CN106289158A - 距离检测装置以及包括该距离检测装置的相机模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种距离检测装置以及包括该距离检测装置的相机模块，所述距离检测装置包括：图像传感器，包括均具有像素的第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列；同步单元，使第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列的操作同步。在示例中，距离检测装置和相机模块在没有制造工艺误差的情况下使两个相机的光轴精确地对准，并且在减少处理要求的同时精确地计算距离信息。

Description

距离检测装置以及包括该距离检测装置的相机模块

本申请要求于2015年6月24日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0089938号韩国专利申请的优先权和权益，所述申请的全部公开内容出于所有目的通过引用被包含于此。

技术领域

以下描述涉及一种距离检测装置。以下描述还涉及一种包括这样的距离检测装置的相机模块。

背景技术

近来，诸如移动电话或平板PC的移动电子计算装置的市场发展迅速。可用显示器的像素的数量的增多以及尺寸的增大会是刺激市场快速发展的一个技术方面。也就是说，移动电话的显示器的像素的数量趋向于从QVGA(320x240)增大到VGA(640x480)、WVGA(800x480)、HD(1280x720)，以及增大到全HD(1920x1080)，乃至增大到更大的分辨率。例如，像素的数量发展为包括WQHD(2560x1440)和UHD(3840x2160)分辨率，将来甚至可实现更大的分辨率。移动电话的显示器在尺寸方面也从对角线尺寸为3"增大到4"、5"、6"或更大的尺寸。随着显示器尺寸的增大，移动装置的等级从智能电话(通常非常便携，并且能够被用户单手握持)变为平板手机(大至平板电脑的尺寸的智能电话的装置)、再变为实际的平板电脑(比智能电话大，并由于在可携带性和形状因素方面的差异使得其被用于稍微不同的目的)。

随着智能电话的显示器的像素的数量增多，已研发了附着到这样的智能电话的前表面或后表面的图像拾取相机模块的应用技术。近来，高像素分辨率自动聚焦相机通常安装在智能电话中。此外，这样的智能电话中增加了对于光学防抖(OIS)相机的使用。此外，近来，除了简单的成像功能之外，数码单反(digital single lens reflex，DSLR)相机的提供使图像质量得到改善的光学和数字处理的功能已逐渐地应用于智能电话。这样的相机中所使用的典型的技术是能够以高速执行自动聚焦的相位检测自动聚焦(PDAF，phasedetection autofocusing)技术。

高速自动聚焦技术分为被动型和主动型。被动型方案通过对捕获的图像进行分析来识别透镜的焦点运动位置。主动型方案通过使用红外光源直接感测与对象的距离来识别透镜的焦点运动位置。此外，智能电话相机已开始采用如下方案：通过对使用两个相机在特定位置捕获的图像进行三角测量来直接感测与对象的距离。

当通过两个相机单独地检测两个相机与对象之间的距离时，捕获的图像的景深被调节成用户期望值。也就是说，除了通过调节模拟相机的光圈或孔径或膜片来简单地调节景深的方案之外，现在也可利用使用如上所述的这样的信息的数字图像处理方案来实现数字光圈功能。

然而，在用于检测距离的立体相机方案中，为了实现这样的效果，要求两个相机之间的间距和与参考相机相关的相应相机的光轴精确地对准。如果两个相机之间的间距与设置值不同(例如，在两个相机的光轴未对准的示例中)，则计算的距离信息会不准确。

发明内容

提供该发明内容以简化形式来介绍选择的发明构思，以下在具体实施方式中进一步描述该发明构思。本发明内容无意于限定所要求保护的主题的主要特征和必要特征，也无意被用于帮助确定所要求保护的主题的范围。

示例可提供一种距离检测装置，所述距离检测装置用于在无制造工艺误差的情况下使两个相机的光轴精确地对准，并且还可精确地计算距离信息。示例还可提供一种包括距离检测装置的相机模块。

在一个总的方面中，一种距离检测装置包括：图像传感器，包括基板以及在基板上彼此分开且沿着光轴对准的第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列，第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列中的每个包括以矩阵形式设置的像素；数字模块，被构造为利用从图像传感器输出的信号来计算与距对象的距离相关的信息。

