CN105393529A - 光学模块和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于在设备中使用的光学模块，包括：像素阵列，被配置为捕获图像数据；以及存储器，所述存储器被配置为存储与所述光学模块关联的标识信息，所述标识信息实现从在所述设备以外的源取回用于控制所述光学模块的信息。

Description

光学模块和方法

技术领域

一些实施例涉及一种光学模块、并入光学模块的设备和方法。

背景技术

比如移动电话、数码相机和其它相似设备的设备可以并入固态图像传感器。

已知例如在CMOS架构中实施的使用pin式(pinned)光电二极管像素的图像传感器。这样的图像传感器可以具有在可以使用CMOS技术制造的芯片或者芯片组中包括的图像感测元件(像素)和图像处理电路二者。存在像素阵列变得更大的趋势。希望通过例如使用校准信息来改进图像质量。

发明内容

根据一个方面，提供了一种用于在设备中使用的光学模块，所述光学模块包括：像素阵列，被配置为捕获图像数据；以及存储器，所述存储器被配置为存储与所述光学模块关联的标识信息，所述标识信息实现从在所述设备以外的源取回用于控制所述光学模块的校准信息。

标识信息可以唯一地标识所述光学模块。

标识信息可以包括代码。

像素阵列可以包括光电二极管阵列。

存储器可以包括非易失性存储器。

在一些实施例中，所述光学模块可以包括集成电路、芯片组、裸片或者裸片集合。

根据另一方面，提供了一种包括如以上描述的光学模块的相机。

根据另一方面，提供了一种包括以上描述的光学模块和校准信息存储器的装置，所述校准信息存储器被配置为存储用于控制所述光学模块的所述校准信息。

该装置还可以包括：至少一个处理器，被配置为从光学模块的所述存储器访问所述标识信息并且生成对于所述校准信息的请求，所述请求包括所述标识信息；接口，被配置为传输所述请求和接收与所述标识信息关联的所述校准信息，所述至少一个处理器还被配置为向所述校准信息存储器写入所述校准信息。

用于控制所述光学模块的校准信息可以包括以下各项中的一项或者多项：

将在阵列的操作期间使用的电压；

关于错误像素的信息；

定义阵列如何对温度改变做出响应的信息；

定义光学模块如何对照射的色温改变做出响应的信息；

关于光学模块的阴影化(shading)和渐晕(vignetting)的信息；

关于所述光学模块的色阴影化的信息；

关于光学模块的光学失真的信息；

光学模块的光轴的偏移的信息；

关于光学模块的暗电流的信息；

关于光学模块的暗电流阴影化的信息；

关于图像拼接要求的信息；

关于深度映射的信息；以及

关于立体对准的信息。

根据另一方面，提供了一种包括以上描述的装置的设备。

该设备还可以包括：接口，被配置为接收在校准信息存储器中存储的另外的校准信息，所述另外的校准信息用于控制光学模块。

接口可以被配置为传输对于另外的校准信息的请求，所述请求包括与所述设备的光学模块关联的标识信息。

该设备可以是移动设备。

根据另一方面，提供了一种装置，该装置包括：测试电路，被配置为将数据应用于光学模块和响应于应用的数据来接收结果；至少一个处理器，被配置为从所述结果确定用于控制所述光学模块的校准信息；以及数据存储库，用于存储所述校准信息和与所述光学模块关联的标识信息。

根据另一方面，提供了一种装置，该装置包括：接口，被配置为从包括光学模块的设备接收与所述光学模块关联的标识信息；以及处理器，被配置为从数据存储库取回与所述标识信息关联的校准信息，所述校准信息用于控制所述光学模块，所述接口被配置为向所述设备传输所述校准信息。

一种方法，包括：在用于在设备中使用的光学模块的存储器中存储与所述光学模块关联的标识信息，所述标识信息实现从在所述设备以外的源取回用于控制所述光学模块的校准信息，其中所述光学模块包括配置被为捕获图像数据的像素阵列。

该方法还可以包括在设备的校准信息存储器中存储用于控制所述光学模块的所述校准信息。

根据另一方面，提供了一种方法，该方法包括：从光学模块的存储器访问与所述光学模块关联的标识信息；生成和传输对于用于控制所述光学模块的校准信息的请求，所述请求包括所述标识信息；以及接收所述校准信息并且在校准信息存储器中存储校准信息。

