TW200844638A

TW200844638A - Lens apparatus, image capture apparatus, and method for correcting image quality

Info

Publication number: TW200844638A
Application number: TW096136755A
Authority: TW
Inventors: Hidekazu Suto
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 2006-10-16
Filing date: 2007-10-01
Publication date: 2008-11-16
Also published as: KR20080034415A; JP2008096907A; JP5034429B2; CN101166235B; CN101166235A; TWI370323B; EP1914983A3; US8508655B2; US20090009633A1; KR101411087B1; EP1914983A2

Description

200844638 九、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係關於適合應用於視頻攝影機或類似物之影像捕捉裝置、安裝在此種影像捕捉裝置上之透鏡裝置、及用於校正影像品質之方法。【先前技術】通常’光學透鏡可能造成所謂像差之現象，當形成影像時’該現象不喜歡的著色部分、脫焦及影像失真。例如 ’ 一種像差被熟知爲橫向色差（放大的色差），模糊點藉此發生在主題光的邊界區。橫向色差的造成致使，當形成影像時’通過透鏡之紅（R)、綠（G)及藍（B)的射線具有依照波長變化於垂直至光軸的方向之焦點位置。圖1 解說影像形式的外觀圖，其中通過透鏡之R、G及B的射線具有變化於垂直至光軸的方向之焦點位置。位移的程度依照透鏡的特性及使用此種透鏡之影像捕捉裝置的變焦位置、焦點位置及光圈位置而改變。圖2顯示表示焦點位置的位移量及變焦設定間的關係之實例。於圖2，垂直軸代表焦點位置的位移量，而水平軸代表變焦位置（自廣角至望遠視角）。於圖2，G的焦點位置被使用作爲標準。參照G相對地代表R及B的位移。特別地，因爲顯示爲變化的登錄錯誤，使用於拍攝電視節目之視頻攝影機可能需要橫向色差的減小。透鏡材料，諸如在波長的寬廣範圍顯示穩定光學性能 -4- 200844638 而無焦距差之氟化物，可被使用來降低橫向色差。另一方面’利用以具有不同折射率的材料製成的透鏡的結合亦可預期像差的降低。然而’氟化物係昂貴。如果使用氟化物 ’生產成本因此可能增加。同樣地，於結合數個透鏡的例子中，生產成本同樣地可能增加。因此，已創作出藉由實施影像信號處理器在影像捕捉裝置所捕捉的數位影像資料來校正橫向色差。除了像差以外，造成歸因於透鏡特性的影像退化之邊緣的光減弱的現象亦被發現。"邊緣的光減弱’’係在螢幕邊緣的光量相較於其中心下降之現象。以透鏡*barrel阻礙部份的周圍射線可能造成此種現象。光減弱的程度依照使用透鏡之影像捕捉裝置的變焦設定及焦點與光圈條件而擴大地改變，圖3 A及3 B係分別顯示在正常或廣視角的每一狀態之透鏡的中心對周圍的光強度比的實例之曲線圖。於圖3A及3B，光強度（％ )被繪製在垂直軸上，而自中心至角落的位置被繪製在水平軸上。於每一圖式中，兩個曲線被表示。下曲線係當光圈位置設在全孔徑時所獲得之曲線，而上曲線係當光圈變窄時所獲得之曲線。圖3A係當變焦設在廣角時之螢幕的中心對角落的光強度比的曲線圖。圖3 B係當變焦設在正常時之螢幕的中心對角落的光強度比的曲線圖。圖3A及3B的共同現象在於，光圏開啓越大，螢幕的周圔（角落）的光強度相較於其中心的光強度下降越多。再者，如圖3 A及3B所示，光強度的降低亦隨著變焦位置的狀態而改變。由加大透鏡的 -5- 200844638 直徑可防止邊緣的光減弱。替代地，相似於對於橫向色差的校正，藉由實施影像信號處理在拍攝所獲得的數位資料上可校正邊緣的光減弱。日本未審專利申請公報第2000-343 7 ( JP2000-343 7A )號揭示歸因於透鏡像差的影像品質下降相對於數位相機所獲得之數位影像資料的校正。【發明內容】特別是使用於拍攝電視節目之視頻攝影機等等典型地使用可更換透鏡。然而，如果橫向色差被校正以及邊緣的光減弱被校正，諸如使用可更換透鏡的視頻攝影機之影像捕捉裝置可能需要準備用於每一型透鏡之校正資料。再者，因爲移動影像被捕捉，應即時實施校正。然而，仍未創作出用於使用此種可更換透鏡的視頻攝影機之即時校正技術。較佳地，於包括可拆卸地安裝之諸如可更換透鏡的透鏡之影像捕捉裝置中，校正歸因於透鏡像差之影像退化。