包括具有放大率梯度的镜头的相机系统技术方案

一种装置，包括，具有光学地耦合到第一镜头的图像传感器的第一数字相机和包括光学地耦合到第二镜头的图像传感器的第二数字相机，第一镜头具有第一放大率。第二镜头具有比第一镜头的放大率更大的放大率，并且第二镜头是具有其中放大率在第二镜头的中心处最高并且在边缘处最低的放大率梯度的非直线性镜头。

Camera system including lens with magnification gradient

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括具有放大率梯度的镜头的相机系统
所公开的实施例总体上涉及相机，并且尤其但非排他性地涉及包括具有放大率梯度的镜头的多相机系统。
技术介绍
在最新的智能手机中找到的那种双相机系统具有朝向相同方向的一对数字相机。每个相机均具有不同的镜头：一个相机具有短焦距的镜头，另一个相机具有长焦距的镜头。例如，在一些双相机布置中，短焦距镜头可以是普通镜头或广角镜头，并且长焦距镜头可以是与广角镜头相比具有3X放大率的远摄镜头(即，如果我们将普通或广角镜头的放大率指定为1X，则远摄镜头具有3倍的总放大率，即3X)。这些双相机布置本身允许用户仅捕获广角(1X)图像或远摄(3X)图像，并且没有两者中间的其他放大率的图像。但是，如果用户想要捕获落入两个镜头放大率之间的中间放大率的图像，比如在具有1X和3X镜头的系统中的2X图像，将会怎样？两个镜头的焦距是固定的并且不能被改变，因此无法实现真正的光学变焦以创建2X图像。尽管如此，为了模拟光学变焦，可以使用1X和3X镜头捕获图像并且捕获到的数字图像可以通过已知的软件方法融合以创建大致上如果实际上能够将镜头中的一个镜头的放大率调整至2X将产生的图像。如果短焦距镜头和长焦距镜头之间的焦距差变得过大，则该模拟光学变焦会出现问题。在这些情况下，融合具有不同放大率的图像以形成具有期望的中间放大率的图像的算法难以创建中间放大率的良好图像。
技术实现思路
根据第一方面，在该第一方面中提供了一种装置，包括：第一数字相机，所述第一数字相机包括光学地耦合到第一镜头的图像传感器，第一镜头具有第一放大率；第二数字相机，所述第二数字相机包括光学地耦合到第二镜头的图像传感器，其中第二镜头是具有其中放大率在第二镜头的中心处最高并且在第二镜头的边缘处最低的放大率梯度的非直线性镜头，并且其中第二镜头具有比第一镜头的放大率更大的放大率。因此，可以提供尤其以中间放大率或者焦距(在两个或更多个透镜之间)的改善的图像。可选地，第二镜头的放大率梯度是线性的。可选地，放大率从第二镜头的中心向第二镜头的边缘单调地递减。可选地，第二镜头的放大率梯度是非线性的。可选地，放大率从第二镜头的中心向第二镜头的边缘单调地递减。可选地，第一镜头是直线性镜头。可选地，第一镜头是非直线性镜头。可选地，第一镜头具有放大率梯度。可选地，第二镜头的边缘处的放大率等于或小于第一镜头的边缘处的放大率。根据第二方面，在该第二方面中提供了一种过程，包括以下步骤：使用包括光学地耦合到第一镜头的图像传感器的第一数字相机捕获第一数字图像，第一镜头具有第一放大率；使用包括光学地耦合到第二镜头的图像传感器的第二数字相机捕获第二数字图像，所述第二镜头具有比第一放大率更大的第二放大率，其中第二镜头是具有其中放大率在第二镜头的中心处最高并且在第二镜头的边缘处最低的放大率梯度的非直线性镜头；将第一数字图像与第二数字图像融合以创建具有第一放大率和第二放大率之间的放大率的第三数字图像。可选地，第二镜头的放大率梯度是线性的。可选地，放大率从第二镜头的中心向第二镜头的边缘单调地递减。可选地，第二镜头的放大率梯度是非线性的。可选地，放大率从第二镜头的中心向第二镜头的边缘单调地递减。可选地，其中第一镜头是直线性镜头。可选地，第一镜头是非直线性镜头。可选地，第一镜头具有放大率梯度。可选地，第二镜头的边缘处的放大率等于或小于第一镜头的边缘处的放大率。可选地，过程还可以包括在第二数字图像与第一数字图像融合以形成第三数字图像之前将失真补偿应用于第二数字图像。根据另一方面，在该另一方面中提供了一种装置，所述装置还包括适于执行所述过程的步骤的组件。根据另一方面，在该另一方面中提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括使装置执行过程的步骤的指令。例如，装置可以是移动设备(例如智能手机)。应注意的是，上述任何特征可与本专利技术的任何特定方面或实施例一起使用。附图说明参考以下附图描述本专利技术的非限制性和非穷举性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在全部各个视图中指代相同的部件。图1A是包括双相机系统的智能手机的实施例的背面的平面图。图1B是可以与如图1A所示的智能电话一起使用的双相机系统的实施例的框图。图2A是示出了镜头的视场及镜头对场景的捕获的双相机系统的实施例的顶视图。图2B-图2C是多相机系统中的两个镜头的放大率的图像捕获和中间放大率的图像的视图。图3A是示出双相机系统中的放大率分布的实施例的曲线图，在所述双相机系统中，两个镜头中的一个是直线性的而另一个镜头是非直线性的。图3B是示出了具有如图3A所示的放大率分布的实施例的非直线镜头的放大率轮廓的图像的视图。图3C-图3D是示出双相机系统中的放大率分布的其他实施例的曲线图，在所述双相机系统中，两个镜头中的一个是直线性的而另一个镜头是非直线性的。