TWI633357B - 影像對焦方法以及應用該方法的影像擷取裝置與電子裝置 - Google Patents

影像對焦方法以及應用該方法的影像擷取裝置與電子裝置 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種影像對焦方法，應用於具有光學防手震功能的影像擷取裝置，包括：因應第一被選取目標以及第二被選取目標而驅動至少一光學鏡片傾斜，使來自第一被選取目標之第一光束群以及來自第二被選取目標之第二光束群經由至少一光學鏡片後聚焦至同一成像面上。此外，本發明還提供應用上述方法的一種影像擷取裝置以及一種電子裝置。

Description

影像對焦方法以及應用該方法的影像擷取裝置與電子裝置
本發明係涉及影像光學的領域，尤其係關於一種影像對焦方法以及應用該方法的一種影像擷取裝置與一種電子裝置。
近年來，隨著電子工業的演進以及工業技術的蓬勃發展，各種電子裝置設計及開發的走向逐漸朝輕便、易於攜帶的方向發展，以利使用者隨時隨地應用於行動商務、娛樂或休閒等用途。舉例而言，各式各樣的影像擷取裝置正廣泛應用於各種領域，例如智慧型手機、穿戴式電子裝置、空拍裝置等電子裝置，其具有體積小且方便攜帶之優點，使用者得以於有使用需求時隨時取出並進行影像擷取並儲存，或進一步透過行動網路上傳至網際網路之中，不僅具有重要的商業價值，更讓一般大眾的日常生活增添色彩。而隨著生活品質的提升，人們對影像有更多的訴求，特別是希望所獲得的影像具有更高的成像品質或更多的成像效果。
舉例來說，為了凸顯影像中的目標，人們希望除了影像中目標以外的區域較目標模糊，其即為背景虛化的功能。詳 言之，請參閱圖1，其為現有提供背景虛化功能之影像擷取裝置的光路概念示意圖。影像擷取裝置1包括有光學鏡片11以及影像感測元件12，且光學鏡片11位於被攝場景之目標A1與影像感測元件12的成像面121之間，而光學鏡片11的光軸19垂直於影像感測元件12的成像面121。於影像擷取裝置1拍攝影像的過程中，影像擷取裝置1會於目標A1被選取後進行對焦，使得來自目標A1的光束群L11經由光學鏡片11後可聚焦至影像感測元件12的成像面121上，進而影像擷取裝置1可獲得目標A1清晰的影像，而由於來自其他目標(如與目標處於不同位置的另一目標B1)的光束群L12經由光學鏡片11後不會聚焦至影像感測元件12的成像面121上，故在影像擷取裝置1所獲得的影像中，除目標A1以外的其他影像區域較為模糊，以此呈現背景虛化的效果。
然而，在現有的技術僅能提供單點對焦的背景虛化功能，也就是說，透過影像擷取裝置所拍攝而得的影像無法具有讓多個目標同時清晰但其他影像區域模糊的效果，因而不能滿足期望影像中可凸顯多個被選取目標的使用者。是以，習知的影像對焦方法具有改善的空間。
本發明之一目的在提供一種影像對焦方法，尤其係關於一種透過傾斜鏡片而使影像具有多點對焦之背景虛化效果的影像對焦方法。
本發明之一另一目的在提供應用上述影像對焦方法的一種影像擷取裝置以及一種電子裝置。
於一較佳實施例中，本發明提供一種影像對焦方法，應用於具有一光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)功能之一影像擷取裝置，且當該影像擷取裝置提供該光學防手震功能時，該影像擷取裝置之至少一光學鏡片被驅動而傾斜，該影像 虛化方法包括：因應一第一被選取目標以及一第二被選取目標而驅動該至少一光學鏡片傾斜一角度，使來自該第一被選取目標之一第一光束群以及來自該第二被選取目標之一第二光束群經由該至少一光學鏡片後聚焦至同一成像面上。
於一較佳實施例中，本發明亦提供一種影像擷取裝置，包括：一運動感測元件；至少一光學鏡片；一影像感測元件，包括一成像面；以及一驅動元件，其係用以依據該運動感測元件之一感測結果驅動該至少一光學鏡片傾斜而提供一光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)功能，並用以因應一第一被選取目標以及一第二被選取目標而驅動該至少一光學鏡片傾斜一角度，使來自該第一被選取目標之一第一光束群以及來自該第二被選取目標之一第二光束群經由該至少一光學鏡片後皆聚焦至該成像面上。
於一較佳實施例中，本發明亦提供一種電子裝置，包括：一殼體；以及一影像擷取裝置，設置於該殼體內，包括：一運動感測元件；至少一光學鏡片；一影像感測元件，包括一成像面；以及一驅動元件，其係用以依據該運動感測元件之一感測結果驅動該至少一光學鏡片傾斜而提供一光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)功能，並用以因應一第一被選取目標以及一第二被選取目標而驅動該至少一光學鏡片傾斜一角度，使來自該第一被選取目標之一第一光束群以及來自該第二被選取目標之一第二光束群經由該至少一光學鏡片後皆聚焦至該成像面上。
1‧‧‧影像擷取裝置
2‧‧‧影像擷取裝置
3‧‧‧電子裝置
11‧‧‧光學鏡片
12‧‧‧影像感測元件
21‧‧‧光學鏡頭
22‧‧‧影像感測元件
23‧‧‧運動感測元件
24‧‧‧驅動元件
25‧‧‧處理單元
31‧‧‧殼體
121‧‧‧成像面
211‧‧‧光學鏡片
221‧‧‧成像面
311‧‧‧穿孔
