CN103207502A - 摄像头模组及成像方法 - Google Patents

Abstract

一种摄像头模组及成像方法，摄像头模组包括不可见光发射装置和摄像模块，摄像模块包括基板、图像传感装置和滤光片；滤光片包括带通滤光单元和截止滤光单元，图像传感装置附着于基板，滤光片位于图像传感装置远离基板的一侧，图像传感装置在基板的投影区域落入滤光片的投影区域，带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段与不可见光发射装置发射的特定波长不可见光波段相匹配；发射不可见光至预成像物，预成像物反射该不可见光至滤光片，该特定波长不可见光可通过滤光片传至图像传感装置进而形成图像，而除特定波长不可见光之外的其它不可见光由截止滤光单元阻止进入图像传感装置，保证摄像模块的成像效果，实现在无可见光或者弱光下成像目的。

Description

摄像头模组及成像方法

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，特别是涉及一种摄像头模组及成像方法。

背景技术

随着科学技术的发展，电子设备日益贴近人们的生活，如具有拍照或者录像功能的摄像头模组。目前，现有的摄像头模组通常采用红外低通滤光片，该红外低通滤光片可滤掉除可见光之外的其他非可见光，以避免其他非可见光对摄像头模组成像造成干扰，从而在使用过程中该滤光片阻止红外线传到摄像头模组的图像传感器进而形成图像，使摄像头模组无法接收非可见光，导致在黑暗的环境下摄像头模组的摄像能力差，甚至不能成像。

发明内容

基于此，有必要针对在黑暗的环境下摄像头模组的摄像能力差，甚至不能成像的问题，提供一种在黑暗环境下可成像的摄像头模组及成像方法。

一种摄像头模组，包括不可见光发射装置和摄像模块，所述摄像模块包括基板、图像传感装置和滤光片，所述滤光片包括带通滤光单元和截止滤光单元;

所述图像传感装置附着于所述基板，所述滤光片位于所述图像传感装置远离所述基板的一侧，所述图像传感装置在所述基板的投影区域落入所述滤光片的投影区域，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段与所述不可见光发射装置发射的特定波长不可见光波段相匹配。

在其中一个实施例中，包括与所述不可见光发射装置电连接的控制模块，控制所述不可见光发射装置的工作模式。

在其中一个实施例中，所述控制模块设置于所述图像传感装置。

在其中一个实施例中，包括与所述控制模块电连接的检测模块，检测摄像头模组所处环境的光线强度值并发送至所述控制模块。

在其中一个实施例中，所述不可见光发射装置包括红外补光灯。

在其中一个实施例中，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的带宽不大于20nm。

在其中一个实施例中，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长为700nm～2500nm。

在其中一个实施例中，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长为700nm～1000nm。

在其中一个实施例中，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的中心频率波长为850nm、870nm、880nm、940nm或980nm。

在其中一个实施例中，还包括音圈马达及镜头组件，所述滤光片位于所述音圈马达及镜头组件与所述图像传感装置之间。

一种摄像头模组的成像方法，包括以下步骤:

发射特定波长不可见光至预成像物;

接收预成像物反射的可见光及所述特定波长不可见光;且

滤除除所述特定波长不可见光之外的其它不可见光;

感光并形成图像。

在其中一个实施例中，所述发射特定波长不可见光至预成像物的步骤之前还包括步骤:

检测摄像头模组所处环境的光线强度值;

接收所检测的光线强度值并与摄像头模组预设的光线强度参数比对;

判断所述光线强度值是否大于所述光线强度参数;

若否，则发射特定波长不可见光至预成像物。

上述摄像头模组及成像方法，不可见光发射装置发射特定波长不可见光至预成像物，摄像模块的滤光片接收预成像物反射的可见光及该特定波长不可见光，因滤光片包括带通滤光单元和截止滤光片，且该带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段与不可见光发射装置发射的特定波长不可见光波段相匹配，故该特定波长不可见光及可见光可通过滤光片传至图像传感装置进而形成图像，而该特定波长不可见光之外的不可见光可由截止滤光单元阻止进入图像传感装置。如此，滤光片设置有带通滤光单元和截止滤光单元，一方面可阻止对摄像模块成像有影响的光进入图像传感装置，以保证摄像头模组的成像效果，另一方面保证不可见光装置发射的不可见光可通过滤光片并传至图像传感装置进而形成图像，实现在无可见光或者弱光的环境下摄像头模组成像的目的。

