CN103353677A - 成像装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种成像装置及方法，所述装置包括：成像透镜模块，用于对至少一个对象进行成像，包括多个成像参数可调的子区域；位置传感模块，用于获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息；信息处理模块，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数；透镜调节模块，用于根据所述确定的成像参数对所述成像透镜模块的对应子区域进行成像参数的调节。本发明可以同时针对视场中不同距离的多个目标对象所对应的区域分别进行成像参数的调节，使得用户可以轻松舒适的分别观看视场中的不同距离的对象，提高用户体验。

Description

成像装置及方法
技术领域
本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种成像装置及方法。
背景技术
穿戴式设备逐渐被大众所接受，例如谷歌眼镜，智能手表等，这些电子化智能设备将为人们的生活带来更多便利。
传统近视或远视眼镜通过在存在屈光不正的人眼前面增加一片固定焦距的凹透镜或一片凸透镜来矫正因各种原因导致的屈光度不正问题。但传统眼镜存在验光配镜麻烦，只能针对一定距离范围矫正等问题。对于该一定距离以外的范围的物体，用户可能会无法得到清晰的像而感到视觉模糊；或者看起来很费劲，容易出现眼睛疲劳的情况。
基于上述情况，出现了一个镜片上有多个不同焦距的多焦点眼镜，以同时存在老花和近视的眼睛所佩戴的眼镜为例，其镜片的上部为近视镜，用于帮助用户清晰的观看远处的物体；镜片的下部为远视镜，用于帮助用户清晰的观看近处的物体。但是，这样用户必须通过镜片的上部看远处、下部看近处，例如必须低头看远处较低的物体、抬头看近处较高的物体；或者必须手动调节眼镜的位置，因此使用起来比较麻烦。
同样，对于健康的人眼以及例如照相机、摄像机等的成像记录装置来说，也无法获得视场范围内所有距离物体的清晰像。例如健康的人眼在看离眼睛很近的物体时，也会发生无法看清或眼睛疲劳等情况。
在一些文献中，例如公开号为US4572616A和US20070211207A1的美国专利申请、以及光学快讯2004年第12卷第11期第2494-2500页，名称为“可调微透镜阵列”（"Tunable microdoublet lens array",Optics Express,Vol.12,Issue11,pp.2494-2500(2004)）的论文中记载了一种电子可调焦距的透镜及透镜阵列，可以对透镜的焦距进行调节，但是对于视场中有多个不同深度不同的物体时，透镜无法快速在不同的焦距之间进行切换。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种成像装置及方法，使得成像接收方可以舒适的接收到不同距离对象的清晰图像，提高用户体验。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种成像装置，包括：
成像透镜模块，用于对至少一个对象进行成像，包括多个成像参数可调的子区域；
位置传感模块，用于获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息；
信息处理模块，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数；
透镜调节模块，用于根据所述确定的成像参数对所述成像透镜模块的对应子区域进行成像参数的调节。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述信息处理模块包括：
屈光校对单元，用于对成像接收方分别获取多个距离对象的期望图像时对应的成像参数进行学习，得到与所述成像接收方对应的屈光校对信息。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述成像接收方为用户的眼睛。
结合第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述信息处理模块包括：
成像参数计算单元，用于根据每个对象相对于所述成像透镜模块的距离以及所述屈光校对信息计算每个对象对应子区域的成像参数。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述成像参数计算单元还包括插值计算子单元，用于通过二维插值算法获得与各对象对应的子区域之间的其它子区域的成像参数。
结合第一方面、第一方面的第一种至第四种中的任一个可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述信息处理模块包括：
距离计算单元，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息计算所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块的距离。
结合第一方面、第一方面的第一种至第五种中的任一个可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述信息处理模块包括：
子区域确定单元，用于确定所述成像透镜模块上与对象对应的子区域。
结合第一方面、第一方面的第一种至第六种中的任一个可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，所述信息处理模块包括：
成像接收方校对单元，用于确定所述成像透镜模块、位置传感模块以及成像接收方的相对位置关系。
结合第一方面、第一方面的第一种至第七种中的任一个可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，所述信息处理模块包括：
