具有攝像功能的便攜式電子設(shè)備與攝像模組的制作方法
【專利摘要】發(fā)明人提供了一種具有攝像功能的便攜式電子設(shè)備與相應(yīng)的攝像模組，所述便攜式電子設(shè)備設(shè)有處理模塊與2個(gè)以上的攝像模組；所述攝像模組包括鏡頭與感光元件，鏡頭光軸與感光元件垂直，至少一攝像模組的感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置；每一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像都與至少另一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像部分重疊，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像可拼接成一與被攝景物對(duì)應(yīng)的連續(xù)圖像；所述處理模塊用于將各感光元件獲得的圖像拼接成一整體連續(xù)圖像。
【專利說明】
具有攝像功能的便攜式電子設(shè)備與攝像模組
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及手機(jī)、平板電腦、穿戴式電子設(shè)備等便攜式電子中攝取影像的技術(shù)領(lǐng)域，并涉及相應(yīng)的便攜式電子設(shè)備與攝像模組。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著手機(jī)、平板電腦等便攜式電子設(shè)備相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，越來越多地應(yīng)用于我們的生活、工作之中。而拍攝照片、視頻等攝像功能便攜式電子設(shè)備中非常重要的一個(gè)功能，也備受消費(fèi)者與廠商關(guān)注。越來越多的技術(shù)人員投入到改進(jìn)便攜式電子設(shè)備攝像功能的工作中。
[0003]目前業(yè)界為了改進(jìn)便攜是電子設(shè)備的拍攝效果，普遍采用的一種方式是提高攝像模組的像素，但是由于感光元件加工工藝與成本的限制，制作大尺寸的感光元件成本很高，因此業(yè)內(nèi)有人提出了如下技術(shù)方案:通過在便攜式電子設(shè)備上安裝多個(gè)攝像頭，并將各攝像頭的光軸朝向不同的方向，以分別拍攝不同方向的景物，然后在便攜式電子設(shè)備中對(duì)各攝像頭攝取的圖片進(jìn)行合成處理，以得到高像素的圖片。在公開號(hào)為CN101378559A，名稱為《采用攝像頭組合全景拍的手機(jī)》的中國專利申請(qǐng)文件中，我們可以得到更多與上述技術(shù)方案相關(guān)的信息。
[0004]但發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中存在如下問題:采用類似技術(shù)由于需要對(duì)攝像模組進(jìn)行傾斜設(shè)置，以將攝像頭朝向不同的拍攝方向獲取不同方向視角的圖像，因此不可避免地會(huì)造成便攜式電子設(shè)備厚度增加，或鏡頭凸起于便攜式電子設(shè)備殼體表面等后果，并且無法獲得優(yōu)質(zhì)的圖像質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為此，需要提供一種能有效便攜式電子設(shè)備拍攝圖片質(zhì)量且不影響便攜式電子設(shè)備厚度的便攜式電子設(shè)備，以及一種新的攝像模組。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，發(fā)明人提供了一種具有攝像功能的便攜式電子設(shè)備，所述便攜式電子設(shè)備設(shè)有處理模塊與2個(gè)以上的攝像模組；
[0007]所述攝像模組包括鏡頭與感光元件，鏡頭光軸與感光元件垂直，至少一攝像模組的感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置；
[0008]每一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像都與至少另一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像部分重疊，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像可拼接成一與被攝景物對(duì)應(yīng)的連續(xù)圖像；
[0009]所述處理模塊用于將各感光元件獲得的圖像拼接成一整體連續(xù)圖像。
[0010]可選的，各攝像模組的鏡頭光軸相互平行。
[0011]可選的，所述感光元件為矩形，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像可拼接成一與被攝景物對(duì)應(yīng)的矩形連續(xù)圖像。
