镜头模组及其色彩还原方法、成像系统

文档序号:1936047 发布日期:2021-12-07 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 镜头模组及其色彩还原方法、成像系统 (Lens module, color restoration method thereof and imaging system ) 是由 马宝兴 李明明 于 2021-09-16 设计创作,主要内容包括:本申请涉及一种镜头模组及其色彩还原方法、成像系统,该镜头模组透明的弹性薄膜腔,其内部填充有无色的第一液体;多个供液装置,分别通过管道与弹性薄膜腔连通,以向弹性薄膜腔分别供应不同色彩的第二液体,其中,不同色彩的第二液体与第一液体互不相溶,且第二液体与第一液体叠加后能够产生不同的焦距,并补偿目标物体的色彩像素偏差。该镜头模组在焦距可变的同时,还可以提高成像的色彩像素效果,使得拍摄的物体色彩还原度更真实、色彩效果更艳丽。(The application relates to a lens module, a color reduction method thereof and an imaging system, wherein the lens module is a transparent elastic film cavity, and a colorless first liquid is filled in the transparent elastic film cavity; and the liquid supply devices are respectively communicated with the elastic film cavities through pipelines so as to respectively supply second liquids with different colors to the elastic film cavities, wherein the second liquids with different colors are not mutually soluble with the first liquid, and the second liquids and the first liquid can produce different focal lengths after being superposed and compensate the color pixel deviation of a target object. The lens module can improve the color pixel effect of imaging while the focal length is variable, so that the color reduction degree of a shot object is more real and the color effect is more gorgeous.)

镜头模组及其色彩还原方法、成像系统

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域,尤其涉及一种镜头模组及其色彩还原方法、成像系统。

背景技术

随着时代发展,人们对图像采集的需求日益提升,摄像头的透镜对最终图像采集的结果尤为关键。液体透镜是根据仿生学原理提出的一种新型光学元件,其由液体材料制作而成,通过改变液体折射率或表面曲率半径,使得自身的焦距发生变化,无需机械运动装置即可实现变焦,具有体积小、响应速度快、操作简单、无磨损、寿命长、功耗低等优点,因此在手机、数码相机、网络摄像头、内窥镜等光学系统中具有很好的应用前景。

为了对不同距离的物体进行成像,可以采用变焦透镜来调节焦距,但现有的液体透镜只能进行固定倍数的变焦,应用范围较窄。另外,现有的液体透镜在成像时存在色彩像素偏差,无法真实地还原拍摄物体的色彩。

发明内容

本申请的目的在于提供一种镜头模组及其色彩还原方法、成像系统,该镜头模组在焦距可变的同时,还可以提高成像的色彩像素效果,使得拍摄的物体色彩还原度更真实、色彩效果更艳丽。

第一方面,本申请实施例提供了一种镜头模组,包括:透明的弹性薄膜腔,其内部填充有无色的第一液体;多个供液装置,分别通过管道与弹性薄膜腔连通,以向弹性薄膜腔分别供应不同色彩的第二液体,其中,不同色彩的第二液体与第一液体互不相溶,且第二液体与第一液体叠加后能够产生不同的焦距,并补偿目标物体的色彩像素偏差。

在一种可能的实现方式中,每个供液装置包括:固定腔,其内部容纳有第二液体,固定腔设置有第一开口和第二开口,第二开口与弹性薄膜腔连通,固定腔对应于第二开口的周侧还设置有电磁线圈;调压泵,通过管路与第一开口连通;阀门,设置于第二开口处,电磁线圈通电时,阀门打开,调压泵驱动第二液体由固定腔流向弹性薄膜腔,电磁线圈断电时,阀门关闭,调压泵将第二液体由弹性薄膜腔抽回固定腔。

在一种可能的实现方式中,固定腔还设置有电极,电极与电磁线圈电连接。

在一种可能的实现方式中,多个供液装置的多个固定腔通过电极并联设置,其中一个固定腔的电极包括电性相反的第一电极和第二电极,其余固定腔的电极均为第一电极或者第二电极。

