一种摄像模组、电子设备以及图像采集方法

1.一种摄像模组，其特征在于，所述摄像模组包括：
相对设置的镜头模组以及光传感器；
设置在所述镜头模组与所述光传感器之间的光波选择装置；所述光波选择装置用于透过可见光以及选择性透过红外光；所述光波选择装置在第一时刻通过可见光，在第二时刻通过可见光以及红外光；
控制器以及触发开关，所述触发开关包括第一开关模式以及第二开关模式；
当所述触发开关处于所述第一开关模式时，所述控制器还用于根据所述光传感器的感光信息形成可见光图像；当所述触发开关处于所述第二开关模式时，所述控制器用于根据所述光传感器在第一时刻的感光信息形成第一图像信息以及根据所述光传感器在第二时刻的感光信息形成第二图像信息，所述控制器通过图像处理方法将第二图像信息与第一图像信息做减法处理，进行红外成像，获取红外图像。
2.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，所述控制器用于通过预设的电压信号控制所述光波选择装置在所述第一时刻透过可见光，并阻挡红外光透过，在所述第二时刻透过可见光以及红外光。
3.根据权利要求1所述的摄像模组，其特征在于，当所述触发开关处于所述第一开关模式时，所述控制器控制所述光波选择装置透过可见光，并阻挡红外光透过；当所述触发开关处于所述第二开关模式时，所述控制器控制所述光波选择装置在所述第一时刻透过可见光，并反射红外光，在所述第二时刻透过可见光以及红外光。
4.根据权利要求2所述的摄像模组，其特征在于，所述光波选择装置包括：光子晶体薄膜；
当所述电压信号为零时，所述光子晶体薄膜透过可见光，并阻挡红外光透过；当所述电压信号为设定阈值时，所述光子晶体薄膜透过可见光以及红外光。
5.根据权利要求4所述的摄像模组，其特征在于，所述光波选择装置还包括：设置在所述光子晶体薄膜与所述镜头模组之间的双带通滤光片，所述双带通滤光片具有第一透光波段以及第二透光波段；其中，所述第一透光波段包括所述可见光波段；所述第二透光波段包括所述红外光波段。
6.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器以及如权利要求1-5任一项所述的摄像模组。
7.一种图像采集方法，用于如权利要求1-5所述的摄像模组，其特征在于，包括：
通过不同的电压信号控制光波选择装置的透光状态，以获取第一图像以及第二图像；
其中，在所述光波选择装置透过可见光，且阻挡红外光透过时，获取所述第一图像；在所述光波选择装置透过可见光以及红外光时，获取所述第二图像；
根据所述第一图像以及所述第二图像形成红外图像，通过图像处理方法将第二图像信息与第一图像信息做减法处理，以获取所述红外图像。

一种摄像模组、电子设备以及图像采集方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及电子设备技术领域，更具体的说，涉及一种摄像模组、电子设备以及图像采集方法。\n背景技术\n[0002] 随着科学技术的不断发展，具有图像采集功能的电子设备，如手机、平板电脑以及门禁系统等，越来越多的应用到人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。\n[0003] 电子设备的信息安全性是电子设备的一个重要特性。虹膜识别由于准确率高以及安全性好，成为了身份识别的一种重要手段。因此，越来越多的电子设备通过虹膜识别的方式进行身份识别，以保证电子设备的信息安全。进行虹膜识别时，需要进行虹膜成像，虹膜成像需要感应红外光，但是普通的可见光成像需要用滤光片滤除红外光以提升图像的画面品质。\n[0004] 电子设备通过摄像模组进行成像。现有技术为了避免虹膜成像与可见光成像的相互干扰，一般是在电子设备中集成两个摄像模组，一个用于进行可见光成像，一个用于虹膜成像。但是，这样会导致电子设备体积增大，且增加了制作成本。\n发明内容\n[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种摄像模组、电子设备以及图像采集方法，为摄像模组增加一个光波选择装置，可以使得摄像模组同时具有红外成像以及可见光成像功能，电子设备采用一个摄像模组即可实现红外成像以及可见光成像，制作成本低，体积小。\n[0006] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：\n[0007] 一种摄像模组，所述摄像模组包括：\n[0008] 相对设置的镜头模组以及光传感器；\n[0009] 设置在所述镜头模组与所述光传感器之间的光波选择装置；所述光波选择装置用于透过可见光以及选择性透过红外光。