TWI747038B - 雙鏡頭成像模組及其擷取方法 - Google Patents

Abstract

一種雙鏡頭成像模組，適用於一電子裝置。雙鏡頭成像模組包括一第一鏡頭、一第二鏡頭以及一移動模組。移動模組連接於第二鏡頭，適於移動或傾斜第二鏡頭，其中第一鏡頭為具有自動對焦功能的鏡頭，雙鏡頭成像模組的工作距離適於依據第一鏡頭與第二鏡頭的間距改變。

Description

雙鏡頭成像模組及其擷取方法

本發明是有關於一種光學成像模組及其擷取方法，且特別是有關於一種雙鏡頭成像模組及其擷取方法。

近年來，隨著顯示技術的不斷進步，觀賞者對於顯示器之顯示品質(如影像解析度、色彩飽和度等)的要求也越來越高。然而，除了高影像解析度以及高色彩飽和度之外，對於觀賞者而言，顯示器是否能夠顯示立體影像已逐漸成為購買上的考量因素之一。然而在目前的手機、平板或頭戴式顯示器中，經常會因為裝置尺寸上的限制而侷限了鏡頭成像或攝影的工作距離。

除此之外，目前許多的圖像資訊也可帶有深度資訊而顯示為立體影像。但是在目前的技術中，無法藉由簡單的構件進行立體成像或立體攝影，並且同時進行深度感測以獲得深度資訊及優化立體影像顯示效果。

本發明提供一種雙鏡頭成像模組，可提升其工作距離的範圍，且使立體成像獲得良好的顯示效果。

本發明提供一種雙鏡頭成像模組，適用於一電子裝置，包括一第一鏡頭、一第二鏡頭以及一移動模組。移動模組連接於第二鏡頭，適於移動或傾斜第二鏡頭，其中第一鏡頭為具有自動對焦功能的鏡頭，雙鏡頭成像模組的工作距離適於依據第一鏡頭與第二鏡頭的間距改變。

在本發明的一實施例中，上述的雙鏡頭成像模組還包括一透光基板，配置以覆蓋第一鏡頭及第二鏡頭。

在本發明的一實施例中，上述的透光基板的表面與電子裝置外型的表面切齊。

在本發明的一實施例中，上述的雙鏡頭成像模組還包括一光學元件，可拆卸式地配置於透光基板上。第二鏡頭適於藉由移動模組移動至光學元件的有效光學路徑上。

在本發明的一實施例中，上述的光學元件為具有屈光度的至少一透鏡、中性灰度濾鏡、彩色濾光片或偏振片。

在本發明的一實施例中，上述的移動模組包括一驅動元件以及一搭載元件。驅動元件連接於搭載元件，且第二鏡頭配置於搭載元件上。驅動元件適於驅動搭載元件以移動或傾斜第二鏡頭。

在本發明的一實施例中，上述的移動模組為線性馬達驅動模組、音圈馬達驅動模組、形狀記憶合金組件、壓電材料模組 或霍爾傳感器。

在本發明的一實施例中，上述的移動模組包括一第一移動模組以及一第二移動模組。第一移動模組及第二移動模組分別連接於第一鏡頭以及第二鏡頭。第一移動模組適於移動或傾斜第一鏡頭，且第二移動模組適於移動或傾斜第二鏡頭。

在本發明的一實施例中，上述的雙鏡頭成像模組還包括一深度辨識模組，配置於第一鏡頭。深度辨識模組包括一第一光圈、一第二光圈以及一切換元件。切換元件適於切換第一光圈與第二光圈至第一鏡頭或第二鏡頭有效光學路徑上。第一光圈具有一遮光圖案。

