WO2011095111A1 - 一种电子设备、图像采集装置及图像采集控制方法 - Google Patents

一种电子设备、图像采集装置及图像采集控制方法 Download PDF

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unit array
image
mode
image acquisition
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刘俊峰
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北京联想软件有限公司
联想(北京)有限公司
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/667—Camera operation mode switching, e.g. between still and video, sport and normal or high- and low-resolution modes
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Definitions

  • the invention relates to the field of electronic technology, in particular to an electronic device, an image acquisition device and an image acquisition control method. Background technique
  • the image acquisition device provided on the electronic device has only one or more sets of the same imaging unit array (for example, simultaneously acquiring the acquired image to obtain a stereoscopic image), but all the imaging units are set for the same application, and cannot be very Good to meet the needs of other applications. Summary of the invention
  • An object of the embodiments of the present invention is to provide an electronic device, an image acquisition device, and an image acquisition and control method, which can meet the needs of various applications.
  • an embodiment of the present invention provides an electronic device, including a main board and an image capturing device and a processor connected to the main board, wherein the image capturing device has a first mode and a second mode,
  • the image acquisition device includes:
  • a first imaging unit array for performing image acquisition in the first mode
  • a second imaging unit array for performing image acquisition in the second mode
  • the first imaging unit array is different from the second imaging unit array
  • An image acquisition control module is disposed in the processor, and is configured to control the image collection device to switch to the first mode or the second mode according to the mode switching instruction.
  • the first imaging unit array and the imaging unit of the second imaging unit array are different in at least one of a type, a parameter, a quantity, a distribution density, and a distribution area.
  • the image collection device collects an image presented to a user
  • the image acquisition device collects a trajectory for calculating a pointing object. image.
  • the second imaging unit array is the first imaging unit A portion of the element array, wherein the image capturing device is in the second mode, and the imaging unit other than the second imaging unit array in the first imaging unit array is in a closed state.
  • the image capturing device further includes:
  • a transparent window disposed on the image acquisition channel of the second imaging unit array, wherein the transparent window is spaced apart from the second imaging unit array by a distance from the first surface of the second imaging unit array, and a space is formed;
  • an embodiment of the present invention further provides an image capture device, where the image capture device has a first mode and a second mode, and the image capture device includes:
  • a first imaging unit array for performing image acquisition in the first mode
  • a second imaging unit array for performing image collection in the second mode
  • the first imaging unit array is different from the second imaging unit array.
  • At least one of the first imaging unit array and the imaging unit of the second imaging unit array is different in type, number, distribution density, and distribution area.
  • the second imaging unit array includes a plurality of sub-arrays that are physically independent of each other; or the second imaging unit array includes a plurality of physical locations that are independent of each other and surround the first imaging unit array Subarray.
  • the second imaging unit array is a part of the first imaging unit array, and when the image collection device is in the second mode, the first imaging unit array is removed.
  • the imaging unit outside the second imaging unit array is in a closed state.
  • the method further includes:
  • a transparent window disposed on the image acquisition channel of the second imaging unit array, wherein the transparent window is spaced apart from the second imaging unit array by a distance from the first surface of the second imaging unit array, and a space is formed;
  • an embodiment of the present invention further provides an image acquisition control method for an electronic device having an image capture device, including: Receiving a mode switching instruction;
  • the mode switching instruction is generated by the electronic device according to the collected switching parameter.
  • the same set of imaging unit arrays are used in the prior art to correspond to these applications, and different imaging unit arrays are used to provide images in different modes, so that all applications can be optimized, that is, for each application. Applications provide the most appropriate image.
  • an image is collected by using an array with a small number of imaging units, and is provided to an application with relatively low quality requirements.
  • the same set of imaging unit arrays are used to correspond to all applications in the prior art, and in some modes, participation is performed.
  • the number of imaging units for acquiring images is reduced, so that power consumption can be reduced, and at the same time, since the image data is reduced, the amount of calculation can be reduced, the power consumption by calculation can be reduced, and the processing speed can be accelerated.
  • 1 is a schematic structural view of an image capture device
  • 2 to 4 are schematic diagrams showing the arrangement of the first imaging unit array and the second imaging unit array of the image capturing device
  • Figure 5 is a schematic illustration of a second imaging unit array of the image capture device being part of a first imaging unit array.
  • FIG. 6 to FIG. 9 are schematic diagrams showing possible relative positional relationships between a light-emitting device, a second imaging unit array, and a transparent window when a light-emitting device having a fixed setting is provided in an embodiment of the present invention.
  • the image capturing device can work in a plurality of working modes, and corresponding imaging unit arrays are disposed corresponding to each working mode. In each mode, the corresponding imaging unit array performs image capturing, thereby avoiding a single image.
  • the imaging unit array is applied in a variety of ways. Good question.
  • An electronic device includes a main board and an image collecting device and a processor connected to the main board, wherein the image collecting device has a first mode and a second mode, as shown in FIG.
