况下于是束取一个 或多个措施来帮助降低该像素的影响。例如，在该实施例中，如果像素的 经补偿的差信号的量值超出参考值范围(即低于第一参考值或大于第二参 考值)，则该像素是有缺陷的。参考值范围可以是预定的、自适应确定的 和/或它们的任何组合。
如果经补偿的差信号的量值超出该范围，则经补偿的差信号的量值,皮
设定为等于至少部分地基于与有缺陷像素相邻的一个或多个像素的经补 偿的差信号的值，该值例如是在正x方向上的^f象素偏移和负x方向上的像 素偏移的平均值。图HID示出在该有缺陷像素识别器实施例中采用的操作的流程图。 每个经补偿的差信号的量值与参考值范围相比较。如果经补偿的差信号的
量值超出参考值范围，则该像素是有缺陷的，并且差信号的量值^:设定为 按照上述方法的值。
图lllE示出图像管线的另一个实施例。
在该实施例中，图像管线包括图像平面整合器、图像平面对齐和缝合、 曝光控制、聚焦控制、变焦控制、伽玛校正、颜色校正、边缘增强、色度
噪声减小、白色平衡、颜色增强、图傳it放和颜色空间转换。
通道处理器的输出是表示由相机通道捕捉到的图像的补偿版本的数
据集。该数据集可以作为数据流输出.例如，来自相机通道A的通道处理
器的输出表示由相fei道A捕捉到的图像的补偿版本，且可以以数据流
Pm、 PA2…PAn的形式。来自相机通道B的通道处理器的输出表示由相机
通道B捕捉到的图像的补偿版本，且可以以数据流Pm、 Pb2…Pbd的形式。 来自相机通道C的通道处理器的输出表示由相机通道C捕捉到的图像的
补偿版本，且可以以数据流Pd、 Pc2.,.Pcn的形式。来自相机通道D的通
道处理器的输出表示由相机通道D捕捉到的图像的##版本，且可以以数
据流Pm、 PD2…PDn的形式。
图像平面^器从两个或更多通道处理器中的每一个接收数据，并将
该数据组合成单个数据集，例如Pm、 PB1、 PC1、 Pd1、 Pai、 Pb2、 Pc2、 Pd2、 Pas、 Pb3、 Pc3、 PD3、 Pah、 P加、P"、 P加。图U1F示出图像平面朴器
的一个实施例。
在该实施例中，图像平面整合器包括多路复用器和多相相位时钟。
多路复用器具有多个输入in0、 inl、 in2、 in3，其每一个都适于接收
多位数字信号流(或序列)。多位信号的数据流Pm、 PA2…PAnV^M目机通道
A的通道处理器提供给输入inO。数据流Pm、 PB2…PBn^目机通道B的通
道处理器提供给输入inl。数据流Pd、 Pc2.,.Pcn^M目机通道C的通道处
理器提供给输入in2。数据流Pjh、 Pd2…P加^目机通道D的通道处理器 提供给输入in3。多路复用器具有提供多位输出信号的输出ont。要注意在 一些实施例中，多路复用器包括多个4输入多路复用器，其每一个都是一位宽。
多相时钟具有接收信号的输入使能。多相时钟具有提供给多路复用器的输入sO、 sl的输出c0、 cl。在该实施例中，多相时钟具有4个相位，如 图111G所示。
图像平面整合器的工作如下。该整合器具有两个状态。 一个状态是等 待状态。另一个状态是多路复用状态。工作状态的选择由提供给多相时钟 的使能信号的逻辑状态来控制。多路复用状态具有4个相位，它们对应于 多相时钟的4个相位。在相位0，时钟信号cl、 c0都不被声明，使得多路 复用器输出来自相机通道A的多位信号之一例如PM。在相位l,时钟信 号c0被声明，使得多路复用器输出来自相机通道B的多位信号之一例如 PB1。在相位2，时钟信号cl被声明，使得多路复用器输出来自相机通道 C的多位信号之一例如Pd。在相位0，时钟信号cl、 c0二者都被声明， 使得多路复用器输出来自相机通道D的多位信号之一例如Pm。
此后，时钟返回到相位0， 4吏得多路复用器输出来自相机通道A的另 一个多位信号例如Pa2。此后，在相位l，多路复用器输出来自相机通道B 的另一个多位信号例如PB2。在相位2，多路复用器输出来自相机通道C 的另一个多位信号例如PC2。在相位3，多路复用器输出来自相机通道D
的另一个多位信号例如pd2。
重复该操作直到多路复用器输出来自每个相机通道的最后一个多位
信号例如PAn、 PBn、 Pcn、 P加为止。
图像平面R器的输出被提供给图像平面对齐和缝^分。该部分的 目的是确定应当如何对齐图像从而使由不同相机通道捕捉的目标被对齐 在相应图像内的同 一位置，以例如确保由不同相机通道捕捉的目标出现在 每个相M道图像内的同 一位置。
例如，人眼是二通道图像平面系统的良好例子。当在眼睛前大约l英 尺处握住铅笔，闭上左眼并用右眼看铅笔时，可以看到铅笔处在不同于当 闭上右眼并用左眼看铅笔时的特定位置。这是因为我们的大脑在一个时间 只接收一个图像，且不能将该图像与在不同时间接收的另 一眼的图像关 联。当,开双眼并试图再次看铅笔时(在与前述实验相同的位置握住铅 笔)，大脑同时接收两个铅笔图像。在这种情况下，大脑自动试图将同一 铅笔的两个图像对齐，且我们将感觉到前方是单个铅笔图像，只是该图像 变成立体图像。
在数码相机设备的情况下，自动图像平面对齐和缝合部分确定2个、 3个、4个、5个或更多图^it道应当如何对齐。图111H - U1J是分别由3个相机通道例如相机通道350A、350B、350C 产生的图像的示意图，这三个相fet道按照本发明的一个实施例布置成三 角形星座并在自动图像平面对齐和缝合部分的一个实施例中采用。
每个图像具有多个布置成多个行的像素。具体地说，第一相机通道例 如相机通道350A的图像具有行1 -n。第二相M道例如相机通道350B 的图像具有行1 - n。第三相机通道例如相机通道350C的图像具有行1 - n。 一个参考线标识第一相机通道的图像中的水平参考点(例如中点)。 一个 参考线标识第二相机通道的图像中的水平参考点(例如中点)。 一个参考 线标识第三相机通道的图像中的水平参考点(例如中点)。
一个物体分别出现在这3个图像中。在该实施例中，该物体例如因为 相M道之间的空间偏移而出现在每个图像中的不同位置。例如，该物体 具有交叉于顶点的两个边缘。在第一相机通道例如相机通道350A的图像 中，该顶点出现在行2中并与水平参考点相一致。在第二相机通道例如相 机通道350B的图像中，该顶点出现在行3中并在水平参考点的左边。在 第三相机通道例如相机通道350C的图像中，该顶点出现在行3中并在水 平参考点的右边。
图111K- 111Q是按照本发明的一个实施例的由具有3个相机通道的 系统的自动图像对齐部分执行的过程的示意图。在该实施例中，自动图像 对齐执行竖直和水平对齐。
就此而言，可以首先执行竖直对齐，尽管可以采用任何顺序。该部分 使用图像之一 (例如第一相M道例如相机通道350A的图像)作为参考 图像来与其它图#4目比较。自动图4树齐部分可以在初始时将参考图像的 行1与其它图像的行1比较，并确定这样的图像的这样的行是否限定类似 的边缘特征。在该实例中，图像都不在第一行中具有边缘特征，因此在每 个这样的行中都不存在类似的边缘特征。因此该部分向图像缩放部分输出 对应于这样的行(即这3个图像中的每一个的行1)的数据。在下一比较 操作中，自动图^^齐部分将第一图像的行1与其它图像的行2比较。在 该实例中，这样的行都不具有边缘特征，因此在每个这样的行中都不存在 类似的边缘特征。因此该部分向图像缩放部分输出对应于这样的行(即笫 一图像的行1和每个其它图像的行2)的数据。在下一比较操作中，自动 图4树齐部分将第一图像的行1与其它图像的行3比较。尽管第二和第三 通道的图像的行3每个都具有边缘特征，但第一通道的图像的行1不具有可以基于相机通道之间的物理间隔来选择使用(参考图像的)特定行 的比较操作的最大数目。例如在该实施例中，参考图像的特定行最多用于
3次比较操作。因此在后续的比较操作中，自动图傳对齐使用第一相机通 道的图像的行2，而不是第一通道的图像的行1。在下一比较操作中，自 动图^W"齐部分将第一图像的行2与其它图像的行2比较。尽管第一相机 通道的图像的行2具有边缘，但其它相机通道的行2没有任何边缘。在下 一比较操作中，自动图<树齐部分将第一图像的行2与其它图像的行3比 较。在该实例中，每个这样的行具有类似的边缘特征。自动图像对齐部分 4吏用其作为重叠图4象(或其部分)的指示。
然后执行水平对齐，该部分确定为了将第二通道的图像和第三通道的 图像中的边缘特征与第 一相机通道的图像中的边缘特征对齐而应当将第 二通道的图像和第三通道的图像平移的量值和方向，并确定图像重叠的宽 度(例如，图^^水平方向上重叠的程度)。
在下一比较操作中，该部分将参考图像的下一行(例如行3)与其它 图像的下一行(例如行4)比较，并重复上述操作以确定图像重叠的最小 宽度，
可以按照竖直重叠和最小水平重叠来修剪图像。自动图像对齐部分的 输出是修剪的对齐的图像，该修剪的对齐的图^f皮提供给图像缩放部分。 在一些实施例中，图像缩放部分放大(例如上采样)该修剪的对齐的图像， 以产生与原始图像尺寸相同的图寸象。
一些实施例单独地或与在此描迷的任何方法相组合地采用另外的对 齐方法。例如，在一些实施例中，在物体离相^目对远的情况下使用上述 方法，而在物体离相糾目对近时使用其他方法。
图111AF示出按照本发明另一实施例的可以在对齐部分中采用的操 作的流程图。该对齐实施例可以例如用于包括一个或多个近物体的图像。
在该实施例中，在平面之一提取边缘。为每个边缘像素规定相邻像素 (核)。此后，例如通过朝着其它颜色平面所相对位于的方向平移核，每 个边缘像素的核可以与其它颜色平面中的像素相匹配。可以作出关于每个 边缘像素的核与另一颜色平面中的像素的匹配程度的一个或多个确定。就 此而言，可以采用匹配费用函数来量化每个边缘像素的核与另一颜色平面
141中的像素的匹配程度。在确定下一平面中每个边缘的最佳位置的过程中，
可以检查每个边缘的相对位置以确认它们在根据最佳匹配平移之后仍保
^^目同的结构。
