双传感器照相机及其方法
【专利说明】双传感器照相机及其方法
[0001 ] 本申请是申请日为2010年03月19日、申请号为201080012566.6、发明名称为“双传感器照相机”的发明专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求按照35 U.S.C.119于2009年3月19日提交的名称为“DUAL SENSORCAMERA”的美国临时申请N0.61/161，621的优先权，在此并入其内容如同完全地对其进行了阐述。
【背景技术】
[0004]当前将数字照相机模块并入到多种主机装置中。这样的主机装置包括蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、计算机等。对于主机装置中的数字照相机模块的消费者需求在持续增长。
[0005]主机装置制造商更喜欢数字照相机模块小，使得可以将它们并入到主机装置而不增加主机装置的整体尺寸。此外，存在对于主机装置中的照相机具有更高的性能特性的日益增长的需求。许多更高性能的照相机(例如，单独的数字静态照相机)具有一种这样的特性:改变照相机的焦距以增加和减少图像的放大倍率的能力，这典型地利用变焦透镜完成，现在称为光学变焦。光学变焦典型地是通过相对于彼此机械地移动透镜元件来完成，因此这样的变焦透镜典型地比固定焦距透镜更昂贵、更大、以及更不可靠。用于近似这种变焦效果的可替代方法是利用称为数字变焦的方法来实现。利用数字变焦而不是改变透镜的焦距，照相机中的处理器裁剪(crop)图像，并且在捕捉的图像的像素之间进行内插以创建“放大的”但较低分辨率的图像。
[0006]已经存在使用两种不同的透镜来近似变焦透镜的效果的一些尝试。过去已经利用胶片照相机(film camera)这样做了，其中用户可以选择两种不同的焦距中的一种在胶片上捕捉图像。更最近地，在美国专利公开N0.2008/0030592中已经公开了关于具有照相机模块的这种构思的变型，通过引用在此并入其全部内容，其讨论了具有一对传感器的照相机模块，每个传感器具有单独的透镜，通过该透镜将光引导到各自的传感器。在该出版物中，同时操作这两个传感器来捕捉图像。各自的透镜具有不同的焦距，所以即使对齐(align)每个透镜/传感器组合以在相同方向观看，每个也将用两个不同的视场而捕捉相同被摄体的图像。然后将图像缝合(stitch)在一起以形成合成图像，合成图像的中心部分由具有较长焦距的透镜/传感器组合拍摄的、相对较高分辨率的图像形成，而合成图像的外围部分由具有较短焦距的透镜/传感器组合拍摄的、相对较低分辨率的图像的外围部分形成。用户选择期望的变焦量，并且合成图像用于从中内插值以提供具有期望变焦量的图像。不幸的是，在该出版物中的公开大体上是概念性的，并且缺乏为提供最优性能会需要的某些细节。
[0007]相关技术的前述示例和与之有关的限制旨在说明性而不是排他性。对于本领域技术人员而言，在阅读说明书和研究附图时，相关技术的其它限制将变得明显。
【发明内容】
[0008]本申请提供一种照相机，包括:第一传感器，捕捉第一图像;第一透镜，将光引导到第一传感器，所述第一透镜具有第一焦距并具有一 f数;第二传感器，捕捉第二图像;第二透镜，将光引导到第二传感器，所述第二透镜具有比第一焦距长的第二焦距，并具有实质上等于第一透镜的f数的f数，所述第二透镜也已经设计为通过将指定的像差引入到第二传感器上形成的图像中，与扩展景深EDoF处理一起工作；其中第二图像随后经历EDoF处理以聚焦第二图像;其中第一传感器和第一透镜的组合基本上与第二传感器和第二透镜的组合对齐，以允许每一个指向相同被摄体;其中将第一图像和第二图像组合在一起以形成单个组合图像，该第二图像形成该单个组合图像的中心部分，而该第一图像的外围部分形成该单个组合图像的外围部分。
