圖像傳感器的成像方法、成像裝置和電子設備制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種圖像傳感器的成像方法、成像裝置和電子設備，圖像傳感器包括像素陣列和設置在像素陣列之上的微透鏡陣列，像素陣列中每相鄰的四個像素包括一個紅色像素、一個綠色像素、一個藍色像素和一個紅外像素，微透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡對應覆蓋一個像素，成像方法包括：讀取像素陣列中每個像素的輸出；對每個像素的輸出進行插值處理，以獲得每個像素對應的紅色分量、綠色分量、藍色分量和紅外分量；獲取當前拍攝場景的類型；根據當前拍攝場景的類型確定每個像素的三原色輸出值，以根據每個像素的三原色輸出值生成圖像。該成像方法大大提高了暗場景拍攝時圖像的亮度，且不會造成非暗場景拍攝時的圖像偏色，從而提升了用戶體驗。

【技術實現步驟摘要】
圖像傳感器的成像方法、成像裝置和電子設備
本專利技術涉及成像
，尤其涉及一種圖像傳感器的成像方法、成像裝置和電子設備。
技術介紹
近年來圖像傳感器發展突飛猛進，銷量不斷攀升，生產廠商也出現了如雨后春筍般的發展，市場競爭異常激烈，在價格不斷下降的同時，對圖像質量的要求反而不斷提高，為了減小成本和傳感器的面積，圖像傳感器的像素尺寸越做越小，圖像傳感器像素尺寸變小也就對傳感器的成像質量帶來了很大的影響，其中影響最大的一項指標即圖像傳感器的低光效果，像素越小，圖像傳感器的靈敏度就越低，圖像低光的亮度就越不足，為了提高低光亮度，相關技術中的采用的方案有：1、增大模擬或數字增益；2、在圖像處理部分對圖像加一個亮度；3、采用全通鏡頭，即既可通可見光又可通紅外光的鏡頭，其中，可見光即人眼可以看到的光線，紅外光是指波長在850nm左右為人眼所不能看見的光。但是，上述方案存在以下缺點：1)增大模擬或數字增益，即對圖像信號乘上一個大于1的倍數，這樣可以放大圖像信號從而提高圖像亮度，但是在放大圖像信號的同時，對圖像噪聲也會帶來同樣倍數的放大，從而導致放大后圖像噪聲太大；2)在圖像處理部分對圖像加一個亮度，對圖像整體加一個亮度，可以達到提高圖像低光亮度的效果，但加亮度的同時，會減小圖像細節和非細節之間的反差，從而導致圖像看起來非常模糊；3)采用全通鏡頭，相比普通鏡頭只讓可見光通過，全通鏡頭還可以通過紅外光，這樣圖像傳感器所得到的圖像亮度就更高，但是在白天圖像容易偏色。
技術實現思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本專利技術的一個目的在于提出一種圖像傳感器的成像方法，該成像方法大大提高了暗場景拍攝時圖像的亮度，且不會造成非暗場景拍攝時的圖像偏色，從而提升了用戶體驗。本專利技術的第二個目的在于提出一種成像裝置。本專利技術的第三個目的在于提出一種電子設備。為了實現上述目的，本專利技術第一方面實施例的圖像傳感器的成像方法，圖像傳感器包括像素陣列和設置在所述像素陣列之上的微透鏡陣列，其中，所述像素陣列中每相鄰的四個像素包括一個紅色像素、一個綠色像素、一個藍色像素和一個紅外像素，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡對應覆蓋一個像素，所述成像方法包括以下步驟：讀取所述像素陣列中每個像素的輸出；對所述每個像素的輸出進行插值處理，以獲得每個像素對應的紅色分量、綠色分量、藍色分量和紅外分量；獲取當前拍攝場景的類型；根據所述當前拍攝場景的類型確定所述每個像素的三原色輸出值，以根據所述每個像素的三原色輸出值生成圖像。根據本專利技術實施例的圖像傳感器的成像方法，大大提高了暗場景拍攝時圖像的亮度，且不會造成非暗場景拍攝時的圖像偏色，從而提升了用戶體驗。為了實現上述目的，本專利技術第二方面實施例的成像裝置，包括：圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：像素陣列，所述像素陣列中每相鄰的四個像素包括一個紅色像素、一個綠色像素、一個藍色像素和一個紅外像素；設置在所述像素陣列之上的微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡對應覆蓋一個像素；以及與所述圖像傳感器相連的圖像處理模塊，所述圖像處理模塊，用于讀取所述像素陣列中每個像素的輸出，并對所述每個像素的輸出進行插值處理，以獲得每個像素對應的紅色分量、綠色分量、藍色分量和紅外分量，以及獲取當前拍攝場景的類型，并根據所述當前拍攝場景的類型確定所述每個像素的三原色輸出值，以根據所述每個像素的三原色輸出值生成圖像。