曲面状センサーカメラを有する移動通信装置、移動型光学部を有する曲面状センサーカメラ、及びシリコン繊維で製作される曲面状センサー
【課題】曲面状センサーを使用するカメラが含まれる移動通信装置に対する方法と装置とを提供する。
【解決手段】曲面状センサー１２が内蔵されたカメラと移動通信装置を結合する方法及び装置は、平面センサーを含む従来の電話機カメラに比べて高い画質の写真を提供する。また、高画質の写真を、大きく高いレンズなしも得ることができる。大きな光取得容量により、周囲照明を強化するためのフラッシュ照明の必要性を減少するか、または除去することができる、バッテリー使用時間が長くなる。曲面状センサーを利用するカメラと移動通信装置を結合することによって、写真専用携帯型カメラの必要性がない。
【解決手段】曲面状センサー１２が内蔵されたカメラと移動通信装置を結合する方法及び装置は、平面センサーを含む従来の電話機カメラに比べて高い画質の写真を提供する。また、高画質の写真を、大きく高いレンズなしも得ることができる。大きな光取得容量により、周囲照明を強化するためのフラッシュ照明の必要性を減少するか、または除去することができる、バッテリー使用時間が長くなる。曲面状センサーを利用するカメラと移動通信装置を結合することによって、写真専用携帯型カメラの必要性がない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施例は、曲面状センサーを含むカメラを結合した通信装置に関する。この装置により、従来の携帯電話（セルホン）カメラで得ることができるものよりさらに高い画質の写真を得ることができ、別途のポケット用カメラを携帯する必要がない。本発明の他の実施例は、平面または曲面状センサーと、映像を生成するために意図的に光学部（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｉｎ）を移動させる要素を含むカメラ組合に関する。本発明のさらに他の実施例は、シリコン繊維で製作される凹形の曲面状センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
＜Ｉ．簡略なカメラの歴史＞
［３つの基本カメラ類型の進化］
最初の”箱”及び”じゃばら”から進化したカメラは、２０世紀後半に現在の３つの基本形態に進化して来た。 距離計連動（ｒａｎｇｅｆｉｎｄｅｒ）カメラが最初に登場し、次に 一眼反射式、すなわちＳＬＲ（ｓｉｎｇｌｅ ｌｅｎｓ ｒｅｆｌｅｘ）カメラが、最後にコンパクト型Ｐ＆Ｓ（ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｓｈｏｏｔ）カメラが出た。最近、大部分の携帯用カメラは、これら距離計連動式、ＳＬＲ式、Ｐ＆Ｓ式を採択している。
【０００３】
［単純な従来のカメラ］
図１は、筺体、対物レンズ、写真用フィルムまたは平面センサーを含む従来のカメラを単純化して示す。
【０００４】
しかし、平面フィルムまたはセンサーと単純なレンズは、いくつかの問題に直面している。フィルムやセンサーの映像領域の端部に到逹する光の経路が長くなり、その部分の光量が曇る。 光線がセンサー端部に長い経路を介して到逹するので、この部分の光量が弱くなることは勿論、”レインボー効果”、すなわち色収差がさらに激しくなる。
【０００５】
図２は、映像形成面が曲面となっている人間の目を単純化して示す。人間の目は、例えば、映像を形成するために角膜と１つのレンズだけが必要である。しかし、平均的に人間の１つの網膜には、２，５００万個の杆状細胞と６００万個の円錐細胞が入っている。最近の高級型カメラは、６〜２０個の部品で構成されるレンズを使用する。非常に珍しく且つ超高価のカメラだけが人間の目が有する杆状細胞と円錐細胞と同数のピクセルを有し、人工照明なしに日没後の映像を撮影することができるカメラは存在しない。
【０００６】
イーグルの網膜には、人の目が有する感覚細胞数の８倍が集まっている。イーグルの感覚細胞は、玉サイズの球体の上に配列されている。イーグルの目では、丸い感覚細胞により光学系が単純になる。現在存在する商用カメラのうちイーグルの目の中にある感覚細胞数の１／４に該当するピクセル数を有するカメラは存在しない。イーグルの目は、簡単なレンズと曲面型網膜よりなる。従来の最高級カメラは、精巧なコーティング、特殊材料、複雑な構成の多重レンズを使用するが、これらは、いずれも平面形センサーを補償するためのものである。イーグルは、どんなカメラよりも単純で、軽くて且つ小さい光学系を利用して、昼にも、 日光の下でも、または夕暮れ時にも事物を明確に見ることができる。
【０００７】
［距離計連動カメラ（ｒａｎｇｅｆｉｎｄｅｒ ｃａｍｅｒａ）］
距離計連動カメラは、初期の専門家向け３５ｍｍライカ（ＬＥＩＣＡＴＭ）カメラから、後で出た一般引用インスタマチック（ＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣＴＭ）フィルムカメラにまで幅広く分布している。（ＫＯＤＡＫＴＭのＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣＴＭカメラの大部分は、焦点機能がないため、事実上、距離計連動カメラではなかった。但し、”ＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣ型”モデルのうち少数の一部は、焦点機能があり、”撮影用”レンズ（ｔａｋｉｎｇ ｌｅｎｓ）から分離した別途の”ビューイング”レンズ（ｖｉｅｗｉｎｇ ｌｅｎｓ）を有していて、距離計連動に分類される。距離計連動カメラは、シャッターを機械的にまたはデジタル的に開いたり閉める時、フィルム（あるいは最近にはセンサー）に像を形成する”撮影用”レンズを有する。そしてユーザが被写体を眺めることができるようにする第２のレンズ（ビューイングレンズ）が使用される。撮影用レンズと連動して結像をするこのビューイングレンズを介してカメラの焦点を合わせることができるようになる。
【０００８】
撮影用レンズとビューイングレンズが異なり、被写体の遠近が異なるので、撮影用レンズで撮影した映像は、常時ビューイングレンズで眺めた映像と若干異なる。時差（視覚差）と呼ぶこの問題点は、大部分の状況では軽微であるが、近い距離では重要な問題になる。
【０００９】
被写体拡大のための長い望遠レンズは、距離計連動形式では実用的ではない。なぜなら、２つのレンズが必要であり、レンズが高価であり、カメラボディー内に位置するものより設置空間がさらに広くならなければならないからである。このため、長い望遠レンズが距離計連動カメラには存在しない。
【００１０】
一部の距離計連動カメラでは、ビューファインダーの中にフレームを表示するが、焦点を調節するとき、このフレームの境界が撮影用レンズの境界と一致するようにする。これは、ユーザが眺める場面を実際撮影される画像と一致させることである（但し、焦点が合う部分だけに対して一致する）。焦点が合わない背景と前景は、動くため、撮影された映像の当該部分とビューファインダーで眺めた部分は、依然として若干の差異を有する。
【００１１】
いくつかの距離計連動カメラでは、交換式または脱着式レンズを使用することがあるが、視覚差の問題は、依然としてず解決不可能な問題として残っていて、若干広いか、または少し長い望遠用アクセサリー水準を顕著に超過する距離計連動カメラを市販して成功したカメラ製造社はまだ存在しない。距離計連動レンズを付加する場合には、常に、これと類似のビューファインダーレンズが同伴しなければならない。それとも、ユーザが眺めた場面と撮影された写真が全然一致しない。これにより、レンズ費用が二倍に増加する。アクセサリーレンズに対する同一の限界を有する、距離計連動カメラで派生したものとして二眼反射式（ｔｗｉｎ ｌｅｎｓ ｒｅｆｌｅｘ）カメラがあるが、ＲＯＬＬＥＩ−ＷＥＲＫＥＴＭ社で製作したカメラを例に取ることができる。
【００１２】
［コンパクト型、またはＰ＆Ｓ（”ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｓｈｏｏｔ”）カメラ］
現在、一般ユーザに最も人気ある形式は、”Ｐ＆Ｓ”カメラである。このカメラは、初めにフィルムカメラとして登場したが、最近、ほぼすべてデジタルカメラである。大部分のこのカメラは、光学式ズームレンズを永久的に付着していて、光学系を交換することができない。ズームレンズは、一般的に、少しの広角から低倍率の望遠機能まで可能な４×の倍率を有する。ズーム機能時の画質及び速度を保証するために、この倍率より大きい倍率は適用しない。一部のメーカでは、この４×倍率以上のズーム機能を適用しているが、得られた映像の画質と速度が悪くなる。
【００１３】
他のカメラでは、光学倍率を大きくするために、デジタルズームを追加したりするが、大部分の編集者と写真作家は、デジタルズームで撮影した写真を嫌う。その理由は、次の段落で説明する。１８ｍｍのＳＬＲレンズ（相対的比較のために、既存の標準型３５ｍｍフィルムＳＬＲカメラに使用するレンズとして前提する）に該当する前景と同じくらいの広い広角レンズを使用するＰ＆Ｓカメラはない。２００ｍｍのＳＬＲレンズ（同様に、標準型３５ｍｍフィルムカメラに使用するレンズとして前提する）と同じくらいの長い望遠レンズを使用するＰ＆Ｓカメラはない。最近、通常のカメラよりも移動電話機やＰＤＡを利用して毎日写真を撮影する場合がさらに多い。これら移動電話機やＰＤＡも、本明細書ではＰ＆Ｓカメラに含ませることにする。
【００１４】
［一眼反射式（ＳＬＲ、ｓｉｎｇｌｅ ｌｅｎｓ ｒｅｆｌｅｘ）カメラ］
一眼反射式カメラでは、アクセサリーレンズの選択幅が大きいため、最近、高級アマチュアと専門家によって最も一般的に使用される。３５ｍｍフィルムＳＬＲカメラにおいて、アクセサリーレンズは１８ｍｍ魚眼レンズから１，０００ｍｍ超高倍率望遠レンズまであり、これに加えて、それらの間にある多様な倍率を使用することができる光学式ズームレンズもある。
【００１５】
ＳＬＲでは、ビューファインダーに入る映像を反射する鏡が撮影用レンズの後方にある。シャッターを押圧すれば、この鏡が上昇し、光路から外れて、像がフィルムやセンサーに直接結像される。このような方式により、ビューファインダーで見る場面が、極度の広角撮影から望遠撮影に至るまで、ほぼ正確な映像になる。このような”正確な”映像撮影に対する唯一の例外は、迅速な撮影動作に関するものであって、鏡の動きによる時間遅延に起因して作家がビューファインダーで先程に見た場面と実際撮影される映像に若干の差異が発生するものである。
【００１６】
一部内在した短所にもかかわらず、非常に多様なレンズの活用性側面で、ＳＬＲは、２０世紀後半に人気あるカメラになった。ＳＬＲの短所は、他の形式のカメラよりも可動部品が多くて機構が複雑になり、且つ、鏡の動きによる騒音、振動、そして時間遅延を例示することができる。また、動く鏡の光路の前方の遠い所にあるレンズがフィルムやセンサーからさらに遠く位置しなければならないので、レンズの設計に制約があり、これにより、レンズが重くて大きくなる。またレンズ交換時に、カメラボディー及びレンズ後方部にダスト、湿気、その他異物が入るようになる。
【００１７】
フィルムとは異なって、センサーは、固定されているので、デジタルＳＬＲが登場しながらダスト流入が大きい問題になった。フィルムは巻き取られながらダスト小片も一緒に巻き取ることができるので、１つの写真フレームにのみ影響を与えるが、デジタルカメラの場合には、センサーを清潔にしない限り、すべての写真にダストが撮れるようになる。最近の設計では、センサーを掃除するために間歇的にセンサーを振動させる。しかし、これによってもカメラについたダストを除去することができず、油粒子をも除去しない。より最近の設計では、この問題の深刻性を認識し、カメラ内部に接着バンドを設置し、センサーから振動によって落ちるダストがこれにくっつくようにしている。しかし、この接着バンドを定期的に交替しなければならないので、カメラユーザは、この作業を行うためのサービス技術者を必要とする。
【００１８】
ＳＬＲの固有機能は、交換可能なレンズを使用することであるから、前記問題は持続する。鏡関連メカニズムとビューファインダー光学部により重さが増加し、サイズが大きくなる。ＳＬＲでは、正確なレンズ及びレンズをボディーに付着するメカニズムが必要であるから、ＳＬＲレンズとＳＬＲボディーとの間に機械的、電気的連結が行わなければならない。これにより、重さ、複雑性、費用がさらに大きくなる。前記”振動”設計のうち一部においては、垂直位置にある間に、すなわちカメラが空に向けるか、または地に向ける間に、センサーが振動する場合、ダストを取る接着バンドがない時には、すべての写真を水平形態で撮影することを前提とする。
【００１９】
［光学式ズームレンズ］
光学式ズームレンズは、ＳＬＲレンズの交換必要性を減少する。大部分の撮影時に、写真作家は、単純にズームインズームアウト機能を利用する。しかし、一部の状況では、依然としてさらに広くて長いＳＬＲ用アクセサリーレンズを必要とし、とにかくユーザは、レンズを交換しなければならない。
【００２０】
最近、多いＰ＆Ｓカメラには、基本的にズームレンズが永久装着されていて、ほぼすべてのＳＬＲは、付属品としてズームレンズを提供している。光学技術が続いて発展しているとしても、ズームの範囲に対しては、どんなレンズでも適切に作用可能でなければならないという技術的限界がある。ズームレンズに対する他のジレンマは、標準レンズよりズームレンズがさらに重くて、”遅くて”（この意味は、通過する光量が少なくて有用性が制限されるということ）、鮮明な映像を得ることができず、焦点距離固定型レンズに比べて色忠実度が劣るということである。
【００２１】
また、光学式ズームは、レンズ構成要素の動きがさらに多くなければならないので、可動部品が増加するようになり、時間及び使用上の機械的問題を起こし、費用が追加される。光学式ズームは、機械的に伸縮されるので、まるで空気ポンプのように作用し、遠距離拡大（ズームイン）時には、外部空気を吸い込み、ズームアウトにより収縮時には空気を圧縮するようになる。これにより、湿気（時にはダスト）が内部に容易に流入される。
【００２２】
＜ＩＩ． 既存携帯電話カメラの限界＞
ガートナー（Ｇａｒｔｎｅｒ）グループは、２００９年に世界的に１０億が超える携帯電話が売れたと報告した。現在使用可能な多くの携帯電話には、カメラが装着されている。このようなカメラは、一般的に、通常のレンズの後方に単純な構造で平面設置された低画質写真装置である。このような携帯電話カメラで撮影する写真の画質は、一般的にＰ＆Ｓ級以上の写真専用カメラで撮影した写真の画質より低い。一般的に、携帯電話カメラには、シャッター速度、望遠機能、またはその他機能のための高級制御装置が不足である。
【００２３】
［既存の携帯電話及びＰＤＡカメラの４つの欠点］
１．平面形デジタルセンサーを使用するので、光学的欠点があり、低い画質の写真を得るようになる。正常な解像度を得るためには、さらに大きいレンズが必要であるが、この場合、このような小型装置は扱いにくい。
【００２４】
２．他の欠点は、レンズが”遅くて”多くの光を集光することができない点である。このような装置で撮る写真の大部分は、日没後に、または室内で撮影される。このため、フラッシュ照明が必要になる。
【００２５】
小型装置では、フラッシュ照明の近くにレンズが設置され、この際、”赤目”現象がしばしば発生する。暗い所では、さらによく見るために目の瞳孔が大きく開かれる。この際、フラッシュ光が目の網膜で反射し、瞳が赤く撮れる。赤目を無くすために、一部のカメラ製造社は、フラッシュを使用して写真を撮る前に、他のフラッシュを瞬間的に炊いて瞳孔が閉まるようにカメラを製作する。しかし、この機能は、時々作動し、自然なポーズを取ることを常に妨げる。
【００２６】
ユーザが赤目を無くすことができるペンシル機能もある。人間用赤目除去ペンシルがあり、さらに愛玩動物用赤目除去ペンシルもある。一部のカメラソフトウェア開発者は、赤目を検出し、人工的に赤目を除去するアルゴリズムを作った。これにより、被写体の実際眼球色と一致させることができるが、常にそうではない。
【００２７】
３．フラッシュ照明を利用して写真を撮影するので、バッテリー使用時間が短縮される。
【００２８】
４．フラッシュ照明による写真撮影は、人工的である。すなわち背景は暗くなり、前景の顔は、白く撮れる。あごの線が著しくなり、時には、人の鼻孔をのぞくことができる程度に撮れたることがある。現在高画質（ＨＤ）テレビの販売によって、大衆の鮮明な映像要求が増加している。
【００２９】
過去には、ＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣカメラを利用して多くの写真撮影をしたが、大衆は、すぐにこのような低画質写真に嫌気を出すようになった。専門家とシリアスな愛好家が３５ｍｍカメラを使用するようになり、まもなくこのカメラが大衆的な市場製品になった。現在は、前にも後にもなく多くの写真が携帯電話で撮影されているが、写真品質が二流であるから、そのようなサイクルが繰り返される可能性が大きい。このような問題を低減するための装置の開発によって主な技術的進歩が達成され、映像取得分野において長期間要求されたものを満たすようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明は、曲面状センサーを使用するカメラが含まれる移動通信装置に対する方法と装置を提供する。本発明の特定実施例によれば、移動通信装置には、携帯または無線電話、スマトホン、個人デジタル補助装置（ＰＤＡ）、ラップトップまたはノートパソコン、またはその他携帯用情報機器が含まれることができる。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の一実施例によれば、映像の鮮明度を向上させるために多重露出を実行しながら、センサー及び／または光学要素を意図的に移動させる。
【００３２】
また、本発明は、シリコンなどの繊維で曲面状センサーを製造する方法及び装置を提供する。本発明の他の実施例によれば、サイズが異なるピクセルをセンサー上に形成する。本発明のさらに他の実施例によれば、リング形態で取り囲むように配列されるピクセルを他の隣接する２つのピクセルより若干上方に位置させる。
【発明の効果】
【００３３】
移動通信装置と曲面状センサーを結合することによって、次の効果を得る。
１．平面センサーを有する既存の携帯電話よりさらに高い画質の写真を得る。このような高画質の写真を、大きくて且つ高いレンズを使用することなく得ることができる。
２．周囲照明を明るくするために必要なフラッシュの必要性を減少するかまたは除去することができる大きい集光性能を得ることができる。
３．バッテリー使用時間が長くなる。フラッシュの必要性を減少するかまたは除去するからである。
【００３４】
また、曲面状センサーを利用したカメラと移動通信装置を結合することによって、写真専用携帯型カメラが不要になる。まるで、最近に携帯電話に時計が内蔵しているから、多くの人々が手首時計をつけないことと同様である。最初に高性能カメラと移動通信装置を結合した本発明によって、別途のカメラを携帯しなければならない必要性が低減するかまたは除去される。
【００３５】
添付の図面を参照して以下の実施例の説明を研究することによって、本発明の他の目標及び目的の評価、そして本発明のより完全で且つ包括的な理解が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】平面フィルムまたは平面センサーを利用する従来の一般的なカメラを示す。
【図２】人の眼球を単純に描いている。
【図３】本発明の一実施例によって製造された曲面状センサーを有するデジタルカメラの概略的全体構成図である。
【図４Ａ】略曲面を成しているセンサーの多様な形態を示す。
【図４Ｂ】略曲面を成しているセンサーの多様な形態を示す。
【図４Ｃ】略曲面を成しているセンサーの多様な形態を示す。
【図５】９個の平面セグメントまたはファセット（ｆａｃｅｔ）を有するように製作したセンサーを示す。
【図６】複数のファセット（ｆａｃｅｔ）で構成され、略曲面を形成している物体の断面を示す。
【図７】図６に示す曲面の斜視図である。
【図８】図６及び図７に示すセンサーを電気的に連結する１つの方法を提供する。
【図９Ａ】図７に示されたセンサーの他の詳細図であって、平たい面を曲げるように基材上の間隙（ｇａｐ）を拡張する前と後の形態を示す。
【図９Ｂ】図７に示されたセンサーの他の詳細図であって、平たい面を曲げるように基材上の間隙（ｇａｐ）を拡張する前と後の形態を示す。
【図１０Ａ】センサー連結方式を示す。
【図１０Ｂ】センサー連結方式を示す。
【図１１Ａ】曲げるなどの方法で傘形状のように略ドーム形状の表面を形成するための超薄形シリコンよりなる一連の花弁形状のセグメントを示す。
【図１１Ｂ】曲げるなどの方法で傘形状のように略ドーム形状の表面を形成するための超薄形シリコンよりなる一連の花弁形状のセグメントを示す。
【図１２】センサーセグメントの配列を詳細に示す。
【図１３】図１２に示されたセグメントを結合して形成される曲面形態の斜視図である。
【図１４Ａ】芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を使用して薄い半導体材料層を使用して略ドーム形状の面を形成する他の方法を説明する。
【図１４Ｂ】芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を使用して薄い半導体材料層を使用して略ドーム形状の面を形成する他の方法を説明する。
【図１４Ｃ】芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を使用して薄い半導体材料層を使用して略ドーム形状の面を形成する他の方法を説明する。
【図１４Ｄ】芯型を使用して略ドーム形状の面を形成する方法を説明する。
【図１４Ｅ】芯型を使用して略ドーム形状の面を形成する方法を説明する。
【図１４Ｆ】芯型を使用して略ドーム形状の面を形成する方法を説明する。
【図１４Ｇ】ドーム形状の面にセンサーを配置した形態を示す。
【図１５Ａ】広角写真を撮影しているカメラを示す。
【図１５Ｂ】実際倍率写真を撮影しているカメラを示す。
【図１５Ｃ】望遠写真を撮影しているカメラを示す。
【図１６】ピクセルが相対的に中央にさらに集中している１つの実施例と既存センサーの映像を比較することによって、ピクセル密度が変化する特性を説明するための図である。
【図１７】ピクセルが相対的に中央にさらに集中している１つの実施例と既存センサーの映像を比較することによって、ピクセル密度が変化する特性を説明するための図である。
【図１８】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図１９】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図２０】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図２１】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図２２】複合センサーの２つの形態を示す。１番目の図で、センサーは、元の位置に整列されていて、１番目の映像をキャプチャーする。２番目の図で、センサーは、回転し、２番目の映像をキャプチャーする。これら２つの連続映像を結合し、完全な最終映像を生成する。
【図２３】複合センサーの２つの形態を示す。１番目の図で、センサーは、元の位置に整列されていて、１番目の映像をキャプチャーする。２番目の図で、センサーは、回転し、２番目の映像をキャプチャーする。これら２つの連続映像を結合し、完全な最終映像を生成する。
【図２４Ａ】図２２、２３の他の実施例を示すものであって、露出時にセンサーが対角線位置に移動することを示す。
【図２４Ｂ】図２２、２３の他の実施例を示すものであって、露出時にセンサーが対角線位置に移動することを示す。
【図２５Ａ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２５Ｂ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２５Ｃ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２５Ｄ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２６】電気信号を出力するために使用する多様な連結方式を示すものであって、動くセンサーの裏面を示す図である。
【図２７】電気信号を出力するために使用する多様な連結方式を示すものであって、動くセンサーの裏面を示す図である。
【図２８】電気信号を出力するために使用する多様な連結方式を示すものであって、動くセンサーの裏面を示す図である。
【図２９】センサーと処理器との間の無線連結を説明するためのブロックダイヤグラムである。
【図３０】本発明の他の実施例によるカメラ装置の側断面図である。
【図３１】図３０のカメラ装置のセンサーの前面図である。
【図３２】本発明の他の実施例によるカメラ装置のブロックダイヤグラムである。
【図３３】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３４】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３５】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３６】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３７】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３８】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図３９】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４０】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４１】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４２】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４３】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４４】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４５】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４６】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４７】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４８】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４９】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図５０】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図５１】固定型平面センサーの上で光学要素が完全な円形経路に沿って移動することを示す概略図である。
【図５２】図５１に示された光学要素とセンサーを上から見た図である。
【図５３】固定型曲面状センサーの上に位置する移動型光学要素の概略図である。
【図５４】図５３に示された光学要素とセンサーを右から見た図である。
【図５５】固定型光学要素の下で平面センサーを回転移動させる方法の概略図である。
