[发明专利]成像装置及其方法

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2005/035189，国际申请日为2005年 9月30日，进入中国国家阶段的申请号为200580039822.X，名称为“成像装置及 其方法”的发明专利申请的分案申请。

相关专利文件

本专利文件依照35U.S.C.§119(e)，要求对2004年10月1日提交的序列号为 60/615,179的美国临时专利申请、和2005年1月27日提交的序列号为60/647,492 的美国临时专利申请的优先权，两者通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明一般涉及成像应用，尤其涉及处理图像数据以聚焦和/或校正图像数据。

背景技术

诸如涉及相机、摄像机、显微镜、望远镜等的成像应用通常受限于所采集的 光的量。即，大多数成像装置不记录关于进入该装置的光分布的大部分信息。例如， 诸如数码静态相机和摄像机的传统相机不记录关于从外界进入的光分布的大部分 信息。在这些装置中，所采集的光常常不能用各种方法处理，诸如聚焦在不同深度 (距成像装置的距离)、校正透镜像差或控制视角。

对于静态成像应用，捕获特定场景的典型成像装置通常聚焦在场景中的目标 或对象，而该场景的其它部分落在焦点之外。对于视频成像应用，存在类似的问题， 其中视频应用中使用的图像采集不能焦点对准地捕获场景。

许多成像应用遭受用于采集光的器件(透镜)的像差。这种像差可包括例如 球面像差、色差、畸变、光场弯曲、斜像散、以及彗形像差。对像差的校正一般涉 及使用校正光学部件，此时易于向成像装置添加体积、支出和重量。在诸如相机电 话和安全相机的一些得益于小型光学部件的应用中，与应用相关联的物理限制不期 望包括附加光学部件。

与以上相关联的困难已对包括涉及数字图像的获取和改变的图像应用提出了 挑战。

发明内容

本发明涉及克服与成像装置及其实现相关的上述挑战和其它挑战。本发明在 许多实现和应用中例示，其中一部分将在下文中概述。

根据本发明的一示例实施方式，用表征被检测光的方向信息来检测该光。对 应于再聚焦图像和经校正图像之一或两者，方向信息与被检测光一起用来产生虚 像。

根据本发明的另一示例实施方式，对在场景中不同焦深的两个或多个目标进 行成像，其中将场景的对应于各个目标的部分成像在不同的焦平面。来自场景的光 在一物理焦平面上聚焦并与表征方向的信息一起被检测，其中该光从该方向到达物 理焦平面上的特定位置。对于位于未聚焦在物理焦平面上的景深的至少一个目标， 确定与物理焦平面不同的虚焦平面。使用被检测光及其方向特性，光的对应于虚焦 平面上至少一个目标的聚焦图像的部分被采集并累加以形成该至少一个目标的虚 聚焦图像。

根据本发明再一示例实施方式，对场景进行数字成像。对传输到焦平面上不 同位置的来自场景的光进行检测，并对在焦平面上不同位置检测到的光的入射角进 行检测。被检测光所源自的场景部分的景深被检测，并与所确定的入射角一起用于 对被检测光进行数字化重新排列。取决于应用，重新排列包括再聚焦和/或校正透 镜像差。

本发明的以上归纳并不旨在描述本发明的各个示出实施方式或每个实现。下 文的附图和详细描述更具体地例示了这些实施方式。

附图说明

考虑到下文中与附图相关的本发明的各个实施方式的详细描述，可更透彻地 理解本发明，在附图中：

图1是根据本发明一示例实施方式的光线捕捉和处理装置；

图2是根据本发明另一示例实施方式的光学成像装置；

图3是根据本发明又一示例实施方式的图像处理的过程流程图；

图4是根据本发明另一示例实施方式的用于产生预览图像的过程流程图；

图5是根据本发明又一示例实施方式的用于处理和压缩图像数据的过程流程 图；

图6是根据本发明另一示例实施方式的用于图像合成的过程流程图；

图7是根据本发明又一示例实施方式的用于图像再聚焦的过程流程图；

图8是根据本发明另一示例实施方式的用于延伸图像中景深的过程流程图；

图9是根据本发明又一示例实施方式的用于延伸图像中景深的另一方法的过 程流程图；