CN105208255B - 摄像头组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像头组件，该摄像头组件可以集成在LCD上，其中，LCD包括偏光片和液晶盒，液晶盒包括位于偏光片的第二侧的玻璃片，摄像头组件包括多个透镜单元、多个感光单元，多个感光单元设置在玻璃片的与面向偏光片的一侧相对的另一侧的至少部分不用于显示的区域内，多个透镜单元位于偏光片的与第二侧相对的第一侧上，其中，偏光片的位于每一透镜单元和对应的感光单元之间的那部分区域为无偏光功能区域，每一透镜单元的焦点均落在对应的感光单元上。根据本发明可以把摄像头分成很多个小的摄像头，放置在LCD的子像素内能完全隐藏摄像头，解决了如何将摄像头集成在窄边框或者无边框电子产品的问题。

Description

摄像头组件

技术领域

本发明涉及成像设备领域，尤其涉及一种摄像头组件。

背景技术

现阶段例如笔记本式电脑(Note Book，NB)、Pad、手机等多数电子产品内都设置有摄像头，现有技术中的摄像头通常包括一个大的透镜、一个相应的感光元件，再使感光元件与数字信号处理器相连接，即可进行成像等操作，而随着电子产品的发展，它们开始趋向于设计为窄边框，甚至将来的会演进至无边框的NB或者手机设计，而这将会使该类电子产品面临一个问题，即，如何设置摄像头？

当然，现有技术中也针对该问题提出了一些解决方案，例如，可以外置可拆卸式摄像头来解决上述问题，但是这种解决方法的缺点在于不便于用户携带，且容易丢失。

发明内容

本发明所要解决的问题是现有技术中摄像头不便于匹配窄边框或者无边框电子产品，提供一种摄像头组件。

为了解决上述问题，本发明提供一种摄像头组件。

根据本发明的一个方面，提供了一种摄像头组件，该摄像头组件可以集成在LCD上，其中，LCD包括偏光片2和液晶盒，液晶盒包括位于偏光片2的第二侧的玻璃片4，摄像头组件包括多个透镜单元1、多个感光单元5，多个感光单元5设置在玻璃片4的与面向偏光片2的一侧相对的另一侧的至少部分不用于显示的区域内，多个透镜单元1位于偏光片2的与第二侧相对的第一侧上，

其中，偏光片2的位于每一透镜单元1和对应的感光单元5之间的那部分区域为无偏光功能区域3，每一透镜单元1的焦点均落在对应的感光单元5上。

其中，多个透镜单元1的数量与多个感光单元5的数量可以相同，其中，每一个透镜单元1均对应一个感光单元5。

或者，透镜单元1的数量多于多个感光单元5的数量，多于一个的透镜单元1的焦点落在一个感光单元5上。

并且，多个透镜单元1可以通过透明胶体I与偏光片2相胶合，玻璃片4通过透明胶体II与偏光片2相胶合。

进一步地，每个感光单元5均可以用横竖排布的两条导线连接。

其中，透镜单元1、偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4的相关参数符合如下公式：

f₂＝f₁×N

N＝h₁n₁+h₂n₂+h₃n₃+h₄n₄/H

H＝h₁+h₂+h₃+h₄

其中，f₁为透镜单元1的焦距；f₂为透镜单元1集成到LCD上，且透镜单元1与感光单元5之间具有偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4时透镜单元1的焦距；h₁和n₁分别为透明胶体I的厚度和折射系数；h₂和n₂分别为偏光片2的厚度和折射系数；h₃和n₃分别为透明胶体II的厚度和折射系数；h₄和n₄分别为玻璃片4的厚度和折射系数；H为透镜单元1和感光单元5之间的距离；N为感光单元1和透镜单元4之间的透明胶体I、偏光片2和透明胶体II的加权平均折射系数。

