CN102547080A - 摄像模组以及包含该摄像模组的信息处理设备 - Google Patents

Abstract

摄像头模组以及包含所述摄像头模组的信息处理设备，所述摄像头模组包括：感光组件，所述感光组件具有第一面积的感光表面，配置来基于投射到到所述感光表面的图像产生图像信号；至少两个镜头组件，设置在所述感光表面上，配置来在所述感光表面的不同区域上形成至少两个图像。

Description

摄像模组以及包含该摄像模组的信息处理设备

技术领域

本发明涉及一种摄像模组以及包含该摄像模组的信息处理设备。

背景技术

随着技术的不断发展，已经在越来越多的笔记本电脑或平板电脑上设置了摄像头模组以向用户提供视频通话或视频会议的功能。随着笔记本电脑或平板电脑的各个部分的厚度的不断降低，高像素的摄像头模组本身的厚度成为阻碍笔记本电脑或平板电脑进一步变薄的因素之一。虽然与高像素的摄像头模组相比，在笔记本电脑或平板电脑上采用低像素的摄像头模组(其厚度更小)可以使笔记本电脑或平板电脑的厚度进一步降低，但是低像素的摄像头模组的分辨率较低，从而导致摄像头模组的成像比高像素的摄像头模组的成像更差。

发明内容

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种摄像头模组。包括：感光组件，所述感光组件具有第一面积的感光表面，配置来基于投射到到所述感光表面的图像产生图像信号；以及至少两个镜头组件，设置在所述感光表面上，配置来在所述感光表面的不同区域上形成至少两个图像。

此外，根据本发明的另一方面，提供一种信息处理设备，包括：摄像头模组，所述摄像头模组包括：感光组件，所述感光组件具有第一面积的感光表面，配置来基于投射到到所述感光表面的图像产生图像信号；至少两个镜头组件，设置在所述感光表面上，配置来在所述感光表面的不同区域上形成至少两个图像；主板单元，配置来与所述摄像头模组连接，并且接收所述摄像头模组产生的图像信号；以及位于所述主板单元上的处理单元，配置来通过所述主板单元接收来自所述摄像头模组的图像信号，并且对所述图像信号进行图像处理。

通过上述配置，在摄像模组中，单独的感光组件(如，CMOS感光元件)的感光表面上设置多组镜头，其中每一组镜头仅对应于该感光表面的不同区域。由于每一组镜头仅需要在感光表面的部分区域(而不是整个感光表面)上形成图像，因此可以每一组镜头的厚度更低，由此摄像模组的整体厚度更低。这种情况下，采用该摄像模组的终端设备的厚度可以进一步降低。

