TW201320773A - 立體攝像裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種立體攝像裝置，包括兩個相機模組和一個處理器。每個相機模組包括一液晶透鏡、一用於改變透鏡焦距的驅動電壓晶片、和一用於形成包括至少兩種顏色的圖像的影像感測器。處理器包括一全幅對焦模組、一對焦驅動模組及影像合成模組，全幅對焦模組用於根據顏色的銳度判斷物距，判斷物距是否大於某一預定距離，當大於時對圖像做銳化處理以使得圖像清晰，否則將物距發送給對焦驅動模組，對焦驅動模組接到物距信號後驅使驅動電壓晶片改變液晶透鏡的焦距以直接獲得清晰圖像，影像合成模組利用清晰圖像合成立體圖像。

Description

立體攝像裝置

本發明涉及一種立體攝像裝置。

目前，全幅對焦技術（WDF，Width Depth Field）已經被應用於數碼攝像攝影中，其將數碼相機模組拍攝的物體的影像分解為不同的顏色，例如RGB三原色，對應於物距，不同的顏色具有不同的銳度曲線，全幅對焦技術選擇出影像中具有最佳銳度的顏色，並據此最佳銳度修正其他顏色的銳度，以提升整體影像的清晰度。使用全幅對焦技術不需要相機模組的物理對焦過程，從而可快速的獲得清晰的影像。

然而，當物距過小，例如小於40釐米（cm）時，此時所有顏色的銳度都是較差而不符合要求的，即使全幅對焦技術對影像進行了修正，獲得的影像也是模糊不清的。

有鑒於此，有必要提供一種立體攝像裝置，其在近距離時也可獲得清晰的影像。

所述立體攝像裝置，包括兩個相機模組和一個處理器。每個相機模組包括一液晶透鏡、一驅動電壓晶片、和一影像感測器，該驅動電壓晶片用於向該液晶透鏡施加電壓以改變該液晶透鏡的焦距，該影像感測器用於形成圖像，該圖像包括至少兩種顏色。該處理器包括一全幅對焦模組、一對焦驅動模組及影像合成模組，該全幅對焦模組用於根據該至少兩種顏色中的一種顏色的銳度判斷物距，並判斷該物距是否大於某一預定距離，當該物距大於該預定距離時，該全幅對焦模組對兩個影像感測器形成的兩個圖像做銳化處理以獲得兩個第一清晰圖像；當該物距不大於該預定距離時，該全幅對焦模組將該物距發送給該對焦驅動模組，該對焦驅動模組根據該物距，驅動該驅動電壓晶片改變該液晶透鏡的焦距以使該兩個影像感測器形成兩個第二清晰圖像，該影像合成模組用於接收該兩個第一清晰圖像或該兩個第二清晰圖像並利用該兩個第一清晰圖像合成第一立體圖像或利用該兩個第二清晰圖像合成第二立體圖像。

由於在物距小於預定距離時對焦驅動模組驅動液晶透鏡進行自動對焦，故此時也可以獲得清晰圖像。

下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。

請參閱圖1，其揭示了本發明一優選實施方式的立體攝像裝置10。在本實施方式中，該立體攝像裝置10為手機。該立體攝像裝置10包括兩個相機模組21、22、一處理器30、一顯示幕40、及一輸出埠50。

該兩個相機模組21、22分別包括液晶透鏡，用於拍攝同一物體的不同角度的影像，並送到處理器30中，由處理器30合成為立體影像。為保證立體拍攝的效果，該兩個相機模組21、22之間的中心距的範圍為25～40毫米（mm），優選為32.5毫米（mm）。由於立體攝像技術是為本領域技術人員所熟悉的，在此處及下文中，對立體攝像相關的內容不做詳細介紹。

該處理器30分別與該相機模組21、22、顯示幕40、輸出埠50連接。其中，處理器30與相機模組21、22的連接通過移動產業處理器介面（Mobile Industry Processor Interface，MIPI）。

