CN108200324B - 一种基于可变焦距镜头的成像系统及成像方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可变焦距镜头的成像系统，包括图像传感器和液体变焦镜头，液体变焦镜头设置在成像物体与图像传感器之间，通过电极电压控制液体变焦镜头的厚度，从而提供不同的焦距；图像传感器包括像素单元电路；噪声抑制电路；逻辑与数字信号处理电路；行译码电路；列译码电路；时序控制电路；数字信号输出电路。本发明的成像系统设有液体变焦镜头，液体变焦镜头设置在成像物体与图像传感器之间，通过电极电压控制液体变焦镜头的厚度，从而提供不同的焦距，能够减少其镜头的数量，降低了成本。本发明还公开了一种基于可变焦距镜头的成像方法。

Description

一种基于可变焦距镜头的成像系统及成像方法

技术领域

本发明涉及一种成像装置，特别涉及一种基于可变焦距镜头的成像系统及成像方法。

背景技术

3D视觉传感器具有广泛的用途，比如多媒体手机、数码相机、网络摄像、机器人视觉导航、汽车的安全系统、生物医学的图像分析、虚拟现实、人机界面、监控、工业检测、无线远距离传感、显微镜技术、天文观察、海洋自主导航、科学仪器等等。这些不同的应用均是基于3D视觉图像传感器技术。

当前来说3D方面的设备一直是处于热门的阶段，包括当前的使用较为广泛的3D电影，3D电视，以及虚拟现实技术（VR）等。3D立体成像设备一直是处于不断研发的状态，现有的3D眼镜、3D电视等都并不是实际的3D影像。3D眼镜是利用了人双眼的分视原理，在影片的制作过程中，单摄头的摄像机在工作模式上模仿人的双眼，左右镜头分别拍摄一幅具有细微差别的二维图像，在通过3D眼镜上不同的两种颜色的镜片合成具有立体感的影像。而3D电视分为裸眼3D和眼镜式，后者与现在流行的3D电影的原理是一样的。裸眼3D必须使左右眼分别看到有一定差别的图像。一般的3D电视通过特定的装置将输入的两路图像分别转换为左右眼图像，左眼看见球在它的右边，而右眼看见相同的球在它的左边，左右眼都只能看见自己的一个球，两个眼睛各自看到的球具有不同的空间信息，我们的大脑使用这些信息来判断这些球的距离，产生一个错觉，感到两张球的图片被从屏幕上拔出来，并通过延长线投射在屏幕的前面。在两个眼睛和左右球的光线交汇的地方，就看到一个立体的球在这个位置。但是总的来说，现行的3D技术都是采用多摄像头拍摄再合成的。

图1为人的眼睛的3D成像原理图，其中人的眼睛101看到的景象是一种具有层次感和带有深度的立体的影像。人的两眼101水平分开处于两个不同的位置，人眼101看到一个三维的物体的时候，两只眼睛所看到的物体图像是存在差异的，也就是说存在一个像差，一个为近景103，另外一个为远景102，形成两幅不同的图像传输到大脑，通过人体中央处理器（大脑）的合成处理，人就感觉到一个三维的深度的立体变化。

图2为现有的2D拍照图像传感系统的模型图，由2D CMOS图像传感器芯201和固定焦距的镜头202组成。当拍照的时候，物体203上所有的像素点都映射到AA’平面上，因此系统只能呈现一个二维的图像信息。

当前使用的图像传感器主要分为两大类：电荷藕合器件图像传感器CCD（ChargeCoupled Device）、互补金属氧化物场效应管图像传感器CMOS（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）。由于CCD器件不适合大规模芯片的集成，无法实现小型化、高功耗等问题，但是由于CCD的像素高，成像效果好，一直广泛用于大规模的摄像设备。随着CMOS技术的发展，CMOS图像传感器可以大规模集成，从而可实现小型化。

