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CN101901818B - 影像感测器、侦测物体运动方向的装置及方法 - Google Patents

影像感测器、侦测物体运动方向的装置及方法 Download PDF

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Abstract

一种影像感测器，其包括一个基底，所述基底上至少设置多个第一影像感测面和多个第二影像感测面，所述多个第一影像感测面和第二影像感测面间隔分布，且该多个第一影像感测面和第二影像感测面处于不同水平面。还涉及一种侦测物体运动方向的装置，其包括上述影像感测器，通过判断第一影像感测面和第二影像感测面上的影像的清晰度来侦测物体的运动方向。

Description

影像感测器、侦测物体运动方向的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种影像感测器，特别是涉及一种可判断物体运动方向的影像感测器、侦测物体运动方向的装置及方法。
背景技术
固态影像感测器，如CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)影像感测器和CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体存储器)影像感测器用在各种成像设备中（例如摄像机、手机等）。
传统的影像感测器为平面式的影像感测，在物方面，只能对单一平面准确的对焦，对于焦距外的对象，只能得到模糊的影像，无法得知物与物之间的相对位置和物体的运动方向。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可判断物体运动方向的影像感测器、侦测物体运动方向的装置及方法。
一种影像感测器，其包括一个基底，所述基底上至少设置多个第一影像感测面和多个第二影像感测面，所述多个第一影像感测面和第二影像感测面间隔分布，且该多个第一影像感测面和第二影像感测面处于不同水平面。
一种侦测物体运动方向的装置，其包括影像感测器和影像处理单元，所述影像处理单元与所述影像感测器电性相连，所述影像感测器包括基底，所述基底上至少设置多个第一影像感测面和多个第二影像感测面，所述多个第一影像感测面和第二影像感测面间隔分布，且该多个第一影像感测面和第二影像感测面处于不同水平面，所述影像处理单元接收所述第一影像感测面和第二影像感测面的影像并根据影像的清晰度判断物体的运动方向。
一种侦测物体运动方向的方法，其包括以下步骤：提供影像感测器，其包括基底和设置在所述基底上的多个第一影像感测面和多个第二影像感测面，所述多个第一影像感测面和第二影像感测面间隔分布，且该多个第一影像感测面和第二影像感测面处于不同水平面；利用所述影像感测器的第一影像感测面和第二影像感测面分别取得物体在第一位置的第一影像和第二影像；比较第一影像和第二影像的清晰度以判断第一位置与影像感测器之间的相对关系；利用所述影像感测器的第一影像感测面和第二影像感测面分别取得物体在第二位置的第三影像和第四影像；比较第三影像和第四影像的清晰度以判断第二位置与影像感测器之间的相对关系；根据第一位置与第二位置的关系得出物体运动方向。
与现有技术相比，本发明实施例的影像感测器具有不同的影像感测面，不同位置的物体会在第一影像感测面和第二影像感测面分别得到清晰度相同的影像，而同一位置的物体会在第一影像感测面和第二影像感测面得到清晰度不同的影像，通过比较影像的清晰度可以判断物体所在位置与影像感测器之间的距离，进而可以侦测物体的运动方向。
附图说明
图1是本发明第一实施例影像感测器的示意图。
图2是本发明第二实施例影像感测器的示意图。
图3是本发明第二实施例影像感测器的平面示意图。
图4是本发明第三实施例影像感测器的示意图。
图5为采用本发明第一实施例影像感测器来侦测物体运动方向的装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明第一实施例的影像感测器10包括基底11、设置在基底11上的第一影像感测面110和第二影像感测面120。
基底11的材料为硅、二氧化硅等。
第一影像感测面110和第二影像感测面120均为条状像素，且间隔排列。以被拍摄物为参照物，第一影像感测面110与被拍摄物的距离大于第二影像感测面20与被拍摄物的距离，即第一影像感测面110和第二影像感测面120呈台阶状分布，也就是说，当被拍摄物位于不同位置时在第一影像感测面110和第二影像感测面12分别得到清晰的影像。
为了方便描述，定义得到清晰的影像时，被拍摄物所在的位置为最佳物平面。相对于第一影像感测面110和第二影像感测面120分别涉及第一最佳物平面和第二最佳物平面。由于，第一影像感测面110相较于第二影像感测面120远离被拍摄物，那么，第一最佳物平面较第二最佳物平面更靠近影像感测器10。
为了在第一影像感测面110上得到清晰的影像，被拍摄物应该靠近第一影像感测面110的第一最佳物平面，而为了在第二影像感测面120上得到清晰的影像，被拍摄物应该靠近第二影像感测面120的第二最佳物平面。
由于第一影像感测面110与第二影像感测面120距离被拍摄物的距离不同，因此，被拍摄物在第一影像感测面110与第二影像感测面120的影像的清晰度也不相同，所以，通过被拍摄物影像的清晰度可判断出被拍摄物距离第一影像感测面110近还是距离第二影像感测面120近，从而可判断出被拍摄物的运动方向。
