CN114422667A - 摄像头模组及摄像头模组的成像控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及摄像设备领域，具体涉及摄像头模组及摄像头模组的成像控制方法，摄像头模组包括依次设置的镜头组、镜座、电路板和黑白感光芯片，黑白感光芯片与镜座之间设有电致滤光组件，电致滤光组件在通入不同电流值/电压值的电信号时供单一预设波长的光线透过，方法包括给摄像头模组中的电致滤光片通入不同的电压/电流，让电致滤光片仅能供三种基色中的任一种颜色的光线透过；通过黑白感光芯片获取单一基色颜色的光线透过电致滤光片后的单一基色图像；在获取到三种基色的单一基色图像后，将三种基色的单一基色图像用于拍摄景物图片的合成工作。本发明能够提高景物原本色彩的还原度。
Description
技术领域
本发明涉及摄像设备领域，具体涉及摄像头模组及摄像头模组的成像控制方法。
背景技术
目前，摄像头已经普遍应用于手机、平板、笔记本、安防、车载、医疗、监控等各个领域，摄像头在不同的领域的应用过程中，针对摄像头的各种参数提出了不同的需求，例如：手机摄像头等消费领域要求做到结构尺寸较小，且在摄像头的结构尺寸变小的同时,摄像头所拍摄照片的质量需求在不断地提高；而在非手机领域，则对摄像头的要求是模块化的输出，让摄像头模组本身具有能够处理一些平台端需要的基础信息的功能。虽然摄像头在不同领域提出了不同需求，但最终的目的还是提高拍摄的照片质量。
现在的摄像头模组在拍摄图片时的原理基本是，由RGB彩色感光芯片拍摄图片后，通过后期软件从相邻位置分别提取R/G/B三基色进行合成，合成得到的整张图片的彩色效果都是通过相邻图片像素合成，所得到的图片对于所拍摄实物的原本色彩的还原程度差。
发明内容
本发明意在提供一种摄像头模组，以解决现有摄像头模组所拍摄实物的原本色彩还原度差的问题。
本方案中的摄像头模组，包括依次设置的镜头组、镜座和电路板，所述电路板上设有控制芯片，所述电路板上设有黑白感光芯片；
所述黑白感光芯片与镜座之间设有电致滤光组件，所述电致滤光组件在通入不同电流值/电压值的电信号时供单一预设波长的光线透过，所述预设波长为三种基色对应颜色光线的波长，所述黑白感光芯片获取三种基色的单一基色图像发送至控制芯片，所述控制芯片将单一基色图像发送至后台供软件进行合成工作。
本方案的有益效果是：
在进行拍照时，通过向电致滤光组件通入不同电流值或者电压值的电信号，让电致滤光组件仅能供单一预设波长的光线透过，并由黑白感光芯片拍摄单一基色图像，即针对待拍摄的景物分别让三种基色分别透过电致滤光组件后进行拍摄，将单一基色图像的用于进行拍照后的合成工作。本方案在拍摄时获取到同一景物的三种基色图像，在进行合成时，景物原本色彩的还原程度更高，使还原得到的图像上的色彩种类更多，能够达到拍摄图像真正意义上的10亿色。
解释：10亿色是10bit(比特)，bit代表屏幕的色深，色深越大，屏幕能够显示的颜色种类越多，色彩更清晰。
进一步，所述电致滤光组件包括电致滤光片，所述电致滤光片与黑白感光芯片正对，所述电致滤光片与黑白感光芯片平行，所述电致滤光片包括玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层，所述玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层以镜头组一侧为起点依次设置。
有益效果是：通过多层式的电致滤光片，能够在通电时让离子移动变化方式更多，让电致滤光片能够对多种不同颜色光线进行阻光，达到仅供三基色颜色的光线分别透过的目的，能够保证单一基色颜色的光线透过。
进一步，所述电致滤光组件还包括底座支架，所述底座支架位于黑白感光芯片与镜座之间，所述底座支架内开设有容纳电致滤光片的通槽。