在设定了边缘的最g置之后，可以例如使用线性映射和/或平移来映 射边缘之间的间隔。可以对平移量执行后处理，以确认没有界外值(没有 相对于周围4象素的非预期平移)。
最初两个颜色平面的最初匹配可以用作关于在其它颜色平面中的每 个像素处预期平移的量的参考。
上述操作可以例如在最初颜色平面和所有其它颜色平面之间施加。 应当理解自动图^f象对齐部分不限于上述实施例。例如在一些实施例
中，对齐少于3个或多于3个的相机通道。此外，可以采用任何其它4支术 来对齐两个或更多图像。
由自动图像对齐部分执行的对齐可以是预定的、处理器控制的和/或用 户控制的。在一些实施例中，自动对齐部分具有对齐少于所有相机通道(例 如任何两个或更多个)的能力。在这样的实施例中， 一个或多个信号可以 被提供给自动图像对齐部分以指示要对齐的相机通道，且该自动图像对齐 部分可以至少部分地响应于这样的一个或多个信号来对齐所指示的相机 通道。该一个或多个信号可以^:预定的或自适应确定的、处理器控制的和 /或用户控制的。
应当理解在每个实施例中可以不要求自动图像对齐。
图像平面对齐和缝合的输出被提供给曝光控制，曝光控制的目的是帮 助确保所捕捉的图像不会过曝光或欠曝光。过曝光的图像太亮。欠曝光的 图像太暗。
图111R示出自动曝光控制的一个实施例。在一些实施例中，该自动 膝光控制产生表示提供给该曝光控制的图像的亮度的亮度值。自动曝光控 制将所产生的亮度值与一个或多个参考值比较，参考值例如两个值，其中 第一值表示最小期望亮度而第二值表示最大期望亮度。最小和/或最大亮度 可以是预定的、处理器控制的和/或用户控制的。例如在一些实施例中，最 小期望亮度和最大期望亮度值由用户提供，使得由数码相机设备提供的图 像在该用户看来不会太亮或太暗。
如果亮度值在最小期望亮度和最大期望亮度之间(即大于或等于最小期望亮度且小于或等于最大期望亮度)，则自动曝光控制不改变曝光时间。 如果该亮度值小于最小期望亮度值，则自动曝光控制提>(^吏得曝光时间增 加直到亮度大于或等于最小期望亮度为止的控制信号。如果亮度值大于最
大亮度值，则自动曝光控制提^H吏得曝光时间减少直到亮度小于或等于最 大亮度值为止的控制信号。在亮度值在最小和最大亮度值之间(即大于或 等于最小亮度值且小于或等于最大亮度值)之后，自动曝光控制提儉使能 捕,式的信号，其中用户能够按下捕捉按钮以启动对图像的捕捉，且曝 光时间的设定使得曝光时间导致处于用户偏好范围内的(所捕捉图像的) 亮度水平。在一些实施例中，数码相机设备向用户提供直接人工调整曝光 时间的能力，其类似于调整传统胶片相机上的可变光阑。
在一些实施例中，数码相机i殳备采用光学器件部分(或其一个或多个 部分)和传感器阵列(或其一个或多个部分)之间的相对移动，来4I:供用 于自动曝光控制和/或人工膝光控制的机械可变光阑。如上所述，这样的运 动可以例如使用致动器例如MEMS致动器，并且通过向一个或多个致动 器施加合适的控制信号以使该一个或多个致动器移动、扩张和/或收缩从而 移动关联的光学器件部分来提供。
对于在此公开的每个实施例，上述实施例可以单独采用或与在此公开 的一个或多个其它实施例或其部分组^^吏用。
此外，应当理解，在此公开的实施例还可以与目前公知或以后开发的 一个或多个其它方法和/或装置组^^吏用。
如上所述，在2005年7月1日提交的标题为"Me仇od and Apparatus for use in Camera and Systems Employing Same"的美国临时申请 60/695,946中描述和图示的发明可以与本发明相结冶4吏用。为了简洁^iL， 将不重复那些讨论。应特别注意，上述美国临时申请的全部内容，包括例 如其所有发明/实施例的特征、属性、替换、材料、技术和/或优点都通过 引用结合于此。
曝光控制的输出被提供给自动/人工聚焦控制部分，自动/人工聚焦控 制部分有助于使位于视场内的物体(例如图像的目标)出现在焦点上。通 常，如果图像过焦点或欠焦点，图像中的物体都会显得模糊。当透镜位于 焦点时，图像可具有峰值锐度。在一些实施例中，自动聚焦控制部分例如 当数码相机设备处于预览模式时检测图像的模糊量，并提供控制信号，该 控制信号使得透镜組件相应地前后移动，直到自动聚焦控制部分确定透镜位于焦点为止。目前可用的很多数码照相机都利用了此类型的机制。
在一些实施例中，自动/人工聚焦部分适于帮助增大数码相机设备的焦 深。焦深可以视为在视场内位于焦点的物体在该物体变得"离焦，，之前可 以向前或向后移动多少的度量。焦深至少部分地基于光学部分中采用的透 镜。 一些实施例与一个或多个算法相结合地采用 一个或多个滤光器来增大 焦深。该一个或多个滤光器可以是用于增大焦深的传统滤光器，并且可以 上覆在透镜顶(上或上方)，尽管这不是必须的。可以采用任何类型的滤 光器和定位。类似地，该一个或多个算法可以^1传统的波前编码算法，尽 管这不是必须的。可以釆用任何类型的一个或多个算法。在一些实施例中，
自动聚焦机制将焦深增大10倍(例如设有自动聚焦机制的焦深是单独透 镜(没有自动聚焦机制)的焦深的10倍)，从而使该系统对物体在视场内
的位置较不敏感或不敏感。在一些实施例中，该自动聚焦机制将焦深增大
20倍或更多倍(例如设有自动聚焦机制的焦深是单独透镜(没有自动聚焦 机制)的焦深的20倍)，从而进一步降低了对物体在视场内的位置的敏感 度和/或使该系统对物体在视场内的位置不敏感。
在一些实施例中，数码相机设备可以向用户提供人工调整焦距的能力。
在一些实施例中，数码相机i殳备采用光学器件部分(或其一个或多个 部分)和传感器阵列(或其一个或多个部分)之间的相对移动，来帮助提 供自动聚焦和/或人工聚焦。如上所述，这样的运动可以例如4吏用致动器例 如MEMS致动器，并且通过向一个或多个致动器施加合适的控制信号以 使该一个或多个致动器移动、扩张和/或收缩从而移动关联的光学器件部分 来提供。(参见例如在2005年7月1日提交的标题为"Method and Apparatus for use in Camera and Systems Employing Same"的美国临时 申i 60/695,946，通过引用将该申请再次合并)。
自动/人工聚焦不限于上述实施例。实际上，可以采用目前〃^知或以后 开发的任何其它类型的自动/人工聚焦。
此外，对于在此公开的每个实施例，上述实施例可以单独使用或与在 此公开的一个或多个其它实施例或其部分组合使用。
应当理解，在此公开的实施例还可以与目前公知或以后开发的一个或 多个其它方法和/或装置组合使用。
144应当理解，自动聚焦和人工聚焦不是必须的。此外，聚焦部分可以提 供自动聚焦而不考虑是否提供人工聚焦的能力。类似地，聚焦部分可以提 供人工聚焦而不考虑是否提供自动聚焦的能力。
自动聚焦控制的输出被提供给变焦控制器。
图111S是变焦控制器的一个实施例的示意框图，该变焦控制器例如
可以帮助提供"光学变焦，，和/或"数字变焦"能力。光学变焦可以是目前 公知或以后开发的伶阿类型的光学变焦。上面描述了传统光学变焦的例子 (将一个或多个透镜元件前后移动)。类似地，数字变焦可以是目前公知 或以后开发的任何类型的数字变焦。要注意期望变焦窗口的确定可以是预 定的、处理器控制的和/或用户控制的。
数字变焦的一个缺点是称为混叠(aliasing)的现象。例如，当新闻频 道的电视主持人戴着有条紋的领带时，该有条紋的领带的电视图像有时包 括不出现在实际领带上的颜色现象。这种类型的混叠在系统没有足够的分 辨率来精确表达视场内物体的一个或多个特征时是常见的。在上述例子
中，电^目机没有足够的分辨率^Mt确捕捉领带上的条紋图案。
在一些实施例中，数码相机设备采用光学器件部分(或其一个或多个 部分)和传感器阵列(或其一个或多个部分)之间的相对移动来帮助提高 分辨率，从而有助于减少和/或最小化可能由于数字变焦而出现的混叠。如 上所述，这样的运动可以例如使用致动器例如MEMS致动器，并且通过 向一个或多个致动器施加合适的控制信号以4吏该一个或多个致动器移动、 扩张和/或收缩从而移动关联的光学器件部分来提供。
例如在一些实施例中，捕捉图像然后将光学器件部分在x方向上移动 等于像素的1/2宽度的距离。用光学器件在新位置捕捉图4象。所捕捉的图 像可以^ia合以提高有效分辨率。在一些实施例中，该光学器件部分在y 方向而不是x方向上移动。在另一些实施例中，该光学器件部分在x方向 和y方向上移动并在这样的位置捕捉图像。在其它实施例中，还在所有4 个位置(即没有移动、在x方向上移动、在y方向上移动、在x和y方向 上移动)捕捉图像，然后图^^皮组合以进一步提高分辨率并进一步帮助减 小、最小化或消除变焦所产生的混叠。例如，通过使分辨率加倍，可以放 大两倍而不显著增大混叠。
在一些实施例中，相对移动的形式是3x3格式的1/3像素xl/3像素节 距移位。在一些实施例中，可能理想的是，采用减小的光学填充因子。在一些实施例中， 一个或多个传感器阵列提供足够的分辨率来允许lt码相机 设备执行数字变焦而不产生过度的混叠。例如，如果实施例对每个图像要
求640x480个^象素，有变焦或没有变焦，则可以向一个或多个传感器阵列 提供1280x1024个像素。在这样的实施例中，这种传感器部分具有足够的 像素来向数码相机设备提供缩小到图像的1/4所需要的分辨率，且还提供 所需的640x480个像素的分辨率(例如1/2x1280 = 640, 1/2x1024 = 512 )。
图111T-111V是按照本发明这样的实施例的由数码相机设备的变焦 部分执行的过程的示意图。在一些实施例中，该子系统当不在变焦模式下 时可以仅使用像素的1/4 (例如1/2x1280 = 640， 1/2x1024 = 512 )，或者可 以采用下采样以减少像素数量。在另一些这样的实施例中，数码相机设备 即使当不在变焦模式下时也输出所有像素，例如1280x1024。关于当不在 变焦模式下时4吏用多少〗象素和输出多少像素的确定可以是预定的、处理器 控制的和/或用户控制的。
