CN106556961A - 摄像装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种摄像装置及其操作方法，摄像装置包括第一摄像模块、第二摄像模块以及控制模块。第一摄像模块包括第一视角。第二摄像模块包括第二视角，该第一视角与该第二视角的差值大于零或小于零。控制模块依据该第一摄像模块的第一对焦位置决定该第二摄像模块的第二对焦位置。本发明还公开摄像装置的操作方法。

Description

摄像装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种摄像装置及其操作方法。特别掌涉及一种具有多个摄像模块且可使多个摄像模块在较短的时间内完成对焦程序的摄像装置及其操作方法。

背景技术

近年来，摄像装置被广泛地应用在各种电子产品当中，例如移动通讯装置、平板电脑、笔记型电脑、监视系统等等。然而，随着电子产品轻薄化、微型化的需求，摄像装置的尺寸、规格不仅受到了限制，且在部分电子产品上，使用者并无法自由地更换镜头以拍摄不同视角(field of view,FOV)的影像。此外，即便电子装置允许使用者更换摄像装置的镜头，使用者在更换镜头后仍需重新地对焦以进行拍摄，如此不仅耗费时间，亦破坏了使用者体验。

因此，亟需提出一种摄像技术，允许使用者切换不同视角以进行拍摄，并且能在较短的时间内对焦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摄像装置及其操作方法，允许使用者切换不同视角进行拍摄，并且能在较短的时间内完成对焦。

根据本发明的一方面，提出一种摄像装置。该摄像装置包括第一摄像模块、第二摄像模块以及控制模块。第一摄像模块包括第一视角。第二摄像模块包括第二视角，该第一视角与该第二视角的差值大于零或小于零。控制模块依据该第一摄像模块的第一对焦位置决定该第二摄像模块的第二对焦位置。

根据本发明的又一方面，提出一种摄像装置的操作方法。该摄像装置包括第一摄像模块、第二摄像模块及控制模块，该第一摄像模块具有第一视角，该第二摄像模块具有第二视角，该操作方法包括：利用该第一摄像模块进行对焦程序；以及，于该第一摄像模块对焦过程中或对焦完成后，借助该控制模块依据该第一摄像模块的一第一对焦位置，决定该第二镜头的一第二对焦位置，其中该第一视角与该第二视角的差值大于零或小于零。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1绘示依据本发明的一实施例的摄像装置的示意图；

图2绘示分别以第一摄像模块及第二摄像模块撷取的例示性影像；

图3绘示本发明的一实施例的摄像装置的示意图；

图4A及图4B绘示本发明的一实施例的摄像装置分别以第一摄像模块及第二摄像模块摄像的示意图；

图5绘示本发明的一实施例的摄像装置的示意图；

图6绘示摄像装置利用第一摄像模块及第二摄像模块拍摄的多帧画面的示意图。

具体实施方式

以下将详述本揭露内容的各实施例，并配合附图作为例示。除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其他的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本案的范围内，并以之后的权利要求范围为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部这些特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或元件并未描述于细节中，以避免造成本发明不必要的限制。图中相同或类似的元件将以相同或类似符号来表示。特别注意的是，附图仅为示意之用，并非代表元件实际的尺寸或数量，除非有特别说明。

图1绘示依据本发明的一实施例的摄像装置100的示意图。摄像装置100可应用于各式电子系统，例如手持式通讯系统、车用摄像系统、监视系统、数码相机或数码摄影机，或任何具有摄像能力的电子系统。

摄像装置100主要包括一第一摄像模块102、一第二摄像模块104、一控制模块106、一驱动模块108及一记忆模块110。第一摄像模块102包括一第一镜头LE1，第一镜头LE1具有一第一视角FOV1(field of view,FOV)及一第一光轴OX1；第二摄像模块104包括一第二镜头LE2，第二镜头LE2具有一第二视角FOV2及一第二光轴OX2。其中，第一镜头LE1与第二镜头LE2可分别包括一个或多个透镜及/或对焦透镜组，且对焦透镜组可包括一个或多个对焦透镜。此外，第一镜头LE1与第二镜头LE2各自具有一等效焦距；第一光轴OX1与第二光轴OX2可以是实质上平行或夹设一角度。其中，记忆模块110可内建于摄像装置100，或包括一可移除式的记忆卡。

于一实施例中，第一视角FOV1与第二视角FOV2不相等，换言之第一视角FOV1与第二视角FOV2的差值大于零或小于零，意即|第一视角FOV1-第二视角FOV2|＞0。

