CN202121679U - 一种复用数据接口的双摄像头装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种复用数据管脚的双摄像头装置，包括主芯片及从芯片，所述从芯片包括：感光单元、读出单元、数字化单元以及输出单元，包括输出接口，所述输出接口与主芯片输入输出单元的数据接口相连接；所述主芯片包括：感光单元、读出单元、数字化单元、处理单元、输入输出单元，包括数据接口，用于向上层系统输出图像数据，及在主从工作模式时，在主芯片的行消隐时间里，接收从芯片来的数字信号。本实用新型利用主从摄像头分时复用处理单元及接口而实现协同工作，节约了从芯片的处理单元，减少了主芯片需要的管脚，使主/从芯片面积可以做得更小，降低了双摄像头方案实现成本，同时缩小了双摄像头的安装空间。

Description

一种复用数据接口的双摄像头装置

技术领域

本实用新型涉及图像处理领域，特别涉及一种实现双摄像头之间复用数据接口的双摄像头装置。

背景技术

摄像头作为一种图像采集工具目前广泛应用于诸如移动电话、PDA及平板电脑等数码产品中。为了改善设备的用户体验及增强个体功能，愈来愈多的数码产品采用了双摄像头图像采集方案，分别置于设备的不同部位(一般分前摄像头和后摄像头)，以实现多角度图像采集。在现有的双摄像头解决方案中，一般是双摄像头分别和系统主芯片(一般是基带芯片)进行通信：如目前最常用的各个摄像头以接口为DVP(Digital Video Port)模式的方式与上层系统进行通讯，这种模式下一般需要每个摄像头均有自己的图像处理部分以及与上层系统连接的数据输出管脚。此种双摄像头连接模式对于设备放置空间要求较高，同时双摄像头均具有图像处理装置的方案成本也相对较高。

公开号为CN101877760A的中国专利申请提出了一种基于同一DVP数据总线的双摄像头结构，具体地，涉及一种基于同一DVP数据总线的双摄像头在手机中的连接方案，使用此方案，能够在单一的数据处理芯片(DSP)平台上，实现对主副双摄像头的控制与支持，并可以完成对双摄像头的配置、使用、切换、体眠等多种功能。但是，此种方案通过外置单一数据处理芯片来协调主副摄像头之间的工作，只是在摄像头与上层系统通讯的方式上加以改进，并没有针对摄像头本身进行改进，单个摄像头仍需配备各自的功能单元，双摄像头安装空间及实现成本控制有限。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是针对现有双摄像头解决方案中，主摄像头芯片面积有限，没有地方来摆放足够的数据输入/输出管脚，使得双摄像头实现成本较高的问题。

为解决上述问题，本实用新型提出一种复用数据接口的双摄像头处理装置，包括主芯片及从芯片，其中，

所述从芯片包括：

感光单元，用于获取图像信号；

读出单元，用于读取感光单元内的图像信号；

数字化单元，用于将模拟图像信号转换成数字信号；

以及输出单元，包括输出接口，所述输出接口与主芯片输入输出单元的数据接口相连接，用于向主芯片输出数字信号；

所述主芯片包括：

感光单元，用于获取图像信号；

读出单元，用于读取感光单元的图像信号；

数字化单元，用于将模拟图像信号转换成数字信号；

处理单元，用于对数字信号进行处理形成图像数据；

输入输出单元，包括数据接口，用于向上层系统输出图像数据，及在主从工作模式时，在主芯片的行消隐时间里，接收从芯片来的数字信号。

优选地，主芯片工作在行消隐的状态时，从芯片工作在行有效状态；主芯片工作在行有效状态时，从芯片工作在行消隐的状态。

优选地，从芯片工作时，在主芯片行消隐的时间内，从芯片上与主芯片相连接的数据管脚为输出状态，主芯片上与从芯片相连接的数据管脚为输入状态，用于主芯片接收来自从芯片的数字信号；在主芯片行有效传输的时间里，从芯片上与主芯片相连接的数据管脚为高阻状态，主芯片上与从芯片相连接的数据管脚为输出状态，通过主芯片的数据管脚向上层系统输出图像数据。

