多鏡頭系統及具有該多鏡頭系統的便攜式電子裝置的制作方法

本發明涉及一種多鏡頭系統及具有該多鏡頭系統的便攜式電子裝置。
背景技術：
：目前，移動電話、平板電腦及個人數字助理等便攜式電子裝置為了拍攝超廣角或接近魚眼全景的影像，通常需要于前后攝像頭上外掛特殊的光學鏡頭。另外，雖然利用額外的兩組魚眼鏡頭亦可實現超廣角或360度的全景拍攝。然而，由于該兩組魚眼鏡頭的取像角度太廣，容易導致在拍攝較小范圍內的特定主題時影像細膩度較差。另外，魚眼鏡頭的成像變形率相較標準鏡頭的成像變形率具有較差、較高的問題。技術實現要素：有鑒于此，有必要提供一種多鏡頭系統及具有該多鏡頭系統的便攜式電子裝置。一種多鏡頭系統，包括至少一組鏡頭、至少一組反射單元、第一影像感測元件、第二影像感測元件以及處理單元，所述第一影像感測元件及第二影像感測元件均電連接至所述處理單元，所述處理單元用于根據拍攝模式控制所述至少一組反射單元的角度方向，以改變每一組反射單元的光學路徑，進而選擇相應的鏡頭或鏡頭組合，所述選擇的鏡頭或鏡頭組合獲取的影像光束通過相應的光學路徑反射或投射至所述第一影像感測元件及第二影像感測元件。一種便攜式電子裝置，包括上述多鏡頭系統及顯示單元，所述顯示單元用以供用戶設定所述拍攝模式。上述多鏡頭系統通過在便攜式電子裝置上設置包括多組鏡頭的鏡頭模組，并設置相應的反射模組。如此，所述處理單元可根據不同的需求選擇相應的拍攝模式，并根據選擇的拍攝模式控制所述反射模組中反射單元的角度方向，進而調整所述反射單元的光學路徑，以選擇不同的鏡頭或鏡頭組合。上述多鏡頭系統的結構簡單，且可適用多種不同的拍攝模式，例如全景拍攝模式、普通的雙鏡頭拍攝模式等等，具有較強的實用性。附圖說明圖1為本發明較佳實施方式中多鏡頭系統應用至便攜式電子裝置的示意圖。圖2為圖1所示多鏡頭系統的部分示意圖。圖3為圖1所示便攜式電子裝置的功能框圖。圖4為圖2所示多鏡頭系統處于第一拍攝模式時的光路圖。圖5為圖2所示多鏡頭系統處于第二拍攝模式時的光路圖。圖6為圖2所示多鏡頭系統處于第三拍攝模式時的光路圖。圖7為圖2所示多鏡頭系統處于第四拍攝模式時的光路圖。圖8為圖4所示多鏡頭系統中第一反射單元組及第二反射單元組均包括兩個反射元件時的光路圖。圖9為圖5所示多鏡頭系統中第一反射單元組及第二反射單元組均包括兩個反射元件時的光路圖。圖10為圖6所示多鏡頭系統中第一反射單元組及第二反射單元組均包括兩個反射元件時的光路圖。圖11為圖7所示多鏡頭系統中第一反射單元組及第二反射單元組均包括兩個反射元件時的光路圖。圖12為圖1所示多鏡頭系統于另一實施例下的部分示意圖。圖13為圖12所示多鏡頭系統處于第一拍攝模式時的光路圖。圖14為圖12所示多鏡頭系統處于第二拍攝模式時的光路圖。圖15為圖1所示多鏡頭系統的工作流程圖。主要元件符號說明多鏡頭系統100鏡頭模組10第一鏡頭組11第一鏡頭111a、111b第二鏡頭組13第二鏡頭131a、131b影像感測模組30第一影像感測元件31第二影像感測元件33反射模組50第一反射單元組51第一反射元件511、511a、511b第二反射單元組53第二反射元件531、531a、531b處理單元70便攜式電子裝置200本體21第一表面21第二表面213顯示單元23感測模組25如下具體實施方式將結合上述附圖進一步說明本發明。具體實施方式請參閱圖1，本發明較佳實施例提供一種多鏡頭系統100，其可應用于移動電話、平板電腦及個人數字助理等便攜式電子裝置200。所述便攜式電子裝置200包括本體21。所述本體21包括第一表面211及與所述第一表面211相對設置的第二表面213。所述第一表面211上設置有顯示單元23。所述顯示單元23可以為觸控顯示屏，其用于顯示用戶界面，進而供用戶操作及顯示畫面。請一并參閱圖2及圖3，所述多鏡頭系統100可以是便攜式電子裝置200的一部分，其裝設于所述便攜式電子裝置200的一端。該多鏡頭系統100包括鏡頭模組10、影像感測模組30、反射模組50以及處理單元70。在本實施例中，該鏡頭模組10包括二組鏡頭，即第一鏡頭組11及第二鏡頭組13。