CN105611128A - 一种全景摄像机 - Google Patents

一种全景摄像机 Download PDF

Info

Publication number
CN105611128A
CN105611128A CN201510999433.7A CN201510999433A CN105611128A CN 105611128 A CN105611128 A CN 105611128A CN 201510999433 A CN201510999433 A CN 201510999433A CN 105611128 A CN105611128 A CN 105611128A
Authority
CN
China
Prior art keywords
signal
panoramic camera
image sensor
chip
cmos image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510999433.7A
Other languages
English (en)
Inventor
李琛
赵宇航
温建新
刘浩
任铮
蒋宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai IC R&D Center Co Ltd
Chengdu Image Design Technology Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd
Chengdu Image Design Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd, Chengdu Image Design Technology Co Ltd filed Critical Shanghai Integrated Circuit Research and Development Center Co Ltd
Priority to CN201510999433.7A priority Critical patent/CN105611128A/zh
Publication of CN105611128A publication Critical patent/CN105611128A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/10—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from different wavelengths
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/698—Control of cameras or camera modules for achieving an enlarged field of view, e.g. panoramic image capture

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全景摄像机，包括：一个360度球面镜头；六个曲面CMOS图像传感器芯片，以向内凹的方式封装于所述360度球面镜头的内部以共同由所述360度球面镜头进行光学进光，且两两以上下、左右、前后对称设置；信号处理模块，将所述六个曲面CMOS图像传感器芯片的信号汇总为一路图像信号；以及图像信号引出接口，将汇总的所述一路图像信号输出。本发明能够有效减小全景摄像机的体积。

