用pi滤光器群组来形成图案的相机模块制造技术

根据本发明专利技术的实施例的系统和方法用π滤光器群组来对阵列相机模块形成图案。在一个实施例中，一种阵列相机模块包括：包括多个焦平面的M x N成像器阵列，其中每个焦平面包括光敏像素的阵列；透镜堆叠的M x N光学阵列，其中每个透镜堆叠对应于一焦平面，并且其中每个透镜堆叠在其相应的焦平面上形成场景的图像；其中透镜堆叠和焦平面的每一对从而定义一相机；其中M x N相机阵列中的至少一行至少包括一个红相机、一个绿相机和一个蓝相机；并且其中M x N相机阵列中的至少一列至少包括一个红相机、一个绿相机和一个蓝相机。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用Pi滤光器群组来形成图案的相机模块
本专利技术概括而言涉及数字相机，更具体而言涉及在阵列相机的相机模块中利用的滤光器图案。
技术介绍
传统的数字相机通常包括具有透镜堆叠(lens stack)的单个焦平面。焦平面包括光敏像素的阵列并且是传感器的一部分。透镜堆叠创建光学通道，该光学通道在焦平面中的光敏像素的阵列上形成场景的图像。每个光敏像素可基于入射在该像素上的光来生成图像数据。 在传统的彩色数字相机中，颜色滤光器(color filter)的阵列通常被应用到相机的传感器的焦平面中的像素。典型的颜色滤光器可包括红、绿和蓝颜色滤光器。在给定颜色滤光器图案的情况下，可以使用去马赛克算法来为由焦平面捕捉的图像数据的每个像素插值出一组完整的红、绿和蓝值。相机颜色滤光器图案的一个示例是拜耳(Bayer)滤光器图案。拜耳滤光器图案描述了红、绿和蓝颜色滤光器的一种特定图案，其导致焦平面中50%的像素捕捉绿光，25 %捕捉红光并且25 %捕捉蓝光。 在了解了双眼成像的情况下，可以增强传统的摄影术。对场景的双眼观看由于每只眼睛的不同视场(field of view)而创建该场景的两个略微不同的图像。这些差异被称为双眼像差(disparity)(或视差(parallax))，其提供了可用于计算视觉场景中的深度的信息，从而提供了深度感知的主要手段。与立体深度感知相关联的深度的印象也可在其他条件下获得，例如当观察者在移动的同时只用一只眼睛观看场景时。观察到的视差可被利用来为场景中的对象获得深度信息。机器视觉中的类似原理可用于收集深度信息。 例如，相隔某一距离的两个相机可拍摄同一场景的图片，并且可通过偏移两个或更多个图像的像素以找出图像的匹配部分来比较捕捉的图像。对象在不同的相机视域之间偏移的量被称为像差，其与到该对象的距离成反比。检测对象在多个图像中的偏移的像差搜索可用于基于相机与所涉及的相机的焦距之间的基线距离来计算到对象的距离。利用两个或更多个相机来生成立体三维图像的方法通常被称为多视域立体(mult1-viewstereo)。 当从不同的角度捕捉场景的多个图像并且该场景包括前景对象时，每个图像中的该前景对象的位置处的像差导致场景的在该前景对象后方的部分在一些但不是所有图像中可见。捕捉关于场景的在从其他视点捕捉的场景的图像中不可见的部分的图像数据的像素可被称为被遮蔽像素(occluded pixel)。 图1A和IB不出了视差和遮蔽的原理。图1A描绘了由具有第一视场的第一相机捕捉的图像100，而图1B描绘了由具有第二视场的第二邻近相机捕捉的图像102。在由第一相机捕捉的图像100中，前景对象104看起来在背景对象106的略偏右处。然而，在由第二相机捕捉的图像102中，前景对象104看起来偏移到了背景对象106的左手侧。由两个相机的不同视场引入的像差等于前景对象104在由第一相机捕捉的图像中的位置(在由第二相机捕捉的图像中由虚线108指示)与其在由第二相机捕捉的图像中的位置之间的差异。从两个相机到前景对象的距离可通过确定前景对象在两个捕捉的图像中的像差来获得，并且这在标题为“Systems and Methods for Parallax Detect1n and Correct1n in ImagesCaptured Using Array Cameras”的美国专利申请序列号61/780，906中描述。