[发明专利]一种提高光电传感器及感光材料弱光检测能力的方法

摘要

本发明涉及光电信号检测；光电图像成像；银盐感光材料成像；非银感光材料成像技术领域。当使用光电或光化学传感器对微弱光信号或高动态范围光信号的弱光部分进行检测时，检测设备受到光传感器或图像传感器及感光材料本身弱光检测和记录性能的局限而造成的不利影响十分明显。本发明提出一种提高光电传感器或感光材料弱光检测能力的方法。通过实施一束或多束照射于光电传感器或感光材料的补充光，通过适当增加作用于传感器的光子数量，使其输入和输出均适度提高。令补充光的光强或者超出传感器最低照度进入其可测量范围，或者处于其光照特性曲线线性区域的合适位置，从而提高其弱光检测能力。

主权项

1.一种提高光电传感器及感光材料弱光检测能力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)向光电传感器或感光材料照射一束或多束合适光谱的补充光，使传感器在无信号光时的输入和输出均适度提高，调整补充光的光强使其超出传感器最低照度进入其可测量范围，或者处于其光照特性曲线线性区域的合适位置，从而改善其弱光检测能力；(2)执行独立的补充光测量过程，关闭信号光通道，测量、记录上述补充光对光传感器或感光材料的输出带来的“影响数据集”，具体包括：补充光测量模式：关闭被测光信号的光通路，通过对不经过信号光镜头的，独立照射到CMOS图像传感器焦平面上的补充光信号进行曝光测量，测量多组曝光快门速度、ISO参数与多种补充光信号强度的组合，并记录为“补充光影响数据集”，选取其中与正式拍摄中相同参数的测量图像作为“F(Lr)”；正式拍摄开始时，开启拍摄模式：依据相机参数设定由测光系统判断是否需要打开补充光信号并设定需要的补充光信号的强度，由人工控制补充光信号的设定，其余的曝光参数均相同，测光并设定后，打开相机电子快门开始曝光，被测光信号经过光学凸透镜组，聚焦图像光信号于CMOS图像传感的焦平面上，同时补充光信号也打开并照射到CMOS图像传感器的焦平面上；曝光结束后关闭电子快门，同时阻断被测光信号与补充光信号的作用，并关闭补充光光源，CMOS图像传感器在快门打开期间同时对被测光信号及补充光信号进行测量，并通过相机电路、数据处理系统进行处理，保存为对被测光信号与补充光信号共同的测量图像“F(LsLr)”；(3)在信号光测量的时间窗口内，使所述的补充光按照设定的强度与被测光信号共同照射于光电传感器或感光材料，共同参与光电传感器的光电转换过程或感光材料的光化学过程，使传感器接收到的光强度大于单纯来自信号源的光强度，从而适度地提高传感器输出，此后经模拟和数字信号处理过程得到测量结果数据；(4)可以根据对测量数据的使用需要，选择利用步骤(2)测量得到的“补充光影响数据集”，经过信号处理或数字图像处理方法消除补充光造成的测量结果数据值偏高的影响，该处理过程可以由光信号检测设备本身来处理，也可以在测量结束后由其它设备处理，得到修正补充光影响后的结果数据，对各种非线性传感器的修正要依靠其各自的光照特性来处理，对线性传感器，最简单的线性修正算法是将测量数据减去补充光影响数据:F(Ls)＝F(LsLr)－F(Lr)设当其它曝光参数相同时，Ls为被测光信号；Lr为补充光信号；F(Lr)为测量得到的“补充光影响数据集”；F(LsLr)为测量得到的“补充光与信号光共同作用”的测量结果；F(Ls)为修正补充光影响后的结果数据；“－”运算符为对应空间位置像素值或颜色值的减法运算。