3D图像信息的获取都是基于某种图像传感器获取、量化图像信息，这些图像传感器有直接获取可见光的图像，也有间接通过检测辐射、红外线、X射线、或者超声波来获取图像信息。不同的传感器技术有不同的分辨率、精度和噪声，另外通过研究发现，现在对于3D成像技术的研究都集中在基于CCD或CMOS图像传感器的实现方法、图像处理和显示的研究，对于3D视觉的传感器技术研究较少，导致现在一直还在广泛使用多摄像头的方式或者其算法较为复杂，使得成本较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、制造低、分辨率高的基于可变焦距镜头的成像系统，并提供一种成像方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于可变焦距镜头的成像系统，包括图像传感器和液体变焦镜头，液体变焦镜头设置在成像物体与图像传感器之间，通过电极电压控制液体变焦镜头的厚度，从而提供不同的焦距；所述图像传感器包括像素单元电路，用于将外界的光信号转换成电信号；噪声抑制电路，其输入端与像素单元电路的输出端相连，用于抑制像素单元电路输出的电信号噪声；逻辑与数字信号处理电路，其输入端与噪声抑制电路的输出端相连；行译码电路，其输出端与像素单元电路相连；列译码电路，其输出端与噪声抑制电路相连；时序控制电路，其输入端和逻辑与数字信号处理电路的输出端相连，其输出端与行译码电路、列译码电路、噪声抑制电路相连，用于对行译码电路的读取、列译码电路的读取和噪声抑制电路提供一个时序控制信号，行译码电路、列译码电路在时序控制电路的控制下产生像素阵列工作的时序；数字信号输出电路，其输入端与逻辑与数字信号处理电路的输出端相连，其输出端向外部输出数字信号。

上述基于可变焦距镜头的成像系统，所述逻辑与数字信号处理电路包括曝光控制电路、坏像素纠正电路、彩色空间转换电路、自动白平衡电路、多媒体图像信号处理电路、低噪声读出电路、焦距判断与控制电路、轮廓提取电路、逻辑产生和控制电路、可编程放大电路、模数转换电路，所述低噪声读出电路、可编程放大电路、模数转换电路、彩色空间转换电路、轮廓提取电路、多媒体图像信号处理电路、逻辑产生和控制电路依次相连，所述坏像素纠正电路与多媒体图像信号处理电路相连，所述逻辑产生和控制电路分别与可编程放大电路、自动白平衡电路、焦距判断与控制电路相连，所述自动白平衡电路与曝光控制电路相连，所述焦距判断与控制电路与液体变焦镜头相连。

上述基于可变焦距镜头的成像系统，还包括控制总线，控制总线与逻辑产生和控制电路相连，向逻辑产生和控制电路输送控制信号。

上述基于可变焦距镜头的成像系统，还包括外部时钟，外部时钟与逻辑产生和控制电路相连，为逻辑产生和控制电路提供时钟信号。

上述基于可变焦距镜头的成像系统，由外部时钟提供一个时钟信号给逻辑产生和控制电路，逻辑产生和控制电路控制时序控制电路，行译码电路和列译码电路在时序控制电路下产生一个最终控制像素单元电路的信号，逻辑产生和控制电路也同时控制着噪声抑制电路，由像素单元电路产生的信号经过噪声抑制电路后通过低噪声读出电路读出，通过可编程放大电路对读出的模拟信号进行放大，然后经过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号后，通过彩色空间转换电路读取信号中的彩色信号，并且将其他信息和图像色彩信息传输到轮廓提取电路，生成图像中物体的轮廓，在多媒体图像信号处理电路中生成图像的信息，并经过坏像素纠正电路对图像信息进行处理，再一次传输到多媒体图像信号处理电路中，最终生成完整的图像信息，并将完整的图像信息传输到逻辑产生和控制电路，由逻辑产生和控制电路产生一个数字信号传输到数字信号输出电路；同时，逻辑产生和控制电路通过控制自动白平衡电路控制曝光时间，逻辑产生和控制电路也通过控制焦距判断与控制电路控制液体变焦镜头的焦距变化。

