CN116112768A - 一种抗光干扰摄像装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抗光干扰摄像装置，其包括：摄像头模块；环境光传感器模块，其设于所述摄像头模块的周围，所述环境光传感器模块用以检测并输出所述摄像头模块周围可见光的特征信息，所述特征信息包括可见光频率；环境光传感器模块，其设于所述摄像头模块的周围，所述环境光传感器模块用以检测并输出所述摄像头模块周围各个光源发出的可见光的特征信息，所述特征信息包括可见光频率；处理模块，其用以根据所述环境光传感器模块输出的所述特征信息来调整所述摄像头模块的频率，使若干帧数过后，所述摄像头模块的频率变为与至少部分光源发出的可见光的可见光频率适配，以此消除所述摄像头模块受到的来自其周围可见光的光干扰。

Description

一种抗光干扰摄像装置及电子设备

技术领域

本发明属于电子产品技术领域，更具体地，涉及一种用于电子产品的抗光干扰摄像装置及电子设备。

背景技术

摄像装置在日常生活中应用广泛，如工厂生产监控、视频直播、摄影录影、VR以及AR设备等。

适宜的光照是摄像装置充分行使其功能的关键因素，然而，摄像装置在实际使用中，往往会处于光照环境复杂多变的场景中，例如室内，尤其是具有多个照明光源的室内。在上述场景中，摄像装置拍摄或录制的影像往往会出现过亮、过暗、画面中具有明暗条纹等严重影响影像质量的问题，这种情况通常被称为光干扰；室内是VR产品如头戴式VR设备的主要应用场景之一，当前的VR产品大都是基于摄像装置进行Video See Through功能,室内光源的光干扰问题是目前VR产品所面临的主要困境之一。

目前，对于拍摄录制影像过程中有可能出现的光干扰问题，通常的做法是尽量采用单一光源；在室内场景中，如果需要达到较好的摄录效果，需尽量采用同种型号的灯具作为光源。然而，上述做法对于摄像装置的工作环境要求较高，且花费的成本往往也很高，并且，对于欲在室内使用VR设备的消费者来说，较多单一型号光源容易引起视觉疲劳，也使通过VR设备观察到的室内场景变得较为单调，另外，为了体验VR设备而更换全屋光源，牺牲日常生活的舒适性与便利性，对于大多数消费者而言显然成本过高，难以实现。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种抗光干扰摄像装置，以解决现有技术中存在的摄像头摄录过程中易受周围可见光影响的问题；本发明的另一个目的是提供一种包括上述抗光干扰摄像装置的电子设备。

根据本发明的第一方面，提供一种抗光干扰摄像装置，其包括：

摄像头模块，所述摄像头模块具有当前拍摄频率；

环境光传感器模块，其设于所述摄像头模块的周围，所述环境光传感器模块用以检测环境光源发出的可见光的特征信息，所述特征信息包括可见光频率；

处理模块，对可见光的特征信息与所述当前拍摄频率进行对比，若所述可见光频率与所述当前拍摄频率不呈倍频关系，则对所述当前拍摄频率进行调整，在预定拍摄帧数过后，将所述摄像头模块的当前拍摄频率调整为与所述可见光频率呈倍频关系。

可选地，将所述摄像头模块的当前拍摄频率调整为与所述可见光频率相同；

或者，将所述摄像头模块的当前拍摄频率调整成所述可见光频率的二倍或者二分之一倍。

可选地，所述特征信息还包括环境光源的光强。

可选地，将光强最强的环境光源与所述当前拍摄频率进行比较，并对拍摄频率进行调整。

可选地，所述摄像头模块的频率范围为30Hz～60Hz。

可选地，所述环境光传感器模块与所述摄像头模块比邻设置，所述环境光传感器模块的朝向与所述摄像头模块的朝向一致。

可选地，所述环境光传感器模块的光线接收范围大于或等于所述摄像头模块的拍摄范围。

可选地，包括至少两个所述环境光传感器模块，多个所述环境光传感器模块均匀分布于所述摄像头模块的左右两侧。

根据本发明的第二方面，提供一种电子设备，其包括上述抗光干扰摄像装置。

可选地，所述电子设备为头戴式VR设备，所述头戴式VR设备包括：

外壳体，所述外壳体内侧设置有佩戴部和绑带，所述佩戴部被配置为能够贴合人体眼部及周围轮廓，所述绑带用以将所述头戴式VR设备固定在人体头部、且使所述佩戴部贴合人体眼部及周围轮廓；

