彩色濾波陣列及其圖像接收方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彩色濾波陣列及其圖像接收方法，尤其涉及一種能夠同時(shí)偵測(cè)紅外光及可見光的彩色濾波陣列及其圖像接收方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖像傳感器，例如互補(bǔ)式金氧半圖像傳感器(CMOS image sensor, CIS)和電荷稱合(Charge-Coupled Device, CCD)圖像傳感器等，已廣泛應(yīng)用于數(shù)字相機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、平板型計(jì)算機(jī)以及智能型通訊系統(tǒng)等消費(fèi)性電子商品。一般而言，圖像傳感器需要使用彩色濾光片(color filter)來感測(cè)特定色彩(如紅色、藍(lán)色、綠色)的可見光資訊，從而取得彩色圖像。然而，彩色濾光片無法濾除紅外光(infrared ray, IR)。若圖像傳感器接收到紅外光資訊將會(huì)導(dǎo)致彩色圖像的色彩失真。因此，現(xiàn)有的圖像傳感器通常需要使用額外的紅外光截止濾光片(IR cut filter)來濾除紅外光，以取得正確的色彩資訊。
[0003]當(dāng)圖像傳感器所在環(huán)境的環(huán)境光亮度不足時(shí)，具備有紅外光截止濾光片的圖像傳感器可能會(huì)無法取得清晰的圖像。為了取得較為清晰的圖像，圖像傳感器需暫時(shí)將紅外光截止濾光片移除(如移開)并開啟紅外線光源(如紅外線發(fā)光二極體(Light-EmittingD1de, LED))，以增強(qiáng)感測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度。在此狀況下，圖像傳感器所接收到圖像的色彩資訊會(huì)產(chǎn)生失真。也就是說，在環(huán)境光亮度充足時(shí)，圖像傳感器會(huì)使用紅外光截止濾光片來取得正確的色彩資訊；而在環(huán)境光亮度不足時(shí)，圖像傳感器需移除紅外光截止濾光片來取得較為清晰的圖像。由上述可知，現(xiàn)有的圖像傳感器必須使用紅外光截止濾光片及移動(dòng)紅外光截止濾光片的元件，從而增加圖像傳感器的制造成本。因此，如何在不增加制造成本的情況下，兼顧圖像品質(zhì)及色彩資訊便成為業(yè)界亟欲探討的議題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明提供一種同時(shí)偵測(cè)紅外光及可見光的彩色濾波陣列及其圖像接收方法。
[0005]在一方面，本發(fā)明公開一種彩色濾波陣列，用于一圖像傳感裝置，包括重復(fù)排列的多個(gè)濾波樣式，其中每一濾波樣式包括至少一第一濾光片，對(duì)應(yīng)于一第一顏色的一第一波長(zhǎng)范圍；至少一第二濾光片，對(duì)應(yīng)于一第二顏色的一第二波長(zhǎng)范圍；至少一第三濾光片，對(duì)應(yīng)于一第三顏色的一第三波長(zhǎng)范圍；至少一第四濾光片，對(duì)應(yīng)于一第一紅外光波長(zhǎng)范圍，其中該第一紅外光波長(zhǎng)范圍為該第一波長(zhǎng)范圍與該第二波長(zhǎng)范圍間重疊的波長(zhǎng)范圍；以及至少一第五濾光片，對(duì)應(yīng)于一第二紅外光波長(zhǎng)范圍，其中該第二紅外光波長(zhǎng)范圍為該第一波長(zhǎng)范圍與該第三波長(zhǎng)范圍間重疊的波長(zhǎng)范圍。
