專利名稱：影像獲取裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種影像獲取裝置，尤其涉及能夠排除紅外線導致的影響的影像獲取裝置。
背景技術(shù)：
作為影像獲取裝置數(shù)碼相機、搭載于手機上的相機一般使用CXD或者CMOS而將光信號轉(zhuǎn)換成電信號而實現(xiàn)圖像。光信號不僅包括可視光區(qū)域的光信號(400 700nm)，還包括紅外線區(qū)域的光信號( 1150nm)。紅外線區(qū)域的光對適用于相機的圖像傳感器帶來不利影像。據(jù)此在數(shù)碼相機上安裝用于去除近紅外線區(qū)域的光信號的IR阻隔濾光器(IR CutOffFilter,又稱IR濾光器)。通過真空薄膜沉積Ti02/Si02Ta205/Si02技術(shù)制造IR濾光器。例如在玻璃基板上 相繼沉積折射率不同的兩種物質(zhì)而制造。按照這種方式制造的IR濾光器只透射可視光區(qū)域的光信號而反射近紅外線區(qū)域的光信號。將IR濾光器適用于相機模塊時，將IR濾光器原板切割成必要的尺寸而安裝到C⑶活CMOS之前。圖I中表示出例示適用這種IR濾光器的相機模塊的結(jié)構(gòu)的圖面。如圖I所示，一般相機模塊在上部的最外廓配置窗蓋26，并在其下面配置筒16，在筒16內(nèi)側(cè)相向配置上部凸透鏡12a和下部凸透鏡12b。在這些上部凸透鏡12a、下部凸透鏡12b之間配置墊片14。還有在下部凸透鏡12b下部存在能夠配置IR濾光器的空間，在這個空間插入具有規(guī)定厚度的IR濾光器20。在IR濾光器20的下部配置傳感器(CXD、CMOS)。配置在傳感器之前的IR濾光器20只透射可視光區(qū)域的光信號而反射近紅外線區(qū)域的光信號，能夠使由紅外線區(qū)域的光信號引起的信號干擾最小化。在低照度環(huán)境下使用具有上述結(jié)構(gòu)的相機模塊時，作為為了獲取良好畫質(zhì)的技術(shù)方案，或者作為為了以上述相機模塊在指點設(shè)備上識別具有指點意思的客體的動向的輔助裝置，可以一起使用照明裝置。作為照明裝置可以例舉使用能夠容易搭載在相機模塊上的紅外線發(fā)光二極管，在利用紅外線發(fā)光二極管時應當考慮的事項是紅外線區(qū)域的光信號被IR濾光器20反射。即，在低照度環(huán)境下作為獲取良好畫質(zhì)的手段采用紅外線發(fā)光部時，由于上述IR濾光器20只投射可視光區(qū)域的光信號，因此無法獲取理想畫質(zhì)的影像。這種問題雖然可以通過采用能夠投射可視光區(qū)域的光信號和紅外線區(qū)域的光信號的濾光器而解決，但是會引起在一般照度下由于紅外線區(qū)域的光信號降低色彩再現(xiàn)效果O

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種影像獲取裝置，采用投射不同頻帶的所有光信號的雙帶通濾光器而提高低照度特性，同時校正紅外線的影像而提高色彩再現(xiàn)性。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括相機部，該相機部包括雙帶通濾光器和圖像傳感器，上述雙帶通濾光器用于至少投射可視光區(qū)域的光信號和紅外線區(qū)域的光信號，上述圖像傳感器將通過所述雙帶通濾光器集光的圖像的光信號轉(zhuǎn)換成電信號而輸出；發(fā)光部，用于分別發(fā)光紅外線及與其紅外線不同波長的光；及影像信號處理部，校正從上述相機部輸出的影像信號，獲取校正所述圖像傳感器的色彩像素中所包含的由紅外光線導致的扭曲成分，進行原色校正。其中，所述發(fā)光部包括紅外線LED和白色LED。其中,所述紅外線LED和白色LED位于同一個蓋子內(nèi)。其中，所述相機部和影像信號處理部集成為一個相機模塊。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是通過采用透射頻帶不同的光信號的雙帶通濾光器和紅外線LED,能夠在如黑暗(dark night)的低照度環(huán)境下通過紅外線LED獲取良好的影像，并且在預先獲取各個彩色像素中所包含的紅外光線的量并對其加以利 用，從而校正所攝影的影像，其結(jié)果，無論白天黑夜都能夠獲取良好的畫質(zhì)影像。