A1‧‧‧目標
B1‧‧‧目標
A2‧‧‧第一目標
B2‧‧‧第二目標
L‧‧‧光束
L11‧‧‧光束群
L12‧‧‧光束群
L21‧‧‧第一光束群
L22‧‧‧第二光束群
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
T‧‧‧角度
圖1：係為現有提供背景虛化功能之影像擷取裝置的光路概念示意圖。
圖2：係為本發明影像擷取裝置於一較佳實施例之概念示意圖。
圖3：係為圖2所示影像擷取裝置處於一狀態下的光路概念示意圖。
圖4：係為本發明影像對焦方法的一較佳方法流程圖。
圖5：係為透過圖3所示方法使光學鏡片作動後的光路概念示意圖。
圖6：係為本發明電子裝置於一較佳實施例之外觀結構示意圖。
圖7：係為圖6所示電子裝置的側視圖。
首先說明本發明影像擷取裝置。請參閱圖2，其為本發明影像擷取裝置於一較佳實施例之概念示意圖。影像擷取裝置2包括光學鏡頭21、影像感測元件22、運動感測元件23、驅動元件24以及處理單元25，且光學鏡頭21包括至少一光學鏡片211(詳見圖3)，而處理單元25可為硬體、軟體或韌體，並連接於影像感測元件22、運動感測元件23以及驅動元件24；其中，影像感測元件22用以感應經過光學鏡片211並入射至影像感測元件22的光束L而獲得影像，而驅動元件24則連接於光學鏡頭21，並用以驅動光學鏡片2111傾斜，此將於稍後詳述；於本較佳實施例中，驅動元件24係為一音圈馬達，而影像感測元件22係為電荷耦合元件(CCD)或互補式金氧半(CMOS)元件，但不以上述為限。
請參閱圖3，其為圖2所示影像擷取裝置處於一狀態下的光路概念示意圖。光學鏡片211位於被攝場景之目標與影像感測元件22的成像面221之間，而光學鏡片211的光軸29垂直於影像感測元件22的成像面221。其中，來自第一目標A2的第一光束群L21經由光學鏡片211後聚焦至影像感測元件22的成像面221上，而來自第二目標B2的第二光束群L22經由光學鏡片211後未聚焦至影像感測元件22的成像面221上，在這樣的狀態下，影像擷取裝置2所拍攝而得的影像中會有第一目標A2清晰但第二目標B2及其他影像區域模糊的情況。
為了讓影像擷取裝置2所拍攝而得之影像中的第二目標B2仍可清晰呈現，接下來說明本案影像擷取裝置2是如何進行影像對焦。請參閱圖4與圖5，圖4為本發明影像對焦方法的一較佳方法流程圖，圖5為透過圖3所示方法使光學鏡片作動後的光路概念示意圖。影像對焦方法包括步驟S1與步驟S2，以下分別對步驟S1與步驟S2進行詳述。
步驟S1，選取被攝場景中的多個目標。於選取目標的過程中，使用者可透過觀看影像擷取裝置2中用來顯示被拍攝場景的顯示屏幕(圖示示)並進一步點擊所欲凸顯之目標來進行目標選取，但實際應用上並不以上述選取方式為限。此外，雖然圖5中僅顯示二個被選取目標，即第一被選取目標A2以及第二被選取目標B2，但實際應用上並不以此數量為限。
步驟S2，因應第一被選取目標A2以及第二被選取目標B2而透過驅動元件24驅動光學鏡片211傾斜一角度T，此時，光學鏡片211的光軸29亦傾斜，使得來自第一被選取目標A2的第一光束群L21以及來自第二被選取目標B2的第二光束群L22經由光學鏡片211後皆能夠聚焦至影像感測元件22的成像面221上，其如圖5所示。如此一來，影像擷取裝置2所拍攝而得的影像中可具有多點對焦且背景虛化的效果，也就是多個被選取的目標A2、B2同時清晰但其他影像區域模糊的效果。
於本較佳實施例中，當目標被選取後，處理單元25會依據被選取的目標(即第一被選取目標A2以及第二被選取目標B2)計算光學鏡片211應傾斜的角度T，驅動元件24再依據處理單元25的計算結果而驅動光學鏡片211傾斜需求的角度T，惟計算與驅動程序並不以上述為限。
此外，現有的影像擷取裝置2中大都提供有光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)的功能，也就是說，驅動元件24會依據運動感測元件23的感測結果驅動光學鏡片211傾斜，使光軸29與影像感測元件22保持垂直，從而避免拍攝到模糊的影像。而這邊要特別說明的是，若本案影像對焦方法應用在原本就已具有光學防手震功能的影像擷取裝置2上，則於步驟S2中就可直接利用影像擷取裝置2中原本就已設置的驅動元件24驅動光學鏡片211傾斜可讓分別來自多個被選取的目標的多個光束群經由光學鏡片211後皆聚焦至影像感測元件22之成像面221的角度；是以，原本就已具有光學防手震功能的影像擷取裝置2可在不額外設置驅動元件24的情況下提供多點對焦且背景虛化的功能，故不會增加製造成本。
請參閱圖6與圖7，圖6為本發明電子裝置於一較佳實施例之外觀結構示意圖，圖7為圖6所示電子裝置的側視圖。電子裝置3可為手機、個人數位助理或穿戴裝置(智慧型手錶、智慧型手環、智慧型眼鏡)，並包括殼體31以及影像擷取裝置2，且殼體31具有供影像擷取裝置2之光學鏡片211暴露於外的穿孔311，因此殼體311外的光束L可入射至影像擷取裝置2；其中，圖6與圖7所示電子裝置3的影像擷取裝置2係大致類似於圖2所示者，在此即不再予以贅述。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

