CN112600997A - 摄像头组件及其标定方法、电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电子设备技术领域，具体是关于一种摄像头组件及其标定方法、电子设备，所述摄像头组件包括：镜头模组、分光模组、滤光模组和传感器模组；分光模组设于所述镜头模组的出光侧，包括N‑1个半透半反镜，N‑1个半透半反镜顺序排布，N‑1个所述半透半反镜将所述镜头模组入射的光线分为N束；滤光模组包括N个滤光片，所述滤光片和所述分光模组分出的N束光束一一对应，N个所述滤光片透过的光的颜色不同；传感器模组包括N个灰度传感器，所述灰度传感器和所述滤光片一一对应，所述灰度传感器设于对应的滤光片的出光侧；其中，N为大于等于2的正整数。能够提升摄像头组件的成像质量。

Description

摄像头组件及其标定方法、电子设备

技术领域

本公开涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种摄像头组件及其标定方法、电子设备。

背景技术

电子设备的摄像头通常包括镜头和传感器，镜头用于采集光线，传感器用于接收光线并生成图像信号。目前主要通过在图像传感器中设置彩色滤光阵列实现彩色成像，比如通过RGB滤光阵列实现彩色成像。单个像素单元中往往包括多个颜色的子像素单元，由于多个颜色的子像素单元交错设置，导致子像素单元在读取目标颜色的信息时往往会受到其他颜色信息的干扰。也即是，图像传感器采集的图像信号中存在噪声信号，使得图像中出现噪点和色偏。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种摄像头组件及其标定方法、电子设备，进而至少在一定程度上降低图像传感器采集的信号中的噪声信号。

根据本公开的第一个方面，提供一种摄像头组件，所述摄像头组件包括：

镜头模组；

分光模组，设于所述镜头模组的出光侧，包括N-1个半透半反镜，N-1个半透半反镜顺序排布，N-1个所述半透半反镜将所述镜头模组入射的光线分为N束；

滤光模组，包括N个滤光片，所述滤光片和所述分光模组分出的N束光束一一对应，N个所述滤光片透过的光的颜色不同；

传感器模组，包括N个灰度传感器，所述灰度传感器和所述滤光片一一对应，所述灰度传感器设于对应的滤光片的出光侧，

其中，N为大于等于2的正整数。

根据本公开的第二个方面，提供一种摄像头组件标定方法，用于上述的摄像头组件，所述方法包括：

控制N个灰度传感器分别获取标定图像；

根据标定图像调节所述灰度传感器的位姿，以使N个所述灰度传感器获取的标定图像相同。

根据本公开的第三个方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括上述的摄像头组件。

本公开实施例提供一种摄像头组件，通过N-1个所述半透半反镜将所述镜头模组入射的光线分为N束，并通过对应的滤光片将对应颜色的光线传输至对应的灰度传感器，使得进入每个灰度传感器的光线为单色光，避免了单个像素单元接收的光线受到其他颜色光线的影响，从而一定程度上降低图像传感器采集的信号中的噪声信号，减少图像中的噪点和色偏，提升电子设备的成像质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开示例性实施例提供的第一种摄像头组件的结构示意图；

图2为本公开示例性实施例提供的一种摄像头组件的框图；

图3为本公开示例性实施例提供的第二种摄像头组件的结构示意图；

图4为本公开示例性实施例提供的第三种摄像头组件的结构示意图；

图5为本公开示例性实施例提供的第一种灰度传感器的结构示意图；

图6为本公开示例性实施例提供的第二种灰度传感器的结构示意图；

图7为本公开示例性实施例提供的第三种灰度传感器的结构示意图；

图8为本公开示例性实施例提供的一种摄像头组件的标定方法的流程图；

图9为本公开示例性实施例提供的一种电子设备的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

本公开示例性实施例首先提供一种摄像头组件10，如图1所示，摄像头组件10包括：镜头模组100、分光模组200、滤光模组300和传感器模组400；分光模组200设于镜头模组100的出光侧，分光模组200包括N-1个半透半反镜210，N-1个半透半反镜210顺序排布，N-1个半透半反镜210将镜头模组100入射的光线分为N束；滤光模组300包括N个滤光片310，滤光片310和分光模组200分出的N束光束一一对应，N个滤光片310透过的光的颜色不同；传感器模组400包括N个灰度传感器410，灰度传感器410和滤光片310一一对应，灰度传感器410设于对应的滤光片310的出光侧。其中，N为大于等于2的正整数。

