本發(fā)明所涉及一種圖像傳感器，具體是一種基于G模式濾波陣列的彩色圖像傳感器，屬于成像設備領域。

背景技術：

圖像傳感器是一種將光學圖像轉(zhuǎn)換成電子信號的設備，其基本工作原理是將外界物體在物鏡成像面上形成的二維光強分布的光學圖像轉(zhuǎn)變?yōu)橐痪S時序電信號。圖像傳感器輸出的一維時序電信號經(jīng)過后續(xù)的放大及同步控制處理后，送給圖像顯示器，便可還原并顯示二維光學圖像。

圖像傳感器被廣泛的應用于各種消費類電子產(chǎn)品中，如數(shù)碼相機、手機及視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。主流的圖像傳感器主要分為兩種，一種是CCD(charge coupled device，電荷耦合元件)，另一種是CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體元件)傳感器。CCD特有的工藝，具有低照度效果好、信噪比高、通透感強、色彩還原能力佳等優(yōu)點，被廣泛應用于許多高端領域中，但同時由于其成本高、功耗大也制約了其市場發(fā)展的空間。

從外部結(jié)構(gòu)上來說，圖像傳感器主要分為三層，由外到內(nèi)依次為微型透鏡層、分色濾光片層以及感光層。處于最外層的微型透鏡層是由很多的微型透鏡組成，穿過此層的入射光可以更多的聚集到像素感光區(qū)域。分色濾光層是由色彩濾波陣列組成的濾光片，色彩濾波陣列的每一個濾鏡單元對應一個像素，每一個濾鏡單元只能有一種顏色的光通過，其目的是讓每一個像素點表征一種特定顏色光強的大小。

目前最常用的色彩濾波陣列(Color Filter Array，簡稱CFA)是拜耳色彩濾波陣列(Bayer pattern CFA)，該濾波陣列交替使用一組紅色和綠色濾鏡以及一組綠色和藍色濾鏡構(gòu)成，每一個2×2基本濾鏡單元由2個綠色(G)、1個紅色(R)和1個藍色(B)單元組成，因此能捕獲1/2的綠光、1/4的紅光以及1/4的藍光。最里面的感光層是由與上層CFA相對應的X×Y個像素點組成的電子線路矩陣，其作用是把透過CFA的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏餍盘栞敵觥?/p>

人眼視覺系統(tǒng)對RGB三基色的敏感度具有較大差異。人眼對波長為555nm的綠光敏感度最強，波長增大或減小都會使人眼視覺敏感性降低，人眼對紅光的敏感性約為綠光的1/2，對藍光的敏感性約為紅光的1/3。因此，G像素對圖像清晰度的影響最大。目前使用的Bayer陣列中，G像素所占總像素的比例為1/2。為了使得圖像的清晰度提高，需要色彩濾波陣列的G濾鏡的比例提高大于1/2，Bayer陣列不再適用于更高的圖像清晰度要求的圖像傳感器。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術的不足，而提供一種清晰度更高的圖像傳感器，使得圖像傳感器捕獲的圖像更符合人眼的視覺標準。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術方案：

圖像傳感器，包括依次連接的透鏡層、分色濾光層和感光層，所述分色濾光層為G模式色彩濾波陣列，其中G模式色彩濾波陣列包括若干個大小、形狀相同的像素結(jié)構(gòu)單元；透鏡層包括若干個微型透鏡，用于將入射光更多的聚集到像素感光區(qū)域；所述感光層為X×Y個像素組成的電子線路矩陣，將透過分色濾光層(5)的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觥?/p>

所述色彩濾波陣列的像素結(jié)構(gòu)單元包括第一基本濾鏡單元和第二基本濾鏡單元，通過混合排列第一基本濾鏡單元和第二基本濾鏡單元而形成一個4×4陣列的最小結(jié)構(gòu)單元。

所述色彩濾波陣列的像素結(jié)構(gòu)單元中的每兩個相同的第一基本濾鏡單元或第二基本濾鏡單元成對角線、水平或者垂直排列。

所述第一基本濾鏡單元為一個2×2陣列，包括3個G濾鏡和1個R濾鏡；所述第二基本濾鏡單元同樣是一個2×2陣列，包括3個G濾鏡和1個B濾鏡。

所述第一基本濾鏡單元中的R濾鏡與第二基本濾鏡單元中的B濾鏡均位于所在2×2陣列的相同位置。

所述第一基本濾鏡單元中的R濾鏡與第二基本濾鏡單元中的B濾鏡均位于所在2×2陣列的左上角、右下角、右上角或左下角。

所述像素結(jié)構(gòu)單元包括12個G濾鏡、2個R濾鏡、2個B濾鏡。

所述像素結(jié)構(gòu)單元的G濾鏡占總濾鏡個數(shù)的比例為3/4，R、B濾鏡分別占總濾鏡個數(shù)的1/8，除邊角外的每個R、B濾鏡的八鄰域均為G濾鏡。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過有效的排列R、G、B濾鏡單元，提高綠色像素占整體像素比例，綠色像素點比例增加從而使得圖像具有更高的清晰度，更容易被人眼所接受、更加貼近人眼的視覺標準。實驗證明，本發(fā)明所涉及的圖像傳感器，相比同分辨率的傳統(tǒng)圖像傳感器，線數(shù)(ISO12233標準分辨率測試卡)測試可提高10％以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。

