CN207491072U - 一种摄像头系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种摄像头系统，该摄像头系统包括：至少一个镜头组、至少一个图像传感器、至少一个环境光传感器和至少一个电路基板；镜头组和电路基板相连接，图像传感器和电路基板相连接，环境光传感器在电路基板上的映射区域在目标区域内，目标区域为第一区域和第二区域的差集区域，第一区域为光束通过镜头组在电路基板上的投射区域，第二区域为图像传感器中图像传感区在电路基板上的映射区域，第一区域包括第二区域。可见，环境光传感器被整合至摄像头系统内部，通过摄像头系统的镜头组结构就能感测周围的环境光；摄像头系统能同时满足摄像及环境光感测的功能，使得摄像设备外观面的工业设计更具弹性，提高用户对摄像设备外观面的好感度。

Description

一种摄像头系统

技术领域

本实用新型涉及摄像技术领域，尤其涉及一种摄像头系统。

背景技术

目前，摄像设备中通常安装有环境光传感器，环境光传感器可以感知周围光线情况，并告知处理芯片自动调节显示器背光亮度，有助于显示器提供柔和的画面，降低产品的功耗。

现有技术中，一般是在摄像设备的电路主板上焊上一颗环境光传感器，然后在摄像设备外观面上与环境光传感器相对应的位置设置开孔或者涂抹穿透率10％以上的油墨，以便环境光传感器通过开孔或者油墨感知周围光线情况。

发明人经过研究发现，在摄像设备外观面上与环境光传感器相对应的位置设置开孔，不了解原理的用户会感觉摄像设备外观面上的开孔是多余的，而在摄像设备外观面上与环境光传感器相对应的位置涂抹穿透率10％以上的油墨，该穿透率10％以上的油墨和正常黑色油墨有色差，导致用户觉得摄像设备外观面上有异色点，因此，设置开孔或者涂抹穿透率10％以上的油墨会影响摄像设备外观面的工业设计，从而影响用户对摄像设备外观面的好感度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种摄像头系统，上述摄像头系统内部包括环境光传感器，通过镜头组结构可以同时满足摄像及环境光感测的功能，使得摄像设备外观面的工业设计更具弹性，提高了用户对摄像设备外观面的好感度。

本实用新型实施例提供了一种摄像头系统，该摄像头系统包括至少一个镜头组、至少一个图像传感器、至少一个环境光传感器和至少一个电路基板；所述镜头组和所述电路基板相连接，所述图像传感器和所述电路基板相连接，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内，所述目标区域为第一区域和第二区域的差集区域，所述第一区域为光束通过所述镜头组在所述电路基板上的投射区域，所述第二区域为所述图像传感器中图像传感区在所述电路基板上的映射区域，所述第一区域包括所述第二区域；

所述镜头组，用于将目标对象生成光学图像投射在所述图像传感器上；

所述图像传感器，用于感测所述光学图像，并将所述光学图像转换成电信号；

所述环境光传感器，用于感测环境光生成环境光感应信号；

所述电路基板，用于承载所述图像传感器和所述环境光传感器。

可选的，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内具体为：

所述环境光传感器的映射区域在第一目标子区域内，所述第一目标子区域为所述目标区域和第三区域的交集区域，所述第三区域为所述图像传感器在所述电路基板上的映射区域。

可选的，若所述第一区域存在超出所述第三区域的区域，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内具体为：

