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CN206350072U - 摄像模块和摄像装置 - Google Patents

摄像模块和摄像装置 Download PDF

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CN206350072U
CN206350072U CN201720014705.8U CN201720014705U CN206350072U CN 206350072 U CN206350072 U CN 206350072U CN 201720014705 U CN201720014705 U CN 201720014705U CN 206350072 U CN206350072 U CN 206350072U
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CN
China
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image unit
image
unit
photographing module
camera unit
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CN201720014705.8U
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张瑞欣
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Altek Semiconductor Corp
Original Assignee
Altek Semiconductor Corp
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Publication date
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Abstract

提供一种摄像模块和摄像装置。该摄像模块包括框架、投光单元、第一摄像单元、第二摄像单元和第三摄像单元；框架包括至少四个开口，投光单元被配置来在场景上投影图案化的不可见光，第一摄像单元被配置来获取可见光信息以产生场景的第一影像，第二摄像单元被配置来获取可见光信息以产生场景的第二影像，第三摄像单元被配置来获取可见光信息和不可见光信息以产生场景的第三影像，投光单元、第一摄像单元、第二摄像单元和第三摄像单元分设在框架的四个开口中，所述第一摄像单元的焦距和所述第二摄像单元的焦距不同。该摄像模块便于更好的生成3D影像和/或提供更精确的深度信息和/或应用于3D重建。

Description

摄像模块和摄像装置
技术领域
本实用新型至少一实施例涉及一种摄像模块和摄像装置。
背景技术
通常的影像深度产生技术大致上可分成两种，第一种技术是一个摄像装置搭配额外的图案投影装置，由图案投影装置投射一默认的图案化的结构光(Structure Light)至一外部环境，再由摄像装置拍照，由于外部环境中的对象并非在同一平面上，所以摄像装置所获得的影像中会包含已变形的预设图案，所以可根据默认图案在影像中的变形程度来计算影像中每一对象的深度。
第二种技术是获取两张不同视角的外部环境的影像，例如单一摄像装置在不同位置拍照两次，或是使用两个摄像装置同时拍照。接着，以图像处理的方式在两张影像中找出每一个对应的特征点，再根据这些特征点计算出影像中每一对象的深度。
发明内容
本实用新型的至少一实施例涉及一种摄像模块和摄像装置，其可以将获得可见光信息的第一摄像单元和第二摄像单元，以及获得可见光信息和不可见光信息的第三摄像单元整合在一个模块中，以便于更好的生成3D影像和/或提供更精确的深度信息和/或应用于3D重建。
本实用新型的至少一实施例提供一种摄像模块，包括：
框架，包括至少四个开口；
投光单元，被配置来在场景上投影图案化的不可见光；
第一摄像单元，被配置来获取可见光信息以产生所述场景的第一影像；
第二摄像单元，被配置来获取可见光信息以产生所述场景的第二影像；
第三摄像单元，被配置来获取可见光信息和不可见光信息以产生所述场景的第三影像；
其中，所述投光单元、所述第一摄像单元、所述第二摄像单元和所述第三摄像单元分设在所述框架的四个开口中，所述第一摄像单元的焦距和所述第二摄像单元的焦距不同。
本实用新型的至少一实施例还提供摄像装置，包括本实用新型任一实施例所述的摄像模块。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，而非对本实用新型的限制。
