CN106303172A - 近距离拍摄系统及其近拍模块 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种近距离拍摄系统及其近拍模块，该近拍模块与一电子装置上的一影像捕获模块相互对应地设置，以捕获一物体影像，其特征在于，近拍模块包括一液态透镜单元及一控制单元。其中控制单元电性连接于液态透镜单元。其中，控制单元接收来自影像捕获模块所传送来的一信号，且控制单元依据信号，以控制液态透镜单元的焦距。

Description

近距离拍摄系统及其近拍模块

技术领域

本发明有关于一种影像捕获系统，尤指一种近距离拍摄系统及其近拍模块。

背景技术

随着科技的进步，现今的电子装置，如智能型手机、平板计算机等，其功能越来越多元。用户除了可以利用行动装置进行通话之外，还可以用来进行影像之捕获，除此之外，也随着趋势的发展，可携电子装置的体积越来越轻薄，也越来越易于携带，因此消费者也越来越倾向利用电子装置来进行影像之捕获。

然而，一般的电子装置多采用被动式的自动对焦，且电子装置仍然只具有一预定景深，因此只适用于一般景物之拍摄，对于近距离观察物体表面之细微结构时，易因为放大倍率不足而无法进行近距离影像之捕获。此外，在近距离拍摄的情况下，也容易因镜头模块本身之特性，无法准确且清楚的进行对焦。

为了解决此问题，中国台湾专利公告号TW M464676专利案提出了一种电子装置之微距近拍装置，能够以任意附加的方式组合在移动电话等行动电子装置的摄像镜头前方，进而放大成像效果的微距近拍装置设计。然而，其主要是由壳体、光学镜片及定焦筒所组成，仍然属于被动式的对焦，其近距离拍摄的效果仍然有限。

因此如何提出一种近距离拍摄系统及其近拍模块来进行近距离拍摄，以克服上述的缺失，已然成为该所属技术领域人士所欲解决的重要课题。

发明内容

鉴于以上之问题，本发明提供一种近距离拍摄系统及其近拍模块，以进行近距离的影像捕获。

本发明实施例提供一种近拍模块，所述近拍模块与一电子装置上的一影像捕获模块相互对应地设置，以捕获一物体影像，其特征在于，所述近拍模块包括一液态透镜单元及一控制单元。其中所述控制单元电性连接于所述液态透镜单元。其中，所述控制单元接收来自所述影像捕获模块所传送来的一信号，且所述控制单元依据所述信号，以控制所述液态透镜单元的焦距。

本发明另外一实施例提供一种近距离拍摄系统，其包括一影像捕获模块、一近拍模块、及一信号连接模块。所述影像捕获模块设置于一电子装置上。所述近拍模块设置于所述电子装置上，且所述近拍模块与所述影像捕获模块彼此相对应设置，其中所述近拍模块包括一液态透镜单元及一控制单元，所述控制单元电性连接于所述液态透镜单元。所述信号连接模块电性连接于所述影像捕获模块。其中，所述控制单元接收来自所述信号连接模块所传送来的一信号，所述控制单元依据所接收的所述信号，以控制所述液态透镜单元调变扫描的对焦距离。

本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的近拍模块，能够藉由近拍模块中的控制单元接收来自影像捕获模块所传送来的一信号，且控制单元依据此信号，以控制液态透镜单元的焦距，进而使得不具有近拍功能或近拍功能效果不佳的影像捕获模块达到较佳的近拍效果。

另外，本发明实施例所提供的近距离拍摄系统，能够藉由将近拍模块与设置于电子装置上的影像捕获模块彼此相对应设置，同时通过一用于传递近拍模块与影像捕获模块之间信号的信号连接模块，以控制调变扫描位于近拍模块内的液态透镜单元的对焦距离。藉此，可以在近距离的情况下，捕获对焦正确的清晰画面。

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为本发明实施例的影像捕获系统的简单模块方块示意图。

图2为本发明实施例的影像捕获系统的立体分解示意图。

图3为本发明实施例的影像捕获系统的立体组合示意图。

图4为本发明实施例的对焦面调变原理示意图。

具体实施方式

以下系藉由特定的具体实例说明本发明所揭露「近距离拍摄系统及其近拍模块」的实施方式，熟悉此技术之人士可由本说明书所揭示的内容轻易了解本发明的其他优点与功效。本发明亦可藉由其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。又本发明的图式仅为简单说明，并非依实际尺寸描绘，亦即未反应出相关构成的实际尺寸，先予叙明。以下的实施方式系进一步详细说明本发明的相关技术内容，但并非用以限制本发明的技术范畴。