变焦控制器的输出被提供给伽码校正部分，伽码校正部分有助于将从 相M道接收到的值映射为与显示装置(例如液晶显示器或阴极射线管装 置)的动态范围特性更紧密匹配的值。来自相机通道的值至少部分地基于 传感器的动态范围特性，该传感器的动态范围特性常常与显示装置的动态 范围特性不匹配。由伽码校正部分提供的映射有助于补偿动态范围之间的 不匹配。
图111W是示出伽码校正部分的工作的例子的图形表示。
图111X示出伽码校正部分的一个实施例。在该实施例中，伽码校正 部分釆用传统的传递函数来l^供伽码校正。该传递函数可以是任何类型的 传递函数，包括线性传递函数、非线性传递函数和/或它们的組合。该传递 函数可具有任何合适的形式，包括但不限于一个或多个等式、查找表和/ 或它们的组合。该传递函数可以是预定的、自适应确定的和/或它们的组合。
伽码校正部分的输出被提供给颜色校正部分，颜色校正部分有助于将 相机的输出映射为与用户的颜色偏好相匹配的形式。
在该实施例中，颜色校正部分利用包含多个参考值的校正矩阵产生经 校正的颜色值，以实施如下的颜色偏好(该校正矩阵包含例如由数码相机 的用户和/或制造商限定的M集)<formula>formula see original document page 147</formula>
使得
议校正-(11^11未校正)+ (GrxG未校正)+ (BrxB未校正) 0校正=(1^1^未校正)+ (GgxG未校正)+ (BgxB未校正) B校正=(RbxR未校正)+ (GbxG未校正)+ (BbxB未校正) 其中，
Rr表示来自红色相机通道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的红色光量之间的关系的值，
Gr表示来自绿色相机通道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的红色光量之间的关系的值，
Br表示来自蓝色相M道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的红色光量之间的关系的值，
Rg表示来自红色相M道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的绿色光量之间的关系的值，
Gg表示来自绿色相机通道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的绿色光量之间的关系的值，
Bg表示来自蓝色相机通道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的绿色光量之间的关系的值，
Rb表示来自红色相fet道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的蓝色光量之间的关系的值，
Gb表示来自绿色相M道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的蓝色光量之间的关系的值，
Bb表示来自蓝色相机通道的输出值与显示装置响应该输出值而需要 的蓝色光量之间的关系的值。
图111Y示出颜色校正部分的一个实施例。在该实施例中，颜色校正部分包括红色校正电路、绿色校正电路和蓝色校正电路。
红色校正电路包括3个乘法器。第一乘法器接收红色值(例如Ph) 和传递特性Rr，并产生表示它们的乘积的第一信号。第二乘法器接收绿色 值(例如PBn)和传递特性Gr，并产生表示它们的乘积的第二信号。第三 乘法器接收绿色值(例如Pcn)和传递特性Br，并产生表示它们的乘积的 第三信号。第一、第二和笫三信号被提供给加法器，加法器产生表示经校 正的红色值(例如P^校正)的和。
绿色校正电路包括3个乘法器。第一乘法器接收红色值(例如Pm )
和传递特性Rg,并产生表示它们的乘积的第一信号。第二乘法器接收绿
色值(例如PBn)和传递特性Gg,并产生表示它们的乘积的第二信号。笫 三乘法器接收绿色值(例如Pcn)和传递特性Bg，并产生表示它们的乘积 的第三信号。第一、笫二和第三信号被提供给加法器，加法器产生表示经 校正的绿色值(如PBnM)的和。
蓝色校正电路包括3个乘法器。第一乘法器接收红色值(例如Pm ) 和传递特性Rb，并产生表示它们的乘积的第一信号。第二乘法器接收绿 色值(例如PBn)和传递特性Gb，并产生表示它们的乘积的第二信号。第 三乘法器接收绿色值(例如PcJ和传递特性Bb，并产生表示它们的乘积 的第三信号。第一、笫二和第三信号被提供给加法器，加法器产生表示经 校正的蓝色值(如Pcn妙)的和。
颜色校正器的输出被提供给边缘增强器/锐化器，边^f强器/锐化器 用于帮助增强可能出现在图〗象中的特征。
图111Z示出边缘增强器/锐化器的一个实施例。在该实施例中，边缘 增强器/锐化器包括高通滤波器，高通滤波器应用于提取细节和边缘并将提 取信息回应用于原始图像。
边缘增强器/锐化器的输出被提供给减小图像中的随机噪声的随机噪 声减小部分。随机噪声减小可以包括例如具有自适应和边缘保持特性的线 性或非线性低通滤波器。这样的噪声减小可查看所考虑像素的局部邻域。 在边缘附近，可以在边缘方向上执行低通滤波，以便防止这样的边缘的模 糊。 一些实施例可以应用自适应机制。例如，低通滤波器(线性的和/或非 线性的)和较大尺寸的邻域可用于光滑区域。在边缘附近，可采用低通滤 波器(线性的和/或非线性的)和较小尺寸的邻域，以便例如不使这样的边 絲糊。如果需要，可以单独地或与在此公开的一个或多个实施例组合地采用 其它随机噪声減小部分。在一些实施例中，例如在偏离像素校正之后在通 道处理器中执行随机噪声减小。这样的噪声减小可以代替或补充可以在图 像管线中执行的任何随机噪声减小。
随机噪声减小部分的输出被提供给用于减小颜色噪声的色度噪声減 小部分。
图111AA示出色度噪声减小部分的一个实施例。在该实施例中，色度 噪声减小部分包括RGB至YUV转换器、第一和第二低通滤波器以及YUV 至RGB转换器。为RGB值形式的信号的随机噪声减小部分的输出被提供 给RGB至YUV转换器，RGB至YUV转换器响应于该输出产生YUV值 序列，每个YUV值表示相应的一个RGB值。
Y值或分量(其表示图像的亮度)被提供给YUV至RGB转换器。U 和V值或分量(其表示图像的颜色成分)分别被提供给第一和第二低通滤 波器，第一和笫二低通滤波器分别减小U和V分量上的颜色噪声。所述 滤波器的输出被提供给YUV至RGB转换器，YUV至RGB转换器响应于 该输出产生RGB值序列，每个RGB值表示相应的一个YUV值。
色度噪声减小部分的输出被提供给自动/人工白色平衡部分，自动/人 工白色平衡部分用于帮助确保白色目标显现为白色目标，而不是红色、绿 色或蓝色的。
图111AB是示出由一个实施例中的白色平衡部分执行的过程的示意 图。具体地说，图111AB描绘了具有R/G轴和B/G轴的矩形坐标平面。 该矩形坐标平面具有3个区，即红色区、白色区和蓝色区。第一参考线限 定了将红色区与白色区分开的色温。第二参考线限定了将白色区与蓝色区 分开的色温。第一参考线例如设置在4700K的色温。第二参考线例如设置 在7000K的色温。在该实施例中，自动白色平衡部分确定限定原始图像的 多个〗象素在由R/G轴和B/G轴限定的矩形坐标平面中位置。该多个〗象素 的位置被视为表示该矩形坐标平面上的点簇。自动白色平衡部分确定该点 蔟的中心以及可掩加到原始图像的R、 G、 B像素值的改变，该改变用以 有效地将该点簇的中心平移到该坐标平面的白色图像区中例如6500K的 色温。自动白色平衡部分的输出是这样的输出图像，其中输出图像中的像 素值基于对应的原始图像像素值，并且已确定的对R、 G、 B像素值的改 变可用于将原始图像的点簇中心平移到白色区中，4吏得该输出图像的点簇中心设置在该坐标平面的白色图像区中例如6500K的色温。
期望色温可以;i预定的、处理器控制的和/或用户控制的。例如在一些 实施例中，表示期望色温的参考值由用户提供，从而由数码相机设^"提供 的图像将具有用户所期望的色温特性。在这样的实施例中，可以通过确定 可用于将原始图像的点簇中心平移到对应于由用户提供的参考值的色温 的改变来执行人工白色平衡。
白色平衡策略可使用例如目前公知或以后开发的一个或多个传统颜 色增强算法。
应当理解白色平衡部分不限于上面阐述的技术。实际上，白色平衡部 分可以采用目前公知或以后开发的任何白色平衡技术。还应当理解白色平 衡不是必须的。白色平衡部分的输出被提供给自动/人工颜色增强部分。
图111AC是按照一个实施例的颜色增强部分的一个实施例的框图。在 该实施例中，颜色增强部分调整亮度、对比度和/或饱和度，以按照一个或 多个增强策略来增强颜色表现。该过程在某些方面类似于调整电^或计 算机监视器的颜色设置。 一些实施例还可以调整色调。该增强策略可以使 用例如目前爿>知或以后开发的一个或多个传统颜色增强算法。
参照图1UAC，表示图像的数据被提供给亮度增强部分，亮度增强部 分进一步接收调整值并根据该调整值产生表示针对亮度而调整的图像的
输出数据。在该实施例中，输出图像中的每个像素值等于调整值与输入图 像中的对应像素之和。该调整值可以是预定的、处理器控制的和/或用户控 制的。例如在一些实施例中，该调^i由用户提供，使得由数码相机设备 提供的图像将具有用户所期望的特性。在一些实施例中，具有正量值的调 整值使得输出图像显得比输入图像亮。具有负量值的调0使得输出图像 显得比输入图像暗。
亮度增强部分的输出被提供给对比度增强部分，对比度增强部分进一
步接收调^i并根据该调^Hi产生针对对比度而调整的输出图像。在该实