图1为本实用新型一实施例提供的摄像模块的俯视图；
图2为本实用新型一实施例提供的摄像模块的立体图；
图3为本实用新型一实施例提供的摄像模块的另一角度的立体图；
图4为本实用新型一实施例提供的摄像模块的框架的立体图；
图5为本实用新型一实施例提供的摄像模块的框架的另一角度的立体图。
附图标记：
10-框架；100-开口；1001-第一开口；1002-第二开口；1003-第三开口；1004-第三开口；20-投光单元；30-第一摄像单元；40-第二摄像单元；40-第三摄像单元；101-主面；102-侧壁；1011-主面的延伸部；1021-第一侧壁部分；1022-侧壁延伸部分(第二侧壁部分)；10211-底窗；10212-缺口；301-第一摄像主体；302-第一柔性电路板；401-第二摄像主体；402-第二柔性电路板；501-第三摄像主体；502-第三柔性电路板；1012-间隙；1013-凸起。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
除非另外定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
实施例一
本实施例提供一种摄像模块，如图1所示，包括：
框架10，包括至少四个开口100；
投光单元20，被配置来在场景上投影图案化的不可见光；
第一摄像单元30，被配置来获取可见光信息以产生场景的第一影像；
第二摄像单元40，被配置来获取可见光信息以产生场景的第二影像；
第三摄像单元50，被配置来获取可见光信息和不可见光信息以产生场景的第三影像；
其中，投光单元20、第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50分设在框架10的四个开口100中，第一摄像单元30的焦距和第二摄像单元40的焦距不同。例如，第一摄像单元30的焦距小于第二摄像单元40的焦距，但不限于此。即，第二摄像单元40可采用长焦镜头。第一摄像单元30可作为主摄像单元，第二摄像单元40可作为辅摄像单元。例如，投光单元20设置在第一开口1001中，第一摄像单元30设置在第二开口1002中，第二摄像单元40设置在第三开口1003中，第三摄像单元50设置在第四开口1004中。
本实施例提供的摄像模块，可以将获得可见光信息的第一摄像单元30和第二摄像单元40，以及获得可见光信息和不可见光信息的第三摄像单元50整合在一个模块中，以便于更好的生成3D影像和/或提供更精确的深度信息和/或应用于3D重建。第一摄像单元30的焦距和第二摄像单元40的焦距不同，可达到类似光学变焦的效果。
例如，第一摄像单元30和第二摄像单元40相邻设置。第一摄像单元30和第二摄像单元40可被认为位于同一视角，例如第一视角，而第三摄像单元50可被认为位于另一视角，例如第二视角，从而，可分别由不同的视角来对同一场景进行摄像，从而可获得3D影像。而上述场景即为投光单元20投影图案化的不可见光的场景。第一摄像单元30获取可见光信息而产生上述场景的第一影像，第二摄像单元40获取可见光信息而产生上述场景的第二影像，第三摄像单元50除了获取可见光信息外，还获取不可见光信息而产生上述场景的第三影像。不可见光信息包含由上述场景反射图案化的不可见光所产生的影像信息。第三摄像单元50还可以获取由投光单元20所投射的图案化的不可见光在上述场景上反射的不可见光影像。取得第一影像、第二影像和第三影像后，可由第一影像、第二影像和第三影像取得第一深度信息与第二深度信息，然后选择性地由第一深度信息与第二深度信息产生上述场景的深度图。例如，第一深度信息可通过比对第一影像的可见光影像、第二影像的可见光影像和第三影像的可见光影像而得，第二深度信息可通过辨识第三影像的不可见光影像而得。从而可以更精确地获得场景的深度图。
本实施例提供的摄像模块可以从第一摄像单元30获得的可见光影像、第二摄像单元40获得的可见光影像和第三摄像单元50获得的可见光影像获得立体光深度图，并从第三摄像单元50获得的不可见光影像获得结构光深度图。立体光深度的方法和结构光深度的方法各自包括其自身的强度及其缺点。本实施例的摄像模块可以组合来自立体光深度的方法和结构光深度的方法的深度信息以便于提供更精确的深度图。因此，本实用新型提供的摄像模块可以更精确地捕获3D信息，并且可以应用于3D重建。