附图说明

图1是图解现有技术的摄像头模组的结构以及根据本发明实施例的摄像头模组的俯视图；

图2是示例性图解使用单个镜头组件以及根据本发明实施例的使用多个镜头组件的高度的示意图；

图3是图解在感光表面的四个图像投影区域上形成的基本相同图像的示意图；

图4是图解镜头组件12形成的图像之间的相互影响的示意图；以及

图5是图解根据本发明实施例的信息处理设备的示意方框图。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

下面将参照图1描述根据本发明实施例的摄像头模组。图1是图解现有技术的摄像头模组的结构以及根据本发明实施例的摄像头模组的俯视图。

根据本发明的一个实施例，如图1的右半部分所示，摄像头模组1包括感光组件11以及至少两个镜头组件12。

例如，感光组件11可以由任意类型(CMOS或CCD等)的感光元件实现。感光组件11具有预定面积的感光表面，并且可以基于投射到其感光表面的图像产生对应的图像数据。

至少两个镜头组件12可以由任意类型(如，玻璃，具有高透光率的塑料等等)的镜头组(即，多组镜片)实现，并且用于在感光表面的不同区域上形成至少两个图像。

下面，将以摄像头模组1包括四个镜头组件12，并且感光组件11为具有200万像素的CMOS感光元件的情况为例进行描述。根据本实施例，将感光组件11的感光表面划分为四个面积相等的区域(下面称为图像投影区域)，并且将四个镜头组件12分别设置在四个图像投影区域上，并且与这四个图像投影区域一一对应。具体地，可以将四个镜头组件12的位置分别与其图像投影区域的中心部分相互对应，使得四个镜头组件12可以分别在其图像投影区域上形成图像。这里，根据本发明的实施例，选择具有适当大小的镜头组件12，使得通过每个镜头组件12投射到感光元件11的感光表面上的图像的大小分别与对应的图像投影区域的面积对应，也就是，在每一个图像投影区域上的镜头组件12在感光表面上的图像形成在该图像投影区域上，并且所形成的图像大小基本与该图像投影区域的面积一致。

这里，例如，对于感光组件11为具有200万像素的CMOS感光元件的情况来说，每一个图像投影区域实际上相当于感光组件的感光表面的面积的四分之一，也就是，每一个图像投影区域只相当于50万像素的CMOS传感元件。正如本领域技术人员所熟知的那样，如果在同等的成像条件下，镜头组件需要形成的图像越小，则镜头组件的尺寸越小。在这种情况下，由于配置了四个镜头组件12，并且每一个镜头组件12所需要形成的图像(即，投影到对应的图像投影区域的图像)的大小仅需要相当于其图像投影区域的面积(如，感光表面面积的1/4)，因此，与采用单个镜头组件来在感光元件11的整个感光表面上形成图像的情况相比，采用多个镜头组件12(如，4个)来在感光元件11的整个感光表面上的不同区域上形成图像可以有效地降低每个镜头组件12的尺寸，从而有效地降低了每个镜头组件12的厚度。图2示例性图解了使用单个镜头组件以及根据本发明实施例的使用多个镜头组件的情况。这里，需要注意的是，由于本发明不涉及对镜头组件12的构造的改动，因此，这里不对其进行详细的描述。

在上面的描述中，将感光组件11的感光表面划分为四个图像投影区域，并且将四个镜头组件12分别与四个图像投影区域对应。在这种情况下，如果每一个镜头组件12所形成的图像(即，投影到对应的图像投影区域的图像)基本相同，则可以通过将每一个镜头组件12形成的图像进行组合来形成一幅较大的图像(如，具有感光元件的原始分辨率的图像)。这里，由于根据当前CMOS或CCD技术，可以在数平方毫米的面积内集成数百万像素，因此，显然设置在感光组件11上的四个镜头组件12彼此之间的间距也很小。在这种情况下，只要这四个镜头组件12的拍摄方向以及拍摄角度(拍摄范围)相同，这四个镜头组件12就可以形成基本相同的图像。具体地，可以通过使四个镜头组件12的光轴相互平行(也就是，每个镜头组件12的光轴均与感光组件11的感光表面垂直)的方式使四个镜头组件12的拍摄方向相同。此外，由于镜头组件12的拍摄角度(即，拍摄范围)由镜头组件12的设计(型号)决定，因此，只要选择具有相同型号的四个镜头组件12，就可以保证这四个镜头组件12的拍摄角度相同。

通过上述配置，可以使四个镜头组件12在其对应的图像投影区域上形成的图像基本相同。图3图解了在感光表面的四个图像投影区域上形成的基本相同图像的情况。例如，如图3所示，由于在感光表面的四个图像投影区域上形成的图像基本相同，因此可以将该四幅图像进行简单的合并处理来产生较大的图像。这里，由于这四幅图像中的像素的像素值都是真实的(非插值运算产生)，因此与(例如)将50万像素的图像插值放大为200万像素的图像相比，合并这四幅图像所产生的图像的色彩还原更真实，并且比插值产生的图像更接近与真实的影像。因此，通过上述配置，不仅可以降低镜头组件12的厚度(由此可以降低摄像头模组的厚度)，并且还可以得到具有较高分辨率(尺寸)的图像。

