TWI551113B - 3d成像模組及3d成像方法 - Google Patents

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TWI551113B TW100148766A TW100148766A TWI551113B TW I551113 B TWI551113 B TW I551113B TW 100148766 A TW100148766 A TW 100148766A TW 100148766 A TW100148766 A TW 100148766A TW I551113 B TWI551113 B TW I551113B
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Description

3D成像模組及3D成像方法
本發明涉及一種成像模組，尤其涉及一種具有自動對焦功能之3D成像模組及3D成像方法。
隨著科技之進步，3D(three-dimensional)成像模組已經越來越多的應用於許多領域，而為達成較好之成像效果，3D成像模組還要求能夠具備自動對焦功能。
成像模組之自動對焦技術分為機械式自動對焦技術以及數字式自動對焦技術。機械式自動對焦技術採用機械結構移動鏡頭內鏡片進行對焦。由於機械式對焦技術要採用複雜的機械結構，導致自動對焦鏡頭成本上升且體積較大。
數位式自動對焦技術藉由軟體模擬、計算將影像感測器所感應到之圖像進行處理，使得因影像感測器畫素點上因失焦而模糊的圖像變的清晰。例如，擴展景深(Extend Depth of Field：EDoF)技術，其利用光的三原色(紅色、綠色、藍色)在不同距離時各自有最佳之MTF曲線，物體在不同距離時，可以當下距離之最佳原色利用演算法數位模擬出其他兩原色，以達到全幅之清晰影像數。然，數位式對焦對焦的缺陷在於對於近距成像能力不足，一般來說，如果物距在40cm以內，則數位自動對焦技術的對焦效果往往不能令人滿意。另外，如果拍攝過程中存在抖動，則會導 致所述EDoF技術無法完全發揮作用，造成該成像模組之成像效果下降。
有鑒於此，有必要提供一種避免上述問題之3D成像模組及3D成像方法。
一種3D成像模組，其包括一個第一成像單元以及一個第二成像單元、一個與所述第一成像單元以及所述第二成像單元相連接之存儲器、一個與所述存儲器相連接之色彩分離單元、一個與所述色彩分離單元相連接之處理器、一個與所述處理器相連接之圖像處理單元、一個對焦驅動單元、兩個分別對應於所述第一成像單元以及所述第二成像單元之光學圖像穩定單元以及一個圖像合成單元。所述第一成像單元以及所述第二成像單元用於同時以不同角度捕捉同一場景之圖像。所述存儲器用於存儲所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉之圖像。所述色彩分離單元用於將所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉到之圖像分別用紅、綠、藍三原色表示。所述處理器用於對分別對所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉到之圖像進行MTF運算，根據運算結果確定當前拍攝模式，並根據所確定之當前拍攝模式選擇控制所述圖像處理單元或者所述對焦驅動單元。所述圖像處理單元用於通過圖像處理方式對所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉到之圖像進行失焦模糊修正。所述對焦驅動單元用於對所述第一成像單元以及所述第二成像單元進行對焦。所述光學圖像穩定單元用於檢測拍攝前所述第一成像單元以及所述第二成像單元之抖動，並依據所檢測到之抖動，對所述第一成像單元以 及所述第二成像單元進行抖動補償。所述圖像合成單元用於將所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉之經所述圖像處理或者對焦後之圖像進行合成，得到3D圖像。
