专利名称：3d成像模组及3d成像方法
技术领域：
本发明涉及一种成像模块，尤其涉及一种具有自动对焦功能的3D成像模组及3D成像方法。
背景技术：
随着科技的进步,3D(three-dimensional)成像模组已经越来越多的应用于许多领域，而为达成较好的成像效果，3D成像模组还要求能够具备自动对焦功能。成像模块的自动对焦技术分为机械式自动对焦技术以及数字式自动对焦技术。机械式自动对焦技术采用机械结构移动镜头内镜片进行对焦。由于机械式对焦技术要采用复杂的机械结构，导致自动对焦镜头成本上升且体积较大。数字式自动对焦技术藉由软件仿真、计算将影像传感器所感应到的图像进行处理，使得因影像传感器像素点上因失焦而模糊的图像变的清晰。例如，扩展景深(ExtendDepth of Field:EDoF)技术，其利用光的三原色(红色、绿色、蓝色)在不同距离时各自有最佳的MTF曲线，物体在不同距离时，可以当下距离的最佳原色利用算法数字仿真出其它两原色，以达到全幅的清晰影像数。然，数字式对焦对焦的缺陷在于对于近距成像能力不足，一般来说，如果物距在40cm以内，则数字自动对焦技术的对焦效果往往不能令人满意。另外，如果拍摄过程中存在抖动，则会导致所述EDoF技术无法完全发挥作用，造成该成像模块的成像效果下降。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种避免上述问题的3D成像模组及3D成像方法。一种3D成像模组，其包括一个第一成像单元以及一个第二成像单元、一个与所述第一成像单元以及所述第二成像单元相连接的存储器、一个与所述存储器相连接的色彩分离单元、一个与所述色彩分离单元相连接的处理器、一个与所述处理器相连接的图像处理单元、一个对焦驱动单元、两个分别对应于所述第一成像单元以及所述第二成像单元的光学图像稳定单元以及一个图像合成单元。所述第一成像单元以及所述第二成像用于同时以不同角度捕捉同一场景的图像。所述存储器用于存储所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉的图像。所述色彩分离单元用于将所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉到的图像分别用红、绿、蓝三原色表示。所述处理器用于对分别对所述第一成像模块以及所述第二成像模块所捕捉到的图像进行MTF运算，根据运算结果确定当前拍摄模式，并根据所确定的当前拍摄模式选择控制所述图像处理单元或者所述对焦驱动单元。所述图像处理单元用于通过图像处理方式对所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉到的图像进行失焦模糊修正。所述对焦驱动单元用于对所述第一成像单元以及所述第二成像单元进行对焦。所述光学图像稳定单元用于检测拍摄前所述第一成像单元以及所述第二成像单元的抖动，并依据所检测到的抖动，对所述第一成像单元以及所述第二成像单元进行抖动补偿。所述图像合成单元用于将所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉的经所述图像处理或者对焦后的图像进行合成，得到3D图像。一种3D成像方法，其包括如下步骤:以两个成像单元同时分别以不同角度对同一场景进行拍摄；对所述两个成像单元进行拍摄前的抖动侦测，确定是否存在抖动；如果存在抖动,则确定抖动量,依据所述抖动量进行抖动补偿；将所述两个成像单元的影像传感器所感测到的图像分别进行色彩分离；对所述两个成像单元的影像传感器每一像素单元所感测到的图像区域进行MTF运算，得到每一像素单元所感测到的图像区域对应的MTF值；依据所述每一像素单元所感测到的图像的MTF值确定所述每一像素单元所感测到的图像的物距；依据所述每一像素单元所感测到的图像的物距，确定当前拍摄模式；如果当前拍摄模式为近焦模式，则进行下列步骤:依据所述每一像素单元所感测到的图像的物距，分别确定所述两个成像模块的取像镜头最佳对焦位置；依据所述最佳对焦位置分别确定所述两个成像模块的取像镜头的对焦驱动量；依据所述对焦驱动量分别驱动所述两个成像模块的取像镜头至最佳对焦位置；对所述两个成像单元所捕捉的经对焦后的图像进行合成，得到3D图像；如果当前拍摄模式为远焦模式，则进行下列步骤:依据所述每一像素单元所感测到的图像区域对应的MTF值，确定对应像素单元所感测到的图像的模糊量；依据所述每一像素单元所感测到的图像的模糊量，确定对应像素单元所感测到的图像的模糊修正量；依据所述模糊修正量，对每一像素单元所感测到的图像进行模糊修正；对所述两个成像单元所捕捉的经模糊修正后的图像进行合成，得到3D图像。