其中第一鏡頭組11包括第一鏡頭111a及第一鏡頭111b。該第一鏡頭111a及第一鏡頭111b為同樣的鏡頭，該第一鏡頭111a及該第一鏡頭111b可以為魚眼鏡頭或其他類型的廣角鏡頭等。該第一鏡頭111a及第一鏡頭111b分別設置于所述便攜式電子裝置200的第一表面211及第二表面213，且兩者的光軸相互重疊，即兩者對稱地布置于同一光軸兩端。所述第二鏡頭組13包括第二鏡頭131a及第二鏡頭131b。該第二鏡頭131a及第二鏡頭131b為同樣的鏡頭。該第二鏡頭131a及該第二鏡頭131b可以為普通的攝像鏡頭或功能鏡頭等。該第二鏡頭131a及第二鏡頭131b分別設置于所述便攜式電子裝置200的第一表面211及第二表面213，且兩者的光軸相互重疊，即兩者對稱地布置于同一光軸兩端。當然，可以理解的是，在其他實施例中，所述第一鏡頭組11的第一鏡頭111a、第一鏡頭111b與第二鏡頭組13的第二鏡頭131a、第二鏡頭131b為具有不同視野范圍fov(fieldofview)的鏡頭，并不限定于魚眼鏡頭或其他類型的廣角鏡頭。可以理解，不同類型的鏡頭或鏡頭組合可用于實現不同的拍攝功能。例如當同時選擇第一鏡頭組11的第一鏡頭111a及第一鏡頭111b時，可實現第一拍攝模式，如此可拍攝超廣度或者接近魚眼全景的影像，即實現全景拍攝模式。當同時選擇第二鏡頭組13的第二鏡頭131a及第二鏡頭131b時，可實現第二拍攝模式，即實現一般主題的拍攝模式。當選擇位于本體21的第一表面211的兩個鏡頭，即第一鏡頭111a及第二鏡頭131a時，可實現第三拍攝模式，即前拍攝融合模式。當選擇位于本體21的第二表面213的兩個鏡頭，即第一鏡頭111b及第二鏡頭131b時，可實現第四拍攝模式，即后拍攝融合模式。顯然，利用前拍攝融合模式或后拍攝融合模式可以兼顧魚眼鏡頭的魚眼全景的影像及標準鏡頭的成像變形率較佳的雙重優點。該影像感測模組30可以為電荷耦合元件（chargecoupleddevice,ccd）、互補式金氧半導體感測元件（complementarymetaloxidesemiconductor,cmos）或其它類型的影像感測元件。在本實施例中，該影像感測模組30包括二個影像感測元件，即第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。該第一影像感測元件31及第二影像感測元件33分別設置于所述鏡頭模組10的兩側，且均電連接至該處理單元70，用于配合各鏡頭拍攝相應的影像畫面。該處理單元70亦電連接至第一鏡頭111a、111b及第二鏡頭131a、131b。該反射模組50可以為全反射棱鏡或其他類型的反射鏡，其包括兩組反射單元，即第一反射單元組51及第二反射單元組53。在本實施例中，該第一反射單元組51及第二反射單元組53均包括一個反射元件，即第一反射單元組51包括第一反射元件511。第二反射單元組53包括第二反射元件531。所述第一反射元件511設置于所述第一鏡頭組11的第一鏡頭111a與第一鏡頭111b之間。所述第二反射元件531設置于第二鏡頭組13的第二鏡頭131a與第二鏡頭131b之間。所述反射模組50用于將各鏡頭獲取的影像光束反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。該處理單元70可以為影像處理器，其電連接至所述影像感測模組30、所述反射模組50及所述第一鏡頭組11與第二鏡頭組13。所述處理單元70用于根據上述拍攝模式控制所述反射模組50運動，例如旋轉，進而調整該第一反射元件511及第二反射元件531的角度方向，以改變各鏡頭獲取的影像光束的光學路徑。如此，可實現選擇不同類型的鏡頭或鏡頭組合，進而實現不同的拍攝功能，并獲取單一或多重的影像信息。請一并參閱圖4，具體地，當選擇第一拍攝模式，即全景拍攝模式時，所述處理單元70可控制所述第一反射元件511運動至第一角度方向，例如所述第一反射元件511與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。