一種3D成像方法，其包括如下步驟：以兩個成像單元同時分別以不同角度對同一場景進行拍攝；對所述兩個成像單元進行拍攝前之抖動偵測，確定是否存在抖動；如果存在抖動，則確定抖動量，依據所述抖動量進行抖動補償；將所述兩個成像單元之影像感測器所感測到之圖像分別進行色彩分離；對所述兩個成像單元之影像感測器每一畫素單元所感測到之圖像區域進行MTF運算，得到每一畫素單元所感測到之圖像區域對應之MTF值；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之MTF值確定所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距，確定當前拍攝模式；如果當前拍攝模式為近焦模式，則進行下列步驟：依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距，分別確定所述兩個成像模組之取像鏡頭最佳對焦位置；依據所述最佳對焦位置分別確定所述兩個成像模組之取像鏡頭之 對焦驅動量；依據所述對焦驅動量分別驅動所述兩個成像模組之取像鏡頭至最佳對焦位置；對所述兩個成像單元所捕捉之經對焦後之圖像進行合成，得到3D圖像；如果當前拍攝模式為遠焦模式，則進行下列步驟：依據所述每一畫素單元所感測到之圖像區域對應之MTF值，確定對應畫素單元所感測到之圖像之模糊量；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之模糊量，確定對應畫素單元所感測到之圖像之模糊修正量；依據所述模糊修正量，對每一畫素單元所感測到之圖像進行模糊修正；對所述兩個成像單元所捕捉之經模糊修正後之圖像進行合成，得到3D圖像。
相較先前技術，所述3D成像模組以及以及3D成像方法利用軟體計算模擬之方式確定被攝物體之物距，並根據物距之情形確定當前拍攝模式，依據拍攝模式選擇軟體計算方式或者驅動取像鏡頭之方式進行對焦，可以達成無論近焦還是遠焦拍攝模式下，都能夠得到對焦清晰之圖像，將兩個成像單元同時拍攝之關於同一場景之圖像進行合成，因此可以得到更為清晰之3D圖像。另外，藉由OIS單元在拍攝前進行抖動檢測以及抖動補償，可以防止在對焦過程中因抖動造成的圖像模糊影響模糊修正量之計算精度，因此 可以改善成像之效果。
100‧‧‧3D成像模組
A‧‧‧第一成像單元
B‧‧‧第二成像單元
A1‧‧‧第一取像鏡頭
A2‧‧‧第一影像感測器
B1‧‧‧第二取像鏡頭
B2‧‧‧第二影像感測器
101、102‧‧‧鏡片
11‧‧‧底座
111‧‧‧通光孔
112‧‧‧容置空間
113‧‧‧突起
114‧‧‧固定孔
12‧‧‧固定架
120‧‧‧第一收容空間
121‧‧‧第一收容孔
122‧‧‧第二收容孔
123‧‧‧凸緣
124‧‧‧卡合孔
13‧‧‧可動架
131‧‧‧第二收容空間
132‧‧‧通孔
133‧‧‧缺口
134‧‧‧內螺紋
14‧‧‧從動桿
15‧‧‧第一導桿
16‧‧‧第二導桿
20‧‧‧存儲器
30‧‧‧色彩分離單元
40‧‧‧處理器
41‧‧‧MTF運算模塊
42‧‧‧物距運算模塊
43‧‧‧物距判斷模塊
44‧‧‧模糊量運算模塊
45‧‧‧模糊修正量運算模塊
46‧‧‧對焦位置運算模塊
47‧‧‧驅動量運算模塊
50‧‧‧圖像處理單元
60‧‧‧對焦驅動單元
61‧‧‧第一對焦驅動器
611‧‧‧電路板
612‧‧‧壓電馬達
613‧‧‧驅動晶片
62‧‧‧第二對焦驅動器
70‧‧‧OIS單元
71‧‧‧可動支撐部
711‧‧‧第一方向支撐件
7111‧‧‧第一方向導桿
7112‧‧‧第一半長導桿
7113‧‧‧第一方向滑塊
7113a‧‧‧第一軸套部
7113b‧‧‧第一半長軸套部
7113c‧‧‧第一安裝槽
712‧‧‧第二方向支撐件
7121‧‧‧第二方向導桿
7123‧‧‧第二方向滑塊
7123a‧‧‧第二軸套部
7123b‧‧‧第二安裝槽
H‧‧‧鏡片固定孔
72‧‧‧抖動檢測部
721‧‧‧第一霍爾元件
722‧‧‧第二霍爾元件
73‧‧‧抖動補償計算部
74‧‧‧抖動補償驅動部
741‧‧‧第一方向驅動單元
7411‧‧‧第一磁鐵
7412‧‧‧第一線圈
742‧‧‧第二方向驅動單元
7421‧‧‧第二磁鐵
7422‧‧‧第二線圈
75‧‧‧固定筒
751‧‧‧外螺紋
80‧‧‧圖像合成單元
圖1係本發明實施方式之3D成像模組之示意圖。
圖2係本發明實施方式之3D成像模組之第一成像模組之結構分解圖。
圖3係圖2之第一成像模組之OIS單元之結構分解圖。
圖4係圖3之OIS單元之另一角度視圖。
圖5A及圖5B係本發明實施方式之3D成像方法之流程圖。
下面將結合附圖對本發明作一具體介紹。
請參閱圖1，所示為本發明實施方式之3D成像模組100之示意圖，所述3D成像模組100包括一個第一成像單元A以及一個與所述第一成像單元A並排設置之第二成像單元B。所述第一成像單元A以及所述第二成像單元B同時以稍微不同之角度拍攝同一場景。
所述第一成像單元A包括一個第一取像鏡頭A1以及一個與所述第一取像鏡頭A1之光軸對準之第一影像感測器A2。所述第二成像單元B包括一個第二取像鏡頭B1以及一個與所述第二取像鏡頭B1之光軸對準之第二影像感測器B2。