\n[0010] 优选的，在上述摄像模组中，所述光波选择装置在第一时刻通过可见光，在第二时刻通过可见光以及红外光。\n[0011] 优选的，在上述摄像模组中，还包括：控制器，所述控制器用于通过预设的电压信号控制所述光波选择装置在所述第一时刻透过可见光，并阻挡红外光透过，在所述第二时刻透过可见光以及红外光。\n[0012] 优选的，在上述摄像模组中，所述控制器还用于根据所述光传感器在所述第一时刻的感光信息获取第一图像信息，根据所述光传感器在所述第二时刻的感光信息获取第二图像信息，根据所述第一图像信息以及所述第二图像信息形成红外图像。\n[0013] 优选的，在上述摄像模组中，还包括：触发开关；所述触发开关包括第一开关模式以及第二开关模式；\n[0014] 当所述触发开关处于所述第一开关模式时，所述控制器控制所述光波选择装置透过可见光，并阻挡红外光透过；当所述触发开关处于所述第二开关模式时，所述控制器控制所述光波选择装置在所述第一时刻透过可见光，并反射红外光，在所述第二时刻透过可见光以及红外光。\n[0015] 优选的，在上述摄像模组中，所述光波选择装置包括：光子晶体薄膜；\n[0016] 当所述电压信号为零时，所述光子晶体薄膜透过可见光，并阻挡红外光透过；当所述电压信号为设定阈值时，所述光子晶体薄膜透过可见光以及红外光。\n[0017] 优选的，在上述摄像模组中，所述光波选择装置还包括：设置在所述光子晶体薄膜与所述镜头模组之间的双带通滤光片，所述双带通滤光片具有第一透光波段以及第二透光波段；其中，所述第一透光波段包括所述可见光波段；所述第二透光波段包括所述红外光波段。\n[0018] 优选的，在上述摄像模组中，当所述触发开关处于所述第一开关模式时，所述控制器还用于根据所述光传感器的感光信息形成可见光图像。\n[0019] 本发明还提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器以及上述摄像模组。\n[0020] 本发明还提供了一种图像采集方法，用于上述摄像模组，其特征在于，该图像采集方法包括：\n[0021] 通过不同的电压信号控制光波选择装置的透光状态，以获取第一图像以及第二图像；其中，在所述光波选择装置透过可见光，且阻挡红外光透过时，获取所述第一图像；在所述光波选择装置透过可见光以及红外光时，获取所述第二图像；\n[0022] 根据所述第一图像以及所述第二图像形成红外图像。\n[0023] 通过上述描述可知，本发明提供的摄像模组包括：相对设置的镜头模组以及光传感器；设置在所述镜头模组与所述光传感器之间的光波选择装置；所述光波选择装置用于透过可见光以及选择性透过红外光。所述摄像模组通过所述光波选择装置，可以选择性的透过红外光。当需要进行可见光成像时，通过光波选择装置阻挡红外光，以保证可见光成像的质量。当需要进行红外成像时，利用光波选择装置对红外光的选择透过性，摄像模组可以在第一时刻获取根据可见光信息形成的第一图像信息，在第二时刻获取根据可见光以及红外光形成的第二图像信息，根据所述第一图像信息以及所述第二图像信息形成红外图像。\n[0024] 可见，所述摄像模组既可以进行可见光成像，又可以进行红外成像。因此，具有所述摄像模组的电子设备，相对于现有采用两个摄像模组的电子设备，制作成本低，且体积小。\n附图说明\n[0025] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。\n[0026] 图1为本申请实施例提供的一种摄像模组的结构示意图；\n[0027] 图2为本申请实施例提供的一种红外成像的原理示意图；\n[0028] 图3为本申请实施例提供的光子晶体薄膜在电压信号为零时的透光曲线图；\n[0029] 图4为本申请实施例提供的光子晶体薄膜在电压信号为设定阈值时的透光曲线图；\n[0030] 图5为本申请实施例提供的一种双带通滤光片的透光曲线；\n[0031] 图6为本申请实施例提供的一种光波选择装置在第一时刻的结构示意图；\n[0032] 图7为本申请实施例提供的一种光波选择装置在第二时刻的结构示意图；\n[0033] 图8为本申请实施例提供的另一种光波选择装置的结构示意图；\n[0034] 图9为本申请实施例提供一种图像采集方法的流程示意图。\n具体实施方式\n[0035] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。