TWI594923B - 拍攝儀、拍攝方法及無人飛行器 - Google Patents

Description

拍攝儀、拍攝方法及無人飛行器

本發明關於一種攝影領域，特別是關於一種拍攝儀、拍攝方法及無人飛行器。

無人飛行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)的機身上無駕駛艙，但安裝有自動駕駛儀、程式控制裝置等設備。地面、艦艇上或主機遙控站人員藉由雷達等設備，對其進行跟蹤、定位、遙控、遙測和數據傳輸。與載人飛機相比，它具有體積小、造價低、使用方便、對作戰環境要求低、戰場生存能力較強等優點。由於無人飛行器對未來空戰有著重要的意義，世界各主要軍事國家都在加緊進行無人飛行器的研製工作。自動化在飛機駕駛中的應用是在人飛上藍天後，又一個重大的科技進步。

無人飛行器航拍攝影是以無人飛行器作為空中平台，以機載遙感設備，如高分辨率電荷耦合元件(Charge-coupled Device,CCD)數位相機、輕型光學相機、紅外掃描儀，雷射掃描儀、磁測儀等獲取訊息，用電腦對圖案訊息進行處理，並按照一定精度要求製作成圖案。全系統在設計和最佳化組合方面具有突出的特點，是結合了高空拍攝、遙控、遙測技術、視訊影像微波傳輸和電腦影像訊息處理的新型應用技術。

無人飛行器在空中執行拍攝任務時，時常遇到的光線強的情況，而機身在半空中，無法調整鏡頭的入光量，因而造成拍攝的畫面曝光過度機率很大，使得拍攝品質不合人意。

為解決習知技術中存在的問題，本發明提供一種拍攝儀，包括：機身、連接於機身的鏡頭以及設置於鏡頭前部的遮光罩，遮光罩為具有片狀突出的遮光罩，用於遮擋單側的光線。

較佳地，拍攝儀之遮光罩可為單花瓣型遮光罩。

較佳地，拍攝儀更包括畫面曝光偵測系統，用於對進入鏡頭的光線量進行偵測。

較佳地，拍攝儀更包括連動機構，用於根據畫面曝光偵測系統的偵測結果調整進入鏡頭的光線量。

較佳地，連動機構包括遮光罩調整器，用於控制遮光罩的旋轉角度。

較佳地，連動機構包括鏡頭調整器，用於控制鏡頭的伸縮長度。

較佳地，連動機構藉由步進馬達實現連動。

本發明更提供一種無人飛行器，包括上述的拍攝儀。

本發明更提供一種拍攝方法，其包括下列步驟：提供上述的拍攝儀；開啟拍攝，畫面曝光偵測系統對進入鏡頭的光線量進行偵 測；以及連動機構根據畫面曝光偵測系統的偵測結果即時調整進入鏡頭的光線量。

較佳地，連動機構藉由遮光罩調整器控制遮光罩的旋轉角度。

較佳地，連動機構藉由鏡頭調整器控制鏡頭的伸縮長度。

本發明提供的拍攝儀中具有單花瓣型遮光罩，和傳統花瓣型遮光罩相比，能擋住一個角度的強光，又不產生暗角，限制了光線的入射角度，從而減少光線的入射量。本發明提供的無人飛行器包括上述的拍攝儀，當機身在半空中時，可以藉由畫面曝光偵測系統對進入鏡頭的光線量進行偵測，並由連動機構根據畫面曝光偵測系統的偵測結果調整進入鏡頭的光線量，以達到最好的拍攝效果。本發明的無人飛行器克服了習知無人飛行器中無法調整鏡頭的入光量，使得拍攝畫面曝光過度的機率大，拍攝品質不合人意的缺陷。

10‧‧‧機身

100‧‧‧畫面曝光偵測系統

20‧‧‧鏡頭

200‧‧‧連動機構

210‧‧‧遮光罩調整器

220‧‧‧鏡頭調整器

30‧‧‧遮光罩

31‧‧‧遮光部

S40~S42、S50~S52‧‧‧步驟

圖1是本發明一實施例所述之拍攝儀中機身、鏡頭以及遮光罩的結構示意圖；圖2是本發明一實施例所述之拍攝儀中遮光罩的結構示意圖；圖3是本發明一實施例所述之拍攝儀中畫面曝光偵測系統和連動裝置的結構示意圖；圖4是本發明一實施例所述之拍攝方法的流程圖； 圖5a至圖5c分別是本發明一實施例所述之拍攝方法中曝光過度、曝光不足和曝光正確圖案的曲線圖；圖6是本發明一實施例所述之拍攝方法中調整過程的流程圖。