[0006]在另一方面，本發(fā)明公開一種圖像接收方法，用于一圖像傳感裝置，包括接收對(duì)應(yīng)于一第一顏色的一第一波長(zhǎng)范圍的第一圖像數(shù)據(jù)；接收對(duì)應(yīng)于一第二顏色的一第二波長(zhǎng)范圍的第二圖像數(shù)據(jù)；接收對(duì)應(yīng)于一第三顏色的一第三波長(zhǎng)范圍的第三圖像數(shù)據(jù)；接收對(duì)應(yīng)于一第一紅外光范圍的第四圖像數(shù)據(jù)，其中該第一紅外光范圍為該第一波長(zhǎng)范圍與該第二波長(zhǎng)范圍間重疊的波長(zhǎng)范圍；以及根據(jù)該第四圖像數(shù)據(jù)，調(diào)整該第二圖像數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0007]圖1A為本發(fā)明實(shí)施例一濾波樣式的示意圖。
[0008]圖1B為圖1A所示濾波樣式的剖面圖。
[0009]圖2A為圖1B所示的濾波樣式的穿透率與波長(zhǎng)間的關(guān)系圖。
[0010]圖2B為本發(fā)明實(shí)施例中穿透率與波長(zhǎng)間的關(guān)系圖。
[0011]圖3為圖1A所示的濾波樣式的另一剖面圖。
[0012]圖4A?4F為本發(fā)明實(shí)施例多種濾波樣式的示意圖。
[0013]圖5為本發(fā)明實(shí)施例一圖像接收方法的流程圖。
[0014]圖6為本發(fā)明實(shí)施例另一圖像接收方法的流程圖。
[0015]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0016]10、40A、40B、40C、40D、40E、40F濾波樣式
[0017]50、60圖像接收方法
[0018]500 ?512、600 ?618步驟
[0019]B藍(lán)色
[0020]C_B、C_G、C_IR1、C_IR2、C_R、C_B，、C_G，、曲線
[0021]C_R’
[0022]F_B藍(lán)色濾光片
[0023]F_G綠色濾光片
[0024]F_IR紅外光濾光片
[0025]F_IR1紅綠濾光片
[0026]F_IR2紅藍(lán)濾光片
[0027]F_R紅色濾光片
[0028]G綠色
[0029]I_B、I_G、I_IR1、I_IR2、I_R光強(qiáng)度資訊
[0030]IR1、IR2紅外光
[0031]PI ?P65像素
[0032]R紅色
[0033]SU1?SU5傳感單元
【具體實(shí)施方式】
[0034]請(qǐng)參考圖1A，圖1A為本發(fā)明實(shí)施例一濾波樣式(pattern) 10的示意圖。濾波樣式10可用于圖像傳感裝置(如相機(jī)等具有圖像感測(cè)功能的電子裝置)。通過重復(fù)排列濾波樣式10，可組成圖像傳感裝置中一彩色濾波陣列，從而讓圖像傳感裝置可取得具有色彩資訊的圖像數(shù)據(jù)。如圖1A所示，濾波樣式10包括像素P1?P5，且像素P1?P5分別對(duì)應(yīng)于紅色R、紅外光IR1、綠色G、紅外光IR2及藍(lán)色B。也就是說，像素P1?P5分別用來接收不同波長(zhǎng)范圍的光線。通過重復(fù)排列濾波樣式10所組成的彩色濾波陣列，圖像傳感裝置可同時(shí)取得5種相異波長(zhǎng)范圍的光強(qiáng)度資訊。在此狀況下，圖像傳感裝置不需要額外使用紅外光截止濾光片即可去除所取得光強(qiáng)度資訊中紅外光成分，從而使圖像傳感裝置所擷取圖像數(shù)據(jù)中的色彩資訊更貼近真實(shí)的色彩。
