CN104539835B - 摄像头的感光芯片和摄像头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种摄像头的感光芯片和摄像头，其中，所述感光芯片包括：非成像感光区；白平衡像素；滤色镜，设置在所述白平衡像素上，用于限制所述白平衡像素对白光中的指定色彩分量进行感应；反射板或折射板，所述白平衡像素与所述反射板或折射板构成自动白平衡区域，所述白平衡像素用于接收经过所述反射板反射后的光线或经过所述折射板折射后的光线，以对环境色温进行判断，所述感光芯片的至少一个非成像感光区内设置有所述自动白平衡区域。本发明的技术方案能够准确地获取到拍摄环境中的色温，解除了拍摄环境中必须有白色物体的限制，实现了摄像头的自动白平衡调节，有利于提升用户的拍摄体验。

Description

摄像头的感光芯片和摄像头
技术领域
本发明涉及摄像头技术领域，具体而言，涉及一种摄像头的感光芯片和一种摄像头。
背景技术
目前，所有的相机、手机等具有摄像功能的设备都是通过被摄像物体对光线的反射来计算R(Red，红色)、B(Blue，蓝色)、G(Green，绿色)三个色彩通道的比值，进而通过查表来设定不同的白平衡(White Balance，白平衡)模式。
现有技术方案中的关键条件在于被摄物体中必须有白色物体或是R、B、G三种色彩比例为1:1:1的灰度色彩，对拍摄环境的要求很高，如果拍摄环境中没有此类色彩，那么摄像头的自动白平衡就会有偏差，导致所拍摄物体的颜色不准确。
可见，现有技术中的方案可以称为被动白平衡模式，即芯片本身没有自动校正功能，必须要通过被摄物体的色彩信息来判断环境色温，再根据环境色温设定白平衡模式。
因此，如何能够准确地获取到拍摄环境中的色温，解除拍摄环境中必须有白色物体的限制，实现摄像头的自动白平衡调节成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的摄像头的感光芯片，能够准确地获取到拍摄环境中的色温，解除了拍摄环境中必须有白色物体的限制，实现了摄像头的自动白平衡调节，有利于提升用户的拍摄体验。
有鉴于此，本发明提出了一种摄像头的感光芯片，包括：非成像感光区；白平衡像素；滤色镜，设置在所述白平衡像素上，用于限制所述白平衡像素对白光中的指定色彩分量进行感应；反射板或折射板，所述白平衡像素与所述反射板或折射板构成自动白平衡区域，所述白平衡像素用于接收经过所述反射板反射后的光线或经过所述折射板折射后的光线，以对环境色温进行判断，所述感光芯片的至少一个非成像感光区内设置有所述自动白平衡区域。
在该技术方案中，通过在非成像感光区设置自动白平衡区域，并在白平衡像素上设置滤色镜，使得白平衡像素能够采集到反射板反射后的光线或折射板折射后的光线中的指定色彩分量(如红色分量和蓝色分量)，进而能够准确分析出环境中的色温，以切换至相应的白平衡模式，实现了感光芯片的自动白平衡调节，确保了能够准确地还原被拍摄物体的色彩，有利于提升用户的拍摄体验。同时，由于是通过感光芯片的自动调节，因此也能够解除拍摄环境中必须有白色物体的限制。
在上述技术方案中，优选地，在所述感光芯片包括所述反射板时，所述感光芯片上开设有容纳所述反射板的凹槽，所述白平衡像素与所述反射板并排且侧向放置，以接收所述反射板反射后的光线。优选地，所述反射板为漫反射板。通过将反射板设置为漫反射板，使得光线经过反射板之后，能够反射出均匀的中性光线，以便于白平衡像素采集相应的色彩分量。
在上述技术方案中，优选地，在所述感光芯片包括所述折射板时，所述白平衡像素正向放置，且所述白平衡像素设置在所述折射板的下方，以接收经过所述折射板折射后的光线。
