CN109116658A - 成像设备、成像控制方法、电子装置、可读存储介质 - Google Patents

成像设备、成像控制方法、电子装置、可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及成像设备、成像控制方法、电子装置、可读存储介质。一种成像设备，包括图像传感器、空间姿态传感器、处理器、液晶透镜和控制电路；液晶透镜设置在图像传感器的成像光路上，且与控制电路连接；空间姿态传感器用于获取成像设备的空间姿态，并将空间姿态发送给处理器；处理器用于根据空间姿态计算成像设备的偏移矢量，并根据偏移矢量确定液晶透镜的出光方向，以及根据出光方向获取第一控制信号发送给控制电路；控制电路用于根据第一控制信号控制液晶透镜进行摆焦。本实施例中可以解决由于用户拍摄过程中的抖动而引起的图像模糊的问题，达到光学防抖的目的，有利于提升用户拍摄体验。

Description

成像设备、成像控制方法、电子装置、可读存储介质
技术领域
本发明涉及控制技术领域，尤其涉及一种成像设备、成像控制方法、电子装置、可读存储介质。
背景技术
目前，当用户手持成像设备拍摄图像时，由于手部颤抖或者肌肉的震颤会带动成像设备抖动，进而使所拍摄图像存在模糊，降低拍摄体验。
发明内容
本发明提供一种成像设备、成像控制方法、电子装置、可读存储介质，以解决相关技术中由于外部抖动引而引起的图像模糊的问题。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种成像设备，包括图像传感器、空间姿态传感器和处理器；所述处理器与所述空间姿态传感器连接，还包括液晶透镜和控制电路；所述液晶透镜设置在所述图像传感器的成像光路上，且与所述控制电路连接；
所述空间姿态传感器用于获取所述成像设备的空间姿态信息，并将所述空间姿态信息发送给处理器；
所述处理器用于根据所述空间姿态计算所述成像设备的偏移矢量，并根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的出光方向，以及根据所述出光方向获取第一控制信号并发送给所述控制电路；
所述控制电路用于根据第一控制信号控制所述液晶透镜进行摆焦。
可选地，所述空间姿态传感器为陀螺仪或者加速度传感器。
可选地，所述处理器用于根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的出光方向包括：
判断所述偏移矢量是否位于预先设置的偏移矢量范围之内；
若是，则确定所述偏移矢量对应的出光方向。
可选地，所述处理器用于根据所述出光方向获取第一控制信号并发送给所述控制电路包括：
在确定出所述出光方向后，获取出光方向和电压之间的第一映射关系表；
基于所述第一映射关系表，根据所述出光方向查询对应的第一电压，所述第一电压即第一控制信号。
可选地，所述处理器还用于根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的成像距离，以及根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路；
所述控制电路还用于根据第二控制信号控制所述液晶透镜进行调焦。
可选地，所述处理器用于根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路包括：
在确定出所述成像距离的变化后，获取焦距和电压之间的第二映射关系表；
基于所述第二映射关系表，根据所述成像距离查询对应的第二电压，所述第二电压即第二控制信号。
可选地，所述液晶透镜包括相对设置的驱动电极和公共电极，所述驱动电极包括多个子电极；所述多个子电极且呈环形分布。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种成像控制方法，包括：
根据来自空间姿态传感器的空间姿态信息计算成像设备的偏移矢量；
根据所述偏移矢量确定液晶透镜的出光方向；
根据所述出光方向获取第一控制信号并发送给控制电路，以使所述控制电路根据第一控制信号控制所述液晶透镜进行摆焦。
可选地，根据所述出光方向获取第一控制信号包括：
在确定出所述出光方向后，获取出光方向和电压之间的第一映射关系表；
基于所述第一映射关系表，根据所述出光方向查询对应的第一电压，所述第一电压即第一控制信号。
