CN112929536A - 摄像模组、电子设备和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像模组、电子设备和车辆，摄像模组包括：镜头、切换组件和传导组件，切换组件设置在镜头的像侧，切换组件包括：驱动件和用于通过可见光的第一滤光片，第一滤光片在光轴方向的一侧表面为曲面且另一侧表面为平面，第一滤光片具有第一位置和第二位置，驱动件驱动第一滤光片在第一位置和第二位置之间移动，传导组件设置于切换组件背离镜头的一侧。通过使第一滤光片在光轴方向的一侧表面设置为曲面，使得光线在通过第一滤光片后不会发生色散，也就是说，不同频率的光线均可以照射在焦平面上，从而可以进一步地的提升摄像模组的影像解析能力和成像质量。

Description

摄像模组、电子设备和车辆

技术领域

本发明涉及摄像装置技术领域，尤其是涉及一种摄像模组、电子设备和车辆。

背景技术

安防摄像模组一般配置有滤光片切换器，其作用是使安防摄像模组无论是在白天还是在夜晚都可以获得所处环境的图像。安防摄像模组由于需要长时间的录像，而在白天与夜晚，晴天与阴天，或是室内等场景不同，光源的明亮差异相当的大，因此通常在昏暗的场景会需要使用红外线补光，并搭配一个滤光片的切换器，来避免白天过多的光线影响画面。

相关技术中，如图10所示，由于明亮环境下的可见光与昏暗环境补光用的红外光的光谱频率不同，在切换滤光片后摄像模组会产生轴向色差的问题，即在成像的时候不同色的光的像其焦平面不能重合，光线散开形成色散，不同频率的光线不在光轴的同一位置处，如此会导致切换滤光片后影像分辨率下降。

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，本发明提出了一种摄像模组，通过使第一滤光片在光轴方向的一侧表面设置为曲面，使得光线在通过第一滤光片后不会发生色散，从而可以提升摄像模组的影像解析能力和成像质量。

本发明还提出了一种电子设备。

本发明还进一步地提出了一种车辆。

根据本发明第一方面实施例的摄像模组，包括：镜头、切换组件和传导组件，所述切换组件设置在所述镜头的像侧，所述切换组件包括：驱动件和用于通过可见光的第一滤光片，所述第一滤光片在光轴方向的一侧表面为曲面且另一侧表面为平面，所述第一滤光片具有第一位置和第二位置，所述驱动件驱动所述第一滤光片在所述第一位置和所述第二位置之间移动，所述传导组件设置于所述切换组件背离所述镜头的一侧；其中，在所述第一滤光片位于所述第一位置时，所述第一滤光片设置于所述镜头和所述传导组件之间的光路中，光线穿过所述第一滤光片后照射在所述传导组件处；在所述第一滤光片位于所述第二位置时，所述第一滤光片设置在所述镜头和所述传导组件之间的光路之外，光线直接照射在所述传导组件处。

根据本发明实施例的摄像模组，通过使第一滤光片在光轴方向的一侧表面设置为曲面，使得光线在通过第一滤光片后不会发生色散，也就是说，不同频率的光线均可以照射在焦平面上，从而可以进一步地的提升摄像模组的影像解析能力和成像质量。

根据本发明的一些实施例，所述第一滤光片包括：透镜和设置于透镜一侧表面的滤光膜，所述滤光膜镀设在所述平面。滤光膜设置在平面处可以方便滤光膜的镀设。

根据本发明的一些实施例，所述切换组件还包括：外壳和支架，所述支架、所述驱动件和所述第一滤光片均设置于所述外壳内，所述支架与所述驱动件传动连接且所述第一滤光片设置于所述支架上，所述外壳在光轴方向上设置有与所述传动组件对应的通孔，以用于通过光线。其中，支架与驱动件传动连接，并且第一滤光片设置于支架上，这样驱动件在带动支架移动时，可以带动第一滤光片进行切换。

根据本发明的一些实施例，所述驱动件为压电驱动器。压电驱动器可以通电时产生平稳微弱的力，具有更好的移动精度，避免第一滤光片透镜中心偏离光轴。

根据本发明的一些实施例，所述驱动件为驱动电机。驱动电机可以通过一些传动结构驱动第一滤光片进行切换，传动结构可以为齿轮齿条结构，而且驱动电机小巧，可以节省切换组件的空间。