另一实施例中，第一视角FOV1及第二视角FOV2分别选自于广角范围、标准范围及望远范围等任二个范围中的角度值。换言之，第一视角FOV1可以是u度视角，第二视角FOV2可以是v度视角。其中，若u是标准范围中的一个角度值，则v可以是广角范围或望远范围中的一个角度值，但不用以限定本发明；若u是广角范围或望远范围中的一个角度值，则v会是标准范围或望远范围中的一个角度值，或者是标准范围或广角范围中的一个角度值。此外，广角范围可介于60°与90°之间、标准范围可介于40°与50°之间，及/或望远范围可介于2°与30°之间。然并不以此为限，u及/或v亦可是任意不相等的值。

在此实施例中，第一摄像模块102更包括第一影像感测器IS1，其设置于第一镜头LE1的成像面。第二摄像模块104更包括第二影像感测器IS2，其设置于第二镜头LE2成像面。其中，第一感测器IS1及/或第二影像感测器IS2可是一感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)、一互补性氧化金属半导体(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)，或是任何具有光电转换能力的元件。于另一实施例中，依据第一视角FOV1及第二视角FOV2采用不同尺寸的第一影像感测器IS1与第二影像感测器IS2。其中，第一影像感测器IS1及第二影像感测器IS2的尺寸比例可介于100％与50％之间，且尺寸比例的定义包含但不限于是总面积比例或对角线长度比例。

于一实施例中，控制模块106可在任一摄像模块完成对焦程序后，依据其镜头的对焦位置决定另一摄像模块的对焦透镜组的位置。举例来说，若第一摄像模块102完成对焦程序后，第一镜头LE1的对焦透镜组会位于一第一对焦位置p1。接着，控制模块106可依据一映射信息及第一对焦位置p1估算出第二镜头LE2的对焦透镜组的一第二对焦位置p2。其中，第一对焦位置p1及/或第二对焦位置p2可为各对焦透镜的位置的集合参数；映射信息可包括但不限于至少一数据集合、至少一比对表、至少一方程式或至少一运算式，或可包括数据集合、比对表、方程式及运算式的至少二者。

再如图1所示，映射信息可内建于控制模块106或记忆模块110中。具体而言，映射信息纪录第一镜头LE1与第二镜头LE2的各对焦透镜组分别在不同对焦位置上的相对应关系。换言之，在确定第一镜头LE1的第一对焦位置p1后，控制模块106即可依据映射信息决定第二镜头LE2的第二对焦位置p2；反正，若确定第二镜头LE2的第二对焦位置p2，亦可由映射信息决定第一镜头LE1的第一对焦位置p1。

举例来说，若映射信息是一对照表，且第一镜头LE1的第一对焦位置p1及第二镜头LE2的第二对焦位置p2的对应关系如下表一：

表一

物距(公尺)	第一对焦位置p1	第二对焦位置p2
			s1	x1	y1
s2	x2	y2
			s3	x3	y3
s4	x4	y4

如表一，若欲撷取s2公尺远的物体，第一对焦位置p1为x2，则控制模块106可查表得知第二对焦位置p2为y2。

于一实施例中，映射信息可包括物距、焦距、像距、高斯成像公式及/或三角函数等参数。

此外，映射信息中，第一对焦位置p1与第二对焦位置p2可以是一对一的关系、一对多的关系、多对一的关系，或是多对多的关系。换言之，一个第一对焦位置p1可对应至一或一个以上的第二对焦位置p2；一或一个以上的第一对焦位置p1可对应至一个第二对焦位置p2；或者，多个第一对焦位置p1可对应至多个第二对焦位置p2。

一实施例中，控制模块106在一对多或多对多的映射信息中取得多个对焦位置，可再进一步对多个对焦位置进行确认，以确保能取得较佳的对焦位置。举例而言，进一步对多个对焦位置执行较小范围的对焦程序，以取得一较佳对焦位置。

又一实施例中，控制模块106及/或记忆模块110还可储存第一镜头LE1及/或第二镜头LE2的其他参数，包括但不限于等效焦距、相对物距、像距、视角等，且控制模块106可藉此估算出第一对焦位置p1及/或第二对焦位置p2。

再者，驱动模块108可依据控制模块106的控制信号，分别将第一镜头LE1及第二镜头LE2的对焦透镜组驱使至第一对焦位置p1及第二对焦位置p2。其中，驱动模块108可以是致动器(actuator)。

此外，摄像装置100更可包括一操控界面112。操控界面112可以是可机构或电子控制界面，或可与周边装置结合的操控界面，包括但不限于是触控界面、按键界面、远端遥控界面及有线或无线界面。

在一实施例中，驱动模块108在第一镜头LE1完成对焦程序后，由控制模块106依据映射信息及第一对焦位置p1，令驱动模块108于其后或同时将第二镜头LE2的对焦镜头组驱使至第二对焦位置p2；反之，也可在第二镜头LE2完成对焦程序后，由控制模块106依据映射信息及第二对焦位置p2，令第一镜头LE1的对焦镜头组处于第一对焦位置p1。