  • the image acquisition device includes:
  • a first imaging unit array for performing image acquisition in the first mode
  • a second imaging unit array for performing image acquisition in the second mode
  • the first imaging unit array is different from the second imaging unit array
  • An image acquisition control module is disposed in the processor, and is configured to control the image collection device to switch to the first mode or the second mode according to the mode switching instruction.
  • the electronic device may be various electronic devices such as a mobile phone, a PDA, a portable computer, an all-in-one, and a desktop.
  • the image collection device can be disposed on the display, or can be disposed in the chassis, and the lens can be extended to the outside of the chassis.
  • the first mode and the second mode are respectively in different modes, such as:
  • the problem of power consumption of the image collection device is less for the image taken by the user, but the same set of imaging unit arrays are used in the prior art to correspond to these applications, It inevitably leads to unnecessary energy consumption in the mode of collecting images for calculating the light intensity.
  • the imaging unit array corresponds to these applications, which is inevitably the application that the quality of the obtained image satisfies the highest requirements, and for other applications with relatively low image quality requirements, unnecessary calculation is added, which brings unnecessary Power consumption.
  • the problem of the power consumption of the image acquisition device such as the number of imaging units required for acquiring the image for calculating the illumination intensity is small, and the image collection is performed by using an array with a small number of imaging units in the embodiment of the present invention.
  • the same set of imaging unit arrays (the number of imaging units is considered to be taken by the user) is corresponding to these applications, and the number of imaging units involved in collecting images for calculating the light intensity is reduced, so Reduce power consumption.
  • Calculating the power consumption problem of the module such as collecting an image for calculating the light intensity, the larger the pixel of the obtained image, the larger the amount of calculation required to calculate the illumination intensity according to the image, and the smaller the pixel of the obtained image is, the smaller the pixel of the obtained image is.
  • an image array with a small number of imaging units is used for image collection, and the same imaging unit array is used in comparison with the prior art. The number of imaging units is large to correspond to these applications. Due to the reduction of image data, the amount of calculation can be reduced, the power consumption by calculation can be reduced, and the processing speed can be accelerated.
  • the same set of imaging unit arrays (the number of imaging units is considered to be taken by the user) is used to correspond to these applications, and only partial application optimization can be achieved, but in the embodiment of the present invention, Different modes correspond to different imaging unit arrays, so that all applications can be optimized, that is, provide the most suitable image for each application.
  • the image acquisition device comprises a different first imaging unit array and a second imaging unit array, and various implementations are described in detail below.
  • the types of the imaging units in the first imaging unit array and the second imaging unit array are different, for example, the first imaging unit array is a CCD (Charge Coupling Deco ce) imaging unit array, and the first The second imaging unit array is a CMOS (Complementary Me ta l-Ox i de Semiconduc tor) imaging unit array.
  • the CCD technology is mature, the imaging quality is good, but its power consumption is large, while the CMOS is relatively inexpensive, the manufacturing process is simple, and the power consumption is low, but the CMOS generates heat due to the variable current during frequent startup. Causes clutter and affects image quality.
  • the types of the imaging units in the first imaging unit array and the second imaging unit array are different, but it should be understood that the first imaging unit array and the second imaging unit array may adopt the same type of imaging unit. However, the parameters of the imaging unit are different.
  • the first imaging unit array (the unit area of the imaging unit is small) can be used in a mode requiring higher pixels
  • the second imaging unit array large unit area of the imaging unit
  • the number of imaging units in the first imaging unit array and the second imaging unit array is different.
  • the number of imaging units in the first imaging unit array and the second imaging unit array is different in various ways, such as:
  • the first imaging unit array and the second imaging unit array have the same area, but the distribution density of the imaging unit in the first imaging unit array and the second imaging unit array is different; or
  • the distribution density of the imaging unit in the first imaging unit array and the second imaging unit array is the same, but the areas of the first imaging unit array and the second imaging unit array are different; or
  • the distribution density of the imaging units in the first imaging unit array and the second imaging unit array is different, and the areas of the first imaging unit array and the second imaging unit array are also different.
  • the power consumption of the first imaging unit array and the second imaging unit array is different, as for the illumination intensity measurement, there is not much imaging unit required, and at this time, the second imaging unit is small, and therefore, the light intensity In the case of measurement, only the second imaging unit array operates, reducing the power consumption of the system.
  • the above types, parameters, quantities, distribution densities, distribution areas, and the like can be used in combination to obtain different imaging unit arrays to adapt to different application modes.
  • the first imaging unit array and the second imaging unit array can be arranged in various ways, such as:
  • the second imaging unit array is annular, and an inner edge of the second imaging unit array is disposed adjacent to an outer edge of the first imaging unit array;
  • the second imaging unit array is disposed at a distance from the first imaging unit array
  • the second imaging unit array includes a plurality of sub-arrays that are physically independent of each other, and the sub-arrays are disposed at the periphery of the first imaging unit array.
  • the second imaging unit array may be part of the first imaging unit array, and the image When the collecting device is in the second mode, the imaging unit other than the second imaging unit array in the first imaging unit array is in a closed state.
