专利名称：用于测量物体活力的单芯片图像传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像传感器，更具体地，涉及用于获取可见光图像和IR(红外)图像的 单芯片活力(vitality)测量图像传感器。
背景技术：
近红外光大量地在植物的叶子、草等上被反射。通过比较图1所示的近红外图像 和可见光图像，可测量植物的活力。近红外光的波长在700到900纳米的范围内。根据这 些图片测量的植物活力可用作识别植物生长状态的指标(indicator)。此外，所述活力可用 作测量待售植物新鲜程度的指标。有一种获取可见光图像和近红外图像的方法，其中使用分束器、可见光图像传感 器和红外图像传感器。图2是用于解释使用图像传感器的传统方法的视图。参照图2，包含可见光和红外 光的光10入射到透镜21上。通过透镜21的光10由分束器22分离，以被传送到红外截止 滤光器23和红外通过滤光器25。红外截止滤光器23从光10中滤掉红外光，并将可见光束 传送到第一传感器24。红外通过滤光器25仅使光10中的红外光通过，并将红外光传送到 第二传感器26。第一传感器24是输出可见光图像的可见光图像传感器，第二传感器26是 输出红外图像的红外图像传感器。通过第一传感器24和第二传感器26获取的可见光图像和近红外图像由图像信号 处理器(ISP)处理。在ISP处理图像之前，可见光图像和近红外图像暂时存储在帧缓存器 中。在获取可见光图像和近红外图像的方法中，包括红外截止滤光器23和红外通过 滤光器25的光学滤光器不容易操作，而且需要识别几个图像中的相同点的复杂操作。此 夕卜，由于需要复杂的帧缓存器和光学器件，因此增加了成本。
发明内容
技术问题本发明提供了一种使用图像传感器测量物体活力的方法。技术方案根据本发明的一个方面，提供了一种通过使用图像传感器测量物体活力的方法， 该方法包括通过图像传感器接收在物体上反射的、通过透镜的光；从入射到交替排列在 图像传感器上的多个红外像素和多个可见光像素上的光，获取红外光强度和色光强度；以 及通过比较红外光强度和色光强度，测量物体的活力。根据本发明的另外一个方面，提供了通过使用图像传感器测量物体活力的方法， 该方法包括通过图像传感器接收在物体上反射的、通过透镜的光；从入射到交替排列在 图像传感器上的多个白色像素和多个可见光像素上的光，获取红外光强度和色光强度；以 及通过比较红外光强度和色光强度，测量物体的活力。
有益效果在根据本发明的图像传感器中，物体的活力是通过使用排列在单个芯片上的可见光像素和红外像素测量的。因此，在图像传感器中不需要复杂的帧缓存器和光学器件，因此 有可能降低成本。
图1是示出了近红外图像和可见光图像的视图；图2是用于解释使用图像传感器的传统方法的视图；图3是用于解释根据本发明的一个实施方式使用图像传感器的方法的视图；图4是示出了图3中的图像传感器的像素阵列的视图；图5是示出了根据第一个实施例，使蓝⑶光、绿(G)光、红(R)光和红外(IR)光 通过的滤光器的特性的视图；图6是示出了具有图5的色传输光谱(color transmission spectra)的滤光器 的布局图；图7是示出了根据第二个实施例，使蓝⑶光、绿(G)光、红(R)光和红外(IR)光 通过的滤光器的特性的视图；图8是示出了具有图7的色传输光谱的滤光器的布局图；图9是示出了与图4、图7和图8相关联的图像传感器的横截面视图。
具体实施例方式参考用于描述本发明示例性实施方式的附图以便于充分理解本发明、其优点以及 通过实施本发明所达到的目标。在下文中，将通过参照
本发明的示例性实施方式来详细描述本发明。附 图中相同的参考数字表示相同的元件。图3是用于解释根据本发明的一个实施方式使用图像传感器的方法的视图。参照图3，包含可见光和红外光的光30入射到透镜31上，以被传送到图像传感器 32。图像传感器32具有图4所示的像素阵列。参照图4，可见光像素和红外像素交替排列在芯片40上。图5是示出了根据第一个实施例，使蓝⑶光、绿(G)光、红(R)光和红外(IR) 光通过的滤光器(filter)的特性的视图。具有图5所示的色通光谱(color passing spectra)的滤光器按照图6所示的方式排列在图4所示的像素阵列上。参照图4和图6，滤光器601、610、612和621排列在图4所示的可见光像素上， 滤光器602、611、620和622排列在红外像素上。例如，滤光器601和621可以是绿光通过 (pass)滤光器，滤光器610可以是红光通过滤光器，以及滤光器612可以是蓝光通过滤光 器。滤光器611、602、620和622可以是红外通过滤光器。在该实施方式中，红光通过滤光 器611、602、620和622可比滤光器601,610,612和621大。或者，滤光器601,610,612和 621可配置有不同的颜色。