CN111193880B

CN111193880B - 一种图像传感器、光学滤波器及图像传感器亮度调整方法

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Publication number: CN111193880B
Application number: CN202010032489.6A
Authority: CN
Inventors: 刘元哲; 韩迎春; 周少敏
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-01-13
Filing date: 2020-01-13
Publication date: 2022-05-24
Anticipated expiration: 2040-01-13
Also published as: CN111193880A

Abstract

本发明实施例公开一种图像传感器、光学滤波器及图像传感器亮度调整方法，包括一组像素点阵列和光强采集电路的、用于对入射光进行调整的光学滤波器；基于光强度分布信息生成控制信号，对光学滤波器的像素点的光透明度进行自动调整的控制电路；以及用于接收光并加快基于接受光形成的图像和/或视频信号输出的传感器阵列；控制电路分别与光学滤波器的像素点阵列和光强采集电路连接，且与传感器阵列连接；控制电路从光强采集电路接收输入至光学滤波器的光强度分布信息或者传感器阵列中的光强度分布信息，根据光强度分布信息调整控制电路输出于光学滤波器的输出电压，对光学滤波器的输出光强进行自适应调整。

Description

一种图像传感器、光学滤波器及图像传感器亮度调整方法

技术领域

本发明实施例涉及光学成像技术领域，具体涉及一种图像传感器、光学滤波器及图像传感器亮度调整方法。

背景技术

图像传感器或成像仪是用于检测和传输生成图像信息的传感器，通过将光波通过物体或在物体上形成反射时的可衰减转换成信号，图像传感器或成像仪可通过小电流脉冲来实现信息传输。波可以是光波或其他电磁辐射，模拟和数字型的电子成像设备皆可使用成像传感器，包括数码相机、相机模块、医疗成像设备、夜视设备如热成像设备、雷达、声呐等。

众所周知，人眼能够通过视觉神经元自动调整视网膜的“有效灵敏度”。因此，人类可以在各种光照条件下感知物体。但与人眼相比，目前的光图像传感器在入射光强度水平敏感性方面仍然存在着很大的限制。随着科技发展，数字成像技术正在逐渐取代模拟成像技术。在物体反射和/或发射变化极大的光时，传统成像传感器常常会在亮度的动态响应范围方面遇到技术困难。例如，“非常亮的物体”发出的光会导致传感器饱和，而“非常暗的物体”发出的光会使传感器曝光不足。不管是哪种情况，此类问题都会导致信息丢失。图1A 为传统图像成像过程中亮度变化对图像质量的影响示意图，如图1A所示，图 1A通过展示传统照相机104拍摄的对象102的图像106中的4个区域，阐明了这一概念。在图1A中，当对象被拍摄时，区域l08a-d的不同阴影表示光照条件下对象的不同亮度级别。如图所示，右下方区域108d最亮，左下方区域108c最暗。如上所述，由于相机上的图像传感器对光敏感度的动态响应范围有限，可以较完整地拍摄到区域108a-b中的细节。但在底部区域 108c-d中，由于底部区域108c-d中对象102的细节在图像中未显示，图像中的上述信息则会丢失。将后处理与所谓的“bucket曝光”结合使用是最常见的找回完整信息的方法：即将“bucket”中一组曝光度不同的帧进行组合。但要获取最终图像还需要额外的时间和成本。此外，合成的图像往往会失去某些艺术特征。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种图像传感器、光学滤波器及图像传感器亮度调整方法，以解决现有技术中由于成像物体反射至图像传感器的输入光不均匀而导致的成像质量差的问题。

为了实现上述目的，本发明调整成像设备的图像传感器的视场中入射光的亮度差异，以便在图像传感器接收到视场中的入射光之前对其进行调整。也就是说，如果视场中较亮区域中的光强可以通过某种方式降低视场中的其余部分的光强，使得整个视场中的总亮度变化处于传感器的线性范围内，则可以在一定程度上解决上述成像问题。其具体技术方案提供如下：

根据本发明实施例的第一方面提供一种图像传感器，包括：

包括一组像素点阵列和光强采集电路的、用于对入射光进行调整的光学滤波器；

基于光强度分布信息生成控制信号，对所述光学滤波器的像素点的光透明度进行自动调整的控制电路；

以及用于接收光并加快基于接受光形成的图像和/或视频信号输出的传感器阵列；

所述控制电路分别与所述光学滤波器的所述像素点阵列和所述光强采集电路连接，且与所述传感器阵列连接；所述控制电路从所述光强采集电路接收输入至所述光学滤波器的光强度分布信息或者传感器阵列中的光强度分布信息，根据所述光强度分布信息调整所述控制电路输出于所述光学滤波器的输出电压，对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整。

