CN101902570B - 取像装置及侦测物体运动的方法 - Google Patents

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Abstract

一种侦测物体运动的方法，其包括：在非单一波长光源的照射下，在第一时间利用取像装置取得物体的第一影像，所述取像装置包括镜头模组和影像感测器，所述镜头模组保留两种波长光线的纵向色差，不同波长的光线对应不同最佳物平面；比较第一影像中第一波长光线的影像和第二波长光线的影像的清晰度以判断物体靠近第一波长光线的最佳物平面或第二波长光线的最佳物平面；在非单一波长光源的照射下，在第二时间，利用取像装置取得物体的第二影像；比较第二影像中第一波长光线的影像和第二波长光线的影像的清晰度以判断物体靠近第一波长光线的最佳物平面或第二波长光线的最佳物平面；根据第一时间和第二时间物体的位置关系得出物体运动方向。

Description

取像装置及侦测物体运动的方法
技术领域
本发明涉及一种取像装置及侦测物体运动的方法。
背景技术
随着3D游戏的发展，使用传统的遥控器、键盘或鼠标等来操纵游戏有点落伍，越来越希望能身临其境地参与到游戏中去。
现有技术中采用红外线反射技术侦测物体的运动方向，其包括发射红外光的发射器和一个接受红外光的接收器，物体上贴上具有反射红外光功能的反射装置。发光二极管发出的红外光被物体上的反射装置反射后被接收器所接收，根据接收到红外光的时间差可以侦测到物体的运动方向和运动形态。但是，采用该方法需要发出红外线，并且物体需要附带反射装置，从而使得该方法较为复杂。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种结构简单取像装置及侦测物体运动的方法。
一种取像装置，其包括镜头模组和影像感测器，光线通过所述镜头模组后在所述影像感测器上成像，所述镜头模组保留至少两种波长光线的纵向色差，以使所述至少两种波长光线在所述影像感测器的影像具有清晰度的差别，根据不同时间下所述至少两种波长光线影像的清晰度以判断物体所在位置与所述镜头模组之间的距离以获取物体的运动方向。
一种侦测物体运动的方法，其包括以下步骤：在非单一波长光源的照射下，在第一时间，利用取像装置取得物体的第一影像，所述取像装置包括镜头模组和影像感测器，所述镜头模组保留两种波长光线的纵向色差，不同波长的光线对应不同最佳物平面；比较第一影像中第一波长光线的影像和第二波长光线的影像的清晰度以判断物体靠近第一波长光线的最佳物平面或第二波长光线的最佳物平面；在非单一波长光源的照射下，在第二时间，利用取像装置取得物体的第二影像；比较第二影像中第一波长光线的影像和第二波长光线的影像的清晰度以判断物体靠近第一波长光线的最佳物平面或第二波长光线的最佳物平面；根据第一时间和第二时间物体的位置关系得出物体运动方向。
与现有技术相比，本发明实施例利用镜头模组保留两种光线色差的特性，使得非单一波长光源中不同波长的光线在影像感测器的影像具有清晰度的差别，通过比较同一位置上两种波长光线影像的清晰度以判断物体所在位置与取像装置之间的距离，进而可以侦测物体的运动方向，因此，该方法简单。
附图说明
图1是利用本发明实施例取像装置侦测物体运动的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明取像装置10包括镜头模组11、影像感测器12和影像处理单元13，该取像装置用来侦测物体20的运动方向。
镜头模组11可以保留任意两种波长的光线的纵向色差，而消除其它光线的纵向色差，例如保留蓝光色差和红光的色差。镜头模组11包括若干镜片，至少一个镜片为高色散材料制成，如聚碳酸酯（polycarbonate，简称PC）。
影像感测器12可以为CCD（Charge Coupled Device，电荷耦合器件）影像感测器或者CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体）影像感测器。
物体20在自然光照射下，经过镜头模组11后成像在影像感测器12上。由于自然光是多波长的光线，各种波长的光线对应的焦距不同，所以，光线所成像的位置就不同，按照波长由短到长，像点离开镜头模组11由近到远地排列在光轴上。
当然，也可以采用至少两种颜色光线的混合光照射物体20，即采用非单一波长光源照射。
因此，为使得不同波长的光线在同一位置得到清晰的像点，那么，不同的光线应该距离镜头模组11有不同的距离，按照波长由短到长，相应波长的物点离开镜头模组11由近到远地排列在光轴上，即波长越长距离镜头模组11越远，波长越短距离镜头模组11越近。