圖I是采用IR濾光器的一般相機模塊的橫截面例示圖。圖2是作為根據(jù)本實用新型一實施例的影像獲取裝置的相機模塊橫截面例示圖。圖3是根據(jù)本實用新型一實施例的影像獲取裝置的塊構(gòu)成例示圖。圖4是圖2及圖3中表示的雙帶通濾光器(Dual Band Pass Filter)的頻帶特性例示圖。圖5是用于校正紅外光線的扭曲成分的校正值的示意圖。
具體實施方式
下面，參照附圖詳細說明本實用新型發(fā)優(yōu)選實施例。在說明本實用新型時，認為對相關(guān)的已知功能或者構(gòu)成的詳細說明會不必要的混淆本實用新型的要旨時，省略對此的詳細說明。圖2是作為根據(jù)本實用新型一實施例的影像獲取裝置的相機模塊橫截面例示圖，圖3是根據(jù)本實用新型一實施例的影像獲取裝置的塊構(gòu)成例示圖，還有圖4是圖2及圖3中表示的雙帶通濾光器(Dual Band PassFilter)的頻帶特性例示圖。首先，如圖2所示，根據(jù)本實用新型的實施例的影像獲取裝置的相機模塊包括相機部30、殼子40、雙帶通濾光器50、圖像傳感器60、印刷電路基板70。相機部30用于成像被攝體圖像，其插入到位于殼子40中央的相機結(jié)合部并與殼子40螺合，這僅僅是舉例，可以以多種方式與殼子結(jié)合。雙帶通濾光器50位于殼子40內(nèi)側(cè)而透射通過上述相機部30的可視光區(qū)域的光信號(400 700nm)和紅外線區(qū)域的光信號(730 5000nm)。為了在低照度環(huán)境下獲取良好的影像畫質(zhì)，光學設(shè)計優(yōu)選雙帶通濾光器50的近紅外線投射頻帶波長與后述的作為發(fā)光部80的一構(gòu)成要素的紅外線LED波長一致。紅外線LED波長是后述的發(fā)光部80 (如圖3所示)的一構(gòu)成要素。例如，當發(fā)光部80的紅外線LED波長為820nm時，雙帶通濾光器50的投射頻帶波長也應當設(shè)計成820nm，當紅外線LED波長為840nm時,雙帶通濾光器50的投射頻帶波長也應當設(shè)計成840nm。[0025]為了設(shè)計成雙帶通濾光器能夠透射可視光區(qū)域的光信號和近紅外線區(qū)域的光信號，可以利用光學薄膜設(shè)計算法之一的光學薄膜分析與設(shè)計(Essential Macleod)軟件。該軟件由美國ThinfilmCenter公司開發(fā)，能夠利用個人PC設(shè)定如反射率、透射率、厚度等基本規(guī)格設(shè)定及沉積設(shè)備特性、色彩等生產(chǎn)產(chǎn)品的規(guī)格而能夠設(shè)計具有所要頻帶特性的光學濾光器。再次參照圖2，圖像傳感器60位于印刷電路基板70上而通過上述雙帶通濾光器50集光的圖像的光信號轉(zhuǎn)換成電信號而進行輸出。這種圖像傳感器60包括排列多個色彩(R，G，B)像素的感光元件序列部，一般分類成CXD型和CMOS類型。另外，根據(jù)本實用新型實施例的影像獲取裝置為了在低照度環(huán)境下獲取針對被攝體的良好畫質(zhì)還包括發(fā)光部80。該發(fā)光部80包括用于測量紅外光線的量的紅外線LED。上述發(fā)光部80除紅外線LED外還包括白色LED而用作另一個照明用閃光燈?？梢允股鲜黾t外線LED和白色LED配置在同一蓋子內(nèi)，從而使整套設(shè)備的外觀設(shè)備緊湊且簡潔。如圖2所示，作為向被攝體放射照片的裝置，這種發(fā)光部80可以配置在以相機部30為中心的殼子 40上部面，從而使發(fā)光光線照向被攝體。當然也可以與相機模塊分離成單獨的模塊而安裝于移動終端等上。上述發(fā)光部80可根據(jù)搭載相機模塊的電子設(shè)備的控制部控制而點亮控制，也可以如同本實用新型的實施例，通過影像信號處理部ISP(Image Signal Processor)所控制。下面參照圖3，簡單說明根據(jù)本實用新型的實施例的影像獲取裝置的構(gòu)成。首先，如上所述，相機部30用于將被攝體圖像成像在圖像傳感器60上，雙帶通濾光器50將通過上述相機部30的可視光區(qū)域的光信號和紅外線區(qū)域的光信號投射至圖像傳感器60?？梢园ㄉ鲜鱿鄼C部30、雙帶通濾光器50、圖像傳感器60而命名為相機部，還可以根據(jù)情況，包括后述的與相機部集成為一體的影像信號處理部(ISP)90而命名為相機模塊。如上所述，發(fā)光部80也包括紅外線1ED82和白色1ED84，并根據(jù)后述的發(fā)光部80的控制向被攝體發(fā)光波長不同的紅外線和白色光的光線。