可选地，所述方法还包括：
根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的成像距离；
根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路，以使所述控制电路根据第二控制信号控制所述液晶透镜进行调焦。
可选地，根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路包括：
在确定出所述成像距离后，获取焦距和电压之间的第二映射关系表；
基于所述第二映射关系表，根据所述成像距离查询对应的第二电压，所述第二电压即第二控制信号。
根据本发明实施例的第三方面，提供一种电子装置，包括第一方面所述的成像设备。
根据本发明实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现第二方面所述方法的步骤。
可见，本实施例中可以计算出成像设备的偏移矢量(即成像设备的抖动量)，根据该偏移矢量可以确定出液晶透镜的出光方向，进而得到出光方向对应的第一控制信号，最后由控制电路根据第一控制信号来控制液晶透镜来摆焦，这样可以保证光路的方向，可以解决由于用户拍摄过程中的抖动而引起的图像模糊的问题，达到光学防抖的目的，有利于提升用户拍摄体验。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是本发明实施例示出的一种成像设备的结构框图；
图2(a)是相关技术中液晶透镜中子电极的分布示意图；
图2(b)是相关技术中液晶透镜摆焦的效果示意图；
图3是本发明实施例示出的另一种成像设备的结构框图；
图4是本发明实施例示出的又一种成像设备的结构框图；
图5是本发明实施例示出的又一种成像设备的结构框图；
图6是本发明实施例示出的一种成像控制方法的流程示意图；
图7是本发明实施例示出的另一种成像控制方法的流程示意图；
图8是本发明实施例示出的又一种成像控制方法的流程示意图；
图9是本发明实施例示出的又一种成像控制方法的流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
目前，当用户手持成像设备拍摄图像时，由于手部颤抖或者肌肉的震颤会带动成像设备抖动，进而使所拍摄图像存在模糊，降低拍摄体验。为此，本发明实施例提供了一种成像设备，图1是本发明实施例示出的一种成像设备的结构框图。参见图1，一种成像设备10，包括图像传感器11、处理器12、液晶透镜13、控制电路14和空间姿态传感器15。处理器12与空间姿态传感器15连接，液晶透镜13设置在图像传感器11的成像光路上，且分别与处理器12和控制电路14连接。其中，空间姿态传感器15可以为陀螺仪或者加速度传感器。技术人员可以根据具体场景进行调整，在此不作限定。
在成像设备10被移动时，空间姿态传感器15可以检测到自身的空间姿态信息，例如角度变化、加速度等，由于该空间姿态传感器15可以设置在成像设备10的预设位置，例如预设位置可以为成像设备10的内部，因此空间姿态传感器15的空间姿态信息可以作为成像设备10的空间姿态信息。空间姿态传感器15可以按照设定周期将将空间状态发送给处理器12。
处理器12可以结合上一次的空间姿态信息确定出成像设备10的偏移矢量，该偏移矢量即是成像设备10的抖动矢量。该偏移矢量可以反应成像设备在上下、左右和/或前后方向的偏移量。
由于成像设备10的抖动矢量会降低图像传感器11所采集图像帧的清晰度，因此处理器12需要对成像设备10的抖动矢量作补偿，其中补偿矢量与抖动方向相反且大小相同，即补偿矢量为偏移矢量的反向量。基于补偿矢量，处理器12可以确定出液晶透镜13的出光方向，然后根据出光方向生成第一控制信号C1并发送给控制电路14。
可理解的是，处理器12可以在检测到偏移矢量时即对成像设备进行补偿。然而，若偏移矢量过大，处理器12控制液晶透镜进行补偿后，图像传感器11所获取的图像帧仍然是模糊的，故此情况下无需补偿。若偏移矢量过小，处理器12控制液晶透镜13补偿前后，图像帧的模糊程度基本上没有影响，即普通用户无法察觉。因此，本实施例中可以预先设置偏移矢量范围。偏移矢量范围的最小值和最大值可以根据经验值设置，也可以根据大数据方式统计得到。其中当偏移矢量小于偏移矢量范围的最小值时，图像帧的清晰度不受影响，无需补偿；当当偏移矢量大于偏移矢量范围的最大值时，补偿后得到的图像帧的清晰度仍然受影响，同样也无需补偿。
