申请/专利权人：思特威(深圳)电子科技有限公司

申请日：2017-02-23

公开（公告）日：2024-03-08

公开（公告）号：CN107529046B

主分类号：H04N25/11

分类号：H04N25/11;H04N25/70;H04N23/54

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.08#授权;2020.04.21#专利申请权的转移;2018.01.26#实质审查的生效;2017.12.29#公开

摘要：本发明提供一种色彩滤镜阵列及图像传感器，包括多个色彩滤镜单元；色彩滤镜单元为由第一颜色像素、第二颜色像素和两个第三颜色像素共四个方形像素排列构成的方形阵列，第一颜色像素和第二颜色像素并排设置构成一行，两个第三颜色像素并排设置构成另一行，色彩滤镜单元的行像素方向相对于水平方向向左或向右倾斜45°；色彩滤镜阵列为由多个像素按照色彩滤镜单元中像素的排列规律排列构成的斜向矩形阵列，其同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2，第一行和最后一行的像素个数为1或2。本发明可以在不降低图像传感器分辨率的情况下，最大限度的提高单位色彩滤镜像素的面积，提高图像传感器的灵敏度。

主权项：1.一种色彩滤镜阵列，其特征在于，所述色彩滤镜阵列包括多个色彩滤镜单元；所述色彩滤镜单元为由第一颜色像素、第二颜色像素和两个第三颜色像素共四个方形像素排列构成的方形阵列，所述第一颜色像素和所述第二颜色像素并排且相邻设置构成所述色彩滤镜单元的其中一行，所述两个第三颜色像素并排且相邻设置构成所述色彩滤镜单元的另一行，所述色彩滤镜单元的行像素方向相对于水平方向向左或向右倾斜45°；所述色彩滤镜阵列为由多个像素按照所述色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列，所述色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2，所述第一行和所述最后一行的像素个数为1或2；其中，所述色彩滤镜阵列中的单个像素的边长为√2d，所述第一颜色像素或所述第二颜色像素的空间分辨率为2d，所述第三颜色像素的空间分辨率为d。