有益效果是：通过底座支架将电致滤光组件稳定地设置在黑白感光芯片与镜座之间。
进一步，所述电致滤光片通过电连接电源通入电流/电压。
进一步，所述镜头组上设有光线传感器，所述光线传感器检测拍照环境的亮度值并发送至控制芯片，所述控制芯片根据亮度值获取预设时长，所述控制芯片按照预设时长控制电源向电致滤光片通入电流/电压。
有益效果是：通过镜头组上的光线传感器检测拍照环境的亮度值，并根据亮度值获取预设时长，根据预设时长控制电致滤光片的通电时间，以在不同光照环境下能够让单一基色颜色的光线透过，以准确拍摄到单一基色图像。
进一步，所述预设波长为红色光R：620nm～650nm；绿色光G：500nm～550nm；蓝色光B:430nm～470nm。
有益效果是：通过设定三种基色光线的波长，提高通过电致滤光片的单一基色颜色的光线的准确性。
为了解决拍摄实物时色彩还原度差的问题，还提供一种摄像头模组的成像控制方法，包括以下步骤：
步骤一：给摄像头模组中的电致滤光片通入不同的电压/电流，让电致滤光片仅能供三种基色中的任一种颜色的光线透过；
步骤二：通过黑白感光芯片获取单一基色颜色的光线透过电致滤光片后的单一基色图像；
步骤三：重复步骤二，在获取到三种基色的单一基色图像后，将三种基色的单一基色图像用于拍摄景物图片的合成工作。
本方案的有益效果是：
利用摄像头模组进行拍照时，先以向电致滤光片通入电压或电流的方式，过滤掉拍摄时多余的光线，仅让三基色中任一基色颜色的光线透过，由黑白感光芯片进行图像拍摄，以黑白感光芯片拍摄的单一基色图像进行拍照后的合成工作。本方法能够拍摄到同一实物在三种基色颜色下的图像，在后续利用单一基色图像进行实物图片合成时，能够提高景物原本色彩的还原度。
进一步，所述步骤一中，按照预设顺序依次向电致滤光片通入预设值的电压/电流，让滤光片依次通过三种基色颜色的光线。
有益效果是：让电致滤光片依次通过三种基色中的一种，不会让单独通过电致滤光片的三种基色的光线间造成混乱，保证能够获取到单独的三种基色的单一基色图像。
进一步，所述步骤一中，采集环境的亮度值，在向电致滤光片通入电压/电流时，根据亮度值获取预设时长，让电致滤光片在预设时长内进行通电。
有益效果是：定时让电致滤光片通入电，让电致滤光片在电压/电流条件下作用足够的时间，以滤掉多余的光线，让三基色中单一颜色的光线透过，以保证在光照情况差的情况下能够拍摄到准确的单色图像。
附图说明
图1为本发明实施例一摄像头模组的爆炸图；
图2为本发明实施例二摄像头模组的成像控制方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明。
说明书附图中的附图标记包括：镜头组1、镜座2、电致滤光片3、电路板4、黑白感光芯片5。
实施例一
摄像头模组，如图1所示：包括依次设置的镜头组1、镜座2和电路板4，电路板4上安装有控制芯片，控制芯片可用现有的霍尔控制器，电路板4上安装有黑白感光芯片5，电路板4上的各个器件通过现有的电路焊接进行安装，各个部件位于电路板4的A面上，黑白感光芯片5可用现有产品，例如AR0134CSSM00SPCA0型号的产品。
黑白感光芯片5与镜座2之间安装有电致滤光组件，电致滤光组件包括电致滤光片3和底座支架，电致滤光片3通过电连接电源通入电流/电压，电源通过电致滤光片3上的管脚进行连接，电源可用智能设备上的供电电源，电致滤光片3与黑白感光芯片5正对，电致滤光片3与黑白感光芯片5平行，电致滤光片3包括玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层，玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层以镜头组1一侧为起点依次设置，玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层压合贴合在一起，各个部件之间无间隙，例如通过在周缘处底座支架让多个部件贴合在一起，底座支架可以设置成环状，透明导电层可用现有的透明导电薄膜，例如ITO薄膜，电致变色层为现有外加电压条件下变色的变色材料，电解质层根据实际需求选用现有液态、无机固态或聚合物电解质，离子存储层通过氧化或还原过程，向电致变色层提供变色所需的离子；底座支架位于黑白感光芯片5与镜座2之间，底座支架内开设有容纳电致滤光片3的通槽。
