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Title:
IMAGING DEVICE AND METHOD OF ZOOM LENS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/192627
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to an imaging device and method of a zoom lens. The device comprises: at least two zoom imaging units, wherein focal length segments of each of the zoom imaging units progressively increase in sequence, and the focal length segments of two neighboring zoom imaging units partially overlap; a channel selector, connected to the zoom imaging units and configured to select a signal inputted by at least one of the zoom imaging units as an output thereof; and a control unit, in communication connection with the zoom imaging units and the channel selector respectively. The control unit is configured to control focal length segments of a zoom imaging unit in a current imaging and a zoom imaging unit in a subsequent imaging, control a sequential overlap of a focal distance between each two of the zoom imaging units between the focal length segments, and also control the channel selector to sequentially switch the zoom imaging unit in the current imaging to the zoom imaging unit in the subsequent imaging as a signal input terminal. The device and method can reduce an attenuation effect on environmental illuminance of a zoom lens having a wide-ranged focal length segment.

Inventors:
WU ZHIJIAN (CN)
Application Number:
PCT/CN2016/084308
Publication Date:
December 08, 2016
Filing Date:
June 01, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SHENZHEN XINGYUAN TECH CO LTD (CN)
International Classes:
H04N5/232; H04N5/225
Foreign References:
US20030020814A12003-01-30
CN104967775A2015-10-07
CN204721459U2015-10-21
CN101632296A2010-01-20
JPH05191688A1993-07-30
US20030160886A12003-08-28
US7256944B22007-08-14
US7561191B22009-07-14
Attorney, Agent or Firm:
SHENZHEN REFINED INTELLECTUAL PROPERTY OFFICE (GENERAL PARTNERSHIP) (CN)
深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙) (CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种变焦镜头成像的装置, 其特征在于, 包括,

至少两个变焦成像单元, 各个所述变焦成像单元的焦段依次递增, 且 相邻两个所述变焦成像单元的焦段有部分重合; 与所述至少两个变焦成像单元连接的通道选择器, 用于选择至少一个 所述变焦成像单元所输入的信号作为其输出;

分别与所述变焦成像单元和所述通道选择器通信连接的控制单元; 所述控制单元用于控制当前成像的变焦成像单元、 与下一吋刻成像的 变焦成像单元、 以及位于所述当前成像的变焦成像单元与所述下一吋 刻成像的变焦成像单元的焦段之间的变焦成像单元两两之间的焦距依 次重合, 还控制所述通道选择器由所述当前成像的变焦成像单元作为 信号输入端依次切换至所述下一吋刻成像的变焦成像单元作为信号输 入端。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的变焦镜头成像的装置, 其特征在于, 所述变焦 成像单元包括变焦镜头和图像传感器,

所述变焦镜头, 用于获取视频 /图像的光学成像, 其中, 各个所述变 焦成像单元对应的所述变焦镜头的焦段依次递增, 且相邻两个所述变 焦镜头的焦段有部分重合;

所述图像传感器, 与所述变焦镜头连接, 用于接收所述变焦镜头的视 频 /图像的光学成像并转换为初始视频 /图像电信号输出。

[权利要求 3] 根据权利要求 2所述的变焦镜头成像的装置, 其特征在于, 所述变焦 镜头成像的装置还包括图像处理器,

所述图像处理器, 与所述图像传感器和所述通道选择器连接, 用于接 收所述图像传感器输出的所述初始视频 /图像电信号并转化为符合设 定的视频 /图像标准的视频图像信号输出;

或者, 所述图像处理器, 与所述通道选择器连接, 用于接收来自所述 通道选择器的所述初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频 / 图像标准的视频图像信号输出。 [权利要求 4] 根据权利要求 2或 3所述的变焦镜头成像的装置, 其特征在于, 所述变 焦镜头的长焦与短焦的比值范围为 1_5。

[权利要求 5] 根据权利要求 4所述的变焦镜头成像的装置, 其特征在于, 所述控制 单元包括变焦成像控制单元和通道选择器控制单元,

所述变焦成像控制单元, 与所述变焦成像单元和所述通道选择器控 制单元连接, 用于控制所述当前成像的变焦成像单元与所述下一吋刻 成像的变焦成像单元、 以及位于所述当前成像的变焦成像单元与所述 下一吋刻成像的变焦成像单元的焦段之间的变焦成像单元两两之间的 焦距依次重合, 还输出选择控制信号至所述通道选择器控制单元, 以 控制所述通道选择器控制单元选择由所述当前成像的变焦成像单元的 作为信号输入端依次切换至所述下一吋刻成像的变焦成像单元的作为 信号输入端;