进一步地，所述像素点阵列中的像素点包括两个透明电极，放置于所述透明电极之间的、具有一定光透过率和偏振度的自适应光学材料，以及与所述透明电极平行、且在预设距离设置的两个偏振片，所述偏振片之间的偏振轴彼此垂直；所述控制电路与所述透明电极相连，所述控制电路通过所述光强度采集电路获取光强度分布信息，并与预设的光强阈值信息进行比较，获得差值；并根据所述差值调整输出至所述透明电极的电压，调整所述自适应光学材料的光透过率和偏振度，进而实现对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，从而实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整。

进一步地，还包括用于将入射光分解成两束互相垂直的分量光的偏振分束器，所述偏振分束器设置在所述光学滤波器的前端；由所述偏振分束器将入射光进行偏振后得到的偏振光输入至所述光学滤波器，所述控制电路通过所述光学滤波器对所述偏振光进行调整，对调整后的所述偏振光进行偏振合成并输入至所述传感器阵列。

进一步地，所述光学滤波器包括第一光学滤波器和第二光学滤波器；所述偏振分束器将所述入射光分割成垂直偏振光和平行偏振光；所述垂直偏振光在所述偏振分束器反射，到达所述第一光学滤波器，所述平行偏振光通过所述偏振分束器后变形，到达所述第二光学滤波器；所述控制电路分别对所述第一光学滤波器上的垂直偏振光和所述第二光学滤波器上的平行偏振光进行调整，对调整后的所述垂直偏振光和所述平行偏振光进行偏振合成并输入至所述传感器阵列。

进一步地，还包括用于预先对入射光进行成像的预传感器，所述预传感器与所述控制电路电连接；所述控制电路获取所述预传感器的光强度分布信息，根据所述光强度分布信息调整所述光学滤波器的光透过率和偏振度。

进一步地，所述控制电路还包括调整判断电路和与所述调整判断电路连接的存储器，所述存储器存储用于判断所述光学滤波器是否对入射光进行调整的标识信息；

所述调整判断电路获取所述标识信息，若所述标识信息表示通过所述光学滤波器的入射光未经调整，所述控制电路生成第一控制信号，控制所述光学滤波器对所述入射光进行调整；

若所述标识信息表示通过所述光学滤波器的入射光已经调整，则所述控制电路生成第二控制信号，控制所述传感器阵列输出图像和/或视频。

进一步地，所述光学滤波器的一端被固定，活动端通过人工手动操作，可摆动的在所述传感器阵列前进行翻转升降。

根据本发明实施例的第二方面提供一种光学滤波器，包括一组像素点阵列和光强采集电路；所述像素点阵列中的像素点包括两个透明电极，放置于所述透明电极之间的、具有一定光透过率和偏振度的自适应光学材料，以及与所述透明电极平行、且在预设距离设置的两个偏振片，所述偏振片之间的偏振轴彼此垂直。

根据本发明实施例的第二方面提供一种图像传感器亮度调整方法，包括步骤：

S1：从所述光强采集电路接收输入至所述光学滤波器的光强度分布信息或者传感器阵列中的光强度分布信息；

S2：根据所述光强度分布信息调整所述控制电路输出于所述光学滤波器的输出电压，对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整。

进一步地，所述S2具体包括：

S21：将获取的光强度分布信息与预设的光强阈值信息进行比较，获得差值；

S22：根据所述差值调整输出至光学滤波器的透明电极的电压，通过调整所述自适应光学材料的光透过率和偏振度，进而实现对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，从而实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整。

进一步地，还包括：

将由偏振分束器分割入射光得到的垂直偏振光和平行偏振光分别对应的在第一光学滤波器第二光学滤波器上进行调整；

对调整后的所述垂直偏振光和所述平行偏振光进行偏振合成并输入至传感器阵列。

进一步地，还包括：

获取预传感器上的光强度分布信息，根据所述光强度分布信息调整所述光学滤波器的光透过率和偏振度。

进一步地，还包括：

获取标识信息，若所述标识信息表示通过光学滤波器的入射光未经调整，所述控制电路生成第一控制信号，控制所述光学滤波器对所述入射光进行调整；

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例1提供的一种图像传感器、光学滤波器及图像传感器亮度调整方法，该图像传感器包括一组像素点阵列和光强采集电路的、用于对入射光进行调整的光学滤波器；