此外，根据本发明的另一个实施例，还可以采用具有不同的对焦范围的多个(如，4个)镜头组件来作为镜头组件12。这里，需要注意的是，由于本申请不涉及对镜头组件的本身结构的改进，并且具有相同的焦距但具有不同的对焦范围的镜头组件的结构对于本领域技术人员来说是熟知的，因此这里省略了关于具有不同的对焦范围的多个镜头组件的结构的描述。由于当前绝大部分的摄像头模组均采用定焦(对焦距而言)的镜头组来作为镜头组件，因此在这样的镜头组件的对焦范围外的物体的成像通常是模糊的(也就是，焦外成像)，而这可能影响所产生的图像的质量。在这种情况下，采用具有不同的对焦范围的多个(如，4个)镜头组件来作为镜头组件12(其具有相同的焦距)，不仅可以保证所形成的图像基本相同，并且在四个镜头组件12分别形成的图像的不同区域是清晰的。此时，如果仅取上述四幅图像中的较清晰部分并进行组合，可以形成一幅各部分都比较清晰的图像，由此改善图像质量。

此外，根据本发明的另一个实施例，还可以采用镜头分辨率高于其他镜头组件12的镜头组件12作为主镜头组件。例如，可以通过采用具有高分辨率的玻璃之类的材料来形成具有高镜头分辨率的镜头组件12。通过上述配置，在组合镜头组件12图像时，可以将高镜头分辨率的镜头组件12形成的图像用作主图像，而将其他的镜头组件12形成的图像用作辅助图像(具体内容将在下面描述)，以进一步提高图像合成的效果。

接下来，将描述根据本发明的另一个实施例。图4是图解镜头组件12形成的图像相互影响的情况。这里，由于几乎所有类型的镜头组的形状都为圆形，因此通过这些镜头组在感光表面上形成图像的区域通常也都是圆形的。根据本发明的实施例，由于镜头组件12需要在对应的图像投影区域上形成图像，而图像投影区域的形状是与感光组件11的感光表面的形状一致(其面积为感光表面的1/4)，因此，通过每个镜头组件12在对应的图像投影区域上形成的图像的范围与对应的图像投影区域的范围稍有不同。在这种情况下，在感光表面的中心区域以及各个图像投影区域的边界上可能会出现不同的镜头组件12所形成的图像的重叠，由此导致这些区域内的图像信息的丢失。

因此，根据本发明的另一个实施例，沿着图像投影区域之间的边界，在感光组件11的感光表面上设置诸如挡板之类的遮光组件以将感光表面划分为多个(如，4个)图像投影区域。该遮光组件可以由任意的不透光材料实现，并且与感光组件11的感光表面垂直设置。对于每一个图像投影区域来说，遮光组件可以遮挡来自该图像投影区域以外的镜头组件12的光线。这里，只要遮光组件可以遮挡来自该图像投影区域以外的镜头组件12的光线，可以任意地设置该遮光组件的高度。例如，可以将遮光组件的高度设置为与镜头组件12的后组镜片相同的高度。此外，还可以将遮光组件的高度设置为高于镜头组件本身的高度，使得遮光组件与摄像头模组1的外壳(未示出)组成能够容纳镜头组件12的空间等等。此外，遮光组件的厚度需要尽可能薄(如，≤0.1mm)以避免占用过多的感光表面。

通过设置遮光组件，避免了在感光表面的中心区域以及各个图像投影区域的边界上可能会出现不同的镜头组件12所形成的图像的重叠，由此导致这些区域内的图像信息的丢失的情况。因此，根据本实施例的摄像头模组1可以进一步提高每个图像投影区域上形成的图像的质量，由此进一步提高由每个图像投影区域上形成的图像所合成的图像的质量。

