專利名稱：轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是有關(guān)于一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，尤其涉及可根據(jù)旋轉(zhuǎn)鏡組的成像軸線，改變立體影像的寬高比的裝置。
背景技術(shù)：
在照相機(jī)或具有照相功能的手機(jī)，通過取像鏡組將人物或風(fēng)景進(jìn)行拍攝，以CCD 或CMOS對于被攝物取像后的影像僅為二維平面QD)影像。三維立體(3D)影像是未來消費電子產(chǎn)品必備條件，目前的取像設(shè)備如相機(jī)或攝影機(jī)等，只能拍攝二維平面OD)的影像。 然而，二維平面OD)影像欠缺立體感覺，目前有許多方法可將2D影像經(jīng)過影像重建，而形成三維立體(3D)的立體影像。一般用戶使用照相機(jī)，期望通過照相機(jī)可以快速的獲得人物與風(fēng)景的立體影像， 采用二個鏡組以視差法重建立體視覺的精度雖然較差，但比較容易構(gòu)成，也容易大眾商品化。此種以視差法重建立體視覺方法上，如美國專利公開號US2004/0095643等，揭示使用二個取像鏡組分別取得二個影像以重建為立體影像獲取的方法或裝置，再如美國專利 US2004/0027657則使用折射鏡形成二個光路以取得二個影像；又美國專利US6，392，688則提出使用三個取像鏡組分別取得三個影像，并通過更精密的計算以重建為立體影像；臺灣專利公開號TW201027230則揭露使用二個取像鏡組，配合具有多個折射區(qū)域的折射片以取得多個影像，由此重建為立體影像獲取的方法或裝置。以上所揭示的技術(shù)主要使用二個不同位置取得的二個(或三個)影像，經(jīng)圖像處理后重建出3D立體影像。另臺灣專利公開號 TW201015203則揭示使用單個取像鏡組，在不同時序(time sequence)取得二個影像經(jīng)圖像處理后重建出立體影像的獲取方法或裝置。前述的以視差法重建立體視覺的現(xiàn)有技術(shù)，受限于取像鏡組影像感測元件寬高比 G 3或16 9)，只能攝取水平寬幅的影像，所重建完成的立體影像也受限于取像的水平軸線(horizontal axle line)使用，當(dāng)用戶欲拍攝全身人像或高樓時，若將相機(jī)由水平軸線的拍攝轉(zhuǎn)為直立的拍攝，則無法構(gòu)成二個不同視差的影像，無法形成3D影像的重建，因此用戶仍會相當(dāng)?shù)牟环奖恪?br>
實用新型內(nèi)容有鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，本實用新型主要目的之一在于提出一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，所述裝置包含第一鏡組、第二鏡組、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與立體視覺重建處理元件， 如圖3A、圖;3B，以建立立體視覺影像；其中，第一鏡組包含第一取像鏡片組、第一影像感測元件；第二鏡組包含第二取像鏡片組、第二影像感測元件；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包含第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可將第一鏡組成像軸線I旋轉(zhuǎn)至θ角度，由第一取像鏡片組與第一影像感測元件獲取被攝物光線形成第一影像；第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可將第二鏡組成像軸線 I旋轉(zhuǎn)至θ角度，由第二取像鏡片組與第二影像感測元件獲取被攝物光線形成第二影像。 立體視覺重建處理元件利用第一影像、第二影像與成像軸線角θ的數(shù)據(jù)，建立立體視覺影像。本實用新型的又一目的在于提供一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，如前所述，其中，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由齒條、套筒或步進(jìn)馬達(dá)， 將第一鏡組旋轉(zhuǎn)至θ角度，第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由齒條、套筒或步進(jìn)馬達(dá)，將第二鏡組旋轉(zhuǎn)至θ 角度，如圖4與圖6所示。在圖6中，繪示以旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 以上僅為方便說明，本實用新型并不局限于此。本實用新型的再一目的在于提供一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，如圖5所示， 旋轉(zhuǎn)第一影像感測元件和旋轉(zhuǎn)第二影像感測元件至θ角；其中，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將第一影像感測元件旋轉(zhuǎn)至θ角度，第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將第二影像感測元件旋轉(zhuǎn)至θ角度；根據(jù)第一影像感測元件旋轉(zhuǎn)至成像軸線角θ取得的第一影像、第二影像感測元件旋轉(zhuǎn)至成像軸線角θ 取得的第二影像，以轉(zhuǎn)變水平取像寬高比的范圍。