运动姿态分析处理元，用于根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数。
结合第一方面的第八种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，所述运动姿态分析处理单元包括：
运动轨迹预测调整子单元，用于根据所述成像装置与对象的相对运动姿态信息以及对象在当前时刻对应子区域的成像参数预测所述对象下一时刻对应的子区域的成像参数。
结合第一方面的第八种或第九种可能的实施方式，在第十种可能的实施方式中，所述运动姿态分析单元包括：
第一运动调整子单元，用于在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成设定的常用成像参数。
结合第一方面的第八种或第九种可能的实施方式，在第十一种可能的实施方式中，所述运动姿态分析单元包括：
第二运动调整子单元，用于在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成前一时刻成像透镜模块各子区域成像参数的平均值。
结合第一方面、第一方面的第八种至第十一种中的任一个可能的实施方式，在第十二种可能的实施方式中，所述成像装置还包括：
运动姿态传感模块，用于获取所述成像装置的运动姿态信息。
结合第一方面的第十二种可能的实施方式，在第十三种可能的实施方式中，所述成像装置的运动姿态信息包括：所述成像装置与对象的相对运动姿态信息和/或成像装置的运动速度信息。
结合第一方面、第一方面的第一种至第十三种中的任一个可能的实施方式，在第十四种可能的实施方式中，所述信息处理模块还包括：
历史信息平滑单元，用于根据各子区域成像参数的历史信息对每个子区域的当前成像参数进行时间上的平滑处理。
结合第一方面、第一方面的第一种至第十四种中的任一个可能的实施方式，在第十五种可能的实施方式中，所述信息处理模块还包括：
空间信息平滑单元，用于根据成像透镜模块各子区域的成像参数，对各子区域的成像参数进行空间上的平滑处理。
结合第一方面、第一方面的第一种至第十五种中的任一个可能的实施方式，在第十六种可能的实施方式中，所述成像透镜模块包括至少一片透镜。
结合第一方面、第一方面的第一种至第十六种中的任一个可能的实施方式，在第十七种可能的实施方式中，所述子区域的成像参数包括：子区域透镜的形状和/或折射率。
结合第一方面、第一方面的第一种至第十七种中的任一个可能的实施方式，在第十八种可能的实施方式中，所述成像透镜模块的子区域呈阵列分布。
结合第一方面的第十八种可能的实施方式，在第十九种可能的实施方式中，所述子区域呈矩形阵列分布。
结合第一方面的第十八种可能的实施方式，在第二十种可能的实施方式中，所述子区域呈辐射同心圆阵列分布。
结合第一方面、第一方面的第一种至第二十种中的任一个可能的实施方式，在第二十一种可能的实施方式中，所述位置传感模块包括：
深度传感单元，用于获取所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置深度信息。
结合第一方面、第一方面的第一种至第二十一种中的任一个可能的实施方式，在第二十二种可能的实施方式中，所述位置传感模块包括：
图像传感器，用于获取所述至少一个对象的图像信息。
结合第一方面、第一方面的第一种至第二十二种中的任一个可能的实施方式，在第二十三种可能的实施方式中，所述成像装置为眼镜。
第二方面，本发明提供了一种成像方法，包括：
获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息；
根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数；其中，所述成像透镜模块用于对至少一个对象进行成像，包括多个成像参数可调的子区域；
根据所述确定的成像参数对所述成像透镜模块的对应子区域进行成像参数的调节。
结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
对成像接收方分别获取多个距离对象的期望图像时对应的成像参数进行学习，得到与所述成像接收方对应的屈光校对信息。
结合第二方面的第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述成像接收方为用户的眼睛。
结合第二方面的第一种或第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
根据每个对象相对于所述成像透镜模块的距离以及所述屈光校对信息计算每个对象对应子区域的成像参数。
结合第二方面的第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，与各对象对应的子区域之间的其它子区域的成像参数通过二维插值算法获得。
结合第二方面、第二方面的第一种至第四种中的任一个可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息计算所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块的距离。
结合第二方面、第二方面的第一种至第五种中的任一个可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
确定所述成像透镜模块上与对象对应的子区域。
结合第二方面、第二方面的第一种至第六种中的任一个可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
确定所述成像透镜模块、位置传感模块以及成像接收方的相对位置关系。
结合第二方面、第二方面的第一种至第七种中的任一个可能的实施方式，在第八种可能的实施方式中，所述方法包括：
根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数。
