專利名稱：：改進影像質量的成像系統(tǒng)及相關方法
技術領域：
：實施例涉及成像系統(tǒng)，更具體地說，實施例涉及改迸影像質量的成像系統(tǒng)及相關方法。
背景技術：
：最近，圖像采集裝置廣泛用于諸如照相機、移動電話、網絡攝像機(webcam)以及筆記本電腦的便攜式和非便攜式裝置中。傳統(tǒng)上，這些圖像采集裝置包括諸如CCD或者CMOS傳感器的電子影像探測器、用于將視場(F0V)內的目標投影到該探測器上的透鏡系統(tǒng)以及用于接收、處理和存儲由該探測器提供的電子數據的電子電路系統(tǒng)。分辨率和光學變焦是這種圖像采集裝置的兩個重要的性能參數。圖像采集裝置的分辨率是指，物平面上的兩個點源之間具有的最小距離，以致該圖像采集裝置能分辨這些點源。分辨率取決于，由于衍射和像差，每個光學系統(tǒng)未將點源投影為點，而將點源投影為預定寬度并且具有特定光強分布的圓斑(disc)。光學系統(tǒng)對點光源的響應被稱為點擴展函數(PSF)。圖像采集裝置的總體分辨率主要取決于該光學投影系統(tǒng)的光學分辨率和該探測器的分辨率中較小的分辨率。在此，光學投影系統(tǒng)的光學分辨率應該被定義為其PSF的半峰全寬(FWHM)。換句話說，兩個點光源的投影的光強分布的峰值必須至少間隔該PSF的FWHM，以使該圖像采集裝置能分辨這兩個點光源。然而，還可以根據該PSF將該分辨率定義為不同的值，例如，半峰寬度的70%。光學分辨率的該定義可以取決于該探測器的靈敏度以及從該探測器收到的信號的估計值。在此，將該探測器的分辨率定義為間距，即，該探測器的兩個相鄰傳感器像素的中點到中點的距離。光學變焦表示圖像采集裝置采用比非變焦影像更高的分辨率捕獲原始影像的一部分視場的能力。在此，假定在傳統(tǒng)圖像采集裝置中總體分辨率通常受到該探測器的分辨率的限制，即，該PSF的FWHM可能小于兩個相鄰傳感器像素之間的距離。因此，通過選擇部分視場并提高該光學投影系統(tǒng)對該部分視場的放大率，可以提高該圖像采集裝置的分辨率。例如，與xl變焦情況相比，x2光學變焦指該影像探測器的所有傳感器像素均在每個方向上捕獲半個影像的情況。數碼照相機((digitalstillcamera)DSC)通常采用可以機械地互相相對位移的幾組透鏡單元，以使整個光學系統(tǒng)具有變焦距。在照相機嵌入其內的最常用多用途裝置上，例如，移動電話、筆記本計算機、網絡攝像機等，該光學系統(tǒng)是定焦系統(tǒng)，即，沒有移動部件。因此，不可能動態(tài)改變該系統(tǒng)的焦距。在照相手機(cameraphone)中提供的最普遍的變焦解決方案是"數字變焦"，它是一種基于將影像修剪為較小尺寸、然后將修剪后的影像內插到原始尺寸的解決方案，在該解決方案中，以各種方式完善丟失的信息。該解決方案僅模擬較長焦距的效果，并且就清晰度來說，未對該影像附加任何新信息。因此，與光學變焦系統(tǒng)相比，采用數字變焦通常導致放大影像的清晰度顯著丟失。在此使用的"數字變焦"指信號內插，它實際上不提供任何附加信息，而"光學變焦"指放大投影的部分影像，提供更多信息并且更好的分辨率。在髙端裝置中，可以采用與DSC內的變焦機構類似的機械變焦機構。這些系統(tǒng)可以插入通?；趬弘娖男⌒婉R達，這樣可以使透鏡在Z方向上(沿光軸)移動，并因此實現(xiàn)變焦距。這種馬達的直徑約為3mm，長度大于15mm。此外，與定焦透鏡模塊相比，大批量生產的預期成本非常高。此外，盡管機械變焦解決方案提供質量良好的影像，但運動部件的存在導致更加容易受到物理損傷和磨損。實現(xiàn)光學變焦的另一種技術是液體變焦透鏡(liquidzoomlens)。在此，當對該透鏡內的液體施加壓力或者靜電力時，透鏡的焦距發(fā)生變化。然而，液體變焦透鏡技術存在幾個公知的問題。例如，為了實現(xiàn)變焦而改變透鏡的焦距也影響聚焦，艮口，需要至少有兩個液體透鏡(一個用于變焦，一個用于聚焦校正)的系統(tǒng)。因此，難以實現(xiàn)可以連續(xù)變焦的控制機構。還知道，液體透鏡既存在色差、又存在枕形畸變。此外，整個系統(tǒng)的特點是，由于機械疲勞，壽命短并且性能始終在降低。