根据本发明的另一个方面，多个透镜单元1可以集成在一个透光的基底部分F上，或者多个透镜单元1和基底部分F为一体制成的元件。

此外，基底部分F可以通过透明胶体I与偏光片2相胶合，玻璃片4通过透明胶体II与偏光片2相胶合。

并且，透镜单元1、基底部分F、偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4的相关参数可以符合如下公式：

f₂＝f₁×N

N＝h_Fn_F+h₁n₁+h₂n₂+h₃n₃+h₄n₄/H

H＝h₁+h₂+h₃+h₄

其中，f₁为透镜单元1的焦距；f₂为透镜单元1集成到LCD上，且透镜单元1与感光单元5之间具有基底部分F、偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4时透镜单元1的焦距；h_F和n_F分别为基底部分F的厚度和折射系数；h₁和n₁分别为透明胶体I的厚度和折射系数；h₂和n₂分别为偏光片2的厚度和折射系数；h₃和n₃分别为透明胶体II的厚度和折射系数；h₄和n₄分别为玻璃片4的厚度和折射系数；H为透镜单元1和感光单元5之间的距离；N为感光单元1和透镜单元4之间的透明胶体I、偏光片2和透明胶体II的加权平均折射系数。

而且，多个感光单元5可以连接至摄像头组件的至少一个处理器，至少一个处理器用于对来自至少一个感光单元5的信号进行处理。

本发明相对于现有技术的有益效果在于：

1、本发明提供了一种摄像头组件，通过将摄像头的透镜分解成若干个小的透镜单元设置在电子产品的LCD的玻璃片上，再将感光元件分解成若干个小的感光元件设置于LCD的玻璃片上，即，将摄像头的透镜和感光元件化整为零，分别设置在LCD的不同元件上，即，相当于把摄像头分成很多个小的摄像头，放置在LCD的子像素内能完全隐藏摄像头，解决了如何将摄像头集成在窄边框或者无边框电子产品的问题；

2、通过将透镜单元与感光单元一一对应，摄像头组件的处理器可以有效地便宜地处理来自感光单元的信号；

3、可以根据所匹配的不同电子元件的LCD屏幕不同，而设置相对于透镜单元的数量较少的感光单元，多于一个的透镜单元相互配合地将焦点落在感光单元上，此时处理器只要进行相应的预先设置便可顺利地进行成像处理；

4、根据连接感光单元5的横竖排布的两条导线，处理器可以对感光单元进行定位，从而便于处理器的成像数据处理；

5、在透镜单元和感光单元数量一致或不一致的情况下，对透镜单元与感光单元之间的各种介质的厚度和折射系数(在介质内部填充材料不均匀或外部形状不均匀的状态下，现有技术中存在可以利用所测量参数计算每个介质的等价厚度和折射系数的方法和工具，此处不再一一枚举)进行相应的限定，可以更好地便于用户确定如何选择各介质的尺寸和材料；

