具有多个像素阵列的成像装置的制造方法_3

文档序号:8441490阅读:来源:国知局
在一个实例中,每一像素组具有大约60°的视野。在一个实例中,第一像素组821具有从0°到60°的视野,第二像素组822具有从20°到80°的视野,第三像素组823具有从40°到100°的视野,及第四像素组824具有从60°到120°的视野。
[0041]在所说明实施例中,图像捕获信号818、828、838及848使其相应的像素组暴露历时具有相同持续时间的曝光期。快门控制电路(例如,快门控制器405)可用于同时起始所述曝光期。拼结算法逻辑890接收第一图像826、第二图像827、第三图像828及第四图像829(来自它们相应的像素组)及组合所述图像以产生合成图像。在一个实施例中,拼结算法逻辑890通过将第一图像826、第二图像827、第三图像828及第四图像829拼结在一起来组合所述图像及输出全景图像895。全景图像可包含基于所述四个像素组的组合视野的120° (或更大)视野。由于所述曝光期同时起始,因此全景图像895可包含同时捕获的图像而不是连续捕获的图像。应了解,尽管所说明实施例说明四个像素组,但所述设计还可应用于两个或三个像素组以产生全景图像。
[0042]图9说明根据本发明的实施例的用图像传感器产生超分辨率图像的实例方框图及实例时序图。图9展示面向实质上相同的方向并接收图像光503的第一像素组620、第二像素组630、第三像素组640、及第四像素组650。在所说明实施例中,图像捕获信号918、928,938及948使其相应的像素组暴露历时具有相同持续时间的曝光期。在所说明实施例中,超分辨率算法逻辑900接收来自第一像素组620的第一图像926及接收来自第二像素组630的第二图像927。超分辨率算法逻辑990分别接收来自第三像素组640及第四像素组650的第三图像928及第四图像929。超分辨率算法逻辑990经耦合以通过对所述接收到的图像的像素数据执行超分辨率算法来输出合成图像(例如,超分辨率图像995)。用这种方式,超分辨率算法逻辑990产生分辨率比所述像素组中的每一者的个别分辨率更高的图像。
[0043]在一个实施例中,所述像素组620、630、640及650中的每一者为大约I百万像素(“MP”)。然而,可通过组合第一图像926、第二图像927、第三图像928及第四图像929产生具有比1MP更高分辨率的图像。在装置(例如,HMD或可穿戴式眼镜300)具有有限的面积(real estate)来放置较高分辨率图像传感器(例如,5MP)的情况下,其仍然能够使用图像传感器(例如,图像传感器202)产生相对高分辨率图像。
[0044]图10说明根据本发明的实施例的包含使图像光聚焦到图像传感器的不同像素组上的不同透镜的数字成像装置的实例透镜系统。数字成像装置1000包含图像传感器1001,图像传感器1001包含第一像素组1020、第二像素组1030、第三像素组1040及第四像素组1050。在所说明实施例中,第一像素组1020、第二像素组1030、第三像素组1040、及第四像素组1050含有相同的像素数及具有相同的尺寸,但具有不同的像素数及不同的尺寸的配置是可能的。在一个实施例中,第一像素组1020、第二像素组1030、第三像素组1040、及第四像素组1050具有通用图像分辨率(例如,640x480、1280x720、1920x1080等)的像素尺寸。
[0045]透镜系统1002包含第一透镜1060、第二透镜1070、第三透镜1080及第四透镜1090。第一透镜1060使图像光503聚焦在第一像素组1020上。第一透镜光1053是图像光503的行进经过第一透镜1060并聚焦在第一像素组1020上的部分。第二透镜光1063是图像光503的行进经过第二透镜1070并聚焦在第二像素组1030上的部分。第三透镜光1070是图像光503的行进经过第三透镜1080并聚焦在第三像素数组1040上的部分。且,第四透镜光1083是图像光503的行进经过第四透镜1090并聚焦在第四像素组1050上的部分。应了解,第一透镜1060、第二透镜1070、第三透镜1080及第四透镜1090的每一者可包含多于一个单一透镜,其可轴向对齐。
[0046]在所说明实施例中,第一透镜1060经配置成聚焦于距图像传感器1001大约20厘米的对象;第二透镜1070经配置成聚焦于距图像传感器1001大约2米的对象;第三透镜1080经配置成聚焦于距图像传感器1001大约10米的对象;及第四透镜1090聚焦于本质上无限远处的对象。因此,图像传感器1001将能用多个景深(以20cm、2米、10米及本质上无限远为中心)对场景成像。第一透镜1060可经配置以促进读取QR码及/或条形码。应了解,数字成像装置1000可具有四个会聚或重叠的不同景深。在一个实施例中,第一透镜1060、第二透镜1070、第三透镜1080及第四透镜1090实质上是相同的,但具有与其相应的像素组不同的分离距离,从而对不同像素组提供不同的焦距。
