包括具有不同直徑的透鏡元件的圖像拾取設備的制作方法

與示例性實施例一致的設備涉及一種包括具有不同直徑的透鏡元件的圖像拾取設備。

背景技術：

由于移動裝置(諸如，移動電話)的厚度正持續地降低，所以有降低放置在移動裝置中的相機的光學系統的厚度的需求。當光學系統的厚度降低時，光學系統的焦距降低，并因此，圖像傳感器的大小降低。作為結果，通過光學系統拾取的圖像的質量可能劣化。劣化的原因在于像素的數量隨著像的大小減小而減少。然而，如果圖像傳感器的像素的大小與圖像傳感器的大小減小一致地減小，則可獲得具有足夠高分辨率的圖像。因此，正在做出各種嘗試，以減小圖像傳感器的像素節距。例如，當前圖像傳感器的像素節距已經減小至大約1μm。

技術實現要素：

技術問題

同時，因為移動裝置中的相機的厚度受限，所以通常采用具有短焦距的單焦鏡頭代替具有可變焦距的變焦鏡頭。因此，對于移動裝置的相機來說，可能難以提供變焦功能。大多數移動裝置中的相機提供數碼變焦功能而不是光學變焦功能。換言之，因為數碼變焦是用于僅通過信號處理將由相機拾取的原始圖像的部分進行放大的功能，所以放大的圖像的質量可能隨著放大的圖像的視角變窄而劣化。

解決問題的方案

示例性實施例解決至少上面的問題和/或缺點以及上面未描述的其他缺點。此外，不要求示例性實施例克服上述的缺點，并且示例性實施例可不克服上述問題中的任何一個。

根據示例性實施例的方面，提供有一種包括透鏡元件以及分別與透鏡元件對應放置的圖像拾取區域的圖像拾取設備。多個透鏡元件中的至少兩個透鏡元件具有不同的直徑，并且多個圖像拾取區域中的至少兩個圖像拾取區域具有不同的大小。多個圖像拾取區域中的具有多個圖像拾取區域的大小中的最小的大小的最小圖像拾取區域相對于多個透鏡元件中的具有最大直徑的透鏡元件被布置，并且多個圖像拾取區域中的具有多個圖像拾取區域的大小中的最大的大小的最大圖像拾取區域相對于多個透鏡元件中的具有最小直徑的透鏡元件被放置。

圖像拾取區域可包括彼此物理分離的圖像傳感器。

多個圖像拾取區域中的至少兩個圖像拾取區域可具有不同的像素節距，并且多個圖像拾取區域中的圖像拾取區域的像素節距可隨著多個透鏡元件中的各自透鏡元件的直徑增加而減小。

圖像拾取區域可以是單個圖像傳感器中的被邏輯劃分的區域。

多個透鏡元件中的至少兩個透鏡元件可被配置為在各自的圖像拾取區域上形成具有不同大小的光斑。

圖像拾取設備可被配置為從通過多個透鏡元件和各自的圖像拾取區域獲得的圖像提取深度信息。

多個透鏡元件中的至少兩個透鏡元件可包括具有第一直徑的第一透鏡元件、具有大于第一直徑的第二直徑的第二透鏡元件和具有大于第二直徑的第三直徑的第三透鏡元件。多個圖像拾取區域中的至少兩個圖像拾取區域可包括對應于第一透鏡元件并具有第一大小的第一圖像拾取區域、對應于第二透鏡元件并具有第一大小的第二圖像拾取區域和對應于第三透鏡元件并具有小于第一大小的第二大小的第三圖像拾取區域。第一圖像拾取區域可具有第一像素節距，第二圖像拾取區域可具有小于第一像素節距的第二像素節距，而第三圖像拾取區域可具有小于第二像素節距的第三像素節距。

多個透鏡元件中的至少兩個透鏡元件可包括具有第一直徑的第一透鏡元件、具有第一直徑的第二透鏡元件和具有大于第一直徑的第二直徑的第三透鏡元件。多個圖像拾取區域中的至少兩個圖像拾取區域可包括對應于第一透鏡元件并具有第一大小的第一圖像拾取區域、對應于第二透鏡元件并具有第一大小的第二圖像拾取區域和對應于第三透鏡元件并具有小于第一大小的第二大小的第三圖像拾取區域。第一圖像拾取區域和第二圖像拾取區域可具有第一像素節距，而第三圖像拾取區域可具有小于第一像素節距的第二像素節距。

當從圖像拾取設備的前面或后面觀察時，第一透鏡元件至第三透鏡元件可沿水平方向成直線地放置。第一透鏡元件可放置在第二透鏡元件與第三透鏡元件之間，并且第一圖像拾取區域可放置在第二圖像拾取區域與第三圖像拾取區域之間。

當從圖像拾取設備的前面或后面觀察時，第一透鏡元件至第三透鏡元件可沿水平方向成直線地放置。第三透鏡元件可放置在第一透鏡元件與第二透鏡元件之間，并且第三圖像拾取區域可放置在第一圖像拾取區域與第二圖像拾取區域之間。

多個透鏡元件中的至少兩個透鏡元件可包括具有第一直徑的第一透鏡元件、具有大于第一直徑的第二直徑的第二透鏡元件、具有第二直徑的第三透鏡元件、具有大于第二直徑的第三直徑的第四透鏡元件和具有第三直徑的第五透鏡元件。