發(fā)明內容因此，實施例涉及數碼照相機和相關方法，該數碼照相機和相關方法基本上克服了因為相關技術的局限性和缺陷產生的一個或者多個問題。實施例的特征是提供一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)具有采用定焦透鏡的光學變焦，即，不需要任何機械運動機構。本發(fā)明實施例的另一個特征是提供一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)在影像傳感器上具有可變分辨率，例如，在影像邊緣或者較大的像素傳感器區(qū)域內具有減小的分辨率。實施例的又一個特征是提供一種成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)通過具有之后利用數字方法校正的畸變而實現(xiàn)光學變焦。通過提供圖像采集裝置，可以實現(xiàn)至少一個本發(fā)明的上述以及其它特征和優(yōu)點，該圖像采集裝置包括探測器，該探測器包含多個感測像素；以及光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)適于將視場內目標的畸變影像投影到該感測像素上，其中該光學系統(tǒng)放大在該視場的中心的影像，并壓縮該視場外圍的影像，其中以該圖像采集裝置的最低分辨率實現(xiàn)最大變焦放大倍率2所要求的感測像素的一個第一數量小于最大變焦放大倍率的平方乘以該最低分辨率所要求的感測像素的一個第二數量。感測像素的該第一數量可以小于或者等于感測像素的該第二數量乘以2ln(i)+l，其中f是最大變焦放大倍率。感測像素的該第一數量可以等于感測像素的該第二數量的約l.75倍。該光學系統(tǒng)可以被配置，以致該視場外圍的點擴展函數具有基本上為感測像素尺寸的半峰全寬。該光學系統(tǒng)可以適于致使該視場中心的光學放大率大于該視場外圍的光學放大率的兩倍。該光學系統(tǒng)可以適于提供可以在正交方向分離的畸變影像。該光學系統(tǒng)可以適于提供徑向對稱的畸變影像。該圖像采集裝置可以進一步包括處理器，該處理器適于處理由該探測器輸出的電子信息。在該探測器上，該第一數量的感測像素可以具有相等間距。該光學系統(tǒng)可以包括多個透鏡。多個透鏡全部都可以是塑料的。多個透鏡中的每個透鏡都是定焦透鏡，即，可以是非運動透鏡。通過提供一種使定焦透鏡系統(tǒng)實現(xiàn)變焦的方法，可以實現(xiàn)至少一個上述以及其它特征，該方法包括接收視場中心的放大影像；接收該視場外圍的壓縮影像；以及對以最低分辨率實現(xiàn)最大變焦放大倍率所要求的第一數量的感測像素進行處理，其中感測像素的該第一數量小于該最大變焦放大倍率的平方乘以該最低分辨率所要求的感測像素的第二數量。感測像素的該第一數量可以小于或者等于感測像素的該第二數量乘以2In(i)+1，其中i是最大變焦放大倍率。感測像素的該第一數量可以等于感測像素的該第二數量的約l.75倍。通過提供一種制造圖像采集裝置的方法，可以實現(xiàn)至少一個上述以及其它特征，該方法包括形成光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)適于將視場內的目標的畸變影像投影，其中該光學系統(tǒng)放大在該視場的中心的影像，并壓縮該視場外圍的影像；在靠近該光學系統(tǒng)設置探測器，該探測器的第一分辨率高于要輸出的影像的第二分辨率；以及處理該探測器輸出的信號，以在連續(xù)變焦范圍內，提供該第一分辨率的影像。該連續(xù)變焦范圍可以是從xl到x3。該第一分辨率對應于感測像素的第一數量，該第二分辨率對應于感測像素的第二數量，2是最大變焦放大倍率，并且該探測器上的感測像素的該第一數量小于22乘以感測像素的該第二數量。通過參考附圖詳細描述典型實施例，本
