相机系统及其数据传输方法、显示屏和电子设备与流程

1.本公开涉及光学成像领域，尤其涉及一种相机系统及其数据传输方法、显示屏、电子设备以及相机系统中的主控芯片和相机。


背景技术：

2.目前，为了达到更好的光学成像效果，通常会采用相机阵列来实现光场的收集。然而，由于相机阵列中的单个相机需要引出的线束较多，导致相机阵列难以满足高度集成的需求。
3.相机阵列可以被集成在电子设备中。然而，由于相机阵列难以满足高度集成的需求，导致对电子设备单位区域内所能布置的相机数量造成了限制。此外，在电子设备为显示装置时，电子设备还包括显示屏，但是，这类电子设备中的显示屏和相机阵列各自独立设置，集成度较低。


技术实现要素：

4.本公开的目的在于提供一种相机系统及其数据传输方法、显示屏、电子设备以及相机系统中的主控芯片和相机，可以提高相机阵列的集成度。
5.为了实现上述目的，本公开提供如下技术方案：
6.一方面，提供一种相机系统。所述相机系统包括：主控芯片，所述主控芯片包括至少一个主控单元；至少一组相机，各组相机中的各个相机包括图像采集控制芯片；至少一对双向差分数据线，每对双向差分数据线连接一个主控单元和一组相机中的所有图像采集控制芯片。
7.在一些实施例中，所述图像采集控制芯片包括第一管脚和第二管脚。所述主控单元包括第一引脚和第二引脚。每对所述双向差分数据线包括：第一数据线，连接一个所述主控单元的第一引脚和与所述主控单元对应的一组所述相机中所有图像采集控制芯片的第一管脚；第二数据线，连接一个所述主控单元的第二引脚和与所述主控单元对应的一组所述相机中所有图像采集控制芯片的第二管脚。
8.在一些实施例中，所述相机还包括镜头；所述图像采集控制芯片还包括：位于所述镜头出光侧的模拟采集器，所述模拟采集器被配置为获取与所述镜头对应的模拟图像信号；以及，将所述模拟图像信号转换为数字图像信号；与所述模拟采集器耦接的第一存储器，所述第一存储器被配置为存储所述数字图像信号；数字接口装置和时钟装置；所述数字接口装置与所述模拟采集器、所述第一存储器、所述时钟装置以及所述第一管脚和所述第二管脚耦接；所述时钟装置被配置为向所述模拟采集器、所述第一存储器和所述数据接口装置提供工作时钟。
9.在一些实施例中，所述图像采集控制芯片还包括：连接外部电源的第三管脚；接地的第四管脚；以及，与所述第三管脚和所述第四管脚耦接的电源管理装置，所述电源管理模块被配置为向所述模拟采集器、所述第一存储器、所述数据接口装置和所述时钟装置提供
工作电源。
10.在一些实施例中，所述相机系统还包括：基底，所述基底上铺设有所述至少一对双向差分数据线；其中，每对所述双向差分数据线在所述基底上的特性阻抗的取值范围为98ω～102ω。
11.在一些实施例中，所述主控芯片中包括m个所述主控单元，所述相机系统中包括与m个所述主控单元一一对应的m组所述相机，每组所述相机中包括n个所述相机；其中，m为大于或等于2的正整数，n为大于或等于2的正整数。
12.在一些实施例中，m组所述相机沿第一方向排列，每组所述相机中的n个所述相机沿与所述第一方向交叉的第二方向排列。
13.在一些实施例中，m个所述主控单元依次编号为1～m，与每个所述主控单元连接的一组所述相机依次编号为1～n，通过组合所述主控单元的编号和所述相机的编号，确定各个所述相机的身份编号。
14.在一些实施例中，所述主控芯片为fpga芯片或asic芯片；所述图像采集控制芯片为fpga芯片或asic芯片。
15.在一些实施例中，所述主控芯片还包括：第二存储器，与所述至少一个主控单元耦接；外设接口，与所述第二存储器耦接。
16.另一方面，提供一种显示屏。所述显示屏具有显示区和位于所述显示区至少一侧的非显示区。所述显示屏包括：如上述任一项实施例所述的相机系统；其中，所述相机系统中的主控芯片位于所述非显示区，所述相机系统中的至少一组相机位于所述显示区。
17.再一方面，提供一种电子设备。所述电子设备包括：如上述任一项实施例所述的相机系统；或者，如上述任一项实施例所述的显示屏。
18.再一方面，提供一种数据传输方法，应用于如上述任一项实施例所述的相机系统。所述方法包括：
19.初始化阶段：主控芯片的各主控单元轮询与其连接的一组相机的在线情况，生成相机在线列表；所述主控芯片的各主控单元向与其连接且位于所述相机在线列表中的各个相机发送初始参数信息；所述相机在线列表中的各个相机根据所述初始参数信息进行初始参数配置，并在初始参数配置成功后向与其连接的主控单元发送配置完成信息；
20.曝光阶段：所述主控芯片的各主控单元向与其连接且初始参数配置成功的各个相机发送曝光控制信息；所述相机在线列表中初始参数配置成功的各个相机基于所述曝光控制信息进行曝光，产生图像信息；
21.图像传输阶段：所述主控芯片的各主控单元向与其连接且完成曝光的各个相机发送图像请求信息；所述相机在线列表中完成曝光的各个相机基于所述图像请求信息，发送所述图像信息至与其连接的所述主控单元。
22.在一些实施例中，所述发送初始参数信息包括：发送包含所述初始参数信息的相机参数配置数据包；所述发送配置完成信息包括：发送包含所述配置完成信息的相机配置应答数据包；所述发送曝光控制信息包括：发送包含所述曝光控制信息的广播曝光数据包；所述发送图像请求信息包括：发送包含所述图像请求信息的图像信息请求数据包；所述发送所述图像信息包括：发送包含所述图像信息的图像信息传输数据包。其中，所述相机参数配置数据包、相机配置应答数据包、所述广播曝光数据包、所述图像信息请求数据包和图像
信息传输数据包中的至少一者编码后进行发送。
23.在一些实施例中，所述相机参数配置数据包、相机配置应答数据包、所述广播曝光数据包、所述图像信息请求数据包和图像信息传输数据包中的至少一者采用nrzi编码方式编码后进行发送。
24.在一些实施例中，所述相机参数配置数据包、相机配置应答数据包、所述广播曝光数据包、所述图像信息请求数据包和图像信息传输数据包中的至少一者包括同步信息。
