CN103024199A - 一种智能拍照手机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及手机技术领域，具体涉及一种智能拍照手机，所述智能拍照手机包括：图像采集模块，用于采集拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号；数字图像模块，用于将所述每个像素点上的光场电信号转换成对应数字信号形成包含有多个焦点的数字图像。本发明通过图像采集模块采集拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号，由数字图像模块将每个像素点上光场电信号转换成数字信号形成包含有多个焦点的数字图像，有效解决了传统拍照手机因对焦功能不完善导致所拍的只有一焦点的照片质量不高及后期编辑处理时无法重新定焦的问题。

Description

一种智能拍照手机

技术领域

本发明涉及技术智能手机技术领域，具体涉及一种智能拍照手机。

背景技术

目前，手机作为一种可实时进行通讯的便携式设备，已经成为人际交往与沟通过程中不可或缺的通讯工具。手机在初期应用阶段仅具备拨打和接听无线电话的功能，只是一种具备无线通话功能的便携式通讯工具。随着通讯技术的不断进步和用户需求的多样化发展，手机逐渐具备短信息收发功能和收音机功能。特别是进入二十一世纪以来，信息化技术的发展突飞猛进，用户迫切希望通过手机可以获取和传递越来越多的信息，随之而来的就是手机逐渐集成了GPS、可视通话、无线上网、摄像等多种信息化技术。

摄像技术在很多场合下通常由相机和摄像机来实现，由于摄像用的镜头受到光学和机械结构的限制很难实现微型化设计，而用户出于便携性考虑则要求手机尽可能地采用轻薄化设计，但相机和摄像机的镜头很难用于手机。

虽然手机扩展摄像功能的技术在二十世纪后期已经得到了应用，但手机上的摄像头模块由于结构和技术条件限制，缺少自动对焦组件，无法实现被拍摄对象的精确对焦功能，手机拍摄的照片通常画质较低，不能很好地满足用户对特定图像信息的采集需求。

随着数码相机技术的飞速发展，一方面感光器件的像素越来越高，且低功耗的CMOS感光器件应用越来越广泛，另一方面，各种自动对焦技术也逐渐得到应用和完善。自动对焦(AF)是数码相机(DSC)中常见功能，用来确保相机能精准地对拍摄物体对焦，进而拍出清晰锐利的照片。

由于手机非常讲究影像质量、尺寸及低成本，因此目前数码相机最常见的自动对焦制动器(亦即步进马达)并不适用于手机市场，现今大多数手机的自动对焦摄像头，均采用音圈马达(VCM)技术；此外还包括微机电系统(MEMS)、Liquid Crystal、Piezo Motor等解决方案，大致可被分为镜头移动式(Lens-motion-type)AF和镜头变形(Lens-modification-type)AF两大类。

其中，使用镜头移动式自动对焦有2项关键要求：动作控制必须达到光学级的精准度和制动器必须维持低功耗且不能占用太多空间。虽然搭载自动对焦功能的数码相机采用步进马达，但由于尺寸与功耗的因素，步进马达始终无法被使用在手机摄像头模块中。而镜头变形式自动对焦，则包含液态成像镜或液晶元件，而这类自动对焦的功能，是藉由改变光学镜头组形状或折射率来达到变焦目的。VCM由于具备高产量与低成本优势是目前手机市场上自动对焦的主流解决方案，VCM类似喇叭中的制动器，采用磁铁与线圈来产生制动力，如果用的VCM不够精准，则会降低影像质量；手机对于移动控制的要求远比喇叭来得严苛，且VCM的高功耗问题在录制影像时会更加地被凸显。

