專利名稱：通過多圖像捕獲進行的變焦的制作方法
技術領域：
本發明大體來說涉及一種用于數碼相機的緊致型變焦系統。更特定來說，本發明 涉及一種用于變焦系統的設備及方法，其中使用具有不同視場的多個圖像來形成在變焦范 圍內的不同圖像。
背景技術：
當前，大多數數碼相機使用變焦鏡頭及單色圖像傳感器來捕獲靜止及視頻圖像。 接著，對所述所捕獲圖像進行數字處理以產生數字圖像文件，所述數字圖像文件存儲于相 機中的數字存儲器中。接著，可經由因特網將所述數字圖像文件傳送到計算機、顯示并共享 所述數字圖像文件。還可包含數碼相機作為移動電話的一部分以形成所謂的“相機電話”。 所述相機電話可經由移動電話網絡將所述數字圖像文件發射到另一相機電話或服務提供 者ο小相機大小及大變焦范圍為數碼相機的兩個非常重要的特征。用戶更喜歡具有變 焦功能來提供較靈活的攝影能力。變焦范圍通常由可變焦距鏡頭所提供的光學變焦及通過 在捕獲之后對數字圖像的放大所提供的數字變焦兩者組成。用于大變焦范圍的可變焦距鏡 頭昂貴且通常增加數碼相機的整體大小。因此，存在當設計數碼相機時必須進行的小相機 大小、大變焦范圍與低相機成本之間的折衷。對于較高成本的相機(例如，單鏡頭反射相 機)，這些問題有時通過使用多個可互換變焦鏡頭來解決，例如，兩個3 1變焦鏡頭(例 如，28到70mm變焦及70到210變焦)。此布置具有用戶不方便的缺點及較高的成本以及 使其不適合于低成本數碼相機的設計復雜性問題。此項技術中已熟知基于圖像放大率的增加與分辨率的對應減小的數字變焦。雖然 數字變焦非常快速且簡單，但分辨率的減小可產生圖像質量的所察覺到的降低。在美國專利5，657，402中，描述一種其中組合多個數字圖像以形成圖像的方法。 美國專利5，657，402論及在不同焦距或不同時間處捕獲的多個圖像的使用，其中從相同鏡 頭捕獲“各種焦距的多個圖像(例如，變焦視頻序列)”(第1欄，第21到22行)。然而，美 國專利5，657，402不包含用于使得能夠捕獲不同視場的方法。另外，美國專利5，657，402 中所捕獲的圖像全部包含相同數目個像素以使得在多個圖像的情況下增加總曝光時間以 及存儲與讀出時間。在美國專利申請案2002/0075258中，描述一種全景相機系統，其中另外使用可移 動遠射相機來捕獲場景的高分辨率部分，接著將所述高分辨率部分疊加到全景圖像上。美 國專利申請案2002/0075258描述使用可移動遠射相機來實現圖像的一部分的較高分辨 率，其中可將所述可移動遠射相機移動到全景圖像的其中需要較高分辨率的區域。然而，美 國專利申請案2002/0075258使用不同焦距的圖像且所產生的圖像具有不同分辨率的區。在美國專利5，717，512中，描述一種用于捕獲具有不同視場的圖像的系統。所述 系統基于由電機驅動的可旋轉且可俯仰鏡頭系統，其用于在自動取款機上捕獲人的圖像。 所述系統較大且復雜(如圖1中所示)且因此不適于在緊致型相機系統中使用。如美國專利5，717，512中所描述的系統包含三個反射鏡(平遙與俯仰反射鏡34以及兩個折疊反射 鏡58及59)以通過所述平遙與俯仰反射鏡將從場景收集的光重定向到相機60。所述系統 還包含三個驅動電機。所述平遙與俯仰反射鏡固持于框架31中，所述框架可通過平搖驅動 電機52而圍繞成像鏡頭36的光學軸旋轉。平搖驅動電機52安裝于樞軸板53中，所述樞 軸板可以旋轉方式附接到安裝版43。平遙與俯仰反射鏡34還可通過俯仰驅動電機44而俯 仰，所述俯仰驅動電機通過連桿33附接到平遙與俯仰反射鏡34。俯仰驅動電機44附接到 樞軸板53以使得其隨平搖運動而旋轉。