[发明专利]成像系统

说明书

本发明提供了具有多个光学模块的成像系统，来实现更高的变焦比和更好的显示效果。所述多个光学模块的视野(FOV)或焦距范围可被设计用于实现比所述多个光学模块中的任一个的变焦比更高的变焦比以及画中画功能。在所述多个光学模块的推进和拉远期间，所述成像系统的重心可以无显著变化。

背景技术

诸如无人飞行器(UAV)等飞行器已经被开发用于包括监视、搜救工作、勘探以及其它领域等的广泛应用。此类无人飞行器可以携带机载相机以捕捉静态图像和视频图像。

为了捕捉高质量的图像，可以在UAV上携带高性能变焦镜头相机模块。然而，具有覆盖宽变焦范围的变焦镜头的相机模块可能尺寸较大、重量较重并且造价昂贵。

发明内容

本发明提供了通过使用多个光学模块来捕捉和显示多个图像的系统和方法。可能期望捕捉远离光学模块的环境的图像。可以提供允许对图像进行光学变焦的相机。在一些情况下，可以在诸如无人飞行器等可移动物体上携带相机，并且任选地，可以使用载体来稳定相机。所述载体可以是允许相机相对于无人飞行器移动的云台。在传统系统中，可以提供变焦镜头相机，所述相机可以伸缩镜头以便在聚焦靠近相机的图像和聚焦远离相机的图像之间切换。在此情况下，变焦镜头相机模块的重心可能由于镜头的移动而显著改变，从而导致云台和/或无人飞行器的功能异常。因此，为了适当地保持云台和无人飞行器的稳定性，同时允许宽范围的光学变焦，需要能够以简单的配置和较小的尺寸达到大变焦比的成像系统。

在一些实施方式中，成像系统可以具有两个或更多个光学模块。可以并置并且对准具有不同视野(FOV，Field of View)角度范围或不同焦距范围的第一光学模块和第二光学模块，以从同一方向捕捉图像。图像处理器可以从所述第一光学模块和所述第二光学模块接收图像数据，并且生成数据以在显示器内示出使用所述第一光学模块和所述第二光学模块捕捉的图像。所捕捉的图像可以同时地或单独地在显示器内示出。在一些实施方式中，所述第一光学模块和所述第二光学模块中的至少一个可以包括定焦镜头或变焦镜头。所述第一光学模块和所述第二光学模块的FOV范围或焦距范围可以重叠或者可以不重叠。

本发明的显示多个图像的方法可以包括：在第一光学模块和第二光学模块分别捕捉第一图像和第二图像；接收所述第一图像和所述第二图像；以及生成数据以在显示器内同时示出使用所述第一光学模块和所述第二光学模块捕捉的图像。可以选择所述第一光学模块和所述第二光学模块的FOV范围或焦距范围，以提供高于这两个光学模块中任一个的变焦比(zoom ratio)。可以实现画中画

(Picture-In-Picture，PIP)功能。

本发明还提供一种携带具有两个或更多个光学模块的成像系统的无人飞行器(UAV)。在一些实施方式中，搭载在无人飞行器上的云台可以携带第一光学模块和第二光学模块，使得所述第一光学模块和所述第二光学模块可以相对于无人飞行器的本体移动或旋转。

本发明的一个方面可以包括一种成像系统，其包括：包含第一图像传感器的第一光学模块，所述第一光学模块具有第一视野角度范围；包含第二图像传感器的第二光学模块，所述第二光学模块具有第二视野角度范围，其中所述第一视野角度范围和所述第二视野角度范围不相同；以及图像处理器，其被配置成用于：从所述第一光学模块接收第一图像的图像数据和/或从所述第二光学模块接收第二图像的图像数据，并生成数据以在显示器内示出使用所述第一光学模块和/或所述第二光学模块捕捉的所述第一图像和/或所述第二图像。

在一些实施方式中，所述图像处理器可被配置成用于生成数据以在所述显示器内示出使用所述第一光学模块和所述第二光学模块捕捉的所述第一图像和所述第二图像中的一个图像。备选地，所述图像处理器可被配置成用于生成数据以在所述显示器内示出使用所述第一光学模块和所述第二光学模块捕捉的所述第一图像和所述第二图像两者。