一种成像方法，包括以下步骤：

1）设定成像系统的像素，确定拍照的次数N；

2）进行第一次拍照，逻辑产生和控制电路输出逻辑控制信号至时序控制电路；

3）时序控制电路输出时序控制信号至行译码电路和列译码电路；

4）行译码电路和列译码电路在时序控制电路下产生一个控制像素单元电路的时序信号：

5）像素单元电路将外界的光信号转换成电信号并输出；

6）低噪声读出电路将像素单元电路输出的电信号进行读取；

7）可编程放大电路对低噪声读出电路读取的模拟信号进行放大；

8）模数转换电路将放大后的模拟信号转换为数字信号；

9）彩色空间转换电路读取数字信号中的彩色信号，并且将其他信息和图像色彩信息传输到轮廓提取电路中；

10）逻辑产生和控制电路输出控制信号至控制焦距判断与控制电路，焦距判断与控制电路控制液体变焦镜头的焦距变化；

11）重复步骤2）-步骤10），进行N次拍照，轮廓提取电路中对同一个物体进行的N次拍照进行分析，生成拍照的物体的3D轮廓信息，并将轮廓信息传输到多媒体图像信号处理电路中；

12）多媒体图像信号处理电路根据轮廓提取电路传输的轮廓信息生成图像的信息；

13）坏像素纠正电路对生成的图像信息进行处理，将接收到的不清晰的像素通过对比和程序的设置对像素进行修正，并再一次传输到多媒体图像信号处理电路中；

14）多媒体图像信号处理电路中最终生成完整的图像信息。

上述成像方法，步骤14）之后还包括以下步骤：多媒体图像信号处理电路将完整的图像信息传输到逻辑产生和控制电路；逻辑产生和控制电路产生一个数字信号传输到数字信号输出电路；数字信号输出电路输出数字信息。

上述成像方法，还包括以下步骤：逻辑产生和控制电路输出控制信号至自动白平衡电路，自动白平衡电路通过对外感光自动调整光线和曝光的强度。

上述成像方法，还包括以下步骤：逻辑产生和控制电路输出控制信号至噪声抑制电路，噪声抑制电路抑制像素单元电路输出的电信号中的噪声。

上述成像方法，模数转换电路是多分辨率的模数转换电路，在拍照2D图像时输出10bit的数据，当拍照3D图像时，仅仅输出二值化的图像信息。

本发明的有益效果在于：

1、本发明的成像系统设有液体变焦镜头，液体变焦镜头设置在成像物体与图像传感器之间，通过电极电压控制液体变焦镜头的厚度，从而提供不同的焦距，能够减少其镜头的数量，降低了成本。

2、本发明的成像系统中，图像传感器包括像素单元电路、噪声抑制电路、逻辑与数字信号处理电路、行译码电路、列译码电路、时序控制电路、数字信号输出电路，CMOS图像传感器采用集成芯片，从而降低其制造成本，易于小型化，具有高分辨率的特点。