通過由聚焦電機38使所述成像鏡頭沿所述光學軸 且沿導桿39移動來完成圖像到相 機上的聚焦。在美國專利申請案2007/0081081中，相機系統安裝于旋轉樞軸上以用于捕獲全 景圖像的重疊圖像。包含傳感器，其指示應何時捕獲多個圖像中的每一者以實現良好重疊。沒有現有技術系統能提供具有大變焦范圍的足夠緊致的低成本光學系統來實現 小的重量輕且相對廉價的消費型數碼相機。另外，需要在避免與基于多個圖像捕獲的過程 相關聯的文件大小的實質增加而仍實現大變焦范圍的同時保持良好的圖像質量。
發明內容
本發明的目的為通過利用不具有移動部件的固定焦距鏡頭來提供一種簡單的緊致 型變焦系統。本發明使用可移動反射鏡來重定向視場以供順序圖像捕獲使得廣角圖像由各自 具有部分重疊視場的順序圖像構成。另外，隨著所捕獲的圖像的數目增加而逐漸地將所述圖 像裝箱以保持像素的數目與讀出時間在整個變焦范圍內相對恒定。此外，隨著逐漸地將所述 圖像裝箱而減少每一圖像的曝光時間以保持總曝光時間在整個變焦范圍內相對恒定。根據對優選實施例的以下詳細說明及所附權利要求的審閱且參考附圖，將更清晰 地理解及了解本發明的這些及其它方面、目的、特征及優點。本發明的有利效果本發明具有以下優點提供具有固定焦距鏡頭的變焦模塊以減少所述鏡頭的成本 同時在整體大小上為緊致的。本發明所提供的另一優點為提供一種與通過晶片級制造所 生產的鏡頭及傳感器組合件兼容的變焦模塊。本發明所提供的另一優點在于，按以下方式 從多個圖像捕獲提供一種靈活變焦系統不管所捕獲的多個圖像如何，所形成的合成圖像 中的像素數目、總讀出及存儲時間以及總曝光時間在整個變焦范圍內均保持相對恒定。
圖1為具有電機驅動的平遙與俯仰動作的現有技術相機系統的透視圖；圖2為如本發明中所描述的固定焦點鏡頭及可移動反射鏡的橫截面的側視圖；圖3為本發明的可移動反射鏡的圖示；圖4為本發明的3X變焦的整個變焦范圍內所使用的多個圖像的布局及重疊的圖 示；且圖5為本發明的使用圖2的成像組合件的成像系統的框圖。
具體實施例方式隨著全景成像的出現，拼接算法已變得可用于實現高效地使用多個圖像來從多個圖像產生單個圖像，如美國專利7，317，473及7，064，783中所描述。另外，隨著數碼相機的 整體大小變得更小，鏡頭的大小也變得更小。數碼相機技術的這兩個改變的組合驅動本發 明，其中在捕獲期間使用緊致型可移動反射鏡來重定向成像鏡頭的視場從而使得能夠按以 下方式以部分重疊的視場捕獲多個圖像可將所述多個圖像以電子方式拼接在一起以產生 具有較廣視場的合成圖像。通過使用大致遠射固定焦距鏡頭且隨著變焦因數減小而逐漸地 捕獲更多圖像，可產生匹配所要變焦因數的不同合成圖像。圖2顯示本發明的實施例，其顯示能夠捕獲具有不同視場的順序圖像的變焦模塊 205。如圖2的實施例中所示，固定焦距鏡頭210與可移動反射鏡220組合在一起。可移動 反射鏡220經定位而與固定焦距鏡頭210的光學軸成大致45度以使得所述變焦模塊相對 較薄。來自正成像的場景的光線240傳遞穿過保護蓋玻璃250、由可移動反射鏡220反射、 傳遞穿過固定焦距鏡頭210且聚焦到其中形成電子圖像的圖像傳感器陣列230上。所述圖 像由構成圖像傳感器陣列230的像素記錄。在變焦模塊205中使用固定焦距鏡頭210的優 點為可獲得非常緊致且低成本的固定焦距鏡頭，對于通過晶片級制造而制作的鏡頭組合件 來說尤其如此。在晶片級制造中，將鏡頭元件一次多個地制作成陣列，將所述陣列接合在一 起且接著對其進行切割以形成個別鏡頭組合件，如美國專利6，235，141及6，610，166中所 描述。