基于上述分析，处理器12可以在判断当前时刻的偏移矢量是否位于预先设置的偏移矢量范围之内。若未位于偏移矢量范围之内，则无需获取液晶透镜的出光方向，可以降低处理器的计算量。若位于偏移矢量范围之内，则处理器根据偏移矢量确定液晶透镜的出光方向，以对成像设备进行抖动补偿。
控制电路14根据第一控制信号C1(实线表示)控制液晶透镜13进行摆焦，以调整液晶透镜13的焦点位置。参见图2(a)和图2(b)，图2(a)示出了液晶透镜包括相对设置的驱动电极和公共电极(图中未示出)。其中驱动电极包括多个子电极，多个子电极呈环形分布，例如，图2(a)中示出了环形分布的4个子电极。当对多个子电极施加相同的电压后，各子电极对应的液晶会发生相同的偏转，从而该液晶透镜的焦点与原点所在轴线(垂直于xoy平面，z轴方向上移动)上，即焦点未发生变化。基于此原理，同步调整施加在多个子电极上的电压大小，可以调整液晶透镜的焦距。当对多个子电极施加不相同的电压后，不同子电极对应区域的液晶会产生相应的偏转，所有子电极对应液晶的偏转会形成一个特定形状的透镜，从而使液晶透镜的出光方向发生改变，最终使液晶透镜的焦点偏离x轴、y轴和/或z轴，得到如图2(b)所示的焦点位置，图2(b)中仅示出了焦点位置变化的情况。其中矢量PF即是液晶透镜13的焦点的移动矢量。本实施例中，控制电路14可以提高液晶透镜13的输入功率，有利于提高控制效率。
在一实施例中，基于确定出光方向的思路，处理器12还可以根据偏移矢量确定液晶透镜13的成像距离，通过成像距离可以得到液晶透镜的焦距。然后，处理器12可以根据成像距离获取第二控制信号C2并发送给控制电路14。例如，处理器12在确定出成像距离，可以获取焦距和电压之间的第二映射关系表。然后，基于第二映射关系表，处理器12根据成像距离可以查询出对应的第二电压即第二控制信号C2。之后，控制电路14根据第二控制信号C2驱动液晶透镜13调整焦距。
需要说明的是，液晶透镜13的出光方向和多个子电极的电压存在映射关系，可以预先确定出光方向和电压之间的映射关系，例如，x轴方向和y轴方向可以按照设定步长进行检测，从而得到每个子电极在不同电压下所对应的出光方向；又如，液晶透镜13的焦距和多个子电极的电压存在映射关系，可以对所有子电极施加相同电压，然后同步调整电压的大小，获取不同电压(但是各子电极的电压相同)情况下液晶透镜13的焦距。之后，电压和出光方向(即第一映射关系表)以及电压和焦距(即第二映射关系表)等全部映射关系存储在存储器或液晶透镜等指定位置。这样处理器可以根据出光方向或成像距离得到不同子电极上的电压，即第一控制信号C1和第二控制信号C2。
至此，本实施例中通过调整液晶透镜的焦距和出光方向，可以达到调整图像传感器所采集的图像帧的清晰度的效果，可以解决由于用户拍摄过程中由于前后、上下和/或左右抖动而引起的图像模糊的问题，达到光学防抖的目的，有利于提升用户拍摄体验。
在一实施例中，处理器12还可以根据图像传感器11所获取图像帧的清晰度来调整液晶透镜的焦距以补偿成像设备的抖动。继续参见图1，场景20反射的光线可以通过液晶透镜13透射至图像传感器11。图像传感器11可以感应到液晶透镜13透射来的光线，从而可以采集到图像帧，然后将采集的图像帧发送给处理器12。
处理器12在接收到图像帧后，可以获取到该图像帧的清晰度。其中获取清晰度的方式可以包括：方式一，由处理器12根据预先设置的算法计算得到清晰度。方式二，清晰度为该图像帧的一个参数，处理器12直接读取图像帧的清晰度参数即可。然后，处理器12可以根据图像帧的清晰度确定液晶透镜13的焦距，并将根据焦距生成的第二控制信号C2并发送控制电路14。
控制电路14可以接收处理器12输出的第二控制信号C2(虚线表示)，并生成相应的驱动电压，之后可以基于驱动电压驱动液晶透镜13调整焦距。
需要说明的是，第一控制信号C1和第二控制信号C2可以单独发送，还可以将第一控制信号C1和第二控制信号C2处理为矢量和信号后发送，技术人员可以根据具体场景进行调整，在此不作限定。
至此，本实施例中通过图像帧的清晰度可以调整液晶透镜的焦距，通过控制焦距可以达到调整图像传感器所采集的图像帧的清晰度的效果，可以解决由于用户拍摄过程中由于前后抖动而引起的图像模糊的问题，达到光学防抖的目的，有利于提升用户拍摄体验。