所述基板可以为硅基板。

所述距离检测装置还可包括被构造为将从图像传感器输出的信号转换为数字信号的模拟模块。

所述模拟模块可包括：采样电路，被构造为对从第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列输出的信号进行采样；放大电路，被构造为对由采样电路采样的采样输出信号进行放大，以产生放大的采样信号；数字转换电路，被构造为将放大的采样信号转换为数字信号。

所述模拟模块还可包括如下中的至少一个：锁相环(PLL)电路，被构造为基于接收的外部时钟信号产生内部时钟信号；定时产生器(T/G)电路，被构造为控制定时信号；只读存储器(ROM)，包括用于驱动传感器的固件。

所述数字模块可使从第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列输出的信号同步。

设置在第一图像传感器像素阵列的像素和第二图像传感器像素阵列的像素中的一对相互对应的像素中的光电二极管的输出可在同一时间点被读取。

所述数字模块可使第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列的操作同步。

所述数字模块可使第一图像传感器像素阵列的像素和第二图像传感器像素阵列的像素中的一对相互对应的像素的操作同步。

所述数字模块可将设置在所述一对相互对应的像素中的光电二极管的曝光时间点控制为相等且将曝光持续时间控制为相等。

第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列的每个可以为单色像素阵列或RGB色像素阵列。

在另一总的方面中，一种相机模块包括：子相机模块，包括被设置为彼此分开的两个透镜，并且被构造为计算与距对象的距离相关的信息；主相机模块，包括透镜，并且被构造为捕获对象的图像；印刷电路板(PCB)，子相机模块和主相机模块安装在印刷电路板上。

所述PCB可包括分开的第一PCB和第二PCB，子相机模块可安装在第一PCB上，主相机模块可安装在第二PCB上。

所述子相机模块和主相机模块可安装在集成的PCB上。

所述主相机模块的像素的数量可比子相机模块的像素的数量多。

所述子相机模块的两个透镜的视场角和焦距可相等。

所述子相机模块的两个透镜的视场角可大于主相机模块的透镜的视场角。

其他特征和方面将通过以下的具体实施方式、附图以及权利要求而明显。

附图说明

图1是根据示例的距离检测装置的框图。

图2是示出根据示例的距离检测装置的芯片结构的示图。

图3A和图3B是示出单色图像信号的示例的示图。

图4A和图4B是示出YUV格式的图像信号的示例的示图。

图5是示出根据示例的距离信息图的示图。

图6A和图6B是示出根据示例的相机模块的构造的示图。

图7A和图7B是示出根据另一示例的相机模块的构造的示图。

在整个附图和具体实施方式中，相同的标号指示相同的元件。附图可不按照比例绘制，为了清楚、说明以及便利，可夸大附图中元件的相对尺寸、比例和描绘。

具体实施方式

提供以下具体实施方式，以帮助读者获得对在此描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在此所描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改及其等同物对于本领域普通技术人员将是明显的。在此描述的操作顺序仅仅是示例，且并不局限于在此所阐述的，而是除了必须以特定顺序发生的操作外，可做出对于本领域的普通技术人员而言将是明显的改变。此外，为了更加清楚和简洁，可省去对于本领域的普通技术人员而言公知的功能和结构的描述。

在此描述的特征可按照不同的形式实施，并且将不被解释为限制于在此描述的示例。更确切地说，已经提供在此描述的示例，使得本公开将是彻底的和完整的，并且将把本公开的全部范围传达给本领域的普通技术人员。

在下文中，将参照附图描述描述本发明构思的实施例。

在整个说明书中，将理解的是，当诸如层、区域或晶片(基板)的元件被称为“位于”另一元件“上”、“连接到”或者“结合到”另一元件时，所述元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“连接到”或者直接“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的其他元件。相比之下，当元件被称为“直接位于”另一元件“上”、“直接连接到”或者“直接结合到”另一元件时，不存在介于它们之间的元件或层。相同的标号始终指示相同的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关联的所列项目中的任何以及全部组合。