全文数据：一种色彩滤镜阵列及图像传感器技术领域[0001]本发明实施例属于图像传感器技术领域，尤其涉及一种色彩滤镜阵列及图像传感器。背景技术[0002]随着图像传感器技术的不断发展，人们对图像传感器的分辨率要求越来越高，因此，需要在图像传感器单位面积上集成的更多的色彩滤镜像素来提高其分辨率。同时，鉴于成本考虑和图像传感器所应用的手机、平板电脑、数码相机等各种智能终端体积的不断减小，需要不断缩小图像传感器上集成的色彩滤镜像素的面积以同时满足减小图像传感器的体积和提高其分辨率的要求。[0003]然而，图像传感器上集成的色彩滤镜像素的面积越小，图像传感器对光线的感应能力也就越弱，导致图像传感器的灵敏度降低。因此，如何在不降低图像传感器分辨率的情况下，最大限度的提高色彩滤镜像素的面积，以提高图像传感器的灵敏度成为亟待解决的问题。发明内容[0004]本发明实施例提供一种色彩滤镜阵列及图像传感器，可以在不降低图像传感器分辨率的情况下，最大限度的提高色彩滤镜像素的面积，提高图像传感器的灵敏度。[0005]本发明实施例一方面提供一种色彩滤镜阵列，其包括多个色彩滤镜单元；[0006]所述色彩滤镜单元为由第一颜色像素、第二颜色像素和两个第三颜色像素共四个方形像素排列构成的方形阵列，所述第一颜色像素和所述第二颜色像素并排设置构成所述色彩滤镜单元的其中一行，所述两个第三颜色像素并排设置构成所述色彩滤镜单元的另一行，所述色彩滤镜单元的行像素方向相对于水平方向向左或向右倾斜45°;[0007]所述色彩滤镜阵列为由多个像素按照所述色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列，所述色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2,所述第一行和所述最后一行的像素个数为1或2。[0008]优选的，所述色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为2,所述第一行和所述最后一行的像素个数相等且均为1或2。[0009]优选的，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为1，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为2。[0010]优选的，所述第一行和所述最后一行的像素个数相等。[0011]优选的，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行的像素个数为2、最后一行的像素个数为1，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行的像素个数为1、最后一行的像素个数为2;[0012]或者，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行的像素个数为1、最后一行的像素个数为2,所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行的像素个数为2、最后一行的像素个数为1。[0013]优选的，所述第一颜色像素为红色像素、所述第二颜色像素为蓝色像素、所述第三颜色像素为绿色像素。[0014]优选的，所述第一颜色像素为蓝色像素、所述第二颜色像素为红色像素、所述第三颜色像素为绿色像素。[0015]优选的，所述第一颜色像素为红色像素、所述第二颜色像素为蓝色像素、所述第三颜色像素为白色像素。[0016]优选的，所述第一颜色像素为蓝色像素、所述第二颜色像素为红色像素、所述第三颜色像素为白色像素。[0017]本发明实施例另一方面还提供一种图像传感器，其包括上述的色彩滤镜阵列。[0018]本发明实施例通过改变现有的基于拜耳模式排列的色彩滤镜单元中像素的排列方式，使原本沿对角线间隔设置的两个像素并排设置，并通过多个沿水平方向倾斜向左或向右倾斜45°设置的色彩滤镜单元排列构成色彩滤镜阵列，可以在不降低图像传感器分辨率的情况下，最大限度的提高单位色彩滤镜像素的面积，提高图像传感器的灵敏度。附图说明[0019]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0020]图1是现有技术中基于拜耳模式排列的色彩滤镜单元的结构示意图；[0021]图2是现有技术中由多个图1所示的色彩滤镜单元构成的色彩滤镜阵列的结构示意图；[0022]图3是本发明的一个实施例提供的改进的色彩滤镜单元的结构示意图；[0023]图4是本发明的一个实施例提供的色彩滤镜阵列的结构示意图；[0024]图5是本发明的一个实施例提供的色彩滤镜阵列的结构示意图；[0025]图6是本发明的一个实施例提供的色彩滤镜阵列的结构示意图；[0026]图7是本发明的一个实施例提供的色彩滤镜阵列的结构示意图；[0027]图8是本发明的一个实施例提供的色彩滤镜阵列的结构示意图；[0028]图9是本发明的一个实施例提供的色彩滤镜阵列的结构示意图。具体实施方式[0029]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。[0030]本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。[0031]如图1所示，现有技术中基于拜耳模式排列的色彩滤镜单元为由一个红色像素、一个蓝色像素和两个绿色像素共三种颜色的四个方形像素排列构成方形阵列，其中，两个绿色像素沿对角线方向间隔设置，该色彩滤镜单元的行像素方向为水平方向。图1中，左图为两个绿色像素沿左对角线间隔设置的情况，右图为两个绿色像素沿右对角线间隔设置的情况。[0032]如图2所示，现有技术中由多个图1所示的色彩滤镜单元构成的色彩滤镜阵列的结构为矩形阵列。图2中示例性的示出两个像素大小为6X6的方形阵列，左图中为由多个图1中左图所示的色彩滤镜单元构成的色彩滤镜阵列，右图中为由多个图1中右图所示的色彩滤镜单元构成的色彩滤镜阵列。[0033]设定图2中左图或右图所示的色彩滤镜阵列中的单个像素的边长为d，则图2所示的色彩滤镜阵列中的红色像素或蓝色像素的空间分辨率为2d，绿色像素的空间分辨率为d。[0034]如图3所示，本发明的一个实施例提供一种色彩滤镜单元，其在图1所示的现有技术中的色彩滤镜单元的基础上作了改进，本发明的实施例所提供的色彩滤镜单元为由第一颜色像素、第二颜色像素和两个第三颜色像素共四个方形像素排列构成的方形阵列，第一颜色像素和第二颜色像素并排设置构成色彩滤镜单元的其中一行，两个第三颜色像素并排设置构成色彩滤镜单元的另一行，色彩滤镜单元的行像素方向相对于水平方向向左或向右倾斜45°。