CN115379102A - 相机模组及内窥镜 - Google Patents

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CN115379102A CN202211139417.7A CN202211139417A CN115379102A CN 115379102 A CN115379102 A CN 115379102A CN 202211139417 A CN202211139417 A CN 202211139417A CN 115379102 A CN115379102 A CN 115379102A
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曾双龙
邹兵
陈亮
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Abstract

本发明提供一种相机模组及内窥镜，该相机模组包括第一镜头组件、第二镜头组件、第一成像芯片和第二成像芯片，所述第一成像芯片用于接收所述第一镜头组件导入的光线并成像，所述第二成像芯片用于接收所述第二镜头组件导入的光线并成像，其中，所述第一成像芯片和所述第二成像芯片背靠背设置在不同的平面上。本发明实施例的相机模组及内窥镜，通过将两个成像芯片背对背设置，避免两个成像芯片并排设置在同一平面内，避免了成像芯片的像宽尺寸限制，可增大成像芯片的尺寸，提高相机模组的分辨率，实现了在狭小空间内双目相机模组的组装。

Description

相机模组及内窥镜
技术领域
本发明涉及摄像技术领域，特别是涉及一种相机模组及内窥镜。
背景技术
现代医学治疗中，高清二维成像电子内窥镜使得临床医生能够发现并识别狭窄腔体如胃肠道中的病灶，对于病情治疗具有积极意义。而3D内窥镜能够提供三维信息，一方面提供逼真的视觉感受利于医生准确操作内窥镜，另一方面可集成三维测量功能，对病灶目标例如息肉等可以进行教精确的三维测量，提供快捷可靠的医学参考。现有三维成像电子内窥镜多采用双目立体视觉，模拟人类视觉原理由双相机从不同角度同时获得被测物的两幅数字图像，然后基于视差原理恢复被测物的三维几何信息，重建表面轮廓。
理想双目模型的两相机光轴平行、左右成像平面共面且行对齐，被测特征点分别在左右相机成像，根据左右成像平面成像点的像素偏移，利用三角测量原理计算特征点三维信息。传统双目视觉系统采用两个单目相机模组，参照理想双目模型组合成双目立体视觉系统，受制于光路要求和成像芯片尺寸，双目相机模组体积普遍较大。电子内窥镜应用场景狭小，头部尺寸受限，现有双目电子内窥镜只得减小成像芯片尺寸，导致分辨率降低，难以取得高清晰探测图像和高质量三维立体信息。请参照图1，两个单目相机模组91平行设置，两个成像芯片93并排设置在同一个平面上，由于内窥镜前端尺寸受限，因此只能减小成像芯片93的尺寸，导致分辨率较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种体积较小、且分辨率较高的相机模组及内窥镜。
本发明提供一种相机模组，包括第一镜头组件、第二镜头组件、第一成像芯片和第二成像芯片，所述第一成像芯片用于接收所述第一镜头组件导入的光线并成像，所述第二成像芯片用于接收所述第二镜头组件导入的光线并成像，其中，所述第一成像芯片和所述第二成像芯片背靠背设置在不同的平面上。
其中一实施例中，所述第一成像芯片的图像中心和所述第二成像芯片的图像中心同轴，且所述第一成像芯片的图像高度方向与所述第二成像芯片的图像高度方向平行。
其中一实施例中，所述第一镜头组件包括第一镜头和第一光线调节件，所述第二镜头组件包括第二镜头和第二光线调节件，所述第一光线调节件设于所述第一镜头与所述第一成像芯片之间的光路上以改变从所述第一镜头射出的光线的方向，所述第二光线调节件设于所述第二镜头与所述第二成像芯片之间的光路上以改变从所述第二镜头射出的光线的方向。
其中一实施例中，所述第一镜头的光轴、所述第二镜头的光轴均垂直于所述第一成像芯片的图像中心和所述第二成像芯片的图像中心的连线；或者，所述第一镜头的光轴、所述第二镜头的光轴相对所述第一成像芯片的图像中心和所述第二成像芯片的图像中心的连线倾斜一定角度。