本公开实施例提供一种摄像头组件10，通过N-1个半透半反镜210将镜头模组100入射的光线分为N束，并通过对应的滤光片310将对应颜色的光线传输至对应的灰度传感器410，使得进入每个灰度传感器410的光线为单色光，避免了单个像素单元接收的光线受到其他颜色光线的影响，从而一定程度上降低图像传感器采集的信号中的噪声信号，减少图像中的噪点和色偏，提升电子设备的成像质量。

进一步的，如图2所示，本公开实施例提供的摄像头模组还可以包括控制模块500，控制模块500分别和N个灰度传感器410连接，控制模块500用于根据N个灰度传感器410采集到的灰度图像以及每个灰度传感器410对应的滤光片310的颜色合成彩色图像。

如图3所示，本公开实施例提供的摄像头组件10还可以包括驱动模组600，驱动模组600分别和N个灰度传感器410连接，驱动模组600用于调节灰度传感器410的位置，以实现摄像头组件10的对焦和防抖。

下面将对本公开实施例提供的摄像头组件10的各部分进行详细说明：

镜头模组100可以包括多个光学透镜，多个光学透镜依次排布于分光模组200的进光侧。多个光学透镜的光轴可以是同轴设置，多个光学透镜中可以包括凹透镜、凸透镜和平面镜等多种透镜组合。多个光学透镜可以是塑料透镜或者玻璃透镜；或者多个光学透镜中部分光学透镜为塑料透镜不分透镜为玻璃透镜。多个光学透镜可以是球面透镜或者非球面透镜等。

示例的，镜头模组100可以包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，第一透镜具有凸面，凸面朝向进光侧；第二透镜设于第一透镜远离进光侧的一侧，并且第二透镜靠近第一透镜的一侧具有凹面；第三透镜设于第二透镜远离第一透镜的一侧，第三透镜双面为非球面；第四透镜设于第三透镜远离第二透镜的一侧，第四透镜双面为非球面。第三透镜靠近第二透镜的一侧在光轴处具有凹面，第三透镜靠近第四透镜的一侧在光轴处具有凸面，第四透镜靠近第三透镜的一侧在光轴处具有凹面，第四透镜远离第三透镜的一侧在光轴处具有凹面。

第一透镜在光轴处凸面朝向进光侧并且具有正的光焦度。第二透镜靠近第一透镜的一面在光轴处具有凹面，并且具有负的光焦度。第三透镜在光轴附近凹面朝向第二透镜侧且具有负的光焦度。第四透镜在光轴附近凹面朝向像侧且具有负的光焦度，第四透镜的像侧的面形成为在光轴上以外的位置具有极点的非球面。

第一透镜具有正的光焦度，其形状形成为在光轴附近凸面朝向物体侧。因此，能够良好地校正球面色差、场曲和畸变。第二透镜具有负的光焦度，其形状形成为在光轴附近凹面朝向第一透镜侧且凹面呈弯月形状。因此，能够良好地校正球面色差、场曲和畸变。第三透镜具有正的光焦度，其形状形成为在光轴附近凹面朝向第二透镜侧，凸面朝向像侧。因此，光线向第三透镜的入射角变为适当的值，并且能够良好地校正色差、场曲和畸变。第四透镜具有负的光焦度，其形状形成为在光轴附近凸面朝向第三透镜侧，且凹面朝向传感器模组400的一侧。因此，能够良好地校正色像差、像散、场曲和畸变。第四透镜的物体侧的面和像侧的面形成为在光轴上以外的位置具有极点的非球面。因此，更好地校正场曲和畸变，并且能够适当地控制光线向镜头组件的入射角。

在此基础上，多个光学透镜的组合可以是4P(Plastic Lens，塑料镜片)、4G(GlassLens，玻璃镜片)、3P+1G、2P+2G和P+3G中的任意一种。当然，在实际应用中本公开实施例提供的镜头模组100中的光学镜片也可以是数量，比如三个、五个或者六个等，本公开实施例并不以此为限。

在本公开示例性实施例中，进入镜头模组100的光束可以为一种复合光汇聚后产生的光束，复合光是指不同波长范围的光组成的光线，复合光包括白光、自然光等等。

分光模组200设于镜头模组100的出光侧，分光模组200包括N-1个半透半反镜210，N-1个半透半反镜210顺序排布，N-1个半透半反镜210将镜头模组100入射的光线分为N束。半透半反镜将入射光线分为反射光束和透射光束。