如图2及图3所示，本发明第二实施例的影像感测器20包括基底21、间隔设置在基底21上的第一影像感测面210、第二影像感测面220和第三影像感测面230。
与被拍摄物之间的距离，由第一影像感测面210至第二影像感测面220、第三影像感测面230逐渐减小，即第一影像感测面210、第二影像感测面220和第三影像感测面230呈台阶状排列。
当然，第一影像感测面210、第二影像感测面220和第三影像感测面230与被拍摄物之间的距离并不限于本实施例的关系，只要三者之间具有高低关系即可。
第一影像感测面210包括若干个第一成像单元211，该第一成像单元211排列成条状。第二影像感测面220同样包括若干个第二成像单元221且排列成条状，第三影像感测面230也同样包括若干个排列成条状的第三成像单元231。
请参阅图4，本发明第三实施例的影像感测器30包括基底31和设置在基底31上的第一影像感测面310、第二影像感测面320、第三影像感测面330以及第四影像感测面340。
距离被拍摄物的距离，由第四影像感测面340、第一影像感测面310、第二影像感测面320、第三影像感测面330逐渐减小，且第一影像感测面310、第二影像感测面320、第三影像感测面330以及第四影像感测面340间隔排列，即第一影像感测面310、第二影像感测面320、第三影像感测面330以及第四影像感测面340呈台阶状排列。
当然，影像感测器30的影像感测面并不限于四阶，其可以为五阶、六阶、七阶等。
如图5所示，侦测物体运动方向的装置40包括镜头模组41、影像感测器10和影像处理单元42，其用来侦测物体100的运动方向。
被物体100反射的光线经过镜头模组41后在第一影像感测面110和第二影像感测面120上成像，影像处理单元42处理影像感测器10输出的影像信号以判断影像的清晰度。
例如，在时间1，第一影像感测面110得到位于A点的物体100的影像P1、第二影像感测面120同样得到位于A点的物体100的影像P1′，影像处理单元42将影像P1和P1′进行傅立叶转换，然后根据转换结果得出影像P1′较影像P1清晰，此时可得出，物体100应该靠近第二最佳物平面；在时间2，第一影像感测面110得到位于B点的物体100的影像P2、第二影像感测面120同样得到位于B点的物体100的影像P2′，影像处理单元42将影像P2和P2′进行傅立叶转换，然后根据转换结果得出影像P2较影像P2′清晰，此时可得出，物体100应该靠近第一最佳物平面。此可判断出，物体向靠近影像感测器10的方向运动。
当然，也可以采用CTF（Contrast Transfer Function，对比传递函数）值或者MTF（Modulation Transfer Function，调制传递函数）值表示影像的清晰度。
另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种影像感测器，其包括一个基底，其特征在于：所述基底上至少设置多个第一影像感测面和多个第二影像感测面，所述多个第一影像感测面和第二影像感测面间隔分布，且该多个第一影像感测面和第二影像感测面处于不同水平面。
2.如权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：所述基底的材料为硅或者二氧化硅。
3.如权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：所述第一影像感测面和第二影像感测面为条状。
4.如权利要求1所述的影像感测器，其特征在于：所述第一影像感测面包括若干条状排列的第一成像单元，所述第二影像感测面包括若干条状排列的第二成像单元。
5.一种侦测物体运动方向的装置，其包括影像感测器和影像处理单元，所述影像处理单元与所述影像感测器电性相连，其特征在于：所述影像感测器包括基底，所述基底上至少设置多个第一影像感测面和多个第二影像感测面，所述多个第一影像感测面和第二影像感测面间隔分布，且该多个第一影像感测面和第二影像感测面处于不同水平面，所述影像处理单元接收所述第一影像感测面和第二影像感测面的影像并根据影像的清晰度判断物体的运动方向。
6.一种如权利要求5所述的侦测物体运动方向的装置，其特征在于：进一步包括位于第一影像感测面和第二影像感测面前的镜头模组。
7.一种如权利要求5所述的侦测物体运动方向的装置，其特征在于：所述第一影像感测面和第二影像感测面为条状。
8.一种如权利要求5所述的侦测物体运动方向的装置，其特征在于：所述第一影像感测面包括若干条状排列的第一成像单元，所述第二影像感测面包括若干条状排列的第二成像单元。
9.一种侦测物体运动方向的方法，其包括以下步骤：
提供影像感测器，其包括基底和设置在所述基底上的多个第一影像感测面和多个第二影像感测面，所述多个第一影像感测面和第二影像感测面间隔分布，且该多个第一影像感测面和第二影像感测面处于不同水平面；
利用所述影像感测器的第一影像感测面和第二影像感测面分别取得物体在第一位置的第一影像和第二影像；
比较第一影像和第二影像的清晰度以判断第一位置与影像感测器之间的相对关系；
利用所述影像感测器的第一影像感测面和第二影像感测面分别取得物体在第二位置的第三影像和第四影像；
比较第三影像和第四影像的清晰度以判断第二位置与影像感测器之间的相对关系；
根据第一位置与第二位置的关系得出物体运动方向。
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