針對晶片級制造而制作成陣列的鏡頭元件通常在形式上非常簡單且在大小上非常 小。目前，變焦鏡頭并非通過晶片級制造來制作。圖3顯示關于可移動反射鏡的更詳細信息。反射鏡220的反射部分可獨立地圍繞 兩個垂直軸315及317旋轉以使得可能有若干個位置。圖3中所示的反射鏡的兩個側視圖 顯示反射鏡220圍繞軸315及317旋轉的角旋轉。反射鏡220能夠定位于圍繞軸315及 317的+/-3度到+/-12度或更大的旋轉范圍內。如所屬領域的技術人員所熟知，反射鏡圍 繞軸的旋轉提供由所述發射鏡反射的光的角度的2X偏轉，因此，視場改變+/-6度到+/-24 度，如所描述。在本發明的一個實施例中，捕獲多個圖像且將其拼接在一起以形成合成圖像，其 具有比在僅借助固定焦距鏡頭的情況下原本將可能形成的角透視更廣的角透視。可移動反 射鏡用以在圖像捕獲之間改變視場。為實現較廣角合成圖像，增加所捕獲圖像的數目。為 產生具有良好圖像質量且在圖像之間無間隙或所察覺到的不連續性的合成圖像，必須至少 部分地重疊多個圖像的視場以使得能夠使用拼接算法將所述圖像拼接在一起。圖4顯示多個圖像的對于從IX到3X的不同變焦設定來說為可能的一些布局。對 于最高變焦設定(在此實例中，其為3X)來說，在將可移動反射鏡設定于其針對兩個軸的旋 轉范圍的中間的情況下捕獲單個圖像410。對于2. 5X變焦設定來說，捕獲相對大小425的 四個圖像且將其合并成單個2. 5X圖像布局420。注意，圖像布局420含有用不同類型的線 (其中的一些線重疊)圖解說明的四個圖像425。此外，注意，圖像布局430、440及450也 含有用不同類型的線(其中的一些線重疊)圖解說明的多個圖像。所述四個圖像經順序地捕獲而具有如在圖像捕獲之間順序地移動的可移動反射 鏡所提供的四個不同視場。如2. 5X圖像布局420中所示，來自相應視場的圖像信息彼此部 分地重疊以使得所述四個圖像的構成2. 5X圖像布局420的中心的部分對于所有四個圖像 來說是相同的。相比之下，2. 5X圖像布局的拐角中所含有的圖像信息對于每一拐角來說僅 由所述四個圖像中的一者構成。同樣，2X變焦布局430來源于所捕獲的具有如所示的相對大小435的四個圖像且所述四個圖像之間的重疊量可小于2. 5X變焦布局420的重疊量。用 于將所述四個圖像合并在一起的技術可為以下各項的組合將所述圖像彼此對準、對重疊 區中的像素值求和并求平均值及以電子方式拼接。應注意，本發明包含用于圖像布局的其它方法，例如，其中多個圖像之間的重疊量 為恒定的且針對不同變焦設定或變焦因數將合成圖像剪裁為不同程度的情況。
對于1. 5X變焦布局440的情況，需要更多圖像，在圖4中針對此情況顯示九個圖 像。捕獲相對大小445的九個圖像且將其合并成單個1. 5X圖像布局440。隨著變焦設定減 小，需要捕獲的圖像的數目增加且所捕獲的個別圖像的相對大小與合成圖像的大小相比減 小。換句話說，所捕獲的多個圖像與變焦因數成反比。如所示，基于場景內容針對1.5X變 焦設定所捕獲的個別圖像的相對大小為在合并所述個別圖像時形成的合成圖像的大小的 約 1/9。對于圖4的實例中所示的最終的情況，變焦設定為IX且捕獲相對大小455的九個 個別圖像并將其合并成IX變焦布局450。在此情況下，所述個別圖像及其相應視場之間的 重疊僅為小的量以使得可將所述個別圖像拼接在一起以在合成圖像中形成不具有任何間 隙的較廣角圖像。此外，注意，數字變焦可用于擴大變焦范圍的若干部分以提供若干個捕獲之間的 較平滑轉變。