图像采集装置、电子设备及其使用方法与流程

本公开涉及一种图像采集装置、电子设备及其使用方法。

背景技术：

随着便携式设备的普及，通过便携式设备提供的服务也越来越多样化。在例如手机的便携式设备上，以便都配备有摄像头，便于用户随时随地地捕获图像。结合摄像头，给用户提供了附加的应用。例如，景深计算、虹膜识别等。景深是指在摄像机镜头或其他成像器前沿能够获得清晰图像的成像所测定的被拍摄物体前后距离范围。虹膜识别技术时基于眼睛中的虹膜进行身份识别应用于有高度保密需求的场所。例如，可以给手机配备红膜识别技术，这样，在解锁手机时，仅用户本人通过虹膜识别才可以对手机进行解锁。

但是，这些应用通常需要增加一个专用摄像头模组或者景深摄像头来实现。这样会导致便携式设备的体积增加，而且其成本上升。而便携式设备的体积增加会影响便携式设备的便携性。

因此，需要一种既不会增加便携式设备的体积，又能够给便携式设备提供这种附加应用的图像采集装置。

技术实现要素：

本公开的一个方面提供了一种图像采集装置，包括：镜头；和感光阵列，所述感光阵列由多个像素构成，所述多个像素至少包括第一类像素和与所述第一类像素不同的第二类像素，所述第一类像素至少用于显示输出，所述第二类像素用于不同于第一类像素的特定功能。

可选地，所述第一类像素为可见光像素，所述第二类像素为不可见光像素。

可选地，所述第二类像素上方具有镀膜，所述镀膜用于过滤掉可见光以及通过特定波长的不可见光。

可选地，所述第一类像素按照第一排布布局，所述第二类像素按照第二排布布局，所述第二排布为在所述感光阵列中对称且均匀分布，所述第二类像素周围围绕所述第一类像素。

可选地，在所述图像采集装置被配置用于实现显示输出时，仅使用第一类像素所采集的数据来进行计算。

可选地，在所述图像采集装置被配置用于实现不同于显示输出的特定功能时，仅使用第二类像素所采集的数据来进行计算。

本公开的另一个方面提供了一种电子设备，包括：图像采集装置，所述图像采集装置包括镜头和感光阵列，所述感光阵列至少包括第一类像素和与所述第一类像素不同的第二类像素，所述第一类像素至少用于显示输出，所述第二类像素用于不同于第一类像素的特定功能；以及处理器，用于在所述图像采集装置响应显示输出时，对所述第一类像素所采集的数据计算，得到图像，并显示输出所得到的图像，或/和，在所述图像采集装置响应特定功能时，对所述第二类像素所采集的数据计算，得到所述特定功能的功能参数。

可选地，所述第一类像素为可见光像素，所述第二类像素为不可见光像素。

可选地，所述第一类像素按照第一排布布局，所述第二类像素按照第二排布布局，所述第二排布为在所述感光阵列中对称且均匀分布，所述第二类像素周围围绕所述第一类像素。

本公开的另一方面提供了一种图像采集装置的使用方法，包括：

在所述图像采集装置响应显示输出时，对第一类像素所采集的数据计算，得到图像，并显示输出所得到的图像，或/和，

在所述图像采集装置响应特定功能时，对第二类像素所采集的数据计算，得到所述特定功能的功能参数。

本公开的另一方面提供了一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

本公开的另一方面提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的方法。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1示意性示出了图像采集装置的示意图；

图2示意性示出了现有的图像采集装置中的感光阵列的示意图；

图3示意性示出了根据本公开的实施例的图像采集装置中的感光阵列的示意图；

图4示意性示出了第一类像素和第二类像素的排布的其他示例；

图5示意性示出了根据本公开的另一实施例的图像采集装置中的感光阵列的示意图；

图6示意性示出了根据本公开的实施例的图像采集装置的使用方法的流程图；

图7示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的框图；以及

图8示意性示出了根据本公开另一实施例的电子设备的框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。

因此，本公开的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本公开的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。计算机可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(hdd)；光存储装置，如光盘(cd-rom)；存储器，如随机存取存储器(ram)或闪存；和/或有线/无线通信链路。