[0012]可選的，所述攝像模組的數(shù)量為2個(gè)，所述感光元件為長方形，每一攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置，感光元件的短邊與兩個(gè)攝像模組的連線相平行。
[0013]可選的，每一攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置。
[0014]可選的，各攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都偏向光軸內(nèi)側(cè)，或各攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都偏向光軸外側(cè)。
[0015]可選的，在每個(gè)攝像模組中，鏡頭光軸都穿過感光元件。
[0016]發(fā)明人還提供了一種應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的攝像模組，所示攝像模組包括鏡頭與感光元件，鏡頭光軸與感光元件垂直，感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離光軸的位置。
[0017]可選的，所述鏡頭光軸穿過感光元件。
[0018]可選的，所述感光元件為矩形。
[0019]可選的，所述感光元件為長方形，感光元件中心與鏡頭的像場的中心之間的連線與長方形的短邊平行。
[0020]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案通過感光元件的中點(diǎn)偏離像場的幾何中心，因此攝像模組無需傾斜設(shè)置就可以拍攝偏離鏡頭光軸視角的景物圖像，可以多個(gè)攝像模組配合獲取多幅圖像，后期合成得到高質(zhì)量的圖像。
【附圖說明】
[0021]圖1為【具體實(shí)施方式】所述便攜式電子設(shè)備中攝像結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0022]圖2為【具體實(shí)施方式】所述便攜式電子設(shè)備中攝像結(jié)構(gòu)示意圖二 ；
[0023]圖3為【具體實(shí)施方式】所述便攜式電子設(shè)備中攝像結(jié)構(gòu)示意圖三；
[0024]圖4為【具體實(shí)施方式】所述便攜式電子設(shè)備中攝像結(jié)構(gòu)示意圖四；
[0025]圖5a為【具體實(shí)施方式】所描述的光軸內(nèi)側(cè)與光軸外側(cè)的不意圖一；
[0026]圖5b為【具體實(shí)施方式】所描述的光軸內(nèi)側(cè)與光軸外側(cè)的示意圖二；
[0027]圖6為【具體實(shí)施方式】所述景物圖像一；
[0028]圖7為實(shí)施例所述具有2個(gè)攝像模組的便攜式電子設(shè)備中的一個(gè)攝像模組拍攝圖6所述圖像得到的圖像；
[0029]圖8為實(shí)施例所述具有2個(gè)攝像模組的便攜式電子設(shè)備中的另一個(gè)攝像模組拍攝圖6所述圖像得到的圖像；
[0030]圖9為實(shí)施例所述具有4個(gè)攝像模組的便攜式電子設(shè)備中的第一個(gè)攝像模組拍攝圖6所述圖像得到的圖像；
[0031]圖10為實(shí)施例所述具有4個(gè)攝像模組的便攜式電子設(shè)備中的第二個(gè)攝像模組拍攝圖6所述圖像得到的圖像；
[0032]圖11為實(shí)施例所述具有4個(gè)攝像模組的便攜式電子設(shè)備中的第三個(gè)攝像模組拍攝圖6所述圖像得到的圖像；
[0033]圖12為實(shí)施例所述具有4個(gè)攝像模組的便攜式電子設(shè)備中的第四個(gè)攝像模組拍攝圖6所述圖像得到的圖像；
[0034]圖13為【具體實(shí)施方式】所述具有2各攝像模組的攝像結(jié)構(gòu)中像場與感光元件的位置關(guān)系一；
[0035]圖14為【具體實(shí)施方式】所述具有2各攝像模組的攝像結(jié)構(gòu)中像場與感光元件的位置關(guān)系二 ；
[0036]圖15為圖13像場與感光元件的位置關(guān)系中，兩個(gè)感光元件對(duì)應(yīng)的像場圖像合并后的不意圖；
[0037]圖16為圖14像場與感光元件的位置關(guān)系中，兩個(gè)感光元件對(duì)應(yīng)的像場圖像合并后的不意圖；
[0038]圖17為實(shí)施例所述攝像結(jié)構(gòu)示意圖一，該攝像結(jié)構(gòu)的攝像模組的感光元件的中點(diǎn)位于鏡頭的像場的中點(diǎn)，攝像模組傾斜設(shè)置；
[0039]圖18為實(shí)施例所述攝像結(jié)構(gòu)示意圖二，該攝像結(jié)構(gòu)的攝像模組的感光元件的中點(diǎn)位于鏡頭的像場的中點(diǎn)，攝像模組傾斜設(shè)置；
[0040]圖19為發(fā)明人提供的攝像結(jié)構(gòu)示意圖，該攝像結(jié)構(gòu)的攝像模組的感光元件的中點(diǎn)偏離鏡頭的像場中點(diǎn)，兩個(gè)攝像模組的光軸平行設(shè)置；
[0041]圖20為【具體實(shí)施方式】所述景物圖像二；