其中一实施例中，所述第一光线调节件和所述第二光线调节件为棱镜或反射镜。
其中一实施例中，所述相机模组还包括第一镜座、第二镜座、第一支架、第二支架、第一电路板和第二电路板，所述第一镜头组件、所述第一镜座、所述第一电路板、所述第一支架、所述第二支架、所述第二电路板、所述第二镜座和所述第二镜头组件依次叠设，所述第一成像芯片位于所述第一镜座内，且所述第一成像芯片设于所述第一电路板上，所述第二成像芯片位于所述第二镜座内，且所述第二成像芯片设于所述第二电路板上。
其中一实施例中，所述第一支架和所述第二支架为金属支架，所述第一支架和所述第二支架背对背贴附。
其中一实施例中，所述第一电路板和所述第二电路板为柔性电路板，所述第一支架的一端贴附于所述第一电路板，所述第二支架的一端贴附于所述第二电路板，所述第一支架和所述第二支架的另一端从所述第一镜座和所述第二镜座对应的位置之间伸出形成导热部，所述第一电路板和所述第二电路板可相对所述导热部弯折而分离。
其中一实施例中，所述相机模组还包括第一镜座、第二镜座和第三电路板，所述第一镜头组件、所述第一镜座、所述第三电路板、所述第二镜座和所述第二镜头组件依次叠设，所述第一成像芯片位于所述第一镜座内，所述第二成像芯片位于所述第二镜座内，所述第一成像芯片和所述第二成像芯片分别设于所述第三电路板的相对两侧。
本发明还提供一种内窥镜，包括上述相机模组。
本发明实施例的相机模组及内窥镜，通过将两个成像芯片背对背设置，避免两个成像芯片并排设置在同一平面内，避免了成像芯片的像宽尺寸限制，可增大成像芯片的尺寸，提高相机模组的分辨率，实现了在狭小空间内双目相机模组的组装。
附图说明
图1为一种相机模组的原理示意图。
图2为本发明第一实施例的相机模组的原理示意图。
图3为图2所示相机模组的另一种实施例的原理示意图。
图4为本发明第二实施例的相机模组的原理示意图。
图5为本发明第三实施例的相机模组的立体组装结构图。
图6为图5所示相机模组的剖视图。
图7为图6中V处的局部放大图。
图8为图5所示相机模组的立体分解图。
图9为本发明第四实施例的相机模组的立体分解图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
第一实施例
请参照图2，本发明第一实施例的相机模组包括第一镜头组件11、第二镜头组件13、第一成像芯片15和第二成像芯片17，第一成像芯片15用于接收第一镜头组件11导入的光线并成像，第二成像芯片17用于接收第二镜头组件13导入的光线并成像。第一成像芯片15和第二成像芯片17背靠背设置在不同的平面上。
本实施例中，第一成像芯片15的图像中心和第二成像芯片17的图像中心的连线垂直于第一成像芯片15和第二成像芯片17。也就是说，第一成像芯片15的图像中心和第二成像芯片17的图像中心同轴，且第一成像芯片15的图像高度方向与第二成像芯片17的图像高度方向平行。成像时当相机模组正放时，芯片的图像高度方向为竖直方向，与所述光轴方向垂直，这时所拍得照片上的人的站立方向与芯片的图像高度方向是一致的，例如，当手机竖直放置和水平放置时，手机内的相机模组的芯片的图像高度方向是相互垂直的。
本实施例中，第一镜头组件11包括第一镜头112和第一光线调节件114，第二镜头组件13包括第二镜头132和第二光线调节件134，第一光线调节件114设于第一镜头112与第一成像芯片15之间的光路上以改变从第一镜头112射出的光线的方向，第二光线调节件134设于第二镜头132与第二成像芯片17之间的光路上以改变从第二镜头132射出的光线的方向。第一镜头112的光轴、第二镜头132的光轴均垂直于第一成像芯片15的图像中心和第二成像芯片17的图像中心的连线。
具体地，第一光线调节件114和第二光线调节件134可为棱镜，其可将第一镜头112或第二镜头132导入的光线反射至第一成像芯片15或第二成像芯片17。更具体地，棱镜为截面为等腰直角三角形的棱镜。棱镜包括反射面1142、第一面1143和第二面1144，第一面1143朝向第一镜头112或第二镜头132，第二面1144朝向第一成像芯片15或第二成像芯片17，反射面1142用于反射光线。本实施例中，第一面1143垂直于第一镜头112或第二镜头132的光轴，第二面1144平行于第一成像芯片15和第二成像芯片17，这样光线垂直进入或射出棱镜。当然，第一面1143也可不垂直于第一镜头112或第二镜头132的光轴，第二面1144也可不平行于第一成像芯片15和第二成像芯片17，这样光线在第一面1143或第二面1144发生折射，只要反射面1142的作用下能将第一镜头112和第二镜头132导入的光线分别导向第一成像芯片15和第二成像芯片17即可。