例如，第一摄像单元30和第二摄像单元40可覆盖不同类型的拜尔滤镜(BayerFilter)以获取可见光信息和/或不可见光信息。一个示例中，投光单元20可为红外光(Infrared，IR)发射器，第一影像为彩色影像，第二影像为彩色影像，第三影像包括彩色影像和红外光影像，第一摄像单元30可以捕获彩色图像，第二摄像单元40可以捕获彩色图像，第三摄像单元50可以捕获彩色图像和IR图像。例如，第一摄像单元30和第二摄像单元40可以是覆盖红色滤光片、蓝色滤光片和绿色滤光片所组成的拜尔滤镜以获取红绿蓝光信息而产生第一影像。例如，第一摄像单元30和第二摄像单元40可为可获得彩色影像的彩色相机，例如RGB相机。例如，第三摄像单元50可以是覆盖红色滤光片、蓝色滤光片、绿色滤光片和红外光滤光片所组成的拜尔滤镜以获取红绿蓝以及红外光信息而产生第三影像。例如，第三摄像单元50可为可获得彩色影像和红外光影像的RGBIR相机。第三摄像单元50没有红外截止滤光片，故而能够获得场景的红外光影像。例如，IR发射器可以将图案化的IR光投影到要捕获的场景上，并且RGBIR相机可以从场景反射的图案化的IR光捕获IR图像。通过计算变形的IR图案化光图像，还可以产生深度信息。
一个示例中，为利于第一影像与第二影像的比对，第一摄像单元30的分辨率和第二摄像单元40的分辨率可相同，但不限于此，第一摄像单元30的分辨率和第二摄像单元40的分辨率也可不同。
一个示例中，为了便于获取同一视角影像的第一影像和第二影像的比对，第一摄像单元30和第二摄像单元40之间的距离可小于15mm。
一个示例中，投光单元20和第三摄像单元50之间的距离大于等于10mm，第一摄像单元30和第三摄像单元50之间的距离大于等于10mm。第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50满足该距离要求的情况下，摄像模块可获得较好的视角，可以较好的对场景进行拍摄，从而可获得较好的深度信息。
一个示例中，如图1和图2所示，第一摄像单元30和第二摄像单元40之间的距离小于10mm，投光单元20和第三摄像单元50之间的距离大于等于15mm，第一摄像单元30和第三摄像单元50之间的距离大于等于15mm。从而可减小摄像模块的整体长度，使得摄像模块更轻便。
一个示例中，如图1和图2所示，为了进一步减小摄像模块的整体长度，第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50设置在投光单元20的同一侧。此情况下，只需调整第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50之间的距离满足需求即可。从而，可简化设计。
一个示例中，如图1和图2所示，投光单元20、第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50依次设置在一条直线上，从而，可使得第三摄像单元50与投光单元20之间具有较远的距离，结构更紧凑。此情况下，只需调整第一摄像单元30和第二摄像单元40之间的距离以及第一摄像单元30和第三摄像单元50之间的距离满足需求即可。从而，可简化设计。
例如，本实施例中，两者之间的距离指的是两物体中心点之间的距离。当该两物体都是摄像单元时，可指两物体镜心之间的距离，镜心例如是指镜头中心点。
例如，如图2所示，框架10包括主面101，四个开口100设置在主面101上。框架10可仅包括主面101，但不限于此。例如，框架10还可以包括侧壁。
例如，如图2和图4所示，为了方便设置投光单元20、第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50，在每个开口100内，框架10还包括位于开口100内并从围成开口100的框架10凸出的凸起1013。例如，凸起1013可垂直于围成开口的框架设置。
例如，如图2所示，投光单元20、第一摄像单元30和第二摄像单元40分别固定在框架10的四个开口100(第一开口1001、第二开口1002、第三开口1003和第四开口1004)中，投光单元20、第一摄像单元30和第二摄像单元40与其所在的开口100的框架10之间具有间隙1012。例如，在框架10的开口的内壁和设置在该开口内的投光单元20、第一摄像单元30、第二摄像单元40或第三摄像单元50的侧表面之间存在间隙1012。从而，可将粘合剂凝胶注入或涂覆到间隙1012中，并使投光单元20、第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50粘附到框架10的对应的开口上。在将第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50组装到框架10中时，第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50的光轴可以彼此平行或者通过粘合剂垂直于框架10的表面。例如，粘合凝胶包括热固化粘合凝胶或UV固化粘合剂，但不限于此。