附图说明

图1为摄像头模组的结构示意乱

图2为摄像模块的结构示意劲

图3为摄像模块另一视角的结构示意乱

图4为摄像模块的滤光片的滤波曲线示意酌

图5为摄像头模组的成像方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例及附图对摄像头模组及成像方法的技术方案进行详细的描述，以使其更加清楚。但是，摄像头模组及成像方法的技术方案可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

如图1、图2和图3所示，一种摄像头模组100，包括不可见光发射装置110和摄像模块120，摄像模块120包括基板122、图像传感装置124和滤光片126;滤光片126包括带通滤光单元和截止滤光单元。图像传感装置124附着于基板122，所述滤光片126位于所述图像传感装置124远离所述基板122的一侧，所述图像传感装置124在所述基板122的投影区域落入所述滤光片126的投影区域，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段与所述不可见光发射装置110发射的特定波长不可见光波段相匹配。

其中，截止滤光单元表示能从复合光中滤掉全部长波或者短波而仅保留所需波段范围的滤光单元，带通滤光单元表示能从复合光中分离出某一波段单色光的滤光单元。在本实施例中，带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段与不可见光发射装置110发射的特定波长不可见光波段相匹配，截止滤光单元则可滤掉特定波长不可见光之外的不可见光，故滤光片126可允许可见光以及带通滤光单元所允许通过的特定波长不可见光通过。

上述摄像头模组100，将图像传感装置124附着于基板122，设置滤光片126于图像传感装置124远离基板122的一侧，且图像传感装置124在基板122的投影区域落入滤光片126的投影区域。在使用过程中，不可见光发射装置110发射特定波长不可见光至预成像物，预成像物反射该特定波长不可见光至摄像模块120的滤光片126，因滤光片126包括带通滤光单元和截止滤光片126，且该带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段与不可见光发射装置110发射的特定波长不可见光波段相匹配，故该特定波长不可见光可通过滤光片126传至图像传感装置124进而形成图像，而其他对摄像模块120成像有影响的光可由截止滤光单元阻止进入图像传感装置124。如此，滤光片126设置有带通滤光单元和截止滤光单元，一方面可阻止对摄像模块120成像有影响的光进入图像传感装置124，以保证摄像模块120的成像效果，另一方面保证不可见光装置发射的特定波长不可见光可通过滤光片126并传至图像传感装置124进而形成图像，实现在光线弱的环境下摄像头模组100成像的目的。

其中，图像传感装置124在基板122的投影区域落入滤光片126的投影区域，以使光线都先经滤光片126滤光再到图像传感装置124处，防止不在使用范围内的光传至图像传感装置124影响成像效果。

其中，因不可见光的波长比可见光的波长要长，从而不可见光的热效应会强于可见光的热效应，通过设置截止滤光单元和带通滤光单元，滤光片126只允许特定波长不可见光通过，不在特定波长范围内的不可见光的由截止滤光单元滤掉，以保证通过滤光片126的特定波长不可见光波段不会过多，导致产生的热量过大影响摄像模块120的使用性能，进一步保证成像效果及摄像模块120的使用寿命。

请参阅图1，在其中一个实施例中，摄像头模组100包括控制模块，不可见光发射装置110与控制模块的控制接口电连接，控制模块可控制不可见光发射装置110的工作模式。通过设置控制模块，在摄像头模组100所处的环境无可见光或者弱光的情况下，控制模块控制不可见光发射装置110发射特定波长不可见光，以实现在无可见光或者弱光的环境下摄像模块120成像效果好的目的。在摄像头模组100所处的环境光线适中或者充足时，控制模块控制不可见光发射装置110不发射特定波长不可见光，因光线适中或者充足时，摄像模块120可清晰成像，无需发射特定波长不可见光，避免不必要的功率损耗。

