CN103618849A - 一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，采用独特的摄像系统获取图像或视频；所述的摄像系统中，机身前面板上设有作为集成式镜头接口的圆形开口；所述的机身内设置有N个图像传感器(13)；镜头的镜筒内集成有N个具有不同焦距的子镜头(4)；所述的N个图像传感器均偏移所述圆形开口的轴线设置；N个子镜头的光轴分别与N个图像传感器中心点对准，形成N条成像光路。该基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法使用方便，且兼顾多个定焦镜头的卓越光学性能和一机一镜的便携性。本发明最大的优势在于兼顾了高画质、便携性、切换便利、续航能力好，市场前景好。

Description

一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法

技术领域

本发明涉及一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法。

背景技术

现有的主流摄像系统总体上分为可换镜头相机和不可换镜头相机。

不可换镜头相机主要是卡片机，即采用一个机身和一个镜头，而且机身和镜头是完全固连在一起的，用户使用时无法拆卸，这种模式最大的问题就是，1)如果是自动变焦镜头，其镜头的变焦需要由机身驱动，耗电极快，电池的续航能力差，一般一块电池只能拍几十张照片或百多张照片，虽然总体上很轻便，但是电池续航能力无法满足广大用户的要求。

对于可换镜头的相机，主要是单反和微单(如索尼的nex系列微单，尼康的J系列，佳能的EOS M系列)；这种相机都是机身中有一片图像传感器，由于采用可换镜头的卡口，因而通过镜头群的支持，以获得优异的成像。但是这种相机的缺点也是显而易见的，因为一次只能接入一个镜头，对于专业摄影师，需要配备多个定焦头，旅行或执行专门拍摄任务时，需要同时携带多枚镜头外出，不但重量大，而且切换镜头的过程也是较为繁琐：先要取下镜头，再换上另一个镜头，套上镜头后盖，换镜头的过程中，容易导致机身内部有灰尘侵入，而且，如果在恶劣环境中工作，换镜头的过程变得越发艰苦。

因此，有必要设计一种全新的摄像方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，该基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法构思新奇，使用方便，且兼顾多个定焦镜头的卓越光学性能和一机(机身)一镜(镜头)的便携性，非常适合于外出旅行拍照。

发明的技术解决方案如下：

一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，采用具有集成式镜头和多个图像传感器的摄像系统获取图像或视频；

所述的具有集成式镜头和多个图像传感器的摄像系统包括机身(1)和集成式镜头(2)；机身前面板上设有作为集成式镜头接口的圆形开口，所述的集成式镜头对接在该圆形开口上；

所述的机身内设置有N个图像传感器(13)；所述的集成式镜头的镜筒内集成有N个具有不同焦距的子镜头(4)；3≤N≤12，N为自然数；每一个子镜头中包含有一组镜片；

所述的N个图像传感器均偏移所述圆形开口的轴线设置，N个图像传感器沿轴线的周向布置，图像传感器所在平面与所述轴线垂直；N个图像传感器的中心与所述的轴线的距离均相同；

N个子镜头的光轴均与集成式镜头的轴心线平行；且N个子镜头布置在轴心线的周向；

N个子镜头的光轴分别与N个图像传感器中心点对准，形成N条成像光路；

机身中通过触点或导线与集成式镜头电连接；

机身上设有显示屏；

N个图像传感器位于同一平面内且沿轴线的周向等分布置；N个子镜头沿轴心线的周向等分布置；

光线通过集成式镜头的N个子镜头分别投射到N个图像传感器上，形成N个数字文件，机身中集成的处理器将该N个数字文件中的至少一个数字文件存储在机身内集成的存储器中；所述的数字文件为图像或视频。

当所述的数字文件为图像时，采用以下任一种方式将图像存储到机身中集成的存储器中；

方法1：将原始格式即RAW格式的图像文件直接存储在存储器中；

方法2：将RAW格式的图像文件进行机内处理后，转换成JPG格式的图像文件存储在存储器中；

方法3：既将RAW格式的图像文件存储在存储器中，也将由RAW格式的图像文件转换形成的JPG格式的图像文件存储在存储器中。

N为4-6之间的整数。

3.根据权利要求1所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，，其特征在于，圆形开口为机身卡口(11)，集成式镜头的后端设有与所述的机身卡口适配的镜头卡口；在机身卡口和镜头卡口上分别设有互相适配的用于锁定集成式镜头的卡口销(14)和销孔(224)。【可以通过卡口或焊接等其他模式固定，卡口为可拆卸镜头模式，其他模式为不可拆卸模式，如许多卡片式数码相机的镜头与机身的连接关系，为现有技术】

