專利名稱：三維立體影像擷取裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像擷取裝置及方法，特別是涉及一種三維立體影像擷取裝置及方法。
背景技術(shù)：
人類在觀看一件物體時，會在兩眼的視網(wǎng)膜內(nèi)各自形成物體的清晰物像，而此物像被傳導到大腦皮質(zhì)后，即會由大腦皮質(zhì)中樞將其融合成單一物像。由于兩眼的位置不同， 其觀看物體的角度會有些許的差異，在視網(wǎng)膜上形成的物像也會具有一定的視差。人類即經(jīng)由大腦皮質(zhì)中樞融合兩眼中視角不同的物像，藉以產(chǎn)生立體感。三維立體相機即依據(jù)上述原理，在相機本體上配置兩個獨立的鏡頭，并將鏡頭之間的距離設(shè)置為約等于人類兩眼間平均距離的77毫米，藉此模擬人類的左右眼以拍攝三維立體影像。圖1為使用現(xiàn)有的三維立體相機拍攝三維橫向影像的示意圖，而圖2則為三維橫向影像的范例。請先參照圖1，現(xiàn)有的三維立體相機100上配置有左眼鏡頭110及右眼鏡頭 120，且左眼鏡頭110及右眼鏡頭120之間具有一個約77毫米的水平位移。當使用者欲拍攝三維立體影像時，只需將三維立體相機100對準物體，而由左眼鏡頭110及右眼鏡頭120 拍攝出如圖2所示視角不同的橫向影像210及220，這兩張影像具有一個水平方向上的距離差(即視差)。三維立體相機100即藉由將這兩張影像合并，而產(chǎn)生三維橫向影像。然而，由于相機硬件設(shè)計上的限制，當使用者欲使用上述三維立體相機拍攝直立影像時，必需將相機轉(zhuǎn)向，而改以直立的方式持用相機。圖3為使用現(xiàn)有三維立體相機拍攝三維直立影像的示意圖，而圖4則三維直立影像的范例。如圖3所示，當三維立體相機300 被使用者以直立的方式持用時，其左眼鏡頭310及右眼鏡頭520之間具有一個約77毫米的垂直位移。當使用者拍攝三維立體影像時，左眼鏡頭310及右眼鏡頭520即會拍攝出如圖 4所示視角不同的垂直影像410及420。雖然這兩張影像之間也會有個距離差，但卻是在垂直方向上，與一般人眼在水平方向上的視差不同，因此人眼無法將其融合為三維立體影像。由上述可知，現(xiàn)有的三維立體相機具有先天的缺陷，無法拍攝出三維直立影像。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種三維立體影像擷取裝置，藉由分別旋轉(zhuǎn)相機的左、右眼鏡頭，以拍
攝三維直立影像。本發(fā)明提供一種三維直立影像拍攝方法，提供使用者藉由執(zhí)行相機的直立拍攝功能或是推動相機鏡頭的旋轉(zhuǎn)機械構(gòu)件，以拍攝三維直立影像。本發(fā)明提出一種三維立體影像擷取裝置，其包括左眼鏡頭、右眼鏡頭、操作單元及處理單元。其中，左眼鏡頭適于擷取左眼影像，右眼鏡頭適于擷取右眼影像，而左眼鏡頭與右眼鏡頭之間具有一水平位移。操作單元配設(shè)于左眼鏡頭及右眼鏡頭，適于在接收一直立拍攝操作時，分別將左眼鏡頭及右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度。處理單元耦接左眼鏡頭及右眼鏡頭，適于將左眼鏡頭及右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)后所擷取的左眼影像及右眼影像合并為三維直立影像。在本發(fā)明的一實施例中，上述的影像擷取裝置還包括輸入單元，其適于接收使用者對于影像擷取裝置的直立拍攝功能的輸入操作，以作為直立拍攝操作。在本發(fā)明的一實施例中，上述的操作單元包括配設(shè)于左眼鏡頭的第一驅(qū)動單元， 適于旋轉(zhuǎn)左眼鏡頭；還包括配設(shè)于右眼鏡頭的第二驅(qū)動單元，適于旋轉(zhuǎn)右眼鏡頭。在本發(fā)明的一實施例中，上述的處理單元還包括耦接輸入單元、第一驅(qū)動單元及第二驅(qū)動單元，適于在輸入單元接收到直立拍攝操作時，控制第一驅(qū)動單元及第二驅(qū)動單元分別將左眼鏡頭及右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度。在本發(fā)明的一實施例中，上述的左眼鏡頭包括第一光學組件，右眼鏡頭包括第二光學組件，其中第一光學組件及第二光學組件適于控制進入左眼鏡頭及該右眼鏡頭的光線。