具有自动可调节长焦视场的双孔径变焦数字摄影机制造技术

本发明专利技术的数字摄影机包括被配置成提供具有广角图像分辨率的广角图像的直立式广角摄影机以及被配置成提供具有高于广角图像分辨率的长焦图像分辨率的长焦图像的折叠式长焦摄影机，广角和长焦摄影机具有对应的广角和长焦视场FOVW和FOVT以及对应的广角和长焦图像传感器，所述数字摄影机还包括适于提供对象或场景与长焦图像传感器之间的折叠光径的旋转OPFE，其中OPFE的旋转相对于FOVW移动FOVT。在一些实施例中，矩形FOVT与矩形FOVW正交。当被包括在具有在FOVW内显示FOVT的用户界面的寄主设备中时，所述用户界面可以被用来相对于FOVW定位FOVT，把FOVT扫描过FOVW，以及采集、存储并显示单独的广角和长焦图像、复合的广角加长焦图像和缝合长焦图像。可以通过连续地跟踪感兴趣的对象来自动(自主)进行FOVT在FOVW内的定位。

Dual aperture zoom digital camera with automatically adjustable long focus field of view

The digital camera of the invention includes a vertical wide angle camera that is configured to provide a wide angle image with wide angle image resolution and a folding long focal camera configured to provide long focal images with a long focal image resolution with a wide angle image resolution, and a wide angle and long focal camera with a corresponding wide angle and long length. The focal field FOVW and FOVT, and the corresponding wide angle and long focal image sensors, the digital camera also includes a rotating OPFE adapted to provide a folded light diameter between the object or the scene and the long focal image sensor, in which the rotation of the OPFE is relative to the FOVW moving FOVT. In some embodiments, the rectangle FOVT is orthogonal to the rectangle FOVW. When included in a host device that is included in a user interface with FOVT in FOVW, the user interface can be used to locate the FOVT relative to the FOVW, scan the FOVT over FOVW, and collect, store and display a separate wide-angle and long focal image, a composite wide-angle plus long focus image and a suture long focal image. The location of FOVT in FOVW can be automatically and autonomously tracked by continuously tracking interested objects.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自动可调节长焦视场的双孔径变焦数字摄影机相关申请的交叉引用本申请要求2015年12月29日提交的美国临时专利申请号62/272,367和2016年7月12日提交的62/361,150的优先权，二者都通过引用的方式被明确地全文合并在本文中。
本文中所公开的实施例总体上涉及数字摄影机，并且特别涉及纤薄变焦数字摄影机。
技术介绍