影像信號處理部(ISP) 90對從上述相機部，即圖像傳感器60輸出的影像信號進行信號處理而進行校正，此時在獲取包含于圖像傳感器60的顏色像素里的紅外光線的量之后，對此加以利用而校正所攝影的影像的原色而輸出。這種影像信號處理部(ISP)90基本執(zhí)行如色彩插值、自動白色平衡(Auto White Balance)、伽馬校正等為了提高圖像傳感器的性能的各種功能例如，為了校正攝影影像的原色的值可以通過在紅外線阻隔的環(huán)境(夜間的室內(nèi)照明環(huán)境)下開/關(guān)控制紅外線LED，并由此獲取的色彩像素的值抽出。下面假設(shè)在室內(nèi)照明下進行影像攝影而進行說明。首先，根據(jù)用戶操作，根據(jù)本實用新型實施例的影像獲取裝置以預覽拍攝(步驟SI)模式工作。通過在這種工作模式下所獲取的預覽影像的信號處理，ISP90將所攝影的影像的亮度等級與預設(shè)的閾值比較，從而能夠檢查(步驟S2)當前的照度是所設(shè)定的照度還是一般照度(并非低照度)環(huán)境。照度檢查步驟可以利用從ISP90內(nèi)獲取的數(shù)據(jù)，也可以根據(jù)從如照度檢測傳感器的外部設(shè)備施加的信號進行判斷。如果是在低照度環(huán)境可將發(fā)光部80內(nèi)的紅外線1ED82控制成“開”(步驟S3)而攝影影像(步驟S4)，從而經(jīng)紅外光線的被攝體圖像通過相機部30和雙帶通濾光器50而被圖像傳感器60檢測。由此，本實用新型的影像獲取裝置在低照度環(huán)境下根據(jù)檢測經(jīng)紅外光線的被攝體圖像而能夠獲取良好畫質(zhì)的影像。另外，如果是一般亮度，ISP90將紅外線1ED82控制成“開”(步驟S5)，使經(jīng)紅外光線的光量達到飽和狀態(tài)，而后攝影影像(步驟S6)。在這種情形下，由于雙帶通濾光器50的特性，經(jīng)可視光所獲取的被攝體影像的色彩成分中包含由紅外光線導致的扭曲成分。為了在紅外光線處于飽和狀態(tài)的環(huán)境下檢測特定色彩的波長區(qū)域，ISP90從圖像傳感器60的色彩像素中獲取紅色像素(red pixel)的波長區(qū)域值，然后如圖5所示，儲存為“A”值(步驟S7)。然后將點亮中的紅外線1ED82 “關(guān)閉”(步驟S8)，然后再次獲取被攝體圖像(步驟S9)而將此時的紅色色彩像素波長區(qū)域值儲存為“B”值(步驟S10)。即使關(guān)閉紅外線LED也無法排除由光源導致的紅外線影響，紅色像素的波長區(qū)域值B中包含少數(shù)由紅外光線導致的扭曲成分。
另外，扣除將通過上述步驟所獲取的紅色像素的波長區(qū)域值(步驟Sll)，并將其結(jié)構(gòu)儲存為C(步驟Sll)。其理由是如圖5所示，如果預先確保經(jīng)紅外光線的光量飽和狀態(tài)下獲取的紅色像素的波長區(qū)域值A(chǔ)和，應當再現(xiàn)原色的紅色像素的波長區(qū)域值E，則能夠得到A和B的差C，其結(jié)果能夠得到用于校正紅外光線的扭曲成分的校正值D。如上所述，如果得到用于校正紅外光線的扭曲成分的校正值D，則可以利用該值校正影像數(shù)據(jù)。即，以從攝影影像(步驟S12)而獲取的影像數(shù)據(jù)B的紅色像素值中扣除用于校正上述紅外光線的扭曲成分的校正值D的方式校正原色(步驟S13)。如此實現(xiàn)原色復原，則ISP90如同一般影像信號處理部，執(zhí)行如自動白色平衡(AWB)、伽瑪校正、色彩插值等后處理動作，并輸出(步驟S14)或儲存通過該后處理動作所獲取的校正影像數(shù)據(jù)。S卩，本實用新型通過雙帶通濾光器50的特性，即使在被攝體影像的色彩成分中包含由紅外光線導致的扭曲成分也可以將其校正成接近原色。雖然以上實施例中沒有說明，也可以根據(jù)情況，通過實驗獲取用于校正由紅外光線導致的色彩成分的扭曲成分的校正值D之后，并將其儲存到內(nèi)存中而出貨，從而在之后的產(chǎn)品中不需要抽取扭曲成分的過程，而是直接在一般亮度下校正由紅外線導致的扭曲成分。另外，根據(jù)本實用新型以實施例的影像獲取方法，作為能夠在上述的影像獲取裝置上執(zhí)行的方法，將通過相機部獲取的預覽影像的亮度等級(Y)與一個以上的閾值進行比較，如果是第一閾值以上，則判斷為晝(day)，從而為了校正由紅外光線導致的扭曲成分依次發(fā)光及滅燈控制紅外線LED。