依據本發明的實施例，提供可拆卸地安裝有透鏡裝置之影像捕捉裝置。於校正透鏡像差的例子中，透鏡裝置儲存用於橫向色差的校正資訊及用於邊緣的光減弱之校正資訊，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之特性資訊。當影像捕捉裝置接通時、當透鏡裝置用於一次附接至影像捕捉裝置時、或當透鏡裝置被更換時，影像捕捉裝置與透鏡裝置通信。因此，影像捕捉裝置接收存於透鏡裝置之用於橫 -6- 200844638 向色差的校正資訊及用於邊緣的光減弱之校正資訊。接著，所接收的校正資訊被使用來校正歸因於透鏡之橫向色差及邊緣的光減弱。因爲影像捕捉裝置及透鏡裝置架構成如以上所述，當影像捕捉裝置被接通時、當透鏡裝置用於一次附接至影像捕捉裝置時、或當透鏡裝置被更換時，可將用於橫向色差的校正資訊及用於邊緣的光減弱之校正資訊傳輸至影像捕捉裝置。因此，在校正時，於每一例子中，於影像捕捉裝置讀取所需資訊，及然後可實施即時校正。依據本發明的另一實施例，提供可拆卸地安裝有透鏡裝置之影像捕捉裝置。透鏡裝置儲存用於橫向色差的該校正資訊及用於邊緣的光減弱的該校正資訊，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之特性資訊。影像捕捉裝置與透鏡裝置通信以讀取用於橫向色差的校正資訊及用於邊緣的光減弱之校正資訊，該等校正資訊在一次域的時序（顯示視頻信號的垂直掃瞄，例如，1 / 6 0秒）而儲存於透鏡裝置。則，所讀出校正資訊被使用來實施歸因於透鏡之橫向色差的校正及邊緣的光減弱的校正。因爲影像捕捉裝置及透鏡裝置架構成如上述，在一次域的時序，於每一例子自透鏡裝置傳輸出用於橫向色差的校正資訊及用於邊緣的光減弱的校正資訊。因此，所讀取關於透鏡之校正資訊被使用於即時校正。依據本發明的實施例，可拆卸地安裝有諸如可更換透鏡的透鏡之影像捕捉裝置實施歸因於透鏡之影像退化的即 200844638 時校正。【實施方式】以下，將參照圖4至1 1說明本發明的實施例。圖4顯示作爲依據本發明的第一實施例之影像捕捉裝置的實例之視頻攝影機的示範性架構。如圖1所示，視頻攝影機100包括：透鏡單元1及攝影機單元2。透鏡單元 1爲可更換透鏡且設計成經由透鏡座20可拆卸地安裝在攝影機單元2上。攝影機單元2以用於改變變焦設定及焦點位置之指令或類似指示而提供給透鏡單元1。於透鏡單元 1正附接於攝影機單元2之狀態，經由通信線路3 0可實施透鏡單元1及攝影機單元2間的資料通信。圖4所示的透鏡單元1包括：透鏡組1 0、透鏡驅動機 11、透鏡驅動單元12、光圈13、光圈驅動單元14、位置檢測器1 5、透鏡控制單元1 6及透鏡記憶體1 7。亦即，透鏡組1 〇包括：影像捕捉透鏡、用於將主題影像聚焦在影像區上之聚焦透鏡、及藉由改變透鏡（圖式未顯示其每一透鏡）間的距離而改變焦距之變焦透鏡。透鏡驅動機1 1 使透鏡組1 〇的每一透鏡的位置移動於光學軸向。透鏡驅動單元1 2控制透鏡驅動機1 1的移動。光圏1 3調整入射在透鏡組10上之光的光強度。光圏驅動單元14致動光圏 1 3。位置檢測器1 5檢測透鏡組1 0的每一透鏡的位置。透鏡控制單元1 6控制每一透鏡的致動。透鏡記憶體1 7儲存位置檢測器1 5所檢測之每一透鏡的位置及等等。於此實 -8 - 200844638 料需訊緣憶信命動例求移機元控光 14 信 20 21 題施例中，可將每一種透鏡之諸如用於橫向色差的校正資及用於邊緣光減弱的校正資料之光學校正資料，然而若要藉由攝影機單元2可讀取該資訊以實施光學校正。每透鏡的光學校正資料是唯一的，且而後將說明其細節。藉由位置檢測器15在任何時間可檢測光圈位置資、焦點位置資訊及變焦位置資訊（其爲橫向色差及在邊的光減弱的校正所需之資訊），且分別儲存作爲透鏡記體1 7中所檢測的信號。透鏡控制單元16包括透鏡CPU等等，且產生控制號以回應如而後所述之來自攝影機單元2的控制單元之令，接著將控制信號供應至透鏡驅動單元1 2及光圈驅單元14。再者，透鏡控制單元1 6回應轉移各種資訊（如，關於變焦位置、焦點位置及光圏位置之資訊）的請，且然後經由通信線路3 0將對應於該等請求之資訊轉至攝影機單元2。透鏡驅動單元1 2係用於驅動透鏡驅動 1 1之驅動電路。透鏡驅動單元1 2在接收自透鏡控制單 1 6輸入的控制信號時而控制的。光圏驅動單元1 4係以制信號提供給光圈驅動機（未顯示）之驅動電路’其中圈驅動機被設置用於開啓及關閉該光圈。光圈驅動單元在透鏡控制單元1 6的控制下亦被驅動。攝影機單元2包括透鏡座2 0、影像捕捉機構2 1、號處理器22、控制單元23、記憶體24等等。透鏡座係攝影機單元2與透鏡單元1的接合處。影像捕捉機構被設置用於藉由經由透鏡單元1的透鏡組1 0入射之主 -9 - 200844638 所捕捉的影像光的光電轉換而產生所捕捉的影像信號。