技術領域：
內的技術人員可以輕而易舉地明白上述以及其它特征和優(yōu)點，其中圖lA和lB分別示出矩形圖形和具有可以在x坐標和y坐標分離的畸變的畸變矩形圖形；圖2A和2B分別示出圓形對稱圖形和畸變圓形對稱圖形的例子；圖3A至3D示出目標和根據實施例的不同變焦比的相應顯示影像；圖4A示出根據實施例的光學設計的例子；圖4B示出利用圖4A所示光學設計產生的柵格畸變；圖4C示出圖4A所示光學設計的場曲(fieldcurvature);圖4D示出圖4A所示光學設計的畸變；圖5示出根據實施例的圖4A所示影像處理器的操作的流程圖6示出根據實施例的數碼照相機的分解圖；圖7A示出其內集成了根據實施例的數碼照相機的便攜式計算機的透視圖；以及圖7B示出其內集成了根據實施例的數碼照相機的移動電話的正視圖和側視圖。具體實施例方式在此，引用2006年9月15日提交的、名稱為"DIGITALCAMERAWITHIMPROVEDIMAGEQUALITY"的第60/825，726號美國臨時專利申請的全部內容供參考?，F(xiàn)在，將參考附圖更全面描述實施例，然而，可以以不同方式實現(xiàn)它們，并且不應當認為它們局限于在此描述的實施例。相反，提供這些實施例是為了使該公開徹底和完全，并且對本
技術領域：
內的技術人員全面表達該實施例。附圖中，為了清楚示出，放大了各層和各區(qū)域的尺寸。在本說明書中，同樣的參考編號指相同的單元。根據實施例，結合用于畸變校正的后處理，采用定焦透鏡可以實現(xiàn)光學變焦。該探測器中使用的像素數量可以增加到超過支持變焦能力要求的標稱(nominal)分辨率。首先，簡要討論最初采用的利用畸變實現(xiàn)變焦的概念。指定同一個受讓人的、序列號為EP2006—002864的未決PCT專利申請披露了一種圖像采集裝置，該圖像采集裝置包括電子影像探測器，具有探測面；光學投影系統(tǒng)，用于將視場(FOV)范圍內的目標投影到探測面上；以及計算單元，用于對從影像探測器獲得的電子信息進行處理，在此引用該專利申請供參考。該投影系統(tǒng)投影該目標，并且使該目標發(fā)生畸變，以致當與標準透鏡系統(tǒng)比較時，投影影像在FOV的中心圖區(qū)被擴大，而在FOV的邊緣圖區(qū)被壓縮。如在此所述，可以采用該投影系統(tǒng)，以使其在FOV的邊緣圖區(qū)的點擴展函數(PSF)具有基本上對應于該影像探測器的相應像素的尺寸的FWHM。換句話說，該投影系統(tǒng)可以利用，F(xiàn)OV中心的分辨率優(yōu)于寬入射角的分辨率，即，優(yōu)于FOV的外圍的分辨率的這個事實。這是因為，該透鏡的點擴展函數(PSF)在FOV的邊緣比在FOV中心寬。FOV的軸上與其外圍之間的分辨率之差介于約30X與50X之間。與影像中心比較，這樣可以有效限制影像邊緣位置的可觀測分辨率。因此，該投影系統(tǒng)可以包括定焦光學元件，該定焦光學元件在FOV中心的放大率大于在FOV邊緣的放大率。換句話說，該透鏡的有效焦距(EFL)是入射角的函數，以致該EFL在影像中心較長，而在影像邊緣較短。這種投影系統(tǒng)投影畸變的影像，在該畸變影像中，中心部分被放大，而邊緣被壓縮。由于影像邊緣的放大率較小，所以影像邊緣的PSF也較小，在該傳感器的較少像素上擴展，例如，一個像素，而非四個像素的方形。因此，不附加抽樣(oversampling)這些圖區(qū)，并且當該PSF小于像素的尺寸時，不會丟失任何信息。然而，在F0V的中心，放大率大，可以導致較高的分辨率。由于其PSF大于像素尺寸而變得在該傳感器上不可分辨的兩個可分辨點可以被放大到在該傳感器上是可分辨的，因為每個點可以由不同的像素捕獲。該計算單元被配置，以充分利用該探測器獲取的投影影像在其中心比在其邊緣圖區(qū)具有較高分辨率這個事實，從該投影影像的中心圖區(qū)修剪和計算變焦的、非畸變的局部影像。