在上面已经描述了根据本发明的各个实施例的摄像头模组，然而，本发明不限于此。例如，根据本发明的另一个实施例，可以将感光组件11的感光表面划分为两个面积相等图像投影区域，并且分别在每个图像投影区域上设置一个镜头组件12来在每个图像投影区域上形成图像。此外，还可以将感光组件11的感光表面划分为四个面积相等图像投影区域，其中在两个连续的图像投影区域上设置单独的镜头组件，而在剩余的两个图像投影区域各设置一个镜头组件。在这种情况下，由于单独的镜头组件需要在两个连续的图像投影区域上形成图像，因此，该单独的镜头组件的尺寸相对较大。这里，如果镜头组件的尺寸较大，通过该镜头组件形成的图像的质量通常更好，因此，由该单独的镜头组件形成在两个连续的图像投影区域上的图像可以用作图像合并的主图像。这里，需要注意的是，只要能够在感光组件11的感光表面的不同区域上形成基本相同的图像，可以设置任意多个镜头组件12，并且由于镜头组件12仅需要在感光表面的部分区域上形成图像，因此镜头组件12的尺寸比需要在感光表面的整个感光表面上形成图像的镜头组件更小，由此减小了摄像头模组1的尺寸(厚度)。

接下来将描述包含根据本发明实施例的摄像头模组的信息处理设备。例如，根据本发明实施例的摄像头模组可以安装在诸如笔记本电脑或平板电脑之类的信息处理设备上。

图5是图解根据本发明实施例的信息处理设备5的示意方框图。如图5所示，信息处理设备5包括摄像头模组1、主板单元51以及处理单元52。

与之前的描述类似，摄像头模组1进一步包括感光组件(未示出)以及多个镜头组件(未示出)。例如，感光组件11具有预定面积的感光表面，并且可以基于投射到其感光表面的图像产生对应的图像数据。镜头组件可以由任意类型的镜头组(即，多组镜片)实现，并且用于在感光表面的不同区域上形成至少两个图像。由于在上面已经对摄像头模组1进行了详细描述，因此这里仅对其进行简单的描述。

例如，与之前针对摄像头模组进行的描述类似，根据本实施例的摄像头模组1将感光组件的感光表面划分为具有相同面积的多个图像投影区域。这里，每一个镜头组件的位置分别在对应的图像投影区域上，并且通过这些镜头组件投射到感光表面上的图像分别与对应的图像投影区域的面积对应。此外，根据本发明的另一个实施例，在感光组件的感光表面上设置遮光组件以将感光表面划分为具有相同面积的多个图像投影区域，并且遮挡组件用于遮挡每一个图像投影区域之外的镜头组件的光线进入该图像投影区域。此外，摄像头模组1的多个镜头组件可以具有不同的对焦范围以确保在合成图像时，所合成的图像中的大部分区域是清晰的。另外，多个镜头组件之一可以具有比其他的镜头组件更高的分辨率等等。

主板单元51可以由任意的主板模组实现。主板单元51可以与摄像头模组1和处理单元52连接，并且可以通过诸如USB总线之类的连接线接收摄像头模组1产生的图像信号。

处理单元52可以由任意类型的中央处理器、微处理器或DSP实现。处理单元52可以基于预定的程序实现预定的功能或处理。例如，处理单元52可以通过主板单元51接收来自摄像头模组1的图像信号，并且对图像信号进行诸如图像合成之类的图像处理。

接下来，将描述信息处理设备5针对摄像模组1中的感光组件产生的图像信号进行的处理。这里，与上面的描述类似，以摄像头模组1包括四个镜头组件，并且感光组件为具有200万像素的CMOS感光元件的情况为例进行描述。由于如上所述，将感光组件的感光表面划分为具有相同面积的4个图像投影区域(50万像素)，并且每一个镜头组件在对应的图像投影区域上形成基本相同的图像。