为描述方便，定义在某一个位置波长的光线得到清晰影像时，该位置为该波长光线的最佳物平面。相对于短波长（例如蓝光）光线和长波长（例如红光）光线分别涉及短波长最佳物平面和长波长最佳物平面。
例如，在时间1，影像感测器12得到位于A点的物体20的影像P1，影像处理单元13将影像P1中蓝光的影像和红光的影像提取，然后将蓝光的影像和红光的影像分别进行傅立叶转换，然后根据转换结果得知蓝光的影像较红光的影像清晰，此时可得出，物体20应该靠近蓝光的最佳物平面，由于蓝光的波长短，因此，物体20靠近镜头模组11，也就是靠近取像装置10。
在时间2，影像感测器12得到位于B点的物体20的影像，影像处理单元13将影像P2中蓝光的影像和红光的影像提取，然后将蓝光的影像和红光的影像分别进行傅立叶转换，然后根据转换结果得知红光的影像较红光的蓝光的像清晰，此时可得出，物体20应该靠近红光的最佳物平面，由于红光的波长比蓝光的波长要长，因此，位置B相对于位置A远离镜头模组11，也就是远离取像装置10。此可判断出，物体向远离取像装置10的方向运动。
如果，在影像P1中，红光的影像较蓝光的影像清晰，则位置A远离取像装置10；在影像P2中，蓝光的影像较红光的影像清晰，则位置B靠近取像装置10，那么，物体20向靠近取像装置10的方向运动。
当然，也可以采用CTF（Contrast Transfer Function，对比传递函数）值或者MTF（Modulation Transfer Function，调制传递函数）值表示影像的清晰度。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种取像装置，包括镜头模组和影像感测器，光线通过所述镜头模组后在所述影像感测器上成像，其特征在于：所述镜头模组保留至少两种波长光线的纵向色差，以使所述至少两种波长光线在所述影像感测器的影像具有清晰度的差别，根据不同时间下所述至少两种波长光线影像的清晰度以判断物体所在位置与所述镜头模组之间的距离以获取物体的运动方向。
2.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于：所述镜头模组包括若干镜片，至少一个所述镜片由高色散率材料制成。
3.如权利要求2所述的取像装置，其特征在于：所述高色散材料为聚碳酸酯。
4.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于：所述镜头模组保留蓝光和红光的纵向色差。
5.如权利要求1所述的取像装置，其特征在于：所述影像感测器为CMOS感测器或CCD感测器。
6.一种侦测物体运动的方法，其包括以下步骤：
在非单一波长光源的照射下，在第一时间，利用一取像装置取得物体的第一影像，所述取像装置包括镜头模组和影像感测器，光线通过所述镜头模组后在所述影像感测器上成像，所述镜头模组至少保留两种波长光线的纵向色差，不同波长的光线对应不同最佳物平面；
比较第一影像中第一波长光线的影像和第二波长光线的影像的清晰度以判断物体靠近第一波长光线的最佳物平面或第二波长光线的最佳物平面；
在非单一波长光源的照射下，在第二时间，利用取像装置取得物体的第二影像；
比较第二影像中第一波长光线的影像和第二波长光线的影像的清晰度以判断物体靠近第一波长光线的最佳物平面或第二波长光线的最佳物平面；
根据第一时间和第二时间物体的位置关系得出物体运动方向。
7.如权利要求6所述的侦测物体运动的方法，其特征在于：所述影像感测器为CMOS感测器或CCD感测器。
8.如权利要求6所述的侦测物体运动的方法，其特征在于：所述第一波长光线的波长值大于所述第二波长光线的波长值。
9.如权利要求8所述的侦测物体运动的方法，其特征在于：当所述第一影像中所述第一波长光线的影像的清晰度大于所述第二波长光线的影像的清晰度时，所述物体靠近所述第一波长光线的最佳物平面；当所述第二影像中所述第一波长光线的影像的清晰度小于所述第二波长光线的影像的清晰度时，所述物体靠近所述第二波长光线的最佳物平面，由此侦测物体向靠近所述取像装置的方向运动。
10.如权利要求8所述的侦测物体运动的方法，其特征在于：当所述第一影像中所述第一波长光线的影像的清晰度小于所述第二波长光线的影像的清晰度时，所述物体靠近所述第二波长光线的最佳物平面；当所述第二影像中所述第一波长光线的影像的清晰度大于所述第二波长光线的影像的清晰度时，所述物体靠近所述第一波长光线的最佳物平面，由此侦测物体向远离所述取像装置的方向运动。
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