手持式电子装置、图像撷取装置以及其对焦方法

文档序号:8006214阅读:262来源:国知局
手持式电子装置、图像撷取装置以及其对焦方法
【专利摘要】手持式电子装置、图像撷取装置以及其对焦方法。图像撷取装置包括主要图像撷取器、辅助图像撷取器以及控制器。主要图像撷取器依据检测对焦距离以对目标对象执行图像撷取动作。辅助图像撷取器与主要图像撷取器相邻配置,辅助图像撷取器对目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值。控制器控制主要图像撷取器以及辅助图像撷取器。控制器并依据图像对比值选出对焦距离的其中之一为检测对焦距离。
【专利说明】手持式电子装置、图像撷取装置以及其对焦方法

【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种图像撷取装置,且特别是有关于一种手持式电子装置的图像撷取装置。

【背景技术】
[0002]随着电子科技的进步,手持式电子装置已成为人们生活中重要的工具。而在手持式电子装置上配置图像撷取装置,也已成为手持式电子装置上的标准配备。
[0003]以移动电话为范例,已知【技术领域】中,移动电话上的图像撷取装置(相机)在进行自动对焦的动作时,会通过其所配备的致动器的移动,来进行其中的图像传感器(例如CMOS传感器)的扫描,并记录图像的对比值。相机并依据图像的对比值来选择出适当的致动器的移动距离,来进行相机的对焦动作,并执行图像撷取的动作。
[0004]在相机的图像分辨率日益增高的情况下,基于高分辨率相机,受限于数据传输信道大小的限制,所支持的每秒的巾贞数(frame per second, fps),无法大幅增加,造成相机进行自动对焦的时间无法缩短,进而,相机进行图像撷取的动作的时间无法缩短,造成使用上的不方便。


【发明内容】

[0005]本发明提供一种图像撷取装置,可对目标对象进行快速自动对焦,并完成图像撷取的动作。
[0006]本发明另提供一种手持式电子装置,其所具有的图像撷取装置可对目标对象进行快速自动对焦,并完成图像撷取的动作。
[0007]本发明更提供一种图像撷取装置的对焦方法,可对目标对象进行快速自动对焦,并藉以完成图像撷取的动作。
[0008]本发明的图像撷取装置包括主要图像撷取器、辅助图像撷取器以及控制器。主要图像撷取器依据检测对焦距离以对目标对象执行图像撷取动作。辅助图像撷取器与主要图像撷取器相邻配置,辅助图像撷取器对目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值。控制器耦接主要图像撷取器以及辅助图像撷取器以控制主要图像撷取器以及辅助图像撷取器。控制器并依据图像对比值选出对焦距离的其中之一为检测对焦距离。
[0009]在本发明的一实施例中,上述的控制器选出图像对比值的最高者,并选择图像对比值的最高者对应的对焦距离以作为检测对焦距离。
[0010]在本发明的一实施例中,上述的控制器驱动辅助图像撷取器对目标对象依据依序变化的对焦距离进行对焦动作以产生图像对比值。控制器并依据图像对比值的变化趋势来选出对焦距离的其中之一为检测对焦距离。
[0011]在本发明的一实施例中,图像撷取装置还包括查找表。查找表耦接控制器,其中,控制器依据查找表来通过检测对焦距离以产生主要对焦距离,主要图像撷取器并依据主要对焦距离对目标对象进行对焦,并执行图像撷取动作。
[0012]在本发明的一实施例中,上述的辅助图像撷取器执行对焦动作的速度至少为主要图像撷取器执行对焦动作的速度的8倍。
[0013]在本发明的一实施例中,上述的主要图像撷取器包括主要图像感测芯片,辅助图像撷取器则包括辅助感测芯片。主要图像感测芯片的尺寸大于辅助感测芯片的尺寸。
[0014]在本发明的一实施例中,上述的辅助图像撷取器的视野范围涵盖主要图像撷取器的视野范围。
[0015]在本发明的一实施例中,上述的主要图像撷取器包括主致动器,辅助图像撷取器包括一辅助致动器。主致动器及辅助致动器耦接控制器,主致动器及辅助致动器用以分别使主要图像撷取器及辅助图像撷取器执行对焦动作。
[0016]本发明的手持式电子装置包括图像撷取装置。图像撷取装置则包括主要图像撷取器、辅助图像撷取器以及控制器。主要图像撷取器依据检测对焦距离以对目标对象执行图像撷取动作。辅助图像撷取器与主要图像撷取器相邻配置,辅助图像撷取器对目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值。控制器耦接主要图像撷取器以及辅助图像撷取器以控制主要图像撷取器以及辅助图像撷取器。控制器并依据图像对比值选出对焦距离的其中之一为检测对焦距离。
