CN106686375B - 一种摄像头超焦距的计算方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光学透镜焦距计算技术领域，尤其涉及一种摄像头超焦距的计算方法及系统，通过在获取摄像头的焦距值、光圈值和图像传感器的型号后，将该焦距值、光圈值和图像传感器的型号输入一摄像头超焦距计算器，由摄像头超焦距计算器根据图像传感器的型号获取摄像头的像素尺寸，并自动根据该摄像头的像素尺寸、焦距值和光圈值计算摄像头的超焦距值，从而方便了移动终端用户和移动终端摄像头调试人员计算移动终端摄像头的超焦距值，进而可以提升用户的拍照效果。

Description

一种摄像头超焦距的计算方法及系统

技术领域

本发明涉及一种光学透镜焦距计算技术，尤其涉及一种摄像头超焦距的计算方法及系统。

背景技术

随着移动终端系统和硬件配置的不断升级，特别是摄像头工艺和技术的不断提高，使得拍照功能成为手机或平板中的一项重要功能，甚至移动终端的拍照效果也已经成为人们在选择购买移动终端时所主要考虑的因素之一。

近年来手机的数码相机功能得到了迅速的发展。随着摄像头像素的提高，其拍摄效果也越来越接近传统卡片相机甚至低端单反相机。手机摄像头分为内置与外置，内置摄像头大多用于视频通话或用户自拍，外置摄像头主要用于拍摄景物和周围人物，采用手机随时随地拍照已然成为人们生活中的一部分。而如何拍出漂亮的照片是大多数人关心的问题，拍出漂亮的照片，一方面和个人技术水平密切相关，另一方面，也和个人对所用摄像头的参数的了解程度有关。对手机摄像头调试人员来说，面对客户提出的摄像头效果问题，如何判断是软件参数问题还是客户拍照方式引起的，同样非常关键。在摄像头的参数中，一个很重要的参数便是超焦距值。

对焦在远处的某一点，使得景深的另一极端恰为“无限远”，则由“无限远”到景深范围内最近的距离，称为超焦距。当镜头对焦在无穷远时，超焦距点到无穷远都是全部清晰的。

超焦距广泛应用在定焦镜头上，例如傻瓜相机，利用其定焦镜头在一定距离之后的物体都能清晰成像的特点，省去了对焦功能。对使用者来说，若是知道了所用拍照设备的超焦距点，便能在某些场景拍照时，例如人与建筑物这样的场景，让被拍摄主体(人)处于不小于超焦距点的位置，而建筑物处于人的后方这种安排来构图拍摄，则能得到人和建筑物整体都清晰的照片。

对手机摄像头调试人员来说，面对客户提出成像局部模糊的案例，首先可利用是否在超焦距点来定位问题性质，是软件参数缺陷还是客户拍照手法问题。

传统的超焦距计算是针对胶片而言的，其参数之一容许弥散圆直径的定义是依据胶片对角线尺寸确定。而手机摄像头所用的数字图像传感器，则是以像素作为技术指标，使得传统计算方法不再适用。

因此，如何找到一种计算移动终端摄像头的超焦距的方法及系统成为本领域技术人员致力于研究的方向。

发明内容

针对上述问题，本发明公开了一种摄像头超焦距的计算方法，其中，包括如下步骤：

步骤S1，提供一摄像头；

步骤S2，对所述摄像头进行测量，以获取所述摄像头的焦距值和光圈值；

步骤S3，获取所述摄像头的像素尺寸；

步骤S4，根据所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸计算所述摄像头的超焦距值。

优选的，所述步骤S4中，利用公式(1)计算所述摄像头的超焦距值；

其中，所述公式(1)为：

H为超焦距值，A为光圈值，C为像素尺寸，F为焦距值。

优选的，所述方法应用于设置有摄像头超焦距计算器的系统中，所述摄像头超焦距计算器包括图像传感器型号库，且所述图像传感器型号库中存储有若干图像传感器型号和与各所述图像传感器型号对应的像素尺寸；所述步骤S3具体为：

步骤S31，获取所述摄像头所采用的图像传感器型号；

步骤S32，所述摄像头超焦距计算器根据所述图像传感器型号从所述图像传感器型号库中获取所述摄像头的像素尺寸。

优选的，所述步骤S4具体为：

所述摄像头超焦距计算器根据所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸计算所述摄像头的超焦距值。

优选的，所述摄像头应用于移动终端上。

本发明还公开了一种摄像头超焦距的计算系统，包括：

焦距测量模块，用以对所述摄像头进行焦距测量，以获取所述摄像头的焦距值；

光圈测量模块，用以对所述摄像头进行光圈测量，以获取所述摄像头的光圈值；

像素尺寸获取模块，用以获取所述摄像头的像素尺寸；

计算模块，分别与所述焦距测量模块、所述光圈测量模块和所述像素尺寸获取模块连接，以根据所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸计算所述摄像头的超焦距值。