另外，為使拼接更容易，可在拼接之前校正個別圖像內的來自鏡頭的失真(例 如桶形或枕形失真)或來自經俯仰反射鏡的離軸捕獲的失真。另外，對于低分辨率預覽圖 像(例如，連續地顯示于相機顯示器上以用于選擇圖像合成的那些圖像)來說，可剪裁多個 圖像并將其拼接在一起以在不必使用復雜拼接算法的情況下基于反射鏡位置形成低分辨 率合成圖像。雖然圖4中所示的實例性布局是針對從IX到3X的變焦范圍，但本發明也可通過 增加所捕獲的個別圖像的數目而用于更廣的變焦范圍且用以形成具有更廣視場透視的合 成圖像，例如針對IX到4X變焦范圍的4X4圖像布局中的16個圖像。重要的是應注意，可 在不必改變固定焦距鏡頭的情況下在本發明所描述的變焦系統中改變變焦范圍，因為多圖 像途徑提供用于制作具有僅受可移動反射鏡的可用移動限制的較廣角透視的圖像的方法。或者，可改變所述固定焦距鏡頭以改變與變焦范圍相關聯的有效焦距范圍以制作 大致更遠射或更廣角的圖像。舉例來說，如果固定焦距鏡頭具有15mm的焦距，那么本發明 的多圖像途徑可用以通過如圖4中針對IX到3X變焦范圍所示的那樣對圖像進行布局來產 生看似為已由具有5到15mm的焦距范圍(大致廣角)的變焦鏡頭所捕獲的圖像。然而，如 果固定焦距鏡頭具有45mm的焦距，那么本發明的多圖像途徑可通過如圖4中針對不同的IX 到3X變焦范圍所示的那樣對圖像進行布局來產生看似為已由具有15到45mm的焦距范圍 (大致遠射)的變焦鏡頭所捕獲的圖像。將必須調整與不同焦距范圍相關聯的反射鏡位置 以提供多個圖像之間的所要重疊程度。本發明描述一種合并具有如由可移動反射鏡所提供的部分重疊的視場的多個圖 像以形成具有較廣角透視的合成圖像的方法。如圖4中所示的多個圖像的實例性布局全部 具有相同縱橫比；然而，可通過改變合成圖像中的多個圖像的布局(例如改變為3X4圖像布 局)以產生所要的任何縱橫比或圖像形狀來形成不同縱橫比的合成圖像。在本發明的另一實施例中，在所捕獲圖像中的一者或一者以上中，圖像傳感器像素經裝箱(bin)而與變焦因數反向對應以使得合成圖像中的像素的總數目在整個變焦范 圍內保持相對恒定。注意，以不同的反射鏡位置捕獲每一個別圖像，且裝箱因數與反射鏡位 置的數目成比例。裝箱涉及相鄰像素的電連接以共享由所述像素上的光產生的電荷使得所 裝箱像素在面積上實際上更大(且因此對光更敏感)且個別圖像中的像素的數目減少。作 為實例，對于其中捕獲四個個別圖像的2X變焦設定的情況，在圖像捕獲期間將以4X對像素 進行裝箱，借此將每一個別圖像中的像素的數目減小到1/4以使得四個個別圖像中所含有 的像素的總數目與針對3X變焦設定的情況所捕獲的一個圖像中的像素的總數目相同。在 個別圖像的捕獲期間將傳感器裝箱的優點為減少圖像從傳感器的讀出時間。通過使來自多 圖像捕獲集的像素的總數目保持相對恒定，不管正捕獲的多個圖像如何，用以讀出多個個 別圖像的時間均保持相對恒定。在本發明的另一實施例中，僅讀出所述個別圖像的非重疊部分以進一步減少讀出 時間。在此情況下，個別圖像之間的大重疊區(例如，圖4中針對2. 5X變焦布局所示)經 選擇以使得僅從一個個別圖像讀出合成圖像的每一部分的圖像信息。當然，所屬領域的技 術人員將認識到，必須維持圖像之間的某一小重疊量以在形成合成圖像的合并過程期間確 保個別圖像之間的良好拼接。在本發明的又一實施例中，減少每一個別圖像的曝光時間以匹配圖像捕獲的裝箱 程度。由于裝箱有效地增加每一像素的面積，因此按比例地增加像素的聚光能力或敏感度。 因此，減少曝光時間以匹配裝箱程度導致由像素記錄的信號電平及相對噪聲電平針對給定 光級而保持恒定。