CN110062143A - 一种摄像头模组、拍照设备及拍照方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及拍照设备技术领域，公开了一种摄像头模组、拍照设备及拍照方法，该摄像头模组包括模组基座，模组基座上具有模组放置平面；图像传感器，图像传感器安装于模组放置平面上，用于将光学图像转换为电子信号；印刷线路板，印刷线路板安装于模组基座上，用于与所述图像传感器进行信号传输；彩色滤光片，彩色滤光片位于图像传感器背离模组基座的一侧，且彩色滤光片可平行于模组放置平面沿垂直于图像传感器中心线的方向移动，以使彩色滤光片在用于拍摄正常彩色画面的第一区域与用于拍摄暗光补偿画面的第二区域之间切换。该摄像头模组能够单独实现拍照时暗光增强的效果，提高照片品质，且能够减少制作成本。

Description

一种摄像头模组、拍照设备及拍照方法

本申请要求在2019年04月22日提交中国专利局、申请号为201910321591.5、申请名称为“一种摄像头模组及拍照设备”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中；本申请要求在2019年05月05日提交中国专利局、申请号为201910366566.9、申请名称为“一种摄像头模组、拍照设备及拍照方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及拍照设备技术领域，特别涉及一种摄像头模组、拍照设备及拍照方法。

背景技术

目前实现手机拍照暗光增强的手段主要有两种：

(1)单摄像头采用大面积像素(比如四合一图像传感器)、大镜头等硬件措施增加进光量或者感光面积实现暗光增强效果；

(2)采用双摄摄像头，一个彩色摄像头、一个黑白摄像头，通过软件图像融合算法实现拍照暗光增强。

但是上述这两种拍照暗光增强的方式成本都相对比较高。

发明内容

本发明提供了一种摄像头模组、拍照设备及拍照方法，上述摄像头模组能够解决现有单摄像头模组暗环境下光自动增强差，导致照片质量低的问题。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种摄像头模组，包括：

模组基座，所述模组基座上具有模组放置平面；

图像传感器，所述图像传感器安装于所述模组放置平面上，用于将光学图像转换为电子信号；

印刷线路板，所述印刷线路板安装于所述模组基座上，用于与所述图像传感器进行信号传输；

彩色滤光片，所述彩色滤光片位于所述图像传感器背离所述模组基座的一侧，且所述彩色滤光片可平行于所述模组放置平面沿垂直于所述图像传感器中心线的方向移动以使所述彩色滤光片在用于拍摄正常彩色画面的第一区域与用于拍摄暗光补偿画面的第二区域之间切换。

上述摄像头模组中，包括模组基座、图像传感器、印刷线路板以及彩色滤光片，模组基座上具有模组放置平面，图像传感器安装于模组放置平面上，印刷线路板与所述图像传感器之间进行信号传输，彩色滤光片位于图像传感器背离模组基座的一侧，由于彩色滤光片可平行于所述模组放置平面沿垂直于所述图像传感器中心线的方向移动，当彩色滤光片位于第一区域时，摄像头模组拍摄出的照片为正常的全彩色画面，当彩色滤光片位于第二区域时，摄像头模组拍摄出的照片为用于暗光补偿的画面，所以，利用上述摄像头模组在暗环境下拍照时，可以控制彩色滤光片在第一区域拍摄出一张或者一组正常的全彩色的第一照片，然后控制彩色滤光片移动至第二区域，在第二区域中相对应的位置拍摄出一张或者一组用于暗光补偿的第二照片，通过合成第一照片和第二照片可实现暗光增强的效果，也就是说，单个上述摄像头模组就能够实现在暗环境下拍照时暗光增强的效果，提高了暗环境下拍摄的照片的品质，并且不需要增大图像传感器感光面积或者增多摄像头数量来实现暗光补偿，减少了制作成本。

可选地，当所述彩色滤光片位于所述第一区域时，所述彩色滤光片在所述模组基座上的正投影完全覆盖所述图像传感器在所述模组基座上的正投影；

当所述彩色滤光片位于所述第二区域时，所述彩色滤光片在所述模组基座上的正投影与所述图像传感器在所述模组基座上的正投影部分重叠或者完全不重叠。

可选地，所述彩色滤光片通过彩色滤光片支架安装于所述模组基座上。

可选地，所述模组放置平面上具有沿垂直于所述图像传感器中心线方向设置的导轨，所述彩色滤光片支架可沿所述导轨延伸方向移动的安装于所述导轨上。

可选地，还包括用于驱动所述彩色滤光片移动的驱动装置。

可选地，所述驱动装置包括用于与彩色滤光片连接的连接结构以及用于驱动所述连接结构动作的驱动电机。

可选地，还包括设置于所述彩色滤光片背离所述图像传感器一侧的红外滤光片，所述红外滤光片在所述模组基座上的正投影覆盖所述图像传感器在所述模组基座上的正投影。

可选地，所述红外滤光片通过红外滤光片支架安装于所述模组基座上。

可选地，还包括位于所述红外滤光片背离所述模组基座一侧、且与所述模组基座连接的镜头基座，所述镜头基座上设置有用于将光线透射至所述图像传感器的光学镜片，所述光学镜片的光轴与所述图像传感器垂直。