根據本專利技術實施例的成像裝置，大大提高了暗場景拍攝時圖像的亮度，且不會造成非暗場景拍攝時的圖像偏色，從而提升了用戶體驗。為了實現上述目的，本專利技術第三方面實施例的電子設備，包括本專利技術第二方面實施例的成像裝置。根據本專利技術實施例的電子設備，由于具有了該成像裝置，大大提高了暗場景拍攝時圖像的亮度，且不會造成非暗場景拍攝時的圖像偏色，從而提升了用戶體驗。附圖說明圖1是CMOS圖像傳感器的工作流程示意圖；圖2是根據本專利技術一個實施例的圖像傳感器的成像方法的流程圖；圖3是R、G、B、IR通道響應曲線的示意圖；圖4是相關技術中經典的貝爾陣列示意圖；圖5是根據本專利技術一個實施例的圖像傳感器中像素陣列的示意圖；圖6是根據本專利技術一個實施例的成像裝置的方框示意圖；圖7是根據本專利技術一個實施例的一個微透鏡及其覆蓋的一個像素的示意圖；圖8是根據本專利技術一個實施例的電子設備的方框示意圖。具體實施方式下面詳細描述本專利技術的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本專利技術，而不能理解為對本專利技術的限制。首先對相關技術中的CMOS圖像傳感器的工作流程進行介紹。如圖1所示，步驟1：圖像傳感器像素陣列部分通過光電感應把光信號轉換為電信號；步驟2：電信號經過模擬電路處理部分處理；步驟3：模擬電信號經過模數轉換部分轉換為數字信號；步驟4：數字信號經過數字處理部分處理；最終經過步驟5圖像數據輸出控制部分輸出到顯示器上顯示。下面結合附圖描述本專利技術實施例的圖像傳感器的成像方法、成像裝置和電子設備。圖2是根據本專利技術一個實施例的圖像傳感器的成像方法的流程圖。其中，圖像傳感器包括像素陣列和設置在像素陣列之上的微透鏡陣列，其中，像素陣列中每相鄰的四個像素包括一個紅色像素、一個綠色像素、一個藍色像素和一個紅外像素，微透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡對應覆蓋一個像素。在本專利技術的一個實施例中，像素陣列中的每個像素包括濾光片和被濾光片覆蓋的感光器件，其中，紅色濾光片與其覆蓋的感光器件構成紅色像素，綠色濾光片與其覆蓋的感光器件構成綠色像素，藍色濾光片與其覆蓋的感光器件構成藍色像素，紅外濾光片與其覆蓋的感光器件構成紅外像素。在本專利技術的一個實施例中，紅色像素、綠色像素和藍色像素對應的微透鏡只允許可見光透過，紅外像素對應的微透鏡只允許近紅外光透過。具體地，在圖像傳感器的設計制造過程中，需要對每個像素的微透鏡做特殊處理。例如，紅色像素R、綠色像素G和藍色像素B上的微透鏡只通過波長650nm以下的可見光，紅外像素ir上的微透鏡只通過波長650nm以上、850nm左右的近紅外光，如圖3所示。其中，相關技術中常用的圖像傳感器像素陣列為貝爾陣列，如圖4所示，其中B代表三原色中的藍色分量，G代表三原色中的綠色分量，R代表三原色中的紅色分量。在本專利技術的實施例中，圖像傳感器所采用的像素陣列如圖5所示，也就是將貝爾陣列中其中一個綠色分量G替換成只感應紅外的分量ir。具體地，圖5中所示的R為只通可見光的紅色分量(R被配置為：使不包含紅外分量的可見光波段的紅色分量通過)，G為只通可見光的綠色分量(G被配置為：使不包含紅外分量的可見光波段的綠色分量通過)，B為只通可見光的藍色分量(B被配置為：使不包含紅外分量的可見光波段的藍色分量通過)。在本專利技術的一個實施例中，圖像傳感器為CMOS圖像傳感器。如圖2所示，圖像傳感器的成像方法，包括以下步驟：S1，讀取像素陣列中每個像素的輸出。對CMOS圖像傳感器進行曝光后，CMOS圖像傳感器感應輸出圖像原始信號，圖像原始信號每個像素點僅包含一個顏色分量。其中，CMOS圖像傳感器感應輸出圖像原始信號，這是一個光電轉換的過程，CMOS圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種圖像傳感器的成像方法，其特征在于，圖像傳感器包括像素陣列和設置在所述像素陣列之上的微透鏡陣列，其中，所述像素陣列中每相鄰的四個像素包括一個紅色像素、一個綠色像素、一個藍色像素和一個紅外像素，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡對應覆蓋一個像素，所述成像方法包括以下步驟：讀取所述像素陣列中每個像素的輸出；對所述每個像素的輸出進行插值處理，以獲得每個像素對應的紅色分量、綠色分量、藍色分量和紅外分量；獲取當前拍攝場景的類型；根據所述當前拍攝場景的類型確定所述每個像素的三原色輸出值，以根據所述每個像素的三原色輸出值生成圖像。