由于曝光時間以與對像素進行裝箱的速率相同的速率減少且所述裝箱匹 配多圖像捕獲集中的個別圖像捕獲的數目，因此所述多個圖像的總曝光時間在整個變焦范 圍內保持相對恒定。作為實例，對于其中捕獲四個個別圖像的2X變焦設定的情況，每一個 別圖像的曝光時間將減少到1/4以使得四個個別圖像的總曝光時間與針對3X變焦設定的 情況所捕獲的一個個別圖像的曝光時間相同。實例1將來自幻鏡(Mirrorcle)(型號S0258DB，其具有3. 2mm反射鏡、在無過沖的情 況下具有+/-6. 6度移動及5毫秒移動時間)的可移動MEM反射鏡與具有12度視場的遠 射鏡頭及具有5百萬像素的圖像傳感器一起使用。對于具有3X變焦設定的圖像，以圖像 傳感器的全分辨率、100毫秒曝光時間捕獲單個圖像且將反射鏡保持在中心位置中。對 于2X變焦圖像，捕獲四個圖像，其中將四個像素裝箱在一起且每一圖像具有25毫秒的曝 光時間。在多個圖像的捕獲期間以如下平搖/俯仰次序移動(按度數)反射鏡+3/+2; +3/-2 ；-3/-2 ；_3/+2。總曝光時間為4X25+4)(5 = 120毫秒。從所捕獲的四個個別圖像產生 的合成圖像的總分辨率(按百萬像素)為4X5/4 = 5百萬像素。相比之下，如果已捕獲四 個全分辨率圖像且將其拼接在一起，那么總曝光時間將為4X100 = 400毫秒且所拼接圖像 的總分辨率將為4 = 20百萬像素。對于IX變焦圖像，捕獲九個圖像，其中將九個像素裝 箱在一起且每一圖像具有11毫秒的曝光時間。在多個圖像的捕獲期間以如下平搖/俯仰 次序移動(按度數)反射鏡+6/+4 ；+6/0 ；+6/-4 ；0/-4 ；0/0 ；0/+4 ；-6/+4 ；-6/0 ；_6/_4。總 曝光時間為9X11+M5 = 144毫秒。從所捕獲的九個個別圖像產生的合成圖像的總分辨率 (按百萬像素)為9X5/9 = 5百萬像素。相比之下，如果已捕獲九個全分辨率圖像且將其拼 接在一起，那么總曝光時間將為9X100 = 900毫秒且所拼接圖像的總分辨率將為9)(5 = 45百萬像素。 圖5為可與本發明的圖像傳感器組合件一起使用的成像系統的框圖。成像系統 1200包含數碼相機電話1202及計算裝置1204。數碼相機電話1202為可使用并入有本發明 的圖像傳感器的圖像捕獲裝置的實例。其它類型的圖像捕獲裝置也可與本發明一起使用， 例如(舉例來說)數碼靜止相機和數碼攝錄像機。在根據本發明的實施例中，數碼相機電話1202為便攜式手持電池操作的裝置。數 碼相機電話1202產生數字圖像，所述數字圖像存儲于存儲器1206中，舉例來說，所述存儲 器可為內部快閃EPROM存儲器或可裝卸存儲器卡。或者，可使用其它類型的數字圖像存儲 媒體(例如，磁性硬驅動器、磁帶或光盤)來實施存儲器1206。數碼相機電話1202使用反射鏡220及鏡頭210將來自場景(未顯示)的光聚焦 到傳感器1212的圖像傳感器陣列230上。其中反射鏡220、鏡頭210及圖像傳感器230是 如先前圖2中所示的那樣布置的。在根據本發明的實施例中，圖像傳感器陣列230使用拜 耳濾色器圖案來提供彩色圖像信息。圖像傳感器陣列230由時序產生器1214控制，所述時 序產生器還控制閃光燈1216以在周圍照明為低時照明所述場景。將從圖像傳感器陣列230輸出的模擬輸出信號放大且由模/數(A/D)轉換器電路 1218將其轉換為數字數據。所述數字數據存儲于緩沖器存儲器1220中且隨后由數字處理 器1222進行處理。數字處理器1222由存儲于固件存儲器1224中的固件控制，所述固件存 儲器可為快閃EPROM存儲器。