可选地，还包括位于所述红外滤光片背离所述模组基座一侧、且与所述模座基座连接的自动对焦马达，所述自动对焦马达上设置有用于将光线透射至所述图像传感器的光学镜片，所述光学镜片的光轴与所述图像传感器垂直。

可选地，所述光学镜片背离所述图像传感器的一侧还设置有镜筒罩。

本发明还提供一种拍照设备，包括上述技术方案中提供的任意一种摄像头模组。

本发明还提供一种拍照方法，应用上述技术方案中提供的任意一种摄像头模组，包括：

确定拍照环境亮度是否低于预设亮度；

若所述拍照环境亮度低于所述预设亮度，则先控制所述彩色滤光片在所述第一区域拍摄获得全彩色的第一照片，再控制所述彩色滤光片移动到所述第二区域拍摄获得用于暗光补偿的第二照片；

根据图像融合算法将所述第一照片与第二照片合成为一张照片。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种摄像头模组的截面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种摄像头模组的剖面机构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种图像传感器与彩色滤光片的位置关系图；

图4为本发明实施例提供的一种摄像头模组的整体结构俯视图；

图5为本发明实施例提供的一种摄像头模组拍照的方法流程示意图。

图标：

1-模组基座；2-图像传感器；3-印刷线路板；4-彩色滤光片；5-彩色滤光片支架；6-导轨；7-红外滤光片；8-红外滤光片支架；9-镜头基座；10-光学镜片；11-镜筒罩。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1和图2，本发明提供一种摄像头模组，包括：

模组基座1，模组基座1上具有模组放置平面；

图像传感器2，图像传感器2安装于模组放置平面上，用于将光学图像转换为电子信号；

印刷线路板3，印刷线路板3安装于模组基座1上，用于与图像传感器2进行信号传输；

彩色滤光片4，彩色滤光片4位于图像传感器2背离模组基座1的一侧，且彩色滤光片4可平行于模组放置平面沿垂直于图像传感器2中心线的方向移动以使彩色滤光片4在用于拍摄正常彩色画面的第一区域与用于拍摄暗光补偿画面的第二区域之间切换。

上述发明实施例提供的一种摄像头模组中，包括模组基座1、图像传感器2、印刷线路板3以及彩色滤光片(RGB滤光片)4，模组基座1上具有模组放置平面，图像传感器2安装于模组放置平面上，印刷线路板3与所述图像传感器2之间进行信号传输，彩色滤光片4位于图像传感器2背离模组基座1的一侧，由于彩色滤光片4可平行于所述模组放置平面沿垂直于所述图像传感器2中心线的方向移动，当彩色滤光片4位于第一区域时，摄像头模组拍摄出的照片为正常的全彩色画面，当彩色滤光片4位于第二区域时，摄像头模组拍摄出的照片为用于暗光补偿的画面，所以，利用上述摄像头模组在暗环境下拍照时，可以控制彩色滤光片4移动在第一区域拍摄出一张或者一组正常的全彩色的第一照片，然后再控制彩色滤光片4移动至第二区域，在第二区域中相对应的位置拍摄出一张或者一组用于暗光补偿的第二照片，通过合成第一照片和第二照片可实现暗光增强的效果，也就是说，单个上述摄像头模组就能够实现在暗环境下拍照时暗光增强的效果，提高了暗环境下拍摄的照片的品质，并且不需要增大图像传感器感光面积或者增多摄像头数量来实现暗光补偿，减少了制作成本。

具体地，当彩色滤光片4位于第一区域时，彩色滤光片4在模组基座1上的正投影完全覆盖图像传感器2在模组基座1上的正投影，使得摄像头模组能够拍摄出正常的全彩色的第一照片；当彩色滤光片4位于第二区域时，彩色滤光片4在模组基座1上的正投影与图像传感器2在模组基座1上的正投影部分重叠或者完全不重叠，使得摄像头模组能够拍摄出用于暗光补偿的部分黑白色或者全部黑白色的第二照片。

