具有图像传感器和三维传感器的相机模块制造技术

本申请涉及一种具有图像传感器和三维传感器的相机模块。相机模块包括图像传感器、三维(3D)传感器、预处理器和致动器控制器。预处理器可以适合于从图像传感器接收图像信息，基于图像信息产生自动聚焦控制信号，以及将自动聚焦控制信号提供给致动器控制器。致动器控制器可以适合于接收自动聚焦控制信号，基于自动聚焦控制信号来产生致动器驱动信号，以及将致动器驱动信号提供给3D传感器。3D传感器可以适合于基于致动器驱动信号来调节视场(FOV)。合于基于致动器驱动信号来调节视场(FOV)。合于基于致动器驱动信号来调节视场(FOV)。

【技术实现步骤摘要】
具有图像传感器和三维传感器的相机模块
[0001]本申请是于2020年10月10日向中华人民共和国国家知识产权局提交的申请号为202011078311.1、专利技术名称为“具有图像传感器和三维传感器的相机模块”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开的各个实施例总体而言涉及一种具有图像传感器和三维传感器的相机模块以及包含该相机模块的相机系统。

技术介绍

[0003]近来，诸如移动设备的便携式相机模块通过另外引入三维(3D)传感器已实现更有立体感的图像。作为一种3D传感器的飞行时间(ToF，time of flight)传感器已受到关注。ToF传感器向物体发射红外线激光，接收从物体反射的激光束，并测量它们之间的时间差以获得物体的3D信息。ToF传感器可以感测到的3D信息的最大有效距离取决于激光功率。例如，激光功率越高，ToF传感器可以越精确地感测位于远距离处的物体的3D信息。然而，特别是在移动设备中使用的3D传感器的激光功率由于功耗(即，电池的性能和眼睛安全性)的限制而不能充分增大。当ToF传感器的激光发射角被减小以增大每单位面积的激光功率时，照明范围(FOI，field of illumination)变窄，因此有效视场(FOV，field of view)也变窄。在这种情况下，位置靠近的物体和较大的物体在FOI或FOV范围之外，因此无法获得整个图像。相反，当为了确保宽的有效FOV而增大ToF传感器的激光发射角时，由于每单位面积的激光功率减小(即，噪音分量增大)，因此难以获得有效的3D信息。r/>
技术实现思路