施例中，对比度调整可以视为"拉长"暗(例如由具有小量值的《象素值表 示)与亮(例如由具有大量值的像素值表示)之间的距离。具有正量值的
调整值使得输入图像中的暗区域在输出图像中显得更暗，且使得输入图像 中的亮区域在输出图像中显得更亮。具有负量值的调，可以具有相反的 效果。可以采用例如目前公知或以后开发的一个或多个传统算法。调M 可以是预定的、处理器控制的和/或用户控制的。例如在一些实施例中，调整值由用户提供，使得由数码相机设备提供的图像具有用户所期望的特 性。
对比度增强部分的输出被提供给炮和度增强部分，饱和度增强部分进
一步接收调^i并根据该调^fi产生针对饱和度而调整的输出图像。在该
实施例中，饱和度调整可以视为"拉长，，像素的R、 G、 B成分之间的距 离(某些方面类似于对比度调整)。具有正量值的调整值使得输入图像中 的暗区域在输出图像中显得更暗，且使得输入图像中的亮区域在输出图像 中显得更亮。具有负量值的调整值可以具有相反的效果。可以采用例如目 前公知或以后开发的一个或多个传统算法。该技术可以采用例如类似于由 上述颜色校正部分采用的颜色校正矩阵。调整值可以是预定的、处理器控 制的和/或用户控制的。例如在一些实施例中，调蒼逸由用户提供，使得由 数码相机设备提供的图像具有用户所期望的特性。
应当理解颜色增强部分不限于上述增强技术。实际上，颜色增强部分 可以采用目前公知或以后开发的任何增强技术。还应当理解颜色增强不是
必须的。
自动/人工颜色增强部分的输出被提供给图#^放部分，图^it放部分 用于例如通过去除或增加像素以调整图像尺寸来缩小或放大图像。
图，放部分接M示待缩放(例如放大或缩小)的图像的数据。缩 放的量值可以是预定的或预设的、处理器控制的或人工控制的。在一些实 施例中，接收表示缩放量值的信号(如果存在的话)。如果表示期望缩放 量值的信号指示图像应被放大，则缩放部分执行上缩放。如^示期望缩 放量值的信号指示图像应被缩小，则缩放部分执行下缩放。
图111AD 一 111AE分别是按照一个实施例的上缩放的框图和解释图。 具体地说，图lllAE描绘了待放大的图像部分和由此形成的图像部分。在 该例子中，待放大的图像部分包括9个像素，为解#^1表示为Pll - P33 ， 示出布置成具有3行和3列的阵列。由此形成的图像部分包括25个4象素， 为解释起见表示为A - Y，示出布置成具有5行和5列的阵列。(注意要形 成的图像部分可以替换地表示为Pll - P55。)
在该实施例中，图像缩放部分采用上缩放策略，其中奇数列和奇数行 的交叉处的像素值即A、 C、 E、 K、 M、 O、 U、 W、 Y取自待放大的图 像中的像素值。例如<formula>formula see original document page 152</formula>U-P13
其它像素值，即设置在偶数列或偶数行中的像素值即B、 D、 F、 G、 H、 I、 J、 L、 N、 P、 Q、 R、 S、 T、 V、 X通过插值来产生。每个〈象素值 基于两个或更多相邻像素值来产生，例如
<formula>formula see original document page 152</formula>在一些实施例中，上缩放将像素数量从640x480个增加到1280x1024 个，但是可以采用任何量值的上缩放。在一些实施例中，数码相机设备向 用户提供确定是否要执行上缩放以及如果要执行则确定上缩放的量值的 能力。在一些实施例中，缩放部分采用在此描述的一个或多个技术用于变焦 控制器，其具有或不具有修剪。
应当理解缩放部分不限于上述上缩放策略。实际上，缩^:部分可以采 用目前公知或以后开发的任何上缩放技术。还应当理解上缩放不是必须 的。
缩放部分可以具有下缩放的能力，而无论缩放部分是否具有上缩放的
能力。在一些实施例中，下缩放将像素数量从12別xl024个减少到640x480 个，但是可以采用任啊量值的下缩放。在一些实施例中，数码相机设备向 用户提供确定是否要执行下缩放以及如果要执行则确定下缩放的量值的 能力。
应当理解可以采用目前公知或以后开发的任何下缩放技术。还应当理 解下缩放不是必须的。
图像缩放部分的输出被提供给颜色空间转换部分，颜色空间转换部分 用于将颜色格式从RGB转换为YCrCB或YUV以便压缩。在该实施例中， 该转换利用以下等式完成
Y = (0.257 * R) + (0.504 * G) + (0.098 * B) + 16 Cr = V = (0.439 * R) - (0.368 * G) - (0.071 * B) +128 Cb = U = -(0.148 * R) - (0.291 * G) + (0.439 * B) +128
颜色空间转换部分的输出被提供给后处理器的图像压缩部分。图像压 缩部分用于减小图像文件的大小。这可以例如使用联合图像专家组、运动 影像专家组和微软公司提供的现成的JPEG、 MPEG和/或WMV压缩算
法来完成。
图像压缩部分的输出被提供给图像传输格式器，图像传输格式器用于
将图像数据流格式化成在双向并行或串行8-16位接口中都符合 YUV422、 RGB565等格式。
图112示出通道处理器的另一个实施例。在该实施例中，双采样器接 收 转换器的输出而不;l传感器阵列的输出。
图113和114A分别示出通道处理器和图像管线的另一实施例。在该 实施例中，偏离像素校正器设置在图像管线中而不是通道处理器中。在该 实施例中，偏离像素校正器接收图像平面对齐和缝合的输出而不是黑色电平钳位的输出。
图U4B是按照本发明另一实施例的图像管线的框图。
图114C是例如可以在图114B的图像管线中采用的色度噪声减小部分 的示意框图。在该实施例中，U和V值或分量(其表示图像的颜色成分) 分别提供给第一和第二低通滤波器，第一和第二低通滤波器分别减小U和 V分量上的颜色噪声。
应当理解通道处理器、图像管线和/或后处理器可以具有任何配置。例 如在另一些实施例中，图像管线采用少于图110C、 110E和/或图114A所 示的所有部分，具有或不具有目前公知或以后开发的其它部分，并且按照 任何顺序。
视差
如果数码相机设备具有多于一个的相机通道，则相机通道必须彼此在 空间上偏移(虽然可能偏移小的距离)。该空间上的偏移可能引A^目机通 道之间的视差，例如由于改变观察物体的位置而导致的物体位置的明显变 化。
图115A- U5E示出数码相机设备中的视差的例子。具体地说，图115A
示出物体(即闪电)和具有在空间上偏移一距离的两个相fei道的数码相
机设备。第一相机通道具有传感器和以第一轴为中心的第一视场。第二相 机通道具有传感器和以第二轴为中心并与第 一视场在空间上偏移的第二 视场。两个视场之间的偏移导致物体在第一视场中的位置不同于物体在第 二现场中的位置。
图115B是由第一相机通iiX!i看到的、撞击第一相机通道中的传感器 的物体的图4象的表示。该传感器具有多个以圆圏示意示出的传感器元件。
图115C是由第二相机通it^见看到的、撞击第二相机通道中的传感器 的物体的图4象的表示。该传感器具有多个以圆圏示意示出的传感器元件。
图115D示出由第一相机通if^见看到的图像与由第二相fctii^见看到 的图像的叠加。在该实施例中，视差在x方向上。
图115E示出在消除了该视差的情况下由第一相机通il^见看到的图像 与由第二相机通il^见看到的图像的叠加。图115F-115H示出y方向上的视差的例子。图115I示出在消除了该 视差的情况下由笫一相机通道观看到的图像与由第二相机通道观看到的 图像的叠加。
图115J- 115L示出具有x分量和y分量的视差的例子。图115M示 出在消除了该视差的情况下由第 一相机通道观看到的图像与由第二相机 通it)f见看到的图像的叠加。
图115N示出物体(即闪电)和具有在空间上偏移一距离的两个相机 通道的数码相机设备。第一相M道具有传感器和以第一轴为中心的第一 视场。第二相机通道具有传感器和以第二轴为中心并与第一视场在空间上 偏移的第二视场。视场之间的偏移导致物体在第一视场中的位置不同于物 体在第二现场中的位置。
图U50是由笫一相机通il^见看到的、撞击第一相机通道中的传感器 的物体的图4象的表示。该传感器具有多个以圆圏示意示出的传感器元件。
图115P是由第二相机通il^见看到的、撞击第二相机通道中的传感器 的物体的图像的表示。该传感器具有多个以圆圏示意示出的传感器元件。
图115Q示出由第一相純iUi^到的图像与由第二相;^舰看到 的图像的叠加。在该实施例中，视差在x方向上。
图115R示出在消除了该视差的情况下由第一相机通il^见看到的图像 与由第二相;tiLitil;见看到的图像的叠加。
图115S示出物体(即闪电)和具有在空间上偏移一距离的两个相机 通道的数码相机设备。第一相M道具有传感器和以第一轴为中心的第一 视场。第二相机通道具有传感器和以第二轴为中心并与第一视场在空间上 偏移的第二视场。视场之间的偏移导致物体在第一视场中的位置不同于物 体在第二阮场中的位置。
图U5R是由第一相Mil^见看到的、撞击第一相机通道中的传感器 的物体的图像的表示。该传感器具有多个以圓圏示意示出的传感器元件。
图115P是由第二相机通ii)f见看到的、撞击第二相机通道中的传感器 的物体的图4象的表示。该传感器具有多个以圆圏示意示出的传感器元件。
图115Q示出由第 一相机通ilJf见看到的图像与由第二相机通it^见看到 的图4象的叠加。在该实施例中，视差在x方向上。图115R示出在消除了该视差的情况下由第一相^Jfii^见看到的图像 与由第二相MitX!^到的图像的叠加。
测距
在一些实施例中，希望能够估算与视场内物体之间的距离。该能力有 时称为"测距"。
一种用于估算与物体之间的距离的方法是采用视差。
图116示出按照本发明另一实施例的可以在估算与物体或其部分之间 的遂巨离时采用的:^作的流^呈图。
该系统接M示所需要的视差量和/或一个或多个移动的信号。