  • the blocks therein represent an imaging unit, wherein the imaging unit of the dashed box constitutes the second imaging unit array, and the imaging unit represented by the dashed box and the solid line frame together constitutes the first imaging unit array. .
  • Fig. 5 is only one possible way, in which the number of imaging units of the second imaging unit array can also be more or less, and the imaging units constituting the second imaging unit array can also be arranged in other manners.
  • the second imaging unit array being part of the first imaging unit array
  • separate independent power supply can be set for the second imaging unit array and the first imaging unit array.
  • the first imaging unit array The imaging unit other than the second imaging unit array cannot be powered, and is in a closed state.
  • the controller controls the operation of the second imaging unit array and the first imaging unit array.
  • the imaging unit in the second imaging unit array is controlled to be turned on by the corresponding controller, and the imaging unit other than the second imaging unit array is turned off in the first imaging unit array.
  • the first imaging unit array can also be in operation.
  • the state, and the signal of the imaging unit is selected according to the current mode, thereby forming a corresponding image.
  • the image collection device collects an image presented to a user, and in the second mode, the image collection device is used to calculate a pointer track Image.
  • the image acquisition device further includes:
  • a transparent window disposed on the image acquisition channel of the second imaging unit array, wherein the transparent window is spaced apart from the second imaging unit array by a distance from the first surface of the second imaging unit array, and a space is formed;
  • the illuminating device is fixedly set or adjustable, as described below.
  • the light emitting device 21 is fixedly disposed, and the light emitting direction is toward the transparent window.
  • the light emitted from the illuminating device 21 is irradiated onto the finger touched on the outer surface of the transparent window 23, and is reflected in the second imaging unit array 22, and the second imaging unit array 22 forms an image in which the position of the finger is recorded.
  • the light-emitting device 21 is fixedly disposed, and the portable electronic device further includes an optical device disposed in a light-emitting direction of the light-emitting device 21 for guiding light emitted by the light-emitting device 21 to the space.
  • Device 24 the light-emitting device 21 is fixedly disposed, and the portable electronic device further includes an optical device disposed in a light-emitting direction of the light-emitting device 21 for guiding light emitted by the light-emitting device 21 to the space.
  • the light emitted by the illuminating device 21 is reflected by the illuminating device 24 multiple times, exits the optical device 24, and is irradiated onto the finger touched on the outer surface of the transparent window 23, and is reflected into the second imaging unit array 22 by the second imaging unit.
  • the array 22 forms an image that records the position of the finger.
  • the illuminating device 21 is disposed under the optical device 24, but the relative position between the two is also in other forms. As shown in FIG. 8, the illuminating device 21 is fixedly disposed, and the portable electronic device further includes It is disposed in the light emitting direction of the light emitting device 21 (the optical device 24 is disposed on the left side of the light emitting device 21) for guiding the light emitted by the light emitting device 21 to the optical device 24 of the space.
  • the light emitted by the illuminating device 21 is reflected by the illuminating device 24 multiple times, exits the optical device 24, and is irradiated onto the finger touched on the outer surface of the transparent window 23, and is reflected into the second imaging unit array 22 by the second imaging unit.
  • the array 22 forms an image that records the position of the finger.
  • the illuminating devices are located outside the transparent window, and the second imaging unit array is located on the same side of the transparent window, but the illuminating device may also be disposed inside the transparent window, as shown in FIG.
  • the illuminating device 21 is fixedly disposed in the transparent window 23 at one end of the transparent window 23, and the illuminating direction is toward the other end of the transparent window 23.
  • the light emitted from the illuminating device 21 is reflected from the cross section of the transparent window 23 toward the inside thereof, i.e., the inner surface of the transparent window 23. If the surface of the transparent protective layer is air, when the angle of the incident light satisfies certain conditions, the light is completely reflected on the surface of the transparent protective layer. However, if a substance having a relatively high refractive index (e.g., a finger) is pressed against the outer surface of the transparent window 23, the condition of total reflection on the surface of the transparent window 23 is broken, and part of the light beam is transmitted through the surface and projected onto the surface of the finger. The uneven finger surface causes scattering of the light beam (diffuse reflection), and the scattered light passes through the transparent window 23 to reach the second imaging unit array 22, and the second imaging unit array 22 forms an image recording the position of the finger.
  • a substance having a relatively high refractive index e.g., a finger
  • the second imaging unit array is used to capture the image of the pointing object on the transparent window surface, and then the analysis is performed to determine the position of the pointing object, which does not need to add additional equipment, realizes low cost, and is very important for small portable devices. ;
  • the pointing object since the pointing object does not slide on the surface of the touch screen, but operates on the transparent window, the user does not affect the content displayed by the user.
  • the image collecting device switches to the second mode, the image capturing device is controlled to perform image capturing by the second imaging unit array in the image capturing device; the first imaging unit array and the second imaging unit array different.
  • the mode switching instruction may be an instruction issued by a user through a hardware switching switch provided on the surface of the electronic device, an instruction input through a software module, or an instruction issued by pressing a specific button on the keyboard.