具体地，如图3所示，图像传感器2与彩色滤光片4的位置关系可以设置成轨迹坐标的形式，正常情况下，图像传感器2的中心线作为轨迹坐标的y轴，彩色滤光片4在模组基座1上的正投影完全覆盖图像传感器2在模组基座1上的正投影，当拍摄照片时，根据摄像头模组所处环境光线强弱情况决定是否调整彩色滤光片4的坐标，当检测到部分或者整个摄像头模组感光比较弱时，先拍一张或者一组照片全彩色的照片，然后控制移动彩色滤光片4更改其坐标，使彩色滤光片4在模组基座上的正投影与图像传感器在模组基座上的正投影在不需要暗光补偿的部分重叠或者完全不重叠，再拍一张或者一组部分黑白色或者全部黑白色的照片，然后将前后两次拍照合成，实现暗光增强的效果。

上述发明实施例提供的摄像头模组中，具体地，彩色滤光片4通过彩色滤光片支架5安装于模组基座1上，如图1所示。彩色滤光片4用于滤除射入摄像头模组中的除红光、绿光以及蓝光以外的光线，能够实现在图像传感器上呈现彩色图像。

具体地，模组放置平面上具有沿垂直于图像传感器2中心线方向设置的导轨6，彩色滤光片支架5可沿导轨6延伸方向移动的安装于导轨6上，能够实现彩色滤光片支架5带动彩色滤光片4平行于模组放置平面且沿垂直于图像传感器2中心线的方向移动。可选地，模组放置平面上还可以形成沿垂直于图像传感器2中心线方向设置的滑槽，彩色滤光片支架5可移动的安装于滑槽内，能够实现彩色滤光片支架5带动彩色滤光片4平行于模组放置平面且沿垂直于图像传感器2中心线的方向移动。可选地，模组基座1上还可以形成沿垂直于图像传感器2中心线方向设置的导向杆，彩色滤光片支架5可移动的安装于导向杆上，能够实现彩色滤光片支架5带动彩色滤光片4平行于模组放置平面且沿垂直于图像传感器2中心线的方向移动。

上述发明实施例提供的摄像头模组中，还包括用于驱动彩色滤光片移动的驱动装置。

具体地，驱动装置可以包括用于与彩色滤光片连接的连接结构以及用于驱动所述连接结构动作的驱动电机。

可选地，连接结构可以通过彩色滤光片支架与彩色滤光片连接，连接结构可以为螺纹丝杠结构，螺纹丝杠上的滑块与彩色滤光片支架连接，驱动电机驱动螺纹丝杠旋转以带动彩色滤光片支架移动；可选地，连接结构也可以为由齿轮和齿条组成的传动机构，齿条与彩色滤光支架连接，驱动电机驱动齿轮旋转带动齿条移动以使彩色滤光片支架移动；在这里，对连接结构的具体结构不做限制，可以为实现带动彩色滤光片支架移动的任意结构。具体地，驱动电机可以安装于导轨6上，而导轨6可以为带电导轨，驱动电机可以通过直接从带电导轨上取电，实现带动连接结构动作。

具体地，如图2所示，上述摄像头模组中还包括设置于彩色滤光片4背离图像传感器2一侧的红外滤光片(IR滤光片)7，红外滤光片7在模组基座1上的正投影覆盖图像传感器2在模组基座1上的正投影，用于降低红外线对拍照画面的影响。

其中，红外滤光片7可以通过红外滤光片支架8安装于模组基座1上。

上述摄像头模组中还可以包括位于红外滤光片7背离模组基座1一侧、且与模组基座1连接的镜头基座9，镜头基座9上设置有用于将光线透射至图像传感器2的光学镜片10，光学镜片10的光轴与图像传感器2垂直，如图4所示。

可选地，上述摄像头模组中的模组基座1可以用自动对焦马达(AF)代替，自动对焦马达上设置有光学镜片10，能够实现拍摄时摄像头自动对焦功能。

具体地，上述摄像头模组中，如图4所示，光学镜片10背离图像传感器2的一侧还设置有镜筒罩11，用于保护摄像头模组。

本发明实施例还提供一种拍照设备，包括上述实施例中提供任意一种摄像头模组。上述拍照设备可以为手机、平板电脑等，在这里不做显示。

上述终端设备在拍摄照片时的具体工作过程可以为：

通过图像传感器2检测所处环境中的光线强弱情况，当检测到部分或者整个摄像头模组感光比较弱时，首先控制摄像头模组拍摄一张或者一组全彩色的第一照片，并通过印刷线路板3将第一照片数据传输给图像处理器；然后控制驱动装置驱动彩色滤光片支架5在导轨6上移动以更改彩色滤光片4的位置，拍摄一张或者一组部分黑白色或者全部黑白色的第二照片，并通过印刷线路板3将第二照片数据传输给图像处理器；最后图像处理器通过图像融合算法将第一照片与第二照片合成，从而实现在暗环境下拍照时全部或部分面积暗光自动增强的效果。