在本發(fā)明的一實施例中，上述的左眼鏡頭還包括第一感光組件，右眼鏡頭還包括第二感光組件，其中此第一感光組件及第二感光組件適于感測進入左眼鏡頭及右眼鏡頭的光線的強度，而產(chǎn)生左眼影像及右眼影像。在本發(fā)明的一實施例中，上述的操作單元在接收直立拍攝操作時，包括分別將左眼鏡頭的第一感光組件及右眼鏡頭的第二感光組件旋轉(zhuǎn)約九十度，以擷取左眼影像及右眼影像。本發(fā)明提出一種三維立體影像擷取方法，適用于具有左眼鏡頭及右眼鏡頭的影像擷取裝置，其中左眼鏡頭與右眼鏡頭之間具有一水平位移。此方法是在接收到一直立拍攝操作時，分別將左眼鏡頭及右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度，而利用旋轉(zhuǎn)后的左眼鏡頭及右眼鏡頭分別擷取左眼影像及右眼影像，并將此左眼影像及右眼影像合并為三維直立影像。在本發(fā)明的一實施例中，上述接收該直立拍攝操作的步驟包括接收由使用者對于影像擷取裝置的直立拍攝功能的輸入操作或?qū)τ谟跋駭X取裝置的旋轉(zhuǎn)機械構(gòu)件的力學操作。在本發(fā)明的一實施例中，上述分別將影像擷取裝置的左眼鏡頭及右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度的步驟包括分別采用步進馬達推動左眼鏡頭及右眼鏡頭，以使其旋轉(zhuǎn)約九十度。基于上述，本發(fā)明的三維立體影像擷取裝置及方法是在維持相機左、右眼鏡頭之間的水平位移的情況下，將左、右眼鏡頭分別旋轉(zhuǎn)九十度以拍攝直立影像，而能夠提供使用者利用同一臺相機拍攝三維立體的橫向及直立影像。為使本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并結(jié)合附圖詳細說明如下。


圖1為使用現(xiàn)有三維立體相機拍攝三維橫向影像的示意圖。圖2為三維橫向影像的范例。圖3為使用現(xiàn)有三維立體相機拍攝三維直立影像的示意圖。圖4為三維直立影像的范例。圖5是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的利用影像擷取裝置拍攝三維立體影像的示意圖。圖6是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的三維立體影像擷取裝置的方塊圖。圖7是依照本發(fā)明一實施例所繪示的三維立體影像擷取方法的流程圖。圖8是依照本發(fā)明一實施例所繪示的三維直立影像的范例。圖9是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的三維立體影像擷取裝置的方塊圖。圖10是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的三維立體影像擷取裝置的方塊圖。附圖符號說明100,300 三維立體相機110、310、510、610、910、1010 左眼鏡頭120、320、520、620、920、1020 右眼鏡頭210、220:橫向影像410、420、810、820 直立影像500、600、900、1000 影像擷取裝置630 操作單元640、940、1040 處理單元93OUO3O 輸入單元950、1050 第一驅(qū)動單元960、1060 第二驅(qū)動單元1012 第一光學組件1014 第二光學組件1022 第一感光組件1024 第二感光組件S710 S740 本發(fā)明的一實施例的三維立體影像擷取方法的各步驟
具體實施例方式無論是要拍攝橫向的或是直立的三維立體影像，相機的左、右眼鏡頭都必需模擬人類的左右眼，也就是要維持約77毫米的水平位移。既然鏡頭的位置不能改變，能改變的只剩鏡頭本身，本發(fā)明即依此概念，將原本處于橫放(landscape)狀態(tài)的左、右眼鏡頭本身分別旋轉(zhuǎn)九十度，以轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?portrait)狀態(tài)，而左、右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)后所拍攝出來的影像即為直立影像，并可合并成為三維直立影像。