CN112770045A - 摄像模组和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像模组和电子设备，摄像模组包括：镜头；光学传感器，光学传感器设置于镜头的像侧，驱动件，驱动件包括SMA线，SMA线设置于镜头和光学传感器之间且设置成带动光学传感器在垂直于光轴的平面内运动，其中，光学传感器包括芯片，芯片设置有超分辨率图像处理模块，超分辨率图像处理模块用于将接收到的多个图像合并后，获取超分辨率图像。该摄像模组具有较高的解像力，能获得放大分辨率图像。

Description

摄像模组和电子设备

技术领域

本发明涉及光学设备技术领域领域，尤其是涉及一种摄像模组和电子设备。

背景技术

飞行时间法(Time Of Flight，TOF)通过测量测量仪器发出的脉冲信号从发射到接收的时间间隔t(常被称为脉冲测距法)或激光往返被测物体一次所产生的相位(相位差测距法)来实现对被测物体(或被测物体检测区域)的三维结构或三维轮廓的测量。TOF测量仪器可同时获得灰度图像和距离图像，广泛应用在体感控制、行为分析、监控、自动驾驶、人工智能、机器视觉和自动3D建模等诸多领域。

TOF Sensor(TOF传感器)会因拍摄者在拍摄过程中，人体的不稳定性带动镜头抖动，导致造成芯片解析图像存在不清晰的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种摄像模组，该摄像模组具有高分辨率，可以改善抖动造成分辨力降低的情况，可以起到防抖的效果。

本发明进一步提出了一种电子设备。

根据发明实施例的摄像模组，包括：镜头；光学传感器，所述光学传感器设置于所述镜头的像侧，驱动件，所述驱动件包括SMA线，所述SMA线设置于所述镜头和所述光学传感器之间且设置成带动所述光学传感器在垂直于光轴的平面内运动，其中，所述光学传感器包括芯片，所述芯片设置有超分辨率图像处理模块，所述超分辨率图像处理模块用于将接收到的多个图像合并后，获取超分辨率图像。

由此，根据本发明的摄像模组，通过在镜头和光学传感器之间设置SMA线，可以使得光学传感器相对固定的镜头在垂直于光轴的平面内运动，以此来满足超分辨率图像处理模块的位移量，然后将拍摄的最高偶数像素点、最高奇数像素点、最低偶数像素点和最低奇数像素点等数据做结合，来得到获得放大分辨率的图像。

根据本发明的一些实施例，所述超分辨率图像处理模块用于将接收到的第一方向的两张图像和第二方向的两张图像合并后，获取超分辨率图像，所述第一方向和第二方向为所述平面的两个相互垂直的方向。如此设置，仅需通过拍摄四张照片，再结合超分辨率图像处理模就可以获得较为清晰的图像，而无需增大光学传感器的芯片的解像力，从而可以在一定程度上降低开发摄像模组的成本。

根据本发明的一些实施例，所述超分辨率图像处理模块包括：接收单元，所述接收单元用于接收多个所述图像；以及处理单元，所述处理单元用于将多个所述图像进行合并，得到所述超分辨率图像。通过接收单元和处理单元的相互配合可以将拍摄的图像像素扩大为原始像素的数倍，从而可以获得清晰的图像。

根据本发明的一些实施例，所述镜头具有四个第一侧边，所述光学传感器具有四个第二侧边，四个所述第一侧边和四个所述第二侧边一一对应，至少四个所述SMA线连接于对应的所述第一侧边和所述第二侧边。这样光学传感器在相对固定的镜头运动时，受力更加均匀，以使得底座平稳地相对镜头在第一方向或第二方向运动，这样也可以避免产生抖动，可以提升摄像模组的稳定性。

根据本发明的一些实施例，所述SMA线连接在对应的所述第一侧边的中部和所述第二侧边的中部。如此设置，可以使得SMA线更加稳定地驱动光学传感器。

根据本发明的一些实施例，相邻的所述第一侧边之间具有第一端角，四个所述第二侧边之间具有四个第二端角，四个所述第一端角和四个所述第二端角一一对应，四个所述第一端角和四个所述第二端角之间分别对应设置有弹性连接件。这样可以使得镜头和光学传感器在相对运动的过程中，仍能保持镜头和光学传感器处于连接状态，还可以使得镜头和光学传感器处于柔性连接，以保护镜头和光学传感器。