25.在一些实施例中，所述方法还包括：所述主控芯片的各主控单元从对应于所述图像信息传输数据包的编码数据流中恢复出所述相机的工作时钟；根据恢复出的工作时钟，对所述图像信息传输数据包进行解码以得到所述相机中的图像信息。
26.在一些实施例中，所述方法还包括：所述主控芯片的主控单元对解码后的所述图像信息传输数据包进行解析以得到解析结果，根据所述解析结果确定解码后的所述图像信息传输数据包是否为指定数据包；若解码后的所述图像信息传输数据包为指定数据包，则所述主控芯片的主控单元对解码后的所述图像信息传输数据包进行校验以得到校验结果，根据所述校验结果确定解码后的所述图像信息传输数据包中是否有误码；若解码后的所述图像信息传输数据包中没有误码，则根据解码后的所述图像信息传输数据包，得到所述相机中的图像信息。
27.又一方面，提供一种如上述任一项实施例所述的相机系统的主控芯片，所述主控芯片包括至少一个主控单元，所述主控单元包括数据生成模块、第一数据包封装模块、第一编码模块、第一端口模块、第一时钟恢复模块、第一解码模块和第一数据处理模块。
28.所述数据生成模块被配置为，生成初始参数信息、曝光控制信息和图像请求信息中的至少一者。
29.第一数据包封装模块被配置为执行以下至少一者：根据所述初始参数信息封装形成相机参数配置数据包，根据所述曝光控制信息封装形成广播曝光数据包，或者根据图像请求信息封装形成图像信息请求数据包。
30.所述第一编码模块被配置为，对所述相机参数配置数据包、所述广播曝光数据包和所述图像信息请求数据包中的至少一者进行编码。
31.所述第一端口模块被配置为，将编码后的所述相机参数配置数据包、编码后的所述广播曝光数据包和编码后的所述图像信息请求数据包中的至少一者发送至所述相机系统的至少一个相机；以及，接收所述相机系统的至少一个相机发出的编码后的相机配置应答数据包和/或编码后的图像信息传输数据包。
32.所述第一时钟恢复模块被配置为，从所述相机发出的编码数据流中恢复出所述相机的第一工作时钟。
33.所述第一解码模块被配置为，根据恢复出的第一工作时钟，对编码后的相机配置应答数据包和/或编码后的图像信息传输数据包进行解码。
34.第一数据包解析模块被配置为，对解码后的所述相机配置应答数据包和/或解码后的所述图像信息传输数据包进行解析，以确定解码后的所述相机配置应答数据包和/或解码后的所述图像信息传输数据包是否为指定数据包。
35.第一数据处理模块被配置为，对所述指定数据包进行校验，得到校验结果；以及，根据所述校验结果，对所述指定数据包进行处理。
36.在一些实施例中，所述第一编码模块被配置为，采用nrzi编码方式对所述相机参数配置数据包、所述广播曝光数据包或所述图像信息请求数据包中的至少一者进行编码；所述第一解码模块被配置为，根据恢复出的第一工作时钟，对编码后的相机配置应答数据包和/或编码后的图像信息传输数据包进行nrzi解码。
37.又一方面，提供一种如上述任一项实施例所述的相机系统的相机，所述相机的图像采集控制芯片包括数字接口模块，所述数字接口模块包括第二端口模块、第二时钟恢复模块、第二解码模块、第二数据包解析模块、第二数据处理模块、第二数据包封装模块、第二编码模块和第二端口模块。
38.所述第二端口模块被配置为，接收所述主控单元发出的编码后的相机参数配置数据包、编码后的广播曝光数据包和编码后的图像信息请求数据包中的至少一者。
39.所述第二时钟恢复模块被配置为，从所述主控单元发出的编码数据流中恢复出主控单元的第二工作时钟。
40.所述第二解码模块被配置为，根据恢复出的第二工作时钟，对编码后的所述相机参数配置数据包、编码后的广播曝光数据包和编码后的图像信息请求数据包中的至少一者进行解码。
41.所述第二数据包解析模块被配置为，对解码后的所述相机参数配置数据包、解码后的广播曝光数据包和解码后的图像信息请求数据包中的至少一者进行解析，以确定解码后的所述相机参数配置数据包、解码后的广播曝光数据包和解码后的图像信息请求数据包中的至少一者是否为指定数据包。
42.所述第二数据处理模块被配置为，对所述指定数据包进行校验，得到校验结果；根据所述校验结果，对所述指定数据包进行处理；以及，生成配置状态信息和/或读取图像信息。
43.所述第二数据包封装模块被配置为，根据所述配置状态信息封装形成相机配置应答数据包和/或根据所述图像信息封装形成图像信息传输数据包。
44.所述第二编码模块被配置为，对所述相机配置应答数据包和/或所述图像信息传输数据包进行编码。
45.所述第二端口模块还被配置为，将编码后的所述相机配置应答数据包和/或编码后的所述图像信息传输数据包发送至所述相机系统中与该相机连接的主控单元。
46.在一些实施例中，所述第二解码模块被配置为，根据恢复出的第二工作时钟，对所述相机参数配置数据包、广播曝光数据包或图像信息请求数据包中的至少一者进行nrzi解码；所述第二编码模块被配置为，采用nrzi编码方式对所述相机配置应答数据包和/或所述图像信息传输数据包进行编码。
47.本公开提供的相机系统及其数据传输方法、显示屏、电子设备以及相机系统中的主控芯片和相机具有如下有益效果：
48.本公开提供的相机系统，在各个主控单元和与其对应的一组相机之间，可以仅通过一对双向差分数据线实现信息交互，因此，减少了各主控单元和与其对应的一组相机之间的线束数量，从而有利于在单位区域内布置更多的相机，也即有利于增加相机在单位区域内的设置密度，进而有利于拍摄出较高分辨率的图像。
49.本公开提供的显示屏、电子设备、相机系统中的主控芯片和相机、以及数据传输方
法所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的相机系统所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。
附图说明
50.为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。