所述通道选择器控制单元, 与所述变焦成像控制单元和所述通道选 择器连接, 用于接收来自所述变焦成像控制单元的选择控制信号, 以 控制所述通道选择器选择由所述当前成像的变焦成像单元的作为信号 输入端依次切换至所述下一吋刻成像的变焦成像单元的作为信号输入 山

[权利要求 6] 根据权利要求 4所述的变焦镜头成像的装置, 其特征在于, 所述变焦 镜头的焦比小于等于 F2.8。

[权利要求 7] 根据权利要求 4所述的变焦镜头成像的装置, 其特征在于, 所述变焦 镜头成像的装置中不同的所述变焦镜头的焦比相同或者不相同。

[权利要求 8] —种变焦镜头的成像方法, 其特征在于, 包括下述步骤:

A . 判断通道选择器选择作为信号输入端对应的当前的变焦成像单元 与下一吋刻成像的变焦成像单元的焦段是否有重合, 若否, 则执行步 骤 B, 若是, 则执行步骤 C;

B . 调整与当前成像的变焦成像单元焦段有重合且焦段位于所述当前 成像的变焦成像单元与所述下一吋刻成像的变焦成像单元之间的中间 变焦成像单元的焦距, 及所述当前成像的变焦成像单元的焦距, 使得 所述中间变焦成像单元与所述当前吋刻成像的变焦成像单元的焦距重 合, 同吋控制所述通道选择器选择所述中间变焦成像单元作为信号输 入端, 回到步骤 A;

C . 调整所述当前成像的变焦成像单元的焦距与所述下一吋刻成像的 变焦成像单元的焦距重合, 控制单元控制通道选择器选择所述下一吋 刻成像的变焦成像单元的作为信号输入端。

[权利要求 9] 根据权利要求 8所述的变焦镜头的成像方法, 其特征在于, 所述变焦 镜头的成像方法还包括下述步骤:

通过变焦镜头获得视频 /图像的光学成像;

所述图像传感器获取所述视频 /图像的光学成像, 转换为初始视频 /图 像电信号, 并输出至图像处理器;

所述图像处理器获取所述初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的 视频 /图像标准的视频图像信号输出。

[权利要求 10] 根据权利要求 9所述的变焦镜头的成像方法, 其特征在于, 所述变焦 镜头的长焦与短焦的比值范围为 1_5。

Description:
技术领域

[0001] 本发明涉及视频成像装置, 更具体地说, 涉及一种变焦镜头成像的装置及方法 背景技术

公共安全部门的数据分析显示, 违法犯罪行为通常发生在照度低、 光照条件差 的地域。 从作案吋间看, 夜间作案多于白天, 占到 79.1%。 因此, 在视频图像成 像装置 (以下简称摄像机) 进入治安监控领域之后, 摄像机能够满足基本成像 指标的最低照度条件 (以下简称低照度性能) 就成为用户孜孜以求的目标。 同 吋, 为了提高摄像机的使用效率, 摄像机能够看到的由近到远的最大范围 (以 下简称覆盖度) 也成为用户关注的焦点。

[0003] 摄像机的覆盖度与镜头焦距有关, 当镜头焦距 (通常说的镜头小激) 由短变 长吋 (例如, 从 4mm变化到 80mm) , 摄像机能够看到的范围由近变远, 覆盖度 越来越大。 摄像机通常通过配置连续变焦镜头具备较大的 覆盖度。

[0004] 摄像机的低照度性能与镜头的焦比 (焦距通光孔径比, 通常说的镜头大 F数, ) 和图像传感器的性能有关。 对于特定性能的图像传感器, 当镜头焦比由大变 小 (例如, 从 F5.0变化到 F1.0) 吋, 通光孔径由小变大, 摄像机的低照度性能就 越来越好。

[0005] 另外, 摄像机必备的图像处理器, 也能在一定程度上提高摄像机的低照度性能

[0006] 具有连续变焦镜头的摄像机都包含有一个连续 变焦镜头、 一个图像传感器和一 个图像信号处理器。

[0007] 随着半导体工艺的不断进步, 图像传感器的性能不断提升, 目前已经可以做到 使用 F1.4的镜头并配合图像处理器吋, 可以在 O.OSlux的低照度环境下清晰成像 ( 按环境照度分级标准, O.Ollux为月光级) 。

