CN113810578A - 一种屏下摄像头模块和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种屏下摄像头模块和显示装置，该屏下摄像头模块包括：聚光透镜、阵列透镜、图像传感器和图像处理器；聚光透镜用于汇聚从不同方向通过显示屏的光；阵列透镜位于聚光透镜远离显示屏的一侧，阵列透镜包括多个呈阵列排布的微透镜，阵列透镜用于将通过聚光透镜的光束传输至图像传感器；图像传感器位于阵列透镜远离聚光透镜的一侧，图像传感器用于接收通过阵列透镜的光，将接收到的光转化为光信息，并将光信息分解为多个单一画面；图像处理器与图像传感器连接，图像处理器用于获取每一单一画面的图像信息。本发明实施例提供的屏下摄像头模块和显示装置，可以获取高清高分辨率的图像。

Description

一种屏下摄像头模块和显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，特别是涉及一种屏下摄像头模块和显示装置。

背景技术

由于显示屏行业的全面屏的市场推广，以及显示屏的显示区域扩大化，造成显示之外的零部件的区域受到很大的摆放限制，由此推出了显示屏的屏下放置摄像头的技术，即屏下摄像技术，屏下放置的摄像头被称为屏下摄像头。

目前市场上已经有很多厂商在研究和应用屏下摄像技术，都是通过调整显示屏的加工方式，去对应摄像头的拍摄，但是拍摄出来的画面不够清晰。主要在于无论是薄膜晶体管显示屏，还是有机发光二极管显示屏，还是其他任何显示屏，都无法做到让显示屏完全透明。同时也无法做到让显示屏上密集的微小开孔太大，否则显示屏的显示不够清晰不够细腻，影响画质。

发明内容

本发明实施例提供的屏下摄像头模块和显示装置，可以获取高清高分辨率的图像。

第一方面，本发明实施例提供一种屏下摄像头模块，该屏下摄像头模块包括：聚光透镜、阵列透镜、图像传感器和图像处理器；

所述聚光透镜用于汇聚并从不同方向通过显示屏的光；

所述阵列透镜位于所述聚光透镜远离所述显示屏的一侧，所述阵列透镜包括多个呈阵列排布的微透镜，所述阵列透镜用于将通过聚光透镜的光束传输至所述图像传感器；

所述图像传感器位于所述阵列透镜远离所述聚光透镜的一侧，所述图像传感器用于接收所述通过所述阵列透镜的光，将接收到的光转化为光信息，并将所述光信息分解为多个单一画面；

所述图像处理器与所述图像传感器连接，所述图像处理器用于获取每一所述单一画面的图像信息，并根据相同的所述单一画面的所述图像信息进行重叠像处理生成全景画面，并根据不同的所述全景画面组合成完整的图像。

可选的，所述图像信息包括亮度信息、黑白对比度信息、色彩对比度信息和景深信息。

可选的，所述图像传感器的入光面位于所述聚光透镜的一倍焦距外两倍焦距内。

可选的，所述聚光透镜的最大厚度包括100μm。

可选的，所述聚光透镜的焦距与所述阵列透镜的焦距的大小固定。

可选的，所述图像传感器的入光面在所述阵列透镜上的垂直投影覆盖所述阵列透镜；

所述阵列透镜在所述聚光透镜上的垂直投影覆盖所述聚光透镜。

可选的，所述聚光透镜包括凸透镜或菲涅尔透镜。

可选的，所述微透镜包括六边形微透镜。

可选的，所述图像传感器包括电荷耦合元件。

第二方面，本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括显示屏和本发明任意实施例提供的所述屏下摄像头模块；

所述显示屏包括第一显示区和第二显示区；

所述屏下摄像头模块位于所述第二显示区的非出光侧。

本发明实施例提供一种屏下摄像头模块，在屏下摄像头模块中设置聚光透镜对不同方向通过显示屏的光进行汇聚，聚光透镜汇聚后的光通过阵列透镜，通过阵列透镜的光投射至图像传感器，图像传感器将不同方向投射的像分解为多个单一画面并将每一单一画面发送至图像处理器，图像处理器获取每一单一画面的图像信息，并根据相同的单一画面的图像信息进行重叠像处理，得到全景画面，全景画面中包括不同入射角度下的图像信息，因此，全景画面中的清晰度和分辨率都比较高，最后图像处理器对不同的全景画面进行组合得到完整的图像。本发明实施例提供的屏下摄像头模块，可以获取高清高分辨率的图像。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种屏下摄像头模块的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。