具有两个背面摄影机(也被称作“双摄影机”或“双孔径”)的寄主设备或者“个人计算和/或通信设备”(比如智能电话)是已知的，例如参见美国专利号9185291。两个背面摄影机具有同时操作来捕获图像的两个图像传感器(或者简称作“传感器”)以及具有不同焦距的透镜。尽管每一个透镜/传感器组合被对准成朝向相同的方向，但是每一个组合将通过两个不同的视场(FOV)捕获相同场景的图像。其中一个摄影机具有“广角”FOV(FOVW)并且另一个摄影机具有较窄的或“长焦”FOV(FOVT)的双孔径变焦摄影机也是已知的，例如参见美国专利号9185291。所述摄影机分别被称作广角和长焦摄影机并且包括对应的广角和长焦传感器。这些传感器分别提供单独的广角和长焦图像。广角图像捕获FOVW，并且与捕获FOVT的长焦图像相比具有较低的空间分辨率。本文中所使用的“FOV”由两条线之间的夹角的正切定义，其中一条线穿过透镜并且平行于透镜光轴，另一条线是透镜与在对应的图像角落上所捕获的任何对象之间的一条线。所述图像可以被合并(融合)在一起，从而形成复合图像。在复合图像中，中心部分是通过组合由具有更长焦距的透镜/传感器组合所取得的相对更高空间分辨率图像而形成的，外围部分由通过具有较短焦距的透镜/传感器组合所取得的相对较低空间分辨率图像的外围部分形成。用户选择期望的变焦数量，并且复合图像被用来从所选择的变焦数量内插数值，以便提供对应的变焦图像。在后文中，本说明书中所使用的“分辨率”指的是表明摄影机的解析能力的图像空间分辨率，所述解析能力由透镜焦距、其孔径直径和传感器像素尺寸决定。其中通过折叠光径获得一幅图像(通常是长焦图像)的双孔径摄影机是已知的，例如参见共同专利技术并且共同所有的美国专利申请号14/455,906，其中教导了包括“直立式”(具有去到对象或场景的直接光轴)广角摄影机和“折叠式”长焦摄影机的变焦数字摄影机，例如还参见后面的图2B。折叠式摄影机的光轴基本上垂直(正交)于直立式摄影机的光轴。折叠式长焦摄影机可以被自动对焦并且光学稳定，这是通过移动其透镜或者通过倾斜插入在其透镜与对应的传感器之间的光径中的光径折叠(反射)单元(例如是棱镜或反射镜，并且也被称作“OPFE”)。为了简单起见，光径折叠单元在本说明书的后文中通常被称作“棱镜”，应当理解的是所述术语可以指代能够实施本文中所描述的折叠光径的功能的任何其他光径折叠(反射)单元。举例来说，标题为“双孔径变焦数字摄影机用户界面”的PCT专利申请PCT/IB2016/056060公开了一种用于操作包括在寄主设备中的双孔径数字摄影机的用户界面，所述双孔径数字摄影机包括广角摄影机和长焦摄影机，所述用户界面包括：被配置成显示至少一个图标以及通过长焦和广角摄影机的至少其中之一所采集的场景的图像的屏幕；定义叠加在由FOVW定义的广角图像上的FOVT的框架；以及用以把屏幕从显示广角图像切换到显示长焦图像的装置。用户界面还包括用以把屏幕从显示长焦图像切换到显示广角图像的装置。用户界面还可以包括：用以采集长焦图像的装置，用以存储和显示所采集的长焦图像的装置，用以同时采集广角图像和长焦图像的装置，用以分开存储和显示广角和长焦图像的装置，对应于长焦图像的对焦指示符和对应于广角图像的对焦指示符。对象辨识是已知的，并且描述了在图像或视频序列中找到并识别对象的任务。为了在计算机视觉系统中实现这一任务已经实施了许多方法。这样的方法可以依赖于基于外观的方法，这是通过使用不同条件下的示例图像和大型模型库，并且/或者可以依赖于包括用以找到对象特征与图像特征之间的可行匹配的搜索的基于特征的方法，这例如是通过使用表面贴片、角落和边缘检测以及匹配。可以使用算法在预览或视频馈送中跟踪所辨识出的对象，其中所述算法是用于分析各个顺序帧并且输出各帧之间的目标的移动。基于运动的对象跟踪的问题可以被分成两个部分：(1)检测每一帧中的移动对象。这可以通过合并用于辨识和跟踪特定对象(例如人脸)的对象辨识算法来实现，或者例如通过检测场景中的任何移动对象来实现。后者可以合并基于高斯混合模型的背景减除算法以及被应用于所得到的前景掩模以便消除噪声的形态学操作。随后团块分析可以检测有可能对应于移动对象的连通像素的群组。(2)例如使用Kalman滤波器之类的运动估计滤波器，随着时间把对应于相同对象的检测相关联。
技术实现思路
在示例性实施例中，提供数字摄影机，包括：被配置成提供具有广角图像分辨率的广角图像的直立式广角摄影机，所述广角摄影机包括广角图像传感器和具有广角视场(FOVW)的广角透镜；被配置成提供具有高于广角图像分辨率的长焦图像分辨率的长焦图像的折叠式长焦摄影机，所述长焦摄影机包括长焦图像传感器和具有长焦视场(FOVT)的长焦透镜；以及适于提供对象或场景与长焦传感器之间的折叠光径的旋转OPFE(例如棱镜)，其中所述棱镜的旋转相对于FOVW移动FOVT。在一个实施例中，广角和长焦图像传感器具有通过对应的高度维度和对应的宽度维度所定义的基本上矩形的形状并且处在正交的平面中，其对应的高度维度彼此正交，从而使得FOVT被旋转在与FOVW成90度。在一个实施例中，在扫描模式下实施FOVT相对于FOVW的移动，所述扫描模式在FOVW内提供多个部分重叠或者邻近的不重叠长焦FOV。在一个实施例中，棱镜旋转具有围绕其中FOVT处于FOVW的中心的零棱镜位置的多达±15度的范围。