專利名稱：一種單片ccd彩色圖像的生成器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使單片CCD實現(xiàn)彩色圖像生成功能的四基色分色濾色片器件。
背景技術(shù)：
CCD (Charge Couple Device,電荷耦合器件)是目前主要的數(shù)碼相機成像器件。
一般來說，彩色CCD的結(jié)構(gòu)為三層，第一層是孩i透鏡陣列，第二層是分色濾色片，第三層是感光層。其中，微透鏡陣列可以使更多的光線到達感光層，由此提高CCD的感光效率。感光層則主要是負責將接收到的光源轉(zhuǎn)換成電子信號，并將信號傳送到影像處理芯片，將影〗象還原。單色CCD也具有上述結(jié)構(gòu)。
由于CCD本身只能接收光強，不能接收光的顏色信息。因此CCD需M助其他結(jié)構(gòu)或器件才能實現(xiàn)彩色圖像的獲取，這些器件中，使用最廣泛的是分色濾色片。
常見的CCD分色濾色片是RGB原色分色濾色片(Bayer濾色片)，使用紅綠藍(Red, Green, Blue )三原色作為分色標準。其結(jié)構(gòu)如附圖1所示，濾色片上奇數(shù)排按照紅色透光格(R)、綠色透光格依次排列(Gr)，偶數(shù)排按照綠色透光格(Gb)、藍色透光格依次排列(B)，也有采用奇數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格依次排列，偶數(shù)排按照紅色透光格、綠色透光格農(nóng)次排列的。Bayer濾光片的優(yōu)勢在于畫質(zhì)銳利，但缺點^1色彩銳利有余細膩不足。此外Bayer濾色片的噪聲比較嚴重。
另一種CMYK印刷四基色分色濾色片，使用青、品紅、黃、黑(Cyan,Magenta, Yellow, blacK)四種印刷用染料四基色作為分色標準。由于引入了黃色，使得圖像的顏色更細膩，但由于可以重現(xiàn)的色域有限，加上分辨率太低等問題，現(xiàn)在已經(jīng)基本停止使用了 。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種使彩色CCD還原色彩更真實，同時不增加其生產(chǎn)成本的單片CCD彩色圖像的生成器件。
本實用新型單片CCD彩色圖像的生成器件，通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)，包括微透鏡陣列和感光層，其特征是，所述微透鏡陣列與感光層之間設(shè)置四基色濾色片，所述四基色濾色片上奇數(shù)排按照紅色透光格、青色透光格依次排列，偶數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格依次排列，或者奇數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格農(nóng)次排列，偶數(shù)排按照紅色透光格、青色透光M次排列的方式。
本實用新型與傳統(tǒng)Bayer濾色片相比，由于引入了第四種顏色作為分離色彩的基礎(chǔ)色，因而具有色域更廣，色彩更細膩的優(yōu)點。本實用新型與Bayer濾色片的表現(xiàn)色域?qū)Ρ葓D如附圖5所示。RGB三點圍成的區(qū)域是Bayer濾色片在CIE-RGB色彩空間中的表現(xiàn)色域，RGBC四點圍成的區(qū)域是本實用新型在同一色彩空間中的表現(xiàn)色域。同時，由于本實用新型可以采用與Bayer濾色片 一致的生產(chǎn)工藝進行生產(chǎn)，因此并沒有額外增加生產(chǎn)成本。

圖1是Bayer分色濾色片結(jié)構(gòu)圖；圖2是RGBC四色分色濾色片結(jié)構(gòu)圖；圖3是CCD結(jié)構(gòu)功能框圖；圖4是色彩還原方法示意圖5是RGBC濾色片與Bayer濾色片表現(xiàn)色域?qū)Ρ葓D。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步描述。
本實用新型四基色濾色片如圖2所示，四基色濾色片上奇數(shù)排按照紅色透光格(R)、青色透光格(C)依次排列，偶數(shù)排按照綠色透光格(G)、藍色透光格(B)依次排列(或者奇數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格依次排列，偶數(shù)排按照紅色透光格、青色透光格依次排列的方式)。