數字處理器1222包含實時時鐘1226，其甚至在數碼相機電話 1202及數字處理器1222處于低功率狀態中時仍保持日期及時間。經處理的數字圖像文件 存儲于存儲器1206中。存儲器1206還可存儲其它類型的數據，例如(舉例來說)音樂文 件(例如，MP3文件)、鈴聲音調、電話號碼、日歷及待辦事項列表。在根據本發明的一個實施例中，數碼相機電話1202捕獲靜止圖像。數字處理器 1222執行失真校正、色彩內插隨后執行色彩及色調校正，以產生經再現的sRGB圖像數據。 接著，將所述經再現的sRGB圖像數據壓縮且作為圖像文件存儲于存儲器1206中。僅以實 例方式，可按照JPEG格式(其使用已知的“Exif”圖像格式)來壓縮所述圖像數據。此格 式包含使用各種TIFF標簽來存儲特定圖像元數據的Exif應用程序段。舉例來說，可使用 單獨的TIFF標簽來存儲捕獲圖片的日期及時間、鏡頭f/數以及其它相機設定，且存儲圖像 標題。在根據本發明的實施例中，數字處理器1222產生由用戶選擇的不同圖像大小。一 個此類大小為低分辨率的“拇指指甲”大小圖像。產生拇指指甲大小的圖像描述于庫赫達 (Kuchta)等人的標題為“提供全分辨率圖像及經減小分辨率圖像的多格式存儲的電子靜止 相機(Electronic Still Camera Providing Multi-Format Storage Of Full andReduced Resolution Images) ”的第5，164，831號共同轉讓的美國專利中。所述拇指指甲圖像存儲 于RAM存儲器1228中且供應到彩色顯示器1230，舉例來說，所述彩色顯示器可為有源矩陣 IXD或有機發光二極管(OLED)。產生拇指指甲大小圖像允許在彩色顯示器1230上快速地 觀察所捕獲的圖像。在根據本發明的另一實施例中，數碼相機電話1202還產生并存儲視頻剪輯。視頻 剪輯是通過將圖像傳感器陣列1210的多個像素一起求和(例如，對圖像傳感器陣列1210 的每一 4列x4行區內的相同色彩的像素進行求和)以形成較低分辨率的視頻圖像幀而產生的。舉例來說，視頻圖像幀是使用每秒15幀的讀出速率以規則間隔從圖像傳感器陣列 1210讀取的。音頻編解碼器1232連接到數字處理器1222且從麥克風(Mic) 1234接收音頻信 號。音頻編解碼器1232還向揚聲器1236提供音頻信號。這些組件既用于電話交談又用于 記錄及回放音軌以及視頻序列或靜止圖像。在根據本發明的實施例中，揚聲器1236還用以告知用戶傳入的電話呼叫。此可使 用存儲于固件存儲器12M中的標準鈴聲音調或通過使用從移動電話網絡1238下載并存儲 于存儲器1206中的定制鈴聲音調來完成。另外，振動裝置(未顯示)可用以提供傳入的電 話呼叫的無聲(例如，聽不到的)通知。數字處理器1222連接到無線調制解調器1240，其使得數碼相機電話1202能夠經 由射頻(RF)信道1242發射及接收信息。無線調制解調器1240使用例如3GSM網絡的另一 RF鏈路(未顯示)來與移動電話網絡1238通信。移動電話網絡1238與存儲從數碼相機電 話1202上載的數字圖像的照片服務提供者1244通信。其它裝置(包含計算裝置1204)經 由因特網1246存取這些圖像。在根據本發明的實施例中，移動電話網絡1238還連接到標 準電話網絡(未顯示)以提供正常電話服務。圖形用戶接口(未顯示)顯示于顯示器1230上且由用戶控制件1248控制。