6、可以根据所匹配的不同电子元件的LCD的不同，设置为摄像头组件设置不同数量的处理器。

附图说明

图1为根据本发明单独的摄像头组件的示意图；

图2为根据本发明的一个实施例的摄像头组件集成在LCD上的示意图；

图3为根据本发明的感光单元5设置在玻璃片4的不用于显示的区域内的俯视图；

图4为根据本发明的一个实施例的集成有摄像头组件的LCD的侧向剖视图；

图5为根据本发明的一个实施例的摄像头组件的一个单元组(一个透镜单元1和一个感光单元5的组合)集成在LCD上的示意图；

图6为根据本发明的另一个实施例的摄像头组件的示意图；

图7为图6所示实施例集成在LCD中的结构图。

附图标记列表

1-透镜单元

2-偏光片

3-偏光片2上的无偏光功能区域

4-液晶盒的上玻璃片

5-感光单元

6-液晶

7-液晶盒的下玻璃片

8-LCD的背光单元

I-透明胶体

II-透明胶体

F-基底部分

具体实施方式

根据本发明的一个实施例，提供了一种摄像头组件，如图1所示为该摄像头的示意图，该摄像头组件包括多个透镜单元(在现有工艺上可以将凸透镜做成多个微小的凸透镜)、多个感光单元(感光单元可以为感光晶圆，且可以通过把感光器件切割成多个微小的感光单元来实现)和处理器，每一感光单元5均连接至处理器。在图1中，关于透镜元件1、感光单元5和DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)的数量，入射光的走向等均为示意性示出。图2中示出了根据本发明的一种摄像头组件集成在LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示器)上的示意结构图。在图2示出的实施例中，所示出的LCD包括偏光片2和液晶盒的位于偏光片2的第二侧的玻璃片4，多个感光单元5设置在玻璃片4的与面向偏光片2的一侧相对的另一侧的至少部分不用于显示的区域内(详见图3和4)，多个透镜单元1位于偏光片2的与第二侧相对的第一侧上，其中，偏光片2的位于每一透镜单元1和对应的感光单元5之间的那部分区域被制备成无偏光功能，即无偏光功能区域3，每一透镜单元1的焦点均落在对应的感光单元5上。通过本发明提供的这种摄像头组件，通过将摄像头的透镜分解成若干个小的透镜单元设置在电子产品的LCD的玻璃片上，再将感光元件分解成若干个小的感光元件设置于LCD的玻璃片上，即，将摄像头的透镜和感光元件化整为零，分别设置在LCD的不同元件上，即，相当于把摄像头分成很多个小的摄像头，放置在LCD的子像素内能完全隐藏摄像头，解决了如何将摄像头集成在窄边框或者无边框电子产品的问题。

图3所示了感光单元5如何设置在玻璃片4的不用于显示的区域内。LCD玻璃片4上的子像素包括依次横竖排列的R(红色的子像素)、G(绿色的子像素)和B(蓝色的子像素)，而每个子像素中均有一部分不用于显示的区域，而感光元件5即设置在这些区域，也可称为不通光区域。即，感光单元5要放置在每个像素的角落，因为每个像素都有一个角落是不用于显示的，是专门放置TFT(薄膜晶体管，用于驱动液晶像素点)等不透明的元件的，感光单元5可以放置在TFT旁边。优选地，每个感光单元5均用横竖排布的两条导线连接，这样处理器可以对感光单元5进行定位，即，每个感光单元5均可以用横竖排布的导线上的横向和竖向上位置值作为自己的坐标而进行定位，从而便于处理器识别出每个位置的感光单元，而便于进行成像数据处理。

如图4所示，为根据本发明的一个实施例的集成有摄像头组件的LCD的侧向剖视图，其中，透镜单元的数量与感光单元的数量相同，其中，每一个透镜单元1均对应一个感光单元5，优选，透镜单元1与感光单元5位于同一个平面内。其中，LCD的液晶盒包括偏振片2、上玻璃片4、下玻璃片7、位于上下玻璃片之间的液晶分子6和背光单元8。从图4中也可以看出来感光单元5在垂直面上离开液晶分子6，即上文所述的位于LCD的上玻璃片4的不用于显示的区域内。

如图5所示，为根据本发明的一个实施例的摄像头组件的一个单元组(一个透镜单元1和一个感光单元5的组合)集成在LCD上的示意图，多个透镜单元1通过透明胶体I与偏光片2的无偏光功能区域3相胶合，偏光片2通过透明胶体II与玻璃片4相胶合。此外，感光单元5也可以通过一种透明胶体III与玻璃片4相胶合，图中未示出。所述三种透明胶体可以相同，也可以根据用户的情况进行选择。

根据本发明的一个实施例，透镜单元1、偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4的相关参数符合如下公式：

f₂＝f₁×N

N＝(h₁n₁+h₂n₂+h₃n₃+h₄n₄)/H

H＝h₁+h₂+h₃+h₄

其中，f₁为透镜单元1的焦距(如图1所示),即,f₁为透镜单元1在真空中的焦距,实际应用中如果透镜单元1的应用场所没有严格达到真空状态,则也可以认为f₁为指透镜单元1在空气中的焦距,本说明书中其它实施例中的f₁也是类似的；f₂为透镜单元1集成到LCD上，且透镜单元1与感光单元5之间具有偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4时透镜单元1的焦距；h₁和n₁分别为透明胶体I的厚度和折射系数；h₂和n₂分别为偏光片2的厚度和折射系数；h₃和n₃分别为透明胶体II的厚度和折射系数；h₄和n₄分别为玻璃片4的厚度和折射系数；H为透镜单元1和感光单元5之间的距离；N为感光单元1和透镜单元4之间的透明胶体I、偏光片2和透明胶体II的加权平均折射系数。在未示出的实施例中也可以包括透明胶体III，而其可以通过与其它透明胶体类似的方式表现在公式中。由于存在厚度和折射系数两种参数的组合选择，用户可以在厚度和折射系数两个维度中进行较为从容的选择。