具体地，控制模块设置于图像传感装置124。如此，将控制模块设置于图像传感装置124，在生产图像传感装置124时一并使图像传感装置124具有控制不可见光发射装置110工作模式(开启或者关闭)的功能，提高了生产的便利性。需要指出的是，即使控制模块不设置于图像传感装置124，如设置于该摄像头模组100的主控制系统等，也可以实现控制不可见光发射装置110工作模式的目的。

请参阅图1，在其中一个实施例中，包括检测模块，所述检测模块与所述控制模块电连接，检测模块检测摄像头模组100所处环境的光线强度并发送至控制模块。其中，该检测模块可设置于图像传感装置124，也可设置于摄像头模组100的主控制系统。在使用过程中，检测模块可自动检测摄像头模组100所处环境的光线强度值，检测模块将所检测到的光线强度值传递给控制模块，控制模块会将预设的光线强度参数与检测到的光线强度值进行对比，当检测到的光线强度值低于预设的光线强度参数时，控制模块控制不可见光发射装置110发射特定波长不可见光;当检测到的光线强度值高于预设的光线参数时，控制模块控制不可见光发射装置110不发射不可见光。通过设置检测模块，可精确检测摄像模块120当前所处的环境的光线强度，进一步保证摄像模块120的成像效果。需要指出的是，即使不设置检测模块，也可以实现摄像模块120在无可见光或者弱光的环境下成像的目的。

请参阅图3，在其中一个实施例中，不可见光发射装置110包括红外补光灯112。当红外补光灯112开启时即可发射特定波长不可见光。在本实施例中，将红外补光灯112与控制模块电连接，在无可见光或者弱光的情况下，控制模块控制红外补光灯112发出与摄像模块120的带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段相吻合的特定波长不可见光，该特定波长不可见光通过预成像物反射至滤光片126，进而传至图像传感装置124形成图像，实现在黑暗的环境下摄像模块120成像效果好的目的;在光线较强的情况下，控制模块控制红外补光灯112停止发射特定波长不可见光，避免不必要的功率损耗。

其中，红外补光灯112可以为多个，根据摄像头模组100所处环境控制红外补光灯112开启的个数，以进一步保证成像效果。在本实施例中，红外补光灯112可拆卸的安装于摄像模块120的，当红外不光灯损坏时方便更换，提高使用的便利性。

请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，为了进一步避免传至图像传感装置124的特定波长不可见光所产生的热量对摄像模块120成像造成影响，保证摄像模块120的成像效果，带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的带宽合理设置为不大于20nm。

在其中一个实施例中，为了保证在光线较弱或者完全黑暗的环境下摄像模块120成像的目的的同时，避免发射的特定波长不可见光所产生的热效应不会对摄像模块120成像效果造成影响，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长可合理设置为700nm～2500nm，因不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的波长需与带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光相匹配，故不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的波长也为700nm～2500nm。

为了进一步避免发射的特定波长不可见光所产生的热效应不会对摄像模块120成像效果造成影响，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长可合理设置为700nm～1000nm，同理，不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的波长也为700nm～1000nm。

具体地，带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的中心频率波长为850nm、870nm、880nm、940nm或980nm等，同理，不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的中心频率波长为850nm、870nm、880nm、940nm或980nm等。该中心频率波长指的是特定波长不可见光波段的中间值。如图4所示的具体实施例，横轴表示光的波长，纵轴表示对应横轴的波长在滤光片126的透光率，该滤光片126的带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长为840nm～860nm，该特定波长不可见光波段中心频率波长为850nm。波长400nm～700nm为可见光，400nm～700nm的透光率接近100%，表示该滤光片126允许可见光通过。

请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，所述图像传感装置124包括互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-OXide-Semiconductor，COMS)传感器。COMS传感器是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。COMS传感器的整合性高，在保证摄像模块120成像效果的前提下还可降低摄像模块120的体积，实现摄像模块120小型化的目的，同时COMS传感器也可节省电源消耗量，在有限的电量前提下延长摄像模块120的使用时间。