所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1用於捕捉物體的影像，並分別將捕捉到之影像聚焦投射至所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2之感測區域。所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1分別包括至少一個具有正光焦度之鏡片101 、102，所述鏡片101、102為非球面鏡片。
所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2分別用於感測所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1所捕捉到之影像。所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2中之每一個均包括複數畫素單元(圖未示)，所述複數畫素單元呈振列狀分佈於所述對應之影像感測器之有效感測區域。其中，每一個畫素單元均包括三原色(紅、綠、藍)畫素。較佳地，所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2均至少包括2048×1536個畫素單元。本實施方式中，所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2可以為Charged-coupled Device(CCD)感測器或者Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)感測器。
所述3D成像模組100還包括一個存儲器20、一個色彩分離單元30、一個處理器40、一個圖像處理單元50、一個對焦驅動單元60以及兩個分別對應於所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1之光學圖像穩定(Optical Image Stabilizing：OIS)單元70。所述存儲器20與所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2相連，所述色彩分離單元30與存儲器相連，所述處理器40與所述色彩分離單元30相連，所述圖像處理單元50、所述對焦驅動單元60與所述處理器40相連。
所述存儲器20用於存儲所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2所感測到之圖像。
所述色彩分離單元30用於將所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2所感測到之影像分離為分別用三原色表示之圖像。
所述處理器40包括一個調變傳遞函數(Modulation Transfer Function：MTF)運算模塊41、一個物距運算模塊42、一個物距判斷模塊43、一個模糊量運算模塊44、一個模糊修正量運算模塊45、一個對焦位置運算模塊46、一個驅動量運算模塊47。所述MTF運算模塊41與所述色彩分離單元30相連，所述物距運算模塊42與所述MTF運算模塊41相連，所述物距判斷模塊43與所述物距運算模塊42相連，所述對焦位置運算模塊46以及所述模糊量運算模塊44分別與所述物距判斷模塊43相連，所述驅動量運算模塊47分別與所述對焦位置運算模塊46、所述第一對焦驅動器61以及所述第二對焦驅動器62相連；所述模糊修正量運算模塊45分別與所述模糊修正量運算模塊45以及所述圖像處理單元50相連。
所述MTF運算模塊41用於對所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2上每一畫素單元所感測到之圖像區域進行MTF運算，得到對應區域的MTF值。本實施方式中，所述MTF運算模塊41對每一畫素單元對應之三原色圖像分別進行MTF值運算。
所述物距運算模塊42用於依據所述MTF運算模塊之運算結果，確定每一畫素單元所感測到之圖像之物距。
所述物距判斷模塊43用於依據所述物距運算模塊42之運算結果，確定當前的拍攝模式。具體地，所述物距判斷模塊43將所述物距運算模塊之運算結果作綜合運算，並將該綜合運算之結果與一預設之標準值進行比較，根據比較結果確定當前拍攝模式。本實施方式中，所述綜合運算為對所述物距運算模塊42所得到之每一畫素單元所感測到圖像之物距進行採樣，並根據採樣之數據運算得到用於表徵當前拍攝主要目標物之距離之物距表徵量。所述預設 之標準值用於區分當前拍攝模式為近焦模式或者遠焦模式，本實施方式中，所述標準值為40cm，如果所述物距表徵量大於40cm，則當前拍攝模式為遠焦模式，如果所述物距表徵量小於(等於)40cm，則當前拍攝模式為近焦模式。
