图像传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种图像传感器，包括：滤光层、感光层和图像处理程序，所述图像处理程序运行时包括如下处理步骤：获取经过滤光层后的图像帧序列；抽取所述图像帧序列中奇数位或偶数位的图像帧作为第一序列，将剩余的图像帧作为第二序列。第一序列只保留了近红外光的图像，可以用来进行虹膜识别，第二序列只保留可见光下的彩色图像，可以用来显示在屏幕上，当所述图像传感器用于采集图像时，既可以成像近红外光下的单色图像，又可以同时成像可见光下的彩色图像，其结构简单，易于实现，生产成本低，还极大程度提高用户使用的友好性，增强用户的体验。

image sensor

The invention discloses an image sensor includes a filter layer, a photosensitive layer and image processing program, the program image processing comprises the following steps: acquiring the image frame sequence filter layer; extracting the image frame sequence in odd or even as a first image frame sequence image the remaining second sequences as frame. The first sequence only retains the image of near infrared light, can be used for iris recognition, second sequences retain only the color image under visible light, can be used to display on the screen, when the image sensor is used to collect the image, not only can imaging near-infrared light monochromatic image, but also the color image under visible light imaging and has the advantages of simple structure, easy realization, low production cost, but also improves the user friendly use greatly, enhance the user experience.

【技术实现步骤摘要】
图像传感器
本专利技术涉及图像采集
，尤其涉及一种图像传感器。
技术介绍
虹膜识别是利用人眼图像中的虹膜区域的特征(环状物、皱纹、斑点和冠状物)形成的特征来完成识别，是人脸识别中最安全、最精确的识别方法之一。虹膜识别技术的难点是虹膜图像的获取。由于虹膜具有面积小(平均直径10mm)的特点，一般的摄像装置无法拍摄出可以用来识别的虹膜图像，所以通常采用放大倍率较大的镜头，但由于这种镜头视场角很小，眼睛的对准较为困难，用户的友好性也比较差。此外，不同人种的虹膜颜色差异大，西方人的虹膜颜色比较浅，可用可见光照明，而东方人的虹膜颜色较深，必须采用红外光照明才能得到清晰的虹膜图像。目前，虹膜识别已经在移动设备如手机、平板电脑和移动电脑等上面。主要利用近红外光来照亮眼睛，图像传感器采集用户的眼部图像，并从中分割出虹膜进行识别。目前通常的摄像头模组主要包括图像传感元件以及图像处理芯片等，图像传感元件主要分为电荷耦合元件(CCD)与互补金属氧化物半导体(CMOS)。可见光的波长范围是380～780nm，780nm～1000nm左右属于近红外光部分，而CCD和CMOS既能感应可见光，也能感应近红外光。传统的图像传感器，每个感光元件对应图像传感器中的一个像点，由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此必须在感光元件上方覆盖彩色滤光片(或滤光膜)来区分色彩。如图1所示，最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤光片，由相邻四个像点按照1：2：1构成一个大的彩色像素单元，即红蓝滤光片分别覆盖一个像点，剩下的两个像点都覆盖绿色滤光片，采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。