CN108353158B - 图像拍摄装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了图像拍摄装置和用于控制图像拍摄装置的方法。该方法包括：输出光以便穿透投射物并落在被摄体上，接收从所述被摄体反射的第一反射光，基于所述第一反射光的信息获得第一图像，使用预定信息控制所述投射物以产生受控投射物，接收利用所述受控投射物的第二反射光，基于所述第二反射光的信息获得第二图像以及使用所获得的第一图像和第二图像产生深度图。

Description

图像拍摄装置及其控制方法
技术领域
本公开总体涉及图像拍摄装置及其控制方法，例如，涉及通过获得用于产生深度图的多个图像而产生高分辨率深度图的图像拍摄装置及其控制方法。
背景技术
近来，已经开发了使用图像拍摄装置获得三维(3D)图像的方法。为了获得3D图像，深度图是必要的。深度图指表示空间距离和二维(2D)图像中的一个点与另一个点之间的距离的信息。
为了获得深度图，通常使用飞行时间(TOF)方法和结构光(SL)方法。TOF方法使用输出的光在从被摄体反射后输入所需的时间。SL方法使用光图案，其中输出以便穿透投射物的光从被摄体反射并输入。
基于关于输入的反射光的信息，以通过SW算法执行补偿的方式产生深度图。通常，深度图的分辨率根据TOF方法中的光源的精确度来确定，并且根据SL方法中的投射物的形状来确定。光源的精确度或投射物的形状涉及物理限制，因此导致低分辨率图像的不便。
因此，越来越需要产生克服物理限制的高分辨率深度图的方法。
发明内容
技术问题
提供本公开以解决在相关技术中出现的前述和其他问题以及缺点，并且本公开的一方面提供一种图像拍摄装置及其控制方法，该图像拍摄装置使用通过控制投射物的形状获得的多个图像来产生高分辨率深度图。
技术方案
根据本公开的示例实施例，提供一种用于控制图像拍摄装置的方法。该方法包括输出光以便穿透投射物、接收从被摄体(object)反射的第一反射光、基于第一反射光的信息获得第一图像、使用预定信息控制投射物以产生受控投射物、使用受控投射物接收第二反射光、基于第二反射光的信息获得第二图像以及使用所获得的第一图像和第二图像来产生深度图。
投射物可以由其形状可以根据电信号而改变的材料形成。另外，控制投射物可以包括通过调整在投射物上流动的电信号的强度来控制投射物的形状。
控制投射物可以包括将投射物分割成多个区域并使用不同的电信号控制多个区域中的每一个。
控制投射物可以包括随着光输入单元的分辨率增加而精密地控制投射物的变化。
获得第一图像可以包括通过将关于第一反射光的信息与投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得第一图像。另外，获得第二图像可以包括通过将关于第二反射光的信息与受控投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得第二图像。
控制投射物可以包括控制投射物以与用于控制投射物的命令相对应。
第一反射光的信息可以包括第一反射光的图案、第一反射光的反射位置、第一反射光在被被摄体反射后输入所需的时间中的一个或更多个。
控制投射物可以包括移动投射物的位置。
投射物可以包括多个狭缝。此外，控制投射物可以包括通过调整多个狭缝的厚度和用于控制输出光落入多个狭缝的入射角度的投射物的角度中的一个或多个来控制投射物。
光可以是红外(IR)光。
根据本公开的示例实施例，提供一种图像拍摄装置。该装置包括：光输出单元，其包括被配置为输出光以便穿透投射物的光输出电路；光输入单元，其包括被配置为接收从被摄体反射的第一反射光并且接收在穿透受控投射物之后从被摄体反射的第二反射光的光接收电路；以及控制器，其被配置为基于第一反射光的信息获得第一图像、使用预定信息控制投射物、基于第二反射光的信息获得第二图像以及使用所获得的第一图像和第二图像来产生深度图。
投射物可以由其形状可以根据电信号而改变的材料形成。另外，控制器可以被配置为通过调整在投射物上流动的电信号的强度来控制投射物的形状。
控制器可以被配置为将投射物分割成多个区域并且使用不同的电信号来控制多个区域中的每一个。
控制器可以被配置为随着光输入单元的分辨率增加而精密地控制投射物的变化。
控制器可以被配置为通过将关于第一反射光的信息与投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得第一图像，并且通过将关于第二反射光的信息与受控投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得第二图像。