该方法还可以包括：接收另外的校准信息；在存储器中存储所述另外的校准信息；以及使用所述另外的校准信息以用于控制光学模块。

该方法还可以包括：生成和传输对于另外的校准信息的请求，所述请求包括与所述设备的光学模块关联的标识信息。

根据另一方面，提供了一种方法，该方法包括：从光学模块的存储器访问与所述部件关联的标识信息；使得获得与所述标识信息关联的控制信息，所述控制信息用于控制光学模块；以及在所述光学模块被提供在其中的设备的存储器中存储所述控制信息。

根据另一方面，提供了一种方法，该方法包括：从光学模块的存储器接收与所述光学模块关联的标识信息；以及提供与所述标识信息关联的控制信息，所述控制信息用于控制光学模块。

光学模块可以如以上描述的那样。

用于控制所述光学模块的信息可以包括校准数据。

用于控制所述光学模块的信息可以包括以下各项中的一项或者多项：

将在阵列的操作期间使用的电压；

关于错误像素的信息；

定义阵列如何对温度改变做出响应的信息；

定义光学模块如何对照射的色温改变做出响应的信息；

关于光学模块的阴影化和渐晕的信息；

关于所述光学模块的色阴影化的信息；

关于光学模块的光学失真的信息；

光学模块的光轴的偏移的信息；

关于光学模块的暗电流的信息；

关于光学模块的暗电流阴影化的信息；

关于图像拼接要求的信息；

关于深度映射的信息；以及

关于立体对准的信息。

根据另一方面，提供了一种方法，该方法包括：将数据应用于光学模块；响应于应用的数据来接收结果；从所述结果确定用于控制所述光学模块的校准信息；以及在数据存储库中存储所述校准信息和与所述光学模块关联的标识信息。

根据另一方面，从包括光学模块的设备接收与所述光学模块关联的标识信息；从数据存储库取回与所述标识信息关联的校准信息，所述校准信息用于控制所述光学模块；以及向所述设备传输所述校准信息。

根据另一方面，提供了一种装置，该装置包括：接口，被配置为从光学模块的存储器接收与所述光学模块关联的标识信息；以及一个或者多个处理器，被配置为向所述接口提供与所述标识信息关联的控制信息以用于输出，所述控制信息被配置为控制光学模块。也可以提供一种包括适于执行该一种或者多种方法的程序代码装置的计算机程序。计算机程序可以由载体介质存储和/或以别的方式借助载体介质来体现。

以上已经描述了许多不同实施例。应当领会到，可以通过组合以上描述的实施例中的任何两个或者更多个实施例来提供另外的实施例。

附图说明

在以下具体描述中和在所附权利要求中也描述了各种其它方面和另外的实施例。

为了更好地理解一些实施例，现在仅通过示例参照附图，在附图中：

图1示意地示出了一些实施例可以被提供在其中的电子器件设备的部分；

图2示出了耦合到数据服务器的图1的设备；

图3示出了在图1的设备中使用的相机的第一示例；

图4示出了在图1的设备中使用的相机的第二示例；以及

图5示出了一个实施例的方法。

具体实施方式

参照示出了设备1的图1。设备1在这一实施例中是移动电话。然而，应当领会到，可以在并入了相机的任何其它适当设备中使用实施例。设备可以是相机、智能电话、平板设备或者任何其它适当设备。一些实施例可以与单独相机一起被使用。

移动电话1具有处理器4。处理器4被配置为控制显示器12。处理器4也被配置为控制音频功能8。音频功能8可以包括扬声器和/或麦克风和关联的电子设备。处理器4被配置为与收发器10通信。收发器10被配置为使得信号被传输和处理接收的信号。收发器10可以耦合到天线。收发器10可以对接收的信号和/或传输的信号执行处理。例如，收发器10可以将射频信号降频转换到基带和/或将基带信号转换到射频以用于传输。处理器4也被配置为从输入设备4接收输入。输入设备可以是键盘和/或触屏等。处理器4也被配置为与存储器6通信。存储器6还可以被配置为存储用于控制光学模块的配置信息。因此，存储器6还可以被称为配置信息存储器6。处理器4被配置为与相机2通信。设备1还包括用于与外部装备(比如服务器)通信的接口15。设备1可以经由这一接口15传输标识信息和接收配置信息。

