成像方法、成像装置和拍摄系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及成像技术领域，特别涉及一种成像方法、一种成像装置和一种拍摄系统。
【背景技术】
[0002]互补型金属氧化物半导体场效应图像传感器简称CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor,互补型金属氧化物半导体)图像传感器,CMOS图像传感器的主要构成为模拟信号处理部分和数字图像信号处理部分。具体地，CMOS图像传感器主要包括PixelArray (像素单元)、控制电路、模拟前端处理电路、A/D转换器、图像信号处理电路和相关存储单元等。随着CMOS图像传感器的发展，CMOS图像传感器的画质细节及鲜锐度作为CMOS图像传感器的一项重要指标，受到消费者越来越多的重视。其中，CMOS图像传感器的画质细节受CMOS图像传感器的像素数量及像素色彩感光方式影响。相关技术中，一般采用将RGBbayer (红绿蓝拜耳)彩色滤镜阵列分布在CMOS图像传感器感光阵列上来增加图像的画质细节及鲜锐度。
[0003]但是，相关技术通常需要多个像素的信号值来还原单像素的色彩。这样将导致图像的解析度即鲜锐度和色彩均有所损失。具体地，造成图像的解析度和色彩有所损失的原因如下:
[0004]1、相关技术容易造成图像的部分彩色信号缺失，例如当只有一个像素感受到信号，而该信号是有颜色的，那么这个像素将只能感知一种颜色的图像信号值，而其它颜色将被滤掉。
[0005]2、采用RGB bayer彩色滤镜阵列的RGB bayer图像传感器，图像边缘部分会有伪色彩出现，例如出现黑白相交的边缘。另外，由于RGB差值的局限性，在RGB bayer图像传感器还原色彩时，在图像边缘部分的黑白相间的边缘处会出现彩色像素。
[0006]3、相关技术中图像的解析度与实际像素值相比，其实有所降低。这是由于RGBbayer图像传感器在还原单像素信号时需要多个临近像素的信号值。从而导致图像的鲜锐度和解析度都小于实际像素值。
[0007]因此，需要对相关技术进行改进。
【发明内容】
[0008]本发明的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0009]为此，本发明的一个目的在于提出一种成像方法，该成像方法能够有效增加图像的色彩细节，提升图像的鲜锐度。
[0010]本发明的另一个目的在于提出一种成像装置。
[0011]本发明的另一个目的在于提出一种拍摄系统。
[0012]为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种成像方法，该成像方法包括以下步骤:控制第一颜色滤片转动到像素阵列之上，并在第一曝光时间进行第一次曝光以通过所述像素阵列获取第一图像帧；控制第二颜色滤片转动到所述像素阵列之上，并在第二曝光时间进行第二次曝光以通过所述像素阵列获取第二图像帧；控制第三颜色滤片转动到所述像素阵列之上，并在第三曝光时间进行第三次曝光以通过所述像素阵列获取第三图像帧，其中，所述第一颜色滤片、所述第二颜色滤片和所述第三颜色滤片可通过的颜色不同；以及对所述第一图像帧、所述第二图像帧和所述第三图像帧进行合成以生成最终的图像帧。
[0013]本发明实施例提出的成像方法，在控制第一颜色滤片转动到像素阵列之上后，在第一曝光时间进行第一次曝光以通过像素阵列获取第一图像帧，以及在控制第二颜色滤片转动到像素阵列之上后，在第二曝光时间进行第二次曝光以通过像素阵列获取第二图像帧，以及在控制第三颜色滤片转动到像素阵列之上后，在第三曝光时间进行第三次曝光以通过像素阵列获取第三图像帧，最后对第一图像帧、第二图像帧和第三图像帧进行合成以生成最终的图像帧。该成像方法能够使得单一像素还原图像信号的色彩和亮度值，有效增加图像的色彩细节，提升图像的鲜锐度。
[0014]为达到上述目的，本发明另一方面实施例还提出了一种成像装置，该成像装置包括:像素阵列；设置在所述像素阵列之上的镜头，其中，所述镜头包括:第一颜色滤片至第三颜色滤片；驱动所述第一颜色滤片至第三颜色滤片进行切换的驱动机构；控制器，其中，所述控制器用于执行以下步骤:控制所述第一颜色滤片转动到像素阵列之上，并在第一曝光时间进行第一次曝光以通过所述像素阵列获取第一图像帧；控制所述第二颜色滤片转动到所述像素阵列之上，并在第二曝光时间进行第二次曝光以通过所述像素阵列获取第二图像帧；控制所述第三颜色滤片转动到像素阵列之上，并在第三曝光时间进行第三次曝光以通过所述像素阵列获取第三图像帧，其中，所述第一颜色滤片、所述第二颜色滤片和所述第三颜色滤片可通过的颜色不同；以及对所述第一图像帧、所述第二图像帧和所述第三图像帧进行合成以生成最终的图像帧。
[0015]本发明实施例提出的成像装置通过驱动机构驱动第一颜色滤片至第三颜色滤片进行切换，并通过控制器控制第一颜色滤片转动到像素阵列之上，并在第一曝光时间进行第一次曝光以通过像素阵列获取第一图像帧，以及控制第二颜色滤片转动到像素阵列之上，并在第二曝光时间进行第二次曝光以通过像素阵列获取第二图像帧，以及控制第三颜色滤片转动到像素阵列之上，并在第三曝光时间进行第三次曝光以通过像素阵列获取第三图像帧，以及对第一图像帧、第二图像帧和第三图像帧进行合成以生成最终的图像帧。该成像装置能够使得单一像素还原图像信号的色彩和亮度值，有效增加图像的色彩细节，提升图像的鲜锐度。
[0016]为达到上述目的，本发明再一方面实施例还提出了一种拍摄系统，该拍摄系统包括所述的成像装置。
[0017]本发明实施例提出的拍摄系统，通过成像装置获取第一图像帧、第二图像帧和第三图像帧，并对第一图像帧、第二图像帧和第三图像帧进行合成以生成最终的图像帧。该拍摄系统能够使得单一像素还原图像信号的色彩和亮度值，有效增加图像的色彩细节，提升图像的鲜锐度。
[0018]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0019]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0020]图1为RGB bayer彩色滤镜阵列的立体图；
[0021]图2为RGB bayer彩色滤镜阵列的信号采集示意图；
[0022]图3为根据本发明实施例的成像装置的方框示意图；
[0023]图4为根据本发明一个实施例的成像装置的第一颜色滤片转动到像素阵列之上的剖视图；
[0024]图5为根据本发明一个具体实施例的成像装置的镜头的俯视图；
[0025]图6为根据本发明一个实施例的成像装置的像素阵列和镜头的剖视图；
[0026]图7(a)为根据本发明一个实施例的成像装置的当R滤片转动到像素阵列之上时的信号采集示意图；
[0027]图7(b)为根据本发明一个实施例的成像装置的当G滤片转动到像素阵列之上时的信号采集示意图；
[0028]图7(c)为根据本发明一个实施例的成像装置的当B滤片转动到像素阵列之上时的信号采集示意图；以及
[0029]图8为根据本发明一个实施例的成像方法的流程图。
【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0031]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此夕卜，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0032]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具