TW202004555A - 圖像採集設備、圖像採集方法、電子設備及成像裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種圖像採集設備、圖像採集方法、電子設備及成像裝置。該圖像採集設備包括阻光膜，位於阻光膜中的用於小孔成像的第一成像孔及位於阻光膜一側的圖像感測器，目標物發出的光線通過第一成像孔射向圖像感測器，第一成像孔用於獲得目標物的至少兩個圖像，根據至少兩個圖像建立目標物的3D模型。本發明使用小孔成像方式代替先前技術中使用占用較大面積的攝像頭，進行圖像採集，由於用於小孔成像的成像孔占用面積遠小於攝像頭，從而可以極大的減小使用面積，在應用於手機等終端設備上時，提供更大的面積給螢幕，及更高的螢幕占比。

Description

圖像採集設備、圖像採集方法、電子設備及成像裝置

相關申請案

本發明要求於2018年05月25日提交中國國家知識產權局、申請號為201810515528.0、發明名稱為“一種圖像採集設備及圖像採集方法”的中國專利申請的優先權，以及2018年11月02日提交中國國家知識產權局、申請號為201811302715.7、發明名稱為“圖像採集設備、圖像採集方法、電子設備及成像裝置”的中國專利申請的優先權，其全部內容通過引用結合在本發明中。

本發明實施例關於圖像採集技術領域，尤其關於一種圖像採集設備、圖像採集方法、包括圖像採集設備的電子設備、以及成像裝置。

目前為較大程度地增大手機的顯示區域，可以採用如圖1所示的瀏海螢幕。手機上的前置攝像頭11、揚聲器12以及環境光感測器（未在圖1中畫出）等均設置於瀏海部位1，瀏海部位1以外的周邊位置可以採用窄邊框或者無邊框設計。

對於採用人臉識別技術的手機，先前技術是將人臉圖像採集所需要的紅外光源13以及紅外攝像頭14設置於瀏海部位1。並且為實現3D人臉識別，需要設置兩個紅外攝像頭14。紅外攝像頭14的直徑較大，這樣會增大瀏海部位1的面積，影響使用者的視覺體驗。

本發明實施例提供了一種圖像採集設備，以解決先前技術中之圖像採集設備上的紅外攝像頭比較占空間的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種圖像採集設備，包括阻光膜，位於所述阻光膜中的至少兩個用於小孔成像的第一成像孔以及位於所述阻光膜一側的圖像感測器，目標物發出的光線通過所述第一成像孔射向所述圖像感測器，所述至少兩個第一成像孔用於獲得目標物的至少兩個圖像，根據所述至少兩個圖像建立目標物的3D模型。

進一步地，所述圖像採集設備還包括紅外光源，所述紅外光源用於照射目標物，並產生反射光，所述反射光根據小孔成像原理通過所述第一成像孔射向所述圖像感測器並成像。

進一步地，所述圖像採集設備還包括顯示螢幕，所述顯示螢幕面向目標物。

進一步地，所述第一成像孔位於所述顯示螢幕的非顯示區域內，所述非顯示區域包括圖像採集設備的邊框部位和瀏海部位。

進一步地，所述第一成像孔位於所述顯示螢幕的顯示區域內，所述顯示螢幕中設置有與所述第一成像孔對應的透光孔，目標物發出的光線依次通過所述透光孔、所述第一成像孔射向所述圖像感測器。

進一步地，所述顯示螢幕包括發光板，所述發光板上設置有發光單元，所述透光孔設置於所述發光板中，所述第一成像孔與所述透光孔一一對應，每個所述透光孔占用一個發光單元的位置或占用一個像素點的位置。

進一步地，所述圖像感測器內設置有與所述第一成像孔的相對應的腔體，所述腔體底部設置有感光部位。

進一步地，所述第一成像孔的靠近所述圖像感測器的一側設置有凸透鏡，所述凸透鏡將目標物上每個點所發出的光在通過所述第一成像孔後形成的光斑重新收縮，並在所述圖像感測器上形成一個較小的像斑。