[0042]圖21為圖17、圖18所述攝像結(jié)構(gòu)拍攝圖20的景物得到的圖像一；
[0043]圖22為圖17、圖18所述攝像結(jié)構(gòu)拍攝圖20的景物得到的圖像二 ；
[0044]圖23為圖21、圖22得到的圖像合成后的圖像；
[0045]圖24為發(fā)明人提供的攝像結(jié)構(gòu)中的第一攝像模組拍攝圖20的景物得到的圖像，
[0046]圖25為發(fā)明人提供的攝像結(jié)構(gòu)中的第二攝像模組拍攝圖20的景物得到的圖像，
[0047]圖26為圖24、圖25所示圖像的合成后的圖像；
[0048]圖27為【具體實(shí)施方式】所述便攜式電子設(shè)備的模塊示意圖；
[0049]圖28為【具體實(shí)施方式】所述便攜式電子設(shè)備中攝像結(jié)構(gòu)示意圖五以及在自拍上的應(yīng)用不意圖；
[0050]圖29為【具體實(shí)施方式】所述包括4個(gè)攝像模組的感光元件與鏡頭的位置關(guān)系示意圖；
[0051 ] 圖30為【具體實(shí)施方式】所述自拍場景示意圖。
[0052]附圖標(biāo)記說明:
[0053]10、便攜式電子設(shè)備
[0054]100、處理模塊
[0055]11、第一攝像模組，
[0056]12、第二攝像模組，
[0057]15、第五攝像模組，
[0058]16、第六攝像模組，
[0059]21、第一鏡頭，
[0060]22、第二鏡頭，
[0061]23、第三鏡頭，
[0062]24、第四鏡頭，
[0063]31、第一感光元件，
[0064]310、第一感光元件中點(diǎn)，
[0065]32、第二感光元件，
[0066]320、第二感光元件中點(diǎn)，
[0067]33、第三感光元件，
[0068]330、第三感光元件中點(diǎn)，
[0069]34、第四感光元件，
[0070]41、第一鏡頭的像場，
[0071]42、第二鏡頭的像場，
[0072]L1、第一鏡頭光軸，
[0073]L2、第二鏡頭光軸，
[0074]L3、第三鏡頭光軸，
[0075]L4、第四鏡頭光軸，
[0076]L5、第五鏡頭光軸，
[0077]L6、第六鏡頭光軸。
【具體實(shí)施方式】
[0078]為詳細(xì)說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實(shí)施例并配合附圖詳予說明。
[0079]本文實(shí)施例所述的便攜式電子設(shè)備為便于攜帶的電子設(shè)備，通常包括了手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、以及正在興起的穿戴式電子設(shè)備等。所述穿戴式電子設(shè)備包括了智能手表、智能手環(huán)、智能眼鏡等。
[0080]說明書中，攝像，通常也稱為攝影，是指通過光線使用設(shè)備進(jìn)行影像記錄的過程，也就是將畫面記錄于攝像器材。各實(shí)施例中的攝像結(jié)構(gòu)及相應(yīng)方法可以拍攝靜態(tài)圖片，也可以拍攝動(dòng)態(tài)視頻，可以應(yīng)用于便攜式手機(jī)、平板電腦、穿戴式電子設(shè)備，以及取代筆記本電腦屏幕所在面板上現(xiàn)有的攝像頭結(jié)構(gòu)。
[0081]所述鏡頭是用以生成影像的光學(xué)部件，由單片或多片透鏡組成，通過透鏡的折射作用以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的光學(xué)效果。
[0082]本實(shí)施例提供了一種具有攝像功能的便攜式電子設(shè)備，例如圖1所示，便攜式電子設(shè)備中的攝像結(jié)構(gòu)設(shè)置了 2個(gè)攝像模組，分別為第一攝像模組與第二攝像模組。
[0083]第一攝像模組包括第一鏡頭21與第一感光元件31，第二攝像模組包括第二鏡頭22與第二感光元件32，在實(shí)施例中，第一攝像模組與第二攝像模組的構(gòu)造可以是相同的，也就是第一鏡頭21與第二鏡頭22采用相同的透鏡組合，實(shí)施例中，各感光元件可以為相同的感光元件，例如第一感光元件31與第二感光元件32采用相同的感光元件，這樣各感光元件所攝取的圖像像素，尺寸，圖像質(zhì)量相同，便于后期的圖像拼接等處理。
[0084]實(shí)施例中的感光元件3可以是CO)(Charge-coupled Device)、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的器件。
[0085]第一感光元件31與第二感光元件32為矩形，鏡頭光軸穿過感光元件，感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離光軸的位置，在不同的實(shí)施例中，如圖1，圖3所示實(shí)施例，第一感光元件的中點(diǎn)310偏離第一鏡頭光軸L1，位于光軸之上，第二感光元件的中點(diǎn)320偏離第二鏡頭光軸L2,位于光軸之下，也就是感光元件的中點(diǎn)偏向光軸外側(cè)。如圖2所不，第一感光元件的中點(diǎn)310偏離第一鏡頭光軸L1，位于光軸之下，第二感光元件的中點(diǎn)320偏離第二鏡頭光軸L2,位于光軸之上，也就是感光元件的中點(diǎn)偏向光軸內(nèi)側(cè)。