控制器可以被配置为控制投射物以与用于控制投射物的命令相对应。
第一反射光的信息可以包括第一反射光的图案、第一反射光的反射位置、第一反射光在被被摄体反射后输入所需的时间中的一个或多个。
控制器可以被配置为移动投射物的位置。
投射物可以包括多个狭缝。另外，控制器可以被配置为通过调整多个狭缝的厚度和用于控制输出光落入多个狭缝的入射角度的投射物的角度中的一个或多个来控制投射物。
光可以是红外(IR)光。
本发明的效果
根据本公开的上述各种示例实施例，图像拍摄装置可以产生高分辨率深度图。
附图的简要说明
图1是例示图像拍摄装置的示例结构的框图；
图2是例示图像拍摄装置的示例结构的框图；
图3A-3C和图4是例示产生深度图的各种示例实施例的图；
图5A、图5B、图6、图7、图8A、图8B、图9和图10是例示产生高分辨率深度图的各种示例实施例的图；和
图11是例示用于控制图像拍摄装置的示例方法的流程图。
最佳模式
在下文中，将在呈现本公开的示例实施例的详细描述之前简要描述以下描述中的术语。
在本公开中使用的术语是在以下描述中通过考虑功能而选择的广泛使用的通用表达。然而，这些术语可以根据本领域普通技术人员(以下称为“本领域技术人员”)的意图、司法先例或新技术的出现而变化。另外，可以任意地选择一些术语，并且将相对于相应的示例实施例更详细地描述术语的定义。因此，以下描述中使用的术语应当基于本公开的示例实施例的术语的定义和总体描述来限定。
在以下描述中，可以使用包括序数(例如，“第一”或“第二”)的术语来区分元件，但是元件不受序数的限制。例如，序号用于区分相同或相似的元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，而不偏离本公开的权利范围，反之亦然。术语“和/或”包括本文描述的多个相关元件的组合或多个相关元件中的某个元件。
单数形式的术语包括复数形式，除非从描述的上下文清楚表明形式是有意限制的。
在以下描述中，术语“包括”或“具有”指公开的特征、数字、步骤、操作、元件、部分或其组合，而不意在排除存在或添加一个或多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、部分或其组合的可能性。
在以下描述中，术语“模块”、“单元”或“部分”指执行至少一种功能或操作的元件。“模块”、“单元”或“部分”可以被实现为硬件、固件、软件或其组合。另外，多个“模块”、“单元”和“部件”可以被集成到至少一个模块或芯片中，使得其被实现为至少一个处理器，除了各个“模块”、“单元”和“部分”需要作为离散的特定硬件来实现的情况。
当描述一个部分连接到另一部分时，连接包括部分的“直接”连接和通过另一介质的“电”连接。
在以下描述中，输入可以包括触摸输入、弯曲输入、语音输入、按钮输入和多模式输入等中的至少一个，但是不限于此。
在以下描述中，“应用”可以指例如被配置为执行特定操作的一系列计算机程序集。在示例实施例中，可以呈现各种类型的应用。例如，应用可以包括游戏应用、视频回放应用、地图应用、备忘录应用、日历应用、电话簿应用、广播应用、健身支持应用、支付应用、图片文件夹应用程序等，但不限于此。
除非另外定义，否则在以下描述中使用的所有术语(包括技术或科学术语)具有与本公开所属领域的技术人员通常理解的相同的含义。在通用字典中定义的术语应当被解释为相关技术中的上下文含义。除非在本文中明确定义，否则这些术语不应当被理解为具有理想或过于正式的含义。
下面参考附图更详细地描述某些示例实施例。图1是例示图示图像拍摄装置的示例结构的框图。如图1所示，图像拍摄装置100包括光输出单元(例如，包括光输出电路)110、光输入单元(例如，包括光接收电路)120和控制器(例如，包括处理电路)130。根据示例实施例，图像拍摄装置100可以被实现为各种类型的图像拍摄装置，诸如智能电话、数字照相机、便携式摄像机等，但是不限于此。
光输出单元110输出光。例如，光输出单元110可以输出例如红外(IR)光。IR光可以是具有大于800纳米(nm)的波段的光。光输出单元110可以包括至少一个激光二极管(LD)或投射IR光的发光二极管(LED)。另外，例如，光输出单元110可以包括用于调制输出光的脉冲或相位的电路。因此，光输出单元110可以以特定间隔打开或关闭光源来输出光。光输出单元110可以包括例如用于控制照射到被摄体的光的角度的扫描仪。光输出单元110可以例如旋转扫描仪以将光照射到被摄体的表面。