本实施例中，相机模组还包括第一滤光片31和第二滤光片33，第一滤光片31设于第一成像芯片15和第一光线调节件114之间的光路上，第二滤光片33设于第二成像芯片17和第二光线调节件134之间的光路上。
可以理解，第一光线调节件114和第二光线调节件134也可为反射镜等其他光学元件，只要其能改变光线的方向即可。
请参阅图3，在另一实施例中，第一光线调节件114和第二光线调节件134为反射镜，其可将第一镜头112或第二镜头132导入的光线反射至第一成像芯片15或第二成像芯片17。具体地，第一光线调节件114包括同时朝向第一镜头112和第一成像芯片15的反射面，第二光线调节件134包括同时朝向第二镜头132和第二成像芯片17的反射面，第一光线调节件114和第二光线调节件134的反射面用于反射光线。
具体地，第一光线调节件114和第二光线调节件134沿平行于第一成像芯片15的平面对称设置，这样，从第一镜头112和第二镜头132进入的光线分别以相同的角度射向第一成像芯片15和第二成像芯片17，以形成对应的图像。
具体地，第一光线调节件114与第一成像芯片17的夹角、第二光线调节件134与第二成像芯片17的夹角均为45°，这样可使光线以45°射向第一光线调节件114和第二光线调节件134，再经反射后垂直射向第一成像芯片15和第二成像芯片17。
本发明实施例的相机模组，通过将两个成像芯片背对背设置，避免两个成像芯片并排设置在同一平面内，避免了成像芯片的像宽尺寸限制，可增大成像芯片的尺寸，提高相机模组的分辨率，实现了在狭小空间内双目相机模组的组装。
第二实施例
请参照图4，本实施例的相机模组的结构和第一实施例的相机模组的结构基本相同，不同之处在于，在本实施例中，第一镜头112的光轴、第二镜头132的光轴相对第一成像芯片15的图像中心和第二成像芯片17的图像中心的连线倾斜一定角度。具体地，第一镜头112的光轴、第二镜头132的光轴与第一成像芯片15的图像中心和第二成像芯片17的图像中心的连线的夹角可为锐角，即大于0°且小于90°。
第三实施例
如图5至图8所示，本发明第三实施例的相机模组包括第一镜头组件11、第二镜头组件13(图5至图8中示出了第一镜头组件11和第二镜头组件13的实际轮廓，但未示出其内部结构)、第一成像芯片15、第二成像芯片17、第一镜座19、第二镜座21、第一支架23、第二支架25、第一电路板27和第二电路板29。第一镜头组件11、第一镜座19、第一电路板27、第一支架23、第二支架25、第二电路板29、第二镜座21和第二镜头组件13依次叠设。第一成像芯片15位于第一镜座19内，且设于第一电路板27上，第二成像芯片17位于第二镜座21内，且设于第二电路板29上。第一镜头组件11和第二镜头组件13的结构和上述第一实施例的第一镜头组件11和第二镜头组件13的结构相同，且其与第一成像芯片15、第二成像芯片17的关系也和第一实施例中相同，在此不再赘述。本实施例中，将第一成像芯片15和第二成像芯片17分别设置在第一电路板27和第二电路板29上，可在装配过程中对两个成像芯片进行光心校正，装配精度更高。
本实施例中，第一镜头组件11可通过胶水粘接在第一镜座19的顶端的外侧面上，第二镜头组件13可通过胶水粘接在第二镜座21的底端的外侧面上。具体地，第一镜头组件11还包括第一壳体，第二镜头组件13还包括第二壳体，第一镜头112和第一光线调节件114设于第一壳体内，第二镜头132和第二光线调节件134设于第二壳体内，以利于安装。第一壳体的一端和第二壳体的一端均形成切角，以对应第一光线调节件114和第二光线调节件134的形状，当然，第一壳体和第二壳体上也可不形成切角。
本实施例中，第一镜座19为中空结构，其包括第一腔体192，第一成像芯片15设于第一腔体192内，第二镜座21为中空结构，其包括第二腔体212，第二成像芯片17设于第二腔体212内。第一镜座19和第二镜座21的两端均开口以允许光线通过。
