專利名稱：用于形成彩色相機圖像的裝置和相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大致涉及在具有相機功能的設(shè)備(例如，相機電話)的相機單元中記錄彩色圖像的方式。更具體地，本公開涉及使用單色傳感器形成彩色圖像的裝置和相關(guān)方法，所述單色傳感器被提供了由多個光學(xué)濾鏡(filter)進行濾波的光學(xué)濾波后的光。復(fù)雜性降低并且表現(xiàn)出更小焦距的相機透鏡允許相機單元具有增加的容限和更小的厚度。
背景技術(shù)：
近年來出現(xiàn)了顯著的技術(shù)進步。例如，通信、處理和大容量存儲技術(shù)上的進步是這些進步的示例。該進步已允許開發(fā)出利用該進步的新設(shè)備和服務(wù)。例如，最近還是完全不可用的或者僅在非常高的成本的情況下可用的通信相關(guān)的服務(wù)目前能夠被很多人容易地使用。例如，已將在世界上的大部分有人居住的區(qū)域中安裝了蜂窩通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。蜂窩通信系統(tǒng)為很多人所用，并提供了用以通信的費用可負(fù)擔(dān)的方式。在蜂窩通信系統(tǒng)中提供語音通信服務(wù)。新一代的蜂窩通信系統(tǒng)也提供了數(shù)據(jù)密集型通信服務(wù)。通過新一代的蜂窩通信系統(tǒng)容易并快速地傳送大型的數(shù)據(jù)文件。用戶通過使用便攜式的無線設(shè)備，經(jīng)由蜂窩通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)進行接入和通信。便攜式的無線設(shè)備通常具有使得該無線設(shè)備易于手持的尺寸和重量。很多無線設(shè)備具有允許用戶在不使用時將無線設(shè)備放在襯衫口袋或小包中攜帶的尺寸和重量。除了提供與通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)部分通信的功能以外，無線設(shè)備有時還包括用于執(zhí)行附加通信和其他服務(wù)的附加功能。有時將包括附加功能的無線設(shè)備稱為多功能設(shè)備。向無線設(shè)備提供的功能有時是單機功能，即，與通信無關(guān)的功能。例如，有時向無線設(shè)備提供相機功能。通常通過使用無線設(shè)備中包含的相機模塊或相機單元來提供相機功能。相機功能提供了圖像或圖像序列的記錄?？梢栽谠O(shè)備的圖像顯示單元處顯示所記錄的圖像，或者將所記錄的圖像傳送到別處，以在遠(yuǎn)程位置處儲存或顯不O由于需要維持無線設(shè)備的便攜式，相機模塊或單元的尺寸受到限制。努力提供相機模塊的功能，同時還將相機模塊的物理尺寸最小化。此外，在部件以及裝配相機模塊的裝配操作方面，相機模塊都相對復(fù)雜。常規(guī)的相機模塊使用相機透鏡和彩色矩陣傳感器。彩色矩陣傳感器通常形成“bayer”濾鏡,“bayer”濾鏡由布置為陣列的多個像素形成。像素通常由其特性響應(yīng)于入射其上的光能量而改變的CMOS(或其他)傳感器組成。通常在色度(chromaticity)方面對相機透鏡進行優(yōu)化，并且使用被實現(xiàn)為bayer濾鏡的彩色矩陣可以限制相機靈敏度。因此，為了提供操作性得到改進、制造容限得到改進且成本降低的相機模塊，要克服各種挑戰(zhàn)。與相機模塊的任何這些方面有關(guān)的改進可以是有利的。然而，由于強加于相機模塊的限制和這種模塊的復(fù)雜性，所做的努力不總是成功的。


圖1示意了通信系統(tǒng)的功能性框圖，具有本公開的實現(xiàn)的設(shè)備在所述通信系統(tǒng)中形成一部分。圖2示出了本公開的實現(xiàn)的相機模塊部分的表示。圖3示出了本公開的實現(xiàn)的無線設(shè)備的功能框圖。圖4示出了對本公開的實現(xiàn)的操作過程進行表示的流程圖。