光输入单元120接收在从光输出单元110输出之后从被摄体反射的反射光。光输入单元120可以包括例如将所接收到的反射光转换为电信号的电路。例如，光输入单元120可以包括图像传感器，其包括例如光电二极管(PD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)等。另外，光输入单元120可以包括例如多个阵列像素。多个像素中的每个像素可以包括例如同相接收单元和异相接收单元。在该示例中，同相接收单元可以指例如被激活以在光输出单元中包括的光源发光时感测反射光的输入部分，并且异相接收单元可以指例如被激活以在光输出单元中包括的光源不发光时感测反射光的输入部分。
控制器130可以被配置为控制图像拍摄装置100的整体操作。例如，当从输出单元110输出以便穿透投射物的光从被摄体反射时，响应于通过光输入单元120输入的第一反射光，控制器130可以被配置为基于第一反射光的信息获得第一图像并且使用预定信息控制投射物。当输出光穿透受控投射物并且从被摄体反射时，响应于通过光输入单元120输入的第二反射光，控制器130可以被配置为基于第二反射光的信息获得第二图像，并且使用所获得的第一图像和第二图像产生深度图。
例如，当从输出单元110输出以便穿透投射物的光从被摄体反射时，响应于通过光输入单元120输入的第一反射光，控制器130可以被配置为基于第一反射光的信息获得第一图像。在该示例中，反射光的信息可以包括例如反射光的图案、反射光的反射位置以及在从被摄体反射后输入反射光所需的时间中的一个或多个。另外，控制器130可以被配置为将反射光的信息与投射物的位置、图案和尺寸进行比较以获得图像。
控制器130可以被配置为使用预定信息来控制投射物。然而，使用预定信息来控制投射物仅是示例，并且控制器130可以被配置为控制投射物以例如与所接收到的命令(例如，用户命令)相对应。
投射物可以由具有可以根据在投射物上流动的电信号(例如，压电元件)而改变的形状的材料形成。控制器130可以被配置为通过调整投射物中的电信号的强度来控制投射物的形状。另外，控制器130可以被配置为将投射物分割成多个区域并且使用例如不同的电信号来控制多个区域中的每一个。
投射物可以包括例如多个狭缝。控制器130可以被配置为通过调整多个狭缝的厚度和用于控制输出光射入多个狭缝的入射角度的投射物的角度中的一个或多个来控制投射物。
控制器130可以被配置为通过移动投射物的位置来控制投射物。另外，控制器130可以被配置为根据光输入单元120的分辨率而不同地控制投射物的变化。例如，响应于光输入单元120的分辨率高(例如，大于阈值分辨率)，控制器130可以被配置为与低分辨率(例如，小于阈值分辨率)相比更精密地控制投射物的变化。
在下文中，将参考图2至图10来描述本公开的各种示例实施例。图2是例示图像拍摄装置100的示例结构的框图。如图2所示，图像拍摄装置100可以包括透镜211、图像传感器212、模拟前端(AFE)213、定时发生器(TG)214、马达驱动器215、光圈216、快门217、控制器(例如，包括处理电路)280、图像处理器(例如，包括处理电路)240、存储器250、输入单元(例如，包括输入电路)260和显示器(例如，包括显示面板和显示驱动电路)270。
透镜211是从被摄体反射的光落入其中的组件。透镜211包括用于基于焦距控制视角变窄或变宽的变焦透镜和用于聚焦在对象(subject)上的聚焦透镜中的一个或多个。镜头211容纳在图像拍摄装置100的主体管中，并且通过基于马达驱动器215的驱动信号的移动来控制焦点。另外，主体管包括快门和光圈，并且快门和光圈中的每一个通过驱动马达控制落入透镜211的光量。
图像传感器212是形成通过透镜211的对象的图像的组件。图像传感器212可以包括以矩阵形式排列的多个像素。多个像素可以例如形成贝尔图案。多个像素中的每一个可以基于入射光积累光电荷并且以电信号的形式输出基于光电荷的图像。图像传感器212可以包括CMOS或者可以包括电荷耦合器件(CCD)等。根据示例实施例，多个像素可以包括多个相位差像素。
图像传感器212可以包括例如光电二极管(PD)、传输晶体管(TX)、复位晶体管(RX)和浮动扩散节点(FD)。PD产生并积累与对象的光学图像相对应的光电荷。TX响应于发送信号将由PD产生的光电荷发送到FD。RX响应于复位信号输出存储在FD中的光电荷。在相关双采样(CDS)传感器的情况下，CDS传感器执行CDS处理操作。模数转换器(ADC)将CDS处理的模拟信号转换为数字信号。
AFE 213对从图像传感器212输出的关于对象的电信号进行采样和数字化。AFE213可以由控制器280控制。
TG 214输出用于读出图像传感器212的像素数据的定时信号。TG 214可以由控制器280控制。