根据本发明的一些实施例，所述切换组件还包括：检测组件，所述检测组件设置于所述外壳处且与所述第一滤光片对应，所述检测组件用于检测所述第一滤光片的移动量，以增加所述切换组件的控制精度。

根据本发明的一些实施例，所述检测组件为霍尔传感器。霍尔传感器体积小，便于装配。

根据本发明的一些实施例，所述传导组件包括：用于通过可见光和红外波段的第二滤光片，所述第二滤光片的一侧朝向所述切换组件设置。通过设置第二滤光片，可以提升摄像模组的滤光效果。

根据本发明第二方面实施例的电子设备，包括：所述摄像模组。

根据本发明第三方面实施例的车辆，包括：所述电子设备。

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是根据本发明实施例的摄像模组的俯视图；

图2是根据本发明实施例的摄像模组的爆炸图；

图3是根据本发明实施例的摄像模组的剖视图；

图4是本发明实施例的第一滤光片背离镜头的一侧为球面的结构示意图；

图5是本发明实施例的第一滤光片背离镜头的一侧为非球面的结构示意图；

图6是本发明实施例的第一滤光片朝向镜头的一侧为球面的结构示意图；

图7是本发明实施例的第一滤光片朝向镜头的一侧为非球面的结构示意图。

图8是根据本发明一个可选的实施例中光线在切换组件中的折射示意图；

图9是根据本发明另一个可选的实施例中光线在切换组件中的折射示意图；

图10是现有技术中光线在切换器中的折射示意图。

图1-图9的附图标记：

100、摄像模组；

10、切换组件；11、驱动件；12、第一滤光片；121、滤光膜；122、透镜；123、曲面；124、平面；13、外壳；14、支架；15、焦平面；

20、传导组件；21、第二滤光片；22、感光芯片；23、电路板；

30、镜头。

图10的附图标记：

121、第一滤光片；151、焦平面；301、镜头；

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10描述根据本发明实施例的摄像模组100，本发明还提出了一种具有上述摄像模组100的电子设备，本发明进一步地提出一种具有上述电子设备的车辆。

如图1-图3所示，所示，摄像模组100包括：镜头30、切换组件10和传导组件20，切换组件10设置在镜头30背离外界的一侧，切换组件10包括：驱动件11和用于通过可见光的第一滤光片12，第一滤光片12具有第一位置和第二位置，驱动件11驱动第一滤光片12在第一位置和第二位置之间移动，传导组件20设置于切换组件10背离镜头30的一侧，传导组件20包括：用于通过可见光和红外波段的第二滤光片21，第二滤光片21的一侧朝向切换组件10设置。相应地，传导组件20在光轴方向上位于切换组件10的下方，并且传导组件20具有第二滤光片21以适于朝向镜头30方向。也就是说，镜头30位于传导组件20的感光路径上，从而通过镜头30进入到摄像模组100的光线适于被传导组件20接收。即，镜头30、切换组件10和传导组件20在光轴方向上可以沿着深度方向布置。

如图4-图7所示，第一滤光片12在光轴方向的一侧表面为曲面123，并且另一侧表面为平面124。如图10所示，由于明亮环境下的可见光与昏暗环境补光用的红外光的光谱频率不同，在切换第一滤光片121后会产生轴向色差的问题，即在成像的时候穿过镜头301后不同色的光的像与其焦平面151不能重合，光线散开形成色散，不同频率的光线不在光轴的同一位置处，如此会导致切换第一滤光片12后影像分辨率下降。

如图8和图9所示，通过使第一滤光片12在光轴方向的一侧表面设置为曲面123，可以增加光线在穿过第一滤光片127朝向传到组件20的一侧时折射角，从而可以消除因为切换第一滤光片12后导致的轴向色差，避免光线在通过第一滤光片12后发生色散，从而可以提升摄像模组100影像解析能力。其中，如图8所示，第一滤光片12为透镜122在光轴方向上朝向传导组件20的一侧为曲面123。或者，如图9所示，第一滤光片12为透镜122在光轴方向上背离传导组件20的一侧为曲面123。