在另一实施例中，在以第一摄像模块102摄像的前提下，若欲改以第二摄像模块104摄像，由控制模块106依据映射信息及当下的第一对焦位置p1，令驱动模块108将第二镜头LE2的对焦透镜组驱使至第二对焦位置p2；反之，亦可以是由第二摄像模块104转换为第一摄像模块102后，由映射信息及当下的第二对焦位置p2，令驱动模块108使第一镜头LE1处于第一对焦位置p1。

换言之，控制模块106可于对焦程序及/或摄像过程中，令第一摄像模块102或第二摄像模块104随第二对焦位置p2或第一对焦位置p1即时地连动；或者，在一摄像模块完成对焦程序、完成摄像及/或切换至另一摄像模块后，驱使另一摄像模块至对焦位置。

图2绘示分别以第一摄像模块102及第二摄像模块104撷取的例示性影像。其中，摄像装置100在第一时间t1以第一摄像模块102撷取画面F1，在第二时间t2以第二摄像模块104撷取画面F2。由于第一视角FOV1不等于第二视角FOV2，因而第一摄像模块102及第二摄像模块104可分别撷取不同视野的画面F1、F2。

图3绘示本发明的一实施例的摄像装置300的示意图。摄像装置300与摄像装置100的主要差异在于：摄像装置300包括N个摄像模块3021～302N，N为正整数且N≧2。其中，摄像模块3021～302N分别具有视角FOV1’～FOVN’，视角FOV1’～FOVN’彼此角度值不相等，且摄像模块3021～302N分别包括镜头LE1’～LEN’以及影像感测器IS1’～ISN’。

在镜头LE1～LEN’中的任一镜头对焦完成后，控制模块106可依据其对焦位置及映射信息，决定其它镜头的对焦位置。其后，可由驱动模块108将其他镜头中的至少一者的对焦透镜组驱使至其对焦位置。于一实施例中，控制模块106亦可依据操控界面112的信号，令驱动模块108将被指定的镜头的对焦透镜组驱使至其对焦位置。

图4A及图4B绘示本发明的一实施例的摄像装置400分别以第一摄像模块102及第二摄像模块104摄像的示意图。如图4A及图4B所示，摄像装置400主要包括第一摄像模块102、第二摄像模块104、影像感测器IS、光路切换模块406、控制模块106及驱动模块410。其中，第一摄像模块102的第一视角FOV1与第二摄像模块104的第二视角FOV2不相等。

对比图1、图4A及图4B，摄像装置400与摄像装置100的主要差别在于：第一摄像模块102及第二摄像模块104可共用影像感测器IS，且影像感测器IS与第一镜头LE1及第二镜头LE2可不在同一直线上，因而摄像装置400可利用光路切换模块406使第一摄像模块102及第二摄像模块104共用影像感测器IS。于一实施例中，影像感测器IS的感测面的法线方向可分别与第一光轴OX1及/或第二光轴OX2实质垂直，但亦可实质不垂直，而不以此限制本发明。

此外，光路切换模块406可依据控制模块106或来自于操控界面(未绘示)的指令，由驱动模块410驱动光路切换模块406，使穿透第一镜头LE1或第二镜头LE2的光束成像于影像感测器IS。具体而言，光路切换模块406主要包括一第一反射元件M1及一第二反射元件M2，第一反射元件M1及/或第二反射元件M2可藉由驱动模块410改变其反射面的方向。其中，第一反射元件M1与第二反射元件M2可分别是菱镜或平面镜，但不以此为限。

如图4A所示，第一光轴OX1与第一反射元件M1的反射面之间具有一夹角θ1，光束穿透第一镜头LE1后，可朝影像感测器IS行进，同时使穿透第二镜头LE2的光束可不投射至影像感测器IS。具体而言，可将第二反射元件M2旋转至光束无法投射至影像感测器IS的方向，例如，使第二反射元件M2的反射面与第二光轴OX2实质垂直，但不用以限制本发明。

接着参照图4B。同理，可令驱动模块410驱使第一反射元件M1及第二镜元件M2旋转，使第二光轴OX2与第二反射元件M2的反射面之间具有一夹角θ2，进而使穿透第二镜头LE1的光束可投射至影像感测器IS，并使第一光轴OX1与第一反射元件M1的反射面脱离夹角θ1。例如，第一反射元件M1的反射面与第一光轴OX1可实质垂直。其中，角度θ1与θ2可相等或不相等。

在第一摄像模块102或第二摄像模块104完成对焦后，控制模块106可依据第一对焦位置p1或第二对焦位置p2及映射信息估算并决定出第二对焦位置p2或第一对焦位置p1。