优选地，所述主芯片的输入输出单元与上层系统以DVP并口方式相连接。

优选地，从芯片输出单元与主芯片输入输出单元连接的方式为并口连接或串口连接。进一步优选地，所述从芯片输出单元与主芯片输入输出单元连接的方式为带包头的串口连接。

优选地，利用主芯片的数据输出管脚的其中1个做为时钟输入管脚，连接到从芯片的时钟输出管脚；主芯片其他数据输出管脚中的部分或全部，连接到从芯片的数据输出管脚。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：利用主从摄像头分时复用处理单元及接口而实现协同工作，节约了从芯片的外部通讯接口及处理单元，减少了需要的管脚，使芯片面积可以做得更小，降低了双摄像头方案实现成本，同时缩小了双摄像头的安装空间。

附图说明

图1是本实用新型现有技术中摄像头基本组成部分示意图。

图2是本实用新型所述双摄像头处理装置基本构架示意图。

图3是本实用新型所述双摄像头之间通讯方法的工作状态图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

现有的双摄像头图像处理装置中，请参阅图1，每个摄像头的内部构造基本相同，均包括：感光单元101，用于获取图像信号；读出单元102，用于读取感光单元的图像信号；数字化单元103，用于将模拟信号转换成数字信号；处理单元104，用于对数字信号进行处理，完成诸如去噪声、内插、边缘加强、灰度校正、颜色校正及其他图像处理功能；输入输出单元105，包括数据接口，用于向上层系统输出图像信号。

发明人经过研究发现，摄像头装置在工作状态时，有部分时间数据输出接口并没有处于数据输出状态，利用这部分时间，可以接收其他摄像头装置传输过来的数据信号进行处理，这部分时间可以定义为摄像头工作的空闲时间。具体地，在摄像头装置将光信号转换为电信号的扫描过程中，扫描总是从图像的左上角开始，水平向前行进，同时扫描点也以较慢的速率向下移动。当扫描点到达图像右侧边缘时，扫描点快速返回左侧，重新开始在第1行的起点下面进行第2行扫描，每行扫描的时间称之为行有效(水平有效)的时间，行与行之间的返回过程所消耗的时间称为行消隐(水平消隐)时间，在行消隐的这段时间里，摄像头装置停止输出数据，其输入输出单元的数据接口处于空闲状态，因此属于摄像头工作的空闲时间的一种。

由上所述，当摄像头装置工作至行消隐状态时，输入输出单元的数据接口可以用来接收数据，同时处理外部数据，在行有效的时间里将处理后的图像信号输出。基于此原理，可以将双摄像头装置中一个摄像头的图像处理装置省去，利用另外一个摄像头的数据处理单元及与上层系统的通讯接口进行数据处理，从而达到降低现有技术中双摄像头方案实现成本，同时缩小双摄像头的安装空间的目的，同时保证了信号处理质量。为实现此目的，发明人提出了一种复用数据接口的双摄像头装置，请参阅图2，包括主芯片100及从芯片200，其中：

所述从芯片200包括：

感光单元201，用于获取图像信号；

读出单元202，用于读取感光单元内的图像信号；

数字化单元203，用于将模拟图像信号转换成数字信号；

以及输出单元204，包括输出接口，用于输出数字信号；

所述主芯片100包括：

感光单元101，用于获取图像信号；

读出单元102，用于读取感光单元的图像信号；

数字化单元103，用于将模拟图像信号转换成数字信号；

处理单元104，用于对数字信号进行处理形成图像数据；

输入输出单元105，包括数据接口，用于向上层系统输出图像数据；及在主从工作模式时，在主芯片100的行消隐时间里，接收从芯片来200的数字信号。

以下结合附图及实施例对本实用新型具体实施方式做进一步说明：

首先提供包括主芯片100及从芯片200在内的双摄像头装置，设置其中一颗摄像头为主芯片100，设置另外一颗摄像头为从芯片200。请继续参阅图2，其中，所述从芯片200包括：感光单元201，用于获取图像信号；读出单元202，用于读取感光单元内的图像信号；数字化单元203，用于将模拟图像信号转换成数字信号；以及输出单元204，包括输出接口，所述输出接口与主芯片输入输出单元105的数据接口相连接，用于向主芯片100输出数字信号；所述主芯片100包括：感光单元101，用于获取图像信号；读出单元102，用于读取感光单元101的图像信号；数字化单元103，用于将模拟图像信号转换成数字信号；处理单元104，用于对数字信号进行处理形成图像数据；输入输出单元105，包括数据接口，用于向上层系统输出图像数据；及在主从工作模式时，在主芯片100的行消隐时间里，接收从芯片200来的数字信号。

