TWI707189B

TWI707189B - 相機系統及攝像方法

Info

Publication number: TWI707189B
Application number: TW108112337A
Authority: TW
Inventors: 李明勳; 彭彥霖
Original assignee: 大陸商三贏科技（深圳）有限公司
Priority date: 2019-04-09
Filing date: 2019-04-09
Publication date: 2020-10-11
Also published as: TW202037991A

Abstract

本發明提出一種相機系統，包括鏡頭單元及影像生成單元，鏡頭單元用於將拍攝主體反射的光聚焦形成圖像，影像生成單元用於將鏡頭單元形成的圖像轉換為數位圖像，相機系統還包括：感測單元，感測單元用於感測相機系統內部及環境的溫度；調節單元，調節單元用於對鏡頭單元進行校正；存儲單元，存儲單元內儲存有不同的相機系統內部溫度及環境溫度下，調節單元應對鏡頭單元進行校正補償的預設調節量；及控制單元，控制單元用於接收感測單元感測的相機系統內部及環境的溫度，從存儲單元調取對應的預設調節量，並控制調節單元根據預設調節量對鏡頭單元進行校正。本發明還提出一種上述相機系統的攝像方法。

Description

相機系統及攝像方法

本發明涉及攝像領域，尤其涉及一種相機系統及攝像方法。

目前車載相機大多採用定焦方式，採用玻璃鏡頭配合大的感測器進行圖像的獲取，定焦設計無法根據距離進行對焦，且車輛行駛中的晃動容易造成成像品質較差，玻璃鏡頭佔用較大成本，且玻璃鏡頭尺寸較大且重，相應的感測器尺寸也較大，無法對車載相機進行縮小。而手機等電子設備的相機大多採用塑膠鏡頭，可搭配小的感測器獲得較高品質的影像，但塑膠鏡頭於高溫條件下容易跑焦，影像因此而變模糊。

鑒於上述狀況，有必要提供一種相機系統及攝像方法，以解決上述問題。

一種相機系統，包括鏡頭單元及影像生成單元，所述鏡頭單元用於將拍攝主體反射的光聚焦形成圖像，所述影像生成單元用於將所述鏡頭單元形成的圖像轉換為數位圖像，所述相機系統還包括：感測單元，所述感測單元用於感測所述相機系統內部及環境的溫度；調節單元，所述調節單元用於對所述鏡頭單元進行校正，所述調節單元包括光學調節器及焦距調節器；存儲單元，所述存儲單元內儲存有對應於所述相機系統的內部溫度及環境溫度的預設調節量，所述預設調節量為所述調節單元應對所述鏡頭單元進行校正補償的值，所述預設調節量包括影像調整量及焦距調整量；及控制單元，所述控制單元用於接收所述感測單元感測的所述相機系統內部及環境的溫度，從所述存儲單元調取對應的預設調節量，並控制所述調節單元根據所述預設調節量對所述鏡頭單元進行校正，所述光學調節器用於對所述鏡頭單元於沿著焦距的方向進行軸向旋轉調節，以及於垂直於焦距的另外兩個相互垂直的方向進行軸向移動調節及軸向旋轉調節的影像調整，所述焦距調節器用於對所述鏡頭單元於焦距方向進行焦距調整。

進一步地，所述感測單元包括系統溫度感測器及環境溫度感測器，所述系統溫度感測器用於感測所述相機系統內部的溫度，所述環境溫度感測器用於感測環境的溫度。

進一步地，所述光學調節器藉由慣性測量單元回饋控制光學圖像穩定單元進行所述鏡頭單元的影像調整補償。

進一步地，所述焦距調節器藉由音圈馬達或滾珠式迴圈馬達控制所述鏡頭單元內各個透鏡的相對位置進行所述鏡頭單元的焦距調整補償。

一種攝像方法，包括步驟：獲取相機系統內外的溫度；調取與所述溫度對應的預設調節量，所述預設調節量包括影像調整量及焦距調整量；根據所述預設調節量分別對鏡頭單元進行影像調整及焦距調整，藉由光學調節器對所述鏡頭單元於沿著焦距的方向進行軸向旋轉調節，以及於垂直於焦距的另外兩個相互垂直的方向進行軸向移動調節及軸向旋轉調節的影像調整，藉由焦距調節器對所述鏡頭單元於焦距方向進行焦距調整；及接收所述鏡頭單元形成的圖像，並將所述圖像轉換為數位圖像。

進一步地，藉由系統溫度感測器及環境溫度感測器分別獲取所述相機系統內部的溫度及外部環境的溫度。

進一步地，藉由控制單元接收所述溫度，隨後根據存儲單元內儲存的對應關係，從所述存儲單元中調取對應的所述預設調節量。

上述相機系統藉由感測單元監測系統內外溫度，並藉由控制單元調取存儲單元中相應的預設調節量，控制調節單元對鏡頭單元進行校正，從而保持影像生成單元獲取的圖像清晰穩定，可採用塑膠鏡頭進行組裝，能夠適應惡劣的環境溫度，結構簡單，操作方便，能夠縮減系統體積，降低了成本，並提高了相機系統的穩定性及成像品質。

100:相機系統

10:鏡頭單元

20:感測單元

21:系統溫度感測器

22:環境溫度感測器

30:存儲單元

40:調節單元

41:光學調節器

42:焦距調節器

50:影像生成單元

60:控制單元

圖1係本發明的一個實施例中的相機系統的模組示意圖。

圖2係本發明的一個實施例中的相機系統的攝像方法的步驟流程圖。

下面將結合本發明實施方式中的附圖，對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅係本發明一部分實施方式，而不係全部的實施方式。

