[实用新型]暗景全彩功能图像传感器及其成像装置

说明书

本实用新型一种暗景全彩功能的图像传感器，包括：像素阵列，包括按行和列排列的多个像素；若干组滤光片，每个滤光片分别设置在所述像素上，每组滤光片包括若干不同光响应的彩色滤光片及若干全光谱响应的白色滤光片，所述彩色滤光片下方的像素用于收集图像的彩色信号，所述白色滤光片下方的像素用于收集图像的亮度信号，其中，每一组滤光片中一种光响应的彩色滤光片至少对应一个白色滤光片；以及红外抑制膜，设置在所述彩色滤光片及所述像素之间，以抑制红外光进入所述像素。

技术领域

本实用新型涉及一种图像传感器，尤其涉及具有暗景全彩功能的图像传感器及其成像装置。

背景技术

图像捕获装置包括图像传感器和成像透镜。成像透镜将光聚焦到图像传感器上以形成图像，图像传感器将光信号转换成电信号。图像捕获装置输出电信号给主机系统的其他组件。图像捕获装置和主机系统的其他组件形成图像传感器系统或成像系统。图像传感器的应用已经非常普遍，可以应用在各种电子系统中，例如移动设备，数码相机，医疗设备或计算机。用于制造图像传感器的技术，特别是制造互补型金属氧化物半导体(“CMOS”) 图像传感器的技术持续快速的发展。

典型的图像传感器包括二维阵列排列的多个光敏元素(“像素”)。这种图像传感器可以被配置为通过在像素上形成滤光器阵列(CFA)来产生彩色图像。现有图像传感器芯片一般为拜尔(Bayer)阵列设计。然而在夜晚光照强度较弱环境中，需要红外补光才能达到足够亮度时，无法还原色彩，因为红外光会透过RGB三种滤光片导致所有颜色通过的信号强度一致。在安防监控和机器视觉等对暗光场景要求很高的领域，现有的技术方案有两种：一种是Bayer模式的CMOS图像传感器，在很暗的场景需要关闭红外截止器(IR-CUT)，补充红外光，图像变为黑白，完全丢失色彩信息；第二种是用两颗CMOS图像传感器芯片，如图1A和图1B所示，在很暗的场景中，Bayer模式的那颗芯片负责收集颜色信息，另一个芯片是全光谱响应，没有红外截止器，可接受主动补充的红外光，获得较高信噪比的亮度信息，然后用算法对两者融合，但这个需要两颗芯片和两个镜头，成本很高。

发明内容

如下内容描述给出了本实用新型所做出的贡献。

本实用新型提供一种暗景全彩功能的图像传感器及其成像装置，只用一颗图像传感器芯片来达到暗光场景的全彩效果。

一种暗景全彩功能的图像传感器，包括：

像素阵列，包括按行和列排列的多个像素；

若干组滤光片，每个滤光片分别设置在所述像素上，每组滤光片包括若干不同光响应的彩色滤光片及若干全光谱响应的白色滤光片，所述白色滤光片下方的像素用于收集图像的彩色信号，所述白色滤光片下方的像素用于收集图像的亮度信号，其中，每一组滤光片中一种光响应的彩色滤光片至少对应一个白色滤光片；以及

红外抑制膜，设置在所述彩色滤光片及所述像素之间，以抑制红外光进入所述像素。

一种上述图像传感器的成像装置，所述成像装置还包括：

信号处理单元，与所述图像传感器相连，用于将所述图像传感器输出的彩色信号和亮度信号进行处理以转换为全彩色信号，并继续对全彩色信号进行处理以输出彩色图像数据；

显示单元，与所述信号处理单元相连，用于根据所述彩色图像数据显示彩色图像；

存储单元；与所述显示单元相连，用于存储所述彩色图像；

控制单元，与所述图像传感器、所述信号处理单元，以及所述存储单元相连，用于控制信号传输。

本实用新型暗景全彩功能的图像传感器及其成像装置通过在彩色滤光片下方设置红外截止膜，并改变滤光片阵列模式，引入全光谱响应的白色滤光片，从而只用一颗图像传感器芯片，也可达到暗光场景的全彩效果，尤其在夜晚环境中接受红外信号，提高芯片在不同环境中的感度，使得芯片在极端黑暗的场景中也可以准确还原图像和色彩。