  • mode switching instruction may also be generated by the system according to the set switching parameters, as exemplified below.
  • the first mode of the image capture device is a mode for acquiring an image for face recognition
  • the second mode is a mode for acquiring an image for calculating light intensity.
  • the portable terminal After the identification is passed, the portable terminal starts up and enters the working state. At this time, the switching parameters are collected (such as whether a specific program is started, or whether the specific program is closed (for example, the security login software is turned off)), when the switching parameter indicates that the switching condition is established, A mode switching instruction is generated, indicating switching to the second mode.
  • the switching parameters are collected (such as whether a specific program is started, or whether the specific program is closed (for example, the security login software is turned off)), when the switching parameter indicates that the switching condition is established, A mode switching instruction is generated, indicating switching to the second mode.
  • the second imaging unit array with poor imaging quality works, collects images, and analyzes the images according to the images collected, and is used to automatically adjust the brightness of the screen backlight.
  • the switching parameters are different, and may be preset according to various specific modes, and will not be exemplified herein.
  • the space is small, and in order to minimize the space occupation of the portable electronic device, the image collection device is designed in a module manner, that is, multiple The imaging unit arrays are all located on one module, and the image collection device is coupled to the main board with a unified interface instead of being presented as a plurality of image acquisition sub-devices.
  • the multiple imaging unit arrays can share lenses or separate lenses to meet different needs.
  • the image capturing device can work in a plurality of working modes, and corresponding imaging unit arrays are disposed corresponding to each working mode. In each mode, the corresponding imaging unit array performs image collection, thereby avoiding A single imaging unit array is used in a variety of ways to achieve poor results.
  • the first imaging unit array (the unit area of the imaging unit is small) is applied to the mode requiring higher pixels
  • the second imaging unit array (the unit area of the imaging unit is larger) is applied to the image quality requirement.
  • the mode it can meet the needs of different applications. If the same imaging unit array is used alone, it may only meet the needs of one application, such as pixel or image quality requirements, and cannot meet both requirements at the same time.
  • the image acquisition is performed by using the corresponding imaging unit array.