\n[0036] 正如背景技术中所述，现有的电子设备为了同时实现红外成像以及可见光成像的功能，一般是在电子设备中集成两个摄像模组，一个用于进行可见光成像，一个用于虹膜成像。但是，这样会导致电子设备体积增大，且增加了制作成本。\n[0037] 为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种摄像模组，所述摄像模组包括：\n[0038] 相对设置的镜头模组以及光传感器；\n[0039] 设置在所述镜头模组与所述光传感器之间的光波选择装置；所述光波选择装置用于透过可见光以及选择性透过红外光。\n[0040] 所述摄像模组通过所述光波选择装置，可以选择性的透过红外光。当需要进行可见光成像时，通过光波选择装置阻挡红外光，以保证可见光成像的质量。当需要进行红外成像时，利用光波选择装置对红外光的选择透过性，摄像模组可以在第一时刻获取根据可见光信息形成的第一图像信息，在第二时刻获取根据可见光以及红外光形成的第二图像信息，根据所述第一图像信息以及所述第二图像信息形成红外图像。\n[0041] 可见，所述摄像模组既可以进行可见光成像，又可以进行红外成像。因此，具有所述摄像模组的电子设备，相对于现有采用两个摄像模组的电子设备，制作成本低，且体积小。\n[0042] 为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，下面结合附图对上述方案进行详细描述。\n[0043] 参考图1，图1为本申请实施例提供的一种摄像模组的结构示意图，该摄像模组包括：相对设置的镜头模组21以及光传感器23。设置在所述镜头模组21与所述光传感器23之间的光波选择装置25；所述光波选择装置25用于透过可见光以及选择性透过红外光。\n[0044] 其中，所述光波选择装置25在第一时刻通过可见光，在第二时刻通过可见光以及红外光。因此，当需要进行红外成像时，利用光波选择装置25对红外光的选择透过性，摄像模组可以在第一时刻获取根据可见光信息形成的第一图像信息，在第二时刻获取根据可见光以及红外光形成的第二图像信息，根据所述第一图像信息以及所述第二图像信息形成红外图像。\n[0045] 可选的，所述摄像模组还包括：控制器，所述控制器用于通过预设的电压信号控制所述光波选择装置在所述第一时刻透过可见光，并阻挡红外光透过，在所述第二时刻透过可见光以及红外光。需要说明的，图1中未示出所述控制器。所述摄像模组还包括壳体24。所述控制器、所述光传感器23以及光波选择装置25均设置在所述壳体24内。\n[0046] 所述控制器还用于根据所述光传感器23在所述第一时刻的感光信息获取第一图像信息，根据所述光传感器在所述第二时刻的感光信息获取第二图像信息，根据所述第一图像信息以及所述第二图像信息形成红外图像。\n[0047] 具体的，当需要进行可见光成像时，控制器通过光控制光波选择装置25阻挡红外光根据所述光传感器23的感光信息获取可见光图像信息，进行可见光成像。当需要进行红外成像时，控制器控制光波选择装置25在第一时刻通过可见光，根据所述光传感器23在第一时刻的感光信息形成第一图像；并控制光波选择装置25在第二时刻通过可见光以及红外光，根据所述光传感器23在第二时刻感光信息形成第二图像信息。所述控制器可以根据所述第一图像信息以及所述第二图像信息形成红外图像。具体的，所述控制器通过图像处理方法将第二图像信息与第一图像信息做减法处理，即可获取红外图像。\n[0048] 通过上述描述可知，所述摄像模组在进行可见光成像时，需要控制光波选择装置\n25通过可见光，且阻挡红外光通过，再根据光传感器23的感光信息既可以生成可见光图像。\n在进行红外成像时，需要控制光波选择装置25通过可见光以及红外光，此时需要光传感器\n23在第一时刻以及第二时刻进行两次感光成像，通过图像减法运算即可获取红外图像。为了便于摄像模组在可见光成像以及红外成像之间进行模式切换，所述摄像模组还包括：触发开关；所述触发开关包括第一开关模式以及第二开关模式。当所述触发开关处于所述第一开关模式时，所述控制器控制所述光波选择装置透过可见光，并阻挡红外光透过；当所述触发开关处于所述第二开关模式时，所述控制器控制所述光波选择装置在所述第一时刻透过可见光，并反射红外光，在所述第二时刻透过可见光以及红外光。可以将所述触发开关设置在所述壳体的外表面。当所述触发开关处于所述第一开关模式时，所述控制器还用于根据所述光传感器的感光信息形成可见光图像。当所述触发开关处于所述第二开关模式时，所述控制器用于根据所述光传感器在第一时刻以及第二时刻的感光信息，进行红外成像。