所述环境光传感器的映射区域在第二目标子区域内，所述第二目标子区域是为所述第一区域和所述第三区域的差集区域。

可选的，所述环境光传感器的电路和所述图像传感区的电路相互独立驱动。

可选的，所述图像传感器具体为金属氧化物半导体图像传感器。

可选的，所述摄像头系统的封装方式包括板上芯片封装、覆晶薄膜封装、倒装芯片封装或芯片尺寸封装。

可选的，还包括致动器，所述致动器与所述镜头组相连接；

所述致动器，用于调整所述镜头组中镜头与所述图像传感器之间的相对距离，在所述图像传感器上进行自动对焦。

可选的，所述致动器为多轴向致动器时，所述致动器还用于调整所述镜头组中镜头与所述图像传感器之间的相对位置，补偿用户的抖动操作。

可选的，还包括反射镜，所述反射镜与所述镜头组相连接；

所述反射镜，用于折叠所述光束的光路。

可选的，所述摄像头系统为长焦摄像头和广角摄像头组成的双摄像头系统。

和现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

在本实用新型实施例中，摄像头系统包括至少一个镜头组、至少一个图像传感器、至少一个环境光传感器和至少一个电路基板；所述镜头组和所述电路基板相连接，所述图像传感器和所述电路基板相连接，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内，所述目标区域为第一区域和第二区域的差集区域，所述第一区域为光束通过所述镜头组在所述电路基板上的投射区域，所述第二区域为所述图像传感器中图像传感区在所述电路基板上的映射区域，所述第一区域包括所述第二区域；所述镜头组，用于将目标对象生成光学图像投射在所述图像传感器上；所述图像传感器，用于感测所述光学图像，并将所述光学图像转换成电信号；所述环境光传感器，用于感测环境光生成环境光感应信号；所述电路基板，用于承载所述图像传感器和所述环境光传感器。由此可见，环境光传感器被整合至上述摄像头系统内部，不再需要单独开孔或者涂抹穿透率10％以上的油墨，通过摄像头系统的镜头组结构就可以感测周围的环境光；从而上述摄像头系统能够同时满足摄像及环境光感测的功能，使得摄像设备外观面的工业设计更具弹性，提高了用户对摄像设备外观面的好感度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例中一种摄像头系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种摄像头系统的结构投映射区域示意图；

图3-1为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构投映射区域示意图；

图3-2为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构投映射区域示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构投映射区域示意图；

图7为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的另一种摄像头系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

发明人经过研究发现，摄像设备中通常安装有环境光传感器，一般是在摄像设备的电路主板上焊上一颗环境光传感器，然后采取以下两种方式使得环境光传感器可以感知周围光线情况：第一种方式是在摄像设备外观面上与环境光传感器相对应的位置设置开孔；第二种方式是在摄像设备外观面上与环境光传感器相对应的位置涂抹穿透率10％以上的油墨。对于第一种方式，摄像设备外观面有环境光传感器对应的开孔，不了解原理的用户会感觉摄像设备外观面上的开孔是多余的或者感觉该开孔设计不合理等；对于第二种方式，摄像设备外观面上有环境光传感器对应的穿透率10％以上的油墨，然而，10％以上的穿透率会限制了油墨的调色，导致穿透率10％以上的油墨和正常黑色油墨有色差，用户会感觉摄像设备外观面上穿透率10％以上的油墨是异色点，因此，这两种方式均影响摄像设备外观面的工业设计，从而影响用户对摄像设备外观面的好感度。

为了解决这一问题，在本实用新型实施例中，摄像头系统包括至少一个镜头组、至少一个图像传感器、至少一个环境光传感器和至少一个电路基板；所述镜头组和所述电路基板相连接，所述图像传感器和所述电路基板相连接，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内，所述目标区域为第一区域和第二区域的差集区域，所述第一区域为光束通过所述镜头组在所述电路基板上的投射区域，所述第二区域为所述图像传感器中图像传感区在所述电路基板上的映射区域，所述第一区域包括所述第二区域；所述镜头组，用于将目标对象生成光学图像投射在所述图像传感器上；所述图像传感器，用于感测所述光学图像，并将所述光学图像转换成电信号；所述环境光传感器，用于感测环境光生成环境光感应信号；所述电路基板，用于承载所述图像传感器和所述环境光传感器。由此可见，环境光传感器被整合至上述摄像头系统内部，不再需要单独开孔或者涂抹穿透率10％以上的油墨，通过摄像头系统的镜头组结构就可以感测周围的环境光；从而上述摄像头系统能够同时满足摄像及环境光感测的功能，使得摄像设备外观面的工业设计更具弹性，提高了用户对摄像设备外观面的好感度。