根据本实用新型的第一实施例，所述主芯片100以DVP并口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、1个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；以主芯片100的数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；主芯片100其他数据输出管脚中的任意1个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

根据本实用新型第一实施例的一个变化例，所述主芯片100以DVP并口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、2个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；以主芯片100的数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；主芯片100其他数据输出管脚中的任意2个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

根据本实用新型第一实施例的另一个变化例，所述主芯片100以DVP并口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、3个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；以主芯片100的数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；主芯片100其他数据输出管脚中的任意3个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

根据本实用新型第一实施例的另一个变化例，所述主芯片100以DVP并口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、4个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；以主芯片100的数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；主芯片100其他数据输出管脚中的任意4个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

根据本实用新型的第二实施例，所述主芯片100以SPI串口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、1个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；其中，主芯片100以8个数据输出管脚中的任1个作为与上层系统通讯的SPI数据管脚；以主芯片100的其余数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；此后，选择剩余主芯片100数据输出管脚中的任意1个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

根据本实用新型的第二实施例的一个变化例，所述主芯片100以SPI串口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、4个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；其中，主芯片100以8个数据输出管脚中的任1个作为与上层系统通讯的SPI数据管脚；以主芯片100的其余数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；此后，选择剩余主芯片100数据输出管脚中的任意4个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

根据本实用新型第二实施例的另一个变化例，所述主芯片100以SPI串口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、2个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；其中，主芯片100以8个数据输出管脚中的任2个作为与上层系统通讯的SPI数据管脚；以主芯片100的其余数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；此后，选择剩余主芯片100数据输出管脚中的任意2个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

根据本实用新型第二实施例的另一个变化例，所述主芯片100以SPI串口模式与上层系统进行通讯，所述从芯片输出单元204的数据接口管脚包括1个时钟输出管脚、1个数据输出管脚及其它管脚，所述主芯片100包括8个数据输出管脚及其他管脚；其中，主芯片100以8个数据输出管脚中的任4个作为与上层系统通讯的SPI数据管脚；以主芯片100的其余数据输出管脚中的1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片200的时钟输出管脚；此后，选择剩余主芯片100数据输出管脚中的任意1个，连接到从芯片200的数据输出管脚。

其次，设置主芯片100与从芯片200的工作状态，使主芯片100工作在行消隐的状态时，从芯片200工作在行有效状态，主芯片100工作在行有效状态时，从芯片200工作在行消隐的状态。参照图3，可将主芯片100与从芯片200的工作时钟频率设置为相同频率，使主芯片工作在行有效地状态时，从芯片工作在行消隐的状态；主芯片工作在行消隐的状态时，从芯片工作在行有效状态。

其次，使从芯片200在行有效状态下输出图像数据，主芯片100在行消隐状态下接收从芯片200来的图像信号。

根据本实用新型的第一实施例及其变化例，所述双摄像头装置的工作模式包括主芯片100单独工作模式及主从芯片同时工作的主从工作模式，其主芯片100与上层系统以DVP并口模式通讯。进一步具体地，所述主从工作模式时：从芯片200的感光单元201获取图像信号；从芯片读出单元202读出图像信号并将所述图像信号传输至数字化单元203；数字化单元203处理所述图像信号形成数字信号，在主芯片100行消隐、从芯片200行有效的时间里，将数字信号通过DVP接口输入至主芯片输入输出单元105；主芯片处理单元104对输入的数字信号进行处理形成图像数据，并在主芯片100行有效、从芯片200行消隐的时间里将图像数据通过DVP接口送出至上层系统。其中，从芯片200与主芯片100之间的通讯方式可为串口通讯或并口通讯，优选地，主从芯片之间的通讯方式可为带包头的串口通讯模式。其传输的数据可为任意位，且带有标示位，用于主芯片100识别及定位。进一步具体地，在从芯片200工作时，主芯片100行消隐的时间内，从芯片200上与主芯片100相连接的数据管脚为输出状态，主芯片100上与从芯片200相连接的数据管脚为输入状态，用于主芯片100接收来自从芯片200的数字信号；在主芯片100行有效传输的时间里，从芯片200上与主芯片100相连接的数据管脚为高阻状态，主芯片100上与从芯片200相连接的数据管脚为输出状态，通过主芯片100的数据管脚向上层系统输出图像数据。所述主芯片100单独工作时：主芯片感光单元获取图像信号；读出单元读出获取的图像信号并将所述图像信号传输至处理单元104；处理单元104对所述图像信号进行处理形成图像数据，并传送至输入输出单元105；输入输出单元105输出图像数据至上层系统。

