成像方法、成像装置和拍摄系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种成像方法，包括：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；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；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，其中，第一颜色滤片、第二颜色滤片和第三颜色滤片可通过的颜色不同；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。本发明专利技术的成像方法能够使得单一像素还原信号的色彩和亮度值，有效增加了图像的色彩细节和鲜锐度。本发明专利技术还公开了一种成像装置和一种包括该成像装置的成像系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像
，特别涉及一种成像方法、一种成像装置和一种拍摄系统。
技术介绍
互补型金属氧化物半导体场效应图像传感器简称CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，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。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：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。2、采用RGBbayer彩色滤镜阵列的RGBbayer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RGBbayer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。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。因此，需要对相关技术进行改进。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少从一定程度上解决上述的技术问题之一。为此，本专利技术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。本专利技术的另一个目的在于提出一种成像装置。本专利技术的另一个目的在于提出一种拍摄系统。为达到上述目的，本专利技术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。本专利技术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。为达到上述目的，本专利技术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。本专利技术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。为达到上述目的，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/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：图1为RGBbayer彩色滤镜阵列的立体图；图2为RGBbayer彩色滤镜阵列的信号采集示意图；图3为根据本专利技术实施例的成像装置的方框示意图；图4为根据本专利技术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；图5为根据本专利技术一个具体实施例的成像装置的镜头的俯视图；图6为根据本专利技术一个实施例的成像装置的像素阵列和镜头的剖视图；图7(a)为根据本专利技术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；图7(b)为根据本专利技术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；图7(c)为根据本专利技术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；以及图8为根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像方法，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种成像方法，其特征在于，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。
2.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，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对应为R/G/B三原色。
3.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述第一曝光时间、所述第二曝光时
间和所述第三曝光时间相等。
4.一种成像装置，其特征在于，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

【专利技术属性】
技术研发人员：刘坤，郭先清，傅璟军，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44