超广角影像的处理系统与方法

超广角影像的处理系统与方法
【专利摘要】本发明提供一种例如相机的光学组件，其具备影像传感器与透镜/镜子等等系统，用以拍摄例如全景影像的超广角影像与引导其朝向该影像传感器的平面感光表面。该影像传感器将所拍摄影像(可为动态影像)转换成一或多个电或电子信号。该影像传感器具备以大致呈圆形配置安排在其感光表面上的数个光传感器或像素。该数个光传感器或像素为可寻址或可辨视，致使所拍摄影像的窗口部分可由参照个别光传感器或像素的地址或识别符予以定义。相机可形成整合式或分布式系统的一部分，其具备用以将电信号转换成数字影像数据的装置以及用以缓冲或储存数字影像数据的装置。系统亦具备用以接收超广角影像的窗口部分的选择的输入设备以及用以从缓冲或储存装置撷取包含所选窗口部分的数字影像数据并传送撷取的该数字影像数据至信息处理装置以供以显示及/或进一步处理的装置。本发明亦揭露一种影像投射系统，其和该相机共享许多新颖的技术特征。
【专利说明】超广角影像的处理系统与方法
【技术领域】
[0001]本发明是关于超广角静止及/或动态影像的处理系统与方法。
【背景技术】
[0002]相机拍摄的视野(field of view)或影像画面是由位于所关注位置上的相机透镜决定。举例而言，在监视系统的情况中，若使用一个以上例如CCTV设备的习知类型相机设备，为了能改变影像画面以探查以及或许记录先前不在该相机设备的视野中而来自其周围环境的影像，就必须控制相机设备摇摄(pan)及/或抬摄(tilt)。此类相机设备的摇摄与抬摄通常需要该相机设备装有马达并具备接收控制信号的若干装置以控制马达来实现摇摄与抬摄的动作。另外，马达需要电源，而其常与用于相机运作的相机设备所需的电源规格不同。
[0003]在如监视系统的此类系统中，如上所述的相机设备具备许多机械动件而相对复杂。为此，相机设备需要定期保养。然而，由于该等设备通常是经刻意选在不易接近的处，因而加深进行保养的难度。另外，相机设备通常位于密封的保全箱中，此会造成不乐见的过热现象，而其部分是因促成摇摄与抬摄的马达所耗电能而引起。过热现象引起的不乐见后果可为相机设备所见的影像画面失真。并且，制造具备马达作动抬摄与摇摄功能的习知相机设备相当昂贵。采用此类相机设备，若事件是发生在相机的视野的外，则会因未看见因而未记录该事件而使的“遗失”。
[0004]在需要或想要持续360度监视区域的环境中，通常需要布署多个对准不同方向的习知相机设备以涵盖所关注区域的个别不同部位，因而大幅增加监视系统的成本。另外，即使采用涵盖部分重迭区域的多个相机设备，通常仍会存在盲点。
[0005]通过使用固态影像记录装置，已发展出若干360度全景影像拍摄相机设备。此型相机设备目前在监视等系统中不受喜爱的一个原因是因所记录的全景影像是以严重失真的形式予以记录，而这是受到固态影像记录装置拍摄与记录360度全景影像画面的方式所造成。在此型相机设备中，一般需要有力的信息处理装置以在观看的前矫正影像失真，因而导致照片质量流失并大幅增加此类系统的成本。
[0006]在投射影像至屏幕上的情况中，习知配置是将静止或移动的平面影像投射到平面屏幕上。习知投影机因而一般会装有适于将所投射影像聚焦至平面屏幕表面上的简单聚焦镜。此类投影机并不适于投射完整或部分的全景影像，意即非平面影像适合在非平面屏幕上观看。

【发明内容】

[0007]本发明一目的为在若干程度上减轻或排除一个以上关于处理超广角静止及/或动态影像的已知系统、相机、投影机与方法的问题。
[0008]上述目的达成是透过结合申请专利范围的独立的特征；申请专利范围的附属则进一步揭露本发明具优势的实施例。[0009]本发明另一目的是在若干程度上减轻或排除一个以上关于用以拍摄监视影像等等的已知系统、相机与方法的问题。
[0010]本发明另一目的是提供用以拍摄、记录、发布、及/或投射静止及/或动态的全景影像的系统。
[0011]本发明另一目的是提供用以处理超广角静止及/或动态影像的相机及/或投影机。
[0012]本发明另一目的是确保使用者能选择观看清晰的全景影像的窗口部分以显示在习知的直线显示组件。
[0013]精于本技艺者将可由以下描述导出本发明其他目的。因此，上述目的陈述并未概括全部而仅是用以说明本发明众多目的一部分。
[0014]在一态样中，本发明提供一种影像传感器，用于光学组件，该影像传感器包含:平面感光表面，包含以大致呈圆形的配置放置于该平面感光表面上的数个光传感器或像素，用以将入射至其上的影像转换成一或多个电或电子信号。
[0015]该数个光传感器或像素可安排成一系列的同心圆而位在该平面感光表面上。或者，其可以该大致呈圆形的配置安排在该平面感光表面上，而该配置至少包含一条光传感器或像素螺旋线。该数个光传感器或像素可安排成二条以上交错的光传感器或像素螺旋线。
[0016]该影像传感器可包含例如透镜/镜子等系统的装置，用以拍摄超广角影像与引导其朝向该平面感光表面以入射在该数个光传感器或像素上。用以拍摄超广角影像的装置可安排成拍摄环绕该影像传感器而大体上为全景的影像。该大体上为全景的影像可非完整的全景影像，而是可包含在所选平面中环绕该影像传感器360度的甜甜圈外形的影像画面。或者，该大体上为全景的影像可为完整的全景影像，包含环绕该影像拍摄装置而大致呈半球形的影像画面。
[0017]该影像传感器更包含:用以将该一或多个电或电子信号转换成数字影像数据的装置。
[0018]该数个光传感器或像素可为可寻址或可辨识，致使所拍摄影像的窗口部分可通过参照各个光传感器或像素的地址予以定义。
[0019]在若干实施例中，该光学组件包含相机或投影机。
[0020]在本发明另一态样中，提供一种拍摄超广角影像的方法，其使用光学组件用的影像传感器，该方法包含:引导超广角影像至该影像传感器的感光表面，该影像传感器包含平面感光表面，其具有以大致呈圆形的配置放置于该平面感光表面上的数个光传感器或像素。
[0021]在本发明又一实施例，提供一种制造光学组件用的影像传感器的方法，该方法包含:提供具有平面感光表面的影像传感器，该平面感光表面具有以大致呈圆形的配置放置于该平面感光表面上的数个光传感器或像素。
[0022]在本发明再一态样中，提供一种影像传感器，用于光学组件，该影像传感器包含:感光表面，包含放置于该感光表面上的数个光传感器或像素，用以将入射至其上的超广角影像或其部分转换成一或多个电或电子信号，该电或电子信号可转换成代表该超广角影像或其部分的影像数据，该光传感器或像素是配置为各自在该感光表面上以大致上和入射至其上的该超广角影像的各个部分相符的方向予以定位。
[0023]在本发明又一态样中，提供一种拍摄超广角影像的方法，其使用光学组件用的影像传感器，该方法包含:引导超广角影像至该影像传感器的感光表面上，该影像传感器包含感光表面，其具有放置于该感光表面上的数个光传感器或像素，用以将入射至其上的该超广角影像或其部分转换成一或多个电或电子信号，该电或电子信号可转换成代表该超广角影像或其部分的影像数据，该光传感器或像素是配置为各自在该感光表面上以大致上和入射至其上的该超广角影像的各个部分相符的方向予以定位。
[0024]在本发明又一态样中，本发明提供一种相机，具有影像传感器与透镜/镜子等系统以拍摄例如全景影像的超广角影像与引导其朝向该影像传感器的平面感光表面。该影像传感器将所拍摄的影像(可为动态影像)转换成一或多个电或电子信号。该影像传感器具有以大致呈圆形的配置安排在其平面感光表面上的数个光传感器或像素。该大致呈圆形的配置可包含一条紧密的光传感器或像素螺旋线。该数个光传感器或像素为可寻址或可辨识，使得所拍摄影像的窗口部分可通过参照个别光传感器或像素的地址或识别符加以定义。该相机可形成整合式或分布式系统的一部分，该系统包含用以将该电信号转换成数字影像数据的装置与用以缓冲与储存该数字影像数据的装置。该系统亦可包含用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的输入设备，以及用以从该用以缓冲或储存该数字影像的装置撷取包含所选窗口部分的数字影像数据并传送撷取的该数字影像数据至信息处理装置以供显示及/或进一步处理的装置。
