CN102213911A - 三维立体影像撷取装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种三维立体影像撷取装置及方法。此影像撷取装置包括左眼镜头、右眼镜头、操作单元及处理单元。其中，左眼镜头适于撷取左眼影像，右眼镜头适于撷取右眼影像，而左眼镜头与右眼镜头之间具有一水平位移。操作单元配设于左眼镜头及右眼镜头，适于在接收一直立拍摄操作时，分别将左眼镜头及右眼镜头旋转约九十度。处理单元耦接左眼镜头及右眼镜头，适于将左眼镜头及右眼镜头旋转后所撷取的左眼影像及右眼影像合并为三维直立影像。

Description

三维立体影像撷取装置及方法

技术领域

本发明涉及一种影像撷取装置及方法，特别是涉及一种三维立体影像撷取装置及方法。

背景技术

人类在观看一件物体时，会在两眼的视网膜内各自形成物体的清晰物像，而此物像被传导到大脑皮质后，即会由大脑皮质中枢将其融合成单一物像。由于两眼的位置不同，其观看物体的角度会有些许的差异，在视网膜上形成的物像也会具有一定的视差。人类即经由大脑皮质中枢融合两眼中视角不同的物像，藉以产生立体感。

三维立体相机即依据上述原理，在相机本体上配置两个独立的镜头，并将镜头之间的距离设置为约等于人类两眼间平均距离的77毫米，藉此模拟人类的左右眼以拍摄三维立体影像。

图1为使用现有的三维立体相机拍摄三维横向影像的示意图，而图2则为三维横向影像的范例。请先参照图1，现有的三维立体相机100上配置有左眼镜头110及右眼镜头120，且左眼镜头110及右眼镜头120之间具有一个约77毫米的水平位移。当使用者欲拍摄三维立体影像时，只需将三维立体相机100对准物体，而由左眼镜头110及右眼镜头120拍摄出如图2所示视角不同的横向影像210及220，这两张影像具有一个水平方向上的距离差(即视差)。三维立体相机100即藉由将这两张影像合并，而产生三维横向影像。

然而，由于相机硬件设计上的限制，当使用者欲使用上述三维立体相机拍摄直立影像时，必需将相机转向，而改以直立的方式持用相机。图3为使用现有三维立体相机拍摄三维直立影像的示意图，而图4则三维直立影像的范例。如图3所示，当三维立体相机300被使用者以直立的方式持用时，其左眼镜头310及右眼镜头520之间具有一个约77毫米的垂直位移。当使用者拍摄三维立体影像时，左眼镜头310及右眼镜头520即会拍摄出如图4所示视角不同的垂直影像410及420。虽然这两张影像之间也会有个距离差，但却是在垂直方向上，与一般人眼在水平方向上的视差不同，因此人眼无法将其融合为三维立体影像。

由上述可知，现有的三维立体相机具有先天的缺陷，无法拍摄出三维直立影像。

发明内容

本发明提供一种三维立体影像撷取装置，藉由分别旋转相机的左、右眼镜头，以拍摄三维直立影像。

本发明提供一种三维直立影像拍摄方法，提供使用者藉由执行相机的直立拍摄功能或是推动相机镜头的旋转机械构件，以拍摄三维直立影像。

本发明提出一种三维立体影像撷取装置，其包括左眼镜头、右眼镜头、操作单元及处理单元。其中，左眼镜头适于撷取左眼影像，右眼镜头适于撷取右眼影像，而左眼镜头与右眼镜头之间具有一水平位移。操作单元配设于左眼镜头及右眼镜头，适于在接收一直立拍摄操作时，分别将左眼镜头及右眼镜头旋转约九十度。处理单元耦接左眼镜头及右眼镜头，适于将左眼镜头及右眼镜头旋转后所撷取的左眼影像及右眼影像合并为三维直立影像。

在本发明的一实施例中，上述的影像撷取装置还包括输入单元，其适于接收使用者对于影像撷取装置的直立拍摄功能的输入操作，以作为直立拍摄操作。

在本发明的一实施例中，上述的操作单元包括配设于左眼镜头的第一驱动单元，适于旋转左眼镜头；还包括配设于右眼镜头的第二驱动单元，适于旋转右眼镜头。

在本发明的一实施例中，上述的处理单元还包括耦接输入单元、第一驱动单元及第二驱动单元，适于在输入单元接收到直立拍摄操作时，控制第一驱动单元及第二驱动单元分别将左眼镜头及右眼镜头旋转约九十度。

在本发明的一实施例中，上述的左眼镜头包括第一光学组件，右眼镜头包括第二光学组件，其中第一光学组件及第二光学组件适于控制进入左眼镜头及该右眼镜头的光线。

在本发明的一实施例中，上述的左眼镜头还包括第一感光组件，右眼镜头还包括第二感光组件，其中此第一感光组件及第二感光组件适于感测进入左眼镜头及右眼镜头的光线的强度，而产生左眼影像及右眼影像。