多個圖像拾取區域中的至少兩個圖像拾取區域可包括對應于第一透鏡元件并具有第一大小的第一圖像拾取區域、對應于第二透鏡元件并具有第一大小的第二圖像拾取區域、對應于第三透鏡元件并具有第一大小的第三圖像拾取區域、對應于第四透鏡元件并具有小于第一大小的第二大小的第四圖像拾取區域和對應于第五透鏡元件并具有第二大小的第五圖像拾取區域。第一圖像拾取區域可具有第一像素節距，第二圖像拾取區域和第三圖像拾取區域可具有小于第一像素節距的第二像素節距，而第四圖像拾取區域和第五圖像拾取區域可具有小于第二像素節距的第三像素節距。

當從圖像拾取設備的前面或后面觀察時，第一透鏡元件至第五透鏡元件可沿水平方向成直線地放置。第一透鏡元件可放置在第二透鏡元件與第三透鏡元件之間，第二透鏡元件可放置在第一透鏡元件與第四透鏡元件之間，而第三透鏡元件可放置在第一透鏡元件與第五透鏡元件之間。

多個透鏡元件中的至少兩個透鏡元件可包括具有第一直徑的第一透鏡元件、具有大于第一直徑的第二直徑的第二透鏡元件至第五透鏡元件和具有大于第二直徑的第三直徑的第六透鏡元件至第九透鏡元件。多個圖像拾取區域中的至少兩個圖像拾取區域可包括對應于第一透鏡元件至第五透鏡元件并具有第一大小的第一圖像拾取區域至第五圖像拾取區域以及對應于第六透鏡元件至第九透鏡元件并具有小于第一大小的第二大小的第六圖像拾取區域至第九圖像拾取區域。

第六透鏡元件至第九透鏡元件可分別放置在圖像拾取設備的表面上的四邊形的四個頂點上，第二透鏡元件至第五透鏡元件可分別放置在四邊形的四邊的中點，而第一透鏡元件可放置在四邊形的中心。

多個透鏡元件中的至少兩個透鏡元件可包括具有第一直徑的第一透鏡元件至第三透鏡元件以及具有大于第一直徑的第二直徑的第四透鏡元件和第五透鏡元件。

當從圖像拾取設備的前面或后面觀察時，第一透鏡元件至第三透鏡元件可沿第一方向成直線地放置，而第四透鏡元件和第五透鏡元件可沿垂直于第一方向的第二方向成直線地放置。

根據另一示例性實施例的方面，圖像拾取設備包括：具有第一直徑的第一透鏡元件和具有大于第一直徑的第二直徑的第二透鏡元件；與第一透鏡元件對應放置的具有第一大小的第一圖像拾取區域以及與第二透鏡元件對應放置的具有小于第一大小的第二大小的第二圖像拾取區域。

第一圖像拾取區域可具有第一像素節距，而第二圖像拾取區域可具有小于第一像素節距的第二像素節距。

圖像拾取設備還可包括：具有大于第一直徑并小于第二直徑的第三直徑的第三透鏡元件；和與第三透鏡元件對應放置的具有第一大小的第三圖像拾取區域，所述第三圖像拾取區域具有小于第一像素節距并大于第二像素節距的第三像素節距。