[0025]在本发明第一主要态样中，提供一种拍摄与记录超广角影像的系统，包含:用以拍摄超广角影像与引导其朝向影像传感器的平面感光表面的装置，该影像传感器将该超广角影像转换成电信号；用以将该电信号转换成数字影像数据的装置；用以缓冲或储存该数字影像数据的装置；用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置；以及用以从该用以缓冲或储存该数字影像的装置撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据并传送撷取的该数字影像数据至信息处理装置的装置。该系统可为整合式系统，包含例如相机设备的单一仪器及相关处理单元，或者其可包含分布式系统，包含由网络连接的数个仪器。
[0026]该系统可安排成以静止影像相机的方式拍摄静止影像，但其最好安排成拍摄动态影像而仍旧亦保留静止影像的拍摄能力较佳。
[0027]该系统具备处理装置等等以将所拍摄的动态或静止影像转换成数字视频信号或任何用以响应使用者需求/选择而透过网络发布的其他形式信号。
[0028]用以拍摄超广角影像与引导其朝向影像传感器的感光表面的装置可包含精于技艺者所知用以拍摄超广角影像的任何合适的系统或配置。举例而言，影像拍摄装置可包含下列任一者或任何组合:透镜、一组透镜、镜子、一组镜子、棱镜、或一组棱镜。在若干实施例中，影像拍摄装置包含鱼眼透镜。
[0029]影像拍摄装置最好是安排成拍摄环绕该影像拍摄装置而大体上为全景的影像。大体上为全景的影像可非完整的全景影像，而是可包含在该所选平面中环绕该影像拍摄装置360度的甜甜圈外形的影像画面。或者，大体上为全景的影像可为完整的全景影像，包含环绕该影像拍摄装置而大致呈半球形的影像画面。
[0030]影像传感器可包含具备感光表面的影像传感器芯片，该感光表面包含数个光传感器或像素以将入射光转换成电信号。数种此类芯片是为众人所知，例如电荷耦合组件(CCD, charge-coupled device)芯片与互补式金氧半导体(CMOS, complementary metaloxide semiconductor)芯片。然而,诚如精于技艺者所能轻易得知,适合用以将入射在芯片的感光表面上的所拍摄影像转换成一或多个电信号的任何芯片皆可用于本发明的系统与相机设备中。
[0031]数个光传感器或像素是以大致呈圆形的配置安排在该感光表面上。
[0032]在一实施例中，数个光传感器或像素可安排在该感光表面上而成一系列的同心圆。在此实施例中，该系列光传感器或像素同心圆的各者是交替地分别指派至数字视频信号的奇数与偶数线条上。
[0033]在另一实施例中，该数个光传感器或像素可安排在该感光表面上而成至少一条紧密的光传感器或像素螺旋线，或者该数个光传感器或像素可安排成二条以上交错的光传感器或像素螺旋线。该配置可致使该光传感器或像素的螺旋线或交错线条填满感光表面的表面而不在该光传感器或像素的间留下任何空隙。
[0034]用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置最好适合接收关于所选窗口部分的指令，例如摇摄指令、抬摄指令及/或推进或拉远指令。
[0035]用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置最好适合同时接收该超广角影像的个别窗口部分的二个以上的独立选择。该等选择可来自不同的用户且所选窗口部份的个别的影像数据是传送至该用户的信息处理仪器以供观看与进一步处理。所选窗口部分可为相同、不同、或部分重迭，而该等选择最好彼此独立。
[0036]精于技艺者所熟知的任何合适的储存或缓冲装置皆可用以缓冲及/或储存用于所拍摄的静止及/或动态影像的该数字影像数据。举例而言，用以缓冲或储存该数字影像数据的装置可包含闪存组件，或其可包含透过网络连接至该影像拍摄装置的数据库或记忆库等等。举例而言，诚如在相机设备中，用以缓冲及/或储存该数字影像数据的装置可包含和影像拍摄装置相同的组件的一部分。或者，用以缓冲及/或储存该数字影像数据的装置可包含和构成影像拍摄装置不同的组件的一部分。在后一情况中，和构成该用以缓冲及/或储存该数字影像的装置不同的组件是透过网络连接至构成该影像拍摄装置的该组件。
[0037]类似地，用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置可包含和用以缓冲及/或储存该数字影像数据的装置相同的组件的一部分，举例而言，该选择装置在一实施例中包含相机设备的输入屏幕。或者，该选择装置可包含和构成储存/缓冲装置不同的组件的一部分，且在此情况中，构成该选择装置的不同组件是透过网络连接至构成该储存/缓冲装置的该组件。
[0038]并且，用以撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据的装置可包含和该储存/缓冲装置相同的组件的一部分或其可包含不同组件的一部分，其中不同组件为网络联机组件。
[0039]相似地，信息处理装置可包含和储存/缓冲装置相同或不同组件的一部分，其中不同的组件为网络联机组件。
[0040]信息处理装置最好是安排成提供该超广角影像的窗口部分的选择。
[0041]用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置包含用以接收用户选择而经适当装配的服务器。该服务器可透过网络连接至该影像拍摄装置。相似地，用以撷取包含所选窗口部分的数字影像数据的装置可包含用以接收用户选择的服务器，且该服务器可透过网络连接至该影像拍摄装置。用以接收窗口选择的服务器与用以撷取数字影像数据的服务器可为同一个服务器。
[0042]在本发明第二主要态样中，提供一种拍摄与记录超广角影像的方法，包含下列步骤:拍摄超广角影像与引导其朝向影像传感器的平面感光表面；将该拍摄的超广角影像转换成电信号；将该电信号转换成数字影像数据；缓冲或储存该数字影像数据；接收该超广角影像的窗口部分的选择；从该缓冲或储存装置撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据；以及传送撷取的该数字影像数据至信息处理装置。
[0043]在本发明第三主要态样中，提供一种相机，包含:影像传感器；以及用以拍摄超广角影像与引导其朝向该影像传感器的平面感光表面的装置，该影像传感器将该超广角转换成电信号；其中该影像传感器的数个光传感器或像素是以大致呈圆形的配置安排在该影像传感器的感光表面上，且其中该数个光传感器或像素为可寻址，致使所拍摄影像的窗口部分可通过参照个别光传感器或像素的地址予以定义。
[0044]在本发明第四主要态样中，提供一种相机设备用的影像传感器，该影像传感器包含:该影像传感器的平面感光表面，用以将入射至其上的影像转换成电信号；其中该感光表面包含大致呈圆形配置的数个光传感器或像素，且其中该数个光传感器或像素为可寻址，致使所拍摄影像的窗口部分可通过参照个别光传感器或像素的地址予以定义。
[0045]在第五主要态样中，本发明提供一种投射超广角影像至观看表面的系统，包含:用以接收超广角影像数据的装置；用以将该超广角影像数据转换成光学影像与引导该光学影像或该光学影像一部分朝向影像投射装置的装置；邻近该影像投影装置安装的观看表面；其中该影像投射装置投射该光学影像或该光学影像一部分至该观看表面上；以及其中该用以将该超广角影像数据转换成该光学影像的装置包含数个光传感器或像素，用以将所接收的影像数据转换成该光学影像，该数个光传感器或像素是以大致呈圆形的配置予以安排。