該處理器30包括一全幅對焦模組31、一對焦驅動模組32、及一影像合成模組33。

全幅對焦模組31用於接收相機模組21、22傳送的圖像。由於一般數碼相機模組的感測器具備分辨不同顏色光的元件，因此，從相機模組21、22傳送的圖像具有不同的顏色，而某一顏色的光對應物距具有特定的銳度曲線，因此，分析圖像中某種顏色的銳度，可以得知物距d，即被攝物到相機模組21、22的距離。全幅對焦模組31首先根據上述原理判斷物距d，全幅對焦模組31可根據任一相機模組21、22傳送的圖像判斷物距，也可根據兩相機模組21、22傳送的圖像分別判斷物距並計算平均值，由於兩相機模組21、22拍攝的是同一物體的影像，根據上述不同的判斷方式所獲得的值之間的差異很小。全幅對焦模組31並判斷物距d是否大於某一預定距離D，如果物距d大於預定距離D，則全幅對焦模組31分別對相機模組21、22傳送的圖像做銳化處理以獲得兩個第一清晰圖像，並將該兩個第一清晰圖像傳送到影像合成模組33，由影像合成模組33將該兩個第一清晰圖像合成為第一立體圖像。在本實施方式中，所述預定距離D為40釐米（cm），判斷物距d時，全幅對焦模組31不分析整幅圖像，而是分析圖像中預定的區塊，例如位於圖像中央的具有預定大小的區塊，該預定區塊占整幅圖像的大小可以是三分之一。

在銳化處理時，全幅對焦模組31將圖像分成多個區塊，並對每一區塊分別做銳化處理，具體的處理方法可以參照2006年3月6日向中國大陸專利局提出，申請號為200680012390.8，名稱為《利用顏色數位圖像對動作如銳度修改進行控制的方法》的專利申請。

當物距d不大於預定距離D時，全幅對焦模組31向對焦驅動模組32發送包含物距d的驅動資訊，對焦驅動模組32根據該驅動資訊，驅動相機模組21、22進行物理對焦。

請參考圖2，其揭示了相機模組21、22的結構。在本實施方式中，其揭示了相機模組21的結構，相機模組22的結構與相機模組21的結構相同。

相機模組21包括一鏡筒210及設置於鏡筒210內的液晶透鏡211。該液晶透鏡211包括第一透明基板212、第二透明基板213、位於第一透明基板212上的第一電極層214、位於第二透明基板213上的第二電極層215以及設置於第一透明基板212與第二透明基板213之間的液晶層216。該第一相機模組21進一步包括一驅動電壓晶片217，分別與第一電極層214、第二電極層215電連接，用於使第一電極層214及第二電極層215之間形成電壓，從而改變液晶層216中液晶分子的偏轉角度，從而改變液晶透鏡211的焦距f。施加的電壓大小與液晶分子的偏轉角度，從而與液晶透鏡211的焦距f存在對應關係。此外，該相機模組21還包括鏡座218及影像感測器219，鏡筒210安裝於鏡座218上，影像感測器219正對液晶透鏡211安裝於鏡座218內。影像感測器219用於感測通過液晶透鏡211的光線以獲得圖像，該獲得的圖像中至少包括兩種顏色。

當對焦驅動模組32接到全幅對焦模組31發送的包含物距d的驅動資訊時，對焦驅動模組32根據物距d計算出相機模組21、22的焦距f，並根據該焦距f向驅動電壓晶片217發送對應的控制信號，驅動電壓晶片217將控制信號改變為對應的電壓並施加於第一電極層214、第二電極層215上，從而改變相機模組21、22的焦距f，以使得該兩個相機模組21、22的影像感測器形成兩個第二清晰圖像。

在本實施方式中，當物距d不大於預定距離D時，該兩個第二清晰圖像不經過全幅對焦模組31的銳化處理，而是直接由影像合成模組33合成為第二立體圖像；在其他實施方式中，當物距d不大於預定距離D時，該兩個第二清晰圖像也可經過全幅對焦模組31銳化處理後再由影像合成模組33合成為第二立體圖像。

影像合成模組33合成第一或第二立體圖像後，將第一或第二立體圖像送到顯示幕40進行顯示，並同時將第一或第二立體圖像送到輸出埠50，通過該輸出埠50，該第一或第二立體圖像可被送到立體電視或電腦上進行顯示。在本實施方式中，該輸出埠50為高清晰度多媒體埠（High Definition Multimedia Interface，HDMI）。

請參考圖3，其揭示了通過輸出埠50將第一或第二立體圖像傳輸到一立體電視60進行顯示。該立體電視60包括一主板61、一時序控制器63及一顯示幕65。該主板61包括一與輸出埠50連接的輸入埠62，在本實施方式中，該輸入埠62為HDMI埠，該時序控制器63包括一同步信號發射單元64。主板61接收從輸入埠62輸入的圖像信號，將圖像信號分解成左眼圖像信號和右眼圖像信號，並將左眼圖像信號和右眼圖像信號送到時序控制器63。時序控制器63將左眼圖像信號和右眼圖像信號分時送到顯示幕65顯示。時序控制器63同時通過同步信號發射單元64發射同步信號到用戶佩戴的液晶眼鏡（圖未示），以保證當左眼圖像信號在顯示幕65顯示時，液晶眼鏡的右眼鏡片關閉，用戶只能通過左眼觀看到顯示幕65上顯示的圖像，反之亦然，用戶通過在左眼和右眼看到不同的圖像，在腦中形成立體的圖像。

