[發明專利]一種彩色成像裝置以及獲取彩色圖像的方法

有效

• 申請號: 201610112996.4
• 申請日: 2016-02-29
• 公開（公告）號: CN107135380B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 李麗;王維
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 黃志華

本發明實施例提供一種彩色成像裝置以及獲取彩色圖像的方法，用以解決對彩色濾波片加工難度較大的問題。彩色成像裝置包括在光路傳輸路徑上依次排列的主透鏡，微透鏡陣列，以及成像傳感器；裝置還包括設置于主透鏡的孔徑光闌處的第一彩色濾波片；主透鏡，第一彩色濾波片，微透鏡陣列，以及成像傳感器平行且共軸；成像傳感器位于微透鏡陣列的焦點處；其中，光從一個微透鏡到達成像傳感器時覆蓋成像傳感器的M*N的像素陣列；第一彩色濾波片包括至少一個能夠過濾出至少一個顏色的濾波片；第一彩色濾波片在垂直于軸線的任一方向上的尺寸不小于主透鏡在對應方向上的尺寸。

技術領域

本發明實施例涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種彩色成像裝置以及獲取彩色圖像的方法。

背景技術

彩色成像技術目前已經普遍應用于數碼相機、手機等設備。彩色成像傳感器中包括只能捕獲灰度圖像的成像傳感器。成像傳感器通過將入射光信號轉換為電信號，可以記錄下光強信息，由于成像傳感器捕獲的只是灰度圖像，無法感受顏色。因此為了獲得彩色照片，技術人員通過在成像傳感器上覆蓋彩色濾波片來區分不同的色彩。因此，如圖1所示，傳統的彩色成像傳感器包括微透鏡陣列、彩色濾波片以及成像傳感器，并且三者是制作在一起的。

目前普遍采用的彩色濾波片為紅(英文：red，簡稱R)綠(英文：Green，簡稱：G)藍(英文：blue，簡稱：B)濾波片，通過多個拜耳(Bayer)陣列實現。每個Bayer陣列呈2*2矩陣排列，包括4個子單元，4個子單元分別為2個綠色濾波片，1個紅色濾波片和1個藍色濾波片。每一個顏色的濾波片對應成像傳感器上的一個像素，從而使的該像素能夠對相應的顏色感光，這樣每個像素記錄紅綠藍三色中的一種顏色信息，再通過色彩空間插值法進行處理，即可獲得彩色圖像。

由于在彩色成像傳感器制作時，彩色濾波片中一個子單元大小與成像傳感器的一個像素尺寸相當，需要將彩色濾波片的每個子單元精確對應到成像傳感器的每一個像素，因而彩色濾波片的結構精細，彩色濾波片的配準也存在較大的難度，加工過程比較復雜。彩色成像傳感器的成像面積越大，像素尺寸越小，加工的難度就越大。

發明內容

本發明實施例提供一種彩色成像裝置以及獲取彩色圖像的方法，用以解決現有技術中存在的對彩色濾波片加工難度大的問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種彩色成像裝置，包括在光路傳輸路徑上依次排列的主透鏡，微透鏡陣列，以及成像傳感器；所述主透鏡包括至少兩個共軸且位置相對固定的單透鏡；所述裝置還包括設置于所述主透鏡的孔徑光闌處的第一彩色濾波片；所述主透鏡，所述第一彩色濾波片，所述微透鏡陣列，以及所述成像傳感器平行且共軸；所述微透鏡陣列包括l個微透鏡；所述成像傳感器位于所述微透鏡陣列的焦平面；其中，所述成像傳感器包括l*M*N個像素，光從任意一個微透鏡到達所述成像傳感器時覆蓋所述成像傳感器的M*N的像素陣列，且光從所述l個微透鏡到達所述成像傳感器時覆蓋所述成像傳感器包括的l*M*N個像素；其中，l、M和N均為正整數；所述第一彩色濾波片包括至少一個能夠過濾出至少一種顏色的濾波片；所述第一彩色濾波片在垂直于軸線的任一方向上的尺寸不小于所述主透鏡在對應方向上的尺寸。

彩色濾波片設置于主透鏡的孔徑光闌處，微透鏡陣列位于主透鏡的像平面，場景發出的光線經過主透鏡和彩色濾波片后，成像在微透鏡陣列上。經過微透鏡陣列后，不同顏色的光線到達成像傳感器的不同像素上，從而能夠得到彩色圖像。本發明實施例中彩色濾波片的尺寸在垂直于軸線的任一方向上不小于所述主透鏡在對應方向上的尺寸，遠大于直接加工在成像傳感器表面的彩色濾波片中每個單元的尺寸，因此大大降低了彩色濾波片的加工難度。并且彩色濾波片不再需要加工到成像傳感器上。現有技術中彩色濾波片與成像傳感器同時加工產生的，一旦修改彩色濾波片就連帶成像傳感器一起修改，本發明實施例中彩色濾波片并不要加工到成像傳感器上，因此在修改時，可以單獨修改。

在一種可能的設計中，所述成像傳感器中各個像素與位于所述成像傳感器的中心的像素的距離dis_n為：