CN103916584A - 图像采集系统 - Google Patents

Abstract

一种图像采集系统，其包括：一图像采集单元、一辅助投光单元及一控制单元。图像采集单元包括一图像感测器及一邻近且对应于图像感测器的变焦镜头。图像感测器可通过变焦镜头以采集可移动物体的图像，且变焦镜头具有一第一可变焦距。辅助投光单元包括至少一用于产生光束的发光元件及至少一邻近且对应于发光元件的电控变焦透镜。发光元件所产生的光束可通过电控变焦透镜以形成一投向可移动物体的投射光源，且电控变焦透镜具有一第二可变焦距。控制单元包括一电性连接于图像采集单元与辅助投光单元之间的电压控制模块。

Description

图像采集系统

技术领域

本发明涉及一种图像采集系统，具体涉及一种具有投光角度自动调整功能的图像采集系统。

背景技术

为了使摄影机能在夜间或较暗的环境中清楚摄影，越来越多的摄影机都加入了红外线LED的设计。但在目前的设计中，红外线LED不是被全部打开就是被全部关闭。当环境光源不是太暗而将红外线LED全部打开时，会造成摄影的画面过亮；而当环境光源不是很亮而将红外线LED全部关闭时，则会造成摄影的画面偏暗。由此可见，目前设计中的红外线LED不能根据实际需求来准确地调整亮度，因而产生所采集到的图像效果不佳的问题。

发明内容

本发明实施例在于提供一种具有投光角度自动调整功能的图像采集系统，其可大大提升图像采集模块所采集到的图像品质，不会再有图像过暗或过亮（过度曝光）的问题产生。

本发明其中一实施例所提供的一种具有投光角度自动调整功能的图像采集系统，其包括：一图像采集单元、一辅助投光单元及一控制单元。所述图像采集单元包括至少一图像采集模块，其中至少一所述图像采集模块包括一图像感测器及一邻近且对应于所述图像感测器的变焦镜头，所述图像感测器通过所述变焦镜头以采集至少一可移动物体的图像，且所述变焦镜头具有一第一可变焦距。所述辅助投光单元包括至少一辅助投光模块，其中至少一所述辅助投光模块包括至少一用于产生光束的发光元件及至少一邻近且对应于至少一所述发光元件的电控变焦透镜，至少一所述发光元件所产生的所述光束通过至少一所述电控变焦透镜以形成一投向至少一所述可移动物体的投射光源，且至少一所述电控变焦透镜具有一第二可变焦距。所述控制单元包括一电性连接于至少一所述图像采集模块与至少一所述辅助投光模块之间的电压控制模块。更进一步来说，所述变焦镜头的所述第一可变焦距依据至少一所述可移动物体相距至少一所述图像采集模块所形成的可变物距来进行改变，所述电压控制模块依据所述变焦镜头的所述第一可变焦距的改变以提供一设定电压值给至少一所述电控变焦透镜，至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距依据所述电压控制模块所提供的所述设定电压值来进行改变，且至少一所述辅助投光模块所产生的所述投射光源的投光角度依据至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距的改变来进行调整。

本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的图像采集系统，其可通过“所述电压控制模块依据所述变焦镜头的所述第一可变焦距的改变以提供一设定电压值给至少一所述电控变焦透镜”与“至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距依据所述电压控制模块所提供的所述设定电压值来进行改变”的设计，以使得至少一所述辅助投光模块所产生的所述投射光源的投光角度可依据至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距的改变来进行调整。因此，无论可移动物体相距图像采集模块所形成的可变物距如何地改变，发光元件所产生的光束都可通过电控变焦透镜，以形成一精准投向可移动物体或其周围的投射光源，进而可大大提升图像采集模块所采集到的可移动物体的图像的清晰度，不会再有图像过暗或过亮（过度曝光）的问题产生。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1为本发明第一实施例与第二实施例的图像采集系统用来采集可变物距为D1时的可移动物体的图像的示意图。