在一种可能的实现方式中,弹性薄膜腔的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任一者。

在一种可能的实现方式中,多个供液装置的第二液体具有不同的折射率。

在一种可能的实现方式中,第一液体为电解质,第二液体为油性非极性物质,弹性薄膜腔内的第二液体所在的一侧靠近目标物体。

在一种可能的实现方式中,多个供液装置包括第一供液装置、第二供液装置和第三供液装置,第一供液装置、第二供液装置和第三供液装置的第二液体的色彩分别为红色、绿色和蓝色。

第二方面,本申请实施例还提供了一种镜头模组的色彩还原方法,镜头模组包括:透明的弹性薄膜腔,其内部填充有无色的第一液体;多个供液装置,分别通过管道与所述弹性薄膜腔连通,以向弹性薄膜腔分别供应不同色彩的第二液体,其中,不同色彩的第二液体与第一液体互不相溶,该色彩还原方法包括:获取目标物体的主色调;根据目标物体的主色调的色彩控制对应色彩的供液装置向所述弹性薄膜腔供应的第二液体,以使第二液体与第一液体叠加后产生不同的焦距,且能够补偿目标物体的色彩像素偏差。

在一种可能的实现方式中,色彩还原方法还包括:如果目标物体的主色调的色彩与多个供液装置中的任一个的第二液体的色彩相同,则控制对应色彩的供液装置向弹性薄膜腔供应第二液体。

在一种可能的实现方式中,色彩还原方法还包括:如果目标物体的主色调的色彩与多个供液装置中的至少部分供液装置的第二液体混合后的色彩相同,则控制部分供液装置分别向弹性薄膜腔供应第二液体。

在一种可能的实现方式中,获取目标物体的主色调包括:根据弹性薄膜腔内部填充的第一液体形成的液态透镜预览的目标物体的图像获取目标物体的主色调。

第三方面,本申请实施例还提供了一种成像系统,包括:如前所述的任一种镜头模组;相互连接镜筒和底座,镜筒和底座形成容纳镜头模组的容纳空间,镜筒沿光轴方向设置有与镜头模组对应的光孔;影像感测单元,设置于镜筒内远离光孔的一侧或者固定于底座上,用于将从光孔进入弹性薄膜腔后的光信号转换为电信号。

根据本申请实施例提供的镜头模组及其色彩还原方法、成像系统,该镜头模组通过在透明的弹性薄膜腔内填充有无色的第一液体和具有不同色彩的多种第二液体,且不同色彩的第二液体与第一液体互不相溶,使得第二液体与第一液体叠加后能够产生不同的焦距,并补偿目标物体的色彩像素偏差。该镜头模组在焦距可变的同时,还可以提高成像的色彩像素效果,使得拍摄的物体色彩还原度更真实、色彩效果更艳丽。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。另外,在附图中,相同的部件使用相同的附图标记,且附图并未按照实际的比例绘制。

图1示出本申请一实施例提供的镜头模组的结构示意图;

图2示出本申请另一实施例提供的镜头模组的结构示意图;

图3示出本申请实施例提供的一种镜头模组的色彩还原方法的流程框图;

图4示出本申请实施例提供的成像系统的结构示意图。

附图标记说明:

1、镜头模组;

11、弹性薄膜腔;L1、第一液体;L2、第二液体;

12、供液装置;12a、第一供液装置;12b、第二供液装置;12c、第三供液装置;121、固定腔;121a、第一开口;121b、第二开口;122、阀门;E1、第一电极;E2、第二电极;

2、镜筒;21、光孔;

3、底座;

4、影像感测单元。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

图1示出本申请一实施例提供的镜头模组的结构示意图,图2示出本申请另一实施例提供的镜头模组的结构示意图。。

如图1所示,本申请实施例提供了一种镜头模组1,包括:透明的弹性薄膜腔11和多个供液装置12。

弹性薄膜腔11内部填充有无色的第一液体L1。

多个供液装置12分别通过管道与弹性薄膜腔11连通,以向弹性薄膜腔11分别供应不同色彩的第二液体L2,其中,第二液体L2与第一液体L1互不相溶,且第二液体与第一液体叠加后能够产生不同的焦距,并补偿目标物体的色彩像素偏差。