厂家为了在自然光下获得更好的色彩还原，还进一步使用近红外截止滤光片设置于CCD或CMOS前面来过滤近红外光。在最终得到彩色图像时，利用周围像素的颜色值，采用差值的方法，得到每个像素点的R、G、B分量。虹膜识别时，为了采集清晰的虹膜图像，必须要在采集虹膜图像时增加近红外照明。同时，图像传感器为了能感应近红外光，必须去除这些阻止近红外光通过的滤光片(或滤光膜)。由于虹膜识别需要虹膜在拍摄的图像中有足够大的直径，这样才能拍摄到足够多的纹理细节，保持足够高的纹理复杂度，从而使得虹膜识别能够有足够高的准确率，所以虹膜采集模组的视场角一般比较小，采集的图像一般只包含眼睛周围较小的区域。另外，由于手机等移动设备做得越来越薄，而屏占比也越来越高，正面集成了越来越多的功能，使得基本没有太多的空间位置来放置虹膜图像采集模组。因此对虹膜图像采集模组的尺寸要求非常严格，通常要求尺寸小于5mm*5mm*4.5mm。目前用于移动设备的虹膜图像采集模组，分辨率一般只有200万像素。模组中镜头的厚度也很小，使得焦距无法做到比较大。结合这两个限制因素，采集到的眼部图像中，虹膜的直径一般不大于130像素。申请号为201420090333.3的中国专利公开了一种用于移动终端的虹膜识别摄像头模组，提出了一种二合一的虹膜图像采集模组，将移动设备的前置摄像头和虹膜采集摄像头合二为一，在保留摄像头模组的拍照功能不变的前提下，增加了虹膜识别的功能。传统彩色图像传感器中R、G、B三颜色滤光片由相邻四个像点以1：2：1方式构成一个大的彩色像素单元，如图2所示，该专利方法将其中一个绿色滤光片换成了红外滤光片，只允许一定波长的近红外光通过。各个滤光片单元只能透射相应的色光，其他色光都被滤光片吸收。成像时，若为日常拍摄模式，根据通过相邻的像元单元获得的RGB色光信息来计算各个像素点的RGB分量，还原出照片的真实色彩；若为虹膜识别模式，则根据通过相邻的像元单元获得的红外光信息来计算各个像素点的IR分量，以获得清晰的红外光虹膜图像。该专利方法在实际应用中，存在一些缺陷：1、手机等移动设备在日常可见光拍摄时，一般要求宽视角，比如能够拍摄完整的人像等，因此要求摄像头有小焦距，而虹膜识别却要求窄视角，这样才能拍摄到足够大的虹膜，从而有足够丰富的虹膜纹理细节用来进行虹膜识别，因此要求摄像头有较大的焦距。2、由于移动设备上严格的尺寸限制，前置摄像头的分辨率一般都不高。而该专利的结构进一步减少了感应近红外光的像素数，在水平和垂直方向都缩减了一倍，使得采集到的虹膜图像分辨率在水平和垂直方向都缩减了一倍。比如采用200万像素分辨率的图像传感器，则近红外虹膜图像的分辨率只有50万像素，虹膜直径将从130像素左右减小到65像素左右，这会极大降低虹膜识别的准确率。如果采用更高分辨率的图像传感器，比如800万像素，由于尺寸的限制，则像素密度要大大提高，每个像素的感光面积要大大的减少，从而要求用来照亮的近红外光要有更高的强度，这会引起用户对光照强度是否安全的担忧。同时更高的光照强度也对移动设备的电池容量有更高的要求，以及更高的像素密度也对镜头的畸变误差提出了更高的要求。由于上述的缺陷，在目前的移动设备上，基本还是使用单独的虹膜识别模组，而不使用二合一的模组。由于虹膜识别要求虹膜采集模组采用较大的焦距和窄视角，只能采集到眼睛周围较小的区域，为了提高用户友好性，虹膜识别设备一般会将采集到的眼睛图像显示在显示屏幕上，反馈给用户，以提示用户更好的对准等。然而，在近红外光下，图像传感器只能得到单色灰度图像，并且在近红外光下的眼部成像图像和通常的彩色眼部图像有较大的差别，没有彩色图像美观，甚至看起来有点恐怖，直接显示在屏幕上会让一部分用户感觉不舒服。如果在虹膜采集时，还能将相应的彩色眼部图像显示在屏幕上，用来指导用户对准眼睛等，则可以极大地提高设备的使用友好性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种图像传感器，既可以成像近红外光下的单色图像，又可以同时成像可见光下的彩色图像。