相对于现有技术，所述3D成像模组以及以及3D成像方法利用软件计算仿真的方式确定被摄物体的物距，并根据物距的情形确定当前拍摄模式，依据拍摄模式选择软件计算方式或者驱动取像镜头的方式进行对焦，可以达成无论近焦还是远焦拍摄模式下，都能够得到对焦清晰的图像，将两个成像单元同时拍摄的关于同一场景的图像进行合成，因此可以得到更为清晰的3D图像。另外，藉由OIS单元在拍摄前进行抖动检测以及抖动补偿，可以防止在对焦过程中因抖动造成的图像模糊影响模糊修正量的计算精度，因此可以改善成像的效果。
图1是本发明实施方式的3D成像模组的示意图。图2是本发明实施方式的3D成像模组的第一成像模块的结构分解图。图3是图2的第一成像模块的OIS单元的结构分解图。图4是图3的OIS单元的另一角度视图。图5A及图5B是本发明实施方式的3D成像方法的流程图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种3D成像模组，其包括一个第一成像单元以及一个第二成像单元、一个与所述第一成像单元以及所述第二成像单元相连接的存储器、一个与所述存储器相连接的色彩分离单元、一个与所述色彩分离单元相连接的处理器、一个与所述处理器相连接的图像处理单元、一个对焦驱动单元、两个分别对应于所述第一成像单元以及所述第二成像单元的光学图像稳定单元以及一个图像合成单元；所述第一成像单元以及所述第二成像用于同时以不同角度捕捉同一场景的图像；所述存储器用于存储所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉的图像；所述色彩分离单元用于将所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉到的图像分别用红、绿、蓝三原色表示；所述处理器用于对分别对所述第一成像模块以及所述第二成像模块所捕捉到的图像进行MTF运算，根据运算结果确定当前拍摄模式，并根据所确定的当前拍摄模式选择控制所述图像处理单元或者所述对焦驱动单元；所述图像处理单元用于通过图像处理方式对所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉到的图像进行失焦模糊修正；所述对焦驱动单元用于对所述第一成像单元以及所述第二成像单元进行对焦；所述光学图像稳定单元用于检测拍摄前所述第一成像单元以及所述第二成像单元的抖动，并依据所检测到的抖动，对所述第一成像单元以及所述第二成像单元进行抖动补偿；所述图像合成单元用于将所述第一成像单元以及所述第二成像单元所捕捉的经所述图像处理或者对焦后的图像进行合成，得到3D图像。
2.如权利要求1所述的3D成像模组，其特征在于:所述第一成像单元包括一个第一取像镜头以及一个与所述第一取像镜头的光轴对准的第一影像传感器，所述第二成像单元包括一个第二取像镜头以及一个与所述第二取像镜头的光轴对准的第二影像传感器，所述第一取像镜头以及所述第二取像镜头中的每一个均包括至少一具有正光角度的非球面镜片。
3.如权利要求2所述的3D成像模组，其特征在于:所述每一个光学图像稳定单元包括一个可动支撑部，一个抖动检测部，一个抖动补偿计算部以及一个抖动补偿驱动部，所述可动支撑部可移动地支撑所述镜片，所述抖动检测部用于检测所述镜片因抖动而产生的偏移，所述抖动补偿计算部用于依据所述抖动检测部的检测结果计算所述镜片的抖动量以及抖动补偿量，所述抖动补偿驱动部用于根据所述抖动补偿量驱动所述镜片进行抖动补偿。