参照图4和图6，描述了根据入射到与滤光器611对应的红外像素(在下文中，称之为点611像素)的红外光来测量活力的方法。点611像素的红光强度、绿光强度和蓝光 强度根据相邻的像素计算得到。在估算红光强度、绿光强度和蓝光强度的一个实施例中，点 611像素的色光强度(color strength)估算如下R =(点610像素)，G = {(点601像 素)+ (点621像素)}/2，以及B =(点612像素)。可通过比较所估算的、点611像素的色 光强度和点611像素的红外光强度，计算活力。为了便于描述，假定当所有波长上的反射率 一致时，日光的白斑(white patch)中的红光强度、绿光强度和蓝光强度以及红外光强度都 是1。如果该情况下的活力设为1，那么物体的活力定义如下。[等式1](活力)=2*IR/(R+IR)例如，具有反射率为R = 0. 5和IR = 1的物体的活力是2/1. 5 = 1. 33。这里，基于红外光滤光器和红光滤光器610的特性以及图像传感器32的特性确定 红外光灵敏度和红光灵敏度。
在测量可见光像素的活力的方法中，获取可见光像素的红光强度，并且估算可见 光像素的红外光强度。然后，通过等式1计算活力。由此，可由执行等式1操作的ISP计算物体在每个点处的活力。在物体上反射的 光通过透镜31传送，以入射到与红外像素相邻的色像素上。在ISP中，处理红外像素的红 外光强度和色像素的红光强度，以获得活力图像。因此，在图像传感器32中，不需要用于存储红外图像和彩色图像的帧缓存器和传 统技术所需的光学器件。图7是示出了根据第二个实施例，使蓝⑶光、绿(G)、红(R)光和红外(IR)光通 过的滤光器的特性的视图。参照图7，蓝光滤光器、绿光滤光器和红光滤光器的特性是相 应的特定光谱通过，远红外区域中的透射率增加。远红外截止滤光器滤掉了远红外光。具有图7所示的色通光谱的滤光器按照图8所示的方式排列在图4所示的像素阵 列上。此外，能够检测到所有蓝光、绿光、红光和红外光的白色像素排列在图4所示的红外 像素的位置上。参照图8，绿光通过滤光器601和621、蓝光通过滤光器612和红光通过滤 光器620排列在图4所示的可见光像素上，以及远红外截止滤光器801排列在所有像素上。图9是示出了与图4、图7和图8相关联的图像传感器的横截面视图。例如，参照 图9，蓝光滤光器610和绿光滤光器601排列在形成于半导体衬底90上的可见光像素(蓝 色像素和绿色像素)上。远红外截止滤光器排列在滤色器610和601上。因此，通过将白 色像素的强度W减去相邻滤色器的红光强度、绿光强度和蓝光强度，得到白色像素的红外 光强度。在图像传感器中，不需要仅使红外光通过的红外光滤光器。尽管本发明是参考其示例性实施方式进行具体的说明和描述，本领域的技术人员 将理解在不背离所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下，可进行各种形式和细节 上的改变。
权利要求
一种通过图像传感器测量物体的活力的方法，包括接收在物体上反射的、通过透镜到达图像传感器的光；从入射到交替排列在所述图像传感器上的多个红外像素和多个可见光像素上的所述光，获取红外光强度和色光强度；以及通过比较所述红外光强度和所述色光强度，测量所述物体的活力。
2.如权利要求1所述的方法，其中，获取红外光强度和色光强度包括 从入射到所述红外像素的红外光获取所述红外光强度；以及从入射到所述红外像素的可见光获取所述色光强度。
3.如权利要求1所述的方法，其中，获取红外光强度和色光强度包括 从入射到所述可见光像素的红光获取所述色光强度；以及根据所述色光强度估算所述红外光强度。
4.一种通过图像传感器测量物体的活力的方法，包括 接收在物体上反射的、通过透镜到达图像传感器的光；从入射到交替排列在所述图像传感器上的多个白色像素和多个可见光像素上的所述 光，获取红外光强度和色光强度；以及通过比较所述红外光强度和所述色光强度，测量所述物体的活力。
5.如权利要求4所述的方法，其中，获取红外光强度和色光强度包括 从入射到所述可见光像素的可见光获取所述色光强度；以及根据任意白色像素的白光强度和与所述任意白色像素相邻的可见光像素的色光强度 之间的差值，获取所述任意白色像素的所述红外光强度。
全文摘要
提供了单芯片活力测量图像传感器。该图像传感器包括一个芯片，其上交替排列有多个红外像素和多个可见光像素；红外通过滤光器，排列在红外像素上；以及色通滤光器，排列在可见光像素上。在图像传感器中，从入射到红外像素和可见光像素上的光，获取红外光强度和色光强度，并且通过比较红外光强度和色光强度，测量物体的活力。
文档编号H04N5/335GK101874401SQ200880111898
公开日2010年10月27日 申请日期2008年10月7日 优先权日2007年10月18日
发明者李炳洙 申请人:(株)赛丽康