進一步地，每個所述第一成像孔用於採集目標物的完整圖像。

進一步地，所述第一成像孔的直徑為5微米至100微米。

進一步地，每兩個所述第一成像孔的中心之間的距離為1毫米至100毫米。

進一步地，所述第一成像孔與所述圖像感測器的感光部位之間的距離為1毫米至4毫米。

進一步地，所述第一成像孔適用於採集距離所述第一成像孔5公分至100公分的目標物的圖像。

進一步地，所述阻光膜中還設置有用於小孔成像的第二成像孔，所述第一成像孔與所述第二成像孔用於採集不同目標物的圖像。

進一步地，所述第二成像孔用於採集指紋圖像。

進一步地，所述第一成像孔與第二成像孔共用圖像感測器。

進一步地，所述阻光膜上的第一成像孔與第二成像孔為利用同一層微影遮罩經過微影得到。

第二方面，本發明實施例還包括一種圖像採集方法，包括： 利用至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的圖像，每個所述成像孔均對應所述目標物的一個圖像； 根據所述至少兩個成像孔對應的圖像建立3D模型。

進一步地，所述利用至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的圖像，包括： 利用紅外線照射目標物，並利用所述至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的紅外圖像。

進一步地，所述方法還包括： 在每個所述成像孔之後設置凸透鏡以約束光路，使得所述目標物上每個點所成像斑直徑縮小。

進一步地，所述圖像包括人臉圖像和用於動作捕捉的圖像，所述人臉圖像用於建立3D人臉模型，所述用於動作捕捉的圖像用於得到3D動作模型。

第三方面，本發明實施例還提供了一種電子設備，包括上述第一方面所述的圖像採集設備。

第四方面，本發明實施例提供還一種成像裝置，包括用於小孔成像的成像孔，以及處於成像孔一側的凸透鏡，所述凸透鏡將目標物上每個點所發出的光在通過所述成像孔後形成的光斑重新收縮，並形成一個較小的像斑。

第五方面，本發明實施例提供還一種圖像採集設備，包括阻光膜以及位於所述阻光膜一側的圖像感測器，所述阻光膜中設有一個用於小孔成像的第一成像孔，目標物發出的光線通過所述第一成像孔射向所述圖像感測器，所述第一成像孔用於獲得目標物的圖像。

本發明實施例使用小孔成像方式代替現有技術中使用占用較大面積的攝像頭，進行圖像採集。由於用於小孔成像的成像孔占用面積遠小於攝像頭，從而可以極大的減小使用面積，從而在應用於手機等終端設備上時，可以提供更大的面積給螢幕，提供更高的螢幕占比。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合圖式和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

本發明的一個發明構思是使用小孔成像方式代替先前技術中使用占用較大面積的攝像頭，進行圖像採集。由於用於小孔成像的成像孔占用面積遠小於攝像頭，從而可以極大的減小使用面積，從而在應用於手機等終端設備上時，可以提供更大的面積給螢幕，提供更高的螢幕占比。

如圖2所示，本發明實施例提供的圖像採集設備包括阻光膜2，位於所述阻光膜2中的至少兩個用於小孔成像的第一成像孔21以及位於所述阻光膜2一側的圖像感測器3，光線通過所述第一成像孔21射向所述圖像感測器3。所述至少兩個第一成像孔21用於獲得同一目標物的至少兩個圖像，根據視差原理以建立目標物的3D模型。每個第一成像孔21可以採集目標物的完整圖像，例如可以用於採集完整的人臉。根據採集到的人臉圖像可以建立3D人臉模型，以進行人臉識別。也可以利用第一成像孔21採集用於動作捕捉的圖像。根據同一目標物的至少兩個圖像，根據視差原理還原目標物的空間位置，追蹤該空間位置以獲得目標物動作軌跡，從而完成動作捕捉。動作捕捉可以應用在動畫製作，步態分析，生物力學，人機工程等領域。

先前技術的攝像頭採集圖像利用透鏡成像原理，相比透鏡成像，小孔成像不需要調焦，占用面積也更小。然而，一般來說，小孔成像獲得的圖像解析度會低於透鏡成像，捕獲的光的能量總量也低於透鏡。所以，小孔成像方式更適用於對解析度、對比度要求不高的場景，例如人臉識別或動作捕捉。人臉識別的要求是遠低於自拍的要求的，一般來說自拍用透鏡類攝像頭更合適。