[0086]所謂光軸內(nèi)側(cè)是指各光軸之間的區(qū)域，參見圖5a，若是2根平行的光軸1^與L2,光軸內(nèi)側(cè)就是兩根平行光軸之間的區(qū)域In1 (在圖5a中對(duì)應(yīng)標(biāo)示有墨點(diǎn)陰影之處)，光軸外側(cè)就是兩根平行光軸之外的區(qū)域0&與Os 2。參見圖5b，若是4根平行的光軸Lp L2, 1^與L4，光軸內(nèi)側(cè)就是4根平行的光軸之間的區(qū)域，可以視為四棱柱A1B1C1D1-A2B2C2D2之間的區(qū)域(空間)In2以及其向兩端延伸包括的區(qū)域(空間)In 3與In 4，即在圖5a中對(duì)應(yīng)標(biāo)示有墨點(diǎn)陰影之處，除In2、In3及In 4之外的區(qū)域(空間)0s 3，視為光軸外側(cè)。
[0087]對(duì)應(yīng)于圖1圖2與圖3，光軸內(nèi)側(cè)是指第一鏡頭光軸1^與第二鏡頭光軸L2之間的位置。相反的，光軸外側(cè)是指各光軸之間區(qū)域之外的區(qū)域。對(duì)應(yīng)于圖1、圖2與圖3，光軸外側(cè)是指第一鏡頭光軸L1不朝向第二鏡頭光軸1^的一側(cè)的區(qū)域，以及第二鏡頭光軸L2不朝向第一鏡頭光軸L1的一側(cè)的區(qū)域，也就是除第一鏡頭光軸L 1與第二鏡頭光軸L 2之間區(qū)域之外的其他區(qū)域。
[0088]綜上所述，光軸內(nèi)側(cè)是指以光軸為基準(zhǔn)，靠近便攜式電子設(shè)備中攝像結(jié)構(gòu)中心線的一側(cè)，光軸外側(cè)是指以光軸為基準(zhǔn)，背離便攜式電子設(shè)備中攝像結(jié)構(gòu)中心線的一側(cè)。所述攝像結(jié)構(gòu)的中心線就是指將便攜式電子設(shè)備中的數(shù)個(gè)攝像模組視為一個(gè)整體，該整體的中心線即為攝像結(jié)構(gòu)的中心線。
[0089]第一感光元件31與第二感光元件32為矩形，鏡頭光軸穿過感光元件，感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離光軸的位置，每一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像都與另一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像部分重疊，拼組成一與被攝景物對(duì)應(yīng)的矩形連續(xù)圖像，也就是中間部分沒有間斷的圖像，其上的景物圖像與被攝景物是連續(xù)對(duì)應(yīng)的，中間沒有中斷。
[0090]鏡頭光軸穿過感光元件，包括了鏡頭光軸穿過感光元件內(nèi)部與鏡頭光軸穿過感光元件邊緣兩種情況，前者如圖2、圖3所示實(shí)施例，后者如圖1所示實(shí)施例。
[0091]為便于讀者直觀理解，在圖1至圖4所示實(shí)施例中，我們將各攝像模組的視角用墨點(diǎn)陰影標(biāo)示出，但由于圖片大小限制，無法對(duì)全部視角進(jìn)行全面的標(biāo)示，僅對(duì)有助于理解各攝像模組視角交叉以及視角盲區(qū)之處進(jìn)行標(biāo)示說明，以助于讀者理解所述技術(shù)方案。
[0092]對(duì)應(yīng)于圖1所示的實(shí)施例，鏡頭光軸穿過感光元件邊緣，第一感光元件31的下緣位于第一鏡頭光軸LI上，第二感光元件32的上緣位于第二鏡頭光軸L2上，這樣第一攝像模組的視角的一邊與第一鏡頭光軸LI平行，另一半與為第一感光元件31與第一鏡頭21光心的連線，其視角為α，同理，第二攝像模組的視角為β，第一攝像模組與第二攝像模組的視角合并為γ1<3對(duì)應(yīng)于圖3所示實(shí)施例，鏡頭光軸穿過感光元件內(nèi)部，兩個(gè)攝像模組的視角分別為α、β，兩個(gè)攝像模組的視角合并為γ3，由于圖3所示實(shí)施例中，兩個(gè)攝像模組的視角α、β重疊部分多于圖1所示實(shí)施例中兩個(gè)攝像模組視角α、β的重疊部分，因此γ I大于γ 3，也就是說，同樣的鏡頭與感光元件的感光模組組成的攝像結(jié)構(gòu)，當(dāng)鏡頭光軸穿過感光元件邊緣的結(jié)構(gòu)形成的攝像結(jié)構(gòu)，其視角要大于鏡頭光軸穿過感光元件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形成的類似的攝像結(jié)構(gòu)。
[0093]感光元件中點(diǎn)偏向光軸外側(cè)的實(shí)施例中，各攝像模組所拍攝的景物圖像為該攝像模組相反一側(cè)的景物圖像，如圖1、圖3所示，上方的第一攝像模組中，第一感光元件31所獲得的圖像為下方的景物圖像，下方的第二攝像模組中，第二感光元件32所獲得的圖像為上方的景物圖像。當(dāng)將便攜式電子設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)90度橫置時(shí)，將第一攝像模組作為位于右邊的攝像模組，第二攝像模組作為位于左邊的攝像模組。