进一步地，本发明实施例图像传感器还包括预传感器，可配置预传感器告知控制电路光强度分布信息，然后根据所述预传感器检测到的光强度分布信息调整通过光学滤波器的光；光在由所述光学滤波器调整过后到达传感器阵列，传感器阵列将准备输出成像图像和/或视频信号。简化了控制逻辑，不再检测光在到达传感器阵列时是否已经调整。

进一步地，本发明实施例图像传感器还包括偏振分束器，偏振分束器分割入射光，入射光的垂直分量在偏振分束器上反射，到达第一光学滤波器，平行分量通过偏振分束器后变形，到达第二光学滤波器，分别由第一光学滤波器对垂直分量进行调整，由第二光学滤波器对平行分量进行调整，提高了成像输出的保真度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1A为传统图像成像过程中亮度变化对图像质量的影响示意图；

图1B为本发明实施例1提供的图像传感器的结构示意图；

图2A-2C为本发明实施例1提供的像素点的自适应光学材料在不同配置下的结构示意图；

图3A为本发明实施例2提供的一种图像传感器的结构示意图；

图3B为本发明实施例3提供的一种图像传感器结构示意图；

图4为为本发明实施例4提供的又一具体实施方式的结构示意图

图5A为图4的图像传感器的简化侧视图；

图5B为图5A的图像传感器上的单个像素的分解图；

图6为本发明实施例5提供的一种图像传感器的又一具体实施方式的立体结构示意图；

图7为本发明实施例6提供的一种图像传感器的又一具体实施方式的结构示意图；

图中：图像传感器300；入射光302；光学滤波器304；传感器阵列306；控制电路308；预传感器312；微型彩色滤波器502；微透镜阵列504；单像素506；行总线选择器510；晶体管512；光电二极管514；硅衬底516；电位井518；列总线选择器520；偏振分束器602；第一光学滤波器604；第二光学滤波器606。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参见图1B为本发明实施例1提供的图像传感器的结构示意图，该图像传感器包括一组像素点阵列和光强采集电路的、用于对入射光进行调整的光学滤波器；

以及用于接收光并加快基于接受光形成的图像和/或视频信号输出的传感器阵列。

上述控制电路分别与所述光学滤波器的所述像素点阵列和所述光强采集电路连接，且与所述传感器阵列连接；所述控制电路从所述光强采集电路接收输入至所述光学滤波器的光强度分布信息或者传感器阵列中的光强度分布信息，根据所述光强度分布信息调整所述控制电路输出于所述光学滤波器的输出电压，对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整。下面通过示图来进行解释。

图1B为通过图像传感器中的光学滤波器来提高图像质量。如图所示，不同亮度的入射光可以将视场中的对象102的不同位置照亮，与图1A类似。如图1B所示，根据本发明光学滤波器100可用于配有的相机112中。可对光学滤波器100进行配置，以调整其上不同区域的光透明度，从而调整与光学滤波器100上的区域对应的右下区域108d的光透明度，以阻挡该点的大部分光，使其无法通过相机112的图像传感器；并且可以调整光学滤波器100 上与左下区域108c对应的区域的光透明度，使该区域的大部分光通过相机 112的图像传感器。如图所示，这可能使底部两个区域108c-d的图像显示对象细节，相比图1A有所改进。

应当理解，图1B中的示例仅仅是对根据本发明的图像传感器的概念说明，并非对其设限。根据本发明图像传感器中的光学滤波器100的光透明度调整是动态的，可以根据光照情况对光学滤波器上的任何区域进行调整。例如，在右上区域110b最亮的情况下，图像传感器中的光学滤波器100可以调整与这些区域相对应的滤波器层上的区域的光透明度，以阻挡大部分光。也就是说，光学滤波器100可根据视场中的亮度变化对光透明度进行动态调整。

对光透明度进行动态调整的关键在于光学滤波器100使用的自适应光学材料。几种自适应光学材料，如光电晶体、动态光学聚合物、液晶等，都具有透过率、偏振度等光学特性，还有相位，可以用来调整通过这些材料的光的透过率。例如，液晶具有可制造性强、驱动电压低、成本低等优点，在实时显示行业得到了广泛的应用。

参见图2A-2C为本发明实施例1提供的像素点的自适应光学材料在不同配置下的结构示意图，如图2A-2C所述，上述像素点阵列包括两个透明电极，放置于所述透明电极之间的、具有一定光透过率和偏振度的自适应光学材料，以及与所述透明电极平行、且在预设距离设置的两个偏振片，所述偏振片之间的偏振轴彼此垂直；所述控制电路与所述透明电极相连，所述控制电路通过所述光强度采集电路获取光强度分布信息，并与预设的光强阈值信息进行比较，获得差值；并根据所述差值调整输出至所述透明电极的电压，调整所述自适应光学材料的光透过率和偏振度，进而实现对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，从而实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整。下面以液晶材料作为自适应光学材料为例，对光学滤波器的自动调光功能进行说明。

