成像設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本文公開的示例實施例涉及成像設(shè)備和方法。這種成像設(shè)備的一個示例包括焦點成像單元和相機(jī)成像單元。該相機(jī)成像單元與該焦點成像單元分離且被配置為記錄圖像。該成像設(shè)備附加地包括聯(lián)接至該焦點成像單元和該相機(jī)成像單元的聚焦單元。該聚焦單元被配置為調(diào)整該焦點成像單元和該相機(jī)成像單元的焦點位置。該成像設(shè)備進(jìn)一步包括控制單元，該控制單元被配置為促使該聚焦單元調(diào)整該焦點成像單元的焦點位置并從而確定最佳焦點位置，并且促使該聚焦單元基于所確定的最佳焦點位置來調(diào)整該相機(jī)成像單元的焦點位置。
【專利說明】成像設(shè)備
【背景技術(shù)】
[0001]例如通過諸如經(jīng)濟(jì)的相機(jī)之類的成像設(shè)備向消費者提供質(zhì)量和價值存在挑戰(zhàn)。此夕卜，商家可能希望向這種成像設(shè)備提供新特征。進(jìn)一步地，商家可能希望增強(qiáng)這種成像設(shè)備的一個或多個部件的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0002]下面的【具體實施方式】參考附圖，其中:
[0003]圖1示出成像設(shè)備的示例的框圖。
[0004]圖2示出成像設(shè)備的另一示例的框圖。
[0005]圖3圖示對比度分析技術(shù)的示例。
[0006]圖4圖示在成像設(shè)備中使用的方法的示例。
[0007]圖5示出在成像設(shè)備中使用的附加方法要素的示例。
[0008]圖6示出包括成像設(shè)備的手持設(shè)備的示例。
【具體實施方式】
[0009]諸如相機(jī)之類的成像設(shè)備包括鏡頭組件，鏡頭組件對其視場內(nèi)的物體進(jìn)行聚焦，以在該成像設(shè)備的傳感器或膠片平面上提供該物體的銳利圖像。該聚焦在許多成像設(shè)備中是自動的。在這種成像設(shè)備中，當(dāng)聚焦電機(jī)在最佳焦點的選擇期間在其位置范圍內(nèi)移動時，圖像能夠聚焦和離焦一段時間。這有時被稱為焦點搜尋(focus hunt)。
[0010]另外，對一些鏡頭設(shè)計而言，移動鏡頭的焦點位置能夠在攝像機(jī)成像設(shè)備的視頻圖像上引起微量但可注意到的放大效應(yīng)。這能夠造成視頻圖像中的物體看上去改變尺寸。此外，由于這種放大，當(dāng)鏡頭焦點位置在焦點搜尋期間改變時，在一個鏡頭焦點位置處位于視頻幀邊緣附近的物體可能在該視頻幀中或者可能不在該視頻幀中。如果主體進(jìn)入和離開視頻幀，則這對最終用戶而言可能是個問題。
[0011]上面描述的這些問題能夠通過限制鏡頭在焦點搜尋期間的移動而最小化。然而，與該方法有關(guān)的問題是可能不提供足夠的時間來確定特定圖像的最佳焦點位置。
[0012]圖1示出被設(shè)計為解決上面描述的這些問題中的一些問題的成像設(shè)備10的示例的框圖。成像設(shè)備10包括焦點成像單元12和被配置為記錄圖像的分離的相機(jī)成像單元14。相機(jī)成像單元14可以被設(shè)計為拍攝靜止圖像或視頻。如圖1所示，成像設(shè)備10還包括聚焦單元16,聚焦單元16如大體由相應(yīng)的箭頭18和20所示那樣聯(lián)接至焦點成像單元12和相機(jī)成像單元14。聚焦單元16被配置為調(diào)整焦點成像單元12和相機(jī)成像單元14的焦點位置。成像設(shè)備10附加地包括控制單元22，控制單元22如大體由相應(yīng)的箭頭24、26和28所示那樣聯(lián)接至焦點成像單元12、相機(jī)成像單元14和聚焦單元16?？刂茊卧?2被配置為促使聚焦單元16來調(diào)整焦點成像單元12的焦點位置，從而確定最佳焦點位置?？刂茊卧?2進(jìn)一步被配置為促使聚焦單元16基于所確定的最佳焦點位置來調(diào)整相機(jī)成像單元14的焦點位置。[0013]如圖1中能夠看見的，成像設(shè)備10可以包括非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)30，該非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)30存儲由處理器(在此情況下，為控制單元22)運(yùn)行的指令。非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)30可以包括任何類型的非易失性存儲器，如硬驅(qū)、磁盤、CDROM、閃存驅(qū)動器等。此外，控制單元22可以包括任何類型的計算設(shè)備，如微處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、特定應(yīng)用集成電路(ASIC)等。