4.根据权利要求3所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，，其特征在于，机身卡口和镜头卡口上分别设有一组静触点(12)和一组圆形弹性触点(211)，机身与集成式镜头卡合时，静触点(12)和圆形弹性触点(211)相互接触形成电连接。

5.根据权利要求4所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，机身卡口和镜头卡口上分别设有N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)；N组静触点(12)沿圆形开口的周向等分布置；N组圆形弹性触点(211)沿所述的轴心线周向等分布置，与集成式镜头卡合时，N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)相互接触形成电连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，机身上设有电子取景器；机身上设有用于显示画面切换或子镜头切换的按键或拨轮；【显示画面切换，是指切换到不同的图像传感器获取的静态图像或实时动态图像】所述的按键为导航键；

通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像投射到电子取景器中；

当启动实时取景功能时，通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像在显示屏上实时显示，便于实时取景和对焦操作；

存储的时候，通过机身内的模式设置，选择同时保存N幅数字图像，也可以只保存当前通过拨轮或导航键选中的当前选中通道的图像或视频。

机身或集成式镜头上设有对焦马达，在机身或集成式镜头上设有光学防抖系统。

作为优选：N为4-6之间的整数；圆形开口为机身卡口(11)，集成式镜头的后端设有与所述的机身卡口适配的镜头卡口；机身卡口和镜头卡口上分别设有N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)；N组静触点(12)沿圆形开口的周向等分布置；N组圆形弹性触点(211)沿所述的轴心线周向等分布置，在机身卡口和镜头卡口上分别设有互相适配的用于锁定集成式镜头的卡口销(14)和销孔(224)；与集成式镜头卡合时，N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)相互接触形成电连接；机身上设有用于显示画面切换或子镜头切换的按键或拨轮；机身上设有电子取景器；机身或集成式镜头上设有对焦马达，在机身或集成式镜头上设有光学防抖系统；图像传感器为CMOS传感器，图像传感器为单层或三层传感器；机身的顶部设有闪光灯和快门按键(3)，机身中集成有自动／手动对焦模块，图像传感器为方形，显示屏上设有触摸感应层；图像传感器的尺寸为4／3画幅、135全画幅或APS-H画幅、APS-C画幅、1／1.63英寸画幅或1／1.7英寸画幅；

机身上设有电子取景器；机身上设有用于显示画面切换或子镜头切换的按键或拨轮；所述的按键为导航键；

通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像投射到电子取景器中；

当启动实时取景功能时，通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像在显示屏上实时显示，便于实时对焦操作；

存储的时候，通过机身内的模式设置，选择同时保存N幅数字图像，也可以只保存当前通过拨轮或导航键选中的当前选中通道的图像或视频。

所述的机身可以是单反相机的机身、卡片机机身、微单相机／单电相机机身，也可以是手机(如苹果手机或其他智能手机或非智能手机)。

有益效果：

本发明的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，是一种全新的独创的摄像方法，完全不同于现有的主流相机图像获取方法，其核心构思在于：机身上集成有多个图像传感器与集成式镜头上的多个子镜头适配，可以同时获得多个图像或多个视频。本发明的主要优点如下：

1)高画质：由于该方法涉及的具有集成式镜头和多个图像传感器的摄像系统集成了多个定焦头和多个传感器，众所周知，定焦头相比与变焦头具有更高的光学性能，因此，定焦头之间切换相比于传统的卡片机的变焦镜头和单反的变焦镜头，更容易保障高质量的图像画质，其图像品质可以做到与单反的定焦头相当。

2)焦距切换方便，通过拨轮或菜单切换(如触摸屏)或导航键切换，可以方便从一个子镜头切换到另一个子镜头，切换简便。

3)便携性好。一个集成式镜头集成了多个定焦镜头(子镜头)，相比多个单独的镜头，便携性更好。

4)电池续航能力强。由于变焦的过程无需通过马达驱动，直接切换即可，因而，能最大限度的节省电能，尤其使用电子取景器时，更省电，续航能力可以做到与一般的单反相当，因此，这一点相比卡片机具有极大的优势。切换传感器的时候，可以将其他图像传感器休眠，即只激活一个传感器，这样省电效果更佳。