优选的，所述计算模块利用公式(1)计算所述摄像头的超焦距值；

其中，所述公式(1)为：

H为超焦距值，A为光圈值，C为像素尺寸，F为焦距值。

优选的，所述计算模块设置于一摄像头超焦距计算器中。

优选的，所述像素尺寸获取模块包括：

图像传感器型号库，设置于所述摄像头超焦距计算器中，用以存储若干图像传感器型号和与各所述图像传感器型号对应的像素尺寸。

型号查询单元，用以获取所述摄像头所采用的图像传感器的型号；

查找单元，设置于所述摄像头超焦距计算器中，并分别与所述型号查询单元和所述图像传感器型号库连接，以根据所述图像传感器的型号从所述图像传感器型号库中查找所述摄像头的像素尺寸。

优选的，所述摄像头应用于移动终端上。

上述发明具有如下优点或者有益效果：

本发明公开了一种摄像头超焦距的计算方法及系统，通过在获取摄像头的焦距值、光圈值和图像传感器的型号后，将该焦距值、光圈值和图像传感器的型号输入一摄像头超焦距计算器，由摄像头超焦距计算器根据图像传感器的型号获取摄像头的像素尺寸，并自动根据该摄像头的像素尺寸、焦距值和光圈值计算摄像头的超焦距值，从而方便了移动终端用户和移动终端摄像头调试人员计算移动终端摄像头的超焦距值，进而可以提升用户的拍照效果。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明实施例中的摄像头超焦距的计算系统的结构示意图；

图2是本发明实施例中摄像头超焦距的计算方法流程图；

图3为本发明实施例中F＝3.85mm，c＝1.12um的手机镜头的光圈和超焦距的关系示意图。

具体实施方式

目前，随着智能手机的更新换代，手机摄像头的分辨率也越来越高，镜头及编辑应用程序越来越专业，手机摄影更加受大众的喜爱和关注了。不管是在大街上，公园里还是风景区随处可见人们拿出随身携带的手机或者平板电脑拍照；与此同时，人们对拍照效果的要求也越来越高，特别是在拍摄风光照片和某些人文照片时，拍摄者希望得到整幅画面前后都清晰的相片，也就是景深大的照片，这时候会用到超焦距，尤其是在拍摄人文题材的相片时，往往来不及对焦准确，这时候超焦距就显得更为实用了，它能使被摄物体和所处环境都能被清晰拍摄。简单地讲，如果超焦距数值是H米，那么距离相机H/2米到无穷远的范围内的成像都是清晰的。

有许多摄影爱好者在拍像时需要获得最大的清晰范围——景深，他们往往知道应当使用尽可能小的光圈，但却不知道如何应用超焦距，特别是在变焦镜头上怎样应用。当镜头调焦在无限远时，景深靠近相机一侧的最近极限被称为超焦距。当镜头用某一挡光圈调焦在超焦距上的，景深范围为该距离的1/2至无限远。应用超焦距是获得最大景深或控制影像清晰范围的最快捷方法。

对于有景深表刻度的镜头来说，确定超焦距很简单：只要将焦点对到无限远，这时从镜头的景深表上可以看到所用光圈所指示的从无限远到靠近摄像头的某一点的景深范围。摄像头到景深范围前端的距离即是超焦距；然而大多数的摄像头特别是手机或平板电脑的摄像头是没有景深表刻度的，这就需要通过计算确定超焦距；对于对手机摄像头调试人员来说，面对客户提出成像局部模糊的案例，首先可利用是否在超焦距点来定位问题性质，是软件参数缺陷还是客户拍照手法问题。然而传统的超焦距计算是针对胶片而言的，其参数之一容许弥散圆直径的定义是依据胶片对角线尺寸确定。而手机摄像头所用的数字图像传感器，则是以像素作为技术指标，使得传统计算方法不再适用，因此目前并没有适合于移动终端摄像头超焦距的计算方法及系统。

基于上述问题，本发明公开了一种摄像头超焦距的计算方法及系统，通过在获取摄像头的焦距值、光圈值和图像传感器的型号后，将该焦距值、光圈值和图像传感器的型号输入一摄像头超焦距计算器，由摄像头超焦距计算器根据图像传感器的型号获取摄像头的像素尺寸，并自动根据该摄像头的像素尺寸、焦距值和光圈值计算摄像头的超焦距值，从而方便了移动终端用户和移动终端摄像头调试人员计算移动终端摄像头的超焦距值，进而可以提升用户的拍照效果。