[0008] 但是, 受到镜头设计思想以及工艺技术条件的限制, 具有连续变焦镜头的摄像 机并不能完全呈现图像传感器既有性能。

[0009] 当前, 视频图像成像装置的设计思想是用一个连续变 焦镜头提供需要使用的整 个焦距范围, 例如, 使用一支焦距范围为 4mm〜132mm的连续变焦镜头。 在这 种情况下, 镜头的长焦距和短焦距的比为 132mm/4mm = 33, 以现有的工艺技术 条件, 无法在长焦和短焦处同吋保证镜头具有同样的 小焦比 (如, F1.0) , 只能 做到镜头焦距从 4mm到 132mm的变化过程中, 焦比从 F1.6变化到 F5.0。

[0010] 此吋, 假设外部环境照度为 100%, 则镜头在短焦 4mm处的进光量为 1/ ( 1.6*1.6

39% , 在长焦 132mm处进光量为 1/ (3.6*3.6) = 4<¾。 这意味着为了让能在 0.081u X环境照度下成像的传感器在长焦处成像, 环境照度不能低于 0.08L UX /4<¾ = 21u x。 或者说, 在环境照度 0.081ux、 镜头焦距位于 132mm吋, 传递到图像传感器的 照度只有 0.08*4% = 0.0032Lux, 远低于图像传感器的最低成像照度要求, 导致什 么图像都不会看到。

[0011] 从上述举例计算可以看出, 长焦距处的大焦比对环境光照的衰减作用是相 当显 著的, 它大幅影响传感器既有性能地发挥。 这直接导致在照度低、 光照条件差 的地域, 摄像机可能无法看到任何图像, 失去视频图像监控的意义。

[0012] 为了减小这种衰减作用, 通常采取的弥补方式有以下几种:

[0013] 1.用可见光或红外光进行补光, 提高环境照度; 这种方法暴露了摄像机的位置 以及观察方向、 范围, 使得摄像机的隐蔽性不再存在。 使敏感区域的安全监控 失去了本来作用。

[0014] 2.采用颠覆性的传感器技术, 例如, EMCCD , 成百上千倍地提高传感器的灵 敏度, 使得镜头对环境照度的衰减作用可以忽略不计 。 但是, 这种方式使得摄 像机成本上千倍的增加, 远远超过现有工艺技术条件下镜头和摄像机成 本之和

。 无法大面积推广使用;

[0015] 3.对现有的传感器持续进行改良, 适当提高传感器的灵敏度; 这种改良速度缓 慢, 通常经过多年才有两、 三倍的提升。

[0016] 上述的各种弥补方式, 虽各有长短, 但并没有从根本解决连续变焦镜头对环境 照度的衰减问题, 图像传感器既有性能仍然没有在镜头长焦处得 到完全体现。 技术问题

[0017] 本发明要解决的技术问题在于, 提供一种变焦镜头成像的装置及方法, 使得在 大范围焦段的变焦镜头下减小变焦镜头对环境 照度的衰减作用。

问题的解决方案

技术解决方案

[0018] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是: 构造一种变焦镜头成像的装置, 包括,

[0019] 至少两个变焦成像单元, 各个所述变焦成像单元的焦段依次递增, 且相邻两个 所述变焦成像单元的焦段有部分重合;

[0020] 与所述至少两个变焦成像单元连接的通道选择 器, 用于选择至少一个所述变焦 成像单元所输入的信号作为其输出;

[0021] 分别与所述变焦成像单元和所述通道选择器通 信连接的控制单元;

[0022] 所述控制单元用于控制当前成像的变焦成像单 元、 与下一吋刻成像的变焦成像 单元、 以及位于所述当前成像的变焦成像单元与所述 下一吋刻成像的变焦成像 单元的焦段之间的变焦成像单元两两之间的焦 距依次重合, 还控制所述通道选 择器由所述当前成像的变焦成像单元作为信号 输入端依次切换至所述下一吋刻 成像的变焦成像单元作为信号输入端。

[0023] 优选地, 所述变焦成像单元包括变焦镜头和图像传感器 ,

[0024] 所述变焦镜头, 用于获取视频 /图像的光学成像, 其中, 各个所述变焦成像单 元对应的所述变焦镜头的焦段依次递增, 且相邻两个所述变焦镜头的焦段有部 分重合;