结合第二方面的第八种可能的实施方式，在第九种可能的实施方式中，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
根据所述成像装置与对象的相对运动姿态信息以及对象在当前时刻对应子区域的成像参数预测所述对象下一时刻对应的子区域的成像参数。
结合第二方面的第八或第九种可能的实施方式，在第十种可能的实施方式中，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成设定的常用成像参数。
结合第二方面的第八种或第九种可能的实施方式，在第十一种可能的实施方式中，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成前一时刻成像透镜模块各子区域成像参数的平均值。
结合第二方面的第八种至第十一种中的任一个可能的实施方式，在第十二种可能的实施方式中，所述方法包括：获取所述成像装置的运动姿态信息的步骤。
结合第二方面的第十二种可能的实施方式，在第十三种可能的实施方式中，所述成像装置的运动姿态信息包括：所述成像装置与对象的相对运动姿态信息和/或成像装置的运动速度信息。
结合第二方面、第二方面的第一种至第十三种中的任一个可能的实施方式，在第十四种可能的实施方式中，所述方法包括：根据各子区域成像参数的历史信息对每个子区域的当前成像参数进行时间上的平滑处理。
结合第二方面、第二方面的第一种至第十四种中的任一个可能的实施方式，在第十五种可能的实施方式中，所述方法包括：
根据成像透镜模块各子区域的成像参数，对各子区域的成像参数进行空间上的平滑处理。
结合第二方面、第二方面的第一种至第十五种中的任一个可能的实施方式，在第十六种可能的实施方式中，所述成像透镜模块包括至少一片透镜。
结合第二方面、第二方面的第一种至第十六种中的任一个可能的实施方式，在第十七种可能的实施方式中，所述子区域的成像参数包括：子区域透镜的形状和/或折射率。
结合第二方面、第二方面的第一种至第十七种中的任一个可能的实施方式，在第十八种可能的实施方式中，所述成像透镜模块的子区域呈阵列分布。
结合第二方面的第十八种可能的实施方式，在第十九种可能的实施方式中，所述子区域呈矩形阵列分布。
结合第二方面的第十八种可能的实施方式，在第二十种可能的实施方式中，所述子区域呈辐射同心圆阵列分布。
结合第二方面、第二方面的第一种至第二十种中的任一个可能的实施方式，在第二十一种可能的实施方式中，所述获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息的步骤包括：
获取所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置深度信息。
结合第二方面、第二方面的第一种至第二十种中的任一个可能的实施方式，在第二十二种可能的实施方式中，所述获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息的步骤包括：
获取所述至少一个对象的图像信息。
本发明实施例的装置及方法通过具有多个成像参数可调的子区域的成像透镜模块根据对象相对于成像透镜模块的距离不同而对与对象对应的子区域的成像参数进行调节，使得成像接收方（例如用户的眼睛）可以方便的获得不同距离对象的清晰成像。
尤其对于具有屈光不正等问题的用户的眼睛来说，通过本发明实施例的装置及方法，可以解决观看不同距离的对象时由于屈光矫正不足（如近视眼看远处物体、远视眼看近处物体时）或过度（近视眼看近处物体、远视眼看远处物体时）等引起的视觉模糊和眼睛疲劳等问题；老视（老花）眼同时看近处和远处物体时由于晶状体调节范围缩小引起的视觉模糊和眼睛疲劳问题；以及散光、斜视等由于光轴偏移引起的视觉模糊和眼睛疲劳问题。
同时与能够整体调节焦距的透镜相比，本发明实施例的装置及方法不需要根据对象的距离不同而连续调节透镜的整体焦距，因此不会给用户带来眩晕等不良体验。
附图说明
图1为本发明实施例的一种成像装置的结构示意框图；
图2为本发明实施例的一种成像装置的应用示意图；
图3为本发明实施例的一种成像装置中成像透镜模块子区域划分的示意图；
图4为本发明实施例的一种成像装置获得的多个对象的深度图；
图5为本发明实施例的一种成像装置信息处理模块的结构示意图框图；
图6a为本发明实施例的一种获得对象在成像透镜模块上的投影的示意图；
图6b为本发明实施例的一种对象在成像透镜模块上对应的子区域的示意图；
图7为本发明实施例的一种成像装置根据成像装置与对象的相对运动姿态信息预测到在下一时刻对象对应子区域的示意图；
图8为本发明实施例的一种成像装置的信息处理模块的结构框图；
图9为本发明实施例的一种成像方法的流程示意图；
图10为本发明实施例的一种成像方法的步骤的流程示意图。
具体实施方式
本发明的方法及装置结合附图及实施例详细说明如下。
成像接收方对于焦距等成像参数的调节范围有限，以成像接收方为用户的眼睛为例（当然所述成像接收方还可以为摄像机、照相机等成像记录装置），例如视力正常的用户的眼睛会无法看清或者很费力才能看清离眼睛很近的对象，对于具有如近视、远视、老视、散光等屈光不正、以及斜视等问题的眼睛来说，其自身的调节范围更加有限。以眼睛其远、近视力均不正常的老视为例，为了看清对象，其经常处在调节的状态，很容易发生眼疲劳，虽然可以通过一般的眼镜来矫正，但是现有技术的眼镜比较难以同时对远方和近处的对象进行成像矫正。
因此，如图1所示，本发明实施例公开了一种成像装置100，包括：
成像透镜模块110，用于对至少一个对象进行成像，包括多个成像参数可调的子区域；这里的子区域可以是物理上独立的子区域、也可以是对物理上是一个整体的成像透镜模块进行逻辑上划分得到的逻辑上的子区域；
位置传感模块120，用于获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息；
信息处理模块130，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定所述成像透镜模块110上对应子区域的成像参数；
