CN110266917A - 一种成像装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种成像装置。在一个实施例中，所述装置包括：入光孔，用于允许光线沿第一方向入射；分光镜装置，分光镜装置沿第一方向设置在所述入光孔的出光口上，且在分光镜装置上设置有至少一个侧面；以及至少两个光源处理传感器，分别经光通道耦接到至少一个侧面中的相应侧面，用于接收通过光通道传送的至少两个子光线，并进行处理；其中，与至少两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和第一方向成一定角度。本申请实施例让入光孔成为整个装置中唯一获取光源的路径，从而实现提高移动终端的屏占比。同时，通过设置分光镜装置中的反射镜片的方向，让入射光源与反射子光线相垂直，使得成像装置的厚度最小化。

Description

一种成像装置

技术领域

本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种成像装置。

背景技术

随着智能终端的普及，实现更高屏占比一直是各大手机厂商研究的方向。然而，根据实际需求，在终端的屏幕正上方一般有可见光摄像头、结构光摄像头、虹膜摄像头、红外距离传感器等多个器件，而每一个器件都会在屏幕上方的玻璃盖板上开一个透光孔，这样需要占据很大的面积，导致终端无法实现高屏占比。

发明内容

为了克服上述问题，本申请的实施例提供了一种成像装置。

为了达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种成像装置，包括：入光孔，用于允许光线沿第一方向入射；

分光镜装置，所述分光镜装置沿所述第一方向设置在所述入光孔的出光口上，且在所述分光镜装置上设置有至少一个侧面；以及至少两个光源处理传感器，分别经光通道耦接到至少一个侧面中的相应侧面，用于接收通过所述光通道传送的所述至少两个子光线，并进行处理；其中，所述与至少两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向成一定角度。

在另一个可能的实现中，所述分光镜装置包括外壳和在所述外壳内部的至少两个反射镜片；所述分光镜装置用于收来自所述入光孔的光线后，通过所述至少两个反射镜片进行光线分光，然后将分光后的至少两个子光线投射到所述至少一个侧面上。

在另一个可能的实现中，所述至少两个反射镜片中的每个反射镜片上设置不同的涂层，所述涂层用于让第一波长的光线透过，让除所述第一波长以外的光线反射。

在另一个可能的实现中，所述外壳的形状为正N边形棱柱；其中N为正整数。

在另一个可能的实现中，所述至少两个反射镜片的形状为两个等腰三角形，且所述两个等腰三角形的顶角相连接；其中所述等腰三角形的底边的长度与所述正N边形棱柱的边长的长度相等，且所述两个等腰三角形的一个三角形的底边设置在所述正N边形棱柱的上底面的一个边上，所述两个等腰三角形的另一个三角形的底边设置在所述正N边形棱柱的下底面的与所述上表面的一个边上的相对的一个边上。

在另一个可能的实现中，所述光源处理传感器为可见光摄像头传感器、结构光摄像头传感器、虹膜摄像头传感器和红外距离摄像头传感器。

在另一个可能的实现中，所述与至少两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向之间的夹角为90度。

第二方面，本申请提供一种成像装置，包括：入光孔，用于允许光线沿第一方向入射；

分光镜装置，所述分光镜装置沿所述第一方向设置在所述入光孔的出光口上，且在所述分光镜装置上设置有至少一个侧面；以及两个光源处理传感器，分别经光通道耦接到至少一个侧面中的相应侧面，用于接收通过所述光通道传送的两个子光线，并进行处理；其中，所述与两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向成一定角度。

在另一个可能的实现中，所述分光镜装置包括外壳和在所述外壳内部的X型双反射滤波片；所述分光镜装置用于收来自所述入光孔的光线后，通过所述X型双反射滤波片进行光线分光，然后将分光后的两个子光线投射到所述至少一个侧面上。

在另一个可能的实现中，所述X型双反射滤波片包括第一滤波片和第二滤波片，在所述第一滤波片上设置有第一涂层，在所述第二滤波片上设置有第二涂层；所述第一涂层用于透过第一子光线和反射第二子光线，所述第二涂层用于透过所述第二子光线和反射所述第一子光线。