随着手机像素快速向上演进以及手机摄像头模块的尺寸持续微型化，使得手机制造商开始寻找VCM的替代方案。通过采用新型高像素的CMOS感光器件和微型自动对焦技术，现在的手机已经可以实现高质量的图像拍摄，但由于手机的轻薄化结构限制，手机摄像头所用的自动对焦技术仍不完善，无法与数码相机的精确自动对焦技术相提并论，所拍摄的照片画质还达不到数码相机的图像解析度；另外，现有拍照手机捕捉到的光照信息都是记录在整张照片上的，一旦拍摄结束后就无法再对照片进行重新定焦。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的缺点而提供一种智能拍照手机，旨在解决现有拍照手机因对自动焦功能不完善导致所拍摄的照片的质量不高以及拍摄结束后就无法再对照片进行重新定焦的问题。

本发明是这样实现的，一种智能拍照手机，包括：

图像采集模块，用于采集拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号；

数字图像模块，用于将所述每个像素点上的光场电信号转换成对应数字信号形成包含有多个焦点的数字图像。

所述图像采集模块包括：

光场信号采集模块，用于采集所述拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号，使所述光场信号对应于所述图像每个所述像素点；

信号图像处理模块，用于将对应于所述图像每个所述像素点的所述光场信号转换成所述图像上每个像素点上的光场电信号。

所述光场信号采集模块包括：

光场感应器，设于红外滤光片与所述信号图像处理模块之间，用于采集经所述红外滤光片红外滤光后的用于采集所述拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号；

光场信号处理模块，用于处理所述光场感应器采集的光场信号，使所述光场信号对应于所述图像每个所述像素点。

所述数字图像模块包括：

A/D转换单元，用于将所述图像上所述每个像素点上的光场电信号对应转换成数字信号；

数字图像处理单元，用于将所述数字信号处理成包含有多个焦点的数字图像。

所述数字图像处理单元采用DSP数字图像处理器。

所述光场信号包括所述拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光强、颜色和方向信号。

所述信号图像处理模块包括图像传感器，

所述图像传感器采用CMOS图像传感器。

所述智能拍照手机进一步包括：

图像定焦处理模块，用于根据所述图像上每个所述像素点对应的光场信号对所述图像进行定位对焦。

本发明通过图像采集模块采集拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号，由数字图像模块将所述每个像素点上的光场电信号转换成对应数字信号形成包含有多个焦点的数字图像，这样，在拍摄完成后，在所得到的照片上不同位置进行观看时，均能看到以该位置为中心的清晰的图像，而且非常适宜于后期选择相应的视角位置对图片进行处理，从而能有效地解决因传统拍照手机对焦功能不完善导致所拍摄的只有一个焦点的照片质量不高以及后期编辑处理时无法重新定焦的问题。

附图说明

图1所示本发明实施例提供的智能拍照手机的结构示意图；

图2所示本发明实施例提供的图像采集模块的结构示意图；

图3所示为本发明实施例提供的图像采集模块的硬件结构示意图；

图4所示为本发明实施例提供的数字图像模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

参见图1所示，该图示出了本发明实施例提供的一种智能拍照手机的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例有关的部分。

参见图1所示，本发明实施例提供的智能拍照手机，包括图像采集模块100以及数字图像模块200；

图像采集模块100，用于采集拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号；数字图像模块200，用于将所述每个像素点上的光场电信号转换成对应数字信号形成包含有多个焦点的数字图像。

所述光场信号包括所述拍摄目标在拍摄瞬间在不同方向上光线的光强、颜色和方向信号。

当所述智能拍照手机在拍摄时，图像采集模块100采集拍摄目标在拍摄瞬间在不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号，使形成的所述图像上所述每个所述像素点对应于相应的光场电信号，再由数字图像模块200将所述图像上所述的每个像素点上的光场电信号转换成对应数字信号形成包含有多个焦点的数字图像。

由于所述光场信号包括所述拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光强、颜色和方向信号，数字图像模块200形成图像中就形成了包含了多个焦点的数字图像，而非现有智能手机形成的数字图像只有一个焦点，从而使得本发明实施例所述的智能手机拍摄的图像，在不需要进行对焦就可以实现拍摄，并适合于后期对图片进行编辑处理，选择图片上任意的视角位置对照片进行观看或编辑处理，均不会影响图片的清晰度。

