图像传感器的成像方法、成像装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像传感器的成像方法、成像装置和电子设备，图像传感器包括像素阵列和设置在像素阵列之上的微透镜阵列，像素阵列中每相邻的四个像素包括一个红色像素、一个绿色像素、一个蓝色像素和一个红外像素，微透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜对应覆盖一个像素，成像方法包括：读取像素阵列中每个像素的输出；对每个像素的输出进行插值处理，以获得每个像素对应的红色分量、绿色分量、蓝色分量和红外分量；获取当前拍摄场景的类型；根据当前拍摄场景的类型确定每个像素的三原色输出值，以根据每个像素的三原色输出值生成图像。该成像方法大大提高了暗场景拍摄时图像的亮度，且不会造成非暗场景拍摄时的图像偏色，从而提升了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器的成像方法、成像装置和电子设备
本专利技术涉及成像
，尤其涉及一种图像传感器的成像方法、成像装置和电子设备。
技术介绍
近年来图像传感器发展突飞猛进，销量不断攀升，生产厂商也出现了如雨后春笋般的发展，市场竞争异常激烈，在价格不断下降的同时，对图像质量的要求反而不断提高，为了减小成本和传感器的面积，图像传感器的像素尺寸越做越小，图像传感器像素尺寸变小也就对传感器的成像质量带来了很大的影响，其中影响最大的一项指标即图像传感器的低光效果，像素越小，图像传感器的灵敏度就越低，图像低光的亮度就越不足，为了提高低光亮度，相关技术中的采用的方案有：1、增大模拟或数字增益；2、在图像处理部分对图像加一个亮度；3、采用全通镜头，即既可通可见光又可通红外光的镜头，其中，可见光即人眼可以看到的光线，红外光是指波长在850nm左右为人眼所不能看见的光。但是，上述方案存在以下缺点：1)增大模拟或数字增益，即对图像信号乘上一个大于1的倍数，这样可以放大图像信号从而提高图像亮度，但是在放大图像信号的同时，对图像噪声也会带来同样倍数的放大，从而导致放大后图像噪声太大；2)在图像处理部分对图像加一个亮度，对图像整体加一个亮度，可以达到提高图像低光亮度的效果，但加亮度的同时，会减小图像细节和非细节之间的反差，从而导致图像看起来非常模糊；3)采用全通镜头，相比普通镜头只让可见光通过，全通镜头还可以通过红外光，这样图像传感器所得到的图像亮度就更高，但是在白天图像容易偏色。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种图像传感器的成像方法，该成像方法大大提高了暗场景拍摄时图像的亮度，且不会造成非暗场景拍摄时的图像偏色，从而提升了用户体验。本专利技术的第二个目的在于提出一种成像装置。本专利技术的第三个目的在于提出一种电子设备。为了实现上述目的，本专利技术第一方面实施例的图像传感器的成像方法，图像传感器包括像素阵列和设置在所述像素阵列之上的微透镜阵列，其中，所述像素阵列中每相邻的四个像素包括一个红色像素、一个绿色像素、一个蓝色像素和一个红外像素，所述微透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜对应覆盖一个像素，所述成像方法包括以下步骤：读取所述像素阵列中每个像素的输出；对所述每个像素的输出进行插值处理，以获得每个像素对应的红色分量、绿色分量、蓝色分量和红外分量；获取当前拍摄场景的类型；根据所述当前拍摄场景的类型确定所述每个像素的三原色输出值，以根据所述每个像素的三原色输出值生成图像。根据本专利技术实施例的图像传感器的成像方法，大大提高了暗场景拍摄时图像的亮度，且不会造成非暗场景拍摄时的图像偏色，从而提升了用户体验。为了实现上述目的，本专利技术第二方面实施例的成像装置，包括：图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，所述像素阵列中每相邻的四个像素包括一个红色像素、一个绿色像素、一个蓝色像素和一个红外像素；设置在所述像素阵列之上的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜对应覆盖一个像素；以及与所述图像传感器相连的图像处理模块，所述图像处理模块，用于读取所述像素阵列中每个像素的输出，并对所述每个像素的输出进行插值处理，以获得每个像素对应的红色分量、绿色分量、蓝色分量和红外分量，以及获取当前拍摄场景的类型，并根据所述当前拍摄场景的类型确定所述每个像素的三原色输出值，以根据所述每个像素的三原色输出值生成图像。