5)采用可换镜头的卡口对接时，可以采用现有的多种卡口类型，对于生产厂家来说，无需研发新的卡口【采用原有卡口即可】，因此，便于推广实施。

可以说，这种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法集众美于一身，既有单反的高画质，有克服了一个单反佩戴多个镜头的便携性差的缺点，既有卡片机的便携性，又相比卡片机具有更强的电池续航性能，而且，构造新颖。

综上所述，本发明最大的优势在于兼顾了高画质、便携性、切换便利、续航能力好，市场前景好。

附图说明

图1为基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取系统的总体结构示意图；

图2为机身正面的结构示意图(4个传感器，1组触点的情况)；

图3为集成式镜头的外观图；

图4为集成式镜头的剖视图；

图5为集成式镜头的后端结构示意图(4个传感器，1组触点的情况)；

图6为机身正面的结构示意图(4个传感器，4组触点的情况)；

图7为集成式镜头的后端结构示意图(4个传感器，4组触点的情况)；

图8为机身正面的结构示意图(6个传感器，1组触点的情况)；

图9为集成式镜头的后端结构示意图(6个传感器，1组触点的情况)；

图10为机身正面的结构示意图(3个传感器，1组触点的情况)；

图11为集成式镜头的后端结构示意图(3个传感器，1组触点的情况).

标号说明：1-机身，2-集成式镜头，3-快门按键，4-子镜头，

11-机身卡口，12-静触点；13-图像传感器；14-卡口销。

211-圆形弹性触点；213-透光通道；

221-防滑条，224-销孔。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

实施例1：

如图1-5，一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，所采用的具有集成式镜头和多个图像传感器的摄像系统包括机身1和集成式镜头2；机身前面板上设有作为集成式镜头接口的圆形开口，所述的集成式镜头对接在该圆形开口上；

所述的机身内设置有4个图像传感器13；所述的集成式镜头的镜筒内集成有4个具有不同焦距的子镜头4；每一个子镜头中包含有一组镜片；

所述的N个图像传感器均偏移所述圆形开口的轴线设置，4个图像传感器沿轴线的周向布置，图像传感器所在平面与所述轴线垂直；4个图像传感器的中心与所述的轴线的距离均相同；

4个子镜头的光轴均与集成式镜头的轴心线平行；且4个子镜头布置在轴心线的周向；

4个子镜头的光轴分别与4个图像传感器中心点对准，形成4条成像光路；

机身通过触点与集成式镜头电连接；【用于信息传输，以及用于处理器为集成式镜头供电】，【作为变形，机身还可以通过导线与集成式镜头电连接；通过导线连接时，可以是焊接，也可以是在集成式镜头和机身上各设有一个插口，用带插头的导线连接。】机身上设有显示屏。

4个图像传感器位于同一平面内且沿轴线的周向等分布置；4个子镜头沿轴心线的周向等分布置。--采用这种布置方式是为了更为美观，如果采用非对称的模式，也是可以的。只要形成4条成像光路即可。

圆形开口为机身卡口11，集成式镜头的后端设有与所述的机身卡口适配的镜头卡口；在机身卡口和镜头卡口上分别设有互相适配的用于锁定集成式镜头的卡口销14和销孔224。【卡口为可拆卸镜头模式，作为变形，还可以焊接等其他模式固定，其他模式为不可拆卸模式，如许多卡片式数码相机的镜头与机身的连接关系，为现有技术】卡口销-销孔的配合结构为现有卡口采用的常用技术手段。