基於前述的發明構思，在另一種實現方式中，請參考圖19，提供一種圖像採集設備，包括阻光膜2以及位於阻光膜2一側的圖像感測器3，阻光膜2上開設有一個用於小孔成像的第一成像孔21，目標物發出的光線通過第一成像孔21射向圖像感測器3，第一成像孔21用於獲得目標物的圖像。

與前一種圖像採集設備相比，本實現方式中的圖像採集設備與其的區別是：在阻光膜上僅開設一個第一成像孔。由於僅開設一個成像孔，故而圖像感測器相應地也只採集到一個目標物的圖像，不會建立目標物的3D模型。

與在阻光膜上開設一個第一成像孔相比，開設多個第一成像孔具有多方面的有益效果。第一，當開設多個第一成像孔時，圖像感測器相應地可以採集到多個目標物的圖像，從而利用這多個目標物的圖像，根據視差原理建立目標物的3D模型，為使用者呈現目標物的3D效果。第二，開設多個第一成像孔可以提高總進光量，提高圖像感測器採集到的圖像的亮度。第三，開設多個第一成像孔有利於提高採集到的圖像的解析度。第四，開設多個第一成像孔有利於拓寬圖像感測器採集到的圖像的視角。

圖像採集設備上還可以設置有用於射出紅外線的紅外光源13，例如紅外燈，或稱為紅外補光燈。在環境較暗的情況下，可以開啟紅外光源13，當採集目標物的圖像時，紅外光源13照射目標物，目標物反射紅外線產生反射光，反射光根據小孔成像原理通過第一成像孔21射向圖像感測器3並成像，從而採集到紅外圖像。另外，目標物自身發射的紅外線也可以通過第一成像孔21射向圖像感測器3從而採集到紅外圖像。

如圖2或圖19所示，圖像感測器3內設置有與所述第一成像孔21相對應的腔體31，所述腔體31底部設置有感光部位32。對於腔體31的設置可以如圖2或圖19所示，全部的第一成像孔21對應一個腔體31。為節省感應部位的面積，也可以如圖3所示，第一成像孔21與腔體31一一對應。

圖像採集設備可以應用於任何需要圖像採集的電子設備中，這些電子設備可以設置有顯示螢幕，也可以不設置顯示螢幕。當圖像採集設備應用於設置有顯示螢幕的電子設備中時，圖像採集設備還包括顯示螢幕。一般來說，顯示螢幕會面向用戶臉部，當使用者臉部是目標物時，顯示螢幕同時也是面向目標物的。在先前技術中，顯示螢幕所在平面，往往包括顯示區域和非顯示區域，例如，非顯示區域包括邊框部位，和/或瀏海部位1。顯示螢幕的顯示區域內設置有發光板4，發光板4由發光單元組成，通過控制發光單元的發光，可以顯示各種圖案。

所述第一成像孔21可以位於顯示螢幕所在平面的非顯示區域內，以下以第一成像孔21位於瀏海部位1進行說明。如圖4和圖5所示，顯示螢幕的瀏海部位1位於非顯示區域內，瀏海部位1上開有用於小孔成像的第一成像孔21，在第一成像孔21下方設置有圖像感測器3，以接受目標物通過小孔成像原理所成的像。紅外光源13也可以設置於瀏海部位1上。