圖3a、3b、3c是本發(fā)明三種像素結(jié)構(gòu)單元的排列方式示意圖。

圖4a、4b是本發(fā)明非邊角位置的R、B濾鏡結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明的G模式色彩濾波陣列的示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細說明，但不應理解為是對本申請的限制。

如圖1、圖2的圖像傳感器，結(jié)構(gòu)依次為透鏡層3、分色濾光層5和感光層4，所述分色濾光層即為G模式色彩濾波陣列(濾光片)，其中G模式色彩濾波陣列包括若干個大小、形狀相同的像素結(jié)構(gòu)單元1；透鏡層包括若干個微型透鏡，用于將入射光更多的聚集到像素感光區(qū)域；感光層為X×Y個像素組成的電子線路矩陣，將透過分色濾光層的光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觥?/p>

如圖5所示，本發(fā)明使用的G模式色彩濾波陣列包括若干個大小、形狀相同的像素結(jié)構(gòu)單元1，所述像素結(jié)構(gòu)單元1排列形成G模式色彩濾波陣列2，像素結(jié)構(gòu)單元1包括第一基本濾鏡單元11和第二基本濾鏡單元12，通過混合排列第一基本濾鏡單元11和第二基本濾鏡單元12而形成一個4×4陣列的最小結(jié)構(gòu)單元，所述像素結(jié)構(gòu)單元中每兩個相同的第一基本濾鏡單元11或第二基本濾鏡單元12成對角線、水平或者垂直排列等幾種排列方式，使整個色彩濾波陣列中綠色的濾鏡比例的大幅增加，提高圖像清晰度。

第一基本濾鏡單元11為一個2×2陣列，包括3個G濾鏡和1個R濾鏡；第二基本濾鏡單元12同樣是一個2×2陣列，包括3個G濾鏡和1個B濾鏡，第一基本濾鏡單元中的R濾鏡與第二基本濾鏡單元中的B濾鏡均位于所在2×2陣列的相同位置，比如在2×2的陣列中左上角、右下角、右上角或左下角。以下以R、B濾鏡在2×2陣列中處于右下上角為例進行說明。

附圖3a為本發(fā)明所述的G模式色彩濾波陣列的像素結(jié)構(gòu)單元(4×4陣列最小結(jié)構(gòu)單元)的一種具體實施方式，其排列規(guī)則為：應用上述的第一基本濾鏡單元和第二基本濾鏡單元各兩個，每兩個相同的基本濾鏡單元之間沿對角線排列；

附圖3b為本發(fā)明所述的G模式色彩濾波陣列的像素結(jié)構(gòu)單元(4×4陣列最小結(jié)構(gòu)單元)的一種是實施方式，其排列規(guī)則為：應用上述的第一基本濾鏡單元和第二基本濾鏡單元各兩個，每兩個相同的基本濾鏡單元之間水平排列；

附圖3c為本發(fā)明所述的G模式色彩濾波陣列的像素結(jié)構(gòu)單元(4×4陣列最小結(jié)構(gòu)單元)的一種實施方式，其排列規(guī)則為：應用上述的第一基本濾鏡單元和第二基本濾鏡單元各兩個，每兩個相同的基本濾鏡單元之間垂直排列；

G模式色彩濾波陣列的4×4陣列最小結(jié)構(gòu)單元不限于上述示例。例如改變第一基本濾鏡單元和第二基本濾鏡單元中的R、B濾鏡所處的位置，使其均位于所在2×2陣列的左上角或任意位置，則可排列成不同的陣列結(jié)構(gòu)，其構(gòu)成原理相同。

本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)單元1包括12個G濾鏡、2個R濾鏡、2個B濾鏡，G濾鏡所占比例為3/4，R、B濾鏡所占比例分別為1/4，除邊角外的每個R、B濾鏡的八鄰域均為G濾鏡，如圖4a、4b。這樣使得圖像將因綠色濾鏡的高占比而實現(xiàn)清晰度的提高，并且更貼近人體的視覺感受，更容易被人眼所接受，且綠色的濾鏡占比例高也有利于人眼的保護。

本發(fā)明的像素結(jié)構(gòu)單元1相互間隔的兩行、相互間隔的兩列的濾鏡均為綠色，其余的濾鏡在其所在的一行或者一列上均相互間隔地呈現(xiàn)紅色或者藍色，即保證了綠色像素點的高比例，有效的提高了圖像的清晰度。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。