本发明实施例中，所述信号图像处理模块采用CMOS图像传感器，当然，也可以采用CCD图像传感器。

参见图2所示，本发明实施例中，所述图像采集模块100包括光场信号采集模块110及信号图像处理模块120：

光场信号采集模块110，用于采集所述拍摄目标的不同方向上光线的光场信号，使所述光场信号对应于所述图像每个所述像素点；

信号图像处理模块120，用于将对应于所述图像每个所述像素点的所述光场信号转换成所述图像上每个像素点上的光场电信号。

本发明实施例中，所述光场信号采集模块110包括：

光场感应器，设于红外滤光片与所述信号图像处理模块之间，用于采集经所述红外滤光片红外滤光后的用于采集所述拍摄目标在拍摄瞬间的不同方向上光线的光场信号；

光场信号处理模块，用于处理所述光场感应器采集的光场信号，使所述光场信号对应于所述图像每个所述像素点。

由于所述光场传感器由大量的微镜头构成，可分别采集被拍摄目标不同方向反射的光线，从而图像采集模块100可以一次同时拍摄出一组不同景深的照片，且每张不同景深的照片都包含一个聚焦点，从而实现了拍出的照片包含有多个焦点，可由用户在后期根据自己的选择图片上相应的视角位置对照片进行编辑处理，均不会影响到图片的清晰度。

所述光场感应器设置于所述智能手机的图像采集模块中，参见图3所示，该图示出了本发明实施例提供的所述图像采集模块的硬件结构，为了便于说明，仅示出与本发明实施例有关的部分。

请参阅图3，所述的图像采集模块的硬件结构包括依次顺序排列设置的镜头外壳1，第一镜头组件2，第二镜头组件3，第三镜头组件4，红外滤光片5，镜头底座6，光场传感器7，感光芯片8，感光电路板9。

所述感光电路板9，感光芯片8是本发明实施例所述信号图像处理模块120的一部分，所述镜头底座6，红外滤光片5，第三镜头组件2，第二镜头组件2，第一镜头组件1，镜头外壳1构成本发明实施例所述图像采集模块的镜头模块，所述光场传感器9为本发明实施例所述的光场信号采集模块110中包含的所述光场传感器。

所述感光电路板9，感光芯片8，镜头底座6，红外滤光片5，第三镜头组件3，第二镜头组件2，第一镜头组件1，镜头外壳1的结构与现有智能拍照手机的摄像头模块的结构相同，此处不再进行描述。

进一步的，为了保护光场传感器7在遭受外界冲击时不被损坏，在该光场传感器7与感光芯片8、红外滤光片5之间分别增加一环形弹性垫圈。

较优的，所述的环形弹性垫圈为海绵制成。

本发明实施例中，所述摄像头模块与现有智能拍照手机的不同之处在于，本发明实施例所述摄像头模块包含一光场传感器7，设置在感光芯片8与红外滤光片5之间，用于在拍摄目标的反射光信号在到达感光芯片8前，采集拍摄目标在拍摄瞬间的包括光强、颜色和方向的光场信号，然后再送入所述感光芯片8、感光电路板9，由感光芯片8、感光电路板9把光场信号转换成对应电信号，经过后续程序的处理成为数字照片。

本发明实施例中，所述的感光电路板9采用CMOS感光电路板,所述的感光芯片8采用CMOS感光芯片。

参见图4所示，本发明实施例中，所述数字图像模块200包括：

A/D转换单元210，用于将将所述图像上所述每个像素点上的光场电信号对应转换成数字信号；数字图像处理单元220，用于将所述数字信号处理成包含有多个焦点的数字图像后存储在智能手机的内置存储器或外设存储器中。