根据本专利技术实施例的成像装置，大大提高了暗场景拍摄时图像的亮度，且不会造成非暗场景拍摄时的图像偏色，从而提升了用户体验。为了实现上述目的，本专利技术第三方面实施例的电子设备，包括本专利技术第二方面实施例的成像装置。根据本专利技术实施例的电子设备，由于具有了该成像装置，大大提高了暗场景拍摄时图像的亮度，且不会造成非暗场景拍摄时的图像偏色，从而提升了用户体验。附图说明图1是CMOS图像传感器的工作流程示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的图像传感器的成像方法的流程图；图3是R、G、B、IR通道响应曲线的示意图；图4是相关技术中经典的贝尔阵列示意图；图5是根据本专利技术一个实施例的图像传感器中像素阵列的示意图；图6是根据本专利技术一个实施例的成像装置的方框示意图；图7是根据本专利技术一个实施例的一个微透镜及其覆盖的一个像素的示意图；图8是根据本专利技术一个实施例的电子设备的方框示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。首先对相关技术中的CMOS图像传感器的工作流程进行介绍。如图1所示，步骤1：图像传感器像素阵列部分通过光电感应把光信号转换为电信号；步骤2：电信号经过模拟电路处理部分处理；步骤3：模拟电信号经过模数转换部分转换为数字信号；步骤4：数字信号经过数字处理部分处理；最终经过步骤5图像数据输出控制部分输出到显示器上显示。下面结合附图描述本专利技术实施例的图像传感器的成像方法、成像装置和电子设备。图2是根据本专利技术一个实施例的图像传感器的成像方法的流程图。其中，图像传感器包括像素阵列和设置在像素阵列之上的微透镜阵列，其中，像素阵列中每相邻的四个像素包括一个红色像素、一个绿色像素、一个蓝色像素和一个红外像素，微透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜对应覆盖一个像素。在本专利技术的一个实施例中，像素阵列中的每个像素包括滤光片和被滤光片覆盖的感光器件，其中，红色滤光片与其覆盖的感光器件构成红色像素，绿色滤光片与其覆盖的感光器件构成绿色像素，蓝色滤光片与其覆盖的感光器件构成蓝色像素，红外滤光片与其覆盖的感光器件构成红外像素。在本专利技术的一个实施例中，红色像素、绿色像素和蓝色像素对应的微透镜只允许可见光透过，红外像素对应的微透镜只允许近红外光透过。具体地，在图像传感器的设计制造过程中，需要对每个像素的微透镜做特殊处理。例如，红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B上的微透镜只通过波长650nm以下的可见光，红外像素ir上的微透镜只通过波长650nm以上、850nm左右的近红外光，如图3所示。其中，相关技术中常用的图像传感器像素阵列为贝尔阵列，如图4所示，其中B代表三原色中的蓝色分量，G代表三原色中的绿色分量，R代表三原色中的红色分量。在本专利技术的实施例中，图像传感器所采用的像素阵列如图5所示，也就是将贝尔阵列中其中一个绿色分量G替换成只感应红外的分量ir。具体地，图5中所示的R为只通可见光的红色分量(R被配置为：使不包含红外分量的可见光波段的红色分量通过)，G为只通可见光的绿色分量(G被配置为：使不包含红外分量的可见光波段的绿色分量通过)，B为只通可见光的蓝色分量(B被配置为：使不包含红外分量的可见光波段的蓝色分量通过)。在本专利技术的一个实施例中，图像传感器为CMOS图像传感器。如图2所示，图像传感器的成像方法，包括以下步骤：S1，读取像素阵列中每个像素的输出。对CMOS图像传感器进行曝光后，CMOS图像传感器感应输出图像原始信号，图像原始信号每个像素点仅包含一个颜色分量。其中，CMOS图像传感器感应输出图像原始信号，这是一个光电转换的过程，CMOS图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器的成像方法，其特征在于，图像传感器包括像素阵列和设置在所述像素阵列之上的微透镜阵列，其中，所述像素阵列中每相邻的四个像素包括一个红色像素、一个绿色像素、一个蓝色像素和一个红外像素，所述微透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜对应覆盖一个像素，所述成像方法包括以下步骤：读取所述像素阵列中每个像素的输出；对所述每个像素的输出进行插值处理，以获得每个像素对应的红色分量、绿色分量、蓝色分量和红外分量；获取当前拍摄场景的类型；根据所述当前拍摄场景的类型确定所述每个像素的三原色输出值，以根据所述每个像素的三原色输出值生成图像。