透镜调节模块140，用于根据所述确定的成像参数对所述成像透镜模块110的对应子区域进行成像参数的调节。
成像接收方可以透过成像透镜模块110上对应的子区域得到对象的期望图像。
通过本发明实施例的成像装置，可以同时针对视场中不同距离的多个目标对象所对应的区域分别进行成像参数的调节，使得用户可以轻松舒适的分别观看视场中的不同距离的对象，提高用户体验。
如图2所示，在本发明实施例的实施方式中，以成像装置100为眼镜（这里的眼镜除了常见的眼镜之外，也有可能为例如头盔目镜、驾驶前挡风玻璃等光学设备）、所述成像接收方200为用户的眼睛所述对象包括距离成像装置100从远到近的三角形对象300a、矩形对象300b以及椭圆对象300c为例进行说明，其中眼镜每侧的镜片分别是一个成像透镜模块110。
如图3所示，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述成像透镜模块110包括至少一片透镜。这里以每个成像透镜模块110仅包括一片透镜为例进行说明。
在本发明实施例优选的实施方式中，所述子区域111的成像参数包括：子区域111透镜的形状和/或折射率。
在本实施方式中，对子区域111成像参数的调节例如可以为，对子区域111透镜的曲率进行调整以改变子区域111的焦距；对子区域111透镜的折射率进行调整以改变子区域111的焦距。此外，对于散光用户来说，可以将子区域111透镜的表面调整成圆柱面以对散光进行矫正；对于斜视用户来说，可以将子区域111透镜的表面调整成棱柱面以对斜视进行矫正。当然，在本发明实施例的其它可能的实施方式中，所述成像透镜模块还可以包括两片及以上的透镜，此时，对于散光或斜视用户来说，分别将一片透镜的子区域111调整成圆柱面或棱柱面即可。
在本实施方式中，优选地，所述成像透镜模块的子区域111呈阵列分布。优选地，将成像透镜组的成像面进行网格状分割得到所述多个子区域111。所述多个子区域111的大小可以是一致的，也可以是不同的，一般而言，子区域111的划分越精细，调节的精度会越高。
优选地，如图3中眼镜左侧的成像透镜模块110所示，所述子区域111呈矩形阵列分布。在本实施方式中，各子区域111的大小相同并且行列对齐设置；在其它实施方式中，所示子区域阵列的行列也可以是错开设置的。
优选地，如图3中眼镜右侧的成像透镜模块110所示，所述子区域111呈辐射同心圆（由若干同心圆112以及径向连接相邻同心圆112的若干辐射线113构成）阵列分布。在本实施例中，所示辐射同心圆的辐射线113对齐设置，在其它实施例中，每相邻两个同心圆112之间的辐射线113也可以不对齐设置。
在本实施方式的图3中为了描述需要，将两种不同子区域分布的成像透镜组110放在同一副眼镜中，在实际应用时，一般一副眼镜的左右两个成像透镜组的子区域分布是相同或相似的。
当然，本领域的技术人员可以得知，除了上述的矩形阵列和辐射同心圆阵列以外，所述子区域还可以以其它方式的阵列或非阵列分布。
在本发明实施例的一种可能的实施方式中，优选地，所述位置传感模块120包括：深度传感单元，用于获取所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置深度信息。
在本发明实施例的一种可能的实施方式中，所示深度传感单元为深度检测器。如图4所示为深度检测器获得的不同距离的对象的深度图。一般可以通过颜色表示对象的距离，如越远的对象颜色越深，本实施方式中以点的密集程度表示对象的距离，越远的对象填充的点越密集。可以看出：右侧椭圆对象300c距离成像装置最近、三角形对象300a距离成像装置最远、矩形对象300b在以上二者之间。因此，所述深度图记录了对象的位置和深度信息。
在本发明实施例的其它实施方式中，所述位置传感模块120也可能包括：
图像传感器，用于获取所述至少一个对象的图像信息。
可以根据对象的图像信息获得对象的位置深度信息，例如：如果所述图像传感器为双目图像传感器，则可以根据双目图像传感器分别得到的图像信息得到对象的位置深度信息；此外，还可以从图像信息中获得的对象的特征信息（目标识别及已知大小等，如蓝天、白云、山峰、树林等通常是远景，书本、计算机屏幕、手机等通常是近景，电视屏幕，道路等通常是中景）和/或对象的清晰程度信息和对焦距离等得到对象相对于成像透镜模块的距离（例如已知图像传感器的对焦距离，而图像中清晰的图像则是在对焦距离附近的位置），根据对象的图像信息获得对象的位置深度信息为已有技术，因此这里不再赘述。
如图5所示，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述信息处理模块130包括：
成像接收方校对单元131，用于确定所述成像透镜模块110、位置传感模块120以及成像接收方200（例如左右眼瞳孔）的相对位置关系。本实施方式中，通过成像接收方校对单元131可以对成像透镜模块110、位置传感模块120以及成像接收方200的相对位置关系进行精确的校正，以获得更加精确的成像参数；但是在本发明实施例的其它实施方式中，由于成像透镜模块110与位置传感模块120的位置在成像装置完成时即为固定的，同时成像接收方200相对于成像透镜模块110的位置可以预测出来（例如眼镜的镜片到眼睛的距离一般是可以估算的，不会有太大偏差），因此也可以不再所述信息处理模块130中包括所述成像接收方校对单元131。
屈光校对单元132，用于对成像接收方200分别获取多个距离对象的期望图像时对应的成像参数进行学习，得到与所述成像接收方对应的屈光校对信息。这里的期望图像例如可以是对象的清晰图像或较为清晰的图像。当成像接收方200为眼睛时，这里的期望图像可以为用户的眼睛比较舒适的观看到的对象的清晰或较为清晰的图像，即用户观看到对象的清晰图像时，眼睛不用过度自我调节，不易疲劳。
