[发明专利]相机模块及由此的深度信息提取方法

说明书

根据本发明的一个实施例，相机模块包括：照明单元，用于输出在对象处发射的输出光信号；透镜单元，该透镜单元包括红外(IR)滤光器和布置在该IR滤光器上的至少一片透镜，并且聚集从对象反射的输入光信号；倾斜单元，用于通过控制IR滤光器的倾斜来使输入光信号的光路偏移；图像传感器单元，用于从由透镜单元聚集并由倾斜单元偏移的输入光信号中生成电信号；图像控制单元，用于通过使用由图像传感器单元接收的输入光信号与输出光信号之间的相位差来提取对象的深度信息；以及检测单元，用于检测IR滤光器的倾斜信息并将IR滤光器的倾斜信息提供给图像控制单元。

技术领域

本发明涉及相机模块和使用该相机模块提取深度信息的方法。

背景技术

三维(3D)内容已应用于各个领域，例如教育、制造、自主驾驶等领域，以及游戏和文化领域，并且需要深度信息(例如，深度图)来获得3D内容。深度信息是表示空间距离以及从二维(2D)图像上的一个点到另一点的距离的信息。

作为获得深度信息的方法之一，存在一种通过将红外(IR)结构光投射到对象上并分析从对象反射的光来提取深度信息的方法。使用IR结构光的方法的缺点在于，难以获得关于移动的对象的期望水平的深度分辨率。

作为可以替代使用IR结构光的方法的技术，飞行时间(ToF)方法受到关注。

根据ToF方法，通过测量飞行时间(即，反射所发射的光的时间)来计算到对象的距离。ToF方法的最大优点是可以快速实时地提供与到3D空间的距离有关的信息。另外，用户无需额外地应用算法或执行硬件校正即可获得准确的距离信息。另外，即使在测量非常接近的对象或移动的对象时，也可以获得准确的深度信息。

但是，当前的ToF方法存在的问题在于，对于每个帧可以获得的信息(即分辨率)非常低。

一种提高分辨率的方法是增加图像传感器的像素数量。然而，在这种情况下，相机模块的体积和制造成本将大大增加。

因此，需要一种在不显著地增加相机模块的体积和制造成本的情况下提高分辨率的深度信息获取方法。

发明内容

[技术问题]

本发明旨在提供一种用于使用ToF方法提取深度信息的相机模块以及一种使用该相机模块提取深度信息的方法。

[技术方案]

根据本发明的一个方面，一种相机模块包括：照明单元，其被配置为输出要发射到对象的输出光信号；透镜单元，其被配置为聚集从对象反射的输入光信号，该透镜单元包括红外(IR)滤光器和设置在该IR滤光器上的至少一个透镜；倾斜单元，其被配置为控制IR滤光器的倾斜以使输入光信号的光路偏移；图像传感器单元，其被配置为从由透镜单元聚集并由倾斜单元偏移的输入光信号中生成电信号；图像控制单元，其被配置为使用输出光信号与输入光信号之间的相位差来提取对象的深度信息，该输入光信号由图像传感器单元接收；以及检测单元，其被配置为检测IR滤光器的倾斜信息，并将IR滤光器的倾斜信息提供给图像控制单元。

检测单元可以包括第一霍尔传感器和第二霍尔传感器以检测与IR滤光器一体移动的磁体的位置，并且第一霍尔传感器和第二霍尔传感器可以布置成相对于IR滤光器的中心形成90°或更大且小于180°的角度。

第一霍尔传感器和第二霍尔传感器可以布置在与IR滤光器的外侧相对应的位置处，以分别与磁体和IR滤光器间隔开。

第一霍尔传感器和第二霍尔传感器中的一个可以布置在IR滤光器的侧面上，以与磁体间隔一定距离，并且第一霍尔传感器和第二霍尔传感器中的另一个可以布置在IR滤光器的底部处，以与磁体间隔一定距离。