圖5是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的利用影像擷取裝置拍攝三維立體影像的示意圖。請參照圖5，本實施例的影像擷取裝置500使用在橫放狀態(tài)，其上則配置左眼鏡頭 510及右眼鏡頭520。當使用者欲拍攝三維橫向影像時，則可直接以左眼鏡頭510及右眼鏡頭520分別擷取左、右眼影像，此左、右眼影像經(jīng)由影像擷取裝置500合成后，即可產(chǎn)生三維橫向影像。另一方面，當使用者欲拍攝三維直立影像時，則可藉由將左眼鏡頭510及右眼鏡頭520分別以順時針方向旋轉(zhuǎn)約九十度，而以旋轉(zhuǎn)后的左眼鏡頭510及右眼鏡頭520分別擷取左、右眼影像，此左、右眼影像經(jīng)由影像擷取裝置500合成后，則可產(chǎn)生三維直立影像。圖6是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的三維立體影像擷取裝置的方塊圖。請參照圖6，本實施例的影像擷取裝置600包括左眼鏡頭610、右眼鏡頭620、操作單元630及處理
5單元640。其中，左眼鏡頭610適于模擬人類的左眼，而用以擷取左眼影像；右眼鏡頭620則適于模擬人類的右眼，而用以擷取右眼影像。其中，左眼鏡頭610與右眼鏡頭620之間具有約為77毫米的水平位移，以模擬真實人眼間的距離。操作單元630配設(shè)于左眼鏡頭610與右眼鏡頭620，而可根據(jù)使用者的直立拍攝操作，分別將左眼鏡頭610與右眼鏡頭620旋轉(zhuǎn)約九十度，以拍攝左眼影像及右眼影像。處理單元640耦接左眼鏡頭610及右眼鏡頭620， 而用以將上述左眼鏡頭610及右眼鏡頭620旋轉(zhuǎn)后所擷取的左眼影像及右眼影像合并為三維直立影像。搭配上述的影像擷取裝置600，本發(fā)明亦提供對應的操作方式。圖7是依照本發(fā)明一實施例所繪示的三維立體影像擷取方法的流程圖。請參照圖7，本實施例的方法適用于圖 6的影像擷取裝置600，適于在接收到使用者對于影像擷取裝置600的直立拍攝操作時，控制影像擷取裝置600旋轉(zhuǎn)鏡頭以拍攝三維直立影像，詳細的步驟如下首先，由影像擷取裝置600接收使用者的直立拍攝操作(步驟S710)。其中，影像擷取裝置600例如是接收由使用者對于其直立拍攝功能的輸入操作，或是接收使用者對于其中配置的旋轉(zhuǎn)機械構(gòu)件的力學操作。接著，影像擷取裝置600即根據(jù)使用者的直立拍攝操作，分別將影像擷取裝置600 的左眼鏡頭610及右眼鏡頭620旋轉(zhuǎn)約九十度(步驟S720)。詳細地說，影像擷取裝置600 可采用物理式或電子式的方式旋轉(zhuǎn)鏡頭。其中，若采用物理式，影像擷取裝置600可在其左眼鏡頭610及右眼鏡頭620上配置旋轉(zhuǎn)機械構(gòu)件(未繪示)作為操作單元630，此旋轉(zhuǎn)機械構(gòu)件會與左眼鏡頭610及右眼鏡頭620連動，而當使用者推動此旋轉(zhuǎn)機械構(gòu)件時，左眼鏡頭 610及右眼鏡頭620即會進行旋轉(zhuǎn)；若采用電子式，則可針對左眼鏡頭610及右眼鏡頭620 配置步進馬達(未繪示)，而用以推動左眼鏡頭610及右眼鏡頭620進行旋轉(zhuǎn)。在旋轉(zhuǎn)之后，左眼鏡頭610及右眼鏡頭620即可分別擷取左眼影像及右眼影像 (步驟S730)，并傳送至處理單元640，而由處理單元640合并成為三維直立影像(步驟 S740)。舉例來說，圖8是依照本發(fā)明一實施例所繪示的三維直立影像的范例。請參照圖8， 直立影像810及820為上述旋轉(zhuǎn)后的左眼鏡頭610及右眼鏡頭620所擷取的影像，其間具有一水平方向上的視差，符合人類的左右眼視差，因此經(jīng)由合并即可產(chǎn)生三維垂直影像。需注意的是，在一實施例中，處理單元640處理左眼影像及右眼影像的方式例如是將左眼影像及右眼影像分別儲存為特定名稱的文件，并儲存在同一個數(shù)據(jù)夾內(nèi)，待使用者欲觀看此三維直立影像時，即可藉由將三維影像顯示裝置(例如三維立體電視)的讀取路徑指向該數(shù)據(jù)夾，藉以讀取左眼影像及右眼影像，并生成可供使用者感知的三維直立影像。