可选地,第二液体L2的密度小于第一液体L1的密度,则第二液体L2注入弹性薄膜腔11后会漂浮在第一液体L1上。可选地,第一液体L1为电解质,例如旋转水银,第二液体L2为油性非极性物质,例如氟化硅酮油等,且不同色彩的第二液体L2之间也互不相溶。互不相溶的第一液体L1与各第二液体L2的交界面上可以分别形成清晰可见的透镜层,对光线起会聚的作用。

具体来说,在拍摄之前,根据弹性薄膜腔11内部填充的第一液体L1形成的液态透镜预览的目标物体的图像获取目标物体的主色调,然后根据主色调的色彩控制对应色彩的供液装置12向弹性薄膜腔11供应的第二液体L2,以使第二液体L2与第一液体L1叠加后产生不同的焦距,且能够补偿目标物体的色彩像素偏差。

本文中,“主色调”指的是,一幅画中画面色彩的总体倾向。例如,不同颜色的物体被笼罩在一片金色的阳光之中,这种在不同颜色的物体上笼罩着的某一种色彩,使不同颜色的物体都带有同一色彩倾向,这样的色彩现象就是“主色调”。例如主色调为绿色,然后调整绿色第二液体L2对应的供液装置12的供液量,使绿色第二液体L2通过相应的管道注入到弹性薄膜腔11中。由于第二液体L2与弹性薄膜腔11内部填充的第一液体L1互不相溶,且第二液体L2的密度小于第一液体L1的密度,则绿色的第二液体L2浮在第一液体L1的表面,从而形成绿色的可变焦距的液态透镜。

根据本申请实施例提供的镜头模组,该镜头模组通过在透明的弹性薄膜腔内填充有无色的第一液体L1和具有不同色彩的多种第二液体L2,且第二液体L2的密度与第一液体L1的密度不同,使得第二液体与第一液体叠加后能够产生不同的焦距,并补偿目标物体的色彩像素偏差。该镜头模组在焦距可变的同时,还可以提高成像的色彩像素效果,使得拍摄的物体色彩还原度更真实、色彩效果更艳丽。

下面结合附图进一步详细描述本申请实施例提供的镜头模组1的具体结构。

根据色度学原理,利用红光、绿光和蓝光经过适当比例混合后,可产生自然界大部分的颜色,因此把红光、绿光和蓝光称作三原色。任何光都可以用红、绿、蓝三种光按不同的比例混合而成,这就是三原色原理。例如,红色与绿色叠加后为黄色;绿色与蓝色叠加后为青色;红色与蓝色叠加后为亮紫色;红色与绿色和蓝色叠加后为白色。

由此,在一些实施例中,多个供液装置12包括第一供液装置12a、第二供液装置12b和第三供液装置12c,第一供液装置12a、第二供液装置12b和第三供液装置12c的第二液体L2的色彩分别为红色、绿色和蓝色。

在一个示例中,如果目标物体的主色调的色彩与多种第二液体L2中任一种的色彩相同,则控制对应色彩的供液装置12向弹性薄膜腔11供应对应色彩的第二液体L2。

例如,拍摄场景为公园的绿草地,控制单元13根据预览成像时的色彩像素获取该拍摄场景中绿色占比较大,即主色调为绿色,然后控制第二供液装置12b向弹性薄膜腔11中的无色第一液体L1的上方注入绿色的第二液体L2,使得拍摄场景的光线通过绿色第二液体L2补偿后再发生折射,然后聚焦成像。此时所拍摄的照片中绿色会更加的艳丽,部分绿色光线不足的地方也会得到补偿,从而提高成像的色彩像素效果。

在另一个示例中,如果目标物体的主色调的色彩与多个供液装置12中的部分供液装置12的第二液体L2混合后的色彩相同,则镜头模组控制部分供液装置12分别向弹性薄膜腔11供应对应色彩的第二液体L2。

例如,拍摄场景为天空或者大海,控制单元13根据预览成像时的色彩像素获取该拍摄场景中青色占比较大,即主色调为青色。由于绿色与蓝色叠加后为青色,则镜头模组可以控制第二供液装置12b和第三供液装置12c分别向弹性薄膜腔11中的无色第一液体L1的上方注入绿色和蓝色的第二液体L2,使得拍摄场景的光线通过绿色和蓝色第二液体L2补偿后再发生折射,然后聚焦成像。此时所拍摄的照片中青色会更加的艳丽,部分青色光线不足的地方也会得到补偿,从而提高成像的色彩像素效果。