图1为本发明实施例提供的一种屏下摄像头模块的结构示意图，参考图1，该屏下摄像头模块100包括聚光透镜110、阵列透镜120、图像传感器130和图像处理器140；聚光透镜110用于汇聚从不同方向通过显示屏150的光；阵列透镜120位于聚光透镜110远离显示屏150的一侧，阵列透镜120包括多个呈阵列排布的微透镜121，阵列透镜120用于将通过聚光透镜110的光传输至图像传感器130；图像传感器130位于阵列透镜120远离聚光透镜110的一侧，图像传感器130用于接收通过阵列透镜120的光，将接收到的光转化为光信息，并将光信息分解为多个单一画面；图像处理器140与图像传感器130连接，图像处理器140用于获取每一单一画面的图像信息，并根据相同的单一画面的图像信息进行重叠像处理生成全景画面，并根据不同的全景画面组合成完整的图像。

具体的，参考图1，物体160位于显示屏150的出光侧，图像传感器130中接收了多个从不同角度投射的物体160的像，示例性的，图像传感器130接收了垂直于显示屏150的方向投射的物体160的像，图像传感器130还接收了与显示屏150的有设定夹角的方向投射的物体160的像，设定夹角可以大于0°，投射到图像传感器130上的物体160的像都被分解为多个单一画面，由于图像传感器130中包括多个不同角度投射的物体160的像，因此，图像传感器130中包括多个相同的单一画面，图像传感器130将其所获取的每一单一画面传送至图像处理器140，图像处理器140获取每一单一画面的图像信息，并根据相同的单一画面的图像信息将相同的单一画面进行重叠，由于不同角度投射的物体160的像携带不同的图像信息，因此，将不同角度投射的相同的单一画面进行重叠处理后获取到全景情况下的单一画面，即图像处理器140获得全景图像，全景图像是指包含多个角度投射的相同单一画面的信息，全景图像的分辨率和清晰度将高于单一角度下的单一画面的分辨率和清晰度，图像处理器140得到不同单一画面的全景图像后将多个不同的全景图像进行组合再次形成物体160的像，相比于只通过聚光透镜110获取的像，本实施例提供的屏下摄像头模块100获得的物体160的像清晰度和分辨率更高。相比于目前市场上为了增加拍摄效果不断增加摄像头而获取高清高分辨率的图像，本实施例提供的屏下摄像头模块可以减少摄像头的数量，从而降低屏下摄像头模块的成本。此外，图像处理器140还用于检测阵列透镜120中特定位置的微透镜121传输的画面信息，检测特定位置的微透镜121中通过的画面的亮度信息、色彩对比度等信息，并根据这些信息检测当时的拍摄环境，示例性的，当图像处理器140检测出当时的拍摄环境是夜晚时，图像处理器140将对图像中的环境亮度、明暗度和色彩的进行平衡调节，使得最终拍摄的画面符合夜晚的拍摄环境，从而获取暗光环境下的拍摄画面。图像处理器140根据阵列透镜120中特定位置的微透镜121通过的画面信息分析当时的拍摄环境，最终输出符合当时拍摄环境的拍摄画面。本发明实施例提供的屏下摄像头模块100，可以在所有能够贴屏下摄像头的显示屏上使用，可以做到市场通用化，不需要单独一对一的进行配比。

本发明实施例提供一种屏下摄像头模块，在屏下摄像头模块中设置聚光透镜对不同方向通过显示屏的光进行汇聚，聚光透镜汇聚后的光通过阵列透镜，通过阵列透镜的光投射至图像传感器，图像传感器将不同方向投射的像分解为多个单一画面并将每一单一画面发送至图像处理器，图像处理器获取每一单一画面的图像信息，并根据相同的单一画面的图像信息进行重叠像处理，得到全景画面，全景画面中包括不同入射角度下的图像信息，因此，全景画面中的清晰度和分辨率都比较高，最后图像处理器对不同的全景画面进行组合得到完整的图像。本发明实施例提供的屏下摄像头模块，可以获取高清高分辨率的图像。

可选的，图像信息包括亮度信息、黑白对比度信息、色彩对比度信息和景深信息。

具体的，图像处理器可以根据不同角度下的亮度信息、黑白对比度信息、色彩对比度信息和景深信息对单一画面进行重叠处理，使最终形成的每一全景画面包括不同角度的图像信息，从而使全景画面呈现高清高分辨率的画面，从而解决目前光场相机分辨率低的问题。