附图说明

图1为人眼3D成像原理图。

图2为现有的2D拍照图像传感系统的模型图。

图3为本发明成像系统的模型图。

图4为本发明成像系统中CMOS图像传感器的结构框图。

图5为本发明成像系统中逻辑与数字信号处理电路的结构框图。

图6为本发明成像系统中液体变焦镜头开启时的示意图。

图7为本发明成像系统中液体变焦镜头关闭时的示意图。

图8为本发明成像系统中CMOS图像传感器工作时序图。

图9为现在的2D图像本发明中3D图像的效果对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图3所示，一种基于可变焦距镜头的成像系统，包括3D CMOS图像传感器302和液体变焦镜头301，液体变焦镜头301设置在成像物体与图像传感器302之间，通过电极电压控制液体变焦镜头301的厚度，从而提供不同的焦距。在拍照的时候，根据像素的需求，能够由液体变焦镜头301通过程序控制其焦距的变化同时拍摄多张相片并合成，进而输出一个三维的图像信息。其中3D CMOS图像传感器302所具有的特点是响应速度快、动态范围高、具有焦距判断、输出控制信号改变液态镜头的功能。液态变焦镜头是近年发展起来的新型变焦镜头，通过改变施加在液体上的电压而改变焦距。比如对物体203拍照AA’平面时，液体变焦镜头301的形状如图中的实线所示，如果拍照BB’平面时，液体变焦镜头301的形状如图中的虚线所示，在AA’与BB’平面之间可以拍照多幅图像，分析这些图像的轮廓并合成这些图像的边缘，就可以得到一幅完整的3D图像。这种液体变焦镜头的优势是响应快、变焦快，适合于快速变焦的应用场合。

如图4所示，所述图像传感器302包括像素单元电路401，用于将外界的光信号转换成电信号，具有高灵敏度、低暗电流、低噪声的特点；噪声抑制电路403，其输入端与像素单元电路401的输出端相连，用于抑制像素单元电路401输出的电信号噪声；逻辑与数字信号处理电路406，其输入端与噪声抑制电路403的输出端相连；行译码电路407，其输出端与像素单元电路401相连；列译码电路404，其输出端与噪声抑制电路403相连；时序控制电路408，其输入端和逻辑与数字信号处理电路406的输出端相连，其输出端与行译码电路407、列译码电路404、噪声抑制电路403相连，用于对行译码电路407的读取、列译码电路404的读取和噪声抑制电路403提供一个时序控制信号，行译码电路407、列译码电路404在时序控制电路408的控制下产生像素阵列工作的时序；数字信号输出电路402，其输入端与逻辑与数字信号处理电路406的输出端相连，其输出端向外部输出数字信号；控制总线405；外部时钟409。

如图5所示，所述逻辑与数字信号处理电路406包括曝光控制电路901、坏像素纠正电路902、彩色空间转换电路903、自动白平衡电路904、多媒体图像信号处理电路905、低噪声读出电路906、焦距判断与控制电路907、轮廓提取电路908、逻辑产生和控制电路909、可编程放大电路910、模数转换电路911，所述低噪声读出电路906、可编程放大电路910、模数转换电路911、彩色空间转换电路903、轮廓提取电路908、多媒体图像信号处理电路905、逻辑产生和控制电路909依次相连，所述坏像素纠正电路902与多媒体图像信号处理电路905相连，所述逻辑产生和控制电路909分别与可编程放大电路910、自动白平衡电路904、焦距判断与控制电路907相连，所述自动白平衡电路904与曝光控制电路901相连，所述焦距判断与控制电路907与液体变焦镜头301相连；控制总线405与逻辑产生和控制电路909相连，向逻辑产生和控制电路909输送控制信号；外部时钟409与逻辑产生和控制电路909相连，为逻辑产生和控制电路909提供时钟信号。

低噪声读出电路906是将电信号进行读取的电路；噪声抑制电路403起到抑制电信号噪声的作用；可编程放大电路910是对读取出来的较小的电信号进行放大；模数转换电路911是将模拟信号转换成数字信号；曝光控制电路901是用于控制曝光的时间；坏像素纠正电路902是将接收到的不清晰的像素通过对比和程序的设置对像素进行修正；彩色空间转换电路903是将外界的事物的颜色转换到CMOS图像传感器302内部形成一个信号；行译码电路407和列译码电路404在时序控制电路408的控制下产生像素阵列工作的时序；自动白平衡电路904是通过对外感光自动调整光线和曝光的强度；焦距判断与控制电路907是通过其他电路反馈来的电信号，来控制液体变焦镜头301的焦距；轮廓提取电路908是同一个物体进行对次拍照的分析后，由其他的电路反馈来的信号合成拍照的物体的3D轮廓的图像信息；逻辑产生和控制电路909是用于进行电路的逻辑控制和分析，控制行译码电路407、列译码电路404来间接控制像素单元电路401，进行光电转换的控制；多媒体图像信号处理电路905是将图像信息进行处理。模数转换电路911是多分辨率的模数转换电路911，在拍照2D图像时输出10bit的数据，当拍照3D图像时，仅仅输出二值化的图像信息。同时电路还可以集成电源管理、锁相环电路模块，这正是CMOS图像传感器比CCD图像传感器的优点所在，CCD是不能单芯片集成的。

