技術(shù)領(lǐng)域

以下描述涉及一種距離檢測(cè)裝置。以下描述還涉及一種包括這樣的距離檢測(cè)裝置的相機(jī)模塊。

背景技術(shù)：

近來(lái)，諸如移動(dòng)電話或平板PC的移動(dòng)電子計(jì)算裝置的市場(chǎng)發(fā)展迅速?？捎蔑@示器的像素的數(shù)量的增多以及尺寸的增大會(huì)是刺激市場(chǎng)快速發(fā)展的一個(gè)技術(shù)方面。也就是說(shuō)，移動(dòng)電話的顯示器的像素的數(shù)量趨向于從QVGA(320x240)增大到VGA(640x480)、WVGA(800x480)、HD(1280x720)，以及增大到全HD(1920x1080)，乃至增大到更大的分辨率。例如，像素的數(shù)量發(fā)展為包括WQHD(2560x1440)和UHD(3840x2160)分辨率，將來(lái)甚至可實(shí)現(xiàn)更大的分辨率。移動(dòng)電話的顯示器在尺寸方面也從對(duì)角線尺寸為3"增大到4"、5"、6"或更大的尺寸。隨著顯示器尺寸的增大，移動(dòng)裝置的等級(jí)從智能電話(通常非常便攜，并且能夠被用戶單手握持)變?yōu)槠桨迨謾C(jī)(大至平板電腦的尺寸的智能電話的裝置)、再變?yōu)閷?shí)際的平板電腦(比智能電話大，并由于在可攜帶性和形狀因素方面的差異使得其被用于稍微不同的目的)。

隨著智能電話的顯示器的像素的數(shù)量增多，已研發(fā)了附著到這樣的智能電話的前表面或后表面的圖像拾取相機(jī)模塊的應(yīng)用技術(shù)。近來(lái)，高像素分辨率自動(dòng)聚焦相機(jī)通常安裝在智能電話中。此外，這樣的智能電話中增加了對(duì)于光學(xué)防抖(OIS)相機(jī)的使用。此外，近來(lái)，除了簡(jiǎn)單的成像功能之外，數(shù)碼單反(digital single lens reflex，DSLR)相機(jī)的提供使圖像質(zhì)量得到改善的 光學(xué)和數(shù)字處理的功能已逐漸地應(yīng)用于智能電話。這樣的相機(jī)中所使用的典型的技術(shù)是能夠以高速執(zhí)行自動(dòng)聚焦的相位檢測(cè)自動(dòng)聚焦(PDAF，phase detection autofocusing)技術(shù)。

高速自動(dòng)聚焦技術(shù)分為被動(dòng)型和主動(dòng)型。被動(dòng)型方案通過(guò)對(duì)捕獲的圖像進(jìn)行分析來(lái)識(shí)別透鏡的焦點(diǎn)運(yùn)動(dòng)位置。主動(dòng)型方案通過(guò)使用紅外光源直接感測(cè)與對(duì)象的距離來(lái)識(shí)別透鏡的焦點(diǎn)運(yùn)動(dòng)位置。此外，智能電話相機(jī)已開始采用如下方案：通過(guò)對(duì)使用兩個(gè)相機(jī)在特定位置捕獲的圖像進(jìn)行三角測(cè)量來(lái)直接感測(cè)與對(duì)象的距離。

當(dāng)通過(guò)兩個(gè)相機(jī)單獨(dú)地檢測(cè)兩個(gè)相機(jī)與對(duì)象之間的距離時(shí)，捕獲的圖像的景深被調(diào)節(jié)成用戶期望值。也就是說(shuō)，除了通過(guò)調(diào)節(jié)模擬相機(jī)的光圈或孔徑或膜片來(lái)簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)景深的方案之外，現(xiàn)在也可利用使用如上所述的這樣的信息的數(shù)字圖像處理方案來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字光圈功能。

然而，在用于檢測(cè)距離的立體相機(jī)方案中，為了實(shí)現(xiàn)這樣的效果，要求兩個(gè)相機(jī)之間的間距和與參考相機(jī)相關(guān)的相應(yīng)相機(jī)的光軸精確地對(duì)準(zhǔn)。如果兩個(gè)相機(jī)之間的間距與設(shè)置值不同(例如，在兩個(gè)相機(jī)的光軸未對(duì)準(zhǔn)的示例中)，則計(jì)算的距離信息會(huì)不準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供該發(fā)明內(nèi)容以簡(jiǎn)化形式來(lái)介紹選擇的發(fā)明構(gòu)思，以下在具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述該發(fā)明構(gòu)思。本發(fā)明內(nèi)容無(wú)意于限定所要求保護(hù)的主題的主要特征和必要特征，也無(wú)意被用于幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。