进一步地，切换组件10的第一滤光片12可选择地位于传导组件20的感光路径上，如此，第一滤光片12可以过滤进入到摄像模组100中的光线的部分光线类型。例如，第一滤光片12可以通过可见光，滤除红外光，这样，进入到摄像模组100中的光线中的红外光部分，在光线穿过第一滤光片12时能够被过滤，通过这样的方式，可以避免摄像模组100采集的图像失真。进一步地，根据摄像模组100的使用环境的不同，第一滤光片12的类型可以不受限制，例如蓝玻璃等，另外，多个相同或不同类型的第一滤光片12还可以被叠合使用，以增强摄像模组100的滤光效果。

进一步地，定义当第一滤光片12位于传导组件20的感光路径时的位置为第一位置，相应地，定义第一滤光片12移离传导组件20的感光路径时的位置为第二位置。第一滤光片12能够在驱动件11的驱动下在第一位置和第二位置之间移动，以使摄像模组100能够在不同的光线环境中采集所处环境的图像信息。

例如，当摄像模组100在白天或者强光环境下使用时，第一滤光片12从第二位置移动至第一位置，即，第一滤光片12位于传导组件20的感光路径上，此时，物体反射的光线会依次被镜头30处理以转化为光信号，然后被第一滤光片12过滤相应的光线类型，最后被传导组件20的感光面接收。即光线在第一滤光片12过滤后红外线不能通过第一滤光片12，使得光线穿过第一滤光片12后，光线中不包含红外光。如此，可以完成摄像模组100对所处周围环境的图像信息的采集，通过这样的方式，可以避免摄像模组100采集的图像信息在白天或者强光环境下采集的图像失真的情况出现。

又如，当摄像模组100在夜晚或者光线较暗的环境下使用时，第一滤光片12从第一位置移动至第二位置，即，第一滤光片12可以被移离传导组件20的感光路径，此时，物体反射的光线会依次被镜头30处理以转化为光信号，然后被传导组件20的感光面全部接收。如此，可以充分利用所有的光线，使物体的图像信息被摄像模组100采集，从而使摄像模组100的成像品质得到提高。即，当第一滤光片12处于第二位置时，进入到摄像模组100的光线没有被第一滤光片12过滤，从而进入到摄像模组100的光线中包含的红外光部分也能够被传导组件20的感光面全部接收。这样，即便是在光线较差的环境中使用摄像模组100时，也能够采集到摄像模组100所处环境的较为清晰的图像信息。

由此，通过使第一滤光片12在光轴方向的一侧表面设置为曲面123，使得光线在通过第一滤光片12后不会发生色散，也就是说，不同频率的光线均可以照射在焦平面15上，从而可以进一步地的提升摄像模组100的影像解析能力和成像质量。

如图4-图7所示，第一滤光片12包括：透镜122和设置于透镜122一侧表面的滤光膜121，滤光膜121镀设在平面124。滤光膜121可以过滤通过镜头30后的光线中的红外光，使得第一滤光片12只通过可见光，从而可以减少强光状态下传导组件20接收的光线的量。其中，滤光膜121设置在平面124处可以方便滤光膜121的镀设。

根据本发明的一个实施例，如图4所示，透镜122在光轴方向上背离镜头30的一侧为曲面123，曲面123为球面。如此，第一滤光片12可以过滤红外光，在光线明亮的情况下过滤掉光线中的红外光，方便摄像模组100对所处周围环境的图像信息的采集。并且，透镜122在光轴方向上背离镜头30的一侧为球面，如此可以消除因为切换第一滤光片12后导致的轴向色差。

根据本发明的另一个实施例，如图5所示，透镜122在光轴方向上背离镜头30的一侧为曲面123，曲面123为非球面。如此，第一滤光片12可以过滤红外光，在光线明亮的情况下过滤掉光线中的红外光，方便摄像模组100对所处周围环境的图像信息的采集。并且，透镜122在光轴方向上背离镜头30的一侧为非球面，如此可以消除因为切换第一滤光片12后导致的轴向色差。

根据本发明的又一个实施例，如图6所示，透镜122在光轴方向上朝向镜头30的一侧为曲面123，曲面123为球面。如此，第一滤光片12可以过滤红外光，在光线明亮的情况下过滤掉光线中的红外光，方便摄像模组100对所处周围环境的图像信息的采集。并且，透镜122在光轴方向上背离镜头30的一侧为球面，如此可以消除因为切换第一滤光片12后导致的轴向色差。