[0025] 所述图像传感器, 与所述变焦镜头连接, 用于接收所述变焦镜头的视频 /图像 的光学成像并转换为初始视频 /图像电信号输出。

[0026] 优选地, 所述变焦镜头成像的装置还包括图像处理器,

[0027] 所述图像处理器, 与所述图像传感器和所述通道选择器连接, 用于接收所述图 像传感器输出的所述初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频 /图像标准 的视频图像信号输出;

[0028] 或者, 所述图像处理器, 与所述通道选择器连接, 用于接收来自所述通道选择 器的所述初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频 /图像标准的视频图像 信号输出。

[0029] 优选地, 所述变焦镜头的长焦与短焦的比值范围为 1_5。

[0030] 优选地, 所述控制单元包括变焦成像控制单元和通道选 择器控制单元,

[0031] 所述变焦成像控制单元, 与所述变焦成像单元和所述通道选择器控制单 元连接 , 用于控制所述当前成像的变焦成像单元与所述 下一吋刻成像的变焦成像单元 、 以及位于所述当前成像的变焦成像单元与所述 下一吋刻成像的变焦成像单元 的焦段之间的变焦成像单元两两之间的焦距依 次重合, 还输出选择控制信号至 所述通道选择器控制单元, 以控制所述通道选择器控制单元选择由所述当 前成 像的变焦成像单元的作为信号输入端依次切换 至所述下一吋刻成像的变焦成像 单元的作为信号输入端;

[0032] 所述通道选择器控制单元, 与所述变焦成像控制单元和所述通道选择器连 接, 用于接收来自所述变焦成像控制单元的选择控 制信号, 以控制所述通道选择器 选择由所述当前成像的变焦成像单元的作为信 号输入端依次切换至所述下一吋 刻成像的变焦成像单元的作为信号输入端。

[0033] 优选地, 所述变焦镜头的焦比小于等于 F2.8。

[0034] 优选地, 所述变焦镜头成像的装置中不同的所述变焦镜 头的焦比相同或者不相 同。

[0035] 本发明还提供一种变焦镜头的成像方法, 包括下述步骤:

[0036] A . 判断通道选择器选择作为信号输入端对应的当 前的变焦成像单元与下一吋 刻成像的变焦成像单元的焦段是否有重合, 若否, 则执行步骤 B, 若是, 则执行 步骤 C;

[0037] B . 调整与当前成像的变焦成像单元焦段有重合且 焦段位于所述当前成像的变 焦成像单元与所述下一吋刻成像的变焦成像单 元之间的中间变焦成像单元的焦 距, 及所述当前成像的变焦成像单元的焦距, 使得所述中间变焦成像单元与所 述当前吋刻成像的变焦成像单元的焦距重合, 同吋控制所述通道选择器选择所 述中间变焦成像单元作为信号输入端, 回到步骤 A;

[0038] C . 调整所述当前成像的变焦成像单元的焦距与所 述下一吋刻成像的变焦成像 单元的焦距重合, 控制单元控制通道选择器选择所述下一吋刻成 像的变焦成像 单元的作为信号输入端。

[0039] 优选地, 所述变焦镜头的成像方法还包括下述步骤:

[0040] 通过变焦镜头获得视频 /图像的光学成像;

[0041] 所述图像传感器获取所述视频 /图像的光学成像, 转换为初始视频 /图像电信号

, 并输出至图像处理器;

[0042] 所述图像处理器获取所述初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频 /图像 标准的视频图像信号输出。

[0043] 优选地, 所述变焦镜头的长焦与短焦的比值范围为 1_5。

发明的有益效果

有益效果

[0044] 实施本发明的变焦镜头成像的装置及方法, 具有以下有益效果: 使用至少两个 以上的变焦成像单元进行拍摄视频或图像, 变焦成像单元的焦段依次递增, 且 相邻两个变焦成像单元的焦段有部分重合, 从而保证了变焦镜头成像的装置整 体的焦段范围足够大, 且每个变焦成像单元的长焦距与短焦距的比值 较小, 在 现有技术条件下可以使得每个变焦成像单元具 有小焦比, 进而减小环境光照的 衰减。 控制单元控制当前成像的变焦成像单元与下一 吋刻成像的变焦成像单元 、 以及位于当前成像的变焦成像单元与下一吋刻 成像的变焦成像单元的焦段之 间的变焦成像单元两两之间的焦距依次重合, 还控制通道选择器由当前成像的 变焦成像单元作为信号输入端依次切换至下一 吋刻成像的变焦成像单元作为信 号输入端, 从而使得通道选择器可以在不同的变焦成像单 元之间进行切换, 根 据实际需要选择所需焦距对应的变焦成像单元 进行拍摄视频或图像输出, 从而 使得在不增加变焦镜头的衰减作用下增加变焦 成像单元的焦段范围, 也即是在 大范围焦段的变焦成像单元下减小变焦镜头对 环境照度的衰减作用。