具体地，第一镜座19可通过胶水粘接在第一电路板27上，第二镜座21可通过胶水粘接在第二电路板29上。
本实施例中，相机模组还包括第一滤光片31和第二滤光片33，第一滤光片31设于第一成像芯片15和第一光线调节件114之间的光路上，第二滤光片33设于第二成像芯片17和第二光线调节件134之间的光路上。具体地，第一滤光片31设于第一腔体192内，第二滤光片33设于第二腔体212内。
具体地，第一滤光片31可通过胶水粘接在第一镜座19的顶端的内侧开口处，第二滤光片33可通过胶水粘接在第二镜座21的底端的内侧开口处。第一滤光片31和第二滤光片33用于滤除干扰光线，提高相机模组的成像效果。
本实施例中，第一支架23和第二支架25可为金属支架，金属支架可对第一电路板27和第二电路板29起到支撑作用，并可利于相机模组的散热。具体地，第一支架23的一端贴附于第一电路板27，第二支架25的一端贴附于第二电路板29，第一支架23和第二支架25的另一端从第一镜座19和第二镜座21对应的位置之间伸出形成导热部，第一电路板27、第二电路板29可相对导热部弯折而分离(相机模组安装在产品上时，可将第一电路板27、第二电路板29与第一支架23和第二支架25的导热部接触的部分朝外侧弯折，从而将导热部与第一电路板27、第二电路板29分离)。导热部向外伸出，利于将相机模组的热量传递到外部，实现散热，避免热量集中。可以理解，不考虑散热问题时，第一支架23和第二支架25也可省略。
具体地，第一支架23的一端可通过胶水贴附于第一电路板27，第二支架25的一端可通过胶水贴附于第二电路板29。
具体地，第一支架23和第二支架25之间可通过导热胶34背对背粘接在一起。当然，第一支架23和第二支架25也可直接背对背贴附。
本实施例中，第一电路板27和第二电路板29可为柔性电路板，这样可方便其与金属支架的导热部分离，利于金属支架与其他部件接触而加快散热。
具体地，第一电路板27和第二电路板29用于与外部电路连接，实现电信号的输入与输出。第一电路板27和第二电路板29采用柔性电路板可适当调整位置和角度，方便其与外部电路连接；并且柔性电路板可延长，使数据传输距离较远。
第四实施例
请参照图9，本发明第四实施例的相机模组包括第一镜头组件11、第二镜头组件13、第一成像芯片15、第二成像芯片17、第一镜座19、第二镜座21和第三电路板35。第一镜头组件11、第一镜座19、第三电路板35、第二镜座21和第二镜头组件13依次叠设。第一成像芯片15位于第一镜座19内，第二成像芯片17位于第二镜座21内，第一成像芯片15和第二成像芯片17分别设于第三电路板35的相对两侧，即第一成像芯片15和第二成像芯片17背靠背设置在第三电路板35的上下两侧。第一镜头组件11和第二镜头组件13的结构和上述第一实施例的第一镜头组件11和第二镜头组件13的结构相同，且其与第一成像芯片15、第二成像芯片17的关系也和第一实施例中相同，在此不再赘述。
本实施例中，第一镜头组件11可通过胶水粘接在第一镜座19的顶端的外侧面上，第二镜头组件13可通过胶水粘接在第二镜座21的底端的外侧面上。
本实施例中，第一镜座19为中空结构，其包括第一腔体192，第一成像芯片15设于第一腔体192内，第二镜座21为中空结构，其包括第二腔体212，第二成像芯片17设于第二腔体212内。第一镜座19和第二镜座21的两端均开口以允许光线通过。
具体地，第一镜座19和第二镜座21可分别通过胶水粘接在第三电路板35上。
本实施例中，相机模组还包括第一滤光片31和第二滤光片33，第一滤光片31设于第一成像芯片15和第一光线调节件114之间的光路上，第二滤光片33设于第二成像芯片17和第二光线调节件134之间的光路上。具体地，第一滤光片31设于第一腔体192内，第二滤光片33设于第二腔体212内。
具体地，第一滤光片31可通过胶水粘接在第一镜座19的顶端的内侧开口处，第二滤光片33可通过胶水粘接在第二镜座21的底端的内侧开口处。第一滤光片31和第二滤光片33用于滤除干扰光线，提高相机模组的成像效果。
本实施例中，第三电路板35可为陶瓷电路基板，陶瓷电路基板的两侧表面可分别形成电路，因此可将第一成像芯片15和第二成像芯片17分别设置在第三电路板35的两侧。陶瓷电路基板的导热性能较好，因此第三电路板35产生的热量可直接通过其自身散发，具有良好的散热效果。