由於本發明實施例採用小孔成像原理採集目標物的圖像，用於小孔成像的成像孔的直徑比攝像頭的直徑要小，所以本發明實施例的成像孔可以占用較小的空間。

所述第一成像孔21也可以位於顯示螢幕的顯示區域內，在該實施方式中，顯示螢幕中設置有與第一成像孔21對應的透光孔41，光線依次通過所述透光孔41、所述第一成像孔21射向所述圖像感測器3。透光孔41可以位於發光板4中。如圖6、圖7和圖20所示，所述發光板4可以採用有機發光二極體（Organic Light-Emitting Diode，OLED）發光板，OLED發光板上設置有多個發光單元42，每個或多個（例如，每紅綠藍三個）發光單元42對應一個像素點，可以通過控制發光板4上的各個像素點發出的光的顏色，以顯示相應的圖案。所述第一成像孔21與所述透光孔41一一對應，每個所述透光孔41占用一個發光單元42的位置。也就是說，透光孔41所在位置可以不設置發光單元42。透光孔41可以為通孔或者填裝有透明材質。當透光孔41比一個發光單元42所占用的面積較大時，也可以占用較多的發光單元42的位置。在本發明實施例中，透光孔41占用的發光單元42的數目，可以根據透光孔的大小以及一個發光單元42所占的位置的大小進行具體限定，透光孔41占用的發光單元42的數目並不一定。就一般用於人眼流覽的顯示螢幕而言，其像素點大小在50微米附近，所以挖掉一個像素點來形成透光孔41已足夠，也就是說一個透光孔41可以僅占用一個像素點的位置。

當第一成像孔位於顯示螢幕的非顯示區域內時，由於非顯示區域一般處於顯示螢幕的邊緣，下方空間有限，無法安裝尺寸較大的元器件或者電子設備部件，例如尺寸相對較大的攝像頭等。而當第一成像孔位於顯示螢幕的顯示區域內時，下方的空間較為寬裕，可以安裝原本無法安裝的尺寸相對較大的元器件或者部件。

如圖7所示，發光板4中還包括驅動各個發光單元42的電路網43。本實施例中，當透光孔41占用一個發光單元42的位置時，透光孔41所在位置上不設置發光單元42，也就不需要控制該發光單元42的電路，所以可以將任一發光單元42及控制其電路的所在部位設置為透光孔41。

在本發明實施例中，所述第一成像孔21的直徑可以為5微米至50微米。每兩個所述第一成像孔21的中心之間的距離可以為1毫米至100毫米。所述第一成像孔21與所述圖像感測器3的感光部位32之間的距離可以為1毫米至4毫米，也就是說，圖像感測器3中的腔體31的深度可以為1毫米至4毫米。這樣設置的第一成像孔21與圖像感測器3可以適用於採集距離第一成像孔21或螢幕5公分至100公分的人臉圖像。

在本發明所使用的小孔成像方法中，成像孔的孔徑越大，接受到的光能量越大，但是清晰度也會下降。如圖8和圖9所示，目標物上的點A所發出的光，通過成像孔B後會成為一個大於成像孔B的光斑C，成像孔B的孔徑越大，形成的光斑C也就越大，圖像也會越不清晰。如果成像孔B較小，則獲取的光能量較少，難以成像。而且成像孔較小的情況下，光線繞射也會變得嚴重，同樣會降低圖像清晰度。該成像孔B為用於小孔成像的孔。

為了解決這一問題，本發明還提出了一種想法，如圖10所示，在成像孔B後增加一塊凸透鏡5，將目標物上的點A所發出的光在通過成像孔B後形成的光斑重新收縮，成為一個較小的像斑C’，從而提高圖像的清晰度。凸透鏡5的兩面可以均為曲面。在實際生產中，成像孔B後可能會設置有一層玻璃或其他透明介質，此時如圖11所示，可以將凸透鏡設置為平凸透鏡，即一面為平面，另一面為曲面，平的一面貼合在玻璃或透明介質上，這樣較易於生產安裝。

值得注意得是，並非所有的凸透鏡都能增加清晰度。如圖12所示，如果凸透鏡5焦距太短，光線匯聚後會發散開。這時候像斑C’可能反而會變大，從而降低清晰度。一般來說，設凸透鏡5中心到圖像感測器的感光部位之間的距離為L，則凸透鏡5的焦距設置為2L至L/2之間則可以縮小像斑，提高清晰度。如果焦距大於2L，仍然可以有效果，只是效果會降低。一般來說，焦距設置為L時效果最好。

