影像撷取装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种影像撷取装置与方法。其中影像撷取装置包括影像传感器，用以检测入射光以产生相应的已撷取的影像；透镜，用以向影像传感器导入场景的入射光；调节机构，当影像撷取装置撷取场景时，调节机构用以在与透镜的光轴方向垂直的方向上，调节影像传感器与透镜之间的相对位置；以及控制器，用以控制该影像传感器在该影像传感器与该透镜之间不同的相对位置，产生该场景的多个已撷取的影像。本发明专利技术的影像撷取装置与方法能降低立体相机的尺寸和成本，以及能与单透镜的普通二维影像撷取系统兼容。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术有关于一种撷取影像的装置与方法，更特别地，有关于一种撷取场景影像 的装置与方法。
技术介绍
可提供三维视觉效果的二维影像产品已成为视觉艺术领域的长期目标。图1是人 类的深度识别(cbpth perception)如何建立三维视觉的示意图。立体视觉要求两只眼睛 通过重叠的视野范围去观看场景。例如，如图1所示，首先，每只眼睛从轻微不同的角度去 观看影像，并将该影像点(image point)聚焦在视网膜之上。然后，在人类大脑中组合该两 个二维视网膜影像，以形成三维视觉。影像点的视差(Clisparity)D是指由左眼及右眼所观 看的影像点的影像位置的差值，该视差D是由特定的两眼间距所导致，人类大脑将该 视差D 解释为与该影像点相关的深度信息。S卩，当该影像点为近时，屏幕平面的视差D为大；然而， 当该影像点为远时，屏幕平面的视差D为小。更特别地是，由人类大脑所解释的视差与影像 点的深度成反比，即，视差~ 1/深度。为了导出可提供三维视觉的二维影像，传统的立体影像撷取装置配置有多个透 镜。例如，传统的双透镜立体相机具有一个左透镜和一个右透镜，其中在场景的已撷取的左 影像产物中使用左透镜，在该相同场景的已撷取的右影像产物中使用右透镜。除左透镜和 右透镜之外，传统的双透镜立体相机需要一个同步系统，用以获得该已撷取的左影像与该 已撷取的右影像的同步产物。由于透镜在相机的尺寸和成本方面占据相当大的比例，因而 很难减少传统的双透镜立体相机的尺寸和成本。此外，由于双透镜立体相机具有两个透镜， 因此与只具有一个透镜的普通二维影像撷取系统不兼容。因此，需要设计一个单透镜影像撷取装置，用以产生撷取场景的立体内容的影像。
技术实现思路
为解决传统的立体相机的尺寸和成本难以降低，以及与单透镜的普通二维影像撷 取系统不兼容的技术问题，本专利技术提供一种撷取影像的装置与方法。本专利技术的一个目的是提供一种影像撷取装置，该影像撷取装置包括影像传感器， 用以检测入射光以产生相应的已撷取的影像；透镜，用以向影像传感器导入场景的入射光； 调节机构，当影像撷取装置撷取场景时，调节机构用以在与透镜的光轴方向垂直的方向上， 调节影像传感器与透镜之间的相对位置；以及控制器，用以控制该影像传感器在该影像传 感器与该透镜之间不同的相对位置产生该场景的多个已撷取的影像。本专利技术的另一目的是提供一种影像撷取方法，该影像撷取方法包括当撷取场景 时，在与透镜的光轴方向垂直的方向上，调节影像传感器与透镜之间的相对位置，其中，影 像传感器用以检测入射光，以产生相应的已撷取的影像，且透镜用以向影像传感器导入场 景的入射光；控制该影像传感器在该影像传感器与该透镜之间不同的相对位置产生该场景 的多个已撷取的影像。本专利技术所提供的能降低立体相机的尺寸和成本，以及能与单透镜的普通二维影像撷取系统兼容。附图说明图1是人类的深度识别如何建立三维视觉的示意图；图2是本专利技术的影像撷取装置的第一实施例的方块图；图3是当影像撷取装置撷取场景时，调节影像传感器与透镜之间的相对位置的示 意图；图4是当影像撷取装置撷取场景时，调节影像传感器与透镜之间的相对位置的示 意图；图5是本专利技术的第一实施例的影像撷取方法的流程图；图6是本专利技术的影像撷取装置的第二实施例的方块图；图7是本专利技术的影像撷取装置的第三实施例的方块图；图8是用于普通立体深度估计的最近深度的测量示意图；图9是用于普通立体深度估计的最远深度的测量示意图；图10是用于固定透镜的深度估计的最近深度的测量示意图；图11是用于固定透镜的深度估计的最远深度的测量示意图。具体实施例方式在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。所属