示例可提供一種距離檢測(cè)裝置，所述距離檢測(cè)裝置用于在無(wú)制造工藝誤差的情況下使兩個(gè)相機(jī)的光軸精確地對(duì)準(zhǔn)，并且還可精確地計(jì)算距離信息。示例還可提供一種包括距離檢測(cè)裝置的相機(jī)模塊。

在一個(gè)總的方面中，一種距離檢測(cè)裝置包括：圖像傳感器，包括基板以及在基板上彼此分開且沿著光軸對(duì)準(zhǔn)的第一圖像傳感器像素陣列和第二圖像傳感器像素陣列，第一圖像傳感器像素陣列和第二圖像傳感器像素陣列中的每個(gè)包括以矩陣形式設(shè)置的像素；數(shù)字模塊，被構(gòu)造為利用從圖像傳感器輸出的信號(hào)來(lái)計(jì)算與距對(duì)象的距離相關(guān)的信息。

所述基板可以為硅基板。

所述距離檢測(cè)裝置還可包括被構(gòu)造為將從圖像傳感器輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號(hào)的模擬模塊。

所述模擬模塊可包括：采樣電路，被構(gòu)造為對(duì)從第一圖像傳感器像素陣列和第二圖像傳感器像素陣列輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣；放大電路，被構(gòu)造為對(duì)由采樣電路采樣的采樣輸出信號(hào)進(jìn)行放大，以產(chǎn)生放大的采樣信號(hào)；數(shù)字轉(zhuǎn)換電路，被構(gòu)造為將放大的采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

所述模擬模塊還可包括如下中的至少一個(gè)：鎖相環(huán)(PLL)電路，被構(gòu)造為基于接收的外部時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)；定時(shí)產(chǎn)生器(T/G)電路，被構(gòu)造為控制定時(shí)信號(hào)；只讀存儲(chǔ)器(ROM)，包括用于驅(qū)動(dòng)傳感器的固件。

所述數(shù)字模塊可使從第一圖像傳感器像素陣列和第二圖像傳感器像素陣列輸出的信號(hào)同步。

設(shè)置在第一圖像傳感器像素陣列的像素和第二圖像傳感器像素陣列的像素中的一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的像素中的光電二極管的輸出可在同一時(shí)間點(diǎn)被讀取。

所述數(shù)字模塊可使第一圖像傳感器像素陣列和第二圖像傳感器像素陣列的操作同步。

所述數(shù)字模塊可使第一圖像傳感器像素陣列的像素和第二圖像傳感器像素陣列的像素中的一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的像素的操作同步。

所述數(shù)字模塊可將設(shè)置在所述一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的像素中的光電二極管的曝光時(shí)間點(diǎn)控制為相等且將曝光持續(xù)時(shí)間控制為相等。

第一圖像傳感器像素陣列和第二圖像傳感器像素陣列的每個(gè)可以為單色像素陣列或RGB色像素陣列。

在另一總的方面中，一種相機(jī)模塊包括：子相機(jī)模塊，包括被設(shè)置為彼此分開的兩個(gè)透鏡，并且被構(gòu)造為計(jì)算與距對(duì)象的距離相關(guān)的信息；主相機(jī)模塊，包括透鏡，并且被構(gòu)造為捕獲對(duì)象的圖像；印刷電路板(PCB)，子相機(jī)模塊和主相機(jī)模塊安裝在印刷電路板上。

所述PCB可包括分開的第一PCB和第二PCB，子相機(jī)模塊可安裝在第一PCB上，主相機(jī)模塊可安裝在第二PCB上。

所述子相機(jī)模塊和主相機(jī)模塊可安裝在集成的PCB上。

所述主相機(jī)模塊的像素的數(shù)量可比子相機(jī)模塊的像素的數(shù)量多。

所述子相機(jī)模塊的兩個(gè)透鏡的視場(chǎng)角和焦距可相等。

所述子相機(jī)模塊的兩個(gè)透鏡的視場(chǎng)角可大于主相機(jī)模塊的透鏡的視場(chǎng)角。

其他特征和方面將通過(guò)以下的具體實(shí)施方式、附圖以及權(quán)利要求而明顯。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)示例的距離檢測(cè)裝置的框圖。

