多相機圖像擷取系統與圖像重組補償方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種多相機圖像擷取系統與圖像重組補償方法，特別涉及根據系統內多鏡頭模塊與多傳感器模塊間位移或間距變化產生圖像重組參數的多相機圖像擷取系統與圖像重組補償方法。
【背景技術】
[0002]圖1示意顯示為現有技術中的陣列式相機，陣列式相機由多個相機組成，每個相機為一個鏡頭與一個對應的圖像傳感器的組成，陣列式相機即包括多鏡頭模塊與多傳感器模塊。此類陣列式相機設有如圖中顯示陣列形式排列的鏡頭101，下方設有對應各鏡頭101的多個陣列排列的圖像傳感器(圖未示)，以及外部承載機構10。
[0003]從圖1顯示的多鏡頭模塊可知，各個鏡頭101之間有一定的間距，因此拍攝同一個場景時，多個相機取得多個圖像，場景可具有至少一個景物，同一景物于多個感測圖像中存在著視差，將通過后端軟件或硬件執(zhí)行重組多個圖像，獲得融合圖像，重組圖像時會利用到校正多個景物成像位置與成像范圍的重組參數，使得融合圖像具有正確而更良好的圖像品質，此外此類相機可以具有更小的體積。
[0004]在相機對焦系統的領域中，鏡頭與圖像傳感器之間具有一個可以清楚成像的間距，根據光學成像公式(l/u+l/v= 1/f)，其中物距(u)為鏡頭與景物的距離，像距(V)為鏡頭與成像位置的距離，公式表示焦距(f)的倒數等于物距的倒數加上像距的倒數。在一般情況下，物距相對于像距為極大，根據成像公式，像距因此近似焦距。
[0005]對焦正確的相機可以取得清楚成像的相片，也就是在適當的像距上呈現清楚的圖像。然而，鏡頭可能因為外在因素造成焦距產生變化。比如溫度變化對鏡頭熱脹冷縮的效應產生了變化，或是溫度改變對鏡頭產生折射率的變化等，鏡頭焦距因此產生改變，使得成像有誤差。于是現有技術提出一些溫度補償的技術，應用在相機中，可以補償相機的焦距因為溫度所產生的變化，根據焦距與像距的關系，因此通過修正像距讓通過鏡頭的圖像仍可以清楚成像于圖像傳感器上。
[0006]此溫度補償的機制包括一種可以隨著溫度改變而有外觀形態(tài)變化的物體。若是相機載有此物體，通過機構的設計，可以藉此物體補償因為溫度改變而產生鏡頭與圖像傳感器焦距變化的問題。
[0007]此類物體材料有隨著熱而變化外觀形態(tài)的特性，比如因為溫度上升產生外觀曲線改變，又因為溫度下降而產生反方向曲線改變，因此可以藉此特性帶動機構，作為修正鏡頭與圖像傳感器的間距的機制。
[0008]舉例來說，此具有溫度補償特性的物體如以復合材料置做的裝置，其中有至少兩種材料，兩種材料因為溫度改變而有不同的熱脹冷縮效應，因此材料產生一個方向的曲度，藉此可以作為一種補償機構。
[0009]現有技術中采用溫度補償機構的鏡頭模塊應用中，在鏡筒外且連接于所述鏡筒與鏡座之間設有多個可以隨著溫度變化而彎曲的補償片，藉此可以帶動鏡筒沿光軸方向移動，使鏡頭模塊的成像面保持在預定平面。此為一種利用材料特性而補償溫度所造成改變的技術之一。

【發(fā)明內容】

[0010]為了提供一種解決在陣列式相機內針對圖像擷取模塊因焦距改變造成景物于圖像傳感器上的成像位置改變的問題，本專利申請公開一種多相機圖像擷取系統與圖像重組補償方法，能夠根據鏡頭模塊位移的距離或與圖像傳感器之間的位移或間距而提供對應的圖像重組參數。