在上述技术方案中，优选地，每个所述白平衡像素上设置有一个所述滤色镜。
在上述技术方案中，优选地，所述至少一个非成像感光区内的白平衡像素中预定数量的白平衡像素上设置有红色滤色镜，其他白平衡像素上设置有蓝色滤色镜。
为了能够实现对环境色温的确定，需要计算出红色分量与蓝色分量的比值(R/B)，即需要白平衡像素至少采集到光线中的红色分量和蓝色分量，因此，非成像感光区内的白平衡像素上一部分需要设置红色滤色镜，另一部分需要设置蓝色滤色镜。
其中，非成像感光区内的白平衡像素上的红色滤色镜和蓝色滤色镜的设置方式有多种，以下列举其中的几种设置方式：
方式一：
每个所述非成像感光区内的白平衡像素上设置的所述滤色镜为红色滤色镜和蓝色滤色镜逐个间隔设置。
在该方式中，可以仅在一个非成像感光区内设置自动白平衡区域，也可以在多个非成像感光区内设置自动白平衡区域，每个非成像感光区内的白平衡像素上的滤色镜采用红蓝逐个间隔设置。
方式二：
每个所述非成像感光区内的白平衡像素上设置的所述滤色镜为红色滤色镜和蓝色滤色镜逐排间隔设置。
在该方式中，可以仅在一个非成像感光区内设置自动白平衡区域，也可以在多个非成像感光区内设置自动白平衡区域，每个非成像感光区内的白平衡像素上的滤色镜采用红蓝逐排间隔设置，即每个非成像感光区内设置至少两排白平衡像素。
方式三：
所述感光芯片的多个非成像感光区内设置有所述自动白平衡区域，每个所述非成像感光区内的白平衡像素上设置的滤色镜颜色相同。
在该方式中，每个非成像感光区内的白平衡像素上设置的滤色镜颜色相同，但是需要在至少两个非成像感光区内的设置自动白平衡区域，优选地，可以在一个非成像感光区内的白平衡像素上设置红色滤色镜，在另一个非成像感光区内的白平衡像素上设置蓝色滤色镜。
在上述技术方案中，优选地，所述感光芯片还包括：成像感光区和非感光区；其中，所述感光芯片上设置的用于成像的像素点所在的区域为所述成像感光区，所述摄像头的镜头发射的光线投射在所述感光芯片上的区域中除所述成像感光区外的区域为所述非成像感光区，所述感光芯片上除所述成像感光区和所述非成像感光区外的区域为所述非感光区。
根据本发明的另一方面，还提出了一种摄像头，包括：如上述任一项技术方案中所述的摄像头的感光芯片。
通过以上技术方案，能够准确地获取到拍摄环境中的色温，解除了拍摄环境中必须有白色物体的限制，实现了摄像头的自动白平衡调节，有利于提升用户的拍摄体验。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的感光芯片的结构示意图；
图2示出了根据本发明的实施例的反射板与白平衡像素的设置方式示意图；
图3示出了根据本发明的实施例的折射板与白平衡像素的设置方式示意图；
图4示出了根据本发明的第一个实施例的滤色镜的设置方式示意图；
图5示出了根据本发明的第二个实施例的滤色镜的设置方式示意图；
图6示出了根据本发明的第三个实施例的滤色镜的设置方式示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1至图3所示，根据本发明的实施例的摄像头的感光芯片10包括：成像感光区11(图1中阴影部分)、非成像感光区12(图1中的四个弧形区域)和非感光区13，所述感光芯片10还包括：白平衡像素21；滤色镜，设置在所述白平衡像素21上，用于限制所述白平衡像素21对白光中的特定色彩分量进行感应；反射板22或折射板23，所述白平衡像素21与所述反射板22或折射板23构成自动白平衡区域20，所述白平衡像素21用于接收经过所述反射板22发射后的光线或经过所述折射板23折射后的光线，以对环境色温进行判断，所述感光芯片10的至少一个非成像感光区12内设置有所述自动白平衡区域。