例如，可以通过将每一个图像投影区域内的对应位置的像素的进行组合来产生具有感光组件的原始分辨率的图像。具体地，在摄像头模组1产生了图像信号(其包含四个基本相同的图像)之后，摄像头模组1通过主板单元51将所产生的图像信号发送到处理单元52。

处理单元52可以基于摄像头模组1产生的图像信号进行预定的图像处理。例如，如图3所示，处理单元52可以选择在感光组件的感光表面的左上部分的图像投影区域中产生的图像作为主图像，而将其他图像投影区域产生的图像用作辅助图像。具体地，处理单元52将主图像以及其它三幅辅助图像转换为四倍大小的输出图像(其边长为主图像的两倍)。这里，对于主图像内的坐标(m，n)上的像素A来说，该像素A位于输出图像的(x，y)处，其中x＝2×m，y＝2×n。然后，由于在各个图像投影区域上产生的图像基本相同，因此可以将在其他图像投影区域中产生的图像中的对应像素填充在用作主图像的图像的像素周围。例如，对于感光组件的感光表面的左下部分的图像投影区域中产生的图像中的对应坐标(m，n)上的像素B来说，将其填充在(x’，y’)，其中x’＝2×m+1，y’＝2×n处，也就是像素A的下侧。此外，对于感光组件的感光表面的右上部分的图像投影区域中产生的图像中的对应坐标(m，n)上的像素C来说，将其填充在(x”，y”)，其中x”＝2×m，y”＝2×n+1处，也就是像素A的右侧。另外，对于感光组件的感光表面的右下部分的图像投影区域中产生的图像中的对应坐标(m，n)上的像素D来说，将其填充在(x’”，y’”)，其中x’”＝2×m+1，y’”＝2×n+1处，也就是像素A的右下侧。通过对四个图像投影区域内的对应像素进行上述操作，可以将感光表面的各个图像投影区域上产生图像进行合并来产生与感光组件的分辨率相同的图像。例如，在感光组件为200万像素的CMOS传感器的情况下，将其感光表面划分为具有50万像素的四个图像传感区域，并且处理单元52将从这四个图像传感区域产生的50万像素的图像进行合并，以产生具有200万像素的图像。

此外，处理单元52还可以检测主图像和辅助图像中的特征点(如，具有高对比度的边缘等等)，并且基于主图像和辅助图像中的特征点的匹配来对输出像素中的像素位置进行微调以进一步提高图像的质量。

另外，处理单元52还可以基于每一个图像投影区域的中心区域产生的图像信号对图像进行合并处理。这里，如上所述，通过镜头组件在感光组件的感光表面上形成图像的区域通常都是圆形的，而图像投影区域的形状是与感光组件11的感光表面的形状一致。因此，通过每个镜头组件在对应的图像投影区域上形成的图像的范围与对应的图像投影区域的范围稍有不同。在这种情况下，在感光表面的中心区域以及各个图像投影区域的边界上可能会出现不同的镜头组件所形成的图像的重叠，由此导致这些区域内的图像信息的丢失。在这种情况下，处理单元可以基于每一个图像投影区域的中心区域产生的图像信号产生主图像以及辅助图像，并且对上述主图像以及辅助图像进行合成处理。例如，在图像投影区域相对于50万像素(如，800×600)的情况下，处理单元52可以基于图像投影区域中心的部分区域(如，640×480)产生的图像信号产生主图像以及辅助图像，并且将主图像以及辅助图像合成为输出图像(1280×960)。在这种情况下，由于不基于图像投影区域的边缘部分的图像信号产生图像，因此避免了由于在感光表面的中心区域以及各个图像投影区域的边界上可能会出现不同的图像的重叠的缺陷。在这种情况下，由于处理单元52不基于图像投影区域的边缘部分的图像信号产生图像，因此在摄像头模组1中可以不设置遮光组件，由此可以进一步简化摄像头模组1的结构。