图3是本发明实施例示出的又一种成像设备的结构框图。参见图3，一种成像设备10，可以包括图1所示成像设备的图像传感器11、处理器12和液晶透镜13、控制电路和空间姿态传感器15，具体连接方式和工作原理可以参考图1所示成像设备的说明，在此不再赘述。
继续参见图3，一种成像设备10还可以包括光学镜头组16。该光学镜头组16可以设置在图像传感器11的成像光路上。
本实施例中，光学镜头组16和液晶透镜13在成像光路上的先后顺序可以包括：
顺序一，参见图3，图3中示出了光学镜头组16设置在液晶透镜13远离图像传感器11的一侧，即光学镜头组16在液晶透镜13的前方。此顺序下，光学镜头组16的尺寸可以小于液晶透镜13的尺寸，这样光学镜头组16尺寸的减小可以降低成像设备10的体积和重量，液晶透镜13的尺寸较大，可以增加焦距的变化范围和出光方向的变化范围，方便控制。
顺序二，参见图4，图4中示出了液晶透镜13设置在光学镜头组16远离图像传感器11的一侧，即液晶透镜13在光学镜头组16的前方。此顺序下，液晶透镜13的尺寸变小，可以降低生产难度，有利于提高控制精度。
顺序三，参见图5，本实施例中可以将液晶透镜13和光学镜头组16可以集成设置，这样可以减小两者之间的安装距离，有利于降低成像设备10的体积。
至此，本实施例中通过在成像设备中增加光学镜头组，可以提高成像设备的分辨率。并且，本实施例中通过图像帧的清晰度可以调整液晶透镜的焦距和出光方向，通过控制焦距和出光方向可以达到调整图像传感器所采集的图像帧的清晰度的效果，可以解决由于用户拍摄过程中由于前后和上下抖动而引起的图像模糊的问题，达到光学防抖的目的，有利于提升用户拍摄体验。
本发明实施例还提供了一种成像控制方法，图6是本发明实施例提供的一种成像控制方法的流程示意图。参见图6，一种成像控制方法包括：
601，根据来自空间姿态传感器的空间姿态信息计算成像设备的偏移矢量；
602，根据所述偏移矢量确定液晶透镜的出光方向；
603，根据所述出光方向获取第一控制信号并发送给控制电路，以使所述控制电路根据第一控制信号控制所述液晶透镜进行摆焦。
在一实施例中，在图6所示一种成像控制方法的基础上，参见图7，根据所述出光方向获取第一控制信号包括：
701，在确定出所述出光方向后，获取出光方向和电压之间的第一映射关系表；
702，基于所述第一映射关系表，根据所述出光方向查询对应的第一电压，所述电压即第一控制信号。
在一实施例中，在图6所示一种成像控制方法的基础上，参见图8，所述方法还包括：
801，根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的成像距离；
802，根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路，以使所述控制电路根据第二控制信号控制所述液晶透镜进行调焦。
在一实施例中，在图6所示一种成像控制方法的基础上，参见图9，根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路包括：
901，在确定出所述成像距离后，获取焦距和电压之间的第二映射关系表；
902，基于所述第二映射关系表，根据所述成像距离查询对应的第二电压，所述第二电压即第二控制信号。
需要说明的是，由于图6～图9所示方法的步骤在图1～图5所示成像设备的实施例中已经做过详细描述，相关内容参考相应的实施例即可，在此不再赘述。
本发明实施例还提供了一种电子装置，包括图1～图5所示的成像设备。该电子装置可以为手机、平板电脑、电视机以及需要成像设备的装置，技术人员可以根据具体场景，将成像设备配置到相应的装置中得到电子装置，相应的成像设备、电子装置同样落入本申请的保护范围。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现图6～图9所述方法的步骤。
需要说明的是，计算机可读存储介质可以应用于成像设备、电子装置等，技术人员可以根据具体场景进行选择，在此不作限定。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种成像设备，包括图像传感器、空间姿态传感器和处理器；所述处理器与所述空间姿态传感器连接，其特征在于，还包括液晶透镜和控制电路；所述液晶透镜设置在所述图像传感器的成像光路上，且与所述控制电路连接；
