TWI464525B - 立體成像鏡頭模組 - Google Patents

Description

立體成像鏡頭模組

本發明涉及一種立體成像鏡頭模組。

隨著多媒體技術的發展，數碼相機、攝像機越來越為廣大消費者青睞，在人們對數碼相機、攝像機追求小型化的同時，對其拍攝出物體的影像品質提出更高的要求，人們不局限於觀看二維影響，而且希望能夠同一時間多角度地觀看物體，即希望看到物體的立體影像，同時隨著移動電話愈來愈受廣大消費者歡迎，也由於移動電話的便攜輕巧、方便攜帶的緣故，人們希望移動電話可隨時拍攝景物的立體影像。

現有立體成像系統是通過兩個相機從不同角度分別拍攝被攝物以獲得兩個二維影像。該兩個相機通常相對固定，當被攝物的兩個二維影像被重新組合後，通過兩相機的位置關係，將此二維影像組合成立體影像。但是，該立體成像系統需要兩個包括透鏡組、感測元件的相機本體，成本高、體積大且攜帶不便。

有鑒於此，有必要提供一種成本低、體積小且攜帶方便的立體成像鏡頭模組。

一種立體成像鏡頭模組，其用來成像被攝物的立體影像，所述立體成像鏡頭模組包括：點光源掃描裝置，其包括點光源和二維掃描裝置，所述點光源發出的光線在所述二維掃描裝置的驅動下矩陣式掃描所述被攝物；影像感測模組，其用來接收被所述被攝物反射的光線並成像；數據處理單 元，其用來接收所述影像感測模組輸入的影像資料並將影像資料進行傅立葉變換以提取所述被攝物的深度資訊。

與先前技術相比，本發明實施例的立體成像鏡頭模組需要一個影像感測模組和點光源掃描裝置裝置，利用點光源矩陣式掃描被攝物，被攝物對投射到其上的光線產生空間調製，改變了成像光束的角度，通過傅立葉變換提出空間資訊以提取被攝物的深度資訊，因此，所述立體成像鏡頭模組成本低、體積小且攜帶方便。

10、20‧‧‧立體成像鏡頭模組

11、21‧‧‧點光源掃描裝置

12、22‧‧‧影像感測模組

13、23‧‧‧數據處理單元

111、211‧‧‧點光源

112、212‧‧‧准直透鏡

113‧‧‧二維驅動裝置

100‧‧‧被攝物

1131、213‧‧‧馬達

1132‧‧‧平面鏡

121、221‧‧‧影像感測單元

122、222‧‧‧鏡頭模組

214‧‧‧微鏡元件陣列

圖1係本發明第一實施例立體成像鏡頭模組的示意圖。

圖2係本發明第二實施例立體成像鏡頭模組的示意圖。

下面將結合附圖對本發明作進一步詳細說明。

請參閱圖1，本發明第一實施例的立體成像鏡頭模組10包括點光源掃描裝置11、影像感測模組12和數據處理單元13。

點光源掃描裝置11包括點光源111、准直透鏡112和二維驅動裝置113，點光源111發出的光線經過准直透鏡112後在二維驅動裝置113的驅動下矩陣式掃描被攝物100。

二維驅動裝置113包括馬達1131和平面鏡1132，馬達1131可以驅動平面鏡1132任意角度旋轉。點光源111可以為紅外點光源，其發出的光線L1經過准直透鏡112後的光線L2投射到平面鏡1132上，光線L2被反射後的光線L3投射到被攝物100上。

光線L3的形狀可以為圓形、長方形、正方形或內含十字的圓形等包含長度和寬度資訊的形狀。本實施例以內含十字的圓形為例，十字反映了水平和垂直方向的寬度。

平面鏡1132在馬達1131的驅動下旋轉從而使光線L3投射到被攝物100不同的位置，該不同位置呈矩陣式排列。

影像感測模組12包括影像感測單元121和鏡頭模組122，投射到被攝 物100的光線L3被其反射後經過鏡頭模組122後成像在影像感測單元121上。影像感測單元121為CCD感測器或CMOS感測器。