本发明实施例中，所述数字图像处理单元采用DSP数字图像处理器。

本发明实施例中，所述智能拍照手机进一步包括图像定焦处理模块；

图像定焦处理模块，包含智能拍照手机的图片编辑处理模块中，所述的图片编辑处理模块与所述智能拍照手机的微处理器连接。

在用户启用所述的图片编辑处理模块对拍摄的图片进行后续编辑处理时，所述的图像定焦处理模块根据所述图像上每个所述像素点对应的光场信号对进行观看的图像进行定位对焦。

具体的，当需要对存储在智能手机的内置存储器或外设存储器中的照片进行编辑处理时，该图像定焦处理模块自动所述图像上每个所述像素点对应的光场信号对所述图像进行定位对焦，算出预合焦位置对形成的数字图片进行重新定位对焦，当拍照完成后要看拍摄的照片时，由该图像定焦处理模块根据照片上每个像素点与对应的光场信号关系进行偏差运算，算出预合焦位置对形成的数字图片进行重新定位对焦，从而做到可任意改变焦点，而不会影响图像的清晰度，从而克服了现有拍照手机在拍摄结束后无法重新调整照片的对焦点的缺点。

本发明实施例所述智能拍照手机，在拍摄时就无需用户花费太多的时间和精力去完成拍摄目标的对焦操作，用户只需对准拍摄目标，设定好各种拍摄参数，轻轻按下拍照按钮，无需进行对焦，即可实现拍摄，能够简化用户的拍摄操作，轻松捕获各种精彩瞬间,并且方便用户在拍摄完成后对所拍摄照片进行重新定焦，满足用户审美需求。

本发明通过图像采集模块采集拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号，由数字图像模块将所述每个像素点上的光场电信号转换成对应数字信号形成包含有多个焦点的数字图像，这样，在拍摄完成后，在所得到的照片上不同视角位置进行观看时，均能看到以该视角位置为中心的清晰的图像，而且非常适宜于后期选择相应的位置对图片进行处理，从而能有效地解决传统拍照手机对因焦功能不完善导致所拍摄的只有一个焦点的照片质量不高以及后期编辑处理时无法重新定焦的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种智能拍照手机，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号并将所述光场信号转换成图像上每个像素点上的光场电信号；

数字图像模块，用于将所述每个像素点上的光场电信号转换成对应数字信号形成包含有多个焦点的数字图像。

2.根据权利要求1所述的智能拍照手机，其特征在于，所述图像采集模块包括：

光场信号采集模块，用于采集所述拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号，使所述光场信号对应于所述图像每个所述像素点；

信号图像处理模块，用于将对应于所述图像每个所述像素点的所述光场信号转换成所述图像上每个像素点上的光场电信号。

3.根据权利要求2所述的智能拍照手机，其特征在于，所述光场信号采集模块包括：

光场感应器，设于红外滤光片与所述信号图像处理模块之间，用于采集经所述红外滤光片红外滤光后的所述拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光场信号；

光场信号处理模块，用于处理所述光场感应器采集的光场信号，使所述光场信号对应于所述图像每个所述像素点。

4.根据权利要求1所述的智能拍照手机，其特征在于，所述数字图像模块包括：

A/D转换单元，用于将所述图像上所述每个像素点上的光场电信号对应转换成数字信号；

数字图像处理单元，用于将所述数字信号处理成包含有多个焦点的数字图像。

5.根据权利要求4所述的智能拍照手机，其特征在于，所述数字图像处理单元采用DSP数字图像处理器。

6.根据权利要求1所述智能拍照手机，其特征在于，所述光场信号包括所述拍摄目标在拍摄瞬间不同方向上光线的光强、颜色和方向信号。

7.根据权利要求2所述的智能拍照手机，其特征在于，所述信号图像处理模块包括图像传感器，

8.根据权利要求7所述的智能拍照手机，其特征在于，所述图像传感器采用CMOS图像传感器。

9.根据权利要求1~8任一项所述的智能拍照手机，其特征在于，所述智能拍照手机包括：

图像定焦处理模块，用于根据所述图像上每个所述像素点对应的光场信号对所述图像进行定位对焦。

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