圖2是示出根據(jù)示例的距離檢測(cè)裝置的芯片結(jié)構(gòu)的示圖。

圖3A和圖3B是示出單色圖像信號(hào)的示例的示圖。

圖4A和圖4B是示出YUV格式的圖像信號(hào)的示例的示圖。

圖5是示出根據(jù)示例的距離信息圖的示圖。

圖6A和圖6B是示出根據(jù)示例的相機(jī)模塊的構(gòu)造的示圖。

圖7A和圖7B是示出根據(jù)另一示例的相機(jī)模塊的構(gòu)造的示圖。

在整個(gè)附圖和具體實(shí)施方式中，相同的標(biāo)號(hào)指示相同的元件。附圖可不按照比例繪制，為了清楚、說(shuō)明以及便利，可夸大附圖中元件的相對(duì)尺寸、比例和描繪。

具體實(shí)施方式

提供以下具體實(shí)施方式，以幫助讀者獲得對(duì)在此描述的方法、裝置和/或系統(tǒng)的全面理解。然而，在此所描述的方法、裝置和/或系統(tǒng)的各種改變、修改及其等同物對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將是明顯的。在此描述的操作順序僅僅是示例，且并不局限于在此所闡述的，而是除了必須以特定順序發(fā)生的操作外，可做出對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將是明顯的改變。此外，為了更加清楚和簡(jiǎn)潔，可省去對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言公知的功能和結(jié)構(gòu)的描述。

在此描述的特征可按照不同的形式實(shí)施，并且將不被解釋為限制于在此描述的示例。更確切地說(shuō)，已經(jīng)提供在此描述的示例，使得本公開將是徹底的和完整的，并且將把本公開的全部范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員。

在下文中，將參照附圖描述描述本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。

在整個(gè)說(shuō)明書中，將理解的是，當(dāng)諸如層、區(qū)域或晶片(基板)的元件被稱為“位于”另一元件“上”、“連接到”或者“結(jié)合到”另一元件時(shí)，所述元件可直接“位于”另一元件“上”、直接“連接到”或者直接“結(jié)合到”另一元件，或者可存在介于它們之間的其他元件。相比之下，當(dāng)元件被稱為“直接位于”另一元件“上”、“直接連接到”或者“直接結(jié)合到”另 一元件時(shí)，不存在介于它們之間的元件或?qū)?。相同的?biāo)號(hào)始終指示相同的元件。如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目中的任何以及全部組合。

將明顯的是，雖然可在此使用術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等來(lái)描述各種構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些構(gòu)件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)僅用于將一個(gè)構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分與另一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離示例的教導(dǎo)的情況下，下面描述的第一構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分可稱作第二構(gòu)件、組件、區(qū)域、層或部分。

為了描述的方便，可在此使用與空間相關(guān)的術(shù)語(yǔ)(例如，“在…之上”、“上方”、“在…之下”和“下方”等)，以描述如圖中示出的一個(gè)元件與另一元件的關(guān)系(例如，相對(duì)位置和結(jié)構(gòu))。將理解的是，除了圖中示出的方位之外，與空間相關(guān)的術(shù)語(yǔ)意于包括裝置在使用或操作中的不同方位。例如，如果圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其他元件“之上”或“上方”的元件將被定位為“在”所述其他元件“之下”或“下方”。因此，術(shù)語(yǔ)“在…之上”可根據(jù)附圖的特定方向而包含“在…之上”和“在…之下”的兩種方位。在其他示例中，裝置可被另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)，并可對(duì)在此使用的與空間相關(guān)的描述做出相應(yīng)解釋。

在此使用的術(shù)語(yǔ)僅用于描述特定實(shí)施例的目的，并且無(wú)意限制本發(fā)明構(gòu)思。如在此使用的，除非上下文中另外清楚地指明，否則單數(shù)形式也意于包括復(fù)數(shù)形式。還將理解的是，在本說(shuō)明書中使用的術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包含”列舉存在所述的特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或其組合，而不排除存在或增加一個(gè)或更多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、構(gòu)件、元件和/或其組合。

在下文中，將參照示出本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例的示意圖描述本發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例。在附圖中，例如，由于制造技術(shù)和/或公差，所示出的形狀的修改是可預(yù)計(jì)的。因此，示例不應(yīng)被理解為受限于在此示出的區(qū)域的特定形狀，例如，并不受限于包括由于制造導(dǎo)致的形狀的改變。以下的示例也可由清楚論述的特征和示例中的一個(gè)或其組合而構(gòu)成。

下面描述的本示例的內(nèi)容可能具有多種構(gòu)造，并且雖然在此僅提出所需的構(gòu)造，但不限于此。

圖1是根據(jù)示例的距離檢測(cè)裝置的框圖。

根據(jù)圖1的示例的距離檢測(cè)裝置10包括圖像傳感器100和數(shù)字模塊300，并且還可選擇性地包括模擬模塊200。

例如，圖像傳感器100包括圖像傳感器像素陣列110和120中的至少一個(gè)。更詳細(xì)地講，在示例中，圖像傳感器100包括第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120。

