[發(fā)明專利]寬視場超高分辨率成像系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210279808.9
• 申請日: 2012-08-07
• 公開（公告）號: CN102821238A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京泰邦天地科技有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/247
• 代理公司: 北京市京大律師事務(wù)所 11321
• 代理人: 黃啟行;方曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)成像領(lǐng)域，尤其是一種寬視場角圖像和窄視場角圖像都能達到較高分辨率的成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前的光學(xué)成像系統(tǒng)大部分都是單鏡頭成像系統(tǒng)，短焦成像系統(tǒng)具有可以拍攝寬視場角宏觀廣角圖像的能力，長焦成像系統(tǒng)具有可以拍攝窄視場角的微觀細節(jié)特寫圖像的能力。一般的像素成像的LW/PH值都在1千到2千萬左右，更高分辨率的系統(tǒng)因為沒有通用高分辨率傳感器很難做到或者必須話很高的代價去實現(xiàn)更高分辨率的傳感器，同時因為高分辨率光學(xué)系統(tǒng)也很難在工藝上達到，因此要拍攝廣角的成像，就要選擇短焦廣角的鏡頭；要拍攝特寫的細節(jié)圖像，就要選擇長焦的窄視場鏡頭。如果想拍攝既能看到寬視場角的廣角宏觀圖像同時也想看到該時刻的該場景內(nèi)的任意窄視場角的微觀細節(jié)特寫圖像，在一臺相機上是不可能實現(xiàn)的。這對于拍攝動態(tài)的細節(jié)是非常難以捕捉到拍攝位置和時機的，所有現(xiàn)在的相機只能是利用多拍、利用豐富的拍攝經(jīng)驗拍攝才可以提高細節(jié)拍攝的成功率。比如對于運動中的球員的細節(jié)特寫連續(xù)拍攝就是很難的事情。

諾基亞開發(fā)了一款4100萬像素的Lumia808?PureView系統(tǒng)。該系統(tǒng)是單鏡頭配高分辨率大像面CMOS手機相機，該相機具有oversampling的功能，在一個較寬的視場拍攝超高分辨率的圖像，然后在顯示的時候采用一般分辨率的顯示可以去看整個視場或者局部視場的一般分辨率圖像，實現(xiàn)了寬視場角和窄視場角等清晰分辨率或者接近清晰分辨率圖像的同時獲得。這樣的系統(tǒng)提供了較好的宏觀廣角成像和微觀細節(jié)成像的統(tǒng)一，但由于該產(chǎn)品的光圈較大，景深較小，對于大縱深的被拍攝場景很難確保被拍攝景物都在景深范圍內(nèi)。如果被拍攝的景物超出景深范圍，則該部分景物的細節(jié)則無法看清。所以其缺點是景深小。該系統(tǒng)無法實現(xiàn)不調(diào)焦拍攝，另一個缺點是該系統(tǒng)設(shè)計采用一個獨立的超高分辨率CMOS傳感器，傳感器成本較高，另一個缺點是該系統(tǒng)的光學(xué)成像鏡頭的精度工藝要求非常高，實現(xiàn)成本較高。該系統(tǒng)還無法實現(xiàn)動態(tài)細節(jié)的跟蹤拍攝。

微軟公開開發(fā)了一種成像系統(tǒng)即Gigapixel?camera，其采用多個傳感器陣列和單一窄視場鏡頭分時對相鄰并有互相交疊的場景下在不同的傳感器上進行拍攝相對位置移動拍攝的成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)也能實現(xiàn)在一張圖像實現(xiàn)看到大視場角的廣角圖像和小視場角的細節(jié)特寫的能力。

現(xiàn)有技術(shù)中的傳感器分辨率和顯示分辨率接近的光學(xué)成像系統(tǒng)，如果要拍攝廣角的成像，就要選擇短焦廣角的鏡頭；而要拍攝特寫的細節(jié)圖像，就要選擇長焦的窄視場鏡頭。兩者不能兼得。在動態(tài)細節(jié)的抓拍中，由于要跟焦拍攝，跟目標拍攝，即使有經(jīng)驗的拍攝者也很難長時間抓住動目標特寫拍攝。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在對能夠拍攝動態(tài)細節(jié)又能夠拍攝廣角景象的成像系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容