在该例中，光学滤波器使用了液晶。如图2A-2C所示，层202a中的液晶模块可放置在透明电极202d和202e之间，再放置偏振片202b和202c，使偏振轴彼此垂直。液晶模块在两侧的初始方向可以通过机械吸附聚合物涂层表面来控制。在扭曲向列相(TN)装置中，两侧的表面排列方向相互垂直，液晶模块能够以螺旋结构或扭曲结构排列。图2A为光学滤波器200中液晶模块的配置，其中大多数光可以在光学滤波器200上的第一像素处通过。图 2B为光学滤波器200中的液晶模块的配置，大多数光可光学滤波器200上的第二像素处被遮挡。图2C为光学滤波器200中的液晶模块的配置，在第三像素处，一些光可以被阻挡，一些光可以通过。

如上所述，液晶的方向可用于诱导入射光的偏振旋转，因此层202a可与偏振片一起充当可调整的光透明滤波器。也就是说，当外加电压足够大时，位于该层中心的液晶模块几乎可以完全拆开，并且入射光的偏振在穿过液晶层时不会旋转-参见图2B。该光将以垂直于第二偏振片的方向偏振，并受到阻挡，像素则变暗。通过控制施加在每个像素的液晶层上的电压，光可以以不同量通过，参见图2C。如图所示，在图2A-2C的三种配置中，可施加不同的电压来影响层202a中液晶模块的方向，以达到不同的光透明度。

实施例2

参见图3A为本发明实施例2提供的一种图像传感器的结构示意图，在该实施例2中，控制电路还包括调整判断电路和与所述调整判断电路连接的存储器，所述存储器存储用于判断所述光学滤波器是否对入射光进行调整的标识信息；所述调整判断电路获取所述标识信息，若所述标识信息表示通过所述光学滤波器的入射光未经调整，所述控制电路生成第一控制信号，控制所述光学滤波器对所述入射光进行调整；若所述标识信息表示通过所述光学滤波器的入射光已经调整，则所述控制电路生成第二控制信号，控制所述传感器阵列输出图像和/或视频。

结合附图3A来说，根据本说明实施例2的直通型图像传感器300中可能包括光学滤波器304、传感器阵列306、控制电路308和/或任何其他组件。光学滤波器304中可能包括偏振片、电极、分为不同像素的自适应光学材料和/或任何其它元件。图2A-2C为光学滤波器的像素点的示例。如图2A-2C所示，光学滤波器的每个像素中可能包括两个偏振片、两个电极(即一个正电极和一个公共接地)和诸如液晶模块的光学材料。如图2A-2C所示，可以用控制电路308生成的驱动信号向电极施加不同量的电压来调整液晶模块的方向。通过这种方式，可对光学滤波器304进行动态、精细的实时操作，光在通过光学滤波器304后可对光场的亮度分布产生影响。

传感器阵列306中可能包括一个或多个传感器阵列，用于接收来自视场的光，并且用接收到的光成像。如图3A所示，通过使用图像传感器300，入射光302可以首先为光学滤波器304所接收并通过光学滤波器304(光是第一次通过)，并到达传感器阵列306上的传感器阵列。可将控制电路308进行配置，检测光在到达传感器阵列306上的传感器阵列时是否已经由光学滤波器304调整过(即，光是否是第一次通过)。在第一次通过时，光学滤波器 304上的像素可能处于如图2A所示的状态，使得入射光302在未经调整时光学滤波器304。

在该实例中，如果控制电路308确定光尚未由光学滤波器304调整过 (即，光是第一次通过)，则可根据图1B和图2A-2C中描述的一般原理，将控制电路308进行配置，以控制光学滤波器304来进行调整。在实例中，可对控制电路308进行配置来存储值，表示入射光302是否已由光学滤波器304 调整过。值0可表示入射光302未被调整，值1可表示入射光302已被调整过。当入射光302第一次通过光学滤波器304时，控制电路308可以通过读取值0 来确定光是否为第一次通过。

