圖34為【具體實施方式】所述將圖32對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)中的平面反射鏡替換為直線面 的凹面反射鏡拍攝得到的影像一;
[0067] 圖35為【具體實施方式】所述將圖34所示拍攝得到的影像還原得到被攝物比例正常 的影像一;
[0068] 圖36為【具體實施方式】所述將圖32對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)中的平面反射鏡替換為直線面 的凹面反射鏡拍攝得到的影像二;
[0069] 圖37為【具體實施方式】所述將圖36所示拍攝得到的影像還原得到被攝物比例正常 的影像二;
[0070] 圖38為【具體實施方式】所述將圖32對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)中的平面反射鏡替換為曲線面 的凸面反射鏡拍攝得到的影像;
[0071] 圖39為【具體實施方式】所述將圖38對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)中的平面反射鏡替換為直線面 的凸面反射鏡拍攝得到的影像一;
[0072]圖40為【具體實施方式】所述將圖39所示拍攝得到的影像還原得到被攝物比例正常 的影像一;
[0073]圖41為【具體實施方式】所述將圖38對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)中的平面反射鏡替換為直線面 的凸面反射鏡拍攝得到的影像二;
[0074]圖42為【具體實施方式】所述將圖41所示拍攝得到的影像還原得到被攝物比例正常 的影像二;
[0075]圖43為【具體實施方式】所述便攜式電子設(shè)備的模塊結(jié)構(gòu)示意圖;
[0076]圖44為【具體實施方式】所述便攜式電子設(shè)備獲取3D影像的方法的流程示意圖;
[0077]圖45為【具體實施方式】所述便攜式電子設(shè)備獲取廣角影像的方法的流程示意圖。 [0078] 附圖標(biāo)記說明:
[0079] 1、外殼,
[0080] 10、光線入口,
[0081 ] 11、后置光線入口,
[0082] 12、前置光線入口,
[0083] 13、第一光線入口,
[0084] 14、第二光線入口,
[0085] 2、反射元件,
[0086] 21、雙面反射鏡,
[0087] 211、雙面反射鏡的第一反射面211,
[0088] 212、雙面反射鏡的第二反射面211,
[0089] 23、第一反射元件,
[0090] 24、第二反射元件,
[0091] 201、第一反射元件,
[0092] 202、第二反射元件,
[0093] 203、第三反射元件,
[0094] 204、第四反射元件,
[0095] 205、第五反射元件,
[0096] 26、單面反射鏡
[0097] 27、凹面反射鏡,
[0098] 28、凸面反射鏡
[0099] 3、感光元件,
[0100] 311、第一感光元件,
[0101] 312、第二感光元件,
[0102] 30、攝像頭模組,
[0103] 301、第一攝像頭模組,
[0104] 302、第二攝像頭模組,
[0105] 301a、第一攝像頭模組的鏡像,
[0106] 302a、第二攝像頭模組的鏡像,
[0107] 40、透鏡組,
[0108] 401、第一透鏡組,
[0109] 402、第二透鏡組,
[0110] 411、第一透鏡,
[0111] 412、第二透鏡,
[0112] 51、反射鏡轉(zhuǎn)軸,
[0113] 52、平移裝置,
[0114] 53、旋轉(zhuǎn)裝置,
[0115] 70、便攜式電子設(shè)備,
[0116] 71、處理模塊,
[0117] 81、入射光線;
[0118] 82、反射光線;
[0119] 90、被攝景物。
【具體實施方式】
[0120] 為詳細(xì)說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果,以下結(jié)合具體實 施例并配合附圖詳予說明。