[0094]感光元件中點(diǎn)偏向光軸內(nèi)側(cè)的實(shí)施例中，各攝像模組所拍攝的景物圖像為該攝像模組相同一側(cè)的景物圖像，如圖2所示，上方的第一攝像模組中，第一感光元件31所獲得的圖像為上方的景物圖像，下方的第二攝像模組中，第二感光元件32所獲得的圖像為下方的景物圖像。當(dāng)將便攜式電子設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)90度橫置時(shí)，將第一攝像模組作為位于右邊的攝像模組，第二攝像模組作為位于左邊的攝像模組。
[0095]將圖1、圖2、圖3所示實(shí)施例分別用于拍攝如圖6所示景物，其中圖1所示的攝像結(jié)構(gòu)，位于右側(cè)的第一攝像模組所獲取的圖像如圖7所示，獲得的是偏左側(cè)的景物圖像，位于左側(cè)的第二攝像模組所獲取的圖像如圖8所示，獲得的是偏右側(cè)的景物圖像。圖3所示攝像結(jié)構(gòu)獲取的圖像與上述情況類型。而在圖2所示的攝像結(jié)構(gòu)中，位于右側(cè)的第一攝像模組所獲取的圖像如圖8所示，獲得的是偏右側(cè)的景物圖像，位于左側(cè)的第二攝像模組所獲取的景物圖像如圖7所示，獲得的是偏左側(cè)的景物圖像。
[0096]從圖7、圖8的比較中，我們可以發(fā)現(xiàn)圖7與圖8的邊緣部分重疊，將圖7與圖8合成，可以得到完整的，如圖6所示景物圖像。
[0097]便攜式電子設(shè)備設(shè)有2個(gè)以上的攝像模組，可以是2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)或更多。
[0098]例如圖29所示的4個(gè)攝像模組，其中第一鏡頭21、第二鏡頭22、第三鏡頭23與第四鏡頭24向中間聚攏，鏡頭下方分別是第一感光元件，第二感光元件32，第三感光元件33，第四感光元件34。在設(shè)置4個(gè)攝像模組的攝像結(jié)構(gòu)中，對(duì)圖6所示景物進(jìn)行拍攝，4個(gè)攝像模組得到從圖9至圖12所示4張圖像，4張圖像之間有部分重疊，可以將4張圖像合成，得到完整的，如圖6所示的景物圖像。
[0099]在圖4所示的實(shí)施例中，包括了 3各攝像模組，第一攝像模組、第二攝像模組與第三攝像模組，第一攝像模組包括第一鏡頭21與第一感光元件31，第二攝像模組包括第二鏡頭22與第二感光元件32，第三攝像模組包括第三鏡頭23與第三感光元件33，每個(gè)感光元件都為矩形。三個(gè)攝像模組排列于同一直線上，三個(gè)攝像模組的鏡頭光軸互相平行，且位于同一平面上。第一攝像模組與第二攝像模組位于兩側(cè)，第三攝像模組位于中間。
[0100]其中第一攝像模組與第二攝像模組中，感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭像場中偏離鏡頭光軸的位置，第三攝像模組中，感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭像場中鏡頭光軸的位置，沒有偏移。第一攝像模組與第二攝像模組中與圖1至3所示的實(shí)施例不同的是，鏡頭光軸并未穿過感光元件，也就是說，感光元件具有較大的偏移，完全偏到了鏡頭光軸的其中一側(cè)。這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了，第一攝像模組與第二攝像模組的視角不足以覆蓋便攜式電子設(shè)備拍攝方向前方的角度，中間會(huì)留有空隙，如果僅僅依靠第一攝像模組與第二攝像模組獲取圖像，二者獲取的圖像沒有重疊部分，無法拼接出連續(xù)的圖像。因此在本實(shí)施例中，在第一攝像模組與第二攝像模組之間設(shè)置了第三攝像模組，第三攝像模組的視角填補(bǔ)了二者之間的視角空白，這樣第一攝像模組獲取的圖像與第三攝像模組獲取的圖像部分重疊，第二攝像模組獲取的圖像也與第三攝像模組獲取的圖像部分重疊，三者的圖像拼接，得到了連續(xù)圖像。
[0101]在另外一些實(shí)施例中，可以采用一個(gè)感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置，另一個(gè)感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中鏡頭光軸的位置，也就是一個(gè)感光元件相對(duì)于鏡頭光軸偏移，而另一感光元件相對(duì)于鏡頭光軸不偏移的結(jié)構(gòu)，例如圖28所示的結(jié)構(gòu)，其相對(duì)于圖4的結(jié)構(gòu)，可以視為減少了第二攝像模組，而保留了第一攝像模組與第三攝像模組，第一攝像模組設(shè)置于設(shè)備上方，第三攝像模組設(shè)置于第一攝像模組的下方。