在另一个示例中,镜头模组根据目标物体的主色调的色彩计算多种彩色液体的配色比例;根据配色比例分别控制对应色彩的供液装置向弹性薄膜腔供应的彩色液体的体积。

如前所述,当拍摄场景的主色调为青色时,镜头模组可以控制第二供液装置12b和第三供液装置12c分别向弹性薄膜腔11中的无色第一液体L1的上方注入绿色和蓝色的第二液体L2,通过绿色和蓝色的叠加获得青色。为了使青色更加接近拍摄场景的真实色彩,镜头模组还可以控制分别进入弹性薄膜腔11的第二供液装置12b和第三供液装置12c的第二液体L2的体积,即控制绿色第二液体L2和蓝色第二液体L2的配色比例以获得还原度更高的色彩。

在一些实施例中,多个供液装置12的第二液体L2具有不同的折射率,使得多种第二液体L2中的任一至少一者注入弹性薄膜腔11中与第一液体L1组合后形成多种不同焦距的液态透镜。

另外,弹性薄膜腔11具有一定的弹性,能够随液体的体积大小而作适应地变形。在一些实施例中,弹性薄膜腔11的材质包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的任一者。

在一些实施例中,供液装置12包括:固定腔121、调压泵和阀门122。

固定腔121内部容纳有第二液体L2,固定腔121设置有第一开口121a和第二开口121b,第二开口121b与弹性薄膜腔11连通,固定腔121对应于第二开口121b的周侧还设置有电磁线圈。

调压泵通过管路与第一开口121a连通,阀门122设置于第二开口121b处,电磁线圈通电时,阀门122打开,调压泵驱动第二液体L2由固定腔121流向弹性薄膜腔11,电磁线圈断电时,阀门122关闭,调压泵将第二液体L2由弹性薄膜腔11抽回固定腔121。

在一个示例中,调压泵为液压泵,用于向固定腔121供应第二液体L2,并与阀门122配合驱动第二液体L2在固定腔121与弹性薄膜腔11之间往复流动。在另一个示例中,调压泵为气泵,根据阀门122的开启与关闭调整气压,从而驱动第二液体L2在固定腔121与弹性薄膜腔11之间往复流动。

调压泵还可以为其他任何合适的泵,诸如静电泵(例如蠕动泵)、拉链致动器、梳状驱动器、共振静电泵、压电泵(例如弯曲压电)、双金属泵、双稳态或三稳态泵、电润湿泵、分子泵、采用电活性聚合物的泵、S形膜片致动器、电磁和热致动泵等,根据具体的需求而定,不再赘述。

进一步地,固定腔121还设置有电极,电极与电磁线圈电连接。

可选地,多个供液装置12的固定腔121通过电极并联设置,其中一个固定腔121的电极包括电性相反的第一电极E1和第二电极E2,其余固定腔121的电极均为第一电极E1或者第二电极E2。

如图1所示,第一供液装置12a、第二供液装置12b和第三供液装置12c中,第一供液装置12a的固定腔121的电极包括第一电极E1和第二电极E2,其中第一电极E1为公用电极,第二供液装置12b和第三供液装置12c的固定腔121的电极均为第二电极E2,每个第二电极E2与第一电极E1分别连接至电磁线圈的负极端和正极端,从而为对应的电磁线圈供电,进而控制阀门122的开启或者关闭。如此设置,可以简化电路,节约布线空间。

图2示出本申请另一实施例提供的镜头模组的结构示意图。

如图2所示,本申请实施例还提供了另一种镜头模组1,其与图1所示的镜头模组1的结构类似,不同之处在于,第二液体L2的密度大于第一液体L1的密度,在不改变入射光线的方向时,弹性薄膜腔11倒置设置。

可选地,第一液体L1为电解质,第二液体L2为高分子液体材料,例如三氯乙烯,则供液装置12向弹性薄膜腔11供应的第二液体L2将位于弹性薄膜腔11的下侧,第一液体L1位于第二液体L2的上方,且弹性薄膜腔11内的第二液体L2所在的一侧靠近目标物体。