如表一所示为本实施方式得到的与本实施例的成像接收方对应的针对一个近视用户的屈光校对信息表示例。这里的目标距离为对象与成像装置的距离（在其它实施方式中，所述还可以选取对象与成像接收方的距离作为目标距离），所述最佳屈光度为用户的眼睛在所述目标距离舒适的观看到对象的清晰图像时需要成像透镜模块对应区域达到的屈光度。在本发明的其它实施例中，所述屈光校对信息可能还包括例如针对散光或斜视等其它屈光不正的光学参数信息。
表一：屈光校对信息表示例
目标距离 0.1m 0.2m 0.5m 1m 10m 50m 100m 无穷远
最佳屈光度 -0.5 -2.5 -5.5 -5.75 -6.00 -6.25 -6.50 -6.75
例如，假设对象与成像装置之间的距离为1m，则与对象对应的子区域的成像参数则与-5.75屈光度对应；假设对象与成像装置之间的距离为0.8m，则可以根据0.5m和1m对应的最佳屈光度通过插值方法得到0.8m的距离对应的最佳屈光度，再进而得到对应子区域的成像参数。本领域的技术人员可以知道，用于进行成像接收方对应成像参数学习的对象的距离的颗粒度越小，得到的屈光校对信息越多，通过所述屈光校对信息得到需要的子区域的成像参数的准确度就越高。
距离计算单元133，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息计算所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块110的距离。这里所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块110的距离可以直接从所述位置信息获得，例如所述位置信息为深度传感单元得到的深度图信息，可以直接从该图中获得所述对象相对于所述成像透镜模块110的距离；此外，还可以通过例如光学传感器获得的对象的图像信息通过计算分析得到所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块110的距离，例如上面所述的通过对象的图像信息中的对象的特征信息和/或对象的清晰程度信息和对焦距离等得到对象相对于成像透镜模块110的距离。
子区域确定单元134，用于确定所述成像透镜模块上与对象对应的子区域111。如图6a所示，通过几何光学以及三角关系可以获得对象在成像透镜模块110上的投影，如图6b所示，根据所述对象的投影可以确定对象对应的子区域111。由图6b可以看出，对象可能仅与一个子区域111对应（如三角形对象300a），也可能与多个子区域111对应（如矩形对象300b和椭圆形对象300c）。
成像参数计算单元135，用于根据每个对象相对于所述成像透镜模块110的距离以及所述屈光校对信息计算每个对象对应子区域111的成像参数。本实施方式中，通过基于表一的查表法来计算每个对象的对应子区域111的成像参数。
优选地，在本实施方式中所述成像参数计算单元135还包括插值计算子单元，用于通过二维插值算法获得与各对象对应的子区域111之间的其它子区域111的成像参数，以产生平滑过渡效果。
在本实施方式中，为了防止成像透镜模块110上各子区域在时间和空间上的跳变，所述信息处理模块130还包括：
历史信息平滑单元136，用于根据各子区域111成像参数的历史信息对每个子区域111的当前成像参数进行时间上的平滑处理。
空间信息平滑单元137，用于根据成像透镜模块各子区域111的成像参数，对各子区域111的成像参数进行空间上的平滑处理。
为了避免用户在较高速度运动时，由于视场中的对象在不停的改变，使得成像装置的调整速度跟不上对象变化的速度而无法及时调整或者即使及时调整了也会给用户带来眩晕的感觉，优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，如图5所示，所述信息处理模块130还包括：
运动姿态分析处理元138，用于根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块110上对应子区域111的成像参数。
这里，所述成像装置的运动姿态信息包括：所述成像装置与对象的相对运动姿态信息和/或成像装置的运动速度信息。
优选地，在本实施方式中，可以在成像装置中增加运动姿态传感模块来获取所述成像装置的运动姿态信息。
优选地，所述运动姿态分析处理单元138包括：
运动轨迹预测调整子单元，用于根据所述成像装置与对象的相对运动姿态信息以及对象在当前时刻对应子区域111的成像参数预测所述对象下一时刻对应的子区域111的成像参数。
如图7所示，例如对象300a在当前时刻对应第一子区域111a，该第一子区域111a的焦距为A；所述运动轨迹预测调整子单元根据成像装置与对象的相对运动姿态信息预测到在下一时刻对象a对应第二子区域b，则得到所述第二子区域b的焦距也为A。
在本发明实施例的一个可能的实施方式中，优选的，所述运动姿态分析单元138包括：
第一运动调整子单元或第二运动调整子单元，用于在所述成像装置100的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块110各子区域的成像参数调节成设定的常用成像参数或前一时刻成像透镜模块110各子区域成像参数的平均值。这里的常用成像参数例如可以为用户舒适的观看常用距离对象时对应的成像参数。
如图8所示，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述信息处理模块800例如可以包括：
处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830、以及通信总线840。其中：
处理器810、通信接口820、以及存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。
通信接口820，用于进行网元通信。
处理器810，用于执行程序832，具体可以执行上述信息处理模块相应的功能。
具体地，程序832可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。