在另一个可能的实现中，所述光源处理传感器包括可见光摄像头传感器、结构光摄像头传感器、虹膜摄像头传感器和红外距离摄像头传感器中的两个。

在另一个可能的实现中，所述与两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向之间的夹角为90度。

本申请提供了一种成像装置，利用一个入光孔接收光线后，通过分光镜装置将光线分光成多个子光线，然后投射到各个不同的光源处理传感器上进行处理。实现了让可见光摄像头、结构光摄像头、虹膜摄像头、红外距离传感器等器件中两个或多个器件共用一个镜头，使得入光孔成为整个装置中唯一获取光源的路径，这样在屏幕上方玻璃盖板上只需开一个透光孔，从而实现提高移动终端的屏占比。同时，通过设置分光镜装置中的反射镜片的方向，让入射光源与反射子光线相垂直，使得成像装置的厚度最小化。

附图说明

下面对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单地介绍。

图1为本申请提供的一种成像装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种正六棱柱形外壳的反射镜装置结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种双向成像装置的结构示意图；

图4为本申请实施例提供X型的双反射滤波片的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是抵触连接或一体的连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

图1为本申请提供的一种成像装置的结构示意图。如图1所示，该成像装置100包括：入光孔110、分光镜装置120、至少一个光通道130(图中为了便于观看，只示出了一条子光源反射所通过的光通道)和至少一个光源处理传感器140(图中为了便于观看，只示出了一条子光源反射所通过的光源处理传感器)。

分光镜装置120包括外壳和反射镜片。外壳多采用多边形棱柱形状，其设置在入光孔110的出光口处，在其四周各个侧边连接光通道130，在其内部设置有反射镜片。光线从入光孔110进入外壳后，经过反射镜片将光线分光成多个子光线，然后各个子光线分别投射到外壳四周的各个侧边上。

图2为本申请实施例提供的一种正六棱柱形外壳的反射镜装置结构示意图。如图2所示，在一个实施例中，在外壳内有6个反射镜片，每个反射镜片的形状为两个等腰三角形，且两个等腰三角形的顶角相连接(图中为了便于观看，只示出了两个反射镜片中的一部分)。其中，等腰三角形的底边的长度与正N边形棱柱形外壳的边长的长度相等，且两个等腰三角形的一个三角形的底边设置在正N边形棱柱形外壳的上底面的一个边上，两个等腰三角形的另一个三角形的底边设置在正N边形棱柱形外壳的下底面的与上表面的一个边上的相对的一个边上。将6个反射镜片中的12个等腰三角形的底边设置在正六棱柱形外壳的上下表面的12个边上，每个反射镜片中的两个等腰三角形的顶角位于正六棱柱形外壳的几何中心上。

在一个实施例中，6个反射镜片中的每个反射镜片上设置不同的涂层，每种涂层用于让一定波长的光线透过，让其它波长的光线反射，实现设置有不同涂层的反光镜片，反射出不同光线，以达到对原始光源进行分光的效果。当然，也不一定每个反射镜片上设置一种涂层，也可以设置每隔一个反射镜片，使用相同的涂层，具体根据实际需求所需要的光线，设置涂层。

当光线L1从入光孔110进入分光镜装置120的外壳内，投射到反光镜片α1反射面上，由于反光镜片α1上的涂层对光线L1的波长具有通透性，光线L1透过反光镜片α1，投射到反光镜片α1′反射面上。由于反光镜片α1′的涂层对光线L1的波长不具有通透性，光线L1不能透过反光镜片α1′，只能进行反射，然后光线L1反射到正六棱柱形外壳的一个侧边上。

其中，分光镜装置120分光出的子光线的数量跟分光镜装置120内部设置反射镜片数量和反射镜片的反射面的方向有关。一般情况下，分光镜装置120中的各个反射镜片反射面的方向都是不同的，通过涂有不同涂层的反射镜片反射出的子光线的数量等于设置的反射镜片的数量。如果有反射镜片的反射面的方向相同，从数量上来看，子光线的数量仍等同于反射镜片的数量，但是从实际效果上来看，由于相同方向的子光线会投射到一个光源处理传感器140上进行处理，所以同一个方向上的多个子光线只算一个。在实际应用中也会尽量避免有反射镜片的反射面的方向相同，从而避免造成分光镜装置120内部的反射镜片浪费。