具體實施例方式相應(yīng)地，本公開有利地提供了裝置和相關(guān)方法，通過該裝置和相關(guān)方法，在具有相機功能的設(shè)備(例如，相機電話)的相機單元中記錄彩色圖像。在本公開的實現(xiàn)的操作中，提供了使用單色傳感器形成彩色圖像的方式，所述單色傳感器被提供了由多個光學(xué)濾鏡進行濾波的光學(xué)濾波后的光。在本公開的一個方面，提供了復(fù)雜性降低的相機透鏡。該相機透鏡表現(xiàn)出更小的焦距。當(dāng)已經(jīng)對入射到相機透鏡的彩色光進行了光學(xué)濾波時，各個透鏡不需要補償色差，因此透鏡可具有降低的復(fù)雜性和降低的尺寸要求。在本公開的另一方面，使用了多個透鏡。透鏡例如由晶片透鏡組成。每個透鏡表現(xiàn)出一個焦距。在不同的實現(xiàn)中，不同透鏡的焦距在焦距范圍內(nèi)實質(zhì)上是相似的，或者不同透鏡的焦距是不同的焦距。例如根據(jù)相關(guān)的濾鏡對透鏡中的各個透鏡進行優(yōu)化，并且基于優(yōu)化，各個透鏡是彼此不同的。相機透鏡的焦距實質(zhì)上是彼此對應(yīng)的。在本公開的另一方面，例如將相機透鏡布置或支持為行或陣列，以使得入射光能量入射到所有的相機透鏡上。該入射光能量表示目標(biāo)場景。在本公開的另一方面，以實質(zhì)相似(例如，平面)的定向來布置相機透鏡。也就是說，將相機透鏡放置為進行類似定向，并放置為接收實質(zhì)上相同的入射光能量并以類似的方式聚焦入射光能量。在多個透鏡中的每個透鏡上入射的入射光向相應(yīng)透鏡的焦點聚焦。在本公開的另一方面，將傳感器放置在透鏡之外，放置為感測透鏡中的各個透鏡所聚焦的光能量。通過對透鏡的適當(dāng)放置和定向，傳感器可被放置為感測由每一個相機透鏡進行聚焦的聚焦后的光能量。存儲器感測例如入射其上的光能量的強度。在本公開的另一方面，將傳感器放置為在平面方向上擴展，以將傳感器的傳感器表面放置在每個透鏡之外的所選擇的距離處。例如，傳感器被放置為靠近透鏡的焦點或者在透鏡的焦點處。通過將傳感器放置為在平面方向上擴展，將透鏡設(shè)置為分開公共的距離，傳感器感測到由單個透鏡進行聚焦的聚焦光的類似的光強度。在本公開的另一方面，傳感器包括具有感測光能量的CMOS (或其他)傳感器的、對頻譜的整個可見光范圍敏感的單色傳感器。與通常的彩色傳感器相反，單色光傳感器感測任何顏色的光能量，在通常的彩色傳感器中，各個像素或傳感器感測特定顏色的光能量。在本公開的另一方面，將傳感器放置為使得聚焦后的光能量在放置透鏡的傳感器表面的不同位置區(qū)域處入射。從而，每個透鏡在傳感器上創(chuàng)建場景的不同圖像。位置區(qū)域例如是實質(zhì)上不重疊或者完全不重疊的。
在一個實現(xiàn)中，透鏡的焦距是類似的，相應(yīng)透鏡的焦點實質(zhì)上與所述多個透鏡中的相應(yīng)透鏡中每個透鏡距離相同。也就是說，通過將每個透鏡放置在公共的高度和定向，將每個透鏡處入射的入射光能量指向透鏡之外對應(yīng)位置處的焦點，以使得每個透鏡在單個或不同的平面上創(chuàng)建場景的圖像。在另一實現(xiàn)中，每個透鏡被放置為與傳感器相距一定距離，以在物平面處創(chuàng)建清晰的圖像，不同的透鏡被配置或放置為在不同的物平面處創(chuàng)建清晰的圖像。放置透鏡以在不同的物平面處創(chuàng)建清晰的圖像增加了可獲得的結(jié)果景深。在本公開的另一方面中，將光學(xué)濾鏡與透鏡成直線布置。將不同透鏡與不同光學(xué)特性的濾鏡配對。例如光學(xué)濾鏡位于入射光源和透鏡之間。透鏡所聚焦的光能量包括光學(xué)濾波后的光能量。通過將不同的光學(xué)濾鏡與不同的透鏡一起使用，根據(jù)相應(yīng)的光學(xué)濾鏡的特性，傳感器感測到的聚焦后的光能量具有不同的特性，例如，不同的強度特性。光學(xué)濾鏡還可以位于透鏡和傳感器之間。備選地，濾鏡和透鏡形成單個單元，即，濾鏡包含在透鏡中。在本公開的另一方面，提供了圖像形成器，圖像形成器基于在單色傳感器處感測到的感測指示形成彩色相機圖像。在一個實現(xiàn)中，將圖像形成器實現(xiàn)為相機ISP。因為對光能量的光學(xué)濾波改變了光能量的特性，所產(chǎn)生的由傳感器檢測到的聚焦后的光能量存在著差異，并且在與不同的透鏡-濾鏡對相關(guān)聯(lián)的不同位置區(qū)域處感測到的光能量之間的差異允許確定要用于確認(rèn)和用于形成彩色的相機圖像的入射光能量的彩色特性。