圖像拾取設備還可包括：具有第一直徑的第三透鏡元件；和與第三透鏡元件對應放置的具有第一大小的第三圖像拾取區域，所述第三圖像拾取區域具有第一像素節距。

附圖說明

通過下面結合附圖對示例性實施例進行的描述，這些和/或其他方面將會變得清楚和更容易理解，其中：

圖1a是示出根據示例性實施例的圖像拾取設備的結構的示意圖；

圖1b是示出圖1a中示出的圖像拾取設備的透鏡元件和圖像拾取區域的布置的示意剖面圖；

圖1c是示出圖1a中示出的圖像拾取設備的圖像區域的大小和像素節距的示圖；

圖2a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備的結構的示意圖；

圖2b是示出圖2a中示出的圖像拾取設備的透鏡元件和圖像拾取區域的布置的示意剖面圖；

圖2c是示出圖2a中示出的圖像拾取設備的圖像拾取區域的大小和像素節距的示圖；

圖3a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備的結構的示意圖；

圖3b是示出圖3a中示出的圖像拾取設備的透鏡元件和圖像拾取區域的布置的示意剖面圖；

圖3c是示出圖3a中示出的圖像拾取設備的圖像區域的大小和像素節距的示圖；

圖4a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備的結構的示意圖；

圖4b是示出圖4a中示出的圖像拾取設備的透鏡元件和圖像拾取區域的布置的示意剖面圖；

圖4c是示出圖4a中示出的圖像拾取設備的圖像拾取區域的大小的示圖；

圖5a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備的結構的示意圖；

圖5b是示出圖5a中示出的圖像拾取設備的透鏡元件和圖像拾取區域的布置的示意剖面圖；

圖5c是示出圖5a中示出的圖像拾取設備的圖像拾取區域的大小和像素節距的示圖；

圖6a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備的結構的示意圖；

圖6b是示出圖6a中示出的圖像拾取設備的圖像拾取區域的示例的示圖；

圖6c是示出圖6a中示出的圖像拾取設備的圖像拾取區域的另一示例的示圖；

圖7是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備的結構的示意圖。

具體實施方式

現在將詳細參照示例性實施例，在附圖中示出示例性實施例的示例，其中，相同的參考標號始終表示相同的元件。在這一點上，本示例性實施例可具有不同的形式，并不應被視為限于這里闡明的描述。因此，下面僅通過參照附圖對示例性實施例進行描述以說明本發明的方面。當諸如“中的至少一個”的表述出現在一列元素前面時，其修飾整列元素，而不是修飾列表的單個元素。將理解，當元件或層被稱為在另一元件或層“上”時，元件或層可直接在其他元件或層上，或者中間元件或層可出現在其上。

圖1a是示出根據示例性實施例的圖像拾取設備100的結構的示意圖。例如，圖像拾取設備100可以是移動裝置(諸如，移動電話、平板電腦(PC)或膝上型PC)。參照圖1a，圖像拾取設備100包括具有不同直徑的第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103。在該示例中，第一透鏡元件101具有第一直徑，第一直徑是最小的直徑；第二透鏡元件102具有第二直徑，第二直徑大于第一直徑；第三透鏡元件103具有第三直徑，第三直徑大于第二直徑。此外，當從圖像拾取設備100的后面、前面或表面觀察時，第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103沿水平方向成直線地被放置。在該示例中，第三透鏡元件103被放置在左側，第一透鏡元件101被放置在中心，第二透鏡元件102被放置在右側。

圖1b是示出圖1a中示出的圖像拾取設備100的第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103以及第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113的布置的示意剖面圖。參照圖1b，分別與第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103對應的第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113被布置。例如，第一圖像拾取區域111被布置在第一透鏡元件101的焦平面上，第二圖像拾取區域112被布置在第二透鏡元件102的焦平面上，第三圖像拾取區域113被布置在第三透鏡元件103的焦平面上。因此，第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113通過使用由分別與其對應的第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103會聚的光束來形成像。第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113可分別包括彼此物理分離的單獨的圖像傳感器。圖像傳感器可以是電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器或互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像傳感器。

第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103可具有相同的焦距。或者，只要圖像拾取設備100的內部空間允許，第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103就可具有彼此不同的焦距。然而，因為焦距之間的不同可由于圖像拾取設備100內的狹窄空間而變得不重要，所以可基于第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103的直徑來確定第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103的亮度。例如，具有最小直徑的第一透鏡元件101的F數可以是2.2，第二透鏡元件102的F數可以是1.5，而具有最大直徑的第三透鏡元件103的F數可以是1.0。可基于透鏡元件的F數確定通過透鏡元件聚焦的光斑的理論大小。具體地，隨著透鏡元件的F數減小(即，透鏡元件的亮度增加)，光斑的大小可減小。因此，通過具有最小F數的第三透鏡元件103形成的光斑的大小可能是最小的。

圖1c是示出圖1a中示出的圖像拾取設備100的第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113的大小和像素節距的示圖。參照圖1c，第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113的大小可彼此不同。在該示例中，第一圖像拾取區域111和第二圖像拾取區域112具有相同的第一大小，而第三圖像拾取區域113具有小于第一大小的第二大小。如上所述，因為第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103的焦距彼此相同或相似，所以基于第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113的大小確定視角。在該示例中，通過第一圖像拾取區域111和第二圖像拾取區域112獲得的圖像具有相同的第一視角，而通過第三圖像拾取區域113獲得的圖像具有比第一視角小的第二視角。因此，與第一圖像拾取區域111和第二圖像拾取區域112相比，第三圖像拾取區域113提供相對的望遠鏡的變焦。換言之，第一圖像拾取區域111和第二圖像拾取區域112提供與相對廣的視角對應的第一變焦，而第三圖像拾取區域113提供與相對的望遠鏡的視角對應的第二變焦。因此，圖像拾取設備100提供包括第一變焦(廣角)和第二變焦(望遠鏡的角度/遠攝角)的變焦功能。

此外，圖1c示出像素121、像素122和像素123，像素121、像素122和像素123分別是以相同的放大倍率放大的第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113的相同尺寸的部分。如圖1c所示，第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113具有彼此不同的像素節距。在該示例中，第一圖像拾取區域111具有第一像素節距，第二圖像拾取區域112具有小于第一像素節距的第二像素節距，而第三圖像拾取區域113具有小于第二像素節距的第三像素節距。換言之，隨著分別與第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113對應的第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103的F數(或直徑)增大，第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113的像素節距減小。此外，隨著分別與第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113對應的第一透鏡元件101、第二透鏡元件102和第三透鏡元件103的F數(或直徑)減小，第一圖像拾取區域111、第二圖像拾取區域112和第三圖像拾取區域113的像素節距增大。例如，與具有最大的F數的第一透鏡元件101對應的第一圖像拾取區域111的第一像素節距是最大的，而與具有最小的F數的第三透鏡元件103對應的第三圖像拾取區域113的第三節距是最小的。