在该技术方案中，通过在非成像感光区12设置自动白平衡区域20，并在白平衡像素21上设置滤色镜，使得白平衡像素21能够采集到反射板22发射后的光线或折射板23折射后的光线中的指定色彩分量(如红色分量和蓝色分量)，进而能够准确分析出环境中的色温，以切换至相应的白平衡模式，实现了感光芯片10的自动白平衡调节，确保了能够准确地表现被拍摄物体的色彩，有利于提升用户的拍摄体验。同时，由于是通过感光芯片10的自动调节，因此也能够解除拍摄环境中必须有白色物体的限制。
其中，如图2所示，在所述感光芯片10包括所述反射板22时，所述感光芯片10上开设有容纳所述反射板22的凹槽，所述白平衡像素21与所述反射板22并排且侧向放置，以接收所述反射板22反射后的光线。优选地，所述反射板22为漫反射板。通过将反射板22设置为漫反射板，使得光线经过反射板22之后，能够反射出均匀的中性光线，以便于白平衡像素21采集相应的色彩分量。
如图3所示，在所述感光芯片10包括所述折射板23时，所述白平衡像素21正向放置，且所述白平衡像素21设置在所述折射板23的下方，以接收经过所述折射板23折射后的光线。
在上述技术方案中，优选地，每个所述白平衡像素21上设置有一个所述滤色镜。
在上述技术方案中，优选地，所述至少一个非成像感光区12内的白平衡像素中预定数量的白平衡像素上设置有红色滤色镜，其他白平衡像素上设置有蓝色滤色镜。
为了能够实现对环境色温的确定，需要计算出红色分量与蓝色分量的比值(R/B)，即需要白平衡像素至少采集到光线中的红色分量和蓝色分量，因此，非成像感光区12内的白平衡像素上一部分需要设置红色滤色镜，另一部分需要设置蓝色滤色镜。
其中，非成像感光区内的白平衡像素上的红色滤色镜和蓝色滤色镜的设置方式有多种，以下列举其中的几种设置方式：
方式一：
如图4所示，每个所述非成像感光区12内的白平衡像素上设置的所述滤色镜为红色滤色镜和蓝色滤色镜逐个间隔设置。
在该方式中，可以仅在一个非成像感光区12内设置自动白平衡区域，也可以在多个非成像感光区12内设置自动白平衡区域，每个非成像感光区11内的白平衡像素上的滤色镜采用红蓝逐个间隔设置。
方式二：
如图5所示，每个所述非成像感光区12内的白平衡像素上设置的所述滤色镜为红色滤色镜和蓝色滤色镜逐排间隔设置。
在该方式中，可以仅在一个非成像感光区12内设置自动白平衡区域，也可以在多个非成像感光区12内设置自动白平衡区域，每个非成像感光区12内的白平衡像素上的滤色镜采用红蓝逐排间隔设置，即每个非成像感光区12内设置至少两排白平衡像素。
方式三：
所述感光芯片10的多个非成像感光区12内设置有所述自动白平衡区域，每个所述非成像感光区12内的白平衡像素上设置的滤色镜颜色相同。如图6所示，在区域1中设置一种颜色的滤色镜，区域2中设置一种颜色的滤色镜。
在该方式中，每个非成像感光区12内的白平衡像素上设置的滤色镜颜色相同，但是需要在至少两个非成像感光区12内的设置自动白平衡区域，优选地，可以在一个非成像感光区12内的白平衡像素上设置红色滤色镜，在另一个非成像感光区12内的白平衡像素上设置蓝色滤色镜。
以上三种方式中以每个非成像感光区12内设置了两排白平衡像素为例进行了说明，本领域的技术人员需要理解的是，上述方式一和方式三中的白平衡像素可以设置任意排，上述方式二中的白平衡像素可以设置至少两排；并且上述方式一中每排白平衡像素需要设置至少两个，方式二和方式三中的白平衡像素可以设置至少一个。
在上述技术方案中，优选地，所述感光芯片10上设置的用于成像的像素点所在的区域为所述成像感光区11，所述摄像头的镜头发射的光线投射在所述感光芯片10上的区域中除所述成像感光区11外的区域为所述非成像感光区12，所述感光芯片10上除所述成像感光区11和所述非成像感光区12外的区域为所述非感光区。