  • unnecessary image energy consumption is avoided by using the corresponding imaging unit array for image acquisition.

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Abstract

本发明的实施例提供一种电子设备、图像采集装置及图像采集控制方法，该电子设备包括主板和与所述主板连接的图像采集装置及处理器，其中，所述图像采集装置具有第一模式和第二模式，所述图像采集装置包括：用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；所述处理器中设置有图像采集控制模块，用于根据模式切换指令，控制所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式。本发明实施例，能实现所有应用的最优化，为每个应用提供最合适的图像，并能够降低计算量，减少计算带来的功耗，加快处理速度。

Description

一种电子设备、 图像采集装置及图像采集控制方法 技术领域
本发明涉及电子技术领域， 特别是一种电子设备、 图像采集装置及图像 采集控制方法。 背景技术
现在大量的电子设备上都设置有图像采集装置，但发明人在实现本发明 实施例的过程中发现， 现有技术至少存在如下问题：
现有技术中电子设备上设置的图像采集装置只有一套或者多套相同的 成像单元阵列 （如同时开启采集图像得到立体图像）， 但所有的成像单元都 是针对同一种应用设置， 而无法很好的满足其他应用的需求。 发明内容
本发明实施例的目的是提供一种电子设备、图像采集装置及图像采集控 制方法， 可以满足多种应用的需求。
为了实现上述目的， 本发明实施例提供了一种电子设备， 包括主板和与 所述主板连接的图像采集装置及处理器， 其中， 所述图像采集装置具有第一 模式和第二模式， 所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述处理器中设置有图像采集控制模块， 用于根据模式切换指令， 控制 所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式。
优选的， 上述的电子设备中， 所述第一成像单元阵列与所述第二成像单 元阵列的成像单元的类型、 参数、 数量、 分布密度、 分布面积中的至少一个 不同。
优选的， 上述的电子设备中， 所述第一模式下， 所述图像釆集装置釆集 呈现给用户的图像， 所述第二模式下， 所述图像采集装置采集用于计算指点 物轨迹的图像。
优选的， 上述的电子设备中， 所述第二成像单元阵列为所述第一成像单 元阵列的一部分， 所述图像采集装置处于第二模式时， 所述第一成像单元阵 列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
优选的， 上述的电子设备中， 所述图像采集装置还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗 远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定 距离， 形成有空间；
用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备， 与所述主板连接； 所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。 为了实现上述目的， 本发明实施例还提供了图像采集装置， 所述图像采 集装置具有第一模式和第二模式， 所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像釆集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
优选的， 上述的图像采集装置中， 所述第一成像单元阵列与所述第二成 像单元阵列的成像单元的类型、 数量、 分布密度、 分布面积中的至少一个不 同。
优选的， 上述的图像釆集装置中：
所述第二成像单元阵列中包括多个在物理位置上相互独立的子阵列； 或 所述第二成像单元阵列中包括多个在物理位置上相互独立，且围绕所述 第一成像单元阵列的子阵列。
优选的， 上述的图像采集装置中， 所述第二成像单元阵列为所述第一成 像单元阵列的一部分， 所述图像釆集装置处于第二模式时， 所述第一成像单 元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
优选的， 上述的图像采集装置中， 还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗 远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定 距离， 形成有空间；
用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备， 与所述主板连接； 所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。 为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种具有图像采集装置的电 子设备的图像采集控制方法， 包括： 接收模式切换指令；
在所述模式切换指令指示将图像釆集装置切换到第一模式时，控制所述 图像采集装置， 由所述图像采集装置中的第一成像单元阵列进行图像采集； 在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第二模式时，控制所述 图像采集装置， 由所述图像采集装置中的第二成像单元阵列进行图像采集； 其中， 所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
优选的， 上述的图像釆集控制方法中， 所述模式切换指令由电子设备根 据采集到的切换参数产生。
本发明实施例具有以下的有益效果：
本发明实施例，相对于现有技术中使用同一套成像单元阵列来对应这些 应用， 在不同的模式下使用不同的成像单元阵列来提供图像， 因此能实现所 有应用的最优化， 也就是为每个应用提供最合适的图像。
本发明实施例， 使用成像单元数量较少的阵列进行图像采集， 提供给质 量要求相对较低的应用，相对于现有技术中使用同一套成像单元阵列来对应 所有应用， 在部分模式下， 参与采集图像的成像单元数量减少， 因此可以降 低功耗， 同时， 由于图像数据的减少， 因此还能够降低计算量， 减少计算带 来的功耗， 加快处理速度。 附图说明
图 1为图像采集装置的结构示意图；
图 2-图 4为图像采集装置的第一成像单元阵列与第二成像单元阵列的 排布方式示意图；
图 5为图像采集装置的第二成像单元阵列为第一成像单元阵列的一部 分的示意图。
图 6-图 9为本发明实施例中， 设置有固定设置的发光设备时， 发光设 备、 第二成像单元阵列、 透明窗三者之间的可能相对位置关系的示意图。 具体实施方式