\n[0049] 参考图2，图2为本申请实施例提供的一种红外成像的原理示意图。光传感器包括多个像素单元，摄像模组根据像素单元的感光信息进行红外成像或是可见光成像。图2中示出了光传感器的一个像素单元，所述像素单元包括四个子像素11。\n[0050] 在第二时刻，由于此时光波选择装置可以通过该可见光以及红外光，此时像素单元的各个子像素11感应对应颜色的可见光，可见光包括红光R、绿光G以及蓝光B，同时每个子像素11均感应红外光IR，形成第二图像信息，对应于图2中a图。\n[0051] 在第一时刻，由于此时光波选择装置可以通过该可见光，并阻挡红外光透过，此时像素单元的各个子像素11只能感应对应颜色的可见光，形成第一图像信息，对应于图2中b图。\n[0052] 因此在第一时刻以及第二时刻进行两次感光成像，通过图像减法运算即可获取红外图像，对应于图2中c图。\n[0053] 可选的，所述光波选择装置25包括光子晶体薄膜。光子晶体薄膜是一种电控薄膜。\n当其上施加不同电压时，可以改变其内部晶格排列，从而反射不同波段的光线，使得光子晶体管薄膜具有不同的透光波段。利用光子晶体薄膜的这一特性，可以通过相应的电压信号控制光子晶体薄膜在第一时间透过可见光，并阻挡红外光透过，在所述第二时刻透过可见光以及红外光。本申请实施例所述光子晶体，当所述电压信号为零时，所述光子晶体薄膜透过可见光，并阻挡红外光透过；当所述电压信号为设定阈值时，所述光子晶体薄膜透过可见光以及红外光。\n[0054] 参考图3，图3为本申请实施例提供的光子晶体薄膜在电压信号为零时的透光曲线图。可见，当电压信号为零时，该光子晶体薄膜运行400nm-700nm可见光的透过，阻挡800nm-\n900nm红外光的透过，此时可以用于可见光成像，排除了红外光对可见光成像的干扰，保证了可见光成像的质量。\n[0055] 参考图4，图4为本申请实施例提供的光子晶体薄膜在电压信号为设定阈值时的透光曲线图。可见，当电压信号为设定阈值时，允许400nm-900nm的光波段透过，即允许可见光以及红外光的透过。\n[0056] 因此，根据上述红外成像过程，通过对应的电压信号控制光子晶体透光曲线进行切换，在第一时刻以及第二时刻对虹膜进行两次成像，通过红外成像的拍摄模式即可形成虹膜图像。\n[0057] 如图1所示，所述光波选择装置还包括：设置在所述光子晶体薄膜与所述镜头模组\n21之间的双带通滤光片22，所述双带通滤光片22具有第一透光波段以及第二透光波段。其中，所述第一透光波段包括所述可见光波段；所述第二透光波段包括所述红外光波段。\n[0058] 本申请实施例所述电子设备中滤光片为双带通滤光片。所述双带通滤光片的透光曲线如图5所示。\n[0059] 参考图5，图5为本申请实施例提供的一种双带通滤光片的透光曲线。所述双带通滤光片的透光波段包括第一透光波段以及第二透光波段。所述第一透光波段范围是400nm-\n700nm的可见光波段。所述第二透光波段范围是800nm-900nm的红外光波段。所述双带通滤光片仅允许第一波段以及第二波段的光波透过，可以避免可见光以及红外光以外的其他光波对摄像模组成像质量的干扰。\n[0060] 本申请实施例所述摄像模组在可见光摄像模组中集成一个光波选择装置，不需要增加其他高成本以及大体积元件，有利于电子设备在实现红外成像功能时的小型化、集成化以及低成本。在可见光成像时，通过光波选择装置对红外光的阻挡性能，可以旅社红外光的干扰，保证可见光成像的图像质量。且在进行红外成像时，如进行虹膜识别时，红外图像的分辨率是光传感器的分辨率，使得红外图像覆盖更多的像素，有利于增大摄像模组的镜头视场，增长工作距离，提高识别精度。摄像模组无需增加移动式切换装置进行镜头切换，以选择红外光的通过，可靠性以及稳定性较高，体积较小。\n[0061] 在上述实施例中，所述光波选择装置采用光子晶体薄膜，利用光子晶体在不同电压信号下的透光特性，实现光波选择装置在对红外光的选择透过性。具体的，实现光波选择装置在第一时刻通过可见光，在第二时刻通过可见光以及红外光。该实施方式是利用晶体特性实现光波选择装置在对红外光的选择透过性。\n[0062] 在其他实施方式中，所述光波选择装置的结构还可以如图6以及图7所示。图6为本申请实施例提供的一种光波选择装置在第一时刻的结构示意图，图7为本申请实施例提供的一种光波选择装置在第二时刻的结构示意图，该实施方式中所述光波选择装置包括：红外滤光膜61以及通光孔62，所述红外滤光膜61可以通过可见光，并阻挡红外光通过。在第一时刻控制该红外滤光膜61平行于通光孔63，以覆盖所述通光孔62，此时，只有可见光能够通过所述通光孔。