此外，根据本发明的另一个实施例，在进行视频聊天时，如果不需要形成高画质的图像，处理单元52还可以仅基于在任意一个图像投影区域中产生的图像信号产生图像，并且将所产生的图像发送到信息处理设备5的显示单元(未示出)以减少处理单元52的计算量。

如上所述，已经在上面具体地描述了本发明的各个实施例，但是本发明不限于此。本领域的技术人员应该理解，可以根据设计要求或其它因素进行各种修改、组合、子组合或者替换，而它们在所附权利要求及其等效物的范围内。

Claims (13)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

感光组件，所述感光组件具有第一面积的感光表面，配置来基于投射到到所述感光表面的图像产生图像信号；

至少两个镜头组件，设置在所述感光表面上，配置来在所述感光表面的不同区域上形成至少两个图像。

2.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，

基于所述至少两个镜头组件的数量，将所述感光表面划分为具有第二面积的至少两个第一区域；以及

每一个镜头组件的位置分别在对应的第一区域上，并且通过所述每一个镜头组件投射到所述感光表面上的图像分别与其对应的第一区域的所述第二面积对应。

3.如权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于

在所述感光组件的所述第一面积的所述感光表面上设置遮光组件以将所述感光表面划分为具有第二面积的至少两个第一区域，以及

针对每一个第一区域，所述遮挡组件遮挡来自与所述每一个第一区域对应的镜头组件之外的镜头组件的光线进入所述第一区域。

4.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于

所述至少两个镜头组件的光轴相互平行；以及

所述至少两个镜头组件具有相同的拍摄角度，使得通过至少两个镜头组件投射到所述感光表面上的图像基本相同。

5.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于

所述至少两个镜头组件具有不同的对焦范围。

6.如权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于

所述至少两个镜头组件中的一个镜头组件中的透镜具有比其他的镜头组件中的透镜更高的分辨率。

7.一种信息处理设备，包括：

摄像头模组，所述摄像头模组包括：

感光组件，所述感光组件具有第一面积的感光表面，配置来基于投

射到到所述感光表面的图像产生图像信号；

至少两个镜头组件，设置在所述感光表面上，配置来在所述感光表面的不同区域上形成至少两个图像，

主板单元，配置来与所述摄像头模组连接，并且接收所述摄像头模组产生的图像信号；以及

与所述主板单元连接的处理单元，配置来通过所述主板单元接收来自所述摄像头模组的图像信号，并且对所述图像信号进行图像处理。

8.如权利要求7所述的信息处理设备，其特征在于

基于所述至少两个镜头组件的数量，将所述感光表面划分为具有第二面积的至少两个第一区域；以及

每一个镜头组件的位置分别在对应的第一区域上，并且通过所述每一个镜头组件投射到所述感光表面上的图像分别与其对应的第一区域的所述第二面积对应。

9.如权利要求8所述的信息处理设备，其特征在于

在所述感光组件的所述第一面积的所述感光表面上设置遮光组件以将所述感光表面划分为具有第二面积的至少两个第一区域，以及

针对每一个第一区域，所述遮挡组件遮挡来自与所述每一个第一区域对应的镜头组件之外的镜头组件的光线进入所述第一区域。

10.如权利要求7所述的信息处理设备，其特征在于

所述至少两个镜头组件具有不同的对焦范围。

11.如权利要求7所述的信息处理设备，其特征在于

所述至少两个镜头组件中的一个镜头组件具有比其他的镜头组件更高的分辨率。

12.如权利要求7所述的信息处理设备，其特征在于

所述处理单元基于在每一个第一区域上产生的图像信号形成图像，并且对所述图像进行合成处理。

13.如权利要求7所述的信息处理设备，其特征在于

所述处理单元基于在每一个第一区域内的第二区域上产生的图像信号形成图像，并且对所述图像进行合成处理，

其中所述第二区域的面积小于所述第一区域。

Images