本发明实施例中， 图像采集装置可以工作于多种工作模式， 而对应于每 种工作模式设置有对应的成像单元阵列， 在每种模式下， 对应的成像单元阵 列进行图像采集，避免了单一的成像单元阵列应用于多种方式带来的效果不 好的问题。
本发明实施例的电子设备， 包括主板和与所述主板连接的图像釆集装置 及处理器，其中， 所述图像釆集装置具有第一模式和第二模式，如图 1所示， 所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述处理器中设置有图像采集控制模块， 用于根据模式切换指令， 控制 所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式。
在本发明的具体实施例中， 该电子设备可以是手机、 PDA、 便携式电脑、 一体机、 台式机等各种电子设备。
如电子设备为台式机时， 该图像釆集装置可以设置于显示器上， 当然也 可以设置于机箱内， 将镜头伸出到机箱外部即可。
在本发明的具体实施例中 ,该第一模式和第二模式分别为各种不同的模 式， 如：
采集呈现给用户的图像的模式和采集用于计算指点物轨迹的图像的模 式 或
采集呈现给用户的图像的模式和采集用于计算光照强度的图像的模式； 或
采集呈现给用户的图像的模式和采集用于人脸识别的图像的模式； 或 采集用于计算光照强度的图像的模式和采集用于人脸识别的图像的模 式。
当然， 上述的各种模式仅仅是举例说明， 图像釆集装置的类似应用模式 还有很多， 在此不——列举， 但应当知道的是， 上述的各种模式对图像的质 量、 大小要求都不同， 如果采用一套成像单元阵列来对应不同的应用模式， 必然导致各种问题， 如功耗问题、 时延问题等， 具体说明如下。
图像釆集装置功耗的问题， 如相对于用户拍照而言， 釆集用于计算光照 强度的图像需要的成像单元数量较少， 但现有技术中使用同一套成像单元阵 列来对应这些应用， 则必然导致在采集用于计算光照强度的图像的模式下的 不必要的能耗。
计算模块的功耗问题， 如采集用于计算光照强度的图像时， 得到的图像 的像素越大， 则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越大， 而得到的图 像的像素越小， 则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越小， 但现有技 术中使用同一套成像单元阵列来对应这些应用， 这样必然是得到的图像的质 量满足最高要求的应用， 而对于其他图像质量要求相对较低的应用而言， 就 增加了不必要的计算量， 带来不必要的功耗。
时延问题， 考虑到图像质量越高， 计算设备进行计算所耗费的时间也就 越长， 因此， 釆集不必要的高质量图像还会带来处理时间的增加。
而相应的利用本发明实施例， 则可以避免上述的问题， 说明如下。 图像采集装置功耗的问题， 如相对于用户拍照而言， 采集用于计算光照 强度的图像需要的成像单元数量较少， 本发明实施例中， 使用成像单元数量 较少的阵列进行图像采集， 相对于现有技术中使用同一套成像单元阵列 （由 于要考虑用户拍摄， 其成像单元数量较多）来对应这些应用， 参与釆集用于 计算光照强度的图像需要的成像单元数量减少， 因此可以降低功耗。
计算模块的功耗问题， 如采集用于计算光照强度的图像时， 得到的图像 的像素越大， 则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越大， 而得到的图 像的像素越小， 则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越小， 本发明实 施例中， 使用成像单元数量较少的阵列进行图像釆集， 相对于现有技术中使 用同一套成像单元阵列 （由于要考虑用户拍摄， 其成像单元数量较多）来对 应这些应用， 由于图像数据的减少， 因此能够降低计算量， 减少计算带来的 功耗， 同时， 也能加快处理速度。
应用最优化问题， 现有技术中是使用同一套成像单元阵列（由于要考虑 用户拍摄， 其成像单元数量较多）来对应这些应用， 仅能实现部分应用的最 优化， 但本发明实施例中， 不同的模式下对应不同的成像单元阵列， 因此能 实现所有应用的最优化， 也就是为每个应用提供最合适的图像。
在本发明的具体实施例中已经提到图像采集装置包括不同的第一成像 单元阵列和第二成像单元阵列， 下面对各种实现方式进行详细说明。
<实现方式一〉
在实现方式一中，第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元 的类型不同， 如第一成像单元阵列为 CCD ( Charge Coup l e Devi ce , 电荷耦 合器件） 成像单元阵列， 而第二成像单元阵列为 CMOS ( Comp lementary Me ta l-Ox i de Semiconduc tor , 互补金属氧化物半导体） 成像单元阵歹 'J。 CCD技术成熟， 成像质量好， 但其耗电量大， 而 CMOS相对而言价格低 廉， 制造工艺简单， 耗电量低， 但 CMOS在频繁的启动过程中会因为多变的 电流而产生热量， 导致杂波并影响画质。
由于二者的不同， 必然适合于不同的应用场景 （工作模式）， 所以对应 不同的工作模式采用不同类型的成像单元阵列， 则可以得到各种模式下效果 最好的图像。
<实现方式二〉
在实现方式一中，第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元 的类型不同， 但应当理解的是， 第一成像单元阵列和第二成像单元阵列可以 采用相同类型的成像单元， 但成像单元的参数不同。
如对于 CCD成像单元而言， 成像单元的单位面积越小， 相同面积下可以 布置的成像单元越多， 则得到的图像的像素越高， 但整体的灵敏度和动态范 围会受到影响， 进而影响画质。
对于上述的情况， 第一成像单元阵列（成像单元的单位面积较小）可以 用于对像素要求较高的模式下， 而第二成像单元阵列 （成像单元的单位面积 较大）可以用于对画质要求较高的模式下。
<实现方式三〉
在实现方式三中，第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元 的数量不同。
保证第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元的数量不同 可以采用各种方式来实现， 如：
第一成像单元阵列和第二成像单元阵列的面积相同，但第一成像单元阵 列和第二成像单元阵列中成像单元的分布密度不同； 或者
第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中成像单元的分布密度相同，但 第一成像单元阵列和第二成像单元阵列的面积不同； 或者