在本發明實施例中，如圖13和圖21所示，可以在所述第一成像孔21的靠近所述圖像感測器3的一側設置凸透鏡5，凸透鏡5將目標物上每個點所發出的光在通過所述第一成像孔21後形成的光斑重新收縮，並在圖像感測器3上形成一個較小的像斑。凸透鏡5能夠約束光路，使得所述目標物上每個點所成像斑直徑縮小，提高圖像的解析度。如圖13和圖21所示，凸透鏡5的兩面可以均為曲面，也可以如圖14所示，一面為平面，另一面為曲面。該凸透鏡為微透鏡，直徑可以為10微米至1000微米。在具體實施中，凸透鏡5的焦距可以為小孔成像的像距的一半至無限大。小孔成像的像距也可以說是腔體的深度。較佳地，凸透鏡5的焦距與小孔成像的像距相等。凸透鏡5的焦距可以為100微米至1毫米。

如果目標物是人臉，且第一成像孔21位於終端設備，例如手機上，這時一個典型的數值是這樣的： 人臉與第一成像孔21之間的距離時20公分至40公分，第一成像孔21與圖像感測器3的感光部位32之間的距離是1毫米。

這時，可以將凸透鏡5貼近第一成像孔21，並且將凸透鏡5的焦距設置為1毫米，這樣人臉上每個點所發出的光，在通過小孔後，可以近似看作是平行光，從而會在焦點上，也就是在感光部位32上匯聚。這樣會得到比較好或是最好的清晰度。

較佳的，凸透鏡5的軸線可以通過第一成像孔的中心，凸透鏡5可以貼近第一成像孔21，也可以間隔有一定距離。當凸透鏡5貼近第一成像孔21時，可以近似認為凸透鏡5的中心與第一成像孔21的中心重合。

另一方面，凸透鏡5的中心到感光部位32上的各個點之間的距離是有變化的，一般不會完全相同，但是凸透鏡5的焦距設置好之後就不便於變化了。在選取凸透鏡5的焦距的時候可以根據最經常使用或者最重要的感光部位32上的點所在的位置綜合考慮選取焦距。一般來說，距離成像孔中心最近的感光部位是最重要的。

上述所說的每兩個所述第一成像孔21的中心之間的距離為1毫米至100毫米，該距離為常用距離，在具體實施中，每兩個第一成像孔21的中心之間的距離也可以大於100毫米，該距離越大，各個第一成像孔21採集到的圖像的視差也就越大，越有助於建立目標物的3D模型。例如，如圖15所示，兩個第一成像孔21分別位於顯示螢幕的左右兩側。同理，兩個第一成像孔21也可以分別位於顯示螢幕的上下兩側。當第一成像孔21之間的距離較大時，每個第一成像孔21可以對應不同的圖像感測器3。

如圖16所示，當第一成像孔21位於顯示區域內時，阻光膜2中還可以設置用於小孔成像的第二成像孔22，所述第一成像孔21與所述第二成像孔22的直徑不同，並且用於採集不同目標物的圖像。第二成像孔22可以用於採集指紋圖像，所述第一成像孔21與第二成像孔22共用圖像感測器3，從而能夠簡化結構，並且降低圖像感測器3的製造成本。所述第二成像孔22的直徑可以為5微米至50微米。採集指紋要求的清晰度高於採集人臉所要求的，所以一般而言，需要較小的小孔。然而，如果有非常精密的圖像感測器，採集人臉和採集指紋也可以使用同樣小的小孔。

如圖17所示，發光板4中設置有與所述第二成像孔22對應的透光孔41，由於第二成像孔22對應的透光孔41比第一成像孔21對應的透光孔41要小，並且電路網43分隔發光板4為多個透光區域，所以第二成像孔22對應的透光孔41可以設置於該透光區域，並且不會破壞發光單元42以及電路網43。用於採集指紋的光線可以依次通過透光孔41、第二成像孔22射向圖像感測器3中。第二成像孔22對應的透光孔41可以為通孔或填裝有透明材質。

在阻光膜上開設第一成像孔和第二成像孔時，可以採用微影製程來實現。一般來說，如果開設一種成像孔，通常會採用一層微影遮罩（mask）。如果需要開設多種尺寸不同的成像孔，則會分別採用多層微影遮罩來完成。而在本發明的方案中，開設直徑不同的第一成像孔和第二成像孔，採用一層微影遮罩即可。即，一層微影遮罩具有同時開設多種不同直徑的成像孔的用途，從而節約了製備成本。