该系统识别一个或多个移动以提供或帮助提供所需要的视差量。
该系统启动该一个或多个移动中的一个、 一些或全部。
从每个相^it道捕捉图像，以在估算与物体(或其部分)之间的距离 时使用该图像。例如，如果在进行估算时使用两个相机通道，则从第一相 M道捕捉图像并且从第二相M道捕捉图像。
在一些实施例中，该系统接^示物体在图像中的位置的一个或多个 信号，或者确定物体在每个图像中的位置。例如，如果在估算与物体之间 的距离时使用两个相M道，则该系统可以接il^示物体在来自第一相机 通道的图像中的位置和物体在来自第二相机通道的图像中的位置的一个 或多个信号。在另一些实施例中，该系统确定物体在每个图像中的位置， 例如物体在来自第一相机通道的图像中的位置和物体在来自第二相机通 道的图像中的位置。
该系统产生表示图像中位置之差的信号。例如，如果釆用两个相M 道，则该系统产生表示物体在来自第 一相机通道的图像中的位置和物体在 来自第二相机通道的图像中的位置之差的信号。
该系统至少部分地基于以下几点来估算与物体(或其部分)之间的距 离(1)表示物体在来自第一相机通道的图像中的位置和物体在来自第二 相机通道的图像中的位置之差的信号，(2 )表示第一相机通道和第二相机 通道的相对定位的信号，(3)表示(a)物体在来自第一相机通道的图像 中的位置和物体在来自第二相机通道的图像中的位置之差、(b )第一相机通道和第二相机通道的相对定位、以及(C)与物体之间的距离之间的关 联的数据。
图117是示出测距器的一个实施例的一部分的框图。在该实施例中， 测距器包括求差器和估算器。求差器具有接^示物体在第一图像中的位 置和物体在第二图^象中的位置的一个或多个信号的一个或多个输入。求差 器还包括提供差信号Difference的一个或多个输出。该差信号Difference 表示物体在第 一 图像中的位置和物体在第二图像中的位置之差。
该差信号被提供给估算器，估算器还接收表示提供第一图像的相机通 道和提供第二图像的相机通道之间的相对定位的信号。响应该信号，估算 器提供表示对与物体(或其部分)之间距离的估算的输出信号estimate。
为了完成此，估算器包括表示(a)物体在第一图像中的位置和物体 在第二图像中的位置之差、(b)产生第一图像的相M道和产生第二图像 的相M道的相对定位、以及(c)与物体之间的距离之间的关系的数据。
该数据可以采取任何形式，包括但不限于输入(例如(a)物体在第 一图像中的位置和物体在第二图像中的位置之差，和(b)产生第一图像 的相机通道和产生第二图像的相机通道的相对定位)和输出(对与物体之 间距离的估算)之间的关系的映射。
该映射可以具有本领域技术人员公知的各种形式，包括但不限于公式 和/或查找表。该映射可以以硬件、软件、固件或它们的任何组合来实施。
该映射优选地通过将物体放置在离数码相机设备已知距离处、用两个 或更多具有已知相对定位的相M道捕捉两个或更多图像、并确定物体在 来自笫 一相机通道的图像中的位置和物体在来自第二相机通道的图像中 的位置之差来产生。
可以重复上述过程以便覆盖离物体已知距离和相机通道的相对定位 的不同组合。覆盖整个感兴趣范围(例如已知距离和相对定位)可能是有 利的，但是，如下所述，通常不必要覆盖每个可想到的组合。离物体已知 距离、相机通道的相对定位、以及物体在来自第一相机通道的图像中的位 置和物体在来自第二相机通道的图像中的位置之差的每种组合都代表整 体输入输出关系中的 一个数据点。
所述数据点可用于创建为输入量值的多种组合中的每一种提供相关 联的输出的查找表。或者代替查找表，数据点可以被输入到统计包以产生用于基于输入计算输出的公式。该公式通常可以为感兴趣的传感器输入范 围中的任何输入组合(包括不为其产生数据点的组合)提*适的输出。
查找表实施例可以采用插值来为不在查找表中的任何输入组合确定 合适的输出。
求差器可以是适于提供表示物体在第一图像中的位置和物体在第二 图像中的位置之差的一个或多个差信号的任何类型的求差器。例如在该实 施例中，求差器包括绝对值减法器，其产生等于物体在第一图4象中的位置 和物体在第二图像中的位置之差的绝对值的差信号。在另 一些实施例中， 求差器可以是比率计量类型的求差器，其产生表示物体在第 一 图像中的位 置和物体在第二图像中的位置之差的比率计量差信号。
表示相机通道的相对位置的信号可以具有任何形式。例如，该信号可
以采取直接表示相fei道之间位置差的单个信号的形式。该信号也可以采 取多个信号的形式，该多个信号例如两个或更多分别表示相应的 一个相机 通道的位置的信号，使得该多个信号间接表示相机通道的相对位置。
尽管测距器的位置被示出在估算器之前具有求差器，但测距器不限于 此。例如，求差器可以体现在估算器内和/或差信号可以以某种其它方式提 供或产生。在一些实施例中，估算器可以响应于绝对量值而不是差信号。
此外，虽然所公开的实施例包括3个输入和一个输出，但测距器不限 于此。可以采用具有任何数量的输入和输出的测距器。
测距还可以仅使用一个相机通道来执行。例如，相M道之一可iiL提 供有物体的第一视图，且图像可被捕捉。此后， 一个或多个移动可被施加 到该相机通道的 一个或多个部分以便向该相机通道提供物体的第二视图 (第二视图不同于第一视图)。这样的移动可以由定位系统提供。第二图 像可以用物体的第二现图来捕捉。此后，第一和第二图像可以由测距器使 用上述操作来处理，以产生与物体(或其部分)之间距离的估计。
图118是测距器的定位器部分的框图。
3D成像
参照图119A-119D，在一些实施例中，希望能够产生用于提供一个 或多个3D效果的图像，有时称为"3D成像"。一种类型的3D成像称为立⑩觉。立^觉至少部分地基于提供物 体的两个视图(例如一个提供给右眼、 一个提供给左眼)的能力。在一些 实施例中，这些视图被组合成单个立体图像。例如在一个实施例中，用于 右眼的视图可以是蓝色的，而用于左眼的视图可以是红色的，在这种情况 下，戴着合适眼镜(例如左眼前M色镜片，右眼前是红色镜片)的人将 在合适的眼睛中看见合适的视图(即右眼中是右视图，而左眼中是左视 图)。在另一实施例中，用于右眼的视图可以在第一方向上偏振，而用于 左眼的视图可以在不同于第一方向的第二方向上偏振，在这种情况下，戴 着合适眼镜(例如左眼前是在第一方向上偏振的镜片，右眼前是在第二方 向上偏振的镜片)的人将在合适的眼睛中看见合适的视图(即右眼中M 视图，而左眼中是左视图)。
参照图120,另一类型的3D成<絲为3D图形，其至少部分地基于向 图像提供深度外观的能力。
理想的是，在产生用于提供3D效果的图像时采用视差。
增加视差量可以有助于改善3D成像的一个或多个特性。
图121A- 121B示出按照本发明的另一实施例可以在提供3D成像时 采用的操作的流程图。
该系统接^示所需要的视差量和/或一个或多个移动的信号。
该系统识别一个或多个移动以提供或帮助提供所需要的视差量。
该系统启动所识别的一个或多个移动中的一个、 一些或全部。
该系统产生一个或多个具有所需3D效果的图4象。
从每个相M道捕捉图像以在3D成像时使用。例如，如^3D成 像时使用两个相机通道，则从第一相M道捕捉图像并且从第二相机通道 捕捉图像。
该系统确定是否需要立^^L觉或是否需要3D图形。如果需要立g 觉，则从第 一相机通道捕捉的图像和从第二相机通道捕捉的图^Jp被提供 给格式器，格式器产生两个图像， 一个适用于提供给一只眼睛而另一个适 用于提供给另一只眼睛。例如在一个实施例中，例如，用于右眼的视图可 以是蓝色的，而用于左眼的视图可以是红色的，在这种情况下，戴着合适 目艮镜的人将在合适的眼睛中看见合适的视图(即右眼中;lL^视图，而左眼中是左视图)。在另一实施例中，用于右眼的视图可以在笫一方向上偏振， 而用于左眼的视图可以在不同于第一方向的第二方向上偏振，在这种情况 下，戴着合适眼镜的人将在合适的眼睛中看见合适的视图(即右眼中a 视图，而左眼中是左视图)。
这两个图像可以组合为单个立体图像。
如果需要3D图形而不是立体视觉，则该系统采用 一个或多个特征化 准则来特征化图像。例如在一个实施例中，特征化准则包括识别该图像中 的一个或多个特征(例如边缘)并估算与这些特征的一个或多个部分之间 的距离。可以采用如上所述的测距器来估算与特征或其部分之间的距离。 该系统至少部分基于(1)该特征化数据和(2) 3D再现准则来产生至少 部分具有深度外观的3D图形图像。
该特征化准则和3D图形标准可以是预定的、自适应确定的或它们的 组合。
应当理解3D成《lii可以仅使用一个相机通道来执行。例如，相M 道之一可被提供有物体的第一视图，且图像可被捕捉。此后， 一个或多个 移动可被施加到该相机通道的一个或多个部分以便向该相机通道提供物 体的第二视图(第二视图不同于第一视图)。这样的移动可以由定位系统 提供。第二图像可以用物体的第4图来捕捉。此后，第一和第二图像可 以由测距器使用上述操作来处理，以产生与物体(或其部分)之间距离的估计。
图123是用于产生具有3D效果的图像的 一个实施例的框图表示。 图124是用于产生具有3D效果的图像的一个实施例的框图表示。
图像辨别
图125示出按照本发明另 一实施例的可以在提供图像辨别时采用的操 作的流程图。
图126A - 126B示出按照本发明另 一实施例的可以在提供图像辨别时 采用的^Mt的流程图。
某些其它应用在一些实施例中，图像传感器的数量、尺寸和/或类型可以基于应用要
求来选择。下面描述3个例子来说明如何影响相机元件，且如果需要还影 响特征/工作优化。应当理解任何上述实施例或其部分都可以在实施任何下 面的例子时采用。
#1):同时成像超光谱数码相机
超光镨成像器采用多达100个离散色带中的数据。这可以通过电调谐 或^选择的窄带滤波器来完成。该可调谐或可选择滤波器方法的一个问 恥l图像中的色带是按时间顺序选择的。需要花费很多数据帧来采集具有 3D像素标识符x、 y和颜色的完整超光镨图像(称为数据体)。在很多系 统应用中，需要在一个数据帧中同时获取整个超光镨数据体。