的技术 人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以 名称的差异作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异作为区分准则。在通篇说明 书及权利要求中所提及的“包含”为开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。此外，“耦 接” 一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。藉由以下的较佳实施例的叙述并配合 全文的图1至图11说明本专利技术，但以下叙述中的装置、组件与方法、步骤乃用以解释本发 明，而不应当用来限制本专利技术。简而言之，本专利技术的概念是当撷取该影像时，使用单个透镜，通过在与该透镜的光 轴方向大致垂直的方向上调节影像传感器和该透镜之间的相对位置，从而产生场景的多个 已撷取的影像。例如，为了撷取场景的立体内容，在水平方向上调节影像传感器和透镜之间 的相对位置，其中该水平方向与该透镜的光轴方向垂直，用以允许影像传感器产生已撷取 的左影像与已撷取的右影像。藉由以下的较佳实施例的叙述并配合全文的图2至图11更 清楚地阐释本专利技术的特征。图2是本专利技术的影像撷取装置的第一实施例的方块图。影像撷取装置200(例 如数字静止/视频相机)包括但不限于透镜202、影像传感器204、调节机构(adjusting mechanism) 206、控制器208以及后置处理器210。影像传感器204，例如CCD传感器或CMOS 传感器，用以检测入射光而产生相应的已撷取的影像。透镜202用以向影像传感器204导 入场景的入射光。当影像撷取装置200撷取场景时(即当用户按下快门时)，调节机构206 调节影像传感器204与透镜202之间的相对位置。例如，在与透镜202的光轴方向大致垂 直的方向上，调节机构206调节该相对位置。控制器208，用以控制影像传感器204在影像传感器204与透镜202之间不同的相对位置，产生场景的多个已撷取的影像。在一个实施例中，透镜202由浮动透镜实现，该浮动透镜可朝着与光轴方向大致 垂直的方向移动，而影像传感器204是固定的。因此，由于透镜202是可移动，调节机构206 可轻易实现在与透镜202的光轴方向大致垂直的方向上，调节影像传感器204与透镜202 之间的相对位置的目的。图3是当影像撷取装置200撷取场景时，调节影像传感器204与 透镜202之间的相对位置的示意图。在图3中，通过移动透镜202，调节机构206在水平方 向Dl上调节固定的影像传感器204与可移动的透镜202之间的相对位置，该水平方向Dl与 透镜202的光轴方向D2大致垂直。影像撷取装置200撷取时间交错(time-interleaved) 的左影像与右影像，以产生场景的立体内容。特别地是，当透镜202位于位置Pl时导出已 撷取的右影像，且当透镜202位于位置P2时导出已撷取的左影像。在另一个实施例中，影像传感器204由浮动影像传感器实现，该浮动影像传感器 可朝着与光轴方向垂直的方向移动。因此，由于影像传感器204是可移动，调节机构206可 轻易实现在与透镜202的光轴方向大致垂直的方向上，调节影像传感器204与透镜202之 间的相对位置的目的。图4是当影像撷取装置200撷取场景时，调节影像传感器204与透 镜202之间的相对位置的示意图。在图4中，调节机构206在水平方向Dl上调节可移动的 影像传感器204与固定的透镜202之间的相对位置，该水平方向Dl与透镜202的光轴方向 D2垂直，用以撷取时间交错的左影像与右影像，以产生场景的立体内容。特别地是，当影像 传感器204位于位置ΡΓ时导出已撷取的右影像，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影像撷取装置，包括：影像传感器，用以检测入射光以产生相应的已撷取的影像；透镜，用以向该影像传感器导入场景的该入射光；调节机构，当该影像撷取装置撷取该场景时，该调节机构用以在与该透镜的光轴方向垂直的方向上，调节该影像传感器与该透镜之间的相对位置；以及控制器，用以控制该影像传感器在该影像传感器与该透镜之间不同的相对位置，产生该场景的多个已撷取的影像。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈菀瑜，郭志辉，张毓麟，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]