AFE 213和TG 214可以用另一个组件替换。例如，当图像传感器212被实现为CMOS类型时，AFE 213和TG 214可能不是必需的。
马达驱动器215基于控制器280的控制来驱动聚焦透镜以控制焦点。
光圈216控制图像传感器212中允许的光量。例如，光圈216可以控制用于控制通过主体管到达图像传感器212的光量的管径。
快门217控制在图像传感器212中形成图像的时间。例如，快门217可以通过打开/关闭快门217的操作使光通过预定时间。图2例示了图像拍摄装置100包括机械快门，但是可以使用电控制图像传感器212的电快门作为替代。
另外，图2例示了光圈216和快门217是分开的组件，但是光圈216和快门217可以被实现为单个组件。
光输出单元(例如，包括光输出电路)220输出光。例如，光输出单元220输出红外(IR)光。IR光可以是具有大于800纳米(nm)的波段的光。光输出单元220可以包括至少一个激光二极管(LD)或投射IR光的发光二极管(LED)。另外，例如，光输出单元220可以调制输出光的脉冲或相位。因此，光输出单元220可以以特定间隔打开或关闭光源来输出光。同时，光输出单元220可以包括用于控制照射到被摄体的光的角度的扫描仪。光输出单元220可以旋转扫描仪以将光照射到被摄体的表面。
光输入单元(例如，包括光接收电路)230接收由从光输出单元220输出的光从被摄体反射而形成的反射光。光输入单元230可以将接收到的反射光转换为电信号。光输入单元230可以是包括光电二极管(PD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)等的图像传感器。另外，光输入单元230可以包括多个阵列像素。多个像素中的每一个可以包括同相接收单元和异相接收单元。在该示例中，同相接收单元可以指例如被激活以在光输出单元中包括的光源发光时感测反射光的输入部分，并且异相接收单元可以指例如被激活以在光输出单元中包括的光源不发光时感测反射光的输入部分。
图像处理器240在控制器280的控制下对原始图像数据进行图像处理，并将处理后的图像数据存储在存储器250中。另外，图像处理器240将存储器中的图像处理后的数据发送到显示器270。
在使用相位差执行自动聚焦操作时，图像处理器240可以从图像传感器212输出并由AFE 213采样的信号之中提取用于产生图像的信号(从正常像素读出的信号)和用于确定相位差的信号(从相位差像素读出的信号)，以便通过使用用于确定相位差的信号快速地确定相位差并且并行地产生诸如实时取景的图像来高速地执行自动聚焦操作。
然而，根据上述示例实施例的图像拍摄装置100不限于使用相位差像素的自动聚焦操作。例如，根据上述示例实施例的图像拍摄装置100可以进一步包括用于执行对比度自动聚焦操作的组件。
图像处理器240处理原始图像数据并将数据转换为YCbCr数据。在处理原始图像数据中，原始图像数据的像素缺陷可以由校正电路(未示出)校正。校正电路基于校正表校正像素缺陷，并且校正表可以包括缺陷像素的地址。可以从相邻像素对与地址相对应的像素执行校正操作。
图像处理器240可以包括用于确定图像的黑电平的光学黑(OB)钳位电路(未示出)。图像传感器240可以具有OB区域并且检测OB区域中的信号的平均值以基于每个像素值的差异来确定黑电平。
图像处理器240可以通过使用灵敏率控制电路(未示出)来针对每种颜色执行灵敏率的调整。灵敏率控制电路可以控制标准光源下的红色、绿色和蓝色(RGB)的灵敏度。通常，灵敏率控制电路可以将G颜色的增益值固定为1，并控制R颜色和B颜色的灵敏度以与G颜色的增益值相对应。在静止图像的情况下，图像处理器240可以控制灵敏率，然后通过输出缓冲器输出图像数据。在该示例中，以交错方法产生图像，因此不能立即执行后处理操作。但是，在实时取景图像的情况下，以渐进方法产生实时取景图像，因此能够立即执行后处理操作。
图像处理器240可以通过使用垂直跳跃读出电路(未示出)执行读出一部分像素行并跳过其他像素行的跳跃-读出操作。因此，可以减少原始图像的像素数量。
图像处理器240可以通过使用白色平衡(WB)控制电路(未示出)来针对图像数据控制WB。照明光的光谱分布根据拍摄环境而变化，因此白色对象可能不以白色显示。因此，可以通过向R、G、B像素分配不同的增益值来调整信号电平。通常，G颜色的增益值可以被固定为1，并且R颜色和B颜色的信号电平可以被调整为与G颜色的增益值相对应。
图像处理器240可以对图像数据执行伽马校正。根据伽马校正，可以执行与显示器270的输出相对应的灰度转换。
