CN102148922B - 一种电子设备、图像采集装置及图像采集控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电子设备、图像采集装置及图像采集控制方法，该电子设备包括主板和与所述主板连接的图像采集装置及处理器，其中，所述图像采集装置具有第一模式和第二模式，所述图像采集装置包括：用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；所述处理器中设置有图像采集控制模块，用于根据模式切换指令，控制所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式。本发明实施例，能实现所有应用的最优，为每个应用提供最合适的图像，并能够降低计算量，减少计算带来的功耗，加快处理速度。
Description
技术领域
本发明涉及电子技术领域，特别是一种电子设备、图像采集装置及图像采集控制方法。
背景技术
现在大量的电子设备上都设置有图像采集装置，但发明人在实现本发明实施例的过程中发现，现有技术至少存在如下问题：
现有技术中电子设备设置的图像采集装置只有一套或者多套相同的成像单元阵列(如同时开启采集图像得到立体图像)，但所有的成像单元都是针对一种应用设置，而无法很好的满足其他应用的需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种电子设备、图像采集装置及图像采集控制方法，可以满足多种应用的需求。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种电子设备，包括主板和与所述主板连接的图像采集装置及处理器，其中，所述图像采集装置具有第一模式和第二模式，所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述处理器中设置有图像采集控制模块，用于根据模式切换指令，控制所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式。
优选的，上述的电子设备，其中，所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列的成像单元的类型、参数、数量、分布密度、分布面积中的至少一个不同。
优选的，上述的电子设备，其中，所述第一模式下，所述图像采集装置用于采集呈现给用户的图像，所述第二模式下，所述图像采集装置采集用于计算指点物轨迹的图像。
优选的，上述的电子设备，其中，所述第二成像单元阵列为所述第一成像单元阵列的一部分，所述图像采集装置处于第二模式时，所述第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
优选的，上述的电子设备，其中，所述图像采集装置还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定距离，形成有一空间；
一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备，与所述主板连接；
所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供了图像采集装置，所述图像采集装置具有第一模式和第二模式，所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
优选的，上述的图像采集装置，其中，所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列的成像单元的类型、数量、分布密度、分布面积中的至少一个不同。
优选的，上述的图像采集装置，其中：
所述第二成像单元阵列中包括多个在物理位置上相互独立的子阵列；或
所述第二成像单元阵列中包括多个在物理位置上相互独立，且围绕所述第一成像单元阵列的子阵列。
优选的，上述的图像采集装置，其中，所述第二成像单元阵列为所述第一成像单元阵列的一部分，所述图像采集装置处于第二模式时，所述第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
优选的，上述的图像采集装置，其中，还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定距离，形成有一空间；
一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备，与所述主板连接；
所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种具有图像采集装置的电子设备的图像采集控制方法，包括：