基於本發明中的實施方式，本領域普通技術人員於沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施方式，都屬於本發明保護的範圍。

本文所使用的所有的技術與科學術語與屬於本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中於本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨於於限制本發明。

請參閱圖1，本發明提供一種相機系統100。相機系統100能夠為工作環境溫度較高或溫差較大的裝置(如車輛等)提供清晰穩定的攝像功能。

相機系統100包括鏡頭單元10、感測單元20、存儲單元30、調節單元40、影像生成單元50及控制單元60。鏡頭單元10用於將拍攝主體反射的光聚焦，形成圖像。感測單元20用於感測相機系統100內部及環境的溫度。存儲單元30內儲存有各個溫度下調節單元40的預設調節量。調節單元40用於對鏡頭單元10進行調節。影像生成單元50用於將鏡頭單元10形成的圖像轉換為數位圖像。感測單元20、存儲單元30及調節單元40分別與控制單元60電性連接。

鏡頭單元10包含若干透鏡。本實施例中，鏡頭單元10的透鏡採用塑膠透鏡。

感測單元20包括系統溫度感測器21及環境溫度感測器22。系統溫度感測器21用於感測相機系統100內部的溫度。環境溫度感測器22用於感測外部環境的溫度。

存儲單元30內儲存有不同的相機系統100內部溫度及外部環境溫度下，於鏡頭單元10跑焦時，調節單元40應對鏡頭單元10進行校正補償的對應的預設調節量的對應關係。

該對應關係藉由以下方法得出：於實驗室或測試中心內，進行不同內部溫度及外部溫度的測試，於調節單元40對鏡頭單元10的位置進行調節的調節範圍內，藉由遍尋法尋找到的鏡頭單元10對焦最清晰的位置，該位置對應的調節單元40的調節量與此時的內外溫度即為相對應的對應關係。

本實施例中，所述存儲單元30為電子式可擦除可程式設計唯讀記憶體(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM)，但不限於此。

所述預設調節量包括影像調整量及焦距調整量。

調節單元40包括光學調節器41及焦距調節器42。

光學調節器41用於對鏡頭單元10於沿著焦距的方向進行軸向旋轉調節，以及於垂直於焦距的另外兩個相互垂直的方向進行軸向移動調節及軸向旋轉調節以對鏡頭單元10進行影像調整。

焦距調節器42則用於對鏡頭單元10於焦距方向進行焦距調整。

本實施例中，光學調節器41係藉由慣性測量單元(Inertial measurement unit，IMU)回饋控制光學圖像穩定單元(Optical Image Stabilization，OIS)進行鏡頭單元10的5軸光學影像調整，能夠提高相機系統100成像的穩定性；焦距調節器42則係藉由音圈馬達、滾珠式迴圈馬達等控制鏡頭單元10內各個透鏡的相對位置進行鏡頭單元10的焦距調整。

影像生成單元50能夠將透過鏡頭單元10形成的圖像轉換為數位圖像並傳送至一存儲系統或顯示系統中。

在一實施例中，影像生成單元50為內嵌有溫度感測器的圖像感測器(Image Sensor)，其可感測相機系統內部溫度，此時，系統溫度感測器21可省略。

控制單元60能夠接收感測單元20感測相機系統100內部的溫度及外部環境的溫度，並根據存儲單元30中的對應關係從存儲單元30中調取對應的預設調節量，還能夠控制所述調節單元40根據預設調節量對鏡頭單元10進行校正。

請一併參閱圖2，本發明一實施方式中使用相機系統100進行攝像的攝像方法的流程圖。包括以下步驟：

步驟S101，即時獲取相機系統100內外的溫度。

本實施例中，藉由所述系統溫度感測器21及環境溫度感測器22分別獲取所述相機系統100內部的溫度及外部環境的溫度。

步驟S102，調取與所述溫度對應的鏡頭單元10的預設調節量。

本實施例中，控制單元60接收所述相機系統100內部的溫度及外部環境的溫度，並根據存儲單元30中儲存的對應關係從存儲單元30中調取對應的預設調節量。

步驟S103，根據所述預設調節量對鏡頭單元10進行校正。

本實施例中，控制單元60根據所述預設調節量分別控制所述光學調節器41及焦距調節器42對鏡頭單元10進行影像調整及焦距調整。

步驟S104，接收所述鏡頭單元10形成的圖像，並將所述圖像轉換為數位圖像。

本實施例中，藉由所述影像生成單元50接收所述鏡頭單元10形成的圖像，並將所述圖像轉換為數位圖像。

本發明藉由感測單元20監測系統內外溫度，並藉由控制單元60調取存儲單元30中相應的預設調節量，控制調節單元40對鏡頭單元10進行校正，從而保持影像生成單元50獲取的圖像清晰穩定，可採用塑膠鏡頭進行組裝，可適應惡劣的環境溫度，結構簡單，操作方便，能夠縮減系統體積，降低了成本，並提高了相機系統的穩定性及成像品質。

另外，以上所述，僅係本發明的較佳實施方式而已，並非對本發明任何形式上的限制，雖然本發明已將較佳實施方式揭露如上，但並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，於不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施方式，但凡是未脫離本發明技術方案內容，依據本發明的技術實質對以上實施方式所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。