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种图像传感器，包括：滤光层，包括至少一个的微滤光单元；感光层，包括至少一个的成像单元，所述成像单元与所述微滤光单元对应设置；图像处理程序，所述图像处理程序运行时包括如下处理步骤：获取经过滤光层后的图像帧序列；抽取所述图像帧序列中奇数位或偶数位的图像帧作为第一序列，将剩余的图像帧作为第二序列；保留第一序列中的近红外光的像素值，根据所述近红外光的像素值重新确定可见光像素点的像素值，得到处理后的第一序列；保留第二序列中的可见光的像素值，根据所述可见光的像素值重新确定近红外光像素点的像素值，得到处理后的第二序列；分别对处理后的第一序列和处理后的第二序列中的图像帧进行曝光处理；将曝光处理后的图像帧通过感光层进行显示。本专利技术的有益效果在于：第一序列只保留了近红外光的图像，可以用来进行虹膜识别，第二序列只保留可见光下的彩色图像，可以用来显示在屏幕上，当所述图像传感器用于采集图像时，既可以成像近红外光下的单色图像，又可以同时成像可见光下的彩色图像，其结构简单，易于实现，生产成本低，还极大程度提高用户使用的友好性，增强用户的体验。附图说明图1为现有技术的滤光层的示意图；图2为现有技术的滤光层的另一示意图；图3为本专利技术实施例一的滤光层的示意图；图4为本专利技术实施例一的滤光层的另一示意图；图5为本专利技术实施例一的图像处理程序运行时的流程图；图6为本专利技术实施例二的图像处理程序运行时的流程图；图7为本专利技术实施例二的滤光层的示意图；图8为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，其特征在于，包括：滤光层，包括至少一个的微滤光单元；感光层，包括至少一个的成像单元，所述成像单元与所述微滤光单元对应设置；图像处理程序，所述图像处理程序运行时包括如下处理步骤：获取经过滤光层后的图像帧序列；抽取所述图像帧序列中奇数位或偶数位的图像帧作为第一序列，将剩余的图像帧作为第二序列；保留第一序列中的近红外光的像素值，根据所述近红外光的像素值重新确定可见光像素点的像素值，得到处理后的第一序列；保留第二序列中的可见光的像素值，根据所述可见光的像素值重新确定近红外光像素点的像素值，得到处理后的第二序列；分别对处理后的第一序列和处理后的第二序列中的图像帧进行曝光处理；将曝光处理后的图像帧通过感光层进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：滤光层，包括至少一个的微滤光单元；感光层，包括至少一个的成像单元，所述成像单元与所述微滤光单元对应设置；图像处理程序，所述图像处理程序运行时包括如下处理步骤：获取经过滤光层后的图像帧序列；抽取所述图像帧序列中奇数位或偶数位的图像帧作为第一序列，将剩余的图像帧作为第二序列；保留第一序列中的近红外光的像素值，根据所述近红外光的像素值重新确定可见光像素点的像素值，得到处理后的第一序列；保留第二序列中的可见光的像素值，根据所述可见光的像素值重新确定近红外光像素点的像素值，得到处理后的第二序列；分别对处理后的第一序列和处理后的第二序列中的图像帧进行曝光处理；将曝光处理后的图像帧通过感光层进行显示。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述微滤光单元包括近红外微滤光单元、红光微滤光单元、蓝光微滤光单元和绿光微滤光单元。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述近红外微滤光单元的数目占总的微滤光单元的数目的至少50％。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述根据所述近红外光的像素值重新确定可见光像素点的像素值具体为：获取可见光对应的一可见光像素点；将所述一可见光像素点的像素值设为0；获取与所述一可见光像素点相邻的至少一个的近红外光的像素值；计算所述至少一个的近红外光的像素值的平均值，将所述平均值作为所述一可见光像素点的近红外光的像素值。5.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述根据所述近红外光的像素值重新确定可见光像素点的像素值具体为：丢弃可见光对应的像素点。6.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述根据所述可见光的像素值重新确定近红外光像素点的像素值具体为：...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海涛，陆波，
申请(专利权)人：深圳先牛信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44