如图6所示，为根据本发明的另一个实施例的摄像头组件的示意图，其与上述实施例的区别仅在于，多个透镜单元1集成在一个透光的基底部分F上，或者多个透镜单元1和基底部分F为一体制成的元件。即，在实际应用中，多个透光单元1可以预先胶粘在一个基底部分F上作为一个整体再胶合在偏光片2的无偏光功能区域3上其中，基底部分F可以为透明材质膜或玻璃。亦或，在一种材料上制作出多个突起作为透镜单元1，而将突起下方的部分作为基底部分F，然后将这个材料再胶合在偏光片2的无偏光功能区域3上。即，这两种方式均可以视为基底部分F通过透明胶体I与偏光片2相胶合，玻璃片4通过透明胶体II与偏光片2相胶合。

在图6所示的实施例中，透镜单元1、基底部分F、偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4的相关参数符合如下公式：

f₂＝f₁×N

N＝(h_Fn_F+h₁n₁+h₂n₂+h₃n₃+h₄n₄)/H

H＝h₁+h₂+h₃+h₄

其中，f₁为透镜单元1的焦距；f₂为透镜单元1集成到LCD上，且透镜单元1与感光单元5之间具有基底部分F、偏光片2、透明胶体I、透明胶体II、玻璃片4时透镜单元1的焦距,即,本实施例中的f₂与上文实施例中的f₂不同；h_F和n_F分别为基底部分F的厚度和折射系数；h₁和n₁分别为透明胶体I的厚度和折射系数；h₂和n₂分别为偏光片2的厚度和折射系数；h₃和n₃分别为透明胶体II的厚度和折射系数；h₄和n₄分别为玻璃片4的厚度和折射系数；H为透镜单元1和感光单元5之间的距离；N为感光单元1和透镜单元4之间的透明胶体I、偏光片2和透明胶体II的加权平均折射系数。

图7为图6所示实施例集成在LCD中的结构图，未示出各透明胶体。

根据本发明的一个实施例，多个感光单元5连接至摄像头组件的至少一个处理器，至少一个处理器用于对来自至少一个感光单元5的信号进行处理。

在本发明的一个未示出的实施例中，透镜单元1的数量多于多个感光单元5的数量，多于一个的透镜单元1的焦点落在一个感光单元5上。将多个透镜单元的焦点落在一个固定位置，可以通过调节它们中间的各种元件的不均匀的折射系数、相互距离、形状、位置或者其它参数来实现。即，在透镜单元和感光单元数量一致或不一致的情况下，对透镜单元与感光单元之间的各种介质的厚度和折射系数(在介质内部填充材料不均匀或外部形状不均匀的状态下，现有技术中存在可以利用所测量参数计算每个介质的等价厚度和折射系数的方法和工具，此处不再一一枚举)进行相应的限定，可以更好地便于用户确定如何选择各介质的尺寸和材料。

虽然在本发明中没有描述某些元件之间也存在胶合的胶体的情况,例如，玻璃片4与感光单元5之间的胶合,但本领域技术人员根据本申请的描述，可以选择与透明胶体I、II类似的胶体来实施玻璃片4与感光单元5之间的胶合,此处不再一一细说。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种摄像头组件，其特征在于，所述摄像头组件能够集成在LCD上，其中，所述LCD包括偏光片(2)和液晶盒，所述液晶盒包括位于所述偏光片(2)的第二侧的玻璃片(4)，所述玻璃片中设置有多个子像素，所述子像素中均有一部分不用于显示的区域，所述摄像头组件包括多个透镜单元(1)、多个感光单元(5)，所述多个感光单元(5)设置在所述玻璃片(4)的与面向所述偏光片(2)的一侧相对的另一侧的每个所述子像素中至少部分不用于显示的区域内，所述子像素中不用于显示的区域内设置有至少一个感光单元(5)，所述多个透镜单元(1)位于所述偏光片(2)的与所述第二侧相对的第一侧上，