此外，白平衡像素可以设置单独的开关线路，以独立输出计算处白平衡的色彩信息。
本发明的上述技术方案通过设置自动白平衡区域20，可以采集到白光中的色彩分量信息，进而可通过感光芯片10内置的处理器进行计算，以得到白光中红色分量与蓝色分量的比值(R/B)，然后对比数据库中不同色温对应的红色与绿色的比值(R/B)和蓝色与绿色的比值(B/G)，将两者相除得到R/B值，直接定位到相应的色温区域，进而选择对应的白平衡模式。
通过上述技术方案，可以更快、更准地获取环境色温，然后切换到相应的白平衡模式，从而实现感光芯片的主动白平衡校正功能。此方案适用于色彩信息更复杂的环境，减少了色彩信息的计算量，也间接地降低了设备的功耗，同时可以准确地还原被摄物体色彩，给用户更好的拍摄体验
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，本发明提出了一种新的摄像头的感光芯片，能够准确地获取到拍摄环境中的色温，解除了拍摄环境中必须有白色物体的限制，实现了摄像头的自动白平衡调节，有利于提升用户的拍摄体验。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种摄像头的感光芯片，其特征在于，包括：
非成像感光区；
白平衡像素；
滤色镜，设置在所述白平衡像素上，用于限制所述白平衡像素对白光中的指定色彩分量进行感应；
反射板或折射板，所述白平衡像素与所述反射板或折射板构成自动白平衡区域，所述白平衡像素用于接收经过所述反射板反射后的光线或经过所述折射板折射后的光线，以对环境色温进行判断，所述感光芯片的至少一个非成像感光区内设置有所述自动白平衡区域；
其中，每个所述白平衡像素上设置有一个所述滤色镜；
所述至少一个非成像感光区内的白平衡像素中预定数量的白平衡像素上设置有红色滤色镜，其他白平衡像素上设置有蓝色滤色镜。
2.根据权利要求1所述的摄像头的感光芯片，其特征在于，在所述感光芯片包括所述反射板时，所述感光芯片上开设有容纳所述反射板的凹槽，所述白平衡像素与所述反射板并排且侧向放置，以接收经所述反射板反射后的光线，其中，所述反射板为漫反射板。
3.根据权利要求1所述的摄像头的感光芯片，其特征在于，在所述感光芯片包括所述折射板时，所述白平衡像素正向放置，且所述白平衡像素设置在所述折射板的下方，以接收经过所述折射板折射后的光线。
4.根据权利要求1所述的摄像头的感光芯片，其特征在于，每个所述非成像感光区内的白平衡像素上设置的所述滤色镜为红色滤色镜和蓝色滤色镜逐个间隔设置。
5.根据权利要求1所述的摄像头的感光芯片，其特征在于，每个所述非成像感光区内的白平衡像素上设置的所述滤色镜为红色滤色镜和蓝色滤色镜逐排间隔设置。
6.根据权利要求1所述的摄像头的感光芯片，其特征在于，所述感光芯片的多个非成像感光区内设置有所述自动白平衡区域，每个所述非成像感光区内的白平衡像素上设置的滤色镜颜色相同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的摄像头的感光芯片，其特征在于，还包括：成像感光区和非感光区；
其中，所述感光芯片上设置的用于成像的像素点所在的区域为所述成像感光区，所述摄像头的镜头发射的光线投射在所述感光芯片上的区域中除所述成像感光区外的区域为所述非成像感光区，所述感光芯片上除所述成像感光区和所述非成像感光区外的区域为所述非感光区。
8.一种摄像头，其特征在于，包括：如权利要求1至7中任一项所述的摄像头的感光芯片。
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