通過使用多個透鏡，每個透鏡提供由與透鏡相關(guān)聯(lián)的光學(xué)濾鏡光學(xué)濾波的聚焦后的光能量，允許使用表現(xiàn)出減少的焦距的透鏡以及允許使用具有較低色度性能的透鏡。此夕卜，進行與通過使用彩色傳感器(例如使用bayer濾波的彩色傳感器)所允許的濾色相比更復(fù)雜的濾色是可能的。提供了具有降低的復(fù)雜性和改進的容限和敏感性的相機模塊。因此，在這些以及其他方面，向具有相機功能的設(shè)備提供了裝置和相關(guān)方法。提供多個透鏡，其中，所述多個透鏡中的每個透鏡被配置為聚焦入射光能量。提供濾鏡組中的至少一個光學(xué)濾鏡。該至少一個光學(xué)濾鏡與多個透鏡中的一個透鏡相關(guān)聯(lián)。濾鏡組中的每個光學(xué)濾鏡具有所選擇的色彩或波段特性。將單色傳感器配置為感測入射在該傳感器上的由透鏡聚焦的聚焦后的光能量，該聚焦后的光能量由所述至少一個濾鏡進行了濾色。轉(zhuǎn)向圖1，通信系統(tǒng)10提供與通信設(shè)備(以及通信設(shè)備之間)的通信。在圖1的示例性示意中，通信系統(tǒng)形成無線通信系統(tǒng)，其中，定義了無線信道，在無線通信系統(tǒng)上根據(jù)通信服務(wù)來傳送信息。在電磁譜的一部分上定義無線信道，通常是由管理機構(gòu)來分配該部分電磁譜。借助無線信道的通信消除了對沿著在通信站之間擴展的整個通信路徑的有線連接的需要，通信站是在其中交換信息的通信會話的各方。當(dāng)實現(xiàn)為無線通信系統(tǒng)時，通信系統(tǒng)表示各種通信系統(tǒng)中的任一系統(tǒng)，例如，蜂窩通信系統(tǒng)、WiFi通信系統(tǒng)或者可根據(jù)其他操作協(xié)議操作的其他系統(tǒng)。更一般地，通信系統(tǒng)10表示包括有線通信系統(tǒng)在內(nèi)的各種通信系統(tǒng)中的任一系統(tǒng)，在所述有線通信系統(tǒng)中，在通信站之間完成通信，或者與通信站完成通信。在所示意的實現(xiàn)中，設(shè)備12形成借助無線信道與通信網(wǎng)絡(luò)18通信的無線設(shè)備。在有線通信系統(tǒng)中，將設(shè)備12相應(yīng)地配置為在該有線通信系統(tǒng)中通信。設(shè)備12還表示單機設(shè)備，所述單機設(shè)備與同另一設(shè)備形成通信連接的能力無關(guān)地進行操作。當(dāng)被配置為可在無線通信系統(tǒng)中操作時，設(shè)備12包括收發(fā)信機電路，該收發(fā)信機電路包括發(fā)射機(Tx) 22和接收機(Rx) 24。麥克風(fēng)26或者其他換能器耦合到發(fā)射機22，以及揚聲器28或其他換能器耦合到接收機24。借助無線信道14傳送發(fā)射機22發(fā)送的信息(例如，由麥克風(fēng)26換能為電形式的信息)，并向通信網(wǎng)絡(luò)18傳遞。將信息路由到通信網(wǎng)絡(luò)(在此，由通信端點(CE)節(jié)點32表示)。在網(wǎng)絡(luò)處(例如，在通信端點32處)發(fā)起的向設(shè)備12傳遞的信息被路由通過通信網(wǎng)絡(luò)18，在無線信道14上傳送，以及向設(shè)備12傳遞并在設(shè)備12的接收機24處被檢測到。設(shè)備12包括由相機模塊38提供的相機功能。相機模塊提供對圖像的記錄。圖像可顯示在設(shè)備用戶界面的顯示單元42處。一旦記錄，還可以通過收發(fā)信機電路向遠(yuǎn)程位置傳送圖像以進行存儲和顯示。由以任何期望的方式實現(xiàn)的功能單元來形成相機模塊38，所述期望方式包括例如硬件單元、固件單元、處理電路可執(zhí)行的程序代碼及其組合。在此，相機模塊包括透鏡套件46、傳感器套件48和ISP (圖像信號處理器)52以及圖像記錄器和高速緩存54。在示例性的實現(xiàn)中，放置光學(xué)濾鏡套件以在由透鏡套件46聚焦之前對入射光能量濾波。在備選實現(xiàn)中，放置光學(xué)濾鏡套件以在由透鏡套件聚焦之后對光能量進行光學(xué)濾波。在另一備選實現(xiàn)中，濾鏡套件和透鏡套件由公共單元形成。設(shè)備12可放置為使得相機模塊的透鏡套件指向目標(biāo)場景56。目標(biāo)場景是其圖像在設(shè)備12的相機模塊的操作期間要被記錄的任何對象。