[0046]该数个光传感器或像素最好是安排成一系列的同心圆。该系列的光传感器或像素同心圆的各者是可交替地分别指派至以该超广角影像数据的形体呈现的数字视频信号的奇数与偶数线条上。
[0047]或者，该数个光传感器或像素可安排成至少一条光传感器或像素螺旋线。该数个光传感器或像素最好安排成二条以上交错的光传感器或像素螺旋线。
[0048]该数个光传感器或像素最好以LED显示面板、IXD显示面板或包含发光像素或光传感器的集成电路的形体呈现。
[0049]影像投射装置可包含透镜、一组透镜、镜子、一组镜子、棱镜、或一组棱镜以投射该数个光传感器或像素所产生的该光学影像。
[0050]该系统可包含用以接收超广角光学影像的窗口部分的选择的装置。
[0051]该系统亦可包含从缓冲或储存装置撷取包含该超广角光学影像的所选窗口部分的数字影像数据的装置。
[0052]该系统可包含用户所穿戴头罩中的抬头显示器且该观看表面可包含头罩的遮光板，且该系统可安排成响应人员头部及随的而来的头罩相对于预定基准的移动而接收该超广角光学影像的窗口部分的选择。
[0053]投射装置最好包含鱼眼透镜。
[0054]用以转换的装置最好是安排成将该接收的影像数据转换成大体上为全景的光学影像，以投射该全景影像或此影像的一部分至观看表面上。观看表面可为环绕该投射装置的全景观看表面，且该投射装置可经安排成投射该全景影像至该全景观看表面上。该全景影像可非完整的全景影像，而是可包含在所选平面中环绕该投射装置360的甜甜圈外形的影像画面。或者，该全景影像可为完整的全景影像，包含环绕该投射装置而大致呈半球形的影像画面。
[0055]用以接收超广角影像的窗口部分的选择的装置可适于接收和所选窗口部分相关的指令，例如摇摄指令、抬摄指令与伸缩镜头指令任一者。用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置可适于同时接收该超广角光学影像的个别窗口部分的二个以上的独立选择。
[0056]用以缓冲或储存该数字影像数据的装置可包含和用以投射该光学影像或该光学影像一部分至该观看表面的影像投射装置相同的组件的一部分。或者，用以缓冲或储存该数字影像数据的装置可包含和构成用以投射该光学影像或该光学影像一部分至该观看表面的装置不同的组件的一部分。构成该用以缓冲或储存该数字影像数据的装置的不同组件可透过网络连接至构成该用以投射该光学影像或该光学影像一部分至该观看屏幕的装置的该组件。
[0057]用以接收超广角影像的窗口部分的选择的装置可包含和用以缓冲或储存该数字影像数据的装置相同的组件的一部分。或者，用以接收超广角影像的窗口部分的选择的装置可包含和构成用以缓冲或储存该数字影像数据的装置不同的组件的一部分。构成该用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置的不同组件可透过网络连接到构成该用以缓冲或储存该数字影像数据的装置的该组件。
[0058]用以撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据的装置可包含和用以缓冲或储存该数字影像数据的装置相同的组件的一部分。或者，用以撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据的装置可包含和构成用以缓冲或储存该数字影像数据的装置不同的组件的一部分。构成该用以撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据的装置的不同组件可透过网络连接至构成该用以缓冲或储存该数字影像数据的装置的该组件。
[0059]用以缓冲或储存该数字影像数据的装置最好包含闪存组件。或者，用以缓冲或储存该数字影像数据的装置可包含透过网络连接到该影像投射装置的数据库。
[0060]用以接收超广角影像的窗口部分的选择的装置可包含用以接收该超广角光学影像的窗口部分的用户选择的服务器，该服务器是透过网络连接至用以投射该超广角影像的该装置。
[0061]用以撷取包含该超广角光学影像的所选窗口部分的数字影像数据的装置可包含用以接收用户超广角影像的窗口部分的用户选择的服务器，该服务器是透过网络连接至用以投射该超广角影像的该装置。
[0062]在本发明第六主要态样中，提供一种投射超广角影像至观看表面的方法，包含:接收超广角影像数据；将该超广角影像数据转换成光学影像，其使用数个光传感器或像素以将所接收的影像数据转换成该光学影像，该数个光传感器或像素是以大致呈圆形的配置予以安排；引导该光学影像或该光学影像一部分朝向影像投射装置；以及投射该光学影像或该光学影像一部分至相邻该影像投射装置安装的观看表面上。[0063]在本发明第七主要态样中，提供一种投影机，用以投射超广角影像至观看屏幕，该投影机包含:用以接收超广角影像数据的输入；用以将该超广角影像数据转换成光学影像与用以引导该光学影像或该光学影像一部分朝向影像投射装置的装置；其中该影像投射装置投射该光学影像或该光学影像一部分至相邻该影像投射装置安装的观看表面；以及其中用以将该超广角影像数据转换成该光学影像的该装置包含数个光传感器或像素，以将所接收的影像数据转换成该光学影像，该数个光传感器或像素是以大致呈圆形的配置予以安排。
[0064]在本发明第八主要态样中，提供一种在使用者所穿戴的头罩中的抬头显示器，包含:包含该头罩的遮光板的观看表面；以及第七主要态样的投影机，用以投射光学影像或该光学影像一部分至该遮光板的表面。
[0065]抬头显示器最好包含用以回应人员头部以及随的而来的头罩相对预定基准的移动而接收超广角光学影像的窗口部分的选择的装置。
[0066]在本发明第九主要态样中，提供一种会议通话系统，其中至少一与会会议台包含本发明第七主要态样的投影机。
[0067]本发明概要并不必然揭露所有用以定义本发明所必须的特征；本发明可存在于所揭露特征的子集合。
【专利附图】

【附图说明】
[0068]透过以上仅作为实例提供的较佳实施例的描述搭配随附图式将会使得本发明的前述与其他特征显而易见，其中:
[0069]图1a与Ib是分别为依照本发明的用以拍摄全景影像的相机系统的侧视图与平面图；
[0070]图2a与2b是分别为用于图1系统的影像传感器芯片的光传感器或像素配置的一实施例的平面图；
[0071]图3a与3b是分别为用于图1系统的影像传感器芯片的光传感器或像素配置的另一实施例的平面图；
[0072]图4a与4b是分别为用于图1系统的影像传感器芯片的光传感器或像素配置的又一实施例的平面图；
[0073]图5a与5b是分别为用于图1系统的影像传感器芯片的光传感器或像素配置的再一实施例的平面图；
[0074]图6a与6b是分别为用于图1系统的影像传感器芯片的光传感器或像素配置的又一实施例的平面图；
[0075]图7a与7b是分别为用于图1系统的影像传感器芯片的光传感器或像素配置的再一实施例的平面图；
[0076]图8为全景影像的组件显示影像或全景影像的代表影像的平面图，其具备位于该显示影像的上的视框以让使用者能选择用于观看的窗口部分；
[0077]图9为光传感器或像素配置的平面图，呈现全景影像的所选窗口部分和该所选窗口部分在组件的监视器或显视器上的显示影像的间的关系；
[0078]图10为全景影像的组件显示影像或全景影像的代表影像的平面图，其具备多个位于该显示影像的上的视框以让使用者能够选择用于观看的预定长宽比的窗口部分；
[0079]图11为分布式网络系统的示意图，该系统包括本发明的相机系统与本发明的投影机系统，用以将数字影像数据输出到一或多个独立的组件；
[0080]图12为依照本发明的投影机系统第一实施例的侧视图；
