TWI625564B - 多鏡頭系統及具有該多鏡頭系統之可攜式電子裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種多鏡頭系統，包括鏡頭模組、對焦模組、開關單元及處理單元，該鏡頭模組包括複數個鏡頭，所述開關單元電連接至所述處理單元及鏡頭模組之對應鏡頭，該對焦模組包括鐳射發射器以及鐳射接收器，所述鐳射發射器用以於所述處理單元之控制下朝物件發射一定能量之鐳射光，所述鐳射接收器用以接收所述物件發射回來之鐳射光，所述處理單元根據所述鐳射光從發射到接收之時間獲得該物件與對焦模組之間之對焦距離，並根據獲取之所述對焦距離控制所述開關單元之切換，以選擇相應之鏡頭或鏡頭組合。

Description

多鏡頭系統及具有該多鏡頭系統之可攜式電子裝置
本發明涉及一種多鏡頭系統，尤其涉及一種自動切換複數個鏡頭之多鏡頭系統及具有該多鏡頭系統之可攜式電子裝置。
可攜式電子裝置如手機具有相機模組用於拍攝，但習知之相機模組僅設有單個鏡頭。對在於拍攝時之對焦，尤其於切換至微距之物體時之對焦速度較慢且精度不高，有礙拍攝。
有鑑於此，有必要提供一種多鏡頭系統及具有該多鏡頭系統之可攜式電子裝置。
一種多鏡頭系統，包括鏡頭模組、對焦模組、開關單元及處理單元，該鏡頭模組包括複數個鏡頭，所述開關單元電連接至所述處理單元及鏡頭模組之對應鏡頭，該對焦模組包括鐳射發射器以及鐳射接收器，所述鐳射發射器與所述處理單元電連接，用以於所述處理單元之控制下朝物件發射一定能量之鐳射光，所述鐳射接收器與所述處理單元電連接，用以接收所述物件發射回來之鐳射光，所述處理單元根據所述鐳射光從發射到接收之時間獲得該物件與對焦模組之間之對焦距離，並根據獲取之所述對焦距離控制所述開關單元之切換，以選擇相應之鏡頭或鏡頭組合。
一種可攜式電子裝置，包括上述多鏡頭系統。
上述多鏡頭系統藉由於可攜式電子裝置上同時設置包括複數個鏡頭之鏡頭模組，且利用鐳射測距之方式獲取相應之對焦距離。如此使得所述可攜式電子裝置於拍攝時可根據該對焦距離快速切換至不同之鏡頭或鏡頭組合，以達到更快速及準確之對焦。
圖1為本發明較佳實施方式中多鏡頭系統應用至可攜式電子裝置之示意圖。
圖2為圖1所示多鏡頭系統之功能框圖。
圖3為圖2所示多鏡頭系統之電路圖。
請參閱圖1與圖2，本發明較佳實施例之多鏡頭系統100應用於一可攜式電子裝置200上，該多鏡頭系統100可是可攜式電子裝置200之一部份。於本實施例中，該可攜式電子裝置200可為行動電話、平板電腦及個人數字助理等，其具有螢幕以顯示畫面及使用者介面。
如圖2所示，該多鏡頭系統100包括鏡頭模組10、影像感測單元30、對焦模組50、開關單元70以及處理單元80。
本實施例中，該鏡頭模組10包括四個鏡頭，即第一鏡頭11、第二鏡頭13、第三鏡頭15以及第四鏡頭17。其中，第一鏡頭11以及第三鏡頭15為高圖元鏡頭。第二鏡頭13為普通之攝像鏡頭。所述第四鏡頭17為一微距鏡頭，用於拍攝微距內之物件。可理解，不同類型之鏡頭組合可用於實現不同之拍攝功能，例如拍攝微距範圍內之物件，可單獨使用該第四鏡頭17。使用第一鏡頭11、第二鏡頭13與第三鏡頭17中之兩兩組合時，可實現3D圖像、HDR、弱光圖像品質及高解析度模式下拍攝等功能。該鏡頭模組10設有對焦距離閾值，若物件與鏡頭模組10之間之對焦距離小於該對焦距離閾值，則鏡頭模組10中就僅有第四鏡頭17能清晰地對焦於該物件上。
該影像感測單元30用於獲取影像畫面。該影像感測單元30配合該鏡頭模組10用於拍攝畫面。