美国专利申请序列号61/780，906的公开内容通过引用被全部并入在此。 此外，参考图1A和1B，当其视场在图1B中描绘的第二相机的视点被选择为基准视点时，在图像102中的虚线108内包含的像素可被认为是被遮蔽像素(即，这些像素捕捉来自场景的如下部分的图像数据:该部分在由第二相机捕捉的图像102中可见，而在由第一相机捕捉的图像100中不可见)。在第二图像102中，前景对象104的像素可被称为遮蔽像素(occluding pixel)，因为它们捕捉场景的如下部分:这些部分遮蔽了图像102中的虚线108内包含的像素。由于对第二图像102中的虚线108内包含的像素的遮蔽，因此不能从两个图像确定从相机到场景的在虚线108内可见的部分的距离，因为在图1A所示的图像100中没有对应的像素。
技术实现思路
根据本专利技术的实施例的系统和方法用π滤光器群组来对阵列相机模块形成图案(pattern)。在一个实施例中，一种阵列相机模块包括:包括多个焦平面的M x N成像器阵列，每个焦平面包括光敏像素的阵列；透镜堆叠的M X N光学阵列，其中每个透镜堆叠对应于一焦平面，并且其中每个透镜堆叠在其相应的焦平面上形成场景的图像；其中透镜堆叠及其相应的焦平面的每一对从而定义一相机；其中，M X N相机阵列中的至少一行包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机；并且其中，M X N相机阵列中的至少一列包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机。 在另一实施例中，M和N各自大于2并且M和N中的至少一个是偶数；在阵列相机模块中的相机内实现颜色滤光器，使得用至少一个η滤光器群组来对阵列相机模块形成图案，该至少一个η滤光器群组包括:3 X 3相机阵列，其包括:在3 X 3相机阵列的中心处的基准相机；位于3 X 3相机阵列的相对侧的两个红颜色相机；位于3 X 3相机阵列的相对侧的两个蓝颜色相机；以及围绕基准相机的四个绿颜色相机。 在另一实施例中，围绕基准相机的四个绿颜色相机中的每一个被部署在3 X 3相机阵列的角落位置。 在另一实施例中，M为四；N为四；4 X 4阵列相机模块的第一行相机按顺序包括绿颜色相机、蓝颜色相机、绿颜色相机和红颜色相机；4 X 4阵列相机模块的第二行相机按顺序包括红颜色相机、绿颜色相机、红颜色相机和绿颜色相机；4 X 4阵列相机模块的第三行相机按顺序包括绿颜色相机、蓝颜色相机、绿颜色相机和蓝颜色相机；并且4 x4阵列相机模块的第四行相机按顺序包括蓝颜色相机、绿颜色相机、红颜色相机和绿颜色相机。 在另一实施例中，M为四；N为四；4 X 4阵列相机模块的第一行相机按顺序包括红颜色相机、绿颜色相机、蓝颜色相机和绿颜色相机；4 X 4阵列相机模块的第二行相机按顺序包括绿颜色相机、红颜色相机、绿颜色相机和红颜色相机；4 X 4阵列相机模块的第三行相机按顺序包括蓝颜色相机、绿颜色相机、蓝颜色相机和绿颜色相机；并且4 X 4阵列相机模块的第四行相机按顺序包括绿颜色相机、红颜色相机、绿颜色相机和蓝颜色相机。 在另一实施例中，基准相机是绿颜色相机。 在另一实施例中，基准相机是以下各项之一:包含拜耳滤光器的相机、被配置为捕捉红外光的相机、以及被配置为捕捉紫外光的相机。 在另一实施例中，两个红颜色相机中的每一个位于3 X 3相机阵列的角落位置，并且两个蓝颜色相机中的每一个位于3 X 3相机阵列的角落位置。 在另一实施例中，在成像器阵列上实现至少一个颜色滤光器。 在另一实施例中，在透镜堆叠上实现至少一个颜色滤光器。 