信號處理器22被設置用於在自影像捕捉機構2 1輸出所捕捉的影像信號上來實施影像信號處理。控制單元23被設置用於控制攝影機單元2的每一部件。記憶體24被設置用於儲存信號處理器22中受到影像處理所捕捉的影像信號等等。經由透鏡單元1的透鏡組1 0入射之主題光將影像形成於影像捕捉機構21的光接收表面（未顯示），且然後光電地轉換成所捕捉的影像信號。接著，自影像捕捉機構 2 1輸出之所捕捉的影像信號受到重設雜訊的移除及類比信號處理器中（未顯示）的信號位準的調整。所捕捉的影像信號於類比/數位轉換器中（未顯示）轉換成數位信號。類比/數位轉換器中已轉換成數位信號之所捕捉的影像信號然後供應至信號處理器22。其後，信號處理器22在所捕捉的影像信號上實施影像信號處理。信號處理器22實施壓縮預定或更高位準的影像信號之彎曲處校正、基於預定r曲線來校正影像信號位準之r校正、在預定範圍內調整影像信號的信號位準之白色限幅處理等等。再者，亦可實施橫向色差的校正及邊緣的光減弱的收集。攝影機單元2的信號處理器22基於存於透鏡單元1 的透鏡記憶體1 7之光學校正資料而實施橫向色差的校正及邊緣的光減弱的校正。當該校正已實施於信號處理器22 時，存於透鏡記憶體1 7之光學校正資料配置成讀入攝影機單元2的記憶體24。當視頻攝影機1 00接通時，透鏡單 -10- 200844638 元1第一次附接在攝影機單元2上、或透鏡單元1被更換時，可實施資料讀取作爲初始化過程的一部分。替代地，在每次實施校正時詢問透鏡單元側的資料之後，可實施讀取。於任何例中，攝影機單元2藉著經由通信線路3 0的通信獲得保持透鏡單元之光學校正資料。接著，將說明計算光學校正資料的方法及準備資料表的方法。光學校正資料可以一般η次多項式而表示。例如 ’於以3次多項式而表示的例子中，其係數的數目爲（ "η+1 ")。當以位移量（亦即，R或Β相對於G的移位）來表示橫向色差時，計算R-G及R-B的每一者之光學校正資料。於以下方程式中，Α至D分別表示3次多項式中的 4個係數：

R-G y =AxA3+BxA2+Cx+D B-G y = A,xA3 + B,xA2 + C,x-fD

以相同方式亦可獲得邊緣的光減弱的校正方程式：

y=AxA3+BxA2+Cx+D 注意到，於本實施例，以3次多項式表示校正方程式。替代地，然而，可以η次多項式表示校正方程式，例如 4、5或更多次的一者。以如圖5Α及5Β所示的表格式可提供因此獲得的光學 -11 - 200844638 校正資料，且然後存於透鏡記憶體1 7作爲結構。圖5 A解說橫向色差的校正資料結構的實例。該結構的構件包括：用於橫向色差之校正資料的8個不同係數（A至D及A1至 D’）。圖5B解說邊緣的光減弱的校正資料結構的實例。該結構的構件包括邊緣的光減弱的校正資料的4個不同係數（A至D )。橫向色差的程度及邊緣的光減弱的程度的每一者隨著光圏位置、焦點位置及變焦位置而改變。因此，可能需要分別準備對應於光圏位置、焦點位置及變焦位置的光學校正資料。因此，將資料陣列設成三維陣列的[ 光圈位置]、[焦點位置]及[變焦位置]。爲表示該三維陣列，將光圈的每一位置、焦點的每一位置及變焦的每一位置應用於該陣列中的結構構件。例如，光圈位置具有二類型的”全孔徑”及” F4 ”，焦點位置具有四種類型的’’INF (無限）”、"3m”、，，1 .5mn及 0.8m，以及變焦位置具有十種類型的’’廣角（Wide ) π、 ”1.4χ"、π1·8χ”、"2·5χ 丨’、”3.6χ 丨，、，，4·6χ，，、π6·2χ 丨，、"8·4χπ 、π9·8χ”及"Tele (塑造）"。於此例中，可對於iRIS[〇]至 [XX]、FOCUS[0]至[yy]、ZO〇M[0]至[zz]等等所代表之結構的構件按順序指定每一値。例如，於光圈位置的例子中，該指定可以是IRIS[〇]=全孔徑、，然而 IRIS[2]至[XX]的任一者無指定。圖6顯不二維陣列的架構的實例。換言之，圖6係用於橫向色差之校正資料的架構的實例，其中以矩陣代表三維陣列的[光圈位置]、[焦點位置]及[變焦位置]。圖6表 -12- 200844638 示當光圈位置係全孔徑（IRIS[0])以及焦點位置係無限（ FOCUS[0])時在全部變焦位置（ZOOM[0]至[XX])的光學校正資料。圖6亦代表當光圈位置係全孔徑（IRIS [0])、焦點位置係1.4x ( FOCUS[l])、以及變焦位置係廣角（ ZOOM[0])時。因此，將光學校正資料準備成三維陣列的表以使光圈位置、焦點位置及變焦位置的每一組合被指定於該陣列中 _ 。例如，如果獲得當光圈位置係F4、焦點位置係1 .5m及變焦位置係2· 5x時之校正資料，藉由指定[第2光圈（ IRISH])]、[第 3 焦點（FOCUS[2])]及[第 4 變焦（ ZOO Μ [3])]可獲得想要的光學校正資料。