對于整個視場的標準圖片，通過計算壓縮該中心圖區(qū)。然而，如果采集該影像靠近中心部分的變焦的局部影像，則這可以通過根據要求的變焦和該局部影像的畸變程度僅修剪該局部影像并稍許壓縮、或者根本不壓縮它實現(xiàn)。換句話說，對于非變焦影像，放大并修剪該影像，以致利用較多數量的像素顯示該變焦影像。因此，該變焦?jié)M足上面提到的光學變焦的定義。然而，這種光學變焦實際上可能局限于約x2或者x3。為了實現(xiàn)較大的變焦放大倍率(zoommagnification)，所涉及的實施例在像素數與變焦放大倍率之間釆取折衷。換句話說，較大的變焦放大倍率要求增加傳感器上的像素數，以避免丟失位于邊緣的信息。支持連續(xù)變焦所需的像素數可以由逐級放大倍率(discretemagnification)確定，其中Zi是最大放大率，而Zp是最小放大率?？紤]到覆蓋整個FOV的N個像素、支持逐級變焦模式所需的像素數可以由等式l給出1一2乂'乂j十iVl一,Z1、2、z2乂l一z、2、、Z尸一乂(1)重新整理等式l，可以得到如下的等式2<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>為了獲得Z的連續(xù)函數，將Zi-dZ代替Zw，得到等式3<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>刪除高次冪項，例如，第一項上面的各項，并用積分代替求和，可以得到等式(4):<formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>其中i是要求的最大變焦放大倍率。換句話說，對于具有產生L[MP](L<K)影像的K兆像素([MP])矩形傳感器的標準數碼照相機，即無畸變的，整個影像的最大可應用光學變焦(對于L[MP]影像)可以被限制為Jl。換句話說，對于要求的光學變焦，Z，K等于Z2乘L。因此，當要求的變焦為x2時，標準照相機要求四倍以上的像素。然而，根據實施例，由于該光學元件產生的畸變機制，在該影像的中心可以實現(xiàn)較高的變焦。因此，從上面的等式4可以看出，對于x2變焦，僅大約需要2.38倍的像素。例如，對于完全無損變焦，利用標準2MP影像傳感器，應用2x變焦要求4.77MP。影像邊緣質量的寬松要求，即，允許丟失信息，可以將該數量減小到例如x2變焦的像素的約1.75倍。圖1A和1B分別示出根據實施例的原始矩形圖形和發(fā)生畸變的投影矩形圖形。在該具體例子中，表示畸變的變換可以在水平軸和垂直軸分離。圖2A和2B分別示出根據實施例的原始圓形對稱圖形和發(fā)生畸變的投影圓形對稱圖形。在此可以看出，該圖形在中心圖區(qū)被放大，而在邊緣圖區(qū)被壓縮。還可以采用其它類型的畸變，例如，變形畸變。圖3A至3D示出根據實施例對圖3A所示目標成像的一般過程。在3B中，首先，根據實施例由透鏡系統(tǒng)投影該目標并且使該目標畸變，然后，利用高分辨率、即K[MP]探測器捕獲該目標。圖3C示出被校正的較低分辨率的、即xl變焦的L[MP]影像。圖3D示出被校正的、與xl影像具有相同L[MP]分辨率的x2變焦影像。圖4A示出典型圖像采集裝置400，該圖像采集裝置400包括光學系統(tǒng)410，用于將目標(未示出)成像到探測器475上，即影像平面上，該探測器475響應投影到其上的光、輸出電信號。這些電信號可以被送到處理器485，該處理器485可以處理、存儲和/或者顯示該影像。該光學系統(tǒng)410可以包括第一透鏡420，具有第二面和第三面；第二透鏡430，具有第四面和第五面；孔徑光闌440，位于第六面；第三透鏡450，具有第七面和第八面；第四透鏡460，具有第九面和第十面；紅外(IR)濾光片470，具有第十一面和第十二面，該目標的所有影像均成像在影像面475上。在特定例子中，光學系統(tǒng)410可以具有6mm的焦距和3.4的F數。