【図５６】図５５に示された光学要素とセンサーを上から見た図である。
【図５７】図５５及び図５６に示されたように、センサーの回転運動を起こす方法を示す概略図である。
【図５８】図５７に示された構成要素の斜視図である。
【図５９】固定型光学要素の下で動く曲面状センサーの回転運動を起こす方法の概略図である。
【図６０】図５９に示された光学要素とセンサーを上から見た図である。
【図６１】光学要素を円運動させる方法の概略図である。
【図６２】単一の円形経路に沿って移動する９種類の平面センサーを示す。
【図６３】ピクセルが配列された平面センサーの簡略図である。図６３で、センサーは、元の位置にある。
【図６４】ピクセルが配列された平面センサーの簡略図である。図６４では、センサーが円形経路に沿って続いて回転している。
【図６５】ピクセルが配列された平面センサーの簡略図である。図６５では、センサーが円形経路に沿って続いて回転している。
【図６６】シリコン繊維の単一ストランドを示す。
【図６７】シリコン繊維で織ったメッシュを示す。
【図６８】加熱された一対の芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を利用して織物でドーム形状を形成する方法を説明するための図である。
【図６９】加熱された一対の芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を利用して織物でドーム形状を形成する方法を説明するための図である。
【図７０】平行配した繊維を加熱し、半球面を含む融着薄膜を形成する方法を示す。
【図７１】平行配した繊維を加熱し、半球面を含む融着薄膜を形成する方法を示す。
【図７２】直角で配列した２組の繊維を加熱し、融着薄膜を形成する方法を示す。
【図７３】異なるサイズのミニセンサーで構成される曲面状センサーを示す。
【図７４】図７３に示すセンサーの回転状態を示す。
【図７５】交互に配列されたピクセル部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
＜Ｉ．発明の概要＞
本発明は、非平面、曲がった、または曲面状センサーを有するカメラに関する方法及び装置を提供する。本発明は、移動通信装置と結合可能である。本明細書及び特許請求範囲で、用語”移動通信装置”及び”移動通信手段”は、情報、データ、コンテンツまたはその他形態の信号や情報を通信（送信及び／または受信を含む）するために使用可能な装置またはハードウェア及び／またはソフトウェアの結合を含むものと意図した。
【００３８】
移動通信装置の具体的な例として、セルラまたは無線電話、スマトホン、個人デジタル補助機器（ＰＤＡ）、ラップトップまたはノートパソコン、アイパッドＴＭまたはその他のリーダー／コンピュータ、または通信用に使用したり映像コンテンツを見たり記録するのに使用することができる他の一般携帯用装置を挙げることができる。従来の平面センサーを含むカメラが装着された既存セルラ電話とは異なって、本発明では、曲面型、そうでなければ、非平面型センサーを含んでいる。一実施例によれば、本発明に使用されるセンサーの非平面表面は、複数の小さい平たいセグメントで構成され、これらが集まって略曲面を形成している。従来のセンサーは、ほぼ略２次元平面であることとは対照的に、本発明において使用するセンサーは、ほぼ３次元空間を占有している。
【００３９】
本発明は、多様な３次元的形状（球面、放物面、楕円面を含む。しかし、これらに限らない）よりなるセンサーを利用することができる。本明細書において、用語”曲線”と”曲面”は、直線と完全に同一線上にいないすべての線、エッジ、境界、セグメント、表面または特徴を網羅する概念である。用語”センサー”は、入射された任意波長の光子に反応する検出器、映像形成器、測定器、トランスデューサー、焦点面配列体、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、または光電池を包括する概念である。
【００４０】
本発明の一部実施例は、光学的スペクトラム上で映像を記録するように構成されていて、本発明の他の実施例は、他の形態の光放射を集めて感知し記録する多様な作業のために使用することができる。本発明の実施例には、色相、黒白、赤外線、紫外線、Ｘ線、またはその他の類型の放射、放出、波動、粒子のフローを集める／集めたり記録する装置が含まれる。本発明の実施例には、また、停止映像や動画を記録する装置が含まれる。
【００４１】
＜ＩＩ．本発明の具体的実施例＞
図３は、移動通信装置に結合されることができる、曲面状センサー１２を含んでいるデジタルカメラの全体概略図である。筺体１４の一側に光学要素１６が配置される。対物レンズ１６が入射光１８を受ける。本実施例によれば、光学要素が対物レンズである。一般的に、センサー１２は、入射する光子１８のエネルギーを電気信号２０に変換した後、信号処理器または光子処理器２２に出力する。信号処理器２２は、ユーザ操作機２４、バッテリーまたは電源供給装置２６、半導体メモリー２８に連結されている。信号処理器２２で生成された映像は、メモリー２８に格納される。映像は、ＵＳＢポートなどの出力端子３０を介してカメラから出力またはダウンロードすることができる。
【００４２】
本発明の実施例には、次のようなセンサーを内蔵したカメラが装着された移動通信装置が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００４３】
１．曲面状センサー：球体の略連続的な部分、または放物面や楕円面のような円錐部分の回転形状、またはその他の平面ではない形状を有するセンサー。略曲面であるセンサー１２の例は、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに図示した。本明細書では、曲面状センサーの多様な実施例を参照番号１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃなどで指定した。
【００４４】
２．ファセット（ｆａｃｅｔ）よりなるセンサー：多角形ファセット（またはセグメント）の集合体。任意の適切な多角形、すなわち四角形、直四角形、三角形、台形、５角形、６角形、７角形、８角形などを使用することができる。図５は、９個の平面多角形セグメント、すなわちファセット３２ａで構成されたセンサー１２ａを示す。一部応用のために、複数の平面センサーを単純に組立てたものは、その価格は、大幅に安くなるが、滑らかな曲面状センサーの利得を失うこともできる。図６及び図７は、複数のファセット３２ｂが集まって略球形を成しているセンサー表面１２ｂの側面図及び斜視図である。図７では、ファセット間の間隙３４を誇張して表現した。ファセットには、それぞれ数百、数千、または数百万個のピクセルがあり得る。本明細書で、センサー１２のファセットは、参照番号３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃなどで指定した。
【００４５】
図８は、図７に示された曲面状センサー１２ｂに接続される電気連結部３６を示す。内部表面には、半導体面が配列される。外部表面は、ＭＹＬＡＲＴＭ、ＫＡＰＴＯＮＴＭ、またはこれと類似の曲線形態の配線板であることができる。半導体面と配線板は、貫通ホール（ｖｉａ）を介して電気的に連結される。一実施例によれば、ファセット配列と配線板を連結するために、２点〜２，０００点以上の電気的経路が必要なことがある。
【００４６】
図９は、曲面状センサー１２ｂのファセットの詳細図である。一般的に、球形表面を形成するために使用する多角形の多いほどセンサーがより一層滑らかな曲面を成すようになる。
【００４７】
本発明の一実施例によれば、ウェーハ製作時に各カメラセンサーが碁盤形状のファセットを有するようにウェーハを製作する。センサーチップウェーハの前面または後面のうち一面には、少し曲がることはできるが、当該位置でファセットを支持することができる程度の強度を有する柔軟な膜（例えば、ＭＹＬＡＲＴＭまたはＫＡＰＴＯＮＴＭ）を付着する。細い線を各ファセット間のシリコンチップにエッチングで形成する。但し、柔軟な膜を通過させてはならない。次に、ウェーハを略球面形状で加工する。各ファセットには、ウェーハを通過する貫通ホールを形成し、裏面の配線ハーネスと連結する。この配線ハーネスは、また各ファセットを機械的に支持する役目をする。
【００４８】
図９Ａ及び図９Ｂは、曲面状センサーの内部にあるファセット３２ｂと、センサーのファセットと配線板を連結する電気連結を示す。
【００４９】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、センサーのファセットから出る出力信号を受ける配線板３８を示す。
【００５０】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、複数の超薄形シリコン花弁形状のセグメント４２を曲げて接合して形成した略半球体４０を示す。これらセグメントを少し曲げて結合することによって、曲面状センサーを作る。
【００５１】
図１２は、花弁形状のセグメント４２の一実施例を示す。従来の製造方法を利用してこのようなセグメントを作ることができる。一実施例によれば、このセグメントを超薄形シリコンを利用して作る場合、セグメントを破損させることなく、ある程度曲げることができる。
【００５２】
本明細書及び請求範囲で、用語”超薄形”は、５０〜２５０ミクロンの範囲を意味する。他の実施例によれば、ピクセル密度が各セグメントの頂点の側に増加し、各セグメントの基底部に行くほど徐々に減少する。本実施例は、ピクセルを生成するソフトウェアまたはマスクに対する変更をプログラミングして実現することができる。
【００５３】
図１３は、図１２に示すセグメントを結合するか、または若干重畳することによって形成される曲面形状の一実施例の斜視図である。センサーは、凹形の面に配置され、電気連結は、凸形の面で行われる。このような非平面表面を作るのに使用する花弁形状セグメントの数は、任意の適切な個数であればよい。熱や輻射波を利用して所望の形態でシリコンを加工することができる。”花弁”の曲率は、特定のセンサー設計によって変更することができる。他の実施例によれば、中央に平面センサーを配置し、終端部分を四角に切削した”花弁”をこのセンサー周囲に取り囲むように設置することもできる。
【００５４】
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは、曲面状センサー製作のための他の方法を示す。図１４Ａは、基材４３ｂ上にあるドーム形状の第１芯型４３ａを示す。図１４Ｂで、熱変形性材料４３ｃよりなる薄いシートを第１芯型４３ａ上に押圧する。熱変形性材料４３ｃの中央領域は、図１４Ｃのように、第１芯型４３ａの形状通りに変形し、略半球形の曲面状センサー基底部４３ｅで形成される。
【００５５】
図１４Ｄ、図１４Ｅ及び図１４Ｆは、曲面状センサーの基底部を形成するための他の方法を示す。図１４Ｄで、第２熱変形性シート４３ｆを第２芯型４３Ｇ上に載置する。真空圧力をポート４３ｈに適用し、第２芯型４３ｇで取り囲まれた空間部４３ｉ内に第２熱変形性シート４３ｆを引張る。図１４Ｅは、本過程の次の段階を示すもので、ポート４３ｈに印加した真空圧力によって第２芯型４３ｇの内部に第２熱変形性シート４３ｆを引張っている状態でヒーター４３ｊ温度を上げて、第２芯型４３ｇの温度を上げる。図１４Ｆで、曲面状センサーの基底部として使用する略半球形ドーム４３ｋが作われたことを示す。図１４Ｇは、基底部４３ｅまたは４３ｋにセンサーピクセル４３ｌを形成した後の曲面状センサー基底部４３ｅまたは４３ｋを示す。
【００５６】
［デジタルズームの改善］
図１５Ａは、広角写真を撮影しているカメラを示し、図１５Ｂは、同一のカメラで実際倍率写真を撮影していることを示し、図１５Ｃは、望遠写真を撮影していることを示す。各図面で、被写体は、同一の状態を維持している。カメラのビュスクリン（モニター）に、図１５Ａでは広い前景が、図１５Ｂでは実物サイズの前景が、図１５Ｃでは、遠距離映像を拡大した映像が表示されることが分かる。光学式ズームと同様に、デジタルズームを利用して、ユーザはカメラセンサーで処理している映像を正確に見ることができる。
【００５７】
デジタルズームは、ソフトウェアで作動する。カメラは、映像中央の小さい一部のみをキャプチャーするか、全体場面をキャプチャーするか、またはこれら間の任意倍率で被写体をキャプチャーする。全体映像の記録されている部分をモニターを通じて見ることができる。中央部で相対的に高い密度で集まっているピクセルを使用する一実施例において、デジタル的にズームアウトを行う場合、ソフトウェアがすべてのデータを使用することができる。望遠撮影映像の場合には、この望遠撮影映像が小さいセンサー部分に切られて入るとしても、中央部の面積当たりピクセル数がさらに多いため、鮮明な映像になる。その理由は、中央部のピクセル密度がさらに高いからである。
【００５８】
また、広角にズームを戻せば、ソフトウェアは、中央部のデータを略映像の端部のピクセル密度に圧縮する。このようにしても、広角映像の中央部に非常に多いピクセルがあるので、広角映像の画質には影響を与えない。
【００５９】
しかし、圧縮をしなければ、中央部のピクセルでは、不要で、見えない微細なキャプチャー部分まで表示するようになり、格納容量と処理時間がさらに多く必要になる。現在の写真関連用語によれば、望遠写真を撮る時には、中央部で”ＲＡＷ”で処理するかまたは圧縮しないものと呼び、一方、広角映像である時には、中央部で”ＪＰＥＧ”またはその他の圧縮アルゴリズムで処理するものと呼んでもよい。
【００６０】
現在、デジタルズームは、当該分野の専門家が軽視している。伝統的なセンサーでキャプチャーした映像をデジタル拡大すれば、ギザギザの線に割れ、ピクセルが見え、解像度の悪い映像が作られる。光学式ズームでは、焦点距離固定レンズが作りることができる鮮明な映像を決して作ることができなかったが、今も作ることができない。また、光学式ズームは、遅くて、光学部を通過する光量が減少するようになる。
【００６１】
本発明の実施例は、軽くて、早くて、チープで、もう少し信頼性あるカメラを提供する。一実施例によれば、本発明はデジタルズームを提供する。光学式ズームが不要なので、根本的に構成要素の数が少なくなり、軽いレンズの設計が可能になる。
【００６２】
本発明の多様な実施例によれば、多くのピクセルがセンサーの中央部に集中され、センサーの端部には少なく配置される。中央部と端部の間で多様な密度分布を形成することができる。このような特徴によってユーザは、解像度を高く維持しながらも中央部のみを利用して望遠撮影にズームインすることができる。
【００６３】
一実施例によれば、広い視野の映像を見る時には、外側のピクセル密度値で解像度を正規化するために中央部ピクセルを”格納”するか、すべて合算する。
【００６４】
望遠モードで映像を見る時には、中央ピクセルの高い解像度を活用して、レンズやカメラ設定を全然変えなくても、最大限鮮明な映像を得ることができる。デジタルズーム機能によって極端的な望遠ズームに加えて広い視野角を得ることができる。このような特徴は、人間の目の網膜のようにデジタルセンサーが平面ではない曲面である場合にレンズが発揮することができる優れた解像力、コントラスト、速度、色分解能によって可能になる。
【００６５】
角膜及び水晶体よりなる平均的な人間の目が映像をキャプチャーするのに、平均２，５００万個の杆状細胞と６００万個の円錐細胞を使用する。この程度の映像データは、稀で且つ高価のカメラモデルまたは最近商用されている２つの類型のカメラがキャプチャする映像データより大きい。さらに、このようなカメラは、平面センサーのみを使用するので、略７〜２０個のレンズ要素を使用しなければならない。これらカメラは、人工照明なしに、またはＩＳＯ増幅（これにより、映像の微細な部分が喪失される）なしに、夕暮れ（日の暮れ）映像をキャプチャーすることができない。人間の眼球の直径は、平均的に２５ｍｍであるが、このような高級カメラは、現在対角線長さが最大４８ｍｍであるセンサーを使用する。非常に小さい目を有するイーグル目は、人間の目が有する感覚器官の個数より８倍もさらに多くて、曲面状センサーまたは網膜が発揮する光学的潜在力をさらに示している。
【００６６】
本発明の実施例は、さらに信頼的で、且つ安価であり、高い性能を提供する。交換レンズがこれ以上必要ではなく、鏡作動及び連結メカニズムが不要になる。レンズ設計が単純になり、部品数が少なくて節減効果を倍加することができる。なぜなら、曲面とは異なって、平面フィルム及びセンサーは、レンズから来る光からの距離と角度が変化する所に位置するので、色収差が生じ、センサーを横切って光量が変わるからである。これを補償するために現在のレンズは、去る２世紀にわたってこのような問題をほぼ完全に緩和させたが、大きな妥協を許した。
【００６７】
その妥協には、速度、解像力、コントラスト、色分解能に対する制限が含まれている。また、従来のレンズ設計時には、複数の部品、非球面レンズ、特別な材料、各表面への特殊コーティングが必要である。また、空気−ガラス界面及びガラス−空気界面がさらに多くなり、光損失及び光反射の問題が起こる。
【００６８】
［ピクセル密度の可変］
本発明の一部の実施例によれば、デジタル拡大映像をキャプチャーするセンサーの中央部は、さらに高い映像品質のデジタル拡大を可能にするために高密度でピクセルを配置している。
【００６９】
図１６及び図１７は、このような特徴を示しており、センサー中央部にピクセル４８を高密度で集中させる。センサーの中央部にピクセルを集中させることによって、デジタルズーム機能時に映像鮮明度の損失がなくなる。このような独特の接近法は、平面センサーでも曲面状センサーでも利得になる。図１６に示された従来のセンサー４６の表面には、略均一にピクセル４８が配置されている。図１７は、本発明によって製作されたセンサー５０を示すもので、センサーの中央部にピクセル４８が高い密度で配置されている。
【００７０】
本発明の他の実施例によれば、カメラが広角写真を撮影している時には、適切なソフトウェアを通じて撮影される映像の中央部の高密度データを圧縮する。これにより、システムの処理時及び記録時に要求事項が大きく減少する。
【００７１】
［レンズシェード］
本発明の他の実施例は、キャプチャーされている映像が広角であるか望遠であるか否かを感知することができるレンズシェードを含んでいる。カメラが広角映像を感知する場合には、シェードが収縮し、シェードが映像領域に入らないようにする。カメラが望遠映像を撮影するものと感知すれば、シェードが伸長し、映像領域以外の所から来る外部光（フレアや曇り映像の原因になる）を遮断する。
【００７２】
図１８及び図１９は、伸縮可能なレンズシェードがオプションで装着されたカメラを示す。広角撮影時には、レンズシェードが参照番号５２のように収縮する。望遠撮影の場合にはレンズシェードが参照番号５４のように伸長する。図２０及び図２１は、図１８、図１９と類似しているが、平面センサーが使用されたカメラを示し、レンズシェード機能を別に独立的に適用可能であることを示している。
【００７３】
［ダストの減少］
本発明の実施例は、光学式ズームがなく、レンズ交換が不要なので、従来カメラで問題になったダストを減少させる。したがって、移動通信装置に内蔵するカメラを密閉することができ、画質を妨害するダストが入らない。不活性乾燥気体（アルゴン、キセノン、クリプトンなど）をカメラ筺体１４にあるレンズとセンサー室内に密封することによって、酸化と凝縮を低減することができる。このようなガスを使用する場合、カメラはまた、断熱性が良好になり、温度変化が少なくなる利得を得ることができ、カメラをさらに広い温度範囲で使用することができる。
【００７４】
［完全密閉カメラ］
本発明の他の実施例によれば、カメラ全体をアルゴン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスで密封することができる。
【００７５】
［光学性能の向上］
本発明は、フラッシュ照明なしに（または動きのための投光照明なしに）監視する目的に、あるいは速い動作を撮影する時に有用な超高速レンズとともに具現することができる。これが可能な理由は、非平面センサーを利用するからである。そして、平面センサーやフィルムによる制約がないので、実用的な側面で、ｆ／０．７またはｆ／０．３５レンズのようにさらに速い範囲が可能になる。
【００７６】
新しいレンズ構成が可能になるので、このようなすべての改善事項が実用化される。現在、平面フィルムとセンサー用レンズの設計時には、光がさらに遠く移動し、さらに多く屈折するセンサーの端部で発生する”レインボー効果”または色収差を補償しなければならない。現在のレンズ及びセンサー設計と、これと結合された処理アルゴリズムは、センサー端部で光の強さが弱いことを補償しなければならない。このような補償により、性能向上の可能性が制限される。
【００７７】
カメラレンズとボディーが密閉されているので、腐食及び錆を低減するために、最終組立時にアルゴン、キセノン、クリプトンなどのような不活性ガスを注入することができる。本発明のカメラは、さらに広い温度範囲で作動することができる。これは、人工衛星に設置したカメラ及び地上の両方に利得になる。
【００７８】
［センサーの回転及び移動］
図２２、図２３は、センサー組立をさらに容易にするために、間隙３４により区分されているセンサーセグメント３２ｃを有する他の構造のセンサー配列体を示す。本実施例によれば、停止カメラにこのようなセンサー配列を適用し、短い時間に連続して２枚の写真を撮ることができる。
【００７９】
図面で、センサー配列が元の位置７４と回転位置７６にあるものをそれぞれ図示した。１番目の写真撮影時と２番目の写真撮影時との間でセンサー配列体の位置が変わる。１番目の露出時に漏れた映像をソフトウェアで認識し、この漏れた映像データを２番目の露出時に取得し、さらに１番目の映像に差しこむ（ｓｔｉｔｃｈ）。センサーの動きまたは方向の変更は、センサーファセットのパターンによって変わることができる。
【００８０】
動画カメラも同様に動作することができる。それとも、他の実施例として、単純にセンサーを動かして、以前位置のデータを利用して新しい映像だけをキャプチャーすることによって、後続処理過程で間隙を満たすことができる。この方法は、配列されたセンサーの間に間隙がある、動くセンサーを使用して映像をキャプチャーするものである。この方法によれば、セグメント間の空間がより少なく重要なので、製作が非常に容易になる。一例として、中央の四角形センサーを８個の四角形センサーで１列取り囲み、これをさらに１６個の四角形センサーで１列取り囲む。センサーは、円形光学映像に適合するように当該サイズを定め、各行には。若干曲率を付与し、全体的に非平面センサーを作る。
【００８１】
使用時には、まず、カメラで１つの写真を撮る。次に、直ちにセンサーを少し回転させるか、またはその位置を移動し、２番目の映像をすぐキャプチャーする。ソフトウェアにより間隙がある位置を把握し、２番目の写真から新しいデータを１番目の写真に差し込む（ｓｔｉｔｃｈ）。他の方式として、センサーの配列パターンによって、センサーが２次元空間で線形的に移動することもでき、曲面に相当するように３次元で円弧に沿って移動することも可能である。
【００８２】
この概念によって複雑なセンサーをより容易に製作することができる。この場合に、複雑なセンサーは、複数の小さいセンサーで構成された大型センサーである。このような複雑なセンサーを利用して焦点映像をキャプチャーすれば、完全な映像を作るのに必須なデータが各センサー間の間隙から漏れる。間隙を小さくすれば、この問題をさらに低減することができるが、小さい間隙を有するセンサーの組立がさらに難しくなる。間隙が大きければ、センサー組立がさらに容易で、且つ経済的だが、完全でない映像が作られる。
【００８３】
しかし、本方法によれば、１番目の映像の撮影後に、センサーを移動し、迅速に２番目の映像を撮影することによって、前記問題を解決する。これにより、完全な映像を得ることができ、ソフトウェアを利用して、間隙から来た２番目の映像により集められたデータを分離し、１番目のデータに接合させる。
【００８４】
迅速に連続露出する間に映像を少し移動させるためのレンズ要素または反射器を移動させるかまたは傾けることによって、同一の結果を得ることができる。本実施例によれば、本発明のカメラでは、公知の”映像安定化（ｉｍａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）”技法を利用し、但し、安定化機能を根本的に変更して適用する。本カメラには、１番目及び２番目の映像の両方で映像安定化を活用することができる。この方法は、露出時のカメラ動きの影響を中和させる。このような動きは、手の震えやエンジン振動から来ることができる。しかし、本実施例によれば、１番目の露出後に映像安定化を反対に適用し、”映像不安定化”または”意図的ジッター（ｊｉｔｔｅｒ）”を実施することによって、２番目の露出中にセンサー像の映像を少し移動させる。本来位置に固定されているセンサーとともにこの方法を適用する場合にも、やはり、２番目の露出時に映像が移動することによって、１番目の露出でファセット間の間隙を検出することができ、漏れた映像を最終映像内に記録及び結合することができる。
【００８５】
図２３に示された例では、センサーが前後に回転する。他の実施例によれば、センサーを横に、または対角線に移動させることができる。また、このセンサーは、全体円のうち一部円弧だけ回転することができる。他の実施例によれば、ソフトウェアがデータを結合して完全な映像を作る間に、センサーを持続的に回転させることもできる。
【００８６】
また、図２４Ａ及び図２４Ｂは、第２のセンサー群を示す。センサーは、初めに元の位置７８にあるものと示されていて、次に移動した位置８０にあるものと示されている。
【００８７】
［センサーグリッドパターン］
図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、図２５Ｄは、センサー８２、８４、８６、８８の４種類の異なる格子パターンに対する４種類の異なる実施例を示している。ファセット３２ｅ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈ間の間隙３４を利用して曲面状センサーの製造が可能である。
【００８８】
［センサーの電気的連結］
図２６、図２７、図２８は、センサーに連結する電気連結線の他の実施例を示す。
【００８９】
図２６は、センサー９０に略螺旋形の電気連結導体９２が適用されたものを示す。電気導体は、参照番号９４で指定された地点でセンサーに連結され、参照番号９６で指定された地点で信号処理器に連結される。この実施例は、図２３に示されたように、１番目と２番目の露出の間にセンサーが回転する場合に使用することができる電気連結方式である。この配線方式は、導体９２の曲がりを低減し、寿命を延長させる。信号処理器は、センサー組立体に内蔵されている。
【００９０】
図２７は、”アコーデオン”形態の導体１００が連結されたセンサー１０２の裏面を示し、Ａ地点でセンサーと連結され、Ｂ地点で信号処理器と連結される。この実施例は、図２４のように、１番目と２番目の露出間にセンサーが回転せずに移動する場合に使用可能である。このような連結方式により、コイル配線のように、前後への２０センサー連結に耐えることができる。
【００９１】
図２８は、略放射状で導体が配線されたセンサー１１４の裏面を示す。各導体は、リングに接触しているブラシＢに連結される。ブラシがリングの上に接触した状態で動きながら回転センサーの出力を集めて中央点Ｃから処理器に伝送する。本実施例は、露出中にセンサーが回転する場合に使用することができる。また、この連結方式は、他の実施例、例えば、続いて回転するセンサーにも適用可能である。このような実施例によれば、センサーが一方向に続いて回転し、ソフトウェアが間隙を検出し、１番目の露出から漏れたデータを満たす。
