CN112526801B

CN112526801B - 双镜头成像模块及其提取方法

Info

Publication number: CN112526801B
Application number: CN201910827078.3A
Authority: CN
Inventors: 陈昱翰; 张忠翔; 黄弘凯
Original assignee: HTC Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2019-09-03
Filing date: 2019-09-03
Publication date: 2022-01-25
Anticipated expiration: 2039-09-03
Also published as: CN112526801A

Abstract

本发明公开一种双镜头成像模块及其提取方法，其中所述双镜头成像模块适用于电子装置。双镜头成像模块包括第一镜头、第二镜头以及移动模块。移动模块连接于第二镜头，适于移动或倾斜第二镜头，其中第一镜头为具有自动对焦功能的镜头，双镜头成像模块的工作距离适于依据第一镜头与第二镜头的间距改变。

Description

双镜头成像模块及其提取方法

技术领域

本发明涉及一种光学成像模块及其提取方法，且特别是涉及一种双镜头成像模块及其提取方法。

背景技术

近年来，随着显示技术的不断进步，观赏者对于显示器的显示品质(如影像分辨率、色彩饱和度等)的要求也越来越高。然而，除了高影像分辨率以及高色彩饱和度之外，对于观赏者而言，显示器是否能够显示立体影像已逐渐成为购买上的考虑因素之一。然而在目前的手机、平板或头戴式显示器中，经常会因为装置尺寸上的限制而局限了镜头成像或摄影的工作距离。

除此之外，目前许多的图像信息也可带有深度信息而显示为立体影像。但是在目前的技术中，无法通过简单的构件进行立体成像或立体摄影，并且同时进行深度感测以获得深度信息及优化立体影像显示效果。

发明内容

本发明提供一种双镜头成像模块，可提升其工作距离的范围，且使立体成像获得良好的显示效果。

本发明提供一种双镜头成像模块，适用于电子装置，包括第一镜头、第二镜头以及移动模块。移动模块连接于第二镜头，适于移动或倾斜第二镜头，其中第一镜头为具有自动对焦功能的镜头，双镜头成像模块的工作距离适于依据第一镜头与第二镜头的间距改变。

在本发明的一实施例中，上述的双镜头成像模块还包括透光基板，配置以覆盖第一镜头及第二镜头。

在本发明的一实施例中，上述的透光基板的表面与电子装置外型的表面切齐。

在本发明的一实施例中，上述的双镜头成像模块还包括光学元件，可拆卸式地配置于透光基板上。第二镜头适于通过移动模块移动至光学元件的有效光学路径上。

在本发明的一实施例中，上述的光学元件为具有屈光度的至少一透镜、中性灰度滤镜、彩色滤光片或偏振片。

在本发明的一实施例中，上述的移动模块包括驱动元件以及搭载元件。驱动元件连接于搭载元件，且第二镜头配置于搭载元件上。驱动元件适于驱动搭载元件以移动或倾斜第二镜头。

在本发明的一实施例中，上述的移动模块为线性马达驱动模块、音圈马达驱动模块、形状记忆合金组件、压电材料模块或霍尔传感器。

在本发明的一实施例中，上述的移动模块包括第一移动模块以及第二移动模块。第一移动模块及第二移动模块分别连接于第一镜头以及第二镜头。第一移动模块适于移动或倾斜第一镜头，且第二移动模块适于移动或倾斜第二镜头。

在本发明的一实施例中，上述的双镜头成像模块还包括深度识别模块，配置于第一镜头。深度识别模块包括第一光圈、第二光圈以及切换元件。切换元件适于切换第一光圈与第二光圈至第一镜头或第二镜头有效光学路径上。第一光圈具有遮光图案。

在本发明的一实施例中，上述的第一镜头还包括自动对焦元件，且自动对焦元件电连接深度识别模块。

在本发明的一实施例中，上述的遮光图案由遮光薄膜所构成。

在本发明的一实施例中，上述的遮光图案为非对称图案。

本发明另提供一种双镜头成像模块提取方法，双镜头成像模块包括第一镜头以及第二镜头，双镜头成像模块提取方法包括：通过第一镜头及第二镜头分别提取出第一影像及第二影像；依据第一影像及第二影像形成立体影像；调控第一镜头或第二镜头以取得优化数据；以及依据优化数据与立体影像形成优化立体影像。

在本发明的一实施例中，上述调控第一镜头或第二镜头以取得优化数据的步骤包括：改变第一镜头的焦距；以第一镜头提取出离焦影像；以及依据离焦影像取得优化数据。

在本发明的一实施例中，上述调控第一镜头或第二镜头以取得优化数据的步骤包括：切换光圈至第一镜头的有效光学路径上；以第一镜头提取出离焦影像；以及识别离焦影像的图案变化以测得优化数据，其中光圈具有遮光图案。