[0102]其中第一攝像模組的第一感光元件31相對(duì)于第一鏡頭21的光軸向下偏移，第三攝像模組的第三鏡頭23的光軸穿過第三感光元件。這樣的結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于手機(jī)，平板等便攜式電子設(shè)備上，特別適用于自拍。人自拍時(shí)通常時(shí)用手持電子設(shè)備，但手部的高度通常低于臉部，因此使用現(xiàn)有的便攜式電子設(shè)備，為了拍攝得到臉部的自拍圖片，要么將手舉高至與臉部等高，但這樣很不自然，并且不舒適，要么就是將手機(jī)傾斜，但是這樣人臉與攝像模組的感光元件呈較大的傾斜角度，這樣就導(dǎo)致了很大的透視畸變，容易將脖子，嘴巴，鼻子等拍得較大，不美觀且不自然。
[0103]而如圖28所示，采用這樣的攝像結(jié)構(gòu)，便攜式電子設(shè)備的拍攝視角偏上(也就是向第一攝像模組方向偏移)，這樣拍攝者可以保持手部的自然姿勢(低于臉部)，同時(shí)又無須傾斜電子設(shè)備，保持感光元件與臉部接近平行的狀態(tài)，拍攝得到的圖片透視畸變小，臉部比例正常，圖片清晰自然。
[0104]應(yīng)用類似圖28所示的結(jié)構(gòu)，但是將兩個(gè)攝像頭位置旋轉(zhuǎn)90度，從上下設(shè)置修改為左右設(shè)置，這樣在需要廣角自拍時(shí)可以得到很好的應(yīng)用，例如圖30所示的自拍場景，當(dāng)6個(gè)人自拍時(shí)，需要由旁邊的人進(jìn)行拍攝，例如由最右邊或最左邊的人手持手機(jī)進(jìn)行拍攝，在使用現(xiàn)有技術(shù)的手機(jī)時(shí)，由于左邊或右邊的拍攝者要將拍攝視角對(duì)準(zhǔn)6人中間的位置，因此需要將手機(jī)傾斜，這樣會(huì)導(dǎo)致透視畸變，導(dǎo)致每個(gè)人大小比例失真。而使用旋轉(zhuǎn)90度后圖28的攝像結(jié)構(gòu)，由于其中一個(gè)攝像模組的感光元件相對(duì)于鏡頭偏移，可以拍攝到旁邊的視角，拍攝時(shí)，感光元件沒有偏移的攝影模組視角朝向邊上的拍攝者，感光元件相對(duì)于鏡頭偏移的攝像模組拍攝旁邊的任務(wù)，這樣一方面設(shè)備的拍攝角度得以擴(kuò)展，另一方面可以不需要傾斜設(shè)備，保持感光元件與人物隊(duì)列平面的平行，不容易導(dǎo)致透視畸變。
[0105]上述各實(shí)施例，由于各攝像模組之間具有一定的間距，因此各攝像頭的視角存在一定視差，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場部分重疊，所拍攝得到的圖像也部分重疊。對(duì)于圖1、圖3所示感光元件中點(diǎn)偏向光軸外側(cè)的實(shí)施例中，拍攝的景物越遠(yuǎn)，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場重疊的部分越少，視角越廣，而對(duì)于圖2所示感光元件中點(diǎn)偏向光軸內(nèi)側(cè)的實(shí)施例中，在其有效的拍攝距離之內(nèi)，拍攝的景物越近，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場重疊的部分越少，視角越廣。
[0106]如前文所述，由于各攝像模組之間具有一定的間距，因此各攝像頭的視角存在一定視差。減小各攝像模組之間的間距，有利于減少各攝像頭的視差，降低后期合成的難度，提高拍攝質(zhì)量。也就是說在實(shí)施例中，為了拍攝得到更易于合并，合并后圖像質(zhì)量更好的圖片，可以將各攝像模組近可能地相互靠近，以減少由于拍攝點(diǎn)之間距離導(dǎo)致的視差。
[0107]在不同實(shí)施例中，可以根據(jù)實(shí)際需要采用不同形狀的感光元件，例如矩形、三角形、六角形、圓形、扇形等，但是出于感光元件的工藝制程方便，以及后期圖像處理方便，同時(shí)兼顧用戶對(duì)圖像形狀的習(xí)慣，使用矩形的感光元件較為便利，所述矩形包括長方形與正方形。在攝像模組數(shù)量為2個(gè)，感光元件為長方形的實(shí)施例中，攝像模組的連線方向與感光元件的短邊平行，也可以表述為，感光元件中心與鏡頭的像場的中心之間的連線與長方形的短邊平行，還可以表述為，長方形的短邊與兩條平行光軸所確定的平面平行。
[0108]如圖13所示，便攜式電子設(shè)備包括了 2個(gè)攝像模組，第一攝像模組11與第二攝像模組12，其中第一攝像模組11中第一鏡頭的像場41的中心為O1，第二攝像模組12中第二鏡頭的像場42的中心為O2，攝像結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)成像的像場通常是圓形的，所述像場是指景物，通過透鏡或鏡頭會(huì)聚作用后，在焦平面上所呈現(xiàn)出來的一塊區(qū)域范圍的明亮而清晰影像的幅面，有時(shí)也將其稱之為像幅。像場圖像即是像場中形成的光學(xué)圖像。圖中長方形E1F1G1H1為第一感光元件，同時(shí)也是第一鏡頭的像場對(duì)應(yīng)第一感光元件的部分，長方形E2F2G2H2為第二感光元件，同時(shí)也是第二鏡頭的像場對(duì)應(yīng)第二感光元件的部分。其中F A、E1H1、F2G2、E2H2為長方形的長邊，E 、HA、E2F2、H2G2為長方形的短邊，兩個(gè)攝像模組的連線，也就是兩個(gè)鏡頭中心的連線O1O2，與感光元件的短邊是平行的?；蛘哒f第一感光元件中心P1與第一鏡頭的像場的中心O i之間的連線與長方形感光元件的短邊平行，第二感光元件中心P2與第一鏡頭的像場的中心O 2之間的連線與長方形感光元件的短邊平行。