阻光膜2中可以設置多個第二成像孔22，第二成像孔22可以成陣列排布。圖像感測器3中設置有與所述第二成像孔22對應的腔體31，腔體31底部設置有感光部位32。第二成像孔22對應的腔體31的深度可以與第一成像孔21對應的腔體31的深度不同。全部的第二成像孔22可以對應一個腔體31，或者，每個第二成像孔22均對應一個腔體31，也就是說，第二成像孔22與腔體31一一對應。

第一成像孔21的集合與第二成像孔22的集合可以位於阻光膜2不同的區域內，第二成像孔22也可以圍繞第一成像孔21設置，在此不對第一成像孔21與第二成像孔22的排列進行具體限定。

應理解，上述的關於第一成像孔、圖像感測器、顯示螢幕、透光孔、凸透鏡以及第二成像孔等結構或組成部件的描述，主要是以多個第一成像孔的圖像採集設備為例來進行描述的，但這些結構也同樣適用於僅具有一個第一成像孔的圖像採集設備。

如圖18所示，本發明實施例還提供了一種圖像採集方法，該方法可以包括： 步驟1801，利用至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的圖像，每個所述成像孔均對應所述目標物的一個圖像。

在具體實施中，可以開啟紅外照射，利用紅外線照射目標物，並利用所述至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的紅外圖像。

在每個所述成像孔之後可以設置凸透鏡以約束光路，使得所述目標物上每個點所成像斑直徑縮小。

步驟1802，根據所述至少兩個成像孔對應的圖像建立3D模型。

所述圖像包括人臉圖像和用於動作捕捉的圖像，所述人臉圖像用於建立3D人臉模型，所述用於動作捕捉的圖像用於得到3D動作模型。

本實施例提供的圖像採集方法應用於上述圖像採集設備中，圖像採集方法的具體過程及說明可以參考上述對圖像採集設備的描述，在此不對該圖像採集方法進行贅述。

本發明實施例還提供了一種電子設備，包括如上所述的圖像採集設備。該電子設備可以包括手機、平板電腦、智慧手環、攝像機、個人數位助理（Personal Digital Assistant，PDA）等。

基於前述的使用小孔成像方式代替現有技術中使用占用較大面積的攝像頭的發明構思，以及前述的在成像孔後增加一塊凸透鏡以提高圖像的清晰度的發明構思，在本發明的又一種實現方式中，提供一種成像裝置。請參考圖10和圖11，該成像裝置包括用於小孔成像的成像孔B，以及處於成像孔B一側的凸透鏡5，凸透鏡5將目標物上每個點所發出的光在通過成像孔B後形成的光斑重新收縮，並形成一個較小的像斑C’。

也就是說，對於處於成像孔B另一側的目標物上的一點A，其所發出的光通過所述成像孔B，會形成一個光斑，凸透鏡5將這個光斑收縮，形成一個比該光斑小的像斑C’。

通過採用該成像裝置，對於整個目標物來說，其每個點所形成的光斑都被收縮了，相應地，獲得的目標物的像的解析度也提高了。

可選地，該成像裝置可以被應用在智慧終端機上，例如可穿戴設備、行動電話、平板電腦、個人電腦（PC機）等，作為圖像採集設備或者圖像採集設備的組成部件。

可選地，所述智慧終端機包括顯示螢幕，所述顯示螢幕設置於所述成像孔的另一側，所述顯示螢幕中設置有與所述成像孔對應的透光孔；目標物上每個點所發出的光依次通過所述透光孔和所述成像孔，形成所述光斑。該光斑可以被成像孔一側的凸透鏡收縮，形成一個較小的像斑。

可選地，所述顯示螢幕包括發光板，所述發光板上設置有發光單元，所述透光孔設置於所述發光板中，所述透光孔占用一個發光單元的位置或占用一個像素點的位置。

在本實現方式中，成像孔可以參考前述實施例中第一成像孔的相關描述，凸透鏡、顯示螢幕、透光孔等亦可以參考前述實施例中的相關描述，此處不再贅述。

最後應說明的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本案所屬技術領域中具有通常知識者應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。