请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，还包括音圈马达及镜头组件128，所述滤光片126位于所述音圈马达及镜头组件128与所述图像传感装置124之间。在使用过程中，光线经预成像物反射于音圈马达及镜头组件128，再经滤光片126至图像传感装置124进而形成图像。根据预成像物与摄像模块120之间不同的距离，可通过调节音圈马达及镜头组件128以使物体在摄像模块120自动对焦，成像清晰，保证摄像模块120的成像效果。

请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，摄像模块120设置有金属线，图像传感装置124通过金属线与基板122电连接。如此，通过采用金属线，连接灵活，成本低。金属线的材料可以为单质金、银、铜、铝、镍、锌或其中至少二者的合金中的一种。

如图5所示，一种摄像头模组100的成像方法，包括以下步骤:

步骤S110，发射特定波长不可见光至预成像物。

步骤S120，接收预成像物反射的可见光及所述特定波长不可见光。

步骤S130，滤除除所述特定波长不可见光之外的其他不可见光。

步骤S140，感光并形成成图像。

上述摄像头模组100的成像方法，发射特定波长不可见光至预成像物，接收预成像物的可见光及所述特定波长不可见光，滤除除所述特定波长不可见光之外的其他不可见光，感光并形成成图像。如此，不可见光发射装置110发射特定波长不可见光至预成像物，预成像物反射可见光及该特定波长不可见光至摄像模块120的滤光片126，滤光片126的截止滤光单元阻止所述特定波长不可见光之外的其他不可见光通过所述滤光片126，滤光片126的带通滤光单元允许所述特定波长不可见光通过所述滤光片126并传至图像传感装置124进而形成图像，一方面可阻止对摄像模块120成像有影响的光进入图像传感装置124，以保证摄像模块120的成像效果，另一方面保证所发射的特定波长不可见光可通过滤光片126并传至图像传感装置124进而形成图像，实现在无可见光或者弱光的环境下摄像头模组100成像的目的。

其中，因不可见光的波长比可见光的波长要长，从而不可见光的热效应会强于可见光的热效应，通过设置截止滤光单元和带通滤光单元，滤光片126只允许特定波长不可见光通过，不在特定波长范围之内的不可见光由截止滤光单元滤掉，以保证通过滤光片126的特定波长不可见光波段不会过多，导致产生的热量过大影响摄像模块120的使用性能，保证成像效果及摄像模块120的使用寿命。

在其中一个实施例中，步骤S110所述发射特定波长不可见光至预成像物之前还包括步骤:检测摄像头模组100所处环境的光线强度值;接收所检测的光线强度值并与摄像头模组100预设的光线强度参数比对;判断所述光线强度值是否大于所述光线强度参数，若否，则发射特定波长不可见光至预成像物。

其中，由检测模块检测摄像头模组100所处环境的光线强度值，检测模块将所检测到的光线强度值传递给控制模块，控制模块会将预设的光线强度参数与检测到的光线强度值进行对比，当检测到的光线强度值不大于预设的光线强度参数时，控制模块控制不可见光发射装置110发射特定波长不可见光至预成像物，避免不必要的功率损耗。当检测到的光线强度值大于预设的光线参数时，控制模块控制不可见光发射装置110不发射特定波长不可见光。如此，可精确检测摄像模块120当前所处的环境的光线强度，进一步保证摄像模块120的成像效果。

请参阅图3，在其中一个实施例中，通过红外补光灯112发射特定波长不可见光。在光线较弱或者完全黑暗的情况下，控制模块控制红外补光灯112发出与摄像模块120的带通滤光单元允许通过的不可见光波段相吻合的不可见光，该不可见光通过预成像物反射至滤光片126，进而传至图像传感装置124形成图像，实现在黑暗的环境下摄像模块120成像效果好的目的;在光线较强的情况下，控制模块控制红外补光灯112停止发射特定波长不可见光，避免不必要的功率损耗。

其中，红外补光灯112可以为多个，根据摄像头模组100所处环境控制红外补光灯112开启的个数，以进一步保证成像效果。在本实施例中，红外补光灯112可拆卸的安装于摄像模块120的，当红外不光灯损坏时方便更换，提高使用的便利性。