根据本发明的一些实施例，所述镜头具有四个第一侧边，所述光学传感器具有四个第二侧边，四个所述第一侧边和四个所述第二侧边一一对应，相邻的所述第一侧边之间具有第一端角，四个所述第二侧边之间具有四个第二端角，四个所述第一端角和四个所述第二端角一一对应，至少四个所述SMA线分别连接于周向相邻的所述第一端角和所述第二端角之间。这样将设置的四个SMA线分别连接在镜头和光学传感器的四个端角，可以使得光学传感器运动地更加平稳。

根据本发明的一些实施例，一组相对的两个第一端角上设置有第一悬臂，另一组相对的所述第二端角上设置有第二悬臂，每个所述SMA线连接于周向相邻的所述第一悬臂和所述第二悬臂之间。这样两个第一悬臂、两个第二悬臂就可以通过四个SMA线连接成整体。两个SMA线其中一个受热，一个散热时会发生形变，从而带动光学传感器相对镜头沿第一方向或第二方向运动。

根据本发明的一些实施例，至少四个所述SMA线在所述镜头的周向间隔分布，位于所述镜头相对位置的两个所述SMA线通断电状态不同，以使所述光学传感器相对所述镜头向第一方向或第二方向运动。这样可以使得位于镜头相对位置的两个SMA线，其中一个处于延伸状态，另一个处于收缩状态，而且延伸和收缩的方向一致，以使光学传感器相对镜头向第一方向或第二方向运动。

根据本发明的电子设备，包括：所述的摄像模组。具有所述的摄像模组的电子设备在拍摄物体时，可以获得清晰的图像，而且还具有防抖动效果，从而给用户带来良好的使用体验感。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一种实施例的摄像模组结构的爆炸图；

图2是根据本发明另一种实施例的摄像模组结构的示意图，SMA线带动光学传感器沿第一方向向左运动；

图3是根据本发明另一种实施例的摄像模组结构的示意图，SMA线带动光学传感器沿第一方向向右运动；

图4是根据本发明另一种实施例的摄像模组结构的示意图，SMA线带动光学传感器沿第二方向向上运动；

图5是根据本发明另一种实施例的摄像模组结构的示意图，SMA线带动光学传感器沿第二方向向下运动；

图6是芯片不同模式使用下的运行原理图。

附图标记：

摄像模组100；

底座10；第二侧边11；第二端角12；第二悬臂122；

镜头20；第一侧边21；第一端角22；第一悬臂221；镜架23；

驱动件30；SMA线31；

光学传感器40；芯片50；激光发射器60；滤光器70。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的摄像模组100。该摄像模组100可以应用于具有拍照或摄像功能的电子设备上，例如：智能手机。

如图1所示，根据本发明实施例的摄像模组100包括：底座10、镜头20、驱动件30、光学传感器40和芯片50。镜头20设置于底座10上，底座10可以为镜头20的放置提供安装空间，而且镜头20相对底座10可以运动，具体来说，将镜头20固定，底座10被设置为可运动，这样就达到镜头20相对底座10可运动的目的。

驱动件30包括SMA线31，SMA线31设置于镜头20和光学传感器40之间设置，而且SMA线31带动光学传感器40在垂直于光轴的平面内运动。具体来说，SMA线31是一种具有加热收缩，散热延伸性质的合金材料。SMA线31为至少四个，而且连接于镜头20和光学传感器40的不同位置，以使光学传感器40可向第一方向和第二方向运动，第一方向和第二方向垂直。

详细地，SMA线31的一端可以连接于镜头20，另一端可以连接于光学传感器40，由于镜头20被以固定设置，这样当SMA线31在受热或散热时，光学传感器40就可以利用SMA线31的伸缩性相对镜头20进行运动。至少四个SMA线31可以通过协同配合的方式带动光学传感器40周向转动，在转动过程中会达到图2-图5向第一方向的两个相反方向和向第二方向的两个相反方向运动的位置。

另外，通过设置多个SMA线31，例如，可以根据镜头20和光学传感器40的形状设置至少四个SMA线31，以使得光学传感器40可向第一方向和第二方向运动，其中第一方向和第二方向垂直，第一方向可以为X轴方向，第二方向可以为Y轴方向。设置多个SMA线31还可以使得光学传感器40运动地更加快速、平顺。

如图1所示，光学传感器40设置于底座10上，而且光学传感器40设置于镜头20的像侧，在至少四个SMA线31带动光学传感器40向第一方向和第二方向运动后，光学传感器40至少获取在第一方向上两个不同位置的第一图像和在第二方向上两个不同位置的第二图像。