[0011]陣列式相機內的圖像擷取模塊焦距改變，主因包括因溫度改變使得鏡頭折射率變化，或因鏡頭熱脹冷縮效應而影響焦距改變，現有方案中已提出了補償此溫度造成對焦失誤的問題，補償即造成鏡頭模塊位移，影響陣列式相機中多傳感器模塊與多鏡頭模塊間的間距(關聯到鏡頭成像的像距)。但此焦距與像距一旦改變也隨之造成景物于圖像傳感器中的成像位置或是成像范圍產生改變，因此若沿用陣列式相機原本的重組參數，將無法正確地重組圖像，于是本專利申請?zhí)峁┑膱D像重組補償方法即提供對應鏡頭模塊位移或間距的圖像重組參數，提供陣列式相機的圖像重組之用。
[0012]本專利申請所公開的多相機圖像擷取系統為了實現因為焦距補償而修正重組參數的目的，其中主要元件為圖像擷取模塊，設有多鏡頭模塊與多傳感器模塊，其中多鏡頭模塊由多個鏡頭排列組成，多傳感器模塊由多個圖像傳感器排列組成，多個圖像傳感器的位置是一對一對應到多個鏡頭的排列位置。系統還設有一間距調整單元，是為針對溫度影響造成焦距改變的一溫度補償機構，比如溫度變化產生鏡頭的折射率變化或熱漲冷縮而改變了焦距，因應此變化，間距調整單元即用以調整多鏡頭模塊與多傳感器模塊的間距；系統再包括一位置感測模塊，用以感測多鏡頭模塊與多傳感器模塊之間的位移或間距變化，因此系統能根據位置感測模塊所感測到多鏡頭模塊與多傳感器模塊的位移或間距變化而對應產生一組圖像重組參數，以進行重組圖像。
[0013]在多相機圖像擷取系統的圖像重組補償方法的實施例之一，方法包括取得多相機圖像擷取系統中多鏡頭模塊與多傳感器模塊之間的位移或間距改變，當中若偵測到位移或間距改變，比如補償因為溫度改變造成焦距改變所調整的間距，即取得一組圖像重組參數，用以進行圖像重組。在一實施例中，系統提供一查找表，查找表記載多鏡頭模塊與多傳感器模塊之間的位移或間距與圖像重組參數的對應關系，可以據此取得某位移或間距所對應到的圖像重組參數。
[0014]為了能更進一步了解本發(fā)明為實現既定目的所采取的技術、方法及功效，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明、附圖，相信本發(fā)明的目的、特征與特點，當可由此得以深入且具體的了解，然而說明書與附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制者。
【附圖說明】
[0015]圖1顯示現有技術陣列式相機的多鏡頭模塊示意圖；
[0016]圖2A顯示多相機圖像擷取系統聚焦正確的狀態(tài)示意圖；
[0017]圖2B顯示多相機圖像擷取系統對焦不正確的狀態(tài)示意圖；
[0018]圖2C顯示多相機圖像擷取系統調整間距后的狀態(tài)示意圖；
[0019]圖3A所示為多相機圖像擷取系統中采用溫度補償機構的結構示意圖之一；
[0020]圖3B所示為多相機圖像擷取系統中采用溫度補償機構的結構示意圖之二 ；
[0021]圖4A與圖4B所示為多相機圖像擷取系統因為焦距變化致使成像改變的示意圖；
[0022]圖5顯示本發(fā)明多相機圖像擷取系統實施例的功能方塊圖；
[0023]圖6顯示的流程描述本發(fā)明多相機圖像擷取系統的圖像重組補償步驟實施例。
[0024]附圖標記說明:
[0025]承載機構10鏡頭101
[0026]鏡頭單元22，22’圖像傳感器20
[0027]入射光線201
[0028]折射光線203入射光線201’
[0029]折射光線203’入射光線201”
[0030]折射光線203”間距調整單元24
[0031]圖像擷取模塊承載機構30多傳感器模塊32
[0032]圖像傳感器302多鏡頭模塊34
[0033]鏡頭304溫度補償機構36
[0034]霍爾效應傳感器303 磁性元件301
[0035]移動部位35
[0036]人臉401，401，愛心 402，402，
[0037]圖像擷取模塊50多鏡頭模塊501
[0038]