一种摄像头和图像采集方法技术

本发明专利技术公开一种摄像头和图像采集方法。该摄像头包括：镜头模组，旋转电机，旋转滤光片，感光传感器，控制单元，旋转滤光片包括多种类型的滤光单元，旋转滤光片位于镜头模组与感光传感器之间，旋转滤光片用于在旋转过程中对接收到的光线进行滤光，将过滤后的光线传输至感光传感器；其中，每种类型的滤光单元在所述旋转滤光片的旋转过程中均经过感光传感器上方；在每种类型的滤光单元旋转至感光传感器上方时对感光传感器进行曝光，接收每种类型的滤光单元对应颜色光线的光强信息，并根据光强信息生成图像。本发明专利技术实施例提供的摄像头，感光阵列的每个像素均获得三个通道的光强信息，获取色彩光强信息的准确度高，图像分辨率高。图像分辨率高。图像分辨率高。

【技术实现步骤摘要】
一种摄像头和图像采集方法


[0001]本专利技术涉及光电
，具体而言，涉及一种摄像头和图像采集方法。

技术介绍

[0002]随着汽车行业的发展，智能辅助驾驶和自动驾驶已经成为智能网联汽车的一个重要发展方向。在智能辅助驾驶系统和自动驾驶系统中，车辆对于周围环境的感知是非常重要的环节，通过摄像头对于周围环境进行图像采集是感知周围环境的一个必要手段，因此，汽车上摄像头的应用也越来越广泛。随着车辆对于环境信息获取的精度需求越来越高，高质量的图像采集系统的必要性也越来越高。
[0003]现有的摄像头感光阵列大多采用Bayer(拜耳)阵列，即将2
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2的像素集合作为一个单元，这四个感光像素上分别覆盖R(Red，红色)，G(Green，绿色)，G，B(Blue，蓝色)三种滤光片，每个像素获取一种颜色的光强信息，再通过ISP(Image Signal Processing，图像信号处理)单元对每个像素缺失的另外两个通道的光强信息进行插值处理，从而得到彩色图像。但是，这种感光阵列结合插值处理的方式本质上是通过一个单元的四个像素获取一个点完整的RGB色彩信息，使得实际获取的图像的分辨率低于光感阵列的精密度，分辨率受损，削弱了对图像细节的表现力；其次，插值处理的过程实际上是补全缺失色彩的过程，如果插值不当或是图像色彩变化剧烈则可能导致“伪彩色”的出现，影响图像质量。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种摄像头和图像采集方法，用以采集图像时提高摄像头获取色彩光强的准确度。
[0005]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种摄像头，该摄像头包括：
[0006]镜头模组，旋转电机，旋转滤光片，感光传感器，控制单元，所述旋转滤光片包括多种类型的滤光单元，一种所述滤光单元允许一种颜色光线滤过，在所述旋转滤光片上，所述多种类型的滤光单元以所述旋转滤光片中心为圆心呈扇形分布，所述旋转滤光片位于所述镜头模组与所述感光传感器之间，所述旋转滤光片与所述旋转电机通过轴相连，且同步旋转；
[0007]所述镜头模组，用于接收光线并将所述光线传输至旋转滤光片；
[0008]所述旋转滤光片，用于在旋转过程中对接收到的光线进行滤光，并将过滤后的光线传输至所述感光传感器；其中，每种类型的滤光单元在所述旋转滤光片的旋转过程中均经过感光传感器上方；
[0009]所述控制单元，用于在每种类型的滤光单元旋转至所述感光传感器上方时对所述感光传感器进行曝光，以使所述感光传感器接收每种类型的滤光单元对应颜色光线的光强信息，并根据所述光强信息生成图像。
[0010]可选的，所述多种类型的滤光单元包括：至少一个红色滤光单元，至少一个绿色滤光单元和至少一个蓝色滤光单元。