根据本实用新型的第二实施例及其变化例，所述双摄像头装置的工作模式包括主芯片100单独工作模式及主从芯片同时工作的主从工作模式，其主芯片100与上层系统以SPI口模式通讯。进一步具体地，所述主从工作模式时：从芯片200的感光单元201获取图像信号；从芯片读出单元202读出图像信号并将所述图像信号传输至数字化单元203；数字化单元处理所述图像信号形成数字信号，因从芯片200输出管脚与主芯片100的输出管脚分别使用了不同的主芯片管脚，所以无论是在主芯片100行消隐还是在主芯片100行有效的时间里，均可将数字信号输入至主芯片输入输出单元105；主芯片处理单元104对输入的数字信号进行处理形成图像数据，并在主芯片100行有效、从芯片200行消隐的时间里将图像数据通过SPI管脚送出至上层系统。其中，从芯片200与主芯片100之间的通讯方式可为串口通讯或并口通讯，优选地，主从芯片之间的通讯方式可为带包头的串口通讯模式。其传输的数据可为任意位，且带有标示位，用于主芯片100识别及定位。所述主芯片100单独工作时：主芯片100感光单元101获取图像信号；读出单元102读出获取的图像信号并将所述图像信号传输至数字化单元103形成数字信号，数字信号进入处理单元104；处理单元104对所述数字信号进行处理形成图像数据，并传送至输入输出单元105；输入输出单元105输出图像数据至上层系统。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种复用数据接口的双摄像头处理装置，包括主芯片及从芯片，其特征在于，

所述从芯片包括：

感光单元，用于获取图像信号；

读出单元，用于读取感光单元内的图像信号；

数字化单元，用于将模拟图像信号转换成数字信号；

以及输出单元，包括输出接口，所述输出接口与主芯片输入输出单元的数据接口相连接，用于向主芯片输出数字信号；

所述主芯片包括：

感光单元，用于获取图像信号；

读出单元，用于读取感光单元的图像信号；

数字化单元，用于将模拟图像信号转换成数字信号；

处理单元，用于对数字信号进行处理形成图像数据；

输入输出单元，包括数据接口，用于向上层系统输出图像数据，及在主从工作模式时，在主芯片的行消隐时间里，接收从芯片来的数字信号。

2.根据权利要求1所述的复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，主芯片工作在行消隐的状态时，从芯片工作在行有效状态；主芯片工作在行有效状态时，从芯片工作在行消隐的状态。

3.根据权利要求2所述的复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，从芯片工作时，在主芯片行消隐的时间内，从芯片上与主芯片相连接的数据管脚为输出状态，主芯片上与从芯片相连接的数据管脚为输入状态，用于主芯片接收来自从芯片的数字信号；在主芯片行有效传输的时间里，从芯片上与主芯片相连接的数据管脚为高阻状态，主芯片上与从芯片相连接的数据管脚为输出状态，通过主芯片的数据管脚向上层系统输出图像数 据。

4.根据权利要求1所述的复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，所述主芯片的输入输出单元与上层系统以DVP并口方式相连接。

5.根据权利要求4所述的复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，从芯片输出单元与主芯片输入输出单元连接的方式为并口连接或串口连接。

6.根据权利要求5所述的复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，所述从芯片输出单元与主芯片输入输出单元连接的方式为带包头的串口连接。

7.根据权利要求1所述的复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，利用主芯片的数据输出管脚的其中1个作为时钟输入管脚，连接到从芯片的时钟输出管脚；主芯片其他数据输出管脚中的部分或全部，连接到从芯片的数据输出管脚。

8.根据权利要求1所述的复用数据接口的双摄像头处理装置，其特征在于，所述从芯片输出单元的数据输出管脚，可为1个或多个。 

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