[0014]圖2中圖示成像設(shè)備32的框圖的另一示例。成像設(shè)備32包括焦點傳感器34和焦點鏡頭38，焦點傳感器34被配置為記錄物體36的圖像，焦點鏡頭38被配置為將圖像放置在焦點傳感器34上。焦點傳感器34可以被設(shè)計為拍攝靜止圖像或視頻。焦點鏡頭38可以包括一個或多個光學(xué)元件。成像設(shè)備32附加地包括相機(jī)傳感器40和相機(jī)鏡頭42，相機(jī)傳感器40也被配置為記錄物體36的分離圖像，相機(jī)鏡頭42被配置為將分離圖像放置在相機(jī)傳感器40上。相機(jī)傳感器40可以被設(shè)計為拍攝靜止圖像或視頻。相機(jī)鏡頭42也可以包括一個或多個光學(xué)元件。成像設(shè)備32還包括如大體由相應(yīng)的箭頭46和48所示那樣聯(lián)接至焦點鏡頭38和相機(jī)鏡頭42的聚焦組件44。聚焦組件44被配置為調(diào)整物體36的圖像在焦點傳感器34上的放置以及物體36的分離圖像在相機(jī)傳感器40上的放置。成像設(shè)備32進(jìn)一步包括如大體由相應(yīng)的箭頭52、54和56所示那樣聯(lián)接至聚焦組件44、焦點傳感器34和相機(jī)傳感器40的控制單元50?？刂茊卧?0被配置為促使聚焦組件44來確定物體36的圖像在焦點傳感器34上的最佳焦點?？刂茊卧?0附加地被配置為促使聚焦組件44基于所確定的最佳焦點來調(diào)整物體36的分離圖像在相機(jī)傳感器40上的放置。
[0015]如圖2中能夠看見的，成像設(shè)備32還可以包括非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)58，該非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)58存儲由處理器(在此情況下，為控制單元50)運(yùn)行的指令。非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)58可以包括任何類型的非易失性存儲器，如硬驅(qū)、磁盤、⑶ROM、閃存驅(qū)動器等。此外，控制單元50可以包括任何類型的計算設(shè)備，如微處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA) 、特定應(yīng)用集成電路(ASIC)等。
[0016]過濾器單元60可以放置在相機(jī)傳感器40和相機(jī)鏡頭42之間。過濾器單元60可以包括多個彩色過濾器，如紅色過濾器、綠色過濾器和藍(lán)色過濾器。這允許相機(jī)傳感器40記錄多色光，而焦點傳感器34僅能夠記錄單色光。這有助于優(yōu)化用于記錄圖像的相機(jī)傳感器40，而仍然允許為聚焦而優(yōu)化焦點傳感器34。其還向焦點傳感器34提供增強(qiáng)的低光聚焦性能，因為彩色過濾器會在該光到達(dá)焦點傳感器34之前阻擋該光中的一些光。盡管未示出，但是應(yīng)當(dāng)理解，過濾器單元60的過濾器可以直接包含到相機(jī)傳感器40中，而不是作為分離的部件。
[0017]焦點成像單元12和焦點傳感器34都依賴于通過測量圖像中的對比度差異進(jìn)行的被動聚焦。圖3中示出對比度分析或測量技術(shù)的示例。在該示例中，使用所有相鄰像素之間的差的平方之和。如圖3中能夠看見的，每行64具有像素O至N66。行64之和是:
【權(quán)利要求】
1.一種成像設(shè)備，包括: 焦點成像單元； 相機(jī)成像單元，與所述焦點成像單元分離且被配置為記錄圖像； 聚焦單元，聯(lián)接至所述焦點成像單元和所述相機(jī)成像單元，并且被配置為調(diào)整所述焦點成像單元和所述相機(jī)成像單元的焦點位置；以及 控制單元，聯(lián)接至所述聚焦成像單元、所述相機(jī)成像單元和所述聚焦單元，并且被配置為促使所述聚焦單元調(diào)整所述焦點成像單元的焦點位置并從而確定最佳焦點位置，并且進(jìn)一步被配置為促使所述聚焦單元基于所確定的最佳焦點位置來調(diào)整所述相機(jī)成像單元的焦點位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中所述控制單元利用對比度分析來確定所述最佳焦點位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中所述焦點成像單元被配置為記錄單色光，并且所述相機(jī)成像單元進(jìn)一步被配置為記錄多色光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中所述焦點成像單元被配置為比所述相機(jī)成像單元每秒鐘記錄更大數(shù)目的圖像幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備,位于手持設(shè)備中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中所述相機(jī)成像單元進(jìn)一步被配置為拍攝視頻。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成像設(shè)備，其中所述焦點成像單元的視場大于所述相機(jī)成像單元的視場。