[0035]图3中，左图示出了行像素方向相对于水平方向向左倾斜45°的色彩滤镜单元，右图示出了行像素方向相对于水平方向向右倾斜45°的色彩滤镜单元，图中1表示第一颜色像素、2表示第二颜色像素、3表示第三颜色像素。[0036]在本发明的一个实施例中，第一颜色像素可以为红色像素、第二颜色像素可以为蓝色像素、第三颜色像素可以为绿色像素或白色像素。[0037]在本发明的另一个实施例中，第一颜色像素可以为蓝色像素、第二颜色像素可以为红色像素、第三颜色像素可以为绿色像素或白色像素。[0038]本发明的一个实施例提供一种色彩滤镜阵列，其为由多个像素按照图3中左图或右图所示的色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列，色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2,所述第一行和所述最后一行的像素个数为1或2。[0039]本发明的一个实施例提供一种色彩滤镜阵列，其为由多个像素按照图3中左图或右图所示的色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列，色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为2,第一行和最后一行的像素个数相等且均为1或2。[0040]图4示例性的示出了一个像素大小为72的斜向阵列，其为由72个像素按照图3中左图所示的色彩滤镜单元的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列。在具体应用中，图4所示的色彩滤镜阵列可以通过24个图3中左图所示的色彩滤镜单元排列之后剪切得到。图4所示的色彩滤镜阵列中相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为I、相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为2。[0041]图5示例性的示出了一个像素大小为72的斜向阵列，其为由72个像素按照图3中右图所示的色彩滤镜单元的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列。在具体应用中，图5所示的色彩滤镜阵列可以通过24个图3中右图所示的色彩滤镜单元排列之后剪切得到。图5所示的色彩滤镜阵列中相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为1、相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为2。[0042]设定图4或图5中所示的色彩滤镜阵列中的单个像素的边长为则图4或图5所示的色彩滤镜阵列中，第一颜色像素或第二颜色像素的空间分辨率为2d，第三颜色像素的空间分辨率为d。[0043]图6示例性的示出了一个像素大小为72的斜向阵列，其为由72个像素按照图3中左图所示的色彩滤镜单元的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列。在具体应用中，图6所示的色彩滤镜阵列可以通过24个图3中左图所示的色彩滤镜单元排列之后剪切得到。图6所示的色彩滤镜阵列中相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为2、相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为1。[0044]设定图6中所示的色彩滤镜阵列中的单个像素的边长为1则图6所示的色彩滤镜阵列中，第一颜色像素或第二颜色像素的空间分辨率为2d，第三颜色像素的空间分辨率为d〇[0045]与现有技术中的色彩滤镜阵列的参数进行比较可知，在像素分辨率相同的情况下，本发明实施例所提供的色彩滤镜阵列中单个像素的边长更大，即可以实现在保证空间分辨率不变的情况下，提高单位色彩滤镜像素的面积。[0046]在具体应用中，本发明实施例所提供的色彩滤镜阵列可以按照实际需要裁剪成任意形状，只要不改变其像素的周期性排列规则即可。[0047]在具体应用中，由多个像素按照所述色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的色彩滤镜阵列还可以有多种排列方式，只要满足色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2、所述第一行和所述最后一行的像素个数为1或2的条件即可。[0048]本发明的一个实施例提供一种色彩滤镜阵列，其为由多个像素按照图3中左图或右图所示的色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列，色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2,所述第一行和所述最后一行的像素个数相等。[0049]图7示例性的示出了一个像素大小为50的斜向阵列，其为由50个像素按照图3中左图所示的色彩滤镜单元的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列。在具体应用中，图7所示的色彩滤镜阵列可以通过17个图3中左图所示的色彩滤镜单元排列之后剪切得到。图7所示的色彩滤镜阵列中同方向上第一行和最后一行的像素个数相等且均为1。[0050]图8示例性的示出了一个像素大小为50的斜向阵列，其为由50个像素按照图3中左图所示的色彩滤镜单元的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列。在具体应用中，图8所示的色彩滤镜阵列可以通过15个图3中左图所示的色彩滤镜单元排列之后剪切得到。图8所示的色彩滤镜阵列中同方向上第一行和最后一行的像素个数相等且均为2。