[0017]本发明的图像撷取装置的对焦方法包括:提供辅助图像撷取器对目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值;然后,依据图像对比值选出对焦距离的其中之一为检测对焦距离;并且,提供主要图像撷取器依据检测对焦距离以对目标对象执行图像撷取动作。
[0018]基于上述,本发明的图像撷取装置通过具有快对焦速度的辅助图像撷取器先行针对目标对象执行对焦的动作,并将辅助图像撷取器针对目标对象进行对焦所产生的检测对焦距离提供给主要图像撷取器,并使主要图像撷取器可依据检测对焦距离直接进行目标对象的对焦动作,并执行目标对象的图像撷取动作。如此一来,图像撷取装置可在节省图像撷取装置所需的对焦时间,并不牺牲图像分辨率的情况下来进行目标对象的图像撷取动作。
[0019]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,并配合所附图式作详细说明如下。

【专利附图】

【附图说明】
[0020]图1绘示本发明一实施例的手持式电子装置100的示意图。
[0021]图2绘示本发明实施例的图像撷取装置200的示意图。
[0022]图3A绘示本发明实施例的检测对焦距离实施方式示意图。
[0023]图3B绘示检测对焦距离与主要对焦距离的换算实施方式的示意图。
[0024]图4绘示本发明另一实施例的图像撷取装置400的示意图。
[0025]图5A以及图5B绘示本发明实施例的图像撷取装置的视野覆盖状态的示意图。
[0026]图6绘示本发明一实施例的图像撷取装置的对焦方法的流程图。
[0027][标号说明]
[0028]100:手持式电子装置110:主要图像撷取器
[0029]120:辅助图像撷取器10:基板
[0030]200、400:图像撷取装置210、410、510:主要图像撷取器
[0031]220、420、520:辅助图像撷取器230、430:控制器
[0032]310、320:曲线440:查找表
[0033]411:主致动器412:辅助致动器
[0034]d0、dl、d2、dM:对焦距离dA、dB:物距
[0035]RA1、RA2、RBU RB2:视野范围S610?S630:对焦方法的步骤

【具体实施方式】
[0036]请参照图1,图1绘示本发明一实施例的手持式电子装置100的示意图。手持式电子装置100所包括的图像撷取装置中包括主要图像撷取器110以及辅助图像撷取器120。主要图像撷取器110以及辅助图像撷取器120配置在手持式电子装置100同一个基板10的平面上。并且,主要图像撷取器I1与辅助图像撷取器120是相互邻近配置的。在本实施例中,主要图像撷取器110会依据检测对焦距离以对目标对象进行对焦,并执行图像撷取动作。而检测对焦距离则是通过辅助图像撷取器120来产生。仔细来说明,当通过手持式电子装置100来对目标对象进行拍摄(图像撷取)动作时,辅助图像撷取器120会先对目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并在不同的对焦距离下对目标对象进行快速的图像撷取的动作,来产生多个图像对比值,这些影样对比值分别对应到辅助图像撷取器120进行对焦的多个对焦距离。通过这些图像对比值的分析,手持式电子装置100的图像撷取装置可以选出图像对比值中最高的,并找出对应最高的图像对比值的对焦距离来作为检测对焦距离。
[0037]如此一来,主要图像撷取器110可以直接依据检测对焦距离来移动镜头,并对目标对象执行图像撷取动作。也就是说,主要图像撷取器110不需要反复的移动镜头来进行对焦动作,并藉以找出最佳的对焦距离,节省主要图像撷取器110执行对焦动作所耗去的时间。
[0038]在此请特别注意,本实施例中所设置的主要图像撷取器110是一个高分辨率的图像撷取器,而辅助图像撷取器120则是低分辨率的图像撷取器。换句话说,利用辅助图像撷取器120来获得对应多个对焦距离的图像对比值的速度,会比利用主要图像撷取器110来得快很多。在本实施例中,辅助图像撷取器120执行对焦动作的速度至少为主要图像撷取器110执行对焦动作的速度的8倍。
