光学组件、成像装置及图像生成方法与流程

1.本发明涉及成像技术领域，更具体地，涉及一种光学组件、成像装置及图像生成方法。


背景技术：

2.随着用户需求的提升，对手机的屏占比要求越来越高，各大手机厂商也在不断追求更极致的全面屏，而水滴屏、刘海屏、打孔屏、升降全面屏等也应运而生。不过，从结构来看，屏下摄像头应该是全面屏时代的最佳方案。
3.相关技术中，屏下摄像头受限于显示屏的各个结构，如偏光片、tft、cf、有机发光层、触控层等对入射光线的吸收和反射。屏下摄像头对光线的获取效果差，进而导致成像效果差。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供了一种光学组件、成像装置及图像生成方法，能够提高成像效果。
5.第一方面，本发明提供一种光学组件，包括：镜头、至少三个传感器和图像处理模块；
6.沿厚度方向，所述传感器位于所述镜头下方，且多个所述传感器互不交叠；
7.所述传感器，用于获取透过所述镜头的光线并生成对应的子图像；
8.多个所述传感器均与所述图像处理模块电连接；
9.所述图像处理模块，用于将多个所述传感器生成的所述子图像生成目标图像。
10.第二方面，本发明提供一种成像装置，包括本发明第一方面所提供的光学组件。
11.第三方面，本发明提供一种图像生成方法，光学组件包括镜头、至少三个传感器和图像处理模块；
12.所述图像生成方法包括：
13.所述传感器获取透过所述镜头的光线并生成对应的子图像；
14.所述图像处理模块将多个所述传感器生成的所述子图像生成目标图像。
15.与现有技术相比，本发明提供的光学组件、成像装置及图像生成方法，至少实现了如下的有益效果：
16.本发明所提供的实施例设置了多个传感器，提高了对被摄物体反射的光线的总的获取量。同时，还设置了与多个传感器均电连接的图像处理模块，用于将每个传感器生成的子图像生成目标图像。目标图像由多个子图像叠加而来，因此，能够提高目标图像的分辨率和清晰度，进而提高了成像效果。
17.当然，实施本发明的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
18.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
19.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
20.图1为本发明实施例所提供的一种光学组件的结构示意图；
21.图2为本发明实施例所提供的一种光学组件的组成示意图；
22.图3为本发明实施例所提供的另一种光学组件的组成示意图；
23.图4为本发明实施例所提供的另一种光学组件的组成示意图；
24.图5为本发明实施例所提供的另一种光学组件的结构示意图；
25.图6为本发明实施例所提供的另一种光学组件的结构示意图；
26.图7为本发明实施例所提供的一种成像装置的俯视图；
27.图8为本发明实施例所提供的一种图像生成方法的流程图；
28.图9为本发明实施例所提供的另一种图像生成方法的流程图；
29.图10为本发明实施例所提供的另一种图像生成方法的流程图。
具体实施方式
30.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
31.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
32.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
33.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
34.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
35.相关技术中，屏下摄像头受限于显示屏的各个结构，如偏光片、tft、cf、有机发光层、触控层等对入射光线的吸收和反射。屏下摄像头对光线的获取效果差，进而导致成像效果差。
36.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种光学组件，参照图1和图2所示，其中，图1为本发明实施例所提供的一种光学组件的结构示意图，图2为本发明实施例所提供的一种光学组件的组成示意图。本发明实施例提供一种光学组件，包括：镜头10、至少三个传感器20和图像处理模块30；
37.沿厚度方向x，传感器20位于镜头10下方，且多个传感器20互不交叠；
38.传感器20，用于获取透过镜头10的光线并生成对应的子图像；
39.多个传感器20均与图像处理模块30电连接；
40.图像处理模块30，用于将多个传感器20生成的子图像生成目标图像。