[0081]图13为依照本发明的投影机系统第二实施例的侧视图；
[0082]图14为依照本发明的投影机系统第三实施例的侧视图；
[0083]图15图示图12至14任一者的投影机设备，其是置放于适当位置以投射全影影像至环绕的半球形观看表面/屏幕，其中观众是位于环绕屏幕中；
[0084]图16图示图12至14任一者的投影机设备，其是置放于适当位置以投射全影影像至环绕的半球形观看表面/屏幕，其中观众是位于环绕屏幕中且投影机是在上头；
[0085]图17呈现和图16相似的配置，但投影机设备是安装在底下且面对半球形反射器单元，以投射反向影像至截断的半球形环绕屏幕上来观看该投射影像而无需环绕屏幕；
[0086]图18为依照本发明的投影机系统的透视图，其包含采取使用者所穿戴头罩等形式的抬头显示器；
[0087]图19为采用依照本发明的投影机系统的会议系统的会议台的示意图；
[0088]图20为会议系统的示意图，其包含数个图19的会议台。
【具体实施方式】
[0089]下列描述为较佳实施例，其仅为范例而对于令本发明生效所需的特征结合不构成限制。
[0090]在下列描述中，超广角影像是指较习知相机设备的正常影像画面更宽的影像，例如环绕相机设备等于或超过180度的影像画面。更具体而言，此一用词是用来指称大体上为全景的影像画面，其可包含环绕相机设备360度的环形或甜甜圈外形的影像画面或是定义环绕该相机设备而大致呈半球形的影像视野或展望的“完整”的全景影像画面。
[0091]参照图1，其呈现依照本发明的第一系统的第一主要实施例。此实施例包含整合式相机设备10，其至少包含影像传感器12与用以拍摄超广角影像并引导其朝向影像传感器12的感光表面16的装置14。
[0092]用以拍摄超广角影像并引导其朝向影像传感器12的感光表面16的装置14可包含精于技艺者所熟知用以拍摄超广角影像并使其对焦至例如传感器12的光学芯片上的任何合适系统或配置。举例而言，影像拍摄装置14可包含下列任何一者或其组合:透镜、一组透镜、镜子、一组镜子、棱镜、一组棱镜。在此实施例中，影像拍摄装置包含半球形透镜或鱼眼透镜18。鱼眼透镜18拍摄环绕相机设备10而大体上为全景的影像。大体上为全景的影像可非完整的全景影像，但最好包含于所选平面中环绕影像拍摄装置14达360度的甜甜圈外形的影像画面。在多数应用中，环绕相机设备10的甜甜圈外形的影像画面的深度有半球形影像画面约三分的一高度已臻足够。然而，在其他应用中，大体上为全景的影像最好为完整的全景影像，包含环绕相机设备10而大致呈半球形的影像画面的全部。
[0093]影像传感器12将入射至其平面感光表面16上的影像光线转换成一个以上的电信号。影像传感器12包含固态组件，例如影像传感器芯片12。该芯片的平面感光表面16包含数个光传感器或像素(图1未呈现)，各将入射至其上的光线转换成一或多个电或电子信号。和图1b所示画面相反，感光表面16可不涵盖芯片12的整个上表面，而可仅涵盖芯片表面位于影像拍摄装置14的下的部分。
[0094]多种可用以作为影像拍摄装置14的光学芯片类型已广为人知，例如电荷耦合组件(CXD)芯片与互补式金氧半导体(CMOS)芯片。然而，虽然对本发明此一实施例的相机设备10而言CCD芯片较佳，然而诚如精于本技艺者所能轻易得知，适合用以将入射在其感光表面上的所摄影像转换成一或多个电信号的任何芯片皆可用在本发明的系统与相机设备中，例如Foveoti?.制造的影像传感器。然而，诚如以下所述，可对该芯片在本发明中的用途而对其进行某种程度的创新修改。
[0095]相对于在当前可得的CCD芯片等中所熟知的光传感器或像素行列的方格数组，一种此类的修改是将影像传感器芯片12的数个光传感器或像素以大致呈圆形的配置安排在平面感光表面16上。选择大致呈圆形的配置主要是为了提供一种光传感器或像素的图案，其最或较有效地捕捉入射至其上的所得影像而具备低于习知配置的失真情况及/或当存在任何失真情况时，用以移除、减少、或校正影像或一部分影像的失真情况以呈现在包含水平线的习知监视显示器上的所需处理较少。然而，由下列叙述中将可明显得知光传感器或像素的大致呈圆形的配置所带来的数种无法预期的额外技术优点。
[0096]如图2a与b所示，在本发明的相机设备10的一实施例中，数个光传感器或像素20是安排在该平面感光表面16上而成一系列像素20数量相等的同心圆。此由图2b最能清楚看出，其中放射状线条22和来自像素20的众多同心圆24中对应位置上的像素20呈放射状相交。光传感器或像素20的同心圆24可占据影像传感器芯片12的整个感光表面16。可调整像素20的尺寸及/或外形以使邻近像素20的间没有空隙，即光传感器或像素连续不断。
[0097]在如图2b所示的另一种配置中，感光表面16的中心区26可具备密度渐减的光传感器或像素20，或是亦可不存在任何光传感器或像素20，诚如适合用于提供部分而非「完整」全景影像画面的相机设备。或者，针对适于提供完整全景影像画面的相机设备而言，芯片感光表面16的中心区26的光传感器或像素20的图形可不同于传感器或像素20的同心圆24所占周围区的图形，以解决很难令同心圆24的中心区26和感光表面16的外围区具备相同尺寸、外形及/或数量的像素的情况。在此实施例中，每个同心圆24中的光传感器或像素20数量和其他同心圆24相同，但相较于外圆24，内圆24的面积可递减及/或形状可不同。
[0098]如图3a与b所示，在本发明的相机设备10的另一实施例中，数个光传感器或像素20是安排在该感光表面16上而成一系列像素20数量不等的同心圆24，以兼容于各同心圆24中尺寸大致相同的传感器或像素20。芯片感光表面16的中心区26再次可不具任何像素或是其光传感器或像素20的图形可不同于传感器或像素20的同心圆24所占周遭区的图形。
[0099]在又一实施例中，可将感光表面16分区，致使同心圆的外区彼此具有数量相等的传感器或像素且内区彼此具有数量相等的传感器或像素，但外区同心圆的传感器或像素的数量和内区同心圆不同。理当了解感光表面16的分区使得在各区的同心圆中能安排数量、外形、及/或尺寸的不同组合的光传感器或像素，因而导致影像传感器芯片12的每一区提供不同的影像效果(如影像分辨率)。亦当理解感光表面可具备二个以上的分区，其中包含非圆形配置的传感器或像素或是无传感器或像素的中心区26区块。
[0100]在相机设备拍摄动态影像且代表所拍摄动态影像的电信号是转换成数字形式的状况中，该数字形式可合宜地包含数字视频形式。此可为交错或渐进式数字视频形式。在交错式数字视频形式的情况中，该系列的光传感器或像素20同心圆24的各者是交替地分别指派至数字视频信号的奇数与偶数线条上。在渐进式数字视频形式的情况中，所有传感器或像素20同心圆24皆指派至数字视频信号的渐进线条上。
[0101]如图4a与b所示，在本发明的相机设备10的另一实施例中，数个光传感器或像素20是安排在感光表面16上而成至少包含一条紧密的光传感器或像素20螺旋线。像素20的尺寸及/或外形再次可造成邻近或附近像素的间没有空隙。第一次见到图4a，其像素20配置似乎呈现为如图2a所示般具有一系列数量相等像素的同心圆，然而，如在图4b中最能清楚看见，像素20是安排在一条单一的光传感器或像素20螺旋线28中，其像素20呈放射状对齐，如图4b中的放射状的延伸线30所描绘。芯片感光表面16的中心区再次可不具任何像素或是其光传感器或像素20的图形可不同于单一光传感器或像素20螺旋线28所占周遭区的图形。
[0102]或者，如图5a与b所示，单一的传感器或像素20螺旋线28中的像素可不如图4a与b所示般呈放射状对齐，而是安排成在单一传感器或像素20螺旋线28所占感光表面16的整个区域中具有相似的密度。