同時所述處理單元70控制第二反射元件531運動至第二角度方向，例如所述第二反射元件531與水平軸（x軸）平行設置，并遮蔽其中一個第二鏡頭，例如第二鏡頭131a，而另一個未受到第二反射元件531遮蔽的第二鏡頭131b可另外設置一其他遮蔽組件(如虛線部分)，用以遮蔽無須成像的光線，避免影像質量受到影響。如此，所述第一鏡頭組11中的第一鏡頭111a及第一鏡頭111b獲取的影像光束可通過所述第一反射元件511的兩個反射面分別反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而由于所述第二鏡頭組13中的第二鏡頭131a及第二鏡頭131b獲取的影像光束無法形成相應的光學路徑，因而無法反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。請一并參閱圖5，當選擇第二拍攝模式時，所述處理單元70可控制所述第一反射元件511運動至第二角度方向，例如所述第一反射元件511與水平軸（x軸）平行設置，并遮蔽其中一個第一鏡頭，例如第一鏡頭111a，而另一個未受到第一反射元件511遮蔽的第一鏡頭111b可另外設置一其他遮蔽組件(如虛線部分)，用以遮蔽不會成像的光線，避免影像質量受到影響。同時所述處理單元70控制第二反射元件531運動至第一角度方向，例如所述第二反射元件531與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。如此，所述第二鏡頭組13中的第二鏡頭131a及第二鏡頭131b獲取的影像光束可通過所述第二反射元件531的兩個反射面分別反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而由于第一鏡頭組11中的第一鏡頭111a及第一鏡頭111b獲取的影像光束無法形成相應的光學路徑，因而無法反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。請一并參閱圖6，當選擇第三拍攝模式時，所述處理單元70可控制所述第一反射元件511運動至第三角度方向，例如所述第一反射元件511與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如135度）。同時所述處理單元70控制第二反射元件531運動至第一角度方向，例如所述第二反射元件531與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。如此，設置于所述便攜式電子裝置200的第一表面211的兩個鏡頭，即第一鏡頭111a及第二鏡頭131a獲取的影像光束可通過所述第一反射元件511及第二反射元件531分別反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而由于位于所述便攜式電子裝置200的第二表面213的兩個鏡頭，即第一鏡頭111b及第二鏡頭131b獲取的影像光束無法形成相應的光學路徑，因而無法反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。請一并參閱圖7，當選擇第四拍攝模式時，所述處理單元70可控制所述第一反射元件511運動至第一角度方向，例如所述第一反射元件511與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。同時所述處理單元70控制第二反射元件531運動至第三角度方向，例如所述第二反射元件531與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如135度）。如此，設置于所述便攜式電子裝置200的第二表面213的兩個鏡頭，即第一鏡頭111b及第二鏡頭131b獲取的影像光束可通過所述第一反射元件511及第二反射元件531分別反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而由于位于所述便攜式電子裝置200的第一表面211的兩個鏡頭，即第一鏡頭111a及第二鏡頭131a獲取的影像光束無法形成相應的影像路徑，因而無法反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。