此時，ISP獲取包含于在紅外線發(fā)光及滅燈狀態(tài)下所能獲取的各個預覽影像中的，由紅外光線導致的扭曲成分而校正輸出攝影影像。進一步具體地，攝影影像的校正在紅外線發(fā)光及滅燈狀態(tài)下分別獲取圖像傳感器對各個色彩像素的波長區(qū)域值之后，計算其獲取的值之差和為了原色再現(xiàn)的色彩像素的波長區(qū)域值而最終獲取用于校正由紅外光線導致的扭曲成分的校正值。還有在攝影影像數(shù)據(jù)上扣除其最終獲取的校正值就能夠達到各個像素的原色校正效果。如果獲取的亮度等級是第一閾值和第二閾值之間的值，則當作是夜(night)情形而只點亮控制白色光源。還有，如果亮度等級是第二閾值以下，貝1J當作是黑暗(dark night)而只點亮紅外線LED。以這種方式根據(jù)周圍亮度而控制光源。[0044]如此根據(jù)周圍亮度控制光源的狀態(tài)下，上述影像獲取裝置的ISP校正通過上述相機部獲取的影像而輸出，用戶不需要另行操作就能夠方便的獲取良好畫質(zhì)的影像。如上所述，本實用新型的影像獲取裝置采用將可視光區(qū)域和近紅外線區(qū)域的光信號投射到圖像傳感器一側(cè)的雙帶通濾光器，因此不僅在低照度環(huán)境下根據(jù)紅外線LED驅(qū)動獲取良好的被攝體影像，而且在具有一般照度的環(huán)境下校正由紅外光線導致的色彩成分的扭曲成分，從而能夠獲取接近原色的影像。并且，不僅采用紅外線LED還采用發(fā)揮閃光作用的光源，因此能夠根據(jù)亮度選擇合適的光源進行影像攝影，同時設(shè)計成將多個光源配置在一個蓋子內(nèi)，從而具有可以使整套設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊且簡潔的附帶效果。雖然本實用新型參考附圖中的實施例進行說明但不過是舉例，本實用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應當能夠理解可以對此進行多種變更及與此相當?shù)钠渌鼘嵤├?。因此，本實用新型的真正的技術(shù)保護范圍應當根據(jù)權(quán)利要求書的技術(shù)思想而定。
權(quán)利要求1.一種影像獲取裝置，其特征在于，包括相機部，該相機部包括雙帶通濾光器和圖像傳感器，上述雙帶通濾光器用于至少投射可視光區(qū)域的光信號和紅外線區(qū)域的光信號，上述圖像傳感器將通過所述雙帶通濾光器集光的圖像的光信號轉(zhuǎn)換成電信號而輸出；發(fā)光部，用于分別發(fā)光紅外線及與其紅外線不同波長的光；及影像信號處理部，校正從上述相機部輸出的影像信號，獲取校正所述圖像傳感器的色彩像素中所包含的由紅外光線導致的扭曲成分，進行原色校正。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的影像獲取裝置，其特征在于，所述發(fā)光部包括紅外線LED和白色 LED。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的影像獲取裝置，其特征在于，所述紅外線LED和白色LED位于同一個蓋子內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的影像獲取裝置，其特征在于，所述相機部和影像信號處理部集成為一個相機模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種影像獲取裝置，包括雙帶通濾光器，用于至少投射可視光區(qū)域的光信號和紅外線區(qū)域的光信號；相機部，包括將通過上述雙帶通濾光器集光的圖像的光信號轉(zhuǎn)換成電信號而輸出的圖像傳感器；發(fā)光部，用于互相發(fā)光紅外線及與其紅外線不同波長的光；影像信號處理部，校正從上述相機部輸出的影像信號，此時獲取包含于上述圖像傳感器的各個彩色像素中的紅外光線的量而進行原色校正，從而能夠在低照度環(huán)境下根據(jù)LED驅(qū)動獲取良好的被攝體影像，也可以在具有一般照度的環(huán)境下校正紅外光線導致的色彩成分的扭曲成分，從而獲取接近原色的影像。
文檔編號H04N9/64GK202617286SQ20122025997
公開日2012年12月19日 申請日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者徐普鴻, 沈賢順 申請人:美細耐斯(上海)電子有限公司