根據實施例的光學系統(tǒng)410可以提供徑向畸變，對于±30°的標準FOV，該徑向畸變在中心使影像放大、而在邊緣使影像壓縮。如下列出了光學設計系數和所有光學面的孔徑以及制造透鏡的材料-表l<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>在此，面0對應于目標，Ll對應于第一透鏡420，L2對應于第二透鏡430，APS對應于孔徑光闌440，L3對應于第三透鏡450，L4對應于第四透鏡460，IRF對應于IR濾光片460，IMG對應于探測器475。當然，也可以采用實現(xiàn)足夠大畸變的其它配置。用于制造透鏡的塑料可以是任意適當塑料，例如，諸如瑞翁化學工業(yè)公司(ZeonChemicalCompany)生產E48R的聚碳酸酯、丙烯酸、PMMA等。盡管表l將所有透鏡材料均表示為塑料，但是也可以采用其它適當材料，例如，玻璃。此外，每個透鏡均可以根據其性能要求而采用不同的材料制造。可以采用針對所選材料的適當方法制造透鏡，例如，注模法、玻璃成型、復制、膜片層制造等。此外，IR濾光片470可以由N-BK7之外的適當IR濾光材料制成。圖4B示出光學系統(tǒng)410提供的柵格畸變。圖4C示出光學系統(tǒng)410的場曲。圖4D示出光學系統(tǒng)410的畸變。圖5示出處理器485可以執(zhí)行的操作的流程圖。處理器485可以包括影像信號處理(ISP)鏈510，它從探測器475接收影像。例如，該影像可以是原始Bayer數據或者位圖影像(bitmapimage)。通過輸入接口520，可以將該影像送到操作530。操作530還可以從操作525接收有貢獻的像素索引，這樣，對于非畸變輸出影像中的每個像素索引，可以從畸變輸入影像中確定靠近的鄰者。然后，已知透鏡系統(tǒng)410的畸變函數，并且由于畸變是固定的，所以畸變影像中的每個像素具有已知的固定放大率，因此，操作530可以校正畸變。可以利用公知的變換校正該畸變，對于要求非畸變影像中的每個像素，該公知變換根據預配的要求變焦放大倍率計算畸變影像中的哪些像素對其有貢獻(由于在畸變影像與非畸變影像之間不存在像素一像素匹配，所以可以利用在幾個相鄰畸變像素之間進行內插來確定相應非畸變像素的值)。因此，僅該影像的中心更被壓縮的lx倍率，以及從該影像中心剪切要求的圖塊(desiredsection)并在不壓縮的情況下進行校正的較高放大率均可以實現(xiàn)。例如，當將變焦設置為xl時，操作530適于計算從探測器475接收的投影目標數據的、固定L[MP]分辨率的非畸變圖片。探測器475可以產生對應于要捕獲的目標的畸變投影的數據。為了此目的，可以已知、估計或者測量由該投影系統(tǒng)產生的畸變。當變焦更大時，操作530可以修改該影像，并且修剪該影像的要求中心，從而接收具有相同L[MP]分辨率的要求的變焦。操作530可以采用任意適當內插方法，例如，雙線性、仿樣(spline)、邊緣檢測(edge-sense)、雙三次仿樣(bicubicspline)等，并且它可以將合成的像素值輸出到輸出接口540。如果需要基于要求的最終用途，則可以在操作550改善該輸出影像的影像對比度。然后，可以使該輸出影像返回ISP鏈510，在ISP鏈510，可以進一步處理該影像，例如，降噪或者壓縮，諸如JPEG壓縮或者GIF壓縮。如果圖像采集裝置以一種以上的捕像模式工作，例如，正常模式和變焦模式，則可以在輸入接口520與操作525之間設置用虛線表示的連接器。如果這樣，則需要對每種模式執(zhí)行不同的畸變校正，因此，輸入接口520可以將捕像模式信息送到操作525。圖6示出可以采用根據實施例光學變焦系統(tǒng)的數碼照相機600的分解圖。在該圖中可以看出，數碼照相機600可以包括被固定到透鏡架620上的透鏡系統(tǒng)610，接著，可以將該透鏡架620固定到傳感器630上。最后，可以將整個組件固定到電子器件640上。