本實用新型的另一個主要目的在于提出一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，如圖10 所示，所述裝置包含第一鏡組、第二鏡組、第三鏡組與立體視覺重建處理元件，以建立立體視覺影像。其中，第一鏡組、第二鏡組與第三鏡組以等腰直角三角形方式排列，第二鏡組置于直角處，第一鏡組與第三鏡組分別置于底角處；當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)立體取像裝置至θ角度，θ 為立體取像裝置成像軸線角；立體視覺重建處理元件可將立體取像裝置旋轉(zhuǎn)后的θ角度的數(shù)據(jù)、選取第二鏡組所形成的第二影像與成像軸線I上的另一個鏡組所形成的影像(第一影像)，建立立體視覺影像。本實用新型的再一個主要目的之一在于提供一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，如圖12與圖13所示，所述裝置包含第一取像鏡片組、第二取像鏡片組、雙光路光學(xué)元件、影像感測元件、時序產(chǎn)生元件、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與立體視覺重建處理元件。其中，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以將影像感測元件旋轉(zhuǎn)成像軸線至θ角度，θ為影像感測元件成像軸線角；其中，雙光路光學(xué)元件可在時序產(chǎn)生元件發(fā)出的第一時序時，構(gòu)成第一取像鏡片組的光路通道，將被攝物的光線經(jīng)由第一取像鏡片組與雙光路光學(xué)元件，送到影像感測元件上成像，形成第一影像。在時序產(chǎn)生元件發(fā)出第二時序時，雙光路光學(xué)元件可構(gòu)成第二取像鏡片組的光路通道，將被攝物的光線經(jīng)由第二取像鏡片組與雙光路光學(xué)元件，送到影像感測元件上成像，形成第二影像。立體視覺重建處理元件根據(jù)所述立體取像裝置旋轉(zhuǎn)后的θ角的數(shù)據(jù)、第一時序時影像感測元件形成的第一影像、第二時序時影像感測元件形成的第二影像，建立立體視覺影像。承上所述，根據(jù)本實用新型的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其可具有一個或多個下述優(yōu)點(1)根據(jù)本實用新型提出的旋轉(zhuǎn)立體取像裝置的成像軸線，可將橫幅的第一影像與第二影像轉(zhuǎn)變?yōu)橹狈?D立體影像，用戶可容易的選擇拍攝橫幅的立體影像、直幅的立體影像或可變幅度的立體影像，將帶給用戶便利。(2)為不同應(yīng)用目的，本實用新型還提出根據(jù)旋轉(zhuǎn)整個鏡組、旋轉(zhuǎn)影像感測元件等適用的立體取像裝置，由此可讓用戶有更多的選擇。(3)而且為用戶方便，本實用新型提出利用三個取像鏡組的配置，使本實用新型的旋轉(zhuǎn)立體取像裝置的成像軸線，更容易為用戶所接受使用，帶給用戶更多的便利。為此，本實用新型可應(yīng)用在可攜式移動電話、相機(jī)或手持的電子設(shè)備上，根據(jù)旋轉(zhuǎn)電子設(shè)備，即可快速拍攝立體影像，將給予用戶更多的便利。(4)并且，本實用新型提出利用雙光路單一影像傳感器的配置，使本實用新型的旋轉(zhuǎn)立體取像裝置的成像軸線所構(gòu)成的裝置，可以減少影像傳感器的使用，以降低成本，或因增加取像鏡片組的后焦距，可以提高拍攝的景深，所重建的立體影像具有更高的立體效果。

圖1為本實用新型的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的示意圖；圖2為本實用新型第一實施例與第二實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像的步驟流程圖；圖3A為本實用新型的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的說明示意圖；圖;3B為本實用新型的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的成像軸線角的說明示意圖；圖4為本實用新型第一實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的操作示意圖之一；圖5為本實用新型的第二實施例轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的操作示意圖；圖6為本實用新型第一、二實施的例轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖一；圖7為本實用新型第一、二實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖二；圖8為本實用新型第一、二實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖三；圖9為本實用新型第三實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的步驟流程圖；圖10為本實用新型的第三實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的操作示意圖；圖11為本實用新型的第四實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的步驟流程圖；圖12為本實用新型第四實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的操作示意圖一；圖13為本實用新型第四實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的操作示意圖二 ； 以及圖14為本實用新型第四實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置的控制信號的時序示意圖。