在另一實施例中，處理單元640也可以將左眼影像及右眼影像直接儲存為單一文件，并對應更改三維影像顯示裝置的讀取方式，同樣可實現(xiàn)三維直立影像的顯示效果。藉由上述的方法，本發(fā)明除了可提供使用者利用影像擷取裝置600拍攝橫向影像外，還提供使用者依照拍攝需求隨時將影像擷取裝置600切換為直立拍攝模式以拍攝直立影像，藉此實現(xiàn)單一機器拍攝不同方向的三維立體影像的目的。需注意的是，針對上述采用步進馬達旋轉(zhuǎn)鏡頭的方式，本發(fā)明還可依據(jù)裝置的設(shè)計區(qū)分為兩種態(tài)樣一種是直接旋轉(zhuǎn)整個鏡頭；另一種則是只旋轉(zhuǎn)鏡頭內(nèi)的感光組件，以下則各舉一實施例詳細說明。對于直接旋轉(zhuǎn)鏡頭的方式圖9是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的三維立體影像擷取裝置的方塊圖。請參照圖9，本實施例的影像擷取裝置900包括左眼鏡頭910、右眼鏡頭920、輸入單元930、處理單元940，以及配設(shè)于左眼鏡頭910的第一驅(qū)動單元950與配設(shè)于右眼鏡頭920的第二驅(qū)動單元960。其中，輸入單元930可以是配置在影像擷取裝置900 上的實體按鍵或是觸碰屏幕，而提供使用者藉由按壓按鍵或是觸碰屏幕選單的方式，執(zhí)行影像擷取裝置900的直立拍攝功能。當輸入單元930接收到使用者的直立拍攝操作時，即會產(chǎn)生電子訊號并發(fā)送至處理單元940，而由處理單元940據(jù)以控制第一驅(qū)動單元950及第二驅(qū)動單元960分別將左眼鏡頭910及右眼鏡頭920旋轉(zhuǎn)約九十度。待左眼鏡頭910及右眼鏡頭920旋轉(zhuǎn)之后，處理單元940即控制左眼鏡頭910及右眼鏡頭920分別擷取左眼影像及右眼影像，并進而將此左眼影像及右眼影像合并為三維直立影像。對于只旋轉(zhuǎn)鏡頭中感光組件的方式圖10是依照本發(fā)明的一實施例所繪示的三維立體影像擷取裝置的方塊圖。請參照圖10，本實施例的影像擷取裝置1000包括左眼鏡頭1010、右眼鏡頭1020、輸入單元1030、處理單元1040，以及配設(shè)于左眼鏡頭1010的第一驅(qū)動單元1050及配設(shè)于右眼鏡頭1020的第二驅(qū)動單元1060。左眼鏡頭1010中包括第一光學組件1012及第一感光組件1014，右眼鏡頭1020中包括第二光學組件1022及第二感光組件10M。其中，第一光學組件1012及第二光學組件1022例如是由一個或多個透鏡組成，而分別用以控制進入左眼鏡頭1010及右眼鏡頭1020的光線。第一感光組件1014及第二感光組件IOM例如是電荷耦合組件(ChargeCoupled Device，CCD)模塊或是互補性金屬氧化物半導體(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor, CMOS)模塊，用以分別感測進入左眼鏡頭1010及右眼鏡頭1020的光線強度，進而產(chǎn)生左眼影像及右眼影像。需注意的是，當本實施例的處理單元1040接收到使用者于輸入單元1030上的直立拍攝操作時，是先控制第一驅(qū)動單元1050及第二驅(qū)動單元1060分別將左眼鏡頭1010中的第一感光組件1014及右眼鏡頭1020中的第二感光組件IOM旋轉(zhuǎn)約九十度。待第一感光組件1014及第二感光組件IOM旋轉(zhuǎn)后，處理單元1040再控制第一感光組件1014及第二感光組件IOM分別擷取左眼影像及右眼影像，進而將此左眼影像及右眼影像合并為三維直立影像。綜上所述，本發(fā)明的三維立體影像擷取裝置及方法藉由在三維立體相機的鏡頭上分別加入一個旋轉(zhuǎn)機制，而提供使用者在需要拍攝三維直立影像時，可透過功能設(shè)定或是手動操作的方式將鏡頭旋轉(zhuǎn)九十度，使得鏡頭所拍攝出來的影像成為符合人類左右眼視差
的三維直立影像。雖然本發(fā)明已以實施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作若干的更動與潤飾，故本發(fā)明的保護范圍以本發(fā)明的權(quán)利要求為準。
權(quán)利要求