应当领会到，处理器4可以包括单个处理器或者处理器集合。同样地，存储器可以包括单个存储器或者存储器集合6。

相机可以是光学模块或者包括光学模块。

参照示意地示出了图1的相机2的图3。在单个芯片或者裸片上提供相机2。相机包括像素阵列20。像素阵列20包括被配置为捕获图像的光敏光电二极管。备选地或者附加地，阵列可以捕获其它信息，比如距离信息和/或光级信息。

来自阵列20的捕获的图像在模拟域中并且由模数转换器ADC22转换到数字域。相机2包括被配置为处理捕获的图像的图像处理器24。图像处理可以包括色处理、数据格式化、压缩等中的一项或者多项。相机2具有被配置为提供输出图像的输出26。输出图像可以是静止图像或者视频图像。芯片或者裸片也具有用于持久数据存储的非易失性存储器28。在一些实施例中，图像处理器功能可以从提供相机或者光学模块的芯片或者裸片被至少部分地或者完全地省略而待之以由光学模块或者相机被并入其中的设备提供。

图4示出了一个备选实施例。在这一实施例中，相机2包括三芯片或者裸片布置。在一个芯片或者裸片上，像素阵列20’与模数转换器22’一起被提供。在第二裸片或者芯片上提供图像处理器24’和输出26’。三个芯片或者裸片被布置为连通。在第三裸片上提供存储器28’。在一些实施例中，相机或者光学模块可以被视为由具有阵列和ADC的裸片或者芯片以及具有存储器的芯片或者裸片提供。图像处理器和输出可以由相机或者光学模块被并入其中的设备提供。

在一些实施例中，可以提供双裸片或者芯片布置。可以在图4中所示的裸片中的无论哪一个裸片上提供存储器。

存在对例如用于移动电话的相机的更多个别校准的增加趋势。应当领会到，对于具有日益增加数目的像素的阵列的需求已经意味着可能增加所需校准信息量。需要增加数量的校准数据可以是为了满足对于增加的图像质量的需求。

存在对于个别地校准在移动电话等中提供的每个个别相机的增加趋势。这是对于增加的图像质量的需求的结果。

当前，在相机中在非易失性存储器中存储校准数据。这在相机引导时间由图像处理器读取并且进行适当图像质量设置改变。然而，随着对于相机的增加图像质量和个别校准的需求增加，正在需要越来越多的校准数据。举例而言，数年前可能已经在相机的存储器中存储了少于100比特的数据。现在可能需要千比特级的数据。

非易失性存储器在一些实施例中在用于更大存储器的硅面积和编程时间方面不是特别地高效，这些更大存储器将是为了容纳更大量校准值而需要的。

通常地，比如先前讨论的相机被集成到具有相对高水平的持久数据存储的设备中。因而。在一些实施例中，图3的相机芯片中的非易失性存储器28或者图4的存储器28’被配置为存储身份信息(identityinformation)。身份信息可以采用任何适当形式并且可以例如是唯一序列号。在一些实施例中，身份信息是芯片或者裸片特有的。在其它实施例中，身份信息可以标识芯片或者裸片与之关联的批次。

参照图2。如图2中所示，设备1在电话构建阶段期间被配置以使得从相机的存储器28或者28’读取标识信息。设备可以经由数据连接16连接到服务器18。服务器可以是本地服务器或者远程服务器。因而，数据连接可以采用任何适当形式，比如有线或者无线连接。在一些实施例中，数据连接可以是因特网或者相似连接。在一些实施例中，从相机向另外的设备下载标识信息并且该另外的设备被配置为经由数据连接来连接到服务器18。

服务器18具有接口30。接口接收标识信息并且将输出校准数据。服务器具有一个或者多个处理器32，该一个或者多个处理器响应于接收标识信息而将使用该标识信息以访问一个或者多个数据存储库34以取回关联的校准信息。响应于接收标识信息，服务器18将因此提供与该标识号关联的校准数据。