图像处理器240可以通过使用颜色内插电路(未示出)从一个像素具有一种颜色的拜耳信号产生一个像素具有三种颜色的常见颜色图像信号。
图像处理器240可以执行与输出相对应的颜色空间转换，并且通过使用颜色转换/颜色校正电路(未示出)执行颜色补偿。根据需要，可以使用查找表(LUT)。在颜色转换/颜色校正之后，图像数据被转换为YCbCr数据。
图像处理器240可以通过使用分辨率转换电路(未示出)来转换分辨率以调整尺寸。
图像处理器240可以通过使用空间滤波器电路(未示出)来针对图像数据处理空间滤波器。响应于正在执行的Y信号的边缘增强，图像处理器240可以针对Cb/Cr信号执行低通滤波器(LPF)处理操作。
另外，图像处理器240可以通过使用CbCr跳跃-读出电路(未示出)对Cb/Cr信号执行跳跃-读出操作，并将该信号转换成YcbCr 4：2：2的图像数据。图像数据可以通过输出缓冲器输出并通过总线记录在存储器250中。
在静止图像的情况下，读出操作可以以交错方法执行。在该示例中，相邻的像素行不存在，因此图像处理器240不能直接执行颜色内插。因此，在预处理操作完成之后通过输出缓冲器控制存储器250中的像素行的顺序，可以以渐进形式存储图像数据。图像数据可以被再次读出并且通过输入缓冲器被输入到图像处理器240中。
上述示例实施例不限制静止图像以交错方法的处理操作，并且可以以渐进方法读出静止图像。在静止图像的情况下，需要产生以小尺寸显示拍摄图像的预览图像或缩略图图像。预览图像或缩略图图像通过省略像跳跃-读出操作中的一部分像素的数据而产生。
图像处理器240可以通过使用AF信号内插电路(未示出)将相位差像素部分内插为正常像素值。相位差像素位于正常像素之间，因此，使用该部分而不改变可能导致分辨率劣化。因此，图像处理器240可以通过使用相邻的正常像素来执行内插。
通过分割电路(未示出)分割的相位差像素的信号可以通过第一总线记录在存储器250中。多个像素的全部被读出并分割，因此相位差像素信号的每个信号可以短时间积累在存储器250中。
相位差像素的存储信号可以通过第一总线输入到相位差计算电路(未示出)。相位差计算电路可以计算相位差像素之间的相位差并且计算聚焦透镜的移动方向和移动量。所计算的移动量可以暂时记录在相位差计算电路中的寄存器中并由控制器280(即，中央处理单元(CPU))读出。
JPEG编解码器可以压缩YCbCr数据。压缩的图像数据可以被记录在存储器250中。随着控制器280读取记录在存储器250中的压缩图像数据并且将图像数据记录在存储卡(未示出)中，可以完成产生图像的过程。
存储器250存储图像或用于CPU的成像操作。例如，存储器250可以存储拍摄对象的图像，并且针对每个帧积累图像。另外，存储器250可以基于关于对象的特性信息存储用于识别对象的算法或存储用于确定主对象的信息。
根据示例实施例，可以使用双数据速率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)等。DDR SDRAM可以在系统时钟的前沿和下降沿两者处执行输出操作，从而输出比仅前沿的输出增加两倍。
作为一个示例，存储器250可以包括闪存(未示出)。在该示例中，存储器250可以包括固件程序、与图像拍摄装置100的规格相对应的各种控制信息、基于用户输入关于图像拍摄装置100的设置信息、拍摄的图像文件等。
作为另一示例，存储器250可以进一步包括存储卡(未示出)。在该示例中，存储卡相对于图像拍摄装置100可以是可拆卸的。另外，存储卡可以存储拍摄的图像文件。
输入单元260接收输入(例如，用户输入)。例如，输入单元260可以包括至少一个按钮。另外，输入单元260可以被实现为位于显示器270中以接收输入的触摸面板。
至少一个按钮(未示出)可以是图像拍摄装置100的前表面、侧表面或后表面中的推型按钮或触摸型按钮。另外，至少一个按钮可以包括电源/锁定按钮、快门按钮、菜单按钮、主页按钮、后退按钮和搜索按钮等中的至少一个。响应于输入单元260的按钮被按下，与按下的按钮相对应的信号被发送到控制器280。控制器280可以被配置为基于接收到的信号控制图像拍摄装置100的操作。
显示器270输出图像数据。例如，显示器270可以显示由图像处理器240进行图像处理的数据。
控制器280可以被配置为控制图像拍摄装置100的整体组件。控制器280包括例如硬件元件(诸如CPU或高速缓冲存储器)以及用于执行特定目的的应用的软件元件。可以根据系统时钟从存储器读出用于图像拍摄装置100的每个组件的控制命令，并且可以根据读取的控制命令产生电信号以操作每个硬件组件。例如，控制器280可以被配置成使用多个获得的图像产生深度图。另外，控制器280可以被配置为控制图像处理器240以基于产生的深度图将焦点移出图像数据。控制器280还可以被配置为控制显示器270显示由图像处理器240进行图像处理的图像数据。