51.图1为根据一些实施例的一种相机系统的结构图；
52.图2为根据一些实施例的一种图像采集控制芯片的结构图；
53.图3为根据一些实施例的一对双向差分数据线铺设在基底上的结构图；
54.图4为根据一些实施例的一种显示屏的结构图；
55.图5为根据一些实施例的一种数据传输方法的流程图；
56.图6为根据一些实施例的一种nrzi编码的时序图；
57.图7为根据一些实施例的另一种数据传输方法的流程图；
58.图8为根据一些实施例的又一种数据传输方法的流程图；
59.图9为根据一些实施例的一种主控芯片的结构图；
60.图10为根据一些实施例的一种相机的结构图。
具体实施方式
61.下面将结合附图，对本公开一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
62.除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。
63.以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
64.在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或
电接触。又如，描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而，术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。
[0065]“a、b和c中的至少一个”与“a、b或c中的至少一个”具有相同含义，均包括以下a、b和c的组合：仅a，仅b，仅c，a和b的组合，a和c的组合，b和c的组合，及a、b和c的组合。
[0066]“a和/或b”，包括以下三种组合：仅a，仅b，及a和b的组合。
[0067]
本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。
[0068]
另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
[0069]
如本文所使用的那样，“约”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。
[0070]
图1为根据一些实施例的相机系统的结构图。如图1所示，相机系统01包括主控芯片10、至少一组相机20，以及至少一对双向差分数据线30。其中，每个组相机20中可以包括一个或多个相机20。例如，在图1的示例中，以每一列中的所有相机20作为一组相机20。
[0071]
所述主控芯片10中包括至少一个主控单元101。各组相机20中的各个相机20包括图像采集控制芯片201。每对双向差分数据线30连接一个主控单元101和一组相机20中的所有图像采集控制芯片201。
[0072]
此处，各个主控单元101和与其对应的一组相机20之间，可以仅通过一对双向差分数据线30实现信息交互，因此，减少了各主控单元101和与其对应的一组相机20之间的线束数量，从而有利于在单位区域内布置更多的相机20，也即有利于增加相机20在单位区域内的设置密度，进而可以得到较高分辨率的图像。例如，每个相机20可以对应一定角度的采集范围，通过组合每个相机20采集到的图像信息，可以得到较高分辨率的图像。在一些示例中，所有相机20可以同时进行曝光对被拍摄物体进行图像采集，通过组合至少部分相机20采集到的图像信息，可以进行光场成像。
[0073]
在一些实施例中，参见图1和图2，所述图像采集控制芯片201包括第一管脚a和第二管脚b；所述主控单元101包括第一引脚a1和第二引脚b1；每对双向差分数据线30包括第一数据线301和第二数据线302。
[0074]
其中，第一数据线301连接一个主控单元101的第一引脚a1和与所述主控单元101对应的一组相机20中所有图像采集控制芯片201的第一管脚a(例如，在图1的示例中，一组相机20中的所有第一管脚a并联在对应的第一数据线301上)。
[0075]
第二数据线302连接一个主控单元101的第二引脚b1和与所述主控单元101对应的一组相机20中所有图像采集控制芯片201的第二管脚b(例如，在图1的示例中，一组相机20中的所有第二管脚b并联在对应的第二数据线302上)。
[0076]
在各个主控单元101与对应的一组相机20之间进行信息交互时，上述双向差分数据线30中的第一数据线301和第二数据线302可以同时传输相位差为180度的同一信号。例如，各个主控单元101可以通过与其连接的第一数据线301和第二数据线302同时发送或接
收相位差为180度的同一信号；各个相机也可以通过与其连接的第一数据线301和第二数据线302同时发送或接收相位差为180度的同一信号。这样可以得到两倍的信号，并具有较强的抗干扰能力。
[0077]
在一些实施例中，参见图1和图2，所述相机20包括镜头202。所述图像采集控制芯片201还包括模拟采集器2011、第一存储器2012和数字接口装置2013和时钟装置2014。
[0078]
其中，模拟采集器2011位于镜头202的出光侧，模拟采集器2011可以被配置为获取与镜头202对应的模拟图像信号；以及，可以被配置为将该模拟图像信号转换为数字图像信号。示例性的，为了提高信号质量，也可以将该模拟图像信号放大后再转换为数字图像信号。
[0079]
第一存储器2012与模拟采集器2011耦接，第一存储器2012可以被配置为存储该数字图像信号。
[0080]
数字接口装置2013与模拟采集器2011、第一存储器2012、时钟装置2014以及第一管脚a和所述第二管脚b耦接。其中，时钟装置2014被配置为向模拟采集器2011、第一存储器2012和数据接口装置2013提供工作时钟，例如，该时钟装置2014可以包括晶振和时钟分频器，通过晶振和时钟分频器可以产生图像采集控制芯片201中各部分需要的工作时钟。数字接口装置2013可以对该图像采集控制芯片201中的其它部件(例如模拟采集器2011、第一存储器2012和时钟装置2014)进行控制，并且该数字接口装置2013可以通过第一管脚a和第二管脚b连接一对双向差分数据线30，来实现与对应的主控单元101进行信息交互，例如可以实现图像信号的传输和对传输协议的解析等功能。