在本發明的一實施例中，上述的第一鏡頭還包括一自動對焦元件，且自動對焦元件電性連接深度辨識模組。

在本發明的一實施例中，上述的遮光圖案由遮光薄膜所構成。

在本發明的一實施例中，上述的遮光圖案為非對稱圖案。

本發明另提供一種雙鏡頭成像模組擷取方法，雙鏡頭成像模組包括一第一鏡頭以及一第二鏡頭，雙鏡頭成像模組擷取方法包括：藉由第一鏡頭及第二鏡頭分別擷取出一第一影像及一第二影像；依據第一影像及第二影像形成一立體影像；調控第一鏡頭或第二鏡頭以取得一優化資料；以及依據優化資料與立體影像形成一優化立體影像。

在本發明的一實施例中，上述調控第一鏡頭或第二鏡頭 以取得優化資料的步驟包括：改變第一鏡頭的焦距；以第一鏡頭擷取出一離焦影像；以及依據離焦影像取得優化資料。

在本發明的一實施例中，上述調控第一鏡頭或第二鏡頭以取得優化資料的步驟包括：切換一光圈至第一鏡頭的有效光學路徑上；以第一鏡頭擷取出一離焦影像；以及辨識離焦影像的圖案變化以測得優化資料，其中光圈具有一遮光圖案。

在本發明的一實施例中，上述依據優化資料與立體影像形成優化立體影像的步驟包括：依據立體影像取得一深度資料；以及依據優化資料修改深度資料以形成優化立體影像。

基於上述，在本發明的雙鏡頭成像模組及其擷取方法中，第一鏡頭為具有自動對焦功能的鏡頭，且第二鏡頭連接移動模組以進行移動或傾斜而改變與第一鏡頭之間的間距。因此，可使雙鏡頭成像模組能拍攝工作距離較近或較遠的物體，同時適於雙眼間距不同的使用者。此外，雙鏡頭成像模組也可藉由移動第二鏡頭而在不同位置上截取多個影像，以獲得可顯示立體效果的立體圖像或立體影像。如此一來，可提升雙鏡頭成像模組工作距離的範圍，且使立體成像獲得良好的顯示效果。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10:電子裝置

100、100A、100B、100C:雙鏡頭成像模組

110:第一鏡頭

120:第二鏡頭

130:移動模組

132:驅動元件

134:搭載元件

140:透光基板

150、150A:光學元件

160:深度辨識模組

162:第一光圈

164:第二光圈

166:切換元件

A:遮光圖案

D1、D2:間距

S200~S230:步驟

圖1為本發明一實施例的電子裝置的後視示意圖。

圖2A及圖2B分別為本發明一實施例的雙鏡頭成像模組移動鏡頭前後的側視示意圖。

圖3為本發明另一實施例的雙鏡頭成像模組的側視示意圖。

圖4為本發明另一實施例的雙鏡頭成像模組的側視示意圖。

圖5為本發明另一實施例的雙鏡頭成像模組的側視示意圖。

圖6A及圖6B分別為圖5中部份深度辨識模組的俯視示意圖。

圖7為本發明圖5中第一鏡頭在離焦時的成像示意圖。

圖8為本發明一實施例的雙鏡頭成像模組擷取方法的步驟流程圖。

圖1為本發明一實施例的電子裝置的後視示意圖。請參考圖1。本實施例提供一種雙鏡頭成像模組100可被搭載於一電子裝置10，例如是智慧型手機、平板、頭戴式顯示裝置等，且可應用於立體成像、立體攝影、全景攝影、虛擬實境(Virtual Reality，VR)或擴增實境(Augmented Reality，AR)等技術中。本實施例以電子裝置10為智慧型手機為例說明，但本發明並不限於此。在本實施例中，雙鏡頭成像模組100可被搭載於電子裝置10中相對於顯示面的一側上，如圖1所繪示。在本實施例中，雙鏡頭成像模組100包括一第一鏡頭110、一第二鏡頭120以及一移動模組130。