首先，请同时参阅图1至图3所示，图1为本发明实施例的影像捕获系统的简单模块方块示意图，图2为本发明实施例的影像捕获系统的立体分解示意图，图3为本发明实施例的影像捕获系统的立体组合示意图。本发明实施例提供一种具有近距离拍摄功能的影像捕获系统S，其主要包括影像捕获模块1、一近拍模块2、及一信号连接模块3。举例来说，影像捕获模块1可设置于一电子装置C上，例如智能型手机、平板计算机、显微镜等，换言之，影像捕获模块1可为一电子装置C上的相机模块。举例来说，影像捕获模块1可以是智能型手机或是平板计算机上的相机模块，然本发明不以此为限。另外，须说明的是，本案特别适用于采用音圈马达 (Voice Coil Actuator/Voice Coil Motor)作为驱动器的电子装置C。

承上述，近拍模块2可设置于电子装置C上，且近拍模块2与影像捕获模块1彼此相对应设置，例如，近拍模块2可以设置于影像捕获模块1的前端。举例而言，近拍模块2可利用外挂式的方式而夹制于电子装置C上，然本发明不以此为限，换言之，亦可以利用磁吸、黏着、卡扣、或是螺接等方式，将近拍模块设置于电子装置C上。

接着，近拍模块2可包括一液态透镜单元21、一控制单元22、及一信号接收单元23，控制单元22可电性连接于液态透镜单元21，以控制液态透镜单元21，亦即，控制单元22可根据需求而下达指令给液态透镜单元21，以控制液态透镜单元21的焦距。另外，控制单元22亦可同时电性连接于信号接收单元23，以接收来自信号接收单元23的信息，进而控制液态透镜单元21。须说明的是，信号接收单元23也可以设置于控制单元22内，换言之，控制单元22与信号接收单元23可以是同一个模块单元，然本发明不以此为限。值得一提的是，近拍模块2还可进一步包括一照明单元24，照明单元24可以是一环形灯源，其可设置于近拍模块2上，且照明单元24环绕于液态透镜单元21的周围。此外，控制单元22可电性连接于照明单元24，以控制照明单元24的开启、关闭、及照明强度。藉此，通过照明单元24的设置，可使所欲拍摄影像的景深内，获得较佳的光源，进而能够使影像捕获模块1捕获到更加清楚之影像。

承上述，信号连接模块3可设置于电子装置C上，信号连接模块3可电性连接于影像捕获模块1，以进行近拍模块2与影像捕获模块1之间的信号连接。举例来说，信号连接模块3可以是一无线通信模块，如蓝牙(bluetooth)、红外线模块等。另外，须说明的是，信号连接模块3也可以是一有线通讯模块，并藉由一电缆线而电性连接于近拍模块2内的信号接收单元23。

较佳地，影像捕获系统S还可进一步包括一电源模块5，电源模块5可电性连接于近拍模块2，藉此，电源模块5提供一电能以驱动液态透镜 单元21、控制单元22、及信号接收单元23。举例来说，当近拍模块2与信号连接模块3以有线方式进行连接时，电源模块5可以是设置于电子装置C内的电池。当近拍模块2与信号连接模块3以无线方式进行连接时，电源模块5可以是设置于近拍模块2上的电池，换言之电池可设置于的近拍模块2用于夹制电子装置C的夹制组件(图未绘示)上，然本发明不以此为限。

接着，近拍模块2中的控制单元22可依据信号接收单元23所接收来自信号连接模块3所传送的一信号，控制单元22依据所接收的信号，以控制液态透镜单元21调变扫描的对焦距离。换言之，以本发明实施例而言，近拍模块2主要是用来作为调节焦距用，因此，近拍模块2内不具有其他影像捕获组件。近拍模块2主要作为一变焦透镜的结构，以搭配电子装置C上的影像捕获模块1使用。值得一提的是，液态透镜单元21可具有一默认对焦范围，预设对焦范围中具有多个对焦区段设定，须说明的是，多个对焦区段指的是液态透镜单元21经调变后，影像捕获模块1所能够捕获到的范围。举例来说，液态透镜单元21调变扫描的多个对焦区段可以分别为2至2.5厘米、2.5厘米至3厘米、3厘米至4厘米、4厘米至6厘米等，然本发明不以此为限，端看液态透镜单元21本身的设计。