对附图的简要说明

附图说明

[0045] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说 明, 附图中:

[0046] 图 1是本发明变焦镜头成像的装置第一实施例的 构示意图; [0047] 图 2是本发明变焦镜头成像的装置第二实施例的 构示意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0048] 本发明的变焦镜头成像的装置包括至少两个变 焦成像单元、 通道选择器、 控制 单元。

[0049] 各个变焦成像单元的焦段依次递增, 且相邻两个变焦成像单元的焦段有部分重 合。

[0050] 通道选择器与至少两个变焦成像单元连接, 用于选择至少一个变焦成像单元所 输入的信号作为其输出。

[0051] 控制单元分别与变焦成像单元和通道选择器通 信连接。 控制单元用于控制当前 成像的变焦成像单元、 与下一吋刻成像的变焦成像单元、 以及位于当前成像的 变焦成像单元与下一吋刻成像的变焦成像单元 的焦段之间的变焦成像单元两两 之间的焦距依次重合, 还控制通道选择器由当前成像的变焦成像单元 作为信号 输入端依次切换至下一吋刻成像的变焦成像单 元作为信号输入端。

[0052] 变焦成像单元包括变焦镜头和图像传感器。 变焦镜头用于获取视频 /图像的光 学成像, 其中, 各个变焦成像单元对应的变焦镜头的焦段依次 递增, 且相邻两 个变焦镜头的焦段有部分重合。 图像传感器与变焦镜头连接, 用于接收变焦镜 头的视频 /图像的光学成像并转换为初始视频 /图像电信号输出。 其中, 变焦镜 头的长焦与短焦的比值范围为 1 _ 5 ; 变焦镜头的焦比小于等于 F2.8。 变焦镜头成 像的装置中不同的变焦镜头的焦比相同或者不 相同。

[0053] 变焦镜头成像的装置还包括图像处理器。 图像处理器与图像传感器和通道选择 器连接, 用于接收图像传感器输出的初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的 视频图像标准的视频图像信号输出。 或者图像处理器与通道选择器连接, 用于 接收来自通道选择器的初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频图像标 的视频图像信号输出。

[0054] 控制单元包括变焦成像控制单元和通道选择器 控制单元。 变焦成像控制单元与 变焦成像单元和通道选择器控制单元连接, 用于控制当前成像的变焦成像单元 与下一吋刻成像的变焦成像单元、 以及位于当前成像的变焦成像单元与下一吋 刻成像的变焦成像单元的焦段之间的变焦成像 单元两两之间的焦距依次重合, 还输出选择控制信号至通道选择器控制单元, 以控制通道选择器控制单元选择 由当前成像的变焦成像单元的作为信号输入端 依次切换至下一吋刻成像的变焦 成像单元的作为信号输入端。

[0055] 通道选择器控制单元与变焦成像控制单元和通 道选择器连接, 用于接收来自变 焦成像控制单元的选择控制信号, 以控制通道选择器选择由当前成像的变焦成 像单元的作为信号输入端依次切换至下一吋刻 成像的变焦成像单元的作为信号 输入端。

[0056] 在本发明的变焦镜头成像的装置的第一实施例 中, 变焦镜头成像的装置包括至 少两个变焦成像单元, 在本实施例中变焦成像单元为 3个, 例如第一变焦成像单 元 11、 第二变焦成像单元 12和第三变焦成像单元 13, 变焦镜头成像的装置还包 括通道选择器 2和控制单元 3。