其中，所述偏光片(2)的位于每一透镜单元(1)和对应的感光单元(5)之间的那部分区域为无偏光功能区域(3)，每一透镜单元(1)的焦点均落在对应的感光单元(5)上。

2.根据权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述多个透镜单元(1)的数量与多个感光单元(5)的数量相同，其中，每一个透镜单元(1)均对应一个感光单元(5)。

3.根据权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述透镜单元(1)的数量多于所述多个感光单元(5)的数量，多于一个的透镜单元(1)的焦点落在一个感光单元(5)上。

4.根据权利要求2所述的摄像头组件，其特征在于，所述多个透镜单元(1)通过透明胶体(I)与所述偏光片(2)相胶合，所述玻璃片(4)通过透明胶体(II)与所述偏光片(2)相胶合。

5.根据权利要求4所述的摄像头组件，其特征在于，每个感光单元(5)均用横竖排布的两条导线连接。

6.根据权利要求5所述的摄像头组件，其特征在于，所述透镜单元(1)、所述偏光片(2)、所述透明胶体(I)、所述透明胶体(II)、所述玻璃片(4)的相关参数符合如下公式：

f₂＝f₁×N

N＝(h₁n₁+h₂n₂+h₃n₃+h₄n₄)/H

H＝h₁+h₂+h₃+h₄

其中，f₁为所述透镜单元(1)的焦距；f₂为透镜单元(1)集成到所述LCD上，且所述透镜单元(1)与感光单元(5)之间具有所述偏光片(2)、透明胶体(I)、透明胶体(II)、玻璃片(4)时透镜单元(1)的焦距；h₁和n₁分别为所述透明胶体(I)的厚度和折射系数；h₂和n₂分别为所述偏光片(2)的厚度和折射系数；h₃和n₃分别为所述透明胶体(II)的厚度和折射系数；h₄和n₄分别为所述玻璃片(4)的厚度和折射系数；H为透镜单元(1)和感光单元(5)之间的距离；N为感光单元(1)和透镜单元(4)之间的所述透明胶体(I)、所述偏光片(2)和所述透明胶体(II)的加权平均折射系数。

7.根据权利要求2所述的摄像头组件，其特征在于，所述多个透镜单元(1)集成在一个透光的基底部分(F)上，或者所述多个透镜单元(1)和所述基底部分(F)为一体制成的元件。

8.根据权利要求7所述的摄像头组件，其特征在于，所述基底部分(F)通过透明胶体(I)与所述偏光片(2)相胶合，所述玻璃片(4)通过透明胶体(II)与所述偏光片(2)相胶合。

9.根据权利要求8所述的摄像头组件，其特征在于，所述透镜单元(1)、所述基底部分(F)、所述偏光片(2)、所述透明胶体(I)、所述透明胶体(II)、所述玻璃片(4)的相关参数符合如下公式：

f₂＝f₁×N

N＝(h_Fn_F+h₁n₁+h₂n₂+h₃n₃+h₄n₄)/H

H＝h₁+h₂+h₃+h₄

其中，f₁为所述透镜单元(1)的焦距；f₂为透镜单元(1)集成到所述LCD上，且所述透镜单元(1)与感光单元(5)之间具有所述基底部分(F)、偏光片(2)、透明胶体(I)、透明胶体(II)、玻璃片(4)时透镜单元(1)的焦距；h_F和n_F分别为所述基底部分(F)的厚度和折射系数；h₁和n₁分别为所述透明胶体(I)的厚度和折射系数；h₂和n₂分别为所述偏光片(2)的厚度和折射系数；h₃和n₃分别为所述透明胶体(II)的厚度和折射系数；h₄和n₄分别为所述玻璃片(4)的厚度和折射系数；H为透镜单元(1)和感光单元(5)之间的距离；N为感光单元(1)和透镜单元(4)之间的所述透明胶体(I)、所述偏光片(2)和所述透明胶体(II)的加权平均折射系数。

10.根据权利要求1-9之一所述的摄像头组件，其特征在于，所述多个感光单元(5)连接至所述摄像头组件的至少一个处理器，所述至少一个处理器用于对来自至少一个感光单元(5)的信号进行处理。