所述抗光干扰摄像装置设置在所述外壳体上，所述摄像头模块设于所述外壳体外侧，所述摄像头模块位于与人眼对应的位置，所述环境光传感器模块设置于所述外壳体外侧且位于所述摄像头模块周围。

本申请实施例的技术效果在于，通过对摄像头模块与环境光源进行匹配处理，降低拍摄图像出现闪烁、模糊的可能性，提高用户的观感体验。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例提供的一种头戴式VR设备的穿戴示意图。

其中：1、摄像头模块；2、环境光传感器模块；3、外壳体；4、佩戴部；5、绑带。

具体实施方式

现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

本实施例提供了一种抗光干扰摄像装置，其包括：

摄像头模块1，所述摄像头模块1具有当前拍摄频率；

环境光传感器模块2，其设于所述摄像头模块1的周围，所述环境光传感器模块2用以检测环境光源发出的可见光的特征信息，所述特征信息包括可见光频率；

处理模块，对可见光的特征信息与所述当前拍摄频率进行对比，若所述可见光频率与所述当前拍摄频率不呈倍频关系，则对所述当前拍摄频率进行调整，在预定拍摄帧数过后，将所述摄像头模块1的当前拍摄频率调整为与所述可见光频率呈倍频关系。

本实施例选择将上述抗光干扰摄像装置应用在头戴式VR设备中，如图1所示；在摄像装置乃至头戴式VR设备的实际使用场景中，光干扰产生的主要原因是摄像头模块1周围的可见光频率与摄像头模块1本身的摄录频率不匹配，由此经过摄像头模块1拍摄产生的画面会出现时暗时亮，画面中存在明暗条纹即频闪等现象，严重影响了摄录效果。在VR、AR应用环境下，设备通过摄像头模块1拍摄实景，之后再将实景信号转成视频输出，并可以在其上叠加其它视觉效果供设备佩戴者观看。如果实景信号本身因为拍摄频率存在明显缺陷，则最终呈现的画面效果也无法让佩戴者观看到流畅、清晰的画面。

本实施例提供的抗光干扰摄像装置，通过环境光传感器模块2对摄像头模块1周围的可见光进行捕获并分析检测，以得到环境中可见光的特征信息尤其包括频率信息，当检测到可见光的频率与摄像头模块1当前的频率不匹配时，环境光传感器模块2即将检测到的不匹配可见光的特征信息传递给处理模块，由处理模块对摄像头模块1的摄录频率进行调节，使摄像头模块1的当前拍摄频率与存在冲突的可见光频率适配，以消除摄像头模块1受到的来自其周围可见光的光干扰。在环境光源的频率与摄像模块的拍摄频率不呈倍频关系的情况下，也即两者的频率不是倍数关系时，摄像模块拍摄到的信号可能是忽强忽弱的，不能采集到稳定的环境可见光。本技术方案将摄像头模块1的当前拍摄频率调整成与环境光源的可见光频率呈倍频关系，也即呈相同或者成倍的频率关系。这样，摄像头模块1对环境光源的拍摄能处在匹配的频率关系下，不会因频率问题出现明暗变化、模糊的现象。

本实施例通过上述原理工作，无需改变外界光源，而是主动调整摄像头模块1来适应各种外界光源，使得本实施例提供的抗光干扰摄像装置对于各种环境均具有较强的适应性，相较于现有常用方法而言成本与操作难度均更低。