电致滤光组件在通入不同电流值/电压值的电信号时供单一预设波长的光线透过，预设波长为三种基色对应颜色光线的波长，预设波长为红色光R：620nm～650nm；绿色光G：500nm～550nm；蓝色光B:430nm～470nm，电致滤光组件按预设顺序让红色光、绿色光和蓝色光透过，预设顺序为红色光、绿色光和蓝色光，电致滤光组件的多层结构和顺序透过的三基色光线，能够让滤光片透过三基色光线的调节过程更快，避免拍照延迟太长，电致滤光组件透过每种基色颜色光线的电压值/电流值预先设定在控制芯片中。
镜头组1上安装有光线传感器，光线传感器可用现有的传感器，如光敏电阻，光线传感器检测拍照环境的亮度值并发送至控制芯片，控制芯片根据亮度值获取预设时长，例如亮度值为小于10000Lux时预设时长设置为20ms，控制芯片按照预设时长控制电源向电致滤光片3通入电流/电压。
黑白感光芯片5获取三种基色的单一基色图像发送至控制芯片，控制芯片将单一基色图像发送至后台供软件进行合成工作，后台可以是智能终端，如手机、平板电脑等。
由于传统摄像头依赖于拍照过程中的光线情况和摄像头内部成像组件的结构间距配合，以提高拍摄图像的画质效果，但手机、平板等智能设备的轻薄化趋势限制了传统摄像头的发展，所以，针对传统摄像头拍摄图像的图像质量改进，技术人员着重是通过后期的图像处理算法的改进来提升图像质量，以算法改进来提升图像质量的方法成本小。在本实施例中，让电致滤光片3仅能依次透过红色光、绿色光和蓝色光，使用摄像头模组拍摄实物图片时，通过给电致滤光片3通入电压或者电流，让电解质层/离子存储层中的离子进入电致变色层内引起变色，以让电致滤光片3仅能让三基色中任一种颜色的光线透过，拍摄该透过红色、绿色或蓝色光线后实物的单一基色图像，并通过所拍摄实物在红色、绿色和蓝色光线下的单一基色图像进行最后照片的合成，本实施例从摄像头模组的前期拍摄出发，让实物图像的每个像素均为完整的三基色像素，能够提高实物拍摄图片的色彩还原度，让实物拍摄的图片色彩的真实性，并且滤光片各层结构贴合在一起，不会增加滤光片的厚度，保持摄像头模组具有较小的尺寸。
与现有通过RGB图像传感器拍摄彩色图片后，将彩色图片按照邻近像素分割以及结合插值等算法进行图片合成的方法相比，本实施例中通过黑白感光芯片5拍摄三基色颜色光线下的单一基色图像，能够增大实际像素密度，提高进光量，且单一基色图像上的每个像素的三种基色完整，无需分割，让每个像素点的色彩更完整准确，让后续合成后图片的色彩还原程度更高，提高拍摄效果。针对过滤掉多余杂光的技术，技术人员前期研究得到的是通过IR CUT(截止滤光片)方式来实现，并通过增加一个马达和增加三个不同波长的滤光片(普通的滤光片)来达到仅供三基色颜色的光线通过的目的，但是，前期研究得到的方案大大增加了成本及需要更大的摄像头模组尺寸，无法普遍使用；本实施例的摄像头模组通过多层式结构的电致滤光片3，能够以一个部件在通电时形成对不同颜色光线的过滤，本实施例从摄像头模组内部的滤光片结构进行改进，达到仅供三基色颜色的光线透过，本实施例的摄像头模组整体结构简单，不会增加摄像头模组整体的尺寸，满足智能设备轻薄化要求的同时，提高拍摄图片的色彩还原程度；在利用截止滤光片达到仅供三基色颜色的光线依次单独通过的方法基础上，因摄像头模组的尺寸和成本较大，技术人员不会通过滤光片结构的改进来进行图像质量的改进，而本实施例利用滤光片结构的改进，并利用三基色颜色单独透过时的图像进行最后拍摄图像的合成，极大地提高了图像拍摄质量，滤光片结构和安装简单，不会增加较大的成本，还能满足智能设备轻薄化的要求，保持较小的体积。