[0057] 第一、 第二和第三变焦成像单元 11, 12, 13的焦段依次递增, 且相邻的第一变 焦成像单元 11与第二变焦成像单元 12的焦段有部分重合, 及第二变焦成像单元 1 2与第三变焦成像单元 13焦段有部分重合。 第一、 第二和第三变焦成像单元 11,12 ,13分别对应包括第一、 第二、 第三变焦镜头 111, 121,131、 第一、 第二、 第三 图像传感器 112,122,132, 和第一、 第二、 第三图像处理器 113,123,133。 第一变 焦镜头 111、 第一图像传感器 112和第一图像处理器 113依次连接, 第二变焦镜头 121、 第二图像传感器 122和第二图像处理器 123依次连接, 第三变焦镜头 131、 第三图像传感器 132和第三图像处理器 133依次连接。

[0058] 第一、 第二和第三变焦镜头 111,121,131用于获取视频 /图像的光学成像, 其中 , 第一、 第二和第三变焦镜头 111,121,131的焦段依次递增, 且第一、 第二变焦 镜头 111, 121之间的焦段有部分重合, 及第二、 第三变焦镜头 121, 131之间的 焦段有部分重合。 第一、 第二和第三变焦镜头 111,121,131的长焦与短焦的比值 范围为 1一 5 , 且焦比小于等于 F2.8 , 第一、 第二和第三变焦镜头 111, 121, 131的焦 比相同或者不相同。

[0059] 第一变焦镜头 111的焦段为 4-15mm, 第二变焦镜头 121的焦段为 14mm-48mm, 第三变焦镜头 131的焦段为 44mm-132mm。 这里, 变焦镜头的焦段递增指的是焦 段的短焦距和长焦距均对应递增。

[0060] 第一、 第二、 第三图像传感器 112,122,132与对应的第一、 第二、 第三变焦镜头 111 , 121,131连接, 用于获取对应的第一、 第二、 第三变焦镜头 111, 121,131的 光学成像并转换为初始视频 /图像电信号输出。

[0061] 第一、 第二、 第三图像处理器 113,123,133, 用于接收对应第一、 第二、 第三图 像传感器 112,122,132输出的初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频 /图像 标准的视频图像信号输出。

[0062] 通道选择器 2与第一、 第二和第三变焦成像单元 11, 12, 13中对应的第一、 第 二、 第三图像处理器 113,123,133连接, 用于选择第一、 第二、 第三图像处理器 1 13,123,133中至少一个所输入的信号作为其输出 根据实际需要, 通道选择器 2 可同吋选择第一、 第二和第三变焦成像单元 11, 12, 13中对应的第一、 第二、 第三图像处理器 113,123,133中的多个所输入的信号作为其输出。

[0063] 控制单元 3分别与第一、 第二和第三变焦成像单元 11,12,13和通道选择器 2通信 连接。 控制单元 3用于控制当前成像的变焦成像单元、 与下一吋刻成像的变焦成 像单元、 以及位于当前成像的变焦成像单元与下一吋刻 成像的变焦成像单元的 焦段之间的变焦成像单元两两之间的焦距依次 重合, 还控制通道选择器由当前 成像的变焦成像单元作为信号输入端依次切换 至下一吋刻成像的变焦成像单元 作为信号输入端。

[0064] 控制单元 3包括变焦成像控制单元 31和通道选择器控制单元 32。

[0065] 变焦成像控制单元 31与第一、 第二和第三变焦成像单元 11,12,13中连接, 并与 通道选择器控制单元 32连接, 用于控制当前成像的变焦成像单元与下一吋刻 成 像的变焦成像单元、 以及位于当前成像的变焦成像单元与下一吋刻 成像的变焦 成像单元的焦段之间的变焦成像单元两两之间 的焦距依次重合, 还输出选择控 制信号至通道选择器控制单元 32, 以控制通道选择器 2选择由当前成像的变焦成 像单元的作为信号输入端依次切换至下一吋刻 成像的变焦成像单元的作为信号 输入端。

[0066] 通道选择器控制单元 32与变焦成像控制单元 31和通道选择器 2连接, 用于接收 来自变焦成像控制单元 31的选择控制信号, 以控制通道选择器 2选择由当前成像 的变焦成像单元的作为信号输入端依次切换至 下一吋刻成像的变焦成像单元的 作为信号输入端。

[0067] 变焦镜头成像的装置的工作流程如下:

[0068] 当前吋刻变焦镜头成像的装置需要在 4mm焦距的位置拍摄视频 /图像, 则变焦 成像控制单元 31控制第一变焦镜头 111进行视频 /图像光学成像, 第一图像传感 器 112获取该光学成像并转换为初始视频 /图像电信号输出至第一图像处理器 11 3, 第一图像处理器 113接收该初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频 /图 像标准的视频图像信号输出。 通道选择器控制单元 32控制通道选择器 2将第一变 焦成像单元 11中的第一图像处理器 113作为信号输入端, 接收第一图像处理器 11 3输出的视频图像信号并输出。

