专利名称：双图像传感器感光系统的制作方法
技术领域：
双图像传感器感光系统属于“数字及模拟图像、视频”技术领域。
背景技术：
图像传感器件是一种能够直接进行光电转换，且能用于摄影、摄像设备上，作为映像感光用途的电子器件。现行的图像传感器感光系统主要分为“单图像传感器感光系统”和“三图像传感器感光系统”。
单图像传感器感光系统是使用一个图像传感器件，而且仅提供一个图像传感器感光层的感光系统。图像传感器件上的感光元件本身并不能感应光线的颜色。为了得到彩色的影像，现在一般的做法是在图像传感器件上的每一个感光元件上装上一个滤色片，使每一个感光元件只对一种色光进行感光。感光后通过一定的图像还原算法，对图像上的每个像素所缺少的颜色部分，通过参考相邻像素进行还原处理，从而得到完整的图像。需要在后期图像处理中使用图像还原算法是单图像传感器感光系统的特点，它的优点是能够提高图像传感器件的利用率。但是，由于一个图像传感器感光层要同时对多种色光(一般是红、蓝、绿三色)进行感光，使得每个单色图层(如红色、蓝色、绿色等图层)的连续性不足，且对应于每种色光的感光元件数量又非常有限(红色25％、蓝色25％、绿色50％)，使图像未能得到较好的还原。所以，使用单图像传感器感光系统的影像设备大多会出现色彩还原不够准确、色彩饱和度偏低、图像锐度不足等问题。
三图像传感器感光系统是同时使用三个图像传感器件，它提供了三个图像传感器感光层分别对红、蓝、绿三种单色色光进行感光的感光系统。它的每一图像传感器感光层都对应一种色光，它能产生完整的红、蓝、绿三色的单色图层，完全不用再对图像中的像素进行后期还原算法处理，极好地提升了图像的质量，同时大大地提高了对光线的利用率。其实它使用的就是传统的胶片感光系统的分层感光方式。但是它的主要缺点是所占的空间较大，而且造价较高，不利于普及。
另外，还有的就是美国Foveon公司所发明的X3图像传感器件。X3图像传感器件是利用了半导体在不同的深度对不同色光的吸收的原理来实现分光的。其中蓝色光在离硅片表面0.2微米开始被吸收，绿色光在离硅片表面0.6微米被吸收，红色光在离硅片表面2微米被吸收。通过在不同的深度集成相应的图像传感器感光层，就能同时实现对三种色光的感光。它跟三图像传感器感光系统能产生一样的效果，虽然它们分别使用了不同的分光方式，结构上也有所不同，不过它们都同样提供了三个图像传感器感光层进行感光，且每个图像传感器感光层都对应一种特定的色光，可以说X3图像传感器件是三图像传感器感光系统的一种特殊结构。
除此以外，现在富士公司已研发出一种新型的图像传感器件。这种新型的图像传感器件使用了有机光电转换物质作为感光元件，这种物质能针对特定的色光进行感光。也就是说这种新型的图像传感器已不需要外加分光装置，就能同时实现分光和感光。富士公司除了把这种有机物质用于一般的只有一个图像传感器感光层的图像传感器外，还致力把它用于拥有红、蓝、绿三个图像传感器感光层的新型图像传感器件上。这证明了有机光电转换物质除了能对特定的色光感光外，对不感光的色光还有透过性，可以同时用于单感光层与多感光层结构的图像传感器件上。
本文中所说的“图像传感器件”是包括单感光层结构的图像传感器件与多感光层结构的图像传感器件(超过一个感光层)。“图像传感器”一般是指单感光层结构的图像传感器件。“图像传感器感光层”是指由图像传感器件上，被至于同一面上的一定数量的感光元件所组成的，具有映像感光能力的结构。一个图像传感器感光层在映像的感光能力上等同于一个同等规格(感光元件数量、尺寸等)的图像传感器。
发明内容
目的提高成像质量，相对地降低生产成本。
技术方案双图像传感器感光系统是一种结合了单图像传感器感光系统和三图像传感器感光系统优点的，以分层感光的方式，为后期的图像还原处理提供良好的还原条件的一种新的感光方案。
双图像传感器感光系统跟其他图像传感器感光系统的主要区别是它同时使用了两个图像传感器感光层或两个图像传感器进行感光，每个图像传感器感光层或图像传感器都对特定的色光进行感光，共同完成整个感光过程。它可通过使用两个图像传感器或拥有两个图像传感器感光层的图像传感器件来实现。
双图像传感器感光系统可以使用多种的分色法，包括三原色分色法和四补色分色法；也可以使用多种的分光方式，如滤色片分光、棱镜分光、半导体色光吸收原理和光电转换物质等。感光系统使用何种的分光方式会影响到它的具体结构。
双图像传感器感光系统在具体的结构上可分为分离式结构和组合式结构。
分离式结构是指两个图像传感器感光层或两个图像传感器并不是垂直于同一光轴，而是分别垂直于两个不同的光轴，对原光束中的不同色光进行感光的结构。
首先，通过使用棱镜等的光学分光装置，把同一束光线中的某些种类的色光分离出来形成的两束属于不同光轴光线，并同时由此实现初步的分光。至于要把那些色光分离出来，主要取决于生产厂商在生产时的实际应用。以最常用的“红、蓝、绿”三原色分色法为例假如要把红光与蓝光放在同一个图像传感器感光层或图像传感器上进行感光，而绿光就放在另外一个图像传感器感光层或图像传感器上进行感光。这时我们可以把同一束入射光中的绿光分离出来，使用一个图像传感器感光层或图像传感器感光；而另一个图像传感器感光层或图像传感器则对余下的红、蓝光感光。具体的组合还可以有很多种，可以根据需要灵活运用。