所述模糊量運算模塊44用於依據所述MTF運算模塊41之運算結果，確定該每一畫素單元運算所得到之MTF值與對應物距內標準MTF值之差異，並根據該差異確定每一畫素單元所感測到之圖像之模糊量。所述標準MTF值為每一畫素單元在對應物距內所感測到之最清晰圖像區域之MTF值，因此，所述MTF運算模塊41運算得到之每一個畫素單元之MTF值與對應之標準MTF值之間之差異可以表徵每一畫素單元所感測到之圖像之模糊量。本實施方式中，所述模糊量運算模塊44對每一畫素單元之三原色圖像分別進行模糊量運算。所述模糊量運算模塊44依據所述物距判斷模塊43所確定之拍攝模式而確定是否其功能是否開啟。本實施方式中，當所述物距判斷模塊43判斷當前拍攝模式為遠焦模式時，所述模糊量運算模塊44功能開啟，當所述物距判斷模塊43判斷當前拍攝模式為近焦模式時，所述模糊量運算模塊44功能關閉。
所述模糊修正量運算模塊45用於根據所述模糊量運算模塊44所得到之模糊量，確定對每一畫素單元所感應到之圖像進行模糊修正之修正量。本實施方式中，所述模糊修正量運算模塊45對每一畫素單元之圖像分別進行三原色之模糊修正量運算。
所述對焦位置運算模塊46用於根據所述物距運算模塊42之運算結果，確定所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1之最佳對焦位置。所述對焦位置運算模塊46依據所述物距判斷模塊43所確 定之拍攝模式而確定是否其功能是否開啟。本實施方式中，當所述物距判斷模塊43判斷當前拍攝模式為近焦模式時，所述對焦位置運算模塊46功能開啟，當所述物距判斷模塊43判斷當前拍攝模式為遠焦模式時，所述對焦位置運算模塊46功能關閉。
所述驅動量運算模塊47用於根據所述物距運算模塊42所得到之取像鏡頭10之最佳對焦位置，確定所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1之對焦驅動量。
所述圖像處理單元50用於根據所述模糊修正量運算模塊45所得到之修正量，對每一畫素單元所感應到之圖像進行模糊修正，以得到清晰圖像。本實施方式中，所述圖像處理單元50對每一畫素單元之圖像進行三原色之修正。所述第一影像感測器A2以及所述第二影像感測器B2所感測到且經模糊修正後之圖像存儲於所述存儲器20內。
所述對焦驅動單元60包括一個對應於所述第一取像鏡頭A1之第一對焦驅動器61以及一個對應於所述第二取像鏡頭B1之第二對焦驅動器62。所述第一對焦驅動器61以及所述第二對焦驅動器62分別用於根據所述驅動量運算模塊47所得到之第一取像鏡頭A1一及第二取像鏡頭B1之對焦驅動量驅動所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1至最佳對焦位置。本實施方式中，所述第一對焦驅動器61以及所述第二對焦驅動器62為壓電式馬達，當然，所述第一對焦驅動器61以及所述第二對焦驅動器62也可以為音圈馬達等其他類型之驅動元件。所述第一取像鏡頭A1以及所述第二取像鏡頭B1被所述第一對焦驅動器61以及所述第二對焦驅動器62驅動至最佳對焦位置後，所捕捉到之圖像存儲於所述存儲器20內。
所述每一個OIS單元70包括一個可動支撐部71，一個抖動檢測部72，一個抖動補償計算部73以及一個抖動補償驅動部74。所述可動支撐部71用於支撐所述鏡片101(102)，且相對於所述取像鏡頭10光軸可動，使得所述鏡片101(102)可隨所述可動支撐部71運動而運動。所述抖動檢測部72用於檢測所述鏡片101(102)因抖動而產生之偏移，並將檢測結果傳送至所述抖動補償計算部73。所述抖動補償計算部73用於依據所述抖動檢測部72之檢測結果計算所述鏡片101(102)之抖動量以及所述抖動補償驅動部74之抖動補償量。所述抖動補償驅動部74用於根據所述抖動補償計算部73所計算出之抖動補償量驅動所述鏡片101(102)進行抖動補償。
在拍攝過程中，所述OIS單元70以及所述對焦驅動單元60共同作用於所述鏡片101(102)，因此可以防止拍攝過程中抖動對對焦產生影響。
請參閱圖2至圖4，所述第一取像鏡頭A1、所述第一對焦驅動器61以及所述OIS單元70包括如下可以相互整合的結構：所述第一取像鏡頭A1包括一個底座11、一個固定架12、一個可動架13、一個從動桿14、一個第一導桿15以及一個第二導桿16。