本发明实施例还提供一种拍照方法，应用上述实施例中提供的任意一种摄像头模组，如图5所示，具体步骤包括：

S501：确定拍照环境亮度是否低于预设亮度；

S502：若所述拍照环境亮度低于所述预设亮度，则先控制所述彩色滤光片在所述第一区域拍摄获得全彩色的第一照片，再控制所述彩色滤光片移动到所述第二区域拍摄获得用于暗光补偿的第二照片；

S503：根据图像融合算法将所述第一照片与第二照片合成为一张照片。

上述发明实施例提供的拍照方法，确定拍照环境亮度是否低于预设亮度，若拍照环境亮度低于预设亮度，则确定拍照环境为暗环境，则先控制彩色滤光片在第一区域拍摄获得全彩色的第一照片，再控制彩色滤光片移动至第二区域拍摄获得用于暗光补偿的第二照片，根据图像融合算法将第一照片与第二照片合成为一张照片。该拍照方法能够实现单个摄像头模组在暗环境下拍照时暗光增强的效果，提高暗环境下拍摄的照片的品质。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：

模组基座，所述模组基座上具有模组放置平面；

图像传感器，所述图像传感器安装于所述模组放置平面上，用于将光学图像转换为电子信号；

印刷线路板，所述印刷线路板安装于所述模组基座上，用于与所述图像传感器进行信号传输；

彩色滤光片，所述彩色滤光片位于所述图像传感器背离所述模组基座的一侧，且所述彩色滤光片可平行于所述模组放置平面沿垂直于所述图像传感器中心线的方向移动，以使所述彩色滤光片在用于拍摄正常彩色画面的第一区域与用于拍摄暗光补偿画面的第二区域之间切换。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，当所述彩色滤光片位于所述第一区域时，所述彩色滤光片在所述模组基座上的正投影完全覆盖所述图像传感器在所述模组基座上的正投影；

当所述彩色滤光片位于所述第二区域时，所述彩色滤光片在所述模组基座上的正投影与所述图像传感器在所述模组基座上的正投影部分重叠或者完全不重叠。

3.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述彩色滤光片通过彩色滤光片支架安装于所述模组基座上。

4.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于，所述模组放置平面上具有沿垂直于所述图像传感器中心线方向设置的导轨，所述彩色滤光片支架可沿所述导轨延伸方向移动的安装于所述导轨上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的摄像头模组，其特征在于，还包括用于驱动所述彩色滤光片移动的驱动装置。

6.根据权利要求5所述的摄像头模组，其特征在于，所述驱动装置包括用于与彩色滤光片连接的连接结构以及用于驱动所述连接结构动作的驱动电机。

7.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，还包括设置于所述彩色滤光片背离所述图像传感器一侧的红外滤光片，所述红外滤光片在所述模组基座上的正投影覆盖所述图像传感器在所述模组基座上的正投影。

8.根据权利要求7所述的摄像头模组，其特征在于，所述红外滤光片通过红外滤光片支架安装于所述模组基座上。

9.根据权利要求7所述的摄像头模组，其特征在于，还包括位于所述红外滤光片背离所述模组基座一侧、且与所述模组基座连接的镜头基座，所述镜头基座上设置有用于将光线透射至所述图像传感器的光学镜片，所述光学镜片的光轴与所述图像传感器垂直。

10.根据权利要求7所述的摄像头模组，其特征在于，还包括位于所述红外滤光片背离所述模组基座一侧、且与所述模座基座连接的自动对焦马达，所述自动对焦马达上设置有用于将光线透射至所述图像传感器的光学镜片，所述光学镜片的光轴与所述图像传感器垂直。

11.根据权利要求9或10所述的摄像头模组，其特征在于，所述光学镜片背离所述图像传感器的一侧还设置有镜筒罩。

12.一种拍照设备，其特征在于，包括如权利要求1-11所述的摄像头模组。

13.一种应用如权利要求1-11任一项所述的摄像头模组拍照的拍照方法，其特征在于，包括：

确定拍照环境亮度是否低于预设亮度；

若所述拍照环境亮度低于所述预设亮度，则先控制所述彩色滤光片在所述第一区域拍摄获得全彩色的第一照片，再控制所述彩色滤光片移动到所述第二区域拍摄获得用于暗光补偿的第二照片；

根据图像融合算法将所述第一照片与第二照片合成为一张照片。