以下結合圖式和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。根據下面說明和申請專利範圍，本發明的優點和特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式且均使用非精準的比率，僅用以方便、明確地輔助說明本發明實施例的目的。

本發明提供一種拍攝儀，如圖1所示，包括：機身10、連接於機身10的鏡頭20以及設置於鏡頭20前部的遮光罩30，其中，遮光罩30之遮光部31為具有片狀突出的遮光罩，用於遮擋單側的光線。具體地，遮光部31為單花瓣型。

如圖2所示，不同於傳統的花瓣型遮光罩，單花瓣型遮光罩僅包含單側的遮光部31。較佳地，遮光罩30為圓筒形，遮光部31位於圓筒形的一側。當遮光罩30裝設於鏡頭20前部時，能夠從單側遮擋入射光線，從而減少入射光線從該側射入，使得入射光線主要從另外的方向射入。此種單花瓣型遮光罩和傳統花瓣型遮光罩相比，能擋住一個角度的強光，又不產生暗角，限制了光線的入射角度，從而減少光線的入射量。對於無人飛行器來說，機身10在半空中無法調整鏡頭20的入光量，因此單花瓣型遮光罩30比較適合空中拍攝。

如圖3所示，在本實施例中，拍攝儀更包括畫面曝光偵測 系統100和連接於畫面曝光偵測系統100的連動機構200。畫面曝光偵測系統100用於對進入鏡頭20的光線量進行偵測，連動機構200分別連接遮光罩30和鏡頭20，用於根據畫面曝光偵測系統100的偵測結果調整進入鏡頭20的光線量。

較佳方案中，連動機構200包括遮光罩調整器210和鏡頭調整器220。其中，遮光罩調整器210連接遮光罩30，用於控制遮光罩30的旋轉角度；鏡頭調整器220連接鏡頭20，用於控制鏡頭20的伸縮長度。此時，連動機構200根據畫面曝光偵測系統100的偵測結果調整進入鏡頭20的光線量的方式具體是：同時調整控制鏡頭20的伸縮長度和遮光罩30的旋轉角度，以達到最好的光線量控制效果，避免過多的光線進入鏡頭20而影響拍攝效果。具體的調整方法是，當曝光過度時藉由連動機構200的調整減少進入鏡頭20的光線量，使得拍攝趨於正常曝光；反之，當曝光不足時藉由連動機構200的調整增加進入鏡頭20的光線量，使得拍攝趨於正常曝光。

本發明的拍攝儀與傳統相機類似，遮光罩30套在鏡頭20前端的外周側，所不同的是，本發明之遮光罩30增加了遮光罩調整器210來控制遮光罩30的旋轉角度，讓單花瓣(遮光部31)可以擋住特定角度的強光，又不產生拍攝暗角；同時，本發明之鏡頭調整器220，可透過控制鏡頭20在遮光罩30中的伸縮量來調整鏡頭20的位置，從而調整進入鏡頭20的光線量。

較佳地，上述的遮光罩調整器210和鏡頭調整器220均為步進馬達，藉由步進馬達實現連動機構200的連動。步進馬達藉由畫面曝光控制系統100實現自由控制。

本發明更提供一種無人飛行器，包括上述的拍攝儀。至此， 上述拍攝儀應用於無人飛行器中，當機身10在半空中時，可以藉由畫面曝光偵測系統100對進入鏡頭20的光線量進行偵測，並由連動機構200根據畫面曝光偵測系統100的偵測結果調整進入鏡頭20的光線量，以達到最好的拍攝效果。本發明的無人飛行器克服了習知無人飛行器中無法調整鏡頭的入光量，使得拍攝的畫面曝光過度機率大，拍攝品質不合人意的缺陷。

本發明一種拍攝方法，如圖4所示，拍攝方法包括下列步驟：步驟S40：提供上述的拍攝儀；步驟S41：開啟拍攝，畫面曝光偵測系統對進入鏡頭的光線量進行偵測；以及步驟S42：連動機構根據畫面曝光偵測系統的偵測結果即時調整進入鏡頭的光線量。