所述底座11大致呈矩形且開設有圓形通光孔111及弧形容置空間112。所述容置空間112與所述通光孔111連通。所述底座11表面的四個角落處分別形成一個向所述固定架12延伸之突起113。所述底座11表面相鄰的兩個角落處分別開設有一個固定孔114。所述兩個固定孔114分別位於所述通光孔111以及所述底座11對應角落處之突起113之間。
所述固定架12大致呈矩形框結構且內部形成有方形的第一收容空間120以收容所述可動架13。所述固定架12的一側側壁上開設有一個第一收容孔121以及一個第二收容孔122，所述第一收容孔121與所述第二收容孔122間隔設置。所述固定架12上表面的兩個角落處向所述第一收容空間120內部分別延伸有一凸緣123，各凸緣123上均開設有一個卡合孔124，所述兩個卡合孔124分別與所述底座11的兩個固定孔114對應。
所述可動架13大致呈矩形框且開設有圓形的第二收容空間131。所述可動架13內側壁上形成內螺紋134。所述可動架13的一個角落處開設有一個貫穿的通孔132，另一個相鄰的角落處開設有一個貫穿的缺口133。所述通孔132與其中一個卡合孔124及其中一個固定孔114對應，所述缺口133與另一個卡合孔124及另一個固定孔114對應。
組裝時，所述可動架13收容於所述固定架12的第一收容空間120內。所述第一導桿15穿設於所述通孔132內且所述第一導桿15的一端固設於所述固定架12的一個卡合孔124內，所述第二導桿16穿設於所述缺口133內且所述第二導桿16的一端固設於另一個卡合孔124內。所述從動桿14靠近所述第二導桿16固設於所述可動架13的角落處。所述底座11與所述固定架12下表面相連接，所述四個突起113分別嵌入所述固定架12之下表面。所述第一導桿15之另一端固定於所述底座11的一個固定孔114內。所述第二導桿16之一端固定於所述底座11的另一個固定孔114內。所述從動桿14朝向所述底座11的一端收容於所述容置空間112內。
所述第一對焦驅動器61固定設置在所述固定架12的一側側壁上， 本實施方式中，所述第一對焦驅動器61包括一個電路板611，一個壓電馬達612，以及一個驅動晶片613。所述壓電馬達612以及所述驅動晶片613分別與所述電路板611電性連接地固定在所述電路板611表面，且所述驅動晶片613與所述壓電馬達612藉由所述電路板611相互電性連接。其中，所述電路板611固定貼設於所述固定架12的側壁上，所述壓電馬達612穿過所述第一收容孔121且與所述從動桿14相接觸，所述驅動晶片613收容於所述第二收容孔122內。
對應所述第一取像鏡頭A1之所述OIS單元70設置於所述可動架13的第二收容空間131內。本實施方式中，所述OIS單元70包括一個具有中心開口之圓形固定筒75。所述固定筒75外側壁上形成有與所述可動架13內螺紋134相適配之外螺紋751。
所述可動支撐部71包括一個第一方向支撐件711以及一個第二方向支撐件712。
所述第一方向支撐件711包括一個第一方向導桿7111、一個第一半長導桿7112以及一個第一方向滑塊7113。所述第一半長導桿7112與所述第一方向導桿7111相互平行。所述第一方向滑塊7113大致呈方框形，所述第一方向滑塊7113一側側壁外表面形成有一個第一軸套部7113a，相對的另一側側壁外表面形成有一個第一半長軸套部7113b。所述第一方向滑塊7113的一側側壁還形成有一個第一安裝槽7113c。
所述第二方向支撐件712包括一個第二方向導桿7121以及一個第二方向滑塊7123。所述第二方向滑塊7123大致呈方框形，所述第二方向滑塊7123一側側壁外表面形成有一個第二軸套部7123a。 所述第二方向滑塊7123的一側側壁還形成有一個第二安裝槽7123b。所述第二方向滑塊7123內部形成有一個鏡片固定孔H，所述鏡片101固定於所述鏡片固定孔H內。
所述抖動檢測部72包括一個第一霍爾元件721以及一個第二霍爾元件722。所述第一霍爾元件721固定設置於所述固定筒75上，用於檢測所述第一方向滑塊7113因抖動而產生的偏移。所述第二霍爾元件722固定設置於所述第一方向滑塊7113上，用於檢測所述第二方向滑塊7123引抖動而產生的偏移。
所述抖動補償驅動部74包括一個第一方向驅動單元741以及一個第二方向驅動單元742。所述第一方向驅動單元741包括一個第一磁鐵7411以及一個第一線圈7412，所述第一線圈7412靠近所述第一霍爾元件721固定設置於所述固定筒75上。所述第二方向驅動單元742包括一個第二磁鐵7421以及一個第二線圈7422，所述第二線圈7422靠近所述第二霍爾元件722固定設置於所述第一方向滑塊7113上。