可以理解的是，光学传感器40设置于底座10上，底座10可以为光学传感器40提供安装空间，而且光学传感器40设置于镜头20的像侧，这样光线就可以通过所拍摄的物体反射到镜头20，然后经过镜头20射入到光学传感器40上，从而使得由被摄物体所反射的光线被光学传感器40所感知，进行形成图像数据。

具体地，例如，SMA线31带动光学传感器40在第一方向上运动时，光学传感器40就可以在第一方向的始末两个位置上获取两个不同位置上的第一图像，SMA线31带动底座10在第二方向上运动时，光学传感器40可以在第二方向的始末位置获取两个不同位置上的第二图像，第一图像和第二图像的位置不同，所获取的图像数据也就不同。

进一步地，芯片50与光学传感器40电连接，以接收第一图像和第二图像，芯片50用于将两个第一图像和第二图像数据合并后，获取扩大像素后的第三图像。

此外，如图1所示，芯片50设置于底座10，底座10可以为芯片50的放置提供安装空间，以降低摄像模组100整体结构的大小，使其结构更加紧凑。芯片50与光学传感器40电连接，这样光学传感器40就可以将所感应的物理信号转化为电信号传递给芯片50，以供芯片50进行分析和处理，还可以减少芯片50与光学传感器40电连接的距离，从而减小电连接的布线空间。

进一步地，在至少四个SMA线31带动光学传感器40向第一方向和第二方向短时间运动后，光学传感器40将图像数据输送给芯片50，芯片50在数据合并后获得放大分辨率的图像以减小摄像模组100的抖动。也就是说，通过在镜头20和光学传感器40之间设置SMA线31，可以使得光学传感器40相对固定的镜头20在既定的第一方向和第二方向上进行运动，从而可以使得光学传感器40获得多个位置的图像，再在芯片50的处理合并图像的作用下，芯片50可以获得放大分辨率的图像。

其中，芯片50内可以设置有超分辨率图像处理模块，如图6所示，超分辨率图像处理模块可以应用类似超分辨率软件Fusion 360的应用，并将最高偶数像素点、最高奇数像素点、最低偶数像素点和最低奇数像素点等数据做结合，需要说明的是，由于一般的摄像模组100的传感器像素大小位于5～20um之间，故底座10移动的精度无需太高即可满足超分辨率软件Fusion 360所需的位移量要求。

其中，超分辨率图像处理模块包括：接收单元和处理单元，接收单元用于接收多个图像，处理单元用于将多个图像进行合并，得到超分辨率图像。也就是说，接收单元接收到多个图像后，可以传输给处理单元，处理单元对多个图像进行合并处理，从而能够得到超分辨率图像。通过接收单元和处理单元的相互配合可以将拍摄的图像像素扩大为原始像素的数倍，从而可以获得清晰的图像。

由此，本发明的摄像模组100，通过在镜头20和光学传感器40之间设置SMA线31，可以使得光学传感器40相对固定的镜头20在垂直于光轴的平面内运动，以此来满足超分辨率软件Fusion 360所需的位移量要求，从而得到获得放大分辨率的图像，而且由于应用有至少四个SMA线31，这样可以进一步地减小位移量，摄像模组100的防抖效果较好。另外，如此设置的摄像模组100可以降低TOF sensor芯片开发成本。

可选地，如图1所示，镜头20具有四个第一侧边21，底座10具有四个第二侧边11，四个第一侧边21和四个第二侧边11一一对应，至少四个SMA线31连接于对应的第一侧边21和第二侧边11。也就是说，SMA线31的数量可以根据镜头20和光学传感器40的侧边数量来设置，以使得镜头20和光学传感器40的每一侧边都连接有SMA线31，这样光学传感器40在相对固定的镜头20运动时，受力更加均匀，以使得光学传感器40平稳地相对镜头20在第一方向或第二方向运动，这样也可以避免产生抖动，可以提升摄像模组100的稳定性。

具体地，如图1所示，四个SMA线31设置于第一侧边21的中部和第二侧边11的中部。将SMA线31设置为四个，这样光学传感器40相对镜头20运动时，可以减少每个SMA线31的受载力，以保护SMA线31的性能不受影响。另外，将SMA线31连接在第一侧边21的中部和第二侧边11的中部，可以使的镜头20或光学传感器40的每一侧边受力在中心位置，以促使光学传感器40运动所需的力处于最小，而且可以保证光学传感器40相对镜头20进行周向转动。