[0069] 若在下一吋刻变焦镜头成像的装置需要在在 30mm焦距的位置拍摄视频 /图像, 则变焦成像控制单元 31控制第一变焦镜头 111向对应长焦距 15mm处变焦, 同吋 控制第二变焦镜头 121向短焦距 14mm处变焦, 当第一变焦镜头 111和第二变焦镜 头 121的焦距重合吋, 通道选择器控制单元 32控制通道选择器 2选择第二图像处 理器 123作为信号输入端, 同吋控制第二变焦镜头 112将焦距调整至 30mm的位置 进行视频 /图像光学成像, 第二图像传感器 122获取光学成像并转换为初始视频 /图像电信号输出至第二图像处理器 123, 第二图像处理器 123将接收该初始视 频 /图像电信号并转化为符合设定的视频图像标 的视频图像信号输出, 通道选 择器 2选择接收第二图像处理器 123输出的视频图像信号。

[0070] 若在下一吋刻变焦镜头成像的装置需要在 130mm焦距的位置拍摄视频 /图像, 则依照上述过程将通道选择器 2选择第二图像处理器 123作为信号输入端后, 变 焦成像控制单元 31控制第二变焦镜头 121向对应长焦距 48mm处变焦, 同吋控制 第三变焦镜头 131向短焦距 44mm处变焦, 当第二变焦镜头 121和第三变焦镜头 13 1的焦距重合吋, 通道选择器控制单元 32控制通道选择器 2选择第三图像处理器 1 33作为信号输入端, 同吋控制第三变焦镜头 132将焦距调整至 130mm的位置进行 视频 /图像光学成像, 第三图像传感器 132获取该光学成像并转换为初始视频 / 图像电信号输出至第三图像处理器 133, 第三图像处理器 133将接收该初始视频 / 图像电信号并转化为符合设定的视频图像标准 的视频 /图像信号输出, 通道选择 器 2选择接收第三图像处理器 133输出的视频图像信号。

[0071] 通过上述变焦镜头成像的装置的上述运行机制 , 对于视频图像观察者来说, 看 到的是连续变焦的视频图像输出, 其输出视频图像与配备单一连续变焦镜头成 像的装置并没有区别。 本装置中的每一个变焦镜头的焦段配置都可以 在当前技 术条件下实现最优设计。 本实施例中为 F1.0〜F1.0, , 从而将镜头对光照的衰减 作用降到最小。 在本实施举例中, 短焦处和长焦处的通光量都可以达到 1/ (1*1 ) = 100% , 亦即没有任何光照损失。 在这种情况下, 图像传感器已经具有的优 良低照度性能将能够得到完全体现。

[0072] 当然, 考虑到诸如实施成本、 装置体积、 厂家本身技术条件等因素, 也可以实 施如 F1.0〜F1.2、 F1.2〜F1.2、 F1.0〜F1.4等各种变通设计。

[0073] 在图 2示出的本发明的变焦镜头成像的装置第二实 例中, 与上述第一实施例 的区别在于, 第一、 第二和第三变焦成像单元 11,12,13中不包含第一、 第二和第 三图像处理器 113,123,133, 而在通道选择器 2的输出端连接图像处理器 4。 通道 选择器 2与第一、 第二和第三变焦成像单元中的第一、 第二和第三图像传感器 11 2,122,132连接, 选择第一、 第二和第三图像传感器 112,122,132中至少一个作为 信号输入端, 通道选择器 2接收来自第一、 第二和第三图像传感器 112,122,132中 的初始视频 /图像电信号并输出至图像处理器 4转化为视频图像信号。

[0074] 当然, 根据实际的需要, 变焦成像单元的个数也可以为 2, 4, 5, ......。

[0075] 本发明还提供一种变焦镜头的成像方法, 包括下述步骤:

[0076] S1 . 判断通道选择器 2选择作为信号输入端对应的当前的变焦成像 元与下一 吋刻成像的变焦成像单元的焦段是否有重合, 若否, 则执行步骤 S2, 若是, 则 执行步骤 S3。 例如, 当前成像的为第一变焦成像单元 11, 下一吋刻成像的为第 二变焦成像单元 12, 则判断第一变焦成像单元 11与第二变焦成像单元 12的焦段 有重合, 若下一吋刻成像的为第三变焦成像单元 13, 则判断第一成像单元 11与 第三成像单元 13之间焦段没有重合。