一个示例中，如图2所示，框架10除了包含主面101外，还可包括侧壁102，侧壁102设置在主面101的一个表面上(图2中示出侧壁102设置在主面101的下表面上)，并至少围绕四个开口100的边缘设置。即，侧壁102包括围绕四个开口设置的第一侧壁部分1021。例如，如图3所示，投光单元20、第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50的侧表面均被第一侧壁部分1021包围。例如，第一侧壁部分1021包括位于主面101的边缘的部分和不位于主面101的边缘的部分。
例如，如图2所示，主面101还包括设置在相邻两个开口100之间的延伸部1011。例如，框架10的第一开口1001和第二开口1002之间、框架10的第三开口1003和第四开口1004之间通过框架10的延伸部1011彼此连接。例如，延伸部1011的长度可以根据投光单元20和第一摄像单元30之间的距离设置，和/或者根据第二摄像单元40和第三摄像单元50之间的距离设置。
例如，如图2至图5所示，侧壁102还包括对应于主面101的延伸部1011并设置在延伸部1011的边缘的侧壁延伸部分(第二侧壁部分)1022。例如，主面101的延伸部1011可以是板型或帽型，当主面101的延伸部1011为帽型时，侧壁102包括侧壁延伸部分1022。
一个示例中，如图2至图5所示，侧壁102包括至少三个底窗10211，三个底窗10211分别对应于设置第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50的开口100(即，第二开口1002、第三开口1003和第四开口1004)设置，至少三个底窗10211设置在位于主面101的边缘的侧壁102上，并设置在侧壁102远离主面101的一侧上。
例如，如图2和图3所示，第一摄像单元30包括第一摄像主体301和第一柔性电路板302，第一摄像主体301和第一柔性电路板302电连接，第二摄像单元40包括第二摄像主体401和第二柔性电路板402，第二摄像主体401和第二柔性电路板402电连接，第三摄像单元50包括第三摄像主体501和第三柔性电路板502，第三摄像主体501和第三柔性电路板502电连接，第一柔性电路板302、第二柔性电路板402和第三柔性电路板502分别穿过侧壁102上的对应其所在开口100(即第二开口1002、第三开口1003和第四开口1004)的底窗10211。例如，第一摄像单元30、第二摄像单元40和第三摄像单元50的每个柔性印刷电路板通过框架10的底窗10211向外延伸。底窗10211可形成在框架10的侧壁102的下侧上。在另一个示例中，第一摄像主体301和第二摄像主体401还可以连接到单个柔性印刷电路板。在另一个示例中，第一摄像主体301、第二摄像主体401和第三摄像主体501还可以连接到单个柔性印刷电路板。例如，第一摄像主体301包括第一滤色器、第一透镜部分和第一图像传感器。例如，第二摄像主体401包括第二滤色器、第二透镜部分和第二图像传感器。例如，第三摄像主体501包括第三滤色器、第三透镜部分和第三图像传感器。例如，第一摄像主体301的像素可为20M、16M、13M或12M，第二摄像主体401的像素可为20M、16M、13M或12M，第三摄像主体501的像素可为8M或5M，但不限于此。
例如，侧壁102还包括多个缺口10212，多个缺口10212设置在侧壁102远离主面101的一侧上。多个缺口10212的设置可利于框架10安装在治具上，进而完成摄像模块的组装。
例如，为了便于制作和提高强度，框架10可一体成型。框体可以由金属或塑料制成。
实施例二
本实施例提供一种摄像装置，包括上述实施例所述任一摄像模块。
例如摄像装置可包括智能手机、平板电脑和个人数字助理等，但不限于此。
有以下几点需要说明：
(1)除非另作定义，本实用新型实施例以及附图中，同一附图标记代表同一含义。
(2)本实用新型实施例附图中，只涉及到与本实用新型实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(3)在不冲突的情况下，本实用新型的同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
本专利申请要求于2016年11月8日递交的美国专利申请第62419440号的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。