組裝時，所述第一磁鐵7411固定設置在所述第一安裝槽7113c內，所述第一方向滑塊7113之第一軸套部7113a可滑動地套設於所述第一方向導桿7111上，所述第一半長軸套部7113b可滑動地套設於所述第一半長導桿7112上，所述第一方向導桿7111以及所述第一半長導桿7112分別固定在所述固定筒75上，所述第一磁鐵7411之位置對應所述第一霍爾元件721以及所述第一線圈7412；所述第二磁鐵7421固定設置在所述第二安裝槽7123b內，所述第二方向滑塊7123之第二軸套部7123a可滑動地套設於所述第二方向導桿7121上。所述第二方向導桿7121固定設置於所述第一方向 滑塊7113上。所述第二磁鐵7421之位置對應所述第二霍爾元件722以及所述第二線圈7422，所述鏡片101組之光軸與所述固定筒75之中心開口之中心對齊。
組裝完成後的OIS單元70收容於所述可動架13之第一收容空間120內，所述固定筒75與所述可動架13藉由之所述外螺紋751及內螺紋134相互螺紋連接。
拍攝過程中，如果所述鏡片101因抖動而產生偏移，所述第一霍爾元件721能夠感測到所述鏡片101在第一方向上之偏移，所述第二霍爾元件722能夠感測到所述鏡片101在第二方向上之偏移。根據霍爾效應，當電流垂直於外磁場通過導體時，在導體之垂直於磁場和電流方向之兩個端面之間會出現電勢差。本實施方式中，所述第一磁鐵7411在所述第一霍爾元件721周圍形成一個磁場，所述第二磁鐵7421在所述第二霍爾722元件周圍形成一個磁場，當所述第一方向滑塊7113因抖動而產生偏移時，所述第一霍爾721元件位置處之磁場強度會因此而變化，因此所述第一霍爾元件721感應到之電勢差因此變化。根據所述電勢差之變化，可以計算出所述第一方向滑塊7113之偏移量。同樣道理，可以依據所述第二霍爾元件722所感應到之電勢差之變化，可以計算出所述第二方向滑塊7123之偏移量。根據所述第一方向滑塊7113以及所述第二方向滑塊7123之偏移量，能夠得到所需要之抖動補償量。根據所需之抖動補償量，可以在所述第一線圈7412及/或所述第二線圈7422通入相應之電流，以驅動所述第一方向滑塊721及/或所述第二方向滑塊722移動，達到光學圖像穩定之目的。
另外，依據所述驅動量運算模塊47所得到之對焦驅動量，所述驅 動晶片613可以控制所述壓電馬達612移動所述可動架13，以將所述鏡片101驅動至最佳對焦位置，達到準確對焦之目的。
所述第二取像鏡頭B1具有與所述第一取像鏡頭類似之結構，所述第二對焦驅動器具有與所述第一對焦驅動器類似之結構，對應於所述第二取像鏡頭B1之OIS單元70具有與上述對應於所述第一取像鏡頭A1相似之結構。
所述3D成像模組100包括一個圖像合成單元80，所述圖像合成單元80用於讀取所述存儲器20內經所述第一對焦驅動器61以及所述第二對焦驅動器62對焦後之圖像或者經所述圖像處理單元50進行模糊修正後之圖像，並對所述圖像進行合成，得到3D圖像。具體地，所述圖像合成單元80每次讀取經過對焦或者模糊修正後之所述第一成像單元A以及所述第二成像單元B在同時對同一場景以不同角度所捕捉之圖像，並依據所述第一成像單元A以及所述第二成像單元B對同一場景之不同拍攝角度還原所述場景內物體之深度及遠近訊息，得到具有視覺深度及遠近之圖像。
請參閱圖5A及圖5B，本發明實施方式之3D成像方法應用上述實施方式所述之3D成像模組，該3D包括如下步驟：以兩個成像單元同時分別以不同角度對同一場景進行拍攝；對所述兩個成像單元進行拍攝前之抖動偵測，確定是否存在抖動；如果存在抖動，則確定抖動量，依據所述抖動量進行抖動補償；將所述兩個成像單元之影像感測器所感測到之圖像分別進行色彩分離，所述圖像分別表示為紅、綠、藍三原色圖像； 對所述兩個成像單元之影像感測器每一畫素單元所感測到之圖像區域進行MTF運算，得到每一畫素單元所感測到之圖像區域對應之MTF值；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之MTF值確定所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距，確定當前拍攝模式；如果當前拍攝模式為近焦模式，則進行下列步驟：依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距，分別確定所述兩個成像模組之取像鏡頭最佳對焦位置；依據所述最佳對焦位置分別確定所述兩個成像模組之取像鏡頭之對焦驅動量；依據所述對焦驅動量分別驅動所述兩個成像模組至取像鏡頭之最佳對焦位置；對所述兩個成像單元所捕捉之經對焦後之圖像進行合成，得到3D圖像；如果當前拍攝模式為遠焦模式，則進行下列步驟：依據所述每一畫素單元所感測到之圖像區域對應之MTF值，確定對應畫素單元所感測到之圖像之模糊量；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之模糊量，確定對應畫素單元所感測到之圖像之模糊修正量； 依據所述模糊修正量，對每一畫素單元所感測到之圖像進行模糊修正；對所述兩個成像單元所捕捉之經模糊修正後之圖像進行合成，得到3D圖像。