1‧‧‧瀏海部位 2‧‧‧阻光膜 3‧‧‧圖像感測器 4‧‧‧發光板 5‧‧‧凸透鏡 11‧‧‧前置攝像頭 12‧‧‧揚聲器 13‧‧‧紅外光源 14‧‧‧紅外攝像頭 21‧‧‧第一成像孔 22‧‧‧第二成像孔 31‧‧‧腔體 32‧‧‧感光部位 41‧‧‧透光孔 42‧‧‧發光單元 43‧‧‧電路網 1801~1802‧‧‧步驟 A‧‧‧目標物上的點 B‧‧‧成像孔 C‧‧‧光斑 C’‧‧‧像斑

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的圖式作簡單地介紹，顯而易見地，對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些圖式獲得其他的圖式。

圖1為先前技術的一種瀏海螢幕的結構示意圖。

圖2為本發明實施例提供的一種圖像採集設備的截面示意圖。

圖3為本發明實施例提供的另一種圖像採集設備的截面示意圖。

圖4為本發明實施例提供的一種圖像採集設備的平面結構示意圖。

圖5為本發明實施例提供的一種圖像採集設備的分解示意圖。

圖6為本發明實施例提供的另一種圖像採集設備的截面示意圖。

圖7為本發明實施例提供的圖像採集設備中發光板的平面結構示意圖。

圖8為目標物上一點與成像孔的位置關係示意圖。

圖9為目標物上一點經過成像孔後形成光斑的光路圖。

圖10為目標物上一點經過成像孔以及凸透鏡後形成光斑的光路圖。

圖11為目標物上一點經過成像孔以及凸透鏡後形成光斑的光路圖。

圖12為目標物上一點經過成像孔以及焦距較短的凸透鏡後形成光斑的光路圖。

圖13為本發明實施例提供的另一種圖像採集設備的截面示意圖。

圖14為本發明實施例提供的另一種圖像採集設備的截面示意圖。

圖15為本發明實施例提供的一種圖像採集設備的平面結構示意圖。

圖16為本發明實施例提供的圖像採集設備中阻光膜的平面結構示意圖。

圖17為本發明實施例提供的圖像採集設備中發光板的平面結構示意圖。

圖18為本發明實施例提供的一種圖像採集方法的流程示意圖。

圖19為本發明實施例提供的另一種圖像採集設備的截面示意圖。

圖20為本發明實施例提供的另一種圖像採集設備的截面示意圖。

圖21為本發明實施例提供的另一種圖像採集設備的截面示意圖。

2‧‧‧阻光膜

3‧‧‧圖像感測器

21‧‧‧第一成像孔

31‧‧‧腔體

32‧‧‧感光部位

Claims (30)