接着，请一并参阅图4所示，图4为本发明实施例的对焦面调变原理示意图。图中的短垂直线代表对焦面，而上面的水平直线代表景深。一般而言，对焦面越靠近影像捕获模块1其景深越浅，对焦面越远离影像捕获模块1其景深越深。为进行快速对焦，本发明采用具有液态透镜单元21的近拍模块2进行对焦面扫描的机制，从远到近或从近到远連续取得不同对焦面的影像，藉由恰当的液态透镜单元21的调变量设计，让连续的影像可以含盖所设定之拍摄距离。举例而言，图4中景深1的R1为对焦距离为2厘米时的景深，景深2的R2为对焦距离为2.5厘米时的景深，景深3的R3为对焦距离为3.5厘米时的景深，景深4的R4为对焦距离为5厘米时的景深。液态透镜单元21可调变对焦距离从远到近或从近到远，进行调变扫描，且由于液态透镜单元21的对焦面调整时间快速(在<10ms 等级)，因此可以快速完成影像调变扫描，而影像捕获模块1也可以在液态透镜单元21调变扫描过程中，快速地捕获连续影像。

承上所述，较佳地，本发明实施例所提供的具有近距离拍摄功能的影像捕获系统S还可进一步包括一图像处理模块4，图像处理模块4可设置于电子装置C上，信号连接模块3可电性连接于图像处理模块4，以接收来自图像处理模块4所传送的一信息。

详细来说，图像处理模块4可通过影像捕获模块1所捕获的多张液态透镜单元21在调变扫描过程中的不同对焦距离的连续影像中，经选择以获得一具有清晰画面的影像。换言之，影像捕获模块1捕获液态透镜单元21在调变扫描过程中分别对应于不同对焦距离的多张连续影像，图像处理模块4通过影像捕获模块1所捕获的多张连续影像，以获得一具有清晰画面的影像。藉此，当信号连接模块3与近拍模块2信号连接时，图像处理模块4可以判别影像捕获模块1在目前液态透镜单元21所调变的对焦距离下是否是有一清晰画面的影像。举例而言。控制单元22可控制液态透镜单元21进行从远到近或从近到远进行调变扫描，且由于液态透镜单元21的对焦面调整时间快速，因此可以快速完成影像调变。

另外，须说明的是，在其他实施态样中，液态透镜单元21调变焦距的方式可为单次焦距调变、连续焦距调变、在一预定范围内作一次焦距调变扫描、或在一预定范围内作连续焦距调变扫描。换言之，液态透镜单元21可藉由控制单元22所下达的指令，在默认对焦范围中的多个对焦区段进行单次焦距调变，以改变影像捕获模块1的对焦距离。举例来说，单次焦距调变可为控制单元22下达指令，驱动液态透镜单元21至一预定曲率，接着，再藉由用户移动电子装置C的位置进行影像的捕获。另外，液态透镜单元21可藉由控制单元22所下达的指令，在默认对焦范围中的多个对焦区段进行连续焦距调变，藉此可以让影像捕获模块1的对焦距离可以在预设对焦范围中进行连续而重复地焦距调变，直到控制单元22下达停止的指令。举例来说，连续焦距调变可为控制单元22持续下达指令驱动液态透镜单元21改变其曲率，藉此使得影像捕获模块1的对焦距离持续改 变。进一步而言，液态透镜单元21可藉由控制单元22所下达的指令，在默认对焦范围中的预定范围内作一次焦距调变扫描，亦即，液态透镜单元21可以只扫描其中几个对焦区段，并在预设对焦范围中的预定范围作一(单)次焦距调变，接着，再藉由用户移动电子装置C的位置进行影像之捕获。此外，液态透镜单元21可藉由控制单元22所下达的指令，在默认对焦范围中的预定范围内作连续焦距调变扫描，亦即，控制单元22可根据影像捕获模块1的影像变化，持续下指令给液态透镜单元21进行调变其焦距，让影像捕获模块1的对焦距离可以在预设对焦范围中的预定范围内进行连续而重复地焦距调变，藉此使得影像捕获模块1的对焦距离持续改变。另外，在其他的实施方式中，液态透镜单元21进行连续焦距调变及在预设对焦范围中的预定范围内作连续焦距调变扫描的过程中，可以连续而重复地进行焦距调变，例如在较近景深及较远景深之间前后调变，使得影像捕获模块1的影像保持在正确对焦距离。