所述3D成像模組以及以及3D成像方法利用軟體計算模擬之方式確定被攝物體之物距，並根據物距之情形確定當前拍攝模式，依據拍攝模式選擇軟體計算方式或者驅動取像鏡頭之方式進行對焦，可以達成無論近焦還是遠焦拍攝模式下，都能夠得到對焦清晰之圖像，將兩個成像單元同時拍攝之關於同一場景之圖像進行合成，因此可以得到更為清晰之3D圖像。另外，藉由OIS單元在拍攝前進行抖動檢測以及抖動補償，可以防止在對焦過程中因抖動造成的圖像模糊影響模糊修正量之計算精度，因此可以改善成像之效果。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧3D成像模組
A‧‧‧第一成像單元
B‧‧‧第二成像單元
A1‧‧‧第一取像鏡頭
A2‧‧‧第一影像感測器
B1‧‧‧第二取像鏡頭
B2‧‧‧第二影像感測器
101、102‧‧‧鏡片
20‧‧‧存儲器
30‧‧‧色彩分離單元
40‧‧‧處理器
41‧‧‧MTF運算模塊
42‧‧‧物距運算模塊
43‧‧‧物距判斷模塊
44‧‧‧模糊量運算模塊
45‧‧‧模糊修正量運算模塊
46‧‧‧對焦位置運算模塊
47‧‧‧驅動量運算模塊
50‧‧‧圖像處理單元
60‧‧‧對焦驅動單元
70‧‧‧OIS單元
71‧‧‧可動支撐部
72‧‧‧抖動檢測部
73‧‧‧抖動補償計算部
74‧‧‧抖動補償驅動部
80‧‧‧圖像合成單元

Claims (10)

  1. 一種3D成像模組，其包括一個第一成像單元以及一個第二成像單元、一個與所述第一成像單元以及所述第二成像單元相連接之存儲器、一個與所述存儲器相連接之色彩分離單元、一個與所述色彩分離單元相連接之處理器、一個與所述處理器相連接之圖像處理單元、一個對焦驅動單元、兩個分別對應於所述第一成像單元以及所述第二成像單元之光學圖像穩定單元以及一個圖像合成單元；所述第一成像單元以及所述第二成像單元用於同時以不同角度捕捉同一場景之圖像；所述存儲器用於存儲所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉之圖像；所述色彩分離單元用於將所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉到之圖像分別用紅、綠、藍三原色表示；所述處理器用於對分別對所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉到之圖像進行MTF運算，根據運算結果確定當前拍攝模式，並根據所確定之當前拍攝模式選擇控制所述圖像處理單元或者所述對焦驅動單元；所述圖像處理單元用於通過圖像處理方式對所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉到之圖像進行失焦模糊修正；所述對焦驅動單元用於對所述第一成像單元以及所述第二成像單元進行對焦；所述光學圖像穩定單元用於檢測拍攝前所述第一成像單元以及所述第二成像單元之抖動，並依據所檢測到之抖動，對所述第一成像單元以及所述第二成像單元進行抖動補償；所述圖像合成單元用於將所述第一成像單元以及所述第二成像單元所捕捉之經所述圖像處理或者對焦後之圖像進行合成，得到3D圖像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之3D成像模組，其中，所述第一成像單元包括一個第一取像鏡頭以及一個與所述第一取像鏡頭之光軸對準之第一影像 感測器，所述第二成像單元包括一個第二取像鏡頭以及一個與所述第二取像鏡頭之光軸對準之第二影像感測器，所述第一取像鏡頭以及所述第二取像鏡頭中的每一個均包括至少一具有正光角度之非球面鏡片。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之3D成像模組，其中，所述每一個光學圖像穩定單元包括一個可動支撐部，一個抖動檢測部，一個抖動補償計算部以及一個抖動補償驅動部，所述可動支撐部可移動地支撐所述鏡片，所述抖動檢測部用於檢測所述鏡片因抖動而產生之偏移，所述抖動補償計算部用於依據所述抖動檢測部之檢測結果計算所述鏡片之抖動量以及抖動補償量，所述抖動補償驅動部用於根據所述抖動補償量驅動所述鏡片進行抖動補償。