将明显的是，虽然可在此使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种构件、组件、区域、层和/或部分，但是这些构件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，下面描述的第一构件、组件、区域、层或部分可称作第二构件、组件、区域、层或部分。

为了描述的方便，可在此使用与空间相关的术语(例如，“在…之上”、“上方”、“在…之下”和“下方”等)，以描述如图中示出的一个元件与另一元件的关系(例如，相对位置和结构)。将理解的是，除了图中示出的方位之外，与空间相关的术语意于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置翻转，则被描述为“在”其他元件“之上”或“上方”的元件将被定位为“在”所述其他元件“之下”或“下方”。因此，术语“在…之上”可根据附图的特定方向而包含“在…之上”和“在…之下”的两种方位。在其他示例中，装置可被另外定位(旋转90度或处于其它方位)，并可对在此使用的与空间相关的描述做出相应解释。

在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并且无意限制本发明构思。如在此使用的，除非上下文中另外清楚地指明，否则单数形式也意于包括复数形式。还将理解的是，在本说明书中使用的术语“包括”和/或“包含”列举存在所述的特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或其组合，而不排除存在或增加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、构件、元件和/或其组合。

在下文中，将参照示出本发明构思的实施例的示意图描述本发明构思的实施例。在附图中，例如，由于制造技术和/或公差，所示出的形状的修改是可预计的。因此，示例不应被理解为受限于在此示出的区域的特定形状，例如，并不受限于包括由于制造导致的形状的改变。以下的示例也可由清楚论述的特征和示例中的一个或其组合而构成。

下面描述的本示例的内容可能具有多种构造，并且虽然在此仅提出所需的构造，但不限于此。

图1是根据示例的距离检测装置的框图。

根据图1的示例的距离检测装置10包括图像传感器100和数字模块300，并且还可选择性地包括模拟模块200。

例如，图像传感器100包括图像传感器像素阵列110和120中的至少一个。更详细地讲，在示例中，图像传感器100包括第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120。

在这样的示例中，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120由黑白形式的单色像素阵列和红绿蓝形式的RGB色像素阵列中的一个形成。例如，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120形成在基板上，透镜位于基板的上表面上。

在第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120为单色像素阵列的示例中，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120中的每个输出单色图像信号。可选地，在第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120为RGB色像素阵列的示例中，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120均输出Bayer格式的图像信号。然而，这些仅为示例，其他格式的图像信号应用在适于采用的示例中。

图2是示出根据示例的距离检测装置的芯片结构的示图。

根据示例的图像传感器100包括第一图像传感器像素阵列110、第二图像传感器像素阵列120以及第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120形成在其上的基板130。

例如，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120均包括以矩阵形式设置的M行N列的多个像素，其中，M是等于或大于2的自然数，N是等于或大于2的自然数。例如，MxN矩阵形式的多个像素中的每个具有光电二极管。

第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120被布置为在基板130上通过基线B彼此分开。在图2的示例中，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120中的相互对应的像素被布置为通过基线B彼此分开。例如，第一图像传感器像素阵列110中的第四行第四列中的像素和第二图像传感器像素阵列中的第四行第四列中的像素通过基板B彼此分开。

图1的示例中的模拟模块200和数字模块300布置在第一图像传感器像素阵列110与第二图像传感器像素阵列120之间，并且位于第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120的外部区域上，从而不与基板130上的第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120重叠。

在示例中，其上布置有第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120的基板130为硅基板。

根据示例，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120通过半导体工艺技术在单个硅基板130上使用同一掩膜制成。因此，针对第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120中的相互对应的像素之间的距离利用统一基线来制造第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120。结果，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120被制造为在水平/竖直方向上或者X轴和Y轴方向相对于Z轴的移动对准和旋转对准对于目标设计值而言不存在制造工艺误差。按照这种方式形成像素阵列的结果在于：图像和像素阵列按照已知的方式彼此相应的产生。

此外，由于根据示例的距离检测装置10的图像传感器100的第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120通过半导体工艺技术在单个硅基板130上使用同一掩膜制成，因此减小了制造工艺误差。因此，与印刷电路板(PCB)的相关制造方法相比，能够计算精确的距离信息。此外，当在三角测量期间将来自于像素阵列的图像进行对比时，省略了对从图像传感器100输出的信号进行校正的过程，由于省略了步骤，因此有效地减小了模拟模块200或数字模块300的计算负载。

