对距离改变不敏感的颜色传感器制造技术

本发明专利技术涉及一种对距离改变不敏感的颜色传感器。公开了一种用于基于颜色感测像素与对象之间的距离来校准颜色感测像素的系统。通过测量从对象表面反射的电磁辐射相比于入射到对象表面上的电磁辐射的波剖面的相移来确定距离。颜色感测像素与飞行时间(ToF)像素相关联，使用飞行时间像素确定颜色感测像素的距离。电磁辐射可以来自电磁谱的任何部分，特别是电磁谱的红外部分和可见部分。颜色感测像素和ToF像素可以位于同一半导体或者完全不同的半导体上。

【技术实现步骤摘要】

本主题说明书总体涉及固态传感器，并且具体地涉及基于距离測量/确定的顔色确定/校正。
技术介绍
一种用于数字地捕获图像的装置是如通常在数字照相机和其它成像装置中使用的、将光学图像转换成电信号的图像传感器。典型的图像传感器包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属-氧化物-半导体(CMOS)有源-像素传感器。CXD是模拟器件，当光照到包括图像传感器的各个光电传感器(像素)时，接收到的光作为电荷保存在每个像素中。每个像素中的电荷被读出，转换成电压，并且进一步转换成数字信息，可以根据该数字信息产生数字图像。对于CMOS传感器，使用附加电路以将电压转换成数字数据。CCD和CMOS系统都利用多晶硅栅来操作，并且具有它们的优点和缺点。将CCD成像基底与CMOS读取集成电路 (redout integrated circuit, R0IC)结合的科学级CMOS (sCMOS)、混合图像传感器是可用的。通过获知颜色像素与对象之间的观看距离，可将来自多个颜色像素的读数与每个顔色像素的距离测量值一起编译，从而产生3D图像。顔色确定会受到颜色像素与所讨论的对象的顔色之间的距离的影响。此外，距离对电磁谱的ー个特定部分的影响可以不同于关于电磁谱的另一部分的影响。例如，从红光部分(例如，约650nm)得到的颜色读数会比从蓝光部分(例如，约475nm)得到的读数更受到距离的影响。因此，对于图像的顔色校正而言，对于从电磁谱的不同部分获得的读数，会要求使顔色校正的程度不同。
技术实现思路
下面公开了本说明书的简化概要，以提供对本说明书的ー些方面的基本理解。该概要不是本说明书的详尽综述。其目的既不是表明本说明书的关键或重要要素，也不是叙述本说明书的范围。其唯一目的是以简化的形式公开本说明书的ー些构思，作为稍后公开的更详细的描述的前序。通过这里提到的公开的方面，可以基于颜色感测装置(例如，光电传感器中的像素)与被观看的对象之间的观看距离对关于对象的着色的信息进行颜色校正。飞行时间(ToF)传感器/像素与接收来自对象的光的像素(例如，颜色像素)相关联。对在ToF传感器接收到的电磁辐射执行相移分析，并且因此可以确定从ToF传感器到对象的距离(以及相应地相关联的颜色像素到对象的距离)。通过获知从颜色像素到对象的距离，由颜色像素生成的顔色值可以被校正为根据所测量的距离的顔色值。实际上，顔色像素是基于所測量到的距离来校准的。用于ToF传感器的辐射源可以是电磁辐射，其中，例如电磁辐射可以来自电磁辐射谱的红外光部分或可见光部分。多个颜色像素和ToF像素布置是可用的。颜色像素和ToF像素可以并入同一图像传感器。芯片可以被制造为包括像素分组，其中产生像素以执行颜色感测(例如，红、緑、蓝(RGB))，并且其它像素是被产生为执行距离测量的ToF像素。替选地，可以制造多个芯片，从而许多芯片是颜色感测芯片，而其它芯片被制造为ToF传感器。颜色感测芯片上的每个像素与ToF传感器上的像素相关联。在另一方面，顔色和距离感测部件可以与用于处理从顔色和距离感测部件接收到的读数的装置一起被结合在单个集成电路中。在ー个方面，可以使用共用辐射源，以生成顔色传感器的照射以及允许由ToF传感器执行距离测量。在另一方面，与用以照射对象且通过颜色像素进行颜色感测的辐射源相比，用以执行ToF测量的辐射源具有电磁谱的不同部分。以灰度操作并产生灰度图像的ToF传感器可以变为产生彩色图像，从而可以使用滤色器并且包括ToF像素来执行这样的改变，该滤色器限制入射到ToF传感器上的辐射波长。在另一方面，可以使用单个LED来照射对象并且协助距离测量，例如，LED发射白光。在另一方面，可以使用多个LED,其中姆个LED发射特定波长的电磁福射。在又一方面，由多个LED生成的辐射可以被组合以产生具有多个波长的照射，例如红光LED、蓝光LED和 绿光LED被组合以形成白光照射。在ー个方面，可以通过使用提供顔色、距离和顔色校正之间的相互关系的查找表和/或算法来执行颜色像素的校准。以下的描述和附图阐述了本说明书的某些示例性方面。然而，这些方面仅指示了可以使用本说明的原理的各种方式中的数个方式。当结合附图考虑时，根据以下对本说明书的详细描述，本说明书的其它优点和新颖特征将变得明显。附图说明图I示出了根据ー个方面的、用于基于对象距离来确定颜色校正的系统。