具体地，第三电路板35用于与外部电路连接，实现电信号的输入与输出。
本发明还提供一种内窥镜，包括上述任意一种相机模组。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种相机模组，其特征在于，包括第一镜头组件(11)、第二镜头组件(13)、第一成像芯片(15)和第二成像芯片(17)，所述第一成像芯片(15)用于接收所述第一镜头组件(11)导入的光线并成像，所述第二成像芯片(17)用于接收所述第二镜头组件(13)导入的光线并成像，其中，所述第一成像芯片(15)和所述第二成像芯片(17)背靠背设置在不同的平面上。
2.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述第一成像芯片(15)的图像中心和所述第二成像芯片(17)的图像中心同轴，且所述第一成像芯片(15)的图像高度方向与所述第二成像芯片(17)的图像高度方向平行。
3.如权利要求1所述的相机模组，其特征在于，所述第一镜头组件(11)包括第一镜头(112)和第一光线调节件(114)，所述第二镜头组件(13)包括第二镜头(132)和第二光线调节件(134)，所述第一光线调节件(114)设于所述第一镜头(112)与所述第一成像芯片(15)之间的光路上以改变从所述第一镜头(112)射出的光线的方向，所述第二光线调节件(134)设于所述第二镜头(132)与所述第二成像芯片(17)之间的光路上以改变从所述第二镜头(132)射出的光线的方向。
4.如权利要求3所述的相机模组，其特征在于，所述第一镜头(112)的光轴、所述第二镜头(132)的光轴均垂直于所述第一成像芯片(15)的图像中心和所述第二成像芯片(17)的图像中心的连线；或者，所述第一镜头(112)的光轴、所述第二镜头(132)的光轴相对所述第一成像芯片(15)的图像中心和所述第二成像芯片(17)的图像中心的连线倾斜一定角度。
5.如权利要求3所述的相机模组，其特征在于，所述第一光线调节件(114)和所述第二光线调节件(134)为棱镜或反射镜。
6.如权利要求1-5任意一项所述的相机模组，其特征在于，所述相机模组还包括第一镜座(19)、第二镜座(21)、第一支架(23)、第二支架(25)、第一电路板(27)和第二电路板(29)，所述第一镜头组件(11)、所述第一镜座(19)、所述第一电路板(27)、所述第一支架(23)、所述第二支架(25)、所述第二电路板(29)、所述第二镜座(21)和所述第二镜头组件(13)依次叠设，所述第一成像芯片(15)位于所述第一镜座(19)内，且所述第一成像芯片(15)设于所述第一电路板(27)上，所述第二成像芯片(17)位于所述第二镜座(21)内，且所述第二成像芯片(17)设于所述第二电路板(29)上。
7.如权利要求6所述的相机模组，其特征在于，所述第一支架(23)和所述第二支架(25)为金属支架，所述第一支架(23)和所述第二支架(25)背对背贴附。
8.如权利要求7所述的相机模组，其特征在于：所述第一电路板(27)和所述第二电路板(29)为柔性电路板，所述第一支架(23)的一端贴附于所述第一电路板(27)，所述第二支架(25)的一端贴附于所述第二电路板(29)，所述第一支架(23)和所述第二支架(25)的另一端从所述第一镜座(19)和所述第二镜座(21)对应的位置之间伸出形成导热部，所述第一电路板(27)和所述第二电路板(29)可相对所述导热部弯折而分离。
9.如权利要求1-5任意一项所述的相机模组，其特征在于，所述相机模组还包括第一镜座(19)、第二镜座(21)和第三电路板(35)，所述第一镜头组件(11)、所述第一镜座(19)、所述第三电路板(35)、所述第二镜座(21)和所述第二镜头组件(13)依次叠设，所述第一成像芯片(15)位于所述第一镜座(19)内，所述第二成像芯片(17)位于所述第二镜座(21)内，所述第一成像芯片(15)和所述第二成像芯片(17)分别设于所述第三电路板(35)的相对两侧。
10.一种内窥镜，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的相机模组。
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