[發(fā)明專利]圖像捕獲方法和裝置以及使用該裝置的電子裝置

有效

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• 申請日: 2007-05-15
• 公開（公告）號: CN101076085A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 森田展弘;山中佑治;佐久間伸夫
• 申請（專利權）人: 株式會社理光
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/335;G03B29/00
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 曾賢偉

技術領域

本發(fā)明涉及一種圖像捕獲方法和裝置以及使用該方法和裝置的電子裝置，更特別地涉及能夠有效再現(xiàn)質量圖像的圖像捕獲方法和裝置以及使用該裝置的電子裝置。

背景技術

圖像捕獲裝置包括數(shù)字攝像機，監(jiān)控攝像機，車載攝像機等。一些圖像捕獲裝置使用于執(zhí)行虹膜或者臉部鑒別的圖像讀取裝置或者圖像識別裝置中。此外，一些圖像捕獲裝置還使用于諸如計算機或者蜂窩電話的電子裝置中。

一些圖像捕獲裝置具有光學成像系統(tǒng)和圖像攝取器件。光學成像系統(tǒng)包括聚焦來自物體的光線以形成圖像的成像透鏡。諸如CCD(電荷耦合器件)或者CMOS(互補金屬氧化物半導體)傳感器的圖像攝取器件攝取成像透鏡形成的圖像。

對于這種圖像捕獲裝置，如何有效地再現(xiàn)高質量圖像是具有挑戰(zhàn)性的任務。通常，圖像捕獲裝置試圖通過增強光學成像系統(tǒng)的光學性能來提高再現(xiàn)的圖像的圖像質量。

然而，這種高光學性能在具有簡單結構的光學成像系統(tǒng)中很難實現(xiàn)。例如，對于使用單個透鏡的光學成像系統(tǒng)，即使單個透鏡的表面是非球面的，也很難獲得相對高的光學性能。

一些圖像捕獲裝置還試圖通過使用光學成像系統(tǒng)的OTF(光學傳遞函數(shù))數(shù)據(jù)來提高再現(xiàn)的圖像的圖像質量。

使用OTF數(shù)據(jù)的圖像捕獲裝置包括光學成像系統(tǒng)中的非球面元件。該非球面元件對通過成像透鏡的光線施加相位調制。從而，非球面元件對OTF進行調制，以便抑制OTF根據(jù)成像透鏡的視角或者物距的變化。

接著圖像捕獲裝置通過圖像攝取裝置攝取經過相位調制的圖像并對攝取的圖像執(zhí)行數(shù)字濾波。此外，圖像捕獲裝置恢復初始OTF以再現(xiàn)物像。從而，可以在抑制視角或者物距的變化引起的退化的情況下攝取再現(xiàn)的物像。

然而，非球面元件具有特別的表面形狀，從而會不適宜地增加制造成本。此外，圖像捕獲裝置可能需要相對長的光路以便將非球面元件放置在成像透鏡系統(tǒng)的光路上。因此，這種使用非球面元件的圖像捕獲裝置在縮減成本，小型化，或者薄型化方面不是那么有利。

此外，圖像捕獲裝置采用復眼光學系統(tǒng)，諸如微透鏡陣列，來得到更薄型的圖像捕獲裝置。復眼光學系統(tǒng)包括多個成像透鏡。各個成像透鏡對單眼圖像進行聚焦以形成復眼圖像。

圖像捕獲裝置通過圖像攝取器件攝取復眼圖像。接著圖像捕獲裝置從構成復眼圖像的單眼圖像重構單個物像。

例如，圖像捕獲裝置采用包括多個成像透鏡的微透鏡陣列。各成像透鏡形成單眼圖像。圖像捕獲裝置通過利用單眼圖像之間的視差重構單個物像。

因此，使用微透鏡陣列，圖像捕獲裝置試圖減小后焦距來獲得薄型的光學成像系統(tǒng)。此外，使用多個單眼圖像，圖像捕獲裝置試圖校正由于每個單眼圖像上相對少量的像素引起的分辨率的退化。

然而，這種圖像捕獲裝置不可能有效地校正由于光學成像系統(tǒng)引起的光學圖像退化。

發(fā)明內容

本發(fā)明至少一個實施例提供一種圖像捕獲裝置包括成像透鏡，圖像攝取器件，和校正電路。成像透鏡配置來聚焦來自物體的光線以形成圖像。圖像攝取器件配置來攝取成像透鏡形成的圖像。校正電路配置來執(zhí)行校正成像透鏡引起的圖像的圖像退化的計算。成像透鏡為單個透鏡，該單個透鏡具有有限的光學傳遞函數(shù)的增益并且表現(xiàn)出成像透鏡的不同視角之間增益上的微小差異。

此外，本發(fā)明至少一個實施例提供一種圖像捕獲裝置，包括透鏡陣列，重構電路以及重構圖像校正電路。透鏡陣列包括按陣列排列的多個成像透鏡。該透鏡陣列配置來形成復眼圖像，該復眼圖像包括物體的單眼圖像。單眼圖像由各個成像透鏡形成。重構電路配置來執(zhí)行從透鏡陣列形成的復眼圖像重構單個物像的計算。重構圖像校正電路，配置來執(zhí)行用于校正由重構電路重構的單個物像的圖像退化的計算。

從下列范例實施例的詳細描述，附圖以及相關權利要求中，將充分地體現(xiàn)本發(fā)明其它的特點和優(yōu)勢。

附圖說明

通過在結合附圖時參考下列詳細描述，將更好地認識和理解本發(fā)明及其很多伴隨的優(yōu)點，其中：

圖1是示例說明根據(jù)本發(fā)明的范例實施例的圖像捕獲裝置結構的示意圖；

圖2A是示例說明當成像透鏡的凸面面對圖像表面時觀察到的成像透鏡的光路的示意圖；

圖2B是當圖2A的成像透鏡的凸面面對物體表面時觀察到的該成像透鏡的光路的示意圖；

圖2C是示例說明圖2A的光通量的MTF(調制傳遞函數(shù))值的曲線圖；

圖2D是示例說明圖2B的光通量的MTF值的曲線圖；

圖3A是示例說明根據(jù)本發(fā)明的另一個范例實施例的圖像捕獲裝置結構的示意圖；