【００９２】
［無線連結］
図２９は、無線連結装置１１８のブロックダイヤグラムである。無線受信機１２２に信号を送る送信機１２０にセンサー１２が連結される。受信機は、信号処理器１２４に連結される。
【００９３】
本発明で得られる利得を要約すれば、次の通りである。しかし、これらに限定されるものではない。
高解像度デジタルズーム機能
速い
軽い
安価である
長い焦点範囲
信頼性優秀
低い色収差
より精密なピクセル解像度
フラッシュまたは投光照明の不要
広角から望遠までのズーム機能
【００９４】
＜ＩＩＩ．追加実施例＞
本発明による多くの好ましい特徴を有する、カメラ１５０を含む移動通信装置について図３０及び図３１を参照して説明する。
【００９５】
バッテリー、シャッターリリース、絞りモニター、モニター画面などのような既存の機能については明確なので、説明を省略する。
【００９６】
カメラは、略曲面型センサー１６０とレンズ１５６を収容している密閉された筺体１５４を含む。筺体１５４には、アルゴン、キセノン、クリプトンで満たされる。センサー１６０の前面を図３１に概略的に示しているが、複数の平面四角形ピクセル要素（すなわちファセット）１６２が互いに相対的に傾いてほぼ曲面を成している。ピクセル要素１６２の間に生じる略三角形間隙１６４の領域を低減するために中央部四角形１７０を最も大きくし、これを取り囲んでいる８個の隣接四角形は、それより少し小さくして、当該外郭の角部が互いに当接するか、ほぼ当接するようにする。同様に、これらを取り囲んでいる１６個の隣接四角形１７６は、その内側四角形１７２より少し小さくする。
【００９７】
中央部四角形１７０は、最も高いピクセル密度を有し、この四角形ファセットを単独で使用して望遠映像をキャプチャーする。内側で取り囲んでいる四角形１７２は、中間密度でピクセル配置し、実際倍率写真の画質を提供する。
【００９８】
外側を取り囲んでいる四角形１７６は、最小密度のピクセルを有する。本実施例において、ピクセル要素１６２間の間隙１６４は、電気連結線が通る通路として使用する。カメラ１５０は、また、レンズシェード伸縮部１８０をさらに含み、これには、内側の固定されたシェード部材１８２、第１可動シェード部材１８４、放射状に最外郭にある第２可動シェード部材１８６が含まれる。図３０のように、ユーザが広角写真を撮影すれば、シェード部材が収縮する。この場合には、極度の広角時に入る迷光だけが遮断される。このモードでは、データ処理時間及び記録要求条件を低減するために、曲面状センサーの中央部分１７０、１７２の高密度ピクセルデータを、センサーの端ファセット１７６での低いピクセル密度と同一にするように全体映像領域にわたって正規化することができる。
【００９９】
実際倍率写真の場合には、シェード部材１８４が伸長し、被写体領域の外部から来る迷光を遮断する。このモードでは、曲面状センサーのデータファセット１７２の一部を圧縮する。処理時間及び記録要求条件を低減するためにピクセル密度が高い最も中心地域１７０のデータを全体映像領域にわたって正規化することができる。ユーザがデジタルズームを利用して望遠写真を撮れば、シェード部材１８６が伸長する。このモードでは、曲面状センサー１６０の中央部１７０のみを使用する。このセンサー中央部にのみ高い密度でピクセルが覆われているので、映像は、鮮明になる。
【０１００】
動作を見れば、センサー範囲内にいるすべての間隙を満たすために、すなわち１回露出時に間隙１６４から漏れるピクセルデータを得るために、カメラ１５０は、２回の露出を行う。このために、カメラは、次のような２つの方法のうち１つを実行する。第一に、前述したように、センサーを移動させた後、続いて迅速に２番目の露出をする方法である。処理ソフトウェアにより映像センサーの間隙に起因して漏れたデータを１番目の露出時に検出し、この漏れたデータを１番目の映像に差し込む。これにより、完全な映像が生成される。動画の場合には、このような処理を連続で実行し、３番目の露出時にその以前または後続露出のうち１つを選択するようにして、完全な映像を生成する。
【０１０１】
第二に、現在当該分野に公知されている”映像安定化”を利用して標準プロセスを根本的に変更する方法である。１番目の露出時に映像を安定化させる。一旦記録されれば、この”映像安定化”を停止し、映像を安定化装置で移動させ、さらに安定した状態で２番目の映像を撮影する。この方法では、センサーを全然動くことなく、完全な映像を再び作ることができる。図３０に示された点線は、焦点処理の一実施例でのレンズの２次元的移動を示すものである。意図的ジッタリング（ｊｉｔｔｅｒｉｎｇ）に関する本発明の他の実施例によれば、レンズが前後に移動はしないが、その代わりにセンサーに結ばれる映像の位置を変更するために傾ける。
【０１０２】
前述したカメラ１５０には、多くの長所がある。アルゴンなどのガスが満たされた筺体１５４を密閉することによって、部品の酸化が防止され、広範囲な温度範囲にわたって動作上の断熱効果を得ることができる。
【０１０３】
高いピクセル密度の中央部四角形１７０の価格が相対的に高いが、これは、比較的大きさが小さく、１つだけを必要とするので、全体費用は節減される。別途の部属レンズ無しに良好なデジタルズームを具現することができるという点から、費用節減効果が大きい（部属レンズの価格は<センサーの価格より非常に高くて、大きくて、重くて、遅い）。外側を取り囲んでいるセンサー１７６は、サイズが最も小さくて、ピクセル数が少ないので、相対的に安価である。したがって、四角形要素の全体組立体を見る時、センサーの全体費用は、広い遠近範囲にわたって良好な性能を得ることができるという点を考慮すれば、低い。
【０１０４】
カメラ１５０を多様に変形することができる。例えば、レンズ１５６をモノリシックではない複数の部品で構成することができる。筺体１５４を他の不活性ガスまたは無反応ガス（窒素、クリプトン、キセノン、アルゴンなど）で密封してもよく、または全然密封しなくてもよい。ピクセルまたはファセット１７０、１７２、１７６は、直四角形、六角形、またはその他適切な形状であることができる。正四角形と直四角形の生産が最も容易である。以上で、中央部ピクセルとこれを２層で取り囲む四角形ピクセルについて説明したが、取り囲む層数は、任意であって、所望の層数で具現することができる。
【０１０５】
図３２は、図３０及び図３１に示されたカメラ１５０の多くの特徴を有するカメラ２５０のブロックダイヤグラムである。非平面センサー２６０は、高いピクセル密度を有する中央領域２７０と低いピクセル密度を有するファセットよりなる周辺領域２７２とで構成される。シャッター制御機２７４も示されている。レンズ２５６の焦点／安定化作動メカニズム２９０とシャッター制御機２７４とレンズシェード作動器２８０は、映像シーケンス処理器２００によって制御される。
【０１０６】
ファセット２７０、２７２にあるピクセルからの信号は、遠眼センサーキャプチャー装置２０２に入力される。この装置２０２の出力は、自動焦点、自動露出／ゲイン、自動ホワイトバランス作用をする装置２０４に連結されている。この装置２０２の他の出力は、ピクセル密度正規化装置２０６に入力され、その出力は、映像処理エンジン２０８に入力される。エンジン２０８の第１出力は、ディスプレイ／ＬＣＤコントローラー２１０に入力され、エンジン２０８の第２出力は圧縮及び格納コントローラー２１２に入力される。本発明の多様な実施例の特徴と変形は、要望通り結合または代替することができる。
【０１０７】
＜ＩＶ．曲面状センサーカメラを有する移動通信装置＞
図３３、図３４、図３５、図３６は、移動通信装置に曲面状センサーカメラを結合した、本発明の一実施例を示す。移動通信装置としては、携帯電話、ラップトップ、ノートパソコンまたは ネットブックパソコン、またはその他の通信、記録、または計算のための適切な装置または手段を挙げることができる。
【０１０８】
図３３は、このような装置の特定実施例を示す側面図であって、表面３０５ａ及び裏面３０５ｂの両方で停止写真とビデオ映像を撮影する進化した形態のカメラ１５０を含む。筺体３０２にマイクロコントローラー３０４、ディスプレイ画面３０６、タッチスクリーンインターフェース３０８ａ、ユーザインターフェース３０８ｂが内蔵される。電源及び／またはデータ端子３１０とマイクが筺体３０２の下端に位置している。ボリューム及び／または音消去操作スイッチ３１８が筺体３０２の薄い側面のうち１つに設置される。スピーカー３１４とアンテナ３１５が筺体３０２の上側部分の内側に設置されている。
【０１０９】
図３４及び図３５は、他の実施例３００ａの斜視図３３０、３３４を示す。図３６及び図３７は、さらに他の実施例３００ｂの斜視図３３８、３４０を示す。
【０１１０】
＜Ｖ．センサーが既存には記録することができない細密な映像をキャプチャーするための方法＞
この代替方法は、複数回迅速に露出するものの、各露出別に精密に少しずつ移動する。例として、同じ場面を４回撮影するものの、各露出ごとにそれぞれ４方向に映像を１／２ピクセルずつ移動する（実際には、使用する映像の移動量を変化させて、３、４、５回以上の露出を適用してもよい）。
【０１１１】
例えば、図３８の木は、カメラから遠く離れていて、水平に４個ピクセルを占め（ピクセルとピクセルとの間には空白がある）、垂直には空白を含んで５個ピクセルを占めている（現在市販されているカメラは、２５万ピクセルの解像度を有するところ、この木の映像は、映像領域の百万分の一より小さくて、極度に拡大しない限り、目視では区別することができない）。
【０１１２】
図３９は、平面でも曲面でも特定カメラセンサーの一部分を示す。以下の説明で、垂直列は、文字で、水平列は、数字で番号を付けた。黒色部分は、ピクセル間の空白を示す。
【０１１３】
図４０は、最初に露出時に木の映像がピクセル上にどのように位置するかを示している。木の映像がピクセルＣ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｃ４、Ｄ４、Ｂ５、Ｃ５、Ｄ５にのみ”他の所よりさらに多く覆われている”を注目しなければならない。これらピクセルを当該映像として記録する。
【０１１４】
図４１は、露出を１回行った時のツリーの結果映像を示す。黒くなったピクセルが１番目の映像になる。
【０１１５】
図４２は、２番目の露出データを示す。今回の露出時には、映像が右側に１／２ピクセルだけ移動したことを注目しなければならない。映像の移動のためには、物理的にセンサーを移動させてもよく、当該分野で公知されている”映像安定化”技法を反対に適用してもよい。映像安定化は、露出時にカメラが動きに起因して発生する像雲り現象を除去する方法である。２番目の露出のために、この技法を反対に適用し、センサーに結像された映像を移動させる。露出と露出との間だけで映像安定化技法を逆適用することは、独特の技法であって、本発明で特許請求する。
【０１１６】
図４２で、”他の所よりさらに多く覆われている”映像のピクセルは、Ｄ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｃ４、Ｄ４、（Ｅ４はどちらでもよい）、Ｃ５、Ｄ５、Ｅ５である。これによる結果映像データを図４３に示した。
【０１１７】
図４４は、３番目の露出データを示す。今回は、映像を２番目の露出データから上方に１／２ピクセルだけ移動させる。結果的に、木がピクセルＤ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｃ４、Ｄ４、Ｅ４、Ｄ５上を占めている。この３番目の露出の結果データは、図４５の通りである。
【０１１８】
続いて、図４６の例題では、映像を３番目の露出データから１／２ピクセルだけ左側に移動させる。その結果、映像がピクセルＣ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４、Ｃ５上に位置する。
【０１１９】
図４７は、４番目の露出データを記録した映像を示す。カメラは、同一の木の映像に対して４種類の場面を有する。
【０１２０】
現在の映像安定化は、１回露出中に発生する微細な手の震え、さらに、モーターなどの振動を中和し、像曇りを除去している。このような機能は、第２、第３、第４、またはそれ以上の位置への映像移動が迅速に行われることができることを暗示する。
【０１２１】
大部分のデジタルカメラも、後続モデルの向上によって動画カメラになっていることのように（以前には停止映像カメラしかなかった）、ピクセル応答時間も続いて改善されている。これは、また迅速な多重露出が行われることができることを暗示し、これは、特に動画撮影技法の本質的な面なのでそうである。
【０１２２】
多重露出時に各露出中に映像を安定させながら、各露出ごとに映像を少しずつ一定の量だけ移動させるように映像安定化メカニズムのモードを変えることに対しては、以前に実施したか、または暗示しなかった。
【０１２３】
同一の効果のための他の方式として、センサーを少し移動することも新規の方法である。
【０１２４】
ソフトウェアが４個のキャプチャーされた映像を解釈するが、これは、本発明の請求範囲の一部である。ソフトウェアは、図４５と図４７のデータを”見て”から、この映像が何でも、下側の中間に短い断片があるものと把握する。図４１と図４３では、この断片が漏れているので、ソフトウェアは、この断片の幅は、１ピクセルであり、長さは、半分（１／２）ピクセルであるものと決定する。
【０１２５】
ソフトウェアは、全体４個の場面を見てから、この映像が何でも、前記断片上に、他の部分より広くて水平で３個のピクセルを占める基端部があるものと把握する。これは、図４５と図４７の４行と、図４１及び図４３の５行を根拠として決定する。
【０１２６】
また、ソフトウェアは、図４１及び図４３の３行と４行を見て、この映像が何であるかは分からないが、前記広い基端部上に第２層が幅２ピクセル、高さ２ピクセルを占めていると一旦把握する。しかし、ソフトウェアは、さらに図４５と図４７の３行を見て、前記第２層の幅は、２ピクセルであるが、高さは１ピクセルになってもよいことを確認する。ソフトウェアは、このような異なる結果を平均し、第２階層は、１１／２ピクセルの高さを有するものと結論付ける。
【０１２７】
ソフトウェアは、４個の映像すべての２行を見て、第２層の上にさらに狭い映像がさらにあることを認知する。この映像は、一貫的に１ピクセルの幅と１ピクセルの広さを占め、第２層の上に置かれていて、最も広い基端部上の中心に位置している（最下層の断片がある場合には、この断片の中心の上にある）。
【０１２８】
図４８は、多重露出時に各露出ごとにそれぞれ１／２ピクセルずつ移動して撮影して記録した結果データを示す。データが４倍の情報を有しているので、合成された映像は、画面で見ても印刷をしても、１／４と細密なピクセルが生成される。これにより、１回の露出により、既存にセンサー画面がキャプチャーすることができなかった細密な映像を見ることができる。
【０１２９】
図４９は、センサーを４回露出させるものの、各露出時ごとに１／２ピクセルずつ移動しながらデジタル的に記録した、木の原映像を示す。図４９は、木自体と、この木を４回の露出により記録した４個の代表的なデジタル映像を示す。全然木のように見えない。
【０１３０】
木の映像を４回デジタルキャプチャーする。図５０は、原の木を複数の映像に分解する方法、及びこれらの４個の映像からソフトウェアにより生成された合成映像がとれほど原の木に似ているかを示す。完全に似てはいないが、さらに近接している。この映像の領域が略０．０００００１％である点を勘案すれば、この程度に映像が似ていたら、監視用に充分に使用することができる。
【０１３１】
＜ＶＩ．曲面状センサー形成のための他の方法＞
この新しい方法のうち一実施例によれば、ほぼ溶融状態でウェーハを加熱し、シリコンを成形するための凹形の金型を作ることを提案する。次に、重力によりシリコンが金型に装着される。このようなすべての方法では、金型を冷却させる迅速に温度を下げることによって、均一に元の厚さを維持するようにすることができる。
【０１３２】
遠心力の利用も２番目の可能な方法である。３番目の方法は、金型の多孔性により気圧を低めることであり、４番目の方法は、圧力及び／または非常に高い沸点で使用される液体を利用して蒸気の温度を上げることである。この４番目方法は、ウェーハの上で単純に凸形の金型を押圧し、凹形の金型の内に入るようにすればよい。しかし、この時にも、シリコンの温度を高めた後に行う。
【０１３３】
加熱は、様々な方法で行うことができる。従来の”焼付け”がその１つの方法であり、他の材料よりもシリコン材料にさらに多い影響を及ぼす輻射波長を選択することが２番目の方法である。この２番目の方法を進行するために、輻射波の大部分を吸収する煤煙などの物質をシリコンの凸状になるべき面に塗布し、後で除去してもよい。この物質が輻射波を吸収することによって、当該部分に対する加熱が促進されるが、これにより、ウェーハの厚さが不均一に加熱される。すなわち、凸状の面が最も多く加熱されることによって、この部分が最も多く伸びる。３番目の方法は、輻射波吸収物質を両側面に適用することである。凹形の面では、圧縮緊張が吸収され、凸状の面は、引張応力により引っぱられるので、ウェーハの破裂なしにこれら変形力を調節するように加熱することができる。
【０１３４】
最後の方法では、単純に、曲面状センサーを作るために不要な部分を加工、研磨、レーザーエッチングで除去することである。
【０１３５】
１番目の具現過程として、シリコンなどのインゴット材料を加工し、曲面を形成する。このインゴットは、通常のウェーハより厚くなければならない。加工としては、レーザー、イオン、またはその他の方法による機械的加工を利用することができる。２番目の具現過程として、ウェーハ材料を凹形の円板が配列されたパターンの上に載置する。閃光で加熱することによって、このウェーハ材料が凹形の溝の中に落ちる。これは、単純に重力により行われることもでき、遠心分離機を利用することもできる。
【０１３６】
他の方法として、シリコンなどの材料の裏面を加熱する輻射波の特定波長を吸収する特定物質を裏面に”塗布”することによって、センサーの中間部分に熱が少なく伝達されるようにすることができる。
【０１３７】
これにより、シリコンなどの材料の中間部分がより少なく加熱され、且つ伸びる面での柔軟性が大きくなって、金型にぴったりと合うようになり、センサーが一緒に支持され、収縮または伸長せず、ただ曲がる。さらに他の実施例によれば、表面に波長吸収物質を”塗布”し、輻射波を照射することによって、当該部分が破裂なしに収縮されるようにすることができる。さらに他の実施例によれば、再形成する直前に、両面を同時に加熱する。ドーピング物質（ｄｏｐａｎｔ）を既に注入した場合には、輻射波長及び吸収物質の”塗布”がドーピング物質に及ぶ影響を最小化するかまたは除去することができるように選択しなければならない。
【０１３８】
＜ＶＩＩ．映像鮮明度の向上＞
本発明の他の実施例によれば、多重露出撮影する間に、センサー及び／または光学要素を意図的に略一定に移動させる。さらに他の実施例によれば、このような移動を間歇的に行うことができる。そして、ソフトウェアが多重露出を処理し、優れた画質と鮮明なエッジを有する向上した映像を生成する。ソフトウェアは、ユーザが決定することができる限り、多くの露出を取る。
【０１３９】
本実施例において、センサーは、ピクセル密度が変わるように配列され、センサーの中央部で最も密度が高い。センサーが回転するとき、外側の端部での動きが中央での動きより非常に大きい。ピクセル直径より小さく動いて写真を撮影すれば、合成映像でキャプチャーされる映像の鮮明度が向上する。外側の端部のピクセルは、密度が最も小さいので、各ピクセルのサイズは最も大きい。中央にあるピクセルは、密度が最も高いので、ピクセルサイズは最も小さい。これらの間では、中心から遠くなるにつれて、ピクセルサイズが徐々に大きくなる。このような方法において、一定程度回転させることによって、ピクセル数の変化が映像全域で同一になり、この回転方向への画質が向上することができる。ピクセルを一定程度回転させて、２番目の露出をすれば、映像のエッジがさらに鮮明にキャプチャーされ、向上する。
【０１４０】
［センサーを固定し映像を移動させる場合］
本発明の他の実施例によれば、平面または曲面状センサーを固定し、映像を円形に移動させてデータを取得したり映像を生成することができる。このような実施例を具現する１つの例を取れば、映像の円形移動経路の直径が全体的にセンサーのピクセル幅より小さい。その一実施例として、円形移動経路の直径がピクセル幅の半分になる。この実施例によれば、ピクセル密度は、センサー全域で一定である。もし映像が時計写真なら、この時計は、小さい丸を描きながら一定に移動し、数字１２は、常に上に、数字６は、常に下にある。
【０１４１】
［映像を固定しセンサーを移動させる場合］
本発明のさらに他の実施例によれば、平面や曲面状センサーが略一定に完全な円を描きながら移動することによって、データを取得したり映像を生成することができる。このような実施例を具現する１つの例を取れば、移動型センサーの円形移動経路の直径が全体的にセンサーのピクセル幅より小さい。
その一実施例として、円形移動経路の直径がピクセル幅の半分になる。他の実施例において、円形移動経路は、４と１／２ピクセル、または６と１／４ピクセル、またはその他の適切な直径を有している。
【０１４２】
このような実施例の利点は、次の通りである。
往復移動が全然なし
無振動
中止及び移動動作時にエネルギー損失がなし
【０１４３】
図５１は、平面センサー３４６の上で移動する光学要素３４４の概略図３４２である。光学要素３４４を平面センサーの上で完全な円を描くように動いて入射光が完全な円経路３４８に沿って平面センサーの上で移動するようにする。本実施例において、光学要素は、対物レンズとして図示した。
【０１４４】
他の実施例によれば、他の適切なレンズや光学部品を使用することができる。さらに他の実施例によれば、光学要素３４４を略持続的にまたは間歇的に前後に傾けるか、うなずくようにして、固定型平面センサー３４６の上で映像が完全な円を描くように移動させることができる。
【０１４５】
図５２は、図５１に示されたように、固定型平面センサー３４６の上で移動する光学要素３４４を上から見た図３５０である。センサー３４６の上で光学要素３４４が完全な円経路で動いて、平面センサー３４６上で入射光を移動させる。
【０１４６】
図５３は、固定型曲面状センサー３５４の上で動く光学要素３４４の概略図３５２であり、図５４は、図５３に示されたような光学要素３４４及びセンサー３５４を上から見た図３５６である。
【０１４７】
図５５は、固定型光学要素３６２の下で平面センサー３６０を動かす方法の概略図３５８であり、図５６は、図５５に示されたような固定型光学要素３６２及びセンサー３６０を上から見た図３７２である。
【０１４８】
図５７は、図５５と図５６に示すセンサー３６０の回転運動を起こす構成要素の詳細度３６４である。回転円板３６６上に設置された連結棒または連結部３６７に平面センサー３６０が付着されている。すなわち回転円板３６６は、センサー３６０の下に位置する。センサーの付着は、円板３６６の中心から離れた位置３６８で行われる。円板は、円板の下にある電気モーター３７０により回転する。モーターの軸３７２は、連結棒３６７の付着点３６８と整列されない。
【０１４９】
図５８は、図５７に示す構成の斜視図である。
【０１５０】
図５９は、曲面状センサー３７６上に位置する固定型光学要素３６２の概略図３７４である。固定型光学要素３６２の下で曲面状センサー３７６が移動する。
【０１５１】
図６０は、図５９に示した光学要素３６２及びセンサー３７６を上から見た図である。
【０１５２】
図６１は、図５１と図５２に示すように、光学要素３４４を円形移動させる方法の概略図３７８である。光学要素３４４の周辺にバンド３８０が取り囲んでいるが、これは、複数のバネ３８４に回転接触点３８２を提供する。２個のバネにカム３８６及び３８８が接触し、各カムは、電気モーター３９０及び３９２に装着されている。カムが回転すれば、光学要素を取り囲むバンドに連結されたバネが光学要素を動かす。２つのカムは、円運動を起こすために９０゜で位相がずれている。
【０１５３】
図６２は、円形経路上で単一軌道に沿って移動する平面センサーの９種類の形態を示す概略図３９４である。一実施例によれば、円形経路は、１つのピクセル直径より小さい。各図で、四角形センサーの左側の下端の角部近くにある回転軸Ｃが示されている。すべての図ごとに半径線分が示されているが、これは、回転軸と各四角形の上端にある地点とを連結する線分である。各図は、四角形センサーが回転軸Ｃを中心に時計方向に４５゜移動したものを示す。各図で、点線で描いた四角形は、四角形センサーの元の位置を示す。半径線分については、円での８段階の移動によってｒ１からｒ９まで番号を付けた。
【０１５４】
他の実施例によれば、図６２に示したセンサーを直四角形やその他の適切な平面形態で構成することができる。さらに他の実施例によれば、センサーを曲面や半球形で作ることもできる。移動は、時計方向に、時計反対方向に、または本発明の目的達成のための適切な位置に行われることができる。
【０１５５】
図６３は、ピクセルが配列された平面センサー３９６の概略図である。図６３で示したセンサーは、元の位置にあるものであり、図６４と図６５に示したセンサーは、円形経路に沿って連続して回転している。
【０１５６】
センサーが回転する間に、多重露出が行われるが、これは、ソフトウェアにより決定される。本実施例によれば、内側ピクセル列と外側ピクセル列は、それぞれ同一の数のピクセル間隔だけ移動する。本実施例は、センサーのピクセル数を超える映像の鮮明度を強化させ、前のＶ章”センサーが既存には記録することができない細密な映像をキャプチャーするための方法”で説明した方法とともに使用することができる。
【０１５７】
センサー上のピクセル密度が急激に増加しているが、ピクセルサイズが減少し、各ピクセルが１つの光子だけを検出することができるので、ピクセル密度の限界にぶつかった。すなわちピクセルサイズが小くなるにつれて、センサーの感度が減少する。
【０１５８】
本実施例は、２０１０年１月６日に共同出願した米国特許出願１２／６５５、８１９(米国公開特許ＵＳ２０１０／０２６０４９４、特に１０１−１１３段落参照)に説明されたセンサー連結方法及び装置とともに実施することができる。
【０１５９】
さらに他の実施例として、小型無線装置を利用してセンサーとマイクロプロセッサーを連結することができる。
【０１６０】
＜ＶＩＩＩ．他の実施例−シリコン繊維織物で製作するセンサー＞
本発明のさらに他の実施例によれば、センサーをシリコン繊維で織った織物で製作する。本実施例では、シリコン繊維を利用しているが、本発明の目的に適したすべての光透過性繊維素材を使用して本発明を実施することができる。
【０１６１】
図６６は、シリコンで製作したシリコン繊維４００の単一ストランドを示す。図６７は、このような繊維４００の２組で織った織物４０２を示す。
【０１６２】
１組の繊維は、互いに略平行に配置し、２組の繊維は、１組の繊維と直交するが、各繊維の上と下に通るように順次織る。伝統的な繊維製織において、１組の平行な繊維を”縦糸”、この縦糸を下と上に通りながら織る２組の繊維を”横糸”と呼ぶ。シリコン繊維を熱で溶けると、硬い織物になるので、各繊維の上と下に通りながら製織する必要なく、繊維２個ごとに、１０個ごとに、またはその他の個数ごとに製織すれば良い。可能な例として、１０本の縦糸繊維を１０本の横糸繊維の上と下に織る場合には、１０本単位で同時に織ることができる。
【０１６３】
他の方式で、１番目の縦糸を１０本の横糸の上に通るようにし、２番目の縦糸は、９個の横糸の上に通った後から１０個横糸の上と下に通るようにすることができる。次に、３番目の縦糸を８個の横糸の上に通った後から織物の端部に至るまで１０個の横糸の上と下を通るようにするパターンを繰り返して製織することができる。
【０１６４】