接收一模式切换指令；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第一模式时，控制所述图像采集装置，由所述图像采集装置中的第一成像单元阵列进行图像采集；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第二模式时，控制所述图像采集装置，由所述图像采集装置中的第二成像单元阵列进行图像采集；
其中，所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
优选的，上述的图像采集控制方法，所述模式切换指令由电子设备根据采集到的切换参数产生。
本发明实施例具有以下的有益效果：
本发明实施例，相对于现有技术中是使用同一套成像单元阵列来对应这些应用，其在不同的模式下使用不同的成像单元阵列来提供图像，因此能实现所有应用的最优，也就是为每个应用提供最合适的图像。
本发明实施例，使用成像单元数量较少的阵列进行图像采集，提供给质量要求相对较低的应用，相对于现有技术中是使用同一套成像单元阵列来对应所有应用，其在部分模式下，参与采集图像的成像单元数量减少，因此可以降低功耗，同时，由于图像数据的减少，因此还能够降低计算量，减少计算带来的功耗，加快处理速度。
附图说明
图1为图像采集装置的结构示意图；
图2-图4为图像采集装置的第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列的排布方式示意图；
图5为图像采集装置的第二成像单元阵列为所述第一成像单元阵列的一部分的示意图；
图6-图9为本发明实施例中，设置有固定设置的发光设备时，发光设备、第二成像单元阵列、透明窗三者之间的可能相对位置关系的示意图。
具体实施方式
本发明实施例中，图像采集装置可以工作于多种工作模式，而对应于每种工作模式设置有对应的成像单元阵列，在每种模式下，对应的成像单元阵列进行图像采集，避免了单一的成像单元阵列应用于多种方式带来的效果不好的问题。
本发明实施例的电子设备，包括主板和与所述主板连接的图像采集装置及处理器，其中，所述图像采集装置具有第一模式和第二模式，如图1所示，所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述处理器中设置有图像采集控制模块，用于根据模式切换指令，控制所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式。
在本发明的具体实施例中，该电子设备可以是手机、PDA、便携式电脑、一体机、台式机等各种电子设备。
如电子设备为台式机时，该图像采集装置可以设置于显示器上，当然也可以设置于机箱内，将镜头伸出到机箱外部即可。
在本发明的具体实施例中，该第一模式和第二模式为各种不同的模式，如：
采集呈现给用户的图像的模式和采集用于计算指点物轨迹的图像的模式；或
采集呈现给用户的图像的模式和采集用于计算光照强度的图像的模式；或
采集呈现给用户的图像的模式和采集用于人脸识别的图像的模式；或
采集用于计算光照强度的图像的模式和采集用于人脸识别的图像的模式。
当然，上述的各种模式仅仅是举例说明，图像采集装置的类似应用模式还有很多，在此不一一列举，但应当知道的是，上述的各种模式对图像的质量、大小要求都不同，如果采用一套成像单元阵列来对应不同的应用模式，必然导致各种问题，如功耗问题、时延问题等，说明如下。
图像采集装置功耗的问题，如相对于用户拍照而言，采集用于计算光照强度的图像需要的成像单元数量较少，但现有技术中是使用同一套成像单元阵列来对应这些应用，则必然导致在采集用于计算光照强度的图像的模式下的不必要的能耗。
计算模块的功耗问题，如采集用于计算光照强度的图像时，得到的图像的像素越大，则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越大，而得到的图像的像素越小，则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越小，但现有技术中是使用同一套成像单元阵列来对应这些应用，这样必然是得到的图像的质量满足最高要求的应用，而对于其他图像质量要求相对较低的应用而言，其就增加了不必要的计算量，带来不必要的功耗。
时延问题，考虑到图像质量越高，计算设备进行计算所耗费的时间也就越长，因此，采集不必要的高质量图像还会带来处理时间的增加。
而相应的利用本发明实施例，则可以避免上述的问题，说明如下。
图像采集装置功耗的问题，如相对于用户拍照而言，采集用于计算光照强度的图像需要的成像单元数量较少，本发明实施例中，使用成像单元数量较少的阵列进行图像采集，相对于现有技术中是使用同一套成像单元阵列(由于其要考虑用户拍摄，其像单元数量较多)来对应这些应用，其参与采集用于计算光照强度的图像需要的成像单元数量减少，因此可以降低功耗。
计算模块的功耗问题，如采集用于计算光照强度的图像时，得到的图像的像素越大，则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越大，而得到的图像的像素越小，则根据图像计算光照强度需要执行的计算量越小，本发明实施例中，使用成像单元数量较少的阵列进行图像采集，相对于现有技术中是使用同一套成像单元阵列(由于其要考虑用户拍摄，其像单元数量较多)来对应这些应用，由于图像数据的减少，因此能够降低计算量，减少计算带来的功耗，同时，也能加快处理速度。