接著，參照圖7的流程圖，將說明攝影機單元2讀取存於透鏡單元1的透鏡記憶體1 7的光學校正資料之過程實例。圖7解說當透鏡單元1第一次附接至攝影機單元2 時之過程實例。可決定透鏡單元1是否爲將被附接的第一 φ 透鏡，使得當透鏡單元1附接至攝影機單元2時，攝影機單元2確認透鏡單元1的透鏡名稱。首先，當視頻攝影機100接通時（步驟S1 )，透鏡單元1及攝影機單元2間的通信連接的過程被實施（步驟 S2 )。以下將說明透鏡單元1及攝影機單元2間之通信連接的此種過程的細節。接著，在透鏡單元1及攝影機單元 2間之通信連接的過程是否建立通信被決定（步驟S3 )。在無建立通信的期間，在步驟S2之通信連接的過程被實施。當決定該通信被建立時，用於資料初始化的通信被實 -13- 200844638 施在透鏡單元1及攝影機單元2之間（步驟S4 )。於用於資料初始化之通信，透鏡單元1可將諸如透鏡名稱及製造者名稱之透鏡的特性資訊傳輸至攝影機單元2。替代地 ’需要初始化之資料可被傳輸及接收在透鏡單元1及攝影機單元2之間。接著，攝影機單元2獲得保持來自透鏡單元1的光學校正資料之透鏡的狀態（步驟S5)，且然後決定透鏡單元1是否爲保持光學校正資料之透鏡（步驟S6 )。如果決定透鏡單元1爲未保持光學校正資料之透鏡，則過程前進至步驟S 1 0以及一般通信過程被實施。以下將說明決定透鏡單元1是否爲保持光學校正資料之透鏡的詳細過程。如果決定透鏡單元1爲保持光學校正資料之透鏡，則攝影機單元2的控制單元23將請求光學校正資料的獲得之命令傳輸至透鏡單元1(步驟S7)。當透鏡單元1的透鏡控制單元1 6接收傳輸自攝影機單元側之命令時，則將存於透鏡記憶體1 7之光學校正資料傳輸至攝影機單元側（步驟S8)。在完成光學校正資料的傳輸時，決定初始化過程是否被完成（步驟S 9 )。繼續初始化過程直到初始化過程的完成被決定。如果決定初始化過程被完成，然後一般通信過程被實施（步驟S10)。在此，圖7的流程圖代表用於獲得當電力接通時的光學校正資料之詳細過程。於此實例中，於當電力接通時以另一透鏡單元更換透鏡單元1的例子，將實施相同過程。接著，將篸照圖8及9說明圖7的流程圖中所述之各 -14- 200844638 別步驟的詳細程序。首先，現在參照圖8，將說明可接收及傳輸在攝影機單元2及透鏡單元1間之命令或回應資料的形式的實例。如圖8所示，可接收及傳輸在攝影機單元 2及透鏡單元1間之資料含有命令（1位元組）、功能（1 位元組）、功能資料（〇至1 5位元組、長度可改變）、及檢查和（1位元組）。在1位元組命令的頂部之4位元組代表命令的主類別。該位元組”00 00”相當於攝影機命令、 M 1 1 1 1 "相當於透鏡製造者使用者命令、及” 0 0 0 1至1 1 1 0 ”相當於保留0再者，在1位元組命令的末端之4位元組代表功能資料的資料長度（將後述）。該功能係代碼，該代碼顯示實際交換在透鏡單元1及攝影機單元2之間，諸如F數字的請求及回應及序號的請求及回應且由"0 1 ’’或類似碼表示之資料。檢查和被提供來用於檢查誤差是否發生於傳輸在透鏡單元1及攝影機單元2之間的資料。檢查和設有將來自命令的〇 (零）的總値給至該檢查和之値。自接收側送出之資料列的總和被計算。當總和爲〇 (零）時，所接收資料列中沒有誤差或缺少資料。藉由所提供的檢查和，其可被檢查所有資料是否都已成功地傳輸。再次參照圖7的流程圖，透鏡單元1是否爲保持光學校正資料的透鏡的決定，其被實施於步驟S5，可藉由獲及固疋旗標在攝影機單元2的側上來實施。在此，該旗標顯不透鏡單元1是否爲保持光學校正資料之透鏡。換言之’攝影機單元2將具有如圖8所示的框架構之命令而傳 -15- 200844638 輸至透鏡單元1以作爲關於旗標之查詢。如果透鏡單元i 沒有回應，則決定該透鏡並未保持光學校正資料。接著，將參照圖9說明自透鏡單元1將光學校正資料保持在攝影機單元2之透鏡狀態的獲.得（步驟S5)及如圖7所述之決定過程的細節（步驟S6)。圖9顯示攝影機單元2及透鏡單元1間之資料交換以及將被傳輸及接收之資料的詳細架構。於此實施例中，用於橫向色差及邊緣的光減弱之校正資料被使用作爲光學校正資料。用於橫向色差或邊緣的光減弱的校正之係數隨著光圈位置、焦點位置及變焦位置而改變。這些位置的段號隨著透鏡的種類而改變。當攝影機單元2讀取存於透鏡單元1的透鏡記憶體17之光學校正資料表時，有分別獲得光圏位置、焦點位置及變焦位置的種類數目（亦即，分隔數）的需要。再者，可能需要獲得將該等分隔界限在何種數値上。當例如有兩個不同種類的光圈位置（全孔徑”及，，F4” )時，以實際値表示分隔間的界限値，亦即，在由π全孔徑"或"F4”表示的位置之F數。同樣地，以焦距表示焦點位置，及以變焦設定的放大率所表示之變焦位置。圖9解說當透鏡單元1保持如圖6所示的橫向色差的校正資料表時之過程實例。