由于只使用了两个图像传感器感光层或两个图像传感器感光，对于使用惯用的三原色分色法或四补色分色法时，至少有一个图像传感器感光层或图像传感器上要对两种色光感光，只使用棱镜等的光学分光装置分光，并未能获得完整的分光效果，所以要有第二次分光。第二次分光主要针对要同时对两种色光感光的图像传感器感光层或图像传感器。它一般是通过在图像传感器感光层或图像传感器上的每个感光元件上，加装相应的滤色片来实现。以感光元件为矩形排列的图像传感器或图像传感器感光层为例在确定同一图像传感器感光层或图像传感器上要对那两种的色光感光后，就可以把两种相应的滤色片以纵横相间的方式安装在每个感光元件上。这不是唯一的排列方式，但这应该是较好的排列方式，因为这样更有利于后期的图像、色彩还原处理。它使每个需要后期还原处理的像素都能以其纵横相邻的四个像素作为还愿基础，使还原更准确。
分离式结构对于使用了光电转换物质的图像传感器件同样是适用的。它在第二次分光的过程中，甚至可以不使用滤色片，因为光电转换物质本身就能对特定的色光感光，分光与感光是同时完成的。
组合式结构是指两个图像传感器感光层或两个图像传感器垂直于同一光轴，对同一光束中的不同色光进行感光的结构。简单的说就是两个图像传感器感光层或两个图像传感器层叠在一起的结构。组合式结构通过使用不同的分光方式及其组合也可以获得多种的实现方法。
首先，可以使用半导体色光吸收原理和滤色片的分光组合。具体的就是，在第一个图像传感器感光层或图像传感器上使用半导体色光吸收原理进行分光(所谓第一个图像传感器感光层或图像传感器是指在光束入射方向上的第一个图像传感器感光层或图像传感器)，对蓝光感光；在第二个图像传感器感光层或图像传感器上使用滤色片进行分光，对红、绿光感光(当图像传感器感光层或图像传感器上的感光元件为矩形排列时，红、绿滤色片可以以纵横相间的方式排列)。使用这种分光组合，它的第一个图像传感器感光层或图像传感器只能对蓝光感光，而且它一般只适用于红、蓝、绿三色分色法。
同样的，在第一个图像传感器感光层或图像传感器上使用半导体色光吸收原理进行分光，对蓝光感光的基础上，除了在第二个图像传感器感光层或图像传感器上使用滤色片进行分光之外，还可以通过光电转换物质进行分光。也就是说第二个图像传感器感光层或图像传感器上，是以光电转换物质同时进行分光并感光。图像传感器感光层或图像传感器上红、绿感光物质以纵横相间的方式排列(当感光原件为矩形排列时)，以达到使用滤色片一样的感光效果。
另外，还有一种实现方式就是同时使用两个以光电转换物质作为感光元件的图像传感器感光层或图像传感器进行映像感光。通过在两个图像传感器感光层或两个图像传感器上使用不同的光电转换物质，以实现不同色光的感光。这是一种最为灵活的实现方式它可以使用三色分色法或四色分色法；每种色光都可被放在任何一个图像传感器感光层或图像传感器上感光(不像上面的两种实现方式，第一个图像传感器感光层或图像传感器只能对蓝光感光。)。使用光电转换物质作为感光元件的图像传感器感光层或图像传感器不需要加装滤色片。
有益效果比单图像传感器感光系统的成像效果要好，较三图像传感器感光系统的生产成本要低。
具体实施例方式根据实际情况，使用两个图像传感器，以棱镜、滤色片混合分光方式的分离式结构应该是暂时最为可行的实现方式。
首先通过棱镜或棱镜组把入射光中的绿光分离出来，形成两束光线其中一束为绿光或主要以绿光组成，而另一束为红、蓝混合色光。然后，使用两个图像传感器，其中一个图像传感器对红、蓝混合色光进行感光，该图像传感器上的红、蓝色滤色片以纵横相间的方式排列；另外一个图像传感器只对绿光进行感光，图像传感器上安装绿色滤色片。
权利要求
1.双图像传感器感光系统作为一种图像传感器感光系统，其特征是同时使用两个图像传感器或两个图像传感器感光层进行映像感光。
2.根据权利要求1所述的双图像传感器感光系统，其特征是两个图像传感器或两个图像传感器感光层分别对应特定的色光进行感光，且每个图像传感器或图像传感器感光层所对应感光的色光种类跟另一图像传感器或图像传感器感光层所对应感光的色光种类是不相同或不完全相同的。
3.根据权利要求1所述的双图像传感器感光系统，其特征是两个图像传感器或两个图像传感器感光层是同步进行感光的。
全文摘要
本发明的名称为“双图像传感器感光系统”，它属于“数字、模拟图像、视频”技术领域。它主要针对单图像传感器感光系统不利于生成高质量图像、三图像传感器感光系统造价高昴、所占空间较大等的弊病，而提出的一个既能提高图像质量又能相对地降低造价、缩小所占空间的图像传感器感光方案。它通过使用两个图像传感器感光层或两个图像传感器，分别对光线中的不同色光进行感光，共同完成整个感光过程。它的主要用途是作为数字、模拟图像、视频设备中的感光系统。
文档编号H04N5/335GK1874430SQ20061009145
公开日2006年12月6日 申请日期2006年6月13日 优先权日2006年6月13日
发明者郑祺昌 申请人:郑祺昌