专利名称：彩色图像传感器及彩色滤色元阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色图像传感器及彩色滤色元阵列，基于该彩色滤色元阵列的彩色图像传感器可用于各种数码相机、数码摄像机等数字图像、视频设备。
背景技术：
数字彩色图像传感器是数码相机、数码摄像机等数字图像设备中的最关键的部件，用于将镜头聚焦的光学图像转换为数字彩色图像。彩色数字图像设备根据其内部的图像传感器的数量可以分为两种(1)单图像传感器彩色数字图像设备，包括大部分的数码摄像机和数码相机，其特点是这些数字彩色图像设备内只有一个图像传感器(CCD或CMOS图像传感器)，该图像传感器将照射到传感器上的可见光的亮度转换为电信号，并在后续的处理中数字化，产生灰度(黑白)图像。为了获取自然界中的颜色信息产生彩色图像，通常采用在图像传感器的表面需要覆盖一层彩色滤色片的方法，由彩色滤色片和图像传感器两部分共同组成彩色图像传感器。(2)多图像传感器的彩色数字图像设备，如3CCD的数码摄像机，3CM0S的数码摄像机等，其设备内部有一个分光器，将外界射入的可见光分为红、绿、蓝三束，分别由三个独立的图像传感器(CCD或CMOS图像传感器)来接收，并量化为彩色数字图像；另外，彩色数字图像设备中，还有一种采用X3 (日本Sigma公司专利)彩色图像传感器，该传感器采用三层三色结构，即三层重叠的图像传感器，分别为蓝色、绿色、红色透明图像传感器。外界入射的光线中蓝色部分先被第一层蓝色图像传感器吸收和数字化，第二层绿色图像传感器吸收入射光中的绿色部分并数字化，第三层的红色图像传感器吸收其余的光线并数字化，从而产生彩色数字图像。如上所述，数字图像传感器的作用是将照射到传感器上的可见光的亮度数字化，产生灰度(黑白)图像。由于一幅数字图像是由多个像素排列而成的像素阵列，相应地，图像传感器是由多个传感元排列成的传感元阵列，其中每个传感元独立地对接收到的光的强度(亮度)进行数字化，产生数字图像中的一个像素。彩色图像传感器是在图像传感器的表面覆盖彩色滤色片，使得图像传感器能够对可见光中不同颜色的光强(亮度)进行数字化，产生彩色图像。彩色图像传感器中的图像传感器，和上述的灰度图像传感器一样，是由多个传感元排列而成的传感元阵列；彩色图像传感器中的彩色滤色片是由彩色滤色元组重复排列而成彩色滤色元组阵列。每个彩色滤色元组和一个彩色图像中的像素相对应。因此，和灰度图像传感器不同，彩色图像传感器中传感元的数量远大于彩色图像中像素的数量。彩色滤色元组中一般有三种或四种颜色，如红色滤色元、绿色滤色元、蓝色滤色元等。一个彩色滤色元组对应于彩色数字图像中的一个像素，其输出值为数字图像中一个像素的三色值。因此，彩色图像传感器中的彩色滤色片是由重复排列的滤色元组所组成，其中一个彩色滤色元组输出一个像素的红绿蓝三色值，两者一一对应。现有技术的彩色滤色元组下表所示
权利要求
1.一种彩色图像传感器，包括图像传感器和彩色滤色片，所述的彩色滤色片覆盖于所述图像传感器表面上，所述图像传感器由多个传感元排列为传感元阵列而构成；所述彩色滤色片由多个彩色滤色元根据排列规则排列为彩色滤色元阵列而构成，所述彩色滤色元阵列至少包括三种颜色的彩色滤色元，一个彩色滤色元对应一个传感元，输出彩色图像中的一个像素，其特征在于彩色滤色元阵列排列规则为1)彩色滤色元阵列的奇数行以绿色滤色元、红色滤色元……的方式重复排列，直到行的终点；2)彩色滤色元阵列的第2N行，N为奇数，以红色滤色元、绿色滤色元、蓝色滤色元、绿色滤色元......的方式重复排列，直到第2N行的终点；3)彩色滤色元阵列的第2M行,M为偶数，M>0,以蓝色滤色元、绿色滤色元、红色滤色元、 绿色滤色元......的方式重复排列，直到第2M行的终点。
2.根据权利要求1所述的彩色图像传感器，其特征在于，三种颜色的滤色元比例为绿色滤色元50%,红色滤色元37. 5%、蓝色滤色元12. 5%。
3.根据权利要求1-2任一项所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述彩色滤色元阵列中任意一个彩色滤色元输出数字图像中一个像素的红绿蓝三色值。
4.一种用于彩色图像传感器的彩色滤色元阵列，其特征在于彩色滤色元阵列排列规则为1)彩色滤色元阵列的奇数行以绿色滤色元、红色滤色元……的方式重复排列，直到行的终点；2)彩色滤色元阵列的第2N行，N为奇数，以红色滤色元、绿色滤色元、蓝色滤色元、绿色滤色元......的方式重复排列，直到第2N行的终点；3)彩色滤色元阵列的第2M行,M为偶数，M>0,以蓝色滤色元、绿色滤色元、红色滤色元、 绿色滤色元......的方式重复排列，直到第2M行的终点。
5.根据权利要求4所述的彩色滤色元阵列，其特征在于，三种颜色的滤色元比例为绿色滤色元50%,红色滤色元37. 5%、蓝色滤色元12. 5%。
6.根据权利要求4-5任一项所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述彩色滤色元阵列中任意一个彩色滤色元输出数字图像中一个像素的红绿蓝三色值。
全文摘要
本发明涉及一种彩色图像传感器及彩色滤色元阵列，彩色滤色元阵列排列规则为1)彩色滤色元阵列的奇数行以绿色滤色元、红色滤色元……的方式重复排列，直到行的终点；2)彩色滤色元阵列的第2N行，N为奇数，以红色滤色元、绿色滤色元、蓝色滤色元、绿色滤色元……的方式重复排列，直到第2N行的终点；3)彩色滤色元阵列的第2M行，M为偶数，M>0，以蓝色滤色元、绿色滤色元、红色滤色元、绿色滤色元……的方式重复排列，直到第2M行的终点。本发明提供彩色图像传感器及彩色滤色元阵列，其独特的各种颜色的滤色元的排列方式，是根据人的视网膜中三种锥细胞的排列方式优化的结果，和以往的滤色元阵列相比，能够输出分辨率、颜色还原度、光能利用率等方面更好的彩色图像。
文档编号H04N5/369GK103002292SQ20121057703
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者陶霖密 申请人:陶霖密