存储器可以是服务器中的存储器或者与服务器分离。

校准数据然后被存储在设备的存储器(例如，存储器6)中。校准数据可以由图像信号处理器用来校正图像的部分到部分变化。图像信号处理器可以在相机上，但是更常见地，它在基带或者分离硬件加速器中。

数据可以由设备直接地接收或者可以经由另外的设备被接收。因此，相机中的存储器仅需相对小。这是因为在一些实施例中，相机存储器仅需存储标识信息而校准信息被存储在设备的另一存储器中。

参照更具体地描述方法的图5。

在步骤S1中，从相机或者传感器芯片获得代码或者标识信息。

在步骤S2中，向数据服务器发送具有代码的请求。这可以经由数据连接16。

在步骤S3中，获得具有校准和/或控制信息的响应。

在步骤S4中，在存储器6中存储接收的信息。

在步骤S5中，使用存储的校准信息以控制相机或者传感器选项中的一个或者多个相机或者传感器选项。

应当领会到，从相机获得代码可以响应于设备的构建。

在一些实施例中，可以从服务器接收对于代码的请求并且代码或者标识信息被发送作为对该请求的响应。

在一些实施例中，对于代码的请求可以由并入了相机或者光学模块的设备中的一个或者多个实体生成和/或从该一个或者多个实体接收。

一些实施例可以提供以下优点中的一个或者多个优点。

可以减少对于一个或者多个相机芯片上的非易失性存储器的需求。

一些实施例可以具有减少的测试时间，因为来自特定相机芯片的测试结果可以被完全地离线处理以提供更准确校准信息。例如，个别芯片可以经受到测试数据，并且响应于对该测试数据的分析，可以离线确定用于该相机的适当校准。备选地和/或附加地，可以通过与计算其它参数并行地对唯一序列号进行编程来减少测试时间。一些实施例可以具有减少的非易失性存储器编程时间。

参照图6，可以对于每个个别光学模块执行以下步骤以确定和存储用于每个光学模块的对应设备中的每个光学模块的唯一校准信息：

在步骤T1中，将测试数据应用于光学模块。

在步骤T2中，响应于应用的测试数据，从光学模块接收测试结果。

在步骤T3中，处理测试结果以确定然后被存储在数据存储库中直至被请求的准确校准信息。标识校准信息对应于的光学模块的标识信息也与校准信息被并存地存储。

在步骤T4中，在电话构建阶段，电话从光学模块的存储器加载标识信息。向保持校准信息的数据存储库传输这一信息。

在步骤T5中，数据存储库匹配接收的标识信息与对应校准信息，并且然后向电话传输校准信息。这一校准信息然后被存储在电话的存储器中。

在图8中示出了可以用来实现这一过程的装置。测试装置38包括各自经由总线44连接的测试电路36、处理器40和数据存储库42。测试电路36将测试数据应用于光学模块2，并且作为响应而接收测试结果。装置38的处理器40然后关于测试结果执行处理以获得然后被存储在数据存储库42中的校准信息。应当领会到，图8中所示的示意图仅为示例，并且可以运用用于应用测试数据以及接收和处理结果的任何适当装备。

因此，可以领会到，实施例拥有如下优点，即可以在测试阶段之后确定校准信息，因此无需在处理测试结果期间维持与光学模块的连接。在另一方面，如果校准信息将被存储在光学模块的存储器中，则这将需要很长的测试阶段，因为光学模块将必需保持能够从数据存储库接收校准信息，直至已经确定和已经传送了校准信息。

一些实施例可以允许存储相对大的校准数据集合，从而实现更复杂的图像传感器处理。

一些实施例可以支持多孔径技术和/或光场相机。

一些实施例可以实现完全地映射的逐像素校准。

在一些实施例中，校准数据集合可以包括一个或者多个图像帧。

一些实施例允许在相机测试之后更新用于相机的校准信息。这可以甚至在已经销售了设备之后。换而言之，改进了提供补丁的能力。在一些实施例中，蜂窝通信网络基础结构可以用来在设备已经被销售之后和在使用中向设备下载补丁。