41.可以理解的是，镜头10用于将被摄物体反射过来的光，通过折射，聚焦后，投影到传感器20上。进一步地，可以利用镜头10的光圈大小，焦距长短的不同，形成不同景深、不同
视角的图像。传感器20，具体而言，为图像传感器，利用光电器件的光电转换功能将镜头10投影到传感器20的感光面上的光像转换为与光像成相应比例关系的电信号，再根据电信号生成对应的子图像。图像传感器具有体积小、重量轻、集成度高、分辨率高、功耗低、寿命长、价格低等特点。广泛应用于显示装置、摄影装置等。
42.进一步地，多个传感器20位于镜头10沿厚度方向x的下方，并且多个传感器20在厚度方向x上互不交叠。任一传感器20均能够获取镜头10透射的光想，并分别生成对应的子图像。
43.进一步地，多个传感器20均与图像处理模块30电连接，图像处理模块30集成于芯片上，对图像处理模块30与镜头10、传感器20的位置关系，本发明实施例不做限定，只要满足每个传感器20均能够与图像处理模块30电连接，传感器20能够与图像处理模块30进行数据传输即可。
44.进一步地，图像处理模块30用于接收多个传感器20生产的子图像，并将多个子图像生成目标图像。具体而言，传感器20生成的子图像可以是单色或彩色的图像，可以包括不同的画面内容。图像处理模块30将不同颜色和/或不同画面内容的多个子图像生成完整的彩色的目标图像。通过将多个传感器20生成的多个子图像进行叠加生成一个目标图像，能够提高目标图像的分辨率和清晰度，提高成像效果。
45.在本发明提供的一种可选实施例中，参照图3所示，图3为本发明实施例所提供的另一种光学组件的组成示意图。传感器20至少包括红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23；
46.红色摄像头21，用于获取透过镜头10的红色光线并生成对应的红色子图像；
47.绿色摄像头22，用于获取透过镜头10的绿色光线并生成对应的绿色子图像；
48.蓝色摄像头23，用于获取透过镜头10的蓝色光线并生成对应的蓝色子图像。
49.可以理解的是，本实施例所提供的多个传感器20至少包括红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23。具体地，红色摄像头21能够获取被摄物体反射的光线中的红色光线，并生成对应的红色图像。绿色摄像头22能够获取被摄物体反射的光线中的绿色光线，并生成对应的绿色图像。蓝色摄像头23能够获取被摄物体反射的光线中的蓝色光线，并生成对应的蓝色图像。
50.可以理解的是，红色、绿色和蓝色是颜色的三原色，红色、绿色和蓝色以不同的比例进行叠加，能够生成不同的颜色。示例性的，红的和蓝色按照1:1叠加能够得到黄色，红色和蓝色按照1:1叠加能够得到紫色。同时，红色、绿色和蓝色还能够具有不同的亮度，并可以分为256个等级。其中，0表示亮度为0％，255表示亮度为100％。
51.因此，本发明实施例的至少三个传感器20分别采用红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23。能够获取三种不同颜色的传感器20对应生成的三种不同颜色的子图像。
52.进一步地，红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23分别将生成的红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像发送给图像处理模块30，图像处理模块30通过预设的算法将红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像叠加生成目标图像，目标图像可以是任意颜色的。
53.现有技术中，若只设置一个传感器20，则只能设置彩色的传感器20，彩色的传感器包括红色子传感器、绿色子传感器和蓝色字传感器。本发明实施例直接将传感器20设置成红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23，使得传感器20的接收面积增加，提高了成像
效果。
54.在本发明提供的一种可选实施例中，参照图4所示，图4为本发明实施例所提供的另一种光学组件的组成示意图。传感器20均为彩色摄像头24；
55.彩色摄像头24，用于获取透过镜头10的彩色光线并生成对应的彩色子图像。
56.可以理解的是，本方实施例中传感器20采用的均为彩色摄像头24。也就是说，任一传感器20均能够获取到被摄物体反射的光线中的各个颜色的光线，并生成彩色子图像。
57.但是，由于多个传感器20均位于镜头10沿厚度方向x的下方，且相互不交叠。因此，沿厚度方向x，多个传感器20与镜头10的多个部位交叠。由于镜头10的各个部位的厚度是不同的，因此，对光线的折射和聚焦效果也是不同的。多个彩色摄像头24获取的光线的强度和颜色也不完全相同，因为，对应生成的彩色子图像也不完全相同。具体而言，可以是颜色不相同，也可以是画面内容不相同。