[0011]可选的，该摄像头还包括：码盘，码盘灯，第一光敏元件，第二光敏元件，第一信号放大器，第二信号放大器；
[0012]所述码盘包围在所述旋转滤光片周向外侧，与所述旋转滤光片同步旋转；所述码盘外圈具有多个均匀分布的缝隙结构，所述码盘内圈具有一个缝隙结构；
[0013]所述码盘灯与两个光敏元件分布于所述码盘所在平面的两侧，所述码盘灯与两个光敏元件的连线垂直于所述码盘所在的平面，所述码盘灯发出的光线透过所述码盘外圈的缝隙结构照射到所述第一光敏元件上，所述码盘灯发出的光线透过所述码盘内圈的缝隙结构照射到所述第二光敏元件上；
[0014]所述第一光敏元件，用于在接收到所述码盘灯透过所述码盘外圈的缝隙结构的光线时产生一个参考信号，并通过所述第一信号放大器输出；所述第二光敏元件，用于在接收到所述码盘灯透过所述码盘内圈的缝隙结构的光线时产生一个同步信号，并通过所述第二信号放大器输出；
[0015]所述在每种类型的滤光单元旋转至所述感光传感器上方时对所述感光传感器进行曝光，所述控制单元用于：
[0016]在检测到一个同步信号时，控制计数器对所述参考信号从零进行计数，每检测到一个参考信号，所述计数器对参考信号的数量加1；
[0017]根据所述参考信号的数量，码盘外圈均匀分布的多个缝隙结构的缝数确定所述旋转滤光片从参考位置旋转过的角度，公式如下：
[0018][0019]其中，表示旋转滤光片从参考位置旋转过的角度，m表示参考信号的数量，n表示码盘外圈均匀分布的多个缝隙结构的缝数，所述参考位置为所述旋转滤光片码盘内圈的缝隙结构处。
[0020]根据所述角度确定旋转至所述感光传感器上方的滤光单元，并对所述感光传感器进行曝光。
[0021]可选的，该摄像头还包括红外补光灯，所述多种类型的滤光单元还包括一个红外滤光单元；所述红外补光灯用于对拍摄对象进行补光，使所述拍摄对象反射红外线；
[0022]在检测到环境光强低于预设光强阈值时，所述控制单元用于：
[0023]根据所述参考信号的数量与所述码盘外圈均匀分布的多个缝隙结构的缝数，确定所述旋转滤光片从参考位置旋转过的角度；
[0024]若根据所述角度确定旋转至所述感光传感器上方的滤光单元为红外滤光单元后，开启所述红外补光灯，并对所述感光传感器进行曝光以获取所述拍摄对象反射的红外光线的光强信息；
[0025]若根据所述角度确定旋转至所述感光传感器上方的滤光单元为红外滤光单元外的其他滤光单元，则不对所述感光传感器进行曝光。
[0026]可选的，在对所述感光传感器进行曝光以获取所述拍摄对象反射的红外光线的光强信息之后，所述控制单元还用于：关闭所述红外补光灯。
[0027]可选的，在驱动所述旋转电机后，检测同步信号之前，所述控制单元还用于：
[0028]控制定时器检测相邻参考信号的时间间隔；
[0029]根据所述相邻参考信号的时间间隔与所述码盘外圈均匀分布的多个缝隙结构的
缝数，确定所述旋转电机的转速；
[0030]若所述旋转电机的转速不在目标转速范围内，调整所述旋转电机的驱动信号，从而调整所述旋转电机的转速使其达到目标转速范围并保持稳定。
[0031]可选的，所述旋转滤光片上至少一个红色滤光单元和红外滤光单元相邻分布，所述参考位置与红色滤光单元和红外滤光单元的交界位置对应。
[0032]可选的，该摄像头还包括：视频输出接口；
[0033]所述控制单元中包含加串器功能，所述控制单元通过加串器功能将MIPI或DVP格式的视频信号转为FPD
‑
Link或GMSL格式的视频信号，实现摄像头到车机控制器间长距离的高速视频传输；通过所述视频输出接口将所述FPD
‑
