一种移动终端的成像设备及移动终端

摘要

本发明公开了一种移动终端的成像设备，包括光学镜头部件和滤光片部件。滤光片部件包括，适于阻碍非可见光通过的第一滤光片、承载第一滤光片的滑轨和与第一滤光片相连的滤光片驱动机构。该驱动机构适于将第一滤光片在滑轨的第一位置与第二位置之间移动。其中在第一位置处第一滤光片处于光学镜头部件的光路中，在第二位置处第一滤光片处于镜头部件的光路之外。成像设备还包括与所述光学镜头部件和所述滤光片驱动机构相连的传动机构。光学镜头部件包括光学镜片和适于将镜片旋转固定的支撑机构。本发明还提供一种移动终端。

权利要求

1.一种移动终端的成像设备，包括：

光学镜头部件，适于获取图像；

滤光片部件，包括：

适于阻碍非可见光通过的第一滤光片；

承载该第一滤光片的滑轨；和

与第一滤光片相连的滤光片驱动机构，适于将该第一滤光片在滑轨的第一位置与第二位置之间移动，其中在第一位置处第一滤光片处于光学镜头部件的光路中，在第二位置处第一滤光片处于镜头部件的光路之外；以及与所述光学镜头部件和所述滤光片驱动机构相连的传动机构，其中，所述光学镜头部件包括光学镜片和适于将镜片旋转固定的支撑机构，所述传动机构适于当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第一位置时，带动光学镜片旋转至靠近支撑机构的第三位置，以减小光学镜头部件的焦距，以及当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第二位置时，带动光学镜片旋转至远离支撑机构的第四位置，以增加光学镜头部件的焦距，便于对虹膜图像进行采集。

2.如权利要求1所述的成像设备，其中所述滤光片驱动机构包括适于手动操作的拨片装置。

3.如权利要求1所述的成像设备，其中光学镜片在所述第三位置和第四位置之间的距离差为0.001-5mm范围内。

4.如权利要求1所述的成像设备，所述支撑机构包括螺纹固定机构。

5.如权利要求4所述的成像设备，其中所述传动机构适于当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第一位置时，带动光学镜片顺时针旋转至第三位置，以及当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第二位置时，带动光学镜片逆时针旋转至第四位置。

6.如权利要求1所述的成像设备，其中滤光片部件还包括适于阻碍可见光通过的第二滤光片，滤光片驱动机构适于当将第一滤光片移动至第二位置时带动第二滤光片移动至第一位置，以及当将第一滤光片移动至第一位置时带动第二滤光片移动至第二位置。

7.如权利要求1所述的成像设备，还包括图像传感器，适于将光学图像转换为电子图像。

8.如权利要求1所述的成像设备，其中所述滤光片驱动机构包括微电机和微电机控制器，该微电机控制器适于向微电机发送双向驱动信号。

9.如权利要求1所述的成像设备，还包括红外光源，该红外光源适于在所述滤光片处于所述第二位置时开启。

10.如权利要求9所述的成像设备，所述红外光源包括一组LED。

11.如权利要求9所述的成像设备，所述红外光源包括多组LED，该多组LED分布在所述光学镜头部件两侧。

12.一种移动终端，包括如权利要求1至11中任一项所述的成像设备。

说明书

一种移动终端的成像设备及移动终端

技术领域

[0001] 本发明涉及成像设备领域，尤其涉及虹膜成像领域。

背景技术

[0002] 目前移动终端的摄像头大多是定焦镜头，即不能改变焦距。一般情况下，前置摄像头的焦距被设置为当伸开手臂(距离脸部50cm左右)范围内能够将人脸包含在取景框内，以方便自拍方便。换而言之，前置摄像头的焦距较短，从而有较大取景范围。然而，当使用前置摄像头采集虹膜图像时，并不需要这么大的取景范围，相反，希望将人眼部分尽可能充满取景范围，以便进行虹膜识别。此外，移动终端的前置摄像头具有滤光片，滤除可见光以外频谱的光线(如红外)，以提高成像质量。然而，对于虹膜成像来说，滤除红外光会严重降低成像效果。因此，目前移动终端的前置摄像头难以直接复用作为采集虹膜成像的摄像头。