实施例二
如图2所示，本实施例还提供一种基于实施例一所述摄像头模组的成像控制方法，包括以下内容：
步骤一：给摄像头模组中的电致滤光片3通入不同的电压/电流，即向透明导电层通电，让电致滤光片3仅能供三种基色中的任一种颜色的光线透过，且在通电时，按照预设顺序依次向电致滤光片3通入预设值的电压/电流，预设顺序根据实际需求进行设置，例如为依次透过红光、绿光和蓝光时的电压/电流顺序，或者依次透过红光、蓝光和绿光时的电压/电流顺序，或者依次透过绿光、红光和蓝光时的电压/电流顺序，或者绿光、蓝光和红光时的电压/电流顺序，或者依次透过蓝光、绿光和红光时的电压/电流顺序，或者依次透过蓝光、红光和绿光时的电压/电流顺序，本实施例的预设顺序为红色光、绿色光和蓝色光，三基色颜色光线的波长分别为：红色光R：620nm～650nm；绿色光G：500nm～550nm；蓝色光B:430nm～470nm，以红色光、绿色光、蓝色光的顺序进行光线透过，让滤光片透过三基色光线的调节过程更快，避免拍照延迟太长；本实施例通过现有的滤光片透过率测试设备，来测试电致滤光片3透过三基色颜色光线时所需要的电压/电流作为预设值，将得到的电压值/电流值预存至摄像头模组的存储器里，摄像头在工作时直接调用所需电压值/电流值，能够快速进行供三基色颜色光线透过的切换，例如透过红光时电压值为2.8V，让滤光片依次通过三种基色颜色的光线。在向电致滤光片3通入电压/电流时，采集环境的亮度值，根据亮度值获取预设时长，让电致滤光片3在预设时长内进行通电。
步骤二：通过黑白感光芯片5获取单一基色颜色的光线透过电致滤光片3后的单一基色图像。
步骤三：重复步骤二，在获取到三种基色的单一基色图像后，即在依次通过三种基色的光线后，由黑白感光芯片5进行实物的图像拍摄，同一个实物拍摄得到三张单一基色图像，将三种基色的单一基色图像用于拍摄景物图片的叠加合成工作，将单一基色图像叠加合成拍摄景物图像可以使用现有的方法进行，例如使用软著登字第8174720号，3CMOS摄像头模组成像合成工具进行三张单一基色图像的合成，或者按照公开号为CN104795021A专利中按照环境光线的三基色比例进行叠加合成，在此不再赘述。
本方法中的摄像头模组结构为，将玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层压合贴在一起形成电致滤光片，在电致滤光片周向边缘处粘接环状的底座支架形成电致滤光组件，将镜头组、镜座、电致滤光片组件、黑白感光芯片和电路板依次顺序设置，各个部件之间通过粘接进行固定，在电路板上电连接控制芯片和黑白感光芯片，将电致滤光片通过电连接电源通入电流/电压，让三基色颜色中任一种颜色的光线单独透过。
本实施例的方法以预设顺序向电致滤光片3通入电压或电流，让电致滤光片3产生颜色变化，过滤掉拍摄时多余的光线，仅让三基色中任一基色颜色的光线透过，拍摄实物分别在三种基色光线下的单一基色图像，以该单一基色图像进行实物的彩色图片合成，能够准确且完整地让实物在图像上的每个像素都具有三种基色像素，提高实物的彩色图片合成的还原度。
技术人员在研发时一般不会利用拍摄同一个实物在三种基色颜色光线下的图像进行彩色图片合成，因为供单一基色颜色光线透过前的滤光片变色需要时间，同一实物拍摄三种基色颜色的图像在时间上比现有的方法多，拍摄时间上较长会让部分智能设备使用用户没有耐心等待，从而无法拍摄完三张单一基色图像，影响图像质量，故，一般不会在拍摄多张单一基色图像会增加拍摄时间的前提下，而想着从摄像头模组内部部件改进进行图像质量改进。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.摄像头模组，包括依次设置的镜头组、镜座和电路板，所述电路板上设有控制芯片，所述电路板上设有黑白感光芯片；其特征在于：