在实际生产过程中，对于环境光传感器模块2的选择多种多样，可以是可见光传感器，也可以配置为光敏二极管->放大器->A/DC(模数转换电路)的形式，光敏二极管的信号输出端与放大器的信号输入端电连接，放大器的信号输出端与A/DC的信号输入端电连接，光敏二极管将检测到的可见光信号转化为电流信号或电压信号输出给放大器，由放大器进行增幅后输出给A/DC，最后通过数据提取算法对于A/DC输出的数字信号进行提取，从而得到包括可见光频率在内的特征信息；还可以采用具有相应功能的IC芯片来实现。

在本实施例中，优选地，环境光传感器模块2靠近摄像头模块1设置。在尽可能靠近环境光传感器模块2的位置设置环境光传感器模块2，这种设计的目的在于，保证环境光传感器模块2检测到的可见光尽可能相同于射入摄像头模块1的可见光，使检测乃至后续的调节效果更加精准。

在本实施例中，优选地，特征信息还包括摄像头模块1周围可见光的光强。在一些典型的使用场景中，例如在室内使用头戴式VR设备时，面对的光源复杂多变，且通常具有光强较强的主光源与光强较弱的辅助光源，在各个与摄像装置频率不适配而会产生光干扰的光源中，光强较强的光源所造成的光干扰会大于光强较弱的光源所造成的光干扰，因此，本优选方案通过对进一步对可见光的光强进行检测，筛选出造成光干扰的可见光中光强最强的，便于后续针对性的调整摄像头的频率来适应该光。

在本实施例中，进一步地，处理模块调节摄像头模块1的频率，使摄像头模块1的频率与其周围光强最强的可见光的频率适配。处理模块对摄像头模块1的拍摄频率与环境光源中光强最强的进行匹配比较，如出现了可见光频率与当前拍摄频率不呈倍频关系的情况，则对摄像头的当前拍摄频率进行调整，使其与最强的环境光源形成倍频关系。如前所述，光强较强的光源总是会产生更严重的光干扰，该设计通过调整摄像头模块1的频率与该光强最强的可见光进行适配，以在复杂多变的室内光照场景中尽可能的消除最严重的光干扰，使装置整体抗光干扰能力更强。

在本实施例中，进一步地，使摄像头模块1的频率与其周围光强最强的可见光的频率适配，具体是使摄像头模块1的频率与其周围光强最强的可见光的频率同频或倍频。上述设计的目的在于，使摄像头模块1对于造成光干扰的可见光频率具有较宽的适应范围的同时，使摄像头模块1需要调节的频率范围尽可能较小，能够显著节约成本，减少功耗与发热等影响，从而保证本装置的整体使用体验。

在本方案的可选实施例中，如果环境光源的可见光频率在摄像头模块1的拍摄频率范围内，则可以将摄像头模块1的当前拍摄频率直接调整至与可见光频率相同，或者为二倍频率的关系，保证拍摄信号的稳定性。

在另一种情况下，如果环境光源的可见光频率在摄像头模块1所具有的拍摄频率范围之外，则可以将摄像头模块1的当前拍摄频率调整至可见光频率的二分之一频率，仍然保持倍频关系，确保拍摄稳定性。如果环境光源的可见光频率过高，则可以进一步采用更小倍数的当前拍摄频率，以符合摄像头模块1自身的拍摄频率范围。

在本实施例中，进一步地，环境光传感器模块2的光线检测范围不小于摄像头模块1的FOV(即视野，下文简称FOV)。上述设计可保证环境光传感器模块2对于摄像头模块1周围可见光的检测充分程度，避免部分会造成光干扰的可见光未被检测到，导致摄像头模块1未进行调整适配，从而影响本装置的抗光干扰效果；结合前文所述将环境光传感器模块2靠近于摄像头模块1设置，能够在实际使用中，使环境光传感器模块2的检测范围对摄像头模块1的FOV进行全面覆盖，进一步提升检测的充分程度。