[0004]本公开的各个实施例针对一种三维传感器，其中，激光发射角根据相机模块与物体之间的距离而被调节。
[0005]本公开的各个实施例针对一种具有自动聚焦功能和根据相机模块与物体之间的距离的激光发射角调节功能的相机模块。
[0006]本公开的各个实施例针对一种相机模块和一种相机系统，该相机模块和相机系统包括三维(3D)传感器，具有根据相机模块和物体之间的距离、基于图像传感器的自动聚焦控制信号的激光发射角调节功能。
[0007]本公开的这些技术特征不限于上述实施例，并且本公开所属的领域的技术人员可以从以下详细描述中理解本文中未描述的其他技术特征。
[0008]根据一个实施例，一种相机模块可以包括第一传感器、第二传感器、预处理器以及致动器控制器。预处理器可以适合于从第一传感器接收图像信息，基于图像信息来产生自动聚焦控制信号，以及将自动聚焦控制信号提供给致动器控制器。致动器控制器可以适合于接收自动聚焦控制信号，基于自动聚焦控制信号来产生致动器驱动信号，以及将致动器驱动信号提供给第二传感器。第二传感器可以适合于基于致动器驱动信号来调节视场
(FOV)。
[0009]第二传感器可以包括：光源，其设置在基板上；漫射器，其设置在光源上；以及致动器。致动器可以适合于基于致动器驱动信号来调节光源与漫射器之间的距离。
[0010]致动器可以包括壳体和载体。载体可以支撑和移动漫射器。
[0011]壳体可以包围光源、漫射器和载体。
[0012]壳体可以包括驱动线圈。载体可以包括磁体。
[0013]驱动线圈的数量可以等于或大于三个。
[0014]漫射器可以是单层并且具有固定的激光发射角。
[0015]根据一个实施例，一种相机系统可以包括：图像传感器，其被配置为捕获图像信息；三维(3D)传感器，其被配置为获得3D信息；预处理器，其被配置为基于从图像传感器接收到的图像信息来产生自动聚焦控制信号；致动器控制器，其被配置为基于从预处理器接收的自动聚焦控制信号来产生致动器驱动信号；图像信号处理器，其被配置为基于从图像传感器接收到的图像信息和从3D传感器接收到的3D信息来产生图像数据；存储器单元，其被配置为储存图像数据；以及显示单元，其被配置为基于图像数据来显示视觉图像。3D传感器可以包括：光源；漫射器；以及致动器，其被配置为基于致动器驱动信号来调节光源与漫射器之间的距离。
[0016]致动器控制器可以产生自动聚焦驱动信号，并将自动聚焦驱动信号提供给图像传感器。图像传感器可以基于自动聚焦驱动信号来执行自动聚焦操作。
[0017]致动器可以包括壳体和载体。壳体可以具有驱动线圈。载体可以具有磁体。壳体可以包围光源和漫射器。载体可以支撑和移动漫射器。
[0018]漫射器可以是单层并且具有固定的激光发射角。
[0019]根据一个实施例，三维(3D)传感器可以包括：光源，其设置在基板上；漫射器，其设置在光源上；以及致动器。致动器可以包括：壳体；以及载体，其被配置为支撑和移动漫射器。
[0020]载体可以被配置为移动漫射器以将光源与漫射器之间的距离调节至少三个水平。
[0021]壳体可以包围光源、漫射器和载体。
[0022]漫射器可以通过载体与光源间隔开各种距离。
[0023]基板可以包括印刷电路板(PCB)。
[0024]光源可以包括半导体激光二极管。
[0025]壳体可以包括驱动线圈，并且载体可以包括磁体。
[0026]驱动线圈可以包括被配置成将载体拉动至低位置的底部驱动线圈和被配置成将载体拉动至高位置的顶部驱动线圈。
[0027]漫射器可以是单层并且具有固定的激光发射角。
[0028]根据一个实施例，相机系统的操作方法可以包括：通过图像传感器产生物体的聚焦图像信息；基于对物体的聚焦信息来产生控制信号，该聚焦信息从聚焦图像信息获得；通过根据控制信号而调节ToF传感器的视场(FOV)来经由飞行时间(ToF)传感器产生物体的3D信息；以及基于聚焦图像信息和3D信息来产生3D图像。
[0029]其他实施例的具体细节被包括在以下详细描述和附图中。
附图说明
[0030]图1A是示意性地示出根据本公开的一个实施例的相机系统的框图。
[0031]图1B是简要示出根据本公开的一个实施例的相机模块的框图。
[0032]图2A至图2E是示意性地示出根据本公开的一个实施例的相机模块的示图。
[0033]图3A和图3B是示意性示出根据本公开的一个实施例的三维传感器的配置的俯视图和纵向截面图。
[0034]图4A至图4C是示出根据本公开的一个实施例的三维传感器的载体在多级中上下移动的示图。
[0035]图5A和图5B是示出三维传感器的视场(FOV)根据物体与相机模块之间的距离而改变的示图。
[0036]图6A是示出根据本公开的一个实施例的调节三维传感器的视场(FOV)的方法的流程图。
[0037]图6B是示出根据本公开的一个实施例的通过调节三维传感器的视场(FOV)来获得三维图像的方法的流程图。
[0038]图7是示意性地示出根据本公开的一个实施例的具有相机模块的各种相机系统的示图。
具体实施方式
[0039]图1A是示意性地示出根据本公开的一个实施例的相机系统1000的框图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维传感器，包括：光源，其被设置在基板上；漫射器，其被设置在所述光源上；以及致动器，其中，所述致动器包括：壳体；以及载体，其被配置为支撑和移动所述漫射器，其中，所述壳体包括驱动线圈，并且所述载体包括磁体。2.根据权利要求1所述的三维传感器，其中，所述载体被配置为移动所述漫射器以将所述光源与所述漫射器之间的距离调节至少三个水平。3.根据权利要求1所述的三维传感器，其中，所述壳体包围所述光源、所述漫射器和所述载体。4.根据权利要求1所述的三...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹胜铉，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：