[0081]
在一些实施例中，参见图2，所述图像采集控制芯片201还包括连接外部电源的第三管脚c和接地的第四管脚d，以及与第三管脚c和第四管脚d耦接的电源管理装置2015。该电源管理模块2015被配置为向模拟采集器2011、第一存储器2012、数据接口装置2013和时钟装置2014提供工作电源。
[0082]
在一些实施例中，参见图3，相机系统01还包括基底100a，该基底100a上铺设有至少一对双向差分数据线30；其中，每对双向差分数据线30在基底100a上的特性阻抗为98ω～102ω。这样设计，有利于提高信号在双向差分数据线30中的传输速率和质量。
[0083]
为了使双向差分数据线30在基底100a上的特性阻抗达到98ω～102ω。参见图3，在一些示例中，双向差分数据线30中的第一数据线301和第二数据线302之间的间距s1约为10μm，且第一数据线301和第二数据线302的线宽均约为4.95μm，第一数据线301和第二数据线302的厚度t1均约为1.8μm。其中，“约”可以是指允许存在
±
0.05μm的偏差。例如，上述间距s1的取值范围可以为9.95μm～10.05μm；上述线宽的取值范围可以为4.9μm～5μm；上述t1的取值范围可以为1.75μm～1.85μm。
[0084]
此外，第一数据线301和第二数据线302的截面可以为任意形状，本公开对此不做限定。例如，参见图3，以第二数据线302为例，该第二数据线302沿垂直于基底100a的方向的截面可以呈梯形，此时，示例地，该第二数据线302靠近基底100a的端面宽度w1可以为5μm，该第二数据线302远离基底100a的端面宽度w2可以为4.9μm。此处，第一数据线302的形状和大小可以与该第二数据线302的形状和大小相同。
[0085]
其中，基底100a的材料可以为玻璃，第一数据线301和第二数据线302的材料可以为金属，例如铜、铜合金等。
[0086]
基底100a的厚度可以为3μm左右，例如可以为2.8μm～3.2μm。基底100a的介电常数可以为3.4c2左右，例如可以为3.2c2～3.6c2。
[0087]
值得指出的是，在一种可能的情况下，选取基底100a的材料为玻璃，基底100a的厚度为3μm；双向差分数据线30中第一数据线301和第二数据线302的材料均为铜，且第一数据线301和第二数据线302之间的间距s1为10μm，第一数据线301和第二数据线302的厚度t1均为1.8μm，第一数据线301和第二数据线302沿垂直于基底100a的方向的截面均呈梯形，且各自靠近基底100a的端面宽度w1为5μm，各自远离基底100a的端面宽度w1为4.9μm。此时，经实验验证，双向差分数据线30在基底100a上的特性阻抗为101.81ω，满足设计要求。在另一种可能的情况，将上述基底100a的厚度由3μm调整至2.8μm，此时，经实验验证，双向差分数据线30在基底100a上的特性阻抗为98.31ω，也满足设计要求。因此，通过上述技术方案，可以使双向差分数据线30具有良好的数据传输效果。
[0088]
在一些实施例中，参见图1，主控芯片10中包括m个主控单元101，相机系统中包括与m个主控单元101一一对应的m组相机20，每组所述相机中包括n个相机20。其中，m为大于或等于2的正整数，n为大于或等于2的正整数。
[0089]
上述m个主控单元101可以按照一定规律进行编号。例如，在图1示出的示例中，该m个主控单元101可以沿由左至右的方向依次设定为第1个主控单元101、第二个主控单元101、
……
、以及第m个主控单元101。
[0090]
上述m组相机20也可以按照一定规律进行编号。例如，在图1示出的示例中，可以沿由左至右的方向依次设定为第1组相机20、第二组相机20、
……
、以及第m组相机20。
[0091]
上述各组相机20中的n个相机20也可以按照一定规律进行编号。例如，在图1中示出的示例中，可以沿由上至下的方向，将各组相机20内的各个相机20依次设定为第1个相机20、第2个相机20、
……
、以及第n个相机20。
[0092]
需要说明的是，以上仅仅示意出了主控单元101及相机20的一种编号顺序，但是本公开并不对此进行限制。也即，在实际应用中，本领域技术人员也可以采取其它的编号顺序。
[0093]
此外，上述主控单元101及相机20的编号可以通过硬件方式实现，也可以通过软件方式实现。
[0094]
对于每组相机20中的第1～n个相机20而言，在一些示例中，在硬件上可以通过管脚的上拉和下拉来固定设置各相机的编号，例如，对于二进制编码而言，数字0对应管脚下拉，数字1对应管脚上拉，此时，假如有三个管脚，则可以确定8个相机20的编号，即000、001、010、100、011、110、101、111。而在另一些示例中，在硬件上也可以通过不同固件来定义各相机20的编号。
[0095]
对于各个主控单元101而言，在硬件上也可以用固件直接固定定义各主控单元101的编号。例如，可以在每对双向差分数据线的物理接口上固定对应一个主控单元101的编号。
[0096]
上述固件可以是fpga(field programmable gate array，现场可编程门阵列)芯片，也可以是asic(application spicecific integrated circuit，集成电路)芯片。
[0097]
在本公开的一些实施例中，主控芯片10可以为fpga芯片或asic芯片。图像采集控制芯片201也可以为fpga芯片或asic芯片。
[0098]