[0051]本发明的一个实施例提供一种色彩滤镜阵列，其为由多个像素按照图3中左图或右图所示的色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列，色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2,色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行的像素个数为2、最后一行的像素个数为1，色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行的像素个数为1、最后一行的像素个数为2;或者，色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行的像素个数为1、最后一行的像素个数为2，色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行的像素个数为2、最后一行的像素个数为1。[0052]图9示例性的示出了一个像素大小为54的斜向阵列，其为由54个像素按照图3中左图所示的色彩滤镜单元的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列。在具体应用中，图9所示的色彩滤镜阵列可以通过17个图3中左图所示的色彩滤镜单元排列之后剪切得到。图9所示的色彩滤镜阵列中相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行的像素个数为2、最后一行的像素个数为1，相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行的像素个数为1、最后一行的像素个数为2。[0053]本发明所有实施例均遵循以下规定：[0054]色彩滤镜阵列的总像素个数大于或等于8个；[0055]中间行的定义为：[0056]若色彩滤镜阵列相对于水平方向向左或向右倾斜45°方向上的总行数为M，其中，M为正整数，则当M为偶数时，第M2行和第M2+1行均为中间行，第M2行至第一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2,第M2+1行至最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2；[0057]当M为奇数时，第M+12行为中间行，第M+12行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2。[0058]本发明的一个实施例还提供一种图像传感器，其包括上述的由多个行像素方向相对于水平方向向左或向右倾斜45°的色彩滤镜单元周期性排列构成的色彩滤镜阵列。本实施例通过提供一种包括该色彩滤镜阵列的图像传感器，可以在不降低图像传感器分辨率的情况下，最大限度的提高单位色彩滤镜像素的面积，从而提高图像传感器的灵敏度。[0059]本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-OnlyMemory，R0M或随机存储记忆体RandomAccessMemory，RAM等。[0060]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种色彩滤镜阵列，其特征在于，所述色彩滤镜阵列包括多个色彩滤镜单元；所述色彩滤镜单元为由第一颜色像素、第二颜色像素和两个第三颜色像素共四个方形像素排列构成的方形阵列，所述第一颜色像素和所述第二颜色像素并排设置构成所述色彩滤镜单元的其中一行，所述两个第三颜色像素并排设置构成所述色彩滤镜单元的另一行，所述色彩滤镜单元的行像素方向相对于水平方向向左或向右倾斜45°;所述色彩滤镜阵列为由多个像素按照所述色彩滤镜单元中像素的排列规律周期性排列构成的斜向矩形阵列，所述色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为1或2,所述第一行和所述最后一行的像素个数为1或2。2.如权利要求1所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述色彩滤镜阵列同方向上的中间行至第一行和最后一行的像素个数依次递减且递减个数为2,所述第一行和所述最后一行的像素个数相等且均为1或2。3.如权利要求2所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为1，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行和最后一行的像素个数相等且均为2。4.如权利要求1所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述第一行和所述最后一行的像素个数相等。5.如权利要求1所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行的像素个数为2、最后一行的像素个数为1，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行的像素个数为1、最后一行的像素个数为2;或者，所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向左倾斜45°方向上的第一行的像素个数为1、最后一行的像素个数为2,所述色彩滤镜阵列相对于水平方向向右倾斜45°方向上的第一行的像素个数为2、最后一行的像素个数为1。6.如权利要求1所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述第一颜色像素为红色像素、所述第二颜色像素为蓝色像素、所述第三颜色像素为绿色像素。7.如权利要求1所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述第一颜色像素为蓝色像素、所述第二颜色像素为红色像素、所述第三颜色像素为绿色像素。8.如权利要求1所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述第一颜色像素为红色像素、所述第二颜色像素为蓝色像素、所述第三颜色像素为白色像素。9.如权利要求1所述的色彩滤镜阵列，其特征在于，所述第一颜色像素为蓝色像素、所述第二颜色像素为红色像素、所述第三颜色像素为白色像素。10.—种图像传感器，其特征在于，包括如权利要求1〜9任一项所述的色彩滤镜阵列。

百度查询： 思特威(深圳)电子科技有限公司 一种色彩滤镜阵列及图像传感器

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