第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中成像单元的分布密度不同，第 一成像单元阵列和第二成像单元阵列的面积也不同。
由于数量不同， 则第一成像单元阵列和第二成像单元阵列的功耗不同， 如对于光照强度测量则不需要太多的成像单元， 此时第二成像单元数量较 少， 因此， 在光照强度测量情况下， 只有第二成像单元阵列工作， 降低了系 统的功耗。 当然， 应当理解的是， 上述的类型、 参数、 数量、 分布密度、 分布面积 等都可以结合使用， 得到不同的成像单元阵列， 以适应不同的应用模式。
对于上述各种可能的实现方式，第一成像单元阵列和第二成像单元阵列 可以按照各种方式进行排布， 如：
如图 2所示， 第二成像单元阵列为环状， 且第二成像单元阵列的内边缘 与第一成像单元阵列的外边缘邻接设置；
如图 3所示， 第二成像单元阵列与第一成像单元阵列间隔一定距离设 置；
如图 4所示，第二成像单元阵列包括多个在物理位置上相互独立的子阵 列， 这些子阵列设置于第一成像单元阵列的外围。
当然， 上述的各种方式中， 在第一成像单元阵列中成像单元的数量大于 第二成像单元阵列中成像单元的数量时， 第二成像单元阵列可以是第一成像 单元阵列的一部分， 而图像釆集装置处于第二模式时， 第一成像单元阵列中 除第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
下面对上述的第二成像单元阵列可以是第一成像单元阵列的一部分的 实现方式说明如下。
如图 5所示， 其中的方框代表一个成像单元， 其中虚线方框的成像单元 组成第二成像单元阵列， 而虚线方框和实线方框所表示的成像单元一起组成 第一成像单元阵列。
当然， 图 5仅仅是一种可能的方式， 其中第二成像单元阵列的成像单元 的数量也可以更多或更少， 同时， 组成第二成像单元阵列的成像单元也可以 以其它方式排列。
在第二成像单元阵列为第一成像单元阵列的一部分，可以单独为第二成 像单元阵列和第一成像单元阵列设定各自独立的供电，此时，在第二模式下， 第一成像单元阵列中， 除第二成像单元阵列之外的成像单元无法得到供电， 处于关闭状态。
当然也可以单独为第二成像单元阵列和第一成像单元阵列设定各自独 立的控制器， 由控制器控制第二成像单元阵列和第一成像单元阵列的工作与 否， 在第二模式下， 由对应的控制器控制第二成像单元阵列中的成像单元开 启， 而第一成像单元阵列中， 除第二成像单元阵列之外的成像单元被关闭。
当然， 在任意一种模式下， 也可以让第一成像单元阵列都可以处于工作 状态，而根据当前所处的模式来选择成像单元的信号，进而形成对应的图像。 在本发明的具体实施例中， 所述第一模式下， 所述图像釆集装置釆集呈 现给用户的图像， 所述第二模式下， 所述图像采集装置釆集用于计算指点物 轨迹的图像。
在这种情况下， 该图像采集装置中还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗 远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定 距离， 形成有空间；
用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备， 与所述主板连接； 所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
在本发明的具体实施例中， 所述发光设备固定设置或可调， 分别说明如 下。
如图 6所示， 所述发光设备 21固定设置， 且发光方向朝向所述透明窗
23。
发光设备 21发出的光线照射到触摸在透明窗 23外表面的手指上，并反 射到第二成像单元阵列 22中， 由第二成像单元阵列 22形成记录手指头位置 的图像。
如图 7所示， 所述发光设备 21固定设置， 所述便携式电子设备还包括 设置于所述发光设备 21的发光方向上， 用于将所述发光设备 21发出的光线 导向所述空间的光学器件 24。
发光设备 21发出的光线在光学器件 24内多次反射后射出光学器件 24 , 并照射到触摸在透明窗 23外表面的手指上， 并反射到第二成像单元阵列 22 中， 由第二成像单元阵列 22形成记录手指头位置的图像。
图 7中， 发光设备 21设置于光学器件 24的下方， 但二者之间的相对位 置也可是其他的形式， 如图 8所示， 所述发光设备 21固定设置， 所述便携 式电子设备还包括设置于所述发光设备 21的发光方向上（光学器件 24设置 于发光设备 21的左边）， 用于将所述发光设备 21发出的光线导向所述空间 的光学器件 24。
发光设备 21发出的光线在光学器件 24内多次反射后射出光学器件 24 , 并照射到触摸在透明窗 23外表面的手指上， 并反射到第二成像单元阵列 22 中， 由第二成像单元阵列 22形成记录手指头位置的图像。 图 6到图 8的各种实现方式中， 所述发光设备都位于透明窗外部， 与所 述第二成像单元阵列位于透明窗的同侧，但发光设备也可以设置到透明窗内 部， 如图 9所示， 所述发光设备 21 固定设置于所述透明窗 23内， 位于透明 窗 23的一端， 且发光方向朝向所述透明窗 23的另一端。
发光设备 21发出的光束从透明窗 23截面照向其内部， 即透明窗 23的 内表面后， 将产生反射。 如果透明保护层表层是空气， 当入射光的角度满足 一定条件时， 光就会在透明保护层表面完全反射。 但是如果有个折射率比较 高的物质（例如手指）压住透明窗 23的外表面， 透明窗 23表面全反射的条件 就会被打破， 部分光束透过表面， 投射到手指表面。 凹凸不平的手指表面导 致光束产生散射（漫反射）， 散射光透过透明窗 23后到达第二成像单元阵列 22 , 由第二成像单元阵列 22形成记录手指头位置的图像。
本发明实施例中，利用第二成像单元阵列来拍摄指点物在透明窗表面的 图像， 进而进行分析， 确定指点物位置， 其不用增加额外的设备， 实现成本 小， 且对于小型便携式设备非常重要；
本发明实施例中， 由于指点物并不是在触摸屏的表面进行滑动， 而是在 透明窗上进行操作， 不会影响用户观看显示的内容。
本发明实施例的一种具有图像釆集装置的电子设备的图像釆集控制方 法， 包括：
接收模式切换指令；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第一模式时，控制所述 图像采集装置， 由所述图像采集装置中的第一成像单元阵列进行图像采集； 在所述模式切换指令指示将图像釆集装置切换到第二模式时，控制所述 图像采集装置， 由所述图像采集装置中的第二成像单元阵列进行图像采集； 所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
对于所述模式切换指令，可以是用户通过设置于电子设备表面的硬件切 换开关发出的指令， 也可以是通过软件模块输入的指令， 还可以是按压键盘 上的特定按键发出的指令。
当然， 所述模式切换指令也可以是系统根据釆集到的切换参数产生， 举 例说明如下。