图4是示出双相机系统中的放大率分布的其他实施例的曲线图，在所述双相机系统中，两个镜头中的一个是直线性的而另一个镜头是非直线性的。图5是示出双相机系统中的放大率分布的其他实施例的曲线图，在所述双相机系统中，两个镜头是非直线性的。图6是用于在第一镜头的放大率与第二镜头的放大率之间的中间放大率下用双相机系统产生融合图像的过程的实施例的流程图。具体实施方式描述了用于包括具有放大率梯度的镜头的多相机系统的装置、系统和方法的实施例。描述特定细节以提供对实施例的理解，但是相关领域的技术人员将认识到的是，在某些情况下，可以在没有所描述的细节中的一个或多个的情况下实践本专利技术，并且在其他情况下，可以用其他方法、部件、材料等实践本专利技术。在某些情况下，公知的结构、材料或操作未被详细示出或描述，但是仍然在本专利技术的范围内。在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意指可以包括在至少一个所描述的实施例中的所描述的特征、结构或特性，使得“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定全部都指代相同的实施例。此外，特定的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。图1A示出了智能手机100中的多相机系统的实施例。智能手机100包括两个数字相机，这两个数字相机面向相同方向使得它们均可以同时捕获相同场景的图像。所图示的实施例包括两个相机——第一相机A和第二相机B——但是其他实施例，它可以包括多于两个相机。相机A和相机B被并排定位在智能电话100中，但是在其他实施例中可以被不同地定位。此外，在其他实施例中，多个相机可以被包括在不是智能电话的例如是专用数字相机的设备中并且可以包括多于两个相机。图1B以框图形式示出了可以在多相机系统中使用的双相机系统150(诸如智能电话100)的实施例。相机A包括第一镜头152和第一图像传感器156，而相机B包括第二镜头154和第二图像传感器158。镜头152在下文中有时也被称为镜头A，因为它对应于相机A，并且镜头154类似地有时也被称为镜头B，因为它对应于相机B。镜头152和镜头154具有不同的焦距，这意味着它们具有不同的放大率，因为放大率与焦距相关，对于单个镜头如下所示：其中M是放大率，f是焦距，do是物距。在一个实施例中，镜头152可以是普通镜头或广角镜头并且镜头154可以是远摄镜头。通常，第一镜头152的放大率小于第二镜头154的放大率，或者换句话说，镜头152的焦距比第二镜头154本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：第一数字相机，所述第一数字相机包括光学地耦合到第一镜头的图像传感器，所述第一镜头具有第一放大率；第二数字相机，所述第二数字相机包括光学地耦合到第二镜头的图像传感器，其中所述第二镜头是具有放大率梯度的非直线性镜头，在所述放大率梯度中，放大率在所述第二镜头的中心处最高并且在所述第二镜头的边缘处最低，并且其中所述第二镜头具有比所述第一镜头的所述放大率更大的放大率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.20 US 15/464,0991.一种装置，包括：第一数字相机，所述第一数字相机包括光学地耦合到第一镜头的图像传感器，所述第一镜头具有第一放大率；第二数字相机，所述第二数字相机包括光学地耦合到第二镜头的图像传感器，其中所述第二镜头是具有放大率梯度的非直线性镜头，在所述放大率梯度中，放大率在所述第二镜头的中心处最高并且在所述第二镜头的边缘处最低，并且其中所述第二镜头具有比所述第一镜头的所述放大率更大的放大率。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二镜头的所述放大率梯度是线性的。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述放大率从所述第二镜头的中心向所述第二镜头的边缘单调地递减。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二镜头的所述放大率梯度是非线性的。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述放大率从所述第二镜头的中心向所述第二镜头的边缘单调地递减。6.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中所述第一镜头是直线性镜头。7.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中所述第一镜头是非直线性镜头。8.根据权利要求7所述的装置，其中所述第一镜头具有放大率梯度。9.根据任一项前述权利要求所述的装置，其中所述第二镜头的边缘处的放大率等于或小于所述第一镜头的边缘处的放大率。10.一种过程，包括：使用第一数字相机捕获第一数字图像，所述第一数字相机包括光学地耦合到第一镜头的图像传感器，所述第一镜头具有第一放大率；使用第二数字相机捕获第二数字图像，所述第二数字相机包括光学地耦合到第二镜头的图像传感器，所述第二镜头具有比所述第一放...

【专利技术属性】
技术研发人员：王理平，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US