机身卡口和镜头卡口上分别设有一组静触点12和一组圆形弹性触点211，机身与集成式镜头卡合时，静触点12和圆形弹性触点211相互接触形成电连接。

机身上设有用于显示画面切换或子镜头切换的按键或拨轮。【显示画面切换，是指切换到不同的图像传感器获取的静态图像或实时动态图像】

机身上设有电子取景器。拨轮、按键和电子取景器和显示屏等均为现有的成熟技术。

当所述的数字文件为图像时，采用以下任一种方式将图像存储到机身中集成的存储器中；

方法1：将原始格式即RAW格式的图像文件直接存储在存储器中；

方法2：将RAW格式的图像文件进行机内处理后，转换成JPG格式的图像文件存储在存储器中；

方法3：既将RAW格式的图像文件存储在存储器中，也将由RAW格式的图像文件转换形成的JPG格式的图像文件存储在存储器中。

通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像投射到电子取景器中。

当启动实时取景功能时，通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像在显示屏上实时显示，便于实时对焦操作。

存储的时候，可以通过模式设置，同时保存N幅数字图像，也可以只保存当前通过拨轮或导航键选中的当前选中通道的图像。

实施例2：

其余同实施例1，不同之处在于，参见图6和图7，机身卡口和镜头卡口上分别设有4组静触点12和4组圆形弹性触点211；4组静触点12沿圆形开口的周向等分布置；4组圆形弹性触点211沿所述的轴心线周向等分布置，与集成式镜头卡合时，4组静触点12和N组圆形弹性触点211相互接触形成电连接。这样触点均匀分布，外形也更美观，而且当触点数量较多，通过这种模式更合理。

实施例3：

其余同实施例1，不同之处在于，参见图8和图9，集成式镜头集成有6个子镜头，机身中集成有6个图像传感器。

实施例4：

其余同实施例1，不同之处在于，参见图10和图11，集成式镜头集成有3个子镜头，机身中集成有3个图像传感器。

其余需要说明的是：机身或集成式镜头上设有对焦马达，在机身或集成式镜头上设有光学防抖系统；图像传感器为CMOS传感器，图像传感器为单层或三层传感器；机身的顶部设有闪光灯和快门按键3，机身中集成有自动／手动对焦模块，图像传感器为方形，显示屏上设有触摸感应层；图像传感器的尺寸为4／3画幅、135全画幅或APS-H画幅、APS-C画幅、1／1.63英寸画幅或1／1.7英寸画幅。

图像传感器可以是CCD传感器，也可以是CMOS传感器，可以是单层的马赛克传感器，也可以是三层的传感器，(参考sigma公司采用的FOVEON X3全色彩影像感测芯片)

可以采用插口实现镜头与机身的处理器相连，通过导线连接插口与集成式镜头上的电子接口，完成数据通信，并通过该插口为集成式镜头供电。

图像传感器为CCD传感器或CMOS传感器；图像传感器为单层马赛克传感器或三层X3型传感器【如sigma公司采用的FOVEON X3全色彩影像感测芯片】；

卡口可以为F卡口【nikon公司采用的卡口】、EF卡口【canon公司的单反采用的卡口】、M卡口【canon公司的微单采用的卡口】、SA卡口【sigma公司采用的卡口】、a卡口(sony公司采用的卡口)和E卡口(sony公司采用的卡口)中的任一种。【还可以是其他类型的现有卡口以及新设计的卡口，因为卡口的类型并非本发明的创新点】

采用这种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其获取图像的方法为：光线通过集成式镜头的N个子镜头分别投射到N个图像传感器上，形成N个数字文件，机身中集成的处理器将该N个数字文件中的至少一个数字文件存储在机身内集成的存储器中；所述的数字文件为图像或视频。

集成式镜头的分镜头可以设置多个不同焦距，如14mm，24mm，35mm，50mm，85mm，100mm，105mm，150mm，180mm，200mm，400mm等。

Claims (9)

1.一种基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，采用具有集成式镜头和多个图像传感器的摄像系统获取图像或视频；

所述的具有集成式镜头和多个图像传感器的摄像系统包括机身(1)和集成式镜头(2)；机身前面板上设有作为集成式镜头接口的圆形开口，所述的集成式镜头对接在该圆形开口上：

所述的机身内设置有N个图像传感器(13)；所述的集成式镜头的镜筒内集成有N个具有不同焦距的子镜头(4)；3≤N≤12，N为自然数；每一个子镜头中包含有一组镜片；所述的N个图像传感器均偏移所述圆形开口的轴线设置，N个图像传感器沿轴线的周向布置，图像传感器所在平面与所述轴线垂直；N个图像传感器的中心与所述的轴线的距离均相同；