[0003] 因此，需要一种可以应对这种情况的技术方案，该方案可以通过移动终端的前置摄像设备，进行自拍与虹膜图像采集的复用。

发明内容

[0004] 为此，本发明提供一种新的方案以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

[0005] 根据本发明的一个方面，提供一种移动终端的成像设备，包括光学镜头部件、滤光片部件、滤光片驱动机构和传动机构。光学镜头部件，适于获取图像。滤光片部件包括，适于阻碍非可见光通过的第一滤光片，承载该第一滤光片的滑轨，以及与滤光片相连的滤光片驱动机构，适于将该第一滤光片在滑轨的第一位置与第二位置之间移动，其中在第一位置处第一滤光片处于光学镜头部件的光路中，在第二位置处第一滤光片处于镜头部件的光路之外。传动机构与光学镜头部件和滤光片驱动机构相连。其中光学镜头部件包括光学镜片和适于将镜片旋转固定的支撑机构，传动机构适于当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第一位置时，带动光学镜片旋转至靠近支撑机构的第三位置，以及当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第二位置时，带动光学镜片旋转至远离支撑机构的第四位置。

[0006] 可选地，在根据本发明的成像设备中，滤光片驱动机构包括适于手动操作的拨片装置。

[0007] 可选地，在根据本发明的成像设备中，光学镜片在所述第三位置和第四位置之间的距离差为0.001-5mm。

[0008] 可选地，在根据本发明的成像设备中，支撑机构包括螺纹固定机构。

[0009] 可选地，在根据本发明的成像设备中，传动机构适于当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第一位置时，带动光学镜片顺时针旋转至第三位置，以及当滤光片驱动机构将第一滤光片移动至第二位置时，带动光学镜片逆时针旋转至第四位置。

[0010] 可选地，在根据本发明的成像设备中，滤光片部件还包括适于阻碍可见光通过的第二滤光片，滤光片驱动机构适于当将第一滤光片移动至第二位置时带动第二滤光片移动至第一位置，以及当将第一滤光片移动至第一位置时带动第二滤光片移动至第二位置。

[0011] 可选地，根据本发明的成像设备还包括图像传感器，适于将光学图像转换为电子图像。

[0012] 可选地，在根据本发明的成像设备中，滤光片驱动机构包括微电机和微电机控制器，该微电机控制器适于向微电机发送双向驱动信号。

[0013] 可选地，根据本发明的成像设备还包括红外光源，该红外光源适于在第一滤光片处于第二位置时开启。

[0014] 可选地，在根据本发明的成像设备中，红外光源包括一组LED。

[0015] 可选地，在根据本发明的成像设备中，红外光源包括多组LED，该多组LED分布在光学镜头部件两侧。

[0016] 根据本发明的又一个方面，还提供一种移动终端，包括根据本发明的成像设备。

[0017] 根据本发明实施例的成像设备，能够通过滤光片驱动机构的单次调节，就能对焦距和滤光这两个重要的参数进行调节，这就不同于一般手机的定焦和/或具有不可调节滤光片的前置摄像头，根据本发明实施例的成像技术能够实现对单个成像设备(例如移动终端的前置摄像头)的取景与虹膜识别的复用。另外，在根据本发明实施例的成像设备中，实现了通过一个驱动机构同时对滤光片和光学镜片进行调节，极大提高了操作方便性。进一步，根据本发明实施例的单滤光片结构，能够满足对结构尺寸要求严格的例如手机、平板等设备中，便于节省结构空间。

附图说明

[0018] 为了实现上述以及相关目的，本文结合下面的描述和附图来描述某些说明性方面，这些方面指示了可以实践本文所公开的原理的各种方式，并且所有方面及其等效方面旨在落入所要求保护的主题的范围内。通过结合附图阅读下面的详细描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。遍及本公开，相同的附图标记通常指代相同的部件或元素。

[0019] 图1示出了一个移动终端100的结构框图；以及

[0020] 图2示出了根据本发明一个实施例的成像设备200。

具体实施方式

[0021] 下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

[0022] 图1是移动终端100的结构框图。移动终端100可以包括存储器接口102、一个或多个数据处理器、图像处理器和/或中央处理单元104，以及外围接口106。

[0023] 存储器接口102、一个或多个处理器104和/或外围接口106既可以是分立元件，也可以集成在一个或多个集成电路中。在移动终端100中，各种元件可以通过一条或多条通信总线或信号线来耦合。传感器、设备和子系统可以耦合到外围接口106，以便帮助实现多种功能。