可以理解，在其他實施例中，還可根據用戶需求，僅選擇第一鏡頭組11或第二鏡頭組13的其中一個鏡頭，進而實現其他相應的拍攝模式。可以理解，在其他實施例中，所述第一反射單元組51及第二反射單元組53的反射元件的數量不局限于一個，其還可為兩個。即所述第一反射單元組51及第二反射單元組53均包括兩個反射元件，或者其中一個反射單元組包括一個反射元件，而另外一個反射單元組包括兩個反射元件。如此，當需要利用所述反射元件將影像光束反射或投射至相應的影像感測元件時，可利用所述處理單元70控制所述反射元件運動至相應的第一角度方向或第三角度方向，例如與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度或135度）。而當無需利用所述反射元件形成對應的光學路徑時，可利用所述處理單元70控制該反射元件運動至相應的第二角度方向，例如與水平軸（x軸）平行設置，同時遮蔽相應的鏡頭，進而有效避免非成像的光線（例如：環境光）進入多鏡頭系統100而干擾成像品質。具體的，請一并參閱圖8，當所述多鏡頭系統100處于第一拍攝模式時，所述第一反射單元組51中的第一反射元件511a與第一反射元件511b重疊于一起，且均運動至第一角度方向，例如所述第一反射元件511a與第一反射元件511b均與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。如圖8所示，所述第一反射元件511a的定位點為位于該第一反射元件511a的左側一端，所述第一反射元件511b的定位點為位于該第一反射元件511b的右側一端。如此以將來自第一鏡頭111a及第一鏡頭111b的影像光束分別反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而所述第二反射單元組53中的第二反射元件531a與第二反射元件531b均運動至第二角度方向，即與水平軸（x軸）平行設置，并分別遮蔽相應的第二鏡頭131a及第二鏡頭131b，以有效避免非成像的光線（例如：環境光）進入多鏡頭系統100而干擾成像品質。請一并參閱圖9，當所述多鏡頭系統100處于第二拍攝模式時，所述第二反射單元組53中的第二反射元件531a與第二反射元件531b重疊于一起，且運動至第一角度方向，例如所述第二反射元件531a與第二反射元件531b均與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。如圖9所示，所述第二反射元件531a的定位點為位于該第二反射元件531a的左側一端，所述第二反射元件531b的定位點為位于該第二反射元件531b的右側一端，如此以將來自第二鏡頭131a及第二鏡頭131b的影像光束分別反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而所述第一反射單元組51中的第一反射元件511a與第一反射元件511b均運動至第二角度方向，例如與水平軸（x軸）平行設置，并分別遮蔽相應的第一鏡頭111a及第一鏡頭111b，以有效避免非成像的光線（例如：環境光）進入多鏡頭系統100而干擾成像品質。可以理解，在本實施例中，所述定位點是第一反射元件511a、511b與第二反射元件531a、531b的旋轉軸。第一反射元件511a、511b與第二反射元件531a、531b可以其定位點為旋轉軸心而轉動至所述第一角度方向、第二角度方向或第三角度方向。請一并參閱圖10，當所述多鏡頭系統100處于第三拍攝模式時，所述第一反射單元組51中的第一反射元件511a運動至第三角度方向，例如所述第一反射元件511a與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如135度）。