主要符號說明1為被攝物；2為立體取像裝置；21為第一鏡組；211為第一取像鏡片組；212為第一影像感測元件/影像感測元件；213、214為第一影像；22為第二鏡組； 221為第二取像鏡片組；222為第二影像感測元件；223、2M為第二影像；23為第三鏡組； 231為第三取像鏡片組；232為第三影像感測元件；對為立體視覺重建處理元件；25為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；2510為第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；2511為第一步進(jìn)馬達(dá)；2512為第一套筒；2520為第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；2521為第二步進(jìn)馬達(dá)；2522為第二套筒；26為雙光路光學(xué)元件；261為第一反射鏡； 262為第二反射鏡；263為第三反射鏡；264為光路開關(guān)；265為時序產(chǎn)生元件；Sll S 13、 Slll S112、S21 S24、S231 S232、S31 S33為步驟；θ為成像軸線角；X為水平軸線；以及I為成像軸線。
具體實施方式
被攝物的立體信息對于被攝物的定位、定向與觀看甚為重要。然而，經(jīng)由取像鏡組與影像感測元件((XD或CMOS等)成像后的影像為2D影像，遺失一個坐標(biāo)值。雙鏡組立體視覺重建原理(principle of stereo vision by binocular images)使用一個或二個照相機(jī)，由一個或二個影像感測元件(CCD或CMOS等)經(jīng)由不同的視角(位置)取得相同被攝物不同的影像，再配合圖像處理技巧，重建出立體影像。本實用新型的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置即是運用雙鏡組立體視覺重建原理，轉(zhuǎn)變一個或二個影像感測元件的成像軸線， 取得彈性或多變化的成像軸線的二個影像，以供圖像處理后重建為3D影像。參照圖1圖及圖3A，立體取像裝置2包含第一鏡組21、第二鏡組22及立體視覺重建處理元件對，其中，第一鏡組21包含第一取像鏡片組211與第一影像感測元件212，被攝物1的光線經(jīng)由第一取像鏡片組211聚焦及成像于第一影像感測元件212，形成第一影像 213，選定第一影像213某一個特征作為比對之用，在相機(jī)的運用上常選人臉為特征，其特征坐標(biāo)為(Xl，yi)。第一影像感測元件212的寬高比為L/D，對于不同的商品化影像感測元件，通常為L/D = 4/3或L/D = 16/9，由于第一影像感測元件212的寬高比在X方向較長， 在Y方向較短，因此第一影像感測元件212取得的第一影像213橫幅也大于直幅(如4 3 或16 9)，常用于被攝物1的半身影像。同樣，第二鏡組22包含第二取像鏡片組221與第二影像感測元件222，被攝物1的光線經(jīng)由第二取像鏡片組221聚焦及成像于第二影像感測元件222，形成第二影像223，選擇第二影像223的相同特征(如人臉)，其特征坐標(biāo)為U2，y2)。第二影像感測元件222的寬高比為L/D，對于不同的商品化影像感測元件，通常為L/D = 4/3或L/D= 16/9。由于第二影像感測元件222的寬高比在X方向較長，在Y方向較短，由第二影像感測元件222取得的第二影像223也為橫幅大于直幅(如4 3或16 9)，也為被攝物1的半身影像。立體視覺重建處理元件M可對被攝物1的兩個影像213、223以影像上的深度重建為立體影像。由于實際的景物上，每個不同距離的花、人物、樹、山、天空等都有不同的景深，或在視角上可拍攝的高度，對用戶而言，是否可以方便的拍攝兩個影像、是否可以解決影像格式寬高比的限制，則顯得相對的重要。參見圖1，圖1的(a)表示當(dāng)用戶將第一鏡組21與第二鏡組22以水平方向(水平軸線X的方向)進(jìn)行拍攝取得第一影像213與第二影像223，可構(gòu)成橫幅立體影像；當(dāng)欲拍攝較高的影像(如人像的全身或高樓時)時，若將相機(jī)雙鏡組旋轉(zhuǎn)為直立時(如圖1的 (b))，第一鏡組21與第二鏡組22以上下方向疊放，(水平軸線X變?yōu)榇怪?，如此無法運用雙鏡組立體視覺重建原理，不能由第一鏡組21與第二鏡組22經(jīng)由不同的視角(位置)取得被攝物1不同的影像(第一影像213與第二影像22 ，而供圖像處理后重建為3D影像。前述的本實用新型的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置2，可不必改變第一鏡組21與第二鏡組22的拍攝水平軸線，而轉(zhuǎn)變第一鏡組21與第二鏡組22成像軸線I，如圖3A進(jìn)行拍攝，可將被攝物1的成像高度加大(如全身人像或高樓的影像)，并可利用雙鏡組立體視覺重建原理，由第一鏡組21與第二鏡組22經(jīng)由不同的視角(位置)取得相同被攝物1不同的影像，而供圖像處理后重建為成像高度加大的3D影像。