在下文中，将参考图3A-3C和图4描述用于测量或确定图像拍摄装置和被摄体之间的距离的方法。用于测量图像拍摄装置100和被摄体之间的距离的方法可以是粗略地分为例如TOF方法和SL方法。
参考图3A-3C提供关于TOF方法的详细描述。根据TOF方法，测量以下过程所需的时间：光从光输出单元220朝向被摄体输出并从被摄体反射，然后反射光输入到光输入单元230中，该时间被转换为距离以测量图像拍摄装置和被摄体之间的距离的。如图3A所示，光输入单元230可以包括多个阵列像素305。多个阵列像素中的每一个可以包括同相接收单元305-1和异相接收单元305-2。
参考图3B，附图标记310表示光输出单元220的激活、附图标记320表示同相接收单元305-1的激活、附图标记330表示异相接收单元305-2的激活。在该示例中，接收单元的激活可以表示光被感测到。因此，同相接收单元305-1可以是当光输出单元220的光源开启时感测光的接收单元320，并且异相接收单元305-2可以是当光输出单元220关闭时感测光的接收单元。如图3B所示，可以交替地激活同相接收单元305-1和异相接收单元305-2。响应于同阶段接收单元305-1和异阶段接收单元305-2以时间差被激活，在同阶段接收单元305-1和异阶段接收单元305-2中接收到的光量发生差异。作为一个示例，响应于被摄体位于图像拍摄装置100前方(例如，被摄体和图像拍摄装置100之间的距离为0米(m))，从光输出单元220输出的光在从被摄体反射后输入所消耗的时间是0秒(秒)，因此光源的切换周期与光的接收周期相同。因此，只有同相接收单元305-1可以接收反射光，并且异相接收单元305-2可以不接收反射光。
作为另一示例，响应于被摄体被定位成与图像拍摄装置100间隔一定距离，从光输出单元220输出的光在被被摄体反射后输入要消耗一定时间，因此，光的切换周期不同于反射光的接收周期。因此，如图3C所示，在同相接收单元305-1和异相接收单元305-2中接收到的光量发生差异。附图标记340指示光输出单元220被激活、附图标记360指示同相接收单元305-1被激活，并且附图标记370指示异相接收单元305-2被激活。例如，响应于被摄体与图像拍摄装置100之间的距离为0m，仅同相接收单元305-1接收光。响应于被摄体与图像拍摄装置100之间的距离逐渐增加，同相接收单元305-1中接收到的光量减少，并且异相接收单元305-2中接收到的光量增加。例如，同相接收单元305-1和异相接收单元305-2中接收到的光量根据被摄体和图像拍摄装置100之间的距离而变化。因此，控制器280可以被配置为使用同相接收单元305-1和异相接收单元305-2中接收到的光量来确定被摄体与图像拍摄装置100之间的距离。T1和T3指示异相接收单元305-2感测光的时间，并且T2指示同相接收单元305-1感测光的时间。
在下文中，将参考图4提供关于SL方法的更详细的描述。根据SL方法，从光输出单元220输出光以便穿透投射物，并且基于在光输入单元230中输入的光的图案来测量被摄体和图像拍摄装置100之间的距离。例如，光输出单元220可以输出光以便穿透具有多个条纹或点的图案的狭缝的投射物。光输入单元230可以接收在输出光从被摄体反射时形成的反射光。控制器280可以被配置为基于关于通过光输入单元230输入的反射光的信息来确定被摄体与图像拍摄装置100之间的距离。例如，如图4所示，光输出单元220可以输出光以便穿透具有多个条纹图案的狭缝的投射物410。响应于输出光从被摄体420反射，光输入单元230可以接收反射光440。控制器280可以被配置为基于接收到的反射光的光图案、接收到的反射光的反射位置以及光反射后的检测时间确定被摄体与图像拍摄装置100之间的距离。
在该示例中，投射物可以由形状可以根据在投射物上流动的电信号的强度而改变的材料形成。例如，投射物可以由压电元件形成。如图5A和图5B所示，响应于在压电元件510上流动的电信号的强度为0或者在压电元件上流动的电信号具有恒定大小，压电元件510保持特定形状。在该示例中，响应于不同大小的电信号施加到压电元件，压电元件的形状从原始形状530变为改变后的形状520，如图5B所示。