8.一種成像設(shè)備，包括: 焦點傳感器，被配置為記錄圖像； 焦點鏡頭，被配置為將 所述圖像放置在所述焦點傳感器上； 相機(jī)傳感器，被配置為記錄所述圖像； 相機(jī)鏡頭，被配置為將所述圖像放置在所述相機(jī)傳感器上； 聚焦組件，聯(lián)接至所述焦點鏡頭和所述相機(jī)鏡頭，并且被配置為調(diào)整所述圖像在所述焦點傳感器和所述相機(jī)傳感器上的放置；以及 控制單元，聯(lián)接至所述聚焦組件、所述焦點傳感器和所述相機(jī)傳感器，并且被配置為促使所述聚焦組件確定所述圖像在所述焦點傳感器上的最佳焦點，并且進(jìn)一步被配置為促使所述聚焦組件基于所確定的最佳焦點來調(diào)整所述圖像在所述相機(jī)傳感器上的放置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，其中所述控制單元利用所述圖像中的對比度差異來確定所述最佳焦點位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，其中所述焦點傳感器被配置為具有比所述相機(jī)傳感器更高的分辨率。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，進(jìn)一步包括在所述相機(jī)傳感器和所述相機(jī)鏡頭之間放置的多個彩色過濾器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，其中所述焦點傳感器進(jìn)一步被配置為比所述相機(jī)傳感器每秒鐘記錄更大數(shù)目的幀。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，位于手持設(shè)備中。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的成像設(shè)備，其中所述相機(jī)傳感器進(jìn)一步被配置為拍攝視頻。
15.一種非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，該非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲指令，所述指令在被處理器運(yùn)行時引起所述處理器: 為第一物體的第一圖像調(diào)整焦點成像單元的焦點位置； 為所述第一物體的所述第一圖像確定最佳焦點位置； 基于所確定的最佳焦點位置為所述第一物體調(diào)整分離的相機(jī)成像單元的焦點位置；以及 在所述相機(jī)成像單元上記錄所述第一物體的所述第一圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，進(jìn)一步包括所存儲的指令，該所存儲的指令在被處理器運(yùn)行時引起所述處理器:調(diào)整所述焦點成像單元的曝光來增強(qiáng)所述第一圖像的對比度。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，進(jìn)一步包括所存儲的指令，該所存儲的指令在被處理器運(yùn)行時引起所述處理器:在調(diào)整所述焦點成像單元的焦點位置期間對所述第一圖像執(zhí)行對比度分析來為所述第一物體的所述第一圖像確定所述最佳焦點位置。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，位于手持設(shè)備中。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的非臨時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，進(jìn)一步包括所存儲的指令，該所存儲的指令在被處理器運(yùn)行時引起所述處理器:(i)在所述相機(jī)成像單元繼續(xù)記錄所述第一物體的所述第一圖像時為第二物體的第二圖像調(diào)整所述焦點成像單元的焦點位置，并且(ii)在所述相機(jī)成像單元繼續(xù)記錄所述第一物體的所述第一圖像時為所述第二物體的所述第二圖像確定所述最佳焦點位置。
20.一種在成像設(shè)備中使用的方法，包括: 為第一物體的第一圖像調(diào)整焦點成像單元的焦點位置； 為所述第一物體的所述第一圖像確定最佳焦點位置； 基于所確定的最佳焦點位置為所述第一物體確定分離的相機(jī)成像單元的焦點位置；以及 在所述相機(jī)成像單元上記錄所述第一物體的所述第一圖像。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括調(diào)整所述焦點成像單元的曝光來增強(qiáng)所述第一圖像的對比度。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括在調(diào)整所述焦點成像單元的焦點位置期間對所述第一圖像執(zhí)行對比度分析來為所述第一物體的所述第一圖像確定所述最佳焦點位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括:在所述相機(jī)成像單元繼續(xù)記錄所述第一物體的所述第一圖像時為第二物體的第二圖像調(diào)整所述焦點成像單元的焦點位置，并且在所述相機(jī)成像單元繼續(xù)記錄所述第一物體的所述第一圖像時為所述第二物體的所述第二圖像確定所述最佳焦點位置。
【文檔編號】H04N5/225GK103843317SQ201180073832
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月18日
【發(fā)明者】謝恩·福斯, 杰森·尤斯特 申請人:惠普發(fā)展公司，有限責(zé)任合伙企業(yè)