圖像的分辨率可以是與光學系統的調制傳遞函數(MTF)和像素的頻率響應特性成比例的，其中，MTF隨著光學系統的F數減小而增加。因此，可通過減小光學系統的F數來提高圖像的分辨率。然而，即使光斑的大小減小，如果像素節距太大，則像素的響應特性也可能劣化，并因此不會提高圖像分辨率。因此，當像素節距與光斑的減小一致地減小時，可提高圖像分辨率。

根據示例性實施例，通過具有最小的F數的第三透鏡元件103形成的光斑可具有最小的大小，而通過具有最大的F數的第一透鏡元件101形成的光斑可具有最大的大小。此外，與具有最大的F數的第一透鏡元件101對應的第一圖像拾取區域111具有最大的像素節距，而與具有最小的F數的第三透鏡元件103對應的第三圖像拾取區域113具有最小的像素節距。作為結果，通過第三透鏡元件103和第三圖像拾取區域113形成的圖像可具有最高的分辨率，而通過第一透鏡元件101和第一圖像拾取區域111形成的圖像可具有最低的分辨率。如上所述，第三透鏡元件103和第三圖像拾取區域113用作望遠鏡變焦。因此，可通過提高由第三透鏡元件103和第三圖像拾取區域113形成的圖像的分辨率來提高具有窄視角的圖像的質量。因此，在沒有具有可變焦距的光學系統的情況下，圖像拾取設備100可提供在廣角度變焦與望遠鏡變焦之間切換時不造成圖像質量劣化的變焦功能。

與此同時，因為第一圖像拾取區域111和第二圖像拾取區域112具有相同的大小，所以通過第一圖像拾取區域111和第二圖像拾取區域112分別獲得的第一圖像和第二圖像具有相同的視角，并且由于第一透鏡元件101與第二透鏡元件102的位置之間的不同而獲得視差效應。因此，圖像拾取設備100可通過使用具有相同的視角的第一圖像和第二圖像以及視差效應來提取深度信息。換言之，第一透鏡元件101和第一圖像拾取區域111的組以及第二透鏡元件102和第二圖像拾取區域112的組可用作立體相機。此外，可通過使用經由第三圖像拾取區域113獲得的高分辨率第三圖像來提取更精確的深度信息。例如，因為第一圖像的中心和第二圖像的中心可對應于具有窄視角的第三圖像，所以通過使用具有高于第一圖像的分辨率的分辨率的第二圖像的中心部分和第三圖像可提取針對中心視角的深度信息，而通過使用第一圖像的外圍部分和第二圖像的外圍部分可提取針對外圍視角的深度信息。

此外，因為第二圖像具有與第一圖像相同的視角并具有比第一圖像更高的分辨率，所以圖像拾取設備100可選擇和顯示第二圖像以將第一變焦的圖像顯示給用戶。另一方面，因為第三圖像具有比第二圖像高的分辨率并具有比第二圖像窄的視角，所以圖像拾取設備100可將第二圖像的對應于第三圖像的中心部分替換為第三圖像，并將修改的圖像顯示給用戶作為第一變焦的圖像。此外，圖像拾取設備100可通過信號處理來提供第一變焦與第二變焦之間的數碼變焦。這里，為了提供第一變焦與第二變焦之間的平滑數碼變焦，可使用具有相對高的分辨率的第二圖像和第三圖像。

如上所述，圖像拾取設備100可同時地獲得具有不同視角的多個圖像。因此，可在不增加圖像拾取設備100的厚度的情況下，實施光學變焦功能。此外，可針對具有窄視角的圖像獲得高分辨率。

雖然上面描述了在圖1a至圖1c中示出的示例性實施例中圖像拾取設備100包括三個透鏡元件101、102和103以及三個圖像拾取區域111、112和113，但它僅僅是個示例，并且發明構思不限于此。例如，可以以各種方式來放置兩個透鏡元件和兩個圖像拾取區域，或者四個或更多個透鏡元件以及四個或更多個圖像拾取區域。此外，透鏡元件的直徑、圖像拾取區域的大小和圖像拾取區域的像素節距可隨著場合需要而變化。雖然下面描述了各種示例性實施例，但是本發明構思不限于下面描述的示例性實施例。

圖2a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備200的結構的示意圖，圖2b是示出圖2a中示出的圖像拾取設備200的第一透鏡元件201、第二透鏡元件202和第三透鏡元件203以及第一圖像拾取區域211、第二圖像拾取區域212和第三圖像拾取區域213的布置的示意示圖，圖2c是示出圖2a中示出的圖像拾取設備200的第一圖像拾取區域211、第二圖像拾取區域212和第三圖像拾取區域213的大小和像素節距的示圖。

參照圖2a，圖像拾取設備200包括具有第一直徑的第一透鏡元件201、具有第一直徑的第二透鏡元件202和具有第二直徑的第三透鏡元件203。換言之，第一透鏡元件201和第二透鏡元件202具有相同的直徑，而第三透鏡元件203具有比第一透鏡元件201和第二透鏡元件202的直徑大的直徑。因此，由于第三透鏡元件203具有最小的F數，所以通過第三透鏡元件203形成的光斑具有最小的尺寸。此外，當從圖像拾取設備200的后面、前面或表面觀察時，第一透鏡元件201、第二透鏡元件202和第三透鏡元件203沿水平方向成直線地被布置。在該示例中，第三透鏡元件203被放置在左側，第一透鏡元件201被放置在中心，而第二透鏡元件202被放置在右側。