接着，影像捕获模块1在液态透镜单元21进行对焦距离的调变扫描的过程中，影像捕获模块1可同时持续捕获多张不同对焦面的对焦距离下的连续影像，并将所捕获到的连续影像同时传输至图像处理模块4当中。另外，须说明的是，影像捕获模块1可以捕获每一个不同对焦面下的影像，也可以只捕获其中几个在不同对焦面的对焦距离下的影像。详细来说，当液态透镜单元21的调变至正确的物体对焦距离时，图像处理模块4可判断出影像捕获模块1所捕获的影像将会具有一清晰画面，而清晰画面所在的位置表示其对焦距离是正确的。另外，影像捕获模块1也可以在前方设置有近拍模块2的情况下进行自动对焦。

承上所述，图像处理模块4可以从影像捕获模块1所传送过来的多张不同对焦距离的连续影像中选择一张具有一清晰画面或一对焦正确的影像。举例来说，图像处理模块4可利用镜头解像力(Resolution)的概念，以调制转换方法(Modulation Transfer Method，MTF)做为影像清晰度算法，算出影像的对比度(Contrast)及锐利度(Sharpness)数值，进而判断出哪个距离下的影像，会是对焦正确的影像，且该对焦正确的影像具有 一清晰画面。换言之，当影像捕获模块1所捕获不同对焦距离的连续影像中，若影像边缘具有明显的变化，相邻像素间其灰阶值的差异值或是梯度值越大即代表着所捕获的影像是清晰画面。利用这些特性，将影像捕获模块1所捕获到的连续影像，通过图像处理模块4的处理，可得到作为判断标准的清晰度数值信息。另外，影像出现模糊的现象，也可能因位影像中高频信号的不足，低频能量较多，可通过高通滤波器的频域滤波方法，求得影像高频信息后，做为判断的依据。另外，举例而言，以本发明实施例而言，图像处理模块4可以是一微控制器((Microcontroller Unit,MCU)，或是电子装置C中的运算单元，如中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，然本发明不以此为限。另外，图像处理模块4也可以藉由判断是清晰画面的过程中，输出信号至信号接收单元23中，并通过控制单元22控制液态透镜单元21的对焦距离应当拉远或拉近，而调整液态透镜单元21的曲率。另外，在这个步骤过程中，影像捕获模块1也可以在前方设置有近拍模块2的情况下进行自动对焦。值得一提的是，在影像捕获模块1捕获影像的过程中，图像处理模块4也可以同时记录所截取的清晰画面中的物体距离信息，以判断清晰画面中的各个物体与镜头之间的距离。

承上述，控制单元22可依据信号连接模块3所接收的信息，以持续使影像捕获模块1获得一具有清晰画面的影像。换言之，当移动电子装置C时，控制单元22可以使液态透镜单元21持续对焦。具体来说，由于在液态透镜单元21的调变扫描过程中，必定有一个距离是对焦正确的，因此，当信号连接模块3与近拍模块2信号连接时，图像处理模块4可以判别影像捕获模块1在目前液态透镜单元21所调变的对焦距离下是否是有一清晰画面的影像。详细而言，当用户移动电子装置C的位置时，清晰画面的对焦距离将会有所改变，此时，图像处理模块4可以依据影像捕获模块1在目前液态透镜单元21所调变的对焦距离下，判断其影像是否具有一清晰画面，若液态透镜单元21在目前的对焦距离下，不具有清晰画面时，图像处理模块4可传送一信息至信号连接模块3，信号连接模块3再依据所接收的信息，传送一信号至近拍模块2中的信号接收单元23。接着，控制单元22再依据信号接收单元23所接收的信号，以控制液态透镜单元 21的对焦距离调变。换言之，控制单元22依据图像处理模块4的信息，持续调变扫描液态透镜单元21的对焦距离。举例来说，如同前述，可利用对比度及锐利度数值，而判断出清晰画面。换言之，图像处理模块4可持续判断目前的影像是否具有一清晰画面，而持续调整液态透镜单元21的对焦距离。