在圖3A中，第一影像感測元件212水平軸線(horizontal axle line)為X，成像軸線(imagery axle line)為I，當(dāng)尚未旋轉(zhuǎn)第一鏡組21時，第一影像感測元件212水平軸線X與成像軸線I為重合，第二影像感測元件222水平軸線X與成像軸線I為重合；被攝物 1經(jīng)由第一鏡片組211與第二鏡片組221在第一影像感測元件212與第二影像感測元件222分別形成第一影像213與第二影像223，被攝物1的特征點在第一影像213與第二影像223 上的坐標(biāo)分別為U1J1)與(x2，y2)，可利用運用雙鏡組立體視覺重建原理，由第一影像213 與第二影像223經(jīng)由不同的視角(位置)取得相同被攝物1不同的影像(第一影像213與第二影像223)，利用被攝物1的特征點的坐標(biāo)(Xl，Y1)與U2，y2)，而供圖像處理后重建為 3D影像。當(dāng)旋轉(zhuǎn)第一鏡組21時，第一影像感測元件212水平軸線X與成像軸線I產(chǎn)生成像軸線角θ ；當(dāng)旋轉(zhuǎn)第二鏡組22時，第二影像感測元件223水平軸線X與成像軸線I產(chǎn)生第二鏡組22成像軸線角θ。被攝物1經(jīng)由第一鏡片組211與第二鏡片組221在第一影像感測元件221與第二影像感測元件222分別形成第一影像214與第二影像224，被攝物1的特征點在第一影像214與第二影像224上的坐標(biāo)分別為(W)與U2，，y2，)，則可利用運用雙鏡組立體視覺重建原理，由第一影像214與第二影像2M利用被攝物1的特征點的坐標(biāo)(x/，y/ )與U2’，y2’)，立體視覺重建處理元件對則可由成像軸線角θ的數(shù)據(jù)、第一影像214與第二影像224的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)重構(gòu)形成立體影像。為說明本實用新型的具體實施方式
，利用以下優(yōu)選實施例進(jìn)行說明。<第一實施例>請參見圖1，本實用新型的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置2，所述裝置包含第一鏡組 21、第二鏡組22、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25 (參照圖6)與立體視覺重建處理元件24 (參照圖3Α)，以建立立體視覺影像。本實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置2，如圖3Α所示，其中，第一鏡組21包含第一取像鏡片組211與第一影像感測元件212，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25(參照圖6)可將成像軸線I旋轉(zhuǎn)至θ角度，由第一取像鏡片組211與第一影像感測元件212獲取被攝物1光線形成第一影像213 ；第二鏡組22包含第二取像鏡片組221與第二影像感測元件222，由第二取像鏡片組221與第二影像感測元件222獲取被攝物1光線形成第二影像223 ；立體視覺重建處理元件M則將第一影像213與成像軸線角θ、第二影像223，建立立體視覺影像。操作步驟請參見圖2:Sll 旋轉(zhuǎn)立體取像裝置的成像軸線I至θ角度，θ系第一影像感測元件211水平軸線X與成像軸線I的夾角角度，即為成像軸線角θ ；S12 由第一鏡組21獲取被攝物1的第一影像213、由第二鏡組22獲取被攝物1的第二影像223;以及S13 將第一影像213、第二影像223與成像軸線角θ，傳輸至立體視覺重建處理元件24，由立體視覺重建處理元件M建立立體視覺影像。又步驟Sll可進(jìn)一步包含Slll 旋轉(zhuǎn)第一鏡組21與旋轉(zhuǎn)第二鏡組22至成像軸線角為θ。成像軸線角θ 系由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25旋轉(zhuǎn)第一鏡組21至θ角所構(gòu)成。如圖4所示，根據(jù)第一鏡組21旋轉(zhuǎn)至成像軸線角θ取得的第一影像213，以轉(zhuǎn)變水平取像寬高比，由D/L = 3/4或D/L = 9/16 改變?yōu)镈/L = 4/3或D/L= 16/9(當(dāng)θ = 士90°時)；根據(jù)第二鏡組22旋轉(zhuǎn)至成像軸線角θ取得的第二影像223，以轉(zhuǎn)變水平取像寬高比，由D/L = 3/4或D/L = 9/16改變?yōu)镈/ L = 4/3 或 D/L = 16/9 (當(dāng) θ = 士90° 時)。