靠近镜头模组100的半透半反镜210和镜头模组100的光轴的夹角为锐角，任意相邻的两个半透半反镜210的夹角为大于等于零度且小于等于十度。示例的，靠近镜头模组100的半透半反镜210和镜头模组100的光轴的夹角为四十五度，N-1个半透半反镜210相互平行。

N-1个半透半反镜210将镜头模组100入射的光线分为N束光强相同的光束。按照透射光线传递的方向半透半反镜210的透射率逐渐减小，比如两个滤光片310时，第一个滤光片310的透过率为66.6％，第二个滤光片310的透过率为50％。

半透半反镜210可以是中性分光膜，中性分光膜能够将一束入射光线分成两束光线并且不改变光束的光谱。比如，中性分光膜可以是金属分光膜、偏振中性分光膜或者介质分光膜。金属分光膜具有中性好，光谱范围宽、偏振效应小和制作简单等优点。介质分光膜具有吸收小、分光效率高等优点。偏振中性分光膜可以用于自然光的中性分束。当然在实际应用中本公开实施例提供的半透半反射膜也可以是其他种类的膜层，本公开实施例并不以此为限。

滤光模组300包括N个滤光片310，滤光片310和分光模组200分出的N束光束一一对应，N个滤光片310透过的光的颜色不同。其中，滤光片310的颜色可以包括工业基准色，比如，滤光片310的颜色可以红色、绿色和蓝色。当然在实际应用中滤光片310的颜色和种类也可以是其他，本公开实施例并不以此为限。

其中，滤光片310可以设于对应的半透半反镜210的反射光路或者透射光路上。当当前级的滤光片310位于当前级半透半反镜210的反射光路上时，下一级半透半反镜210位于当前级半透半反镜210的透射光路上。或者当当前级的滤光片310位于当前级半透半反镜210的透射光路上时，下一级半透半反镜210位于当前级半透半反镜210的反射光路上。比如，当第一级滤光片310位于第一级半透半反镜210的反射光路上时，第二级半透半反镜210位于第一级半透半反镜210的透射光路上。或者当第一级滤光片310位于第一级半透半反镜210的透射光路上时，第二级半透半反镜210位于第一级半透半反镜210的反射光路上，依次类推。

图像传感模组包括N个灰度传感器410，灰度传感器410和滤光片310一一对应，灰度传感器410设于对应的滤光片310的出光侧。灰度传感器410中可以包括感光阵列，感光阵列用于将光信号转换为电信号。感光阵列中的感光单元响应光信号产生电信号，电信号的强度和光强正相关，因此可通过感光单元产生的感测电流确定对应像素的灰阶。

其中，N个灰度传感器中感光阵列的分布可以是对齐的，也即是N个灰度传感器中每个灰度传感器中的感光单元都是对应的，N个灰度传感器中对应感光单元检测到的信号，叠加后形成一个像素单元的信号。当然在叠加时还要考虑对应的滤光片的颜色，该叠加是N个颜色和灰阶的叠加。

在实际应用中，不同颜色滤光片310透过不同颜色的光，可以对灰度传感器410进行编号。比如，红色滤光片310对应的是一号灰度传感器410，绿色滤光片310对应的是二号灰度传感器410，蓝色滤光片310对应的是三号灰度传感器410。此时，可以通过三个灰度传感器410采集到的灰度信号叠加形成最终的图像，在叠加时可以根据灰度传感器410的编号给对应的像素进行颜色合成，形成彩色图像。

每个灰度传感器410可以连接有电路板，电路板上设置有相应的电路。该电路板上的电路可以通过柔性电路板和电子设备主板上的电路连接，比如和图形处理器连接。驱动模组600可以连接灰度传感器410，比如和安装灰度传感器410的电路板连接。

驱动模组600可以包括N个马达，每个灰度传感器410连接一个马达。通过马达对应驱动灰度传感器410运动可以实现摄像头组件10的对焦和防抖。其中，在拍摄时首先可以控制多个马达驱动多个灰度传感器410进行联合标定。然后在拍摄过程中在进行对焦和防抖。