圖2A及圖2B分別為本發明一實施例的雙鏡頭成像模組移動鏡頭前後的側視示意圖。請先參考圖1及圖2A。在本實施例中，雙鏡頭成像模組100還包括一透光基板140，用以配置覆蓋第一鏡頭110以及第二鏡頭120，其中第一鏡頭110為具有自動對焦功能的鏡頭。在本實施例中，透光基板140的表面與電子裝置10外型的表面切齊。舉例而言，透光基板140為塑膠蓋板，且其表面切齊於智慧型手機的機殼表面，但本發明並不限於此。

移動模組130連接於第二鏡頭120。詳細而言，移動模組130包括一驅動元件132以及一搭載元件134。驅動元件132連接於搭載元件134，且第二鏡頭120配置於搭載元件134上。在本實施例中，移動模組130為線性馬達驅動模組。但在其他實施例中，移動模組130可選用音圈馬達(Voice Coil Motor，VCM)驅動模組、形狀記憶合金(Shape Memory Alloys，SMA)組件、壓電材料模組或霍爾傳感器(Hall effect sensor)，本發明並不限於此。

請先參考圖1至圖2B。在本實施例中，移動模組130可移動第二鏡頭120，以使第二鏡頭120與第一鏡頭110的距離由未移動之前的間距D1改變為移動後的間距D2，如圖2A及2B所繪示。具體而言，在本實施例中，驅動元件132適於驅動搭載元件134以移動第二鏡頭120。因此，第一鏡頭110與第二鏡頭120的間距改變將可使雙鏡頭成像模組100能拍攝工作距離較近或較遠的物體，同時適於雙眼間距不同的使用者。此外，雙鏡頭成像模組100也可藉由移動第二鏡頭120而在不同位置上截取多個影 像，以獲得可顯示立體效果的立體圖像或立體影像。如此一來，可提升雙鏡頭成像模組100工作距離的範圍，且使立體成像獲得良好的顯示效果。

值得一提的是，在本實施例中，可搭配使用演算法進一步獲得優化的立體影像。詳細而言，可調整具有自動對焦功能的第一鏡頭110在非對焦處擷取出一離焦影像，再利用演算法比較離焦影像與先前在對焦處所獲得對焦影像而得出優化資料。最後，使用演算法結合此優化資料至先前的立體影像中，以獲得具有較佳深度資訊的優化立體影像。如此一來，可藉由離焦擷取影像搭配演算法的運算獲得具有較佳深度資訊的優化立體成像。

在一些實施例中，依據不同種類的移動模組130，還可傾斜第二鏡頭120以改變其光軸角度，進而提升立體成像的顯示效果，但本發明並不限於此。此外，在另一些實施例中，移動模組130可包括一第一移動模組以及一第二移動模組(未繪示)。第一移動模組及第二移動模組分別連接於第一鏡頭110以及第二鏡頭120。第一移動模組適於移動或傾斜第一鏡頭110，且第二移動模組適於移動或傾斜第二鏡頭120。換句話說，即在這些實施例中，可配置額外的移動模組130以移動第一鏡頭110，以使雙鏡頭皆可移動或傾斜，但本發明亦不限於此。

圖3為本發明另一實施例的雙鏡頭成像模組的側視示意圖。請參考圖3。本實施例的雙鏡頭成像模組100A類似於圖1所繪示的雙鏡頭成像模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中， 雙鏡頭成像模組100A還包括一光學元件150，可拆卸式地配置於透光基板140上。第二鏡頭120適於藉由移動模組130移動至光學元件150的有效光學路徑上。在本實施例中，光學元件150例如是中性灰度濾鏡(Neutral Density filter，ND filter)。因此，當第二鏡頭120藉由移動模組130移動至光學元件150下方時，第二鏡頭120所接收的光線可藉由先通過光學元件150而產生濾鏡的效果。