图6例示了根据示例实施例的由压电元件形成的投射物610、640。控制器280可以被配置为改变在投射物610上流动的电信号的强度，以将投射物610改变为具有已被控制的形状的投射物640。例如，控制器280可以被配置为基于预定信息控制以一定间隔在由压电元件形成的投射物610、640上流动的电信号的强度。例如，当电信号的不同强度被施加到投射物610时，投射物610可以被调整为具有狭缝的宽度从620缩小到650的形状的投射物640。另外，控制器280可以被配置为获得与不同强度的电信号流动的投射物相对应的多个图像。
例如，如图7所示，控制器280可以被配置为获得与在投射物上流动的每个电信号的强度相对应的多个图像720、730、740、750。另外，控制器280可以被配置为基于光输入单元230的分辨率控制投射物。例如，响应于光输入单元230的分辨率高(例如，大于阈值)，控制器280可以被配置为以相对较多的次数精密地控制投射物的变化以获得大量的图像。响应于光输入单元230的分辨率低(例如，小于阈值)，控制器280可以被配置为控制投射物的变化相对较高以获得少量图像。响应于光输入单元230的分辨率低，即使控制器280被配置为精密地控制投射物的变化，光输入单元230也可以不接收微小变化。
响应于接收到命令(例如，用户命令)，控制器280可以被配置为控制投射物以与所接收到的命令相对应。
响应于被摄体的一部分区域需要高分辨率深度图并且被摄体的另一部分区域不需要高分辨率深度图，控制器280可以被配置为将投射物分割成多个区域并对多个区域中的每一个区域施加不同强度的电信号以控制投射物。例如，如图所示，如图8A所示，被摄体的第一区域810是天空，因此不需要高分辨率深度图。然而，被摄体的第二区域820是多个对象集中的区域，因此需要高分辨率深度图。在该示例中，如图8B所示，控制器280可以被配置为对投射物830的上部区域和下部区域施加不同的电信号，并且使用受控投射物830获得图像。受控投射物840的上部区域的狭缝具有宽的空间，并且受控投射物840的下部区域的狭缝具有窄的空间。因此，能够为被摄体的第二区域820提供相对高分辨率的深度图。
根据另一示例实施例，图像拍摄装置100可以安装在车辆的电气设备上。如图9和图10所示，响应于图像拍摄装置100被安装在车辆910的电气设备上并且响应于确定出车辆910与相邻车辆940、950之间的距离比自动停车模式中的特定距离短，图像拍摄装置920、930可以输出警报声音。另外，响应于图像拍摄装置100被安装在车辆1010的电气设备上，图像拍摄装置100可以在驾驶模式下确定车辆1010与相邻被摄体(诸如人1020或车辆1030)之间的距离。响应于确定出车辆1010与相邻被摄体之间的距离短于特定距离，图像拍摄装置100可以输出警报声音。
在下文中，将参考图11更详细地描述根据示例实施例的用于控制图像拍摄装置100的方法。
在操作S1110中，图像拍摄装置100输出光以便穿透投射物。
随后，在操作S1120中，图像拍摄装置100接收在输出光从被摄体反射时形成的第一反射光。
在操作S1130中，图像拍摄装置100基于接收到的第一反射光的信息获得第一图像。例如，图像拍摄装置100可以通过将所接收到的第一反射光的信息与投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得第一图像。
在操作S1140中，图像拍摄装置100使用预定信息来控制投射物。例如，投射物可以由形状可以根据在投射物上流动的电信号的强度而改变的材料形成。图像拍摄装置100可以通过调整在投射物上流动的电信号的强度来控制投射物的形状。另外，图像拍摄装置100可以将投射物分割成多个区域并且控制在投射物上流动的电信号的强度以控制投射物的形状。
在操作S1150中，图像拍摄装置100可以使用受控投射物来接收第二反射光。
在操作S1160中，图像拍摄装置100基于第二反射光的信息获得第二图像。例如，图像拍摄装置100可以通过将所接收到的第二反射光的信息与受控投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得第二图像。
在操作S1170中，图像拍摄装置100使用所获得的第一图像和第二图像来产生深度图。
根据上述各种示例实施例，图像拍摄装置100可以经通过控制投射物获得多个图像以及内插多个图像来产生高分辨率深度图。
上面描述的各种应用或程序可以被存储和提供在非暂时性计算机可读介质中，诸如压缩盘(CD)、数字多功能盘(DVD)、硬盘、蓝光盘、通用串行总线(USB)、存储卡、只读存储器(ROM)等。