在一些实施例中，参见图1，m组相机20中的第1组相机20通过一对双向差分数据线30与m个主控单元101中的第1个主控单元101相连、m组相机20中的第2组相机20通过另一对双向差分数据线30与m个主控单元101中的第2个主控单元101相连、
……
、以及m组相机20中的第m组相机20通过又一对双向差分数据线30与m个主控单元101中的第m个主控单元101相连。换言之，此时各组相机20与对应的主控单元101呈星形拓扑连接，从而可以形成m个并行处理的星形拓扑网络，实现对n
×
m个相机的控制和数据采集。
[0099]
其中，各个相机20具有可被识别的身份编号。在一些示例中，m个主控单元101依次编号为1～m，与每个主控单元101连接的一组相机20依次编号为1～n，通过组合主控单元101的编号和相机20的编号，可以确定各个相机的身份编号。例如，与第1个主控单元101相连的第1组相机20中的第1个相机20的身份编号为11，与第1个主控单元101相连的第1组相机20中的第n个相机20的身份编号为1n；与第2个主控单元101相连的第2组相机20中的第1个相机20的身份编号为21，与第2个主控单元101相连的第2组相机20中的第n个相机20的身份编号为2n；以此类推，与第m个主控单元101相连的第m组相机20中的第1个相机20的身份编号为m1，与第m个主控单元101相连的第m组相机20中的第n个相机20的身份编号为mn。这样，各主控单元101可以和与其相连的一组相机20中的任意一个相机20单独的进行信息交互。
[0100]
主控芯片10为所有星形拓扑网络的中心控制和任务发起点。例如，每个主控单元为一个主动发送端(简称主端点)，而各个相机是被动接收端(简称从端点)，每个从端点大部分时间都处于接收状态。在各个星形拓扑网络中，只有当主端点访问到某个从端点时，该从端点才发送相应的应答信息，此时，该星形拓扑网络中的其它从端点依旧处于接收状态，且只处理与自己相关的信息，对于其它信息则进行过滤处理。这样使得各星形拓扑网络中的多个相机，不会在同一时刻下同时处于发送或接收状态。
[0101]
在一些实施例中，参见图1，上述m组相机20沿第一方向x排列，每组相机20中的n个相机20沿与第一方向x交叉的第二方向y排列。这样设置，使得单位区域内可以放置更多数量的相机20，此时利用各个主控单元101对与其相连的一组相机20进行控制和数据采集，有利于得到分辨率较高的图像。
[0102]
其中，示例性的，第二方向y可以与上述第一方向x大致垂直。此处，“大致垂直”例如可以是指这两个方向之间的夹角的取值范围可以为80度～100度。
[0103]
在一些实施例中，如图1所示，主控芯片10还包括第二存储器102和外设接口103。其中，第二存储器102与所述至少一个主控单元101耦接；外设接口103与第二存储器102耦接。这样设计，可以利用第二存储器102实现存储各个相机采集到的图像数据。同时，可以利用外设接口103实现与外部设备进行信息交互，例如可以将第二存储器103中存储的图像设备传输至外部设备中。
[0104]
图4为根据一些实施例的一种显示屏的结构图。如图4所示，显示屏100具有显示区q1和位于所述显示区q1至少一侧的非显示区q2。其中，非显示区q2可以是仅设置于显示区q1的一侧，也可以是同时设置于显示区q1的两侧或两侧以上。例如，在图4中，以非显示区q2围绕显示区q1设置一周为例进行示意。
[0105]
该显示屏100还包括上述任一实施例中的相机系统。如图4所示，相机系统中的主控芯片10位于非显示区q2，相机系统中的至少一组相机20位于显示区q1。这样设置，有利于
在显示屏100的显示区q1内布置更多数量的相机20，也即有利于增加相机20在显示区q1内的设置密度，进而可以通过组合至少部分相机20采集到的图像信息，进行光场成像，以提高成像效果。
[0106]
其中，显示屏100可以包括显示面板和位于其下方的电路基板，上述相机20可以集成在电路基板对应于显示区q1的位置处。在利用相机20成像时，上述显示面板至少在对应相机20的位置处配置为透明状态，以使相机20可以采集到外部光线，实现成像功能。在不利用相机20成像时，则可以直接利用显示面板实现画面显示。因此，在一些示例中，该显示屏100既可以实现采集外部图像，又可以实现利用显示面板显示其所采集到的图像。
[0107]
本公开的一些实施例提供了一种电子设备。该电子设备包括上述任一实施例所述的相机系统(例如图1中示出的相机系统01)；或者，该电子设备包括上述任一实施例所述的显示屏(例如图4中示出的显示屏100)。
[0108]
其中，电子设备可以为显示装置，显示装置例如可以是电视、数码相机、手机、手表、平板电脑、笔记本电脑、导航仪等任何具有显示功能的部件。
[0109]
此处，值得指出的是，在电子设备包括相机系统01的情况下，该电子设备可以具有显示屏幕，也可以不具有显示屏幕。在电子设备具有显示屏幕的情况下，可以将相机系统01集成在显示屏幕中，例如形成图4中示出的显示屏100，或者，也可以将相机系统01与显示屏幕分别单独设置，也即相机系统01也可以位于电子设备除显示屏幕以外的其它位置。
[0110]
上述电子设备所具有的有益效果，可参见上述实施例描述的相机系统01和显示屏100的有益效果，在此不再赘述。
[0111]
图5为根据一些实施例的数据传输方法的流程图。参见图5，本公开的一些实施例提供了一种数据传输方法，该数据传输方法可以应用于上述任一实施例所述的相机系统01中。
[0112]
如图5所示，该数据传输方法包括初始化阶段s1、曝光阶段s2和图像传输阶段s3。以下结合图1和图5对一些实施例中的数据传输方法进行描述。
[0113]
在初始化阶段s1中：
[0114]
s11、主控芯片10的各主控单元101轮询与其连接的一组相机20的在线情况，生成相机在线列表。例如，各个相机20可以具有可被识别的身份编号，此时，各主控单元101可以根据身份编号顺序依次对与其连接的一组相机20进行轮询。在轮询至某一相机20时，如果该相机20能够正常工作，则该相机20执行s1a、向主控单元101发送在线应答信息。主控单元101接收到该相机20的在线应答信息后，则确定该相机20能够正常工作，也即确定该相机20位于相机在线列表中。