該對焦模組50用於對拍攝目標物件對焦並獲取該物件與對焦模組50之間之對焦距離。本實施例中，該對焦模組50是藉由鐳射測距之方式獲得該物件與對焦模組50之間之對焦距離。如圖3所示，該對焦模組50包括鐳射發射器51以及鐳射接收器53。所述鐳射發射器51與所述處理單元80電連接，用以於所述處理單元80之控制下朝物件發射一定能量之鐳射光。所述鐳射接收器53與所述處理單元80電連接，用以接收所述物件發射回來之鐳射光。如此，所述處理單元80可根據所述鐳射光從發射到接收之時間計算並獲得該物件與對焦模組50之間之對焦距離。
請一併參閱圖3，所述開關單元70包括至少一個開關，所述至少一個開關電連接至所述處理單元80及相應之鏡頭，進而於所述處理單元80之控制下切換至不同之鏡頭或鏡頭組合，以實現相應之功能。於本實施例中，所述開關單元70包括兩個開關，即第一開關71及第二開關73。所述第一開關71以及第二開關73均為高速率開關，例如單刀雙擲開關。所述第一開關71及第二開關73之動觸點D1均電連接至所述處理單元80。所述第一開關71以及第二開關73之兩個靜觸點D2、D3分別電連接至相應之鏡頭。例如，第一開關71之靜觸點D2、D3分別電連接至第一鏡頭11以及第二鏡頭13。所述第二開關73之觸點D2、D3分別電連接至所述第三鏡頭15以及第四鏡頭17。
該處理單元80可為影像處理器，其包括至少一資料介面。於本實施例中，所述資料介面之數量與所述開關之數量一致，即所述處理單元80包括第一資料介面81以及第二資料介面83。所述第一資料介面81以及第二資料介面83分別電連接至所述第一開關71之動觸點D1以及第二開關73之動觸點D1，進而藉由所述開關單元70電連接至所述鏡頭，以選擇不同類型之鏡頭或鏡頭組合，進而實現不同之拍攝功能。
所述處理單元80還包括至少一控制端。於本實施例中，所述控制端之數量與所述開關之數量一致，即所述處理單元80包括第一控制端GPIO1以及第二控制端GPIO2。所述第一控制端GPIO1以及第二控制端GPIO2分別電連接至所述第一開關71以及第二開關73，用以於所述處理單元80之控制下，輸出相應之控制訊號，以控制所述第一開關71以及第二開關73之切換。
可理解，所述處理單元80還設置有多種拍攝模式，例如該處理單元80可設置一般模式、3D模式、HDR模式、弱光模式及高解析度模式等拍攝模式。該處理單元80用於選擇拍攝模式並根據選擇之拍攝模式以及偵測之對焦距離判斷使用之鏡頭或鏡頭組合，進而藉由控制所述開關單元70之切換，以選擇相應之鏡頭或鏡頭組合。
可理解，當使用鏡頭組合進行拍攝時，由於鏡頭之位置差異，該處理單元80還需對鏡頭組合所拍攝之部分進行裁切多餘部分僅保留重合之部分畫面，以呈現一致之畫面。
下面詳細介紹所述多鏡頭系統100之工作原理。
首先所述處理單元80選擇相應之拍攝模式，例如可從所設置之一般模式、3D模式、HDR模式、弱光模式及高解析度模式中選擇一個作為當前拍攝模式。接著，所述處理單元80觸發所述對焦模組50工作，以獲取一對焦距離。具體地，所述處理單元80控制所述對焦模組50之鐳射發射器51朝物件發射具有一定能量之鐳射光，並利用所述對焦模組50之鐳射接收器53接收所述物件發射回來之鐳射光。如此，所述處理單元80可根據所述鐳射光從發射到接收之時間計算並獲得該物件與對焦模組50之間之對焦距離。該處理單元80根據該當前之拍攝模式以及藉由所述對焦模組50獲得之對焦距離，控制所述第一控制端GPIO1以及第二控制端GPIO2輸出相應之控制訊號，以控制所述開關單元70之切換，進而選擇該鏡頭模組10其中之鏡頭或鏡頭組合。例如，若對焦距離小於對焦距離閾值，則控制單元80可藉由該第二控制端GPIO2控制該第二開關73切換至第四鏡頭17（即微距鏡頭），以拍攝近距離物件。