58.多个彩色摄像头24将对应生成的彩色子图像发送给图像处理模块30。图像处理模块30根据预设算法，将多个彩色子图像叠加处理。尽管多个子图像均为彩色图像，但是每个彩色图像的颜色或亮度不完全相同，或者，每个彩色图像的画面内容不完全相同。因此，通过叠加后得到的目标图像，更能完整的显示整个被摄物图的画面，还能够使目标图像图像的颜色更加真实。
59.在本发明提供的一种可选实施例中，参照图5所示，图5为本发明实施例所提供的另一种光学组件的结构示意图。镜头10包括至少三个；
60.沿厚度方向x，多个镜头10互不交叠，且同一镜头10与至少一个传感器20交叠。
61.可以理解的是，在本发明实施例中，镜头10包括多个，具体而言，至少包括三个。镜头10的数量与传感器20的数量相同，且沿厚度方向x，多个镜头10互不交叠，但与传感器20相对应。
62.在本发明实施例中，每个传感器20获取的光线主要来源与与其相对的镜头10折射，聚焦的光线。因此，设置至少三个镜头10，每个镜头10与一个传感器20交叠。每个传感器20获取与其对应的镜头10折射、聚焦的光线并生成子图像。避免了由于多个传感器20对应一个镜头10导致的每个传感器20与镜头10的相对位置不同，进而导致每个传感器20获取的光线量差异较大的技术问题，提高了成像效果。
63.在本发明提供的一种可选实施例中，继续参照图5所示，多个镜头10的光轴相互平行。
64.可以理解的是，多个镜头10的光轴相互平行，换言之，多个镜头10位于同一水平面上。这样能够提高镜头10的总体面积，保障获取的光线量，进而保障获取的画面的完整性。
65.进一步地，每个传感器20获取的被摄物体反射的光线不同，可能对应生成的画面内容不同。示例性的，当被摄物体为一棵树时，图5所示的多个镜头10均可以获取树反射的光线。与此同时，多个镜头10中位于上侧的镜头10可能可以获取到天空反射的光线，而位于下侧的镜头10可能可以获取到大地反射的图像，因此，当本发明实施例中的传感器20为彩色摄像头24时，每个传感器20获取的画面内容不同。将具有不同画面内容的子图像发送给图像处理模块30后，图像处理模块30通过预设的算法将多个子图像进行叠加，得到的目标图像的画面内容包括多个子图像的画面内容，如上述示例中，对应的目标图像中既包括树，也包括天空和大地。这样，能够使目标图像的画面内容更加完整，提高成像效果。
66.在本发明提供的一种可选实施例中，参照图6所示，图6为本发明实施例所提供的另一种光学组件的结构示意图。至少两个镜头10的光轴相交。
67.可以理解的是，在本发明实施例中，至少两个镜头10的光轴相交。示例性的，参照图6所示，多个镜头10的光轴之间均相交。换言之，当至少两个镜头10的光轴相交时，以厚度方向x为参考，至少一个镜头10倾斜设置。
68.进一步地，可以根据多个镜头10的排布方式，设置镜头10的光轴的方向。参照图6所示，当三个镜头10纵向排列时，可以设置位于中间的镜头10的透光轴与厚度方向x平行，位于两侧的镜头10向位于中间的镜头10倾斜，且倾斜角度相同。这样，位于两侧的镜头10的透光轴分别与位于中间的镜头10的透光轴的夹角相同。在另一种实施例中，镜头10包括多个，一个镜头10位于中间，其他镜头10环绕该镜头10布置。位于中间的镜头10的透光轴与厚度方向x平行，其他镜头10均以同一角度向对称中心倾斜，使得位于外侧的镜头10的透光轴与位于中间的镜头10的透光轴均以相同的夹角相交。
69.需要说明的是，当传感器为红色摄像头21、绿色摄像头22或蓝色摄像头23时，红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23分别获取透过镜头10的光线生成对应的红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像，并3将上述红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像发送给图像处理模块30。图像处理模块30根据预设的算法将红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像进行叠加处理，其中，叠加后仍为单色的部分将会被裁掉，以保障目标图像为彩色图像。
70.因此，在本发明实施例中，至少个镜头10的光轴相交，这样能够提高相邻的传感器20获取的子图像的画面内容的重叠度。减少图像处理模块30生成目标图像过程中对子图像的剪裁，提高成像效率。
71.基于同一发明构思，本发明还提供一种成像装置，参照图7所示，图7为本发明实施例所提供的一种成像装置的俯视图。成像装置包括上述任一实施例中的光学组件。
