[发明专利]用于获得超微距图像的系统和方法

说明书

系统包括：一个广角/超广角相机；包括光路折叠元件和长焦透镜模块的折叠长焦相机；一个透镜致动器，用于移动长焦透镜模块以聚焦到3.0厘米和35厘米之间的物体‑透镜的距离，具有物体对图像的放大率在1:5和25:1之间；及一个应用处理器(AP)，其中AP被配置为分析来自UW相机的图像数据，以：对微距图像的序列定义长焦捕获策略，其中所述微距图像的序列具有从一个捕获的微距图像略微转移到另一个捕获的微距图像的聚焦平面；以及从此序列生成新的广角图像，以及其中新的微距图像的聚焦平面和景深可以连续控制。

关联申请案的交叉引用

本申请要求以下美国临时专利申请案的优先权：2020年5月30日提交的第63/032,576号、2020年8月26日提交的第63/070,501号、2020年11月5日提交的第63/110,057号、2020年12月1日提交的第63/119,853号、2020年12月1日提交的第63/119,853号、2021年3月22日提交的第63/164,187号、2021年4月11日提交的第63/173,446号和2021年4月21日提交的第63/177,427号，所有这些内容均通过引用明确地并入本文。

技术领域

本文公开的主题一般涉及微距图像，尤其涉及使用移动长焦(“Tele”或“T”)相机获得此类图像的方法。

背景技术

多相机(其中具有两个相机的“双相机”就是一个例子)现在是便携式电子移动设备(“移动设备”，例如智能手机、平板电脑等)的标准配置。多相机通常包括一个广角视场(或“角度”)的FOV_W相机(“广角(Wide)”或“W”相机)和至少一个附加相机，具有(比FOV_W)更浅的FOV(具有长焦相机的FOV_T)，或超广角视场FOV_UW(比FOV_W更广角，“UW”相机)。图10示出了包括W相机和折叠T相机的已知双相机。

“微距摄影(Macro-photography)”模式正在成为一种流行的差异化因素。“微距摄影”是指捕获靠近相机的物体，使图像传感器上记录的图像几乎与实际捕获的物体一样大。物体大小与图像大小的比率是物体对图像的放大率。对于诸如数字单透镜反光相机(DSLR)之类的系统相机，微距图像的定义是具有大约1:1或更大的物体对图像的放大率，例如1:1.1。在移动设备的环境中，此定义是宽松的，因此物体对图像的放大率约为10:1甚至15:1的图像也被称为“微距图像(Macro image)”。已知的移动设备提供微距摄影能力，这通常是通过使用UW相机实现非常近的聚焦来提供的，UW相机具有相对较短的有效焦距(effectivefocal length；EFL)，例如EFL＝2.5mm。

UW相机可以聚焦到微距摄影所需的近距离(例如1.5厘米至15厘米)，但其空间分辨率较差。例如，EFL＝2.5mm的UW相机聚焦到5cm(透镜-物体距离(lens-objectdistance))处的物体时，物体对图像(object-to-image)的放大率约为19:1。这根据薄透镜方程式：

EFL＝2.5mm，物体-透镜的距离v＝2.6mm，物体-透镜的距离u＝50mm。即使聚焦靠近到1.5厘米，UW相机的物体对图像的放大率也将约为5:1。从这些短的物体-透镜的距离(例如u＝5cm或更小)对于用户来说是非常具有挑战性的—例如它可能会使图像的取景变得非常困难，它可能会阻止捕获流行的微距物体，例如活体(例如昆虫)，以及它可能会引入阴影并使场景中的照明变得模糊。