在這樣的示例中，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120由黑白形式的單色像素陣列和紅綠藍(lán)形式的RGB色像素陣列中的一個(gè)形成。例如，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120形成在基板上，透鏡位于基板的上表面上。

在第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120為單色像素陣列的示例中，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120中的每個(gè)輸出單色圖像信號(hào)?？蛇x地，在第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120為RGB色像素陣列的示例中，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120均輸出Bayer格式的圖像信號(hào)。然而，這些僅為示例，其他格式的圖像信號(hào)應(yīng)用在適于采用的示例中。

圖2是示出根據(jù)示例的距離檢測(cè)裝置的芯片結(jié)構(gòu)的示圖。

根據(jù)示例的圖像傳感器100包括第一圖像傳感器像素陣列110、第二圖像傳感器像素陣列120以及第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120形成在其上的基板130。

例如，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120均包括以矩陣形式設(shè)置的M行N列的多個(gè)像素，其中，M是等于或大于2的自然數(shù)，N是等于或大于2的自然數(shù)。例如，MxN矩陣形式的多個(gè)像素中的每個(gè)具有光電二極管。

第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120被布置為在基板130上通過(guò)基線B彼此分開。在圖2的示例中，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120中的相互對(duì)應(yīng)的像素被布置為通過(guò)基線B彼此分開。例如，第一圖像傳感器像素陣列110中的第四行第四列中的像素和第二圖像傳感器像素陣列中的第四行第四列中的像素通過(guò)基板B彼此分開。

圖1的示例中的模擬模塊200和數(shù)字模塊300布置在第一圖像傳感器像 素陣列110與第二圖像傳感器像素陣列120之間，并且位于第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120的外部區(qū)域上，從而不與基板130上的第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120重疊。

在示例中，其上布置有第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120的基板130為硅基板。

根據(jù)示例，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120通過(guò)半導(dǎo)體工藝技術(shù)在單個(gè)硅基板130上使用同一掩膜制成。因此，針對(duì)第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120中的相互對(duì)應(yīng)的像素之間的距離利用統(tǒng)一基線來(lái)制造第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120。結(jié)果，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120被制造為在水平/豎直方向上或者X軸和Y軸方向相對(duì)于Z軸的移動(dòng)對(duì)準(zhǔn)和旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)對(duì)于目標(biāo)設(shè)計(jì)值而言不存在制造工藝誤差。按照這種方式形成像素陣列的結(jié)果在于：圖像和像素陣列按照已知的方式彼此相應(yīng)的產(chǎn)生。

此外，由于根據(jù)示例的距離檢測(cè)裝置10的圖像傳感器100的第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120通過(guò)半導(dǎo)體工藝技術(shù)在單個(gè)硅基板130上使用同一掩膜制成，因此減小了制造工藝誤差。因此，與印刷電路板(PCB)的相關(guān)制造方法相比，能夠計(jì)算精確的距離信息。此外，當(dāng)在三角測(cè)量期間將來(lái)自于像素陣列的圖像進(jìn)行對(duì)比時(shí)，省略了對(duì)從圖像傳感器100輸出的信號(hào)進(jìn)行校正的過(guò)程，由于省略了步驟，因此有效地減小了模擬模塊200或數(shù)字模塊300的計(jì)算負(fù)載。

例如，模擬模塊200包括采樣單元210、放大單元220和數(shù)字轉(zhuǎn)換單元230。

采樣單元210對(duì)從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣。也就是說(shuō)，采樣單元210對(duì)從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的光電二極管輸出電壓進(jìn)行采樣。例如，采樣單元210具有相關(guān)雙采樣(CDS)電路，用于對(duì)從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的光電二極管輸出電壓進(jìn)行采樣。

放大單元220對(duì)由采樣單元210采樣的光電二極管輸出電壓進(jìn)行放大。為了實(shí)現(xiàn)該目的，放大單元220包括放大器電路，用于對(duì)由采樣單元210采 樣的光電二極管輸出電壓進(jìn)行放大。

數(shù)字轉(zhuǎn)換單元230包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)，用于將由放大單元220放大的光電二極管輸出電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

此外，模擬模塊200可選擇性地具有鎖相環(huán)(PLL)電路，用于在接收外部時(shí)鐘信號(hào)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)。模擬模塊200的另一可選組件是定時(shí)產(chǎn)生器(T/G)電路，用于控制諸如像素的光電二極管的曝光時(shí)間定時(shí)、重置定時(shí)、行讀取定時(shí)(line read timing)或幀輸出定時(shí)的各種定時(shí)信號(hào)。模擬模塊200還可選擇性地包括具有驅(qū)動(dòng)傳感器所需的固件的只讀存儲(chǔ)器(ROM)。

