[發明專利]單像素彩色圖像傳感器系統及其彩色圖像采集方法

在審

• 申請號: 201710403015.6
• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107026989A
• 公開（公告）日: 2017-08-08
• 發明（設計）人: 郭軍
• 申請（專利權）人: 深圳市矽旺半導體有限公司
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/378;H04N9/73;H01L27/146
• 代理公司: 北京市中聞律師事務所11388
• 代理人: 王新發,常亞春

技術領域

本發明涉及一種彩色傳感器，具體地說，是涉及一種單像素彩色圖像傳感器系統及其彩色圖像采集方法。

背景技術

目前，現有的彩色圖像傳感器電路如圖1所示，其中，像素單元作為光電轉換的單元，為了實現彩色圖像的采集，每個像素單元又包含四個子像素單元，并在四個子像素單元上放置紅、綠、藍、綠濾鏡，如圖2、圖3和圖4所示，這樣將紅綠藍三種顏色分量的光譜都采集回來，才能得到最原始的彩色圖像數據。如果每個像素點只包含一個子像素單元，不加紅、綠、藍、綠濾鏡，則采樣到的圖像為黑白圖像。雖然現有技術的這種彩色圖像傳感器采集到的圖像清晰，但是傳感器造工藝復雜，芯片占用面積大，難以進一步提高小型化程度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種單像素彩色圖像傳感器系統，解決現有彩色傳感器芯片暫用面積大、體積難以縮小的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

單像素彩色圖像傳感器采集系統，包括由若干個子像素單元組成的像素陣列，分別與該像素陣列電連接的讀出電路和Y地址，與該讀出電路的輸出端電連接的A/D轉換器，與該A/D轉換器的輸出端電連接的圖像平衡處理器，與該圖像平衡處理器的輸出端電連接的圖像輸出控制器，以及用于照射被采集對象的LED照射控制器；所述子像素單元與像素點一一對應，且不設置濾鏡；所述LED照射控制器包括紅色LED控制器、藍色LED控制器和綠色LED控制器；在所述讀出電路上還電連接有X地址。

進一步地，所述紅色LED控制器連接有紅色LED燈；所述藍色LED控制器連接有藍色LED燈；所述綠色LED控制器連接有綠色LED燈。

同時，本發明還公開了上述單像素彩色圖像傳感器采集系統的彩色圖像采

集方法，包括以下步驟：

（1）將像素陣列與待采集圖像的物體對齊；

（2）開啟紅色LED控制器，使對應的紅色LED燈點亮，照射待采集圖像的

物體，讀取像素陣列的像素值；

（3）關閉紅色LED，開啟藍色LED控制器，使對應的藍色LED燈點亮，

照射待采集圖像的物體，然后讀取像素陣列的像素值；

（4）關閉藍色LED，開啟綠色LED控制器，使對應的綠色LED燈點亮，照射待采集圖像的物體，然后讀取像素陣列的像素值；

（5）將步驟（2）～（4）讀取到的三幅圖像數據輸出到圖像平衡處理器

進行融合處理，最后由圖像輸出控制器輸出圖像，即為需要采集的彩色圖像。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

（1）本發明改變了傳統彩色圖像傳感器的設計思路，將提供紅藍綠顏色分量的濾鏡由內置結構改為外置結構，從而僅僅使用常規的用于采集黑白圖像的傳感器配合外置的LED光照控制器即可實現彩色圖像的采集，如此設計方式使得每一個像素點只需要一個子像素單元，不再需要四個子像素單元，從而使得彩色圖像傳感器的像素陣列所占面積減小為現有技術的四分之一，進而為彩色傳感器的小型化道路開辟了更大的發展空間。

（2）本發明不再需要在像素單元上設置濾鏡，簡化了傳感器的制造工藝，提高了生產效率。

（3）本發明思路新穎，原理簡單，生產方便，具有很高的實用價值和廣闊的推廣應用前景。

附圖說明

圖1為現有的彩色傳感器的電路示意圖。

圖2為圖1中像素陣列的示意圖。

圖3為現有技術中像素點與子像素單元的關系示意圖。

圖4為子像素單元的電路原理圖。

圖5為本發明中彩色傳感器系統的電路示意圖。

圖6為本發明中像素陣列的示意圖。

圖7為本發明中像素點與子像素單元的關系示意圖。

上述附圖中，附圖標記對應的部件名稱如下：

1-安裝有藍色濾鏡的子像素單元，2-安裝有紅色濾鏡的子像素單元，3-安裝有綠色濾鏡的子像素單元，4-像素點，5-子像素單元。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例