根据本发明的再一个实施例，如图7所示，透镜122在光轴方向上朝向镜头30的一侧为曲面123，曲面123为非球面。如此，第一滤光片12可以过滤红外光，在光线明亮的情况下过滤掉光线中的红外光，方便摄像模组100对所处周围环境的图像信息的采集。并且，透镜122在光轴方向上背离镜头30的一侧为曲面123，如此可以消除因为切换第一滤光片12后导致的轴向色差。

根据本发明的一些实施例，切换组件10还包括：外壳13和支架14，支架14、驱动件11和第一滤光片12均设置于外壳内，如此可以保护上述结构不被破坏。其中，支架14与驱动件11传动连接，并且第一滤光片12设置于支架14上，这样驱动件11在带动支架14移动时，可以带动第一滤光片12进行切换。此外，外壳13在光轴方向上设置有与传导组件20对应的通孔，以用于通过光线。

根据本发明的一些实施例，驱动件11可以为压电驱动器。压电驱动器可以通电时产生平稳微弱的力，具有更好的移动精度，避免第一滤光片12透镜中心偏离光轴。

其中，切换组件10还包括：检测组件，检测组件设置于外壳13处，且与第一滤光片12对应，检测组件用于检测第一滤光片12的移动量，以增加切换组件10的控制精度。即通过检测组件使摄像模组100具有回授机制，增加控制第一滤光片12的控制精度。具体地，检测组件可以为霍尔传感器。霍尔传感器体积小，便于装配。

其中，驱动件11可以为驱动电机。即，驱动件11为驱动电机时，驱动电机可以通过一些传动结构驱动第一滤光片12进行切换，传动结构可以为齿轮齿条结构，而且驱动电机小巧，可以节省切换组件10的空间。或者，驱动件11为驱动线圈与磁性件的配合，利用驱动线圈通电产生磁场，与磁性件极性互斥而带动固定第一滤光片12的支架。14如此，通过驱动线圈的磁场变化对第一滤光片12进行切换，可以方便第一滤光片12的切换，并且切换时比较平稳。

此外，传导组件20包括：用于通过可见光和红外波段的第二滤光片21，第二滤光片21的一侧朝向切换组件10设置。例如，当摄像模组100在白天或者强光环境下使用时，第一滤光片12从第二位置移动至第一位置，即，第一滤光片12位于传导组件20的感光路径上，此时，物体反射的光线会依次被镜头30处理以转化为光信号，然后被第一滤光片12和第二滤光片21过滤相应的光线类型，最后被传导组件20的感光面接收。又如，当摄像模组100在夜晚或者光线较暗的环境下使用时，第一滤光片12从第一位置移动至第二位置，即，第一滤光片12可以被移离传导组件20的感光路径，此时，物体反射的光线会依次被镜头30处理以转化为光信号，然后被第二滤光片21过滤相应的光线类型后，最后被传导组件20的感光面全部接收。

如图3所示，传导组件20还包括：感光芯片22，感光芯片22设置于第二滤光片21背离切换组件10的一侧。其中，感光芯片22朝向第二滤光片21的一侧为感光面，透过镜头30的光线可以照射在感光面上，感光芯片22可以将光线捕获并转换为电信号。并且，感光芯片22设置在第二滤光片21背离切换组件10的一侧，如此光线穿过第二滤光片21后照射到传导组件20上。例如，当摄像模组100在白天或者强光环境下使用时，第一滤光片12位于传导组件20的感光路径上，此时，物体反射的光线会依次被镜头30处理以转化为光信号，然后被第一滤光片12和第二滤光片21过滤相应的光线类型，最后被感光芯片22接收。又如，当摄像模组100在夜晚或者光线较暗的环境下使用时，第一滤光片12可以被移离传导组件20的感光路径，此时，物体反射的光线会依次被镜头30处理以转化为光信号，然后被第二滤光片21过滤相应的光线类型后，最后被感光芯片22全部接收，以充分利用所有的光线。