例如，數(shù)字模塊300包括同步單元310、圖像處理單元320、緩沖器330和距離計(jì)算單元340。

同步單元310控制第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120，以計(jì)算具有高精確度的距離信息。同步單元310使第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120的操作同步，并且使從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的信號(hào)同步。

因此，同步單元310將設(shè)置在第一圖像傳感器像素陣列110的多個(gè)像素和第二圖像傳感器像素陣列120的多個(gè)像素中的一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的像素中的發(fā)光二極管的曝光時(shí)間點(diǎn)控制為相等且將持續(xù)時(shí)間控制為相等。同步單元310還在同一時(shí)間點(diǎn)讀取來(lái)自于一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的像素的輸出。這里，一對(duì)相互對(duì)應(yīng)的像素指的是矩陣形式中的多個(gè)像素中的設(shè)置在每個(gè)矩陣中的同一陣列位置中的一對(duì)像素。

例如，同步單元310將第一圖像傳感器像素陣列110的第四行第四列中的像素的光電二極管以及第二圖像傳感器像素陣列120的第四行第四列中的光電二極管的曝光時(shí)間點(diǎn)控制為相等且將持續(xù)時(shí)間控制為相等，并且在同一時(shí)間點(diǎn)讀取來(lái)自于第一圖像傳感器像素陣列110的第四行第四列中的像素的光電二極管的輸出以及第二圖像傳感器像素陣列120的第四行第四列中的光電二極管的輸出。因此，由于這些相應(yīng)的像素之間的位置差已知，因此由這些像素產(chǎn)生的數(shù)據(jù)具有存在無(wú)需校正的已有的關(guān)系。

在使用兩個(gè)像素陣列(例如，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120)來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)對(duì)象的距離信息的示例中，精確度會(huì)差。然而，根據(jù)示例的同步單元310的存在使得計(jì)算的距離信息具有提高的精確度。

圖像處理單元320對(duì)從同步單元310讀取的像素圖像進(jìn)行處理。

在圖像傳感器100的第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120為白黑形式的單色像素陣列的示例中，圖像處理單元320減小單色圖像信號(hào)的噪聲。例如，用于過(guò)濾單色圖像信號(hào)的各種方法適用于減小噪聲。在該示例中，圖像處理單元320包括單個(gè)單色圖像處理器，用于減小從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的單色圖像信號(hào)的噪聲。

此外，在示例中，圖像處理單元320包括兩個(gè)單色信號(hào)處理器，用于分別減小從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的單色圖像信號(hào)的噪聲。

圖3A和圖3B是示出單色圖像信號(hào)的示例的示圖。圖3A和圖3B中的單色圖像信號(hào)是從同步單元310輸出的信號(hào)或者是從圖像處理單元320輸出的信號(hào)。

更具體地講，圖3A是由從第一圖像傳感器像素陣列110輸出的信號(hào)產(chǎn)生的單色圖像信號(hào)，圖3B是由從第二圖像傳感器像素陣列120輸出的信號(hào)產(chǎn)生的單色圖像信號(hào)。參照?qǐng)D3A和圖3B的示例，可觀察到：當(dāng)捕獲圖像時(shí)，產(chǎn)生與第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120的M行N列中的像素相對(duì)應(yīng)的矩陣形式的圖像信號(hào)。

返回參照?qǐng)D2的示例，在圖像傳感器100的第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120為RGB色像素陣列的示例中，圖像處理單元320將從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的Bayer格式的圖像信號(hào)插入到RGB格式的圖像信號(hào)中，并且將RGB格式的圖像信號(hào)插入到Y(jié)UV格式的圖像信號(hào)中。

這里，在這樣的示例中，圖像處理單元320包括單個(gè)Bayer信號(hào)處理器和單個(gè)YUV處理器，用于將從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的Bayer格式信號(hào)轉(zhuǎn)換為RGB格式信號(hào)，并且將RGB格式信號(hào)轉(zhuǎn)換為YUV格式信號(hào)。

此外，在另一示例中，圖像處理單元320包括兩個(gè)Bayer信號(hào)處理器和兩個(gè)YUV處理器，用于分別將從第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120輸出的Bayer格式信號(hào)轉(zhuǎn)換為RGB格式信號(hào)，并且分別將RGB格式信號(hào)轉(zhuǎn)換為YUV格式信號(hào)。