當(dāng)相對于目標(biāo)場景正確地定向時，在相機模塊處可檢測到目標(biāo)場景的光能量，并使用該光能量來記錄圖像。設(shè)備12的用戶使用例如在顯示單元處顯示的屏幕顯示器來定向設(shè)備，以便于設(shè)備12相對于目標(biāo)場景56正確定向。透鏡套件46可以包括多個透鏡，支持每個透鏡以進行通常的放置，使得在位于距離設(shè)備12的至少最小距離時，目標(biāo)場景的入射光能量入射到所述多個透鏡的每個透鏡處。例如，透鏡被布置為行或布置為陣列。例如，在一個實現(xiàn)中，透鏡套件46包括4個不同的透鏡，透鏡被布置為4個透鏡的行，例如，布置為2乘2的透鏡陣列。濾鏡套件44可以由多個光學(xué)濾鏡組成，至少一個光學(xué)濾鏡與透鏡套件46的所述多個透鏡中的每個透鏡相關(guān)聯(lián)。在示例性的實現(xiàn)中，濾鏡套件44的光學(xué)濾鏡與透鏡套件46的所述多個透鏡中的對應(yīng)透鏡相關(guān)聯(lián)。在其他實現(xiàn)中，所述多個透鏡中的一個或多個透鏡不與濾鏡套件44的濾鏡相關(guān)聯(lián)，或者與不過濾可見光能量的濾鏡相關(guān)聯(lián)。在一個實現(xiàn)中，濾鏡套件的光學(xué)濾鏡與透鏡套件的透鏡固定關(guān)聯(lián)。在另一實現(xiàn)中，濾鏡和濾鏡關(guān)聯(lián)是可以改變的。在各種實現(xiàn)中使用各種濾鏡類型中的任一類型。通?？梢詫⒓有詾V鏡(additivefilter)、減性濾鏡(subtractive filter)選擇為光學(xué)濾鏡,然而更一般地,可以將任何光學(xué)上的低通、高通、帶通或帶阻濾鏡及其任何組合選擇為光學(xué)濾鏡。在一個實現(xiàn)中，不對所述透鏡中的一個或多個透鏡濾波，相反，使用該一個或多個透鏡來獲得由相關(guān)聯(lián)的透鏡或多個透鏡所聚焦的白光的整個光譜范圍的亮度信息。從所述透鏡中的其他透鏡所聚焦的濾色后的光能量獲得彩色信息。在一個實現(xiàn)中，通過使用多個透鏡-濾鏡對獲得彩色信息。例如，將使可見波長的不同波段或整個范圍通過的濾鏡與紅外波長的不同的波段或整個范圍相組合，以使得可以將可見和紅外通過信息進行組合。也就是說，將紅外信息與可見信息相組合。所產(chǎn)生的圖像允許例如突出植物和人造物之間的差異，因為在植物中發(fā)現(xiàn)的葉綠素在光合作用過程中發(fā)射紅外光能量。在一個實現(xiàn)中，透鏡套件46的所述多個透鏡中的透鏡表現(xiàn)出公共的特性，并且例如所述多個透鏡中的每個透鏡表現(xiàn)出公共的焦距。因為每個透鏡表現(xiàn)出相同的焦距，每個透鏡所限定的焦點也與相關(guān)聯(lián)的透鏡具有相同距離。在另一實現(xiàn)中，不對透鏡的特性和放置進行這樣嚴(yán)格的控制。在該實現(xiàn)中，使用所述透鏡中的一個透鏡所聚焦的光能量作為參考。在另一實現(xiàn)中，選擇所述多個透鏡中的各個透鏡與傳感器之間的距離，以使得與傳感器相距不同距離的所述透鏡中不同的透鏡形成清晰的圖像。該清晰的圖像在不同的物平面上形成，并且增加了所產(chǎn)生的相機景深。傳感器套件48包括傳感器單元，傳感器單元包括布置為陣列的傳感器或像素的陣列。放置傳感器套件的傳感器單元，以接收由透鏡套件46的透鏡所聚焦的光能量。放置傳感器單元，以例如使得將傳感器單元的傳感器或像素實質(zhì)放置在透鏡套件46的所述多個透鏡中的透鏡的焦點處，或者靠近該焦點。如前所述，焦距可以不相同，或者可以不相同地放置透鏡。傳感器單元的像素或傳感器具有依賴于入射其上的光能量的特性。此外，在示例性實現(xiàn)中，傳感器套件48包括單色(S卩，黑白)傳感器套件，在該單色傳感器套件中，傳感器單元的傳感器被配置為感測光強度，而不是由彩色傳感器單元的色敏(color-sensitive)傳感器感測到的具有特定波長特性的光強度。在所述透鏡中的不同透鏡處入射的透鏡套件的所述多個(即，大量的)透鏡中的每個透鏡向相應(yīng)透鏡的相應(yīng)焦點聚焦。聚焦后的光能量在傳感器套件的傳感器單元的不同位置區(qū)域處入射。示例性實現(xiàn)中的位置區(qū)域?qū)嵸|(zhì)上不彼此重疊。