CN103324022A

CN103324022A - 三维照相模块与手持装置

Info

Publication number: CN103324022A
Application number: CN2012102954301A
Authority: CN
Inventors: 蔡孟翰; 林君达
Original assignee: High Tech Computer Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-08-17
Publication date: 2013-09-25
Also published as: TWI528784B; US20130242061A1; US9348211B2; TW201340683A

Abstract

本发明披露了三维照相模块与手持装置。该三维照相模块，包括一第一镜头、一第二镜头、一快门控制装置、一第一反射镜、一第二反射镜以及一影像感测器。该第一镜头用以接收一第一光线。该第二镜头，用以接收一第二光线。该快门控制装置，用以控制该第一镜头与该第二镜头，使得在一时间内，只有该第一镜头与该第二镜头中的一个会被打开以接收该第一光线或该第二光线。该第一反射镜，用以反射该第一光线至一影像感测器。该第二反射镜，用以反射该第二光线至该影像感测器。该影像感测器，接收该第一光线与该第二光线以撷取一第一影像与一第二影像，且一三维影像根据该第一影像与该第二影像所产生。

Description

三维照相模块与手持装置

技术领域

本发明涉及一种照相模块，特别是涉及一种具有双镜头与单一感测器的照相模块。

背景技术

在移动电话的照相应用上，制造商持续在追求更高的分辨率。在同一时间，照相机的分辨率可能在另外一种非常不同的领域中被发展，也就是3维照相机（3D camera）。与追求高分辨率的照相机不同的是，3D照相机带来了一种全新的视觉体验，让使用者可以感觉到在使用者眼睛中所呈现的影像是3维影像。传统的3D照相模块通常需要两个照相模块，以传送对应使用者的左眼与右眼的独立的影像。这项的设计是复杂而且成本较高。

如前文所提到的，在一3D照相系统中，设计者通常需要两个照相模块。换句话来说，在整个3D照相系统中，需要两个影像感测器。首先，每个影像感测器都具有不同的阴影特征（shading characteristics）。这也表示了我们必须使用不同的阴影校正。第二，每一个感测器多多少少在颜色上会有不同的表现，即使是在相同光源的情形下。因此在阴影校正与白平衡校正上会使得系统设计上变得更为复杂。最后，两个感测器也表示了两倍的花费。如此一来，一个3D照相模块的成本也可能是的照相模块的成本的两倍，对于制造商来说是不利的。

发明内容

本发明的一实施例提供一种三维照相模块，包括一第一镜头、一第二镜头、一快门控制装置、一第一反射镜、一第二反射镜以及一影像感测器。该第一镜头用以接收一第一光线。该第二镜头，用以接收一第二光线。该快门控制装置，用以控制该第一镜头与该第二镜头，使得在一时间内，只有该第一镜头与该第二镜头中的一个会被打开以接收该第一光线或该第二光线。该第一反射镜，用以反射该第一光线至一影像感测器。该第二反射镜，用以反射该第二光线至该影像感测器。该影像感测器，接收该第一光线与该第二光线以撷取一第一影像与一第二影像，且一三维影像根据该第一影像与该第二影像所产生。

本发明的另一实施例提供一种手持装置。该手持装置包括一三维照相模块以及一处理器。三维照相模块，包括用以接收一第一光线的一第一镜头、用以接收一第二光线的一第二镜头，以及一影像感测器。该影像感测器用以接收该第一光线与该第二光线以取得一第一影像与一第二影像。该处理器，用以控制该三维照相模块，以确保该影项感测器只会接收到该第一光线或该第二光线，且处理该第一影像与该第二影像以产生一三维影像。

附图说明

图1为根据本发明的一3D照相模块的一实施例的示意图。

图2为根据本发明的一3D照相模块的另一实施例的示意图。

图3为根据本发明的使用本发明提出的3D照相模块所产生一3D影像的方法的一实施例的流程图。

图4为根据本发明的一影像校正方法的一实施例的示意图。

图5为根据本发明的一具有3D照相模块的手持装置的一实施例的示意图。

附图符号说明

10、20、52～3D照相模块

11、21～第一镜头

12、22～第二镜头

15、23～快门控制装置

113～第一快门

114～第二快门

16、25～第一反射镜

17、26～第二反射镜

18、24、41、53～影像感测器

28～第三反射镜

27～第四反射镜

42～第一像框

43～第二像框

44～撷取视窗

50～手持装置

51～主处理器

54～通信模块

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下结合参考附图的一较佳实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。