圖4A和圖4B是示出YUV格式的圖像信號(hào)的示例的示圖。圖4中的YUV格式的圖像信號(hào)是從圖像處理單元320輸出的信號(hào)。更具體地講，在示例中，圖4A是由從第一圖像傳感器像素陣列110輸出的信號(hào)產(chǎn)生的YUV格式的圖像信號(hào)，圖4B是由從第二圖像傳感器像素陣列120輸出的信號(hào)產(chǎn)生的YUV格式的圖像信號(hào)。參照?qǐng)D4A和圖4B，可觀察到：產(chǎn)生了與第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120的M行N列相對(duì)應(yīng)的矩陣形式的圖像信號(hào)。

在圖1的示例中，緩沖器330接收從圖像處理單元320傳輸?shù)膯紊盘?hào)或YUV格式的圖像信號(hào)，并且將接收的單色信號(hào)或YUV格式圖像信號(hào)發(fā)送到距離計(jì)算單元340。

例如，距離計(jì)算單元340利用從緩沖器330發(fā)送的YUV格式圖像信號(hào)或單色的亮度來(lái)計(jì)算距離信息圖。在使用M行N列的圖像傳感器像素陣列的示例中，距離計(jì)算單元340計(jì)算M行N列的分辨率達(dá)到最大值的情況下的距離信息圖。

圖5是示出根據(jù)示例的距離信息圖的示圖。參照?qǐng)D5的示例，距離計(jì)算單元340通過(guò)利用圖3A和圖3B的示例中示出的單色圖像信號(hào)的亮度信息來(lái)計(jì)算M行N列的距離信息圖，或者可通過(guò)使用圖4A和圖4B的示例中示出的YUV格式圖像信號(hào)的亮度信息來(lái)計(jì)算M行N列的距離信息圖。

圖6A和圖6B是示出根據(jù)示例的相機(jī)模塊的構(gòu)造的示圖。

參照?qǐng)D6A和圖6B的示例，根據(jù)示例的相機(jī)模塊包括子相機(jī)模塊15、主相機(jī)模塊25以及子相機(jī)模塊15和主相機(jī)模塊25設(shè)置在其上的印刷電路板35。

例如，子相機(jī)模塊15計(jì)算與距對(duì)象的距離相關(guān)的信息。在這樣的示例中，子相機(jī)模塊15包括根據(jù)圖1和圖2的示例的距離檢測(cè)裝置10，并且還可包括分別設(shè)置在距離檢測(cè)裝置10的第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120的上部上的兩個(gè)透鏡。如上所述，第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120被設(shè)置為彼此分開。因此，兩個(gè)透鏡也按照相應(yīng)的方式被設(shè)置為彼此分開。

在該示例中，子相機(jī)模塊15的兩個(gè)透鏡的視場(chǎng)角或視場(chǎng)(FOV)和焦距被設(shè)置為相等。基于第一圖像傳感器像素陣列110和第二圖像傳感器像素陣列120通過(guò)將兩個(gè)透鏡設(shè)置為具有相同的視場(chǎng)角和相同的焦距，對(duì)象獲得相 同放大率，因此，省略了在放大率不同的情況下需要執(zhí)行的圖像處理操作。也就是說(shuō)，根據(jù)示例，由于兩個(gè)透鏡的視場(chǎng)角和焦距相等，因此容易且精確地檢測(cè)距離信息，并且穩(wěn)妥地省略了另外所需的處理。

例如，子相機(jī)模塊15為固定聚焦模塊或可變聚焦模塊中的一個(gè)。

因此，主相機(jī)模塊25捕獲對(duì)象的圖像。主相機(jī)模塊25包括具有RGB像素陣列的圖像傳感器以及設(shè)置在圖像傳感器上的透鏡。主相機(jī)模塊25還可具有自動(dòng)聚集功能和光學(xué)防抖(OIS)功能中的至少一個(gè)。主相機(jī)模塊25通過(guò)利用由子相機(jī)模塊15檢測(cè)的與距對(duì)象的距離相關(guān)的信息來(lái)執(zhí)行自動(dòng)聚焦功能或OIS功能。這樣的功能分別通過(guò)使聚焦改善和使圖像穩(wěn)定來(lái)提高圖像質(zhì)量。

在示例中，主相機(jī)模塊25的像素的數(shù)量比子相機(jī)模塊15的像素的數(shù)量多。在這樣的示例中，主相機(jī)模塊25還具有自動(dòng)聚焦功能和OIS功能中的至少一個(gè)，以有助于捕獲高像素分辨率和高圖像質(zhì)量的圖像。主相機(jī)模塊25還可使用這些特征來(lái)幫助錄制視頻。同時(shí)，子相機(jī)模塊15被設(shè)計(jì)為用于以高速計(jì)算距離信息，因此，主相機(jī)模塊25的像素的數(shù)量可大于子相機(jī)模塊15的像素的數(shù)量。