數據處理單元13接受影像感測模組12的影像資料，並對該影像資料進行傅立葉變換。由於被攝物100對投射到其上的光線L3產生空間調製，改變了光線L3的十字條紋的形狀，通過傅立葉變換可以提取出被攝物100對應光線L3的位置的空間資訊，如高度、寬度或深度資訊。

將矩陣式排列中的各個位置的資訊進行整合，可以得出被攝物100的空間資訊。

如圖2所示，本發明第二實施例的立體成像鏡頭模組20，其包括點光源掃描裝置21、影像感測模組22和數據處理單元23。

點光源掃描裝置21包括馬達213、點光源211、准直透鏡212和微鏡元件陣列214。點光源211與第一實施例的點光源111相同，微鏡元件陣列214可以為數位微鏡元件(Digital Micromirror Device，DMD)。

馬達213可以驅動點光源211任意角度旋轉，點光源211發出的光線L1’經過准直透鏡212後的光線L2’入射到微鏡元件陣列214的不同微鏡元件上，被微鏡元件陣列214反射後的光線L3’投射到被攝物100的不同位置，該不同位置呈矩陣式排列。

投射到被攝物100的光線L3’被其反射後經過影像感測模組22的鏡頭模組222後成像在影像感測單元221上。

同第一實施例相同，由於被攝物100對投射到其上的光線L3’產生空間調製，改變了光線L3’的十字條紋的形狀，通過傅立葉變換可以提取出被攝物100對應光線L3’的位置的空間資訊，如高度、寬度或深度資訊。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧立體成像鏡頭模組

11‧‧‧點光源掃描裝置

12‧‧‧影像感測模組

13‧‧‧數據處理單元

111‧‧‧點光源

112‧‧‧准直透鏡

113‧‧‧二維驅動裝置

100‧‧‧被攝物

1131‧‧‧馬達

1132‧‧‧平面鏡

121‧‧‧影像感測單元

122‧‧‧鏡頭模組

Claims (7)

1. 一種立體成像鏡頭模組，其用來成像被攝物的立體影像，其中：所述立體成像鏡頭模組包括：點光源掃描裝置，其包括點光源和二維掃描裝置，所述點光源發出的光線形成一預定圖案，並在所述二維掃描裝置的驅動下矩陣式掃描所述被攝物；影像感測模組，其用來接收被所述被攝物反射的光線並成像；數據處理單元，其用來接收所述影像感測模組輸入的影像資料並將影像資料進行傅立葉變換以提取所述被攝物的深度資訊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之立體成像鏡頭模組，其中：所述點光源為紅外點光源。
3. 如申請專利範圍第2項所述之立體成像鏡頭模組，其中：所述二維掃描裝置包括馬達和平面鏡，所述馬達驅動所述平面鏡旋轉，所述紅外點光源發出的紅外線被所述平面鏡反射投射到所述被攝物上。
4. 如申請專利範圍第2項所述之立體成像鏡頭模組，其中：所述二維掃描裝置包括馬達和微鏡元件陣列，所述馬達驅動所述紅外點光源發出的紅外線照射至所述微鏡元件陣列的不同微鏡元件上，所述紅外線被所述微鏡元件反射後投射到所述被攝物上。
5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之立體成像鏡頭模組，其中：所述影像感測模組包括影像感測單元和鏡頭模組， 被所述被攝物反射的紅外光經過所述鏡頭模組成像在所述影像感測單元上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之立體成像鏡頭模組，其中：所述影像感測單元為CCD感測器或CMOS感測器。
7. 如申請專利範圍第6項所述之立體成像鏡頭模組，其中：所述預定圖案為圓形、長方形、正方形或內含十字的圓形。