本公开的实施例提供了一种图像采集装置。该图像采集装置包括镜头和感光阵列。感光阵列由多个像素构成，至少包括第一类像素和与所述第一类像素不同的第二类像素。第一类像素至少用于显示输出，第二类像素用于不同于第一类像素的特定功能。这样，通过采用单个图像采集装置就能够实现多种功能，除了能够进行常规的图像显示输出，还能够利用例如第二类像素采集的数据实现其他功能。

图1示意性示出了图像采集装置的示意图。

如图1所示，图像采集装置包括镜头1和感光阵列2。镜头1用于采集光，调整光的路径，使得最大量的光入射到其后面的感光阵列2。感光阵列2用于对入射到其上的光进行感应。例如，感光阵列可以由例如电荷耦合元件ccd或者互补金属氧化物导体cmos器件构成。ccd是使用高感光度的半导体材料制成，能把光线转换成电荷，通过模数转换器转换成数字信号。ccd可以由多个感光单位组成，通常以百万像素为单位。当ccd表面受到光线照射时，每个感光单位都会产生的电荷，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成一幅图像。当然，根据本公开实施例的图像采集装置的感光阵列不局限于现有的组成，将来开发的其他可以实现感光功能的材料也适用。

图2示意性示出了现有的图像采集装置中的感光阵列的示意图。

如图2所示，感光阵列由多个像素组成，每个像素感应相应的色彩。例如，每个像素分别感应红(r)、绿(g)、蓝(b)色。

在进行显示输出时，获得各个像素所感应的像素值，并进行相应计算，能够得到所采集的图像，所述图像显示输出在图像采集装置的显示器上。

但是，这种图像采集装置的功能单一。如果需要实现其他功能，则需要增加专用的图像采集装置来实现。这导致成本上升而且产品体积增加。

图3示意性示出了根据本公开的实施例的图像采集装置中的感光阵列的示意图。

如图3所示，根据本公开实施例的图像采集装置中的感光阵列由多个像素构成，所述多个像素至少包括第一类像素和不同于第一类像素的第二类像素。如图3所示，第一类像素由能够感应相应色彩(例如，r、g、b)的像素组成，第二类像素在图3中示出为黑色。

与图2所示的感光阵列相比，图3所示的感光阵列由黑色像素替换掉了一些绿色像素。

在根据本公开的实施例的图像采集装置中，第一类像素用于显示输出，而第二类像素用于不同于第一类像素的特定功能。

例如，第一类像素为可见光像素，第二类像素为不可见光像素。换言之，第一类像素可以感知可见光，而第二类像素可以感知不可见光。例如，每个像素包括感光元件以及镀膜，感光元件用于检测经过所述镀膜后入射到其上的光。第一类像素上的镀膜用于滤除不可见光。更进一步的，第一类像素上的镀膜用于仅透过特定色彩的光。例如，针对采集红色数据的像素，其上的镀膜仅透过红色波长的光。而针对采集绿色数据的像素，其上的镀膜仅透过绿色波长的光。相应地，针对采集蓝色数据的像素，其上的镀膜仅透过蓝色波长的光。第二类像素上的镀膜过滤掉可见光以及通过特定波长的不可见光。

为了使得根据本公开实施例的图像采集装置能够更好地实现显示输出和特定功能，在图像采集装置，所述第一类像素按照第一排布布局，所述第二类像素按照第二排布布局，所述第二排布为在所述感光阵列中对称且均匀分布，所述第二类像素周围围绕所述第一类像素。

图3示意性示出了第一类像素和第二类像素的排布的一个示例，其中第二类像素仅替换了第一类像素中的一些绿色像素。图4示意性示出了第一类像素和第二类像素的排布的其他示例。