另外，值得一提的是，图像处理模块4可以在液态透镜单元21的对焦距离的调变中，可以同时记录该些连续影像，并记录该些对焦距离信息，以进行迭焦(Focus Stacking)，然本发明不以此为限。

〔实施例的可行功效〕

综上所述，本发明的有益效果可以在于，本发明实施例所提供的近距离拍摄系统及其近拍模块S，能够藉由将近拍模块2与设置于电子装置C上的影像捕获模块1彼此相对应设置，同时通过一用于传递近拍模块2与影像捕获模块1之间信号的信号连接模块3，以控制调变扫描位于近拍模块2内的液态透镜单元21的对焦距离。藉此在近距离的情况下，捕获对焦正确的清晰画面。

换言之，由于传统的电子装置C都有预定的景深范围，对于近距离拍摄多无法清楚对焦，可进一步透过本发明实施例所提供的近拍模块2，而增加电子装置的景深范围。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，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，均包含于本发明的保护范围内。

[符号说明]

影像捕获系统 S

影像捕获模块 1

近拍模块 2

液态透镜单元 21

控制单元 22

信号接收单元 23

照明单元 24

信号连接模块 3

图像处理模块 4

电源模块 5

景深1 R1

景深2 R2

景深3 R3

景深4 R4

电子装置 C

Claims (11)

1.一种近拍模块，所述近拍模块与一电子装置上的一影像捕获模块相互对应地设置，以捕获一物体影像，其特征在于，所述近拍模块包括：

一液态透镜单元及一控制单元，其中所述控制单元电连接于所述液态透镜单元；

其中，所述控制单元接收来自所述影像捕获模块所传送来的一信号，且所述控制单元依据所述信号，以控制所述液态透镜单元的焦距。

2.根据权利要求1所述的近拍模块，还进一步包括一照明单元，所述控制单元电连接于所述照明单元，以控制所述照明单元的开启、关闭及照明强度。

3.根据权利要求1所述的近拍模块，其中所述液态透镜单元具有一默认对焦范围，所述液态透镜单元调变焦距的方式为单次焦距调变、连续焦距调变、在一预定范围内作一次焦距调变扫描、或在一预定范围内作连续焦距调变扫描。

4.根据权利要求3所述的近拍模块，其中所述液态透镜单元在所述默认对焦范围中进行单次焦距调变。

5.根据权利要求3所述的近拍模块，其中所述液态透镜单元在所述默认对焦范围中进行连续焦距调变。

6.根据权利要求3所述的近拍模块，其中所述液态透镜单元在所述默认对焦范围中的所述预定范围内作一次焦距调变扫描。

7.根据权利要求3所述的近拍模块，其中所述液态透镜单元在所述默认对焦范围中的所述预定范围内作连续焦距调变扫描。

8.一种近距离拍摄系统，其特征在于，其包括：

一影像捕获模块，所述影像捕获模块设置于一电子装置上；

一近拍模块，所述近拍模块设置于所述电子装置上，且所述近拍模块与所述影像捕获模块彼此相对应设置，其中所述近拍模块包括一液态透镜单元及一控制单元，所述控制单元电性连接于所述液态透镜单元；以及

一信号连接模块，所述信号连接模块电连接于所述影像捕获模块；

其中，所述控制单元接收来自所述信号连接模块所传送来的一信号，所述控制单元依据所接收的所述信号，以控制所述液态透镜单元调变扫描的对焦距离。

9.根据权利要求8所述的近距离拍摄系统，其中所述近拍模块包括：一照明单元，所述控制单元电连接于所述照明单元，以控制所述照明单元的开启、关闭及照明强度。

10.根据权利要求8所述的近距离拍摄系统，还进一步包括：一电源模块，所述电源模块电连接于所述近拍模块，所述电源模块提供一电能以驱动所述液态透镜单元、所述控制单元及信号接收单元。

11.根据权利要求8所述的近距离拍摄系统，还进一步包括：一图像处理模块，所述图像处理模块设置于所述电子装置上，所述信号连接模块电连接于所述图像处理模块，以接收来自所述图像处理模块所传送的一信息。