若對焦距離大於該對焦距離閾值，且當前之拍攝模式為一般模式，則所述處理單元80可藉由所述第一控制端GPIO1控制該第一開關71切換至第二鏡頭13，以拍攝一般影像。若對焦距離大於該對焦距離閾值，且當前之拍攝模式為高解析度模式，則所述處理單元80可藉由所述第一控制端GPIO1控制該第一開關71切換至第一鏡頭11並藉由該第二控制端GPIO2控制該第二開關73切換至第三鏡頭15，以同時使用第一鏡頭11與第三境頭15拍攝高解析度影像。最後，所述影像感測單元30可配合選取之鏡頭或鏡頭組合拍攝相應之畫面，並將拍攝獲得之畫面資料藉由所述第一資料介面81及第二資料介面83傳送至所述處理單元80進行處理。
可理解，於其他實施例中，所述鏡頭模組10可包括數量更多或更少之不同類型之鏡頭。對應所述開關單元70中之開關數量、所述處理單元80之資料介面數量以及所述控制端之數量均可根據鏡頭模組10中鏡頭之數量相應進行調整。
可理解，於本實施例中，所述第一資料介面81以及第二資料介面83均可為高速資料介面，例如4-line介面。如此，所述複數個鏡頭可共用所述高速資料介面，使得所述多鏡頭系統100於使用不同之鏡頭或鏡頭組合時，均具有較佳之反應速度及處理速度。
可理解，請再次參閱圖2，於其他實施例中，所述多鏡頭系統100還具有其他之方式，以輔助獲取該對焦距離。具體地，由於所述鐳射測距於低光源時之測距效果較好，而強光下之測距效果較差。因此所述多鏡頭系統100還包括光感應單元90，所述光感應單元90用於感應所述多鏡頭系統100所處之環境光線強度。所述處理單元80與所述光感應單元90電連接，用以根據所述光感應單元90感應之環境光線強度判斷是否啟動所述對焦模組50。例如，若所述多鏡頭系統100處於低光源環境，即所述光感應單元90感應到之環境光線強度值少於或等於一預設之閥值，則可啟動所述對焦模組50，進而使得所述處理單元80可快速獲取所述對焦距離，並根據該對焦距離迅速切換至相應之鏡頭或鏡頭組合。而當所述多鏡頭系統100處於強光源環境，例如所述光感應單元90感應到之環境光線強度值大於所述預設之閥值時，所述處理單元80啟動其他之輔助方式來獲取對焦距離。例如所述處理單元80可根據該影像感測單元30獲取之影像畫面中之物件邊緣清晰度來估計對焦距離，或者藉由該鏡頭模組10中鏡頭自帶之相位對焦（Phase Detection Auto Focus，PDAF）技術獲得對焦距離。
上述多鏡頭系統100藉由於可攜式電子裝置200上同時設置包括複數個鏡頭之鏡頭模組10，且利用鐳射測距之方式獲取相應之對焦距離。如此使得所述可攜式電子裝置200於拍攝時可根據該對焦距離快速切換至不同之鏡頭或鏡頭組合，以達到更快速及準確之對焦。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例，並非是對本發明作任何形式上的限定。另外，本領域技術人員還可在本發明精神內做其它變化，當然，這些依據本發明精神所做的變化，都應包含在本發明所要求保護的範圍之內。
100‧‧‧多鏡頭系統
10‧‧‧鏡頭模組
11‧‧‧第一鏡頭
13‧‧‧第二鏡頭
15‧‧‧第三鏡頭
17‧‧‧第四鏡頭
30‧‧‧影像感測單元
50‧‧‧對焦模組
51‧‧‧鐳射發射器
53‧‧‧鐳射接收器
70‧‧‧開關單元
71‧‧‧第一開關
73‧‧‧第二開關
D1‧‧‧動觸點
D2、D3‧‧‧靜觸點
80‧‧‧處理單元
81‧‧‧第一資料介面
83‧‧‧第二資料介面
GPIO1‧‧‧第一控制端
GPIO2‧‧‧第二控制端
90‧‧‧光感應單元