例如，作为另一个示例，可以每隔预定行数存在一行第二类像素，如图4a所示。作为又一个示例，可以每隔预定列数存在一列第二类像素，如图4b所示。

当然，根据本公开实施例的第一类像素和第二类像素的排布并不局限于所示示例，能够不影响图像采集装置的至少两种功能的实现的其他排布也是适用的。

根据本公开的实施例，在所述图像采集装置被配置用于实现显示输出时，仅使用第一类像素所采集的数据来进行计算。

在这种情况下，第二类像素所在的像素点被当作坏点。可以通过第二类像素周围围绕的第一类像素所采集的数据来对坏点进行补偿。例如，针对图3所示的示例，在进行显示输出时，针对第二行位置的第二类像素，其像素值可以由其右上和左下位置的第一类像素进行补偿。

根据本公开的实施例，在所述图像采集装置被配置用于实现不同于显示输出的特定功能时，仅使用第二类像素所采集的数据来进行计算。

作为一个示例，第二类像素用于测距功能。在这种情况下由第二类像素组成的图像采集装置作为一个测距装置使用。

下面以红外测距相机作为一个示例来进行描述。例如，当图像采集装置被配置在便携式设备上时，通过在便携式设备上配置红外发射器，在需要测距时，红外发射器向被测物体发出红外光，而图像采集装置中的第二类像素采集反射的红外光。通过计算红外光在发射器和接收器(即，第二类像素)之间往返的飞行时间，可以计算出被测物体的距离。

当然，根据本公开实施例的图像采集装置也可以通过第二类像素实现其他方式的测距相机。例如，采用其他波长的光进行测距。

根据本公开的一个实施例，第二类像素能够检测940nm的不可见光。这是测距专用的波长。

用于测距的像素不需要很多。一般而言，50万到100万像素就可以满足需求。而当前图像采集装置通常具有几千万像素。因此，在根据本公开的实施例中，第二类像素的数量不超过像素总数的10％。随着图像采集装置的分辨率越来越高，第二类像素所占百分比可以更小，例如不超过1％。

作为另一个示例，第二类像素可以用于实现虹膜识别。

在该示例中，图像采集装置紧贴被识别人员的眼部。图像采集装置所在的设备，例如便携式设备上的红外发射器发出红外光，光照使得虹膜收缩，图像采集装置中的第二类像素采集的连续性使得图像采集装置可以拍摄到这一收缩。需要的话，还可以获得随后的虹膜扩张。所采集的一系列的虹膜图像可以随后用于计算被识别人员的虹膜的特征参数。将计算的特征参数与预先存储的特征参数进行比对，就可以识别被识别人员。

在根据本公开的实施例中，为了确保虹膜识别的精度，第二类像素的数量不能太少。可以通过合理地布置第一类像素和第二类像素，使得图像采集装置能够实现显示输出和虹膜识别。

在根据本公开的实施例中，图像采集装置的感光阵列还可以包括第三类像素。例如，第一类像素用于显示输出，第二类像素用于测距，第三类像素用于虹膜识别。在这种情况下，各种像素上的镀膜分别用于透过对应波长的光。例如，第一类像素能够采集可见光，第二类像素能够采集测距所用的波长的光，第三类像素能够采集红外光。在图像采集装置被配置用于显示输出时，仅对第一类像素所采集的数据进行处理。在图像采集装置被配置用于测距时，仅对第二类像素所采集的数据进行处理。在图像采集装置被配置用于虹膜识别时，仅对第三类像素所采集的数据进行处理。第一类、第二类和第三类像素分别连接到到后端处理电路，用于在实现对应功能时对对应的像素所采集的数据进行处理，以实现所需功能。