在本实施例中，进一步地，摄像头模块1的频率范围为30Hz～60Hz。申请人根据多次试验发现，将摄像头模块1的频率设置在这个范围之内，能够在保证摄像头模块1所摄录影像的视觉效果的同时，使摄像头模块1对于自然光及各种常见频率的人造可见光源均具有较好的匹配程度；结合将摄像头模块1的频率调整至与存在光干扰的可见光同频或倍频，使得摄像头模块1在30Hz的可调整范围中能够匹配各种频率的造成光干扰的可见光，保证视觉效果以及抗光干扰效果的同时，压缩功耗，降低发热，保证使用体验。

在本实施例中，进一步地，环境光传感器模块2至少有两个。当环境光传感器模块2的数量有多个时，环境光传感器模块2分布于摄像头模块1的左右两侧。实际使用中，一个摄像头模块1配备一个环境光传感器模块2已经可以满足使用需求，如果需要更好的抗光干扰效果，也可以设置多个环境光传感器模块2，使得装置整体的抗光干扰效果进一步提升；在设置多个环境光传感器模块2时，例如设置两个环境光传感器模块2时，优选的，将多个环境光传感器模块2均匀分布在摄像头模块1的左右两侧，这样可以较为充分的覆盖摄像头模块1的FOV；为了进一步提升效果，可以将多个环境光传感器模块2配置为平行于摄像头模块1的FOV中线设置，这样一来，环境光传感器模块2的检测范围与摄像头模块1的FOV平齐，能够充分的覆盖摄像头模块1的整个FOV，使检测充分程度进一步提升。

本实施例还提供了一种电子设备，其包括上述抗光干扰摄像装置。在实际使用中，本实施例提供的抗光干扰摄像装置具有十分广泛的应用范围，能够装载在各种常见的电子产品上，例如手机、监控装置、VR设备等等。

本实施例进一步提供了一种VR设备，更具体是一种头戴式VR设备，如图1所示，其可以为佩戴者呈现在现实场景上的强化图像。该头戴式VR设备包括外壳体3和本实施例中上述的抗光干扰摄像装置。

外壳体3的内侧设置有佩戴部4和绑带5，佩戴部4用以贴合人体眼部及其周围区域的轮廓，绑带5用以将该头戴式VR设备固定在佩戴者的头部，并将佩戴部4固定在佩戴者的眼部及周围区域，使佩戴部4在佩戴过程中始终贴合佩戴者的眼部及眼部周围区域的轮廓；在该头戴式VR设备中，抗光干扰摄像装置中的摄像头模块1设置于外壳体3外侧，其对应于用户佩戴该头戴式VR设备的眼部区域。也即，摄像头模块1拍摄到的实景画面与人未佩戴该设备时，能观测到的实际场景、方向大致相同。抗光干扰摄像装置中的环境光传感器模块2设置在外壳体3的外侧、且位于摄像头模块1周围；外壳体3内部配置有头戴式VR设备运行所必须的控制电路模块、数据处理模块、电源模块等等，这些模块均是目前本领域的惯用技术手段，申请人在此不做过多赘述。

室内是VR设备尤其是头戴式VR设备的主要应用场景之一，室内环境灯光频率复杂多变,当前的VR设备大都是基于视觉传感器进行Video See Through功能,室内灯光等光源会对VR See Through功能产生光干扰等问题,导致其运行不稳定。本实施例提供的头戴式VR设备，针对上述场景，采用本实施例提供的抗光干扰摄像装置作为VR设备的视觉传感器，对射入摄像头模块1中的环境可见光进行检测以获取包括可见光频率在内的特征信息，如果检测到与摄像头模块1当前频率不适配的可见光，处理模块即开重新配置摄像头模块1，调节其频率以适配该可见光，重新调整的摄像头模块1频率在一定帧数后生效，使摄像头模块1与原本会产生光干扰的可见光频率适配，从而消除光干扰引起的画面过亮、过暗、出现明暗条纹等现象，保证头戴式VR设备的使用体验。