如图1-图3所示，传导组件20还包括：电路板23，感光芯片22和第二滤光片21均设置于电路板23。并且，感光芯片22电连接于电路板23，其中电路板23用于将感光芯片22在进行光电转化后生成的电信号传导出去，以在后续生成图像信息。其中，感光芯片22贴装于电路板23，在摄像模组100使用的过程中，始终使镜头30的光轴垂直于感光芯片22的感光面，从而保证摄像模组100的图像品质。

进一步地，电路板23可以是PCB线路板，这样，在摄像模组100被使用时，感光芯片22在工作时产生的热量不容易引起电路板23的变形，从而不会使感光芯片22出现倾斜的情况。

此外，摄像模组100还可以包括感应组件，感应组件用于感应摄像模组100所处的周围的环境，并产生与周围环境相关的指令，以控制切换组件10的状态。

例如，当感应组件感应到摄像模组100所处的环境的光强增强并达到预设的阈值时，感应组件可以产生与此相关的指令，并通过驱动件11产生驱动力，以控制第一滤光片12从第二位置移动至第一位置，并在第一位置处保持，此时，通过镜头30进入到摄像模组100的光线中的红外线部分会被第一滤光片12过滤，然后，再被感光芯片22接收，以进行后续的光电转化，从而，可以使摄像模组100避免因为在白天或者强光环境下采集的图像失真的情况出现。

又如，当感应组件感应到摄像模组100所处的环境的光强减弱并达到预设的阈值时，感应组件可以产生与此相关的指令，并通过驱动件11产生驱动力，以控制第一滤光片12从第一位置移动至第二位置，并在第二位置处保持，此时，通过镜头30进入到摄像模组100的光线会被感光芯片22全部接收，从而，摄像模组100能够充分地利用光线，以在较暗的光线环境下采集到清晰的图像信息。

根据本发明第二方面实施例的电子设备，包括：上述实施例的摄像模组100。如此设置的电子设备，在晚上或是昏暗场景，系统开启Led红外光线进行补光，此时第一滤光片12从传导组件20的感光路径上移出，红外光可直接透过第二滤光片21被感光芯片22接收；在白天或是明亮场景时，系统关闭Led红外光线，第一滤光片12回归传导组件20的感光路径，此时可以藉由第一滤光片12的曲面123来矫正摄像模组100的轴向色差问题，同时过滤非可见光。

根据本发明第三方面实施例的车辆，包括：上述实施例的电子设备。也就是说，电子设备可以运用在车辆的行车记录仪或倒车摄像头上。当然，电子设备还可以运用在监控摄像头上。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等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；

切换组件，所述切换组件设置在所述镜头的像侧，所述切换组件包括：驱动件和用于通过可见光的第一滤光片，所述第一滤光片在光轴方向的一侧表面为曲面且另一侧表面为平面，所述第一滤光片具有第一位置和第二位置，所述驱动件驱动所述第一滤光片在所述第一位置和所述第二位置之间移动；

传导组件，所述传导组件设置于所述切换组件背离所述镜头的一侧；

其中，在所述第一滤光片位于所述第一位置时，所述第一滤光片设置于所述镜头和所述传导组件之间的光路中，光线穿过所述第一滤光片后照射在所述传导组件处；

在所述第一滤光片位于所述第二位置时，所述第一滤光片设置在所述镜头和所述传导组件之间的光路之外，光线直接照射在所述传导组件处。

2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述第一滤光片包括：透镜和设置于透镜一侧表面的滤光膜，所述滤光膜镀设在所述平面。

3.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述切换组件还包括：外壳和支架，所述支架、所述驱动件和所述第一滤光片均设置于所述外壳内，所述支架与所述驱动件传动连接且所述第一滤光片设置于所述支架上，所述外壳在光轴方向上设置有与所述传动组件对应的通孔，以用于通过光线。

4.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述驱动件为压电驱动器。

5.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述驱动件为驱动电机。

6.根据权利要求3所述的摄像模组，其特征在于，所述切换组件还包括：检测组件，所述检测组件设置于所述外壳处且与所述第一滤光片对应，所述检测组件用于检测所述第一滤光片的移动量，以增加所述切换组件的控制精度。

7.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，所述检测组件为霍尔传感器。

8.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述传导组件包括：用于通过可见光和红外波段的第二滤光片，所述第二滤光片的一侧朝向所述切换组件设置。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求1-8中任一项所述的摄像模组。

10.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-8中任一项中所述的摄像模组。

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