如圖4與圖6，本實施例的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置2的操作步驟Sll S13及步驟S111，包含第一鏡組21、第二鏡組22、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25與立體視覺重建處理元件M ；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25進(jìn)一步包含第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2520，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510用以旋轉(zhuǎn)第一鏡組21成像軸線I至用戶需求的角度(成像軸線角θ )，第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2520用以旋轉(zhuǎn)第二鏡組22成像軸線I至用戶需求的角度(成像軸線角Θ)；優(yōu)選地，第一鏡組21與第二鏡組22可為同步連動，旋轉(zhuǎn)的角度相同；第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2520，可使用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25帶動齒條，由齒條帶動第一鏡組21的第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510 (第二鏡組22的第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2520)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。對于不同應(yīng)用上，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25可使用步進(jìn)馬達(dá)或其他運動機(jī)構(gòu)，并不以此限，或帶動齒條的實施方式還有許多不同的機(jī)構(gòu)設(shè)計，并不以此為限。對于不同的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25的應(yīng)用，如圖7所示，其中，第一鏡組21 (第二鏡組22)可由第一步進(jìn)馬達(dá)2511 (第二步進(jìn)馬達(dá)2521)直接帶動旋轉(zhuǎn)；在圖中繪示第一步進(jìn)馬達(dá)2511 在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有齒輪，由第一步進(jìn)馬達(dá)2511齒輪帶動第一鏡組21上的相對齒條以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，第二步進(jìn)馬達(dá)2521在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)軸上設(shè)有齒輪，由第二步進(jìn)馬達(dá)2521齒輪帶動第二鏡組22上的相對齒條以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。對于不同應(yīng)用上，使用步進(jìn)馬達(dá)的實施方式還有許多不同的機(jī)構(gòu)設(shè)計，并不以此為限。對于不使用自動機(jī)構(gòu)進(jìn)行第一鏡組21 (第二鏡組22)的旋轉(zhuǎn)，如圖8所示，將第一鏡組21 (第二鏡組2 分別與第一套筒2512 (第二套筒252 連接，以手動撥動第一套筒 2512(第二套筒252 帶動第一鏡組21 (第二鏡組2 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。對于不同應(yīng)用上，使用手動撥動的實施方式還有許多不同的機(jī)構(gòu)設(shè)計，并不以此為限。 另外，為立體視覺重建處理元件M計算方便，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 2520可使用連動，使第一鏡組21與第二鏡組22旋轉(zhuǎn)的角度相同。上述機(jī)構(gòu)僅為舉例，其他能達(dá)成第一鏡組21 (第二鏡組2 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，均包含在本實用新型的范疇中。<第二實施例>本實施例提供一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置2，包含第一鏡組21、第二鏡組22、 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25與立體視覺重建處理元件M ；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25進(jìn)一步包含第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2520 ；其中，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510可由齒條、步進(jìn)馬達(dá)、以套筒用手動撥動等不局限的方式，將第一影像感測元件212旋轉(zhuǎn)至θ角度。第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2520可由齒條、步進(jìn)馬達(dá)、以套筒用手動撥動等不局限的方式，將第二影像感測元件222旋轉(zhuǎn)至θ角度，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)25可類如圖6 8所例示。另外，第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2510與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)2520可使用連動的方式，使第一鏡組21與第二鏡組22旋轉(zhuǎn)的角度相同。