在实际使用中，如前所述，头戴式VR设备的主要使用场景是室内，室内的光源通常并不单一，有光强较强的主光源，也有用于辅助照明的辅助光源，例如，房间中有吸顶式的大灯，也有墙壁侧边沿处的筒灯、射灯等等，还有置于桌面或地面的台灯、小夜灯等，在各个与摄像装置频率不适配而会产生光干扰的光源中，光强较强的光源所造成的光干扰会大于光强较弱的光源所造成的光干扰；本头戴式VR设备中的抗光干扰摄像装置所配备的环境光传感器模块2，优选的可进一步对可见光的光强进行检测，筛选出造成光干扰的可见光中光强最强的，具体是筛选出频率与摄像头模块1当前频率不匹配、且振幅最大的可见光，处理模块通过调节摄像头模块1的频率与该光强最强的可见光进行适配，以重点消除其造成的光干扰。

实际生产过程中，优选的，将环境光传感器模块2设置在尽可能靠近摄像头模块1的位置，且使环境光传感器模块2与摄像头模块1位于同一水平线上，如此设计，第一，能够使环境光传感器模块2的检测范围充分覆盖摄像头模块1的整个FOV，保证对于摄像头模块1周围可见光的检测充分程度，防止漏检一些会产生光干扰的可见光而导致处理模块未能及时调节摄像头模块1的频率，影响使用效果；第二，因为在本头戴式VR设备中，抗光干扰摄像装置主要充当视觉传感器的角色，需要模拟人眼看到的外界景象，将摄像头模块1设置在佩戴时人眼瞳孔正对的位置也主要是出于这一目的考虑，所以将环境光传感器模块2配置为与摄像头模块1处于同一水平面，能够与人眼的视线平行，更加贴合实际使用时的需求。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，包括：

摄像头模块，所述摄像头模块具有当前拍摄频率；

环境光传感器模块，其设于所述摄像头模块的周围，所述环境光传感器模块用以检测环境光源发出的可见光的特征信息，所述特征信息包括可见光频率；

处理模块，对可见光的特征信息与所述当前拍摄频率进行对比，若所述可见光频率与所述当前拍摄频率不呈倍频关系，则对所述当前拍摄频率进行调整，在预定拍摄帧数过后，将所述摄像头模块的当前拍摄频率调整为与所述可见光频率呈倍频关系。

2.根据权利要求1所述的一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，将所述摄像头模块的当前拍摄频率调整为与所述可见光频率相同；

或者，将所述摄像头模块的当前拍摄频率调整成所述可见光频率的二倍或者二分之一倍。

3.根据权利要求1所述的一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，所述特征信息还包括环境光源的光强。

4.根据权利要求3所述的一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，将光强最强的环境光源与所述当前拍摄频率进行比较，并对拍摄频率进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，所述摄像头模块的频率范围为30Hz～60Hz。

6.根据权利要求1所述的一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，所述环境光传感器模块与所述摄像头模块比邻设置，所述环境光传感器模块的朝向与所述摄像头模块的朝向一致。

7.根据权利要求6所述的一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，所述环境光传感器模块的光线接收范围大于或等于所述摄像头模块的拍摄范围。

8.根据权利要求1所述的一种抗光干扰摄像装置，其特征在于，包括至少两个所述环境光传感器模块，多个所述环境光传感器模块均匀分布于所述摄像头模块的左右两侧。

9.一种电子设备，其特征在于，应用权利要求1至8任一项所述的抗光干扰摄像装置。

10.根据权利要求9所述的一种电子设备，其特征在于，所述电子设备为头戴式VR设备，所述头戴式VR设备包括：

外壳体，所述外壳体内侧设置有佩戴部和绑带，所述佩戴部被配置为能够贴合人体眼部及周围轮廓，所述绑带用以将所述头戴式VR设备固定在人体头部、且使所述佩戴部贴合人体眼部及周围轮廓；

所述抗光干扰摄像装置设置在所述外壳体上，所述摄像头模块设于所述外壳体外侧，所述摄像头模块位于与人眼对应的位置，所述环境光传感器模块设置于所述外壳体外侧且位于所述摄像头模块周围。

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