彩色CCD結(jié)構(gòu)功能框圖如附圖3所示j皮才聶物體1所及^射或透射的光線通過CCD的微透鏡陣列2后到達RGBC四基色濾色片3，在此處混合色光被分解成紅綠藍青四種"單色光，，，上述"單色光，，通過感光層4轉(zhuǎn)變成相應的電信號，通過相關(guān)電路和芯片5進行圖像還原處理。
依照CIE-RGB標準，各種顏色的光都可以由波長為700 nm(紅色)、546. 1nm (綠色)和435.8 nm (藍色)的三種單色原色混合獲得。以可以混合成一單位標準白光W時所需的紅色光為一單位紅色，所需的藍色光為 一單位藍色，所需的綠色光為一單位綠色。即1W =1R+1G+1B。考慮到生產(chǎn)工藝的原因，實際使用的RGB三原色的光波長可能與CIE-RGB標準有出入，其色彩表現(xiàn)也因此略有不同。本實用新型中所用青色(Cyan )，是三原色中綠色(Green )和藍色(Blue )依照l: l比例混合所得的顏色。即1C-1G+1B。其具體表現(xiàn)，因不同廠商采用的RGB三原色的不同而不同。
各種顏色的光都可以由紅綠藍三原色組合而成，而本實用新型所使用的青色則是綠色和藍色按比例相加得到的。因此理論上RGBC濾色片與Bayer濾色片所采用的色彩還原方法在原理上基本一致。由于分色濾色片在每個像素上只能透過一種顏色，為了同時獲得另外兩種原色的亮度值就必須采用插值計算的方法。 一般采用相鄰線性平均插值方法。
如附圖4所示，CCD中心部位的各像素點插值方法如下
位置f處的紅色像素點，其對應的藍色、綠色強度由abcegijk八個像素點提供。其算法為
位置g處的青色像素點，其對應的紅綠藍三色強度由bcdfhikl八個像素點提供。其算法為
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處=n欲贈々〃々
位置j處的綠色像素點，其對應的紅色、藍色強度由efgikmno八個像素點提供。其算法為
W力
6<formula>formula see original document page 7</formula>
位置k處的藍色像素點，其對應的紅色、綠色強度則由fghjlnop八個
像素點提供。其算法為 M- /《.
<formula>formula see original document page 7</formula>
邊緣處的像素點的插值方法依據(jù)中心位置的算法予以筒化，不存在的像
素點以o表示，分母也減掉相應的像素個數(shù)。
例如位置u處的綠色像素點，其對應的紅色、藍色強度由周圍的stvwx 五個像素點提供。其算法為
權(quán)利要求1.一種單片CCD彩色圖像的生成器件，包括微透鏡陣列和感光層，其特征是，所述微透鏡陣列與感光層之間設(shè)置四基色濾色片，所述四基色濾色片上奇數(shù)排按照紅色透光格、青色透光格依次排列，偶數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格依次排列，或者奇數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格依次排列，偶數(shù)排按照紅色透光格、青色透光格依次排列。
專利摘要本實用新型公開了一種使彩色CCD還原色彩更真實，同時不增加其生產(chǎn)成本的單片CCD彩色圖像的生成器件。本實用新型包括微透鏡陣列和感光層，其特征是，所述微透鏡陣列與感光層之間設(shè)置四基色濾色片，所述四基色濾色片上奇數(shù)排按照紅色透光格、青色透光格依次排列，偶數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格依次排列，或者奇數(shù)排按照綠色透光格、藍色透光格依次排列，偶數(shù)排按照紅色透光格、青色透光格依次排列的方式。本實用新型與傳統(tǒng)Bayer濾色片相比，由于引入了第四種顏色作為分離色彩的基礎(chǔ)色，因而具有色域更廣，色彩更細膩的優(yōu)點。
文檔編號H04N9/04GK201414202SQ20092009681
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者蓁 徐, 曹再炫, 鄭龍周 申請人:天津三星光電子有限公司