繊維４０２を製織した後、図６８のように、加熱された第１芯型４０４上に載置する。第１芯型４０４の上部は、曲面になっている。これと類似の曲面を有する第２芯型５０５が第１芯型４０４上に位置している。製織された繊維は、芯型の形状を取るようになり、加熱すればシリコン繊維が融合され、図６９のようになる。これにより、曲面状センサー４０６が製作され、不要な余剰部分４０８を切り取る。
【０１６５】
他の実施例によれば、平行配置した繊維群４１０を図７０、図７１のように加工し、1層の不織（ｕｎｗｏｖｅｎ）薄膜４１２で形成する。不織薄膜４１２を２つの芯型の間で圧着して加熱すれば、シリコン繊維が溶けながら曲面状センサーが製造される。加える熱は、シリコンを柔軟にすることができれば十分である。そして、この状態を維持するために、芯型をまず暖かく暖めても良いが、シリコンが最終半球形態で安定になるように迅速に冷却させなければならない。
【０１６６】
さらに他の変形実施例として、図７２のように、２組の繊維を直角で配置し（４１４）、熱を加えて、融着薄膜４１６を形成することができる。
【０１６７】
＜ＩＸ．他の実施例−ミニセンサーのサイズを変化させて製造する曲面状センサー＞
本発明のさらに他の実施例によれば、略平面であるミニセンサーを複数配置し、ほぼ曲面を成すようにして、曲面状センサー４１８を製作する。
【０１６８】
本実施例によれば、ミニセンサーが集まっている各列ごとに少しずつ異なる製造工程を適用する。他の実施例によれば、このセンサーが従来の平面センサーであってもよい。
【０１６９】
本実施例によれば、各ミニセンサーは、隣接する内側列より少しずつサイズが小さくて、曲面を形成するために内側にセンサーを傾けても、各角部が重畳しない。これにより、本明細書の前部で説明した間隙が生じる。また、このような間隙がピクセルとさらに短い間隔で連結され、空間の浪費が減少する。前述したように、映像またはセンサー自体が移動し、二重露出をするので、全体センサー面で映像をキャプチャーするようになり、ほぼ１００％の”充満度（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）”を得ることができる。”充満度”は、実際に光子をキャプチャーし、これを信号データに変換するセンサー面積を称する当該分野の用語である。
【０１７０】
本実施例によれば、各々異なるピクセル密度がある。全体センサーの中央部にあるミニセンサーでの密度が最も高いので、デジタルズームの効用が大きくなり、過度な費用なしに鮮明な映像を得ることができる。次の列での密度は、さらに低いため、費用が節減され、実際場面を拡大なしに撮影するときには、全体ピクセル数によって決定されるに等しい程度の鮮明度を得るようになる。外側列（本例では、簡便に３個の列があるものと仮定する）は、鮮明度が最も低く、個数が最も多いながらも、製造費用が最も安価である。
【０１７１】
多くの可能な例のうちただ１つについて全体を”ほぼ曲面状センサー”で作るための”ミニセンサー”が３列に配列されていると仮定する。中央部センサーは、デジタルズーム機能によって望遠撮影をする時にのみ、単独で使用されるものであって、これには、２０ＭＰのセンサーが含まれる。これにより、光学式ズームによる望遠映像よりも優れた望遠映像が生成される。小さて且つ高密度でピクセルが配列された”ミニセンサー”の費用は、競争力がある。超高密度ピクセルに起因して費用は上昇するが、”ミニセンサー”１つのサイズが小さくてもよいので、この問題が克服され、したがって、ウェーハ当たり生産量が多くなる。この中央部センサーを取り囲んでいる２番目の列には、さらに小さい２．５ＭＰの”ミニセンサー”８個が含まれると仮定する。
【０１７２】
中央の”ミニセンサー”を最大拡大のデジタルズーム映像に使用する一方、第２列にある”ミニセンサー”を組み合わせて一緒に使用すれば、被写体が実際倍率の写真に変わる。本実施例において、８個の第２列”ミニセンサー”を組み合わせて２０ＭＰ映像を作るので、中央部センサーは、自体的に２．５ＭＰに圧縮される。これは、実際倍率の写真が２２．５ＭＰよりなることができることを意味する。これもやはり鮮明な映像である。中央部”ミニセンサー”のデータを圧縮することによって、処理が迅速になり、記録に対する要求条件が減少する。望遠映像を実際倍率に切り替えて映像をキャプチャーするときには、中央部センサーの高度な鮮明性が必要ない。同様に、広角写真用に設計した実施例の場合において、最外郭の列には、各１ＭＰの”ミニセンサー”１６個がある。しかし、内側列と中央の”ミニセンサー”では、不要なデータ量を処理しているので、これらをすべて１ＭＰに圧縮する。これにより、人間の目が８”×１０”で拡大時に読み取ることができるものよりさらに大きい２５ＭＰの広角映像を得るようになる（２５個の”ミニセンサー”それぞれが１ＭＰのデータを処理する）。
【０１７３】
このような構成により、望遠、実際倍率、広角、及びこれら間のすべての状況について費用が節減されるだけでなく、最適のメガ級のピクセル数（ＭＰ）を得るようになる。
【０１７４】
さらに他の実施例によれば、図７３のように、最外郭の列にある相対的に密度が低い”ミニセンサー”は、中央部センサーに近い他のミニセンサーよりサイズがさらに大きいように構成されている。比較的大きいミニセンサーは、センサーの中心に向けている小さいセンサーより感度がさらに大きい。大きく取り囲んでいる列のミニセンサーが大きい一方、中央にあるミニセンサーは、相対的に小さい。図７３は、中央のミニセンサー４２０、第１列にあるミニセンサー４２２、第２列にあるミニセンサー４２４、最外郭の列にあるミニセンサー４２６を示す。
【０１７５】
さらに他の実施例によれば、このセンサーは、図７４のように、ほぼ続いて回転することができる。例えば、センサーが０．００１゜を回転する場合、これは、中央部センサー、第１列のセンサー、外側センサーの３列に対してピクセル−映像移動量とほぼ同一である。多重露出を利用することによって、ピクセル数によって暗示されるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーすることができる。なぜなら、２番目の露出時に映像の端部で新しいピクセル部分をセンサーがキャプチャーするからである。この方法により、回転方向に鮮明な映像が得られるが、中心方向には何も得られない。
【０１７６】
図７５にさらに他の実施例を示すが、これは、ミニセンサー上にピクセル部分を交互に配置するものである。
【０１７７】
本発明について複数の好ましい実施例を参照して詳細に説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、添付の特許請求範囲の思想及び範囲を逸脱することなく、多様な変形と改良が可能であることが分かる。以上で開示する”移動する光学部を有する曲面状センサーカメラ”を提供する多様な代案は、読者に本発明の好ましい実施例を理解させるために説明したものに過ぎず、本発明または請求範囲の限界を制限するためのものではない。
【符号の説明】
【０１７８】
１０ 曲面状センサーを有するカメラ
１２ 曲面状センサー
１４ 筺体
１６ 対物レンズ
１８ 入射光
２０ センサーからの電気出力
２２ 信号処理器
２４ ユーザ操作機
２６ バッテリー
２８ メモリー
３０ カメラ出力
３２ ファセット
３４ ファセット間の間隙
３６ 貫通ホール
３８ 配線板
４０ 隣接する花弁形状のセグメントで製作した曲面状センサー
４２ 花弁形状のセグメント
４３ａ 第１芯型
４３ｂ 基材
４３ｃ 第１熱変形性シート
４３ｄ 芯型の上にある変形性材料のドーム部分
４３ｅ 曲面状センサーの半球形基底部
４３ｆ 第２熱変形性シート
４３ｇ 第２芯型
４３ｈ ポート
４３ｉ 空き領域
４３ｊ ヒーター
４３ｋ 曲面状センサーの半球形基底部
４３ｌ 基底部４３ｅまたは４３ｋに形成されたセンサーピクセル
４４ カメラモニター
４６ 略均一なピクセル密度を有する従来のセンサー
４８ 中央部に向けて高いピクセル密度を有するセンサー
５０ ピクセル
５２ シェード収縮
５４ シェード伸長
５６ 多重レンズカメラ組立体
５８ 対物レンズ
６０ 鏡内臓カメラ／レンズの組合
６２ 基本対物レンズ
６４ 補助対物レンズ
６６ 第１センサー
６８ 第２センサー
７０ 鏡
７２ 側面設置センサー
７４ 元の位置のセンサー
７６ 回転した位置のセンサー
７８ 元の位置のセンサー
８０ 移動した位置のセンサー
８２ センサーの他の実施例
８４ センサーの他の実施例
８６ センサーの他の実施例
８８ センサーの他の実施例
９０ センサーの一実施例の裏面
９２ 螺旋形導体
９４ センサー連結点
９６ 処理器連結点
９８ センサーの一実施例の裏面
１００ アコーデオン型導体
１０２ センサー連結点
１０４ 処理器連結点
１０６ センサーの一実施例の裏面
１０８ 放射状導体
１１０ ブラシ
１１２ ブラシ接触点
１１４ 環状リング
１１６ センサーの中心、処理器連結点
１１８ 無線連結の概略図
１２０ 送信機
１２２ 受信機
１２４ 処理器
１５０ カメラ
１５４ 筺体
１５６ レンズ
１６０ センサー
１６２ ファセット
１６４ 間隙
１７０ 中央部四角形
１７２ 取り囲んでいる四角形
１７６ 取り囲んでいる四角形
１８０ シェード伸縮装置
１８２ 内側シェード部材
１８４ 可動シェード部材
１８６ 外側可動シェード部材
１９０ レンズ移動メカニズム
２００ 映像処理器
２０２ センサーキャプチャー装置
２０４ 自動装置
２０６ ピクセル密度正規化装置
２０８ 映像処理エンジン
２１０ ディスプレイ／ＬＣＤコントローラー
２１２ 圧縮及び格納コントローラー
２５０ カメラ
２５６ レンズ
２６０ センサー
２７０ 中央部ファセット
２７２ 取り囲んでいるファセット
２７４ シャッター制御
２８０ レンズシェード作動装置
２９０ 焦点／安定化作動装置
２９２ レンズ移動
３００ 複合装置の第１実施例
３００ａ 複合装置の第１実施例
３００ｂ 複合装置の第１実施例
３０２ 筺体
３０４ マイクロコントローラー
３０５ａ 表面
３０５ｂ 裏面
３０６ ディスプレイ画面
３０８ａ タッチスクリーンインターフェース
３０８Ｂ ユーザインターフェース
３１０ 電源及び／またはデータ端子
３１４ スピーカー
３１５ アンテナ
３３０ 他の実施例
３３４ 他の実施例
３３８ 他の実施例
３４０ 他の実施例
３４２ 固定型平面センサーと移動型レンズの概略図
３４４ 移動型レンズ
３４６ 固定型平面センサー
３４８ 光路
３５０ 図５１を上から見た図
３５２ 固定型曲面状センサーと移動型レンズの概略図
３５４ 固定型曲面状センサー
３５６ 図５３を上から見た図
３５８ 移動型平面センサーと固定型レンズの概略図
３６０ 移動型平面センサー
３６２ 固定型レンズ
３６４ 図５５を上から見た図
３６５ センサーの円形移動を起こす部品の概略図
３６６ 回転円板
３６７ 連結棒
３６８ 付着点
３７０ 電気モーター
３７２ モーター回転軸
３７３ 図５７の斜視図
３７４ 移動型曲面状センサー上の固定型レンズの概略図
３７６ 移動型曲面状センサー
３７７ 図５９を上から見た図
３７８ レンズを移動させる部品の概略図
３８０ バンド
３８２ バネ
３８４ カムが接触しているバネ
３８６ 第１カム
３８８ 第２カム
３９０ 第１電気モーター
３９２ 第２電気モーター
３９４ センサー回転時の９種類の形態
３９６ センサー
３９８ ピクセル
４００ 光ファイバ
４０２ 光ファイバで織ったメッシュ
４０４ 加熱された第１芯型
４０５ 上部芯型
４０６ 織物ドーム
４０８ 不要な部分の整理及び除去
４１０ 平行配列された繊維
４１２ 融着された薄膜
４１４ 直角に配置された２組の繊維
４１８ サイズが増加するミニセンサーの列で構成されるセンサー
４２０ センサー
４２２ ミニセンサーの第１列
４２４ ミニセンサーの第２列
４２６ ミニセンサーの最外郭の列
４２８ サイズが増加するミニセンサーの列で構成される回転型センサー
４３０ ミニセンサーの列で構成されるセンサーであって、各ミニセンサーが順に上方に移動している
【技術分野】
【０００１】
本発明の一実施例は、曲面状センサーを含むカメラを結合した通信装置に関する。この装置により、従来の携帯電話（セルホン）カメラで得ることができるものよりさらに高い画質の写真を得ることができ、別途のポケット用カメラを携帯する必要がない。本発明の他の実施例は、平面または曲面状センサーと、映像を生成するために意図的に光学部（ｏｐｔｉｃａｌ ｔｒａｉｎ）を移動させる要素を含むカメラ組合に関する。本発明のさらに他の実施例は、シリコン繊維で製作される凹形の曲面状センサーに関する。
【背景技術】
【０００２】
＜Ｉ．簡略なカメラの歴史＞
［３つの基本カメラ類型の進化］
最初の”箱”及び”じゃばら”から進化したカメラは、２０世紀後半に現在の３つの基本形態に進化して来た。 距離計連動（ｒａｎｇｅｆｉｎｄｅｒ）カメラが最初に登場し、次に 一眼反射式、すなわちＳＬＲ（ｓｉｎｇｌｅ ｌｅｎｓ ｒｅｆｌｅｘ）カメラが、最後にコンパクト型Ｐ＆Ｓ（ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｓｈｏｏｔ）カメラが出た。最近、大部分の携帯用カメラは、これら距離計連動式、ＳＬＲ式、Ｐ＆Ｓ式を採択している。
【０００３】
［単純な従来のカメラ］
図１は、筺体、対物レンズ、写真用フィルムまたは平面センサーを含む従来のカメラを単純化して示す。
【０００４】
しかし、平面フィルムまたはセンサーと単純なレンズは、いくつかの問題に直面している。フィルムやセンサーの映像領域の端部に到逹する光の経路が長くなり、その部分の光量が曇る。 光線がセンサー端部に長い経路を介して到逹するので、この部分の光量が弱くなることは勿論、”レインボー効果”、すなわち色収差がさらに激しくなる。
【０００５】
図２は、映像形成面が曲面となっている人間の目を単純化して示す。人間の目は、例えば、映像を形成するために角膜と１つのレンズだけが必要である。しかし、平均的に人間の１つの網膜には、２，５００万個の杆状細胞と６００万個の円錐細胞が入っている。最近の高級型カメラは、６〜２０個の部品で構成されるレンズを使用する。非常に珍しく且つ超高価のカメラだけが人間の目が有する杆状細胞と円錐細胞と同数のピクセルを有し、人工照明なしに日没後の映像を撮影することができるカメラは存在しない。
【０００６】
イーグルの網膜には、人の目が有する感覚細胞数の８倍が集まっている。イーグルの感覚細胞は、玉サイズの球体の上に配列されている。イーグルの目では、丸い感覚細胞により光学系が単純になる。現在存在する商用カメラのうちイーグルの目の中にある感覚細胞数の１／４に該当するピクセル数を有するカメラは存在しない。イーグルの目は、簡単なレンズと曲面型網膜よりなる。従来の最高級カメラは、精巧なコーティング、特殊材料、複雑な構成の多重レンズを使用するが、これらは、いずれも平面形センサーを補償するためのものである。イーグルは、どんなカメラよりも単純で、軽くて且つ小さい光学系を利用して、昼にも、 日光の下でも、または夕暮れ時にも事物を明確に見ることができる。
【０００７】
［距離計連動カメラ（ｒａｎｇｅｆｉｎｄｅｒ ｃａｍｅｒａ）］
距離計連動カメラは、初期の専門家向け３５ｍｍライカ（ＬＥＩＣＡＴＭ）カメラから、後で出た一般引用インスタマチック（ＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣＴＭ）フィルムカメラにまで幅広く分布している。（ＫＯＤＡＫＴＭのＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣＴＭカメラの大部分は、焦点機能がないため、事実上、距離計連動カメラではなかった。但し、”ＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣ型”モデルのうち少数の一部は、焦点機能があり、”撮影用”レンズ（ｔａｋｉｎｇ ｌｅｎｓ）から分離した別途の”ビューイング”レンズ（ｖｉｅｗｉｎｇ ｌｅｎｓ）を有していて、距離計連動に分類される。距離計連動カメラは、シャッターを機械的にまたはデジタル的に開いたり閉める時、フィルム（あるいは最近にはセンサー）に像を形成する”撮影用”レンズを有する。そしてユーザが被写体を眺めることができるようにする第２のレンズ（ビューイングレンズ）が使用される。撮影用レンズと連動して結像をするこのビューイングレンズを介してカメラの焦点を合わせることができるようになる。
【０００８】
撮影用レンズとビューイングレンズが異なり、被写体の遠近が異なるので、撮影用レンズで撮影した映像は、常時ビューイングレンズで眺めた映像と若干異なる。時差（視覚差）と呼ぶこの問題点は、大部分の状況では軽微であるが、近い距離では重要な問題になる。
【０００９】
被写体拡大のための長い望遠レンズは、距離計連動形式では実用的ではない。なぜなら、２つのレンズが必要であり、レンズが高価であり、カメラボディー内に位置するものより設置空間がさらに広くならなければならないからである。このため、長い望遠レンズが距離計連動カメラには存在しない。
【００１０】
一部の距離計連動カメラでは、ビューファインダーの中にフレームを表示するが、焦点を調節するとき、このフレームの境界が撮影用レンズの境界と一致するようにする。これは、ユーザが眺める場面を実際撮影される画像と一致させることである（但し、焦点が合う部分だけに対して一致する）。焦点が合わない背景と前景は、動くため、撮影された映像の当該部分とビューファインダーで眺めた部分は、依然として若干の差異を有する。
【００１１】
いくつかの距離計連動カメラでは、交換式または脱着式レンズを使用することがあるが、視覚差の問題は、依然としてず解決不可能な問題として残っていて、若干広いか、または少し長い望遠用アクセサリー水準を顕著に超過する距離計連動カメラを市販して成功したカメラ製造社はまだ存在しない。距離計連動レンズを付加する場合には、常に、これと類似のビューファインダーレンズが同伴しなければならない。それとも、ユーザが眺めた場面と撮影された写真が全然一致しない。これにより、レンズ費用が二倍に増加する。アクセサリーレンズに対する同一の限界を有する、距離計連動カメラで派生したものとして二眼反射式（ｔｗｉｎ ｌｅｎｓ ｒｅｆｌｅｘ）カメラがあるが、ＲＯＬＬＥＩ−ＷＥＲＫＥＴＭ社で製作したカメラを例に取ることができる。
【００１２】
［コンパクト型、またはＰ＆Ｓ（”ｐｏｉｎｔ ａｎｄ ｓｈｏｏｔ”）カメラ］
現在、一般ユーザに最も人気ある形式は、”Ｐ＆Ｓ”カメラである。このカメラは、初めにフィルムカメラとして登場したが、最近、ほぼすべてデジタルカメラである。大部分のこのカメラは、光学式ズームレンズを永久的に付着していて、光学系を交換することができない。ズームレンズは、一般的に、少しの広角から低倍率の望遠機能まで可能な４×の倍率を有する。ズーム機能時の画質及び速度を保証するために、この倍率より大きい倍率は適用しない。一部のメーカでは、この４×倍率以上のズーム機能を適用しているが、得られた映像の画質と速度が悪くなる。
【００１３】
他のカメラでは、光学倍率を大きくするために、デジタルズームを追加したりするが、大部分の編集者と写真作家は、デジタルズームで撮影した写真を嫌う。その理由は、次の段落で説明する。１８ｍｍのＳＬＲレンズ（相対的比較のために、既存の標準型３５ｍｍフィルムＳＬＲカメラに使用するレンズとして前提する）に該当する前景と同じくらいの広い広角レンズを使用するＰ＆Ｓカメラはない。２００ｍｍのＳＬＲレンズ（同様に、標準型３５ｍｍフィルムカメラに使用するレンズとして前提する）と同じくらいの長い望遠レンズを使用するＰ＆Ｓカメラはない。最近、通常のカメラよりも移動電話機やＰＤＡを利用して毎日写真を撮影する場合がさらに多い。これら移動電話機やＰＤＡも、本明細書ではＰ＆Ｓカメラに含ませることにする。
【００１４】
［一眼反射式（ＳＬＲ、ｓｉｎｇｌｅ ｌｅｎｓ ｒｅｆｌｅｘ）カメラ］
一眼反射式カメラでは、アクセサリーレンズの選択幅が大きいため、最近、高級アマチュアと専門家によって最も一般的に使用される。３５ｍｍフィルムＳＬＲカメラにおいて、アクセサリーレンズは１８ｍｍ魚眼レンズから１，０００ｍｍ超高倍率望遠レンズまであり、これに加えて、それらの間にある多様な倍率を使用することができる光学式ズームレンズもある。
【００１５】
ＳＬＲでは、ビューファインダーに入る映像を反射する鏡が撮影用レンズの後方にある。シャッターを押圧すれば、この鏡が上昇し、光路から外れて、像がフィルムやセンサーに直接結像される。このような方式により、ビューファインダーで見る場面が、極度の広角撮影から望遠撮影に至るまで、ほぼ正確な映像になる。このような”正確な”映像撮影に対する唯一の例外は、迅速な撮影動作に関するものであって、鏡の動きによる時間遅延に起因して作家がビューファインダーで先程に見た場面と実際撮影される映像に若干の差異が発生するものである。
【００１６】
一部内在した短所にもかかわらず、非常に多様なレンズの活用性側面で、ＳＬＲは、２０世紀後半に人気あるカメラになった。ＳＬＲの短所は、他の形式のカメラよりも可動部品が多くて機構が複雑になり、且つ、鏡の動きによる騒音、振動、そして時間遅延を例示することができる。また、動く鏡の光路の前方の遠い所にあるレンズがフィルムやセンサーからさらに遠く位置しなければならないので、レンズの設計に制約があり、これにより、レンズが重くて大きくなる。またレンズ交換時に、カメラボディー及びレンズ後方部にダスト、湿気、その他異物が入るようになる。
【００１７】
フィルムとは異なって、センサーは、固定されているので、デジタルＳＬＲが登場しながらダスト流入が大きい問題になった。フィルムは巻き取られながらダスト小片も一緒に巻き取ることができるので、１つの写真フレームにのみ影響を与えるが、デジタルカメラの場合には、センサーを清潔にしない限り、すべての写真にダストが撮れるようになる。最近の設計では、センサーを掃除するために間歇的にセンサーを振動させる。しかし、これによってもカメラについたダストを除去することができず、油粒子をも除去しない。より最近の設計では、この問題の深刻性を認識し、カメラ内部に接着バンドを設置し、センサーから振動によって落ちるダストがこれにくっつくようにしている。しかし、この接着バンドを定期的に交替しなければならないので、カメラユーザは、この作業を行うためのサービス技術者を必要とする。
【００１８】
ＳＬＲの固有機能は、交換可能なレンズを使用することであるから、前記問題は持続する。鏡関連メカニズムとビューファインダー光学部により重さが増加し、サイズが大きくなる。ＳＬＲでは、正確なレンズ及びレンズをボディーに付着するメカニズムが必要であるから、ＳＬＲレンズとＳＬＲボディーとの間に機械的、電気的連結が行わなければならない。これにより、重さ、複雑性、費用がさらに大きくなる。前記”振動”設計のうち一部においては、垂直位置にある間に、すなわちカメラが空に向けるか、または地に向ける間に、センサーが振動する場合、ダストを取る接着バンドがない時には、すべての写真を水平形態で撮影することを前提とする。
【００１９】
［光学式ズームレンズ］
光学式ズームレンズは、ＳＬＲレンズの交換必要性を減少する。大部分の撮影時に、写真作家は、単純にズームインズームアウト機能を利用する。しかし、一部の状況では、依然としてさらに広くて長いＳＬＲ用アクセサリーレンズを必要とし、とにかくユーザは、レンズを交換しなければならない。
【００２０】
最近、多いＰ＆Ｓカメラには、基本的にズームレンズが永久装着されていて、ほぼすべてのＳＬＲは、付属品としてズームレンズを提供している。光学技術が続いて発展しているとしても、ズームの範囲に対しては、どんなレンズでも適切に作用可能でなければならないという技術的限界がある。ズームレンズに対する他のジレンマは、標準レンズよりズームレンズがさらに重くて、”遅くて”（この意味は、通過する光量が少なくて有用性が制限されるということ）、鮮明な映像を得ることができず、焦点距離固定型レンズに比べて色忠実度が劣るということである。
【００２１】
また、光学式ズームは、レンズ構成要素の動きがさらに多くなければならないので、可動部品が増加するようになり、時間及び使用上の機械的問題を起こし、費用が追加される。光学式ズームは、機械的に伸縮されるので、まるで空気ポンプのように作用し、遠距離拡大（ズームイン）時には、外部空気を吸い込み、ズームアウトにより収縮時には空気を圧縮するようになる。これにより、湿気（時にはダスト）が内部に容易に流入される。
【００２２】
＜ＩＩ． 既存携帯電話カメラの限界＞
ガートナー（Ｇａｒｔｎｅｒ）グループは、２００９年に世界的に１０億が超える携帯電話が売れたと報告した。現在使用可能な多くの携帯電話には、カメラが装着されている。このようなカメラは、一般的に、通常のレンズの後方に単純な構造で平面設置された低画質写真装置である。このような携帯電話カメラで撮影する写真の画質は、一般的にＰ＆Ｓ級以上の写真専用カメラで撮影した写真の画質より低い。一般的に、携帯電話カメラには、シャッター速度、望遠機能、またはその他機能のための高級制御装置が不足である。
【００２３】
［既存の携帯電話及びＰＤＡカメラの４つの欠点］
１．平面形デジタルセンサーを使用するので、光学的欠点があり、低い画質の写真を得るようになる。正常な解像度を得るためには、さらに大きいレンズが必要であるが、この場合、このような小型装置は扱いにくい。
【００２４】
２．他の欠点は、レンズが”遅くて”多くの光を集光することができない点である。このような装置で撮る写真の大部分は、日没後に、または室内で撮影される。このため、フラッシュ照明が必要になる。
【００２５】
小型装置では、フラッシュ照明の近くにレンズが設置され、この際、”赤目”現象がしばしば発生する。暗い所では、さらによく見るために目の瞳孔が大きく開かれる。この際、フラッシュ光が目の網膜で反射し、瞳が赤く撮れる。赤目を無くすために、一部のカメラ製造社は、フラッシュを使用して写真を撮る前に、他のフラッシュを瞬間的に炊いて瞳孔が閉まるようにカメラを製作する。しかし、この機能は、時々作動し、自然なポーズを取ることを常に妨げる。
【００２６】
ユーザが赤目を無くすことができるペンシル機能もある。人間用赤目除去ペンシルがあり、さらに愛玩動物用赤目除去ペンシルもある。一部のカメラソフトウェア開発者は、赤目を検出し、人工的に赤目を除去するアルゴリズムを作った。これにより、被写体の実際眼球色と一致させることができるが、常にそうではない。
【００２７】
３．フラッシュ照明を利用して写真を撮影するので、バッテリー使用時間が短縮される。
【００２８】
４．フラッシュ照明による写真撮影は、人工的である。すなわち背景は暗くなり、前景の顔は、白く撮れる。あごの線が著しくなり、時には、人の鼻孔をのぞくことができる程度に撮れたることがある。現在高画質（ＨＤ）テレビの販売によって、大衆の鮮明な映像要求が増加している。
【００２９】
過去には、ＩＮＳＴＡＭＡＴＩＣカメラを利用して多くの写真撮影をしたが、大衆は、すぐにこのような低画質写真に嫌気を出すようになった。専門家とシリアスな愛好家が３５ｍｍカメラを使用するようになり、まもなくこのカメラが大衆的な市場製品になった。現在は、前にも後にもなく多くの写真が携帯電話で撮影されているが、写真品質が二流であるから、そのようなサイクルが繰り返される可能性が大きい。このような問題を低減するための装置の開発によって主な技術的進歩が達成され、映像取得分野において長期間要求されたものを満たすようになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明は、曲面状センサーを使用するカメラが含まれる移動通信装置に対する方法と装置を提供する。本発明の特定実施例によれば、移動通信装置には、携帯または無線電話、スマトホン、個人デジタル補助装置（ＰＤＡ）、ラップトップまたはノートパソコン、またはその他携帯用情報機器が含まれることができる。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