圖4為本發明另一實施例的雙鏡頭成像模組的側視示意圖。請參考圖4。本實施例的雙鏡頭成像模組100B類似於圖3所繪示的雙鏡頭成像模組100A。兩者不同之處在於，在本實施例中，光學元件150A例如是具有屈光度的至少一透鏡。因此，當第二鏡頭120藉由移動模組130移動至光學元件150A下方時，第二鏡頭120所接收的光線可藉由光學元件150A而產生具有不同收光視野(Field of View，FOV)的效果。在本實施例中，光學元件150A還可另外選用彩色濾光片或偏振片，用以達成不同的光學成像效果，本發明並不限於此。且在這些實施例中，光學元件150A可被簡單地經由操作而更換。如此一來，可依需求簡單地替換光學元件150A而獲得多種不同的光學成像效果。

圖5為本發明另一實施例的雙鏡頭成像模組的側視示意圖。圖6A及圖6B分別為圖5中部份深度辨識模組的俯視示意圖。圖7為本發明圖5中第一鏡頭在離焦時的成像示意圖。請參考圖5至圖7。本實施例的雙鏡頭成像模組100C類似於圖2A所繪示的 雙鏡頭成像模組100。兩者不同之處在於，在本實施例中，雙鏡頭成像模組100C還包括一深度辨識模組160，配置於第一鏡頭110。在本實施例中，深度辨識模組160為複數光圈切換模組，用以切換出不同的光圈以改變第一鏡頭110為攝影功能或感測深度功能。具體而言，深度辨識模組160包括一第一光圈162、一第二光圈164以及一切換元件166。第一光圈162為具有一遮光圖案A的特殊光圈，如圖6A所繪示。在本實施例中，遮光圖案A為非對稱圖案，且遮光圖案A由遮光薄膜所構成，然本發明並不限制遮光圖案A的形成材料、形狀、大小或數量。

第二光圈164為一般攝影使用的光圈，如圖6B所繪示。切換元件166適於切換第一光圈162與第二光圈164至第一鏡頭110的有效光學路徑上，然本發明亦不限制切換元件166的形式與種類。當切換元件166切換具有遮光圖案A的第一光圈162至第一鏡頭110的有效光學路徑上時，可藉由第一鏡頭110的自動對焦系統將第一鏡頭110進行離焦擷取影像。由於第一光圈162具有遮光圖案A，因此在離焦狀態所擷取到的影像將會顯示出遮光圖案A，如圖7所繪示。擷取影像所顯示出的圖案大小依據不同離焦位置而有所不同。換句話說，當第一光圈162切換至第一鏡頭110的有效光學路徑上時，第一鏡頭110即可作為深度感測器使用。如此一來，可藉由單顆鏡頭改變對焦狀態而獲得影像的深度資訊，進而進一步優化立體圖像。在一實施例中，第一鏡頭110的自動對焦元件可電性連接深度辨識模組160，進而被動式地測量 深度。如此一來，可進一步達到省電效果。

圖8為本發明一實施例的雙鏡頭成像模組擷取方法的步驟流程圖。請參考圖2B及圖8。本實施例提供一種雙鏡頭成像模組擷取方法，至少可應用於圖2B所顯示的雙鏡頭成像模組100，故以下說明將以於圖2B所顯示的雙鏡頭成像模組100為例說明，但本發明並不限於此。在本實施例中，首先執行步驟200，藉由第一鏡頭110及第二鏡頭120分別擷取出一第一影像及一第二影像。接著，在上述步驟之後，執行步驟S210，依據第一影像及第二影像形成一立體影像。意即，將第一鏡頭110及第二鏡頭120分別擷取出的影像作為左影像與右影像後，將左影像與右影像結合為具有深度資訊的立體影像。

接著，在上述步驟之後，執行步驟S220，調控第一鏡頭110以取得一優化資料。舉例而言，在一實施例中，可先改變第一鏡頭110的焦距，再以第一鏡頭110擷取出一離焦影像。最後，依據離焦影像取得優化資料。在一些實施例中，亦可操作第二鏡頭120以同樣方式擷取出離焦影像，本發明並不限於此。又舉例而言，在另一實施例中，可切換具有一遮光圖案的一光圈至第一鏡頭110的有效光學路徑上，再以第一鏡頭110擷取出一離焦影像。最後，辨識離焦影像的圖案變化以測得優化資料。