[0009]本申请提供一种照相机，包括:第一传感器，捕捉第一图像;第一透镜，将光引导到第一传感器，所述第一透镜具有第一焦距;第二传感器，捕捉第二图像；以及第二透镜，将光引导到第二传感器，所述第二透镜具有比第一焦距长的第二焦距，并具其中第一传感器和第一透镜的组合基本上与第二传感器和第二透镜的组合对齐，以允许每一个指向相同被摄体;将第一和第二图像组合在一起以形成单个组合图像，所述第二图像形成所述单个组合图像的中心部分，且所述第一图像的外围部分形成所述单个组合图像的外围部分;第一和第二图像的组合包括上采样第一图像和下采样第二图像中的至少一个；以及当上采样第一图像时，在上采样之后锐化第一图像。
[0010]本申请提供一种利用照相机生成组合图像的方法，所述方法包括:利用第一传感器从具有第一焦距的第一透镜接收光;利用第一传感器捕捉在第一传感器上形成的第一图像;利用第二传感器从具有第二焦距的第二透镜接收光，所述第二焦距比所述第一焦距长；利用第二传感器捕捉在第二传感器上形成的第二图像，第一传感器和第一透镜的组合与第二传感器和第二透镜的组合指向相同被摄体；以及将第一图像和第二图像组合在一起以形成单个组合图像，所述第二图像形成所述单个组合图像的中心部分，且所述第一图像的外围部分形成所述单个组合图像的外围部分;并且其中组合第一和第二图像的步骤包括上采样第一图像和下采样第二图像中的至少一个；以及当上采样第一图像时，在上采样之后锐化第一图像。
【附图说明】
[0011]图1是照相机的框图。
[0012]图2是将两个图像组合为单一的组合图像的图示。
[0013]图3是组合图像的数字变焦的图示。
【具体实施方式】
[0014]以下描述不是旨在将本发明限制为在此公开的形式。因此，与以下教导相称的变型和修改，以及相关领域的技术和知识在本发明的范围内。在此描述的实施例进一步旨在解释实践本发明的已知的模式，并且使得本领域其他技术人员能够在这样或其它实施例中、以及用本发明的特定(多个)应用或者(多个)使用所需要的各种修改，来利用本发明。
[0015]图1中示出了照相机10。照相机10可以包括:具有相对较短焦距的第一透镜12和第一传感器14，其接近具有相对较长焦距的第二透镜16和第二传感器18放置，并且与第二透镜16和第二传感器18基本上对齐。通过使组合的第一透镜和第一传感器与组合的第二透镜和第二传感器对齐，每个传感器可以获得基本上相同被摄体的图像。当然，由于透镜12和16的不同焦距，与第二传感器18获得的图像的相对较窄的视场(FOV)相比，第一传感器14将获得具有相对较宽的FOV的被摄体的图像。
[0016]在多数情况下，每个传感器14和18将执行某些基本的图像处理算法，诸如白平衡等。第二透镜16具有附加的参考数17，用以指示其被设计为与扩展景深(EDoF)处理一起而工作，其可以涉及将特定的单色或者彩色像差引入到透镜设计中，按照H)oF技术、或者通过向透镜加入相位屏蔽(phase mask)(例如，立方体相位屏蔽)确定透镜设计。每个传感器还可以执行诸如EDoF处理的附加图像处理。在该示例中，EDoF处理20示出为传感器18的一部分而不是传感器14的一部分。在未在这里图不的其它不例中，传感器14和18的每一个可以包括EDoF处理，或者可以采用其它组合，诸如传感器14包括EDoF处理而传感器18不包括。类似地，尽管该示例仅仅示出第二透镜16被设计为与EDoF处理一起工作，但任何其它组合也是可能的，包括透镜12和16的每一个被设计为与EDoF处理一起而工作。透镜12和16可以由任何可接受的材料制造，包括塑料、玻璃、光学陶瓷、衍射元件、或者合成物。
[0017]将在此一般地讨论EDoF处理，但是可以在与以下公司关联的文献中找到更多的大量细节，这些公司被认为积极地开发了EDoF技术:法国布洛涅的DxO Labs S.A.(在其DIGITAL AUT0F0CUSTM?商标下)；科罗拉多州Boulder的CDM Optics公司(在其WAVEFRONTCODING?商标下)；加利福尼亚州圣何塞的Tessera公司(在其OPHML FOCUS?商标下