72.图7仅示出了镜头10在成像装置上的一种位置，在本发明的一些其他实施例中，镜头10还可以设置在成像装置的其他位置。同时，图7仅示出了镜头的数量为一个。在本发明的一些其他实施例中，镜头还可以包括至少多个。
73.本发明实施例所提供的成像装置可以是相机、带有摄像功能的手机、笔记本电脑等任何具有拍摄功能的电子设备。本发明实施例提供的成像装置，具有本发明实施例提供的光学组件的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于光学组件的具体说明，本实施例在此不再赘述。
74.基于同一发明构思，本发明还提供一种图像生成方法，参照图8所示，图8为本发明实施例所提供的一种图像生成方法的流程图，光学组件包括镜头10、至少三个传感器20和图像处理模块30。该方法包括：
75.s10、传感器20获取透过镜头10的光线并生成对应的子图像；
76.s20、图像处理模块30将多个传感器20生成的子图像生成目标图像。
77.可以理解的是，传感器20包括多个，具体地，至少为三个。多个传感器20均能够获取透过镜头10的光线，并生成对应的子图像。需要说明的是，传感器20生成的子图像可以是单色或彩色的图像，可以包括不同的画面内容。
78.传感器20将子图像发送给图像处理模块30，图像处理模块30将多个传感器20生成的子图像生成目标图像。具体而言，图像处理模块30根据预设算法将多个子图像进行叠加
处理得到目标图像。
79.本发明实施例所提供的图像生成方法中，通过设置至少三个传感器，能够提高传感器20对光线的获取量，提高成像效果。
80.在本发明提供的一种可选实施例中，参照图9所示，图9为本发明实施例所提供的另一种图像生成方法的流程图，传感器20至少包括红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23。该方法包括：
81.s11、红色摄像头21获取透过镜头10的红色光线并生成对应的红色子图像；
82.s12、绿色摄像头22获取透过镜头10的绿色光线并生成对应的绿色子图像；
83.s13、蓝色摄像头23获取透过镜头10的蓝色光线并生成对应的蓝色子图像；
84.s21、图像处理模块30将红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像生成目标图像，目标图像为彩色图像。
85.可以理解的是，传感器20至少包括三个，可以分别是括红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23。s11、s12和s13可以同时进行。被摄物体反射的光线进入到镜头10后，红色摄像头21、绿色摄像头22和蓝色摄像头23分别执行s11、s12和s13。得到红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像，并将红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像发送给图像处理模块30。
86.图像处理模块30根据预设算法，将红色子图像、绿色子图像和蓝色子图像叠加处理，并将叠加后仍为单色的部分裁掉，得到彩色的目标图像。
87.本发明实施例所提供的图像生成方法中，通过设置三个能够获取不同颜色的单色传感器，能够提高每个传感器对光线的获取量，提高显示效果。
88.在本发明提供的一种可选实施例中，参照图10所示，图10为本发明实施例所提供的另一种图像生成方法的流程图，传感器20均为彩色摄像头24。该方法包括：
89.s14、多个彩色摄像头24分别获取透过镜头10的彩色光线并生成对应的彩色子图像；
90.s22、图像处理模块30将多个彩色子图像生成目标图像，目标图像为彩色图像。
91.可以理解的是，传感器20包括至少三个，且均为彩色摄像头24。每个彩色摄像头24分别获取透过镜头10的彩色光线并生成对应的彩色子图像，然后将多个彩色子图像均发送给图像处理模块30。
92.图像处理模块30根据预设算法，将多个彩色子图像叠加处理得到目标图像，由于子图像是彩色的，因此目标图像也时彩色的。彩色摄像头24方便易得，不需要定制，便于组配。
93.综上，本发明提供的光学组件、成像装置及图像生成方法，至少实现了如下的有益效果：
94.本发明所提供的实施例设置了多个传感器，提高了对被摄物体反射的光线的总的获取量。同时，还设置了与多个传感器均电连接的图像处理模块，用于将每个传感器生成的子图像生成目标图像。目标图像由多个子图像叠加而来，因此，能够提高目标图像的分辨率和清晰度，进而提高了成像效果。
95.虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发
明的范围由所附权利要求来限定。