在第二时刻，控制该红外滤光片61垂直于通光孔63，可见光与红外光均可以通过通光孔63。可见，该实施方式同样可以实现光波选择装置在对红外光的选择透过性。图\n6与图7中，实线箭头表示可见光，虚线箭头表示红外光。\n[0063] 可选的，可以通过控制器自动控制所述红外滤光膜61的转动，实现控制红外光的通过。具体的，控制器通过预设的控制信号控制所述红外滤光膜61在第一时刻平行于通光孔63，在第二时刻垂直于通光孔63。\n[0064] 所述光波选择装置的结构还可以如图8所示，图8为本申请实施例提供的另一种光波选择装置的结构示意图，所述光波选择装置包括：相对设置的分光装置81以及选光装置\n82。在摄像模组中，选光装置82位于分光装置81与光传感器之间。\n[0065] 其中，选光装置82包括：第一透光区域A以及第二透光区域B，第一透光区域A设置有红外光滤光片，可以透过可见光，阻挡红外光。第二区域B可以同时透过可见光以及红外光。图8中，实线箭头表示可见光，虚线箭头表示红外光。所述分光装置81用于将入射光平均分为第一光束以及第二光束。第一光束入射第一透光区域A，第二光束入射第二透光区域B。\n[0066] 采用图8所示实施方式的光波选择装置，当进行可见光成像时，获取光传感器与所述第一透光区域A对应的部分的感光信息，根据该感光信息的二倍形成可见光图像。当进行红外成像时，光传感器与所述第一透光区域A对应的部分以及与所述第二透光区域B对应的部分可以同时进行感光，获取该两部分的感光信息，通过图像减法运算，获取光传感器与第二透光区域B对应的部分的感光信息，根据该感光信息的二倍形成红外图像。\n[0067] 图8所示实施方式中的可见光成像以及红外光成像可以通过控制器实现。当进行可见光成像时，控制器获取光传感器与所述第一透光区域A对应的部分的感光信息，根据该感光信息的二倍形成可见光图像。当进行红外成像时，光传感器与所述第一透光区域A对应的部分以及与所述第二透光区域B对应的部分可以同时进行感光，控制器获取该两部分的感光信息，通过图像减法运算，获取光传感器与第二透光区域B对应的部分的感光信息，根据该感光信息的二倍形成红外图像。\n[0068] 通过上述描述可知，本申请实施例所述摄像模组能够通过控制光波选择装置对红外光进行选择性透过，进行红外成像，因此可以对虹膜进行成像，用于红膜识别。同时还可以控制光波选择装置对红外光进行选择性透过，进行可见光成像。采用一个摄像模组即可同时具有红外成像以及可见光成像功能，相对于采用两个摄像模组同时实现红外成像以及可见光成像功能的实施方式，降低制作成本以及体积。\n[0069] 基于上述实施例，本申请另一实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括：上述实施例所述的摄像模组以及存储器。所述存储器用于存储图像信息。\n[0070] 可选的，所述电子设备还包括显示器。所述显示器用于进行图像显示。具体的，所述显示器可以用于显示摄像模组进行红外成像时生成的红外图像，如虹膜图像，可以用于显示摄像模组在进行可见光成像时生成的可见光图像。所述电子设备可以为手机、平板电脑以及门禁系统等具有摄像功能的电子设备。\n[0071] 所述电子设备采用一个摄像模组即可同时具有红外成像以及可见光成像功能，相对于现有采用两个摄像模组的电子设备，制作成本低，且体积小。\n[0072] 基于上述摄像模组实施例，本申请另一实施例还提供了一种图像采集方法，用于上述摄像模组，该图像采集方法如图9所示，图9为本申请实施例提供一种图像采集方法的流程示意图，包括：\n[0073] 步骤S11：通过不同的电压信号控制光波选择装置的透光状态，以获取第一图像以及第二图像。\n[0074] 其中，在所述光波选择装置透过可见光，且阻挡红外光透过时，获取所述第一图像；在所述光波选择装置透过可见光以及红外光时，获取所述第二图像；\n[0075] 步骤S12：根据所述第一图像以及所述第二图像形成红外图像。\n[0076] 需要说明的是，本申请实施例所述图像采集方法基于上述摄像模组，相同相似之处可以相互补充说明。其实现原理可以参考上述实施例所述，在此不再赘述。\n[0077] 本申请实施例所述图像采集方法可以通过一摄像模组使得电子设备同时具有可见光成像以及红外成像功能，驱动方法简单，成本低。\n[0078] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。\n对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。