专利名称：数字影像摄像装置中影像定位的方法
技术领域：
本发明涉及一种数字影像摄像装置中影像定位的方法，特别是一种可以快速使镜头的中心线与影像感测器的中心线重合定位的方法。
数字影像摄像装置其原理与传统影像摄像装置几乎没有不同，同样是利用光学镜头将物体反射的光能聚焦在影像摄像装置的内部，两者的差别只是所透过的媒介不同。传统影像摄像装置是利用光线让底片的感光剂受光，将影像记录在底片上；而数字影像摄像装置则是利用感光耦合元件(Charge CoupledDevice CCD)或是互补式氧化金属半导体(Complementary Metal，OxideSemiconductor，CMOS)作为影像感测器以感测影像，并将物体所反射的光能转换为数字信号，压缩后储存于内部的存储器晶片(RAM)或是可携式的PC卡上。
典型数字影像摄像装置中影像感测器的几何中心线即为摄像影像区域的光学中心线，在制造数字影像摄像装置时，在粘晶、影像感测器组装、镜头及镜头座组装等过程中，其每一个元件及组装过程都会形成一定程度的组装误差，使得镜头往往无法正对影像感测器(即，镜头的光轴中心线并不与影像感测器中摄像影像区域的光学中心线重合)，造成数字影像摄像装置使用时斜视的情况，如
图1所示，影像感测器100中摄像影像区域的几何中心线120位于镜头光轴中心线130的左方，影像感测器100感测到镜头110右方的物体140。如图2所示，影像感测器100中摄像影像区域的几何中心线120位于镜头光轴中心线130的右方，影像感测器100感测到镜头110左方的物体140。
为了使影像感测器100感测到镜头110正前方的物体，现有影像摄像装置的制造方法是调整各相关元件彼此间的位置，例如改变镜头110、镜头座的相关位置甚至调整影像感测器100在电路板上的位置，使得镜头110的光轴中心130能够与影像感测器100的影像中心互相重合，而且镜头110正前方物体140反射聚焦的光恰好落在影像感测器100的中心区域并感光成像。如图3所示，影像感测器100中摄像影像区域的几何中心线120与镜头光轴中心线130相重合，影像感测器100感测到镜头110正前方的物体140。然而，现有机械式的调整做法有些缺点，例如机械式元件位置调整的精确度有限，以此种方法做影像定位的细微位置调整(调整距离以影像画素pixel为单位)不仅非常困难而且在制造测试数字影像摄像装置的过程中需要相当长的工作时间，增加数字影像摄像装置的制造成本。
本发明的目的是提供一种数字影像摄像装置中影像定位的方法，其不调整数字影像摄像装置中各元件彼此间的位置关系，即维持各元件在组装后的相对位置，而使镜头正对影像感测器，即影像感测器所摄像的影像即为镜头正前方的物体。
本发明的目的是这样实现的提供带一影像感测器及一镜头的数字影像摄像装置，该镜头是将一物体反射的一影像聚焦在该影像感测器上，该影像感测器转换该影像的光能为一电子信号；在该影像感测器上设定第一参考点；提供具一标示点的一特定图案显示在该影像感测器上；在该影像感测器上设定该标示点显示位置为第二参考点；记录第一参考点与第二参考点两点间的相对位置关系；储存该相对位置关系。上述在影像感测器上设定的第一参考点包含下列步骤在该影像感测器上设定第一摄像影像区域，该第一摄像影像区域的中心位置为该影像感测器的几何中心位置；以距离该第一摄像影像区域光学中心位置的一方位设定第一参考点。上述方位关系为一直线距离与一水平夹角或一垂直夹角。上述方位关系为一水平直线距离与一垂直直线距离。上述特定图案显示在影像感测器的第二摄像影像区域，该第二摄像影像区域与第一摄像影像区域大小相同。上述第二参考点在第二摄像影像区域内具有与该第一参考点在第一摄像影像区域内相同的方位关系。上述己储存的相对位置关系用来平移该数字影像摄像装置中影像感测器的影像摄像中心。上述第一参考点设定位于第一摄像影像区域的中心位置。上述第二参考点位于第二摄像影像区域的中心位置。上述平移数字影像摄像装置中影像感测器的影像摄像中心是从第一参考点平移至第二参考点。上述的第一参考点与第二参考点两点间的相对位置关系为一直线距离与一水平夹角或一垂直夹角。上述的第一参考点与第二参考点两点间的相对位置关系为一水平直线距离及一垂直直线距离。上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的影像感测器内部。上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的一存储器中。上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的一控制器内部。上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的一电路元件上。上述的影像摄像装置包含一处理该影像感测器所转换的电子信号的影像控制器。上述的影像控制器读取储存的相对位置关系。上述的影像控制器以该相对位置关系选取该电子信号的一部分信号，该部分信号为影像感测器的第二摄像影像区域内的影像信号。
本发明不调整数字影像摄像装置各元件彼此间的位置关系，即维持数字影像摄像装置各元件在组装后的相对位置，而是平移影像感测器的摄像影像区域中心线从影像感测器的几何中心线位置转至镜头的光轴中心线位置，使其影像感测器中实际摄像影像区域的光学中心线与镜头光轴中心线重合，达到了数字影像摄像装置定位影像的目的，即影像感测器所摄像的影像即为镜头正前方的物体。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明描述影像感测器感测镜头右方影像的俯视图。
图2为本发明描述影像感测器感测镜头左方影像的俯视图。
图3为本发明描述影像感测器感测镜头正前方影像的俯视图。