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器的成像方法，其特征在于，图像传感器包括像素阵列和设置在所述像素阵列之上的微透镜阵列，其中，所述像素阵列中每相邻的四个像素包括一个红色像素、一个绿色像素、一个蓝色像素和一个红外像素，所述微透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜对应覆盖一个像素，所述成像方法包括以下步骤：读取所述像素阵列中每个像素的输出；对所述每个像素的输出进行插值处理，以获得每个像素对应的红色分量、绿色分量、蓝色分量和红外分量；获取当前拍摄场景的类型；根据所述当前拍摄场景的类型确定所述每个像素的三原色输出值，以根据所述每个像素的三原色输出值生成图像。2.如权利要求1所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，所述获取当前拍摄场景的类型，具体包括：获取所述像素阵列的曝光时间；判断所述曝光时间是否大于或等于预设曝光时间阈值；如果所述曝光时间大于或等于所述预设曝光时间阈值，则判断所述当前拍摄场景为暗场景；如果所述曝光时间小于所述预设曝光时间阈值，则判断所述当前拍摄场景为非暗场景。3.如权利要求2所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，所述根据所述当前拍摄场景的类型确定所述每个像素的三原色输出值，具体包括：如果所述当前拍摄场景为暗场景，则根据所述每个像素对应的红色分量、绿色分量、蓝色分量和红外分量确定所述每个像素的三原色输出值；如果所述当前拍摄场景为非暗场景，则根据所述每个像素对应的红色分量、绿色分量和蓝色分量确定所述每个像素的三原色输出值。4.如权利要求3所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，如果所述当前拍摄场景为非暗场景，根据下述公式计算所述每个像素的三原色输出值：R’＝R，G’＝G，B’＝B，其中，R’、G’和B’分别表示一个像素的三原色输出值，R表示该像素对应的红色分量、G表示该像素对应的绿色分量，B表示该像素对应的蓝色分量。5.如权利要求3所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，如果所述当前拍摄场景为暗场景，根据下述公式计算所述每个像素的三原色输出值：R’＝R+ir，G’＝G+ir，B’＝B+ir，其中，R’、G’和B’分别表示一个像素的三原色输出值，R表示该像素对应的红色分量、G表示该像素对应的绿色分量，B表示该像素对应的蓝色分量，ir表示该像素对应的红外分量。6.如权利要求2所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，所述根据所述每个像素的三原色输出值生成图像，具体包括：当所述当前拍摄场景为所述非暗场景时，根据所述每个像素的三原色输出值生成彩色图像；当所述当前拍摄场景为所述暗场景时，根据所述每个像素的三原色输出值生成黑白图像。7.如权利要求1所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，所述像素阵列中的每个像素包括滤光片和被所述滤光片覆盖的感光器件，其中，红色滤光片与其覆盖的感光器件构成所述红色像素，绿色滤光片与其覆盖的感光器件构成所述绿色像素，蓝色滤光片与其覆盖的感光器件构成所述蓝色像素，红外滤光片与其覆盖的感光器件构成所述红外像素。8.如权利要求1所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，所述红色像素、绿色像素和蓝色像素对应的微透镜只允许可见光透过，所述红外像素对应的微透镜只允许近红外光透过。9.如权利要求1所述的图像传感器的成像方法，其特征在于，所述对所述每个像素的输出进行插值处理采用下列插值方法中的任一种：邻近点插值法、双线性插值法和边缘自适应插值法。10.一种成像装置，其特征在于，包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛水江，郭先清，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44