[0121] 本實施例提供了一種應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備中的攝像結(jié)構(gòu),以及應(yīng)用相應(yīng)結(jié)構(gòu)的 便攜式電子設(shè)備。本文實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。
[0122] 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)。因此,某些技術(shù)人員也將攝像結(jié)構(gòu)稱為相機(jī)結(jié)構(gòu)。
[0123] 如圖1所示,本實施例中的攝像結(jié)構(gòu)包括了電子設(shè)備外殼1、反射元件2與感光元件 3〇
[0124] 實施例中的感光元件 3 可以是CCD(Charge_coupled Device)、CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)等能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的器 件。
[0125] 實施例中的反射元件2可以是反射鏡,也可以是全反射棱鏡。反射鏡可以是全反射 鏡,也可以是半透鏡。
[0126] 所述電子設(shè)備外殼上開設(shè)有光線入口 10,所述光線入口 10通常開設(shè)于電子設(shè)備外 殼正常使用狀態(tài)下的正面或背面,便攜式電子設(shè)備的正面通常在使用時面對使用者,而且 設(shè)置有顯示屏等,因此便攜式電子設(shè)備通常正面以及背面的面積較大,側(cè)面及頂面與底面 的面積較小且狹長,以盡避免設(shè)備的厚度過大。例如對于手機(jī)而言,通常在手機(jī)外殼正面開 設(shè)有光線入口以放置前置攝像頭,在手機(jī)外殼背面開設(shè)有光線入口以放置后置攝像頭。由 于本實施例兼顧便攜式電子設(shè)備的輕薄要求與影像拍攝的性能與功能需求,因此,在多數(shù) 實施例中,所述光線入口的設(shè)置于便攜式電子設(shè)備外殼最大的面上,例如手機(jī)或平板的正 面或反面,換而言之,光線入口的法線或軸線方向與便攜式電子設(shè)備外殼尺寸中最小的邊 的延伸方向相同,也就是光線入口的法線或軸線方向與便攜式電子設(shè)備外殼的厚度方向相 同。
[0127] 光線入口 10、反射元件2與感光元件3沿光路中光線傳播方向順序設(shè)置,即反射元 件2將光線入口 10進(jìn)入的光線反射至感光元件3,在不同的實施例中,在光線入口 10與反射 元件2之間的光路上或反射元件2與感光元件3之間的光路上,可以根據(jù)需要設(shè)置不同的光 學(xué)器件,例如折射光線的折射件或反射光線的反射件等。因此在某些實施例中,還可以根據(jù) 實際需要,設(shè)置2個以上的反射元件,使光路進(jìn)行2次以上的方向改變。
[0128] 通常,為了使外界的被攝景物在感光元件上成實像,一種方案是采用凹面反射鏡 作為反射元件2,而更多的方案是在光路中設(shè)置透鏡,通過透鏡的折射作用使光線成實像投 射到感光元件上。透鏡通常定義為以兩個折射曲面為邊界的透明體,透鏡的折射曲面可以 是球面,也可以是其他曲面,透鏡可以由光學(xué)玻璃制成,也可以是其他透明材料制成。
[0129] 為了使透鏡具有更好的成像效果(減少色差或畸變),通常將2個以上的透鏡集成 在一起,作為透鏡組使用,例如附圖中的透鏡組40。為了實現(xiàn)對焦或變焦效果,攝像結(jié)構(gòu)中 設(shè)置有對焦機(jī)構(gòu)或變焦機(jī)構(gòu),對焦機(jī)構(gòu)或變焦機(jī)構(gòu)通過移動透鏡或透鏡組的位置,以實現(xiàn) 對焦或變焦。對焦也叫對光、聚焦。通過對焦機(jī)構(gòu)變動物距和相距的位置,使被拍物成像清 晰的過程就是對焦。所述變焦就是通過移動透鏡或透鏡組的位置,改變由機(jī)構(gòu)中的全部透 鏡形成的光學(xué)結(jié)構(gòu)的焦距的過程。