假定电子设备为便携终端，所述图像采集装置的第一模式为采集用于人 脸识别的图像的模式， 第二模式为采集用于计算光照强度的图像的模式。 在便携终端开机或被唤醒时， 处于第一模式， 此时成像质量较好的第一 成像单元阵列工作， 釆集图像， 并用于人脸识别。
在识别通过后，便携终端启动，进入工作状态，此时，采集切换参数（如 某特定程序是否启动， 或特定程序是否关闭 （比如安全登录软件关闭））， 在 切换参数指示切换条件成立时， 生成模式切换指令， 指示切换到第二模式。
第二模式下， 成像质量较差的第二成像单元阵列工作， 采集图像， 并根 据釆集到的图像进行分析， 用于自动调整屏幕背光的亮度。
上述仅仅是举例说明， 对于各种不同的模式， 切换参数各不相同， 可以 根据各种具体模式进行预先设定即可， 在此不再举例说明。
同时， 在本发明的具体实施例中， 对于便携式电子设备而言， 其空间较 小， 为了尽可能减小对便携式电子设备的空间的占用， 图像采集装置以一个 模块的方式设计， 即多个成像单元阵列都位于一个模块上， 图像釆集装置以 统一的接口与主板联接， 而不是呈现为多个图像采集子装置。
同时， 根据应用的不同， 该多套成像单元阵列可以共用透镜， 也可以采 用各自独立的透镜， 以满足各自不同的需要。
本发明实施例中， 图像采集装置可以工作于多种工作模式， 而对应于每 种工作模式设置有对应的成像单元阵列， 在每种模式下， 对应的成像单元阵 列进行图像釆集，避免了单一的成像单元阵列应用于多种方式带来的效果不 好的问题。
如第一成像单元阵列（成像单元的单位面积较小）应用于对像素要求较 高的模式下， 而第二成像单元阵列 （成像单元的单位面积较大）应用于对画 质要求较高的模式下， 可以满足不同应用的需求， 而如果单一使用同一个成 像单元阵列， 则可能只能满足一种应用的需求， 如像素或画质要求， 而无法 同时满足两种要求。
同时， 利用对应的成像单元阵列进行图像采集， 对于一些要求不高的应 用需求， 由于使用对应的成像单元阵列进行图像采集， 避免了不必要的能量 消耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普 通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以作出若干改进和润 饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

权利要求书
1. 一种电子设备， 其特征在于， 包括主板和与所述主板连接的图像采 集装置及处理器， 其中， 所述图像采集装置具有第一模式和第二模式， 所述 图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像釆集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述处理器中设置有图像采集控制模块， 用于根据模式切换指令， 控制 所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式。
2. 根据权利要求 1所述的电子设备， 其中， 所述第一成像单元阵列与 所述第二成像单元阵列的成像单元的类型、 参数、 数量、 分布密度、 分布面 积中的至少一个不同。
3. 根据权利要求 1所述的电子设备， 其中， 所述第一模式下， 所述图 像采集装置采集呈现给用户的图像， 所述第二模式下， 所述图像采集装置采 集用于计算指点物轨迹的图像。
4. 根据权利要求 1所述的电子设备， 其中， 所述第二成像单元阵列为 所述第一成像单元阵列的一部分， 所述图像采集装置处于第二模式时， 所述 第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状 态。
5. 根据权利要求 3所述的电子设备， 其中， 所述图像采集装置还包括： 设置于所述第二成像单元阵列的图像釆集通道上的透明窗，所述透明窗 远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定 距离， 形成有空间；
用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备， 与所述主板连接； 所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
6. 一种图像釆集装置， 其特征在于， 所述图像采集装置具有第一模式 和第二模式， 所述图像釆集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
7. 根据权利要求 6所述的图像采集装置， 其中， 所述第一成像单元阵 列与所述第二成像单元阵列的成像单元的类型、 数量、 分布密度、 分布面积 中的至少一个不同。
8. 根据权利要求 6所述的图像采集装置， 其中：
所述第二成像单元阵列中包括多个在物理位置上相互独立的子阵列； 或 所述第二成像单元阵列中包括多个在物理位置上相互独立，且围绕所述 第一成像单元阵列的子阵列。
9. 根据权利要求 6所述的图像釆集装置， 其中， 所述第二成像单元阵 列为所述第一成像单元阵列的一部分， 所述图像采集装置处于第二模式时， 所述第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关 闭状态。
10. 根据权利要求 6所述的图像釆集装置， 还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗 远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定 距离， 形成有空间；
用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备， 与所述主板连接； 所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
11. 一种具有图像采集装置的电子设备的图像采集控制方法， 其特征在 于， 包括：
接收模式切换指令；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第一模式时，控制所述 图像釆集装置， 由所述图像釆集装置中的第一成像单元阵列进行图像釆集； 在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第二模式时，控制所述 图像采集装置， 由所述图像采集装置中的第二成像单元阵列进行图像采集； 其中， 所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
12. 根据权利要求 11所述的图像采集控制方法， 其中， 所述模式切换 指令由电子设备根据釆集到的切换参数产生。
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