[0024] 例如，运动传感器110、光传感器112和距离传感器114可以耦合到外围接口106，以方便定向、照明和测距等功能。其他传感器116同样可以与外围接口106相连，例如定位系统(例如GPS接收机)、温度传感器、生物测定传感器或其他感测设备，由此可以帮助实施相关的功能。

[0025] 相机子系统120和光学传感器122可以用于方便诸如记录照片和视频剪辑的相机功能的实现，其中所述相机子系统和光学传感器例如可以是电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器。可以通过一个或多个无线通信子系统124来帮助实现通信功能，其中无线通信子系统可以包括射频接收机和发射机和/或光(例如红外)接收机和发射机。无线通信子系统124的特定设计和实施方式可以取决于移动终端100所支持的一个或多个通信网络。例如，移动终端100可以包括被设计成支持GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、Wi-Fi或WiMax网络以及BlueboothTM网络的通信子系统124。

[0026] 音频子系统126可以与扬声器128以及麦克风130相耦合，以便帮助实施启用语音的功能，例如语音识别、语音复制、数字记录和电话功能。I/O子系统140可以包括触摸屏控制器142和/或一个或多个其他输入控制器144。触摸屏控制器142可以耦合到触摸屏146。举例来说，该触摸屏146和触摸屏控制器142可以使用多种触摸感测技术中的任何一种来检测与之进行的接触和移动或是暂停，其中感测技术包括但不局限于电容性、电阻性、红外和表面声波技术。一个或多个其他输入控制器144可以耦合到其他输入/控制设备148，例如一个或多个按钮、摇杆开关、拇指旋轮、红外端口、USB端口、和/或指示笔之类的指点设备。所述一个或多个按钮(未显示)可以包括用于控制扬声器128和/或麦克风130音量的向上/向下按钮。

[0027] 存储器接口102可以与存储器150相耦合。该存储器150可以包括高速随机存取存储器和/或非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备，一个或多个光学存储设备，和/或闪存存储器(例如NAND，NOR)。存储器150可以存储操作系统172，例如Android、IOS或是Windows Phone之类的操作系统。该操作系统172可以包括用于处理基本系统服务以及执行依赖于硬件的任务的指令。存储器150还可以存储应用174。在移动设备运行时，会从存储器150中加载操作系统172，并且由处理器104执行。应用154在运行时，也会从存储器150中加载，并由处理器104执行。应用174运行在操作系统之上，利用操作系统以及底层硬件提供的接口实现各种用户期望的功能，如即时通信、网页浏览、图片管理等。应用174可以是独立于操作系统172提供的，也可以是操作系统172自带的。

[0028] 上述相机子系统120中，其中一种设备为根据本发明的成像设备200。该成像设备能实现对正常拍摄(例如自拍)与虹膜拍摄的复用。

[0029] 图2示出了根据本发明一个实施例的成像设备200。根据本发明的成像设备适于在移动设备中使用。当然，也可以应用于多种需要进行虹膜识别与正常图像拍摄(例如自拍)的设备中，特别是对成像设备结构尺寸结构有要求的装置中。

[0030] 如图2所示，根据本发明的移动终端的成像设备200，包括光学镜头部件、滤光片部件以及图像传感器260。

[0031] 光学镜头部件包括光学镜片250和可以调节光学镜片焦距的支撑机构。支撑机构调节光学镜片的方式包括但不限于旋转方式，例如该支撑机构为螺纹固件机构。螺纹固定机构可以旋转带动光学镜片沿着旋转轴线进行双向移动。该光学镜头部件适于获取图像。特别是能够进行正常取景或获取虹膜图像。