向圖像信號處理器52提供對不同位置區(qū)域處的感測到的光能量的指示。向圖像信號處理器52提供所述透鏡中的每個透鏡所創(chuàng)建的光學(xué)圖像。圖像一旦形成，就將圖像記錄并儲存在圖像記錄器和高速緩存54中。可以由發(fā)射機22向其他位置傳送所記錄的圖像。因為不同的光學(xué)濾鏡與透鏡套件的不同透鏡相關(guān)聯(lián)，在所述透鏡中的單個透鏡處入射的目標(biāo)場景56的光能量的特性依賴于與所述透鏡中的各個透鏡相關(guān)聯(lián)的光學(xué)濾鏡的特性。因此，在傳感器套件48的傳感器單元的不同位置區(qū)域處入射的光能量的特性相應(yīng)地依賴于不同的光學(xué)濾鏡的特性。例如，在示例性實現(xiàn)中，如上面所注意到的，一個透鏡提供聚焦后的白光，以及其他透鏡提供聚焦后的濾色光。白光提供亮度信息，濾色光提供彩色信息。在不同位置區(qū)域處入射的光之間的差異是由所述光學(xué)濾鏡中不同光學(xué)濾鏡的特性造成的。即使傳感器套件的傳感器單元包括單色傳感器，也在ISP處使用向ISP52提供的指示來創(chuàng)建彩色圖像(即，所計算的圖像)。將所述透鏡中的每個透鏡創(chuàng)建的光學(xué)圖像組合，以形成計算機圖像。圖像一旦形成，就可顯示在顯示單元42處，本地存儲在存儲單元(未示出)處，或者向發(fā)射機22提供以傳送到別處進行存儲或顯示。圖2示出了在相機模塊處入射的目標(biāo)場景的光能量的光路，相機模塊38形成圖1中不出的設(shè)備12的一部分。相機模塊包括多個光學(xué)濾鏡72和多個透鏡76。濾鏡72形成圖1中不出的光學(xué)濾鏡套件44的一部分。透鏡76形成圖1中示出的透鏡套件46的一部分。線82表示在相機模塊處入射的目標(biāo)場景的入射光能量。線82實質(zhì)上彼此平行，表示遠(yuǎn)場的目標(biāo)場景。由此，在光學(xué)濾鏡72中的每個光學(xué)濾鏡處入射具有實質(zhì)上對應(yīng)的光特性的光能量。光學(xué)濾鏡72中的不同光學(xué)濾鏡表現(xiàn)出使具有所選擇的特性(例如，波長或者其他特性)的光能量通過或受阻的不同光學(xué)濾鏡特性。光學(xué)濾鏡是不同方式的帶通濾鏡或帶阻濾鏡。光學(xué)濾鏡72中的每個光學(xué)濾鏡與相關(guān)聯(lián)的透鏡76形成限定光學(xué)通道的濾鏡-透鏡對。通過選擇具有不同特性的光學(xué)濾鏡72，所產(chǎn)生的濾鏡-透鏡對限定了分離的通道。也就是說，多個濾鏡-透鏡對限定了在光學(xué)上分開的通道。濾鏡72中的每個濾鏡和透鏡76中的每個透鏡形成光學(xué)單元。每個透鏡76表現(xiàn)出透鏡特性(在此是色度性能和焦距)，由此作用于入射的光學(xué)濾波后的光，并將該光導(dǎo)向焦點86。圖1中示出的傳感器套件48的傳感器單元92在此位于焦點86處或者靠近焦點86，并進行操作以感測在臨近相應(yīng)焦點86的位置區(qū)域94處的光能量的強度。向(圖1中示出的)ISP52提供對感測到的光能量的指示，并且即使傳感器單元92由單色傳感器形成也創(chuàng)建彩色圖像。在一個實現(xiàn)中使用4個濾鏡-透鏡對。每個濾鏡具有不同的光學(xué)特性。例如，第一光學(xué)濾鏡使可見彩色(白光)的整個范圍通過，第二光學(xué)濾鏡具有紅色的濾鏡顏色，第三光學(xué)濾鏡具有綠色的濾鏡顏色，以及第四光學(xué)濾鏡具有藍色的濾鏡顏色。在一個實現(xiàn)中，不使用濾鏡來完成白光的通過。一旦濾波、聚焦并在傳感器單元的各個位置區(qū)域處感測到指示，就向ISP提供感測到的指示，并形成彩色圖像。備選地，可以使用各種其他濾鏡組合中的任一個。在另一示例中，使用青色、洋紅色、黃色和白光濾波。在另一示例中，使用深藍色、藍色、綠色和黃綠色濾波。在另一示例中，使用兩個白色濾鏡和僅兩次個彩色濾波。通過對以下各項進行計算組合來計算彩色信息:(A)由彩色濾波提供的彩色信息，和(B)由白色濾波提供的亮度信息。濾鏡組合還可以適于精確地看到一些波長，并產(chǎn)生非白色圖像。最后，濾鏡組合可以是可改變的，并留待用戶選擇，以創(chuàng)建所期望的彩色與紅外關(guān)聯(lián)。