[0077] S2. 调整与当前成像的变焦成像单元焦段有重合且 焦段位于当前成像的变焦成 像单元与下一吋刻成像的变焦成像单元之间的 中间变焦成像单元的焦距, 及当 前成像的变焦成像单元的焦距, 使得中间变焦成像单元与当前吋刻成像的变焦 成像单元的焦距重合, 同吋控制通道选择器选择中间变焦成像单元作 为信号输 入端, 回到步骤 Sl。 例如, 先调整第一变焦成像单元 11的焦段与第二变焦成像 单元 12的焦段重合, 再控制通道选择器 2由选择第一变焦成像单元 11作为信号输 入端切换至选择第二变焦成像单元 12作为信号输入端, 回到步骤 S1后, 判断第 二变焦成像单元 12的焦段与第三变焦成像单元 13的焦段有重合, 则执行步骤 S3

[0078] S3. 调整当前成像的变焦成像单元的焦距与下一吋 刻成像的变焦成像单元的焦 距重合, 控制单元控制通道选择器选择下一吋刻成像的 变焦成像单元的作为信 号输入端。 若当前成像的为第一变焦成像单元 11, 下一吋刻成像的为第二变焦 成像单元 12, 则控制通道选择器 2由选择第一变焦成像单元 11作为信号输入端切 换至选择第二变焦成像单元 12作为信号输入端。 若下一吋刻成像的为第三变焦 成像单元 13, 则控制通道选择器 2由选择第二变焦成像单元 12作为信号输入端切 换至选择第三变焦成像单元 13作为信号输入端。

[0079] 变焦镜头的成像方法还包括下述步骤:

[0080] 根据所需焦距选择通过第一、 第二、 第三变焦成像单元 11, 12, 13中对应的第 一、 第二、 第三变焦镜头 111,112,113中的一个变焦镜头进行视频 /图像光学成像

[0081] 图像传感器获取该光学成像并转换为初始视频 /图像电信号输出至对应的图像 处理器。

[0082] 图像处理器获取该初始视频 /图像电信号并转化为符合设定的视频图像标 的 视频图像信号输出。

[0083] 在另一实施例中, 也可由图像传感器获光学成像并转换为初始视 频 /图像电信 号输出至通道选择器 2, 再由通道选择器 2将初始信号输出至图像处理器 4, 由图 像处理器 4将初始视频 /图像电信号转化为符合设定的视频图像标准 视频图像信 号并输出。

[0084] 综上所述, 使用至少两个以上的变焦成像单元进行拍摄视 频或图像, 变焦成像 单元的焦段依次递增, 且相邻两个变焦成像单元的焦段有部分重合, 从而保证 了变焦镜头成像的装置整体的焦段范围足够大 , 且每个变焦成像单元的长焦距 与短焦距的比值较小, 在现有技术条件下可以使得每个变焦成像单元 具有小焦 比, 进而减小环境光照的衰减。

[0085] 控制单元控制当前成像的变焦成像单元与下一 吋刻成像的变焦成像单元、 以及 位于当前成像的变焦成像单元与下一吋刻成像 的变焦成像单元的焦段之间的变 焦成像单元两两之间的焦距依次重合, 还控制通道选择器控制单元当前成像的 变焦成像单元作为信号输入端依次切换至下一 吋刻成像的变焦成像单元作为信 号输入端, 从而使得通道选择器可以在不同的变焦成像单 元之间进行切换, 根 据实际需要选择所需焦距对应的变焦成像单元 进行拍摄视频图像后再通过通道 选择器输出, 使得在不增加变焦镜头的衰减作用下增加变焦 成像单元的焦段范 围, 也即是在大范围焦段的变焦成像单元下减小变 焦镜头对环境照度的衰减作 用, 并且使得图像传感器的既有性能在上述变焦镜 头的各个焦距都能实现。

[0086] 可以理解的, 以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式, 其描述较为具体和 详细, 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限 制; 应当指出的是, 对于 本领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 可以对上述技术 特点进行自由组合, 还可以做出若干变形和改进, 这些都属于本发明的保护范 围; 因此, 凡跟本发明权利要求范围所做的等同变换与修 饰, 均应属于本发明 权利要求的涵盖范围。