專利名稱：影像擷取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像擷取裝置，尤其涉及一種能夠擷取物體的空間位置的影像擷 取裝置。
背景技術(shù)：
影像擷取裝置已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光學(xué)式定位物體，例如光學(xué)觸控面板的觸控物定 位。傳統(tǒng)的采用單一鏡頭模組的影像擷取裝置通常只能獲取物體的平面影像，即只能 二維定位物體。為了三維定位物體，即獲知物體的空間位置，現(xiàn)有技術(shù)之一是使用單一鏡頭 加上周邊的反射鏡，以產(chǎn)生虛擬相機(jī)的多視角，然后藉由影像處理的方法建立出物體的三 維信息，然此方法需在使用者或物體周邊架設(shè)反射鏡，使得該結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、成本較高。還 有一種方法是通過兩個(gè)相機(jī)從不同角度分別拍攝被攝物以獲得兩個(gè)二維影像。該兩個(gè)相機(jī) 通常相對(duì)固定，當(dāng)被攝物的兩個(gè)二維影像被重新組合后，通過兩相機(jī)的位置關(guān)系，將此二維 影像組合成三維影像。通過這種方式也可以獲得物體的空間位置，但是，該方法需要兩個(gè)包 括透鏡組、感測元件的相機(jī)本體，成本高、體積大且攜帶不便。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉且能夠擷取物體空間位置的影像 擷取裝置。一種影像擷取裝置，用于擷取物體的空間位置，其包括鏡頭模組，所述鏡頭模組 具有若干鏡片；影像感測器，所述影像感測器所在平面與所述鏡頭模組的光軸的垂直面相 交且成一銳角，所述影像感測器具有多個(gè)像平面，當(dāng)所述被測物體處于與所述影像擷取裝 置距離不同的位置時(shí)，其成像于所述影像感測器的不同像平面；以及影像處理單元，根據(jù)所 述影像感測器上所述被測物體影像所處于的像平面的位置判斷被測物體與所述影像感測 器的距離。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)施例的影像擷取裝置只需要一個(gè)鏡頭模組及一個(gè)傾斜 設(shè)置的影像感測器，該傾斜設(shè)置的影像感測器相當(dāng)于具有多個(gè)不同豎直位置的像平面，不 同距離的物體的光經(jīng)所述鏡頭模組會(huì)聚后將聚焦于影像感測器的不同像平面，根據(jù)影像感 測器上物體影像所處于的像平面的位置即可確定物體與影像感測器的距離。因此，所述影 像擷取裝置可以獲得物體的空間位置，且具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例提供的影像擷取裝置的剖示圖。圖2是圖1中影像擷取裝置的工作原理示意圖。圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例提供的影像擷取裝置的剖示圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明第一實(shí)施例提供的影像擷取裝置100包括鏡頭模組10、鏡座 20、設(shè)置在鏡座20內(nèi)的影像感測器30、楔形底板21及設(shè)置于楔形底板21上的影像處理芯 片22。鏡頭模組10包括鏡筒11及設(shè)置于鏡筒11內(nèi)的多個(gè)鏡片12。所述多個(gè)鏡片12組 成的光學(xué)系統(tǒng)的光軸為L，亦即所述鏡頭模組10的光軸為L。作所述光軸L的一個(gè)垂直面 M0鏡頭模組10固定于鏡座20上。鏡座20具有一內(nèi)部空間用于收容影像感測器30、楔形底板21及影像處理芯片 22。所述鏡座20的內(nèi)壁與鏡筒11的外壁粘合固定。當(dāng)然，鏡筒11與鏡座20也可以采用 螺紋方式固定。楔形底板21底面為平面，上表面211相對(duì)底面傾斜。該上表面211具有一向內(nèi)凹 陷的收容部212，所述影像處理芯片22即固定于所述收容部212內(nèi)。當(dāng)然所述收容部212 并非必要，所述影像處理芯片22也可以直接固定在楔形底板21的上表面211，即楔形底板 21的上表面211為平面即可。影像感測器30固定在影像處理芯片22上，且影像感測器30與影像處理芯片22 電連接。所述影像感測器30所在的平面N與垂直面M不平行，即平面N與垂直面M相交成 一銳角Θ。優(yōu)選的，所述銳角θ的角度范圍大于0度而小于45度。更優(yōu)的，銳角θ的角 度范圍在15度至30度之間。在本實(shí)施例中，所述銳角θ為30度。如圖2所示，所述影像感測器30相對(duì)于鏡頭模組10是傾斜設(shè)置，則影像感測器30 相當(dāng)于具有多個(gè)像平面。舉例說明，物體50分別位于位置Al、Α2及A3時(shí)，物體50的光經(jīng) 過鏡頭模組10會(huì)聚后分別聚焦于像平面Β1、Β2及Β3。所述像平面Β1、Β2及Β3均為條狀。 位置Al、Α2及A3相對(duì)影像感測器30的距離為由遠(yuǎn)至近，而物體50在不同距離下其所成的 清晰的圖像也分別位于不同的像平面。根據(jù)這一原理，當(dāng)影像感測器30的傾斜角度為一定 值，則根據(jù)物體50所成的清晰圖像的所在的像平面的位置，即可推算出物體50與影像感測 器30的距離。