图6和图7是法国Varioptic公司的液体变焦镜头开启时和关闭时的示意图。其中501为静电压力，502为光束，503为光轴，504为窗口，505为金属层Ⅰ，506为金属层Ⅱ，507为绝缘层，两种不同的电解液体为508和509；其原理是用两种不同的液体固定在不同的容器中，再在它们中间加装一个金属的电极，金属电极的中间注入导电的液体，当施加在金属电极上的电压改变时，容器中的带有极性的水分子能发生漂移，从而容器中的两种液体形状发生改变，可根据其变形程度来改变镜头的焦距。最大的特色是其具备近乎无限宽广的变焦范围，快的反映速度和更加出色的光学性能。其电压的控制信号可由3D CMOS图像传感器302芯片通过编程提供或者使其自动等间距提供.

图8表示3D CMOS图像传感器芯片及系统工作的时序图，其中长曝光时间拍摄701的是正常的2D图像，后续短曝光拍摄702的是景深图像，702的整个平面可以连续自动拍照，从而产生合成3D影像的景深图像。当3D CMOS图像传感器芯片工作于2D图像拍照模式时，模数转换电路911输出10位的数据给数字信号图像处理模块，当3D CMOS图像传感器芯片工作于3D图像拍照模式，模数转换电路911输出二值化的图像信息，因此3D CMOS图像传感器芯片可以工作于高速拍照的模式，从而获得高速视频信息。

图9中是2D和3D图像的效果图。在相机拍摄时，2D图像所传输的是一个平面的二维的图像信息，用坐标轴来表示，就是只传输了X轴和Y轴的信息，3D图像所传输的是一个空间的三维的图像信息，用坐标轴来表示，就是传输了X轴和Y轴的信息以及空间的Z轴的信息，从而能够在显示中表达出立体的信息。

成像系统的工作原理为：由外部时钟409提供一个时钟信号给逻辑产生和控制电路909，逻辑产生和控制电路909控制时序控制电路408，行译码电路407和列译码电路404在时序控制电路408下产生一个最终控制像素单元电路401的信号，逻辑产生和控制电路909也同时控制着噪声抑制电路403，由像素单元电路401产生的信号经过噪声抑制电路403后通过低噪声读出电路906读出，通过可编程放大电路910对读出的模拟信号进行放大，然后经过模数转换电路911将模拟信号转换为数字信号后，通过彩色空间转换电路903读取信号中的彩色信号，并且将其他信息和图像色彩信息传输到轮廓提取电路908，生成图像中物体的轮廓，在多媒体图像信号处理电路905中生成图像的信息，并经过坏像素纠正电路902对图像信息进行处理，再一次传输到多媒体图像信号处理电路905中，最终生成完整的图像信息，并将完整的图像信息传输到逻辑产生和控制电路909，由逻辑产生和控制电路909产生一个数字信号传输到数字信号输出电路402；同时，逻辑产生和控制电路909通过控制自动白平衡电路904控制曝光时间，逻辑产生和控制电路909也通过控制焦距判断与控制电路907控制液体变焦镜头301的焦距变化。