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。

实施例一

如图1所示，本实施例涉及一种摄像头超焦距的计算系统，优选的，该摄像头为设置于移动终端上的摄像头，具体的，该系统包括焦距测量模块、光圈测量模块、像素尺寸获取模块和计算模块；其中，焦距测量模块用以对摄像头进行焦距测量，以获取摄像头的焦距值，并将该焦距值传输至计算模块；光圈测量模块用以对摄像头进行光圈测量，以获取摄像头的光圈值，并将该光圈值传输至计算模块；像素尺寸获取模块用以获取摄像头的像素尺寸并将该像素尺寸传输至计算模块；计算模块分别与焦距测量模块、光圈测量模块和像素尺寸获取模块连接，以在接收焦距测量模块传输的焦距值、光圈测量模块传输的光圈值以及像素尺寸获取模块传输的摄像头所采用的像素尺寸后，根据该焦距值、光圈值和像素尺寸计算摄像头的超焦距值。

在本发明一个优选的实施例中，上述计算模块利用下列公式根据焦距值、光圈值和像素尺寸计算摄像头的超焦距值；

其中，H为超焦距值(单位为mm)，A为光圈值(无量纲)，C为像素尺寸(单位为um)，F为焦距值(单位为mm)。

在本发明一个优选的实施例中，上述计算模块设置于一摄像头超焦距计算器中。

在本发明一个优选的实施例中，上述像素尺寸获取模块包括图像传感器型号库、型号查询单元和查找单元；图像传感器型号库设置于上述摄像头超焦距计算器中，用以存储若干图像传感器型号和与各图像传感器型号对应的像素尺寸；型号查询单元用以获取摄像头所采用的图像传感器的型号；查找单元设置于上述摄像头超焦距计算器中，并分别与图像传感器型号库、型号查询单元和计算模块连接，以根据图像传感器的型号从图像传感器型号库中查找摄像头的像素尺寸，并将该像素尺寸传输至计算模块中。

在本发明的一个优选的实施例中，上述摄像头超焦距计算器还包括一与计算单元连接的输入单元，若图像传感器型号库中未存储本实施例中摄像头所采用的图像传感器型号，则查找单元无法从图像传感器型号库中查找到与摄像头所采用的图像传感器型号对应的像素尺寸，此时需要通过该输入单元输入摄像头所采用的图像传感器型号的像素尺寸，此时需通过查阅包含摄像头所采用的图像传感器型号的数据手册获取像素尺寸。

在本发明一个优选的实施例中，上述移动终端为手机或平板电脑等手持移动终端设备。

实施例二

如图2所示，本实施例涉及一种摄像头超焦距的计算方法，具体的，该方法包括如下步骤：

步骤S1，提供一摄像头，优选的，该摄像头为应用于移动终端上的摄像头。

在本发明一个优选的实施例中，上述移动终端为手机或平板电脑等手持移动终端设备。

步骤S2，对摄像头进行测量，以获取摄像头的焦距值和光圈值；

在本发明一个优选的实施例中，上述摄像头的焦距值为该摄像头所用镜头的有效焦距，用字母F表示，单位为毫米(mm)。

在本发明一个优选的实施例中，摄像头的光圈值为该摄像头所用镜头的F/NO值，为F-Number的缩写，意思是焦数，该光圈值等于有效焦距与入射瞳孔直径的比值，无量纲，其数值表示进光量系数，用字母A表示。光圈越大，入射瞳孔直径越小。例如F/2.8的光圈其入射瞳孔直径小于F/1.8的光圈。

步骤S3，获取摄像头的像素尺寸。

在本发明的一个优选的实施例中，上述摄像头超焦距的计算方法应用于设置有摄像头超焦距计算器的系统中，该摄像头超焦距计算器包括图像传感器型号库，且图像传感器型号库中存储有若干图像传感器型号和与各图像传感器型号对应的像素尺寸；上述步骤S3具体为：

步骤S31，获取摄像头所采用的图像传感器型号，优选的，上述图像传感器型号是指摄像头内部的感光芯片型号，例如sony的imx135、imx298，hynix的hi545。不同的感光芯片对应不同的像素尺寸，获取了具体的感光芯片型号也就确定了像素尺寸。

步骤S32，摄像头超焦距计算器根据图像传感器型号从图像传感器型号库中获取摄像头的像素尺寸。

在本发明的实施例中，上述步骤S32中，首先判断图像传感器型号库中是否存储有摄像头所采用的图像传感器型号，若图像传感器型号库存储有摄像头所采用的图像传感器型号，则摄像头超焦距计算器根据摄像头所采用的图像传感器型号从图像传感器型号库中获取与摄像头所采用的图像传感器型号对应的像素尺寸。