[0039]以下请参照图2,图2绘示本发明实施例的图像撷取装置200的示意图。图像撷取装置200包括主要图像撷取器210、辅助图像撷取器220以及控制器230。主要图像撷取器210及辅助图像撷取器220与控制器230相耦接。在图像撷取装置200进行图像撷取动作时,在控制器230的控制下,辅助图像撷取器220先对目标对象分别依据多个对焦距离依序进行多次对焦动作。这些对焦距离可以是依照对焦动作的次序依序递增,也可以是依序递减的。并且,辅助图像撷取器220在不同的对焦距离下进行目标对象的图像撷取动作,并且,将撷取到的图像传送至控制器230以进行分析。控制器230针对所接收到的多个图像的图像对比值来进行分析,并找出其中最高的图像对比值。控制器230并找出最高的图像对比值所对应的对焦距离,就可以获得检测对焦距离。
[0040]基于主要图像撷取器210与辅助图像撷取器220所配置的位置必然有些不同,控制器230会依据检测对焦距离来进行换算,并藉以产生主要对焦距离。这个主要对焦距离可直接提供主要图像撷取器210进行对焦使用。其中,控制器230可利用主要图像撷取器210与目标对象的距离及辅助图像撷取器220与目标对象的距离的关系来进行检测对焦距离与主要对焦距离的换算动作。上述的距离的关系可以由设计者针对图像撷取装置200进型实际的测量来获得。而相关的数据内容则可以记录在存储器中以查找表的方式来实施。
[0041]附带一提的,主要图像撷取器210可包括主要图像感测芯片,辅助图像撷取器220则可包括辅助感测芯片。而主要图像感测芯片210的尺寸大于辅助感测芯片220的尺寸。
[0042]以下请配合图2及图3A及图3B,其中,图3A绘示本发明实施例的检测对焦距离实施方式示意图,图3B绘示检测对焦距离与主要对焦距离的换算实施方式的示意图。在图3A中,辅助图像撷取器220依据递增的多个对焦距离d0?dl?d2来进行目标对象的图像撷取动作,并对应获得多个图像对比值。并且,对应对焦距离d0?dl,图像对比值依据对焦距离的增加而递增,对应对焦距离dl?d2,图像对比值依据对焦距离的增加而递减。也就是说,对焦距离dl所对应的图像对比值是最高的,因此,控制器230可以选定对焦距离dl为检测对焦距离。
[0043]由图3A可以得知,辅助图像撷取器220未必需要针对所有的对焦距离d0?d2都进行对焦及图像撷取的动作。当辅助图像撷取器220依据对焦距离进行对焦及图像撷取的动作的同时,控制器230可以针对图像对比值的上升及下降的变化趋势进行判别。在当图像对比值的变化趋势由上升转变为下降时,控制器230及可以选出最大的图像对比值所对应的对焦距离。
[0044]另外,在图3B中,曲线310及320表示不同物距的情况下,辅助致动器与主致动器移动距离的关系图。其中,通过辅助致动器的移动可以使辅助图像撷取器220进行对焦动作,而通过主致动器的移动可以使主要图像撷取器210进行对焦动作。由图3B可以得知,在物距等于距离dA的情况下,当辅助致动器依据等于检测对焦距离的移动对焦距离dl,主要致动器对应移动的主要对焦距离为对焦距离dM。
[0045]以下请参照图4,图4绘示本发明另一实施例的图像撷取装置400的示意图。图像撷取装置400包括主要图像撷取器410、辅助图像撷取器420、控制器430以及查找表440。主要图像撷取器410包括主致动器411,辅助图像撷取器420包括辅助致动器412。主致动器411以及辅助致动器412耦接至控制器430并依据控制器430所传送的命令以进行移动,并分别使主要图像撷取器410以及辅助图像撷取器420执行对焦的动作。查找表440耦接至控制器430,其中查找表440可记录如图3B绘示的曲线310及320间的关系的信息。
[0046]在本实施例中,主致动器411以及辅助致动器412可以是音圈马达(Voice CoilMotor,VCM)、步进马达或其它不同类型的马达。音圈马达是一种将电能转化为机械能的装置,并可实现直线型及有限摆角的运动。音圈马达利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。因为音圈马达是一种非换流型动力装置,所以其定位精度完全取决于音圈马达的控制系统。而步进马达具有如齿轮状突起相互锲合的定子和转子,并通过切换流向定子线圈中的电流,以一定角度逐步转动的马达。步进马达通过脉冲信号来切换电流触发的动作,并不需要针对转子的位置和速度进行检出动作,所以步进马达可正确地依比例追随所接收的脉冲信号而转动,能达成精确的位置和速度控制,具有较佳的稳定性。
[0047]关于查找表440的实施方式,查找表440可以利用非易失性存储器来建构,并通过将图3B绘示的曲线310及320间的关系数字化的动作后,并将这些数字化的数值写入至查找表440中。
[0048]查找表440除如图4所绘示的设置在控制器430外并与控制器430相耦接外,也可以内嵌于控制器430中。简言之,查找表440的位置并没有一定的限制。