下面结合附图，通过实施例来详细说明本实用新型各种非限制性实施方式。

参见图1，示出了本实用新型实施例中一种摄像头系统的结构示意图。在本实施例中，所述摄像头系统例如可以包括：

至少一个镜头组101、至少一个图像传感器102、至少一个环境光传感器103和至少一个电路基板104；所述镜头组101和所述电路基板104相连接，所述图像传感器102和所述电路基板104相连接，所述环境光传感器103在所述电路基板104上的映射区域在目标区域内，所述目标区域为第一区域和第二区域的差集区域，所述第一区域为光束通过所述镜头组101在所述电路基板104上的投射区域，所述第二区域为所述图像传感器102中图像传感区在所述电路基板104上的映射区域，所述第一区域包括所述第二区域；

所述镜头组101，用于将目标对象生成光学图像投射在所述图像传感器102上；

所述图像传感器102，用于感测所述光学图像，并将所述光学图像转换成电信号；

所述环境光传感器103，用于感测环境光生成环境光感应信号；

所述电路基板104，用于承载所述图像传感器102和所述环境光传感器103。

需要说明的是，摄像头系统的封装方式有多种多样。一般情况下，摄像头系统的封装方式例如可以是板上芯片封装、覆晶薄膜封装、倒装芯片封装或芯片尺寸封装等。

需要说明的是，图像传感器是摄像头系统的重要结构部分，根据元件的不同，可分为电荷耦合(英文：Charge Coupled Device，缩写：CCD)图像传感器和金属氧化物半导体(英文：Complementary Metal-Oxide Semiconductor，缩写：CMOS)图像传感器两大类。其中，CMOS图像传感器采用一般半导体电路最常用的CMOS工艺，具有集成度高、功耗小、速度快、成本低等特点，最近几年在宽动态、低照度方面发展迅速，CMOS针对CCD最主要的优势就是非常省电。因此，在本实施例中，所述图像传感器102例如具体可以为CMOS图像传感器。

可以理解的是，如图2所示摄像头系统的结构投映射区域示意图，将光束通过镜头组101在电路基板104上的投射区域设为第一区域，即，图2中圆形区域；将图像传感器102中图像传感区在电路基板104上的映射区域设为第二区域，即，图2中长方形区域；由于摄像头系统结构中的镜头组101具有将目标对象生成光学图像投射在图像传感器102上的功能，而图像传感器102中图像传感区具有感测光学图像的功能，因此，为了满足整个图像传感区感测光学图像，第一区域包括第二区域。

还可以理解的是，在本实施例中，为了增大摄像设备外观面工业设计的弹性，提高用户对摄像设备外观面的好感度，环境光传感器103被整合至摄像头系统，该环境光传感器103既需要通过摄像头系统结构中的镜头组101感测外界环境光，又不能影响摄像头系统结构中的图像传感器102中图像传感区感测光学图像的功能，因此，在摄像头系统中设置环境光传感器103的原则为：环境光传感器103在电路基板104上的映射区域满足在第一区域之内，在第二区域之外的条件，即，环境光传感器103在电路基板104上的映射区域在第一区域和第二区域的差集区域内。其中，第一区域和第二区域的差集区域为目标区域，目标区域为图2中阴影部分区域，图1中环境光传感器103在电路基板104上的映射区域在图2中阴影部分区域内。其中，整合至摄像头系统环境光传感器103的数量并不限于一个，可以根据目标区域的大小和环境光传感器103的接收光线的情况进行适应性的选择，而且还可以模拟测试环境光传感器103整合至摄像头系统后的接收光线的结果，根据结果做出适应性地调整。

需要说明的是，若将图像传感器102在电路基板104上的映射区域设为第三区域。由于图像传感区在图像传感器中，则第三区域包括第二区域，又由上述可知，第一区域包括第二区域，目标区域是第一区域和第二区域的差集区域，则目标区域与第三区域存在重叠区域。由于第一区域可能存在超出第三区域的区域，即，目标区域与第三区域可能存在不重叠区域，因此，环境光传感器103在电路基板104上的映射区域在目标区域内可以具体分为以下两种情况：

第一种是环境光传感器103在电路基板104上的映射区域在目标区域与第三区域的重叠区域内，即，既在目标区域内，又在第三区域内，如图3-1和图3-2所示摄像头系统的结构投映射区域示意图中阴影部分区域。其中，圆形区域为第一区域，小长方形区域为第二区域，大长方形区域为第三区域，阴影部分区域中为第一目标子区域，是目标区域和第三区域的交集区域。其中，图3-1中第一区域存在超出第三区域的区域，第一目标子区域是目标区域的一部分；图3-2中第一区域不存在超出第三区域的区域，即，第三区域包括第一区域，第一目标子区域即是目标区域。也就是说，不论第一区域是否存在超出第三区域的区域，环境光传感器103在电路基板104上的映射区域均可以在第一目标子区域(目标区域和第三区域的交集区域)内。