参照图7，可以在对校准信息进行更新/打补丁期间执行以下步骤：

在步骤U1中，用户可以向移动设备中输入对于更新校准信息的请求。

在步骤U2中，向包含校准信息的数据存储库传输消息。消息包含对于更新的校准信息的请求、提供关于何时上次更新用户的设备的校准信息的信息的时间戳和与用户的设备的光学模块关联的标识信息。

在步骤U3中，数据存储库确定新的校准信息集合(即，新补丁)是否已经变得可用于用户的设备。这通过检查在消息中发送的时间戳并且比较它与记录更新何时上次变得可用的数据存储库中的时间戳来确定。在步骤U4中，如果更新可用于用户的设备，则数据存储库取回与设备的光学模块的标识信息关联的校准信息。然后向用户的设备传输这一另外的校准信息。

在步骤U5中，在校准信息在设备处被接收时，使用它以改写在存储器中存储的旧校准信息。它然后可以用来校准光学模块。在一个备选实施例中，另外的校准信息可以未改写旧校准信息，但是可以与旧校准一起被存储在相同存储器中或者不同存储器中。

由于标识信息是唯一的，所以可以跟踪对相机或者任何有关子部件的改变。

校准或者控制信息可以改进相机的质量和/或性能。

校准或者控制信息可以是任何适当信息并且可以是以下各项中的一项或者多项：

将在阵列的操作期间使用的电压；

关于任何错误像素的信息；

定义阵列如何对温度改变做出响应的信息；

定义光学模块如何对照射的色温改变做出响应的信息；

关于光学模块的阴影化和渐晕的信息；

关于光学模块的色阴影化的信息；

关于光学模块的光学失真的信息；

光学模块的光轴的偏移的信息；

关于光学模块的暗电流的信息；

关于光学模块的暗电流阴影化的信息；

关于对于多孔径光学模块的图像拼接要求的信息；

关于用于光场光学模块的深度映射的信息；

关于用于立体光学模块的对准的信息；以及

与光学模块的性能变化有关的任何其它信息。

在一些实施例中，校准控制信息可以由图像信号处理器用来校正相机中的逐项变化。

在一些实施例中，图像信号处理器可能需要从电话存储器访问数据。校准数据可以在***被启动和/或引导时被加载到图像信号处理器中并且然后后续地在图像被流传输时应用于图像。

已经关于相机描述了实施例。应当领会到其它实施例可以在裸片或者芯片上与具有像素阵列的任何其它适当设备一起被使用。适当设备可以包括测距设备、环境光检测和/或导航设备。

一个或者多个适当地适配的计算机程序代码产品可以在被加载或者以其它方式在适当数据处理装置上被提供时用于实施这些实施例。用于提供操作的程序代码产品可以被存储在适当载体介质上、借助该载体介质被提供和体现。可以在计算机可读记录介质上体现适当计算机程序。

尽管这一具体描述已经阐明了本发明的一些实施例，但是所附权利要求覆盖本发明的根据各种修改和改进而与描述的实施例不同的其它实施例。其它应用和配置可以是本领域技术人员所清楚的。

Claims (24)