本實施例的操作步驟如圖2 S112 旋轉(zhuǎn)立體取像裝置的成像軸線I至θ角度，θ系第一影像感測元件211水平軸線X與成像軸線I的夾角角度，即為成像軸線角θ ；成像軸線角θ由旋轉(zhuǎn)第一影像感測元件212與旋轉(zhuǎn)第二影像感測元件222至θ角所構(gòu)成；如圖5所示，在此圖中，旋轉(zhuǎn)第一影像感測元件212至θ角與旋轉(zhuǎn)第二影像感測元件222至θ角；根據(jù)第一影像感測元件 212旋轉(zhuǎn)至成像軸線角θ取得的第一影像213(未圖示)、根據(jù)第二影像感測元件222旋轉(zhuǎn)至成像軸線角θ取得的第二影像223(未圖示)，如D/L = 4/3或D/L= 16/9與D/L = 4/3 或 D/L = 16/9。S12 由第一鏡組21獲取被攝物1的第一影像213、由第二鏡組22獲取被攝物1的第二影像223;以及[0057]S13:將第一影像213、第二影像223與成像軸線角θ的數(shù)據(jù)，傳輸至立體視覺重建處理元件24，由立體視覺重建處理元件M建立立體視覺影像。<第三實施例>本實施例提供一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置2，如圖10所示，此裝置包含第一鏡組21、第二鏡組22、第三鏡組23與立體視覺重建處理元件24(參照圖3Α)的立體取像裝置2。其中，第一鏡組21包含第一取像鏡片組211與第一影像感測元件212、第二鏡組22 包含第二取像鏡片組221與第二影像感測元件222、第三鏡組23包含第三取像鏡片組231 與第三影像感測元件232，以建立立體視覺影像。在圖中，本實施例的裝置以設(shè)置于移動電話的立體相機(jī)為說明，但并不以此為限。第一鏡組21、第二鏡組22、第三鏡組23設(shè)置于雙鏡組立體取像裝置2 (如移動電話)的背面，其成像軸線I為水平方向，此時移動電話為直立，以利用戶用手握?。坏谝挥跋窀袦y元件212、第二影像感測元件222、第三影像感測元件232的寬高比為D/L = 3/4，并將 L邊為成像軸線I的方向，此時拍攝的第一影像213與第二影像223為橫幅，例如常用于半身人像的取像；在本實施例中使用D/L = 3/4，還可使用D/L = 9/16的影像感測元件或其他各種的影像感測元件并不以此為限。其操作步驟請參見圖9 S21 將第一鏡組21、第二鏡組22與第三鏡組23以等腰直角三角形方式排列，第二鏡組22置于直角處，第一鏡組21與第三鏡組23分別置于底角處，如圖10所示；第一鏡組21、第二鏡組22與第三鏡組23為立體視覺重建處理元件M計算方便，可使用相同的后焦距f，且第一影像感測元件212、第二影像感測元件222與第三影像感測元件232可將其寬高比設(shè)置為相同的方向，以便利于取像；S22 旋轉(zhuǎn)立體取像裝置2至θ角度，θ為立體取像裝置2成像軸線角，系第一影像感測元件212 (第二影像感測元件222、第三影像感測元件23 水平軸線X與成像軸線I 的夾角角度，θ角度的符號圖3Β所示；S23 選擇第二鏡組22，與第一鏡組21或第三鏡組23配置，獲取被攝物1的第一影像213與第二影像223 ；選擇的方式如步驟S231或步驟S232 S231 選取成像軸線I上的二個鏡組，以獲取被攝物1的第一影像213與第二影像 223 ；S232 選取水平軸線X上的二個鏡組，以獲取被攝物1的第一影像213與第二影像 223 ；S24 將立體取像裝置2成像軸線角θ的數(shù)據(jù)、第一影像213與第二影像223，傳輸至立體視覺重建處理元件24，由立體視覺重建處理元件M建立立體視覺影像。當(dāng)用戶使用直立的移動電話進(jìn)行立體影像拍攝時，如圖10的(a)所示，第一鏡組 21與第二鏡組22設(shè)為工作、進(jìn)行取像，第三鏡組23設(shè)為不工作、不進(jìn)行取像(或取像后的影像不為重建立體影像使用)；第一影像感測元件212、第二影像感測元件222的水平軸線 X與第一影像213、第二影像223的成像軸線I為重合；經(jīng)此由立體視覺重建處理元件M (參照圖3A)形成的立體影像也為橫幅的被攝物1的橫幅立體影像。此時即使用步驟S232 S232，選取水平軸線X上的二個鏡組，以獲取被攝物1的第一影像213與第二影像 223。當(dāng)用戶欲拍攝物的全身影像(或拍攝高樓全景時)，如圖10的(b)所示，用戶可將雙鏡組立體取像裝置2 (移動電話)旋轉(zhuǎn)，此時成像軸線I旋轉(zhuǎn)至θ角度，此時即使用步驟 S231 S231，選取成像軸線I上的二個鏡組，以獲取被攝物1的第一影像213與第二影像 223。當(dāng)用戶使用橫向的移動電話進(jìn)行立體影像拍攝時，如圖10的(b)所示，第三鏡組23 與第二鏡組22設(shè)為工作、進(jìn)行取像，第一鏡組21設(shè)為不工作、不進(jìn)行取像(或取像后的影像不為重建立體影像使用)；第三影像感測元件232、第二影像感測元件222的水平軸線X 與第一影像213、第二影像223的成像軸線I為垂直(或θ角度)；經(jīng)此由立體視覺重建處理元件24(參照圖3Α)形成的立體影像成為直幅的被攝物1的立體影像。本實用新型的本實施例還有一個優(yōu)異的特點，由于可在由移動電話內(nèi)建的慣性量測單元(Inertial Measurement Unit，IMU)，可由IMU立即獲得移動電話的姿勢；當(dāng)用戶旋轉(zhuǎn)移動電話以轉(zhuǎn)變成像軸線I時，可經(jīng)由移動電話的姿勢換算成為成像軸線θ角度，經(jīng)運算成像軸線θ角度的數(shù)據(jù)、第一影像213與第二影像223，即可由立體視覺重建處理元件 M進(jìn)行3D立體影像重建。