驱动模组600和可以包括对焦防抖马达，对焦防抖马达可以和镜头模组100连接，用于驱动镜头模组100对焦和防抖。其中，驱动镜头模组100可以是驱动镜头模组100整体运动，或者驱动镜头模组100中的一个或多个光学透镜运动。

示例的，由于通常通过RGB三原色进行成像，因此本公开实施例中的N等于三，如图4所示，分光模组200包括：第一半透半反镜211和第二半透半反镜212，第一半透半反镜211设于镜头模组100的出光侧，用于将镜头模组100入射的光束分为第一透射光束和第一反射光束；第二半透半反镜212设于第一反射光束的路径上，用于将第一反射光束分为第二透射光束和第二反射光束；

滤光模组300可以包括：第一滤光片311、第二滤光片312和第三滤光片313，第一滤光片311设于第一透射光束的路径上，用于透射第一颜色光；第二滤光片312设于第二反射光束的路径上，用于透射第二颜色光；第三滤光片313设于第二透射光束的路径上，用于透射第三颜色光；

传感器模组400可以包括：第一灰度传感器411、第二灰度传感器412和第三灰度传感器413。第一灰度传感器411设于第一滤光片311的出光侧，用于形成第一灰度图像；第二灰度传感器412设于第二滤光片312的出光侧，用于形成第二灰度图像；第三灰度传感器413设于第三滤光片313的出光侧，用于形成第三灰度图像。

在微弱光线条件下，光电二极管无法工作于二极管的反偏区，如此导致在光线强度较小时，光电二极管无法工作。从而导致图像传感器在微光照射时成像质量较差或者无法成像。

为了解决上述为题，灰度传感器410可以是单光子雪崩二极管传感器，灰度传感器410包括多个单光子雪崩二极管41，多个单光子雪崩二极管41用于接收对应的滤光片310传输的光子并产生感测信号。

单光子雪崩二极管41可以响应单个光子产生电流，工作时只要有单个光子如设在有源区既可以产生饱和大电流信号。灰度传感器410可以是背照式灰度传感器或者前照式灰度传感器。

如图5所示，灰度传感器410可以是背照式灰度传感器，单光子雪崩二极管41包括：衬底401、雪崩层402和阴极层403，衬底401上具有阳极区4011，衬底401上设置有第一容置部4012，第一容置部4012位于阳极区4011远离对应的滤光片310的一侧；雪崩层402设于衬底401的第一容置部4012；阴极层403设于雪崩层402，并且阴极层403位于雪崩层402远离阳极区4012的一侧。

如图6所示，灰度传感器410中的多个单光子雪崩二极管41可以通过保护环42分隔，保护环42可以是绝缘保护层，保护环42一方面将多个单光子雪崩二极管41绝缘隔离，另一方面保护环42能够保护单光子雪崩二极管41。

保护环42可以是封闭的环状结构，一个保护环42内可以设置一个或者多个单光子雪崩二极管41。当一个保护环42内设置多个单光子雪崩二极管41时，多个单光子雪崩二极管41可以通过隔离槽隔离，比如，多个单光子雪崩二极管41可以通过浅槽隔离43(STI，Shallow trench isolation)进行隔离。

在此，本公开实施例提供的是一种n+/p-well结构的单光子雪崩二极管41，其仅是示例性说明，本公开实施例提供的单光子雪崩二极管41也可以是其他n+/p-well结构的雪崩型光电二极管，本公开实施例并不以此为限。

当多个单光子雪崩二极管41通过浅槽隔离43隔离时，如图6所示，单光子雪崩二极管41还可以包括阴极扩散层404，阴极扩散层404设于雪崩层402和阴极层403之间。通过在阴极层403和雪崩层402之间中再做一层阴极扩散层404，将雪崩层402从阴极层403表面移入远离表面的区域，如此能够使雪崩区远离浅槽隔离43。由于浅槽隔离43界面处Si-SiO₂有大量陷阱能级，能够俘获载流子，导致雪崩层402电场很强，被俘获的载流子如果离雪崩层402很近，将很容易进入雪崩层402引发雪崩电离，造成器件误击穿，最终结果是使得器件DCR(Dark count rate，暗计数率)过大，通过阴极扩散层404能够解决上述问题。