图2为本发明第一实施例与第二实施例的图像采集系统用来采集可变物距为D2时的可移动物体的图像的示意图。

图3为本发明第一实施例的图像采集系统的辅助投光单元将投射光源投射至可变物距为D1时的可移动物体上的示意图。

图4为本发明第一实施例的图像采集系统的辅助投光单元将投射光源投射至可变物距为D2时的可移动物体上的示意图。

图5为本发明第二实施例的图像采集系统的辅助投光单元将投射光源投射至可变物距为D1时的可移动物体上的示意图。

图6为本发明第二实施例的图像采集系统的辅助投光单元将投射光源投射至可变物距为D2时的可移动物体上的示意图。

【主要元件符号说明】

具体实施方式

〔第一实施例〕

请参阅图1与图2所示，本发明第一实施例提供一种具有投光角度自动调整功能的图像采集系统Z，其包括：一图像采集单元1、一辅助投光单元2、一控制单元3及一壳体单元4。

首先，图像采集单元1包括至少一图像采集模块10，其中图像采集模块10包括一图像感测器100、一邻近且对应于图像感测器100的变焦镜头101、及一用于同时收容图像感测器100与变焦镜头101的第一外壳体102。此外，图像感测器100可通过变焦镜头101，以采集可移动物体M的图像，且变焦镜头101具有一第一可变焦距。举例来说，图像采集模块10可为一作为监视器用途的摄影机。依据不同的使用需求，图像感测器100可为电荷耦合元件（Charge-coupled Device，CCD）或互补式金属氧化物半导体（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS，简称互补式金氧半），且变焦镜头101可由多个透镜群所组成，然而本发明所使用的图像感测器100与变焦镜头101不以上述第一实施例所举的例子为限。

再者，辅助投光单元2包括至少一辅助投光模块20，其中辅助投光模块20包括至少一用于产生光束L1的发光元件200、至少一邻近且对应于发光元件200的电控变焦透镜201、及一用于同时收容发光元件200与电控变焦透镜201的第二外壳体202。此外，发光元件200所产生的光束L1可通过电控变焦透镜201，以形成一投向可移动物体M的投射光源L2，且电控变焦透镜201具有一第二可变焦距。举例来说，发光元件200可为一用于产生红外线光源的发光二极管（LED）或一用于产生红外线光源激光二极管（Laser LED）。电控变焦透镜201可为一具有一可变透镜曲率（或可调变屈光率）的液态透镜2010，且液态透镜2010具有两个相对应的电压输入电极（图未示）。然而，本发明所使用的发光元件200与电控变焦透镜201不限于上述第一实施例所举的例子。

另外，控制单元3包括一电性连接于图像采集模块10与辅助投光模块20之间的电压控制模块30，其中，液态透镜2010的两个相对应的电压输入电极（图未示）分别电性连接于电压控制模块30的正极（图未示）与负极（图未示）。此外，壳体单元4包括一用于同时收容图像采集单元1、辅助投光单元2及控制单元3的外壳体40，因此图像采集单元1、辅助投光单元2及控制单元3可被整合在同一个外壳体40内而形成单一装置。当然，本发明也可省略壳体单元4的使用，以使得图像采集单元1与辅助投光单元2分别形成单独的装置，并且电压控制模块30可选择性设置在第一外壳体102或第二外壳体202的内部，或者电压控制模块30也可设置在第一外壳体102与第二外壳体202的外部，然而本发明所使用的电压控制模块30所定义的位置不以上述第一实施例所举的例子为限。

更进一步来说，配合图1至图4所示，首先，当可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距（D1、D2）进行变动时（例如，某人因移动而由可变物距D1（如图1所示）改变至可变物距D2（如图2所示）、或由可变物距D2（如图2所示）改变至可变物距D1（如图1所示），变焦镜头101的第一可变焦距可依据可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距（D1、D2）来进行改变，以产生一传送至电压控制模块30的“物体移动信号（S1、S2）”。接着，电压控制模块30可依据变焦镜头101的第一可变焦距因改变所产生的物体移动信号（S1、S2），以提供一“设定电压值（V1、V2）”给电控变焦透镜201。换言之，由电压控制模块30所提供的设定电压值（V1、V2）可通过两个相对应的电压输入电极（图未示）以供应给液态透镜2010，以使得液态透镜2010的可变透镜曲率可依据电压控制模块30所提供的设定电压值（V1、V2）来进行调整。藉此，辅助投光模块20所产生的投射光源L2的投光角度（θ1、θ2）即可依据液态透镜2010的可变透镜曲率的改变来进行调整。