可选的，图像传感器的入光面位于聚光透镜的一倍焦距外两倍焦距内。

具体的，将图像传感器的入光面设置在聚光透镜的一倍焦距外两倍焦距内，可以使图像传感器的入光面接收的每一单一画面更清晰。

可选的，聚光透镜的最大厚度包括100μm。

具体的，设置聚光透镜的最大厚度包括100μm，可以减小屏下摄像头模块的体积，也可以减少光在聚光透镜内的损耗。

可选的，聚光透镜的焦距与阵列透镜的焦距的大小固定。

具体的，阵列透镜中的每一微透镜具有位置度，即阵列透镜中的每一微透镜都有横向坐标和纵向坐标，当聚光透镜的焦距和阵列透镜的焦距的大小固定时，图像处理器可以根据微透镜的位置度、聚光透镜的焦距和阵列透镜的焦距获取通过微透镜的图像的景深信息，相比于现有的屏下摄像头模块，本实施例提供的屏下摄像头模块可以获得图像的景深信息。

可选的，图像传感器的入光面在阵列透镜上的垂直投影覆盖阵列透镜；阵列透镜在聚光透镜上的垂直投影覆盖聚光透镜。

具体的，设置图像传感器的入光面在阵列透镜上的垂直投影覆盖阵列透镜，可以使通过阵列透镜的光全部传输至图像传感器的入光面，避免因图像传感器的入光面较小造成图像传感器接收通过阵列透镜的光有遗漏，同样的，设置阵列透镜在聚光透镜上的垂直投影覆盖聚光透镜，可以使通过聚光透镜的光全部入射至阵列透镜。

可选的，聚光透镜包括凸透镜或菲涅尔透镜。

具体的，凸透镜对光具有汇聚作用，菲涅尔透镜也对光具有汇聚作用，因此，将聚光透镜设置成凸透镜或菲涅尔透镜可以减小屏下摄像头模块的体积。另外，菲涅尔透镜可以是纳米级别加工，纳米级别加工制作出的菲涅尔透镜对穿过显示屏的光没有影响，因此，使用菲涅尔透镜不会丢失物体的像的信息。

可选的，微透镜包括六边形微透镜。

具体的，相邻的六边形微透镜之间的间隙小，填充因子大，因此将微透镜设置为六边形微透镜可以使图像传感器获取更完整的像。

可选的，图像传感器包括电荷耦合元件。

具体的，电荷耦合元件可直接将光学信号转换为模拟电流信号。电荷耦合元件具有体积小、重量轻、功耗小、灵敏度高和响应速度快等特点，将电荷耦合元件应用在屏下摄像头模块中，可以减小屏下摄像头模块的体积以及提高屏下摄像头模块的工作效率。

图2为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图，参考图2，该显示装置包括显示屏150和本发明任意实施例提供的屏下摄像头模块100；显示屏150包括第一显示区10和第二显示区20；屏下摄像头模块100位于第二显示区20的非出光侧。

具体的，将屏下摄像头模块100设置第二显示区20的非出光侧，不会影响第二显示区20显示画面，从而使显示屏150实现全面显示，提高显示效果。显示装置可以是手机、平板、电脑、显示器和相机等。

注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种屏下摄像头模块，其特征在于，包括：聚光透镜、阵列透镜、图像传感器和图像处理器；

所述聚光透镜用于汇聚从不同方向通过显示屏的光；

所述阵列透镜位于所述聚光透镜远离所述显示屏的一侧，所述阵列透镜包括多个呈阵列排布的微透镜，所述阵列透镜用于将通过聚光透镜的光束传输至所述图像传感器；

所述图像传感器位于所述阵列透镜远离所述聚光透镜的一侧，所述图像传感器用于接收所述通过所述阵列透镜的光，将接收到的光转化为光信息，并将所述光信息分解为多个单一画面；

所述图像处理器与所述图像传感器连接，所述图像处理器用于获取每一所述单一画面的图像信息，并根据相同的所述单一画面的所述图像信息进行重叠像处理生成全景画面，并根据不同的所述全景画面组合成完整的图像。

2.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述图像信息包括亮度信息、黑白对比度信息、色彩对比度信息和景深信息。

3.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述图像传感器的入光面位于所述聚光透镜的一倍焦距外两倍焦距内。

4.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述聚光透镜的最大厚度包括100μm。

5.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述聚光透镜的焦距与所述阵列透镜的焦距的大小固定。

6.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述图像传感器的入光面在所述阵列透镜上的垂直投影覆盖所述阵列透镜；

所述阵列透镜在所述聚光透镜上的垂直投影覆盖所述聚光透镜。

7.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述聚光透镜包括凸透镜或菲涅尔透镜。

8.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述微透镜包括六边形微透镜。

9.根据权利要求1所述的屏下摄像头模块，其特征在于，所述图像传感器包括电荷耦合元件。

10.一种显示装置，其特征在于，包括显示屏和权利要求1-9任一一项所述的屏下摄像头模块；

所述显示屏包括第一显示区和第二显示区；

所述屏下摄像头模块位于所述第二显示区的非出光侧。

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