图3示出本申请实施例提供的一种镜头模组的色彩还原方法的流程框图。

如图3所示,本申请实施例提供的一种如前所述的镜头模组的色彩还原方法,包括步骤S1~S2。

具体来说,该色彩还原方法包括:

步骤S1:获取目标物体的主色调;

步骤S2:根据目标物体的主色调的色彩控制对应色彩的供液装置向所述弹性薄膜腔供应的第二液体,以使第二液体与第一液体叠加后产生不同的焦距,且能够补偿目标物体的色彩像素偏差。

进一步地,该色彩还原方法还包括:如果目标物体的主色调的色彩与多个供液装置中的任一个的第二液体的色彩相同,则控制对应色彩的供液装置向弹性薄膜腔供应第二液体。

以多个供液装置12包括第一供液装置12a、第二供液装置12b和第三供液装置12c,第一供液装置12a、第二供液装置12b和第三供液装置12c的第二液体L2的色彩分别为红色、绿色和蓝色为例,例如,拍摄场景为公园的绿草地,镜头模组1根据预览成像时的色彩像素获取该拍摄场景中绿色占比较大,即主色调为绿色,然后控制第二供液装置12b向弹性薄膜腔11中的无色第一液体L1的上方注入绿色的第二液体L2,使得拍摄场景的光线通过绿色第二液体L2补偿后再发生折射,然后聚焦成像。此时所拍摄的照片中绿色会更加的艳丽,部分绿色光线不足的地方也会得到补偿,从而提高成像的色彩像素效果。

进一步地,该色彩还原方法还包括:如果目标物体的主色调的色彩与多个供液装置中的至少部分供液装置的第二液体混合后的色彩相同,则控制部分供液装置分别向弹性薄膜腔供应第二液体。

例如,拍摄场景为天空或者大海,控制单元13根据预览成像时的色彩像素获取该拍摄场景中青色占比较大,即主色调为青色。由于绿色与蓝色叠加后为青色,则镜头模组可以控制第二供液装置12b和第三供液装置12c分别向弹性薄膜腔11中的无色第一液体L1的上方注入绿色和蓝色的第二液体L2,使得拍摄场景的光线通过绿色和蓝色第二液体L2补偿后再发生折射,然后聚焦成像。此时所拍摄的照片中青色会更加的艳丽,部分青色光线不足的地方也会得到补偿,从而提高成像的色彩像素效果。

进一步地,步骤S1中,获取目标物体的主色调包括:根据弹性薄膜腔11内部填充的第一液体L1形成的液态透镜预览的目标物体的图像获取目标物体的主色调。此时,多个供液装置12的阀门处于关闭状态,获取目标物体的主色调之后,再根据主色调的色彩控制对应颜色的供液装置12向弹性薄膜腔11内注入第二液体L2,使其与第一液体L1叠加后能够补偿目标物体的色彩像素偏差。

图4示出本申请实施例提供的成像系统的结构示意图。

如图4所示,本申请实施例还提供了一种成像系统,包括如前所述的镜头模组1、相互连接镜筒2和底座3,以及影像感测单元4。

镜筒2和底座3形成容纳镜头模组1的容纳空间,镜筒2沿光轴方向设置有与镜头模组1对应的光孔21。影像感测单元4设置于镜筒2内远离光孔21的一侧或者固定于底座3上,用于将从光孔21进入镜头模组1后的光信号转换为电信号,从而获取数字图像信号。影像感测单元4可以为电荷耦合元件或者互补金属氧化物半导体元件。

另外,成像系统还可以包括套设于底座3外周侧的电磁屏蔽套,以屏蔽外界电磁波对影像感测单元4的干扰,从而提升成像质量。

在一些实施例中,该镜头模组还可以与玻璃材质的传统光学镜头组合使用,以发挥传统光学镜头与液态透镜各自的优势,提高成像效果。

该成像系统可以广泛应用于例如条码读取、包装分类、安保和显示装置等需要在多个位置进行对焦的场景中,例如、扫描设备、工业相机等。

应当指出,在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性,但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外,这样的短语未必是指同一实施例。此外,在结合实施例描述特定特征、结构或特性时,结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

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