然而，在示例中，子相機(jī)模塊15的兩個(gè)透鏡的視場(chǎng)角大于主相機(jī)模塊25的透鏡的視場(chǎng)角。如上所述，主相機(jī)模塊25利用通過(guò)子相機(jī)模塊15檢測(cè)的對(duì)象的距離信息來(lái)執(zhí)行自動(dòng)聚焦功能和OIS功能。因此，如果子相機(jī)模塊15的兩個(gè)透鏡的視場(chǎng)角小于主相機(jī)模塊25的透鏡的視場(chǎng)角，則主相機(jī)模塊25執(zhí)行自動(dòng)聚焦功能或OIS功能的圖像區(qū)域可能被子相機(jī)模塊15的透鏡的視場(chǎng)角限制。因此，如上所述來(lái)設(shè)置視場(chǎng)角。

根據(jù)示例，子相機(jī)模塊15的兩個(gè)透鏡的視場(chǎng)角大于主相機(jī)模塊25的透鏡的視場(chǎng)角，因此，子相機(jī)模塊15的對(duì)象成像區(qū)域可足以覆蓋主相機(jī)模塊25的對(duì)象成像區(qū)域。

參照?qǐng)D6A的示例，子相機(jī)模塊15沿豎直方向布置在主相機(jī)模塊25之上，參照?qǐng)D6B，子相機(jī)模塊15沿水平方向布置在主相機(jī)模塊25的一側(cè)上。

參照?qǐng)D6A和圖6B的示例，子相機(jī)模塊15和主相機(jī)模塊25分別單獨(dú)地安裝在第一PCB 31和第二PCB 33上。在子相機(jī)模塊15和主相機(jī)模塊25分別布置在不同的PCB 31和32上的示例中，當(dāng)兩個(gè)相機(jī)模塊15和25中的一個(gè)有缺陷時(shí)，容易單獨(dú)對(duì)有缺陷的相機(jī)模塊進(jìn)行更換和維修。

圖7A和圖7B是示出根據(jù)另一示例的相機(jī)模塊的構(gòu)造的示圖。圖7A和圖7B的示例中的相機(jī)模塊與圖6A和圖6B的示例中的相機(jī)模塊類似。因此，為簡(jiǎn)潔起見，省略其重復(fù)的描述并描述示例之間的差異。

參照?qǐng)D7A和圖7B的示例，與圖6A和圖6B的示例中的分別安裝在第一PCB 31和第二PCB 32上的子相機(jī)模塊15和主相機(jī)模塊25相比，相機(jī)模塊的子相機(jī)模塊15和主相機(jī)模塊25安裝在集成的PCB 35上。在這樣的示例中，子相機(jī)模塊15和主相機(jī)模塊25直接安裝在集成的PCB 35上，兩個(gè)相機(jī)模塊15和25被布置為具有相同的高度。因此，通過(guò)子相機(jī)模塊15的距離檢測(cè)裝置計(jì)算的距離信息反映在主相機(jī)模塊25中，而無(wú)誤差。

如上進(jìn)一步詳細(xì)描述的，根據(jù)示例的距離檢測(cè)裝置和相機(jī)模塊在不發(fā)生制造工藝誤差的情況下將兩個(gè)相機(jī)的光軸精確地對(duì)準(zhǔn)，并且精確地計(jì)算距離信息而無(wú)需圖像處理，從而克服會(huì)另外存在的誤差。