所公开的多种光学/成像器方法可用于利用每个传感器光学路径中单 独的颜色窄带通滤波器来同时获取所有色带。 一个例子是布置成例如8x8 或1x64或其它传感器布置的64个单独的传感器(定制光学组件、任选的 MEMs ^抖动机构和优化的单色或多色图像传感器)。这将给出64个单 独色带的超光谱能力。每个传感器在图像传感器中具有某合适数量的像素 来覆盖所需要的视场(例如:成像器阵列上的256x256个像素被设置有3pm 像素间距)。
每个图像传感器可以具有不同的像素间距和/或阵列尺寸，其中针对入 射颜色或色带而优化成像器集成电路(IC)。如果每个传感器的帧速率是 每秒60帧，则可以在一个帧时间(16.67亳秒)中获取64个单独色带中 的数据。对于很多超光谱成像应用来说，此能力或类似能力都是期望的。
#2):物体(威胁)检测和识别多颜色主动/被动数码相机
一些相机系统需要从宽视场(WFOV )获Wt据以检测感兴趣的物体， 然后利用多颜色成像能力和较高空间分辨率能力在窄视场(NFOV)中将
该物体快速加边;恒，以识别该物体。
WFOV传感器例如可以具有像素间距为20微米的128x128阵列尺寸， 以确定感兴趣的物体在WFOV中的一个或多个4象素内。128x128阵列中 的像素和光学器件可以是能胜任高灵敏度的宽带可见的。
整个数码相机(具有WFOV图像传感器和多个NFOV图像传感器) 可以由万向接头机构来瞄准。来自WFOV图像传感器的数据可以调整该 万向接头瞄准方向，使得所检测的物体在所有FOV的中心。分辨率高于WFOV图像传感器的NFOV图像传感器可以对物体进行 成4象和识别。WFOV图像传感器可以持续对WFOV成像以便检测其它感 兴趣的物体。
可以有多个NFOV图像传感器。可以通过像素尺寸、(在x和y方向 上的)像素数量以及光学器件的焦距来选择NFOV。例如，相机可以包含 6个NFOV图像传感器。NFOV可以成像的区是WFOV图傳_传感器的 1/100。如果WFOV和NFOV光学器件的焦多E^目同，则例如《象素间距为 2.0fim的128x128图像阵列会提供期望的NFOV。
6个NFOV图像传感器可以互不相同。 一个例子是针对紫外的(UV )、 蓝色的、绿色的、宽带可见的、880nm连续激光照明和880nm脉冲式激 光照明而优化的图像传感器。这6个传感器可以针对像素尺寸和阵列尺寸 来优化以匹配NFOV。通常，像素间距对于较长的波长将增大，以匹配光 学模糊圆。脉冲式880nm激光阵列可以在每个像素内具有特殊电路以测量 被物体反射的激光脉冲的幅度和到达时间；该能力称为LADAR,提供与 物体之间的距离、及^射信号幅度和在某些情况下物体形状的3D信息。
可以在单个集成电路上处理WFOV图像传感器和其它6个NFOV图 像传感器。可以为了最小化集成电路面积或其它考虑而选择这些图像传感 器在集成电路上的位置。每个传感器针对其所需操作而被优化。每个传感 器上方的光学堆提供所需颜色透射和其它所需光学特征。如果需要，光学 堆或其部分可以通过MEMs机^MM^IiM^地抖动，以实现更高的空间 分辨率或提供其它功能(如图H^l定或图像聚焦)。
NFOV图像传感器可以利用减小的FOV (可能是8x较快帧速率下的 32x32个像素)来进行开窗读出。来自NFOV传感器的数据可用于瞄准万 向接头以将感兴趣的物体保持在减小的FOV的中心。
#3:大动态范围彩色数码相机
数码相机可以具有限制特定系统的动态范围的最大光信号存储能力。 光信号电荷存储在像素区域内的电容器上。电荷处理能力受到集成电路中 的最大电压摆动和^象素内的存储电容的限制。集成的光电荷的量与图4象传 感器从场景中采集和集成信号的时间直接相关。这公知为整合时间。对于 弱信号而言需要长的整合时间，因为更多的光电荷整合在^象素内，且数码相机的信噪比得以改善。
一旦达到最大电荷容量，传感器就不再能分辨图像变亮了多少。这由 于为整个视场设置单个参^时间而产生了成像难题。数码相机的整合时间 可以设置为对低亮度水平成像并且使亮信号饱和或者对高亮度水平成像 并且不检测低亮度水平(因为来自低亮度水平的整合光电荷低于传感器的 信噪比)。
在单个IC上使用全都同时观察同一视场、并且每一个都具有不同整
合时间的多个光学器件和图像传感器，解决了上述动态范围问题。该数码
相机可以例如具有一个3x3图像传感器组件，可能是每种颜色(R、 G、 B) 3个并且每种颜色的蒼^时间可以不同，例如每种颜色可以具有3个不同 的值(可能是O.l、 1和10毫秒)。来自每种颜色的相机的数据可以被数字 组合，以在一个数码相机数据帧内提供大得多的动态范围。虽然难以在不 压缩的情况下显示此宽动态范围的成《象，但原始的lt码相机数据可以由场 景的数字信号处理使用。该数字数据还可以被存储和显示，以按照需要展 示低亮度或高亮度特性。
光学堆还可以包含数码相机功能和/或性能所需要的其它光学特征。这 可以是诸如可电调谐的滤光器、偏振器、波前编码、空间滤光器(掩模) 和其它还未预期的特征。 一些新特征(除了透镜之外)可以电工作(如可 调谐滤光器)或利用MEMs机制ij^L械移动。
图像传感器和光学堆的制造在单个晶片上进行、在独立的晶片(可能 多达两个晶片 一个用于IC， 一个用于光学器件)上装配，并以晶片级接 合在一起。还可以采用拾取和放置方法和设备以将光学组件附装到晶片 IC，或者可以单独组装图像传感器管芯或其它组件。
在采用MEMS的实施例中，光学堆、MEMs和图像传感器的制造可 以在单个晶片上进行、在独立的晶片(可能多达3个晶片 一个用于IC， 一个用于MEMs， 一个用于光学堆)上装配，并以晶片级M在一起。还 可以采用拾取和放置方法和设备以将光学组件和MEMs附装到晶片IC, 或者可以单独组装图像传感器管芯或其它组件(MEMs和光学堆)。
还应当理解，尽管示出数码相机设备210用于数码相机200中，但本 发明不限于此。实际上，数码相机设备和/或可以用于其中的任何方法和/ 或设备可以单独使用或在任何类型的装置中使用，该装置包括例如但不限 于照相机和摄H^、蜂窝电话、其它个人通信设备、监视设备、汽车应用、计算机、制造和检查设备、玩具以及各种各样的其它的和持续扩展的应用。
此外，可以采用数码相机设备和/或所釆用的任何方法和/或i殳备的其它装 置可以包括或不包括图2所示的外壳、电路板、外围用户接口、电源、电 子图傳存储介质和孔径(例如，电路板可以不是只有相机功能才有的，如 在蜂窝电话中，数码相机子系统是现有电路板的附件。)，而且可以采用或 不采用M图2中示出的方法和/或装置。
数码相机可以是独立的产品，或可以被^X其它装置，如蜂窝电话、 计算机、或者目前可得到的或可以在未来产生的无数其它成像平台，如由 于>^发明而变得可行的那些成〗象平台。
本发明一个或多个方面的一个或多个实施例可以具有下面优点中的 一个或多个。按照本发明的装置可以在单个图4象传感器上具有多个独立的 阵列，每个阵列具有它自己的透镜。较小的多个阵列的简单几何结构允许 较小的透镜(直径、厚度和焦距)，这允许减小数码相机的堆叠高度。
每个阵列可有利地针对一个可见和/或可检测光错带。尤其可以针对该
一个特定波长带的通路而对每个透镜调谐。由于每个透镜因此不需要使整 个光镨通过，所以元件的数量可以例如减少为一个或两个。
此外，由于每个透镜所针对的带宽，每个透镜可以在制造过程中针对 其相应带宽来被染色(例如将针对红色可见光镨带的阵列染成红色)。可 替换地，可以在每个透镜上施加单个滤色器。此过程省去了传统滤色器(各 个像素滤光器的片)，由此降低了成本、提高了信号强度并消除了像素减 少的障碍。
在一些实施例中， 一旦已组装了具有传感器阵列(以及可能组装的处 理器的一个或多个部分)的集成电路管芯，该组件就为密封装置的形式。 因此，这样的装置不需要"封装"，并因此如果需要则可以直接安装在电 路板上，这在一些实施例中节省了零件成本和/或制造成本。如上所述，本 发明的方法和设备不限于在数码相机系统中使用，而可以在任何类型的系 统、包括但不限于任何类型的信息系统中使用。
应当理解在此公开的特征可以以任何组合使用。
要注意，除非特别申明，诸如"包括(comprise)","具有"、"包括 (include)"的术语及其所有形式都视为不受限制的，从而不排除额外的 元素和/或特征。此外，除非申明，诸如"响应于，，和"基于，，的术语分别表示"至少响应于"和"至少基于"，从而不排除响应于和/或基于多于一 个的事物。
在此采用的识别、确定和产生包括分别以任何方式识别、确定和产生， 包括但不限于计算、访问所存储的数据和/或映射(例如在查找表中)和/ 或它们的组合。
尽管已示出和描述了各个实施例，但本领域的技术人员应当理解，本 发明不限于这些只通过举例提供的实施例，而且在不脱离本发明的范围的 情况下可以进行各种改变和修正。
权利要求
1. 一种数码相机，包括多个光电检测器阵列，包括第一光电检测器阵列，用以对光强度采样；以及第二光电检测器阵列，用以对光强度采样；与所述第一和第二光电检测器阵列耦合的信号处理电路，用以利用(i)表示由所述第一光电检测器阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由所述第二光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生合成图像；以及其中所述第一光电检测器阵列、所述第二光电检测器阵列和所述信号处理电路集成在同一半导体衬底上或同一半导体衬底中。
2. 根据权利要求1所述的数码相机，其中 所述第一光电检测器阵列对第一波长光的强度采样；以及 所述第二光电检测器阵列对第二波长光的强度采样。