接著，在上述步驟之後，執行步驟S230，依據優化資料與立體影像形成一優化立體影像。具體而言，在本實施例中，先依據立體影像取得一深度資料，再依據優化資料修改深度資料以 形成優化立體影像。其中依據立體影像取得深度資料的方法可由上述移動第二鏡頭120的方式中獲得足夠的教示，故在此不再贅述。

綜上所述，在本發明的雙鏡頭成像模組及其擷取方法中，第一鏡頭為具有自動對焦功能的鏡頭，且第二鏡頭連接移動模組以進行移動或傾斜而改變與第一鏡頭之間的間距。因此，可使雙鏡頭成像模組能拍攝工作距離較近或較遠的物體，同時適於雙眼間距不同的使用者。此外，雙鏡頭成像模組也可藉由移動第二鏡頭而在不同位置上截取多個影像，以獲得可顯示立體效果的立體圖像或立體影像。如此一來，可提升雙鏡頭成像模組工作距離的範圍，且使立體成像獲得良好的顯示效果。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:雙鏡頭成像模組

110:第一鏡頭

120:第二鏡頭

130:移動模組

132:驅動元件

134:搭載元件

140:透光基板

D2:間距

Claims (10)

1. 一種雙鏡頭成像模組，適用於一電子裝置，包括：一第一鏡頭；一第二鏡頭；一透光基板，配置以覆蓋該第一鏡頭及該第二鏡頭；一移動模組，連接於該第二鏡頭，適於移動或傾斜該第二鏡頭，其中該第一鏡頭為具有自動對焦功能的鏡頭，該雙鏡頭成像模組的工作距離適於依據該第一鏡頭與該第二鏡頭的間距改變；以及一光學元件，可拆卸式地配置於該透光基板上，該第二鏡頭適於藉由該移動模組移動至該光學元件的有效光學路徑上。
2. 如申請專利範圍第1項所述的雙鏡頭成像模組，其中該透光基板的表面與該電子裝置外型的表面切齊。
3. 如申請專利範圍第1項所述的雙鏡頭成像模組，其中該光學元件為具有屈光度的至少一透鏡、中性灰度濾鏡、彩色濾光片或偏振片。
4. 如申請專利範圍第1項所述的雙鏡頭成像模組，其中該移動模組包括一驅動元件以及一搭載元件，該驅動元件連接於該搭載元件，且該第二鏡頭配置於該搭載元件上，該驅動元件適於驅動該搭載元件以移動或傾斜該第二鏡頭。
5. 如申請專利範圍第1項所述的雙鏡頭成像模組，其中該移動模組為線性馬達驅動模組、音圈馬達驅動模組、形狀記憶合金組件、壓電材料模組或霍爾傳感器。
6. 如申請專利範圍第1項所述的雙鏡頭成像模組，其中該移動模組包括一第一移動模組以及一第二移動模組，該第一移動模組及該第二移動模組分別連接於該第一鏡頭以及該第二鏡頭，該第一移動模組適於移動或傾斜該第一鏡頭，且該第二移動模組適於移動或傾斜該第二鏡頭。
7. 如申請專利範圍第1項所述的雙鏡頭成像模組，還包括：一深度辨識模組，配置於該第一鏡頭，該深度辨識模組包括一第一光圈、一第二光圈以及一切換元件，該切換元件適於切換該第一光圈與該第二光圈至該第一鏡頭或該第二鏡頭有效光學路徑上，該第一光圈具有一遮光圖案。
8. 如申請專利範圍第7項所述的雙鏡頭成像模組，其中該第一鏡頭還包括一自動對焦元件，且該自動對焦元件電性連接該深度辨識模組。
9. 如申請專利範圍第7項所述的雙鏡頭成像模組，其中該遮光圖案由遮光薄膜所構成。
10. 如申請專利範圍第7項所述的雙鏡頭成像模組，其中該遮光圖案為非對稱圖案。

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