影像處理芯片22用于根據(jù)影像感測器30上清晰物體影像所處于的像平面的位置 判斷物體50與影像感測器30的距離。例如，在位置Al，第一像平面Bl處可得到位于Al點(diǎn)的物體50的清晰影像Pl，影 像處理芯片22根據(jù)第一像平面Bl的位置可以計(jì)算出物體50的最佳物平面位置，該位置即 Al點(diǎn)所在的位置；在位置Α2，第二像平面Β2處可得到位于Α2點(diǎn)的物體50的清晰影像Ρ2， 影像處理芯片22根據(jù)第二像平面Β2的位置可以計(jì)算出物體50的最佳物平面位置，該位置 即Α2點(diǎn)所在的位置。而物體50的水平及垂直坐標(biāo)的感測是影像感測器30具備的基本功 能，由此，即可三維定位物體50，即獲知物體50的空間位置。如圖3所示，本發(fā)明提供的第二實(shí)施例與第一實(shí)施例基本相同，其主要區(qū)別在于， 影像感測器30直接設(shè)置在一個(gè)傾斜設(shè)置的柔性電路板24上。柔性電路板24與鏡座20底 面傾斜一定角度。這樣，影像感測器30與鏡頭模組10之間即為傾斜一定角度。所述影像感測器30為面型電荷耦合感測器或面型互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感測
所述鏡片12可以為球面鏡片或者是非球面鏡片。本發(fā)明所提供的影像擷取裝置100僅采用一個(gè)鏡頭模組及一個(gè)傾斜設(shè)置的影像 感測器，即可三維定位物體，采用該影像擷取裝置100可在獲取物體的二維圖像的同時(shí)，獲 得該物體的距離遠(yuǎn)近信息，該影像擷取裝置100可應(yīng)用于光學(xué)式多點(diǎn)觸控面板等領(lǐng)域中， 可以進(jìn)行三維的觸控定位。可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做 出其它各種相應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種影像擷取裝置，用于擷取被測物體的空間位置，其包括鏡頭模組，所述鏡頭模組具有若干鏡片；影像感測器，所述影像感測器所在平面與所述鏡頭模組的光軸的垂直面成一銳角，所述影像感測器具有多個(gè)像平面，當(dāng)所述被測物體處于與所述影像擷取裝置距離不同的位置時(shí)，其成像于所述影像感測器的不同像平面；以及影像處理單元，根據(jù)所述影像感測器上所述被測物體影像所處于的像平面的位置判斷被測物體與所述影像感測器的距離。
2.如權(quán)利要求1所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述銳角大于0度而小于45度。
3.如權(quán)利要求2所述的影像擷取裝置，其特征在于，所述銳角大于等于15度而小于等 于30度。
4.如權(quán)利要求1所述的影像擷取裝置，其特征在于所述影像感測器為面型電荷耦合 感測器或面型互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體感測器。
5.如權(quán)利要求1所述的影像擷取裝置，其特征在于進(jìn)一步包括一鏡座，所述影像感測 器收容于所述鏡座內(nèi)。
6.如權(quán)利要求5所述的影像擷取裝置，其特征在于所述鏡座內(nèi)具有楔形底板，所述影 像感測器設(shè)置于所述楔形底板上以和所述鏡頭模組的光軸的垂直面成銳角。
7.如權(quán)利要求5所述的影像擷取裝置，其特征在于所述鏡座內(nèi)具有一傾斜設(shè)置的電 路板，所述影像感測器設(shè)置于所述電路板上，以和所述鏡頭模組的光軸的垂直面成銳角。
8.如權(quán)利要求7所述的影像擷取裝置，其特征在于所述影像處理單元為一集成于所 述電路板上的影像處理芯片。
9.如權(quán)利要求1所述的影像擷取裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括一影像處理芯片，所述 影像處理單元集成于所述影像處理芯片內(nèi)。
10.一種影像擷取裝置，用于擷取物體的空間位置，其包括鏡頭模組，所述鏡頭模組具有若干鏡片；影像感測器，所述影像感測器相對(duì)所述鏡頭模組的光軸傾斜設(shè)置，以使所述影像感測 器對(duì)于不同距離的被測物體具有不同的像平面；以及影像處理單元，根據(jù)所述影像感測器上所述被測物體影像所處于的像平面的位置判斷 被測物體與所述影像感測器的距離。
全文摘要
一種影像擷取裝置，包括鏡頭模組、影像感測器及影像處理單元。所述鏡頭模組具有若干鏡片。所述影像感測器所在平面與所述鏡頭模組的光軸的垂直面相交且呈一銳角。所述影像感測器具有多個(gè)像平面，當(dāng)所述被測物體處于與所述影像擷取裝置距離不同的位置時(shí)，其成像于所述影像感測器的不同像平面。所述影像處理單元根據(jù)所述影像感測器上所述被測物體影像所處于的像平面的位置判斷被測物體與所述影像擷取裝置的相對(duì)距離。
文檔編號(hào)H04N5/225GK101964865SQ20091030457
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2009年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月21日
發(fā)明者賴正益 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司