[0115]
通过上述轮询的方式，可以完成各组相机20的在线状态查询，建立多个相机在线列表(此处每个相机在线列表对应一组相机20)。可以理解，该相机在线列表中可以包括该组相机20中的所有相机20，或者也可以仅包括该组相机20中的一部分相机20。
[0116]
s12、主控芯片10的各主控单元101向与其连接且位于相机在线列表中的各个相机20发送初始参数信息。其中，初始参数信息包括根据使用场景，需要对相机20进行配置的相关参数，例如，光圈大小、快门速度和感光度等。
[0117]
所述相机在线列表中的各个相机20执行s1b、基于所述初始参数信息进行初始参数配置，以及，执行s1c、在初始参数配置成功后向与其连接的主控单元101发送配置完成信
息。
[0118]
在主控芯片10的各主控单元101接收到对应的相机在线列表中各个相机20发送的配置完成信息后，即表示初始化阶段s1完成。之后，将进行曝光阶段s2。
[0119]
在曝光阶段s2中：
[0120]
s21、主控芯片10的各主控单元101向与其连接且初始参数配置成功的各个相机20发送曝光控制信息。其中，曝光控制信息包括曝光时间等。
[0121]
此时，所述相机在线列表中初始参数配置成功的各个相机20被配置为执行s2a、基于所述曝光控制信息进行曝光，产生图像信息。在一些示例中，相机20包括第一存储器(例如图2中示出的第一存储器2012)。此时，相机20可以将其所产生的图像信息存储于该相机20的第一存储器2012中。
[0122]
在图像传输阶段s3中：
[0123]
s31、主控芯片10的各主控单元101向与其连接且完成曝光的各个相机10发送图像请求信息；
[0124]
s32、所述相机在线列表中完成曝光的各个相机20基于所述图像请求信息，发送所述图像信息发送至与其连接的所述主控单元101。这样，使得所述主控芯片10可以获取到所述相机在线列表中完成曝光的所有相机中的图像信息。之后，主控芯片10可以通过其所包括的第二存储器(例如图1中示出的第二存储器103)来存储各个相机20的图像信息，也可以通过其所包括的外设接口(例如图1中示出的外设接口102)将各个相机20的图像信息传输至外部设备中。在一些示例中，该主控芯片10还可以对各个相机20的图像信息进行处理，整合生成完整的图像。此时，示例性的，该主控芯片10还可以将所生成的完整图像存储于第二存储器103中，或者可以通过外设接口102将所生成的完整图像传输至外部设备中。
[0125]
在一些实施例中，所述发送初始参数信息包括：发送包含所述初始参数信息的相机参数配置数据包。例如，该相机参数配置数据包的格式可以如表1所示。
[0126]
表1
[0127][0128]
所述发送配置完成信息包括：发送包含所述配置完成信息的相机配置应答数据包。例如，该相机配置应答数据包的格式可以如表2所示。
[0129]
表2
[0130][0131]
所述发送曝光控制信息包括：发送包含所述曝光控制信息的广播曝光数据包。例如，该广播曝光数据包的格式可以如表3所示。
[0132]
表3
[0133][0134]
所述发送图像请求信息包括：发送包含所述图像请求信息的图像信息请求数据包。例如，该图像信息请求数据包的格式可以如表4所示。
[0135]
表4
[0136][0137]
所述发送所述图像信息包括：发送包含所述图像信息的图像信息传输数据包。例如，该图像信息传输数据包的格式可以如表5所示。
[0138]
表5
[0139][0140]
其中，所述相机参数配置数据包、相机配置应答数据包、所述广播曝光数据包、所述图像信息请求数据包和图像信息传输数据包中的至少一者可以在编码后进行发送。例如，可以采用nrzi(non return zero inverted code反向不归零)编码方式对上述任一数据包进行编码，然后发送编码后的数据包。
[0141]
在nrzi编码方式中，为了确保信号发送的准确性，需要在发送一个数据包之前进行位插入操作。例如图6所示，通过在数据流data中每连续6个1后插入一个0，可以得到位填充后的data。而在解码时则需要将插入的位剔除掉。
[0142]
在得到上述位填充后的data序列后，传输线上的差分数据输入
‘0’
表示信号电平翻转，
‘1’
表示信号电平不变，从而可以得到例如图6示出的nrzi序列。其中，idel信号为“1”，“1”遇到位填充后的data序列中的第一个“0”时翻转得到nrzi序列中的“0”，之后，如果遇到“1”则不翻转，以此类推可以由图6中填充后的data序列转换为nrzi序列，从而实现nrzi编码。
[0143]
而在实现解码的过程中，按照上述方式进行反推，则可以得到上述data序列。
[0144]
此外，需要说明的是，在一些示例中，上述各数据包(例如所述相机参数配置数据包、相机配置应答数据包、所述广播曝光数据包、所述图像信息请求数据包和图像信息传输数据包)中的至少一个包括同步信息。例如上述同步信息0x01，参见图6，其中同步序列即同步信息0x01，这使得各接收端可以从nrzi编码数据流中恢复出发送端的工作时钟。
[0145]
基于此，在一些实施例中，参见图7，所述数据传输方法还包括s41和s42。
[0146]
s41、主控芯片10的主控单元从对应于图像信息传输数据包的nrzi编码数据流中恢复出相机20的工作时钟。
[0147]
s42、根据恢复出的工作时钟，对图像信息传输数据包进行nrzi解码以得到相机20中的图像信息。
[0148]
在上述一些实施例中，使得各主控单元101与对应的一组相机20之间只需要设置一对双向差分数据线即可实现信息交互，无需单独设置时钟信号线。从而减小了线束数量，有利于在单位区域内布置更多数量的相机20，进而有利于提高采集到的图像的分辨率。