在根 據本發明的實施例中，用戶控制件1248包含用以撥打電話號碼的專用按鈕(例如，電話小 鍵盤)、用以設定模式(例如，“電話”模式、“日歷”模式、“相機”模式)的控制件、包含4路 控制(向上、向下、向左、向右)的操縱桿控制器及按鈕中心“0K”或“選擇”開關。塢1250給數碼相機電話1202中的電池(未顯示)再充電。塢1250經由塢接口 1252將數碼相機電話1202連接到計算裝置1204。在根據本發明的實施例中，塢接口 1252 實施為有線接口，例如，USB接口。或者，在根據本發明的其它實施例中，塢接口 1252實施為 無線接口，例如，藍牙或IEEE 802. Ilb無線接口。塢接1252用以將圖像從存儲器1206下 載到計算裝置1204。塢接口 11252還用以將日歷信息從計算裝置1204傳送到數碼相機電 話1202中的存儲器1206。在本發明的范圍內，拼接多個圖像以形成合成圖像可由處理器1222在數碼相機 電話1202內完成，或者由計算機1204或由可經由無線調制解調器1240或接口 1252將所 述多個圖像發送到的另一處理裝置來遠程地完成。雖然已特別參考本發明的某些優選實施例詳細地描述了本發明，但應理解，可在 本發明的精神及范圍內實現各種變化及修改形式。部件列表
31幀
33連桿
34平遙與俯仰反射鏡
36成像鏡頭
38聚焦電機
39導桿
43安裝板
44俯仰驅動電機
52平搖驅動電機53樞軸板58折疊反射鏡59折疊反射鏡
60相機205變焦模塊210固定焦距鏡頭組合件220可移動反射鏡230圖像傳感器陣列240來自場景的光線250蓋玻璃315反射鏡旋轉軸317反射鏡旋轉軸4103X變焦布局4202.5X 變焦布局425針對2. 5X變焦的個別圖像的相對大小4302X變焦布局435針對2X變焦的個別圖像的相對大小4401. 5X 變焦布局445針對1.5X變焦的個別圖像的相對大小450IX變焦布局455針對IX變焦的個別圖像的相對大小1200成像系統1202數碼相機電話1204計算裝置1206存儲器1212像素傳感器1214時序產生器1216閃光燈1218A/D轉換器電路1220緩沖器存儲器1222數字處理器1224固件存儲器1226時鐘1228RAM 存儲器1230彩色顯示器1232音頻編解碼器1234麥克風1236揚聲器
1238移動電話網絡
1240無線調制解調器
1242射頻(RF)信道
1244照片服務提供者
1246因特網
1248用戶控制件
1250塢
1252塢接口
權利要求
1.一種圖像傳感器組合件，其包括(a)固定焦距光學鏡頭；(b)反射鏡，其將來自場景的光反射到光學鏡頭且移動到多個位置中；及(c)圖像傳感器，其在所述光傳遞穿過所述光學鏡頭之后接收所述光且捕獲表示從所 述反射鏡的每一位置所捕獲的每一圖像的多個圖像；其中所述多個圖像中的至少若干部分 被拼接在一起以形成具有所要變焦因數的合成圖像。
2.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其進一步包括圖像傳感器像素，其中對 于所述所捕獲的圖像中的一者或一者以上，所述圖像傳感器像素經裝箱而與所述變焦因數 反向對應。
3.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其中所捕獲的所述多個圖像與所述變焦 因數成反比。
4.根據權利要求2所述的圖像傳感器組合件，其中經裝箱圖像的裝箱因數與反射鏡位 置的數目成比例。
5.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其中僅僅所述所捕獲的圖像的將用于所 述合成圖像中的所述部分被讀出。
