CN110248050B - 一种摄像头模组及移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种摄像头模组及移动终端，所述摄像头模组包括镜头组件、双通滤光片及图像传感器阵列组件，所述镜头组件、所述双通滤光片及所述图像传感器阵列组件依次堆叠设置，所述双通滤光片允许可见光及红外光通过。这样，双通滤光片具有可见光波段的高透过率和红外光谱波段的低透过率，使摄像头模组在单镜头的情况下，既可以实现可见光成像，也可以实现红外成像，节省移动终端整机的结构空间，减少组件的使用，还可以减少壳体上的开孔数量，提高移动终端外观的整体性、美观性和强度，增加防尘和防水等的能力。

Description

一种摄像头模组及移动终端
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种摄像头模组及移动终端。
背景技术
随着科技的发展进步及通信技术的提高，移动终端成为人们生活中不可或缺的一部分。在移动终端普及的同时，移动终端所具备的功能种类和性能也越来越完善，如上网功能、音频功能、视频功能、拍摄功能和快充充电功能等都已经成为智能终端或移动终端的必备功能。
目前，随着移动终端上拍照或者摄像功能的完善，使用移动终端进行拍照或者摄像已经成为了一种潮流。而随着技术的发展以及拍照功能多样化的需求，越来越多的使用红外成像来辅助正常拍照成像，以满足人们的需求。传统的方式是使用双摄像头方案，即一个摄像头作为正常拍照，另外一个摄像头来做红外成像。但是使用两个摄像头，会明显占用移动终端的结构空间，使移动终端的结构更加复杂化，降低移动终端整体的结构强度。
发明内容
本发明实施例提供一种摄像头模组及移动终端，以解决传统移动终端使用红外成像来辅助正常拍照成像时，双摄像头占用移动终端的结构空间，使结构复杂化，降低整体结构强度的问题。
本发明实施例提供了一种摄像头模组，所述摄像头模组包括镜头组件、双通滤光片及图像传感器阵列组件，所述镜头组件、所述双通滤光片及所述图像传感器阵列组件依次堆叠设置，所述双通滤光片允许可见光及红外光通过。
本发明实施例还提供一种移动终端，所述移动终端包括摄像头模组，所述摄像头模组包括镜头组件、双通滤光片及图像传感器阵列组件，所述镜头组件、所述双通滤光片及所述图像传感器阵列组件依次堆叠设置，所述双通滤光片允许可见光及红外光通过。
本发明实施例提供的摄像头模组及移动终端，所述摄像头模组包括镜头组件、双通滤光片及图像传感器阵列组件，所述镜头组件、所述双通滤光片及所述图像传感器阵列组件依次堆叠设置，所述双通滤光片允许可见光及红外光通过。这样，使用具有单镜头的摄像头模组，在镜头组件与图像传感器阵列组件之间设置双通滤光片，双通滤光片具有可见光波段的高透过率和红外光谱波段的低透过率，使摄像头模组在单镜头的情况下，既可以实现可见光成像，也可以实现红外成像，不仅节省移动终端整机的结构空间，而且相比双摄像头模组来讲可以简化摄像头模组的结构，减少组件的使用，还可以减少在移动终端的壳体上的开孔数量，提高移动终端外观的整体性、美观性和强度，增加防尘和防水等的能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一较佳实施提供的移动终端的硬件结构示意图；
图2为图1中所示的摄像头模组的结构示意图；
图3为图2中所示双通滤光片的光线透过率的光谱曲线图；
图4为图3中IV处所示的放大图；
图5和图6为对像素做N合1的Binning处理的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1是本发明一较佳实施提供的移动终端的硬件结构示意图。如图1所示，该移动终端100包括但不限于：射频单元101、网络模块102、音频输出单元103、输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定，移动终端可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，移动终端包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、可穿戴设备、以及计步器等。
应理解的是，本发明实施例中，射频单元101可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将来自基站的下行数据接收后，给处理器110处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元101包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元101还可以通过无线通信***与网络和其他设备通信。
移动终端通过网络模块102为用户提供了无线的宽带互联网访问，如帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
音频输出单元103可以将射频单元101或网络模块102接收的或者在存储器109中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元103还可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元103包括扬声器、蜂鸣器以及受话器等。
输入单元104用于接收音频或视频信号。输入单元104可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)1041和麦克风1042，图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或网络模块102进行发送。麦克风1042可以接收声音，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元101发送到移动通信基站的格式输出。
移动终端100还包括至少一种传感器105，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1061的亮度，接近传感器可在移动终端100移动到耳边时，关闭显示面板1061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；传感器105还可以包括指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等，在此不再赘述。