另外，本申请分光镜装置120内部的反射镜片放置的方向与从入光孔进入的光线方向之间的夹角θ为除0、90、180、270和360度以外的任意角度。在一个实施例中，为了使成像装置100的体积小型化，夹角θ优选为使得从入光孔进入的光线方向与通过分光镜装置120分光的子光线方向之间夹角成90度，有利于减小成像装置100的厚度。

入光孔110一般设置在移动终端正面屏幕的玻璃盖板下面，用于接收光线。在成像装置100中，可以让可见光摄像头、结构光摄像头、虹膜摄像头、红外距离传感器等器件中两个或多个器件共用一个镜头，使得入光孔110成为整个装置中唯一获取光源的路径，这样在屏幕上方玻璃盖板上只需开一个透光孔，从而实现提高移动终端的屏占比。

光通道130用于传输光线。每个光通道130的一端连接在分光镜装置120四周的各个侧面上，且光通道130延伸方向与投射在分光镜装置120四周的各个侧面上的子光线方向相平行，以便于子光线在光通道130中正常传输。

在一种可能实现的实施例中，光通道130可以为像导光柱一样的单独器件。

在一种可能实现的实施例中，光源处理传感器140可以直接与分光镜装置120外壳的侧面进行连接，此时本申请实施例就不需要光通道130。

光源处理传感器140设置在光通道130的另一端的末端，用于接收从光源处理通道130中传输的子光线，并进行处理。其中，光源处理传感器140可以为可见光摄像头传感器、结构光摄像头传感器、虹膜摄像头传感器、红外距离摄像头传感器等摄像头传感器。

本申请提供了一种成像装置，利用一个入光孔接收光线后，通过分光镜装置将光线分光成多个子光线，然后投射到各个不同的光源处理传感器上进行处理。实现了让可见光摄像头、结构光摄像头、虹膜摄像头、红外距离传感器等器件中两个或多个器件共用一个镜头，使得入光孔成为整个装置中唯一获取光源的路径，这样在屏幕上方玻璃盖板上只需开一个透光孔，从而实现提高移动终端的屏占比。同时，通过设置分光镜装置中的反射镜片的方向，让入射光原与反射子光线之间相垂直，使得成像装置的厚度最小化。

图3为本申请实施例提供的一种双向成像装置的结构示意图。如图3所示，在一个实施例中，该双向成像装置包括入光孔310、分光镜装置320、光通道330(可以没有)、可见光摄像头传感器340和红外距离摄像头传感器350。其中，分光镜装置320包括外壳和X型的双反射滤波片。

图4为本申请实施例提供X型的双反射滤波片的结构示意图。如图4所示，X型的双反射滤波片包括两个滤波片，第一滤波片1和第二滤波片2。另外，还包括第一涂层401和第二涂层402。该第一涂层401涂覆的设置在第一滤波片1的反射面上，第二涂层402涂覆的设置在第二滤波片2的反射面上。通过入光孔进入的光线403照射到第一滤波片1的第一涂层401和第二涂层402时，第二涂层402用于反射第一光线404，第一涂层401用于反射第二光线405。

其中，滤波片1上设置的第一涂层401用于透过第一光线404和反射第二光线405，滤波片2上设置的第二涂层402用于透过第二光线405和反射第一光线404。第一光线404为不可见光(本申请中选择红外光波段光源)，第二光线405为可见光。

在X型的双反射滤波片反射第一光线404的方向上，与X型的双反射滤波片相邻的位置还设置了红外距离摄像头传感器350。在X型的双反射滤波片反射第二光线405的方向上，与X型的双反射滤波片相邻的位置还设置了可见光摄像头传感器340。

第一光线404通过光通道330投射到可见光摄像头传感器340上，可见光摄像头传感器340根据可见光中承载的信息进行处理，转化成照片、视频或其它用户所需要的信息；第二光线405通过光通道330投射到红外距离摄像头传感器350上，红外距离摄像头传感器350根据红外光中承载的信息进行处理，感知用户与移动终端屏幕之间的距离，自动执行屏幕的息屏操作。