參照圖2b和圖2c，分別與第一透鏡元件201、第二透鏡元件202和第三透鏡元件203對應的第一圖像拾取區域211、第二圖像拾取區域212和第三圖像拾取區域213被布置。第一圖像拾取區域211、第二圖像拾取區域212和第三圖像拾取區域213可分別包括彼此物理分離的單獨的圖像傳感器。在該示例中，第一圖像拾取區域211和第二圖像拾取區域212具有相同的第一大小，而第三圖像拾取區域213具有小于第一大小的第二大小。因此，通過第一圖像拾取區域211和第二圖像拾取區域212獲得的圖像具有相同的第一視角，而通過第三圖像拾取區域213獲得的圖像具有窄于第一視角的第二視角。

此外，參照圖2c中示出的像素221、像素222和像素223，第一圖像拾取區域211和第二圖像拾取區域212具有相同的第一像素節距，而第三圖像拾取區域213具有小于第一像素節距的第二像素節距。因此，通過第一圖像拾取區域211和第二圖像拾取區域212獲得的圖像具有比通過第三圖像拾取區域213獲得的圖像低的分辨率。然而，可通過使用分辨率提高技術(例如，超分辨率)來提高通過第一圖像拾取區域211和第二圖像拾取區域212獲得的圖像的分辨率。例如，可通過合成分別通過第一圖像拾取區域211和第二圖像拾取區域212獲得的兩個圖像來生成具有提高的分辨率的單個圖像。通過使用超分辨率技術，當執行用于生成具有第一視角與第二視角之間的視角的圖像的數碼變焦功能時，可平滑地處理圖像。圖像拾取設備200的其他操作和功能可等同于上面參照圖1a至1c描述的操作和功能。

圖3a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備300的結構的示意圖，圖3b是示出圖3a中示出的圖像拾取設備300的第一透鏡元件301、第二透鏡元件302和第三透鏡元件303以及第一圖像拾取區域311、第二圖像拾取區域312和第三圖像拾取區域313的布置的示意性剖面圖，而圖3c是示出圖3a中示出的圖像拾取設備300的第一圖像拾取區域311、第二圖像拾取區域312和第三圖像拾取區域313的大小和像素節距的示圖。

參照圖3a，圖像拾取設備300包括具有第一直徑的第一透鏡元件301、具有第一直徑的第二透鏡元件302和具有第二直徑的第三透鏡元件303。換言之，第一透鏡元件301和第二透鏡元件302具有相同的直徑，而第三透鏡元件303具有比第一透鏡元件301和第二透鏡元件302的直徑大的直徑。因此，由于第三透鏡元件303具有最小的F數，所以通過第三透鏡元件303形成的光斑具有最小的尺寸。此外，當從圖像拾取設備300的后面、前面或表面觀察時，第一透鏡元件301、第二透鏡元件302和第三透鏡元件303沿水平方向成直線地被放置。在該示例中，第一透鏡元件301被放置在左側，第三透鏡元件303被放置在中心，而第二透鏡元件302被放置右側。

參照圖3b和圖3c，分別與第一透鏡元件301、第二透鏡元件302和第三透鏡元件303對應的第一圖像拾取區域311、第二圖像拾取區域312和第三圖像拾取區域313被布置。第一圖像拾取區域311、第二圖像拾取區域312和第三圖像拾取區域313可具有彼此不同的大小和像素節距。在該示例中，第一圖像拾取區域311和第二圖像拾取區域312具有相同的第一尺寸，而第三圖像拾取區域313具有小于第一尺寸的第二尺寸。因此，通過第一圖像拾取區域311和第二圖像拾取區域312獲得的圖像具有相同的第一視角，而通過第三圖像拾取區域313獲得的圖像具有比第一視角窄的第二視角。此外，參照圖3c中示出的像素321、像素322和像素323，第一圖像拾取區域311和第二圖像拾取區域312具有相同的第一像素節距，而第三圖像拾取區域313具有小于第一像素節距的第二像素節距。因此，通過第三圖像拾取區域313獲得的圖像具有比通過第一圖像拾取區域311和第二圖像拾取區域312獲得的圖像高的分辨率。

圖3a中示出的圖像拾取設備300具有與圖2a中示出的圖像拾取設備200的結構類似的結構，其中，圖像拾取設備300的第一透鏡元件301、第二透鏡元件302和第三透鏡元件303的位置以及第一圖像拾取區域311、第二圖像拾取區域312和第三圖像拾取區域313的位置不同于圖像拾取設備200的第一透鏡元件201、第二透鏡元件202和第三透鏡元件203的位置以及第一圖像拾取區域211、第二圖像拾取區域212和第三圖像拾取區域213的位置。例如，第三透鏡元件303被布置在中心，而第一透鏡元件301和第二透鏡元件302被布置在第三透鏡元件303的兩側。因此，與圖2a中示出的示例性實施例相比，第一透鏡元件301與第二透鏡元件302之間的距離更大，并因此視差可增加。作為結果，可提高深度信息的分辨率和精度。