图4为本发明描述影像感测器中第一摄像影像区域的正视图。
图5为本发明描述影像感测器的第一摄像影像区域及第二摄像影像区域的正视图。
图6为本发明描述影像定位后影像感测器与镜头的俯视图。
图7为本发明描述影像显示装置的第一参考点及第二参考点的正视图。
如图4所示，为数字影像摄像装置的影像感测器100。如图1-3所示，该影像感测器100透过镜头110感测物体140反射聚焦的光能并转换为电子信号。影像感测器100与镜头110之间影像定位的步骤如下所述如图4所示，将数字影像摄像装置中影像感测器100的几何中心线120设定为第一摄像影像区域160的光学中心线(现有数字影像摄像装置中影像感测器100的几何中心线120即为第一摄像影像区域160的光学中心线)，并在该第一摄像影像区域160内设定任何一点为第一参考点170。该第一参考点170与第一摄像影像区域160的光学中心位置有一方位关系，例如相距一特定水平距离及一特定垂直距离，或者相距一特定距离及一特定的水平或垂直夹角。
提供给影像感测器100一有一标示点的特定图案显示在该影像感测器100上。设定该特定图案显示在影像感测器100上的影像区域大小与第一摄像影像区域160的大小是相同的。如图5所示，一般而言，该特定图案显示在该影像感测器100上的影像区域并不会与第一摄像影像区域160重合(因为摄像影像区域的光学中心线与第一摄像影像区域160的光学中心线一般会有误差而不重合)；因此，设定该特定图案显示于该影像感测器100上的影像区域为第二摄像影像区域180。特定图案的标示点显示在第二摄像影像区域180的位置设定为第二参考点190。而且设定该第二参考点190在第二摄像影像区域180内的方位关系与第一参考点170在第一摄像影像区域160内的方位关系是相同的，即，第二参考点190与第二摄像影像区域180的光学中心位置之间具有的方位关系(该两点间的距离及水平或垂直夹角)和第一参考点170与第一摄像影像区域160的光学中心位置之间具有的方位关系是相同的。假设此数字影像摄像装置中影像感测区的几何中心线120与镜头110的光轴中心线130重合时，该特定图案可以正好落在第一摄像影像区域160的范围，而且该标示点显示在第二摄像影像区域180内的第二参考点190亦与第一摄像影像区域160内的第一参考点170的位置重合。
一般而言，因为有制造组装误差，数字摄像装置中影像感测器100的几何中心线120并不与镜头110的光轴中心线130重合。因此，第一参考点170与第二参考点190亦不重合。如图5所示，记录该第一参考点170与该第二参考点190两点间的相对位置关系，该相对位置关系可以是该两点间的水平距离X及垂直距离Y，或者是该两点间的距离R及水平夹角θ或垂直夹角ψ等关系。
储存上述的相对位置关系，其可储存在该数字影字摄像装置的影像感测器100内部、数字影像摄像装置的影像存储器中、数字影像摄像装置的影像控制器内部或是数字影像摄像装置的电路元件上，作为后续影像摄像处理的信息。
图6描述利用上述储存的相对位置关系平移该数字影像摄像装置中影像感测器100的影像摄像中心。即，重新设定影像感测器100的影像摄像中心从第一摄像影像区域160的光学中心位置(即，影像感测器100的几何中心线120)到第二摄像影像区域180的光学中心200位置(即，影像感测器100实际摄像影像区域的光学中心线)，达到数字影像摄像装置定位影像的目的。
以一实施例来说，可提供一数字影像定位测试装置，其包含一用以感测影像并转换为电子输出信号的感测元件、一信号连接装置，连接感测元件用以传递该电子信号、一影像显示装置210，其连接信号连接装置并接收其所传递的电子信号后显示出该电子信号所代表的的影像。
如图7所示，在该影像显示装置210上设定第一参考点270，提供一带标示点的特定图案，使其成像在数字影像定位测试装置中的影像显示装置210上。其中，该标示点通过该感测元件与信号连接装置，成像在影像显示装置210的第一参考点270。固定并维持该数字影像定位测试装置与该特定图案间的对应位置，使得重复执行数字影像摄像装置的影像定位步骤时，该特定图案的标示点在该测试装置的影像显示装置210上皆可显示在第一参考点270的位置。
在进行数字影像摄像装置影像定位时，将该数字影像摄像装置安装在该测试装置上，使该特定图案通过该数字影像摄像装置的影像感测器100、测试装置的感测元件及信号连接装置，显示在测试装置的影像显示装置210上。假设该数字影像摄像装置的各部元件组装精确(例如，影像感测器100、镜头110及镜头座等)，则该特定图案的标示点仍显示于该影像显示装置210第一参考点270的位置。若该数字影像摄像装置的各部元件于组装过程中累积组装位置误差，则数字影像摄像装置镜头110的光轴中心线130与其影像感测器100的几何中心线120并不重合，所以特定图案的标示点无法显示于影像显示装置210的第一参考点270，而是显示于该显示装置210中的另一点，设定该点为第二参考点290。
记录影像显示装置210上所显示第一参考点270与第二参考点290两者之间的位置关系，例如，两点间的水平距离X与垂直距离Y、两点间的直线距离R与其水平夹角θ或垂直夹角ψ等，并以此位置关系平移数字影像摄像装置中影像感测器100上摄像影像区域的光学中心位置，使影像感测器100中实际摄像影像区域的光学中心线与镜头光轴中心线130重合，以呈现数字影像摄像装置镜头110正前方的物体140。
数字影像摄像装置可先采集数字影像摄像装置中影像感测器100所感应的整体影像，以一影像控制器读取上述的已储存位置关系。并根据此位置关系仅在影像感测器100所感应的整体影像中选取部分影像信号，即实际摄像影像区域中的影像所代表的电子信号，达到数字影像摄像装置定位影像的目的，呈现数字影像摄像装置镜头110正前方的物体140。