Description

一种全景摄像机
技术领域
本发明涉及图像传感器领域，特别涉及一种全景摄像机。
背景技术
由于全景摄像机可以取代多台普通的监控摄像机，无盲点地监测覆盖所处场景，其被应用于各个领域，其中包括监狱、政府机关、银行、社会安全、公共场所、文化场所等。通常来说，全景摄像机设有一个鱼眼镜头，或者一个反射镜面(如抛物线，双曲线镜面等)，或者由多个朝向不同方向的普通镜头拼接而成，从而拥有360度全景视场(FieldofView，FOV)，实现无缝监控。全景多相机视觉系统是全景摄像机的一种，其内部封装多个不同朝向的传感器，通过对分画面进行图像拼接操作得到全景效果。主流全景多相机视觉系统的产品结构是把若干两百万像素的图像传感器，以及视场角独立短焦镜头封装在统一的外壳中，数字处理与压缩等核心技术模块被集成在前端固件上将若干单独的画面按用户需求集成为180°或者360°的高清全景画面，再由网络或高速总线传输到后端管理平台。
然而目前的全景摄像机的主要问题是：为了实现360度全景拍摄，需要至少6个摄像头模组组合而成，而每个摄像头模组均包括CMOS图像传感器芯片、镜头和处理模块，这使得全景摄像机体积较为庞大。因此如何减小全景摄像机的体积成为业界亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种小体积的全景摄像机。
为达成上述目的，本发明提供一种全景摄像机，包括：一个360度球面镜头；六个曲面CMOS图像传感器芯片，以向内凹的方式封装于所述360度球面镜头的内部以共同由所述360度球面镜头进行光学进光，且两两以上下、左右、前后对称设置；信号处理模块，将所述六个曲面CMOS图像传感器芯片的信号汇总为一路图像信号；以及图像信号引出接口，将汇总的所述一路图像信号输出。
优选的，每一所述曲面CMOS图像传感器芯片包括堆叠的上部芯片和下部芯片，所述上部芯片和下部芯片具有相同的曲率半径；所述上部芯片具有像素阵列，用于将光信号转换为电信号；所述下部芯片具有读出电路和输出接口电路，用于将所述电信号转换为数字信号并输出。
优选的，所述上部芯片的周围设有上部电连接，所述上部芯片的边缘设有上部电连接衬垫，所述下部芯片的边缘设有下部电连接衬垫，所述上部电连接衬垫和下部电连接衬垫通过第一绑定线相连。
优选的，每一所述曲面CMOS图像传感器芯片通过一封装管壳封装于所述360度球面镜头的下方，所述封装管壳包括曲面壳体、位于所述曲面壳体内表面两侧的接触垫、以及位于所述曲面壳体外表面的焊点；所述曲面壳体的内表面与所述下部芯片相贴合；所述接触垫与所述下部电连接衬垫通过第二绑定线相连。
优选的，所述曲面壳体外表面的焊点采用球状金球焊点，所述金球焊点与外部系统连接。
优选的，所述封装管壳为陶瓷CBGA封装管壳。
优选的，所述信号处理模块为多路并行输入的FPGA模块。
优选的，所述信号处理模块设于所述六个曲面CMOS图像传感器芯片所包围的空间内部。
优选的，所述图像信号引出接口位于所述360度球面镜头上未封装所述曲面CMOS图像传感器芯片的区域。
优选的，还包括图像处理模块，用于根据图像信号引出接口输出的信号进行360度全景图像的拼接、图像色彩校正与处理，所述图像处理模块设于所述360度球面镜头的外部。
本发明的优点在于将六个曲面CMOS图像传感器芯片集成在一个球面镜头内，且通过一个信号处理模块将六路数字信号汇总为一路，减小了全景摄像机所需的镜头数量，相较于现有技术，全景摄像机的体积更小。
附图说明
图1所示为本发明一实施例的全景摄像机的结构示意图；
图2所示为本发明一实施例的全景摄像机的立体示意图；
图3所示为本发明一实施例的全景摄像机的方块图图；
图4所示为本发明一实施例的全景摄像机的一个CMOS图像传感器芯片的剖视图；
图5所示为本发明一实施例的全景摄像机具有特定尺寸的CMOS图像传感器芯片的剖视图。
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