示例的，第一容置部4012远离阳极区4011的一侧具有第一开口4013(该开口位于衬底401的一表面)。在衬底401上设置有阶梯孔，该阶梯孔可以是阶梯方孔或者阶梯圆孔。雪崩层402可以设于该阶梯孔的底部，阶梯孔为盲孔，阶梯孔的底部是指阶梯孔远离第一开口4013的一端。阴极扩散层404设于雪崩层402远离阶梯孔底部的一侧，阴极扩散层404远离雪崩层402的一侧可以暴露于阶梯孔的第一开口4013。阴极层403嵌于阴极扩散层404，并且阴极层403暴露于阴极扩散层404远离雪崩层402的表面。在雪崩层402和阴极扩散层404相互接触的表面中，阴极扩散层404接触面的面积大于雪崩层402接触面的面积。衬底401中的阶梯孔的第一开口4013所在的一面可以延伸至和阴极层403远离雪崩层402的表面平齐。衬底401中的阶梯孔的第一开口4013所在的一面可以延伸至浅槽隔离43的底端。浅槽隔离43的底端是指浅槽隔离43嵌入衬底401的一端。浅槽隔离43的顶端面和阴极扩散层404的顶端面平齐。

浅槽隔离43的深度大于阴极层403的深度，并且浅槽隔离43的深度小于阴极扩散层404的深度。其中，此处所说的深度是指各器件在从阴极层403到雪崩层402方向上的距离。浅槽隔离43的深度可以是1至3微米。

浅槽隔离43可以通过氮化硅掩膜经过淀积、图形化、刻蚀硅后形成槽，并在槽中填充淀积氧化物。在形成浅槽隔离43过程中，首先可以先在半导体衬底401上沉积一层氮化硅层，然后图案化该氮化硅层形成硬掩膜；然后接着蚀刻衬底401，在相邻的阴极扩散层404之间形成沟槽；最后在沟槽中填入氧化物形成元件浅槽隔离43。示例的，浅槽隔离43的截面形状可以是梯形，填充的氧化物可以是二氧化硅。

阴极层403和阴极扩散层404掺杂有第一类型掺杂物，雪崩层402和衬底401掺杂有第二类型掺杂物。示例的，阴极层403可以是n型重掺杂半导体层(比如n型重掺杂硅层)。阴极扩散层404可以n型掺杂半导体层(比如n型硅)，其掺杂浓度小于阴极层403。雪崩层402可以是p型重掺杂半导体层(比如p型重掺杂硅层)。衬底401可以是可以p型掺杂半导体层(比如p型硅)，其掺杂浓度小于雪崩层402。

本公开实施例中采用n+/p-well型pn结设计，n+/p-well雪崩击穿时以电子电离为主，电子迁移率比空穴迁移率高约3倍，因此电子电离比空穴电离更容易。使得图像传感器的灵敏度提高，也即是光子探测效率更高。并且采用p型衬底401，通常在CMOS工艺中均选用p衬底401，首先通常集成电路倾向于采用NMOS晶体管为主，因为NMOS晶体管是电子导电，电子迁移率是同等条件PMOS晶体管中空穴迁移率的3倍左右；其次，p型衬底401上可以直接做NMOS晶体管，p型硅做衬底401可以直接接地，能够降低图像传感器运行时的偏压，并且稳定降低噪声信号。

在背照式单光子雪崩二极管41中采用n+/p-well技术，雪崩区主要在p-well(p阱)中由电子电离产生。电子电离概率高于空穴电离概率约3倍。背照式图像传感器中n+/p-well采用电子雪崩电离，电离率高，光子探测效率PDE高。

当灰度传感器为背照式图像传感器时，在单光子雪崩二极管41阵列远离进光侧的一侧设置有信号采集电路。该信号采集电路用于将单光子雪崩二极管41阵列中的电信号输出。比如，可以通过扫描的方式逐行或者逐列输出电信号。

或者，如图7所示，灰度传感器410可以是前照式灰度传感器。单光子雪崩二极管41可以包括衬底401；阴极层403、雪崩层402和阳极层，阴极层403设于衬底401靠近滤光片310的一侧，阴极层403上设置有第二容置部；雪崩层402嵌于阴极层403远离衬底401的一侧；阳极层设于雪崩层402远离衬底401的一侧。

感光模块100中的多个单光子雪崩二极管41可以通过保护环42分隔，保护环42可以是绝缘保护层，保护环42一方面将多个单光子雪崩二极管41绝缘隔离，另一方面保护环42能够保护单光子雪崩二极管41。