例如，模拟模块200包括采样单元210、放大单元220和数字转换单元230。

采样单元210对从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的信号进行采样。也就是说，采样单元210对从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的光电二极管输出电压进行采样。例如，采样单元210具有相关双采样(CDS)电路，用于对从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的光电二极管输出电压进行采样。

放大单元220对由采样单元210采样的光电二极管输出电压进行放大。为了实现该目的，放大单元220包括放大器电路，用于对由采样单元210采样的光电二极管输出电压进行放大。

数字转换单元230包括模数转换器(ADC)，用于将由放大单元220放大的光电二极管输出电压转换为数字信号。

此外，模拟模块200可选择性地具有锁相环(PLL)电路，用于在接收外部时钟信号时产生内部时钟信号。模拟模块200的另一可选组件是定时产生器(T/G)电路，用于控制诸如像素的光电二极管的曝光时间定时、重置定时、行读取定时(line read timing)或帧输出定时的各种定时信号。模拟模块200还可选择性地包括具有驱动传感器所需的固件的只读存储器(ROM)。

例如，数字模块300包括同步单元310、图像处理单元320、缓冲器330和距离计算单元340。

同步单元310控制第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120，以计算具有高精确度的距离信息。同步单元310使第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120的操作同步，并且使从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的信号同步。

因此，同步单元310将设置在第一图像传感器像素阵列110的多个像素和第二图像传感器像素阵列120的多个像素中的一对相互对应的像素中的发光二极管的曝光时间点控制为相等且将持续时间控制为相等。同步单元310还在同一时间点读取来自于一对相互对应的像素的输出。这里，一对相互对应的像素指的是矩阵形式中的多个像素中的设置在每个矩阵中的同一阵列位置中的一对像素。

例如，同步单元310将第一图像传感器像素阵列110的第四行第四列中的像素的光电二极管以及第二图像传感器像素阵列120的第四行第四列中的光电二极管的曝光时间点控制为相等且将持续时间控制为相等，并且在同一时间点读取来自于第一图像传感器像素阵列110的第四行第四列中的像素的光电二极管的输出以及第二图像传感器像素阵列120的第四行第四列中的光电二极管的输出。因此，由于这些相应的像素之间的位置差已知，因此由这些像素产生的数据具有存在无需校正的已有的关系。

在使用两个像素阵列(例如，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120)来计算运动对象的距离信息的示例中，精确度会差。然而，根据示例的同步单元310的存在使得计算的距离信息具有提高的精确度。

图像处理单元320对从同步单元310读取的像素图像进行处理。

在图像传感器100的第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120为白黑形式的单色像素阵列的示例中，图像处理单元320减小单色图像信号的噪声。例如，用于过滤单色图像信号的各种方法适用于减小噪声。在该示例中，图像处理单元320包括单个单色图像处理器，用于减小从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的单色图像信号的噪声。

此外，在示例中，图像处理单元320包括两个单色信号处理器，用于分别减小从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的单色图像信号的噪声。

图3A和图3B是示出单色图像信号的示例的示图。图3A和图3B中的单色图像信号是从同步单元310输出的信号或者是从图像处理单元320输出的信号。

更具体地讲，图3A是由从第一图像传感器像素阵列110输出的信号产生的单色图像信号，图3B是由从第二图像传感器像素阵列120输出的信号产生的单色图像信号。参照图3A和图3B的示例，可观察到：当捕获图像时，产生与第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120的M行N列中的像素相对应的矩阵形式的图像信号。

返回参照图2的示例，在图像传感器100的第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120为RGB色像素阵列的示例中，图像处理单元320将从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的Bayer格式的图像信号插入到RGB格式的图像信号中，并且将RGB格式的图像信号插入到YUV格式的图像信号中。

这里，在这样的示例中，图像处理单元320包括单个Bayer信号处理器和单个YUV处理器，用于将从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的Bayer格式信号转换为RGB格式信号，并且将RGB格式信号转换为YUV格式信号。

