Appleの発明、iPhone向けシングルセンサー・マルチレンズカメラシステムの詳細を発表

Appleの発明、iPhone向けシングルセンサー・マルチレンズカメラシステムの詳細を発表

木曜日に公開されたアップルの特許出願には、2つの開口部からの光を1つの画像センサーに向けることができる機構が説明されており、これによりiPhoneのフォームファクタが小型化されるとともに、前面カメラと背面カメラの両方から同一の画質が確保される。

米国特許商標庁が公開したAppleの特許出願「画像撮影システムおよび方法」は、電気的に切り替え可能なミラー、レンズ、その他の部品を新たに組み合わせ、2つ以上の開口部からの光を単一の画像センサーモジュールに導くものです。この発明をiPhoneとiPadに適用すれば、デバイスの小型化、安定した画質、そして潜在的にハードウェアの低価格化が実現する可能性があります。

本日の出願の大部分は、少なくとも2つの異なる入射点からの光を単一のセンサーに導く技術に関するものです。現在、Appleのポータブルデバイスには前面カメラと背面カメラが搭載されており、最新のiPhone 6ではそれぞれiSightとFaceTime HDの名称が付けられています。内部サイズの制約により、FaceTime HDの「セルフィ​​ー」カメラは、8MPのiSightカメラに比べて小型で解像度の低いセンサーを使用しています。

本日の発明は、このマルチセンサー セットアップを単一のイメージング パッケージに置き換えることを目指しています。

Appleのシステムの目的は、iPhoneまたはiPadの筐体にある2つの開口部、つまりレンズで覆われた開口部から入射する光を1つのセンサーに向け直すことです。一部の実施形態では、光は現在のiPhoneと同様に2つの反対方向からデバイスに入射しますが、一連のレンズを通過した後に直接センサーに当たるのではなく、機械制御可能なミラーで反射されます。

出典: USPTO

そのため、Appleが提案する設計の鍵となるのは、電気的に切り替え可能なミラーです。これらの部品は、電流を流すことで反射モードと透過モードを切り替えることができ、可動部品を使わずに高度な光制御を可能にします。

透明な支持構造を用いて斜めに取り付けられた1つまたは複数のESMは、第1または第2の開口部に入射する光を内部レンズ素子へと導き、イメージセンサに照射します。また、第1の開口部からイメージセンサまでの距離と、第2の開口部から同じイメージセンサまでの距離の差を補正するために、可動レンズ装置も実装されています。

Appleは、ある実施形態において、1つのESMと1つの標準ミラーを用いた配置を説明しています。第1の信号はESMを反射モードに設定し、第1の開口部から内部センサーへ光を導きます。第2の信号は透過モードに設定し、第1の開口部の反対側にある第2の開口部から入射した光が透過し、標準ミラーに当たって反射し、センサーへ向かいます。

上に示したように、別の実施形態では、第2のESMが用いられます。この場合、第3の信号は第2のESMを補完的な透過モードに強制的に切り替え、第1の開口部に入射する光をセンサーに透過させます。この信号は、第1のESMの反射モードを補完するようにタイミングが調整されています。第4の信号は、この動作を反転させ、第2のESMを補完的な反射モードに切り替え、第1の開口部からの迷光をセンサーから反射させます。この第4の信号も同様に、透過モードにある第1のESMを補完するようにタイミングが調整されています。

さらに、このドキュメントでは、さまざまな ESM タイミング、単一ピースの ESM、複数のピースで構成された ESM、代替ミラー配置などの代替設計についても説明します。

Appleが次期iPhoneモデルにこのような高度なカメラ技術を採用する予定があるかどうかは不明ですが、同社は既に薄型デバイス設計の限界に挑戦しています。近い将来、iPhoneとiPadの薄型化は、単一の部品またはアセンブリによって決定されるようになるでしょう。今年初め、デザイン担当SVPのジョニー・アイブ氏は、iPhone 6のデザインは薄すぎてAppleのiSightカメラモジュールを完全に組み込むことができず、「カメラの出っ張り」が生じ、本来はすっきりとしたラインが崩れてしまうことを認めました。

Apple のミラーベースのシングルセンサーカメラの特許申請は 2013 年 9 月に初めて提出され、発明者は Ning Y. Chan とされている。