1. 一種圖像採集設備，包括阻光膜，位於所述阻光膜中的至少兩個用於小孔成像的第一成像孔以及位於所述阻光膜一側的圖像感測器，目標物發出的光線通過所述第一成像孔射向所述圖像感測器，所述至少兩個第一成像孔用於獲得目標物的至少兩個圖像，根據所述至少兩個圖像建立目標物的3D模型。
2. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，還包括紅外光源，所述紅外光源用於照射目標物，並產生反射光，所述反射光根據小孔成像原理通過所述第一成像孔射向所述圖像感測器並成像。
3. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，所述圖像採集設備還包括顯示螢幕，所述顯示螢幕面向目標物。
4. 如請求項3所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔位於所述顯示螢幕的非顯示區域內，所述非顯示區域包括圖像採集設備的邊框部位和瀏海部位。
5. 如請求項3所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔位於所述顯示螢幕的顯示區域內，所述顯示螢幕中設置有與所述第一成像孔對應的透光孔，目標物發出的光線依次通過所述透光孔、所述第一成像孔射向所述圖像感測器。
6. 如請求項5所述之圖像採集設備，其中，所述顯示螢幕包括發光板，所述發光板上設置有發光單元，所述透光孔設置於所述發光板中，所述第一成像孔與所述透光孔一一對應，每個所述透光孔占用一個所述發光單元的位置或占用一個像素點的位置。
7. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，所述圖像感測器內設置有與所述第一成像孔相對應的腔體，所述腔體底部設置有感光部位。
8. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔的靠近所述圖像感測器的一側設置有凸透鏡，所述凸透鏡將目標物上每個點所發出的光在通過所述第一成像孔後形成的光斑重新收縮，並在所述圖像感測器上形成一個較小的像斑。
9. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，每個所述第一成像孔用於採集目標物的完整圖像。
10. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔的直徑為5微米至100微米。
11. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，每兩個所述第一成像孔的中心之間的距離為1毫米至100毫米。
12. 如請求項7所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔與所述圖像感測器的感光部位之間的距離為1毫米至4毫米。
13. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔適用於採集距離所述第一成像孔5公分至100公分的目標物的圖像。
14. 如請求項1所述之圖像採集設備，其中，所述阻光膜中還設置有用於小孔成像的第二成像孔，所述第一成像孔與所述第二成像孔用於採集不同目標物的圖像。
15. 如請求項14所述之圖像採集設備，其中，所述第二成像孔用於採集指紋圖像。
16. 如請求項14所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔與所述第二成像孔共用圖像感測器。
17. 如請求項14所述之圖像採集設備，其中，所述阻光膜上的所述第一成像孔與所述第二成像孔為利用同一層微影遮罩經過微影得到。
18. 一種圖像採集方法，包括以下步驟： 利用至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的圖像，每個所述成像孔均對應所述目標物的一個圖像；以及 根據所述至少兩個成像孔對應的圖像建立3D模型。
19. 如請求項18所述之圖像採集方法，其中，所述利用至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的圖像，包括： 利用紅外線照射目標物，並利用所述至少兩個成像孔通過小孔成像原理採集目標物的紅外圖像。
20. 如請求項18所述之圖像採集方法，其進一步包括： 在每個所述成像孔之後設置凸透鏡以約束光路，使得所述目標物上每個點所成像斑直徑縮小。
21. 如請求項18所述之圖像採集方法，其中，所述圖像包括人臉圖像和用於動作捕捉的圖像，所述人臉圖像用於建立3D人臉模型，所述用於動作捕捉的圖像用於得到3D動作模型。
22. 一種電子設備，包括如請求項1至17中任一項所述之圖像採集設備。
23. 一種成像裝置，包括用於小孔成像的成像孔；以及處於所述成像孔一側的凸透鏡，所述凸透鏡將目標物上每個點所發出的光在通過所述成像孔後形成的光斑重新收縮，並形成一個較小的像斑。
24. 如請求項23所述之成像裝置，其中，所述成像裝置應用於智慧終端機。
25. 如請求項23或24所述之成像裝置，其中，所述智慧終端機包括顯示螢幕，所述顯示螢幕設置於所述成像孔的另一側，所述顯示螢幕中設置有與所述成像孔對應的透光孔；目標物上每個點所發出的光依次通過所述透光孔和所述成像孔，形成所述光斑。
26. 如請求項25所述之成像裝置，其中，所述顯示螢幕包括發光板，所述發光板上設置有發光單元，所述透光孔設置於所述發光板中，所述透光孔占用一個所述發光單元的位置或占用一個像素點的位置。
27. 一種圖像採集設備，包括阻光膜以及位於所述阻光膜一側的圖像感測器，所述阻光膜中設有一個用於小孔成像的第一成像孔，目標物發出的光線通過所述第一成像孔射向所述圖像感測器，所述第一成像孔用於獲得目標物的圖像。
28. 如請求項27所述之圖像採集設備，其中，所述圖像採集設備還包括顯示螢幕，所述顯示螢幕設置於所述阻光膜的另一側；所述顯示螢幕中設置有與所述第一成像孔對應的透光孔，目標物發出的光線依次通過所述透光孔、所述第一成像孔射向所述圖像感測器。
29. 如請求項28所述之圖像採集設備，其中，所述顯示螢幕包括發光板，所述發光板上設置有發光單元，所述透光孔設置於所述發光板中，所述透光孔占用一個所述發光單元的位置或占用一個像素點的位置。
30. 如請求項27至29中任一項所述之圖像採集設備，其中，所述第一成像孔的靠近所述圖像感測器的一側設置有凸透鏡；所述凸透鏡將目標物上每個點所發出的光在通過所述第一成像孔後形成的光斑重新收縮，並在所述圖像感測器上形成一個較小的像斑。

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