此外，在另一示例中，图像处理单元320包括两个Bayer信号处理器和两个YUV处理器，用于分别将从第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120输出的Bayer格式信号转换为RGB格式信号，并且分别将RGB格式信号转换为YUV格式信号。

图4A和图4B是示出YUV格式的图像信号的示例的示图。图4中的YUV格式的图像信号是从图像处理单元320输出的信号。更具体地讲，在示例中，图4A是由从第一图像传感器像素阵列110输出的信号产生的YUV格式的图像信号，图4B是由从第二图像传感器像素阵列120输出的信号产生的YUV格式的图像信号。参照图4A和图4B，可观察到：产生了与第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120的M行N列相对应的矩阵形式的图像信号。

在图1的示例中，缓冲器330接收从图像处理单元320传输的单色信号或YUV格式的图像信号，并且将接收的单色信号或YUV格式图像信号发送到距离计算单元340。

例如，距离计算单元340利用从缓冲器330发送的YUV格式图像信号或单色的亮度来计算距离信息图。在使用M行N列的图像传感器像素阵列的示例中，距离计算单元340计算M行N列的分辨率达到最大值的情况下的距离信息图。

图5是示出根据示例的距离信息图的示图。参照图5的示例，距离计算单元340通过利用图3A和图3B的示例中示出的单色图像信号的亮度信息来计算M行N列的距离信息图，或者可通过使用图4A和图4B的示例中示出的YUV格式图像信号的亮度信息来计算M行N列的距离信息图。

图6A和图6B是示出根据示例的相机模块的构造的示图。

参照图6A和图6B的示例，根据示例的相机模块包括子相机模块15、主相机模块25以及子相机模块15和主相机模块25设置在其上的印刷电路板35。

例如，子相机模块15计算与距对象的距离相关的信息。在这样的示例中，子相机模块15包括根据图1和图2的示例的距离检测装置10，并且还可包括分别设置在距离检测装置10的第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120的上部上的两个透镜。如上所述，第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120被设置为彼此分开。因此，两个透镜也按照相应的方式被设置为彼此分开。

在该示例中，子相机模块15的两个透镜的视场角或视场(FOV)和焦距被设置为相等。基于第一图像传感器像素阵列110和第二图像传感器像素阵列120通过将两个透镜设置为具有相同的视场角和相同的焦距，对象获得相同放大率，因此，省略了在放大率不同的情况下需要执行的图像处理操作。也就是说，根据示例，由于两个透镜的视场角和焦距相等，因此容易且精确地检测距离信息，并且稳妥地省略了另外所需的处理。

例如，子相机模块15为固定聚焦模块或可变聚焦模块中的一个。

因此，主相机模块25捕获对象的图像。主相机模块25包括具有RGB像素阵列的图像传感器以及设置在图像传感器上的透镜。主相机模块25还可具有自动聚集功能和光学防抖(OIS)功能中的至少一个。主相机模块25通过利用由子相机模块15检测的与距对象的距离相关的信息来执行自动聚焦功能或OIS功能。这样的功能分别通过使聚焦改善和使图像稳定来提高图像质量。

在示例中，主相机模块25的像素的数量比子相机模块15的像素的数量多。在这样的示例中，主相机模块25还具有自动聚焦功能和OIS功能中的至少一个，以有助于捕获高像素分辨率和高图像质量的图像。主相机模块25还可使用这些特征来帮助录制视频。同时，子相机模块15被设计为用于以高速计算距离信息，因此，主相机模块25的像素的数量可大于子相机模块15的像素的数量。

然而，在示例中，子相机模块15的两个透镜的视场角大于主相机模块25的透镜的视场角。如上所述，主相机模块25利用通过子相机模块15检测的对象的距离信息来执行自动聚焦功能和OIS功能。因此，如果子相机模块15的两个透镜的视场角小于主相机模块25的透镜的视场角，则主相机模块25执行自动聚焦功能或OIS功能的图像区域可能被子相机模块15的透镜的视场角限制。因此，如上所述来设置视场角。