Claims (13)

  1. 一種影像對焦方法，應用於具有一光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)功能之一影像擷取裝置，且當該影像擷取裝置提供該光學防手震功能時，該影像擷取裝置之至少一光學鏡片被驅動而傾斜，該影像對焦方法包括：因應一第一被選取目標以及一第二被選取目標而驅動該至少一光學鏡片傾斜一角度，使來自該第一被選取目標之一第一光束群以及來自該第二被選取目標之一第二光束群經由該至少一光學鏡片後聚焦至同一成像面上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像對焦方法，其中於該至少一光學鏡片傾斜該角度前，來自該第一被選取目標之該第一光束群經由該至少一光學鏡片後聚焦至該成像面上，而來自該第二被選取目標之該第二光束群經由該至少一光學鏡片後未聚焦至該成像面上。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像對焦方法，更包括：利用一馬達驅動該至少一光學鏡片傾斜該角度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之影像對焦方法，其中該馬達係為一音圈馬達。
  5. 一種影像擷取裝置，包括：一運動感測元件；至少一光學鏡片；一影像感測元件，包括一成像面；以及一驅動元件，其係用以依據該運動感測元件之一感測結果驅動該至少一光學鏡片傾斜而提供一光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)功能，並用以因應一第一被選取目標以及一第二被選取目標而驅動該至少一光學鏡片傾斜一角度，使來自該第一被選取目標之一第一光束群以及來自該第二被選取目標之一第二光束群經由該至少一光學鏡片後皆聚焦至該成像面上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取裝置，其中於該驅動元件驅動該至少一光學鏡片傾斜該角度前，來自該第一被選取目標之該第一光束群經由該至少一光學鏡片後聚焦至該成像面上，而來自該第二被選取目標之該第二光束群經由該至少一光學鏡片後未聚焦至該成像面上。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取裝置，其中該驅動元件係為一馬達。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之影像擷取裝置，其中該馬達係為一音圈馬達。
  9. 一種電子裝置，包括：一殼體；以及一影像擷取裝置，設置於該殼體內，包括：一運動感測元件；至少一光學鏡片；一影像感測元件，包括一成像面；以及一驅動元件，其係用以依據該運動感測元件之一感測結果驅動該至少一光學鏡片傾斜而提供一光學防手震(Optical Image Stabilization,OIS)功能，並用以因應一第一被選取目標以及一第二被選取目標而驅動該至少一光學鏡片傾斜一角度，使來自該第一被選取目標之一第一光束群以及來自該第二被選取目標之一第二光束群經由該至少一光學鏡片後皆聚焦至該成像面上。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中於該驅動元件驅動該至少一光學鏡片傾斜該角度前，來自該第一被選取目標之該第一光束群經由該至少一光學鏡片後聚焦至該成像面上，而來自該第二被選取目標之該第二光束群經由該至少一光學鏡片後未聚焦至該成像面上。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，其中該驅動元件係為一馬達。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該馬達係為一音圈馬達。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之電子裝置，係為一手機、一個人數位助理或一穿戴裝置。
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