[0149]
在此基础上，示例性的，如图8所示，所述数据传输方法还包括s51～s53。
[0150]
s51、主控芯片的主控单元对解码后的图像信息传输数据包进行解析以得到解析结果，根据解析结果确定解码后的图像信息传输数据包是否为指定数据包。此处，如果该图像信息传输数据包为指定数据包，则表示这一数据包是应当发送到该主控单元的数据包，之后主控单元可以对该数据包进行做进一步处理；如果该图像信息传输数据包不是指定数据包，则表示这一数据包不是应当发送到该主控单元的数据包，主控单元无需对该数据包进行处理。这样设置，使得在利用一对双向差分数据线连接一个主控单元和一组相机中的所有图像采集控制芯片，实现数据包传输的过程中，有利于提高数据包传输的正确性。
[0151]
s52、若解码后的图像信息传输数据包为指定数据包，则主控芯片的主控单元对解码后的图像信息传输数据包进行校验以得到校验结果，根据校验结果确定解码后的图像信息传输数据包中是否有误码。此处，如果存在误码，则表示接收到的图像信息传输数据包是不完整的，和/或该图像信息传输数据包中存在错误信息，之后，主控单元可以选择丢弃这一数据包，同时主控单元可以重新向对应的相机发送图像信息请求数据包。如果不存在误码，则表示接收到的图像信息传输数据包是完整的，且该图像信息传输数据包中不存在错误信息，之后，可以执行s53、若解码后的图像信息传输数据包中没有误码，则根据解码后的图像信息传输数据包，得到相机中的图像信息。
[0152]
其中，对所述图像信息传输数据包进行校验的方式可以为crc(cyclic redundancy check，循环冗余校验码)校验。
[0153]
上述主要通过方法示例对本公开实施例提供的数据传输方法进行了介绍。基于此，本公开一些实施例还提供了一种主控芯片10和相机20。为了实现上述功能，该主控芯片10和相机20可以包含执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤，本公开能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开的范围。
[0154]
本公开实施例提供的主控芯片10和相机20可以根据上述方法示例进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。需要说明的是，本公开实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
[0155]
在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图9示出了上述一些实施例中所涉及的主控芯片10的一种可能的结构示意图。如图9所示，主控芯片10包括至少一个主控
单元101，主控单元101包括：数据生成模块1011、第一数据包封装模块1012，第一编码模块1013、第一端口模块1014、第一时钟恢复模块1015、第一解码模块1016、第一数据包解析模块1017和第一数据处理模块1018。
[0156]
所述数据生成模块1011被配置为，生成初始参数信息、曝光控制信息和图像请求信息中的至少一者。
[0157]
所述第一数据包封装模块1012被配置为执行以下至少一者：根据所述初始参数信息封装形成相机参数配置数据包，根据所述曝光控制信息封装形成广播曝光数据包，或者根据图像请求信息封装形成图像信息请求数据包。示例性的，该第一数据包封装模块1012可以根据例如上述数据包格式(包括同步信息、包类型、主id、从id、crc校验等)进行封装，以得到上述相机参数配置数据包、广播曝光数据包和图像信息请求数据包中的至少一者。
[0158]
所述第一编码模块1013被配置为，对所述相机参数配置数据包、广播曝光数据包和图像信息请求数据包中的至少一者进行编码。例如，该第一编码模块1013可以采用nrzi编码方式对所述相机参数配置数据包、广播曝光数据包和图像信息请求数据包中的至少一者进行编码。
[0159]
所述第一端口模块1014被配置为，将编码后的所述相机参数配置数据包、编码后的所述广播曝光数据包和编码后的所述图像信息请求数据包中的至少一者发送至所述相机系统的至少一个相机；以及，接收相机系统的至少一个相机发出的编码后的相机配置应答数据包和/或编码后的图像信息传输数据包。示例性的，该第一端口模块1014可以将对应于数据包的编码数据流进行并串转换(将并行数据转换为串行数据)后进行发送，并且，在接收到相机20发来的对应于数据包的串行数据时，可以进行高速的串并转换(将串行数据转换为并行数据)。
[0160]
所述第一时钟恢复模块1015被配置为，从所述相机发出的编码数据流中恢复出所述相机的第一工作时钟。示例性的，第一时钟恢复模块1014可以通过高速采样时钟对串行数据进行采样，获取发送端(即相机)的传送速率，并恢复出所述第一工作时钟。
[0161]
所述第一解码模块1016被配置为，根据恢复出的第一工作时钟，对编码后的相机配置应答数据包和/或编码后的图像信息传输数据包进行解码。例如，该第一解码模块1016可以根据恢复出的第一工作时钟，对编码后的相机配置应答数据包和/或编码后的图像信息传输数据包进行nrzi解码。
[0162]
所述第一数据包解析模块1017被配置为，对解码后的所述相机配置应答数据包和/或解码后的所述图像信息传输数据包进行解析，以确定解码后的所述相机配置应答数据包和/或解码后的所述图像信息传输数据包是否为指定数据包。例如，可以根据各个数据包的类型和id号进行解析，以确定各个数据包是否为指定数据包，此处，指定数据包应当被该主控单元接收的数据包。
[0163]