圖4a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備400的結構的示意圖，圖4b是示出圖4a中示出的圖像拾取設備400的第一透鏡元件401、第二透鏡元件402和第三透鏡元件403以及第一圖像拾取區域411、第二圖像拾取區域412和第三圖像拾取區域413的布置的示意剖面圖，而圖4c是示出圖4a中示出的圖像拾取設備400的第一圖像拾取區域411、第二圖像拾取區域412和第三圖像拾取區域413的大小的示圖。

參照圖4a，圖像拾取設備400包括具有第一直徑的第一透鏡元件401、具有第一直徑的第二透鏡元件402和具有第二直徑的第三透鏡元件403。換言之，第一透鏡元件401和第二透鏡元件402具有相同的直徑，而第三透鏡元件403具有比第一透鏡元件401和第二透鏡元件402的直徑大的直徑。因此，由于第三透鏡元件403具有最小的F數，所以通過第三透鏡元件403形成的光斑具有最小的大小。此外，當從圖像拾取設備400的后面、前面或表面觀察時，第一透鏡元件401、第二透鏡元件402和第三透鏡元件403沿水平方向成直線地被放置。在該示例中，第一透鏡元件401被布置在左側，第三透鏡元件403被布置在中心，而第二透鏡元件402被布置在右側。

參照圖4b和圖4c，分別與第一透鏡元件401、第二透鏡元件402和第三透鏡元件403對應的第一圖像拾取區域411、第二圖像拾取區域412和第三圖像拾取區域413被布置。這里，第一圖像拾取區域411、第二圖像拾取區域412和第三圖像拾取區域413是單個圖像傳感器410中的邏輯分割的區域。例如，如圖4c所示，在單個圖像傳感器410中，第一圖像拾取區域411是被劃分為檢測通過第一透鏡元件401聚集的光束的區域，第二圖像拾取區域412是被劃分為檢測通過第二透鏡元件402聚集的光束的區域，而第三圖像拾取區域413是被劃分為檢測通過第三透鏡元件403聚集的光束的區域。在這種情況下，第一圖像拾取區域411、第二圖像拾取區域412和第三圖像拾取區域413可具有相同的像素節距。

第一圖像拾取區域411、第二圖像拾取區域412和第三圖像拾取區域413可具有彼此不同的大小。在該示例中，第一圖像拾取區域411和第二圖像拾取區域412具有相同的第一大小，而第三圖像拾取區域413具有小于第一大小的第二大小。為此，基于預設坐標，圖像拾取設備400的圖像處理單元可將圖像傳感器410中的像素分割成第一圖像拾取區域411、第二圖像拾取區域412和第三圖像拾取區域413以及虛擬區域。此外，圖像處理單元可通過僅使用經由第一圖像拾取區域411生成的信號來生成第一圖像，通過僅使用經由第二圖像拾取區域412生成的信號來生成第二圖像，通過僅使用經由第三圖像拾取區域413生成的信號來生成第三圖像，并忽略由虛擬區域生成的信號。

根據示例性實施例，由于單個圖像傳感器410被用于第一透鏡元件401、第二透鏡元件402和第三透鏡元件403，而不是使用多個單獨的圖像傳感器，可簡化裝配工藝，并可降低制造成本。上面參照圖4a至圖4c描述的單個圖像傳感器410的結構也可應用到其他示例性實施例。

圖5a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備500的結構的示意圖，圖5b是示出圖5a中示出的圖像拾取設備500的第一透鏡元件501、第二透鏡元件502、第三透鏡元件503、第四透鏡元件504和第五透鏡元件505以及第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512、第三圖像拾取區域513、第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515的布置的示意性剖面圖，而圖5c是示出圖5a中示出的圖像拾取設備500的第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512、第三圖像拾取區域513、第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515的大小和像素節距的示圖。

參照圖5a，圖像拾取設備500包括具有第一直徑的第一透鏡元件501、具有大于第一直徑的第二直徑的第二透鏡元件502、具有第二直徑的第三透鏡元件503、具有大于第二直徑的第三直徑的第四透鏡元件504和具有第三直徑的第五透鏡元件505。換言之，第一透鏡元件501具有最小的直徑。此外，第二透鏡元件502和第三透鏡元件503具有比第一透鏡元件501的直徑大的直徑，而第四透鏡元件504和第五透鏡元件505具有最大的直徑。因此，第一透鏡元件501具有最大的F數，而第四透鏡元件504和第五透鏡元件505具有最小的F數。當從圖像拾取設備500的后面、前面或表面觀察時，第一透鏡元件501、第二透鏡元件502、第三透鏡元件503、第四透鏡元件504和第五透鏡元件505沿水平方向成直線地被放置。在該示例中，第一透鏡元件501被布置在中心，第二透鏡元件502和第三透鏡元件503被布置在第一透鏡元件501的兩側，而第四透鏡元件504和第五透鏡元件505分別被布置在左端和右端。

參照圖5b和圖5c，分別與第一透鏡元件501、第二透鏡元件502、第三透鏡元件503、第四透鏡元件504和第五透鏡元件505對應的第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512、第三圖像拾取區域513、第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515被布置。第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512、第三圖像拾取區域513、第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515可具有彼此不同的大小和像素節距。在該示例中，第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513具有相同的第一大小，而第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515具有小于第一大小的第二大小。因此，通過第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513獲得的圖像具有相同的第一視角，而通過第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515獲得的圖像具有比第一視角窄的第二視角。