显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板1061。
用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元107包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作)。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器110，接收处理器110发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1071。除了触控面板1071，用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地，其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。
进一步的，触控面板1071可覆盖在显示面板1061上，当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器110以确定触摸事件的类型，随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中，触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现移动终端的输入和输出功能，具体此处不做限定。
接口单元108为外部装置与移动终端100连接的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元108可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端100和外部装置之间传输数据。
存储器109可用于存储软件程序以及各种数据。存储器109可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器109可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
处理器110是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器109内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。处理器110可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器110可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作***、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器110中。
移动终端100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池)，优选的，电源111可以通过电源管理***与处理器110逻辑相连，从而通过电源管理***实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。
另外，移动终端100包括一些未示出的功能模块，在此不再赘述。
移动终端100还包括摄像头模组112，所述摄像头模组112用于进行拍摄或者摄像等，所述摄像头模组112与图像数据处理器(图未示)连接，所述摄像头模组112可以将获取的数据帧发送给图像数据处理器，经图像数据处理器处理后形成所需的图片或者视频等，再传输至所述显示单元106进行显示。
优选的，本实施方式中，所述处理器110即可以作为图像数据处理器，单并不局限于此，在其他实施方式中，也可以是在处理器110之外，单独设置用于进行图像处理的图像数据处理器。
所述移动终端100还包括红外发射器113，所述红外发射器113用于向外发射红外光，尤其是在暗光环境下，所述红外发射器113发射的红外光遇到物体后回向回反射，产生发射光，所述摄像头模组112接收所述红外发射器113发射的红外光的反射光。
优选的，所述红外发射器113与所述摄像头模组120相邻设置。
其中，所述摄像头模组120可以是所述移动终端100的前置摄像头模组，也可是所述移动终端100的后置摄像头模组，并不做任何限定。
请同时参阅图2，图2为图1中所示的摄像头模组的结构示意图。如图2中所示，所述摄像头模组112包括镜头组件1121、双通滤光片1122及图像传感器阵列组件1123，所述镜头组件1121、所述双通滤光片1122以及所述图像传感器阵列组件1123依次堆叠设置，所述双通滤光片1122位于所述镜头组件1121与所述图像传感器阵列组件1123之间。所述镜头组件1121用于接收光线，光线通过所述镜头组件1121后到达所述双通滤光片1122，经所述双通滤光片1122滤波后，聚焦在所述图像传感器阵列组件1123上，由所述图像传感器阵列组件1123进行光电转换后，将数据传输给图像数据处理器进行处理，从而处理得到需要的图像或者视频等。
所述摄像头模组112还可以包括镜片驱动器(图未示)，所述镜片驱动器与所述镜头组件1121连接，并且所述镜片驱动器可以进一步与所述镜头组件1121中的光学镜片连接，用于驱动调节所述摄像头模组112的光学参数，具体的，可以是通过所述镜片驱动器来调节所述镜头组件1121中的光学镜片的位置以及距离等，从而调节所述镜头组件1121的焦距和进光量等光学参数。
请同时参阅图3和图4，图3为图2中所示双通滤光片的光线透过率的光谱曲线图，图4为图3中IV处所示的放大图。如图3中所示，其中，所述双通滤光片1122允许可见光及红外光通过，具体的，所述双通滤光片1122对于波段在400纳米到600纳米之间的可见光的穿透率高，可以认为所述双通滤光片1122完全允许波段在400纳米到600纳米之间的可见光透过，波段在650纳米的可见光为半波截止，即波段在650纳米左右的可见光的穿透率大约为50％，所述双通滤光片1122对于波段在750纳米至800纳米之间的光线呈截止状态，即不允许波段在750纳米至800纳米之间的光线透过。