另外，本領域技術人員可在本發明精神內做其他變化，然，凡依據本發明精神實質所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。

10．．．立體攝像裝置

21、22．．．相機模組

210．．．鏡筒

211．．．液晶透鏡

212．．．第一透明基板

213．．．第二透明基板

214．．．第一電極層

215．．．第二電極層

216．．．液晶層

217．．．驅動電壓晶片

218．．．鏡座

219．．．影像感測器

30．．．處理器

31．．．全幅對焦模組

32．．．對焦驅動模組

33．．．影像合成模組

40．．．顯示幕

50．．．輸出埠

60．．．立體電視

61．．．主板

62．．．輸入埠

63．．．時序控制器

64．．．同步信號發射單元

65．．．顯示幕

圖1是本發明一優選實施方式的立體攝像裝置的結構框圖。

圖2是圖1中立體攝像裝置的相機模組的剖視示意圖。

圖3是圖1中立體攝像裝置與一立體電視連接的結構框圖。

10．．．立體攝像裝置

21、22．．．相機模組

30．．．處理器

31．．．全幅對焦模組

32．．．對焦驅動模組

33．．．影像合成模組

40．．．顯示幕

50．．．輸出埠

Claims (10)

1. 一種立體攝像裝置，包括：
   兩個相機模組，每個相機模組包括一液晶透鏡、一驅動電壓晶片、和一影像感測器，該驅動電壓晶片用於向該液晶透鏡施加電壓以改變該液晶透鏡的焦距，該影像感測器用於形成圖像，該圖像包括至少兩種顏色；及
   一處理器，該處理器包括一全幅對焦模組、一對焦驅動模組及影像合成模組，該全幅對焦模組用於根據該至少兩種顏色中的一種顏色的銳度判斷物距，並判斷該物距是否大於某一預定距離，當該物距大於該預定距離時，該全幅對焦模組對兩個影像感測器形成的兩個圖像做銳化處理以獲得兩個第一清晰圖像；當該物距不大於該預定距離時，該全幅對焦模組將該物距發送給該對焦驅動模組，該對焦驅動模組根據該物距，驅動該驅動電壓晶片改變該液晶透鏡的焦距以使該兩個影像感測器形成兩個第二清晰圖像，該影像合成模組用於接收該兩個第一清晰圖像或該兩個第二清晰圖像並利用該兩個第一清晰圖像合成第一立體圖像或利用該兩個第二清晰圖像合成第二立體圖像。
2. 如申請專利範圍第1項所述的立體攝像裝置，其中，所述液晶透鏡包括第一透明基板、第二透明基板、位於該第一透明基板上的第一電極層、位於該第二透明基板上的第二電極層以及設置於該第一透明基板與該第二透明基板之間的液晶層；該驅動電壓晶片分別與該第一電極層、該第二電極層電連接並施加電壓於該第一電極層及該第二電極層之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述的立體攝像裝置，其中，該預定距離為40釐米。
4. 如申請專利範圍第1項所述的立體攝像裝置，其中，該立體攝像裝置還包括一輸出埠，該第一立體圖像或該第二立體圖像發送給該輸出埠。
5. 如申請專利範圍第4項所述的立體攝像裝置，其中，該輸出埠為HDMI埠。
6. 如申請專利範圍第5項所述的立體攝像裝置，其中，該HDMI埠用於與一立體電視連接。
7. 如申請專利範圍第1項所述的立體攝像裝置，其中，該處理器與該兩個相機模組通過MIPI介面連接。
8. 如申請專利範圍第1項所述的立體攝像裝置，其中，該兩個相機模組之間的中心距離範圍為25～40毫米。
9. 如申請專利範圍第8項所述的立體攝像裝置，其中，該兩個相機模組之間的中心距離為32.5毫米。
10. 如申請專利範圍第1項所述的立體攝像裝置，其中，該每個相機模組還包括鏡筒和鏡座，該鏡筒安裝於該鏡座上，該液晶透鏡安裝於該鏡筒內，該影像感測器正對該液晶透鏡且安裝於該鏡座內。