[0103]如图6a与b所示，感光表面16包含二条交错而紧密的光传感器或像素20螺旋线32、34，其具有呈放射状对齐的像素20，但是，依相机设备而定，可有三条以上交错而紧密的光传感器或像素螺旋线涵盖影像传感器芯片12的感光表面16。芯片感光表面16的中心区26再次可不具任何像素或是其光传感器或像素20的图形可不同于二条传感器或像素20螺旋线32、34所占周遭区的图形。
[0104]或者，如图7a与b所示，二条传感器或像素20螺旋线32、34中的像素并非如图6a与b所示般呈放射状对齐，而是安排成在二条传感器或像素20螺旋线32、34所占感光表面16的整个区域中具有相似的密度。
[0105]使用一条以上紧密的传感器或像素螺旋线的一未预期的技术优点是能在感光表面上具有比使用光传感器或像素同心圆所得的群聚程度更大。换言的，虽然图4至7中未呈现，但相较于同心圆的情况，不具传感器或像素或者是传感器或像素的图形不同的中心区能够较小，藉此增进影像转换至数字形式并因而减少特别处理影像传感器芯片表面的中心区的需求。
[0106]形成一条以上传感器或像素螺旋线的像素20的尺寸及/或面积在一条以上的线条上可为相等或是可随着线条接近感光表面的中心而在尺寸及/或面积上逐步减少。
[0107]使用一条以上螺旋线的另一未预期的技术优点是通过确保螺旋线够紧密(意即螺旋线的对应部位是紧密地位于一起，致使相邻或附近像素的间没有空隙)，传感器或像素是位在相较于同心圆配置仅有些许偏移的配置中，但仍能形成一条以上从感光表面的外围边缘延伸接近其中心点的渐进线。
[0108]在感光表面包含一条单一的传感器或像素螺旋线的情况中，此线可经指派给渐进线数字视频信号。在感光表面包含二条交错的传感器或像素螺旋线的情况中，每一线条可经指派至双线数字视频信号的个别的奇数或偶数线条。[0109]在图2至7的实施例中，光传感器或像素的线条配置与光传感器或像素的外形可致使该一或多条光传感器或像素线条填满感光表面的表面而未在光传感器或像素的间留下任何空隙。另外，视情况而定，光传感器或像素可包含拜耳(Bayer)传感器、Fovcon?传感器或CCD传感器(如3CCD传感器)的任一者。拜耳传感器为低成本传感器且在影像传感器芯片中常见。拜耳传感器包含滤色器数组，其让红、绿与蓝光通过以达所选像素传感器而形成对红、绿与蓝色感光的交错格栅。拜耳传感器亦包含背向照明传感器，其中光线是从晶体管与金属线所在的对侧进入感光硅中，致使组件侧上的金属连接部不会阻挡光线，且效率较高。Foveon传感器使用成层的像素传感器数组，通过硅本身的依波长而定的吸收特性而将光线分开，致使每个位置皆感测到全部的三个颜色频道。3CCD传感器使用三个分离的影像传感器，其透过分色棱镜将颜色分开。
[0110]虽然将光传感器或像素20安排成大致呈圆形的配置能提供下列优点:鱼眼透镜18所造成的影像失真会因为像素的此一配置而在某一程度上抵消，因而减少用以解决任何残余失真以重现数字影像数据的处理作业；但本发明可针对高质量设备而包括修改感光表面16上光传感器或像素20的图形以使图形「符合」特定的鱼眼透镜18，即修改像素20大致呈圆形的配置以使修改后图形大体上抵消该特定透镜所造成的所有失真情况。感光表面上像素的布局是由精于此技艺者所知的屏蔽制程决定，且因而能通过图形化该透镜的光透射特性而针对特定光学芯片制造符合特定透镜的屏蔽。图形修改可包含已略微提及的若干修改，例如像素的密度、尺寸、面积、及/或外形。此可包含在影像经透镜压缩的情况下增加像素的密度、尺寸、面积及/或外形，以及在影像经透镜膨胀的情况下减少像素的密度、尺寸、面积及/或外形。
[0111]尽管光传感器或像素在感光表面上具特定配置，传感器或像素的信号输出仍可采用放射方式加以读取或处理，意即最先读取接近感光表面中心点或区的最内部传感器的输出，然后接着依序是位于由该最内部传感器呈放射状向外的处的传感器或像素的输出。或者，可最先读取或处理在感光表面上最外部传感器的输出，然后接着依序是位于由该最外部传感器呈放射状向内的处的传感器或像素的输出。
[0112]在另一实施例中，感光表面的光传感器或像素可经安排而呈放射状地拍摄或扫描超广角影像，例如呈放射状地拍摄或扫描大致呈圆形的影像。
[0113]再次参照图1，相机设备10可包含用以将光传感器或像素20所产生的电信号转换成数字影像数据的装置。用以转换的装置40可包含设置在相机设备中合适的电路系统，例如众所皆知的CCD芯片，或是在影像传感器芯片本身上的额外电路系统，例如众所皆知的CMOS芯片。在任何情况中，本实施例中的相机设备10包含用以从影像传感器芯片12的输出产生数字影像数据的电路系统将会很有帮助，然而，应当理解对若干相机设备而言，依其应用或用途而定，相机设备可具有用以将来自影像传感器芯片12的输出信号传输至远程组件(未呈现)的输出，以能在该远程组件上转换成数字影像数据。
[0114]至今参照图1至7所描述的整合式相机设备10可形成系统中的相机设备10，藉此相机设备输出代表所拍摄全景影像的数字影像数据或信号至一或多个远程组件，而在其中可执行进一步的信号或数据处理。在此类系统中，相机设备10运作以拍摄全景影像画面并传送代表该影像画面的信号或数据至至少一个该远程组件以供显示及/或进一步处理。相机设备10可经安排成采用静止影像相机的方式来拍摄静止影像，但其最好安排成拍摄动态影像而仍旧亦保留静止影像的拍摄能力较佳。
[0115]同样参照图1，其中相机设备10确实包含用以将光传感器或像素所产生的电信号转换成数字影像数据的装置，其亦可包含用以缓冲及/或储存该数字影像数据的装置40。精于本技艺者所熟知的任何合适的储存或缓冲装置40皆可用以缓冲及/或储存相机设备10上的数字影像数据。举例而言，用以缓冲或储存该数字影像数据的装置40可包含闪存组件或芯片。
[0116]在此实施例中，相机设备10包含输入设备42，例如按钮、触碰屏幕等用以接收所拍摄全景影像的窗口部分的选择。相机设备10亦具有储存计算机可读指令的内存装置44，当处理器46执行计算机可读指令时，其控制相机设备10的运作，包含让使用者能透过输入设备42输入所储存或缓冲全景影像的窗口部分的选择。应当理解缓冲数字影像数据致能实时选择所视全景影像画面的窗口部分，而储存数字影像数据则能够选择预录像像画面的窗口部分。
[0117]参照图8，选择窗口部分可包含显示影像60或全景影像的平面图62或全景影像的代表影像64，而在相机设备10的显示屏幕48或是连接至该相机设备10的周边组件(未呈现)的显示屏幕上，视框66位在该显示影像、平面图、或代表影像60、62、64上。相对于显示影像、平面图或代表影像60、62、64的视框66位置可由用户操控，如带箭头线条68、70、72所示，以使其在显示影像、平面图或代表影像60、62、64上移动，藉此选择所欲全景影像的窗口部分以供撷取与显示/播放。当然，亦可依照输入设备42的本质与配置来提供其他选择所欲窗口部分的方法。
[0118]为了辨识所选窗口部分以供撷取，影像传感器芯片12的光传感器或像素20最好为可寻址不然就是可辨识，藉此，当使用者使用视框66输入选择的所欲窗口部分时，其会由相机设备10的处理器46针对合适的独立或一批光传感器或像素20及/或其占据的线条转译成地址或识别符，以响应所选窗口部分而判定要撷取哪个数字影像数据。
[0119]处理器46亦能从缓冲器或储存装置40撷取包含所选窗口部分的数字影像数据，以供进一步处理及/或显示在相机设备10的屏幕48上，或供该取得的数字影像数据在相机设备10的输出埠50上输出至周边组件或独立显示组件，例如个人计算机、个人数字助理、智能型手机等等。
[0120]参照图9，其图标全景影像73的所选窗口部分74与该窗口部分74在相机设备10的屏幕48或例如PC的远程监视器上的显示的间的关系，而该全景影像73是由相机设备10拍摄而在具有先前参照图2或3所述的同心圆配置的影像传感器芯片12上。应当理解相较于相机设备采用的影像传感器具备非圆形配置光传感器或像素的情况，用以在习知的平面显示组件上显示所选窗口部分74不需或仅需少量的影像数据处理。