所述空间姿态传感器用于获取所述成像设备的空间姿态信息，并将所述空间姿态信息发送给处理器；
所述处理器用于根据所述空间姿态计算所述成像设备的偏移矢量，并根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的出光方向，以及根据所述出光方向获取第一控制信号并发送给所述控制电路；
所述控制电路用于根据第一控制信号控制所述液晶透镜进行摆焦。
2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述空间姿态传感器为陀螺仪或者加速度传感器。
3.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述处理器用于根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的出光方向包括：
判断所述偏移矢量是否位于预先设置的偏移矢量范围之内；
若是，则确定所述偏移矢量对应的出光方向。
4.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述处理器用于根据所述出光方向获取第一控制信号并发送给所述控制电路包括：
在确定出所述出光方向后，获取出光方向和电压之间的第一映射关系表；
基于所述第一映射关系表，根据所述出光方向查询对应的第一电压，所述第一电压即第一控制信号。
5.根据权利要求1～4任一项所述的成像设备，其特征在于，所述处理器还用于根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的成像距离，以及根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路；
所述控制电路还用于根据第二控制信号控制所述液晶透镜进行调焦。
6.根据权利要求5所述的成像设备，其特征在于，所述处理器用于根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路包括：
在确定出所述成像距离后，获取焦距和电压之间的第二映射关系表；
基于所述第二映射关系表，根据所述成像距离查询对应的第二电压，所述第二电压即第二控制信号。
7.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述液晶透镜包括相对设置的驱动电极和公共电极，所述驱动电极包括多个子电极；所述多个子电极且呈环形分布。
8.一种成像控制方法，其特征在于，包括：
根据来自空间姿态传感器的空间姿态信息计算成像设备的偏移矢量；
根据所述偏移矢量确定液晶透镜的出光方向；
根据所述出光方向获取第一控制信号并发送给控制电路，以使所述控制电路根据第一控制信号控制所述液晶透镜进行摆焦。
9.根据权利要求8所述的成像控制方法，其特征在于，根据所述出光方向获取第一控制信号包括：
在确定出所述出光方向后，获取出光方向和电压之间的第一映射关系表；
基于所述第一映射关系表，根据所述出光方向查询对应的第一电压，所述第一电压即第一控制信号。
10.根据权利要求8所述的成像控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述偏移矢量确定所述液晶透镜的成像距离；
根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路，以使所述控制电路根据第二控制信号控制所述液晶透镜进行调焦。
11.根据权利要求10所述的成像设备，其特征在于，根据所述成像距离获取第二控制信号并发送给所述控制电路包括：
在确定出所述成像距离后，获取焦距和电压之间的第二映射关系表；
基于所述第二映射关系表，根据所述成像距离查询对应的第二电压，所述第二电压即第二控制信号。
12.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1～7任一项所述的成像设备。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，该指令被处理器执行时实现权利要求8～11任一项所述方法的步骤。
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