所述黑白感光芯片与镜座之间设有电致滤光组件，所述电致滤光组件在通入不同电流值/电压值的电信号时供单一预设波长的光线透过，所述预设波长为三种基色对应颜色光线的波长，所述黑白感光芯片获取三种基色的单一基色图像发送至控制芯片，所述控制芯片将单一基色图像发送至后台供软件进行合成工作。
2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于：所述电致滤光组件包括电致滤光片，所述电致滤光片与黑白感光芯片正对，所述电致滤光片与黑白感光芯片平行，所述电致滤光片包括玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层，所述玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层以镜头组一侧为起点依次设置。
3.根据权利要求2所述的摄像头模组，其特征在于：所述电致滤光组件还包括底座支架，所述底座支架位于黑白感光芯片与镜座之间，所述底座支架内开设有容纳电致滤光片的通槽。
4.根据权利要求3所述的摄像头模组，其特征在于：所述电致滤光片通过电连接电源通入电流/电压。
5.根据权利要求4所述的摄像头模组，其特征在于：所述镜头组上设有光线传感器，所述光线传感器检测拍照环境的亮度值并发送至控制芯片，所述控制芯片根据亮度值获取预设时长，所述控制芯片按照预设时长控制电源向电致滤光片通入电流/电压。
6.根据权利要求5所述的摄像头模组，其特征在于：所述预设波长为红色光R：620nm～650nm；绿色光G：500nm～550nm；蓝色光B:430nm～470nm。
7.摄像头模组的成像控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：给摄像头模组中的电致滤光片通入不同的电压/电流，让电致滤光片仅能供三种基色中的任一种颜色的光线透过；
步骤二：通过黑白感光芯片获取单一基色颜色的光线透过电致滤光片后的单一基色图像；
步骤三：重复步骤二，在获取到三种基色的单一基色图像后，将三种基色的单一基色图像用于拍摄景物图片的合成工作。
8.根据权利要求7所述的摄像头模组的成像控制方法，其特征在于：所述步骤一中，按照预设顺序依次向电致滤光片通入预设值的电压/电流，让滤光片依次通过三种基色颜色的光线。
9.根据权利要求8所述的摄像头模组的成像控制方法，其特征在于：所述步骤一中，采集环境的亮度值，在向电致滤光片通入电压/电流时，根据亮度值获取预设时长，让电致滤光片在预设时长内进行通电。
10.根据权利要求7-8任一项所述的摄像头模组的成像控制方法，其特征在于：所述摄像头模组为，将玻璃、透明导电层、电致变色层、电解质层和离子存储层压合贴在一起形成电致滤光片，在电致滤光片周向边缘处粘接环状的底座支架形成电致滤光组件，将镜头组、镜座、电致滤光片组件、黑白感光芯片和电路板依次顺序设置，各个部件之间通过粘接进行固定，在电路板上电连接控制芯片和黑白感光芯片，将电致滤光片通过电连接电源通入电流/电压。
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- 2021-12-24 CN CN202111599167.0A patent/CN114422667A/zh active Pending
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