图1为根据本发明的一3D照相模块的一实施例的示意图。该3D照相模块10包括一第一镜头11、一第二镜头12、一快门控制装置15、一第一快门113、一第二快门114、一第一反射镜16、一第二反射镜17以及一影像感测器18。该快门控制装置15控制该第一快门113与该第二快门114，且一次只有该第一快门113与该第二快门114中的一个会被打开。该第一快门113与该第二快门114可能是机械式快门或是电子式快门。

当该第一快门113被打开时，该第一光线L1穿过该第一快门113，且被第一反射镜将该第一光线L1反射至该影像感测器18。该影像感测器18因此捕捉到一第一影像并将该第一影响传送至一影像处理器。当该第二快门114被打开时，该第二光线L2通过该第二快门114，且该第二反射镜17将该第二光线L2反射至影像感测器18。当该第二光线L2到达影像感测器18之前，该第二光线L2会穿透该第一反射镜16后再到达影像感测器18。换句话来说该第一反射镜16既可以反射光线也可以让光线通过。

影像感测器18接收到第二光线后，捕捉到一第二影像，并将该第二影像传送给该影像处理器。接着影像处理器根据该第一影像与该第二影像产生一3D影像。在另一实施例中，影像感测器18持续性的传送多个影像给影像处理器，且影像处理器根据这些影像产生一3D动态影像或是一3D影片。

假设该影像感测器18的一画面更新率为X，该第一快门113与该第二快门114的一快门速度就必须小于或等于(X/2)秒。且快门控制装置15会因此调整第一快门113与第二快门114被打开或导通时间。

在图1中，该第一反射镜16倾斜了θ1角，而该第二反射镜倾斜了θ2角。角度θ1是不同于角度θ2。因此，一角度调整装置可以被应用来调整θ1角与θ2角，以确保光线L1在影像感测器18的一投影区域是大致上相同于光线L2在影像感测器18的一投影区域。

图2为根据本发明的一3D照相模块的另一实施例的示意图。该3D照相模块20包括一第一镜头21、一第二镜头22、一快门控制装置23、一第一反射镜25、一第二反射镜26、一第三反射镜28、一第四反射镜27以及一影像感测器24。该第一镜头包括一第一光圈211以及一第一快门212。该第二镜头包过一第二光圈以及一第二快门222。该快门控制装置23控制该第一快门212与该第二快门222，且一次只有该第一快门212与该第二快门222中的一个会被打开。该第一快门212与该第二快门222可能是机械式快门或是电子式快门。

当该第一快门212被打开时，该第一光线L1穿过该第一快门212，且被第一反射镜25与第二反射镜26将该第一光线L1反射至该影像感测器24。该影像感测器24因此捕捉到一第一影像并将该第一影像传送至一影像处理器。当该第二快门222被打开时，该第二光线L2通过该第二快门222，且该第三反射镜28与该第四反射镜27将该第二光线L2反射至影像感测器24。影像感测器24接收到第二光线后，捕捉到一第二影像，并将该第二影像传送给该影像处理器。接着影像处理器根据该第一影像与该第二影像产生一3D影像。在另一实施例中，影像感测器24持续性的传送多个影像给影像处理器，且影像处理器根据这些影像产生一3D动态影像或是一3D影片。

假设该影像感测器24的一画面更新率为X，该第一快门212与该第二快门222的一快门速度就必须小于或等于(X/2)秒。且快门控制装置23会因此调整第一快门212与第二快门222被打开或导通时间。

图3为根据本发明的使用本发明提出的3D照相模块所产生一3D影像的方法的一实施例的流程图。在步骤S31中，一第一快门被打开，一第二快门被关闭，且一影像感测器通过该3D照相模块的一第一镜头捕捉到一第一影像。在步骤S32中，一第二快门被打开，一第一快门被关闭，且影像感测器通过该3D照相模块的一第二镜头捕捉到一第二影像。该第一快门与该第二快门是受控于一快门控制装置或一处理器，且在一个时间点只有一个快门会被打开。在本实施例中，该快门被打开的意思是指快门会打开并快速的关闭。当该快门被打开时，可允许一光线通过该快门，且该影像处理器可以捕捉到对应该光线的一影像。在步骤S33中，一影像处理器根据该第一影像与该第二影像产生一3D影像。