处理器810可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器830，用于存放程序832。存储器830可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。程序832具体可以包括：
屈光校对单元，用于对成像接收方分别获取多个距离对象的期望图像时对应的成像参数进行学习，得到与所述成像接收方对应的屈光校对信息；
距离计算单元，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息计算所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块的距离；
子区域确定单元，用于确定所述成像透镜模块上与对象对应的子区域；
成像参数计算单元，用于根据每个对象相对于所述成像透镜模块的距离以及所述屈光校对信息计算每个对象对应子区域的成像参数。
程序832中各单元的具体实现可以参见图5所示实施例中的相应单元，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
如图9所示，本发明实施例的一种可能的实施方式公开了一种成像方法，包括：
S110：获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息；
S120：根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数；其中，所述成像透镜模块用于对至少一个对象进行成像，包括多个成像参数可调的子区域，这里的子区域可以是物理上独立的子区域、也可以是对物理上是一个整体的成像透镜模块进行逻辑上划分得到的逻辑上的子区域；
S130：根据所述确定的成像参数对所述成像透镜模块的对应子区域进行成像参数的调节。
通过本发明实施例的成像装置，可以同时针对视场中不同距离的多个目标对象所对应的区域分别进行成像参数的调节，使得用户可以轻松舒适的分别观看视场中的不同距离的对象，提高用户体验。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述成像透镜模块包括至少一片透镜。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述子区域的成像参数包括：子区域透镜的形状和/或折射率。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述成像透镜模块的子区域呈阵列分布。优选地，所述子区域呈矩形阵列分布或所述子区域呈辐射同心圆阵列分布。
具体所述成像透镜模块的结构如上述装置实施例所述，此处不再赘述。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息的步骤包括：获取所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置深度信息。
在本发明实施例的其它可能的实施方式中，所述获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息的步骤包括：获取所述至少一个对象的图像信息。
本发明实施方式可以根据对象相对于成像装置的位置深度信息或对象的图像信息来获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息，具体的实施方式如上述装置实施例所述，此处不再赘述。
如图10所示，在本实施方式中，优选的，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
S131：对成像接收方分别获取多个距离对象的期望图像时对应的成像参数进行学习，得到与所述成像接收方对应的屈光校对信息；
S132：根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息计算所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块的距离；
S133：确定所述成像透镜模块上与对象对应的子区域；
S134：根据每个对象相对于所述成像透镜模块的距离以及所述屈光校对信息计算每个对象对应子区域的成像参数；优选地，与各对象对应的子区域之间的其它子区域的成像参数通过二维插值算法获得。
优选地，在本发明实施例的一种可能的实施方式中，所述步骤S130还包括：确定所述成像透镜模块、位置传感模块以及成像接收方的相对位置关系。
优选地，在本发明实施例的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：根据各子区域成像参数的历史信息对每个子区域的当前成像参数进行时间上的平滑处理。
优选地，在本发明实施例的一种可能的实施方式中，所述方法还包括：根据成像透镜模块各子区域的成像参数，对各子区域的成像参数进行空间上的平滑处理。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述方法还包括：获取所述成像装置的运动姿态信息的步骤。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述方法还包括：根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数。优选地，所述成像装置的运动姿态信息包括：所述成像装置与对象的相对运动姿态信息和/或成像装置的运动速度信息。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
根据所述成像装置与对象的相对运动姿态信息以及对象在当前时刻对应子区域的成像参数预测所述对象下一时刻对应的子区域的成像参数。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成设定的常用成像参数。