在另一实施例中，一种3x3阵列相机模块包括:包括焦平面的3x3布置的3 x3成像器阵列，每个焦平面包括光敏像素的阵列；透镜堆叠的3 X 3光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列相机模块，包括：包括多个焦平面的MxN成像器阵列，每个焦平面包括光敏像素的阵列；透镜堆叠的MxN光学阵列，其中每个透镜堆叠对应于一焦平面，并且其中每个透镜堆叠在其相应的焦平面上形成场景的图像；其中透镜堆叠及其相应的焦平面的每一对从而定义一相机；其中，MxN相机阵列中的至少一行包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机；并且其中，MxN相机阵列中的至少一列包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.01 US 61/641,165;2012.08.21 US 61/691,666;1.一种阵列相机模块,包括: 包括多个焦平面的MxN成像器阵列，每个焦平面包括光敏像素的阵列； 透镜堆叠的MxN光学阵列，其中每个透镜堆叠对应于一焦平面，并且其中每个透镜堆叠在其相应的焦平面上形成场景的图像； 其中透镜堆叠及其相应的焦平面的每一对从而定义一相机； 其中，MxN相机阵列中的至少一行包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机；并且 其中，MxN相机阵列中的至少一列包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机。2.如权利要求1所述的阵列相机模块: 其中，M和N各自大于2并且M和N中的至少一个是偶数； 其中，在所述阵列相机模块中的相机内实现颜色滤光器，使得用至少一个η滤光器群组来对所述阵列相机模块形成图案，所述至少一个η滤光器群组包括: 3x3相机阵列，其包括: 在所述3x3相机阵列的中心处的基准相机； 位于所述3x3相机阵列的相对侧的两个红颜色相机； 位于所述3x3相机阵列的相对侧的两个蓝颜色相机；以及 围绕所述基准相机的四个绿颜色相机。3.如权利要求2所述的阵列相机模块，其中，围绕所述基准相机的四个绿颜色相机中的每一个被部署在所述3x3相机阵列的角落位置。4.如权利要求3所述的阵列相机模块，其中: M为四； N为四； 4x4阵列相机模块的第一行相机按顺序包括绿颜色相机、蓝颜色相机、绿颜色相机和红颜色相机； 4x4阵列相机模块的第二行相机按顺序包括红颜色相机、绿颜色相机、红颜色相机和绿颜色相机； 4x4阵列相机模块的第三行相机按顺序包括绿颜色相机、蓝颜色相机、绿颜色相机和蓝颜色相机；并且 4x4阵列相机模块的第四行相机按顺序包括蓝颜色相机、绿颜色相机、红颜色相机和绿颜色相机。5.如权利要求3所述的阵列相机模块，其中: M为四； N为四； 4x4阵列相机模块的第一行相机按顺序包括红颜色相机、绿颜色相机、蓝颜色相机和绿颜色相机； 4x4阵列相机模块的第二行相机按顺序包括绿颜色相机、红颜色相机、绿颜色相机和红颜色相机； 4x4阵列相机模块的第三行相机按顺序包括蓝颜色相机、绿颜色相机、蓝颜色相机和绿颜色相机；并且 4x4阵列相机模块的第四行相机按顺序包括绿颜色相机、红颜色相机、绿颜色相机和蓝颜色相机。6.如权利要求2所述的阵列相机模块，其中，所述基准相机是绿颜色相机。7.如权利要求2所述的阵列相机模块，其中，所述基准相机是以下各项之一:包含拜耳滤光器的相机，被配置为捕捉红外光的相机，以及被配置为捕捉紫外光的相机。8.如权利要求2所述的阵列相机模块，其中，所述两个红颜色相机中的每一个位于所述3x3相机阵列的角落位置，并且其中，所述两个蓝颜色相机中的每一个位于所述3x3相机阵列的角落位置。9.如权利要求2所述的阵列相机模块，其中，在所述成像器阵列上实现至少一个颜色滤光器。10.如权利要求2所述的阵列相机模块，其中，在透镜堆叠上实现至少一个颜色滤光器。11.