如上所述，已经示出和描述了示例实施例。前述示例实施例和优点仅是示例性的并且不应当被解释为限制本公开。本教导可以容易地应用于其他类型的设备。此外，示例性实施例的描述旨在是说明性的，而不是限制权利要求的范围，并且对于本领域的技术人员来说，许多替代、修改和变化将是显而易见的。

Claims (11)

1.一种用于控制图像拍摄装置的方法，所述方法包括：
输出第一光，其中，所述第一光穿透投射物；
接收从被摄体反射的所述第一光；
基于所接收到的第一光，获得第一图像；
通过控制施加到所述投射物上的电信号的强度来调整所述投射物的形状，其中，所述投射物包括根据所述电信号改变形状的压电材料；
输出第二光，其中，所述第二光穿透形状被调整了的所述投射物；
接收从所述被摄体反射的所述第二光；
基于所接收到的第二光，获得第二图像；以及
使用所获得的第一图像和所获得的第二图像产生深度图，
其中，调整所述投射物的形状包括：将所述投射物分割成多个区域并将不同的电信号施加到所述多个区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述投射物的形状包括：基于将要获得的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者的分辨率控制所述投射物的形状的变化。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述第一图像包括通过将所接收到的第一光的信息与所述投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得所述第一图像，
其中，获得所述第二图像包括通过将所接收到的第二光的信息与形状被改变了的所述投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得所述第二图像。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，调整所述投射物的形状包括调整所述投射物的形状以与接收到的用于控制所述投射物的命令相对应。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所接收到的第一光的信息包括所接收到的第一光的图案、所接收到的第一光的反射位置、所接收到的第一光在被所述被摄体反射后输入所需的时间中的一个或更多个。
6.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：移动所述投射物的位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述投射物包括多个狭缝，
其中，调整所述投射物的形状包括：调整所述多个狭缝的宽度和用于控制输出的所述第一光和所述第二光落入所述多个狭缝的入射角度的所述投射物的角度中的一个或更多个。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一光和所述第二光是红外(IR)光。
9.一种图像拍摄装置，所述图像拍摄装置包括：
光输出单元，其包括光输出电路，所述光输出单元被配置为输出光，其中，所述光穿透投射物；
光输入单元，其包括光接收电路，所述光输入单元被配置为接收在穿透所述投射物之后从被摄体反射的第一光并且接收在穿透已经受控的所述投射物之后从所述被摄体反射的第二光；以及
控制器，其被配置为：
基于所接收到的第一光获得第一图像，
通过控制施加到所述投射物上的电信号的强度来调整所述投射物的形状以产生所述受控的投射物，其中，所述投射物包括根据所述电信号改变形状的压电材料，
基于所接收到的第二光获得第二图像，并且
使用所获得的第一图像和第二图像产生深度图，
其中，所述控制器被配置为：通过将所述投射物分割成多个区域并将不同的电信号施加到所述多个区域来调整所述投射物的形状。
10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述控制器被配置为：基于将要获得的所述第一图像和所述第二图像中的至少一者的分辨率控制所述投射物的形状的变化。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述控制器被配置为通过将所接收到的第一光的信息与所述投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得所述第一图像，并且通过将所接收到的第二光的信息与所述受控的投射物的位置、图案和尺寸进行比较来获得所述第二图像。
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