图5示意性示出了根据本公开的另一实施例的图像采集装置中的感光阵列的示意图。与图3所示的图像采集装置相比，图5所示的图像采集装置还包括第三类像素，在图中由斜线表示。通过合理地布置第一类像素、第二类像素和第三类像素，可以使得图像采集装置能够实现显示输出、测距和虹膜识别。

根据本公开的另一实施例，第二类像素所实现的特定功能能够对第一类像素所输出的图像提供补充信息。例如，采用第一类像素对物体进行成像输出，然后采用第二类像素对物体进行测距，得到物体的距离参数。可以将成像输出的图像与其距离参数存储在一起。从而用户可以方便地知晓被摄物体的距离。

图6示意性示出了根据本公开的实施例的图像采集装置的使用方法的流程图。

如图6所示，该方法包括操作s601～s603。

在操作s601中，确定图像采集装置的工作模式。在图像采集装置被配置为进行显示输出时，该方法前进到操作s602。而当图像采集装置被配置为实现特定功能时，该方法前进到操作s603。

在操作s602中，对所述第一类像素所采集的数据计算，得到图像，并显示输出所得到的图像。

在操作s603中，对所述第二类像素所采集的数据计算，得到特定功能的功能参数。

例如，在第二类像素用于测距时，在操作s603中，对第二类像素所采集的数据进行计算，可以得到被测物体的距离参数。

图7示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的框图。

如图7所示，电子设备700包括图像采集装置710和处理器720。图像采集装置710包括镜头和感光阵列。所述感光阵列至少包括第一类像素和与所述第一类像素不同的第二类像素，所述第一类像素至少用于显示输出，所述第二类像素用于不同于第一类像素的特定功能。

处理器720用于控制图像采集装置710，利用图像采集装置710实现电子设备所需的功能。例如，在使用图像采集装置710进行显示输出时，处理器720对图像采集装置710中的第一类像素所采集的数据计算，得到图像，并显示输出所得到的图像。在使用图像采集装置720进行例如测距时，处理器720对图像采集装置710中的述第二类像素所采集的数据计算，得到所述特定功能的功能参数。

电子设备700还可包括其他模块，例如红外发射器、显示器等。为了不模糊本公开的实施例，在此对这些与本公开无关的模块进行了省略。

可以理解的是，处理器720可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(fpga)、可编程逻辑阵列(pla)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(asic)，或可以以对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式的适当组合来实现。或者，处理器720可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该程序被计算机运行时，可以执行相应模块的功能。

图8示意性示出了根据本公开的另一实施例的电子设备800的框图。

如图8所示，电子设备800包括处理器810、计算机可读存储介质820、图像处理装置830。该电子设备800可以执行上面参考图6描述的方法，以实现多种功能。

具体地，处理器810例如可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(asic))，等等。处理器810还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器810可以是用于执行参考图6描述的根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

计算机可读存储介质820，例如可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，可读存储介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。可读存储介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(hdd)；光存储装置，如光盘(cd-rom)；存储器，如随机存取存储器(ram)或闪存；和/或有线/无线通信链路。

计算机可读存储介质820可以包括计算机程序821，该计算机程序821可以包括代码/计算机可执行指令，其在由处理器810执行时使得处理器810执行例如上面结合图6所描述的方法流程及其任何变形。

计算机程序821可被配置为具有例如包括计算机程序模块的计算机程序代码。例如，在示例实施例中，计算机程序821中的代码可以包括一个或多个程序模块，例如包括821a、模块821b。模块821a在执行时使得电子设备800确定图像处理装置830的模式。模块821b在执行时使得电子设备800利用图像处理装置830实现所需功能，例如显示输出和测距等。

应当注意，模块的划分方式和个数并不是固定的，本领域技术人员可以根据实际情况使用合适的程序模块或程序模块组合，当这些程序模块组合被处理器810执行时，使得处理器810可以执行例如上面结合图6所描述的方法流程及其任何变形。

根据本公开的实施例，处理器810可以图像处理装置830进行交互，来执行上面结合图6所描述的方法流程及其任何变形。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。