[0109]兩個(gè)攝像模組中感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像合并后的示意圖可以簡單地用圖15來表示。這樣的設(shè)置與結(jié)構(gòu)在同樣的鏡頭結(jié)構(gòu)中，最大程度地利用了像場面積，在同樣的感光元件面積的情況下，可以有效降低鏡頭的成本。作為對(duì)比，請(qǐng)常見圖14，在同樣的像場中，在相似的位置設(shè)置感光元件，分別標(biāo)示為長方形141(具與長方形I J2K2M2，其中I1J1, K1M1,I2J2, K2M2為長方形的長邊，I而，J1M1,12K2, J2M2為長方形的短邊，兩個(gè)攝像模組的連線，也就是兩個(gè)鏡頭中心的連線O1O2，與感光元件的長邊是平行的?；蛘哒f第一感光元件中心？1與第一鏡頭的像場的中心O1之間的連線與長方形感光元件的長邊平行，第二感光元件中心P2與第一鏡頭的像場的中心O2之間的連線與長方形感光元件的長邊平行，還可以表述為，長方形的長邊與兩條平行光軸所確定的平面平行。
[0110]兩個(gè)攝像模組中感光元件對(duì)應(yīng)的像場合并后的示意圖可以簡單地用圖16來表示，在圖15與圖16的對(duì)比中，我們可以發(fā)現(xiàn)在像場尺寸相同，感光元件偏移量相近的情況下，攝像模組的連線方向與感光元件的短邊平行的實(shí)施例感光元件對(duì)應(yīng)的像場面積更大，更大程度地利用了像場。
[0111]通常便攜式電子設(shè)備的攝像模組其感光元件的中點(diǎn)(也就是幾何中心)通常位于鏡頭的像場的中點(diǎn)，因此其視角(即拍攝角度)以鏡頭的光軸為對(duì)稱軸。如【背景技術(shù)】所述多攝像頭的技術(shù)方案中，如圖17、圖18所示，為了讓不同的攝像模組，第五攝像模組15與第六攝像模組15分別拍攝不同的角度，需要將鏡頭光軸L5、L6指向不同方向，而鏡頭光軸指向不同方向就導(dǎo)致了攝像模組相對(duì)于便攜式電子設(shè)備必須傾斜設(shè)置，這就導(dǎo)致了以下技術(shù)問題:傾斜設(shè)置的攝像模組導(dǎo)致便攜式電子設(shè)備的厚度增加，或者導(dǎo)致攝像模組突出于便攜式電子設(shè)備表面，傾斜設(shè)置的攝像模組浪費(fèi)電子設(shè)備內(nèi)部空間，給設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配帶來了極大不便。同時(shí)，由于攝像模組的傾斜，導(dǎo)致各攝像模組的感光元件互相不平行，且與被攝的景物平面不平行，導(dǎo)致了不同的透視畸變，例如圖20所示的景物，大小均勻，黑白相間的方格，經(jīng)過圖17及圖18所示的攝像結(jié)構(gòu)的兩個(gè)攝像模組拍攝后，兩個(gè)攝像模組分別得到如圖21與圖22所示的透視畸變的圖像，經(jīng)過合成后得到如圖23所示圖片。因此，合成時(shí)需要通過后期圖像數(shù)據(jù)處理矯正，進(jìn)行拉伸或壓縮，以拼接圖片，獲得的圖像合成質(zhì)量不高，難以達(dá)到不失真的圖像相同的畫面質(zhì)量，又加劇了設(shè)備計(jì)算負(fù)擔(dān)。獲得的圖像若要轉(zhuǎn)換為與感光元件形狀一致，例如矩形等，還需要剪裁，這樣又損失了較多的像素。
[0112]上述各實(shí)施例所述結(jié)構(gòu)，與通常便攜式電子設(shè)備中的攝像頭等攝像模組不同。在各實(shí)施例中，如圖19所示，感光元件的中點(diǎn)偏離了像場的幾何中心，因此攝像模組無需傾斜設(shè)置就可以拍攝偏離鏡頭光軸視角的景物圖像，各攝像模組的鏡頭光軸相互平行，各感光元件也相互平行。通過如圖19所示實(shí)施例，第一攝像模組11獲得的圖像如圖24所示，第二攝像模組12獲得的圖像如圖25所示，這樣可以保持各攝像模組拍攝得到的透視效果是相同的，便于方便圖像的合成，以及提高合成圖像的質(zhì)量，第一攝像模組與第二攝像模組所獲得的圖像重疊拼合后如圖26所示，與圖20原圖中的方格基本無差異。同時(shí)，由于攝像模組無需傾斜設(shè)置，不會(huì)導(dǎo)致攝像頭突出便攜式電子設(shè)備表面也不會(huì)增加設(shè)備厚度，從圖17、圖18中便攜式電子設(shè)備的厚度Hl與圖19中便攜式電子設(shè)備的厚度H2的比較可以明顯看出H2明顯小于H1，采用發(fā)明人提供的方案，便攜式電子設(shè)備的厚度可以大大減少。便于設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、裝配。