在图1中，第一反射镜16将第一光线反射到影像感测器18上，以形成一第一投影区域。该第二反射镜17将该第二光线反射到影像感测器18上，以形成一第二投影区域。但是，该第一投影区域可能与该第二投影区域有差异。请参考图4。图4为根据本发明的一影像校正方法的一实施例的示意图。假设于影像感测器41上的第一像框42为该第一光线形成的第一投射区域，该第二像框43维该第二光线形成的第二投射区域。很明显的可以发现第一像框42与第二像框43的形状是不一样的，而这可能造成在产生3D影像实会有错误或是降低效率。为了解决这种不利的影响，本发明提出一种方法来解决这个问题。撷取视窗44被用来撷取由该影像感测器41感测到的影像的中心部份。因为在第一像框42与第二像框43的外围的形变是比中心部份的形变来得严重，因此通过撷取视窗44可以降低影像形变的问题。要注意的是撷取视窗44只是一个功能性描叙的方式，并非用以将撷取视窗44限制为硬件元件。一种可接受来自影像感测器41感测到的影像的处理器也可以通过软件或应用程序的方式达到相同的目的。

图5为根据本发明的一具有3D照相模块的手持装置的一实施例的示意图。手持装置50包括一主处理器51、一3D照相模块52、一影像处理器53以及一通信模块54。3D照相模块包括两个镜片以及只有一个的影像感测器。关于3D照相模块52的详细数据请参考图1与图2的说明。影像处理器53接收由3D照相模块撷取到的多个影像，并根据这些影像产生一3D影像。主处理器51可能可以于手持装置的一显示装置显示一3D影像或是通过通信模块54分享已经产生的3D影像给其他人。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，而不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明的权利要求及发明说明内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围。另外本发明的任一实施例或权利要求不须实现本发明所揭示的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。

Claims

1.一种三维照相模块，包括：

一第一镜头，用以接收一第一光线；

一第二镜头，用以接收一第二光线；

一快门控制装置，用以控制该第一镜头与该第二镜头，使得在一时间内，只有该第一镜头与该第二镜头中的一个会被打开以接收该第一光线或该第二光线；

一第一反射镜，用以反射该第一光线至一影像感测器；

一第二反射镜，用以反射该第二光线至该影像感测器；以及

该影像感测器，接收该第一光线与该第二光线以撷取一第一影像与一第二影像，且一三维影像根据该第一影像与该第二影像所产生。

2.如权利要求1所述的三维照相模块，其中该第一镜头包括：

一第一光圈，用以接收对应该第一影像的该第一光线；以及

一第一快门，受控于一第一控制信号，当该第一镜头被打开时，该第一快门允许该第一光线通过。

3.如权利要求2所述的三维照相模块，其中该第二镜头包括：

一第二光圈，用以接收对应该第二影像的该第二光线；以及

一第二快门，受控于一第二控制信号，当该第二镜头被打开时，该第二快门允许该第二光线通过。

4.如权利要求3所述的三维照相模块，其中该影像感测器的一画面更新率为X，而该第一快门或该第二快门的一快门速度为X/2秒。

5.如权利要求1所述的三维照相模块，其中该第一光线先被该第一反射镜反射，接着该第一光线穿过该第二反射镜。

6.一种手持装置，包括

一三维照相模块，包括：

一第一镜头，用以接收一第一光线；

一第二镜头，用以接收一第二光线；以及

一影像感测器，用以接收该第一光线与该

第二光线以取得一第一影像与一第二影像；以及

一处理器，用以控制该三维照相模块，以确保该影项感测器只会接收到该第一光线或该第二光线，且处理该第一影像与该第二影像以产生一三维影像。

7.如权利要求6所述的手持装置，其中该三维照相模块还包括一快门控制装置，受控于该处理器，用以在一时间点内阻挡该第一光线或该第二光线至该影像处理器。

8.如权利要求6所述的手持装置，其中该第一镜头还包括：

一第一光圈，用以接收对应该第一影像的该第一光线；以及

9.如权利要求8所述的手持装置，其中该第二镜头包括：

一第二光圈，用以接收对应该第二影像的该第二光线；以及

10.如权利要求9所述的手持装置，其中该影像感测器的一画面更新率为X，而该第一快门或该第二快门的一快门速度为X/2秒。

11.如权利要求9所述的手持装置，其中该第一光线先被该第一反射镜反射，接着该第一光线穿过该第二反射镜。