3. 根据权利要求2所述的数码相机，还包括用以对第三波长光的强 度采样的第三光电检测器阵列，且其中所述信号处理电路与所述第三光电 检测器阵列耦合，并利用(i)表示由所述第一光电检测器阵列采样的光 强度的数据，(ii)表示由所述第二光电检测器阵列采样的光强度的数据， 和(ii)表示由所述第三光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生合成 图像。
4. 根据权利要求3所述的数码相机，其中所述第一、第二和笫三光 电检测器阵列相对排列成三角形配置。
5. 根据权利要求4所述的数码相机，其中所述笫一光电检测器阵列、 所述第二光电检测器阵列、所述第三光电检测器阵列和所述信号处理电路 集成在同一半导体衬底上。
6. 根据权利要求5所述的数码相机，其中所述第一波长与第一颜色 相关联，所述第二波长与第二颜色相关联，且所述第三波长与第三颜色相 关联。
7. 根据权利要求3所述的数码相机，其中所述第 一光电检测器阵列对所述第 一 波长光的强度釆样长达第 一整合时间；所述第二光电检测器阵列对所述第二波长光的强度采样长达第二整 合时间；所述第三光电检测器阵列对所述第三波长光的强度采样长达第三整 合时间。
8. 根据权利要求3所述的数码相机，其中所述第一、第二和第三光 电检测器阵列相对排列成等腰、钝角、锐角或直角三角形配置。
9. 根据权利要求2所述的数码相机，其中所述第一波长与第一颜色 相关联，且所述第二波长与第二颜色相关联。
10. 根据权利要求1所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列对光强度采样长达第一整合时间；并且 所述第二光电检测器阵列对光强度采样长达第二整合时间。
11. 根据权利要求1所述的数码相机，其中所述第一阵列的每个光电检测器包括半导体部分，在该半导体部分对 光强度进行采样；并且所述第二阵列的每个光电检测器包括半导体部分，在该半导体部分对 光强度进行采样；且其中所述第一阵列的每个光电检测器的半导体部分与 所述第二阵列的每个光电检测器的半导体部分位于相对于每个光电检测 器的表面的不同深度处。
12. 根据权利要求1所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列 和所述第二光电检测器阵列设置在同一图像平面上。
13. 根据权利要求1所述的数码相机，还包括设置在所述第一光电检 测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的第 一透镜以及设置在所 述第二光电检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的第二透镜。
14. 根据权利要求13所述的数码相机，还包括设置在所述第一光电 检测器阵列的光学路径中的基本上均匀的滤色器片。
15. 根据权利要求1所述的数码相机，还包括设置在所述第一光电检 测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的第一有色透镜。
16. 根据权利要求1所述的数码相机，还包括设置在所述第一光电检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的第一透镜，其中 所述第一透镜使第一波长光通过并滤除第二波长光； 所述第一光电检测器阵列对第一波长光的强度采样；并且 所述第二光电检测器阵列对第二波长光的强度采样。
17. 根据权利要求1所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列对第一波长光的强度和第二波长光的强度 采样；所述第二光电检测器阵列对第三波长光的强度采样；并且所述第 一波长与第 一颜色相关联，所述第二波长与第二颜色相关联， 且所述第三波长与第三颜色相关联。
18. 根据权利要求17所述的数码相机，其中所述第一阵列的每个光电检测器包括第一半导体部分，在该第一半 导体部分对所述第一波长光的强度进行采样；以及第二半导体部分，在该 第二半导体部分对所述第二波长光的强度进行采样；所述第二阵列的每个光电检测器包括半导体部分，在该半导体部分对 所述第三波长光的强度进行采样；并且所述第一阵列的每个光电检测器的所述第一和第二半导体部分与所 述第二阵列的每个光电检测器的半导体部分位于相对于彼此和相对于每个光电检测器的表面的不同深度处。
19. 根据权利要求17所述的数码相机，还包括设置在所述第一光电 检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的第一透镜以及设置在 所述第二光电检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的第二透 镜，其中所述第一透镜使所述笫一和第二波长光通过并滤除所述第三波长 光。
20. 根据权利要求17所述的数码相机，还包括设置在所述第一光电 检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的滤光器，其中该滤光器 使所述第 一和第二波长光通过并滤除所述第三波长光。
21. 根据权利要求17所述的数码相机，其中所述第 一光电检测器阵列对所述第 一波长光的强度采样长达第 一整合时间；所述第一光电检测器阵列对所述第二波长光的强度采样长达第二整 合时间；并且所述第二光电检测器阵列对所述第三波长光的强度采样长达第三整 合时间。
22. 根据权利要求1所述的数码相机，其中所述信号处理电路利用表示由所述第一光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生第 一图像，并且利用表示由所述第二光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生笫 二图像。
23. 根据权利要求22所述的数码相机，其中所述信号处理电路利用 所述第 一 图像和所述第二图像来产生所述合成图像。
24. 根据权利要求1所述的数码相机，还包括存储器，用以存储(i) 表示由所述第一光电检测器阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由所 述第二光电检测器阵列采样的光强度的数据。
25. 根据权利要求24所述的数码相机，其中所述存储器、所述第一光电检测器阵列、所述第二光电检测器阵列和所述信号处理电路集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
26. 根据权利要求25所述的数码相机，还包括用以向所述信号处理 电路、所述第一光电检测器阵列和/或所述第二光电检测器阵列提供时序 和控制信息的时序和控制逻辑单元。
27. 根据权利要求24所述的数码相机，还包括用以输出表示所述合 成图像的数据的通信电路。
28. 根据权利要求27所述的数码相机，其中所述通信电路包括有线、 无线或光通信电路中的至少一种。
29. 根据权利要求24所述的数码相机，其中所述通信电路、所述存 储器、所述第一光电检测器阵列、所述第二光电检测器阵列和所述信号处 理电路集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
30. 根据权利要求1所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列 包括第一表面区域，且所述第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其中所述第一表面区域不同于所述第二表面区域。
31. 根据权利要求30所述的数码相机，其中所述第一阵列的光电检 测器包括第 一有效表面区域，且所述第二阵列的光电检测器包括第二有效 表面区域，其中所述第一有效表面区域不同于所述第二有效表面区域。
32. 根据权利要求1所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列 包括第一表面区域，且所述第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其中 所迷第一表面区域与所述第二表面区域基本上相同。
33. 根据权利要求32所述的数码相机，其中所述第一阵列的光电检 测器包括第 一有效表面区域，且所述第二阵列的光电检测器包括第二有效 表面区域，其中所述第一有效表面区域不同于所述第二有效表面区域。
34. —种数码相才几，包括 多个光电检测器阵列，包括第一光电检测器阵列，用以对第一波长光的强度采样，以及第二光电检测器阵列，用以对第二波长光的强度采样；设置在所述第一光电检测器阵列的光学路径中的第一透镜，其中所迷 第一透镜包括对所述第一波长光的预定光学响应；设置在所述第二光电检测器阵列的光学路径中的第二透镜，其中所述 第二透镜包括对所述第二波长光的预定光学响应；与所述第一和第二光电检测器阵列耦合的信号处理电路，用以利用 (i)表示由所述第一光电检测器阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示 由所述第二光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生合成图像；并且其中所述第 一光电检测器阵列、所述第二光电检测器阵列和所述信号 处理电路集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
35. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述第 一透镜使所述第 一波长光传递到所述第 一阵列的光电检测器 的图像平面上；并且所述第二透镜使所述第二波长光传递到所述第二阵列的光电检测器 的图像平面上。