[0113]整體便攜式電子設(shè)備的模塊如圖27所示，第一攝像模組中的第一感光元件31，以及第二攝像模組中的第二感光元件32分別與處理模塊100連接，以傳輸圖像信號(hào)至處理模塊，處理模塊100用于將各感光元件獲得的圖像拼接成一整體連續(xù)圖像。在實(shí)施例中，處理模塊可以是硬件模塊，例如圖像處理芯片、圖像處理電路等，也可以是軟件模塊，例如利用軟件通過通用處理芯片對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理。
[0114]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此夕卜，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。
[0115]盡管已經(jīng)對(duì)上述各實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有攝像功能的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述便攜式電子設(shè)備設(shè)有處理模塊與2個(gè)以上的攝像模組； 所述攝像模組包括鏡頭與感光元件，鏡頭光軸與感光元件垂直，至少一攝像模組的感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置； 每一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像都與至少另一攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像部分重疊，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像可拼接成一與被攝景物對(duì)應(yīng)的連續(xù)圖像； 所述處理模塊用于將各感光元件獲得的圖像拼接成一整體連續(xù)圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，各攝像模組的鏡頭光軸相互平行。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述感光元件為矩形，各攝像模組的感光元件所對(duì)應(yīng)的像場圖像可拼接成一與被攝景物對(duì)應(yīng)的矩形連續(xù)圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述攝像模組的數(shù)量為2個(gè)，所述感光元件為長方形，每一攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置，感光元件的短邊與兩個(gè)攝像模組的連線相平行。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，每一攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都設(shè)置于鏡頭的像場中偏離鏡頭光軸的位置。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，各攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都偏向光軸內(nèi)側(cè)，或各攝像模組的感光元件的中點(diǎn)都偏向光軸外側(cè)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子設(shè)備，其特征在于，在每個(gè)攝像模組中，鏡頭光軸都穿過感光元件。8.—種應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備的攝像模組，其特征在于，所示攝像模組包括鏡頭與感光元件，鏡頭光軸與感光元件垂直，感光元件的中點(diǎn)設(shè)置于鏡頭的像場中偏離光軸的位置。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像模組，其特征在于，所述鏡頭光軸穿過感光元件。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的攝像模組，其特征在于，所述感光元件為矩形。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的攝像模組，其特征在于，所述感光元件為長方形，感光元件中心與鏡頭的像場的中心之間的連線與長方形的短邊平行。
【文檔編號(hào)】H04N5/225GK105991904SQ201510091164
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月28日
【發(fā)明人】羅寧
【申請(qǐng)人】福州瑞芯微電子股份有限公司