本発明の一実施例によれば、映像の鮮明度を向上させるために多重露出を実行しながら、センサー及び／または光学要素を意図的に移動させる。
【００３２】
また、本発明は、シリコンなどの繊維で曲面状センサーを製造する方法及び装置を提供する。本発明の他の実施例によれば、サイズが異なるピクセルをセンサー上に形成する。本発明のさらに他の実施例によれば、リング形態で取り囲むように配列されるピクセルを他の隣接する２つのピクセルより若干上方に位置させる。
【発明の効果】
【００３３】
移動通信装置と曲面状センサーを結合することによって、次の効果を得る。
１．平面センサーを有する既存の携帯電話よりさらに高い画質の写真を得る。このような高画質の写真を、大きくて且つ高いレンズを使用することなく得ることができる。
２．周囲照明を明るくするために必要なフラッシュの必要性を減少するかまたは除去することができる大きい集光性能を得ることができる。
３．バッテリー使用時間が長くなる。フラッシュの必要性を減少するかまたは除去するからである。
【００３４】
また、曲面状センサーを利用したカメラと移動通信装置を結合することによって、写真専用携帯型カメラが不要になる。まるで、最近に携帯電話に時計が内蔵しているから、多くの人々が手首時計をつけないことと同様である。最初に高性能カメラと移動通信装置を結合した本発明によって、別途のカメラを携帯しなければならない必要性が低減するかまたは除去される。
【００３５】
添付の図面を参照して以下の実施例の説明を研究することによって、本発明の他の目標及び目的の評価、そして本発明のより完全で且つ包括的な理解が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】平面フィルムまたは平面センサーを利用する従来の一般的なカメラを示す。
【図２】人の眼球を単純に描いている。
【図３】本発明の一実施例によって製造された曲面状センサーを有するデジタルカメラの概略的全体構成図である。
【図４Ａ】略曲面を成しているセンサーの多様な形態を示す。
【図４Ｂ】略曲面を成しているセンサーの多様な形態を示す。
【図４Ｃ】略曲面を成しているセンサーの多様な形態を示す。
【図５】９個の平面セグメントまたはファセット（ｆａｃｅｔ）を有するように製作したセンサーを示す。
【図６】複数のファセット（ｆａｃｅｔ）で構成され、略曲面を形成している物体の断面を示す。
【図７】図６に示す曲面の斜視図である。
【図８】図６及び図７に示すセンサーを電気的に連結する１つの方法を提供する。
【図９Ａ】図７に示されたセンサーの他の詳細図であって、平たい面を曲げるように基材上の間隙（ｇａｐ）を拡張する前と後の形態を示す。
【図９Ｂ】図７に示されたセンサーの他の詳細図であって、平たい面を曲げるように基材上の間隙（ｇａｐ）を拡張する前と後の形態を示す。
【図１０Ａ】センサー連結方式を示す。
【図１０Ｂ】センサー連結方式を示す。
【図１１Ａ】曲げるなどの方法で傘形状のように略ドーム形状の表面を形成するための超薄形シリコンよりなる一連の花弁形状のセグメントを示す。
【図１１Ｂ】曲げるなどの方法で傘形状のように略ドーム形状の表面を形成するための超薄形シリコンよりなる一連の花弁形状のセグメントを示す。
【図１２】センサーセグメントの配列を詳細に示す。
【図１３】図１２に示されたセグメントを結合して形成される曲面形態の斜視図である。
【図１４Ａ】芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を使用して薄い半導体材料層を使用して略ドーム形状の面を形成する他の方法を説明する。
【図１４Ｂ】芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を使用して薄い半導体材料層を使用して略ドーム形状の面を形成する他の方法を説明する。
【図１４Ｃ】芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を使用して薄い半導体材料層を使用して略ドーム形状の面を形成する他の方法を説明する。
【図１４Ｄ】芯型を使用して略ドーム形状の面を形成する方法を説明する。
【図１４Ｅ】芯型を使用して略ドーム形状の面を形成する方法を説明する。
【図１４Ｆ】芯型を使用して略ドーム形状の面を形成する方法を説明する。
【図１４Ｇ】ドーム形状の面にセンサーを配置した形態を示す。
【図１５Ａ】広角写真を撮影しているカメラを示す。
【図１５Ｂ】実際倍率写真を撮影しているカメラを示す。
【図１５Ｃ】望遠写真を撮影しているカメラを示す。
【図１６】ピクセルが相対的に中央にさらに集中している１つの実施例と既存センサーの映像を比較することによって、ピクセル密度が変化する特性を説明するための図である。
【図１７】ピクセルが相対的に中央にさらに集中している１つの実施例と既存センサーの映像を比較することによって、ピクセル密度が変化する特性を説明するための図である。
【図１８】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図１９】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図２０】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図２１】収縮・伸長可能なレンズシェードを有するカメラの概略的形態を示す。カメラが、広角撮影時には、レンズシェードが収縮し、望遠撮影の場合には、レンズシェードが伸長する。実際倍率撮影の場合には、レンズシェードが部分的に伸長する。
【図２２】複合センサーの２つの形態を示す。１番目の図で、センサーは、元の位置に整列されていて、１番目の映像をキャプチャーする。２番目の図で、センサーは、回転し、２番目の映像をキャプチャーする。これら２つの連続映像を結合し、完全な最終映像を生成する。
【図２３】複合センサーの２つの形態を示す。１番目の図で、センサーは、元の位置に整列されていて、１番目の映像をキャプチャーする。２番目の図で、センサーは、回転し、２番目の映像をキャプチャーする。これら２つの連続映像を結合し、完全な最終映像を生成する。
【図２４Ａ】図２２、２３の他の実施例を示すものであって、露出時にセンサーが対角線位置に移動することを示す。
【図２４Ｂ】図２２、２３の他の実施例を示すものであって、露出時にセンサーが対角線位置に移動することを示す。
【図２５Ａ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２５Ｂ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２５Ｃ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２５Ｄ】多様に配列されたセンサーファセットとそれらの間にある間隙を含む４種類のセンサーを示す。
【図２６】電気信号を出力するために使用する多様な連結方式を示すものであって、動くセンサーの裏面を示す図である。
【図２７】電気信号を出力するために使用する多様な連結方式を示すものであって、動くセンサーの裏面を示す図である。
【図２８】電気信号を出力するために使用する多様な連結方式を示すものであって、動くセンサーの裏面を示す図である。
【図２９】センサーと処理器との間の無線連結を説明するためのブロックダイヤグラムである。
【図３０】本発明の他の実施例によるカメラ装置の側断面図である。
【図３１】図３０のカメラ装置のセンサーの前面図である。
【図３２】本発明の他の実施例によるカメラ装置のブロックダイヤグラムである。
【図３３】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３４】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３５】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３６】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３７】曲面状センサーを内蔵した電子装置の多様な形態を示す。
【図３８】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図３９】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４０】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４１】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４２】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４３】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４４】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４５】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４６】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４７】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４８】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図４９】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図５０】センサーが既存にキャプチャーすることができるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーする方法を示す。
【図５１】固定型平面センサーの上で光学要素が完全な円形経路に沿って移動することを示す概略図である。
【図５２】図５１に示された光学要素とセンサーを上から見た図である。
【図５３】固定型曲面状センサーの上に位置する移動型光学要素の概略図である。
【図５４】図５３に示された光学要素とセンサーを右から見た図である。
【図５５】固定型光学要素の下で平面センサーを回転移動させる方法の概略図である。
【図５６】図５５に示された光学要素とセンサーを上から見た図である。
【図５７】図５５及び図５６に示されたように、センサーの回転運動を起こす方法を示す概略図である。
【図５８】図５７に示された構成要素の斜視図である。
【図５９】固定型光学要素の下で動く曲面状センサーの回転運動を起こす方法の概略図である。
【図６０】図５９に示された光学要素とセンサーを上から見た図である。
【図６１】光学要素を円運動させる方法の概略図である。
【図６２】単一の円形経路に沿って移動する９種類の平面センサーを示す。
【図６３】ピクセルが配列された平面センサーの簡略図である。図６３で、センサーは、元の位置にある。
【図６４】ピクセルが配列された平面センサーの簡略図である。図６４では、センサーが円形経路に沿って続いて回転している。
【図６５】ピクセルが配列された平面センサーの簡略図である。図６５では、センサーが円形経路に沿って続いて回転している。
【図６６】シリコン繊維の単一ストランドを示す。
【図６７】シリコン繊維で織ったメッシュを示す。
【図６８】加熱された一対の芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を利用して織物でドーム形状を形成する方法を説明するための図である。
【図６９】加熱された一対の芯型（ｍａｎｄｒｅｌ）を利用して織物でドーム形状を形成する方法を説明するための図である。
【図７０】平行配した繊維を加熱し、半球面を含む融着薄膜を形成する方法を示す。
【図７１】平行配した繊維を加熱し、半球面を含む融着薄膜を形成する方法を示す。
【図７２】直角で配列した２組の繊維を加熱し、融着薄膜を形成する方法を示す。
【図７３】異なるサイズのミニセンサーで構成される曲面状センサーを示す。
【図７４】図７３に示すセンサーの回転状態を示す。
【図７５】交互に配列されたピクセル部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
＜Ｉ．発明の概要＞
本発明は、非平面、曲がった、または曲面状センサーを有するカメラに関する方法及び装置を提供する。本発明は、移動通信装置と結合可能である。本明細書及び特許請求範囲で、用語”移動通信装置”及び”移動通信手段”は、情報、データ、コンテンツまたはその他形態の信号や情報を通信（送信及び／または受信を含む）するために使用可能な装置またはハードウェア及び／またはソフトウェアの結合を含むものと意図した。
【００３８】
移動通信装置の具体的な例として、セルラまたは無線電話、スマトホン、個人デジタル補助機器（ＰＤＡ）、ラップトップまたはノートパソコン、アイパッドＴＭまたはその他のリーダー／コンピュータ、または通信用に使用したり映像コンテンツを見たり記録するのに使用することができる他の一般携帯用装置を挙げることができる。従来の平面センサーを含むカメラが装着された既存セルラ電話とは異なって、本発明では、曲面型、そうでなければ、非平面型センサーを含んでいる。一実施例によれば、本発明に使用されるセンサーの非平面表面は、複数の小さい平たいセグメントで構成され、これらが集まって略曲面を形成している。従来のセンサーは、ほぼ略２次元平面であることとは対照的に、本発明において使用するセンサーは、ほぼ３次元空間を占有している。
【００３９】
本発明は、多様な３次元的形状（球面、放物面、楕円面を含む。しかし、これらに限らない）よりなるセンサーを利用することができる。本明細書において、用語”曲線”と”曲面”は、直線と完全に同一線上にいないすべての線、エッジ、境界、セグメント、表面または特徴を網羅する概念である。用語”センサー”は、入射された任意波長の光子に反応する検出器、映像形成器、測定器、トランスデューサー、焦点面配列体、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、または光電池を包括する概念である。
【００４０】
本発明の一部実施例は、光学的スペクトラム上で映像を記録するように構成されていて、本発明の他の実施例は、他の形態の光放射を集めて感知し記録する多様な作業のために使用することができる。本発明の実施例には、色相、黒白、赤外線、紫外線、Ｘ線、またはその他の類型の放射、放出、波動、粒子のフローを集める／集めたり記録する装置が含まれる。本発明の実施例には、また、停止映像や動画を記録する装置が含まれる。
【００４１】
＜ＩＩ．本発明の具体的実施例＞
図３は、移動通信装置に結合されることができる、曲面状センサー１２を含んでいるデジタルカメラの全体概略図である。筺体１４の一側に光学要素１６が配置される。対物レンズ１６が入射光１８を受ける。本実施例によれば、光学要素が対物レンズである。一般的に、センサー１２は、入射する光子１８のエネルギーを電気信号２０に変換した後、信号処理器または光子処理器２２に出力する。信号処理器２２は、ユーザ操作機２４、バッテリーまたは電源供給装置２６、半導体メモリー２８に連結されている。信号処理器２２で生成された映像は、メモリー２８に格納される。映像は、ＵＳＢポートなどの出力端子３０を介してカメラから出力またはダウンロードすることができる。
【００４２】
本発明の実施例には、次のようなセンサーを内蔵したカメラが装着された移動通信装置が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００４３】
１．曲面状センサー：球体の略連続的な部分、または放物面や楕円面のような円錐部分の回転形状、またはその他の平面ではない形状を有するセンサー。略曲面であるセンサー１２の例は、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに図示した。本明細書では、曲面状センサーの多様な実施例を参照番号１２、１２ａ、１２ｂ、１２ｃなどで指定した。
【００４４】
２．ファセット（ｆａｃｅｔ）よりなるセンサー：多角形ファセット（またはセグメント）の集合体。任意の適切な多角形、すなわち四角形、直四角形、三角形、台形、５角形、６角形、７角形、８角形などを使用することができる。図５は、９個の平面多角形セグメント、すなわちファセット３２ａで構成されたセンサー１２ａを示す。一部応用のために、複数の平面センサーを単純に組立てたものは、その価格は、大幅に安くなるが、滑らかな曲面状センサーの利得を失うこともできる。図６及び図７は、複数のファセット３２ｂが集まって略球形を成しているセンサー表面１２ｂの側面図及び斜視図である。図７では、ファセット間の間隙３４を誇張して表現した。ファセットには、それぞれ数百、数千、または数百万個のピクセルがあり得る。本明細書で、センサー１２のファセットは、参照番号３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃなどで指定した。
【００４５】
図８は、図７に示された曲面状センサー１２ｂに接続される電気連結部３６を示す。内部表面には、半導体面が配列される。外部表面は、ＭＹＬＡＲＴＭ、ＫＡＰＴＯＮＴＭ、またはこれと類似の曲線形態の配線板であることができる。半導体面と配線板は、貫通ホール（ｖｉａ）を介して電気的に連結される。一実施例によれば、ファセット配列と配線板を連結するために、２点〜２，０００点以上の電気的経路が必要なことがある。
【００４６】
図９は、曲面状センサー１２ｂのファセットの詳細図である。一般的に、球形表面を形成するために使用する多角形の多いほどセンサーがより一層滑らかな曲面を成すようになる。
【００４７】
本発明の一実施例によれば、ウェーハ製作時に各カメラセンサーが碁盤形状のファセットを有するようにウェーハを製作する。センサーチップウェーハの前面または後面のうち一面には、少し曲がることはできるが、当該位置でファセットを支持することができる程度の強度を有する柔軟な膜（例えば、ＭＹＬＡＲＴＭまたはＫＡＰＴＯＮＴＭ）を付着する。細い線を各ファセット間のシリコンチップにエッチングで形成する。但し、柔軟な膜を通過させてはならない。次に、ウェーハを略球面形状で加工する。各ファセットには、ウェーハを通過する貫通ホールを形成し、裏面の配線ハーネスと連結する。この配線ハーネスは、また各ファセットを機械的に支持する役目をする。
【００４８】
図９Ａ及び図９Ｂは、曲面状センサーの内部にあるファセット３２ｂと、センサーのファセットと配線板を連結する電気連結を示す。
【００４９】
図１０Ａ及び図１０Ｂは、センサーのファセットから出る出力信号を受ける配線板３８を示す。
【００５０】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、複数の超薄形シリコン花弁形状のセグメント４２を曲げて接合して形成した略半球体４０を示す。これらセグメントを少し曲げて結合することによって、曲面状センサーを作る。
【００５１】
図１２は、花弁形状のセグメント４２の一実施例を示す。従来の製造方法を利用してこのようなセグメントを作ることができる。一実施例によれば、このセグメントを超薄形シリコンを利用して作る場合、セグメントを破損させることなく、ある程度曲げることができる。
【００５２】
本明細書及び請求範囲で、用語”超薄形”は、５０〜２５０ミクロンの範囲を意味する。他の実施例によれば、ピクセル密度が各セグメントの頂点の側に増加し、各セグメントの基底部に行くほど徐々に減少する。本実施例は、ピクセルを生成するソフトウェアまたはマスクに対する変更をプログラミングして実現することができる。
【００５３】
図１３は、図１２に示すセグメントを結合するか、または若干重畳することによって形成される曲面形状の一実施例の斜視図である。センサーは、凹形の面に配置され、電気連結は、凸形の面で行われる。このような非平面表面を作るのに使用する花弁形状セグメントの数は、任意の適切な個数であればよい。熱や輻射波を利用して所望の形態でシリコンを加工することができる。”花弁”の曲率は、特定のセンサー設計によって変更することができる。他の実施例によれば、中央に平面センサーを配置し、終端部分を四角に切削した”花弁”をこのセンサー周囲に取り囲むように設置することもできる。
【００５４】
図１４Ａ、図１４Ｂ、図１４Ｃは、曲面状センサー製作のための他の方法を示す。図１４Ａは、基材４３ｂ上にあるドーム形状の第１芯型４３ａを示す。図１４Ｂで、熱変形性材料４３ｃよりなる薄いシートを第１芯型４３ａ上に押圧する。熱変形性材料４３ｃの中央領域は、図１４Ｃのように、第１芯型４３ａの形状通りに変形し、略半球形の曲面状センサー基底部４３ｅで形成される。
【００５５】
図１４Ｄ、図１４Ｅ及び図１４Ｆは、曲面状センサーの基底部を形成するための他の方法を示す。図１４Ｄで、第２熱変形性シート４３ｆを第２芯型４３Ｇ上に載置する。真空圧力をポート４３ｈに適用し、第２芯型４３ｇで取り囲まれた空間部４３ｉ内に第２熱変形性シート４３ｆを引張る。図１４Ｅは、本過程の次の段階を示すもので、ポート４３ｈに印加した真空圧力によって第２芯型４３ｇの内部に第２熱変形性シート４３ｆを引張っている状態でヒーター４３ｊ温度を上げて、第２芯型４３ｇの温度を上げる。図１４Ｆで、曲面状センサーの基底部として使用する略半球形ドーム４３ｋが作われたことを示す。図１４Ｇは、基底部４３ｅまたは４３ｋにセンサーピクセル４３ｌを形成した後の曲面状センサー基底部４３ｅまたは４３ｋを示す。
【００５６】
［デジタルズームの改善］
図１５Ａは、広角写真を撮影しているカメラを示し、図１５Ｂは、同一のカメラで実際倍率写真を撮影していることを示し、図１５Ｃは、望遠写真を撮影していることを示す。各図面で、被写体は、同一の状態を維持している。カメラのビュスクリン（モニター）に、図１５Ａでは広い前景が、図１５Ｂでは実物サイズの前景が、図１５Ｃでは、遠距離映像を拡大した映像が表示されることが分かる。光学式ズームと同様に、デジタルズームを利用して、ユーザはカメラセンサーで処理している映像を正確に見ることができる。
【００５７】
デジタルズームは、ソフトウェアで作動する。カメラは、映像中央の小さい一部のみをキャプチャーするか、全体場面をキャプチャーするか、またはこれら間の任意倍率で被写体をキャプチャーする。全体映像の記録されている部分をモニターを通じて見ることができる。中央部で相対的に高い密度で集まっているピクセルを使用する一実施例において、デジタル的にズームアウトを行う場合、ソフトウェアがすべてのデータを使用することができる。望遠撮影映像の場合には、この望遠撮影映像が小さいセンサー部分に切られて入るとしても、中央部の面積当たりピクセル数がさらに多いため、鮮明な映像になる。その理由は、中央部のピクセル密度がさらに高いからである。
【００５８】
また、広角にズームを戻せば、ソフトウェアは、中央部のデータを略映像の端部のピクセル密度に圧縮する。このようにしても、広角映像の中央部に非常に多いピクセルがあるので、広角映像の画質には影響を与えない。
【００５９】
しかし、圧縮をしなければ、中央部のピクセルでは、不要で、見えない微細なキャプチャー部分まで表示するようになり、格納容量と処理時間がさらに多く必要になる。現在の写真関連用語によれば、望遠写真を撮る時には、中央部で”ＲＡＷ”で処理するかまたは圧縮しないものと呼び、一方、広角映像である時には、中央部で”ＪＰＥＧ”またはその他の圧縮アルゴリズムで処理するものと呼んでもよい。
【００６０】
現在、デジタルズームは、当該分野の専門家が軽視している。伝統的なセンサーでキャプチャーした映像をデジタル拡大すれば、ギザギザの線に割れ、ピクセルが見え、解像度の悪い映像が作られる。光学式ズームでは、焦点距離固定レンズが作りることができる鮮明な映像を決して作ることができなかったが、今も作ることができない。また、光学式ズームは、遅くて、光学部を通過する光量が減少するようになる。
【００６１】
本発明の実施例は、軽くて、早くて、チープで、もう少し信頼性あるカメラを提供する。一実施例によれば、本発明はデジタルズームを提供する。光学式ズームが不要なので、根本的に構成要素の数が少なくなり、軽いレンズの設計が可能になる。
【００６２】
本発明の多様な実施例によれば、多くのピクセルがセンサーの中央部に集中され、センサーの端部には少なく配置される。中央部と端部の間で多様な密度分布を形成することができる。このような特徴によってユーザは、解像度を高く維持しながらも中央部のみを利用して望遠撮影にズームインすることができる。
【００６３】
一実施例によれば、広い視野の映像を見る時には、外側のピクセル密度値で解像度を正規化するために中央部ピクセルを”格納”するか、すべて合算する。
【００６４】
望遠モードで映像を見る時には、中央ピクセルの高い解像度を活用して、レンズやカメラ設定を全然変えなくても、最大限鮮明な映像を得ることができる。デジタルズーム機能によって極端的な望遠ズームに加えて広い視野角を得ることができる。このような特徴は、人間の目の網膜のようにデジタルセンサーが平面ではない曲面である場合にレンズが発揮することができる優れた解像力、コントラスト、速度、色分解能によって可能になる。
【００６５】
角膜及び水晶体よりなる平均的な人間の目が映像をキャプチャーするのに、平均２，５００万個の杆状細胞と６００万個の円錐細胞を使用する。この程度の映像データは、稀で且つ高価のカメラモデルまたは最近商用されている２つの類型のカメラがキャプチャする映像データより大きい。さらに、このようなカメラは、平面センサーのみを使用するので、略７〜２０個のレンズ要素を使用しなければならない。これらカメラは、人工照明なしに、またはＩＳＯ増幅（これにより、映像の微細な部分が喪失される）なしに、夕暮れ（日の暮れ）映像をキャプチャーすることができない。人間の眼球の直径は、平均的に２５ｍｍであるが、このような高級カメラは、現在対角線長さが最大４８ｍｍであるセンサーを使用する。非常に小さい目を有するイーグル目は、人間の目が有する感覚器官の個数より８倍もさらに多くて、曲面状センサーまたは網膜が発揮する光学的潜在力をさらに示している。
【００６６】
本発明の実施例は、さらに信頼的で、且つ安価であり、高い性能を提供する。交換レンズがこれ以上必要ではなく、鏡作動及び連結メカニズムが不要になる。レンズ設計が単純になり、部品数が少なくて節減効果を倍加することができる。なぜなら、曲面とは異なって、平面フィルム及びセンサーは、レンズから来る光からの距離と角度が変化する所に位置するので、色収差が生じ、センサーを横切って光量が変わるからである。これを補償するために現在のレンズは、去る２世紀にわたってこのような問題をほぼ完全に緩和させたが、大きな妥協を許した。
【００６７】
その妥協には、速度、解像力、コントラスト、色分解能に対する制限が含まれている。また、従来のレンズ設計時には、複数の部品、非球面レンズ、特別な材料、各表面への特殊コーティングが必要である。また、空気−ガラス界面及びガラス−空気界面がさらに多くなり、光損失及び光反射の問題が起こる。
【００６８】
［ピクセル密度の可変］
本発明の一部の実施例によれば、デジタル拡大映像をキャプチャーするセンサーの中央部は、さらに高い映像品質のデジタル拡大を可能にするために高密度でピクセルを配置している。
【００６９】
図１６及び図１７は、このような特徴を示しており、センサー中央部にピクセル４８を高密度で集中させる。センサーの中央部にピクセルを集中させることによって、デジタルズーム機能時に映像鮮明度の損失がなくなる。このような独特の接近法は、平面センサーでも曲面状センサーでも利得になる。図１６に示された従来のセンサー４６の表面には、略均一にピクセル４８が配置されている。図１７は、本発明によって製作されたセンサー５０を示すもので、センサーの中央部にピクセル４８が高い密度で配置されている。