36. 根据权利要求35所述的数码相机，其中所述第一透镜滤除所述第二波长光；并且 所述第二透镜滤除所述第一波长光。
37. 根据权利要求34所述的数码相机，还包括用以对第三波长光的强度采样的笫三光电检测器阵列；设置在所述第三光电检测器阵列的光学路径中的第三透镜，其中所述 第三透镜包括对所述第三波长光的预定光学响应；并且其中所述信号处理电路与所述第三光电检测器阵列耦合，并利用(i) 表示由所述第一光电检测器阵列采样的光强度的数据，(ii)表示由所述第 二光电检测器阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由所述第三光电检 测器阵列采样的光强度的数据来产生合成图像。
38. 根据权利要求37所述的数码相机，其中 所述第 一透镜滤除所述第二和第三波长光， 所述第二透镜滤除所述第一和第三波长光，并且 所述第三透镜滤除所述第一和笫二波长光。
39. 根据权利要求37所述的数码相机，其中所述第一、第二和第三 光电检测器阵列相对排列成三角形配置。
40. 根据权利要求39所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵 列、所述笫二光电检测器阵列、所述第三光电检测器阵列和所述信号处理 电路集成在同一半导体衬底上。
41，根据权利要求40所述的数码相机，其中所述第一波长与第一颜 色相关联，所述第二波长与第二颜色相关联，且所述第三波长与第三颜色 相关联。
42.根据权利要求37所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列对所述第一波长光的强度采样长达第一整 合时间；所述第二光电检测器阵列对所述第二波长光的强度采样长达第二整 合时间；并且所述第三光电检测器阵列对所述第三波长光的强度采样长达第三整 合时间。
43. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述第一波长与第一颜 色相关联，且所述第二波长与第二颜色相关联。
44. 根据权利要求43所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列对光强度采样长达笫一整合时间；并且 所述第二光电检测器阵列对光强度采样长达第二整合时间。
45. 根据权利要求34所述的数码相机，还包括外壳，其中所述第一 和第二透镜、第一和第二光电检测器阵列以及所述信号处理电路附装到该 外壳，且其中所述第 一和第二透镜相对于相关联的光电检测器阵列可独立 地定位。
46. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列对所述第一波长光的强度和第三波长光的 强度采样；所述第二光电检测器阵列对第二波长光的强度采样；所述第 一波长与第 一颜色相关联，所述第二波长与第二颜色相关联， 且所述第三波长与第三颜色相关联。
47. 根据权利要求46所述的数码相机，其中所述第一阵列的每个光电检测器包括第一半导体部分，在该第一半 导体部分对所述第一波长光的强度进行釆样；以及第二半导体部分，在该 第二半导体部分对所述第三波长光的强度进行采样；所述第二阵列的每个光电检测器包括半导体部分，在该半导体部分对所述第二波长光的强度进行采样；并且所述第一阵列的每个光电检测器的第一和第二半导体部分与所述第
48. 根据权利要求46所述的数码相机，其中所述第一透镜使所述第 一和第三波长光通过并滤除第二波长光。
49. 根据权利要求46所述的数码相机，还包括设置在所述第一光电 检测器阵列的光学路径中并与该光学路径相关联的滤光器，其中该滤光器 使所述第一和第三波长光通过并滤除所述第二波长光。
50. 根据权利要求46所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵列对所述第一波长光的强度采样长达第一整 合时间；所述第二光电检测器阵列对所述第三波长光的强度采样长达第二整 合时间；并且所述第一光电检测器阵列对所述第三波长光的强度采样长达第三整 合时间。
51. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述信号处理电路利用表示由所述第一光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生第 一图像，并且利用表示由所述第二光电检测器阵列釆样的光强度的数据来产生第 二图像。
52. 根据权利要求51所述的数码相机，其中所述信号处理电路利用 所述第 一 图像和所述第二图像来产生所述合成图像。
53. 根据权利要求34所述的数码相机，还包括存储器，用以存储(i) 表示由所述第一光电检测器阵列釆样的光强度的数据，和(ii)表示由所 述第二光电检测器阵列采样的光强度的数据。
54. 根据权利要求53所述的数码相机，其中所述存储器、所述第一光电检测器阵列、所述第二光电检测器阵列和所述信号处理电路集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
55. 根据权利要求53所述的数码相机，还包括用以输出表示所述合 成图像的数据的通信电路。
56. 根据权利要求55所述的数码相机，其中所述通信电路包括无线、 有线或光通信电路中的至少一种。
57. 根据权利要求53所述的数码相机，其中所述通信电路、所述存 储器、所述第一光电检测器阵列、所述第二光电检测器阵列和所述信号处 理电路集成在同 一半导体衬底上或同 一半导体衬底中。
58. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述信号处理电路包括 第一信号处理电路和第二信号处理电路，其中所述第一信号处理电路与所 述第一光电检测器阵列耦合并且相关联，且第二信号处理电路与所述第二光电检测器阵列耦合并且相关联。
59. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述信号处理电路包括第一模拟信号逻辑单元和第二模拟信号逻辑单元，其中所述第一模拟信号 逻辑单元与所述第一光电检测器阵列耦合并且相关联，且第二模拟信号逻 辑单元与所述第二光电检测器阵列耦合并且相关联。
60. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述信号处理电路包括 第一黑色电平逻辑单元和第二黑色电平逻辑单元，其中所述第一黑色电平 逻辑单元与所述第一光电检测器阵列耦合并且相关联，且第二黑色电平逻 辑单元与所述第二光电检测器阵列耦合并且相关联。
61. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述信号处理电路包括 第一曝光控制电路和第二曝光控制电路，其中所述第 一曝光控制电路与所 述第一光电检测器阵列耦合并且相关联，且第二曝光控制电路与所述第二 光电检测器阵列耦合并且相关联。
62. 根据权利要求34所述的数码相机，还包括框架，其中所述第一 和第二光电检测器阵列、所述信号处理电路以及所述第一和第二透镜固定 到该框架上。
63. 根据权利要求34所述的数码相机，还包括用以向所述信号处理 电路、所述第一光电检测器阵列和/或所述第二光电检测器阵列提供时序 和控制信息的时序和控制逻辑单元。
64. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵 列包括第一表面区域，且所述第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其 中所述第一表面区域不同于所述第二表面区域。
65. 根据权利要求64所述的数码相机，其中所述第一阵列的光电检 测器包括第 一有效表面区域，且所述第二阵列的光电检测器包括第二有效 表面区域，其中所述第一有效表面区域不同于所述第二有效表面区域。
66. 根据权利要求34所述的数码相机，其中所述第一光电检测器阵 列包括第一表面区域，且所述第二光电检测器阵列包括第二表面区域，其 中所述第 一表面区域与所述第二表面区域基本上相同。
67. 根据权利要求66所述的数码相机，其中所述第一阵列的光电检 测器包括第 一有效表面区域，且所述第二阵列的光电检测器包括第二有效 表面区域，其中所述第 一有效表面区域不同于所述第二有效表面区域。
全文摘要
在此描述了很多发明。在一个方面，公开了一种包括多个光电检测器阵列的数码相机，所述光电检测器阵列包括用以对第一波长光的强度采样的第一光电检测器阵列以及用以对第二波长光的强度采样的第二光电检测器阵列。该数码相机还可以包括设置在所述第一光电检测器阵列的光学路径中的第一透镜，其中所述第一透镜包括对所述第一波长光的预定光学响应；以及设置在所述第二光电检测器阵列的光学路径中的第二透镜，其中所述第二透镜包括对所述第二波长光的预定光学响应。此外，该数码相机可以包括与所述第一和第二光电检测器阵列耦合的信号处理电路，用以利用(i)表示由所述第一光电检测器阵列采样的光强度的数据，和(ii)表示由所述第二光电检测器阵列采样的光强度的数据来产生合成图像；其中所述第一光电检测器阵列、所述第二光电检测器阵列和所述信号处理电路集成在同一半导体衬底上或同一半导体衬底中。
文档编号H01L27/00GK101427372SQ200580032374
公开日2009年5月6日 申请日期2005年8月25日 优先权日2004年8月25日
发明者博登·默勒, 奥利韦拉·维托米罗夫, 孙风清, 杰弗里·A·布拉迪, 理查德·扬·奥尔森, 詹姆斯·盖茨, 费里·古纳万, 达里尔·L·萨托, 雷姆济·奥滕 申请人:美商新美景股份有限公司