保护环42可以是封闭的环状结构，一个保护环42内可以设置一个或者多个单光子雪崩二极管41。当一个保护环42内设置多个单光子雪崩二极管41时，多个单光子雪崩二极管41可以通过隔离槽隔离，比如，多个单光子雪崩二极管41可以通过浅槽隔离43(STI，Shallow trench isolation)进行隔离。

当一保护环42内包括多个单光子雪崩二极管41时，同一保护环42内的多个单光子雪崩二极管41中任意两个相邻的单光子雪崩二极管41中的雪崩层402通过浅槽隔离43进行隔离，浅槽隔离43的深度大于阳极层的深度且小于雪崩层402的深度。

阴极层403包括第一类型掺杂物，雪崩层402、阳极层和衬底401包括第二类型掺杂物，并且雪崩层402的掺杂浓度小于于阳极层的掺杂浓度。示例的，阴极层403可以n型重掺杂半导体层，阴极层403形成n阱。阳极层可以是p型重掺杂半导体层，雪崩层402可以是p型掺杂半导体，雪崩层402的掺杂浓度小于阳极层。

在此，本公开实施例提供的是一种p+/n-well结构的单光子雪崩二极管41，其仅是示例性说明，本公开实施例提供的感光像素模块也可以用于其他p+/n-well结构的雪崩型光电二极管，本公开实施例并不以此为限。

当灰度传感器410为前照式图像传感器时，在单光子雪崩二极管41阵列进光侧设置有信号采集电路。该信号采集电路用于将单光子雪崩二极管41阵列中的电信号输出。比如，可以通过扫描的方式逐行或者逐列输出电信号。

本公开实施例提供一种摄像头组件10，通过N-1个半透半反镜210将镜头模组100入射的光线分为N束，并通过对应的滤光片310将对应颜色的光线传输至对应的灰度传感器410，使得进入每个灰度传感器410的光线为单色光，避免了单个像素单元接收的光线受到其他颜色光线的影响，从而一定程度上降低图像传感器采集的信号中的噪声信号，减少图像中的噪点和色偏，提升电子设备的成像质量。

并且灰度传感器410可以是单光子雪崩二极管灰度传感器410，能够实现微弱光线条件下的成像。并且通过分光模组200将光线分为多束，通过多个单光子雪崩二极管灰度传感器410成像，能够提高图像的像素密度，解决了单光子雪崩二极管灰度传感器410像素密度较低的问题。

本公开示例性实施例还提供一种摄像头组件标定方法，用于上述的摄像头组件10，如图8所示，摄像头组件标定方法可以包括如下步骤：

步骤S810，控制N个灰度传感器分别获取标定图像；

步骤S820，根据标定图像调节灰度传感器的位姿，以使N个灰度传感器获取的标定图像相同。

本公开实施例提供的摄像头组件的标定方法，通过标定图像调节灰度传感器410的位姿，使N个灰度传感器410获取的标定图像相同，实现了多个灰度传感器410的对齐，进而使得多个灰度传感器410采集到的图像在融合时能够对齐。

在步骤S810中，可以控制N个灰度传感器410分别获取标定图像。

其中，N个灰度传感器410在获取标定图像时，摄像头组件10的位置可以固定，比如可以将摄像头组件10固定于标定台上。在摄像头组件10前方设置标定板，标定板上设置有标定图案，比如棋盘标定图案。控制N个灰度传感器410分别采集标定板上的标定图案的图像(标定图像)。采集标定图像可以是多个灰度传感器410同时采集，或者多个灰度传感器410分时采集。

在步骤S820中，可以根据标定图像调节灰度传感器410的位姿，以使N个灰度传感器410获取的标定图像相同。

其中，根据标定图像调节灰度传感器410的位姿，以使N个灰度传感器410获取的标定图像相同，可以包括：据标定图像调节每个灰度传感器410和镜头模组100的距离以及偏移角度，以使N个灰度传感器410获取的标定图像相同。

多个灰度传感器410分别获取标定图像，提取标定图像中的特征点(比如棋盘图案的角点)，并计算各特征点的坐标。由于各灰度传感器410采集的光线为同一镜头模组100入射的，因此可以以镜头模组100的坐标系为世界坐标系，分别计算每个灰度传感器410中各特征点在各自坐标系下的坐标，通过坐标计算每个灰度传感器410所要调整距离和偏移角度。该距离和偏移角度可以是相对于世界坐标系的移动距离和偏移角度。