[0121]应当理解上述用以选择本发明的相机设备10所拍摄全景影像的所欲窗口部分的选择方法可同样用于通过使用具备图4至7任一者的像素或光传感器配置的光学芯片来拍摄的影像上。
[0122]在图1的相机设备10中，处理器46可执行指令以让用户能够选择所选窗口部分的长宽比。如图10所示，长宽比可选自于数个预定的长宽比A、B、C。该预定长宽比A、B、C可参照数种习知组件的显示屏幕的长宽比加以定义。或者，显示窗口部分的长宽比可包含落在预定界限内的使用者定义长宽比。又或者，处理器46可执行指令以自动将相机设备屏幕48的长宽比或附加远程显示组件的屏幕的长宽比选成所需窗口部分的长宽比。
[0123]现在参照图11，其呈现依照本发明的第一系统的第二主要实施例。此包含具相机设备100的分布式系统，用以拍摄全景影像并输出数字影像数据或代表该拍摄全景影像的电信号至一或多个独立组件，包括记忆库或数据库102、服务器或控制器104、一或多个输入组件106。记忆库或数据库102是为储存及/或缓冲数字影像数据而设置。在相机设备不具备将电信号转换成数字影像数据的情况中，独立的记忆库或数据库102亦适于将从相机设备100接收而代表全景影像的电信号转换成数字影像数据。此系统具备服务器或控制器104以处理来自一个以上用户的全景影像的所需窗口部分的一或多个选择，以及响应该等选择来撷取数字影像数据，且一个以上的输入组件106是用以传送全景影像的窗口部分的所需选择至服务器或控制器104并为显示或其他原因而接收因应所送需求而撷取的数字影像数据。
[0124]相机设备100采用影像传感器芯片12，其如同参照图1至10所述的先前提及的本发明第一主要实施例的描述。相机设备100最好包含米用相似于第一主要实施例的相机设备10的方式将其影像传感器芯片的输出转换成数字影像数据的装置，然而此对于第二主要实施例的系统运作并非必要。相机设备100亦可具有局部用以缓冲或储存数字影像数据的装置，但数字影像数据的储存最好是由独立的记忆库或数据库102提供。因此，相机设备100是以能使数字影像数据从相机设备100传送到记忆库或数据库102的方式连接至该记忆库或数据库102，其或者是采实时的方式而将数据从相机设备100串流至记忆库或数据库102、或者是采非实时的方式，例如数据是以批次或作为档案加以传送。服务器/控制器104与一个以上的输入组件106亦可连接至记忆库或数据库102及/或相机设备100。输入组件106可包含用以接收并显示影像数据的任何合适的电子组件，例示性而非限制性的实例如PC、个人数字助理、智能型手机、游戏机、智能型电视。
[0125]在组件的间、且更明确而言是从相机设备100传送数字影像数据至记忆库或数据库102可为实时或者是依要求或通·过民意测验(polling)而采批次、或者是采用任何合适的传输方案加以执行。相机设备100可透过电缆、电缆网络、或通讯网络108而连接至记忆库或数据库102。服务器/控制器104与输入组件106亦可透过电缆、电缆网络、或通讯网络108而连接至记忆库或数据库102以及相机设备100。通讯网络108可为私人通讯网络、公共网络、或二者结合。此网络可具备或包含因特网110，如图11的云状物所示。其亦可包含或具备局域网络(LAN, local area network)及 / 或宽域网络(WAN, wide area network) ?精于本技艺者当知可用以使能联机的组件互相链接的网络类别，且在本实施例的系统中，构成本系统的所有独立、远程组件最好能联机以互享数据及/或指令、要求与响应消息。
[0126]仅是举例而言，图11的系统可构成采用依照本发明的一个以上相机设备10、100的监视系统、亦采用一个以上相机设备10、100的大众娱乐事件发布系统、或是视频会议系统。
[0127]使用上，图11的分布式系统的相机设备10、100拍摄全景影像并提供代表或定义该影像的数字影像数据或电信号给记忆库或数据库102，其最好为网络联机数据库以缓冲与储存数字影像数据。
[0128]服务器/控制器104是安排用以处理来自用户输入组件106的要求。该等要求可包含或具备用户要求的全景影像的所选窗口部分。该等要求可为实时影像画面或预录像像画面的窗口部分。在任何情况中，服务器/控制器104运作以和数据库102联系，用以响应该等要求而撷取数字影像数据并传送所得数据至个别的输入组件106。服务器/控制器104亦可接收与处理和用户输入组件106所要求选择相关的控制指令并据此修改从数据库取得的数据。
[0129]图11的系统能让例如监视系统的控制点、TV制作系统的编辑点、终端使用者的TV、PC、PDA或移动手持装置等等输入组件106的用户要求一部分的全景影像以供其在输入组件106上显示或进一步处理，并能发送和窗口部分的所需选择相关的指令。
[0130]再次参照图10，其图标所拍摄全景影像的显示影像、平面图或代表影像60、62、64，此和相机设备的影像传感器的感光表面16的布局相符。预定长宽比的窗口部分A、B、C是标示在全景影像的平面图上，举例而言，其是配合特定类型的用户输入组件。但是，纵使可达成若干优势，长宽比并不必然要先预定或和特定组件相配。
[0131]如图10所示，使用者可发送和全景影像的窗口部分的选择相关的数个指令。在此实例中，该等指令包含摇摄指令70、72，用户藉此要求所选窗口部分绕着影像摇动。其他指令包含造成所选窗口部分朝向图10的平面图中心移动的抬摄指令68或是推近或拉远特征而造成所选窗口部分的较大或较小的代表图。
[0132]服务器/控制器104可接收来自多个用户的多个指令，举例而言，此会造成多个用户所要求的窗口部分可能会重迭。此外，每个用户皆可透过上述指令主动改变其所选窗口部分，该等指令可包含实时指令，能让用户观看所拍摄全景影像的任何一部分。
[0133]在采用一个以上依照本发明的相机设备10、100与内存组件42、102以供缓冲及/或储存数字影像数据的监视系统中，控制点的保全人员可使用单一相机设备10、100所拍摄的影像去检视或监视环绕该相机设备10、100的全景区域，藉此就无需数个习知的相机设备来涵盖相同区域。此外，由于每个人员皆可送出如摇摄、抬摄与伸缩镜头的指令，本发明系统中的相机设备就无需提供具备马达以达成实体的摇摄与抬摄动作的习知相机设备或是如在习知系统中一般指派特定相机给特定人员。
[0134]且在监视系统中，即使保全人员未能及时看见超出该保全人员所选窗口部分的画面中发生的活动，全景影像的储存能允许的后检视该全景影像以检视该遗漏的活动以作为证据及/或其他保全用途。
[0135]在大众娱乐发布系统中，举例而言，为观看演奏会影像而订阅或是以其他方式链接到数字版权所有者系统(由图11中的服务器/控制器104代表)的使用者将可自由查看全景影像的任一部分而无需仰赖制片导演来指定该影像为观众可见。自行编辑所见的自由大幅提高对于订阅或购买使用数字版权所有者的内容的渴望。另外，每次用户观看以全景影像模式录下的演奏会或大众娱乐事件时，使用者皆可创造独特的观看体验。
[0136]可知在一态样中，本发明涉及固态相机系统，其设计用以让多个使用者能够以现场直播或预录的方式，通过个别实时地控制摇摄、抬摄与伸缩镜头的功能而在360度展望中探索远处。此组件是由装在例如CXD的光学传感器芯片上的半球形或鱼眼透镜构成而会拍摄其周遭环境的完整360度展望。