在本发明的一实施例中，上述依据优化数据与立体影像形成优化立体影像的步骤包括：依据立体影像取得深度数据；以及依据优化数据修改深度数据以形成优化立体影像。

基于上述，在本发明的双镜头成像模块及其提取方法中，第一镜头为具有自动对焦功能的镜头，且第二镜头连接移动模块以进行移动或倾斜而改变与第一镜头之间的间距。因此，可使双镜头成像模块能拍摄工作距离较近或较远的物体，同时适于双眼间距不同的使用者。此外，双镜头成像模块也可通过移动第二镜头而在不同位置上截取多个影像，以获得可显示立体效果的立体图像或立体影像。如此一来，可提升双镜头成像模块工作距离的范围，且使立体成像获得良好的显示效果。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的电子装置的后视示意图；

图2A及图2B分别为本发明一实施例的双镜头成像模块移动镜头前后的侧视示意图；

图3为本发明另一实施例的双镜头成像模块的侧视示意图；

图4为本发明另一实施例的双镜头成像模块的侧视示意图；

图5为本发明另一实施例的双镜头成像模块的侧视示意图；

图6A及图6B分别为图5中部分深度识别模块的俯视示意图；

图7为本发明图5中第一镜头在离焦时的成像示意图；

图8为本发明一实施例的双镜头成像模块提取方法的步骤流程图。

符号说明

10：电子装置

100、100A、100B、100C：双镜头成像模块

110：第一镜头

120：第二镜头

130：移动模块

132：驱动元件

134：搭载元件

140：透光基板

150、150A：光学元件

160：深度识别模块

162：第一光圈

164：第二光圈

166：切换元件

A：遮光图案

D1、D2：间距

S200～S230：步骤

具体实施方式

图1为本发明一实施例的电子装置的后视示意图。请参考图1。本实施例提供一种双镜头成像模块100可被搭载于电子装置10，例如是智能型手机、平板、头戴式显示装置等，且可应用于立体成像、立体摄影、全景摄影、虚拟实境(Virtual Reality，VR)或扩增实境(Augmented Reality，AR)等技术中。本实施例以电子装置10为智能型手机为例说明，但本发明并不限于此。在本实施例中，双镜头成像模块100可被搭载于电子装置10中相对于显示面的一侧上，如图1所绘示。在本实施例中，双镜头成像模块100包括第一镜头110、第二镜头120以及移动模块130。

图2A及图2B分别为本发明一实施例的双镜头成像模块移动镜头前后的侧视示意图。请先参考图1及图2A。在本实施例中，双镜头成像模块100还包括透光基板140，用以配置覆盖第一镜头110以及第二镜头120，其中第一镜头110为具有自动对焦功能的镜头。在本实施例中，透光基板140的表面与电子装置10外型的表面切齐。举例而言，透光基板140为塑胶盖板，且其表面切齐于智能型手机的机壳表面，但本发明并不限于此。

移动模块130连接于第二镜头120。详细而言，移动模块130包括驱动元件132以及搭载元件134。驱动元件132连接于搭载元件134，且第二镜头120配置于搭载元件134上。在本实施例中，移动模块130为线性马达驱动模块。但在其他实施例中，移动模块130可选用音圈马达(Voice Coil Motor，VCM)驱动模块、形状记忆合金(Shape Memory Alloys，SMA)组件、压电材料模块或霍尔传感器(Hall effect sensor)，本发明并不限于此。

请先参考图1至图2B。在本实施例中，移动模块130可移动第二镜头120，以使第二镜头120与第一镜头110的距离由未移动之前的间距D1改变为移动后的间距D2，如图2A及图2B所绘示。具体而言，在本实施例中，驱动元件132适于驱动搭载元件134以移动第二镜头120。因此，第一镜头110与第二镜头120的间距改变将可使双镜头成像模块100能拍摄工作距离较近或较远的物体，同时适于双眼间距不同的使用者。此外，双镜头成像模块100也可通过移动第二镜头120而在不同位置上截取多个影像，以获得可显示立体效果的立体图像或立体影像。如此一来，可提升双镜头成像模块100工作距离的范围，且使立体成像获得良好的显示效果。

值得一提的是，在本实施例中，可搭配使用演算法进一步获得优化的立体影像。详细而言，可调整具有自动对焦功能的第一镜头110在非对焦处提取出离焦影像，再利用演算法比较离焦影像与先前在对焦处所获得对焦影像而得出优化数据。最后，使用演算法结合此优化数据至先前的立体影像中，以获得具有较佳深度信息的优化立体影像。如此一来，可通过离焦提取影像搭配演算法的运算获得具有较佳深度信息的优化立体成像。