应用最优化问题，现有技术中是使用同一套成像单元阵列(由于其要考虑用户拍摄，其像单元数量较多)来对应这些应用，其仅能实现部分应用的最优，但本发明实施例中，不同的模式下对应不同的成像单元阵列，因此能实现所有应用的最优，也就是为每个应用提供最合适的图像。
在本发明的具体实施例中已经提到图像采集装置包括不同的第一成像单元阵列和第二成像单元阵列，下面对各种实现方式进行详细说明。
<实现方式一>
在实现方式一中，该第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元的类型不同，如第一成像单元阵列为CCD(Charge Couple Device，电荷耦合器件)成像单元阵列，而第二成像单元阵列为CMOS(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)成像单元阵列。
CCD技术成熟，成像质量好，但其耗电量大，而CMOS相对而言价格低廉，制造工艺简单，耗电量低，但CMOS在频繁的启动过程中会因为多变的电流而产生热量，导致杂波并影响画质。
由于二者的不同，其必然适合于不同的应用场景(工作模式)，所以对应不同的工作模式采用不同类型的成像单元阵列，则可以得到各种模式下效果最好的图像。
<实现方式二>
在实现方式一中，该第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元的类型不同，但应当理解的是，该第一成像单元阵列和第二成像单元阵列可以采用采用相同类型的成像单元，但成像单元的参数不同。
如对于CCD成像单元而言，成像单元的单位面积越小，相同面积下可以布置的成像单元越多，则得到的图像的像素越高，但整体的灵敏度和动态范围会受到影响，进而影响画质。
对于上述的情况，第一成像单元阵列(成像单元的单位面积较小)可以用于对像素要求较高的模式下，而第二成像单元阵列(成像单元的单位面积较大)可以用于对画质要求较高的模式下。
<实现方式三>
在实现方式三中，该第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元的数量不同。
保证第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中的成像单元的数量不同可以采用各种方式来实现，如：
第一成像单元阵列和第二成像单元阵列的面积相同，但第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中成像单元的分布密度不同；或者
第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中成像单元的分布密度相同，但第一成像单元阵列和第二成像单元阵列的面积相同；或者
第一成像单元阵列和第二成像单元阵列中成像单元的分布密度不同，第一成像单元阵列和第二成像单元阵列的面积也不相同。
由于数量不同，则第一成像单元阵列和第二成像单元阵列的功耗不同，如对于光照强度测量则不需要太多的成像单元，此时第二成像单元数量较少，因此，在光照强度测量情况下，只有第二成像单元阵列工作，降低了系统的功耗。
当然，应当理解的是，上述的类型、参数、数量、分布密度、分布面积等都可以结合使用，得到不同的成像单元阵列，以适应不同的应用模式。
对于上述各种可能的实现方式，第一成像单元阵列和第二成像单元阵列可以按照各种方式进行排布，如：
如图2所示，第二成像单元阵列为环状，且第二成像单元阵列的内边缘与第一成像单元阵列的外边缘邻接设置；
如图3所示，第二成像单元阵列与第一成像单元阵列间隔一定距离设置；
如图4所示，第二成像单元阵列包括多个在物理位置上相互独立的子阵列，这些子阵列设置于第一成像单元阵列的外围。
当然，上述的各种方式中，在第一成像单元阵列中成像单元的数量大于第一成像单元阵列中成像单元的数量时，所述第二成像单元阵列可以是第一成像单元阵列的一部分，而图像采集装置处于第二模式时，所述第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
下面对上述的第二成像单元阵列可以是第一成像单元阵列的一部分的实现方式说明如下。
如图5所示，其中的方框代表一个成像单元，其中虚线方框的成像单元组成第二成像单元阵列，而虚线方框和实线方框所表示的成像单元一起组成第一成像单元阵列。
当然，图5仅仅是一种可能的方式，其中第二成像单元阵列的成像单元的数量也可以更多或更少，同时，组成第二成像单元阵列的成像单元也可以以其它方式排列。
在所述第二成像单元阵列为所述第一成像单元阵列的一部分，可以单独为第二成像单元阵列和第一成像单元阵列设定各自独立的供电，此时，在第二模式下，第一成像单元阵列中，除第二成像单元阵列之外的成像单元无法得到供电，处于关闭状态。