此外，參照圖5c中示出的像素521、像素522、像素523、像素524和像素525，第一圖像拾取區域511具有第一像素節距，第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513具有小于第一像素節距的第二像素節距，而第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515具有小于第二像素節距的第三像素節距。因此，通過第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513獲得的圖像具有比通過第一圖像拾取區域511獲得的圖像高的分辨率，而通過第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515獲得的圖像具有比通過第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513獲得的圖像高的分辨率。

在上述的結構中，可通過第一透鏡元件501和第一圖像拾取區域511提供具有第一視角的圖像，可通過第二透鏡元件502和第三透鏡元件503以及第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513提供具有第一視角的圖像，并可通過第四透鏡元件504和第五透鏡元件505以及第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515提供具有第二視角的圖像。此外，可通過使用經由第二透鏡元件502和第三透鏡元件503以及第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513分別獲得的兩個圖像來提取具有第一視角的圖像的深度信息，并可通過使用經由第四透鏡元件504和第五透鏡元件505以及第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515分別獲得的兩個圖像來提取具有第二視角的圖像的深度信息。

由于深度信息的精度可隨著圖像拾取設備500與對象之間的距離增加而劣化，所以提供望遠鏡變焦的第四透鏡元件504和第五透鏡元件505被布置在最外面的位置，使得第四透鏡元件504和第五透鏡元件505之間的距離是最大的。作為結果，通過第四透鏡元件504和第五透鏡元件505獲得兩個圖像之間的視差可增加，并因此可補償深度信息的精度的劣化。

此外，由于通過第一圖像拾取區域511獲得的圖像與通過第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513獲得的圖像具有相同的視角，所以可將通過第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513提取的深度信息應用到通過第一圖像拾取區域511獲得的圖像。或者，可通過使用經由第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513提取的三個圖像的全部來提取深度信息。或者，可通過使用經由第一圖像拾取區域511獲得的圖像和經由第二圖像拾取區域512獲得的圖像來提取深度信息，并可同時通過使用經由第二圖像拾取區域512獲得的圖像和經由第三圖像拾取區域513獲得的圖像來提取深度信息。

在圖5a至圖5c中示出的圖像拾取設備500中，可根據場合要求而省去或修改一些組件。例如，可去除第二透鏡元件502和第三透鏡元件503以及第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513，或者可去除第四透鏡元件504和第五透鏡元件505以及第四圖像拾取區域514和第五圖像拾取區域515。在這種情況下，圖像拾取設備500可包括對稱布置的三個透鏡元件和三個圖像拾取區域。這里，為了深度信息提取的方便，三個圖像拾取區域可具有相同的大小。或者，第一圖像拾取區域511、第二圖像拾取區域512和第三圖像拾取區域513可具有相同的像素節距，并且第一透鏡元件501、第二透鏡元502和第三透鏡元件503可具有相同的直徑。作為結果，可通過使用像超分辨率的分辨率提高技術來提高圖像的分辨率，并也可提高深度信息的精度。

圖6a是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備600的結構的示意圖，圖6b是示出圖6a中示出的圖像拾取設備600的第一圖像拾取區域611、第二圖像拾取區域612、第三圖像拾取區域613、第四圖像拾取區域614、第五圖像拾取區域615、第六圖像拾取區域616、第七圖像拾取區域617、第八圖像拾取區域618和第九圖像拾取區域619的示例的示圖，圖6c是示出圖6a中示出的圖像拾取設備600的第一圖像拾取區域611、第二圖像拾取區域612、第三圖像拾取區域613、第四圖像拾取區域614、第五圖像拾取區域615、第六圖像拾取區域616、第七圖像拾取區域617、第八圖像拾取區域618和第九圖像拾取區域619的另一示例的示圖。

參照圖6a，圖像拾取設備600包括具有第一直徑的第一透鏡元件601、具有大于第一直徑的第二直徑的第二透鏡元件602至第五透鏡元件605、具有大于第二直徑的第三直徑的第六透鏡元件606至第九透鏡元件609。換言之，第一透鏡元件601具有最小的直徑。此外，第二透鏡元件602至第五透鏡元件605具有比第一透鏡元件601的直徑大的相同的直徑，而第六透鏡元件606至第九透鏡元件609具有最大的直徑。因此，第一透鏡元件601具有最大的F數，而第六透鏡元件606至第九透鏡元件609具有最小的F數。

當從圖像拾取設備600的后面、前面或表面觀察時，第一透鏡元件601至第九透鏡元件609沿水平方向和垂直方向被二維放置。在該示例中，第二透鏡元件602至第五透鏡元件605在第一透鏡元件601的周圍沿水平方向和垂直方向被布置，而第六透鏡元件606至第九透鏡元件609在第一透鏡元件601的周圍沿著對角線方向被布置。換言之，第六透鏡元件606至第九透鏡元件609分別被布置在圖像拾取設備的后面、前面或表面上的四邊形的四個頂點上，第二透鏡元件602至第五透鏡元件605分別被布置在四邊形的四邊的中點，而第一透鏡元件601被放置在四邊形的中心。