更具体地，相邻的第一侧边2121之间具有第一端角22，底座10具有四个第二侧边1111，四个第二侧边1111之间具有四个第二端角12，四个第一端角22和四个第二端角12一一对应，四个第一端角22和四个第二端角12之间分别对应设置有弹性连接件。也就是说，通过在光学传感器40和镜头20的每个端角处设置弹性连接件(图中未示出)，可以使得镜头20稳定地放置在光学传感器40上，而且保证镜头20和光学传感器40的连接稳定连接。例如，弹性连接件可以为橡胶件或塑胶件。

进一步地，镜头20具有四个第一侧边21，底座10具有四个第二侧边11，四个第一侧边21和四个第二侧边11一一对应，相邻的第一侧边21之间具有第一端角22，四个第二侧边11之间具有四个第二端角12，四个第一端角22和四个第二端角12一一对应，至少四个SMA线31分别连接于周向相邻的第一端角22和第二端角12之间。这样将设置的四个SMA线31分别连接在镜头20和底座10的四个端角，可以使得底座10运动地更加平稳。

具体地，如图2-图5所示，一组相对的两个第一端角22上设置有第一悬臂221，第一悬臂221与第一端角22固定连接，另一组相对的第二端角12上设置有第二悬臂122，第二悬臂122与第二端角12固定连接，每个SMA线31连接于周向相邻的第一悬臂221和第二悬臂122之间。这样两个第一悬臂221、两个第二悬臂122就可以通过四个SMA线31连接成整体。由于第一悬臂221设置在镜头20上，镜头20被以固定设置，第二悬臂122设置在光学传感器40上，光学传感器40相对镜头20可运动，也就是说，第二悬臂122可以相对第一悬臂221运动。于是，当位于相对位置上的两个SMA线31一个受热，另一个散热时，两个SMA线31就会发生形变，从而带动底座10相对底座10沿第一方向或第二方向运动。

此外，镜头20的第一侧边21中部和光学传感器40的第二侧边11中部还设置有弹性连接件，以使得镜头20和光学传感器40在相对运动的过程中，仍能保持镜头20和光学传感器40处于连接状态，另外，通过弹性连接件连接镜头20和光学传感器40，可以使得镜头20和光学传感器40处于柔性连接，以保护镜头20和光学传感器40。

如图1所示，至少四个SMA线31在镜头20的周向间隔分布，例如，可以在镜头20的周向间隔分布四个SMA线31。位于镜头20相对位置的两个SMA线31通断电状态不同，这样可以使得位于镜头20相对位置的两个SMA线31，其中一个处于延伸状态，另一个处于收缩状态，而且延伸和收缩的方向一致，以使光学传感器40相对镜头20向第一方向或第二方向运动。

例如，如图2所示，当位于第二方向上间隔设置的两个SMA线31中的一个通电且另一个断电时，断电的SMA线31处于朝向左侧延伸状态，通电的SMA线31处于朝向左侧收缩状态时，此时光学传感器40相对镜头20沿第一方向向左侧运动。

例如，如图3所示，当位于第二方向上间隔设置的两个SMA线31中的一个通电且另一个断电时，通电的SMA线31处于朝向右侧收缩状态，断电的SMA线31处于朝向右侧延伸状态时，此时光学传感器40相对镜头20沿第一方向向右侧运动。

例如，如图4所示，当位于第一方向上间隔设置的两个SMA线31中的一个通电且另一个断电时，断电的SMA线31处于朝向上方延伸状态，通电的SMA线31处于朝向上方收缩状态时，此时光学传感器40相对镜头20沿第二方向向上方运动。

例如，如图5所示，当位于第一方向上间隔设置的两个SMA线31中的一个通电且另一个断电时，通电SMA线31处于朝向下方收缩状态，断电的SMA线31处于朝向下方延伸状态时，此时光学传感器40相对镜头20沿第二方向向下方运动。

由此，本发明实施例的摄像模组100就可以利用SMA线31通电延伸，断电收缩的性能，使得光学传感器40可以相对镜头20在第一方向和第二方向运动，从而来满足芯片50的所需的位移量。

具体地,如图1所示，镜头20包括：镜架23和多个镜片(图中未示)，多个镜片设置于镜架23内，而且在光轴方向层叠布置，这样由被摄物体所反射的光线经过多层布置的镜片处理后反射到光学传感器40上。另外，至少四个SMA线31的一端与镜架23相连接，以使得SMA线31在延伸或收缩时，底座10可以相对镜架23运动。