1.一种用于在设备中使用的光学模块，包括：

像素阵列，被配置为捕获图像数据；以及

存储器，所述存储器被配置为存储与所述光学模块关联的标识信息，所述标识信息实现从在所述设备以外的源取回用于控制所述光学模块的校准信息。

2.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述标识信息唯一地标识所述光学模块。

3.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述标识信息包括代码。

4.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述像素阵列包括光电二极管阵列。

5.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述存储器包括非易失性存储器。

6.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述光学模块包括集成电路、芯片组、裸片或者裸片集合。

7.根据权利要求1所述的光学模块，其中所述光学模块是相机的部件。

8.一种装置，包括：

根据权利要求1至7中的任一权利要求所述的光学模块；以及

校准信息存储器，被配置为存储用于控制所述光学模块的所述校准信息。

9.根据权利要求8所述的装置，还包括：

用于从所述光学模块的所述存储器访问所述标识信息的装置；

用于生成和传输对于所述校准信息的请求的装置，所述请求包括所述标识信息；以及

用于接收与所述标识信息关联的所述校准信息并且在所述校准信息存储器中存储所述校准信息的装置。

10.根据任一前述权利要求所述的装置，其中用于控制所述光学模块的所述校准信息包括以下多条信息中的一条或者多条信息：

将在所述阵列的操作期间使用的电压；

关于错误像素的信息；

定义所述阵列如何对温度改变做出响应的信息；

定义所述光学模块如何对照射的色温改变做出响应的信息；

关于所述光学模块的阴影化和渐晕的信息；

关于所述光学模块的色阴影化的信息；

关于所述光学模块的光学失真的信息；

所述光学模块的光轴的偏移的信息；

关于所述光学模块的暗电流的信息；

关于所述光学模块的暗电流阴影化的信息；

关于图像拼接要求的信息；

关于深度映射的信息；以及

关于立体对准的信息。

11.一种设备，包括根据权利要求8、9或者10中的任一权利要求所述的装置。

12.根据权利要求11所述的设备，还包括：

用于接收另外的校准信息的装置；

用于在校准信息存储器中存储所述另外的校准信息的装置；以及

用于使用所述另外的校准信息以用于控制所述光学模块的装置。

13.根据权利要求12所述的设备，还包括：

用于生成和传输对于另外的校准信息的请求的装置，所述请求包括与所述设备的所述光学模块关联的所述标识信息。

14.根据权利要求11、12或者13中的任一权利要求所述的设备，其中所述设备是移动设备。

15.一种装置，被配置为：

将数据应用于光学模块；

响应于应用的所述数据来接收结果；

从所述结果确定用于控制所述光学模块的校准信息；以及

在数据存储库中存储所述校准信息和与所述光学模块关联的标识信息。

16.一种装置，被配置为：

从包括光学模块的设备接收与所述光学模块关联的标识信息；

从数据存储库取回与所述标识信息关联的校准信息，所述校准信息用于控制所述光学模块；以及

向所述设备传输所述校准信息。

17.一种方法，包括：

在用于在设备中使用的光学模块的存储器中存储与所述光学模块关联的标识信息，所述标识信息实现从在所述设备以外的源取回用于控制所述光学模块的校准信息，

其中所述光学模块包括被配置为捕获图像数据的像素阵列。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

在所述设备的校准信息存储器中存储用于控制所述光学模块的所述校准信息。

19.一种方法，包括：

从光学模块的存储器访问与所述光学模块关联的标识信息；

生成和传输对于用于控制所述光学模块的校准信息的请求，所述请求包括所述标识信息；以及

接收所述校准信息并且在校准信息存储器中存储所述校准信息。

20.根据权利要求17、18或者19中的任一权利要求所述的方法，还包括：

接收另外的校准信息；

在存储器中存储所述另外的校准信息；以及

使用所述另外的校准信息以用于控制所述光学模块。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：

生成和传输对于另外的校准信息的请求，所述请求包括与所述设备的所述光学模块关联的所述标识信息。

22.根据权利要求17至21中的任一权利要求所述的方法，其中所述校准信息包括以下多条信息中的一条或者多条信息：

将在所述阵列的操作期间使用的电压；

关于错误像素的信息；

定义所述阵列如何对温度改变做出响应的信息；

定义所述光学模块如何对照射的色温改变做出响应的信息；

关于所述光学模块的阴影化和渐晕的信息；

关于所述光学模块的色阴影化的信息；

关于所述光学模块的光学失真的信息；

所述光学模块的光轴的偏移的信息；

关于所述光学模块的暗电流的信息；

关于所述光学模块的暗电流阴影化的信息；

关于图像拼接要求的信息；

关于深度映射的信息；以及

关于立体对准的信息。

23.一种方法，包括：

将数据应用于光学模块；

响应于应用的所述数据来接收结果；

从所述结果确定用于控制所述光学模块的校准信息；以及

在数据存储库中存储所述校准信息和与所述光学模块关联的标识信息。

24.一种方法，包括：

从包括光学模块的设备接收与所述光学模块关联的标识信息；

从数据存储库取回与所述标识信息关联的校准信息，所述校准信息用于控制所述光学模块；以及

向所述设备传输所述校准信息。