圖7A示出其內集成了數碼照相機600的計算機680的透視圖。圖7B示出其內集成了數碼照相機600的移動電話690的正視圖和側視圖。當然，還可以將數碼照相機600集成到所示位置之外的其它位置。因此，根據實施例，利用結合對畸變校正執(zhí)行的后處理的定焦透鏡，可以實現(xiàn)光學變焦。可以將探測器中使用的像素數增加到超過支持變焦能力所要求的標稱分辨率。在此使用的術語"和/或者"包括所列相關項目中的任何一個或者多個以及它們的組合。此外，盡管在此可以利用諸如"第一"、"第二"、"第三"等的術語描述各種單元、部件、圖區(qū)、層和/或者圖塊，但是這些單元、部件、圖區(qū)、層和/或者圖塊并不受這些術語限制。這些術語僅用于將一個單元、部件、圖區(qū)、層和/或者圖塊與另一個單元、部件、圖區(qū)、層和/或者圖塊區(qū)別開。因此，第一單元、部件、圖區(qū)、層和/或者圖塊可以被稱為第二單元、部件、圖區(qū)、層和/或者圖塊，而不脫離在此描述的實施例講述的內容。為了便于描述，在此可以使用諸如"下面"、"之下"、"低于"、"高于"、"上面"等的相對空間術語描述一個單元或者特征與另一個(另一些)單元或者特征的關系，如圖所示。應該明白，該相對空間術語意在，除了圖中所示的定向(orientation),還包括該裝置在使用或者操作中的不同定向。例如，如果該圖中的裝置被翻轉，則被描述為其它單元或者特征"之下"或者"下面"的單元被定向"髙于"其它單元或者特征。因此，典型術語"低于"可以包括高于和低于的定向。還可以以其它方式定向該裝置(旋轉90度或者其它定向)，并因此而插入在此使用的其它相對空間描述語。在此使用的單數形式"一個(a、an)"和"該(the)"意在也包括復數形式，除非在本說明書中明確指出。還要進一步理解，術語"包括(comprise禾口comprising)"、"包含(include和including)"指定存在所述的特征、完整體(integer)、步驟、操作、單元、部件等，但是并不排除存在或者對其附加一個或者多個其它特征、完整體、步驟、操作、單元、部件、組等。在此披露了本發(fā)明實施例，并且盡管采用了特定術語，但是使用它們，可以認為它們僅有通用意義和描述性意義，而沒有限制性意義。盡管針對硬件實現(xiàn)描述了本發(fā)明實施例，但是可以以軟件方式，例如，利用具有機器可讀介質的制成品，可以實現(xiàn)本發(fā)明的處理，該機器可讀介質包含在機器讀取其時，使得該機器可以使該數據去畸變的數據。此外，盡管上面的討論假定，在探測器上像素具有同等間距，但是通過改變該探測器上的間距，可以實現(xiàn)所有壓縮中的一些壓縮。因此，本
技術領域：
內的技術人員明白，在不脫離下面的權利要求書限定的本發(fā)明實質范圍的情況下，可以在形式和細節(jié)方面進行各種變更。權利要求1.一種圖像采集裝置，包括探測器，該探測器包含多個感測像素；以及光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)適于將視場內的目標的畸變影像投影到該感測像素上，其中該光學系統(tǒng)放大在該視場的中心的影像，并壓縮該視場外圍的影像，其中以該圖像采集裝置的最低分辨率實現(xiàn)最大變焦放大倍率id="icf0001"file="A2007800413490002C1.tif"wi="2"he="4"top="74"left="99"img-content="drawing"img-format="tif"orientation="portrait"inline="yes"/>所需的感測像素的一個第一數量小于最大變焦放大倍率的平方乘以該最低分辨率所需感測像素的一個第二數量。2.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中感測像素的該第一數量小于或者等于感測像素的該第二數量乘以2InU)+l，其中2是最大變焦放大倍率。3.