[0137]当击中传感器数组的总合影像为圆形并假定组件系设在水平平面中，在大多应用情况中感兴趣的主要区域将会是水平视野的全景，其位于该圆形最外缘至接近三分的一直径的甜甜圈外形区域中。[0138]传感器数组的输出是馈入至缓冲器中，其子集合或「窗口」接着会以适合用户监视组件的分辨率与长宽比输出给使用者。用户接着可在显示缓冲器内控制窗口的移动以选择其希望观看的方向，因而使得多个使用者能够同时以所需的分辨率与长宽比而在360度的展望中控制个别的摇摄与抬摄参数。虽然可能无法看见该组件完整展望输出的整体，但其可经录制并于的后在该组件所拍摄的360度展望中自由地水平及上下移至任何地方而予以探询。
[0139]现在参照图12，其呈现依照本发明的第二系统的第一主要实施例。此系统包含用以投射超广角影像至观看表面(未呈现)的系统。此系统包含投影机设备200，具有用以接收超广角影像数据(例如输入202)的装置。投影机设备200亦具有用以将超广角影像数据转换成光学影像的装置204。在此实施例中，该转换装置204包含光学芯片或发光光传感器或像素205的数组206。其采用类似于图2至7所示光学芯片12的光传感器或像素的图案的方式而安排成大致呈圆形的图案，举例而言，该图案包含发光光传感器或像素205的同心圆，其是交替指派至以所接收的数字影像数据的形体呈现的数字视频信号的奇数与偶数线条上。实际上，投影机设备200的发光光传感器或像素205执行和本发明第一系统中光学芯片12的像素反向的作业，在此作业中该发光光传感器或像素205将源自于所接收光学影像数据的电信号转换成光。光学芯片或发光光传感器或像素205的数组206是安排成将构成光学影像或该光学影像一部分的发射光引导至影像投射装置208。例如屏幕或遮光板(visor)等等的观看表面可相邻该影像投射装置208安装，其中该影像投射装置208将该光学影像或其部分投射至该观看表面。在若干实施例中，发光光传感器或像素205可包含发光二极管(LEDs)或液晶显示(IXD)组件。
[0140]投影机设备200可具备缓冲或储存装置210、内存装置212与处理器214，其中缓冲或储存装置210是用以缓冲及/或储存以所接收的数字影像数据的形体呈现的全景影像(静止或动态)，内存装置212是用以储存机器可执行指令，而处理器214则是用以执行该指令以处理所接收的数字影像数据并将其转换成电信号以作为转换装置204的输入并控制投影机设备200的其他动作与应用。或者，投影机设备200是透过通讯网络连接至例如数据库的缓冲/储存装置，而数字影像数据是通过该通讯网络而从数据库经由网络传送到投影机设备200。因此，投影机设备可包含如图11所示的本发明第一系统的一部分，藉此将相机设备10、100拍摄的数字影像依要求或其他触发动作而传送到数据库102并随后传送至投影机设备200。
[0141]在使用上，举例而言，所接收的数字影像数据可直接来自相机设备10、100或来自图11的分布式系统的数据库102而在投影机设备200上接收。
[0142]透过类似于本发明第一系统的方式，影像投射装置208可包含透镜、一组透镜、一组镜子、棱镜、或一组棱镜，用以投射由数个光传感器或像素产生的光学影像，但在图12的实施例中，影像投射装置208包含鱼眼透镜216。鱼眼透镜可配合发光芯片或数组206以减少或消除将影像投射至观看表面上的失真情况。
[0143]同样透过类似于本发明第一系统的方式，本发明第二系统可包含输入设备218,用以接收超广角光学影像的窗口部分的选择，藉此可安排处理器214接着从缓冲或储存装置210或数据库(图11)撷取包含所选窗口部分的数字影像数据。因此在操作上，使用者可透过投影机设备200上的窗口显示器220或呈现视框的连接组件(未呈现)来选择全景影像的窗口部分，使得用户能够选择接着要投射至例如显示屏幕的观看表面上的全景影像部分。用以接收超广角影像的窗口部分的选择的装置可适于接收和所选窗口部分有关的指令，例如摇摄指令、抬摄指令、与伸缩镜头指令任一者。
[0144]用以接收超广角影像的窗口部分的选择的装置亦可包含图11的服务器/控制器104，且服务器/控制器104亦可安排成从数据库102撷取包含所选窗口部分的数字影像数据以向前传送至投影机设备200。
[0145]现在参照图13，其呈现依照本发明的第二系统的第二主要实施例。此系统具有和图12所示第二系统的第一主要实施例大致相同的结构，差别在于数个发光像素是由具备背光224等等的LED或IXD型显示平板222取代。
[0146]现在参照图14，其呈现依照本发明的第二系统的第三主要实施例。此系统具有和图12所示第二系统的第一主要实施例大致相同的结构，差别在于数个发光像素是由雷射226取代，其扫描设在扫描镜228上而大致呈圆形的数组。
[0147]图15图示图12至14任一者的投影机设备，其摆放成用以将全景影像投射至环绕的半球形观看表面/屏幕230上，而观众就位于环绕的屏幕230中。在此配置中，完整的全景影像可经投射到屏幕230上或所选部分可经投射到环绕屏幕的对应或所选部分。
[0148]图16呈现和图15相似的配置，但投影机设备200是安装在大体上呈半球形的环绕屏幕232的上头，其是和图15的配置反向。完整的全景影像再次可经投射到屏幕232上或所选部分可经投射到环绕屏幕的对应或所选部分。
[0149]图17呈现和图16相似的配置，但投影机设备200是安装在底下并面对半球形反射器单元234，以能将影像投射到截断的半球形环绕屏幕236上，其亦和图15的配置反向。完整的全景影像再次可经投射到屏幕上或所选部分可经投射到环绕屏幕的对应部分。在此情况中，可安排成是从屏幕232的外部而非在其中来观看投射影像。
[0150]如图18所示，依照本发明的第二系统可包含形式为用户所穿戴头罩240的抬头显示器。观看表面因而可由头罩240的遮光板242组成，藉此将一部分的全景影像投射到遮光板242的内部表面上以供穿戴此头罩的人员观看。在此配置中，以图18中的X表示而由相机10、100拍摄的完整的全景影像可让头罩240或和头罩相关的信息处理设备(未呈现)利用。然而，由图18中的Y代表的仅为完整影像的一部分是通过部分鱼眼投影机设备200而投射到遮光板上。头罩的配置使得数据处理设备响应用户头部及随的而来的头罩相对于预定基准的移动而接收超广角光学影像的窗口部分的选择。预定基准是采用点或线，代表相对于人员身体位置为向前画面的中间点。因此，可让信息处理系统利用的全景影像包含或代表环绕配戴头罩人员的全景画面。当人员将其头部转离所选基准时，显示在遮光板上的影像会随的转动以符合该人员将会自然看见的画面，就如同他们直接看着环绕其本身的影像一般。此配置的优点是用户不需实际具备对于该全景画面任何一部分的直接视线。事实上，该人员可处于密死循环境中，而其中不可能有所观看全景画面的直接影像画面。
[0151]如图18所绘的头罩亦适用于头罩穿戴者不在环绕影像画面中心点、而是正在控制位于影像画面中心的载具(例如飞机)的情况。在此情况中，位于远程的载具操作员就能透过适当的头部移动而看见环绕载具的全部外围，其皆转换成投射在遮光板上的全新影像画面部分。
[0152]在此配置的又一变化中，遮光板或观看屏幕可不形成头罩的一部分，而可构成呈现全景影像一部份的部分环绕屏幕。然而，当操作员移动其头部时，投射到屏幕上的全景影像部分会卷至和操作员头部位置相对预定基准相关的部分。
[0153]图19与20图示依照本发明的会议通话系统。图19呈现会议通话台300，而图20呈现数个会议通话台300，其中每个皆采用依照本发明第一系统的相机设备10、100以及依照本发明第二系统的投影机设备200。在会议通话系统的实施例中，相机设备10、100是安装在办公桌或会议桌310大致中央的位置上且具备扬声器320/麦克风330以让与会者能彼此看见、交谈与聆听。在每个会议桌310的上是配有观看屏幕280的投影机设备200，藉此会议通话出席者就可从该屏幕280的外部表面观看经由半球形反射器290投射到屏幕280内部表面上的另一会议台300的全景影像。