在另一實現(xiàn)中，濾鏡組合可以是可改變的，并留待用戶選擇，以創(chuàng)建所期望的彩色與紅外關(guān)聯(lián)。圖3示出了無線設(shè)備(例如，圖1中示出的無線設(shè)備12)的電子裝置106的表示。電子裝置106包括多個多個組件，包括控制無線設(shè)備的整體操作的處理器108。在各個實施例中，無線設(shè)備提供的功能包括語音、數(shù)據(jù)和命令通信，其是由通信子系統(tǒng)110實現(xiàn)的。通信子系統(tǒng)110被使用來例如發(fā)起和支持活躍的語音呼叫和數(shù)據(jù)通信會話。通信子系統(tǒng)110由執(zhí)行各種指定的功能的硬件、軟件和固件的各種組合構(gòu)成。將軟件功能性或概念性地劃分為軟件模塊。一個模塊中的軟件能夠共享或訪問(call upon)另一模塊的功能。解碼器135可以處理在其處實現(xiàn)電子裝置的設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)，包括解壓和解密操作。通信子系統(tǒng)Iio從網(wǎng)絡(luò)18接收消息，并向網(wǎng)絡(luò)18發(fā)送消息。通信子系統(tǒng)110便于在設(shè)備處于實時的語音通信會話中時對活躍呼叫的發(fā)起和操作，電子裝置在該設(shè)備處實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)18是任何的各種類型的網(wǎng)絡(luò)，包括例如蜂窩網(wǎng)絡(luò)、無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、無線語音網(wǎng)絡(luò)和支持語音和數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)18使用任何的各種格式、協(xié)議或標(biāo)準(zhǔn)，例如，標(biāo)準(zhǔn)包括全球移動通信系統(tǒng)(GSM)、碼分多址接入(CDMA)、無線以太網(wǎng)(電氣和電子工程師協(xié)會802.11)、WiFi和其他類似的標(biāo)準(zhǔn)和無線聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。電源118提供操作電子裝置或?qū)﹄娮友b置充電的功率，并且由一個或多個可充電電池或至外部電源的端口來實現(xiàn)。處理器108與附加組件交互，在此包括隨機存取存儲器(RAM) 122和存儲器124、顯示單元42、輔助輸入/輸出(i/o)子系統(tǒng)126、數(shù)據(jù)端口 128、揚聲器28、麥克風(fēng)以及相關(guān)聯(lián)的音頻系統(tǒng)26、相機模塊38、短距離通信子系統(tǒng)132和其他子系統(tǒng)132。在其中實現(xiàn)電子裝置106的設(shè)備的用戶能夠用耦合到處理器108的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備來輸入數(shù)據(jù)和操作設(shè)備的功能。在此，數(shù)據(jù)輸入設(shè)備包括按鈕或鍵盤133或者在顯示單元42處產(chǎn)生的圖形用戶界面，在圖形用戶界面中，顯示單元42的觸敏覆層檢測到觸摸和手勢。處理器108通過以其他子系統(tǒng)132來表示的電子控制器與按鈕或鍵盤交互，或者與顯示單元42的觸敏覆層交互。作為用戶接口的一部分，可在顯示單元42處顯示信息，例如所呈現(xiàn)的文本、字符、符號、圖像、圖標(biāo)和其他項目。處理器108還與對重力或用戶輸入加速力的方向進行檢測的加速度計134交互，并與解碼器135交互。在各種實施例中，使用按鈕和鍵盤132來操作電子裝置的選擇功能。電子裝置106還包括訂戶標(biāo)識模塊或可拆卸的用戶標(biāo)識模塊(SM/RUM)卡136。在備選實現(xiàn)中，將標(biāo)識信息編程在其他位置，例如，存儲器124處。電子裝置106還包括由程序代碼形成的操作系統(tǒng)138和軟件程序140。處理器108在電子裝置的操作期間執(zhí)行操作系統(tǒng)138和程序140。