一种3x3阵列相机模块,包括: 包括焦平面的3x3布置的3x3成像器阵列，每个焦平面包括光敏像素的阵列； 透镜堆叠的3x3光学阵列，其中每个透镜堆叠对应于一焦平面，并且其中每个透镜堆叠在其相应的焦平面上形成场景的图像； 其中，透镜堆叠及其相应的焦平面的每一对从而定义一相机； 其中，3x3相机阵列包括: 在所述3x3相机阵列的中心处的基准相机； 位于所述3x3相机阵列的相对侧的两个红颜色相机； 位于所述3x3相机阵列的相对侧的两个蓝颜色相机；以及 四个绿颜色相机，各自位于所述3x3相机阵列的角落位置； 其中，每个颜色相机是利用颜色滤光器来实现的。12.如权利要求11所述的3x3阵列相机模块，其中，在所述成像器阵列上实现至少一个颜色滤光器来实现颜色相机。13.如权利要求11所述的3x3阵列相机模块，其中，在透镜堆叠内实现至少一个颜色滤光器来实现颜色相机。14.如权利要求11所述的3x3阵列相机模块，其中，所述基准相机是绿颜色相机。15.如权利要求11所述的3x3阵列相机模块，其中，所述基准相机是以下各项之一:包含拜耳滤光器的相机，被配置为捕捉红外光的相机，以及被配置为捕捉紫外光的相机。16.一种用至少一个π滤光器群组来对阵列相机模块形成图案的方法，包括: 评估MxN个焦平面的成像器阵列是否包括任何缺陷焦平面，其中每个焦平面包括光敏像素的阵列； 利用以下各项来组装MxN阵列相机模块: MxN个焦平面的成像器阵列； 透镜堆叠的MxN光学阵列,其中每个透镜堆叠对应于一焦平面， 其中，所述MxN阵列相机模块被组装成使得: 每个透镜堆叠及其相应的焦平面定义一相机； 在所述阵列相机模块内实现颜色滤光器以使得所述阵列相机模块被用至少一个H滤光器群组来形成图案，所述至少一个H滤光器群组包括: 3x3相机阵列，其包括: 在所述3x3相机阵列的中心处的基准相机； 位于所述3x3相机阵列的相对侧的两个红颜色相机； 位于所述3x3相机阵列的相对侧的两个蓝颜色相机；以及 围绕所述基准相机的四个绿颜色相机；并且 其中，用所述至少一个η滤光器群组来对所述阵列相机模块形成图案以使得包括缺陷焦平面的相机是绿颜色相机。17.如权利要求16所述的用至少一个π滤光器群组来对阵列相机模块形成图案的方法，其中，在所述成像器阵列上实现至少一个颜色滤光器。18.如权利要求16所述的用至少一个π滤光器群组来对阵列相机模块形成图案的方法，其中，在透镜堆叠内实现至少一个颜色滤光器。19.如权利要求16所述的用至少一个π滤光器群组来对阵列相机模块形成图案的方法，其中，所述基准相机是绿颜色相机。20.如权利要求16所述的用至少一个π滤光器群组来对阵列相机模块形成图案的方法，其中，所述基准相机是以下各项之一:包含拜耳滤光器的相机，被配置为捕捉红外光的相机，以及被配置为捕捉紫外光的相机。21.—种阵列相机模块,包括: 包括MxN个焦平面的成像器阵列，其中每个焦平面包括多行像素，这多行像素也形成多列像素，并且每个有效焦平面被包含在所述成像器阵列的不包含来自另一焦平面的像素的区域内； MxN个透镜堆叠的光学阵列，其中由所述透镜堆叠的光学阵列中的一单独透镜堆叠在每个焦平面上形成图像； 其中，所述成像器阵列和所述透镜堆叠的光学阵列形成被配置为独立地捕捉场景的图像的相机的MxN阵列； 其中，所述相机的MxN阵列中的至少一行包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机；并且 其中，所述相机的MxN阵列中的至少一列包括至少一个红颜色相机、至少一个绿颜色相机和至少一个蓝颜色相机。22.如权利要求21所述的阵列相机模块，其中: 红颜色相机是捕捉包括具有在620nm到750nm的范围内的波长的电磁波的图像数据的相机； 绿颜色相机是捕捉包括具有在495nm到570nm的范围内的波...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·尼森佐恩，K·文卡塔拉曼，
申请(专利权)人：派力肯影像公司，
类型：发明
国别省市：美国;US