如圖10所示，所述第一反射元件511a的定位點為位于該第一反射元件511a的右側一端，另外一個第一反射元件511b運動至第二角度方向，以遮蔽位于第二表面213的第一鏡頭111b。所述第二反射單元組53中的其中一個第二反射元件531a運動至第一角度方向，例如所述第二反射元件531a與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。如圖10所示，所述第二反射元件531a的定位點為位于該第二反射元件531a的左側一端，另外一個第二反射元件531b運動至第二角度方向，以遮蔽位于第二表面213的第二鏡頭131b。請一并參閱圖11，當所述多鏡頭系統100處于第四拍攝模式時，所述第一反射單元組51中的其中一個第一反射元件511b運動至第一角度方向，例如所述第一反射元件511b與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。所述第一反射元件511b的定位點為位于該第一反射元件511b的右側一端（如圖11所示）。另外一個第一反射元件511a運動至第二角度方向，以遮蔽位于第一表面211的第一鏡頭111a。所述第二反射單元組53中的其中一個第二反射元件531b運動至第三角度方向，例如所述第二反射元件531b與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如135度）。所述第二反射元件531b的定位點為位于該第二反射元件531b的左側一端（如圖11所示）。另外一個第二反射元件531a運動至第二角度方向，以遮蔽位于第一表面211的第二鏡頭131a。可以理解，在其他實施例中，所述鏡頭模組10不局限于上述所述的對稱式配置方式，其還可采用非對稱式的配置方式。例如，請一并參閱圖12，所述鏡頭模組10中的第一鏡頭111a、第一鏡頭111b與第二鏡頭131a、第二鏡頭131b分別交錯設置于所述便攜式電子裝置200的第一表面211及第二表面213。即該第一鏡頭111a與第一鏡頭111b分別設置于所述便攜式電子裝置200的第一表面211及第二表面213，且兩者的光軸互不重疊。所述第二鏡頭131a及第二鏡頭131b分別設置于所述便攜式電子裝置200的第一表面211及第二表面213，且兩者的光軸互不重疊。所述處理單元70通過控制所述反射模組50中反射單元的角度方向，同樣可實現上述不同的拍攝模式。例如，請一并參閱圖13，當選擇第一拍攝模式，即全景拍攝模式時，所述處理單元70可控制所述第一反射元件511及第二反射元件531均運動至第三角度方向，例如所述第一反射元件511及第二反射元件531均與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如135度）。如此，所述第一鏡頭組11中的第一鏡頭111a及第一鏡頭111b獲取的影像光束可分別通過所述第一反射元件511及第二反射元件531反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而由于所述第二鏡頭組13中的第二鏡頭131a及第二鏡頭131b獲取的影像光束無法形成相應的光學路徑，因而無法反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。同樣，請一并參閱圖14，當選擇第二拍攝模式時，所述處理單元70可控制所述第一反射元件511及第二反射元件531均運動至第一角度方向，例如所述第一反射元件511及第二反射元件531均與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。如此，所述第二鏡頭組13中的第二鏡頭131a及第二鏡頭131b獲取的影像光束可分別通過所述第一反射元件511及第二反射元件531反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而由于所述第一鏡頭組11中的第一鏡頭111a及第一鏡頭111b獲取的影像光束無法形成相應的光學路徑，因而無法反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。