[0047]当然,经配置成以不同于上文指定的距离的距离聚焦的不同透镜是可能的。类似的成像系统可并入有更多或更少的透镜及像素组。在一个实施例中,透镜系统1002包含安置在三个像素组之上的三个透镜。在一个实施例中,透镜系统1002包含使图像光503聚焦到两个像素组上的仅仅两个透镜。
[0048]在所说明实施例中,不同像素组的像素与其它像素组的接界像素接界或非常靠近。然而,在一些实施例中,不同像素组的像素可以隔开一定距离,而不是彼此接界。
[0049]图11说明根据本发明的实施例的包含使图像光聚焦到图像传感器的不同像素组上以产生捕获后聚焦视频的不同透镜的实例方框图。图11展示第一像素组1020、第二像素组1030、第三像素组1040及第四像素组1050。第一像素组1020、第二像素组1030、第三像素组1040及第四像素组1050可都响应于可自快门控制器405发送的通用的图像捕获信号测量透镜光。透镜光的测量可为同时的。
[0050]响应于所述图像捕获信号,第一像素组1020测量已行进经过第一透镜1060的第一透镜光1053。响应于所述图像捕获信号,第二像素组1030测量第二透镜光1063。同样地,响应于所述图像捕获信号,第三像素组1040及第四像素组1050分别测量第三透镜光1073及第四透镜光1083。
[0051]通过测量所述透镜光捕获四个图像(例如,第一图像1122、第二图像1132、第三图像1142及第四图像1152)的第一集合,且所述图像被发送到捕获后聚焦(“ACF”)逻辑1190。ACF逻辑1190使用第一图像1122、第二图像1132、第三图像1142及第四图像1152以产生第一 ACF图像。快门控制器405可接着起始另一个图像捕获信号,且所述像素组可捕获四个图像的第二集合。ACF逻辑1190可接着使用四个图像的所述第二集合以产生第二 ACF图像。这个过程可重复以致产生一系列ACF图像(例如,第一 ACF图像、第二 ACF图像、第三ACF图像……)及所述一系列ACF图像可被制成ACF视频1195。
[0052]为了产生每一 ACF图像,可对第一图像1122、第二图像1132、第三图像1142及第四图像1152执行ACF处理。举例来说,ACF逻辑1190可分析来自接收到的图像的图像数据以确定所述图像数据中的焦点对准的区域。ACF逻辑1190可基于分析在存储器中保存或丢弃全部第一及第二图像数据或其部分。在一个实施例中,图像评估逻辑基于对所述焦点的分析选择图像及传递所述图像数据到附加的处理器(未展示)以做进一步处理。因为可用不同焦距同时捕获两个或两个以上(例如,四个)图像,所以可在可在处理器中执行的后处理算法(由ACF逻辑1190执行)中组合来自所述两个或两个以上图像的图像数据。给定在场景中收集到的所有所述图像数据(具有不同焦距),在捕获所述图像(例如,1122、1132、1142及1152)之后,有可能构造可使用后处理重聚焦的图像。如同本发明中呈现的许多实施例,在图11中展示的所述系统可由四个像素组及四个透镜修改为包含任何数量的像素组及对应透镜。
[0053]图12A及12B说明根据本发明的实施例的包含使图像光聚焦到图像传感器的不同像素组上以产生HDR/ACF图像的不同透镜的实例时序图及实例方框图。图12A展示分别经由第一透镜1260、第二透镜1270、第三透镜1280及第四透镜1290接收图像光503的第一像素组1020、第二像素组1030、第三像素组1040及第四像素组1050。第一透镜1260及第二透镜1270经配置成使来自相同的距离(例如,本质上无限远)的图像光503聚焦到第一像素组1020及第二像素组1020上。在一个实施例中,第一透镜1260及第二透镜1270组合成一个透镜。第三透镜1280及第四透镜1290经配置成使来自相同的距离(例如,10米)的图像光聚焦到第三像素组1040及第四像素组1050上。在一个实施例中,第三透镜1280及第四透镜1290组合成一个透镜。第一透镜1260及第二透镜1270可经配置成通过使用不同光功率,使图像光503在不同于第三透镜1280及第四透镜1290使图像光503聚焦的距离(例如,10米)的某距离(例如,本质上无限远)上聚焦。第一透镜1260及第二透镜1270可经配置成通过在距相应像素组的不同距离
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