优选地，在本发明实施例的一个可能的实施方式中，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成前一时刻成像透镜模块各子区域成像参数的平均值。
上述各步骤的具体实施方式可以根据上述的装置实施例中对应的描述实施，此处不再赘述。
通过本发明的方法，使得用户观看真实场景时都能看到最清晰的效果。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (47)

1.一种成像装置，其特征在于，包括：
成像透镜模块，用于对至少一个对象进行成像，包括多个成像参数可调的子区域；
位置传感模块，用于获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息；
信息处理模块，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数；
透镜调节模块，用于根据所述确定的成像参数对所述成像透镜模块的对应子区域进行成像参数的调节。
2.如权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块包括：
屈光校对单元，用于对成像接收方分别获取多个距离对象的期望图像时对应的成像参数进行学习，得到与所述成像接收方对应的屈光校对信息。
3.如权利要求2所述的成像装置，其特征在于，所述成像接收方为用户的眼睛。
4.如权利要求2或3所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块包括：
成像参数计算单元，用于根据每个对象相对于所述成像透镜模块的距离以及所述屈光校对信息计算每个对象对应子区域的成像参数。
5.如权利要求4所述的成像装置，其特征在于，所述成像参数计算单元还包括插值计算子单元，用于通过二维插值算法获得与各对象对应的子区域之间的其它子区域的成像参数。
6.如权利要求1至5中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块包括：
距离计算单元，用于根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息计算所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块的距离。
7.如权利要求1至6中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块包括：
子区域确定单元，用于确定所述成像透镜模块上与对象对应的子区域。
8.如权利要求1至7中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块包括：
成像接收方校对单元，用于确定所述成像透镜模块、位置传感模块以及成像接收方的相对位置关系。
9.如权利要求1至8中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块包括：
运动姿态分析处理元，用于根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数。
10.如权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述运动姿态分析处理单元包括：
运动轨迹预测调整子单元，用于根据所述成像装置与对象的相对运动姿态信息以及对象在当前时刻对应子区域的成像参数预测所述对象下一时刻对应的子区域的成像参数。
11.如权利要求9或10所述的成像装置，其特征在于，所述运动姿态分析单元包括：
第一运动调整子单元，用于在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成设定的常用成像参数。
12.如权利要求9或10所述的成像装置，其特征在于，所述运动姿态分析单元包括：
第二运动调整子单元，用于在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成前一时刻成像透镜模块各子区域成像参数的平均值。
13.如权利要求9至12中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置还包括：
运动姿态传感模块，用于获取所述成像装置的运动姿态信息。
14.如权利要求13所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置的运动姿态信息包括：所述成像装置与对象的相对运动姿态信息和/或成像装置的运动速度信息。
15.如权利要求1至14中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块还包括：
历史信息平滑单元，用于根据各子区域成像参数的历史信息对每个子区域的当前成像参数进行时间上的平滑处理。
16.如权利要求1至15中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述信息处理模块还包括：
空间信息平滑单元，用于根据成像透镜模块各子区域的成像参数，对各子区域的成像参数进行空间上的平滑处理。
17.如权利要求1至16中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述成像透镜模块包括至少一片透镜。
18.如权利要求1至17中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述子区域的成像参数包括：子区域透镜的形状和/或折射率。
19.如权利要求1至18中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述成像透镜模块的子区域呈阵列分布。
20.如权利要求19所述的成像装置，其特征在于，所述子区域呈矩形阵列分布。
21.如权利要求19所述的成像装置，其特征在于，所述子区域呈辐射同心圆阵列分布。