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中感測像素的該第一數量等于感測像素的該第二數量的約l.75倍。4.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中該光學系統(tǒng)適于致使該視場外圍的點擴展函數具有基本上為感測像素尺寸的半峰全寬。5.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中該光學系統(tǒng)適于致使該視場中心的光學放大倍率大于該視場外圍的光學放大倍率的兩倍。6.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中該光學系統(tǒng)適于提供可以在正交方向分離的畸變影像。7.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中該光學系統(tǒng)適于提供徑向對稱的畸變影像。8.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，進一步包括處理器，該處理器適于處理該探測器輸出的電子信息。9.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中在探測器上，該第一數量的感測像素具有相等間距。10.根據權利要求l所述的圖像采集裝置，其中該光學系統(tǒng)包括多個透鏡。11.根據權利要求10所述的圖像采集裝置，其中多個透鏡中的每個透鏡都是塑料的。12.根據權利要求10所述的圖像采集裝置，其中多個透鏡中的每個透鏡都是定焦透鏡。13.—種包含根據權利要求l所述圖像采集裝置的移動電話。14.一種包含根據權利要求l所述圖像采集裝置的便攜式計算機。15.—種使定焦透鏡系統(tǒng)實現(xiàn)變焦的方法，該方法包括接收視場中心的放大影像；接收該視場外圍的壓縮影像；以及對以最低分辨率實現(xiàn)最大變焦放大倍率所需的第一數量的感測像素進行處理，其中感測像素的該第一數量小于該最大變焦放大倍率的平方乘以該最低分辨率所需感測像素的第二數16.根據權利要求15所述的方法，其中感測像素的該第一數量小于或者等于感測像素的該第二數量乘以2In(f)+1，其中f是最大變焦放大倍率。17.根據權利要求15所述的方法，其中感測像素的該第一數量等于感測像素的該第二數量的約1.75倍。18.—種制造圖像采集裝置的方法，該方法包括形成光學系統(tǒng)，該光學系統(tǒng)適于將視場內的目標的畸變影像投影，其中該光學系統(tǒng)放大在該視場的中心的影像，并壓縮該視場外圍的影像；在靠近該光學系統(tǒng)設置探測器，該探測器的第一分辨率髙于要輸出的影像的第二分辨率；以及處理該探測器輸出的信號，以在連續(xù)變焦范圍內提供該第一分辨率的影像。19.根據權利要求18所述的方法，其中該連續(xù)變焦范圍是從xl到x3。20.根據權利要求18所述的方法，其中該第一分辨率對應于感測像素的第一數量，該第二分辨率對應于感測像素的第二數量，2是最大變焦放大倍率，并且該探測器上的感測像素的該第一數量小于22乘以感測像素的該第二數量。全文摘要一種圖像采集裝置可以包括探測器，包含多個感測像素；以及光學系統(tǒng)，被配置，以將視場內的目標的畸變影像投影到該感測像素上，其中該光學系統(tǒng)放大該視場中心的影像，而壓縮該視場外圍的影像，其中以該圖像采集裝置的最低分辨率實現(xiàn)最大變焦放大倍率，公式(I)，所需的感測像素的第一數量小于最大變焦放大倍率的平方乘以該最低分辨率所需感測像素的第二數量。Z(I)文檔編號H04N5/335GK101641951SQ200780041349公開日2010年2月3日申請日期2007年9月14日優(yōu)先權日2006年9月15日發(fā)明者以法林·戈登堡,戈·沙比泰申請人:德薩拉技術匈牙利公司