4.如权利要求2所述的3D成像模组，其特征在于:所述处理器包括一个MTF运算模块、一个物距运算模块、一个物距判断模块、一个模糊量运算模块、一个模糊修正量运算模块、一个对焦位置运算模块以及一个一个驱动量运算模块；所述MTF运算模块用于对所述第一影像传感器以及所述第二影像传感器上每一像素单元所感测到的图像区域进行MTF运算，得到对应区域的MTF值；所述物距运算模块用于依据所述MTF运算模块的运算结果，确定每一像素单元所感测到的图像的物距；所述物距判断模块用于依据所述物距运算模块的运算结果，确定当前的拍摄模式；所述模糊量运算模块用于依据所述MTF运算模块的运算结果，确定该每一像素单元运算所得到的MTF值与对应物距内标准MTF值的差异，并根据该差异确定每一像素单元所感测到的图像的模糊量；所述模糊修正量运算模块用于根据所述模糊量运算模块所得到的模糊量，确定对每一像素单元所感应到的图像进行模糊修正的修正量；所述对焦位置运算模块用于根据所述物距运算模块的运算结果，分别确定所述第一取像镜头以及所述第二取像镜头的最佳对焦位置；所述驱动量运算模块用于根据所述物距运算模块所得到的所述第一取像镜头以及所述第二取像镜头的最佳对焦位置，确定所述第一取像镜头以及所述第二取像镜头的对焦驱动量。
5.如权利要求4所述的3D成像模组，其特征在于:所述MTF运算模块对每一像素单元对应的三原色图像分别进行MTF值运算。
6.如权利要求4所述的3D成像模组，其特征在于:所述物距判断模块将所述物距运算模块的运算结果作综合运算，并将该综合运算的结果与一预设的标准值进行比较，根据比较结果确定当前拍摄模式。
7.如权利要求6所述的3D成像模组，其特征在于:所述综合运算为对所述物距运算模块所得到的每一像素单元所感测到图像的物距进行采样，并根据采样的数据运算得到用于表征当前拍摄主要目标物的距离的物距表征量。
8.如权利要求7所述的3D成像模组，其特征在于:所述预设的标准值为40cm，如果所述物距表征量大于40cm，则所述物距判断模块判断当前拍摄模式为远焦模式，如果所述物距表征量小于或者等于40cm，则所述物距判断模块判断当前拍摄模式为近焦模式。
9.如权利要求8所述的3D成像模组，其特征在于:当前拍摄模式为远焦模式时，所述模糊量运算模块功能开启，当前拍摄模式为近焦模式时，所述对焦位置运算模块功能开启。
10.一种3D成像方法，其包括如下步骤: 以两个成像单元同时分别以不同角度对同一场景进行拍摄； 对所述两个成像单元进行拍摄前的抖动侦测，确定是否存在抖动； 如果存在抖动，则确定抖动量，依据所述抖动量进行抖动补偿； 将所述两个成像单元的影像传感器所感测到的图像分别进行色彩分离； 对所述两个成像单元的影像传感器每一像素单元所感测到的图像区域进行MTF运算，得到每一像素单元所感测到的图像区域对应的MTF值； 依据所述每一像素单 元所感测到的图像的MTF值确定所述每一像素单元所感测到的图像的物距； 依据所述每一像素单元所感测到的图像的物距，确定当前拍摄模式； 如果当前拍摄模式为近焦模式，则进行下列步骤: 依据所述每一像素单元所感测到的图像的物距，分别确定所述两个成像模块的取像镜头最佳对焦位置； 依据所述最佳对焦位置分别确定所述两个成像模块的取像镜头的对焦驱动量； 依据所述对焦驱动量分别驱动所述两个成像模块的取像镜头至最佳对焦位置； 对所述两个成像单元所捕捉的经对焦后的图像进行合成，得到3D图像； 如果当前拍摄模式为远焦模式，则进行下列步骤: 依据所述每一像素单元所感测到的图像区域对应的MTF值，确定对应像素单元所感测到的图像的模糊量； 依据所述每一像素单元所感测到的图像的模糊量，确定对应像素单元所感测到的图像的模糊修正量； 依据所述模糊修正量，对每一像素单元所感测到的图像进行模糊修正； 对所述两个成像单元所捕捉的经模糊修正后的图像进行合成，得到3D图像。
全文摘要
一种3D成像模组，其包括第一成像单元、第二成像单元、存储器、色彩分离单元、处理器、图像处理单元、对焦驱动单元、光学图像稳定单元以及图像合成单元。该第一、第二成像单元用于同时以不同角度捕捉同一场景的图像。该色彩分离单元用于将该第一成像单元以及该第二成像单元所捕捉到的图像分别用红、绿、蓝三原色表示。该处理器用于确定当前拍摄模式。该光学图像稳定单元用于校正拍摄前的抖动。该图像处理单元用于以软件计算仿真的方式进行失焦模糊修正。该对焦驱动单元对该第一成像单元以及第二成像单元进行对焦。本发明还涉及一种3D成像方法。
文档编号G03B13/36GK103188424SQ20111044472
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者吴定远, 郭章纬 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司