在一些实施例中，依据不同种类的移动模块130，还可倾斜第二镜头120以改变其光轴角度，进而提升立体成像的显示效果，但本发明并不限于此。此外，在另一些实施例中，移动模块130可包括第一移动模块以及第二移动模块(未绘示)。第一移动模块及第二移动模块分别连接于第一镜头110以及第二镜头120。第一移动模块适于移动或倾斜第一镜头110，且第二移动模块适于移动或倾斜第二镜头120。换句话说，即在这些实施例中，可配置额外的移动模块130以移动第一镜头110，以使双镜头都可移动或倾斜，但本发明也不限于此。

图3为本发明另一实施例的双镜头成像模块的侧视示意图。请参考图3。本实施例的双镜头成像模块100A类似于图1所绘示的双镜头成像模块100。两者不同之处在于，在本实施例中，双镜头成像模块100A还包括光学元件150，可拆卸式地配置于透光基板140上。第二镜头120适于通过移动模块130移动至光学元件140的有效光学路径上。在本实施例中，光学元件140例如是中性灰度滤镜(Neutral Density filter，ND filter)。因此，当第二镜头120通过移动模块130移动至光学元件150下方时，第二镜头120所接收的光线可通过先通过光学元件150而产生滤镜的效果。

图4为本发明另一实施例的双镜头成像模块的侧视示意图。请参考图4。本实施例的双镜头成像模块100B类似于图3所绘示的双镜头成像模块100A。两者不同之处在于，在本实施例中，光学元件150A例如是具有屈光度的至少一透镜。因此，当第二镜头120通过移动模块130移动至光学元件150A下方时，第二镜头120所接收的光线可通过光学元件150A而产生具有不同收光视野(Field of View，FOV)的效果。在本实施例中，光学元件150A还可另外选用彩色滤光片或偏振片，用以达成不同的光学成像效果，本发明并不限于此。且在这些实施例中，光学元件150A可被简单地经由操作而更换。如此一来，可依需求简单地替换光学元件150A而获得多种不同的光学成像效果。

图5为本发明另一实施例的双镜头成像模块的侧视示意图。图6A及图6B分别为图5中部分深度识别模块的俯视示意图。图7为本发明图5中第一镜头在离焦时的成像示意图。请参考图5至图7。本实施例的双镜头成像模块100C类似于图2A所绘示的双镜头成像模块100。两者不同之处在于，在本实施例中，双镜头成像模块100C还包括深度识别模块160，配置于第一镜头110。在本实施例中，深度识别模块160为多个光圈切换模块，用以切换出不同的光圈以改变第一镜头110为摄影功能或感测深度功能。具体而言，深度识别模块160包括第一光圈162、第二光圈164以及切换元件166。第一光圈162为具有遮光图案A的特殊光圈，如图6A所绘示。在本实施例中，遮光图案A为非对称图案，且遮光图案A由遮光薄膜所构成，然而本发明并不限制遮光图案A的形成材料、形状、大小或数量。

第二光圈164为一般摄影使用的光圈，如图6B所绘示。切换元件166适于切换第一光圈162与第二光圈164至第一镜头110的有效光学路径上，然而本发明也不限制切换元件166的形式与种类。当切换元件166切换具有遮光图案A的第一光圈162至第一镜头110的有效光学路径上时，可通过第一镜头110的自动对焦***将第一镜头110进行离焦提取影像。由于第一光圈162具有遮光图案A，因此在离焦状态所提取到的影像将会显示出遮光图案A，如图7所绘示。提取影像所显示出的图案大小依据不同离焦位置而有所不同。换句话说，当第一光圈162切换至第一镜头110的有效光学路径上时，第一镜头110即可作为深度感测器使用。如此一来，可通过单颗镜头改变对焦状态而获得影像的深度信息，进而进一步优化立体图像。在一实施例中，第一镜头110的自动对焦元件可电连接深度识别模块160，进而被动式地测量深度。如此一来，可进一步达到省电效果。

图8为本发明一实施例的双镜头成像模块提取方法的步骤流程图。请参考图2B及图8。本实施例提供一种双镜头成像模块提取方法，至少可应用于图2B所显示的双镜头成像模块100，故以下说明将以于图2B所显示的双镜头成像模块100为例说明，但本发明并不限于此。在本实施例中，首先执行步骤200，通过第一镜头110及第二镜头120分别提取出第一影像及第二影像。接着，在上述步骤之后，执行步骤S210，依据第一影像及第二影像形成立体影像。意即，将第一镜头110及第二镜头120分别提取出的影像作为左影像与右影像后，将左影像与右影像结合为具有深度信息的立体影像。