举例来说，首先，配合图1与图3所示，当图像采集系统Z使用于室内（近场）时，变焦镜头101的第一可变焦距可依据可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距D1来进行改变，以产生一传送至电压控制模块30的物体移动信号S1；接着，电压控制模块30可依据物体移动信号S1，以提供一设定电压值V1给电控变焦透镜201；然后，液态透镜2010的可变透镜曲率即可依据电压控制模块30所提供的设定电压值V1来进行调整。藉此，如图3所示，发光元件200所产生的光束L1即可依据液态透镜2010的可变透镜曲率的改变，以形成一具有较大投光角度θ1的投射光源L2（也即，发光元件200所产生的光束L1可依序通过液态透镜2010与一邻近液态透镜2010且位于液态透镜2010前方的散光透镜2011（例如负DLL透镜），以形成一具有较大投光角度θ1的投射光源L2。其次，配合图2与图4所示，当图像采集系统Z使用于室内时，变焦镜头101的第一可变焦距可依据可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距D2来进行改变，以产生一传送至电压控制模块30的物体移动信号S2；接着，电压控制模块30可依据物体移动信号S2，以提供一设定电压值V2给电控变焦透镜201；然后，液态透镜2010的可变透镜曲率即可依据电压控制模块30所提供的设定电压值V2来进行调整。藉此，如图4所示，发光元件200所产生的光束L1即可依据液态透镜2010的可变透镜曲率的改变，以形成一具有较大投光角度θ2的投射光源L2（也即，发光元件200所产生的光束L1可依序通过液态透镜2010与一邻近液态透镜2010且位于液态透镜2010前方的散光透镜2011，以形成一具有较大投光角度θ2的投射光源L2）。

换句话说，变焦镜头101的第一可变焦距可依据可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距（D1、D2）来进行改变。电压控制模块30可依据变焦镜头101的第一可变焦距的改变，以提供一设定电压值（V1、V2）给电控变焦透镜201。电控变焦透镜201的第二可变焦距可依据电压控制模块30所提供的设定电压值（V1、V2）来进行改变，且辅助投光模块20所产生的投射光源L2的投光角度θ可依据电控变焦透镜201的第二可变焦距的改变来进行调整。因此，无论可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距（D1、D2）如何地改变，发光元件200所产生的光束L1都可通过电控变焦透镜201，以形成一精准投向可移动物体M或其周围的投射光源L2，进而可大大提升图像采集模块10所采集到的可移动物体M的图像的清晰度，不会再有图像过暗或过亮（过度曝光）的问题产生。

〔第二实施例〕

请参阅图5与图6所示，本发明第二实施例提供一种具有投光角度自动调整功能的图像采集系统Z。由图5与图3的比较、及图6与图4的比较可知，本发明第二实施例与第一实施例最大的不同在于：第二实施例所提供的辅助投光模块20包括至少一用于产生光束L1的发光元件200、至少一电控变焦透镜201、及至少一设置于发光元件200与电控变焦透镜201之间的聚光透镜203，其中发光元件200所产生的光束L1可依序通过聚光透镜203与电控变焦透镜201，以形成一投向可移动物体M的投射光源L2。值得一提的是，由于第二实施例在发光元件200与电控变焦透镜201之间增设一聚光透镜203，所以图像采集系统Z所产生的投射光源L2可以投射至较远的地方（也即投射光源L2的投射距离可以依据电控变焦透镜201的第二可变焦距的改变来进行调整），因此第二实施例的图像采集系统Z较适合应用于户外（远场）。

举例来说，首先，配合图1与图5所示，当图像采集系统Z使用于户外时，变焦镜头101的第一可变焦距可依据可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距D1来进行改变，以产生一传送至电压控制模块30的物体移动信号S1；接着，电压控制模块30可依据物体移动信号S1，以提供一设定电压值V1给电控变焦透镜201；然后，液态透镜2010的可变透镜曲率即可依据电压控制模块30所提供的设定电压值V1来进行调整。藉此，如图5所示，发光元件200所产生的光束L1即可依序通过聚光透镜203与液态透镜2010，以形成一投光角度内缩且可投射至较远处的投射光源L2。再者，配合图2与图6所示，当图像采集系统Z使用于户外时，变焦镜头101的第一可变焦距可依据可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距D2来进行改变，以产生一传送至电压控制模块30的物体移动信号S2；接着，电压控制模块30可依据物体移动信号S2，以提供一设定电压值V2给电控变焦透镜201；然后，液态透镜2010的可变透镜曲率即可依据电压控制模块30所提供的设定电压值V2来进行调整。藉此，如图6所示，发光元件200所产生的光束L1即可依序通过聚光透镜203与液态透镜2010，以形成一投光角度内缩且可投射至较远处的投射光源L2。