[0049]以下请参照图5A以及图5B,图5A以及图5B绘示本发明实施例的图像撷取装置的视野覆盖状态的示意图。在图5A中,主要图像撷取器510以及辅助图像撷取器520在物距dA的视野范围分别为RAl及RA2,主要图像撷取器510以及辅助图像撷取器520在物距dB的视野范围分别为视野范围RBl及RB2。由图5B可以清楚地发现,辅助图像撷取器520的视野范围RBl及RB2分别涵盖住辅助图像撷取器510的视野范围RAl及RA2。当然,在本发明其它实施例中,辅助图像撷取器520的视野范围也可以略小于主要图像撷取器510的视野范围。
[0050]以下请参照图6,图6绘示本发明一实施例的图像撷取装置的对焦方法的流程图。在步骤S610中,提供辅助图像撷取器对目标对象依据多个对焦距离分别进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值。并且,在步骤S620中,依据所获得的图像对比值来选出对焦距离的其中之一以作为检测对焦距离。并且,在步骤S630中,通过提供主要图像撷取器以依据检测对焦距离对目标对象执行图像撷取动作。
[0051]另外,关于目标对象的指定的部分,使用者可以通过手持式电子装置上的屏幕所呈现的显示画面,通过触控的方式来选择要进行对焦的目标对象。亦或者,手持式电子装置可以通过例如人脸识别的技术,来检测并针对视野中的人的脸部进行识别,并以识别出的人脸范围为目标对象以进行对焦动作。当然,手持式电子装置也可以通过其它的方式来产生要进行对焦的目标对象,皆可适用于本发明的多个实施例。
[0052]关于上述步骤的实施细节,在前述的多个实施例及多个实施方式中都有详细的说明,以下恕不多赘述。
[0053]综上所述,本发明利用辅助图像撷取器来快速的对目标物体进行对焦,并计算出检测对焦距离。主要图像撷取器则可以依据检测对焦距离来对目标物体对焦,并进行图像撷取的动作,如此一来,图像撷取装置对目标物体所进行对焦的速度不会因主要图像撷取器的高图像分辨率而减缓。也就是说,本发明所提供的辅助图像撷取器可以有效兼顾图像分辨率以及图像拍摄的速率,大幅提升图像撷取的效能。
【权利要求】
1.一种图像撷取装置,包括: 一主要图像撷取器,依据一检测对焦距离以对一目标对象执行图像撷取动作; 一辅助图像撷取器,与该主要图像撷取器相邻配置,该辅助图像撷取器对该目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值;以及 一控制器,耦接该主要图像撷取器以及该辅助图像撷取器以控制该主要图像撷取器以及该辅助图像撷取器,该控制器并依据该多个图像对比值选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离。
2.根据权利要求1所述的图像撷取装置,其中该控制器选出该多个图像对比值的最高者,并选择该多个图像对比值的最高者对应的对焦距离以作为该检测对焦距离。
3.根据权利要求1所述的图像撷取装置,其中该控制器驱动该辅助图像撷取器对该目标对象依据依序变化的该多个对焦距离进行该多次对焦动作以产生该多个图像对比值,该控制器并依据该多个图像对比值的变化趋势来选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离。
4.根据权利要求1所述的图像撷取装置,其中还包括: 一查找表,耦接该控制器, 其中,该控制器依据该查找表来通过该检测对焦距离以产生一主要对焦距离,该主要图像撷取器并依据该主要对焦距离对该目标对象进行对焦,并执行图像撷取动作。
5.根据权利要求1所述的图像撷取装置,其中该辅助图像撷取器执行对焦动作的速度至少为该主要图像撷取器执行对焦动作的速度的8倍,该主要图像撷取器的图像分辨率高于该辅助图像撷取器的图像分辨率。
6.根据权利要求1所述的图像撷取装置,其中该主要图像撷取器包括一主要图像感测芯片,该辅助图像撷取器包括一辅助感测芯片,且该主要图像感测芯片的尺寸大于该辅助感测芯片的尺寸。
7.根据权利要求1所述的图像撷取装置,其中该辅助图像撷取器的视野范围涵盖该主要图像撷取器的视野范围。
8.根据权利要求1所述的图像撷取装置,其中该主要图像撷取器包括一主致动器,该辅助图像撷取器包括一辅助致动器,该主致动器及该辅助致动器耦接该控制器,该主致动器及该辅助致动器用以分别使该主要图像撷取器及该辅助图像撷取器执行对焦动作。