[0032] 滤光片部件包括第一滤光片210、承载该第一滤光片210的滑轨220以及与滤光片相连的滤光片驱动机构230。其中第一滤光片210适于阻碍非可见光通过，从而避免在进行正常取景(例如自拍)时，图像传感器产生彩色失真。滤光片驱动机构230能驱动滤光片在滑轨220的第一位置和第二位置间移动。其中，第一滤光片210在第一位置时，会处于光学镜头部件的光路中。在这种情况下，成像设备适于进行正常取景。当第一滤光片210在第二位置时，会处于光学镜头部件的光路外，这种情况下的成像设备适于对诸如虹膜图像等进行拍摄。另外，在本发明的成像设备中还具有传动机构240。该传动机构240将光学镜头部件与滤光片驱动机构230相连。当然传动机构240也可以作为滤光片驱动机构230的一个部件。这样滤光片驱动机构230就能够同时对光学镜头部件与第一滤光片210进行调节。具体地，当滤光片驱动机构230将第一滤光片210移动到第一位置时，连接该驱动机构的传动机构240带动支撑机构将光学镜片逆时针旋转至靠近支撑机构的第三位置，即通过旋转减小光学镜头部件的焦距，这样使得光学镜头部件的取景范围能够增加，并且通过第一滤光片210对用于在图像传感器上成像的光线进行过滤，去除了诸如红外光线等非可见光，便于消除成像的彩色失真。反之，当滤光片驱动机构230将滤光片移动到第二位置时，传动机构240带动支撑机构旋转，将光学镜片250顺指针旋转至远离支撑机构的第四位置，即将光学镜头部件的焦距增加，这样能够减小取景范围，同时第一滤光片210处于光路之外，使得人眼部分的图像尽可能充满取景范围，便于在身份识别等应用中，对虹膜图像进行采集。

[0033] 由此，根据本发明的成像设备能够通过滤光片驱动机构230的单次调节，就能对焦距和滤光这两个重要的参数进行调节，这就不同于一般手机的定焦和\或具有不可调节滤光片的前置摄像头，根据本发明的成像技术能够实现对单个成像设备(例如移动终端的前置摄像头)的取景与虹膜识别的复用。另外，在根据本发明的成像设备中，实现了通过一个驱动机构同时对第一滤光片210和光学镜片250进行调节，极大提高了操作方便性。另外，本发明的滤光片部件为单滤光片结构，不同于通常的双滤光片结构，能够满足对结构尺寸要求严格的例如手机、平板等设备中，便于节省结构空间。

[0034] 可选地，在根据本发明的又一个实施例中，滤光片部件还包括适于阻碍可见光通过的第二滤光片，当滤光片驱动机构将阻碍非可见光通过的第一滤光片210移动至第二位置时，带动阻碍可见光通过的第二滤光片移动至第一位置；当滤光片驱动机构将阻碍非可见光通过的第一滤光片210移动至第一位置时，带动阻碍可见光通过的第二滤光片移动至第二位置。这样第二滤光片能够起到对可见光进行滤除，从而使得根据本发明的成像设备进行虹膜成像时能够避免可见光的干扰。

[0035] 在根据本发明的成像设备中，滤光片驱动机构230可以选择多种控制方式。

[0036] 在一个实施例中，滤光片驱动机构230包括微电机和微电机控制器。具体地，可以通过移动终端的拍照应用对微电机控制器进行控制，进而通过微电机控制器向微电机发送双向驱动信号，实现对成像设备的模式切换。

[0037] 在又一个实施例中，滤光片驱动机构230为便于用户简易操作的手动结构。手动结构包括但不限于拨片装置，拨片装置的一端设置在便于用户来回拨动的位置上，例如移动终端上的滑动开关或按钮。在进行自拍模式与虹膜识别模式的切换时，用户可以通过拨动拨片装置来进行切换。例如，对应于拨片装置进行操作，光学镜片的第三位置与第四位置的距离差为0.001-5mm。

[0038] 此外，在根据本发明的实施例中，成像设备还可以包括红外光源。红外光源适于在滤光片处于第二位置时开启，即在进行虹膜成像时开启，能够提高虹膜成像的图像清晰度。具体地，红外光源可以包括两组LED。而两组LED可以分布在光学镜头部件的两侧，这样在进行虹膜成像时，可以用两组LED分别对左眼和右眼进行照射，这样便于成像设备获取光强均匀的眼部图像，能够降低虹膜识别的错误率。

[0039] A10、根据本发明所述的成像设备，所述红外光源包括一组LED。A11、根据本发明所述的成像设备，所述红外光源包括多组LED,该多组LED分布在所述光学镜头部件两侧。

[0040] 在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

[0041] 类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

[0042] 本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

[0043] 本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

[0044] 此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

[0045] 此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

[0046] 如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

[0047] 尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。