接着，在上述步骤之后，执行步骤S220，调控第一镜头110以取得优化数据。举例而言，在一实施例中，可先改变第一镜头110的焦距，再以第一镜头110提取出离焦影像。最后，依据离焦影像取得优化数据。在一些实施例中，也可操作第二镜头120以同样方式提取出离焦影像，本发明并不限于此。又举例而言，在另一实施例中，可切换具有遮光图案的光圈至第一镜头110的有效光学路径上，再以第一镜头110提取出离焦影像。最后，识别离焦影像的图案变化以测得优化数据。

接着，在上述步骤之后，执行步骤S230，依据优化数据与立体影像形成优化立体影像。具体而言，在本实施例中，先依据立体影像取得深度数据，再依据优化数据修改深度数据以形成优化立体影像。其中依据立体影像取得深度数据的方法可由上述移动第二镜头120的方式中获得足够的教示，故在此不再赘述。

综上所述，在本发明的双镜头成像模块及其提取方法中，第一镜头为具有自动对焦功能的镜头，且第二镜头连接移动模块以进行移动或倾斜而改变与第一镜头之间的间距。因此，可使双镜头成像模块能拍摄工作距离较近或较远的物体，同时适于双眼间距不同的使用者。此外，双镜头成像模块也可通过移动第二镜头而在不同位置上截取多个影像，以获得可显示立体效果的立体图像或立体影像。如此一来，可提升双镜头成像模块工作距离的范围，且使立体成像获得良好的显示效果。

虽然结合以上实施例公开了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围应当以附上的权利要求所界定的为准。

Claims

1.一种双镜头成像模块，适用于电子装置，其特征在于，所述双镜头成像模块包括：

第一镜头；

第二镜头；

移动模块，连接于所述第二镜头，适于移动或倾斜所述第二镜头，其中所述第一镜头为具有自动对焦功能的镜头，所述双镜头成像模块的工作距离适于依据所述第一镜头与所述第二镜头的间距改变，所述移动模块包括第一移动模块以及第二移动模块，所述第一移动模块及所述第二移动模块分别连接于所述第一镜头以及所述第二镜头，所述第一移动模块适于移动或倾斜所述第一镜头，且所述第二移动模块适于移动或倾斜所述第二镜头；

透光基板，配置以覆盖所述第一镜头及所述第二镜头；以及

光学元件，可拆卸式地配置于所述透光基板上，所述第二镜头适于通过所述移动模块移动至所述光学元件的有效光学路径上。

2.如权利要求1所述的双镜头成像模块，其中所述透光基板的表面与所述电子装置外型的表面切齐。

3.如权利要求1所述的双镜头成像模块，其中所述光学元件为具有屈光度的至少一透镜、中性灰度滤镜、彩色滤光片或偏振片。

4.如权利要求1所述的双镜头成像模块，其中所述移动模块包括驱动元件以及搭载元件，所述驱动元件连接于所述搭载元件，且所述第二镜头配置于所述搭载元件上，所述驱动元件适于驱动所述搭载元件以移动或倾斜所述第二镜头。

5.如权利要求1所述的双镜头成像模块，其中所述移动模块为线性马达驱动模块、音圈马达驱动模块、形状记忆合金组件、压电材料模块或霍尔传感器。

6.如权利要求1所述的双镜头成像模块，还包括：

深度识别模块，配置于所述第一镜头，所述深度识别模块包括第一光圈、第二光圈以及切换元件，所述切换元件适于切换所述第一光圈与所述第二光圈至所述第一镜头或所述第二镜头有效光学路径上，所述第一光圈具有遮光图案。

7.如权利要求6所述的双镜头成像模块，其中所述第一镜头还包括自动对焦元件，且所述自动对焦元件电连接所述深度识别模块。

8.如权利要求6所述的双镜头成像模块，其中所述遮光图案由遮光薄膜所构成。

9.如权利要求6所述的双镜头成像模块，其中所述遮光图案为非对称图案。

10.一种双镜头成像模块提取方法，所述双镜头成像模块包括第一镜头以及第二镜头，所述双镜头成像模块提取方法包括：

通过所述第一镜头及所述第二镜头分别提取出第一影像及第二影像；

依据所述第一影像及所述第二影像形成立体影像；

调控所述第一镜头或所述第二镜头以取得优化数据，其中调控所述第一镜头或所述第二镜头以取得所述优化数据的步骤包括：

切换光圈至所述第一镜头的有效光学路径上；

以所述第一镜头提取出离焦影像；以及

识别所述离焦影像的图案变化以测得所述优化数据，其中所述光圈具有遮光图案；以及

依据所述优化数据与所述立体影像形成优化立体影像。

11.如权利要求10所述的双镜头成像模块提取方法，依据所述优化数据与所述立体影像形成所述优化立体影像的步骤包括：

依据所述立体影像取得深度数据；以及

依据所述优化数据修改所述深度数据以形成所述优化立体影像。