需要说明的是，在环境光传感器103满足该情况的前提下，根据图像传感器102和电路基板104的连接方式不同，环境光传感器103在摄像头系统中的位置不同。具体地，当图像传感器102被焊接在整个电路基板104之上时，环境光传感器103可以集成在图像传感器102中，如图4所示摄像头系统的结构示意图，但其映射区域在第一目标子区域；当图像传感器102被焊接在整个电路基板104之中，摄像头系统呈覆晶式结构时，环境光传感器103可以焊接在整个电路基板104之上，如图5所示摄像头系统的结构示意图，但其映射区域在第一目标子区域。

第二种情况是当第一区域存在超出第三区域的区域时，环境光传感器103在电路基板104上的映射区域还可以在目标区域与第三区域的不重叠区域；即，在目标区域内，在第三区域外；还可以表达成在第一区域内，第三区域外，如图6所示摄像头系统的结构投映射区域示意图中阴影部分区域。其中，圆形区域为第一区域，小长方形区域为第二区域，大长方形区域为第三区域，阴影部分区域中设为第二目标子区域，是第一区域和第三区域的差集区域，也是目标区域和第三区域的差集区域。

需要说明的是，在环境光传感器103满足该情况的前提下，环境光传感器103可以和电路基板104相连接，如图5所示摄像头系统的结构示意图，其映射区域在第二目标子区域。

需要说明的是，在本实施例中，环境光传感器103被整合至摄像头系统，为了确保摄像头系统结构中的图像传感器102中图像传感区感测光学图像的功能不被影响，环境光传感器103的电路和图像传感器102中图像传感区的电路相互独立驱动。具体地，如图4所示摄像头系统的结构示意图，环境光传感器103的电路和图像传感器102中图像传感区的电路相互独立驱动，如图5所示摄像头系统的结构示意图，环境光传感器103的电路和图像传感器102的电路相互独立驱动，也就等同于环境光传感器103的电路和图像传感器102中图像传感区的电路相互独立驱动。

需要说明的是，摄像头系统光学对焦受到镜头组101中镜头与图像传感器102之间的距离的影响。为了能够实现自动光学对焦，可以采用将镜头组101和致动器相连接的方式，通过致动器推动镜头组101滑动，从而改变镜头组101中镜头与所述图像传感器102之间的距离，在图像传感器102上实现自动对焦。例如：镜头与音圈马达搭配，音圈马达推动镜头来达到对焦系统。由于本实施例中摄像头系统的结构示意图可以如图4和图5所示，那么，在图4对应的图7所示的另一种摄像头系统的结构示意图中增加了致动器701；在图5对应的图8所示的另一种摄像头系统的结构示意图中增加了致动器801。

还需要说明的是，用户在使用摄像头系统时很可能出现抖动操作的情况，这种情况下，图像传感器102所感测的光学图像时抖动的，为了解决由于用户抖动操作所引起的光学图像抖动的问题，可以将镜头组101和多轴向致动器相连接，即，图7和图8中的致动器为多轴向致动器，通过该致动器推动镜头组101滑动的方式，调整所述镜头组101中镜头与所述图像传感器102之间的相对位置，补偿用户的抖动操作，从而达到光学防手抖的效果。

可以理解的是，光束的光路是可以被折叠的，结合摄像头系统的工业设计，在本实施例中，还可以将反射镜与所述镜头组101相连接，用于折叠所述光束的光路，在摄像头系统的工业设计上更富有设计空间。例如：手机摄像头系统为采用长焦镜头的长焦摄像头形成的摄像头系统，为了避免长焦镜头影响手机的厚度，可以在镜头组的前方连接一个反射镜，使得光束的光路被折叠，这样可以延伸长焦镜头的焦长。由于本实施例中摄像头系统的结构示意图可以如图4和图5所示，那么，在图4对应的图9所示的另一种摄像头系统的结构示意图中增加了反射镜901；在图5对应的图10所示的另一种摄像头系统的结构示意图中增加了反射镜1001。