本发明的全景摄像机包括一个360度球面镜头、六个曲面CMOS图像传感器芯片和信号处理模块。请参阅图1～3，六个曲面CMOS图像传感器芯片(曲面CIS1～曲面CIS6)以向内凹的方式封装于360度球面镜头的内部以共同由360度球面镜头进行光学进光，这六个曲面CIS两两以上下、左右、前后对称设置(图1中前后设置的曲面CIS未示)，从而能够实现360度全景拍摄。信号处理模块将六个曲面CIS输出的六路信号汇总为一路图像信号，之后该路汇总的图像信号通过图像信号引出接口输出。在本实施例中，信号处理模块为多路并行输入的FPGA模块，其设于六个曲面CIS所包围的空间的内部，上、下、左、右、前、后等六个CIS芯片输出的数字信号汇总至多路并行输入的FPGA模块，该多路并行输入的FPGA模块将六路信号汇合成一路信号，汇总后的信号频率是每个独立CIS芯片输出数字信号的频率的六倍。而图像信号引出接口则位于360度球面镜头上未封装曲面CMOS图像传感器芯片的区域。通过上述设计，六个曲面CMOS图像传感器芯片共用同一镜头，相较于现有技术的采用六个镜头的全景摄像机而言体积显著减小。
进一步地，在本发明一优选实施例中，全景摄像机还包括图像处理模块(如DSP模块)，其用于根据图像信号引出接口所输出的信号进行360度全景图像的拼接、图像色彩校正与处理等。由于全景图像处理模块要处理的数据量巨大，功耗也较高，因此不适于集成在摄像机内部。由此，较佳的图像处理模块为片外图像处理模块，其设于360度球面镜头的外部。
如前所述，360度球面镜头下的每个CMOS图像传感器芯片均为曲面CIS芯片，考虑到传感器曲面加工的可实现性，每个曲面单CIS芯片都采用堆叠技术形成。如图4所示，每个CIS芯片100包括垂直堆叠的上下两部分芯片110和120，其中上部芯片110包括超低感光度的传感器面阵，下部芯片包括高精度低功耗读出电路与输出接口电路，上下两部分芯片分别为曲面形状(图4中示例性地以直线表示)，并通过绑定线相连接。具体来说，上部芯片110具有用于将光信号转换为电信号的像素阵列，其中像素阵列包括多个感光二极管111、形成于感光二极管111上方的光通路，位于光通路上方的彩色滤镜层和微透镜层，此外上部芯片还包括MOS晶体管区112、位于MOS晶体管区上方用于将光电转换的电信号输出的金属层M1-M3和位于金属层M3顶部的上部电连接衬垫(PAD)113。本实施例中，上部电连接衬垫113位于上部芯片110的边缘四周，上部芯片110的中间为像素阵列。上部芯片的像素阵列可采用前照FSI工艺实现，并制作完成彩色滤镜层和微透镜层。
下部芯片为实现高精度低功耗的信号读出与串行输出功能，所有读出电路(数模转换器、模数转换器、放大器、行列控制器、数字算法、高速数据接口、带隙基准等)都包含在下部芯片中。具体的，下部芯片120中形成MOS晶体管区121、多层金属层M1’-M3’，其中MOS晶体管121、第一金属互连层M1’、第二金属互连层M2’、顶层金属互连层M3’间通过互连线互连。下部电连接衬垫(PAD)122位于金属互连层M3’的顶部，同时也位于下部芯片的边缘区域。上部电连接衬垫113和下部电连接衬垫122通过第一绑定线141连接，从而将上部芯片的像素阵列和下部芯片的读出电路相连接。通过采用堆叠式曲面CIS芯片，将高精度低功耗读出电路与高速输出接口电路有效转移至堆叠式CIS芯片的下部，从而有效减小了非像素阵列区的面积。如图5所示的特定尺寸的堆叠式曲面CIS芯片，可以实现单芯片感光填充率超过85％，在实现传感器芯片超低噪声与超低功耗的同时，大幅提高了像素阵列的填充系数，将超低光照CIS与串行低噪声数据读出统一在一起。
此外，请继续参考图4，每一个曲面CIS芯片通过一个封装管壳130封装于360度球面镜头的下方。封装管壳130包括曲面壳体、位于曲面壳体内表面两侧的接触垫131、以及位于曲面壳体外表面的焊点132。曲面壳体的内表面与下部芯片120相贴合，由于上部芯片与下部芯片所制作成3D堆叠式CIS芯片的厚度非常薄(约为40um)，其具有柔性特性，由此曲面壳体的内表面(即与下部芯片贴合的一侧)可将上述柔性堆叠式芯片封装在曲面壳体上，使得堆叠芯片弯曲成与曲面壳体内表面相同曲率半径的弧度。接触垫131与下部电连接衬垫122通过第二绑定线142相连。本实施例中，封装管壳底部的焊点132采用球状金球焊点，金球焊点与外部系统连接，金球焊点的高度不超过180～300μm，封装管壳130为陶瓷CBGA封装管壳。
综上所述，本发明将六个曲面CMOS图像传感器芯片集成在一个球面镜头内，且通过一个信号处理模块将六路数字信号汇总为一路，减小了全景摄像机所需的镜头数量，相较于现有技术，全景摄像机的体积更小。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述诸多实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (10)