由此，用戶不必再準(zhǔn)確的調(diào)整手持的角度，即可隨拍即得3D立體影像?！吹谒膶嵤├当緦嵤├峁┮环N轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置2，如圖12、圖13所示，雙光路光學(xué)元件沈包含第一反射鏡沈1、第二反射鏡沈2、第三反射鏡沈3、光路開關(guān)264及時序產(chǎn)生元件沈5 ；第一反射鏡沈1、第二反射鏡262設(shè)置于第一取像鏡片組211的像側(cè)，用以將第一取像鏡片組211聚集的光線產(chǎn)生折射而改變光路的方向；第三反射鏡263設(shè)置于第二取像鏡片組221的像側(cè)，用以將第二取像鏡片組221聚集的光線產(chǎn)生折射而改變光路的方向；其中，光路開關(guān)264可為液晶元件，由兩片電極夾層填充液晶分子所構(gòu)成，當(dāng)賦予兩片電極不同電壓時，可控制液晶分子的排列的方向，即可控制入射光路開關(guān)沈4的光線選擇通過或全反射；光路開關(guān)264也可使用微機(jī)電反射鏡、旋轉(zhuǎn)多面鏡或光柵式元件等光學(xué)元件所構(gòu)成，并不以此為限。時序產(chǎn)生元件265可發(fā)出時序信號，傳送給光路開關(guān)沈4，據(jù)此控制光路開關(guān)264的開或關(guān)，如在第一時序時打開光路開關(guān)沈4，在第二時序時關(guān)閉光路開關(guān)沈4 ；且時序產(chǎn)生元件265可發(fā)出脈沖信號，使影像感測元件212將獲取被攝物1光線的影像傳輸至外界。在由第一取像鏡片組211、第一反射鏡沈1、第二反射鏡沈2與經(jīng)過光路開關(guān)264 在影像感測元件212成像的光路，與由第二取像鏡片組221、第三反射鏡263與經(jīng)過光路開關(guān)264在影像感測元件212成像的光路，兩個光路為立體視覺重建處理元件M計算方便， 可調(diào)配各個反射鏡形成的光程，使第一取像鏡片組211與第二取像鏡片組221具有相同的后焦距f ；或者使用不同的第一取像鏡片組211與第二取像鏡片組221后焦距，而調(diào)配各個反射鏡形成相同的聚焦光程。雙光路光學(xué)元件沈在時序產(chǎn)生元件265產(chǎn)生的第一時序時，打開光路開關(guān)沈4，第一取像鏡片組211聚集的被攝物1光線經(jīng)由第一反射鏡沈1、第二反射鏡262及穿過光路開關(guān)沈4導(dǎo)入影像感測元件212，形成被攝物1的第一影像213，如圖12所示；在時序產(chǎn)生元件265產(chǎn)生的第二時序時，關(guān)閉光路開關(guān)沈4，第二取像鏡片組221聚集的被攝物1光線經(jīng)由第三反射鏡263及由光路開關(guān)264反射而導(dǎo)入影像感測元件212，形成被攝物1的第二影像223，如圖13所示；當(dāng)?shù)谝粫r序與第二時序交錯時，可產(chǎn)生一連串的第一影像213與第二影像223交錯的影像數(shù)據(jù)；控制信號時序圖如圖14所示，光路開關(guān)264控制致能Q64開啟)時，在影像感測元件212可形成第一影像213的影像數(shù)據(jù)；光路開關(guān)264控制致能Q64 關(guān)閉)時，在影像感測元件212可形成第二影像223的影像數(shù)據(jù)；時序產(chǎn)生元件265產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸出脈沖信號，使當(dāng)影像感測元件212收到脈沖信號時，則將影像數(shù)據(jù)傳送至立體視覺重建處理元件24，由立體視覺重建處理元件M將第一影像213與第二影像223形成立體影像。其操作步驟如下S31 旋轉(zhuǎn)立體取像裝置2的影像感測元件212的成像軸線I至θ角度，θ為影像感測元件212成像軸線角，系影像感測元件212水平軸線X與成像軸線I的夾角角度，θ 角度的符號如圖3Β所示；S32 使用雙光路光學(xué)元件沈在時序產(chǎn)生元件265產(chǎn)生的第一時序時，第一取像鏡片組211聚集被攝物1的光線，經(jīng)由雙光路光學(xué)元件沈的控制，而導(dǎo)入影像感測元件212， 形成被攝物1的第一影像213 ；在時序產(chǎn)生元件265產(chǎn)生的第二時序時，第二取像鏡片組 221聚集的被攝物1的光線，經(jīng)由雙光路光學(xué)元件沈的控制，而導(dǎo)入影像感測元件212，形成被攝物1的第二影像223 ；當(dāng)?shù)谝粫r序與第二時序交錯時，可產(chǎn)生一連串的第一影像213 與第二影像223交錯的影像數(shù)據(jù)；以及S33:將影像感測元件212成像軸線角θ的數(shù)據(jù)、第一影像213與第二影像223， 傳輸至立體視覺重建處理元件M以建立立體視覺影像。當(dāng)用戶欲拍攝物的全身影像(或拍攝高樓全景時)，用戶可旋轉(zhuǎn)立體取像裝置2的影像感測元件212的成像軸線I至θ角度，雙光路光學(xué)元件沈可在第一時序與第二時序， 分別產(chǎn)生D/L比值較小(L值較大)的第一影像213與第二影像223，經(jīng)由影像感測元件212 成像軸線角θ、第一影像213與第二影像223，傳輸至立體視覺重建處理元件24，由立體視覺重建處理元件M建立立體視覺影像，形成直幅的被攝物1的立體影像。以上所述僅為舉例性的，而不是限制性的。任何未脫離本實用新型的精神與范疇， 而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含于本實用新型的權(quán)利要求范圍之中。