本公开示例性实施例还提供一种电子设备，如图9所示，电子设备包括可以包括上述的摄像头组件10。

摄像头组件10可以包括镜头模组100、分光模组200、滤光模组300和传感器模组400；分光模组200设于镜头模组100的出光侧，分光模组200包括N-1个半透半反镜210，N-1个半透半反镜210顺序排布，N-1个半透半反镜210将镜头模组100入射的光线分为N束；滤光模组300包括N个滤光片310，滤光片310和分光模组200分出的N束光束一一对应，N个滤光片310透过的光的颜色不同；传感器模组400包括N个灰度传感器410，灰度传感器410和滤光片310一一对应，灰度传感器410设于对应的滤光片310的出光侧。

本公开实施例提供的电子设备，通过N-1个半透半反镜210将镜头模组100入射的光线分为N束，并通过对应的滤光片310将对应颜色的光线传输至对应的灰度传感器410，使得进入每个灰度传感器410的光线为单色光，避免了单个像素单元接收的光线受到其他颜色光线的影响，从而一定程度上降低图像传感器采集的信号中的噪声信号，减少图像中的噪点和色偏，提升电子设备的成像质量。

其中，本公开实施例中的电子设备可以是手机、平板电脑、可穿戴设备、照相机或者摄像机等具有摄像组件的电子设备。下面以电子设备为手机为例进行说明：

该电子设备还可以包括中框20、主板30、显示屏70和电池40等器件，显示屏70、中框20与后盖50形成一收容空间，用于容纳电子设备的其他电子元件或功能模块。同时，显示屏70形成电子设备的显示面，用于显示图像、文本等信息。显示屏70可以为液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)或有机发光二极管显示屏(Organic Light-EmittingDiode，OLED)等类型的显示屏。

显示屏70上可以设置有玻璃盖板。其中，玻璃盖板可以覆盖显示屏70，以对显示屏70进行保护，防止显示屏70被刮伤或者被水损坏。

显示屏70可以包括显示区域以及非显示区域。其中，显示区域执行显示屏70的显示功能，用于显示图像、文本等信息。非显示区域不显示信息。非显示区域可以用于设置摄像头、受话器、接近传感器等功能模块。在一些实施例中，非显示区域可以包括位于显示区域上部和下部的至少一个区域。

显示屏70可以为全面屏。此时，显示屏70可以全屏显示信息，从而电子设备具有较大的屏占比。显示屏70只包括显示区域，而不包括非显示区域。

中框20可以为中空的框体结构。其中，中框20的材质可以包括金属或塑胶。主板30安装在上述收容空间内部。例如，主板30可以安装在中框20上，并随中框20一同收容在上述收容空间中。主板30上设置有接地点，以实现主板30的接地。

主板30上可以集成有马达、麦克风、扬声器、受话器、耳机接口、通用串行总线接口(USB接口)、接近传感器、环境光传感器、陀螺仪以及处理器等功能模块中的一个或多个。同时，显示屏70可以电连接至主板30。

其中，传感器模组可以包括深度传感器、压力传感器、陀螺仪传感器、气压传感器、磁传感器、加速度传感器、距离传感器、接近光传感器、指纹传感器、温度传感器、触摸传感器、环境光传感器及骨传导传感器等。处理器可以包括应用处理器(ApplicationProcessor，AP)、调制解调处理器、图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、图像信号处理器(Image Signal Processor，ISP)、控制器、视频编解码器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、基带处理器和/或神经网络处理器(Neural-etworkProcessing Unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

主板30上还设置有显示控制电路。显示控制电路向显示屏70输出电信号，以控制显示屏70显示信息。发光控制单元和变色控制单元可以设于主板。

电池40安装在上述收容空间内部。例如，电池40可以安装在中框20上，并随中框20一同收容在上述收容空间中。电池40可以电连接至主板30，以实现电池40为电子设备供电。其中，主板30上可以设置有电源管理电路。电源管理电路用于将电池40提供的电压分配到电子设备中的各个电子元件。