1.一种全景摄像机，其特征在于，包括：
一个360度球面镜头；
六个曲面CMOS图像传感器芯片，以向内凹的方式封装于所述360度球面镜头的内部以共同由所述360度球面镜头进行光学进光，且两两以上下、左右、前后对称设置；
信号处理模块，将所述六个曲面CMOS图像传感器芯片的信号汇总为一路图像信号；以及
图像信号引出接口，将汇总的所述一路图像信号输出。
2.根据权利要求1所述的全景摄像机，其特征在于，每一所述曲面CMOS图像传感器芯片包括堆叠的上部芯片和下部芯片，所述上部芯片和下部芯片具有相同的曲率半径；所述上部芯片具有像素阵列，用于将光信号转换为电信号；所述下部芯片具有读出电路和输出接口电路，用于将所述电信号转换为数字信号并输出。
3.根据权利要求2所述的全景摄像机，其特征在于，所述上部芯片的边缘设有上部电连接衬垫，所述下部芯片的边缘设有下部电连接衬垫，所述上部电连接衬垫和下部电连接衬垫通过第一绑定线相连。
4.根据权利要求3所述的全景摄像机，其特征在于，每一所述曲面CMOS图像传感器芯片通过一封装管壳封装于所述360度球面镜头的下方，所述封装管壳包括曲面壳体、位于所述曲面壳体内表面两侧的接触垫、以及位于所述曲面壳体外表面的焊点；所述曲面壳体的内表面与所述下部芯片相贴合；所述接触垫与所述下部电连接衬垫通过第二绑定线相连。
5.根据权利要求4所述的全景摄像机，其特征在于，所述曲面壳体外表面的焊点采用球状金球焊点，所述金球焊点与外部系统连接。
6.根据权利要求4所述的全景摄像机，其特征在于，所述封装管壳为陶瓷CBGA封装管壳。
7.根据权利要求1所述的全景摄像机，其特征在于，所述信号处理模块为多路并行输入的FPGA模块。
8.根据权利要求1所述的全景摄像机，其特征在于，所述信号处理模块设于所述六个曲面CMOS图像传感器芯片所包围的空间内部。
9.根据权利要求1所述的全景摄像机，其特征在于，所述图像信号引出接口位于所述360度球面镜头上未封装所述曲面CMOS图像传感器芯片的区域。
10.根据权利要求1所述的全景摄像机，其特征在于，还包括图像处理模块，用于根据图像信号引出接口输出的信号进行360度全景图像的拼接、图像色彩校正与处理，所述图像处理模块设于所述360度球面镜头的外部。
CN201510999433.7A 2015-12-28 2015-12-28 一种全景摄像机 Pending CN105611128A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510999433.7A CN105611128A (zh) 2015-12-28 2015-12-28 一种全景摄像机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510999433.7A CN105611128A (zh) 2015-12-28 2015-12-28 一种全景摄像机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105611128A true CN105611128A (zh) 2016-05-25