在本发明的一实施例中，上述的操作单元在接收直立拍摄操作时，包括分别将左眼镜头的第一感光组件及右眼镜头的第二感光组件旋转约九十度，以撷取左眼影像及右眼影像。

本发明提出一种三维立体影像撷取方法，适用于具有左眼镜头及右眼镜头的影像撷取装置，其中左眼镜头与右眼镜头之间具有一水平位移。此方法是在接收到一直立拍摄操作时，分别将左眼镜头及右眼镜头旋转约九十度，而利用旋转后的左眼镜头及右眼镜头分别撷取左眼影像及右眼影像，并将此左眼影像及右眼影像合并为三维直立影像。

在本发明的一实施例中，上述接收该直立拍摄操作的步骤包括接收由使用者对于影像撷取装置的直立拍摄功能的输入操作或对于影像撷取装置的旋转机械构件的力学操作。

在本发明的一实施例中，上述分别将影像撷取装置的左眼镜头及右眼镜头旋转约九十度的步骤包括分别采用步进马达推动左眼镜头及右眼镜头，以使其旋转约九十度。

基于上述，本发明的三维立体影像撷取装置及方法是在维持相机左、右眼镜头之间的水平位移的情况下，将左、右眼镜头分别旋转九十度以拍摄直立影像，而能够提供使用者利用同一台相机拍摄三维立体的横向及直立影像。

为使本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并结合附图详细说明如下。

附图说明

图1为使用现有三维立体相机拍摄三维横向影像的示意图。

图2为三维横向影像的范例。

图3为使用现有三维立体相机拍摄三维直立影像的示意图。

图4为三维直立影像的范例。

图5是依照本发明的一实施例所绘示的利用影像撷取装置拍摄三维立体影像的示意图。

图6是依照本发明的一实施例所绘示的三维立体影像撷取装置的方块图。

图7是依照本发明一实施例所绘示的三维立体影像撷取方法的流程图。

图8是依照本发明一实施例所绘示的三维直立影像的范例。

图9是依照本发明的一实施例所绘示的三维立体影像撷取装置的方块图。

图10是依照本发明的一实施例所绘示的三维立体影像撷取装置的方块图。

附图符号说明

100、300：三维立体相机

110、310、510、610、910、1010：左眼镜头

120、320、520、620、920、1020：右眼镜头

210、220：横向影像

410、420、810、820：直立影像

500、600、900、1000：影像撷取装置

630：操作单元

640、940、1040：处理单元

930、1030：输入单元

950、1050：第一驱动单元

960、1060：第二驱动单元

1012：第一光学组件

1014：第二光学组件

1022：第一感光组件

1024：第二感光组件

S710～S740：本发明的一实施例的三维立体影像撷取方法的各步骤

具体实施方式

无论是要拍摄横向的或是直立的三维立体影像，相机的左、右眼镜头都必需模拟人类的左右眼，也就是要维持约77毫米的水平位移。既然镜头的位置不能改变，能改变的只剩镜头本身，本发明即依此概念，将原本处于横放(landscape)状态的左、右眼镜头本身分别旋转九十度，以转变为直立(portrait)状态，而左、右眼镜头旋转后所拍摄出来的影像即为直立影像，并可合并成为三维直立影像。

图5是依照本发明的一实施例所绘示的利用影像撷取装置拍摄三维立体影像的示意图。请参照图5，本实施例的影像撷取装置500使用在横放状态，其上则配置左眼镜头510及右眼镜头520。当使用者欲拍摄三维横向影像时，则可直接以左眼镜头510及右眼镜头520分别撷取左、右眼影像，此左、右眼影像经由影像撷取装置500合成后，即可产生三维横向影像。另一方面，当使用者欲拍摄三维直立影像时，则可藉由将左眼镜头510及右眼镜头520分别以顺时针方向旋转约九十度，而以旋转后的左眼镜头510及右眼镜头520分别撷取左、右眼影像，此左、右眼影像经由影像撷取装置500合成后，则可产生三维直立影像。

图6是依照本发明的一实施例所绘示的三维立体影像撷取装置的方块图。请参照图6，本实施例的影像撷取装置600包括左眼镜头610、右眼镜头620、操作单元630及处理单元640。其中，左眼镜头610适于模拟人类的左眼，而用以撷取左眼影像；右眼镜头620则适于模拟人类的右眼，而用以撷取右眼影像。其中，左眼镜头610与右眼镜头620之间具有约为77毫米的水平位移，以模拟真实人眼间的距离。操作单元630配设于左眼镜头610与右眼镜头620，而可根据使用者的直立拍摄操作，分别将左眼镜头610与右眼镜头620旋转约九十度，以拍摄左眼影像及右眼影像。处理单元640耦接左眼镜头610及右眼镜头620，而用以将上述左眼镜头610及右眼镜头620旋转后所撷取的左眼影像及右眼影像合并为三维直立影像。