顯然，所述鏡頭模組10通過將鏡頭采用上述非對稱配置方式，可達到最短光學路徑的傳遞，并且可以在沒有設置遮蔽的方式下，達到較高的影像成像質量。可以理解，在其他實施例中，所述鏡頭模組10不局限于包括兩組鏡頭，其還可為三組或更多組。對應的，所述反射模組50中反射單元的組數可根據鏡頭模組10中鏡頭的組數進行調整，例如所述反射模組50中反射單元的組數可以等于鏡頭模組10中鏡頭的組數，而所述影像感測模組30中影像感測元件的個數不變，即仍為兩個。也就是說，當所述鏡頭模組10包括多組鏡頭時，仍只需共用兩個影像感測元件即可。可以理解，在本實施例中，用戶可通過顯示單元23的用戶界面進行設定，以選擇相應的拍攝模式，進而觸發所述處理單元70根據用戶的選擇控制反射單元的角度方向，以切換至不同的光學路徑，進而選擇不同的鏡頭或鏡頭組合。當然，可以理解的是，在其他實施例中，所述便攜式電子裝置200還可通過其他的方式觸發所述處理單元70，以選擇相應的拍攝模式。例如，請再次參閱圖3，所述便攜式電子裝置200還包括感測模組25，所述感測模組25可包括各種類型的感應器，例如加速度感應器、位置感測器、接近感測器等。如此，所述感測模組25可受特定條件觸發而啟動拍攝模式的偵測，并將偵測到的結果發送至所述處理單元70。如此所述處理單元70可根據上述偵測結果進行判斷，并選擇相應的影像拍攝模式，同時控制反射單元的角度方向，以切換至不同的光學路徑，進而選擇不同的鏡頭或鏡頭組合。可以理解，在其他實施例中，所述便攜式電子裝置200還可包括射頻模塊、聲學模塊、存儲模塊以及電源模塊等常用的功能單元，進而實現相應的功能。請一并參閱圖15，下面詳細介紹所述多鏡頭系統100的工作原理。首先便攜式電子裝置200通過顯示單元23或其他方式觸發所述處理單元70，以選擇相應的拍攝模式，例如可從第一拍攝模式、第二拍攝模式、第三拍攝模式及第四拍攝模式中選擇一個作為當前拍攝模式（步驟s1）。接著所述處理單元70根據選擇的拍攝模式控制反射單元的角度方向，以切換至不同的光學路徑，進而選擇不同的鏡頭或鏡頭組合（步驟s2）。例如，當選擇第一拍攝模式，即全景拍攝模式時，所述處理單元70可控制所述第一反射元件511運動至第一角度方向，例如所述第一反射元件511與水平軸（x軸）之間呈一定角度（例如45度）。同時所述處理單元70控制第二反射元件531運動至第二角度方向，例如所述第二反射元件531與水平軸（x軸）平行設置。如此，所述第一鏡頭組11中的第一鏡頭111a及第一鏡頭111b獲取的影像光束可通過所述第一反射元件511的兩個反射面分別反射或投射至第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。而由于所述第二鏡頭組13中的第二鏡頭131a及第二鏡頭131b獲取的影像光束無法形成相應的光學路徑，因而無法反射或投射至相應的第一影像感測元件31及第二影像感測元件33。最后，所述第一影像感測元件31及第二影像感測元件33可配合選取的鏡頭或鏡頭組合，例如第一鏡頭111a及第一鏡頭111b拍攝相應的畫面，并將拍攝獲得的畫面數據均傳送至所述處理單元70（步驟s3）。所述處理單元70再對接收到的畫面數據進行處理，例如進行影像拼接、影像融合等，進而獲得符合需求的影像，例如全景影像（步驟s4）。上述多鏡頭系統100通過在便攜式電子裝置200上設置包括多組鏡頭的鏡頭模組10，并設置相應的反射模組50。如此，所述處理單元70可根據不同的需求選擇相應的拍攝模式，并根據選擇的拍攝模式控制所述反射模組50中反射單元的角度方向，進而調整反射單元的光學路徑，以選擇不同的鏡頭或鏡頭組合。上述多鏡頭系統100的結構簡單，且可適用多種不同的拍攝模式，例如全景拍攝模式、普通的雙鏡頭拍攝模式等等，具有較強的實用性。綜上所述，盡管為說明目的已經公開了本發明的優選實施例，然而，本發明不只局限于如上所述的實施例，在不超出本發明基本技術思想的范疇內，相關行業的技術人員可對其進行多種變形及應用。當前第1頁12