一种成像方法，包括以下步骤：

1）设定成像系统的像素，确定拍照的次数N；

2）进行第一次拍照，逻辑产生和控制电路909输出逻辑控制信号至时序控制电路408；

3）时序控制电路408输出时序控制信号至行译码电路407和列译码电路404；

4）行译码电路407和列译码电路404在时序控制电路408下产生一个控制像素单元电路401的时序信号：

5）像素单元电路401将外界的光信号转换成电信号并输出；

6）低噪声读出电路906将像素单元电路401输出的电信号进行读取；

7）可编程放大电路910对低噪声读出电路906读取的模拟信号进行放大；

8）模数转换电路911将放大后的模拟信号转换为数字信号；

9）彩色空间转换电路903读取数字信号中的彩色信号，并且将其他信息和图像色彩信息传输到轮廓提取电路908中；

10）逻辑产生和控制电路909输出控制信号至控制焦距判断与控制电路907，焦距判断与控制电路907控制液体变焦镜头301的焦距变化；

11）重复步骤2）-步骤10），进行N次拍照，轮廓提取电路908中对同一个物体进行的N次拍照进行分析，生成拍照的物体的3D轮廓信息，并将轮廓信息传输到多媒体图像信号处理电路905中；

12）多媒体图像信号处理电路905根据轮廓提取电路908传输的轮廓信息生成图像的信息；

13）坏像素纠正电路902对生成的图像信息进行处理，将接收到的不清晰的像素通过对比和程序的设置对像素进行修正，并再一次传输到多媒体图像信号处理电路905中；

14）多媒体图像信号处理电路905中最终生成完整的图像信息。

15）多媒体图像信号处理电路905将完整的图像信息传输到逻辑产生和控制电路909；逻辑产生和控制电路909产生一个数字信号传输到数字信号输出电路402；数字信号输出电路402输出数字信息。

成像方法中还包括以下步骤：逻辑产生和控制电路909输出控制信号至自动白平衡电路904，自动白平衡电路904通过对外感光自动调整光线和曝光的强度。

成像方法中还包括以下步骤：逻辑产生和控制电路909输出控制信号至噪声抑制电路403，噪声抑制电路403抑制像素单元电路401输出的电信号中的噪声。

Claims (7)

1.一种基于可变焦距镜头的成像系统，其特征在于：包括图像传感器和液体变焦镜头，液体变焦镜头设置在成像物体与图像传感器之间，通过电极电压控制液体变焦镜头的厚度，从而提供不同的焦距；所述图像传感器包括像素单元电路，用于将外界的光信号转换成电信号；噪声抑制电路，其输入端与像素单元电路的输出端相连，用于抑制像素单元电路输出的电信号噪声；逻辑与数字信号处理电路，其输入端与噪声抑制电路的输出端相连；行译码电路，其输出端与像素单元电路相连；列译码电路，其输出端与噪声抑制电路相连；时序控制电路，其输入端和逻辑与数字信号处理电路的输出端相连，其输出端与行译码电路、列译码电路、噪声抑制电路相连，用于对行译码电路的读取、列译码电路的读取和噪声抑制电路提供一个时序控制信号，行译码电路、列译码电路在时序控制电路的控制下产生像素阵列工作的时序；数字信号输出电路，其输入端与逻辑与数字信号处理电路的输出端相连，其输出端向外部输出数字信号；

所述逻辑与数字信号处理电路包括曝光控制电路、坏像素纠正电路、彩色空间转换电路、自动白平衡电路、多媒体图像信号处理电路、低噪声读出电路、焦距判断与控制电路、轮廓提取电路、逻辑产生和控制电路、可编程放大电路、模数转换电路，所述低噪声读出电路、可编程放大电路、模数转换电路、彩色空间转换电路、轮廓提取电路、多媒体图像信号处理电路、逻辑产生和控制电路依次相连，所述坏像素纠正电路与多媒体图像信号处理电路相连，所述逻辑产生和控制电路分别与可编程放大电路、自动白平衡电路、焦距判断与控制电路相连，所述自动白平衡电路与曝光控制电路相连，所述焦距判断与控制电路与液体变焦镜头相连；