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其特征在于，包含第一鏡組、第二鏡組、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與立體視覺重建處理元件，用以建立立體視覺影像；其中，所述第一鏡組包含第一取像鏡片組與第一影像感測元件、所述第二鏡組包含第二取像鏡片組與第二影像感測元件；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以轉(zhuǎn)變成像軸線至成像軸線角θ，所述第一影像感測元件用以獲取被攝物光線形成第一影像，并傳輸至所述立體視覺重建處理元件，所述第二影像感測元件用以獲取所述被攝物光線形成第二影像，并傳輸至所述立體視覺重建處理元件；所述立體視覺重建處理元件根據(jù)所述第一影像、所述第二影像與所述成像軸線角θ的數(shù)據(jù)，建立所述立體視覺影像。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述第一鏡組與所述第二鏡組旋轉(zhuǎn)至所述成像軸線角θ。
3.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將所述第一影像感測元件與所述第二影像感測元件旋轉(zhuǎn)至所述成像軸線角θ。
4.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)一步包含第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述第一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與所述第二旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以齒條、步進(jìn)馬達(dá)、套筒之一或其組合以同步帶動。
5.一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其特征在于，包含第一鏡組、第二鏡組、第三鏡組與立體視覺重建處理元件，用以建立立體視覺影像；其中，所述第一鏡組包含第一取像鏡片組與第一影像感測元件、所述第二鏡組包含第二取像鏡片組與第二影像感測元件、所述第三鏡組包含第三取像鏡片組與第三影像感測元件；所述第一鏡組、所述第二鏡組與所述第三鏡組以等腰直角三角形方式排列，所述第二鏡組置于直角處，所述第一鏡組與所述第三鏡組分別置于底角處；所述第一鏡組與所述第二鏡組光學(xué)中心連線為成像軸線，由旋轉(zhuǎn)所述成像軸線至成像軸線角θ，所述立體視覺重建處理元件將所述成像軸線角θ的數(shù)據(jù)、選擇所述第一鏡組或所述第三鏡組兩者之一所形成的第一影像與所述第二鏡組所形成的第二影像，建立所述立體視覺影像。
6.一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其特征在于，包含第一取像鏡組、第二取像鏡組、 雙光路光學(xué)元件、影像感測元件、時序產(chǎn)生元件與立體視覺重建處理元件，用以建立立體視覺影像；其中，所述第一取像鏡片組與所述第二取像鏡片組間隔設(shè)置，所述影像感測元件設(shè)有旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用以將所述影像感測元件旋轉(zhuǎn)成像軸線至θ角度，θ為所述影像感測元件的成像軸線角；其中，所述時序產(chǎn)生元件用以產(chǎn)生時序信號以控制所述雙光路光學(xué)元件的光路通道；其中，所述雙光路光學(xué)元件受所述時序信號控制的光路通道，選擇由所述第一取像鏡片組或所述第二取像鏡片組兩者之一，以獲取被攝物的光線在所述影像感測元件形成第一影像與第二影像；所述立體視覺重建處理元件利用所述成像軸線角θ的數(shù)據(jù)、所述第一影像、所述第二影像，建立所述立體視覺影像。
7.如權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以齒條、套筒、步進(jìn)馬達(dá)之一或其組合帶動。
專利摘要本實用新型公開一種轉(zhuǎn)變成像軸線立體取像裝置，將立體取像裝置以轉(zhuǎn)變成像軸線進(jìn)行取像，將取像獲得的二維平面(2D)影像以立體視覺重建，建立為三維立體(3D)影像；所述立體取像裝置可包含第一鏡組、第二鏡組、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與立體視覺重建元件，利用所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將成像軸線旋轉(zhuǎn)θ角度，由第一鏡組與第二鏡組轉(zhuǎn)變不同寬高比的第一影像與第二影像，由立體視覺重建處理元件將第一影像、第二影像與成像軸線角θ的數(shù)據(jù)，建立立體視覺影像，以符合用戶拍攝時所期望的適當(dāng)寬高比影像。
文檔編號G03B35/08GK202127481SQ20112025986
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者李敏哲, 林煌隆, 陳星嘉 申請人:大立光電股份有限公司