【００７０】
本発明の他の実施例によれば、カメラが広角写真を撮影している時には、適切なソフトウェアを通じて撮影される映像の中央部の高密度データを圧縮する。これにより、システムの処理時及び記録時に要求事項が大きく減少する。
【００７１】
［レンズシェード］
本発明の他の実施例は、キャプチャーされている映像が広角であるか望遠であるか否かを感知することができるレンズシェードを含んでいる。カメラが広角映像を感知する場合には、シェードが収縮し、シェードが映像領域に入らないようにする。カメラが望遠映像を撮影するものと感知すれば、シェードが伸長し、映像領域以外の所から来る外部光（フレアや曇り映像の原因になる）を遮断する。
【００７２】
図１８及び図１９は、伸縮可能なレンズシェードがオプションで装着されたカメラを示す。広角撮影時には、レンズシェードが参照番号５２のように収縮する。望遠撮影の場合にはレンズシェードが参照番号５４のように伸長する。図２０及び図２１は、図１８、図１９と類似しているが、平面センサーが使用されたカメラを示し、レンズシェード機能を別に独立的に適用可能であることを示している。
【００７３】
［ダストの減少］
本発明の実施例は、光学式ズームがなく、レンズ交換が不要なので、従来カメラで問題になったダストを減少させる。したがって、移動通信装置に内蔵するカメラを密閉することができ、画質を妨害するダストが入らない。不活性乾燥気体（アルゴン、キセノン、クリプトンなど）をカメラ筺体１４にあるレンズとセンサー室内に密封することによって、酸化と凝縮を低減することができる。このようなガスを使用する場合、カメラはまた、断熱性が良好になり、温度変化が少なくなる利得を得ることができ、カメラをさらに広い温度範囲で使用することができる。
【００７４】
［完全密閉カメラ］
本発明の他の実施例によれば、カメラ全体をアルゴン、クリプトン、キセノンなどの不活性ガスで密封することができる。
【００７５】
［光学性能の向上］
本発明は、フラッシュ照明なしに（または動きのための投光照明なしに）監視する目的に、あるいは速い動作を撮影する時に有用な超高速レンズとともに具現することができる。これが可能な理由は、非平面センサーを利用するからである。そして、平面センサーやフィルムによる制約がないので、実用的な側面で、ｆ／０．７またはｆ／０．３５レンズのようにさらに速い範囲が可能になる。
【００７６】
新しいレンズ構成が可能になるので、このようなすべての改善事項が実用化される。現在、平面フィルムとセンサー用レンズの設計時には、光がさらに遠く移動し、さらに多く屈折するセンサーの端部で発生する”レインボー効果”または色収差を補償しなければならない。現在のレンズ及びセンサー設計と、これと結合された処理アルゴリズムは、センサー端部で光の強さが弱いことを補償しなければならない。このような補償により、性能向上の可能性が制限される。
【００７７】
カメラレンズとボディーが密閉されているので、腐食及び錆を低減するために、最終組立時にアルゴン、キセノン、クリプトンなどのような不活性ガスを注入することができる。本発明のカメラは、さらに広い温度範囲で作動することができる。これは、人工衛星に設置したカメラ及び地上の両方に利得になる。
【００７８】
［センサーの回転及び移動］
図２２、図２３は、センサー組立をさらに容易にするために、間隙３４により区分されているセンサーセグメント３２ｃを有する他の構造のセンサー配列体を示す。本実施例によれば、停止カメラにこのようなセンサー配列を適用し、短い時間に連続して２枚の写真を撮ることができる。
【００７９】
図面で、センサー配列が元の位置７４と回転位置７６にあるものをそれぞれ図示した。１番目の写真撮影時と２番目の写真撮影時との間でセンサー配列体の位置が変わる。１番目の露出時に漏れた映像をソフトウェアで認識し、この漏れた映像データを２番目の露出時に取得し、さらに１番目の映像に差しこむ（ｓｔｉｔｃｈ）。センサーの動きまたは方向の変更は、センサーファセットのパターンによって変わることができる。
【００８０】
動画カメラも同様に動作することができる。それとも、他の実施例として、単純にセンサーを動かして、以前位置のデータを利用して新しい映像だけをキャプチャーすることによって、後続処理過程で間隙を満たすことができる。この方法は、配列されたセンサーの間に間隙がある、動くセンサーを使用して映像をキャプチャーするものである。この方法によれば、セグメント間の空間がより少なく重要なので、製作が非常に容易になる。一例として、中央の四角形センサーを８個の四角形センサーで１列取り囲み、これをさらに１６個の四角形センサーで１列取り囲む。センサーは、円形光学映像に適合するように当該サイズを定め、各行には。若干曲率を付与し、全体的に非平面センサーを作る。
【００８１】
使用時には、まず、カメラで１つの写真を撮る。次に、直ちにセンサーを少し回転させるか、またはその位置を移動し、２番目の映像をすぐキャプチャーする。ソフトウェアにより間隙がある位置を把握し、２番目の写真から新しいデータを１番目の写真に差し込む（ｓｔｉｔｃｈ）。他の方式として、センサーの配列パターンによって、センサーが２次元空間で線形的に移動することもでき、曲面に相当するように３次元で円弧に沿って移動することも可能である。
【００８２】
この概念によって複雑なセンサーをより容易に製作することができる。この場合に、複雑なセンサーは、複数の小さいセンサーで構成された大型センサーである。このような複雑なセンサーを利用して焦点映像をキャプチャーすれば、完全な映像を作るのに必須なデータが各センサー間の間隙から漏れる。間隙を小さくすれば、この問題をさらに低減することができるが、小さい間隙を有するセンサーの組立がさらに難しくなる。間隙が大きければ、センサー組立がさらに容易で、且つ経済的だが、完全でない映像が作られる。
【００８３】
しかし、本方法によれば、１番目の映像の撮影後に、センサーを移動し、迅速に２番目の映像を撮影することによって、前記問題を解決する。これにより、完全な映像を得ることができ、ソフトウェアを利用して、間隙から来た２番目の映像により集められたデータを分離し、１番目のデータに接合させる。
【００８４】
迅速に連続露出する間に映像を少し移動させるためのレンズ要素または反射器を移動させるかまたは傾けることによって、同一の結果を得ることができる。本実施例によれば、本発明のカメラでは、公知の”映像安定化（ｉｍａｇｅ ｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎ）”技法を利用し、但し、安定化機能を根本的に変更して適用する。本カメラには、１番目及び２番目の映像の両方で映像安定化を活用することができる。この方法は、露出時のカメラ動きの影響を中和させる。このような動きは、手の震えやエンジン振動から来ることができる。しかし、本実施例によれば、１番目の露出後に映像安定化を反対に適用し、”映像不安定化”または”意図的ジッター（ｊｉｔｔｅｒ）”を実施することによって、２番目の露出中にセンサー像の映像を少し移動させる。本来位置に固定されているセンサーとともにこの方法を適用する場合にも、やはり、２番目の露出時に映像が移動することによって、１番目の露出でファセット間の間隙を検出することができ、漏れた映像を最終映像内に記録及び結合することができる。
【００８５】
図２３に示された例では、センサーが前後に回転する。他の実施例によれば、センサーを横に、または対角線に移動させることができる。また、このセンサーは、全体円のうち一部円弧だけ回転することができる。他の実施例によれば、ソフトウェアがデータを結合して完全な映像を作る間に、センサーを持続的に回転させることもできる。
【００８６】
また、図２４Ａ及び図２４Ｂは、第２のセンサー群を示す。センサーは、初めに元の位置７８にあるものと示されていて、次に移動した位置８０にあるものと示されている。
【００８７】
［センサーグリッドパターン］
図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、図２５Ｄは、センサー８２、８４、８６、８８の４種類の異なる格子パターンに対する４種類の異なる実施例を示している。ファセット３２ｅ３２ｆ、３２ｇ及び３２ｈ間の間隙３４を利用して曲面状センサーの製造が可能である。
【００８８】
［センサーの電気的連結］
図２６、図２７、図２８は、センサーに連結する電気連結線の他の実施例を示す。
【００８９】
図２６は、センサー９０に略螺旋形の電気連結導体９２が適用されたものを示す。電気導体は、参照番号９４で指定された地点でセンサーに連結され、参照番号９６で指定された地点で信号処理器に連結される。この実施例は、図２３に示されたように、１番目と２番目の露出の間にセンサーが回転する場合に使用することができる電気連結方式である。この配線方式は、導体９２の曲がりを低減し、寿命を延長させる。信号処理器は、センサー組立体に内蔵されている。
【００９０】
図２７は、”アコーデオン”形態の導体１００が連結されたセンサー１０２の裏面を示し、Ａ地点でセンサーと連結され、Ｂ地点で信号処理器と連結される。この実施例は、図２４のように、１番目と２番目の露出間にセンサーが回転せずに移動する場合に使用可能である。このような連結方式により、コイル配線のように、前後への２０センサー連結に耐えることができる。
【００９１】
図２８は、略放射状で導体が配線されたセンサー１１４の裏面を示す。各導体は、リングに接触しているブラシＢに連結される。ブラシがリングの上に接触した状態で動きながら回転センサーの出力を集めて中央点Ｃから処理器に伝送する。本実施例は、露出中にセンサーが回転する場合に使用することができる。また、この連結方式は、他の実施例、例えば、続いて回転するセンサーにも適用可能である。このような実施例によれば、センサーが一方向に続いて回転し、ソフトウェアが間隙を検出し、１番目の露出から漏れたデータを満たす。
【００９２】
［無線連結］
図２９は、無線連結装置１１８のブロックダイヤグラムである。無線受信機１２２に信号を送る送信機１２０にセンサー１２が連結される。受信機は、信号処理器１２４に連結される。
【００９３】
本発明で得られる利得を要約すれば、次の通りである。しかし、これらに限定されるものではない。
高解像度デジタルズーム機能
速い
軽い
安価である
長い焦点範囲
信頼性優秀
低い色収差
より精密なピクセル解像度
フラッシュまたは投光照明の不要
広角から望遠までのズーム機能
【００９４】
＜ＩＩＩ．追加実施例＞
本発明による多くの好ましい特徴を有する、カメラ１５０を含む移動通信装置について図３０及び図３１を参照して説明する。
【００９５】
バッテリー、シャッターリリース、絞りモニター、モニター画面などのような既存の機能については明確なので、説明を省略する。
【００９６】
カメラは、略曲面型センサー１６０とレンズ１５６を収容している密閉された筺体１５４を含む。筺体１５４には、アルゴン、キセノン、クリプトンで満たされる。センサー１６０の前面を図３１に概略的に示しているが、複数の平面四角形ピクセル要素（すなわちファセット）１６２が互いに相対的に傾いてほぼ曲面を成している。ピクセル要素１６２の間に生じる略三角形間隙１６４の領域を低減するために中央部四角形１７０を最も大きくし、これを取り囲んでいる８個の隣接四角形は、それより少し小さくして、当該外郭の角部が互いに当接するか、ほぼ当接するようにする。同様に、これらを取り囲んでいる１６個の隣接四角形１７６は、その内側四角形１７２より少し小さくする。
【００９７】
中央部四角形１７０は、最も高いピクセル密度を有し、この四角形ファセットを単独で使用して望遠映像をキャプチャーする。内側で取り囲んでいる四角形１７２は、中間密度でピクセル配置し、実際倍率写真の画質を提供する。
【００９８】
外側を取り囲んでいる四角形１７６は、最小密度のピクセルを有する。本実施例において、ピクセル要素１６２間の間隙１６４は、電気連結線が通る通路として使用する。カメラ１５０は、また、レンズシェード伸縮部１８０をさらに含み、これには、内側の固定されたシェード部材１８２、第１可動シェード部材１８４、放射状に最外郭にある第２可動シェード部材１８６が含まれる。図３０のように、ユーザが広角写真を撮影すれば、シェード部材が収縮する。この場合には、極度の広角時に入る迷光だけが遮断される。このモードでは、データ処理時間及び記録要求条件を低減するために、曲面状センサーの中央部分１７０、１７２の高密度ピクセルデータを、センサーの端ファセット１７６での低いピクセル密度と同一にするように全体映像領域にわたって正規化することができる。
【００９９】
実際倍率写真の場合には、シェード部材１８４が伸長し、被写体領域の外部から来る迷光を遮断する。このモードでは、曲面状センサーのデータファセット１７２の一部を圧縮する。処理時間及び記録要求条件を低減するためにピクセル密度が高い最も中心地域１７０のデータを全体映像領域にわたって正規化することができる。ユーザがデジタルズームを利用して望遠写真を撮れば、シェード部材１８６が伸長する。このモードでは、曲面状センサー１６０の中央部１７０のみを使用する。このセンサー中央部にのみ高い密度でピクセルが覆われているので、映像は、鮮明になる。
【０１００】
動作を見れば、センサー範囲内にいるすべての間隙を満たすために、すなわち１回露出時に間隙１６４から漏れるピクセルデータを得るために、カメラ１５０は、２回の露出を行う。このために、カメラは、次のような２つの方法のうち１つを実行する。第一に、前述したように、センサーを移動させた後、続いて迅速に２番目の露出をする方法である。処理ソフトウェアにより映像センサーの間隙に起因して漏れたデータを１番目の露出時に検出し、この漏れたデータを１番目の映像に差し込む。これにより、完全な映像が生成される。動画の場合には、このような処理を連続で実行し、３番目の露出時にその以前または後続露出のうち１つを選択するようにして、完全な映像を生成する。
【０１０１】
第二に、現在当該分野に公知されている”映像安定化”を利用して標準プロセスを根本的に変更する方法である。１番目の露出時に映像を安定化させる。一旦記録されれば、この”映像安定化”を停止し、映像を安定化装置で移動させ、さらに安定した状態で２番目の映像を撮影する。この方法では、センサーを全然動くことなく、完全な映像を再び作ることができる。図３０に示された点線は、焦点処理の一実施例でのレンズの２次元的移動を示すものである。意図的ジッタリング（ｊｉｔｔｅｒｉｎｇ）に関する本発明の他の実施例によれば、レンズが前後に移動はしないが、その代わりにセンサーに結ばれる映像の位置を変更するために傾ける。
【０１０２】
前述したカメラ１５０には、多くの長所がある。アルゴンなどのガスが満たされた筺体１５４を密閉することによって、部品の酸化が防止され、広範囲な温度範囲にわたって動作上の断熱効果を得ることができる。
【０１０３】
高いピクセル密度の中央部四角形１７０の価格が相対的に高いが、これは、比較的大きさが小さく、１つだけを必要とするので、全体費用は節減される。別途の部属レンズ無しに良好なデジタルズームを具現することができるという点から、費用節減効果が大きい（部属レンズの価格は<センサーの価格より非常に高くて、大きくて、重くて、遅い）。外側を取り囲んでいるセンサー１７６は、サイズが最も小さくて、ピクセル数が少ないので、相対的に安価である。したがって、四角形要素の全体組立体を見る時、センサーの全体費用は、広い遠近範囲にわたって良好な性能を得ることができるという点を考慮すれば、低い。
【０１０４】
カメラ１５０を多様に変形することができる。例えば、レンズ１５６をモノリシックではない複数の部品で構成することができる。筺体１５４を他の不活性ガスまたは無反応ガス（窒素、クリプトン、キセノン、アルゴンなど）で密封してもよく、または全然密封しなくてもよい。ピクセルまたはファセット１７０、１７２、１７６は、直四角形、六角形、またはその他適切な形状であることができる。正四角形と直四角形の生産が最も容易である。以上で、中央部ピクセルとこれを２層で取り囲む四角形ピクセルについて説明したが、取り囲む層数は、任意であって、所望の層数で具現することができる。
【０１０５】
図３２は、図３０及び図３１に示されたカメラ１５０の多くの特徴を有するカメラ２５０のブロックダイヤグラムである。非平面センサー２６０は、高いピクセル密度を有する中央領域２７０と低いピクセル密度を有するファセットよりなる周辺領域２７２とで構成される。シャッター制御機２７４も示されている。レンズ２５６の焦点／安定化作動メカニズム２９０とシャッター制御機２７４とレンズシェード作動器２８０は、映像シーケンス処理器２００によって制御される。
【０１０６】
ファセット２７０、２７２にあるピクセルからの信号は、遠眼センサーキャプチャー装置２０２に入力される。この装置２０２の出力は、自動焦点、自動露出／ゲイン、自動ホワイトバランス作用をする装置２０４に連結されている。この装置２０２の他の出力は、ピクセル密度正規化装置２０６に入力され、その出力は、映像処理エンジン２０８に入力される。エンジン２０８の第１出力は、ディスプレイ／ＬＣＤコントローラー２１０に入力され、エンジン２０８の第２出力は圧縮及び格納コントローラー２１２に入力される。本発明の多様な実施例の特徴と変形は、要望通り結合または代替することができる。
【０１０７】
＜ＩＶ．曲面状センサーカメラを有する移動通信装置＞
図３３、図３４、図３５、図３６は、移動通信装置に曲面状センサーカメラを結合した、本発明の一実施例を示す。移動通信装置としては、携帯電話、ラップトップ、ノートパソコンまたは ネットブックパソコン、またはその他の通信、記録、または計算のための適切な装置または手段を挙げることができる。
【０１０８】
図３３は、このような装置の特定実施例を示す側面図であって、表面３０５ａ及び裏面３０５ｂの両方で停止写真とビデオ映像を撮影する進化した形態のカメラ１５０を含む。筺体３０２にマイクロコントローラー３０４、ディスプレイ画面３０６、タッチスクリーンインターフェース３０８ａ、ユーザインターフェース３０８ｂが内蔵される。電源及び／またはデータ端子３１０とマイクが筺体３０２の下端に位置している。ボリューム及び／または音消去操作スイッチ３１８が筺体３０２の薄い側面のうち１つに設置される。スピーカー３１４とアンテナ３１５が筺体３０２の上側部分の内側に設置されている。
【０１０９】
図３４及び図３５は、他の実施例３００ａの斜視図３３０、３３４を示す。図３６及び図３７は、さらに他の実施例３００ｂの斜視図３３８、３４０を示す。
【０１１０】
＜Ｖ．センサーが既存には記録することができない細密な映像をキャプチャーするための方法＞
この代替方法は、複数回迅速に露出するものの、各露出別に精密に少しずつ移動する。例として、同じ場面を４回撮影するものの、各露出ごとにそれぞれ４方向に映像を１／２ピクセルずつ移動する（実際には、使用する映像の移動量を変化させて、３、４、５回以上の露出を適用してもよい）。
【０１１１】
例えば、図３８の木は、カメラから遠く離れていて、水平に４個ピクセルを占め（ピクセルとピクセルとの間には空白がある）、垂直には空白を含んで５個ピクセルを占めている（現在市販されているカメラは、２５万ピクセルの解像度を有するところ、この木の映像は、映像領域の百万分の一より小さくて、極度に拡大しない限り、目視では区別することができない）。
【０１１２】
図３９は、平面でも曲面でも特定カメラセンサーの一部分を示す。以下の説明で、垂直列は、文字で、水平列は、数字で番号を付けた。黒色部分は、ピクセル間の空白を示す。
【０１１３】
図４０は、最初に露出時に木の映像がピクセル上にどのように位置するかを示している。木の映像がピクセルＣ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｃ４、Ｄ４、Ｂ５、Ｃ５、Ｄ５にのみ”他の所よりさらに多く覆われている”を注目しなければならない。これらピクセルを当該映像として記録する。
【０１１４】
図４１は、露出を１回行った時のツリーの結果映像を示す。黒くなったピクセルが１番目の映像になる。
【０１１５】
図４２は、２番目の露出データを示す。今回の露出時には、映像が右側に１／２ピクセルだけ移動したことを注目しなければならない。映像の移動のためには、物理的にセンサーを移動させてもよく、当該分野で公知されている”映像安定化”技法を反対に適用してもよい。映像安定化は、露出時にカメラが動きに起因して発生する像雲り現象を除去する方法である。２番目の露出のために、この技法を反対に適用し、センサーに結像された映像を移動させる。露出と露出との間だけで映像安定化技法を逆適用することは、独特の技法であって、本発明で特許請求する。
【０１１６】
図４２で、”他の所よりさらに多く覆われている”映像のピクセルは、Ｄ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｃ４、Ｄ４、（Ｅ４はどちらでもよい）、Ｃ５、Ｄ５、Ｅ５である。これによる結果映像データを図４３に示した。
【０１１７】
図４４は、３番目の露出データを示す。今回は、映像を２番目の露出データから上方に１／２ピクセルだけ移動させる。結果的に、木がピクセルＤ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｃ４、Ｄ４、Ｅ４、Ｄ５上を占めている。この３番目の露出の結果データは、図４５の通りである。
【０１１８】
続いて、図４６の例題では、映像を３番目の露出データから１／２ピクセルだけ左側に移動させる。その結果、映像がピクセルＣ２、Ｃ３、Ｄ３、Ｂ４、Ｃ４、Ｄ４、Ｃ５上に位置する。
【０１１９】
図４７は、４番目の露出データを記録した映像を示す。カメラは、同一の木の映像に対して４種類の場面を有する。
【０１２０】
現在の映像安定化は、１回露出中に発生する微細な手の震え、さらに、モーターなどの振動を中和し、像曇りを除去している。このような機能は、第２、第３、第４、またはそれ以上の位置への映像移動が迅速に行われることができることを暗示する。
【０１２１】
大部分のデジタルカメラも、後続モデルの向上によって動画カメラになっていることのように（以前には停止映像カメラしかなかった）、ピクセル応答時間も続いて改善されている。これは、また迅速な多重露出が行われることができることを暗示し、これは、特に動画撮影技法の本質的な面なのでそうである。
【０１２２】
多重露出時に各露出中に映像を安定させながら、各露出ごとに映像を少しずつ一定の量だけ移動させるように映像安定化メカニズムのモードを変えることに対しては、以前に実施したか、または暗示しなかった。
【０１２３】
同一の効果のための他の方式として、センサーを少し移動することも新規の方法である。
【０１２４】
ソフトウェアが４個のキャプチャーされた映像を解釈するが、これは、本発明の請求範囲の一部である。ソフトウェアは、図４５と図４７のデータを”見て”から、この映像が何でも、下側の中間に短い断片があるものと把握する。図４１と図４３では、この断片が漏れているので、ソフトウェアは、この断片の幅は、１ピクセルであり、長さは、半分（１／２）ピクセルであるものと決定する。
【０１２５】
ソフトウェアは、全体４個の場面を見てから、この映像が何でも、前記断片上に、他の部分より広くて水平で３個のピクセルを占める基端部があるものと把握する。これは、図４５と図４７の４行と、図４１及び図４３の５行を根拠として決定する。
【０１２６】
また、ソフトウェアは、図４１及び図４３の３行と４行を見て、この映像が何であるかは分からないが、前記広い基端部上に第２層が幅２ピクセル、高さ２ピクセルを占めていると一旦把握する。しかし、ソフトウェアは、さらに図４５と図４７の３行を見て、前記第２層の幅は、２ピクセルであるが、高さは１ピクセルになってもよいことを確認する。ソフトウェアは、このような異なる結果を平均し、第２階層は、１１／２ピクセルの高さを有するものと結論付ける。
【０１２７】
ソフトウェアは、４個の映像すべての２行を見て、第２層の上にさらに狭い映像がさらにあることを認知する。この映像は、一貫的に１ピクセルの幅と１ピクセルの広さを占め、第２層の上に置かれていて、最も広い基端部上の中心に位置している（最下層の断片がある場合には、この断片の中心の上にある）。
【０１２８】
図４８は、多重露出時に各露出ごとにそれぞれ１／２ピクセルずつ移動して撮影して記録した結果データを示す。データが４倍の情報を有しているので、合成された映像は、画面で見ても印刷をしても、１／４と細密なピクセルが生成される。これにより、１回の露出により、既存にセンサー画面がキャプチャーすることができなかった細密な映像を見ることができる。
【０１２９】
図４９は、センサーを４回露出させるものの、各露出時ごとに１／２ピクセルずつ移動しながらデジタル的に記録した、木の原映像を示す。図４９は、木自体と、この木を４回の露出により記録した４個の代表的なデジタル映像を示す。全然木のように見えない。
【０１３０】
木の映像を４回デジタルキャプチャーする。図５０は、原の木を複数の映像に分解する方法、及びこれらの４個の映像からソフトウェアにより生成された合成映像がとれほど原の木に似ているかを示す。完全に似てはいないが、さらに近接している。この映像の領域が略０．０００００１％である点を勘案すれば、この程度に映像が似ていたら、監視用に充分に使用することができる。
【０１３１】
＜ＶＩ．曲面状センサー形成のための他の方法＞
この新しい方法のうち一実施例によれば、ほぼ溶融状態でウェーハを加熱し、シリコンを成形するための凹形の金型を作ることを提案する。次に、重力によりシリコンが金型に装着される。このようなすべての方法では、金型を冷却させる迅速に温度を下げることによって、均一に元の厚さを維持するようにすることができる。
【０１３２】
遠心力の利用も２番目の可能な方法である。３番目の方法は、金型の多孔性により気圧を低めることであり、４番目の方法は、圧力及び／または非常に高い沸点で使用される液体を利用して蒸気の温度を上げることである。この４番目方法は、ウェーハの上で単純に凸形の金型を押圧し、凹形の金型の内に入るようにすればよい。しかし、この時にも、シリコンの温度を高めた後に行う。
【０１３３】
加熱は、様々な方法で行うことができる。従来の”焼付け”がその１つの方法であり、他の材料よりもシリコン材料にさらに多い影響を及ぼす輻射波長を選択することが２番目の方法である。この２番目の方法を進行するために、輻射波の大部分を吸収する煤煙などの物質をシリコンの凸状になるべき面に塗布し、後で除去してもよい。この物質が輻射波を吸収することによって、当該部分に対する加熱が促進されるが、これにより、ウェーハの厚さが不均一に加熱される。すなわち、凸状の面が最も多く加熱されることによって、この部分が最も多く伸びる。３番目の方法は、輻射波吸収物質を両側面に適用することである。凹形の面では、圧縮緊張が吸収され、凸状の面は、引張応力により引っぱられるので、ウェーハの破裂なしにこれら変形力を調節するように加熱することができる。
【０１３４】
最後の方法では、単純に、曲面状センサーを作るために不要な部分を加工、研磨、レーザーエッチングで除去することである。
【０１３５】
１番目の具現過程として、シリコンなどのインゴット材料を加工し、曲面を形成する。このインゴットは、通常のウェーハより厚くなければならない。加工としては、レーザー、イオン、またはその他の方法による機械的加工を利用することができる。２番目の具現過程として、ウェーハ材料を凹形の円板が配列されたパターンの上に載置する。閃光で加熱することによって、このウェーハ材料が凹形の溝の中に落ちる。これは、単純に重力により行われることもでき、遠心分離機を利用することもできる。
【０１３６】
他の方法として、シリコンなどの材料の裏面を加熱する輻射波の特定波長を吸収する特定物質を裏面に”塗布”することによって、センサーの中間部分に熱が少なく伝達されるようにすることができる。
【０１３７】