图5绘示本发明的一实施例的摄像装置500的示意图。对比图4A至图5，摄像装置500与摄像装置400的主要差异在于，摄像装置500的光路切换模块506具有不同的镜组配置，可将穿透第一摄像模块102及/或第二摄像模块104的光束投射至影像感测器IS。

如图5所示，摄像装置500主要包括第一摄像模块102、第二摄像模块104、影像感测器IS、光路切换模块506、控制模块106以及驱动模块510。第一摄像模块102包括第一镜头LE1，第二摄像模块104包括第二镜头LE2，且第一视角FOV1与第二视角FOV2不相等。

参照图5，为了使穿透第一镜头LE1的光束投射至影像感测器IS，可使第一镜元件M1的反射面与第一光轴OX1之间存在一夹角θ1’，且此时可使穿透第二镜头LE2的光束不投射至影像感测器IS。于一实施例中，可使第二镜元件M2的反射面与第二光轴OX2实质垂直，但不以此为限。

换言之，若欲使影像感测器IS感测穿透第二镜头LE2的光束，可分别调变第一镜元件M1与第二镜元件M2的位置及/或角度。进一步地，此时可使第二镜元件M2的反射面与第二光轴OX2之间存在一夹角θ2’，并使第一镜元件M1的反射面与第一光轴OX1之间脱离夹角θ1’。

在第一摄像模块102或第二摄像模块104完成对焦程序后，控制模块106可依据第一对焦位置p1或第二对焦位置p2决定另一镜头的第二对焦位置p2或第一对焦位置p1，并可令驱动模块510移动对焦透镜组。

图6绘示摄像装置100、300、400、500利用第一摄像模块102及第二摄像模块104拍摄的多帧画面F1、F2的示意图。

如图6所示，时间ts以前，摄像装置100、300、400、500以第一摄像模块102于第一对焦位置p1撷取面F1。控制模块106可在第一摄像模块102撷取画面F1的期间，或者在确定第一对焦位置p1与撷取画面F1之前，依据第一对焦位置p1及映射信息决定第二对焦位置p2。并于确定第二对焦位置p2后，令驱动模块108/410/510作动。

时间点ts之后，切换以第二摄像模块104摄像，以第二摄像模块104于第二对焦位置p2撷画面F2。此时第二镜头LE2已处于第二对焦位置p2。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种摄像装置，其特征在于，包括：

一第一摄像模块，包括一第一视角；

一第二摄像模块，包括一第二视角，该第一视角与该第二视角的差值大于零或小于零；以及

一控制模块，依据该第一摄像模块的一第一对焦位置决定该第二摄像模块的一第二对焦位置。

2.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括一第一影像感测器及一第二影像感测器，穿透该第一摄像模块的光束成像于该第一影像感测器，穿透该第二摄像模块的光束成像于该第二影像感测器。

3.根据权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，还包括一影像感测器，穿透该第一摄像模块的光束及/或穿透该第二摄像模块的光束成像于该影像感测器。

4.根据权利要求3所述的摄像装置，其特征在于，还包括一光路切换模块，该光路切换模块使穿透该第一摄像模块或该第二摄像模块的光束投射至该影像感测器。

5.根据权利要求4所述的摄像装置，其特征在于，还包括一驱动模块，该驱动模块驱动该光路切换模块，使穿透该第一摄像模块的光束与穿透该第二摄像模块的光束的其中一者投射至该影像感测器。

6.根据权利要求3、4或5所述的摄像装置，其特征在于，该光路切换模块包括一第一反射元件及一第二反射元件，穿透该第一摄像模块的光束借助该第一反射元件投射至该影像感测器，穿透该第二摄像模块的光束借助该第二反射元件投射至该影像感测器。

7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的摄像装置，其特征在于，更包括一映射信息，该控制模块依据该映射信息及该第一对焦位置决定该第二对焦位置。

8.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，该映射信息包括一数据集合、一比对表、一方程式或一运算式，或包括该数据集合、该比对表、该方程式及该运算式的至少二者。

9.根据权利要求7所述的摄像装置，其特征在于，更包括一记忆模块，该映射信息内建于该控制模块或该记忆模块。

10.一种摄像装置的操作方法，该摄像装置包括一第一摄像模块、一第二摄像模块及一控制模块，该第一摄像模块具有一第一视角，该第二摄像模块具有一第二视角，其特征在于，该操作方法包括：

利用该第一摄像模块进行对焦程序；以及

于该第一摄像模块对焦过程中或对焦完成后，借助该控制模块依据该第一摄像模块的一第一对焦位置，决定该第二镜头的一第二对焦位置，其中该第一视角与该第二视角的差值大于零或小于零。

11.根据权利要求10所述的操作方法，其特征在于，该控制模块借助一映射信息的数据集合、比对表、方程式及运算式的至少一者决定该第二对焦位置。