依據圖6所示之表，有二個不同的光圈位置、四個不同焦點位置及十個不同變焦位置。首先，攝影機單元2向透鏡單元1按順序查詢光圈位置、焦點位置及變焦位置的類型數目’且然後基於來自透鏡單 -16- 200844638 元1的回應而形成校正資料表的形式。則，在建構校正資料表的形式之後，攝影機單元2查詢”按順序的按序光圈位置”、”按順序的按序焦點位置”及”按順序的按序變焦位置”，且獲得其回應，藉此獲得存於透鏡單元1的所有校正資料。注意到，於此實施例中，攝影機單元2按順序的查詢透鏡單元1的光圈位置、焦點位置及變焦位置已說明的例子。然而，可使用任何其它順序的查詢。 % 現將說明圖9中左側所示之順序。首先，攝影機單元 2將查詢光圈位置的分隔組數之命令傳輸至透鏡單元1 ( 1 )。順序圖的右側顯示在此時的命令結構。例如，"〇〇〇 1π 被使用作爲命令。然而，實際上，其可能使用不曾被指定於"000 1至1110"的保留碼之其它數値的任一者。於此實例中，"ΑΑ”爲使用於光圈位置的分隔數的獲得請求之功能，使得"ΑΑ”被說明於該功能。再者，功能資料被設定在 ”〇" 〇 % 在接收來自攝影機單元2的命令時，透鏡單元1回應光圈的分隔數及分隔（2 )間的邊界上之値。如上述’於、透鏡單元1中，分隔數爲2。因爲分隔間的邊界上之値分 • 別爲1·6 ( ”全孔徑的値，’）及4.1 ( F4的値），該資訊被說明於功能資料且傳輸至攝影機單元2。於此實例中’分隔數被說明在功能資料的前二位元組（嚴格來說’這二位元組的後者）。分割的邊界値被說明在第三位元組或更後者。因此，於自透鏡單元1傳輸至攝影機單元2的資料中，該功能爲如請求命令之相同’’ΑΑ”。在功能資料的前二位 -17- 200844638 元組，分隔邊界的値被說明在對應於光圏的分隔數之第二、第三及第四位元組上。自[〇]連續地指定之分隔邊界的値，以使它們按順序地被指定爲1.6 = IRIS[0]、4.1=IRIS[〇] 等等。在獲得分隔數及光圈的分隔邊界的數目之後，攝影機單元2請求分隔數及焦點（3 )的分隔邊界的數目。如果當需要焦點的分隔數時Μ Β Β π被使用作爲功能，” b B ’，在功能資料中沒有東西時（亦即，”0”）被置於功能中且則傳輸至透鏡單元1。另一方面，透鏡單元1回應攝影機單元2 藉由說明功能中的ΜΒΒ”、功能資料的前二位元組上的F4 (分隔數）及功能資料的第三位元組或更後者上之分隔邊界的値（4 )。在獲得分隔數及焦點的分隔邊界的數目兩者之後，分隔數及變焦設定的分隔邊界的數目兩者被需要（5 )。如果當需要變焦的分隔數時"C C π被使用作爲功能設定，” c C，，在功能資料中沒有東西時（亦即，”〇π )被置於功能中且則傳輸至透鏡單元1。另一方面，透鏡單元1回應攝影機單元2藉由說明功能中的"C C π、功能資料的前二位元組上的"1 0 ”（分隔數）及功能資料的第三位元組或更後者上之分隔邊界的値（6 )。如上述，當獲得光圈位置、焦點位置及變焦位置的每一者的分隔數及分隔邊界値時，光學校正資料表的形式被形成在攝影機單兀2上。如果該表的形式被形成，則其爲存於該表中的實際値之光學校正資料被獲得。 -18 - 200844638 如果”DD”被使用作爲當需要用於橫向色差（R-G 校正資料的獲得時，”DD"被說明於該功能中。然後校正資料的要求順序指定在前3位元組的功能資料。明’’按順序的按序光圈位置”、"按順序的按序焦點f 及"按順序的按序變焦位置”之方式來實施順序的指定景> 機單兀2將如上述而傳輸請求命令至透鏡單元1 (7 在接收用於獲得自攝影機單元2輸出的橫向色差資料之請求命另時，則透鏡單元1讀取橫向色差校正自透鏡記憶體1 7以指定於命令之順序。所讀取資料輸至攝影機單元2 ( 8 )。於回應資料的前二位元組的資料中，順序中表示回應的按序位置之ID被說明。實施例的透鏡單元1中，有二個不同的光圈位置、焦置及變焦位置。因此，請求命令其其回應間的交換被 80次（2x4x10 = 80)。因此，將自1至8〇的數値按指定給回應ID。橫向色差校正資料可能需要R-B中料以及R-G的資料。因此，亦於R-B中，藉由如以上的相同程序而實施校正資料的獲得。 "DD ”被說明於回應資料的功能，且”丨”被指定作於前二位元組的功能資料之回應ID。在功能資料的位元組至第五位元組上，光學校正資料的順序位置被。按順序將表示按順序光圈位置之値被置於第三位元按順序將表示按順序焦點位置之値被置於第四位元鉬順序將表示按順序變焦位置之値被置於第五位元組。校正資料的係數被說明在第六位元組或更後者。二β )的，，將以說 £置" 。攝 )° 校正資料被傳功能於本點位實施順序的資所述爲對第三說明 ‘。按實際 :元組 -19_ 200844638 被使用於代表一係數。