在实施中，可设定第一参考点270为影像显示装置210的中心位置。在影像定位时，仅需利用特定图案的标示点通过数字影像摄像装置显示在影像显示装置210上的第二参考点290上，重新设定该第二参考点290为数字影像摄像装置内影像感测器100上摄像影像区域的光学中心位置即可(即，影像感测器100上摄像影像区域的中心位置由原先的第一参考点170平移至后来的第二参考点190)。
权利要求
1.一种数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于其包含以下步骤a、提供带一影像感测器及一镜头的数字影像摄像装置，该镜头将一物体反射的一影像聚焦在该影像感测器上，该影像感测器转换该影像的光能为一电子信号；b、在该影像感测器上设定第一参考点；c、提供带一标示点的特定图案显示在该影像感测器上；d、在该影像感测器上设定该标示点显示位置为第二参考点；e、记录该第一参考点与该第二参考点两点间的相对位置关系；f、储存该相对位置关系。
2.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述在影像感测器上设定的第一参考点包含下列步骤a、在该影像感测器上设定第一摄像影像区域，该第一摄像影像区域的中心位置为该影像感测器的几何中心位置；b、以距离该第一摄像影像区域光学中心位置的一方位关系设定第一参考点。
3.如权利要求2所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述方位关系为一直线距离与一水平夹角或一垂直夹角。
4.如权利要求2所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述方位关系为一水平直线距离与一垂直直线距离。
5.如权利要求2所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述特定图案显示在影像感测器的第二摄像影像区域，该第二摄像影像区域与第一摄像影像区域大小相同。
6.如权利要求5所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述第二参考点在第二摄像影像区域内有与该第一参考点在第一摄像影像区域内相同的方位关系。
7.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述已储存的相对位置关系用来平移该数字影像摄像装置中影像感测器的影像摄像中心。
8.如权利要求7所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述第一参考点设定位于第一摄像影像区域的中心位置。
9.如权利要求8所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述该第二参考点位于第二摄像影像区域的中心位置。
10.如权利要求9所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述平移数字影像摄像装置中影像感测器的影像摄像中心是从第一参考点平移至第二参考点的。
11.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的第一参考点与第二参考点之间的相对位置关系为一直线距离与一水平夹角或一垂直夹角。
12.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的第一参考点与第二参考点之间的相对位置关系为一水平直线距离及一垂直直线距离。
13.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的影像感测器内部。
14.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的一存储器中。
15.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的一控制器内部。
16.如权利要求1所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的相对位置关系储存在数字影像摄像装置的一电路元件中。
17.如权利要求6所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的影像摄像装置包含一处理该影像感测器所转换的电子信号的影像控制器。
18.如权利要求17所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于储存的相对位置关系是由上述的影像控制器读取的。
19.如权利要求18所述的数字影像摄像装置中影像定位的方法，其特征在于上述的影像控制器是以该相对位置关系选取该电子信号的一部分信号的，该部分信号为影像感测器的第二摄像影像区域内的影像信号。
全文摘要
本发明揭示了一种数字影像摄像装置的影像定位的方法,其方法是不调整数字影像摄像装置各元件,例如影像感测器、镜头、镜头座彼此间的位置关系,即维持数字影像摄像装置各元件在组装后的相对位置,而是将影像感测器的摄像影像区域中心线从影像感测器的几何中心线位置平移到镜头的光轴中心线位置,使影像感测器中实际摄像影像区域的中心线与镜头光轴中心线重合,实现数字影像摄像装置定位影像的目的。
文档编号G03B13/24GK1344966SQ0012461
公开日2002年4月17日 申请日期2000年9月25日 优先权日2000年9月25日
发明者张励善, 倪扬, 谢俊兴 申请人:宜霖科技股份有限公司