操作系統(tǒng)138和軟件程序140例如存儲在持久性的可更新的存儲器處，例如，所示意的存儲器124?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)18、輔助i/ο子系統(tǒng)126、數(shù)據(jù)端口 128、短距離通信子系統(tǒng)130或者適于傳遞程序文件的任何其他子系統(tǒng)132來加載附加的應(yīng)用或程序。軟件程序140包括軟件模塊，此處包括圖像形成模塊142。利用模塊142，使用對(形成相機模塊38的一部分的)單色傳感器感測到的聚焦后的光能量的指示，來形成彩色圖像。軟件模塊142可以要求電子裝置106的各種硬件和軟件資源，以執(zhí)行相應(yīng)模塊的功能。此外，備選地或附加地，在電子裝置106的任何的各個部分中實現(xiàn)本公開中描述的功能，不是該部分形成軟件模塊或?qū)Ｓ玫挠布凸碳K。在很多實例中，可能在套件106的一個以上的部分中實現(xiàn)相同的功能。圖4示出了對本公開的實現(xiàn)的操作過程進行表示的流程圖162。結(jié)合圖1-3中示出的指示和功能來實現(xiàn)圖162表示的過程。該過程便于在具有相機功能的設(shè)備處形成彩色圖像。當(dāng)在開始框164處進入之后，如框168指示的，設(shè)備從目標(biāo)對象接收入射光。當(dāng)這樣布置，并且透鏡快門打開時，光能量入射到光學(xué)濾鏡，以及如框172所指示的，在光學(xué)濾鏡處對入射的光能量進行濾波。然后，如框174所指示的，將由各個濾鏡濾波的濾波后的光能量施加到多個相機透鏡，以及透鏡向相應(yīng)透鏡的焦點聚焦光學(xué)濾波后的光能量。透鏡例如包括晶片透鏡。如框178所指示的，傳感器單元感測由透鏡中的不同透鏡聚焦的聚焦后的光能量。傳感器單元包括感測光強度的單色傳感器單元。放置濾鏡，以使得聚焦后的光能量入射到傳感器單元的不同部分。如框182所指示的，向ISP或者其他適當(dāng)?shù)脑O(shè)備或單元提供感測到的指示，并形成彩色圖像。由傳感器單元向ISP提供的感測到的指示是單色指示。在傳感器單元的不同部分處感測到的指示之間的差異是由傳感器單元的不同部分處感測到的光能量之間的差異造成的。該差異是由不同的濾鏡造成的。ISP使用感測到的指示，并使用各個濾鏡的已知濾鏡特性來創(chuàng)建彩色圖像。在結(jié)束框184處該過程結(jié)束。由此，當(dāng)相機模塊包括本公開的實現(xiàn)時，由于減少了透鏡所需的焦距，尺寸減少的相機模塊是可能的。此外，通過適當(dāng)?shù)剡x擇形成光學(xué)濾鏡的色彩集合，允許減少透鏡的復(fù)雜性，這是因為可以使用具有較低色度性能的透鏡。此外，提高了傳感器單元處能夠感測到的光量，并且允許提供與常規(guī)上由彩色傳感器單元提供的濾色相比，更復(fù)雜的濾色。已經(jīng)以一定程度的特殊性對本公開的當(dāng)前優(yōu)選實現(xiàn)及其很多的改進和優(yōu)勢進行了描述。該描述是實現(xiàn)本公開的優(yōu)選示例，并且對示例的描述不是必然意在限制本公開的范圍。本公開的范圍由隨后的權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種無線設(shè)備的相機模塊，所述相機模塊包括: 多個透鏡，所述多個透鏡中的每個透鏡被配置為聚焦入射光； 多個濾鏡，所述多個濾鏡中的每個濾鏡被布置為與所述多個透鏡中的一個透鏡協(xié)作，所述多個濾鏡中的每個濾鏡具有彩色特性；以及 單色傳感器，被配置為感測由所述多個透鏡聚焦并由所述多個濾鏡濾波的濾波后的聚焦光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡中的每個濾鏡與所述多個濾鏡中的其他濾鏡光學(xué)分離。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，其中，所述多個透鏡包括多個晶片透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡中的至少一個濾鏡包括帶阻濾鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡中的至少一個濾鏡包括帶通濾鏡。