[0130] 在不同的實施例中,透鏡可以位于曲面反射鏡與感光元件3之間的光路上,也可以 位于光線入口 10與反射元件2之間的光路上,還可以在反射元件2與感光元件3之間的光路, 以及光線入口 10與反射元件2之間的光路上都設(shè)置透鏡。本實施例中,如圖1所示,為了減少 便攜式電子設(shè)備的厚度,在光線入口 10與反射元件2之間的光路上不設(shè)置透鏡等光學(xué)器件, 而在反射元件2與感光元件3之間設(shè)置透鏡組40,為了進(jìn)一步簡化設(shè)備的設(shè)計以及增加元件 的通用性,透鏡組40與感光元件3可以集成在一起,例如選用手機(jī)或平板電腦常見的攝像頭 模組,將攝像頭模組直接置于反射元件2后的光路之中。
[0131] 在另外一個實施例中,為了使便攜式電子設(shè)備具有變焦拍攝功能,透鏡組40可以 采用變焦透鏡組,由于變焦透鏡組前后透鏡通常具有較大的距離,并且在進(jìn)行變焦的過程 中,變焦透鏡組前后透鏡之間的距離需要發(fā)生較為明顯的伸縮變化,因此在通常的方案中, 若直接將包括變焦透鏡組設(shè)置于手機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品的背面或正面,要么會使手機(jī)等產(chǎn) 品的厚度大大增加,要么攝像頭會突出于手機(jī)外殼的表面,影響美觀、使用以及攜帶。而在 本實施例中,由于反射元件2的反射作用,使得影像光線的角度發(fā)生了90度的偏轉(zhuǎn),因此反 射元件2經(jīng)透鏡組40至感光元件3之間的光路的方向與手機(jī)等便攜式電子設(shè)備的正面(及背 面)平行,這樣透鏡組前后透鏡的距離可以設(shè)置得較長,并且透鏡組前后透鏡的距離可以靈 活地伸縮改變,而不會對便攜式電子設(shè)備的厚度造成影響。
[0132] 為了進(jìn)一步拓展攝像結(jié)構(gòu)的功能,并能保證良好的影像成像質(zhì)量,所述反射元件2 采用曲面反射鏡,利用曲面反射的效果,以及反射鏡相對于透鏡而言具有無色散等成像優(yōu) 勢,來實現(xiàn)更多影像獲取功能以及更豐富的影像獲取效果。
[0133] 所述曲面反射鏡的反射曲面可以是直線面,也可以采用曲線面。在數(shù)學(xué)上,曲面可 以視為是母線在空間中連續(xù)運(yùn)動形成的軌跡,根據(jù)形成曲面的母線形狀,曲面可以分為直 線面與曲線面,所述直線面是由直母線運(yùn)動而形成的曲面;所述曲線面是由曲母線運(yùn)動而 形成的曲面。在直線面上,有一個方向的曲率為零。例如,圓柱面一就是一種直線面,是一直 線(直線段)繞圓柱的軸線旋轉(zhuǎn)形成的曲面,圓錐曲面屬于曲線面,例如,拋物面為拋物線繞 軸線旋轉(zhuǎn)形成的曲面,雙曲面為雙曲線繞軸線旋轉(zhuǎn)形成的曲面,橢圓面為橢圓線繞軸線旋 轉(zhuǎn)形成的曲面。
[0134] 如圖2所示的實施例中,所述反射元件為凹面反射鏡27,在一實施例中,凹面反射 鏡27的反射面可以是曲線面,經(jīng)過曲線面的凹面反射鏡的反射作用,相對于在相同位置采 用平面鏡作為反射元件的實施例,在后續(xù)的光路中設(shè)置同樣的透鏡組40,整個攝像結(jié)構(gòu)的 焦距變長了,達(dá)到了長焦鏡頭的效果,這樣可以在相同的光路長度下,實現(xiàn)更長的焦距。
[0135] 例如圖31所示是被拍攝的場景,為一 10*10正方形方格構(gòu)成的陣列的圖像,圖中每 個正方形的邊長為一個長度單位;圖32為使用平面反射鏡作為反射元件的攝像結(jié)構(gòu)拍攝得 到的影像,為一6*4的正方形方格構(gòu)成的陣列,圖33為將圖32對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)中的平面反射 鏡替換為曲線面的凹面反射鏡拍攝得到的影像,為一 3*2的正方形方格構(gòu)成的陣列。從中可 以發(fā)現(xiàn),圖33對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)對比于圖32對應(yīng)的攝像結(jié)構(gòu)達(dá)到了長焦的拍攝效果。其中,凹 面反射鏡的反射曲面可以是凹面的球面、拋物