另外，本申请中的第一滤波片1和第二滤波片2放置的方向与从入光孔进入的光线方向之间的夹角θ为除0、90、180、270和360度以外的任意角度。在一个实施例中，为了使成像装置100的体积小型化，夹角θ优选为使得从入光孔进入的光线方向与通过分光镜装置120分光的子光线方向之间夹角成90度，有利于减小成像装置100的厚度。

本申请提供的一种成像装置，其中分光镜采用X型的双反射滤波片，利用一个入光孔接收光线后，通过X型的双反射滤波片将可见光和不可见光分光到两个相反的方向上，然后用不同的光源处理传感器分别进行处理，使得入光孔成为整个装置中唯一获取光源的路径，这样在屏幕上方玻璃盖板上只需开一个透光孔，从而实现提高移动终端的屏占比。同时，通过设置分光镜装置中的反射镜片的方向，让入射光原与反射子光线之间相垂直，使得成像装置的厚度最小化。

需要说明的是，本申请实施例中提到的分光镜装置不仅限于上述两种类型的装置，其可以包括任意一种能将一束光源进行分光成两个子光源的装置，只要能实现本申请的分光条件的装置，均可为本申请实施例的分光镜装置。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以适合的方式结合。

最后说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种成像装置，其特征在于，包括：

入光孔，用于允许光线沿第一方向入射；

分光镜装置，所述分光镜装置沿所述第一方向设置在所述入光孔的出光口上，且在所述分光镜装置上设置有至少一个侧面；以及

至少两个光源处理传感器，分别经光通道耦接到至少一个侧面中的相应侧面，用于接收通过所述光通道传送的所述至少两个子光线，并进行处理；

其中，所述与至少两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向成一定角度。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光镜装置包括外壳和在所述外壳内部的至少两个反射镜片；所述分光镜装置用于收来自所述入光孔的光线后，通过所述至少两个反射镜片进行光线分光，然后将分光后的至少两个子光线投射到所述至少一个侧面上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少两个反射镜片中的每个反射镜片上设置不同的涂层，所述涂层用于让第一波长的光线透过，让除所述第一波长以外的光线反射。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述外壳的形状为正N边形棱柱；其中N为正整数。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述至少两个反射镜片的形状为两个等腰三角形，且所述两个等腰三角形的顶角相连接；其中所述等腰三角形的底边的长度与所述正N边形棱柱的边长的长度相等，且所述两个等腰三角形的一个三角形的底边设置在所述正N边形棱柱的上底面的一个边上，所述两个等腰三角形的另一个三角形的底边设置在所述正N边形棱柱的下底面的与所述上表面的一个边上的相对的一个边上。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光源处理传感器为可见光摄像头传感器、结构光摄像头传感器、虹膜摄像头传感器和红外距离摄像头传感器。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述与至少两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向之间的夹角为90度。

8.一种成像装置，其特征在于，包括：

入光孔，用于允许光线沿第一方向入射；

分光镜装置，所述分光镜装置沿所述第一方向设置在所述入光孔的出光口上，且在所述分光镜装置上设置有至少一个侧面；以及

两个光源处理传感器，分别经光通道耦接到至少一个侧面中的相应侧面，用于接收通过所述光通道传送的两个子光线，并进行处理；

其中，所述与两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向成一定角度。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述分光镜装置包括外壳和在所述外壳内部的X型双反射滤波片；所述分光镜装置用于收来自所述入光孔的光线后，通过所述X型双反射滤波片进行光线分光，然后将分光后的两个子光线投射到所述至少一个侧面上。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述X型双反射滤波片包括第一滤波片和第二滤波片，在所述第一滤波片上设置有第一涂层，在所述第二滤波片上设置有第二涂层；所述第一涂层用于透过第一子光线和反射第二子光线，所述第二涂层用于透过所述第二子光线和反射所述第一子光线。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光源处理传感器包括可见光摄像头传感器、结构光摄像头传感器、虹膜摄像头传感器和红外距离摄像头传感器中的两个。

12.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述与两个光源处理传感器中各传感器对应的光通路的中心线方向和所述第一方向之间的夹角为90度。