これにより、シリコンなどの材料の中間部分がより少なく加熱され、且つ伸びる面での柔軟性が大きくなって、金型にぴったりと合うようになり、センサーが一緒に支持され、収縮または伸長せず、ただ曲がる。さらに他の実施例によれば、表面に波長吸収物質を”塗布”し、輻射波を照射することによって、当該部分が破裂なしに収縮されるようにすることができる。さらに他の実施例によれば、再形成する直前に、両面を同時に加熱する。ドーピング物質（ｄｏｐａｎｔ）を既に注入した場合には、輻射波長及び吸収物質の”塗布”がドーピング物質に及ぶ影響を最小化するかまたは除去することができるように選択しなければならない。
【０１３８】
＜ＶＩＩ．映像鮮明度の向上＞
本発明の他の実施例によれば、多重露出撮影する間に、センサー及び／または光学要素を意図的に略一定に移動させる。さらに他の実施例によれば、このような移動を間歇的に行うことができる。そして、ソフトウェアが多重露出を処理し、優れた画質と鮮明なエッジを有する向上した映像を生成する。ソフトウェアは、ユーザが決定することができる限り、多くの露出を取る。
【０１３９】
本実施例において、センサーは、ピクセル密度が変わるように配列され、センサーの中央部で最も密度が高い。センサーが回転するとき、外側の端部での動きが中央での動きより非常に大きい。ピクセル直径より小さく動いて写真を撮影すれば、合成映像でキャプチャーされる映像の鮮明度が向上する。外側の端部のピクセルは、密度が最も小さいので、各ピクセルのサイズは最も大きい。中央にあるピクセルは、密度が最も高いので、ピクセルサイズは最も小さい。これらの間では、中心から遠くなるにつれて、ピクセルサイズが徐々に大きくなる。このような方法において、一定程度回転させることによって、ピクセル数の変化が映像全域で同一になり、この回転方向への画質が向上することができる。ピクセルを一定程度回転させて、２番目の露出をすれば、映像のエッジがさらに鮮明にキャプチャーされ、向上する。
【０１４０】
［センサーを固定し映像を移動させる場合］
本発明の他の実施例によれば、平面または曲面状センサーを固定し、映像を円形に移動させてデータを取得したり映像を生成することができる。このような実施例を具現する１つの例を取れば、映像の円形移動経路の直径が全体的にセンサーのピクセル幅より小さい。その一実施例として、円形移動経路の直径がピクセル幅の半分になる。この実施例によれば、ピクセル密度は、センサー全域で一定である。もし映像が時計写真なら、この時計は、小さい丸を描きながら一定に移動し、数字１２は、常に上に、数字６は、常に下にある。
【０１４１】
［映像を固定しセンサーを移動させる場合］
本発明のさらに他の実施例によれば、平面や曲面状センサーが略一定に完全な円を描きながら移動することによって、データを取得したり映像を生成することができる。このような実施例を具現する１つの例を取れば、移動型センサーの円形移動経路の直径が全体的にセンサーのピクセル幅より小さい。
その一実施例として、円形移動経路の直径がピクセル幅の半分になる。他の実施例において、円形移動経路は、４と１／２ピクセル、または６と１／４ピクセル、またはその他の適切な直径を有している。
【０１４２】
このような実施例の利点は、次の通りである。
往復移動が全然なし
無振動
中止及び移動動作時にエネルギー損失がなし
【０１４３】
図５１は、平面センサー３４６の上で移動する光学要素３４４の概略図３４２である。光学要素３４４を平面センサーの上で完全な円を描くように動いて入射光が完全な円経路３４８に沿って平面センサーの上で移動するようにする。本実施例において、光学要素は、対物レンズとして図示した。
【０１４４】
他の実施例によれば、他の適切なレンズや光学部品を使用することができる。さらに他の実施例によれば、光学要素３４４を略持続的にまたは間歇的に前後に傾けるか、うなずくようにして、固定型平面センサー３４６の上で映像が完全な円を描くように移動させることができる。
【０１４５】
図５２は、図５１に示されたように、固定型平面センサー３４６の上で移動する光学要素３４４を上から見た図３５０である。センサー３４６の上で光学要素３４４が完全な円経路で動いて、平面センサー３４６上で入射光を移動させる。
【０１４６】
図５３は、固定型曲面状センサー３５４の上で動く光学要素３４４の概略図３５２であり、図５４は、図５３に示されたような光学要素３４４及びセンサー３５４を上から見た図３５６である。
【０１４７】
図５５は、固定型光学要素３６２の下で平面センサー３６０を動かす方法の概略図３５８であり、図５６は、図５５に示されたような固定型光学要素３６２及びセンサー３６０を上から見た図３７２である。
【０１４８】
図５７は、図５５と図５６に示すセンサー３６０の回転運動を起こす構成要素の詳細度３６４である。回転円板３６６上に設置された連結棒または連結部３６７に平面センサー３６０が付着されている。すなわち回転円板３６６は、センサー３６０の下に位置する。センサーの付着は、円板３６６の中心から離れた位置３６８で行われる。円板は、円板の下にある電気モーター３７０により回転する。モーターの軸３７２は、連結棒３６７の付着点３６８と整列されない。
【０１４９】
図５８は、図５７に示す構成の斜視図である。
【０１５０】
図５９は、曲面状センサー３７６上に位置する固定型光学要素３６２の概略図３７４である。固定型光学要素３６２の下で曲面状センサー３７６が移動する。
【０１５１】
図６０は、図５９に示した光学要素３６２及びセンサー３７６を上から見た図である。
【０１５２】
図６１は、図５１と図５２に示すように、光学要素３４４を円形移動させる方法の概略図３７８である。光学要素３４４の周辺にバンド３８０が取り囲んでいるが、これは、複数のバネ３８４に回転接触点３８２を提供する。２個のバネにカム３８６及び３８８が接触し、各カムは、電気モーター３９０及び３９２に装着されている。カムが回転すれば、光学要素を取り囲むバンドに連結されたバネが光学要素を動かす。２つのカムは、円運動を起こすために９０゜で位相がずれている。
【０１５３】
図６２は、円形経路上で単一軌道に沿って移動する平面センサーの９種類の形態を示す概略図３９４である。一実施例によれば、円形経路は、１つのピクセル直径より小さい。各図で、四角形センサーの左側の下端の角部近くにある回転軸Ｃが示されている。すべての図ごとに半径線分が示されているが、これは、回転軸と各四角形の上端にある地点とを連結する線分である。各図は、四角形センサーが回転軸Ｃを中心に時計方向に４５゜移動したものを示す。各図で、点線で描いた四角形は、四角形センサーの元の位置を示す。半径線分については、円での８段階の移動によってｒ１からｒ９まで番号を付けた。
【０１５４】
他の実施例によれば、図６２に示したセンサーを直四角形やその他の適切な平面形態で構成することができる。さらに他の実施例によれば、センサーを曲面や半球形で作ることもできる。移動は、時計方向に、時計反対方向に、または本発明の目的達成のための適切な位置に行われることができる。
【０１５５】
図６３は、ピクセルが配列された平面センサー３９６の概略図である。図６３で示したセンサーは、元の位置にあるものであり、図６４と図６５に示したセンサーは、円形経路に沿って連続して回転している。
【０１５６】
センサーが回転する間に、多重露出が行われるが、これは、ソフトウェアにより決定される。本実施例によれば、内側ピクセル列と外側ピクセル列は、それぞれ同一の数のピクセル間隔だけ移動する。本実施例は、センサーのピクセル数を超える映像の鮮明度を強化させ、前のＶ章”センサーが既存には記録することができない細密な映像をキャプチャーするための方法”で説明した方法とともに使用することができる。
【０１５７】
センサー上のピクセル密度が急激に増加しているが、ピクセルサイズが減少し、各ピクセルが１つの光子だけを検出することができるので、ピクセル密度の限界にぶつかった。すなわちピクセルサイズが小くなるにつれて、センサーの感度が減少する。
【０１５８】
本実施例は、２０１０年１月６日に共同出願した米国特許出願１２／６５５、８１９(米国公開特許ＵＳ２０１０／０２６０４９４、特に１０１−１１３段落参照)に説明されたセンサー連結方法及び装置とともに実施することができる。
【０１５９】
さらに他の実施例として、小型無線装置を利用してセンサーとマイクロプロセッサーを連結することができる。
【０１６０】
＜ＶＩＩＩ．他の実施例−シリコン繊維織物で製作するセンサー＞
本発明のさらに他の実施例によれば、センサーをシリコン繊維で織った織物で製作する。本実施例では、シリコン繊維を利用しているが、本発明の目的に適したすべての光透過性繊維素材を使用して本発明を実施することができる。
【０１６１】
図６６は、シリコンで製作したシリコン繊維４００の単一ストランドを示す。図６７は、このような繊維４００の２組で織った織物４０２を示す。
【０１６２】
１組の繊維は、互いに略平行に配置し、２組の繊維は、１組の繊維と直交するが、各繊維の上と下に通るように順次織る。伝統的な繊維製織において、１組の平行な繊維を”縦糸”、この縦糸を下と上に通りながら織る２組の繊維を”横糸”と呼ぶ。シリコン繊維を熱で溶けると、硬い織物になるので、各繊維の上と下に通りながら製織する必要なく、繊維２個ごとに、１０個ごとに、またはその他の個数ごとに製織すれば良い。可能な例として、１０本の縦糸繊維を１０本の横糸繊維の上と下に織る場合には、１０本単位で同時に織ることができる。
【０１６３】
他の方式で、１番目の縦糸を１０本の横糸の上に通るようにし、２番目の縦糸は、９個の横糸の上に通った後から１０個横糸の上と下に通るようにすることができる。次に、３番目の縦糸を８個の横糸の上に通った後から織物の端部に至るまで１０個の横糸の上と下を通るようにするパターンを繰り返して製織することができる。
【０１６４】
繊維４０２を製織した後、図６８のように、加熱された第１芯型４０４上に載置する。第１芯型４０４の上部は、曲面になっている。これと類似の曲面を有する第２芯型５０５が第１芯型４０４上に位置している。製織された繊維は、芯型の形状を取るようになり、加熱すればシリコン繊維が融合され、図６９のようになる。これにより、曲面状センサー４０６が製作され、不要な余剰部分４０８を切り取る。
【０１６５】
他の実施例によれば、平行配置した繊維群４１０を図７０、図７１のように加工し、1層の不織（ｕｎｗｏｖｅｎ）薄膜４１２で形成する。不織薄膜４１２を２つの芯型の間で圧着して加熱すれば、シリコン繊維が溶けながら曲面状センサーが製造される。加える熱は、シリコンを柔軟にすることができれば十分である。そして、この状態を維持するために、芯型をまず暖かく暖めても良いが、シリコンが最終半球形態で安定になるように迅速に冷却させなければならない。
【０１６６】
さらに他の変形実施例として、図７２のように、２組の繊維を直角で配置し（４１４）、熱を加えて、融着薄膜４１６を形成することができる。
【０１６７】
＜ＩＸ．他の実施例−ミニセンサーのサイズを変化させて製造する曲面状センサー＞
本発明のさらに他の実施例によれば、略平面であるミニセンサーを複数配置し、ほぼ曲面を成すようにして、曲面状センサー４１８を製作する。
【０１６８】
本実施例によれば、ミニセンサーが集まっている各列ごとに少しずつ異なる製造工程を適用する。他の実施例によれば、このセンサーが従来の平面センサーであってもよい。
【０１６９】
本実施例によれば、各ミニセンサーは、隣接する内側列より少しずつサイズが小さくて、曲面を形成するために内側にセンサーを傾けても、各角部が重畳しない。これにより、本明細書の前部で説明した間隙が生じる。また、このような間隙がピクセルとさらに短い間隔で連結され、空間の浪費が減少する。前述したように、映像またはセンサー自体が移動し、二重露出をするので、全体センサー面で映像をキャプチャーするようになり、ほぼ１００％の”充満度（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）”を得ることができる。”充満度”は、実際に光子をキャプチャーし、これを信号データに変換するセンサー面積を称する当該分野の用語である。
【０１７０】
本実施例によれば、各々異なるピクセル密度がある。全体センサーの中央部にあるミニセンサーでの密度が最も高いので、デジタルズームの効用が大きくなり、過度な費用なしに鮮明な映像を得ることができる。次の列での密度は、さらに低いため、費用が節減され、実際場面を拡大なしに撮影するときには、全体ピクセル数によって決定されるに等しい程度の鮮明度を得るようになる。外側列（本例では、簡便に３個の列があるものと仮定する）は、鮮明度が最も低く、個数が最も多いながらも、製造費用が最も安価である。
【０１７１】
多くの可能な例のうちただ１つについて全体を”ほぼ曲面状センサー”で作るための”ミニセンサー”が３列に配列されていると仮定する。中央部センサーは、デジタルズーム機能によって望遠撮影をする時にのみ、単独で使用されるものであって、これには、２０ＭＰのセンサーが含まれる。これにより、光学式ズームによる望遠映像よりも優れた望遠映像が生成される。小さて且つ高密度でピクセルが配列された”ミニセンサー”の費用は、競争力がある。超高密度ピクセルに起因して費用は上昇するが、”ミニセンサー”１つのサイズが小さくてもよいので、この問題が克服され、したがって、ウェーハ当たり生産量が多くなる。この中央部センサーを取り囲んでいる２番目の列には、さらに小さい２．５ＭＰの”ミニセンサー”８個が含まれると仮定する。
【０１７２】
中央の”ミニセンサー”を最大拡大のデジタルズーム映像に使用する一方、第２列にある”ミニセンサー”を組み合わせて一緒に使用すれば、被写体が実際倍率の写真に変わる。本実施例において、８個の第２列”ミニセンサー”を組み合わせて２０ＭＰ映像を作るので、中央部センサーは、自体的に２．５ＭＰに圧縮される。これは、実際倍率の写真が２２．５ＭＰよりなることができることを意味する。これもやはり鮮明な映像である。中央部”ミニセンサー”のデータを圧縮することによって、処理が迅速になり、記録に対する要求条件が減少する。望遠映像を実際倍率に切り替えて映像をキャプチャーするときには、中央部センサーの高度な鮮明性が必要ない。同様に、広角写真用に設計した実施例の場合において、最外郭の列には、各１ＭＰの”ミニセンサー”１６個がある。しかし、内側列と中央の”ミニセンサー”では、不要なデータ量を処理しているので、これらをすべて１ＭＰに圧縮する。これにより、人間の目が８”×１０”で拡大時に読み取ることができるものよりさらに大きい２５ＭＰの広角映像を得るようになる（２５個の”ミニセンサー”それぞれが１ＭＰのデータを処理する）。
【０１７３】
このような構成により、望遠、実際倍率、広角、及びこれら間のすべての状況について費用が節減されるだけでなく、最適のメガ級のピクセル数（ＭＰ）を得るようになる。
【０１７４】
さらに他の実施例によれば、図７３のように、最外郭の列にある相対的に密度が低い”ミニセンサー”は、中央部センサーに近い他のミニセンサーよりサイズがさらに大きいように構成されている。比較的大きいミニセンサーは、センサーの中心に向けている小さいセンサーより感度がさらに大きい。大きく取り囲んでいる列のミニセンサーが大きい一方、中央にあるミニセンサーは、相対的に小さい。図７３は、中央のミニセンサー４２０、第１列にあるミニセンサー４２２、第２列にあるミニセンサー４２４、最外郭の列にあるミニセンサー４２６を示す。
【０１７５】
さらに他の実施例によれば、このセンサーは、図７４のように、ほぼ続いて回転することができる。例えば、センサーが０．００１゜を回転する場合、これは、中央部センサー、第１列のセンサー、外側センサーの３列に対してピクセル−映像移動量とほぼ同一である。多重露出を利用することによって、ピクセル数によって暗示されるものよりさらに鮮明な映像をキャプチャーすることができる。なぜなら、２番目の露出時に映像の端部で新しいピクセル部分をセンサーがキャプチャーするからである。この方法により、回転方向に鮮明な映像が得られるが、中心方向には何も得られない。
【０１７６】
図７５にさらに他の実施例を示すが、これは、ミニセンサー上にピクセル部分を交互に配置するものである。
【０１７７】
本発明について複数の好ましい実施例を参照して詳細に説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、添付の特許請求範囲の思想及び範囲を逸脱することなく、多様な変形と改良が可能であることが分かる。以上で開示する”移動する光学部を有する曲面状センサーカメラ”を提供する多様な代案は、読者に本発明の好ましい実施例を理解させるために説明したものに過ぎず、本発明または請求範囲の限界を制限するためのものではない。
【符号の説明】
【０１７８】
１０ 曲面状センサーを有するカメラ
１２ 曲面状センサー
１４ 筺体
１６ 対物レンズ
１８ 入射光
２０ センサーからの電気出力
２２ 信号処理器
２４ ユーザ操作機
２６ バッテリー
２８ メモリー
３０ カメラ出力
３２ ファセット
３４ ファセット間の間隙
３６ 貫通ホール
３８ 配線板
４０ 隣接する花弁形状のセグメントで製作した曲面状センサー
４２ 花弁形状のセグメント
４３ａ 第１芯型
４３ｂ 基材
４３ｃ 第１熱変形性シート
４３ｄ 芯型の上にある変形性材料のドーム部分
４３ｅ 曲面状センサーの半球形基底部
４３ｆ 第２熱変形性シート
４３ｇ 第２芯型
４３ｈ ポート
４３ｉ 空き領域
４３ｊ ヒーター
４３ｋ 曲面状センサーの半球形基底部
４３ｌ 基底部４３ｅまたは４３ｋに形成されたセンサーピクセル
４４ カメラモニター
４６ 略均一なピクセル密度を有する従来のセンサー
４８ 中央部に向けて高いピクセル密度を有するセンサー
５０ ピクセル
５２ シェード収縮
５４ シェード伸長
５６ 多重レンズカメラ組立体
５８ 対物レンズ
６０ 鏡内臓カメラ／レンズの組合
６２ 基本対物レンズ
６４ 補助対物レンズ
６６ 第１センサー
６８ 第２センサー
７０ 鏡
７２ 側面設置センサー
７４ 元の位置のセンサー
７６ 回転した位置のセンサー
７８ 元の位置のセンサー
８０ 移動した位置のセンサー
８２ センサーの他の実施例
８４ センサーの他の実施例
８６ センサーの他の実施例
８８ センサーの他の実施例
９０ センサーの一実施例の裏面
９２ 螺旋形導体
９４ センサー連結点
９６ 処理器連結点
９８ センサーの一実施例の裏面
１００ アコーデオン型導体
１０２ センサー連結点
１０４ 処理器連結点
１０６ センサーの一実施例の裏面
１０８ 放射状導体
１１０ ブラシ
１１２ ブラシ接触点
１１４ 環状リング
１１６ センサーの中心、処理器連結点
１１８ 無線連結の概略図
１２０ 送信機
１２２ 受信機
１２４ 処理器
１５０ カメラ
１５４ 筺体
１５６ レンズ
１６０ センサー
１６２ ファセット
１６４ 間隙
１７０ 中央部四角形
１７２ 取り囲んでいる四角形
１７６ 取り囲んでいる四角形
１８０ シェード伸縮装置
１８２ 内側シェード部材
１８４ 可動シェード部材
１８６ 外側可動シェード部材
１９０ レンズ移動メカニズム
２００ 映像処理器
２０２ センサーキャプチャー装置
２０４ 自動装置
２０６ ピクセル密度正規化装置
２０８ 映像処理エンジン
２１０ ディスプレイ／ＬＣＤコントローラー
２１２ 圧縮及び格納コントローラー
２５０ カメラ
２５６ レンズ
２６０ センサー
２７０ 中央部ファセット
２７２ 取り囲んでいるファセット
２７４ シャッター制御
２８０ レンズシェード作動装置
２９０ 焦点／安定化作動装置
２９２ レンズ移動
３００ 複合装置の第１実施例
３００ａ 複合装置の第１実施例
３００ｂ 複合装置の第１実施例
３０２ 筺体
３０４ マイクロコントローラー
３０５ａ 表面
３０５ｂ 裏面
３０６ ディスプレイ画面
３０８ａ タッチスクリーンインターフェース
３０８Ｂ ユーザインターフェース
３１０ 電源及び／またはデータ端子
３１４ スピーカー
３１５ アンテナ
３３０ 他の実施例
３３４ 他の実施例
３３８ 他の実施例
３４０ 他の実施例
３４２ 固定型平面センサーと移動型レンズの概略図
３４４ 移動型レンズ
３４６ 固定型平面センサー
３４８ 光路
３５０ 図５１を上から見た図
３５２ 固定型曲面状センサーと移動型レンズの概略図
３５４ 固定型曲面状センサー
３５６ 図５３を上から見た図
３５８ 移動型平面センサーと固定型レンズの概略図
３６０ 移動型平面センサー
３６２ 固定型レンズ
３６４ 図５５を上から見た図
３６５ センサーの円形移動を起こす部品の概略図
３６６ 回転円板
３６７ 連結棒
３６８ 付着点
３７０ 電気モーター
３７２ モーター回転軸
３７３ 図５７の斜視図
３７４ 移動型曲面状センサー上の固定型レンズの概略図
３７６ 移動型曲面状センサー
３７７ 図５９を上から見た図
３７８ レンズを移動させる部品の概略図
３８０ バンド
３８２ バネ
３８４ カムが接触しているバネ
３８６ 第１カム
３８８ 第２カム
３９０ 第１電気モーター
３９２ 第２電気モーター
３９４ センサー回転時の９種類の形態
３９６ センサー
３９８ ピクセル
４００ 光ファイバ
４０２ 光ファイバで織ったメッシュ
４０４ 加熱された第１芯型
４０５ 上部芯型
４０６ 織物ドーム
４０８ 不要な部分の整理及び除去
４１０ 平行配列された繊維
４１２ 融着された薄膜
４１４ 直角に配置された２組の繊維
４１８ サイズが増加するミニセンサーの列で構成されるセンサー
４２０ センサー
４２２ ミニセンサーの第１列
４２４ ミニセンサーの第２列
４２６ ミニセンサーの最外郭の列
４２８ サイズが増加するミニセンサーの列で構成される回転型センサー
４３０ ミニセンサーの列で構成されるセンサーであって、各ミニセンサーが順に上方に移動している
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信機能を提供するための移動通信手段であって、前記移動通信手段が筐体を含み、前記筐体が対物レンズを含み、前記対物レンズが前記筐体に装着され、前記対物レンズが放射光を集光するためのものである、移動通信手段と、複数の平面ファセットを含む曲面状センサーであって、前記曲面状センサーが前記筺体の内部に装着され、前記曲面状センサーが前記対物レンズと位置合わせされ、前記曲面状センサーが略２次元平面を逸脱する部分を有し、前記曲面状センサーが映像記録のための信号を出力する、曲面状センサーと、を備える装置。
【請求項２】
筺体と、
前記筺体に装着される光学要素であって、放射光を伝達するためのものである、光学要素と、
前記筐体の内部に装着されるセンサーであって、前記センサーが前記光学要素と位置合わせされ、映像を記録するための信号を出力する、センサーと、を備え、
前記光学要素は、前記映像を向上させるために前記放射光を集光する間に意図的に移動する装置。
【請求項３】
前記センサーは、曲面状センサーであり、
前記曲面状センサーは、複数の平面ファセットを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記曲面状センサーは、全体的に複数のセグメントを含むことを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項５】
前記複数のセグメントがほぼ曲面を形成するように配置されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記曲面状センサーは、直線と完全に同一線上にいない２次元断面を有することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項７】
前記曲面状センサーは、超薄形シリコンで製作されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項８】
前記超薄形シリコンの厚さは、一次元上の５０〜２５０ミクロンの範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記曲面状センサーは、多結晶シリコンで製作することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１０】
前記曲面状センサーは、複数の放射状セグメントを含むことを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１１】
記曲面状センサーは、複数の多角形で形成されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数のピクセルが前記曲面状センサーに密度が変化しつつ配列されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１３】
前記曲面状センサーは、この曲面状センサーのほぼ中央部で相対的に高い密度のピクセルを有するように構成されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１４】
前記曲面状センサーは、この曲面状センサーのほぼ端部で相対的に低い密度のピクセルを有するように構成されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１５】
前記曲面状センサーのほぼ中央部で相対的に高い密度の前記ピクセルを利用して、相対的に高い映像解像度を維持しながら望遠撮影をズームインすることが可能なことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
入射光を遮断するために全体的に移動するように配置されるシェードをさらに備え、
前記シェードは、広角映像が感知された時に収縮し、入射光を遮断せず、
前記シェードは、望遠映像が感知された時に伸長し、非映像領域から入る外部入射光を遮断することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１７】
前記カメラ筺体は密閉され、
前記カメラ筺体には、組立時に不活性ガスが注入されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１８】
前記不活性ガスは、アルゴン、クリプトン、キセノンで構成されたグループの中から選択されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記対物レンズは、根本的に高速レンズであり、照明なしに監視用として前記移動通信手段を使用することができるようにすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記対物レンズは、根本的に高速レンズであり、速い動作の写真撮影用として前記移動通信手段を使用することができるようにすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記曲面状センサーは、螺旋形電気連結線、アコーデオン形態の電気連結線、そしてほぼ放射状に伸びている電気連結線のうち１つに連結されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項２２】
前記曲面状センサーに連結される送信機と、
信号処理器に連結される受信機とをさらに備えることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項２３】
前記複数のセグメントにおいて、前記各セグメントの間に間隙が形成され、
前記間隙は、電気的連結線の通路として使用されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項２４】
通信機能を提供するための移動通信手段であって、前記移動通信手段が筐体を含み、前記筐体が対物レンズを含み、前記対物レンズが前記筐体に装着され、前記対物レンズが放射光を集光するためのものである、移動通信手段を提供する段階と、