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之3D成像模組，其中，所述處理器包括一個MTF運算模塊、一個物距運算模塊、一個物距判斷模塊、一個模糊量運算模塊、一個模糊修正量運算模塊、一個對焦位置運算模塊以及一個驅動量運算模塊；所述MTF運算模塊用於對所述第一影像感測器以及所述第二影像感測器上每一畫素單元所感測到之圖像區域進行MTF運算，得到對應區域之MTF值；所述物距運算模塊用於依據所述MTF運算模塊之運算結果，確定每一畫素單元所感測到之圖像之物距；所述物距判斷模塊用於依據所述物距運算模塊之運算結果，確定當前的拍攝模式；所述模糊量運算模塊用於依據所述MTF運算模塊之運算結果，確定該每一畫素單元運算所得到之MTF值與對應物距內標準MTF值之差異，並根據該差異確定每一畫素單元所感測到之圖像之模糊量；所述模糊修正量運算模塊用於根據所述模糊量運算模塊所得到之模糊量，確定對每一畫素單元所感應到之圖像進行模糊修正之修正量；所述對焦位置運算模塊用於根據所述物距運算模塊之運算結果，分別確定所述第一取像鏡頭以及所述第二取像鏡頭之最佳對焦位置；所述驅動量運算模塊用於根據所述物距運算模塊所 得到之所述第一取像鏡頭以及所述第二取像鏡頭之最佳對焦位置，確定所述第一取像鏡頭以及所述第二取像鏡頭之對焦驅動量。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之3D成像模組，其中，所述MTF運算模塊對每一畫素單元對應之三原色圖像分別進行MTF值運算。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之3D成像模組，其中，所述物距判斷模塊將所述物距運算模塊之運算結果作綜合運算，並將該綜合運算之結果與一預設之標準值進行比較，根據比較結果確定當前拍攝模式。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之3D成像模組，其中，所述綜合運算為對所述物距運算模塊所得到之每一畫素單元所感測到圖像之物距進行採樣，並根據採樣之數據運算得到用於表徵當前拍攝主要目標物之距離之物距表徵量。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之3D成像模組，其中，所述預設之標準值為40cm，如果所述物距表徵量大於40cm，則所述物距判斷模塊判斷當前拍攝模式為遠焦模式，如果所述物距表徵量小於或者等於40cm，則所述物距判斷模塊判斷當前拍攝模式為近焦模式。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之3D成像模組，其中，當前拍攝模式為遠焦模式時，所述模糊量運算模塊功能開啟，當前拍攝模式為近焦模式時，所述對焦位置運算模塊功能開啟。
  10. 一種3D成像方法，其包括如下步驟：以兩個成像單元同時分別以不同角度對同一場景進行拍攝；對所述兩個成像單元進行拍攝前之抖動偵測，確定是否存在抖動；如果存在抖動，則確定抖動量，依據所述抖動量進行抖動補償；將所述兩個成像單元之影像感測器所感測到之圖像分別進行色彩分離；對所述兩個成像單元之影像感測器每一畫素單元所感測到之圖像區域進行MTF運算，得到每一畫素單元所感測到之圖像區域對應之MTF值； 依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之MTF值確定所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距，確定當前拍攝模式；如果當前拍攝模式為近焦模式，則進行下列步驟：依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之物距，分別確定所述兩個成像模組之取像鏡頭最佳對焦位置；依據所述最佳對焦位置分別確定所述兩個成像模組之取像鏡頭之對焦驅動量；依據所述對焦驅動量分別驅動所述兩個成像模組之取像鏡頭至最佳對焦位置；對所述兩個成像單元所捕捉之經對焦後之圖像進行合成，得到3D圖像；如果當前拍攝模式為遠焦模式，則進行下列步驟：依據所述每一畫素單元所感測到之圖像區域對應之MTF值，確定對應畫素單元所感測到之圖像之模糊量；依據所述每一畫素單元所感測到之圖像之模糊量，確定對應畫素單元所感測到之圖像之模糊修正量；依據所述模糊修正量，對每一畫素單元所感測到之圖像進行模糊修正；對所述兩個成像單元所捕捉之經模糊修正後之圖像進行合成，得到3D圖像。
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