如果以多項式三次方程式來表示校正資料，則第一係數”A"被說明在第六位元組及第七位元組’下一係數"B”被說明在第八位元組及第九位元組，下一係數"C ”被說明在第十位元組及第十一位元組，以及最後係數D被說明在第十二位元組及第十三位元組。應注意到，特定位元組號碼被使用來說明功能資料、 A至D、及類似資料；然而，該等號碼未受限於此，且位元組號碼亦可被使用。校正資料的請求及回應被實施對應於以下乘法運算的結果之次數：光圈位置的分隔的數量X焦點位置的分隔的數量X變焦位置的分隔的數量（於此實施例中，80次（2x4 xl0 = 80))。因此，藉由攝影機單元2的記憶體24而讀取存於透鏡單元1的透鏡記憶體1 7之光學校正資料表。亦可以相似於上述的方式來實施用於獲得校正資料在邊緣的光減弱之程序。更者’如果攝影機單兀2實際實施光學校正，則自其記憶體24預先讀取之光學相關資料表讀取基於光圈位置、焦點位置及變焦位置之係數，接著使用所讀取係數而實施校正。如上述’將橫向色差校正資料及校正資料在邊緣的光減弱預先存於透鏡單元1。然後，攝影機單元2經由通信而讀取存於透鏡單元1之校正資料表。攝影機單元2基於所讀取校正資料而實施光學校正。因此，於使用各種具有不同光學係數的可更換透鏡之例子中，可與透鏡的特性一 -20- 200844638 致地實施。再者，當初始化通信被實施在透鏡單元1 元2之間時，自透鏡單元1將光學校正資料表單元2的記憶體24。因此，在實施光學校正於 2時，可自存於記憶體24的光學校正資料表讀校正資料。因此，於使用可更換透鏡的例子中移動影像時即時實施校正。橫向色差及邊緣的光減弱的校正被設計成單元2上的影像信號處理予以實施。因此，不透鏡及可降低生產成本。更者，於上述實施例，當視頻攝影機100 透鏡單元1第一次連接至攝影機單元2時，或 1被更換時，存於透鏡單元1之光學校正資料作爲資料表。替代地，於實施在攝影機單元2 1間之正常通信過程中，攝影機單元2自透鏡獲得所需光學校正資料。於此例中，在一次域攝影機單元2實施之光學校正資料的獲得。泮的流程圖及圖1 1的順序圖與資料架構圖而說程實例。應注意到，上述時序不限於一次域，而對它期間可以是一次。於圖1 0的流程圖，首先，當視頻攝影機 (步驟S31)，實施透鏡單元1及攝影機單元連接過程（步驟S32 )。接著，決定通信連接及攝影機單讀入攝影機攝影機單元取任何所需，可在拍攝藉由攝影機需使用昂貴接通時，當當透鏡單元被完全獲得及透鏡單元單元1僅可的時序藉由 I參照圖1 0 明此例的過於二域或其 100接通時 2間的通信的過程是否 -21 - 200844638 建1^透鏡單元1及攝影機單元2間的通信（步驟S33 )。在沒有建立通信時，在步驟S32實施通信連接的過程。當決疋通信的建立時’在透鏡單元1及攝影機單元2間實施用於資料初始化的通信（步驟S 3 4 )。 ί安著’在步驟S34於用於資料初始化的通信，如果透鏡單元1獲得保持光學校正資料之透鏡狀態（步驟S 3 5 ) ’決定初始化過程是否完成（步驟S 3 6 )。初始化過程連續地實施直到決定初始化過程完成。如果決定初始化過程完成’則利用獲得於步驟S 3 5的狀態而決定透鏡單元i是否爲保持光學校正資料的透鏡（步驟S 3 7 )。如果決定透鏡單元1爲未保持任何光學校正資料之透鏡，過程前進至步驟S 3 9以實施正常通信過程。如果決定透鏡單元1係使用光學校正資料之透鏡，則用於糗求光學校正資料的獲得之命令加至正常通信項目（步驟S38)，接著實施正常通信過程（步驟S39)。接著，在圖1 〇的流程圖的步驟S 3 8，將參照圖1 1詳細說明加至正常通信項目之命令及自透鏡單元1傳輸至攝影機單元2的回應。圖1 1解說在獲得橫向色差校正資料時之過程實例。首先，需要橫向色差校正資料傳輸之命令自攝影機單元2傳輸至透鏡單元1 ( 1 )。在此時’意指用於橫向色差校正資料（R-G)的獲得請求之"DD"被說明於傳輸至透鏡單元1之資料的功能，使得功能資料被設定在已接收來自攝影機單元2的命令之透鏡單元1在此時 -22- 200844638 作關於光圈位置、焦點位置及變焦位置的決定且然後讀出來自透鏡記憶體1 7之對應校正資料，接著回應於攝影機單元2 ( 2 ) 。” D D π被說明於回應資料的功能。橫向色差校正資料的係數被說明在功能資料上。二位元組被使用於表示一係數。如果以多項式三次方程式來表示之校正資料，則第一係數被說明在第一位元組及第二位元組，下一係數"Β"被說明在第三位元組及第四位元組，下一係數 ’’C”被說明在第五位元組及第六位元組，以及最後係數D 被說明在第七位元組及第八位元組。應注意到，特定位元組號碼被使用來說明功能資料、 Α至D、及類似資料；然而，該等號碼未受限於此，且位元組號碼亦可被使用。因此，每當光學校正實施在攝影機單元2上時，透鏡單元1的透鏡記憶體1 7被請求傳輸光學校正資料，且使用含於來自透鏡單元1的透鏡記憶體1 7的回應資料之係數在攝影機單元2上實施校正。