Link或GMSL格式的视频信号从所述摄像头传输到所述机车控制器。
[0034]可选的，所述控制单元，第一光敏元件，第二光敏元件，第一信号放大器，第二信号放大器，感光传感器集成于PCB
‑
A板上，所述PCB
‑
A板上还包括电源模块，所述电源模块与外部供电电源相连，用于为各个芯片供电；
[0035]所述码盘灯、红外补光灯集成于PCB<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种摄像头，其特征在于，包括：镜头模组，旋转电机，旋转滤光片，感光传感器，控制单元，所述旋转滤光片包括多种类型的滤光单元，一种所述滤光单元允许一种颜色光线滤过，在所述旋转滤光片上，所述多种类型的滤光单元以所述旋转滤光片中心为圆心呈扇形分布，所述旋转滤光片位于所述镜头模组与所述感光传感器之间，所述旋转滤光片与所述旋转电机通过轴相连，且同步旋转；所述镜头模组，用于接收光线并将所述光线传输至旋转滤光片；所述旋转滤光片，用于在旋转过程中对接收到的光线进行滤光，并将过滤后的光线传输至所述感光传感器；其中，每种类型的滤光单元在所述旋转滤光片的旋转过程中均经过感光传感器上方；所述控制单元，用于在每种类型的滤光单元旋转至所述感光传感器上方时对所述感光传感器进行曝光，以使所述感光传感器接收每种类型的滤光单元对应颜色光线的光强信息，并根据所述光强信息生成图像。2.根据权利要求1所述的摄像头，其特征在于，所述多种类型的滤光单元包括：至少一个红色滤光单元，至少一个绿色滤光单元和至少一个蓝色滤光单元。3.根据权利要求2所述的摄像头，其特征在于，还包括：码盘，码盘灯，第一光敏元件，第二光敏元件，第一信号放大器，第二信号放大器；所述码盘包围在所述旋转滤光片周向外侧，与所述旋转滤光片同步旋转；所述码盘外圈具有多个均匀分布的缝隙结构，所述码盘内圈具有一个缝隙结构；所述码盘灯与两个光敏元件分布于所述码盘所在平面的两侧，所述码盘灯与两个光敏元件的连线垂直于所述码盘所在的平面，所述码盘灯发出的光线透过所述码盘外圈的缝隙结构照射到所述第一光敏元件上，所述码盘灯发出的光线透过所述码盘内圈的缝隙结构照射到所述第二光敏元件上；所述第一光敏元件，用于在接收到所述码盘灯透过所述码盘外圈的缝隙结构的光线时产生一个参考信号，并通过所述第一信号放大器输出；所述第二光敏元件，用于在接收到所述码盘灯透过所述码盘内圈的缝隙结构的光线时产生一个同步信号，并通过所述第二信号放大器输出；所述在每种类型的滤光单元旋转至所述感光传感器上方时对所述感光传感器进行曝光，所述控制单元用于：在检测到一个同步信号时，控制计数器对所述参考信号从零进行计数，每检测到一个参考信号，所述计数器对参考信号的数量加1；根据所述参考信号的数量，码盘外圈均匀分布的多个缝隙结构的缝数确定所述旋转滤光片从参考位置旋转过的角度，公式如下：其中，表示旋转滤光片从参考位置旋转过的角度，m表示参考信号的数量，n表示码盘外圈均匀分布的多个缝隙结构的缝数，所述参考位置为所述旋转滤光片码盘内圈的缝隙结构处；根据所述角度确定旋转至所述感光传感器上方的滤光单元，并对所述感光传感器进行曝光。
4.根据权利要求3述的摄像头，其特征在于，还包括红外补光灯，所述多种类型的滤光单元还包括一个红外滤光单元；所述红外补光灯用于对拍摄对象进行补光，使所述拍摄对象反射红外线；在检测到环境光强低于预设光强阈值时，所述控制单元用于：根据所述参考信号的数量与所述码盘外圈均匀分布的多个缝隙结构的缝数，确定所述旋转滤光片...

【专利技术属性】
技术研发人员：华剑雄，张立嵩，董洪涛，成一诺，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：