因此，无论可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距（D1、D2）如何地改变，发光元件200所产生的光束L1可依序通过聚光透镜203与电控变焦透镜201，以形成一精准投向可移动物体M或其周围的投射光源L2，进而可大大提升图像采集模块10所采集到的可移动物体M的图像的清晰度，不会再有图像过暗或过亮（过度曝光）的问题产生。

当然，第二实施例也可将电控变焦透镜201换成设置在发光元件200与聚光透镜203之间。当发光元件200所产生的光束L1依序通过电控变焦透镜201与聚光透镜203时，发光元件200所产生的光束L1一样也可以转换成一精准投向可移动物体M或其周围的投射光源L2。

〔实施例的可能效果〕

综上所述，本发明实施例所提供的图像采集系统Z，其可通过“电压控制模块30依据变焦镜头101的第一可变焦距的改变以提供一设定电压值（V1、V2）给电控变焦透镜201”与“电控变焦透镜201的第二可变焦距依据电压控制模块30所提供的设定电压值（V1、V2）来进行改变”的设计，以使得辅助投光模块20所产生的投射光源L2的投光角度（θ1、θ2）可依据电控变焦透镜201的第二可变焦距地改变来进行调整。因此，无论可移动物体M相距图像采集模块10所形成的可变物距（D1、D2）如何地改变，发光元件200所产生的光束L1都可通过电控变焦透镜201，以形成一精准投向可移动物体M或其周围的投射光源L2，进而可大大提升图像采集模块10所采集到的可移动物体M的图像的清晰度，不会再有图像过暗或过亮（过度曝光）的问题产生。

以上所述仅为本发明的优选可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，故举凡运用本发明说明书及图式内容所做的等效技术变化，均包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统包括：

一图像采集单元，所述图像采集单元包括至少一图像采集模块，其中至少一所述图像采集模块包括一图像感测器及一邻近且对应于所述图像感测器的变焦镜头，所述图像感测器通过所述变焦镜头以采集至少一可移动物体的图像，且所述变焦镜头具有一第一可变焦距；

一辅助投光单元，所述辅助投光单元包括至少一辅助投光模块，其中至少一所述辅助投光模块包括用于产生光束的至少一发光元件及邻近且对应于至少一所述发光元件的至少一电控变焦透镜，至少一所述发光元件所产生的所述光束通过至少一所述电控变焦透镜以形成一投向至少一所述可移动物体的投射光源，且至少一所述电控变焦透镜具有一第二可变焦距；以及

一控制单元，所述控制单元包括一电性连接于至少一所述图像采集模块与至少一所述辅助投光模块之间的电压控制模块；

其中，所述变焦镜头的所述第一可变焦距依据至少一所述可移动物体相距至少一所述图像采集模块所形成的可变物距来进行改变，所述电压控制模块依据所述变焦镜头的所述第一可变焦距的改变以提供一设定电压值给至少一所述电控变焦透镜，至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距依据所述电压控制模块所提供的所述设定电压值来进行改变，且至少一所述辅助投光模块所产生的所述投射光源的投光角度依据至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距的改变来进行调整。

2.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统还进一步包括：一壳体单元，所述壳体单元包括一用于同时收容所述图像采集单元、所述辅助投光单元及所述控制单元的外壳体。

3.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，至少一所述图像采集模块包括一用于同时收容所述图像感测器与所述变焦镜头的第一外壳体，至少一所述辅助投光模块包括一用于同时收容至少一所述发光元件与至少一所述电控变焦透镜的第二外壳体，且所述电压控制模块设置在所述第一外壳体或所述第二外壳体的内部。

4.根据权利要求1所述的图像采集系统，其特征在于，至少一所述发光元件为一用于产生红外线光源的发光二极管或一用于产生红外线光源的激光二极管，其中至少一所述电控变焦透镜为一具有一可变透镜曲率的液态透镜，且所述液态透镜的所述可变透镜曲率依据所述电压控制模块所提供的所述设定电压值来进行调整。