9.一种手持式电子装置,包括: 一图像撷取装置,包括: 一主要图像撷取器,依据一检测对焦距离以对一目标对象执行图像撷取动作; 一辅助图像撷取器,与该主要图像撷取器相邻配置,该辅助图像撷取器对该目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值;以及 一控制器,耦接该主要图像撷取器以及该辅助图像撷取器以驱动该主要图像撷取器以及该辅助图像撷取器,该控制器并依据该多个图像对比值选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离。
10.根据权利要求9所述的手持式电子装置,其中该控制器选出该多个图像对比值的最高者,并选择该多个图像对比值的最高者对应的对焦距离以作为该检测对焦距离。
11.根据权利要求9所述的手持式电子装置,其中该控制器驱动该辅助图像撷取器对该目标对象依据依序变化的该多个对焦距离进行该多次对焦动作以产生该多个图像对比值,该控制器并依据该多个图像对比值的变化趋势来选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离。
12.根据权利要求9所述的手持式电子装置,其中该图像撷取装置还包括: 一查找表,耦接该控制器, 其中,该控制器依据该查找表来通过该检测对焦距离以产生一主要对焦距离,该主要图像撷取器并依据该主要对焦距离对该目标对象进行对焦,并执行图像撷取动作。
13.根据权利要求9所述的手持式电子装置,其中该辅助图像撷取器执行对焦动作的速度至少为该主要图像撷取器执行对焦动作的速度的8倍,该主要图像撷取器的图像分辨率高于该辅助图像撷取器的图像分辨率。
14.根据权利要求9所述的手持式电子装置,其中该主要图像撷取器包括一主要图像感测芯片,该辅助图像撷取器包括一辅助感测芯片,且该主要图像感测芯片的尺寸大于该辅助感测芯片的尺寸。
15.根据权利要求9所述的手持式电子装置,其中该辅助图像撷取器的视野范围涵盖该主要图像撷取器的视野范围。
16.根据权利要求9所述的手持式电子装置,其中该主要图像撷取器包括一主致动器,该辅助图像撷取器包括一辅助致动器,该主致动器及该辅助致动器耦接该控制器,该主致动器及该辅助致动器用以分别使该主要图像撷取器及该辅助图像撷取器执行对焦动作。
17.一种图像撷取装置的对焦方法,包括: 提供一辅助图像撷取器对一目标对象依据多个对焦距离进行多次对焦动作,并藉以产生多个图像对比值; 依据该多个图像对比值选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离;以及 提供一主要图像撷取器依据该检测对焦距离以对该目标对象执行图像撷取动作。
18.根据权利要求17所述的图像撷取装置的对焦方法,其中依据该多个图像对比值选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离的步骤包括: 选出该多个图像对比值的最高者,并选择该多个图像对比值的最高者对应的对焦距离以作为该检测对焦距离。
19.根据权利要求17所述的图像撷取装置的对焦方法,其中提供该辅助图像撷取器对该目标对象依据该多个对焦距离进行该多次对焦动作,并藉以产生该多个图像对比值的步骤包括: 依据依序变化的该多个对焦距离进行该多次对焦动作以产生该多个图像对比值。
20.根据权利要求19所述的图像撷取装置的对焦方法,其中依据该多个图像对比值选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离的步骤包括: 依据该多个图像对比值的变化趋势来选出该多个对焦距离的其中之一为该检测对焦距离。
21.根据权利要求17所述的图像撷取装置的对焦方法,其中提供该主要图像撷取器依据该检测对焦距离以对该目标对象执行图像撷取动作的步骤包括: 依据该查找表来通过该检测对焦距离以产生一主要对焦距离;以及 提供该主要图像撷取器并依据该主要对焦距离对该目标对象进行对焦,并执行图像撷取动作。
22.根据权利要求17所述的图像撷取装置的对焦方法,其中该辅助图像撷取器执行对焦动作的速度至少为该主要图像撷取器执行对焦动作的速度的8倍,该主要图像撷取器的图像分辨率高于该辅助图像撷取器的图像分辨率。
23.根据权利要求17所述的图像撷取装置的对焦方法,其中该辅助图像撷取器的视野范围涵盖该主要图像撷取器的视野范围。
【文档编号】H04N5/232GK104284078SQ201310392161
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年7月9日
【发明者】林明田, 林君达, 胡至仁 申请人:宏达国际电子股份有限公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1