N个子镜头的光轴均与集成式镜头的轴心线平行；且N个子镜头布置在轴心线的周向；

N个子镜头的光轴分别与N个图像传感器中心点对准，形成N条成像光路；

机身中通过触点或导线与集成式镜头电连接；

机身上设有显示屏；

N个图像传感器位于同一平面内且沿轴线的周向等分布置；N个子镜头沿轴心线的周向等分布置；

光线通过集成式镜头的N个子镜头分别投射到N个图像传感器上，形成N个数字文件，机身中集成的处理器将该N个数字文件中的至少一个数字文件存储在机身内集成的存储器中；所述的数字文件为图像或视频。

2.根据权利要求1所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，当所述的数字文件为图像时，采用以下任一种方式将图像存储到机身中集成的存储器中；

方法1：将原始格式即RAW格式的图像文件直接存储在存储器中；

方法2：将RAW格式的图像文件进行机内处理后，转换成JPG格式的图像文件存储在存储器中；

方法3：既将RAW格式的图像文件存储在存储器中，也将由RAW格式的图像文件转换形成的JPG格式的图像文件存储在存储器中。

3.根据权利要求1所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，N为4-6之间的整数。

4.根据权利要求1所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，，其特征在于，圆形开口为机身卡口(11)，集成式镜头的后端设有与所述的机身卡口适配的镜头卡口；在机身卡口和镜头卡口上分别设有互相适配的用于锁定集成式镜头的卡口销(14)和销孔(224)。

5.根据权利要求4所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，，其特征在于，机身卡口和镜头卡口上分别设有一组静触点(12)和一组圆形弹性触点(211)，机身与集成式镜头卡合时，静触点(12)和圆形弹性触点(211)相互接触形成电连接。

6.根据权利要求5所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，机身卡口和镜头卡口上分别设有N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)；N组静触点(12)沿圆形开口的周向等分布置；N组圆形弹性触点(211)沿所述的轴心线周向等分布置，与集成式镜头卡合时，N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)相互接触形成电连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，机身上设有电子取景器；机身上设有用于显示画面切换或子镜头切换的按键或拨轮；所述的按键为导航键；

通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像投射到电子取景器中；

当启动实时取景功能时，通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像在显示屏上实时显示，便于实时取景和对焦操作；

存储的时候，通过机身内的模式设置，选择同时保存N幅数字图像，也可以只保存当前通过拨轮或导航键选中的当前选中通道的图像或视频。

8.根据权利要求7所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，机身或集成式镜头上设有对焦马达，在机身或集成式镜头上设有光学防抖系统。

9.根据权利要求2所述的基于集成式镜头和多个图像传感器的图像摄取方法，其特征在于，N为4-6之间的整数；圆形开口为机身卡口(11)，集成式镜头的后端设有与所述的机身卡口适配的镜头卡口；机身卡口和镜头卡口上分别设有N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)；N组静触点(12)沿圆形开口的周向等分布置；N组圆形弹性触点(211)沿所述的轴心线周向等分布置，在机身卡口和镜头卡口上分别设有互相适配的用于锁定集成式镜头的卡口销(14)和销孔(224)；与集成式镜头卡合时，N组静触点(12)和N组圆形弹性触点(211)相互接触形成电连接；机身上设有用于显示画面切换或子镜头切换的按键或拨轮；机身上设有电子取景器；机身或集成式镜头上设有对焦马达，在机身或集成式镜头上设有光学防抖系统；图像传感器为CMOS传感器，图像传感器为单层或三层传感器；机身的顶部设有闪光灯和快门按键(3)，机身中集成有自动／手动对焦模块，图像传感器为方形，显示屏上设有触摸感应层；图像传感器的尺寸为4／3画幅、135全画幅或APS-H画幅、APS-C画幅、1／1.63英寸画幅或1／1.7英寸画幅；

机身上设有电子取景器；机身上设有用于显示画面切换或子镜头切换的按键或拨轮；所述的按键为导航键；

通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像投射到电子取景器中；

当启动实时取景功能时，通过拨轮或导航键选择当前工作的传感器和对应的子镜头，并将实时图像在显示屏上实时显示，便于实时对焦操作；

存储的时候，通过机身内的模式设置，选择同时保存N幅数字图像，也可以只保存当前通过拨轮或导航键选中的当前选中通道的图像或视频。

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