后盖50用于形成电子设备的外部轮廓。后盖50可以一体成型。在后盖50的成型过程中，可以在后盖50上形成后置摄像头孔、指纹识别模组安装孔等结构。摄像头组件10可以设于主板和中框，并且摄像组件10接收后置摄像头孔的光线。当然在实际应用中摄像头组件10也可以是前置摄像头，本公开实施例并不以此为限。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (13)

1.一种摄像头组件，其特征在于，所述摄像头组件包括：

镜头模组；

分光模组，设于所述镜头模组的出光侧，包括N-1个半透半反镜，N-1个半透半反镜顺序排布，N-1个所述半透半反镜将所述镜头模组入射的光线分为N束；

滤光模组，包括N个滤光片，所述滤光片和所述分光模组分出的N束光束一一对应，N个所述滤光片透过的光的颜色不同；

传感器模组，包括N个灰度传感器，所述灰度传感器和所述滤光片一一对应，所述灰度传感器设于对应的滤光片的出光侧；

其中，N为大于等于2的正整数。

2.如权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，任意相邻的两个半透半反射镜的夹角为大于等于零度且小于等于九十度。

3.如权利要求2所述的摄像头组件，其特征在于，靠近所述镜头模组的半透半反镜和所述镜头模组的光轴的夹角为四十五度，N-1个所述半透半反镜相互平行。

4.如权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述N等于三，所述分光模组包括：

第一半透半反镜，设于所述镜头模组的出光侧，用于将所述镜头模组入射的光束分为第一透射光束和第一反射光束；

第二半透半反镜，设于所述第一反射光束的路径上，用于将所述第一反射光束分为第二透射光束和第二反射光束；

所述滤光模组包括：

第一滤光片，设于所述第一透射光束的路径上，用于透射第一颜色光；

第二滤光片，设于所述第二反射光束的路径上，用于透射第二颜色光；

第三滤光片，设于所述第二透射光束的路径上，用于透射第三颜色光；

传感器模组包括：

第一灰度传感器，设于所述第一滤光片的出光侧，用于形成第一灰度图像；

第二灰度传感器，设于所述第二滤光片的出光侧，用于形成第二灰度图像；

第三灰度传感器，设于所述第三滤光片的出光侧，用于形成第三灰度图像。

5.如权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，N-1个所述半透半反镜将所述镜头模组入射的光线分为N束光强相同的光束。

6.如权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述灰度传感器包括：

多个单光子雪崩二极管，用于接收对应的所述滤光片传输的光子并产生感测信号。

7.如权利要求6所述的摄像头组件，其特征在于，所述单光子雪崩二极管包括：

衬底，所述衬底上具有阳极区，所述衬底上设置有第一容置部，所述第一容置部位于所述阳极区远离对应的所述滤光片的一侧；

雪崩层，所述雪崩层设于所述衬底的第一容置部；

阴极层，所述阴极层设于所述雪崩层，并且所述阴极层位于所述雪崩层远离所述阳极区的一侧。

8.如权利要求6所述的摄像头组件，其特征在于，所述单光子雪崩二极管包括：

衬底；

阴极层，所述阴极层设于所述衬底靠近对应的所述滤光片的一侧；

雪崩层，所述雪崩层嵌于所述阴极层远离所述衬底的一侧；

阳极层，所述阳极层设于所述雪崩层远离所述衬底的一侧。

9.如权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述摄像头组件还包括：

控制模块，分别和N个所述灰度传感器连接，所述控制模块用于根据N个所述灰度传感器采集到的灰度图像以及每个灰度传感器对应的滤光片的颜色合成彩色图像。

10.如权利要求1所述的摄像头组件，其特征在于，所述摄像头组件还包括：

驱动模组，分别和N个所述灰度传感器连接，所述驱动模组用于调节所述灰度传感器的位置，以实现摄像头组件的对焦和防抖。

11.一种摄像头组件标定方法，其特征在于，用于权利要求1-10任一所述的摄像头组件，所述方法包括：

控制N个灰度传感器分别获取标定图像；

根据标定图像调节所述灰度传感器的位姿，以使N个所述灰度传感器获取的标定图像相同。

12.如权利要求11所述的摄像头组件标定方法，其特征在于，根据标定图像调节所述灰度传感器的位姿，以使N个所述灰度传感器获取的标定图像相同，包括：

据标定图像调节每个所述灰度传感器和镜头模组的距离以及偏移角度，以使N个所述灰度传感器获取的标定图像相同。

13.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-10任一所述的摄像头组件。

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