如图4中所示，其中，所述双通滤光片1122对于红外光具有低透过率，红外光在所述双通滤光片1122上的穿透率小于或者等于一预设值。具体的，所述双通滤光片1122对于波段在830纳米至1020纳米之间的红外光的穿透率小于或者等于3％。
进一步的，所述双通滤光片对于可见光的穿透率大于所述双通滤光片对于红外光的穿透率，并且所述双通滤光片对于红外光的穿透率小于或者等于预设值。
进一步的，所述双通滤光片1122对于波段在830纳米至1020纳米之间的红外光的平均穿透率为0.5％。
优选的，所述双通滤光片1122对于波段在830纳米至1020纳米之间的红外光的穿透率小于或者等于2％。
优选的，所述双通滤光片1122对于波段在900纳米至1000纳米之间的红外光的穿透率小于或者等于3％。进一步的，所述双通滤光片1122对于波段在900纳米至1000纳米之间的红外光的穿透率小于或者等于2％。
优选的，所述双通滤光片1122对于波段在900纳米至1000纳米之间的红外光的平均穿透率为0.5％。
这样，由于所述双通滤光片1122对于可见光具有高透过率，所述移动终端100使用所述摄像头模组112可以实现可见光成像，而所述双通滤光片1122对于红外光具有低透过率，小于或者等于3％，所以红外光透过所述双通滤光片1122的红外分量不会影响正常的成像质量。此外，虽然所述双通滤光片1122对于红外光的透过率较低，但会允许少量红外光透过，借此，所述移动终端100可以实现红外成像。
进一步的，在暗光环境下，所述移动终端100可以使用所述红外发射器113向外发射红外光，从而辅助所述摄像头模组112实现红外成像。
更进一步的，所述移动终端100还可以借由设置有所述双通滤光片1122的所述摄像头模组120，实现面部识别等。
相应的，鉴于红外光在所述双通滤光片1122上的透过率较低，为了提高拍摄成像的质量，所述移动终端100通过所述图像传感器阵列组件1123接收红外光或者所述红外发射器113发射的红外光的反射光，形成像素阵列后，所述移动终端100可以通过对像素阵列进行处理，如做N合1的Binning(Binning，一种图像读出模式，将相邻像素感应的电荷加在一起，以一个像素的模式读出)即，在图像传感器上做像素N合1来提升图像亮度，举例来讲，如图5中所示，如所述图像传感器阵列组件1123为16乘16的像素阵列，那么可以所述移动终端100可以对像素阵列做16和1的Bining，将16乘16的像素阵列合成一个像素，这样可以大大图片亮度，尤其是提高暗光环境下的图片亮度。其中，上述举例中，是以一个红色子像素R、一个绿色子像素G、一个蓝色子像素B和一个空白子像素组成一个像素为例进行说明的，但并不局限于此，在其他实施方式中，一个像素还可以是由一个红色子像素R、一个绿色子像素G和一个蓝色子像素B组成，或者由一个红色子像素R、一个绿色子像素G、一个蓝色子像素B和一个黄色子像素Y组成，并不以此为限。
其中，上述仅为举例说明，但并不局限于此，如图6中所示，N合1Binning，可以是成像装置具有其中4乘4个像素、8乘8个像素或16乘16个像素适于作为所述单位组成的所述周期性阵列，也就是说，所述图像传感器阵列组件1123上的像素点的取点密度，可以是任意密度：1/(2*2)，1/(2*4)，1/(4*4)等，即取点密度公式可以为1/(2*2*n1*n2)，n1为1、2、3、4…，n2为1、2、3、4…，进而，将任意密度的周期性阵列中的像素合成一个像素，即将1/(2*2*n1*n2)密度的周期性阵列中的(2*2*n1*n2)个像素合成一个像素。
本发明实施例提供的摄像头模组及移动终端，所述摄像头模组包括镜头组件、双通滤光片及图像传感器阵列组件，所述镜头组件、所述双通滤光片及所述图像传感器阵列组件依次堆叠设置，所述双通滤光片允许可见光通过，并且所述双通滤光片对于波段在830纳米至1020纳米之间的红外光的穿透率小于或者等于3％。这样，使用具有单镜头的摄像头模组，在镜头组件与图像传感器阵列组件之间设置双通滤光片，双通滤光片具有可见光波段的高透过率和红外光谱波段的低透过率，使摄像头模组在单镜头的情况下，既可以实现可见光成像，也可以实现红外成像，不仅节省移动终端整机的结构空间，而且相比双摄像头模组来讲可以简化摄像头模组的结构，减少组件的使用，还可以减少在移动终端的壳体上的开孔数量，提高移动终端外观的整体性、美观性和强度，增加防尘和防水等的能力。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种移动终端，其特征在于，包括摄像头模组，所述摄像头模组包括镜头组件、双通滤光片及图像传感器阵列组件，所述镜头组件、所述双通滤光片及所述图像传感器阵列组件依次堆叠设置，所述双通滤光片允许可见光及红外光通过；
所述双通滤光片对于可见光的穿透率大于所述双通滤光片对于红外光的穿透率；
所述双通滤光片对于红外光的穿透率小于或者等于预设值；
所述双通滤光片对于波段在830纳米至1020纳米之间的红外光的穿透率小于或者等于3％；
其中，通过所述图像传感器阵列组件接收红外光，形成像素阵列后，所述移动终端对所述像素阵列进行像素合并。
2.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述双通滤光片对于波段在830纳米至1020纳米之间的红外光的平均穿透率为0.5％。
3.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述双通滤光片对于波段在900纳米至1000纳米之间的红外光的穿透率小于或者等于3％。
4.如权利要求3所述的移动终端，其特征在于，所述双通滤光片对于波段在900纳米至1000纳米之间的红外光的平均穿透率为0.5％。
5.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述摄像头模组包括镜片驱动器，所述镜片驱动器与所述镜头组件中的光学镜片连接，并驱动调节所述摄像头模组的光学参数。
6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端包括用于向外发射红外光的红外发射器，所述摄像头模组接收所述红外发射器发射的红外光的反射光。
7.如权利要求6所述的移动终端，其特征在于，所述红外发射器与所述摄像头模组相邻设置。
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