可以理解的是，可以采用长焦摄像头搭配广角摄像头的方式，达到光学变焦的效果，因此，在本实施例中，所述摄像头系统可以是长焦摄像头和广角摄像头组成的双摄像头系统。

通过本实施例提供的各种实施方式，摄像头系统包括至少一个镜头组、至少一个图像传感器、至少一个环境光传感器和至少一个电路基板；所述镜头组和所述电路基板相连接，所述图像传感器和所述电路基板相连接，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内，所述目标区域为第一区域和第二区域的差集区域，所述第一区域为光束通过所述镜头组在所述电路基板上的投射区域，所述第二区域为所述图像传感器中图像传感区在所述电路基板上的映射区域，所述第一区域包括所述第二区域；所述镜头组，用于将目标对象生成光学图像投射在所述图像传感器上；所述图像传感器，用于感测所述光学图像，并将所述光学图像转换成电信号；所述环境光传感器，用于感测环境光生成环境光感应信号；所述电路基板，用于承载所述图像传感器和所述环境光传感器。由此可见，环境光传感器被整合至上述摄像头系统内部，不再需要单独开孔或者涂抹穿透率10％以上的油墨，通过摄像头系统的镜头组结构就可以感测周围的环境光；从而上述摄像头系统能够同时满足摄像及环境光感测的功能，使得摄像设备外观面的工业设计更具弹性，提高了用户对摄像设备外观面的好感度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作和另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可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许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。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做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种摄像头系统，其特征在于，包括至少一个镜头组、至少一个图像传感器、至少一个环境光传感器和至少一个电路基板；所述镜头组和所述电路基板相连接，所述图像传感器和所述电路基板相连接，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内，所述目标区域为第一区域和第二区域的差集区域，所述第一区域为光束通过所述镜头组在所述电路基板上的投射区域，所述第二区域为所述图像传感器中图像传感区在所述电路基板上的映射区域，所述第一区域包括所述第二区域；

所述镜头组，用于将目标对象生成光学图像投射在所述图像传感器上；

所述图像传感器，用于感测所述光学图像，并将所述光学图像转换成电信号；

所述环境光传感器，用于感测环境光生成环境光感应信号；

所述电路基板，用于承载所述图像传感器和所述环境光传感器。

2.根据权利要求1所述的摄像头系统，其特征在于，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内具体为：

所述环境光传感器的映射区域在第一目标子区域内，所述第一目标子区域为所述目标区域和第三区域的交集区域，所述第三区域为所述图像传感器在所述电路基板上的映射区域。

3.根据权利要求2所述的摄像头系统，其特征在于，若所述第一区域存在超出所述第三区域的区域，所述环境光传感器在所述电路基板上的映射区域在目标区域内具体为：

所述环境光传感器的映射区域在第二目标子区域内，所述第二目标子区域是为所述第一区域和所述第三区域的差集区域。

4.根据权利要求1所述的摄像头系统，其特征在于，所述环境光传感器的电路和所述图像传感区的电路相互独立驱动。

5.根据权利要求1所述的摄像头系统，其特征在于，所述图像传感器具体为金属氧化物半导体图像传感器。

6.根据权利要求1所述的摄像头系统，其特征在于，所述摄像头系统的封装方式包括板上芯片封装、覆晶薄膜封装、倒装芯片封装或芯片尺寸封装。

7.根据权利要求1所述的摄像头系统，其特征在于，还包括致动器，所述致动器与所述镜头组相连接；

所述致动器，用于调整所述镜头组中镜头与所述图像传感器之间的相对距离，在所述图像传感器上进行自动对焦。

8.根据权利要求7所述的摄像头系统，其特征在于，所述致动器为多轴向致动器时，所述致动器还用于调整所述镜头组中镜头与所述图像传感器之间的相对位置，补偿用户的抖动操作。

9.根据权利要求1所述的摄像头系统，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜与所述镜头组相连接；

所述反射镜，用于折叠所述光束的光路。

10.根据权利要求1所述的摄像头系统，其特征在于，所述摄像头系统为长焦摄像头和广角摄像头组成的双摄像头系统。