【技術特征摘要】
1.一種圖像傳感器的成像方法，其特征在于，圖像傳感器包括像素陣列和設置在所述像素陣列之上的微透鏡陣列，其中，所述像素陣列中每相鄰的四個像素包括一個紅色像素、一個綠色像素、一個藍色像素和一個紅外像素，所述微透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡對應覆蓋一個像素，所述成像方法包括以下步驟：讀取所述像素陣列中每個像素的輸出；對所述每個像素的輸出進行插值處理，以獲得每個像素對應的紅色分量、綠色分量、藍色分量和紅外分量；獲取當前拍攝場景的類型；根據所述當前拍攝場景的類型確定所述每個像素的三原色輸出值，以根據所述每個像素的三原色輸出值生成圖像。2.如權利要求1所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，所述獲取當前拍攝場景的類型，具體包括：獲取所述像素陣列的曝光時間；判斷所述曝光時間是否大于或等于預設曝光時間閾值；如果所述曝光時間大于或等于所述預設曝光時間閾值，則判斷所述當前拍攝場景為暗場景；如果所述曝光時間小于所述預設曝光時間閾值，則判斷所述當前拍攝場景為非暗場景。3.如權利要求2所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，所述根據所述當前拍攝場景的類型確定所述每個像素的三原色輸出值，具體包括：如果所述當前拍攝場景為暗場景，則根據所述每個像素對應的紅色分量、綠色分量、藍色分量和紅外分量確定所述每個像素的三原色輸出值；如果所述當前拍攝場景為非暗場景，則根據所述每個像素對應的紅色分量、綠色分量和藍色分量確定所述每個像素的三原色輸出值。4.如權利要求3所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，如果所述當前拍攝場景為非暗場景，根據下述公式計算所述每個像素的三原色輸出值：R’＝R，G’＝G，B’＝B，其中，R’、G’和B’分別表示一個像素的三原色輸出值，R表示該像素對應的紅色分量、G表示該像素對應的綠色分量，B表示該像素對應的藍色分量。5.如權利要求3所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，如果所述當前拍攝場景為暗場景，根據下述公式計算所述每個像素的三原色輸出值：R’＝R+ir，G’＝G+ir，B’＝B+ir，其中，R’、G’和B’分別表示一個像素的三原色輸出值，R表示該像素對應的紅色分量、G表示該像素對應的綠色分量，B表示該像素對應的藍色分量，ir表示該像素對應的紅外分量。6.如權利要求2所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，所述根據所述每個像素的三原色輸出值生成圖像，具體包括：當所述當前拍攝場景為所述非暗場景時，根據所述每個像素的三原色輸出值生成彩色圖像；當所述當前拍攝場景為所述暗場景時，根據所述每個像素的三原色輸出值生成黑白圖像。7.如權利要求1所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，所述像素陣列中的每個像素包括濾光片和被所述濾光片覆蓋的感光器件，其中，紅色濾光片與其覆蓋的感光器件構成所述紅色像素，綠色濾光片與其覆蓋的感光器件構成所述綠色像素，藍色濾光片與其覆蓋的感光器件構成所述藍色像素，紅外濾光片與其覆蓋的感光器件構成所述紅外像素。8.如權利要求1所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，所述紅色像素、綠色像素和藍色像素對應的微透鏡只允許可見光透過，所述紅外像素對應的微透鏡只允許近紅外光透過。9.如權利要求1所述的圖像傳感器的成像方法，其特征在于，所述對所述每個像素的輸出進行插值處理采用下列插值方法中的任一種：鄰近點插值法、雙線性插值法和邊緣自適應插值法。10.一種成像裝置，其特征在于，包括：...

【專利技術屬性】
技術研發人員：毛水江，郭先清，
申請(專利權)人：比亞迪股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44