根据示例，子相机模块15的两个透镜的视场角大于主相机模块25的透镜的视场角，因此，子相机模块15的对象成像区域可足以覆盖主相机模块25的对象成像区域。

参照图6A的示例，子相机模块15沿竖直方向布置在主相机模块25之上，参照图6B，子相机模块15沿水平方向布置在主相机模块25的一侧上。

参照图6A和图6B的示例，子相机模块15和主相机模块25分别单独地安装在第一PCB 31和第二PCB 33上。在子相机模块15和主相机模块25分别布置在不同的PCB 31和32上的示例中，当两个相机模块15和25中的一个有缺陷时，容易单独对有缺陷的相机模块进行更换和维修。

图7A和图7B是示出根据另一示例的相机模块的构造的示图。图7A和图7B的示例中的相机模块与图6A和图6B的示例中的相机模块类似。因此，为简洁起见，省略其重复的描述并描述示例之间的差异。

参照图7A和图7B的示例，与图6A和图6B的示例中的分别安装在第一PCB 31和第二PCB 32上的子相机模块15和主相机模块25相比，相机模块的子相机模块15和主相机模块25安装在集成的PCB 35上。在这样的示例中，子相机模块15和主相机模块25直接安装在集成的PCB 35上，两个相机模块15和25被布置为具有相同的高度。因此，通过子相机模块15的距离检测装置计算的距离信息反映在主相机模块25中，而无误差。

如上进一步详细描述的，根据示例的距离检测装置和相机模块在不发生制造工艺误差的情况下将两个相机的光轴精确地对准，并且精确地计算距离信息而无需图像处理，从而克服会另外存在的误差。

通过硬件组件来实现在图1至图7B中所示出的用于执行在此描述的操作的设备、单元、模块、装置和其他组件。硬件组件的示例包括控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算数逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及本领域普通技术人员已知的任何其它电子组件。在一个示例中，硬件组件通过计算硬件来实现，例如，通过一个或更多个处理器或计算机来实现。通过一个或更多个处理元件(例如，本领域普通技术人员已知的能够按照定义的方式对指令进行响应并执行指令以实现期望的结果的逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器或任何其它装置或前述装置的组合)来实现处理器或计算机。在一个示例中，处理器或计算机包括(或连接到)一个或更多个存储器，一个或更多个存储器用于储存通过处理器或计算机执行的指令或软件。通过处理器或计算机实现的硬件组件执行指令或软件(例如，操作系统(OS)以及在OS上运行的一个或更多个软件应用)，以执行在此关于图1-图7B描述的操作。硬件组件也响应于指令或软件的执行而访问、操纵、处理、创建和存储数据。为简单起见，可在对在此描述的示例的描述中使用单数形式的术语“处理器”或“计算机”，而在其它示例中，使用多个处理器或计算机，或者处理器或计算机包括多个处理元件或多种类型的处理元件，或者包括多个处理元件和多种类型的处理元件二者。在一个示例中，硬件组件包括多个处理器，在另一示例中，硬件组件包括处理器和控制器。硬件组件具有不同处理构造中的任意一种或更多种，硬件组件的示例包括单个处理器、独立的处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。

通过如上所述的处理器或计算机执行指令或软件来执行用于执行在此关于图1-图7B描述的操作的图1-图7B中所示的方法，从而执行在此所描述的操作。

为了单独地或共同性地指示或配置处理器或计算机作为机用计算机或专用计算机进行操作来执行通过以上描述的硬件组件和方法执行的操作，用于控制处理器或计算机来实现硬件组件并执行如上描述的方法的指令或软件被写成计算机程序、代码段、指令或其任意组合。在一个示例中，指令或软件包括通过处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如由编译器产生的机器代码)。在另一示例中，指令或软件包括由处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。本领域普通程序员能够基于附图中示出的框图和流程图以及说明书(公开了用于执行通过以上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法)中的相应描述容易地写出指令或软件。

用于控制处理器或计算机以实现如上描述的硬件组件并执行如上描述的方法的指令或软件以及将相关联的数据、数据文件、数据结构记载、存储或固定到一个或更多个非暂时性计算机可读存储介质中或上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、闪存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储设备、硬盘、固态磁盘以及本领域普通技术人员已知的能够按照非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构并且将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供给处理器或计算机以使处理器或计算机能够执行指令的任何装置。在一个示例中，指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分步在联网的计算机系统上，使得通过处理器或计算机按照分步的方式存储、访问和执行指令和软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构。