因此，在拍攝移動影像時可即時實施光學校正。雖然上述實施例已說明應用於視頻攝影機的實例，不限於此。可使用具有如視頻攝影機的相同功能之其它裝置的任一者或類似裝置，藉此可應用於各種裝置。雖然上述實施例儲存用於每一種透鏡之光學校正資料。替代地，可儲存基於透鏡的各別差異之光學校正資料。再者，於上述實施例，說明兩種校正，亦即，橫向色差的校正及邊緣的光減弱的校正。然而，應領會到，可單 -23- 200844638 獨修正其中一者。熟習此項技藝者應瞭解到’在附加申請專利範圍或其等效物的範圍內，依照必備條件及其它因素，各種修改、組合、次組合及更改可能發生。【圖式簡單說明】圖1爲顯示在橫向色差上各色的焦點位置的位移量之 ^ 示意圖。圖2爲校正影像及焦距間之關係的曲線圖。圖3 A及3B爲在正常與寬廣視域的各別狀態下之透鏡的中心對周圍的光強度比的曲線圖。圖4爲解說依據本發明的實施例之視頻攝影機的示範性內部架構之方塊圖。圖5A及5B爲解說依據本發明的實施例之光學校正資料的係數資料的示範性實架構之示意圖。 % 圖6爲解說依據本發明的實施例之光學校正資料的示範性實架構之示意圖。 - 圖7爲解說依據本發明的實施例在初始化過程期間用 . 於獲得光學校正資料的過程實例之流程圖。圖8爲解說依據本發明的實施例在通信時之資料格式的實例之示意圖。圖9爲解說依據本發明的實施例在初始化過程期間用於獲得光學校正資料的過程實例之示意圖。圖Ϊ 〇爲解說依據本發明的另一實施例用於週期性地 -24- 200844638 獲得光學校正資料的過程實例之流程圖。圖11爲解說依據本發明的另一實施例用於週期性地獲得光學校正資料的過程實例之示意圖。【主要元件符號說明】、 1 :透鏡裝置 2 :攝影機單元 1 0 :透鏡組 1 1 :透鏡驅動機 1 2 :透鏡驅動單元 13 :光圈 1 4 :光圈驅動單元 1 5 :位置檢測器 1 6 :透鏡控制單元 1 7 :透鏡記憶體 20 :透鏡座 2 1 :影像捕捉機構 22 :信號處理器 23 :控制單元 24 :記憶體 3〇 :通信線路 1〇〇 :視頻攝影機 -25-

Claims

200844638 十、申請專利範圍 1. 一種透鏡裝置，其具有可拆卸地安裝在影像捕捉裝置上之透鏡，該透鏡裝置包含：透鏡資訊儲存單元，其配置來儲存用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱之校正資訊，該等校正資 ' 訊係關於該透鏡的像差之特性資訊；通信單元，其配置來與該影像捕捉裝置通信；及 Φ 控制單元，其配置成在經由該通信單元接收來自該影像捕捉裝置的指令時，實施經由該通信單元將儲存於該透鏡資訊儲存單元中之用於橫向色差的該校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的該校正資訊而傳輸至該影像捕捉裝置的控制。 2. 如申請專利範圍第1項之透鏡裝置，其中用於橫向色差的該校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的該校正資訊被儲存於該透鏡資訊儲存單元中作爲包括該透鏡的變焦位 φ 置、焦點位置及光圈位置之三維陣列。 3 . —種影像捕捉裝置，透鏡裝置可拆卸地安裝在該影像捕捉裝置上，該影像捕捉裝置包含：影像捕捉機制，其配置來產生藉由經由該透鏡裝置的透鏡形成影像之主題光的光電轉換所獲得之影像信號；影像信號處理器，其配置來在藉由該影像捕捉機制所光電轉換之影像信號上而實施影像處理；通信單元，其配置來與該透鏡裝置通信；及控制單元，其配置來經由該通信單元而實施接收用於 -26- 200844638 橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊的控制，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之特性資訊且儲存於該透鏡裝置，其中該影像信號處理器使用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊之該透鏡的該像差所造成之影像退化，經由該通信單元接收該等校正資訊。 4.如申請專利範圍第3項之影像捕捉裝置，其中經由初始化過程所接收存於該透鏡裝置之用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊，在接通該影像捕捉裝置時、在第一次將透鏡裝置連接至該影像捕捉裝置時或在更換該透鏡裝置時，將該初始化過程實施在該透鏡裝置及該影像捕捉裝置之間。 