搭配上述的影像撷取装置600，本发明亦提供对应的操作方式。图7是依照本发明一实施例所绘示的三维立体影像撷取方法的流程图。请参照图7，本实施例的方法适用于图6的影像撷取装置600，适于在接收到使用者对于影像撷取装置600的直立拍摄操作时，控制影像撷取装置600旋转镜头以拍摄三维直立影像，详细的步骤如下：

首先，由影像撷取装置600接收使用者的直立拍摄操作(步骤S710)。其中，影像撷取装置600例如是接收由使用者对于其直立拍摄功能的输入操作，或是接收使用者对于其中配置的旋转机械构件的力学操作。

接着，影像撷取装置600即根据使用者的直立拍摄操作，分别将影像撷取装置600的左眼镜头610及右眼镜头620旋转约九十度(步骤S720)。详细地说，影像撷取装置600可采用物理式或电子式的方式旋转镜头。其中，若采用物理式，影像撷取装置600可在其左眼镜头610及右眼镜头620上配置旋转机械构件(未绘示)作为操作单元630，此旋转机械构件会与左眼镜头610及右眼镜头620连动，而当使用者推动此旋转机械构件时，左眼镜头610及右眼镜头620即会进行旋转；若采用电子式，则可针对左眼镜头610及右眼镜头620配置步进马达(未绘示)，而用以推动左眼镜头610及右眼镜头620进行旋转。

在旋转之后，左眼镜头610及右眼镜头620即可分别撷取左眼影像及右眼影像(步骤S730)，并传送至处理单元640，而由处理单元640合并成为三维直立影像(步骤S740)。举例来说，图8是依照本发明一实施例所绘示的三维直立影像的范例。请参照图8，直立影像810及820为上述旋转后的左眼镜头610及右眼镜头620所撷取的影像，其间具有一水平方向上的视差，符合人类的左右眼视差，因此经由合并即可产生三维垂直影像。

需注意的是，在一实施例中，处理单元640处理左眼影像及右眼影像的方式例如是将左眼影像及右眼影像分别储存为特定名称的文件，并储存在同一个数据夹内，待使用者欲观看此三维直立影像时，即可藉由将三维影像显示装置(例如三维立体电视)的读取路径指向该数据夹，藉以读取左眼影像及右眼影像，并生成可供使用者感知的三维直立影像。在另一实施例中，处理单元640也可以将左眼影像及右眼影像直接储存为单一文件，并对应更改三维影像显示装置的读取方式，同样可实现三维直立影像的显示效果。

藉由上述的方法，本发明除了可提供使用者利用影像撷取装置600拍摄横向影像外，还提供使用者依照拍摄需求随时将影像撷取装置600切换为直立拍摄模式以拍摄直立影像，藉此实现单一机器拍摄不同方向的三维立体影像的目的。

需注意的是，针对上述采用步进马达旋转镜头的方式，本发明还可依据装置的设计区分为两种态样：一种是直接旋转整个镜头；另一种则是只旋转镜头内的感光组件，以下则各举一实施例详细说明。

对于直接旋转镜头的方式：图9是依照本发明的一实施例所绘示的三维立体影像撷取装置的方块图。请参照图9，本实施例的影像撷取装置900包括左眼镜头910、右眼镜头920、输入单元930、处理单元940，以及配设于左眼镜头910的第一驱动单元950与配设于右眼镜头920的第二驱动单元960。其中，输入单元930可以是配置在影像撷取装置900上的实体按键或是触碰屏幕，而提供使用者藉由按压按键或是触碰屏幕选单的方式，执行影像撷取装置900的直立拍摄功能。

当输入单元930接收到使用者的直立拍摄操作时，即会产生电子讯号并发送至处理单元940，而由处理单元940据以控制第一驱动单元950及第二驱动单元960分别将左眼镜头910及右眼镜头920旋转约九十度。待左眼镜头910及右眼镜头920旋转之后，处理单元940即控制左眼镜头910及右眼镜头920分别撷取左眼影像及右眼影像，并进而将此左眼影像及右眼影像合并为三维直立影像。