1.一種三維立體影像擷取裝置，包括 一左眼鏡頭，適于擷取一左眼影像；一右眼鏡頭，適于擷取一右眼影像，其中該左眼鏡頭與該右眼鏡頭之間具有一水平位移；一操作單元，配設(shè)于該左眼鏡頭及該右眼鏡頭，適于在接收一直立拍攝操作時，分別將該左眼鏡頭及該右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度；以及一處理單元，耦接該左眼鏡頭及該右眼鏡頭，合并該左眼鏡頭及該右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)后所擷取的該左眼影像及該右眼影像為一三維直立影像。
2.如權(quán)利要求1所述的三維立體影像擷取裝置，還包括一輸入單元，適于接收一使用者對于該影像擷取裝置的一直立拍攝功能的一輸入操作，以作為該直立拍攝操作。
3.如權(quán)利要求2所述的三維立體影像擷取裝置，其中該操作單元包括 一第一驅(qū)動單元，配設(shè)于該左眼鏡頭，適于旋轉(zhuǎn)該左眼鏡頭；以及一第二驅(qū)動單元，配設(shè)于該右眼鏡頭，適于旋轉(zhuǎn)該右眼鏡頭。
4.如權(quán)利要求3所述的三維立體影像擷取裝置，其中該處理單元還包括耦接該輸入單元、該第一驅(qū)動單元及該第二驅(qū)動單元，適于在該輸入單元接收到該直立拍攝操作時，控制該第一驅(qū)動單元及該第二驅(qū)動單元分別將該左眼鏡頭及該右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度。
5.如權(quán)利要求1所述的三維立體影像擷取裝置，其中該左眼鏡頭包括一第一光學組件，該右眼鏡頭包括一第二光學組件，其中該第一光學組件及該第二光學組件適于控制進入該左眼鏡頭及該右眼鏡頭的一光線。
6.如權(quán)利要求5所述的三維立體影像擷取裝置，其中該左眼鏡頭還包括一第一感光組件，該右眼鏡頭還包括一第二感光組件，其中該第一感光組件及該第二感光組件適于感測進入該左眼鏡頭及該右眼鏡頭的該光線的強度，而產(chǎn)生該左眼影像及該右眼影像。
7.如權(quán)利要求6所述的三維立體影像擷取裝置，其中該操作單元在接收該直立拍攝操作時，包括分別將該左眼鏡頭的該第一感光組件及該右眼鏡頭的該第二感光組件旋轉(zhuǎn)約九十度，以擷取該左眼影像及該右眼影像。
8.—種三維立體影像擷取方法，適用于具有一左眼鏡頭及一右眼鏡頭的一影像擷取裝置，其中該左眼鏡頭與該右眼鏡頭之間具有一水平位移，該方法包括下列步驟接收一直立拍攝操作；分別將該左眼鏡頭及該右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度；以及利用旋轉(zhuǎn)后的該左眼鏡頭及該右眼鏡頭分別擷取一左眼影像及一右眼影像；以及合并該左眼影像及該右眼影像為一三維直立影像。
9.如權(quán)利要求8所述的三維立體影像擷取方法，其中接收該直立拍攝操作的步驟包括接收由一使用者對于該影像擷取裝置的一直立拍攝功能的一輸入操作或?qū)τ谠撚跋駭X取裝置的一旋轉(zhuǎn)機械構(gòu)件的一力學操作。
10.如權(quán)利要求8所述的三維立體影像擷取方法，其中分別將該影像擷取裝置的該左眼鏡頭及該右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度的步驟包括分別采用一步進馬達推動該左眼鏡頭及該右眼鏡頭，以使其旋轉(zhuǎn)約九十度。
全文摘要
一種三維立體影像擷取裝置及方法。此影像擷取裝置包括左眼鏡頭、右眼鏡頭、操作單元及處理單元。其中，左眼鏡頭適于擷取左眼影像，右眼鏡頭適于擷取右眼影像，而左眼鏡頭與右眼鏡頭之間具有一水平位移。操作單元配設(shè)于左眼鏡頭及右眼鏡頭，適于在接收一直立拍攝操作時，分別將左眼鏡頭及右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)約九十度。處理單元耦接左眼鏡頭及右眼鏡頭，適于將左眼鏡頭及右眼鏡頭旋轉(zhuǎn)后所擷取的左眼影像及右眼影像合并為三維直立影像。
文檔編號G03B35/08GK102213911SQ201010164348
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者黃偉恒 申請人:宏碁股份有限公司