此外，如图1所示，本发明实施例的摄像模组100还包括：激光发射器60和滤光器70，滤光器70位于光轴方向上，而且位于镜头20和光学传感器40之间，激光发射器60与镜头20、驱动件30、光学传感器40、芯片50和滤光器70间隔设置。其在，激光发射器60可以为VCSEL(垂直腔面发射器)。

具体来说，将滤光器70设置在镜头20和光学传感器40之间，可以使得过滤器过滤掉存在偏差和失真的激光点，以使得光学传感器40可以接收到清晰的反射光线，以使得所呈现的图像更加清晰。此外，由于激光发射器60在工作时产生热量，而将激光发射器60与镜头20、驱动件30、光学传感器40、芯片50和滤光器70间隔设置可以避免激光发射器60所产生的热量对镜头20、驱动件30、光学传感器40、芯片50和滤光器70等光学部件造成影响，从而可以保证摄像模组100正常工作。

本发明的电子设备，包括：上述实施例的摄像模组100。本发明的电子设备包括但不限于智能手机，平板电脑，便携式电脑，或其他便携电子设备。具有上述实施例的摄像模组100的电子设备，摄像模组100解像力得到较大的提高，而且在摄像或拍照时可以提高分辨率，从而给用户带来良好的使用体验感。

如图6所示，芯片50的使用还有不同的模式，最高偶数像素点/最高奇数像素点/最低偶数像素点/最低奇数像素点无区别时，全部用来帧测光线，此时完整解析度为320X240，当底座10运行增加半个像素位移时，解析度增加，由原来的320X240变成640X480。最高偶数像素点/最低偶数像素点相位差90°时，用来帧测距离，即TOF原理。最高奇数像素点/最低奇数像素点用来耦合模糊影像，当底座10运行增加半个像素位移时，在同一个位置截取最高偶数像素点或最高奇数像素点或最低偶数像素点或最低奇数像素点四种功能讯号，解析度增加，由原来的160X120变成320X240，其他情况以此类推。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种摄像模组，其特征在于，包括：

镜头；

光学传感器，所述光学传感器设置于所述镜头的像侧，

驱动件，所述驱动件包括SMA线，所述SMA线设置于所述镜头和所述光学传感器之间且设置成带动所述光学传感器在垂直于光轴的平面内运动，其中，

所述光学传感器包括芯片，所述芯片设置有超分辨率图像处理模块，所述超分辨率图像处理模块用于将接收到的多个图像合并后，获取超分辨率图像。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述超分辨率图像处理模块用于将接收到的第一方向的两张图像和第二方向的两张图像合并后，获取超分辨率图像，所述第一方向和第二方向为所述平面的两个相互垂直的方向。

3.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述超分辨率图像处理模块包括：

接收单元，所述接收单元用于接收多个所述图像；以及

处理单元，所述处理单元用于将多个所述图像进行合并，得到所述超分辨率图像。

4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述镜头具有四个第一侧边，所述光学传感器具有四个第二侧边，四个所述第一侧边和四个所述第二侧边一一对应，至少四个所述SMA线连接于对应的所述第一侧边和所述第二侧边。

5.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，所述SMA线连接在对应的所述第一侧边的中部和所述第二侧边的中部。

6.根据权利要求5所述的摄像模组，其特征在于，相邻的所述第一侧边之间具有第一端角，四个所述第二侧边之间具有四个第二端角，四个所述第一端角和四个所述第二端角一一对应，四个所述第一端角和四个所述第二端角之间分别对应设置有弹性连接件。

7.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述镜头具有四个第一侧边，所述光学传感器具有四个第二侧边，四个所述第一侧边和四个所述第二侧边一一对应，相邻的所述第一侧边之间具有第一端角，四个所述第二侧边之间具有四个第二端角，四个所述第一端角和四个所述第二端角一一对应，至少四个所述SMA线分别连接于周向相邻的所述第一端角和所述第二端角之间。

8.根据权利要求7所述的摄像模组，其特征在于，一组相对的两个第一端角上设置有第一悬臂，另一组相对的所述第二端角上设置有第二悬臂，每个所述SMA线连接于周向相邻的所述第一悬臂和所述第二悬臂之间。

9.根据权利要求1-8任一项所述的摄像模组，其特征在于，至少四个所述SMA线在所述镜头的周向间隔分布，位于所述镜头相对位置的两个所述SMA线通断电状态不同，以使所述光学传感器相对所述镜头向第一方向或第二方向运动。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的摄像模组。

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