22.如权利要求1至21中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述位置传感模块包括：
深度传感单元，用于获取所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置深度信息。
23.如权利要求1至22中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述位置传感模块包括：
图像传感器，用于获取所述至少一个对象的图像信息。
24.如权利要求1至23中任一项所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置为眼镜。
25.一种成像方法，其特征在于，包括：
获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息；
根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数；其中，所述成像透镜模块用于对至少一个对象进行成像，包括多个成像参数可调的子区域；
根据所述确定的成像参数对所述成像透镜模块的对应子区域进行成像参数的调节。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
对成像接收方分别获取多个距离对象的期望图像时对应的成像参数进行学习，得到与所述成像接收方对应的屈光校对信息。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述成像接收方为用户的眼睛。
28.如权利要求26或27所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
根据每个对象相对于所述成像透镜模块的距离以及所述屈光校对信息计算每个对象对应子区域的成像参数。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，与各对象对应的子区域之间的其它子区域的成像参数通过二维插值算法获得。
30.如权利要求25至29中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息计算所述至少一个对象相对于所述成像透镜模块的距离。
31.如权利要求25至30中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
确定所述成像透镜模块上与对象对应的子区域。
32.如权利要求25至31中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息确定成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括：
确定所述成像透镜模块、位置传感模块以及成像接收方的相对位置关系。
33.如权利要求25至32中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数。
34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
根据所述成像装置与对象的相对运动姿态信息以及对象在当前时刻对应子区域的成像参数预测所述对象下一时刻对应的子区域的成像参数。
35.如权利要求33或34所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成设定的常用成像参数。
36.如权利要求33或34所述的方法，其特征在于，所述根据所述成像装置的运动姿态信息确定所述成像透镜模块上对应子区域的成像参数的步骤包括:
在所述成像装置的运动速度超过设定阈值时，将所述成像透镜模块各子区域的成像参数调节成前一时刻成像透镜模块各子区域成像参数的平均值。
37.如权利要求33至36中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：获取所述成像装置的运动姿态信息的步骤。
38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述成像装置的运动姿态信息包括：所述成像装置与对象的相对运动姿态信息和/或成像装置的运动速度信息。
39.如权利要求25至38中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：根据各子区域成像参数的历史信息对每个子区域的当前成像参数进行时间上的平滑处理。
40.如权利要求25至39中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
根据成像透镜模块各子区域的成像参数，对各子区域的成像参数进行空间上的平滑处理。
41.如权利要求25至40中任一项所述的方法，其特征在于，所述成像透镜模块包括至少一片透镜。
42.如权利要求25至41中任一项所述的方法，其特征在于，所述子区域的成像参数包括：子区域透镜的形状和/或折射率。
43.如权利要求25至42中任一项所述的方法，其特征在于，所述成像透镜模块的子区域呈阵列分布。
44.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述子区域呈矩形阵列分布。
45.如权利要求43所述的方法，其特征在于，所述子区域呈辐射同心圆阵列分布。
46.如权利要求25至45中任一项所述的方法，其特征在于，所述获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息的步骤包括：
获取所述至少一个对象相对于所述成像装置的位置深度信息。
47.如权利要求25至45中任一项所述的方法，其特征在于，所述获得至少一个对象相对于所述成像装置的位置信息的步骤包括：
获取所述至少一个对象的图像信息。
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