图2示出了根据ー个方面的、使用电磁辐射来确定对象的位置的測量处理。图3示出了根据ー个方面的、用于基于由相关联的ToF传感器提供的距离测量值来对图像进行颜色校正的系统。图4示出了根据ー个方面的、用于基于由相关联的ToF传感器提供的距离测量值来对图像进行颜色校正的像素的布置。图5示出了根据ー个方面的、用于基于由相关联的ToF传感器提供的距离测量值来对图像进行颜色校正的像素和相关联的ToF像素的布置。图6示出了根据ー个方面的、用于基于由相关联的ToF像素提供的距离测量值来对图像进行颜色校正的多个颜色传感器和相关联的ToF像素的布置。图7示出了根据ー个方面的、用于基于由相关联的ToF像素提供的距离测量值来对图像进行颜色校正的像素和相关联的ToF像素的布置。图8示出了根据ー个方面的、用于利用ToF传感器进行颜色图像生成的系统。图9示出了根据ー个方面的、用于基于对象距离来确定颜色校正的系统。图10示出了根据ー个方面的、用于基于对象距离来确定颜色校正的系统。图11示出了根据ー个方面的、用于基于对象距离来确定颜色校正的示例性方法。图12示出了根据ー个方面的、用于识别ToF像素是否不能操作的示例性方法。图13示出了根据ー个方面的、用于使用ToF传感器生成彩色图像的示例性方法。具体实施例方式现在，參考附图描述要求权利的主题，在附图中，始終使用相似的附图标记来表示相似的元件。在以下描述中，出于说明的目的，阐述了大量具体细节，以提供对要求权利的主题的透彻理解。然而，显然可以在没有这些具体细节的情况下实现要求权利的主題。在其它示例中，以框图形式示出公知结构和装置，以便协助描述要求权利的主題。如在本申请中所使用的，术语“部件”、“模块”、“系統”、“接ロ”等一般g在指代计算机相关的实体，硬件、硬件和软件的组合、软件、或者执行中的软件。例如，部件可以是处理器上运行的处理、微处理器、微控制器、芯片、集成电路、对象、可执行文件、执行线程、程序、和/或计算机，但不限于此。通过说明的方式，控制器上运行的应用程序和该控制器均可以是部件。一个或更多个部件可以驻留在处理和/或执行线程内，并且部件可以在ー个计算机上本地化和/或分布于两个或更多个计算机之间。作为另ー示例，接ロ可以包括I/o部件以及相关联的处理器、应用、和/或API部件。 图I示出了用于确定距对象的观看距离以协助传感器校准和颜色感测的系统100。图像传感器100包括飞行时间(ToF)传感器110和颜色传感器120。图像传感器100接收来自电磁谱的各个范围的辐射，以协助ToF传感器110和颜色传感器120的操作。ToF辐射源140提供电磁能，以协助ToF传感器110的操作，而辐射源150提供电磁能，以协助颜色传感器120的操作。从源140和150发射出的电磁能从对象130反射，并分别由ToF传感器110和顔色传感器120捕获。控制器160可以以个别方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2010.11.03 US 12/938,4991.一种校准图像像素的系统，包括 第一像素，其接收来自对象的第一电磁辐射，并基于所接收到的第一电磁辐射来生成第一输出； 第二像素，其接收来自所述对象的第二电磁辐射，并基于所接收到的第二电磁辐射来生成第二输出；以及 控制器，其接收所述第一输出和所述第二输出，确定从所述第二像素到所述对象的距离，并且基于所确定的距离来调整所述第一输出。2.根据权利要求I所述的系统，其中所述第二像素是飞行时间ToF像素。3.根据权利要求I所述的系统，其中所述第一电磁辐射来自电磁谱的可见部分。4.根据权利要求I所述的系统，其中所述第二电磁辐射来自电磁谱的红外IR部分。5.根据权利要求I所述的系统，还包括向所述对象发射第三电磁辐射的辐射源。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述控制器通过比较所发射的第三电磁辐射与所接收到的第二电磁辐射之间的相移来确定所述距离。7.根据权利要求I所述的系统，还包括组合所述第一输出与来自至少一个另外像素的经调整的输出以生成数字输出。8.根据权利要求I所述的系统，其中所述第一像素和所述第二像素是根据组合的飞行时间ToF像素而产生的。9.根据权利要求I所述的系统，其中所述第一像素和所述第二像素位于单个半导体上。10.根据权利要求I所述的系统，其中所述第一像素和所述第二像素位于完全不同的半导体上。11.一种用于校准图像像素的方法，包括 接收从对象反射的第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·哈德格，里顿·贝尔纳，理查德·加莱拉，苏雷什·奈尔，卡尔·曼赫茨，克雷格·马丁·布罗克曼，埃利克·I·富克斯，曼弗雷德·诺贝特·斯坦，罗贝特·M·布莱克，
申请(专利权)人：洛克威尔自动控制技术股份有限公司，赛德斯安全与自动化公司，
类型：发明
国别省市：