在上述拍攝方法中，連動機構200藉由遮光罩調整器210控制遮光罩30的旋轉角度，連動機構200藉由鏡頭調整器220控制鏡頭20的伸縮長度。

進一步請參照圖6，在本發明之拍攝方法具體的調整過程中，畫面曝光偵測系統藉由偵測曝光圖案的曲線分佈來判斷進入鏡頭的光線量(如步驟S50)。在一具體實施方式中，可以定義亮度分為256階，預設小於64階為暗光區，大於192階為高光區。如圖5a至圖5c所示，此時，64~192階為判斷門檻值，若80%的像素在暗光區則為曝光不足，若80%的像素在高光區則為曝光過度。可以理解的是，因拍攝環境和要求的多變，用戶可以根據自己需要修改判斷門檻值，本發明對此不作限制。

如圖6所示，畫面曝光偵測系統會接著判斷進入鏡頭的光線量適不適合(如步驟S51)，當判斷進入鏡頭的光線量適合時，則說明曝光正確，連動機構不作調整，而此時重新執行步驟S50，畫面曝光偵測系統繼續偵測曝光圖案的曲線；而當判斷進入鏡頭的光線量不適合時，則執行步驟S52，藉由連動機構中遮光罩調整器調整遮光罩的旋轉角度，鏡頭調整器調整鏡頭在遮光罩中的伸縮量，而在調整的同時畫面曝光偵測系統始終進行即時偵測。在連動機構調整完整後回到上一步，即畫面曝光偵測系統對進入鏡頭的光線量繼續進行偵測。

本發明增加單花瓣型遮光罩30，增加畫面曝光過度偵測系統，智慧型調整遮光罩的伸縮，角度來使得鏡頭的入光量達到合適的量，從而獲得令人滿意的拍攝效果。

本發明提供的拍攝儀中具有單花瓣型遮光罩，和傳統花瓣型遮光罩相比，能擋住一個角度的強光，又不產生暗角，限制了光線的入射角度，從而減少光線的入射量。本發明提供的無人飛行器包括上述的拍攝儀，當機身在半空中時，可以藉由畫面曝光偵測系統對進入鏡頭的光線量進行偵測，並由連動機構根據畫面曝光偵測系統的偵測結果調整進入鏡頭的光線量，以達到最好的拍攝效果。本發明的無人飛行器克服了習知無人飛行器中無法調整鏡頭的入光量，使得拍攝的畫面曝光過度機率大，拍攝品質不合人意的缺陷。

本發明的優點在於：1.自動避免曝光過度；2.方便動態調整，無需人工干涉，便於飛行中拍攝；3.簡單智慧型調整，類似自動模式，即使新手也可以達到不錯的拍攝效果。

顯然，本發明所屬領域中具有通常知識者可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明申請專利範圍及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包括這些改動和變型在內。

10‧‧‧機身

20‧‧‧鏡頭

30‧‧‧遮光罩

31‧‧‧遮光部

Claims (8)

1. 一種拍攝儀，其包括：一機身、連接於該機身的一鏡頭以及設置於該鏡頭前部的一遮光罩，該遮光罩為具有片狀突出的該遮光罩，用於遮擋單側的光線；一畫面曝光偵測系統，用於對進入該鏡頭的光線量進行偵測；以及一連動機構，用於根據該畫面曝光偵測系統的偵測結果調整進入該鏡頭的光線量，其中該連動機構包括一遮光罩調整器，用於控制該遮光罩軸向旋轉的旋轉角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之拍攝儀，其中該遮光罩可為單花瓣型遮光罩。
3. 如申請專利範圍第1項所述之拍攝儀，其中該連動機構包括一鏡頭調整器，用於控制該鏡頭的伸縮長度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之拍攝儀，其中該連動機構藉由步進馬達實現連動。
5. 一種無人飛行器，其包括如申請專利範圍第1至4項中任意一項所述之拍攝儀。
6. 一種拍攝方法，其包括下列步驟：提供如申請專利範圍第2至4項中任意一項所述之拍攝儀；開啟拍攝，該畫面曝光偵測系統對進入該鏡頭的光線量進行偵測；以及該連動機構根據該畫面曝光偵測系統的偵測結果即時調整進入該鏡頭的光線量。
7. 如申請專利範圍第6項所述之拍攝方法，其中該連動機構 藉由該遮光罩調整器控制該遮光罩的旋轉角度。
8. 如申請專利範圍第6項所述之拍攝方法，其中該連動機構藉由該鏡頭調整器控制該鏡頭的伸縮長度。