6.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其中所述反射鏡圍繞兩個軸旋轉。
7.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其中所述鏡頭為遠射式。
8.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其中所述反射鏡包含具有與所述鏡頭的 光學軸成45度或大于45度的至少一位置。
9.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其中所述鏡頭是通過晶片級制造而制造的。
10.根據權利要求1所述的圖像傳感器組合件，其進一步包括用于擴大變焦范圍的若 干部分的數字變焦。
11.一種圖像捕獲裝置，其包括圖像傳感器組合件，其包括(a)固定焦距光學鏡頭；(b)反射鏡，其將來自場景的光反射到光學鏡頭且移動到多個位置中；及(c)圖像傳感器，其在所述光傳遞穿過所述光學鏡頭之后接收所述光且捕獲表示從所述反射鏡的每一位置所捕獲的每一圖像的多個圖像；其中所述多個圖 像中的至少若干部分被拼接在一起以形成具有所要變焦因數的合成圖像。
12.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其進一步包括圖像傳感器像素，其中對于 所述所捕獲的圖像中的一者或一者以上，所述圖像傳感器像素經裝箱而與所述變焦因數反 向對應。
13.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其中所捕獲的所述多個圖像與所述變焦因 數成反比。
14.根據權利要求12所述的圖像捕獲裝置，其中經裝箱圖像的裝箱因數與反射鏡位置 的數目成比例。
15.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其中僅僅所述所捕獲的圖像的將用于所述 合成圖像中的所述部分被讀出。
16.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其中所述反射鏡圍繞兩個軸旋轉。
17.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其中所述鏡頭為遠射式。
18.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其中所述反射鏡包含具有與所述鏡頭的光 學軸成45度或大于45度的至少一位置。
19.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其中所述鏡頭是通過晶片級制造而制造的。
20.根據權利要求11所述的圖像捕獲裝置，其進一步包括用于擴大變焦范圍的若干部 分的數字變焦。
全文摘要
本發明涉及一種圖像傳感器組合件，其包含固定焦距光學鏡頭；反射鏡，其將來自場景的光反射到光學鏡頭且移動到多個位置中；及圖像傳感器，其在所述光傳遞穿過所述光學鏡頭之后接收所述光且捕獲表示從所述反射鏡的每一位置所捕獲的每一圖像的多個圖像；其中所述多個圖像的至少若干部分被拼接在一起以形成具有所要變焦因數的合成圖像。
文檔編號H04N5/232GK102077575SQ200980124903
公開日2011年5月25日 申請日期2009年7月14日 優先權日2008年7月17日
發明者約瑟夫·雷蒙德·比耶特里, 約翰·諾爾沃爾德·博德 申請人:柯達公司