尽管本公开包含具体的示例，但是对于本领域普通技术人员将明显的是，在没有脱离权利要求及其等同物的精神和范围的情况下，可以对这些示例进行形式上和细节上的各种变化。这里所描述的示例将被视为描述性意义，而非出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为是可适用于其它示例中的相似特征或方面。如果以不同的顺序执行所描述的技术，和/或如果以不同的方式组合描述的系统、构造、装置或者电路中的组件和/或用其它组件或者它们的等同物来替换或者补充所描述的系统、构造、装置或者电路中的组件，则可获得适当的结果。因此，本公开的范围并非由具体实施方式所限定，而是由权利要求及其等同物所限定，并且在权利要求及其等同物的范围内的所有变型将被解释为包含于本公开中。

Claims (17)

1.一种距离检测装置，包括：

图像传感器，包括基板以及在基板上彼此分开且沿着光轴对准的第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列，第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列中的每个包括以矩阵形式设置的像素；

数字模块，被构造为利用从图像传感器输出的信号来计算与距对象的距离相关的信息。

2.如权利要求1所述的距离检测装置，其中，所述基板为硅基板。

3.如权利要求1所述的距离检测装置，所述距离检测装置还包括被构造为将从图像传感器输出的信号转换为数字信号的模拟模块。

4.如权利要求3所述的距离检测装置，其中，所述模拟模块包括：

采样电路，被构造为对从第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列输出的信号进行采样；

放大电路，被构造为对由采样电路采样的采样输出信号进行放大，以产生放大的采样信号；

数字转换电路，被构造为将放大的采样信号转换为数字信号。

5.如权利要求4所述的距离检测装置，其中，所述模拟模块还包括如下中的至少一个：

锁相环电路，被构造为基于接收外部时钟信号而产生内部时钟信号；

定时产生器电路，被构造为控制定时信号；

只读存储器，包括用于驱动传感器的固件。

6.如权利要求3所述的距离检测装置，其中，所述数字模块使从第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列输出的信号同步。

7.如权利要求6所述的距离检测装置，其中，设置在第一图像传感器像素阵列的像素和第二图像传感器像素阵列的像素中的一对相互对应的像素中的光电二极管的输出在同一时间点被读取。

8.如权利要求1所述的距离检测装置，其中，所述数字模块使第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列的操作同步。

9.如权利要求8所述的距离检测装置，其中，所述数字模块使第一图像传感器像素阵列的像素和第二图像传感器像素阵列的像素中的一对相互对应的像素的操作同步。

10.如权利要求9所述的距离检测装置，其中，所述数字模块将设置在所述一对相互对应的像素中的光电二极管的曝光时间点控制为相等且将曝光持续时间控制为相等。

11.如权利要求1所述的距离检测装置，其中，第一图像传感器像素阵列和第二图像传感器像素阵列的每个为单色像素阵列或RGB色像素阵列。

12.一种相机模块，包括：

子相机模块，包括被设置为彼此分开的两个透镜，并且被构造为计算与距对象的距离相关的信息；

主相机模块，包括透镜，并且被构造为捕获对象的图像；

印刷电路板，子相机模块和主相机模块安装在印刷电路板上。

13.如权利要求12所述的相机模块，其中，所述印刷电路板包括分开的第一印刷电路板和第二印刷电路板，子相机模块安装在第一印刷电路板上，主相机模块安装在第二印刷电路板上。

14.如权利要求12所述的相机模块，其中，所述子相机模块和主相机模块安装在集成的印刷电路板上。

15.如权利要求12所述的相机模块，其中，所述主相机模块的像素的数量比子相机模块的像素的数量多。

16.如权利要求12所述的相机模块，其中，所述子相机模块的两个透镜的视场角和焦距相等。

17.如权利要求12所述的相机模块，其中，所述子相机模块的两个透镜的视场角大于主相机模块的透镜的视场角。