请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，为了进一步避免传至图像传感装置124的不可见光所产生的热量对摄像模块120成像造成影响，保证摄像模块120的成像效果，允许通过滤光片126的特定波长不可见光波段的带宽合理设置为不大于20nm。

在其中一个实施例中，为了保证在光线较弱或者完全黑暗的环境下摄像模块120成像的目的的同时，避免发射的特定波长不可见光所产生的热效应不会对摄像模块120成像效果造成影响，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长可合理设置为700nm～2500nm，因不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的波长需与带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光相匹配，故不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的波长也为700nm～2500nm。

为了进一步避免发射的特定波长不可见光所产生的热效应不会对摄像模块120成像效果造成影响，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长可合理设置为700nm～1000nm，同理，不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的波长也为700nm～1000nm。

具体地，带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的中心频率波长为850nm、870nm、880nm、940nm或980nm等，同理，不可见光发射装置110所发射的特定不可见光波段的中心频率波长为850nm、870nm、880nm、940nm或980nm等。该中心频率波长指的是特定波长不可见光波段的中间值。如图4所示的具体实施例，横轴表示光的波长，纵轴表示对应横轴的波长在滤光片126的透光率，该滤光片126的带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长为840nm～860nm，该特定波长不可见光波段中心频率波长为850nm。波长40Onm～70Onm为可见光，40Onm～70Onm的透光率接近100%，表示该滤光片126允许可见光通过。

请参阅图2和图3，在其中一个实施例中，所述图像传感装置124包括互补式金属氧化物半导体(Complementary Metal-OXide-Semiconductor，COMS)传感器。COMS传感器是指制造大规模集成电路芯片用的一种技术或用这种技术制造出来的芯片。COMS传感器的整合性高，在保证摄像模块120成像效果的前提下还可降低摄像模块120的体积，实现摄像模块120小型化的目的，同时COMS传感器也可节省电源消耗量，在有限的电量前提下延长摄像模块120的使用时间。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括不可见光发射装置和摄像模块，所述摄像模块包括基板、图像传感装置和滤光片，所述滤光片包括带通滤光单元和截止滤光单元；

所述图像传感装置附着于所述基板，所述滤光片位于所述图像传感装置远离所述基板的一侧，所述图像传感装置在所述基板的投影区域落入所述滤光片的投影区域，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段与所述不可见光发射装置发射的特定波长不可见光波段相匹配。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，包括与所述不可见光发射装置电连接的控制模块，控制所述不可见光发射装置的工作模式。

3.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于，所述控制模块设置于所述图像传感装置。

4.根据权利要求2或3所述的摄像头模组，其特征在于，包括与所述控制模块电连接的检测模块，检测摄像头模组所处环境的光线强度值并发送至所述控制模块。

5.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述不可见光发射装置包括红外补光灯。

6.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的带宽不大于20nm。

7.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长为700nm～2500nm。

8.根据权利要求7所述的摄像头模组，其特征在于，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的波长为700nm～1000nm。

9.根据权利要求8所述的摄像头模组，其特征在于，所述带通滤光单元允许通过的特定波长不可见光波段的中心频率波长为850nm、870nm、880nm、940nm或980nm。

10.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，还包括音圈马达及镜头组件，所述滤光片位于所述音圈马达及镜头组件与所述图像传感装置之间。

11.一种摄像头模组的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

发射特定波长不可见光至预成像物；

接收预成像物反射的可见光及所述特定波长不可见光；且

滤除除所述特定波长不可见光之外的其它不可见光；

感光并形成图像。

12.根据权利要求11所述的摄像头模组的成像方法，其特征在于，所述发射特定波长不可见光至预成像物的步骤之前还包括步骤：

检测摄像头模组所处环境的光线强度值；

接收所检测的光线强度值并与摄像头模组预设的光线强度参数比对；

判断所述光线强度值是否大于所述光线强度参数；

若否，则发射特定波长不可见光至预成像物。

Images