[發明專利]具有自動聚焦的纖薄多孔徑成像系統及其使用方法

有效

• 申請號: 201810946529.0
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN108989649B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: G·沙布岱;N·科恩;E·戈登堡;N·吉瓦;O·吉古因斯基
• 申請（專利權）人: 核心光電有限公司
• 主分類號: H04N5/225
• 分類號: H04N5/225;H04N5/232;H04N9/04
• 代理公司: 上海尚寶律師事務所 31372
• 代理人: 張力允;張宏佐

1.一種具有自動聚焦AF以用于對對象或場景進行成像的雙孔徑數字攝影機，其包括：

a)包括第一光學元件模塊以及具有第一像素數目的彩色圖像傳感器的第一子攝影機，第一子攝影機適于提供對象或場景的彩色圖像；

b)包括第二光學元件模塊以及具有第二像素數目的透明圖像傳感器的第二子攝影機，第二子攝影機適于提供對象或場景的亮度圖像，其中第一和第二子攝影機具有基本上相同的視場；

c)機械地耦合到第一光學元件模塊和第二光學元件模塊的AF機構；以及

d)耦合到AF機構并且耦合到兩個圖像傳感器的攝影機控制器，其被配置成控制AF機構，計算彩色與亮度圖像之間的由于AF機構所造成的縮放差異和銳度差異，并且利用所計算出的差異把彩色和亮度圖像處理成融合彩色圖像；

所述AF機構適于在對應的光學元件模塊光軸的共同方向上將第一光學元件模塊和第二光學元件模塊一同移動。

2.根據權利要求1所述的攝影機，其中，AF機構機械地耦合到第一光學元件模塊，并且其中第二光學元件模塊具有固定的聚焦位置。

3.根據權利要求2所述的攝影機，其中，所述固定的聚焦位置使得第二子攝影機的場深度范圍處于小于100cm的某一值至無限遠之間。

4.根據權利要求1所述的攝影機，其還包括機械地耦合到第一和第二光學元件模塊并且適于在垂直于對應的光學元件模塊光軸的方向上將其一同移動以便對AF融合彩色圖像實施光學穩定的光學圖像穩定機構。

5.根據權利要求1所述的攝影機，其中，第一像素數目和第二像素數目是相等的。

6.根據權利要求1所述的攝影機，其中，第一像素數目和第二像素數目是不同的。

7.根據權利要求1所述的攝影機，其中，彩色圖像傳感器和透明圖像傳感器被形成在單個基板上。

8.根據權利要求1所述的攝影機，其中，第一子攝影機包括阻止紅外IR波長進入彩色圖像傳感器的IR濾光器，并且其中第二子攝影機被配置成允許至少一些IR波長進入透明圖像傳感器。

9.根據權利要求1所述的攝影機，其中，所述彩色圖像傳感器包括非標準彩色濾光器陣列CFA。

10.根據權利要求9所述的攝影機，其中，所述非標準CFA包括3x3微單元的重復，其中的彩色濾光器順序為GBRRGBBRG。

11.一種用于利用包括第一和第二子攝影機以及自動聚焦AF機構的雙孔徑攝影機獲得對象或場景的聚焦融合彩色圖像的方法，其包括以下步驟：

a)采用AF機構同時獲得對象或場景的聚焦彩色圖像和聚焦亮度圖像，其中聚焦彩色圖像具有第一分辨率、第一有效分辨率和第一信噪比SNR，并且其中聚焦亮度圖像具有第二分辨率、第二有效分辨率和第二SNR，其中第一和第二子攝影機具有基本上相同的視場；

b)在考慮到由AF動作所導致的縮放和銳度差異的情況下，對所述聚焦彩色圖像和聚焦亮度圖像進行預處理，以便獲得對應的經過聚焦、矯正、規范化以及尺度調節的彩色和亮度圖像；

c)在所述經過聚焦、矯正、規范化以及尺度調節的彩色和亮度圖像之間實施局部配準，從而獲得配準圖像；以及

d)將配準圖像融合到聚焦融合彩色圖像中；

其中，第一子攝影機包括第一光學元件模塊；第二子攝影機包括第二光學元件模塊；其中，所述AF機構適于在對應的光學元件模塊光軸的共同方向上將第一光學元件模塊和第二光學元件模塊一同移動。

12.根據權利要求11所述的方法，其中，用以獲得對應的經過聚焦、矯正、規范化以及尺度調節的彩色圖像和亮度圖像的所述預處理步驟包括計算彩色和亮度圖像中的相應點的集合，從每一個相應點提取單個坐標，并且使用所述單個坐標來估計彩色與亮度圖像之間的縮放因數S。