还包括外部时钟，外部时钟与逻辑产生和控制电路相连，为逻辑产生和控制电路提供时钟信号；

由外部时钟提供一个时钟信号给逻辑产生和控制电路，逻辑产生和控制电路控制时序控制电路，行译码电路和列译码电路在时序控制电路下产生一个最终控制像素单元电路的信号，逻辑产生和控制电路也同时控制着噪声抑制电路，由像素单元电路产生的信号经过噪声抑制电路后通过低噪声读出电路读出，通过可编程放大电路对读出的模拟信号进行放大，然后经过模数转换电路将模拟信号转换为数字信号后，通过彩色空间转换电路读取信号中的彩色信号，并且将其他信息和图像色彩信息传输到轮廓提取电路，生成图像中物体的轮廓，在多媒体图像信号处理电路中生成图像的信息，并经过坏像素纠正电路对图像信息进行处理，再一次传输到多媒体图像信号处理电路中，最终生成完整的图像信息，并将完整的图像信息传输到逻辑产生和控制电路，由逻辑产生和控制电路产生一个数字信号传输到数字信号输出电路；同时，逻辑产生和控制电路通过控制自动白平衡电路控制曝光时间，逻辑产生和控制电路也通过控制焦距判断与控制电路控制液体变焦镜头的焦距变化。

2.根据权利要求1所述的基于可变焦距镜头的成像系统，其特征在于：还包括控制总线，控制总线与逻辑产生和控制电路相连，向逻辑产生和控制电路输送控制信号。

3.一种根据权利要求1-2中任一项所述的基于可变焦距镜头的成像系统的成像方法，包括以下步骤：

1）设定成像系统的像素，确定拍照的次数N；

2）进行第一次拍照，逻辑产生和控制电路输出逻辑控制信号至时序控制电路；

3）时序控制电路输出时序控制信号至行译码电路和列译码电路；

4）行译码电路和列译码电路在时序控制电路下产生一个控制像素单元电路的时序信号；

5）像素单元电路将外界的光信号转换成电信号并输出；

6）低噪声读出电路将像素单元电路输出的电信号进行读取；

7）可编程放大电路对低噪声读出电路读取的模拟信号进行放大；

8）模数转换电路将放大后的模拟信号转换为数字信号；

9）彩色空间转换电路读取数字信号中的彩色信号，并且将其他信息和图像色彩信息传输到轮廓提取电路中；

10）逻辑产生和控制电路输出控制信号至控制焦距判断与控制电路，焦距判断与控制电路控制液体变焦镜头的焦距变化；

11）重复步骤2）-步骤10），进行N次拍照，轮廓提取电路中对同一个物体进行的N次拍照进行分析，生成拍照的物体的3D轮廓信息，并将轮廓信息传输到多媒体图像信号处理电路中；

12）多媒体图像信号处理电路根据轮廓提取电路传输的轮廓信息生成图像的信息；

13）坏像素纠正电路对生成的图像信息进行处理，将接收到的不清晰的像素通过对比和程序的设置对像素进行修正，并再一次传输到多媒体图像信号处理电路中；

14）多媒体图像信号处理电路中最终生成完整的图像信息。

4.根据权利要求3所述的成像方法，其特征在于，步骤14）之后还包括以下步骤：多媒体图像信号处理电路将完整的图像信息传输到逻辑产生和控制电路；逻辑产生和控制电路产生一个数字信号传输到数字信号输出电路；数字信号输出电路输出数字信息。

5.根据权利要求3所述的成像方法，其特征在于，还包括以下步骤：逻辑产生和控制电路输出控制信号至自动白平衡电路，自动白平衡电路通过对外感光自动调整光线和曝光的强度。

6.根据权利要求3所述的成像方法，其特征在于，还包括以下步骤：逻辑产生和控制电路输出控制信号至噪声抑制电路，噪声抑制电路抑制像素单元电路输出的电信号中的噪声。

7.根据权利要求3所述的成像方法，其特征在于：模数转换电路是多分辨率的模数转换电路，在拍照2D图像时输出10bit的数据，当拍照3D图像时，仅仅输出二值化的图像信息。