在本发明一个优选的实施例中，在上述步骤32中，若图像传感器型号库未存储摄像头所采用的图像传感器型号，则向摄像头超焦距传感器输入摄像头所采用的图像传感器型号的像素尺寸。

在本发明一个优选的实施例中，通过查阅包含摄像头所采用的图像传感器型号的数据手册获取像素尺寸(在图像传感器型号库未存储摄像头所采用的图像传感器型号的情况下)。

在此，需要说明的是，上述步骤S2和步骤S3的顺序可以互换，即先进行步骤S3后进行步骤S2，这并不影响本发明的目的。

步骤S4，根据焦距值、光圈值和像素尺寸计算摄像头的超焦距值。

在本发明一个优选的实施例中，上述步骤S4具体为：上述摄像头超焦距计算器根据焦距值、光圈值和像素尺寸计算摄像头的超焦距值。

在本发明一个优选的实施例中，在上述步骤S421中，摄像头超焦距计算器利用下列公式根据焦距值、光圈值和像素尺寸计算摄像头的超焦距值；

其中，H为超焦距值(单位为mm)，A为光圈值(无量纲)，C为像素尺寸(单位为um)，F为焦距值(单位为mm)。

下面参照表格结合具体的实例对本发明中的超焦距作进一步的描述：

例一：手机摄像头A，且通过测量获取该手机摄像头A的焦距值为F＝3.85mm、像素尺寸为c＝1.4um，则该手机摄像头A搭配不同光圈的超焦距值如表1所示：

表1

例二：手机摄像头B，且通过测量获取该手机摄像头B的焦距值为F＝3.85mm、像素尺寸为c＝1.12um，则该手机摄像头B搭配不同光圈的超焦距值如表2所示：

表2

结合表1、表2和图3可以看出，光圈越小，超焦距值越大。

不难发现，本实施例为与上述摄像头超焦距的计算系统的实施例相对应的方法实施例，本实施例可与上述摄像头超焦距的计算系统的实施例互相配合实施。上述摄像头超焦距的计算系统的实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在上述摄像头超焦距的计算系统的实施例中。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (6)

1.一种摄像头超焦距的计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，提供一摄像头；

步骤S2，对所述摄像头进行测量，以获取所述摄像头的焦距值和光圈值；

步骤S3，获取所述摄像头的像素尺寸；

步骤S4，根据所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸计算所述摄像头的超焦距值；

所述步骤S4中，利用公式(1)计算所述摄像头的超焦距值；

其中，所述公式(1)为：

H为超焦距值，A为光圈值，C为像素尺寸，F为焦距值；

所述方法应用于设置有摄像头超焦距计算器的系统中，所述摄像头超焦距计算器包括图像传感器型号库，且所述图像传感器型号库中存储有若干图像传感器型号和与各所述图像传感器型号对应的像素尺寸；所述步骤S3具体为：

步骤S31，获取所述摄像头所采用的图像传感器型号；

步骤S32，所述摄像头超焦距计算器根据所述图像传感器型号从所述图像传感器型号库中获取所述摄像头的像素尺寸。

2.如权利要求1所述的摄像头超焦距的计算方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

所述摄像头超焦距计算器根据所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸计算所述摄像头的超焦距值。

3.如权利要求1所述的摄像头超焦距的计算方法，其特征在于，所述摄像头应用于移动终端上。

4.一种摄像头超焦距的计算系统，其特征在于，包括：

焦距测量模块，用以对所述摄像头进行焦距测量，以获取所述摄像头的焦距值；

光圈测量模块，用以对所述摄像头进行光圈测量，以获取所述摄像头的光圈值；

像素尺寸获取模块，用以获取所述摄像头的像素尺寸；

计算模块，分别与所述焦距测量模块、所述光圈测量模块和所述像素尺寸获取模块连接，以根据所述焦距值、所述光圈值和所述像素尺寸计算所述摄像头的超焦距值；

所述计算模块利用公式(1)计算所述摄像头的超焦距值；

其中，所述公式(1)为：

H为超焦距值，A为光圈值，C为像素尺寸，F为焦距值；所述像素尺寸获取模块包括：

图像传感器型号库，设置于所述摄像头超焦距计算器中，用以存储若干图像传感器型号和与各所述图像传感器型号对应的像素尺寸；型号查询单元，用以获取所述摄像头所采用的图像传感器的型号；

查找单元，设置于所述摄像头超焦距计算器中，并分别与所述型号查询单元和所述图像传感器型号库连接，以根据所述图像传感器的型号从所述图像传感器型号库中查找所述摄像头的像素尺寸。

5.如权利要求4所述的摄像头超焦距的计算系统，其特征在于，所述计算模块设置于一摄像头超焦距计算器中。

6.如权利要求5所述的摄像头超焦距的计算系统，其特征在于，所述摄像头应用于移动终端上。