複数の平面ファセットを含む曲面状センサーであって、前記曲面状センサーが前記筺体の内部に装着され、前記曲面状センサーが前記対物レンズと位置合わせされ、前記曲面状センサーが略２次元平面を逸脱する部分を有する、曲面状センサーを形成する段階と、
前記曲面状センサーの出力を利用して映像を生成する段階と、を備える方法。
【請求項２５】
前記曲面状センサーで生成した中央映像の小さい部分のみをキャプチャーする段階と、
全体映像の前記小さい部分を表示するためにモニターを使用する段階と、
デジタルズームを望遠映像撮影モードに切り替える段階と、
前記曲面状センサーの中央部にある相対的に高い密度のピクセルを利用して向上した画質の映像を生成する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記曲面状センサーで生成した中央映像の小さい部分のみをキャプチャーする段階と、
全体映像の前記小さい部分を表示するためにモニターを使用する段階と、
デジタルズームを広角撮影モードに切り替える段階と、
前記全体映像の中央部にあるデータを、前記全体映像の端部にあるピクセル密度とほぼ同じ水準に圧縮することによって、向上した画質の映像を生成する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記曲面状センサーが第１位置にある時に、第１映像を撮影後、迅速に前記曲面状センサーが第２位置にあるように変更し、第２映像を撮影する段階と、
前記第１映像から漏れた映像データを認識する段階と、
漏れた映像データを第２映像から獲得し、第１映像に差し込む段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記曲面状センサーは、第２位置に行くために回転することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記曲面状センサーは、第２位置に行くために位置移動をすることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
映像安定化のために迅速な二重連続露出をする間に対物レンズを傾ける段階をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
場面に第１露出をする段階と、
前記場面を前記第１露出時より少し移動し、前記被写体に第２露出をする段階と、
前記場面にある客体を識別するために前記第１、第２露出を解釈する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
ほぼ溶融状態でウェーハを加熱した後、シリコンを形成するための凹形の金型を作る段階と、
前記曲面状センサーを作るために前記凹形の金型内に前記シリコンが重力により装着されるようにする段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
迅速に温度を下げることによって、元の厚さを均一に維持するように前記凹形の金型を冷却する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記曲面状センサーの製造を完了するために遠心分離機を使用する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記凹形の金型の多孔性により気圧を低める段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記曲面状センサーの製造を完了するために蒸気を使用する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記ウェーハの上側に凸状の金型を押圧する段階と、
温度を上げた後、前記凹形の金型内に前記ウェーハを入れる段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記ウェーハを加工する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記ウェーハを研磨する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記ウェーハにある余剰物質をレーザーでエッチングして除去する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
基材上にあるドーム形状の第１芯型をまず用意し、前記曲面状センサーの基底部を形成する段階と、
前記第１芯型の上に熱変形性薄いシートを圧着する段階と、
第２芯型の上に第２熱変形性シートを載置する段階と、
前記第２熱変形性シートを下方に引き下すために真空圧を印加する段階と、
前記第２芯型を加熱する段階と、
前記曲面状センサーにセンサーピクセルを形成する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
カメラを備える移動通信装置であって、前記カメラが光学部と曲面状センサーを含む、 移動通信装置を用意する段階であって、前記曲面状センサーが、複数の間隙によって実質的に境界付けされた複数のファセットを含み、前記カメラが、前記光学部に意図的に動きを付与するための光学部移動手段を含む段階と、
第１露出データを記録する段階と、
第２露出が行なわれる間に、前記光学部に意図的に動きを付与するように前記光学部移動手段を駆動させる段階と、
第２露出データを記録する段階と、
前記第１露出データ及び前記第２露出データを比較し、前記曲面状センサーの前記複数の間隙に起因して所望される映像から欠落した部分を検出する段階と、
前記第１露出データ及び前記第２露出データの両方を使用して完全な映像を構成する段階と、を備える方法。
【請求項４３】
複数の光透過性繊維を用意する段階と、
前記複数の光透過性繊維を第１組と第２組に配置する段階と、
前記第１組の前記複数の光透過性繊維が全て互いに略平行になるように、前記第１組の前記複数の光透過性繊維を構成する段階であって、前記第１組の前記複数の光透過性繊維及び前記第２組の前記複数の光透過性繊維が互いに対して略直交するように、前記第１組の前記複数の光透過性繊維及び前記第２組の前記複数の光透過性繊維が構成される段階と、
前記第２組の前記複数の光透過性繊維を前記第１組の前記複数の光透過性繊維に織り込み、織物繊維を作る段階と、
前記織物繊維を加熱された第１芯型の上に配置する段階と、
加熱された第２芯型を利用して前記第１芯型の上にある前記織物繊維を圧着する段階と、
前記第１組の前記複数の光透過性繊維及び前記第２組の前記複数の光透過性繊維を互いに融着し、織物繊維を形成する段階と、
余剰織物を除去する段階と、を備えるセンサー製造方法。
【請求項４４】
前記複数の光透過性繊維はシリコンで形成することを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１芯型と第２芯型は、曲面織物繊維を作ることができるように屈曲されていることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
複数の光透過性繊維を用意する段階と、
前記複数の光透過性繊維が互いに略平行になるように、複数の光透過性繊維を配置する段階と、
前記複数の光透過性繊維を加熱し、略平坦な不織薄膜を成形する段階と、
金型上で前記不織薄膜を加熱する段階と、を備えるセンサー製造方法。
【請求項４７】
前記複数の光透過性繊維は、シリコンで形成することを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記金型は、曲面不織薄膜を作るために屈曲されていることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
第１組の光透過性繊維と第２組の光透過性繊維とを用意する段階と、
前記第１組の光透過性繊維と前記第２組の光透過性繊維とを直角に配置する段階と、
前記第１組の光透過性繊維と前記第２組の光透過性繊維とを加熱し、融着薄膜を成形する段階と、
前記融着薄膜でセンサーを形成する段階と、を備える方法。
【請求項５０】
前記第１組と第２組の光透過性繊維は、シリコンで形成されることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記融着薄膜で曲面状センサーを形成することを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
センサーを用意する段階と、
複数の略平坦なミニセンサーを用意する段階と、
前記略平坦なミニセンサーが水平方向の複数の列で配置され、各連続する列には、前記略平坦なミニセンサーが低い密度で配列されるように、前記複数の略平坦なミニセンサーを前記センサーに固定する段階と、を備える方法。
【請求項５３】
前記ミニセンサーの２つの端部は、前記センサーの基底部にほぼ平行であることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
ミニセンサーの列にある各ミニセンサーが、同一の列にある２つの隣接ミニセンサーより少し高く位置することを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
前記センサーは、その垂直軸を中心にほぼ続いて回転することを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５６】
前記センサーは、ほぼ曲面状センサーであることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項１】
通信機能を提供するための移動通信手段であって、前記移動通信手段が筐体を含み、前記筐体が対物レンズを含み、前記対物レンズが前記筐体に装着され、前記対物レンズが放射光を集光するためのものである、移動通信手段と、複数の平面ファセットを含む曲面状センサーであって、前記曲面状センサーが前記筺体の内部に装着され、前記曲面状センサーが前記対物レンズと位置合わせされ、前記曲面状センサーが略２次元平面を逸脱する部分を有し、前記曲面状センサーが映像記録のための信号を出力する、曲面状センサーと、を備える装置。
【請求項２】
筺体と、
前記筺体に装着される光学要素であって、放射光を伝達するためのものである、光学要素と、
前記筐体の内部に装着されるセンサーであって、前記センサーが前記光学要素と位置合わせされ、映像を記録するための信号を出力する、センサーと、を備え、
前記光学要素は、前記映像を向上させるために前記放射光を集光する間に意図的に移動する装置。
【請求項３】
前記センサーは、曲面状センサーであり、
前記曲面状センサーは、複数の平面ファセットを含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記曲面状センサーは、全体的に複数のセグメントを含むことを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項５】
前記複数のセグメントがほぼ曲面を形成するように配置されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記曲面状センサーは、直線と完全に同一線上にいない２次元断面を有することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項７】
前記曲面状センサーは、超薄形シリコンで製作されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項８】
前記超薄形シリコンの厚さは、一次元上の５０〜２５０ミクロンの範囲にあることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記曲面状センサーは、多結晶シリコンで製作することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１０】
前記曲面状センサーは、複数の放射状セグメントを含むことを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１１】
記曲面状センサーは、複数の多角形で形成されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１２】
前記複数のピクセルが前記曲面状センサーに密度が変化しつつ配列されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１３】
前記曲面状センサーは、この曲面状センサーのほぼ中央部で相対的に高い密度のピクセルを有するように構成されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１４】
前記曲面状センサーは、この曲面状センサーのほぼ端部で相対的に低い密度のピクセルを有するように構成されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１５】
前記曲面状センサーのほぼ中央部で相対的に高い密度の前記ピクセルを利用して、相対的に高い映像解像度を維持しながら望遠撮影をズームインすることが可能なことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
入射光を遮断するために全体的に移動するように配置されるシェードをさらに備え、
前記シェードは、広角映像が感知された時に収縮し、入射光を遮断せず、
前記シェードは、望遠映像が感知された時に伸長し、非映像領域から入る外部入射光を遮断することを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１７】
前記カメラ筺体は密閉され、
前記カメラ筺体には、組立時に不活性ガスが注入されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項１８】
前記不活性ガスは、アルゴン、クリプトン、キセノンで構成されたグループの中から選択されることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記対物レンズは、根本的に高速レンズであり、照明なしに監視用として前記移動通信手段を使用することができるようにすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
前記対物レンズは、根本的に高速レンズであり、速い動作の写真撮影用として前記移動通信手段を使用することができるようにすることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記曲面状センサーは、螺旋形電気連結線、アコーデオン形態の電気連結線、そしてほぼ放射状に伸びている電気連結線のうち１つに連結されることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項２２】
前記曲面状センサーに連結される送信機と、
信号処理器に連結される受信機とをさらに備えることを特徴とする請求項１または３に記載の装置。
【請求項２３】
前記複数のセグメントにおいて、前記各セグメントの間に間隙が形成され、
前記間隙は、電気的連結線の通路として使用されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
【請求項２４】
通信機能を提供するための移動通信手段であって、前記移動通信手段が筐体を含み、前記筐体が対物レンズを含み、前記対物レンズが前記筐体に装着され、前記対物レンズが放射光を集光するためのものである、移動通信手段を提供する段階と、
複数の平面ファセットを含む曲面状センサーであって、前記曲面状センサーが前記筺体の内部に装着され、前記曲面状センサーが前記対物レンズと位置合わせされ、前記曲面状センサーが略２次元平面を逸脱する部分を有する、曲面状センサーを形成する段階と、
前記曲面状センサーの出力を利用して映像を生成する段階と、を備える方法。
【請求項２５】
前記曲面状センサーで生成した中央映像の小さい部分のみをキャプチャーする段階と、
全体映像の前記小さい部分を表示するためにモニターを使用する段階と、
デジタルズームを望遠映像撮影モードに切り替える段階と、
前記曲面状センサーの中央部にある相対的に高い密度のピクセルを利用して向上した画質の映像を生成する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記曲面状センサーで生成した中央映像の小さい部分のみをキャプチャーする段階と、
全体映像の前記小さい部分を表示するためにモニターを使用する段階と、
デジタルズームを広角撮影モードに切り替える段階と、
前記全体映像の中央部にあるデータを、前記全体映像の端部にあるピクセル密度とほぼ同じ水準に圧縮することによって、向上した画質の映像を生成する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記曲面状センサーが第１位置にある時に、第１映像を撮影後、迅速に前記曲面状センサーが第２位置にあるように変更し、第２映像を撮影する段階と、
前記第１映像から漏れた映像データを認識する段階と、
漏れた映像データを第２映像から獲得し、第１映像に差し込む段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
前記曲面状センサーは、第２位置に行くために回転することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記曲面状センサーは、第２位置に行くために位置移動をすることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
映像安定化のために迅速な二重連続露出をする間に対物レンズを傾ける段階をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３１】
場面に第１露出をする段階と、
前記場面を前記第１露出時より少し移動し、前記被写体に第２露出をする段階と、
前記場面にある客体を識別するために前記第１、第２露出を解釈する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３２】
ほぼ溶融状態でウェーハを加熱した後、シリコンを形成するための凹形の金型を作る段階と、
前記曲面状センサーを作るために前記凹形の金型内に前記シリコンが重力により装着されるようにする段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項３３】
迅速に温度を下げることによって、元の厚さを均一に維持するように前記凹形の金型を冷却する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記曲面状センサーの製造を完了するために遠心分離機を使用する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記凹形の金型の多孔性により気圧を低める段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記曲面状センサーの製造を完了するために蒸気を使用する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記ウェーハの上側に凸状の金型を押圧する段階と、
温度を上げた後、前記凹形の金型内に前記ウェーハを入れる段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記ウェーハを加工する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３９】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記ウェーハを研磨する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項４０】
前記曲面状センサーの製造を完了するために前記ウェーハにある余剰物質をレーザーでエッチングして除去する段階をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項４１】
基材上にあるドーム形状の第１芯型をまず用意し、前記曲面状センサーの基底部を形成する段階と、
前記第１芯型の上に熱変形性薄いシートを圧着する段階と、
第２芯型の上に第２熱変形性シートを載置する段階と、
前記第２熱変形性シートを下方に引き下すために真空圧を印加する段階と、
前記第２芯型を加熱する段階と、
前記曲面状センサーにセンサーピクセルを形成する段階と、をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項４２】
カメラを備える移動通信装置であって、前記カメラが光学部と曲面状センサーを含む、 移動通信装置を用意する段階であって、前記曲面状センサーが、複数の間隙によって実質的に境界付けされた複数のファセットを含み、前記カメラが、前記光学部に意図的に動きを付与するための光学部移動手段を含む段階と、
第１露出データを記録する段階と、
第２露出が行なわれる間に、前記光学部に意図的に動きを付与するように前記光学部移動手段を駆動させる段階と、
第２露出データを記録する段階と、
前記第１露出データ及び前記第２露出データを比較し、前記曲面状センサーの前記複数の間隙に起因して所望される映像から欠落した部分を検出する段階と、
前記第１露出データ及び前記第２露出データの両方を使用して完全な映像を構成する段階と、を備える方法。
【請求項４３】
複数の光透過性繊維を用意する段階と、
前記複数の光透過性繊維を第１組と第２組に配置する段階と、
前記第１組の前記複数の光透過性繊維が全て互いに略平行になるように、前記第１組の前記複数の光透過性繊維を構成する段階であって、前記第１組の前記複数の光透過性繊維及び前記第２組の前記複数の光透過性繊維が互いに対して略直交するように、前記第１組の前記複数の光透過性繊維及び前記第２組の前記複数の光透過性繊維が構成される段階と、
前記第２組の前記複数の光透過性繊維を前記第１組の前記複数の光透過性繊維に織り込み、織物繊維を作る段階と、
前記織物繊維を加熱された第１芯型の上に配置する段階と、
加熱された第２芯型を利用して前記第１芯型の上にある前記織物繊維を圧着する段階と、
前記第１組の前記複数の光透過性繊維及び前記第２組の前記複数の光透過性繊維を互いに融着し、織物繊維を形成する段階と、
余剰織物を除去する段階と、を備えるセンサー製造方法。
【請求項４４】
前記複数の光透過性繊維はシリコンで形成することを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１芯型と第２芯型は、曲面織物繊維を作ることができるように屈曲されていることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
複数の光透過性繊維を用意する段階と、
前記複数の光透過性繊維が互いに略平行になるように、複数の光透過性繊維を配置する段階と、
前記複数の光透過性繊維を加熱し、略平坦な不織薄膜を成形する段階と、
金型上で前記不織薄膜を加熱する段階と、を備えるセンサー製造方法。
【請求項４７】
前記複数の光透過性繊維は、シリコンで形成することを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記金型は、曲面不織薄膜を作るために屈曲されていることを特徴とする請求項４６に記載の方法。
【請求項４９】
第１組の光透過性繊維と第２組の光透過性繊維とを用意する段階と、
前記第１組の光透過性繊維と前記第２組の光透過性繊維とを直角に配置する段階と、
前記第１組の光透過性繊維と前記第２組の光透過性繊維とを加熱し、融着薄膜を成形する段階と、
前記融着薄膜でセンサーを形成する段階と、を備える方法。
【請求項５０】
前記第１組と第２組の光透過性繊維は、シリコンで形成されることを特徴とする請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記融着薄膜で曲面状センサーを形成することを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
センサーを用意する段階と、
複数の略平坦なミニセンサーを用意する段階と、
前記略平坦なミニセンサーが水平方向の複数の列で配置され、各連続する列には、前記略平坦なミニセンサーが低い密度で配列されるように、前記複数の略平坦なミニセンサーを前記センサーに固定する段階と、を備える方法。
【請求項５３】
前記ミニセンサーの２つの端部は、前記センサーの基底部にほぼ平行であることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
ミニセンサーの列にある各ミニセンサーが、同一の列にある２つの隣接ミニセンサーより少し高く位置することを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５５】
前記センサーは、その垂直軸を中心にほぼ続いて回転することを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【請求項５６】
前記センサーは、ほぼ曲面状センサーであることを特徴とする請求項５２に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【図１４Ｇ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２５Ｄ】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９Ａ】
【図９Ｂ】
【図１０Ａ】
【図１０Ｂ】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図１２】
【図１３】
【図１４Ａ】
【図１４Ｂ】
【図１４Ｃ】
【図１４Ｄ】
【図１４Ｅ】
【図１４Ｆ】
【図１４Ｇ】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図１５Ｃ】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４Ａ】
【図２４Ｂ】
【図２５Ａ】
【図２５Ｂ】
【図２５Ｃ】
【図２５Ｄ】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図４３】
【図４４】
【図４５】
【図４６】
【図４７】
【図４８】
【図４９】
【図５０】
【図５１】
【図５２】
【図５３】
【図５４】
【図５５】
【図５６】
【図５７】
【図５８】
【図５９】
【図６０】
【図６１】
【図６２】
【図６３】
【図６４】
【図６５】
【図６６】
【図６７】
【図６８】
【図６９】
【図７０】
【図７１】
【図７２】
【図７３】
【図７４】
【図７５】
【公開番号】特開２０１２−２３５４５０（Ｐ２０１２−２３５４５０Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１２−６３４５３（Ｐ２０１２−６３４５３）
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（５１１２０３３２９）
【出願人】（５１１２０３３４１）
【出願人】（５１１２０３３７４）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−６３４５３（Ｐ２０１２−６３４５３）
【出願日】平成２４年３月２１日（２０１２．３．２１）
【出願人】（５１１２０３３２９）
【出願人】（５１１２０３３４１）
【出願人】（５１１２０３３７４）
【Ｆターム（参考）】
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