[發(fā)明專利]一種圖像傳感器、光學濾波器及圖像傳感器亮度調(diào)整方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010032489.6
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111193880B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉元哲;韓迎春;周少敏
• 申請（專利權(quán)）人: 劉元哲
• 主分類號: H04N5/335
• 分類號: H04N5/335;H04N5/369;H04N9/04;G02B27/28
• 代理公司: 北京知呱呱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11577
• 代理人: 彭伶俐

本發(fā)明實施例公開一種圖像傳感器、光學濾波器及圖像傳感器亮度調(diào)整方法，包括一組像素點陣列和光強采集電路的、用于對入射光進行調(diào)整的光學濾波器；基于光強度分布信息生成控制信號，對光學濾波器的像素點的光透明度進行自動調(diào)整的控制電路；以及用于接收光并加快基于接受光形成的圖像和/或視頻信號輸出的傳感器陣列；控制電路分別與光學濾波器的像素點陣列和光強采集電路連接，且與傳感器陣列連接；控制電路從光強采集電路接收輸入至光學濾波器的光強度分布信息或者傳感器陣列中的光強度分布信息，根據(jù)光強度分布信息調(diào)整控制電路輸出于光學濾波器的輸出電壓，對光學濾波器的輸出光強進行自適應調(diào)整。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及光學成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種圖像傳感器、光學濾波器及圖像傳感器亮度調(diào)整方法。

背景技術(shù)

圖像傳感器或成像儀是用于檢測和傳輸生成圖像信息的傳感器，通過將光波通過物體或在物體上形成反射時的可衰減轉(zhuǎn)換成信號，圖像傳感器或成像儀可通過小電流脈沖來實現(xiàn)信息傳輸。波可以是光波或其他電磁輻射，模擬和數(shù)字型的電子成像設(shè)備皆可使用成像傳感器，包括數(shù)碼相機、相機模塊、醫(yī)療成像設(shè)備、夜視設(shè)備如熱成像設(shè)備、雷達、聲吶等。

眾所周知，人眼能夠通過視覺神經(jīng)元自動調(diào)整視網(wǎng)膜的“有效靈敏度”。因此，人類可以在各種光照條件下感知物體。但與人眼相比，目前的光圖像傳感器在入射光強度水平敏感性方面仍然存在著很大的限制。隨著科技發(fā)展，數(shù)字成像技術(shù)正在逐漸取代模擬成像技術(shù)。在物體反射和/或發(fā)射變化極大的光時，傳統(tǒng)成像傳感器常常會在亮度的動態(tài)響應范圍方面遇到技術(shù)困難。例如，“非常亮的物體”發(fā)出的光會導致傳感器飽和，而“非常暗的物體”發(fā)出的光會使傳感器曝光不足。不管是哪種情況，此類問題都會導致信息丟失。圖1A 為傳統(tǒng)圖像成像過程中亮度變化對圖像質(zhì)量的影響示意圖，如圖1A所示，圖 1A通過展示傳統(tǒng)照相機104拍攝的對象102的圖像106中的4個區(qū)域，闡明了這一概念。在圖1A中，當對象被拍攝時，區(qū)域l08a-d的不同陰影表示光照條件下對象的不同亮度級別。如圖所示，右下方區(qū)域108d最亮，左下方區(qū)域108c最暗。如上所述，由于相機上的圖像傳感器對光敏感度的動態(tài)響應范圍有限，可以較完整地拍攝到區(qū)域108a-b中的細節(jié)。但在底部區(qū)域 108c-d中，由于底部區(qū)域108c-d中對象102的細節(jié)在圖像中未顯示，圖像中的上述信息則會丟失。將后處理與所謂的“bucket曝光”結(jié)合使用是最常見的找回完整信息的方法：即將“bucket”中一組曝光度不同的幀進行組合。但要獲取最終圖像還需要額外的時間和成本。此外，合成的圖像往往會失去某些藝術(shù)特征。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明實施例提供一種圖像傳感器、光學濾波器及圖像傳感器亮度調(diào)整方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于成像物體反射至圖像傳感器的輸入光不均勻而導致的成像質(zhì)量差的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明調(diào)整成像設(shè)備的圖像傳感器的視場中入射光的亮度差異，以便在圖像傳感器接收到視場中的入射光之前對其進行調(diào)整。也就是說，如果視場中較亮區(qū)域中的光強可以通過某種方式降低視場中的其余部分的光強，使得整個視場中的總亮度變化處于傳感器的線性范圍內(nèi)，則可以在一定程度上解決上述成像問題。其具體技術(shù)方案提供如下：

根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面提供一種圖像傳感器，包括：

包括一組像素點陣列和光強采集電路的、用于對入射光進行調(diào)整的光學濾波器；

基于光強度分布信息生成控制信號，對所述光學濾波器的像素點的光透明度進行自動調(diào)整的控制電路；

以及用于接收光并加快基于接受光形成的圖像和/或視頻信號輸出的傳感器陣列；

所述控制電路分別與所述光學濾波器的所述像素點陣列和所述光強采集電路連接，且與所述傳感器陣列連接；所述控制電路從所述光強采集電路接收輸入至所述光學濾波器的光強度分布信息或者傳感器陣列中的光強度分布信息，根據(jù)所述光強度分布信息調(diào)整所述控制電路輸出于所述光學濾波器的輸出電壓，對所述光學濾波器的輸出光強進行自適應調(diào)整，實現(xiàn)對輸入至所述傳感器陣列的光強度分布信息的自適應調(diào)整。