無

Claims (10)

  1. 一種多鏡頭系統，其改良在於：所述多鏡頭系統包括鏡頭模組、對焦模組、開關單元及處理單元，該鏡頭模組包括複數個鏡頭，所述開關單元電連接至所述處理單元及鏡頭模組之對應鏡頭，該對焦模組包括鐳射發射器以及鐳射接收器，所述鐳射發射器與所述處理單元電連接，用以於所述處理單元之控制下朝物件發射一定能量之鐳射光，所述鐳射接收器與所述處理單元電連接，用以接收所述物件發射回來之鐳射光，所述處理單元根據所述鐳射光從發射到接收之時間獲得該物件與對焦模組之間之對焦距離，並根據獲取之所述對焦距離控制所述開關單元之切換，以選擇相應之鏡頭或鏡頭組合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多鏡頭系統，其中所述多鏡頭系統還包括影像感測單元，所述影像感測單元用以配合所述鏡頭模組選擇之鏡頭或鏡頭組合以獲取影像畫面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多鏡頭系統，其中所述處理單元還設置多種拍攝模式，所述處理單元選取其中一種拍攝模式作為當前拍攝模式，並根據該當前拍攝模式以及該對焦距離控制該開關單元之切換，以選擇相應之鏡頭或鏡頭組合。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多鏡頭系統，其中所述開關單元包括至少一開關，所述處理單元包括數量與所述開關數量一致之資料介面，所述開關之動觸點分別電連接至相應之資料介面，所述開關之靜觸點分別電連接至相應之鏡頭。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之多鏡頭系統，其中所述處理單元還包括數量與所述開關數量一致之控制端，所述控制端分別電連接至相應之開關，所述控制端用以於所述處理單元之控制下，輸出相應之控制訊號，以控制所述開關之切換。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之多鏡頭系統，其中所述資料介面為高速資料介面。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之多鏡頭系統，其中所述多鏡頭系統還包括光感應單元，所述光感應單元用於感應所述多鏡頭系統所處之環境光線強度，所述處理單元與所述光感應單元電連接，用以根據所述光感應單元感應之環境光線強度判斷是否啟動所述對焦模組。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之多鏡頭系統，其中當所述光感應單元感應到所述多鏡頭系統所處之環境光線強度值小於或等於一預設之閥值時，所述處理單元啟動所述對焦模組，以獲得該物件與對焦模組之間之對焦距離；當所述光感應單元感應到所述多鏡頭系統所處之環境光線強度值大於所述預設之閥值時，所述處理單元啟動輔助方式來獲取對焦距離。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之多鏡頭系統，其中所述輔助方式包括根據該影像感測單元獲取之影像畫面中之物件邊緣清晰度來估計對焦距離，或者藉由該鏡頭模組中鏡頭自帶之相位對焦（Phase Detection Auto Focus，PDAF）技術獲得對焦距離。
  10. 一種可攜式電子裝置，其改良在於：所述可攜式電子裝置包括如申請專利範圍第1至9項中任一項所述之多鏡頭系統。
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