通過(guò)硬件組件來(lái)實(shí)現(xiàn)在圖1至圖7B中所示出的用于執(zhí)行在此描述的操作的設(shè)備、單元、模塊、裝置和其他組件。硬件組件的示例包括控制器、傳感器、發(fā)生器、驅(qū)動(dòng)器、存儲(chǔ)器、比較器、算數(shù)邏輯單元、加法器、減法器、乘法器、除法器、積分器以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何其它電子組件。在一個(gè)示例中，硬件組件通過(guò)計(jì)算硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)一個(gè)或更多個(gè)處理元件(例如，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的能夠按照定義的方式對(duì)指令進(jìn)行響應(yīng)并執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果的邏輯門陣列、控制器和算術(shù)邏輯單元、數(shù)字信號(hào)處理器、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列、可編程邏輯陣列、微處理器或任何其它裝置或前述裝置的組合)來(lái)實(shí)現(xiàn)處理器或計(jì)算機(jī)。在一個(gè)示例中，處理器或計(jì)算機(jī)包括(或連接到)一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器，一個(gè)或更多個(gè)存儲(chǔ)器用于儲(chǔ)存通過(guò)處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令或軟件。通過(guò)處理器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的硬件組件執(zhí)行指令或軟件(例如，操作系統(tǒng)(OS)以及在OS上運(yùn)行的一個(gè)或更多個(gè)軟件應(yīng)用)，以執(zhí)行在此關(guān)于圖1-圖7B描述的操作。硬件組件也響應(yīng)于指令或軟件的執(zhí)行而訪問(wèn)、操縱、處理、創(chuàng)建和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。為簡(jiǎn)單起見，可在對(duì)在此描述的示例的描述中使用單數(shù)形式的術(shù)語(yǔ)“處理器”或“計(jì)算機(jī)”，而在其它示例中，使用多個(gè)處理器或計(jì)算機(jī)，或者處理器或計(jì)算機(jī)包括多個(gè)處理元件或多種類型的處理元件，或者包括多個(gè)處理元件和多種類型的處理元件二者。在一個(gè)示例中，硬件組件包括多個(gè)處理器，在另一示例中，硬件 組件包括處理器和控制器。硬件組件具有不同處理構(gòu)造中的任意一種或更多種，硬件組件的示例包括單個(gè)處理器、獨(dú)立的處理器、并行處理器、單指令單數(shù)據(jù)(SISD)多處理、單指令多數(shù)據(jù)(SIMD)多處理、多指令單數(shù)據(jù)(MISD)多處理和多指令多數(shù)據(jù)(MIMD)多處理。

通過(guò)如上所述的處理器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令或軟件來(lái)執(zhí)行用于執(zhí)行在此關(guān)于圖1-圖7B描述的操作的圖1-圖7B中所示的方法，從而執(zhí)行在此所描述的操作。

為了單獨(dú)地或共同性地指示或配置處理器或計(jì)算機(jī)作為機(jī)用計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)進(jìn)行操作來(lái)執(zhí)行通過(guò)以上描述的硬件組件和方法執(zhí)行的操作，用于控制處理器或計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)硬件組件并執(zhí)行如上描述的方法的指令或軟件被寫成計(jì)算機(jī)程序、代碼段、指令或其任意組合。在一個(gè)示例中，指令或軟件包括通過(guò)處理器或計(jì)算機(jī)直接執(zhí)行的機(jī)器代碼(諸如由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼)。在另一示例中，指令或軟件包括由處理器或計(jì)算機(jī)使用解釋器執(zhí)行的高級(jí)代碼。本領(lǐng)域普通程序員能夠基于附圖中示出的框圖和流程圖以及說(shuō)明書(公開了用于執(zhí)行通過(guò)以上所述的硬件組件和方法執(zhí)行的操作的算法)中的相應(yīng)描述容易地寫出指令或軟件。

用于控制處理器或計(jì)算機(jī)以實(shí)現(xiàn)如上描述的硬件組件并執(zhí)行如上描述的方法的指令或軟件以及將相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)記載、存儲(chǔ)或固定到一個(gè)或更多個(gè)非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中或上。非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、磁帶、軟盤、磁光數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備、硬盤、固態(tài)磁盤以及本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的能夠按照非暫時(shí)性方式存儲(chǔ)指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并且將指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供給處理器或計(jì)算機(jī)以使處理器或計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行指令的任何裝置。在一個(gè)示例中，指令或軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分步在聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，使得通過(guò)處理器或計(jì)算機(jī)按照分步的方式存儲(chǔ)、訪問(wèn)和執(zhí)行指令和軟件以及任何相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)文件和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

盡管本公開包含具體的示例，但是對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將明顯的是， 在沒(méi)有脫離權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍的情況下，可以對(duì)這些示例進(jìn)行形式上和細(xì)節(jié)上的各種變化。這里所描述的示例將被視為描述性意義，而非出于限制的目的。每個(gè)示例中的特征或方面的描述將被認(rèn)為是可適用于其它示例中的相似特征或方面。如果以不同的順序執(zhí)行所描述的技術(shù)，和/或如果以不同的方式組合描述的系統(tǒng)、構(gòu)造、裝置或者電路中的組件和/或用其它組件或者它們的等同物來(lái)替換或者補(bǔ)充所描述的系統(tǒng)、構(gòu)造、裝置或者電路中的組件，則可獲得適當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。因此，本公開的范圍并非由具體實(shí)施方式所限定，而是由權(quán)利要求及其等同物所限定，并且在權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的所有變型將被解釋為包含于本公開中。