Family

ID=55990644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510999433.7A Pending CN105611128A (zh) 2015-12-28 2015-12-28 一种全景摄像机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105611128A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107995396A (zh) * 2017-12-14 2018-05-04 信利光电股份有限公司 一种双摄像头模组以及终端
CN109328460A (zh) * 2016-07-01 2019-02-12 脸谱公司 立体图像捕获
CN109565534A (zh) * 2016-07-29 2019-04-02 诺基亚美国公司 单光圈多传感器无透镜压缩图像获取
CN109644232A (zh) * 2016-07-29 2019-04-16 诺基亚美国公司 分块式无透镜压缩图像获取
CN110958444A (zh) * 2019-12-23 2020-04-03 中科院微电子研究所昆山分所 一种720度视场环境态势感知方法及态势感知系统
CN111526273A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 维沃移动通信有限公司 摄像头模组、电子设备、拍摄控制方法和控制装置
DE102023101189A1 (de) 2023-01-18 2024-07-18 Cariad Se Bildsensormatrixeinheit, Bildsensoreinrichtung, Verfahren zum Erstellen eines Gesamtbildes einer Umgebung, Bildsensorvorrichtung, Kraftfahrzeug, Computerprogramm und computerlesbares Speichermedium

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101196561A (zh) * 2007-12-26 2008-06-11 北京理工大学 一种无线测距全向图像组合定位系统
TW201012202A (en) * 2008-08-22 2010-03-16 Promos Technologies Inc Solid-state panoramic image capture apparatus
CN102479794A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 索尼公司 固体摄像装置及其制造方法和电子装置
CN103293845A (zh) * 2013-06-26 2013-09-11 浙江大学 一种全景成像装置及方法
US20130278818A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Gary Edwin Sutton Curved sensor system
CN103888751A (zh) * 2014-03-12 2014-06-25 天津理工大学 一种基于dsp的嵌入式全景立体球视觉图像采集系统
CN103974040A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 哈尔滨水星电子科技有限公司 一种接口共享的全景数字图像传感器及构建方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101196561A (zh) * 2007-12-26 2008-06-11 北京理工大学 一种无线测距全向图像组合定位系统
TW201012202A (en) * 2008-08-22 2010-03-16 Promos Technologies Inc Solid-state panoramic image capture apparatus
CN102479794A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 索尼公司 固体摄像装置及其制造方法和电子装置
US20130278818A1 (en) * 2012-04-19 2013-10-24 Gary Edwin Sutton Curved sensor system
CN103293845A (zh) * 2013-06-26 2013-09-11 浙江大学 一种全景成像装置及方法
CN103888751A (zh) * 2014-03-12 2014-06-25 天津理工大学 一种基于dsp的嵌入式全景立体球视觉图像采集系统
CN103974040A (zh) * 2014-05-09 2014-08-06 哈尔滨水星电子科技有限公司 一种接口共享的全景数字图像传感器及构建方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109328460A (zh) * 2016-07-01 2019-02-12 脸谱公司 立体图像捕获
CN109565534A (zh) * 2016-07-29 2019-04-02 诺基亚美国公司 单光圈多传感器无透镜压缩图像获取
CN109644232A (zh) * 2016-07-29 2019-04-16 诺基亚美国公司 分块式无透镜压缩图像获取
CN107995396A (zh) * 2017-12-14 2018-05-04 信利光电股份有限公司 一种双摄像头模组以及终端
CN107995396B (zh) * 2017-12-14 2020-08-14 信利光电股份有限公司 一种双摄像头模组以及终端
CN110958444A (zh) * 2019-12-23 2020-04-03 中科院微电子研究所昆山分所 一种720度视场环境态势感知方法及态势感知系统
CN111526273A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 维沃移动通信有限公司 摄像头模组、电子设备、拍摄控制方法和控制装置
CN111526273B (zh) * 2020-04-29 2022-06-10 维沃移动通信有限公司 摄像头模组、电子设备、拍摄控制方法和控制装置
DE102023101189A1 (de) 2023-01-18 2024-07-18 Cariad Se Bildsensormatrixeinheit, Bildsensoreinrichtung, Verfahren zum Erstellen eines Gesamtbildes einer Umgebung, Bildsensorvorrichtung, Kraftfahrzeug, Computerprogramm und computerlesbares Speichermedium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105611128A (zh) 一种全景摄像机
TWI534465B (zh) 成像透鏡及固態成像裝置
US9118850B2 (en) Camera system with multiple pixel arrays on a chip
CN104270555B (zh) 一种曲面cmos图像传感器摄像模组
WO2017126376A1 (ja) イメージセンサ、製造方法、及び、電子機器
TWI534466B (zh) 成像透鏡及固態成像裝置
CN102707547B (zh) 一种防尘摄像模组的制备方法及装置
JP5947217B2 (ja) 色分離フィルタアレイ、固体撮像素子、撮像装置、および表示装置
US10999551B2 (en) Solid-state image capture device including stacked pixel substrate and circuit substrate and image capture device
CN105097862A (zh) 影像传感器封装结构及其封装方法
JPH05110960A (ja) 固体撮像装置
CN106303179A (zh) 一种用于移动终端的全景镜头
US20210314468A1 (en) Small Camera with Molding Compound
CN104091814A (zh) 一种cmos图像传感器的像素阵列
US20190244998A1 (en) Imaging devices, camera modules, and fabrication methods thereof
CN104092963A (zh) 一种可重构的cmos图像传感器芯片
CN204905258U (zh) 影像传感器封装结构
CN107360347A (zh) 影像模组结构
CN208316840U (zh) 摄像模组及其影像传感器以及移动终端
US20210280623A1 (en) Phase detection pixels with stacked microlenses
CN107094225A (zh) 图像感测模组、摄像模组与移动电子终端
US20110227181A1 (en) Photoelectric conversion film-stacked solid-state imaging device without microlenses, its manufacturing method, and imaging apparatus
CN207053619U (zh) 图像感测模组、摄像模组与移动电子终端
US6873361B1 (en) Image sensor having a plurality of chips
US12063426B2 (en) Imaging unit and imaging device

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160525