第一数据处理模块1018被配置为，对指定数据包(例如解码后的相机配置应答数据包和/或解码后的图像信息传输数据包中的至少一者)进行校验(例如crc校验)，得到校验结果；以及根据所述校验结果，对所述指定数据包进行处理。示例性的，根据校验结果可以确定指定数据包中是否有误码。如果存在误码，则表示接收到的指定数据包是不完整的，和/或该指定数据包中存在错误信息。之后，第一数据处理模块1018可以选择丢弃这一数据包，同时第一数据处理模块1018可以请求对应的相机重新发送数据包，以得到不存在误码
的数据包。
[0164]
如果不存在误码，则表示接收到的指定数据包是完整的，且该指定数据包中不存在错误信息，之后，第一数据处理模块1018可以对指定数据包中的数据进行响应。例如，在指定数据包为解码后的相机配置应答数据包(相机配置应答数据包中包括配置状态信息，配置状态信息即配置完成信息或配置失败信息)时，第一数据处理模块1018可以从中获取相机的配置状态信息，并且，该第一数据处理模块还可以根据对该配置状态信息进行响应(比如可以在收到配置完成信息时进行下一步操作，也可以在收到配置失败信息时重新发送初始参数信息以对相机进行配置)。又例如，在指定数据包为解码后的图像信息传输数据包时，第一数据处理模块1018可以从中获取相机中的图像信息。
[0165]
在此基础上，示例性的，该主控单元101还可以包括第一缓存模块。该第一缓存模块可以用于对获取到的相机图像信息进行本地缓存。
[0166]
在一些实施例中，该主控芯片10除包括上述主控单元101外，还可以包括前面描述的外设接口102和第二存储器103中的至少一者。而对于外设接口102和第二存储器103的有益效果，此处不再赘述。
[0167]
图10示出了上述一些实施例中所涉及的相机20的一种可能的结构示意图。如图10所示，相机20的图像采集控制芯片201包括数字接口模块2013，所述数字接口模块2013包括第二端口模块401、第二时钟恢复模块402、第二解码模块403、第二数据包解析模块404、第二数据处理模块405、第二数据包封装模块406和第二编码模块407。
[0168]
所述第二端口模块401被配置为，接收主控单元发出的编码后的相机参数配置数据包、编码后的广播曝光数据包和编码后的图像信息请求数据包中的至少一者。示例性的，在接收到主控单元发来的对应于数据包的串行数据时，可以进行高速的串并转换(将串行数据转换为并行数据)。
[0169]
所述第二时钟恢复模块402被配置为，从主控单元发出的编码数据流中恢复出主控单元的第二工作时钟。例如，第二时钟恢复模块402可以通过高速采样时钟对串行数据进行采样，获取发送端(即主控单元)的传送速率，并恢复出所述第二工作时钟。
[0170]
所述第二解码模块403被配置为，根据恢复出的第二工作时钟，对编码后的所述相机参数配置数据包、编码后的广播曝光数据包和编码后的图像信息请求数据包中的至少一者进行解码。例如，第二解码模块403可以根据恢复出的第二工作时钟，对编码后的所述相机参数配置数据包、编码后的广播曝光数据包和编码后的图像信息请求数据包中的至少一者进行nrzi解码。
[0171]
所述第二数据包解析模块404被配置为，对解码后的所述相机参数配置数据包、解码后的广播曝光数据包和解码后的图像信息请求数据包中的至少一者进行解析，以确定解码后的所述相机参数配置数据包、解码后的广播曝光数据包和解码后的图像信息请求数据包中的至少一者是否为指定数据包。例如，可以根据各个数据包的类型和id号进行解析，以确定各个数据包是否为指定数据包，此处，指定数据包应当被该相机接收的数据包。
[0172]
第二数据处理模块405被配置为，对所述指定数据包(例如解码后的所述相机参数配置数据包、解码后的广播曝光数据包和解码后的图像信息请求数据包)中的至少一者进行校验(例如crc校验)，得到校验结果；根据所述校验结果，对所述指定数据包进行处理。以及，生成配置状态信息(例如配置完成信息或配置失败信息)和/或读取图像信息。
[0173]
其中，根据校验结果可以确定指定数据包中是否有误码。如果存在误码，则表示接收到的指定数据包是不完整的，和/或该指定数据包中存在错误信息，之后，第二数据处理模块405可以选择丢弃这一数据包，同时第二数据处理模块405可以请求主控单元重新发送数据包(例如生成配置失败信息等)，以得到不存在误码的数据包。
[0174]
如果不存在误码，则表示接收到的指定数据包是完整的，且该指定数据包中不存在错误信息，之后，第二数据处理模块405可以对指定数据包中的数据进行响应(例如生成配置完成信息、读取图像信息等)。其中，在指定数据包为解码后的所述相机参数配置数据包时，第二数据处理模块405可以生成配置完成信息。在指定数据包为解码后的图像信息请求数据包时，第二数据处理模块405可以读取图像信息。
[0175]
所述第二数据包封装模块406被配置为，根据所述配置状态信息(配置完成信息或配置失败信息)封装形成相机配置应答数据包和/或根据所述图像信息封装形成图像信息传输数据包。示例性的，该第二数据包封装模块406可以根据例如上述数据包格式(包括同步信息、包类型、主id、从id、crc校验等)进行封装，以得到上述相机配置应答数据包和/或图像信息传输数据包。
[0176]
所述第二编码模块407被配置为，对所述相机配置应答数据包和/或所述图像信息传输数据包进行编码。例如，第二编码模块407可以对所述相机配置应答数据包和/或所述图像信息传输数据包进行nrzi编码。
[0177]
所述第二端口模块401还被配置为，将编码后的所述相机配置应答数据包和/或编码后的所述图像信息传输数据包发送至所述相机系统中与该相机连接的主控单元。示例性的，该第二端口模块401可以将对应于数据包的编码数据流进行并串转换(将并行数据转换为串行数据)后进行发送。
[0178]
在此基础上，示例性的，该相机20还可以包括前述的镜头202。该相机20中的图像采集控制芯片201还可以包括前述的模拟采集器2011、第一存储器2012、时钟装置2014、电源管理装置2015，以及第一管脚a至第四管脚d。
[0179]
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。