5 . —種影像捕捉裝置，透鏡裝置可拆卸地安裝在該影像捕捉裝置上，該影像捕捉裝置包含：影像捕捉機制，其配置來產生藉由經由該透鏡裝置的透鏡形成影像之主題光的光電轉換所獲得之影像信號；影像信號處理器，其配置來在藉由該影像捕捉機制所光電轉換之影像信號上而實施影像處理；通信單元，其配置來與該透鏡裝置通信；及控制單元，其配置來在預定時序而實施獲得用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊的控制，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之特性資訊且儲存於該透鏡裝置，其中該影像信號處理器使用於橫向色差的校正資訊及/或 -27- 200844638 用於邊緣的光減弱的校正資訊之該透鏡的該像差所造成之影像退化，藉由該控制單元經由該控制而獲得該等校正資訊。 6. 如申請專利範圍第5項之影像捕捉裝置，其中該預定時序係一次域的時序。 7. 如申請專利範圍第5項之影像捕捉裝置，其中儲存於該透鏡裝置之用於橫向色差的該校正資訊及/ 或用於邊緣的光減弱的該校正資訊係經由該通信單元藉由該透鏡裝置及該影像捕捉裝置之間的週期性通信而傳輸至該影像捕捉裝置。 8. —種影像捕捉裝置，包含：影像捕捉機制，其配置來產生藉由經由透鏡而形成影像之主題光的光電轉換所獲得之影像信號；透鏡資訊儲存單元，其配置來儲存用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱之校正資訊，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之特性資訊；影像信號處理器，其配置來在藉由該影像捕捉機制所光電轉換之影像信號上而實施影像處理；通信單元，其配置來與該透鏡裝置通信；及控制單元’其配置來經由該通信單元而實施接收用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊的控制’該等校正資訊被儲存於該透鏡資訊儲存單元，其中該影像信號處理器使用於橫向色差的校正資訊及/或 -28- 200844638 用於邊緣的光減弱的校正資訊之該透鏡的該像差所造成之影像退化，經由該通信單元接收該等校正資訊。 9.一種影像捕捉裝置，包含：影像捕捉機制，其配置來產生藉由經由透鏡而形成影像之主題光的光電轉換所獲得之影像信號；透鏡資訊儲存單元，其配置來儲存用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱之校正資訊，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之特性資訊；影像信號處理器，其配置來在藉由該影像捕捉機制所光電轉換之影像信號上而實施影像處理；通信單元，其配置來與該透鏡裝置通信；及控制單元，其配置來在預定時序而實施獲得用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊的控制，該等校正資訊被儲存於該透鏡資訊儲存單元，其中影像信號處理器使用經由該控制單元的該控制所獲得之用於橫向色差的該校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的該校正資訊而校正該透鏡的該像差所造成之影像退化。 1 〇. —種用於校正安裝在影像捕捉裝置上之透鏡的像差所造成的影像退化之方法，包含以下步驟：將用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊儲存於包括該透鏡的透鏡裝置，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之校正資訊；在接通該影像捕捉裝置時、在第一次將透鏡連接至該影像捕捉裝置時或在更換該透鏡時，接收用於橫向色差的 -29- 200844638 該校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的該校正資訊；及使用所接收之用於橫向色差的該校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的該校正資訊而校正該透鏡所造成之該像差〇 1 1 · 一種用於校正安裝在影像捕捉裝置上之透鏡的像差所造成的影像退化之方法，包含以下步驟：將用於橫向色差的校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的校正資訊儲存於包括該透鏡的透鏡裝置，該等校正資訊係關於該透鏡的像差之特性資訊；在預定時序讀取用於橫向色差的該校正資訊及/或用於邊緣的光減弱的該校正資訊，該等校正資訊被儲存於該透鏡裝置；及使用所讀出的該校正資訊來校正該透鏡的該像差所造成之該影像退化。

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