[0154]大体上，本发明提供例如相机的光学组件，其具有影像传感器与透镜/镜子等系统以拍摄例如全景影像的超广角影像并引导其朝向影像传感器的感光表面。影像传感器将所拍摄的影像(可为动态影像)转换成电信号。影像传感器具有数个光传感器或像素，其是以大致呈圆形的配置安排在传感器的感光表面上。大致呈圆形的配置可包含紧密的光传感器或像素螺旋线。数个光传感器或像素为可寻址或可辨识，致使所拍摄影像的窗口部分可由参照个别光传感器或像素的地址或识别符予以定义。相机可形成整合式或分布式系统的一部分，其具备用以将电信号转换成数字影像数据的装置以及用以缓冲或储存数字影像数据的装置。系统亦具备用以接收超广角影像的窗口部分的选择的装置以及用以从缓冲或储存装置撷取包含所选窗口部分的数字影像数据并传送该取得数字影像数据的装置，而所取得数字影像数据是传送至信息处理装置以供显示及/或进一步处理。本发明亦提供例如投影机设备的光学组件，其采用发光组件的圆形配置以投射全景或部分全景影像。
[0155]虽然已于图式及先前描述中详细说明与叙述本发明，然而应将该等内容视为说明而非限制，其当理解为所呈现与描述者仅为示范性实施例且无论如何皆非限制本发明的范畴。当知此处所述的任何特征皆可用于任何实施例。说明性实施例并未排除彼此或是未载于此处的其他实施例。因此，本发明亦提供包含一或多个上述说明性实施例的结合的实施例。在未偏离本发明的精神与范畴下可做出如本文所提出的发明的修改与变化，因此，仅有如同随附申请专利范围所提及者可构成限制。
[0156]在随后的申请专利范围以及本发明的先前叙述中，除非上下文中另外要求，否则由于明确的语言或必然的暗示，字词「包含」是采开放式的概念予以使用，意即用以明定所述特征存在，但不排除存在或新增在本发明各式实施例中的其他特征。
[0157]应当理解若本文参照任何先前技术刊物，该参照并不会构成承认该刊物形成本技术通常知识的一部分。
【权利要求】
1.一种影像传感器，用于光学组件，该影像传感器包含: 平面感光表面，包含以大致呈圆形的配置放置于该平面感光表面上的数个光传感器或像素，用以将入射至其上的影像转换成一或多个电或电子信号。
2.如权利要求1的影像传感器，其中该数个光传感器或像素是安排在该平面感光表面上而成一系列的同心圆。
3.如权利要求1的影像传感器，其中该数个光传感器或像素是以该大致呈圆形的配置安排在该平面感光表面上，而该配置至少包含一条光传感器或像素螺旋线。
4.如权利要求3的影像传感器，其中该数个光传感器或像素系以该大致呈圆形的配置安排在该平面感光表面上，而该配置包含二条以上交错的光传感器或像素螺旋线。
5.如权利要求1的影像传感器，其中该影像传感器更包含影像拍摄装置，用以拍摄超广角影像并将其引导至该平面感光表面，以入射于该数个光传感器或像素上。
6.如权利要求5的影像传感器，其中该影像拍摄装置是安排成拍摄环绕该影像传感器而大体上为全景的影像。
7.如权利要求6的影像传感器，其中该大体上为全景的影像非完整的全景影像，而是包含在所选平面中环绕该影像传感器360度的甜甜圈外形的影像画面。
8.如权利要求6的影像传感器，其中该大体上为全景的影像是完整的全景影像，包含环绕该影像拍摄装置而大致呈半球形的影像画面。
9.如权利要求1的影像传感器，其中该影像传感器更包含:· 用以将该一或多个电或电子信号转换成数字影像数据的装置。
10.如权利要求1的影像传感器，其中该数个光传感器或像素为可寻址，致使所拍摄影像的窗口部分可通过参照各个光传感器或像素的地址予以定义。
11.如权利要求1的影像传感器，其中该光学组件包含相机或投影机。
12.一种拍摄超广角影像的方法，其使用光学组件用的影像传感器，该方法包含: 引导超广角影像至该影像传感器的感光表面上，该影像传感器包含平面感光表面，其具有以大致呈圆形的配置放置于该平面感光表面上的数个光传感器或像素。
13.—种制造光学组件用的影像传感器的方法，该方法包含: 提供具有平面感光表面的影像传感器，该平面感光表面具有以大致呈圆形的配置放置于该平面感光表面上的数个光传感器或像素。
14.一种影像传感器，用于光学组件，该影像传感器包含: 感光表面，包含放置于该感光表面上的数个光传感器或像素，用以将入射至其上的超广角影像或其部分转换成一或多个电或电子信号，该电或电子信号可转换成代表该超广角影像或其部分的影像数据，该光传感器或像素是配置为各自在该感光表面上以大致上和入射至其上的该超广角影像的各个部分符合的方向予以定位。
15.一种拍摄超广角影像的方法，其使用光学组件用的影像传感器，该方法包含: 引导超广角影像至该影像传感器的感光表面上，该影像传感器包含感光表面，其具有放置于该感光表面上的数个光传感器或像素，用以将入射至其上的该超广角影像或其部分转换成一或多个电或电子信号，该电或电子信号可转换成代表该超广角影像或其部分的影像数据，该光传感器或像素是配置为各自在该感光表面上以大致上和入射至其上的该超广角影像的各个部分符合的方向予以定位。
16.一种拍摄与记录超广角影像的系统，包含: 用以拍摄超广角影像与引导其朝向影像传感器的平面感光表面的装置，该平面感光表面包含数个光传感器或像素，该影像传感器将该超广角影像转换成一或多个电或电子信号; 用以将该一或多个电或电子信号转换成数字影像数据的装置； 用以缓冲或储存该数字影像数据的装置； 用以接收该超广角影像的窗口部分的选择的装置；以及 用以从该用以缓冲或储存该数字影像的装置撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据并传送撷取的该数字影像数据至信息处理装置。
17.如权利要求16的拍摄与记录超广角影像的系统，其中该影像传感器包含如权利要求I的影像传感器。
18.一种拍摄与记录超广角影像的方法，包含下列步骤: 拍摄超广角影像与引导其朝向影像传感器的平面感光表面，该平面感光表面包含数个光传感器或像素； 将拍摄的该超广角影像转换成一或多个电或电子信号； 将该一或多个电或电子信号转换成数字影像数据； 缓冲或储存该数字影像数据； 接收该超广角影像的窗口部分的`选择； 从缓冲或储存装置撷取包含该超广角影像的所选窗口部分的数字影像数据；以及 传送撷取的该数字影像数据至信息处理装置。
19.一种投射超广角影像至观看表面的系统，包含: 用以接收超广角影像数据的装置； 用以将该超广角影像数据转换成光学影像与用以引导该光学影像或该光学影像一部分朝向影像投射装置的装置； 观看表面，相邻该影像投射装置安装； 其中该影像投射装置投射该光学影像或该光学影像一部分至该观看表面上；以及其中该用以将该超广角影像数据转换成该光学影像的装置包含数个光传感器或像素，用以将所接收的影像数据转换成该光学影像，该数个光传感器或像素是以大致呈圆形的配置予以安排。
20.一种投射超广角影像至观看表面的方法，包含: 接收超广角影像数据； 将该超广角影像数据转换成光学影像，其使用数个光传感器或像素以将所接收的影像数据转换成该光学影像，该数个光传感器或像素是以大致呈圆形的配置予以安排； 引导该光学影像或该光学影像一部分朝向影像投射装置；以及 投射该光学影像或该光学影像一部分至相邻该影像投射装置安装的观看表面上。
21.一种使用者所穿戴的头罩中的抬头显示器，包含: 观看表面，包含该头罩的遮光板；以及 投影机，包含如权利要求19的系统，用以投射光学影像或该光学影像一部分至该遮光板的该观看表面。
22.—种会议通话系统，其中至少一与会会议台具备投影机，其包含如权利要求19的系统。·
【文档编号】H04N5/225GK103858234SQ201280042856
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2012年8月31日 优先权日:2011年9月6日
【发明者】亚当·威廉姆斯 申请人:佳佰投资有限公司