[0062] S29,感測并判斷環(huán)境亮度。
[0063] S31，當(dāng)環(huán)境亮度大于第一闊值而小于第二預(yù)定闊值時，將彩色像素值作為對應(yīng)的 合成圖像的像素值。
[0064] 可將感光像素的像素值作為判斷環(huán)境亮度的依據(jù)，例如，將所有彩色像素值求平 均值來作為環(huán)境亮度值。
[0065] 通過感測并判斷環(huán)境亮度，來對彩色像素值進行適當(dāng)?shù)奶幚怼＠绨滋鞎r外界景 物福射的紅外線會影響成像質(zhì)量，可讓彩色像素值減掉其紅外線亮度成分。夜晚亮度值較 低時，可利用紅外像素值進行補償W提升成像亮度及信噪比。在傍晚等亮度值適中時，將彩 色像素值作為合成圖像的像素值。
[0066] 請參圖7,在某些實施方式中，步驟S2進一步包括：
[0067] S33,將彩色濾光區(qū)覆蓋的感光像素的輸出相加 W得到合并像素值。
[0068] S35,根據(jù)合并像素值及紅外濾光區(qū)覆蓋的感光像素的輸出計算合成圖像的像素 值。
[0069] 如此，將彩色濾光區(qū)覆蓋的感光像素合并，再根據(jù)合并像素值及紅外濾光區(qū)覆蓋 的感光像素的輸出計算合成圖像的合成圖像的像素值。
[0070] 在某些實施方式中，每個感光像素分別與一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接；
[0071 ] 請參圖8,步驟S2進一步包括：
[0072] S37,將感光像素產(chǎn)生的模擬信號輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸出并存入寄存器。
[0073] S39,從寄存器提取數(shù)字信號輸出W計算合成圖像的像素值。
[0074] 如此，一來，一般為數(shù)字信號處理忍片(DSP,digital si即al processor)的圖像 處理模塊可W直接處理圖像傳感器的輸出，二來，相對于某些通過電路直接對圖像傳感器 的模擬信號格式的輸出進行處理的方案來說，較好地保留了圖像的信息。
[0075] 本發(fā)明還提供一種圖像傳感器，用于實現(xiàn)本發(fā)明實施方式的成像方法。
[0076] 請參閱圖9及圖10,本發(fā)明實施方式的圖像傳感器10包括感光像素陣列11、設(shè)置于 感光像素陣列11上的濾光片13及設(shè)置于濾光片11上的微鏡陣列23。濾光片13包括濾光單元 陣列131，每個濾光單元1311包括彩色濾光區(qū)1315及紅外濾光區(qū)1313。彩色濾光區(qū)1315覆蓋 至少一個感光像素111，紅外濾光區(qū)1313用于僅使預(yù)設(shè)波長的紅外光線通過。預(yù)設(shè)波長可W 是750-850nm。外部光線通過濾光片13照射到感光像素111的感光部分1111W產(chǎn)生電信號， 即感光像素111的輸出。
[0077] 微鏡與感光像素111一一對應(yīng)，微鏡包括第一微鏡231及相同照度下比第一微鏡 231產(chǎn)生更大光流量的第二微鏡233,第一微鏡231還與彩色濾光區(qū)1315對應(yīng)，第二微鏡233 還與紅外濾光區(qū)1313對應(yīng)。
[0078] 濾光片13上濾光單元1311的彩色濾光區(qū)1315用于獲取合成圖像的像素的色彩信 息，紅外濾光區(qū)1313用于在低照度下獲取合成圖像的像素的亮度信息且此亮度信息噪聲較 少。合成圖像的像素指根據(jù)感光像素111輸出的合成圖像的像素。如此，合成圖像的像素值 既包含色彩信息又包含低噪度的亮度信息，合成圖像的色彩完整逼真，亮度及清晰度均較 好，噪點少。
[0079] 此外，通過在紅外濾光區(qū)1313上方設(shè)置聚光能力更強的第二微鏡233,來對紅外濾 光區(qū)1313的進光量進行補償，W使其對應(yīng)的感光像素產(chǎn)生更強的輸出信號。而合成圖像的 像素值包括紅外濾光區(qū)對應(yīng)的感光輸出成分，因此，對紅外濾光區(qū)1313進行曝光補償有利 于進一步提升合成圖像的亮度、對比度及清晰度。
[0080] 請參閱圖11，在本實施方式中，彩色濾光區(qū)1315形成拜耳陣列(Bayer pattern)。
[0081] 拜耳陣列中包括濾光結(jié)構(gòu)1317,每個濾光結(jié)構(gòu)1317包括2*2個濾光單元1311，分別 是綠色、紅色、藍色、綠色濾光單元1311。
[0082] 采用拜耳結(jié)構(gòu)能采用傳統(tǒng)針對拜耳結(jié)構(gòu)的算法來處理圖像信號，從而不需要硬件 結(jié)構(gòu)上做大的調(diào)整。
[0083] 在傳統(tǒng)濾光單元陣列結(jié)構(gòu)中，每個濾光單元對應(yīng)多個感光像素及圖像的像素。
[0084] 請參閱圖12,在本實施方式中，濾光單元陣列131采用拜耳結(jié)構(gòu)，包括濾光結(jié)構(gòu) 1317,每個濾光結(jié)構(gòu)1317包括綠色、紅色、藍色、綠色濾光單元1311，每個濾光單元1311對應(yīng) 多個感光像素111。每個濾光單元1311包括彩色濾光區(qū)1315及紅外濾光區(qū)1313。
[0085] 請參閱圖13及圖12，在本實施方式中，每個濾光單元1311覆蓋2*2個感光像素111， 彩色濾光區(qū)1315及紅外濾光區(qū)1313分別覆蓋=個及一個感光像素111。