对于只旋转镜头中感光组件的方式：图10是依照本发明的一实施例所绘示的三维立体影像撷取装置的方块图。请参照图10，本实施例的影像撷取装置1000包括左眼镜头1010、右眼镜头1020、输入单元1030、处理单元1040，以及配设于左眼镜头1010的第一驱动单元1050及配设于右眼镜头1020的第二驱动单元1060。左眼镜头1010中包括第一光学组件1012及第一感光组件1014，右眼镜头1020中包括第二光学组件1022及第二感光组件1024。其中，第一光学组件1012及第二光学组件1022例如是由一个或多个透镜组成，而分别用以控制进入左眼镜头1010及右眼镜头1020的光线。第一感光组件1014及第二感光组件1024例如是电荷耦合组件(ChargeCoupled Device，CCD)模块或是互补性金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，CMOS)模块，用以分别感测进入左眼镜头1010及右眼镜头1020的光线强度，进而产生左眼影像及右眼影像。

需注意的是，当本实施例的处理单元1040接收到使用者于输入单元1030上的直立拍摄操作时，是先控制第一驱动单元1050及第二驱动单元1060分别将左眼镜头1010中的第一感光组件1014及右眼镜头1020中的第二感光组件1024旋转约九十度。待第一感光组件1014及第二感光组件1024旋转后，处理单元1040再控制第一感光组件1014及第二感光组件1024分别撷取左眼影像及右眼影像，进而将此左眼影像及右眼影像合并为三维直立影像。

综上所述，本发明的三维立体影像撷取装置及方法藉由在三维立体相机的镜头上分别加入一个旋转机制，而提供使用者在需要拍摄三维直立影像时，可透过功能设定或是手动操作的方式将镜头旋转九十度，使得镜头所拍摄出来的影像成为符合人类左右眼视差的三维直立影像。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可作若干的更动与润饰，故本发明的保护范围以本发明的权利要求为准。

Claims (10)

1.一种三维立体影像撷取装置，包括：

一左眼镜头，适于撷取一左眼影像；

一右眼镜头，适于撷取一右眼影像，其中该左眼镜头与该右眼镜头之间具有一水平位移；

一操作单元，配设于该左眼镜头及该右眼镜头，适于在接收一直立拍摄操作时，分别将该左眼镜头及该右眼镜头旋转约九十度；以及

一处理单元，耦接该左眼镜头及该右眼镜头，合并该左眼镜头及该右眼镜头旋转后所撷取的该左眼影像及该右眼影像为一三维直立影像。

2.如权利要求1所述的三维立体影像撷取装置，还包括：

一输入单元，适于接收一使用者对于该影像撷取装置的一直立拍摄功能的一输入操作，以作为该直立拍摄操作。

3.如权利要求2所述的三维立体影像撷取装置，其中该操作单元包括：

一第一驱动单元，配设于该左眼镜头，适于旋转该左眼镜头；以及

一第二驱动单元，配设于该右眼镜头，适于旋转该右眼镜头。

4.如权利要求3所述的三维立体影像撷取装置，其中该处理单元还包括耦接该输入单元、该第一驱动单元及该第二驱动单元，适于在该输入单元接收到该直立拍摄操作时，控制该第一驱动单元及该第二驱动单元分别将该左眼镜头及该右眼镜头旋转约九十度。

5.如权利要求1所述的三维立体影像撷取装置，其中该左眼镜头包括一第一光学组件，该右眼镜头包括一第二光学组件，其中该第一光学组件及该第二光学组件适于控制进入该左眼镜头及该右眼镜头的一光线。

6.如权利要求5所述的三维立体影像撷取装置，其中该左眼镜头还包括一第一感光组件，该右眼镜头还包括一第二感光组件，其中该第一感光组件及该第二感光组件适于感测进入该左眼镜头及该右眼镜头的该光线的强度，而产生该左眼影像及该右眼影像。

7.如权利要求6所述的三维立体影像撷取装置，其中该操作单元在接收该直立拍摄操作时，包括分别将该左眼镜头的该第一感光组件及该右眼镜头的该第二感光组件旋转约九十度，以撷取该左眼影像及该右眼影像。

8.一种三维立体影像撷取方法，适用于具有一左眼镜头及一右眼镜头的一影像撷取装置，其中该左眼镜头与该右眼镜头之间具有一水平位移，该方法包括下列步骤：

接收一直立拍摄操作；

分别将该左眼镜头及该右眼镜头旋转约九十度；以及

利用旋转后的该左眼镜头及该右眼镜头分别撷取一左眼影像及一右眼影像；以及

合并该左眼影像及该右眼影像为一三维直立影像。

9.如权利要求8所述的三维立体影像撷取方法，其中接收该直立拍摄操作的步骤包括：

接收由一使用者对于该影像撷取装置的一直立拍摄功能的一输入操作或对于该影像撷取装置的一旋转机械构件的一力学操作。

10.如权利要求8所述的三维立体影像撷取方法，其中分别将该影像撷取装置的该左眼镜头及该右眼镜头旋转约九十度的步骤包括：

分别采用一步进马达推动该左眼镜头及该右眼镜头，以使其旋转约九十度。

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