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡中的每個濾鏡與所述多個透鏡中的一個透鏡成直線放置，以及每個濾鏡被配置為:對入射光進行光學(xué)濾波，并向所述直線上的透鏡提供濾色光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，其中，所述單色傳感器被配置為:在傳感器表面上限定的多個區(qū)域處感測濾波后的聚焦光。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的相機模塊，其中，所述多個區(qū)域的數(shù)目與所述多個濾鏡的數(shù)目相對應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，其中，所述多個透鏡包括至少4個透鏡，以及所述多個濾鏡包括至少3個光學(xué)濾鏡。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡包括具有紅色濾鏡特性的第一光學(xué)濾鏡。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡包括具有綠色濾鏡特性的第一光學(xué)濾鏡。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡包括具有藍色特性的第一光學(xué)濾鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的相機模塊，其中，所述多個濾鏡包括具有白光濾鏡特性的第一光學(xué)濾鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相機模塊，還包括:處理器，被配置為使用所述單色傳感器感測到的濾波后的聚焦光的傳感器信號來形成彩色圖像。
15.一種用于在具有相機模塊的無線設(shè)備處產(chǎn)生彩色圖像的方法，所述方法包括: 在多個透鏡處接收入射光； 用多個濾鏡對所述入射光進行濾波，每個濾鏡被布置為從所述多個透鏡中的一個透鏡接收光； 在單色傳感器處接收由所述多個透鏡中的每個透鏡聚焦的光；以及 使用所述單色傳感器產(chǎn)生的信號形成彩色圖像。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法， 其中，所述接收包括:在所述單色傳感器的表面處限定的多個區(qū)域處接收光，所述多個區(qū)域?qū)?yīng)于所述多個透鏡。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述多個透鏡包括至少4個相機透鏡，以及所述多個濾鏡包括至少3個濾鏡。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述多個濾鏡包括具有紅色濾鏡特性的第一濾鏡。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述多個濾鏡包括具有綠色濾鏡特性的第一光學(xué)濾鏡。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述多個濾鏡包括具有藍色濾鏡特性的第一光學(xué)濾鏡。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述多個濾鏡包括具有白光濾鏡特性的第一光 學(xué)濾鏡。
全文摘要
本公開提供了用于在相機模塊處創(chuàng)建彩色圖像的裝置和相關(guān)方法。放置多個透鏡，以接收目標(biāo)的入射光能量。光學(xué)濾鏡與一個或多個透鏡相關(guān)聯(lián)。不同的濾鏡表現(xiàn)出不同的光學(xué)特性。對入射光濾波，然后由透鏡向透鏡的相應(yīng)焦點聚焦。單色傳感器單元感測由透鏡聚焦的聚焦光的光強度。使用感測到的指示來形成彩色圖像。
文檔編號H04N9/04GK103108191SQ20121038285
公開日2013年5月15日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者托馬斯·格蘭丁 申請人:捷訊研究有限公司