[0086] 運樣，生成的合成圖像的色彩信息較完整。在本實施方式外的其他實施方式中，彩 色濾光區(qū)覆蓋的感光像素可W為兩個、一個，對應(yīng)的紅外濾光區(qū)覆蓋的感光像素為兩個、= 個，但是，當(dāng)彩色濾光區(qū)覆蓋感光像素較少時，就會有較多的合成圖像的像素由其他合成圖 像的像素值計算得到，而非由其對應(yīng)的感光像素的輸出得到，會影響合成圖像的色彩完整 性及清晰度。
[0087] 請參圖14，在本實施方式中，每個感光像素111與一個合成圖像300的像素301對 應(yīng)。
[0088] 例如，16M分辨率的感光像素陣列對應(yīng)生成16M分辨率的圖像。運樣，紅外像素的嵌 入并未影響合成圖像的分辨率。
[0089] 請參圖15,在本實施方式中，第二微鏡233的尺寸大于第一微鏡231的尺寸。
[0090] 運樣，可W使第二微鏡233的受光面積更大，從而光流量更大，使紅外濾光區(qū)對應(yīng) 的感光像素輸出更強的感光信號。
[0091] 傳統(tǒng)微鏡陣列的相鄰微鏡之間一般存在一定間隙，因此可W有空間在紅外濾光片 上方設(shè)置較大的第二微鏡233,此時，第二微鏡233與周圍微鏡之間的間隙較小或無間隙。
[0092] 進一步的，請一并參閱圖15,在本實施方式中，第二微鏡233不但尺寸大于第一微 鏡231，表面的曲率也大于第一微鏡231表面的曲率。
[0093] 由于受光部分的面積一般是相同的，微鏡尺寸擴大后，要相應(yīng)地增加其表面曲率 W使通過微鏡的光充分凝聚照射到感光像素的感光部分。請參圖16,在某些實施方式中，圖 像傳感器10可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器陣列21，每個模數(shù)轉(zhuǎn)換器與一個感光像素連接，模數(shù)轉(zhuǎn)換器 用于將感光像素產(chǎn)生的模擬信號輸出轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
[0094] 如此，一來，一般為數(shù)字信號處理忍片(DSP,digital si即al processor)的圖像 處理模塊可W直接處理圖像傳感器的輸出，二來，相對于某些通過電路直接對圖像傳感器 的模擬信號格式的輸出進行處理的方案來說，較好地保留了圖像的信息，例如本發(fā)明實施 方式的成像方法可W由彩色像素值及紅外像素值生成合成圖像，也可W保留彩色像素值的 信息及紅外像素值信息。
[00M]請參圖16,在某些實施方式中，圖像傳感器10包括與模數(shù)轉(zhuǎn)換器陣列21連接的寄 存器19,寄存器19用于存儲模數(shù)轉(zhuǎn)換器21產(chǎn)生的數(shù)字信號輸出。
[0096] 寄存器19可W暫存感光像素111的逐行輸出信號，W方便后續(xù)電路提取處理。本發(fā) 明實施方式的感光像素的具體結(jié)構(gòu)可參閱圖17,感光像素111包括光電二極管1113。光電二 極管1113用于將光照轉(zhuǎn)化為電荷，且產(chǎn)生的電荷與光照強度成比例關(guān)系。開關(guān)管1115用于 根據(jù)行選擇邏輯單元171及列選擇邏輯單元173的控制信號來控制電路的導(dǎo)通及斷開，當(dāng)電 路導(dǎo)通時，源極跟隨器1117(source follower)用于將光電二極管1113經(jīng)光照產(chǎn)生的電荷 信號轉(zhuǎn)化為電壓信號。模數(shù)轉(zhuǎn)換器211 (Analog-to-digital converter)用于將電壓信號轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號，W傳輸至后續(xù)電路處理。
[0097] 請一并參閱圖16及圖17,在某些實施方式中，圖像傳感器10包括控制模塊17及與 感光像素陣列11連接的行選擇邏輯單元171及列選擇邏輯單元173連接，控制模塊17控制行 選擇邏輯單元171及列選擇邏輯單元173輸出預(yù)設(shè)位置坐標(biāo)的感光像素111的輸出。由此可 實現(xiàn)逐行輸出并將輸出的數(shù)字信號存入寄存器19。
[0098] 本發(fā)明還提供一種包括本發(fā)明實施方式的圖像傳感器的成像裝置。
[0099] 請參圖18及圖12,本發(fā)明實施方式的成像裝置100還包括與圖像傳感器10連接的 圖像處理模塊50。圖像處理模塊50用于根據(jù)彩色濾光區(qū)1315覆蓋的感光像素111的輸出及 紅外濾光區(qū)1313覆蓋的感光像素111的輸出計算合成圖像的像素值W生成合成圖像。
[0100] 此外，紅外濾光區(qū)1313對應(yīng)的感光像素111的輸出可對應(yīng)生成紅外像素值。彩色像 素值及紅外像素值用于計算形成合成圖像的像素值W生成合成圖像300。
[0101] 具體的，圖像處理模塊可將同一濾光單元1311內(nèi)的彩色濾光區(qū)1315對應(yīng)的感光像 素111的輸出計算平均值W作為紅外濾光區(qū)1313覆蓋的感光像素111對應(yīng)的彩色像素值。
[0102] 例如，彩色濾光區(qū)1315覆蓋的感光像素111的感光輸出分別為Gl，G2，G3，則紅外濾 光區(qū)1313覆蓋的感光像素111對應(yīng)的彩色像素值為(G1+G2+G3V3。不難理解，運樣，能較好 地模擬或還原紅外濾光