[0035]詳細(xì)而言，請(qǐng)參考圖1B,圖1B為圖1A所示濾波樣式10的剖面圖。為求簡(jiǎn)單說明，圖1B僅繪示出紅色濾光片F(xiàn)_R、綠色濾光片F(xiàn)_G、藍(lán)色濾光片F(xiàn)_B及傳感單元SU1?SU5，其余如透鏡(lens)、控制電路、運(yùn)算電路等非直接相關(guān)于本發(fā)明概念的元件則略而未示。如圖1B所示，像素P1包括一紅色濾光片F(xiàn)_R及一傳感單元SU1。當(dāng)外界光線通過紅色濾光片F(xiàn)_R后，僅會(huì)有對(duì)應(yīng)于紅色的一波長(zhǎng)范圍W_R的光線入射至傳感單元SU1。傳感單元SU1從而偵測(cè)并取得對(duì)應(yīng)于紅色光的光強(qiáng)度資訊I_R。相似地，像素P3包括一綠色濾光片F(xiàn)_G及一傳感單元SU3。當(dāng)外界光線通過綠色濾光片F(xiàn)_G后，僅會(huì)有對(duì)應(yīng)于綠色光的一波長(zhǎng)范圍W_G的光線入射至傳感單元SU3。傳感單元SU3從而偵測(cè)并取得對(duì)應(yīng)于綠色的光強(qiáng)度資訊1_G。像素P5包括一藍(lán)色濾光片F(xiàn)_B及一傳感單元SU5。當(dāng)外界光線通過藍(lán)色濾光片F(xiàn)_B后，僅會(huì)有對(duì)應(yīng)于藍(lán)色光的一波長(zhǎng)范圍W_B的光線入射至傳感單元SU5。傳感單元SU5從而偵測(cè)并取得對(duì)應(yīng)于藍(lán)色的光強(qiáng)度資訊I_B。需注意的是，由于紅色濾光片F(xiàn)_R、綠色濾光片F(xiàn)_G及藍(lán)色濾光片F(xiàn)_B都無法有效濾除對(duì)應(yīng)于紅外光(infrared ray)波長(zhǎng)范圍的光線，因此光強(qiáng)度資訊I_R、I_G、I_B都含有紅外光的光強(qiáng)度資訊。換言之，波長(zhǎng)范圍W_R、波長(zhǎng)范圍W_G、波長(zhǎng)范圍W_B都包括一紅外光波長(zhǎng)范圍W_IR。
[0036]在圖1B中，像素P2同時(shí)包括紅色濾光片F(xiàn)_R、綠色濾光片F(xiàn)_G及傳感單元SU2，其中紅色濾光片F(xiàn)_R形成于綠色濾光片F(xiàn)_G之上。當(dāng)外界光線通過紅色濾光片F(xiàn)_R及綠色濾光片F(xiàn)_G后，僅會(huì)有位于一紅外光波長(zhǎng)范圍W_IR1的光線入設(shè)置傳感單兀SU2,其中紅外光波長(zhǎng)范圍W_IR1為波長(zhǎng)范圍W_R與波長(zhǎng)范圍W_G的交集范圍。傳感單元SU2從而偵測(cè)并取得對(duì)應(yīng)于紅外光波長(zhǎng)范圍W_IR1的光強(qiáng)度資訊I_IR1。也就是說，對(duì)應(yīng)于紅外光IR1的像素P2是用來接收紅色光波長(zhǎng)范圍W_R與綠色光波長(zhǎng)范圍W_G間交集范圍的光線。相似地，像素P4同時(shí)包括紅色濾光片F(xiàn)_R、藍(lán)色濾光片F(xiàn)_B及傳感單元SU4，其中紅色濾光片F(xiàn)_R形成于藍(lán)色濾光片F(xiàn)_B之上。當(dāng)外界光線通過紅色濾光片F(xiàn)_R及藍(lán)色濾光片F(xiàn)_B后，僅會(huì)有位于一紅外光波長(zhǎng)范圍W_IR2的光線入設(shè)置傳感單元SU4，其中紅外光波長(zhǎng)范圍W_IR2為波長(zhǎng)范圍W_R與波長(zhǎng)范圍W_B的交集范圍。傳感單元SU4從而偵測(cè)并取得對(duì)應(yīng)于紅外光波長(zhǎng)范圍W_IR1的光強(qiáng)度資訊I_IR2。換言之，對(duì)應(yīng)于紅外光IR2的像素P4是用來接收紅色光波長(zhǎng)范圍W_R與藍(lán)色光波長(zhǎng)范圍W_B間交集范圍的光線。
[0037]在分別取得光強(qiáng)度資訊I_R、I_G、I_B、I_IR1、I_IR2后，圖像傳感裝置即可