当然也可以单独为第二成像单元阵列和第一成像单元阵列设定各自独立的控制器，由控制器控制第二成像单元阵列和第一成像单元阵列的工作与否，在在第二模式下，由对应的控制器控制第二成像单元阵列中的成像单元开启，而第一成像单元阵列中，除第二成像单元阵列之外的成像单元被关闭。
当然，在任意一种模式下，也可以都让第一成像单元阵列都可以处于工作状态，而根据当前所处的模式来选择成像单元的信号，进而形成对应的图像。
在本发明的具体实施例中，所述第一模式下，所述图像采集装置用于采集呈现给用户的图像，所述第二模式下，所述图像采集装置采集用于计算指点物轨迹的图像。
在这种情况下，该图像采集装置中还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定距离，形成有一空间；
一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备，与所述主板连接；
所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
在本发明的具体实施例中，该所述发光设备固定设置或可调，分别说明如下。
如图2所示，所述发光设备21固定设置，且发光方向朝向所述透明窗23。
发光设备21发出的光线照射到触摸在透明窗23外表面的手指上，并反射到第二成像单元阵列22中，由第二成像单元阵列22形成记录手指头位置的图像。
如图3所示，所述发光设备21固定设置，所述便携式电子设备还包括设置于所述发光设备21的发光方向上，用于将所述发光设备21发出的光线导向所述空间的光学器件24。
发光设备21发出的光线在光学器件24内多次反射后射出光学器件24，并照射到触摸在透明窗23外表面的手指上，并反射到第二成像单元阵列22中，由第二成像单元阵列22形成记录手指头位置的图像。
图3中，光学器件24设置于光学器件24的下方，但二者之间的相对位置也可是其他的形式，如图4所示，所述发光设备21固定设置，所述便携式电子设备还包括设置于所述发光设备21的发光方向上(光学器件24设置于光学器件24的左边)，用于将所述发光设备21发出的光线导向所述空间的光学器件24。
发光设备21发出的光线在光学器件24内多次反射后射出光学器件24，并照射到触摸在透明窗23外表面的手指上，并反射到第二成像单元阵列22中，由第二成像单元阵列22形成记录手指头位置的图像。
图2到图4的各种实现方式中，所述发光设备都位于透明窗外部，与所述第二成像单元阵列位于透明窗的同侧，但发光设备也可以设置到透明窗内部，如图5所示，所述发光设备21固定设置于所述透明窗23内，位于透明窗23的一端，且发光方向朝向所述透明窗23的另一端。
发光设备21发出的光束从透明窗23截面照向其内部，即透明窗23的内表面后，将产生反射。如果透明保护层表层是空气，当入射光的角度满足一定条件时，光就会在透明保护层表面完全反射。但是如果有个折射率比较高的物质(例如手指)压住透明窗23的外表面，透明窗23表面全反射的条件就会被打破，部分光束透过表面，投射到手指表面。凹凸不平的手指表面导致光束产生散射(漫反射)，散射光透过透明窗23后到达第二成像单元阵列22，由第二成像单元阵列22形成记录手指头位置的图像。
本发明实施例中，利用第二成像单元阵列来拍摄指点物在透明窗表面的图像，进而进行分析，确定指点物位置，其不用增加额外的设备，实现成本小，且对于小型便携式设备非常重要；
本发明实施例中，由于指点物并不是在触摸屏的表面进行滑动，而是在透明窗上进行操作，不会影响用户观看显示的内容。
本发明实施例的一种具有图像采集装置的电子设备的图像采集控制方法，包括：
接收一模式切换指令；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第一模式时，控制所述图像采集装置，由所述图像采集装置中的第一成像单元阵列进行图像采集；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第二模式时，控制所述图像采集装置，由所述图像采集装置中的第二成像单元阵列进行图像采集；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同。
对于该模式切换指令，可以是用户通过设置于电子设备表面的硬件切换开关发出的指令，也可以是通过软件模块输入的指令，还可以是按压键盘上的特定按键发出的指令。
当然，该模式切换指令也可以是系统根据采集到的切换参数产生，举例说明如下。
假定电子设备为便携终端，所述图像采集装置的第一模式为采集用于人脸识别的图像的模式，第二模式为采集用于计算光照强度的图像的模式。
在便携终端开机或被唤醒时，处于第一模式，此时成像质量较好的第一成像单元阵列工作，采集图像，并用于人脸识别。
在识别通过后，手机启动，进入工作状态，此时，采集切换参数(如某特定程序是否启动，或特定程序是否关闭(比如安全登录软件关闭))，在切换参数指示切换条件成立时，生成模式切换指令，指示切换到第二模式。