此外，參照圖6b，分別與第一透鏡元件601至第九透鏡元件609對應的第一圖像拾取區域611至第九圖像拾取區域619被布置。第一圖像拾取區域611至第九圖像拾取區域619可具有彼此不同的大小和像素節距。在該示例中，第一圖像拾取區域611至第五圖像拾取區域615具有相同的第一大小，而第六圖像拾取區域616至第九圖像拾取區域619具有小于第一大小的第二大小。因此，通過第一圖像拾取區域611至第五圖像拾取區域615獲得的圖像具有相同的第一視角，而通過第六圖像拾取區域616至第九圖像拾取區域619獲得的圖像具有窄于第一視角的第二視角。雖然未示出，但是第一圖像拾取區域611至第五圖像拾取區域615可具有第一像素節距，而第六圖像拾取區域616至第九圖像拾取區域619可具有小于第一像素節距的第二像素節距。

圖6b示出第一圖像拾取區域611至第九圖像拾取區域619分別包括單獨的圖像傳感器的示例。參照圖6c，第一圖像拾取區域611至第九圖像拾取區域619是單個圖像傳感器610中的被邏輯地劃分的區域。在這種情況下，第一圖像拾取區域611至第五圖像拾取區域615具有相同的第一大小，而第六圖像拾取區域616至第九圖像拾取區域619具有小于第一大小的相同的第二大小。雖然未示出，但是第一圖像拾取區域611可具有第一像素節距，第二圖像拾取區域612至第五圖像拾取區域615可具有小于第一像素節距的相同的第二像素節距，而第六圖像拾取區域616至第九圖像拾取區域619可具有小于第二像素節距的相同的第三像素節距。

在上述的結構中，成對的第二透鏡元件602至第五透鏡元件605和成對的第六透鏡元件606至第九透鏡元件609不僅具有水平視差，還具有垂直視差。因此，可不僅在水平方向上提取深度信息，也可在垂直方向上提取深度信息。這里，第六透鏡元件606至第九透鏡元件609被放置在最外面的位置，使得提供望遠鏡變焦功能的第六透鏡元件606至第九透鏡元件609之間的距離是最大的。此外，可通過使用超分辨率技術來提高經由第一圖像拾取區域611至第五圖像拾取區域615獲得的具有第一視角的五個圖像的分辨率，并可通過使用超分辨率技術來提高經由第六圖像拾取區域616至第九圖像拾取區域619獲得的具有第二視角的四個圖像的分辨率。此外，通過使用超分辨率技術，當執行用于生成具有第一視角與第二視角之間的視角的圖像的數碼變焦功能時，可平滑處理圖像。

圖7是示出根據另一示例性實施例的圖像拾取設備700的結構的示意圖。參照圖7，圖像拾取設備700包括具有第一直徑的第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703以及具有大于第一直徑的第二直徑的第四透鏡元件704和第五透鏡元件705。因此，第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703具有相同的F數，而第四透鏡元件704和第五透鏡元件705具有相同的F數。第四透鏡元件704和第五透鏡元件705的F數小于第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703的F數。雖然未示出，但是與上述的示例性實施例相同，與第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703分別對應的圖像拾取區域的大小可大于與第四透鏡元件704和第五透鏡元件705分別對應的圖像拾取區域的大小。

根據示例性實施例，當從圖像拾取設備700的后面、前面或表面觀察時，第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703沿水平方向(第一方向)被成直線地放置，而第四透鏡元件704和第五透鏡元件705沿垂直方向(垂直于第一方向的第二方向)被成直線地放置。在該示例中，第四透鏡元件704被布置在第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703的下面，而第五透鏡元件705被布置在第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703的上面。

在上述的結構中，由于第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703具有水平方向上的視差，所以可通過使用經由第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703獲得的三個圖像來提取水平方向上的深度信息。此外，由于第四透鏡元件704和第五透鏡元件705具有垂直方向上的視差，所以可通過使用經由第四透鏡元件704和第五透鏡元件705獲得的兩個圖像來提取垂直方向上的深度信息。

此外，可通過第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703獲得具有第一視角的圖像，而可通過第四透鏡元件704和第五透鏡元件705獲得具有窄于第一視角的第二視角的圖像。這里，可通過使用超分辨率技術來提高經由第一透鏡元件701、第二透鏡元件702和第三透鏡元件703獲得的具有第一視角的三個圖像的分辨率，并可通過使用超分辨率技術來提高經由第四透鏡元件704和第五透鏡元件705獲得的具有第二視角的兩個圖像的分辨率。通過使用超分辨率技術，當執行用于生成具有第一視角與第二視角之間的視角的圖像的數碼變焦功能時，可平滑處理圖像。

需理解，這里描述的示例性實施例應只被視為描述性意義，而不是限制的目的。每個示例性實施例內的特征或方面的描述通常應該被認為可用于其他示例性實施例的其他類似的特征或方面。

雖然已經參照附圖對一個或多個示例性實施例進行了描述，但是本領域技術的人員將理解，在不脫離由上面的權利要求所限定的精神和范圍的情況下，可對其做出形式和細節上的各種改變。