在一个实施例中，数字摄影机可以被包括在具有用于操作数字摄影机的用户界面的寄主设备中，所述用户界面包括被配置成显示至少一个图标以及通过长焦和广角摄影机的至少其中之一所采集的对象或场景的图像并且显示定义FOVW内的FOVT的框架的屏幕。寄主设备可以具有用于操作数字摄影机的用户界面，所述用户界面包括被配置成显示至少一个图标以及通过长焦和广角摄影机的至少其中之一所采集的对象或场景的图像并且显示定义FOVW内的FOVT的框架的屏幕。在一个实施例中，用户界面还可以包括用于相对于FOVW移动FOVT的装置。在一个实施例中，用户界面还可以包括用于把FOVT扫描过FOVW的装置。在一个实施例中，用户界面还可以包括用于把屏幕从显示广角图像切换到显示长焦图像的装置。在一个实施例中，用户界面还可以包括用以采集长焦图像的装置。在一个实施例中，用户界面还可以包括用以同时采集广角图像和长焦图像的装置。在一个实施例中，用户界面还可以包括用以相对于FOVW自动(自主)移动FOVT以便跟踪感兴趣对象的装置。在这样的情况下，摄影机也可以被称作“自主”摄影机。在一个实施例中，用户界面还可以包括用以同时采集广角和长焦摄影机的视频流的装置。在一个实施例中，表示多个邻近的不重叠长焦FOV的长焦图像被缝合在一起，从而形成使用在与广角图像的融合中的缝合长焦图像。在一个实施例中，至少一幅长焦图像包括被缝合在一起从而形成缝合长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字摄影机，包括：a)被配置成提供具有广角图像分辨率的广角图像的直立式广角摄影机，所述广角摄影机包括广角图像传感器和具有广角视场(FOVW)的广角透镜；b)被配置成提供具有高于广角图像分辨率的长焦图像分辨率的长焦图像的折叠式长焦摄影机，所述长焦摄影机包括长焦图像传感器和具有长焦视场(FOVT)的长焦透镜；以及c)适于提供对象或场景与长焦图像传感器之间的折叠光径的旋转光径折叠单元(OPFE)，其中OPFE的旋转提供FOVT相对于FOVW的移动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.29 US 62/272,367;2016.07.12 US 62/361,1501.一种数字摄影机，包括：a)被配置成提供具有广角图像分辨率的广角图像的直立式广角摄影机，所述广角摄影机包括广角图像传感器和具有广角视场(FOVW)的广角透镜；b)被配置成提供具有高于广角图像分辨率的长焦图像分辨率的长焦图像的折叠式长焦摄影机，所述长焦摄影机包括长焦图像传感器和具有长焦视场(FOVT)的长焦透镜；以及c)适于提供对象或场景与长焦图像传感器之间的折叠光径的旋转光径折叠单元(OPFE)，其中OPFE的旋转提供FOVT相对于FOVW的移动。2.根据权利要求1所述的数字摄影机，其中，广角和长焦图像传感器分别具有通过对应的高度维度和对应的宽度维度所定义的基本上矩形的形状，并且广角和长焦图像传感器处在正交的平面中并且其对应的高度维度彼此正交，从而使得FOVT被旋转在与FOVW成90度。3.根据权利要求1所述的数字摄影机，其中，在扫描模式下实施FOVT相对于FOVW的移动，所述扫描模式在FOVW内提供多个邻近的不重叠长焦FOV。4.根据权利要求2所述的数字摄影机，其中，在扫描模式下实施FOVT相对于FOVW的移动，所述扫描模式在FOVW内提供多个邻近的不重叠长焦FOV。5.根据权利要求1所述的数字摄影机，其中，OPFE的旋转具有围绕其中FOVT处于FOVW的中心的零OPFE位置的多达±15度的范围。6.根据权利要求1所述的数字摄影机，其被包括在具有用于操作数字摄影机的用户界面的寄主设备中，所述用户界面包括被配置成显示至少一个图标以及通过长焦和广角摄影机的至少其中之一所采集的对象或场景的图像并且显示定义FOVW内的FOVT的框架的屏幕。7.根据权利要求2所述的数字摄影机，其被包括在具有用于操作数字摄影机的用户界面的寄主设备中，所述用户界面包括被配置成显示至少一个图标以及通过长焦和广角摄影机的至少其中之一所采集的对象或场景的图像并且显示定义FOVW内的FOVT的框架的屏幕。8.根据权利要求6所述的数字摄影机，其中，用户界面还包括用于相对于FOVW移动FOVT的装置。9.根据权利要求7所述的数字摄影机，其中，用户界面还包括用于相对于FOVW移动FOVT的装置。10.根据权利要求6所述的数字摄影机，其中，用户界面还包括用于把FOVT扫描过FOVW的装置。11.根据权利要求7所述的数字摄影机，其中，用户界面...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·沙布岱，E·戈登堡，E·卡利，N·科恩，G·阿维汉姆，R·卡特兹，
申请(专利权)人：核心光电有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列,IL