第二模式下，成像质量较差的第二成像单元阵列工作，采集图像，并根据采集到的图像进行分析，用于自动调整屏幕背光的亮度。
上述仅仅是举例说明，对于各种不同的模式，该切换参数各不相同，可以根据各种具体模式进行预先设定即可，在此不再举例说明。
同时，在本发明的具体实施例中，对于便携式电子设备而言，其空间较小，为了尽可能减小对便携式电子设备的空间的占用，该图像采集装置以一个模块的方式设计，即多个成像单元阵列都位于一个模块上，图像采集装置以统一的接口与主板联接，而不是呈现为多个图像采集子装置。
同时，根据应用的不同，该多套成像单元阵列可以共用透镜，也可以采用各自独立的透镜，以满足各自不同的需要。
本发明实施例中，图像采集装置可以工作于多种工作模式，而对应于每种工作模式设置有对应的成像单元阵列，在每种模式下，对应的成像单元阵列进行图像采集，避免了单一的成像单元阵列应用于多种方式带来的效果不好的问题。
如第一成像单元阵列(成像单元的单位面积较小)应用于对像素要求较高的模式下，而第二成像单元阵列(成像单元的单位面积较大)应用于对画质要求较高的模式下，可以满足不同应用的需求，而如果单一使用同一个成像单元阵列，则可能只能满足一种应用的需求，如像素或画质要求，而无法同时满足两种要求。
同时，利用对应的成像单元阵列进行图像采集，对于一些要求不高的应用需求，由于使用对应的成像单元阵列进行图像采集，避免了不必要的能量消耗。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种电子设备，其特征在于，包括主板和与所述主板连接的图像采集装置及处理器，其中，所述图像采集装置具有第一模式和第二模式，所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述处理器中设置有图像采集控制模块，用于根据模式切换指令，控制所述图像采集装置切换到第一模式或第二模式；
所述第二成像单元阵列为所述第一成像单元阵列的一部分，所述图像采集装置处于第二模式时，所述第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一模式下，所述图像采集装置用于采集呈现给用户的图像，所述第二模式下，所述图像采集装置采集用于计算指点物轨迹的图像。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述图像采集装置还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定距离，形成有一空间；
一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备，与所述主板连接；
所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
4.一种图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置具有第一模式和第二模式，所述图像采集装置包括：
用于在第一模式下进行图像采集的第一成像单元阵列；
用于在第二模式下进行图像采集的第二成像单元阵列；
所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述第二成像单元阵列为所述第一成像单元阵列的一部分，所述图像采集装置处于第二模式时，所述第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
5.根据权利要求4所述的图像采集装置，其特征在于，还包括：
设置于所述第二成像单元阵列的图像采集通道上的透明窗，所述透明窗远离所述第二成像单元阵列的第一表面与所述第二成像单元阵列间隔一定距离，形成有一空间；
一用于将光线照射到所述空间的至少一个发光设备，与所述主板连接；
所述发光设备与所述第二成像单元阵列位于所述第一表面的同侧。
6.一种具有图像采集装置的电子设备的图像采集控制方法，其特征在于，包括：
接收一模式切换指令；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第一模式时，控制所述图像采集装置，由所述图像采集装置中的第一成像单元阵列进行图像采集；
在所述模式切换指令指示将图像采集装置切换到第二模式时，控制所述图像采集装置，由所述图像采集装置中的第二成像单元阵列进行图像采集；
其中，所述第一成像单元阵列与所述第二成像单元阵列不同；
所述第二成像单元阵列为所述第一成像单元阵列的一部分，所述图像采集装置处于第二模式时，所述第一成像单元阵列中除所述第二成像单元阵列之外的成像单元处于关闭状态。
7.根据权利要求6所述的图像采集控制方法，其特征在于，所述模式切换指令由电子设备根据采集到的切换参数产生。
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