Claims (20)

1.一种摄像模块，其特征在于，包括：
框架，包括至少四个开口；
投光单元，被配置来在场景上投影图案化的不可见光；
第一摄像单元，被配置来获取可见光信息以产生所述场景的第一影像；
第二摄像单元，被配置来获取可见光信息以产生所述场景的第二影像；
第三摄像单元，被配置来获取可见光信息和不可见光信息以产生所述场景的第三影像；
其中，所述投光单元、所述第一摄像单元、所述第二摄像单元和所述第三摄像单元分设在所述框架的四个开口中，所述第一摄像单元的焦距和所述第二摄像单元的焦距不同。
2.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，所述第一摄像单元和所述第二摄像单元相邻设置。
3.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，所述投光单元和所述第三摄像单元之间的距离大于等于10mm，所述第一摄像单元和所述第三摄像单元之间的距离大于等于10mm。
4.根据权利要求3所述的摄像模块，其特征在于，所述第一摄像单元和所述第二摄像单元之间的距离小于10mm，所述投光单元和所述第三摄像单元之间的距离大于等于15mm，所述第一摄像单元和所述第三摄像单元之间的距离大于等于15mm。
5.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，所述投光单元包括红外线发射器，所述第三影像包括彩色影像和红外光影像，所述第一影像为彩色影像，所述第二影像为彩色影像。
6.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，所述第一摄像单元、所述第二摄像单元和所述第三摄像单元设置在所述投光单元的同一侧。
7.根据权利要求6所述的摄像模块，其特征在于，所述投光单元、所述第一摄像单元、所述第二摄像单元和所述第三摄像单元依次设置在一条直线上。
8.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，所述框架包括主面，所述四个开口设置在所述主面上。
9.根据权利要求8所述的摄像模块，其特征在于，所述框架还包括侧壁，所述侧壁设置在所述主面的一个表面上，并至少围绕所述四个开口的边缘设置。
10.根据权利要求9所述的摄像模块，其特征在于，所述侧壁包括至少三个底窗，所述三个底窗分别对应于设置所述第一摄像单元、所述第二摄像单元和所述第三摄像单元的开口设置，所述至少三个底窗设置在位于所述主面的边缘的所述侧壁上，并设置在所述侧壁远离所述主面的一侧上。
11.根据权利要求10所述的摄像模块，其特征在于，所述侧壁还包括多个缺口，所述多个缺口设置在所述侧壁远离所述主面的一侧上。
12.根据权利要求10所述的摄像模块，其特征在于，所述第一摄像单元包括第一摄像主体和第一柔性电路板，所述第一摄像主体和所述第一柔性电路板电连接，所述第二摄像单元包括第二摄像主体和第二柔性电路板，所述第二摄像主体和所述第二柔性电路板电连接，所述第三摄像单元包括第三摄像主体和第三柔性电路板，所述第三摄像主体和所述第三柔性电路板电连接，所述第一柔性电路板、所述第二柔性电路板和所述第三柔性电路板分别穿过所述侧壁上的对应其所在开口的底窗。
13.根据权利要求9所述的摄像模块，其特征在于，所述主面还包括设置在相邻两个开口之间的延伸部。
14.根据权利要求13所述的摄像模块，其特征在于，所述侧壁还包括对应于所述主面的延伸部并设置在所述延伸部的边缘的侧壁延伸部分。
15.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，在每个开口内，所述框架还包括位于所述开口内并从围成所述开口的框架凸出的凸起。
16.根据权利要求15所述的摄像模块，其特征在于，所述投光单元、所述第一摄像单元、所述第二摄像单元和所述第三摄像单元分别固定在所述框架的四个开口中，所述投光单元、所述第一摄像单元、所述第二摄像单元和所述第三摄像单元与其所在的开口的框架之间具有间隙。
17.根据权利要求1-16任一项所述的摄像模块，其特征在于，所述框架一体成型。
18.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，所述第一摄像单元的焦距小于所述第二摄像单元的焦距。
19.根据权利要求1所述的摄像模块，其特征在于，所述第一摄像单元的分辨率和所述第二摄像单元的分辨率相同。
20.一种摄像装置，包括权利要求1-19任一项所述的摄像模块。
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