5.根据权利要求4所述的图像采集系统，其特征在于，至少一所述辅助投光模块包括一邻近且对应于所述液态透镜的散光透镜，且至少一所述发光元件所产生的所述光束依序通过所述液态透镜与所述散光透镜，以形成所述投射光源。

6.一种图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统包括：

一图像采集单元，所述图像采集单元包括至少一图像采集模块，其中至少一所述图像采集模块包括一图像感测器及一邻近且对应于所述图像感测器的变焦镜头，所述图像感测器通过所述变焦镜头以采集至少一可移动物体的图像，且所述变焦镜头具有一第一可变焦距；

一辅助投光单元，所述辅助投光单元包括至少一辅助投光模块，其中至少一所述辅助投光模块包括用于产生光束的至少一发光元件、至少一电控变焦透镜、及设置于至少一所述发光元件与至少一所述电控变焦透镜之间的至少一聚光透镜，至少一所述发光元件所产生的所述光束依序通过至少一所述聚光透镜与至少一所述电控变焦透镜，以形成一投向至少一所述可移动物体的投射光源，且至少一所述电控变焦透镜具有一第二可变焦距；以及

一控制单元，所述控制单元包括一电性连接于至少一所述图像采集模块与至少一所述辅助投光模块之间的电压控制模块；

其中，所述变焦镜头的所述第一可变焦距依据至少一所述可移动物体相距至少一所述图像采集模块所形成的可变物距来进行改变，所述电压控制模块依据所述变焦镜头的所述第一可变焦距的改变以提供一设定电压值给至少一所述电控变焦透镜，至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距依据所述电压控制模块所提供的所述设定电压值来进行改变，且至少一所述辅助投光模块所产生的所述投射光源的投光角度依据至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距的改变来进行调整。

7.根据权利要求6所述的图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统还进一步包括：一壳体单元，所述壳体单元包括一用于同时收容所述图像采集单元、所述辅助投光单元及所述控制单元的外壳体。

8.根据权利要求6所述的图像采集系统，其特征在于，至少一所述图像采集模块包括一用于同时收容所述图像感测器与所述变焦镜头的第一外壳体，至少一所述辅助投光模块包括一用于同时收容至少一所述发光元件与至少一所述电控变焦透镜的第二外壳体，且所述电压控制模块设置在所述第一外壳体或所述第二外壳体的内部。

9.根据权利要求6所述的图像采集系统，其特征在于，至少一所述发光元件为一用于产生红外线光源的发光二极管或一用于产生红外线光源的激光二极管，至少一所述电控变焦透镜为一具有一可变透镜曲率的液态透镜，且所述液态透镜的所述可变透镜曲率依据所述电压控制模块所提供的所述设定电压值来进行调整。

10.一种图像采集系统，其特征在于，所述图像采集系统包括：

一图像采集单元，所述图像采集单元包括至少一图像采集模块，其中至少一所述图像采集模块包括一图像感测器及一邻近且对应于所述图像感测器的变焦镜头，所述图像感测器通过所述变焦镜头以采集至少一可移动物体的图像，且所述变焦镜头具有一第一可变焦距；

一辅助投光单元，所述辅助投光单元包括至少一辅助投光模块，其中至少一所述辅助投光模块包括用于产生光束的至少一发光元件、至少一聚光透镜、及设置于至少一所述发光元件与至少一所述聚光透镜之间的至少一电控变焦透镜，至少一所述发光元件所产生的所述光束依序通过至少一所述电控变焦透镜与至少一所述聚光透镜，以形成一投向至少一所述可移动物体的投射光源，且至少一所述电控变焦透镜具有一第二可变焦距；以及

一控制单元，所述控制单元包括一电性连接于至少一所述图像采集模块与至少一所述辅助投光模块之间的电压控制模块；

其中，所述变焦镜头的所述第一可变焦距依据至少一所述可移动物体相距至少一所述图像采集模块所形成的可变物距来进行改变，所述电压控制模块依据所述变焦镜头的所述第一可变焦距的改变以提供一设定电压值给至少一所述电控变焦透镜，至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距依据所述电压控制模块所提供的所述设定电压值来进行改变，且至少一所述辅助投光模块所产生的所述投射光源的投光角度依据至少一所述电控变焦透镜的所述第二可变焦距的改变来进行调整。