在实例中，检测到光是第一次通过后，可基于由传感器阵列电路306检测到的光强度分布信息，来配置控制电路308以控制调整光学滤波器304上的各个像素处的光透明度。通过说明，可将控制电路308配置出各种阈值，与不同的光透明度相对应。例如，可以基于与像素对应的光强，通过光学滤波器304 上的像素来发起透明度调整。一个实施例中比较了视场中的给定点处检测到的光强度值与一个或多个阈值，并确定了关于一个或多个阈值的差值。在该实施例中，可配置控制电路308以生成控制信号，调整(如消除)差值。控制信号中可能包括表示光学滤波器304上的像素的位置的信息和用于调整差值的一个或多个指令。调整光学滤波器304之后，控制电路308可以将该值改变为1。当入射光302再次到达传感器阵列306上的传感器阵列时，控制电路308可以通过读取值1来确定光学滤波器304已调整过入射光302。然后再配置控制电路308，让传感器阵列306输出图像和/或视频信号。

实施例3

参见图3B为本发明实施例3提供的一种图像传感器结构示意图，该图像传感器还包括用于预先对入射光进行成像的预传感器，所述预传感器与所述控制电路电连接；所述控制电路获取所述预传感器的光强度分布信息，根据所述光强度分布信息调整所述光学滤波器的光透过率和偏振度。

结合附图3B来说，该图像传感器300中含有预传感器312。可对预传感器312进行配置，以检测视场中的光强度分布。在一些实施例中，预传感器312中可能包括光学传感器阵列。在一些其他实施例中，预传感器312中可能包括低成本低分辨率的预成像器。不会对预传感器312的结构进行限制。如图 3B所示，预传感器312与图像传感器300中包含的传感器阵列306是不同的。与图3A所示的直通型实例相比，在如图3B所示的实例中，入射光302可以首先通过预传感器312。可配置预传感器312，告知控制电路308光强度分布信息。然后根据如本文所述的预传感器312检测到的光强度分布，本示例中的控制电路308可以控制调整通过光学滤波器304的光。在该实例中，光在由光学滤波器304调整过后到达传感器阵列306，传感器阵列306已准备好输出用于成像的图像和视频信号。与图3A所示的实例相比，该实例简化了控制逻辑，不再检测光在到达传感器阵列时是否已经过调整。

实施例4

参见图4为本发明实施例4提供的又一具体实施方式的结构示意图，如图 4所示，该图像传感器300中可能包含有单个像素的传感器阵列306。传感器阵列306包括行/列驱动器，可将该行/列驱动器进行配置，为传感器阵列306 上的给定像素生成检测/驱动信号。例如，可以根据由控制电路308生成的一个或多个控制信号配置行/列驱动器，以驱动特定像素。通过说明，由列/行驱动器生成的驱动信号中可能包括施加到给定像素处的电极的电压量、施加电压的持续时间和/或任何其它控制信号。在实例中，传感器阵列306可以与控制电路308连接。如图5A-5B所示，光学滤波器304中可能被放置在传感器阵列306当中或其顶部。由此，传感器阵列306可以与控制电路308、光学滤波器304、和/或任何其他组件一起，作为图3A或图3B所示的图像传感器的实例。图5A为图4的图像传感器的简化侧视图，图5B为图5A的图像传感器上的单个像素的分解图。

如图5A-5B所示，在一些实例中，图像传感器300还包括微型彩色滤波器502、微型透镜阵列504和/或任何其他组件。在本例中，光学滤波器304 被放置在传感器阵列306的顶部。根据图5A中的结构，在入射光到达微型彩色滤波器502和微透镜阵列504之前，图像传感器300可以通过光学滤波器304接收来自顶部的入射光。可根据图3A和图3B的描述对视场中的光的亮度变化进行调整，以适应传感器阵列306上的像素。如图5B所示，单个像素506可能包括各种组件，如光电二极管514、电位井518、晶体管512、硅衬底516、行总线选择器510、列总线选择器520和/或任何其他组件。图 5B中所示的单像素506的结构。仅仅是一个说明，无意限制。

实施例5

参见图6为本发明实施例5提供的一种图像传感器的又一具体实施方式的立体结构示意图，在该实施例中，所述图像传感器还包括用于将入射光分解成两束互相垂直的分量光的偏振分束器，所述偏振分束器设置在所述光学滤波器的前端；由所述偏振分束器将入射光进行偏振后得到的偏振光输入至所述光学滤波器，所述控制电路通过所述光学滤波器对所述偏振光进行调整，对调整后的所述偏振光进行偏振合成并输入至所述传感器阵列。在本实施例中，所述光学滤波器包括第一光学滤波器和第二光学滤波器；所述偏振分束器将所述入射光分割成垂直偏振光和平行偏振光；所述垂直偏振光在所述偏振分束器反射，到达所述第一光学滤波器，所述平行偏振光通过所述偏振分束器后变形，到达所述第二光学滤波器；所述控制电路分别对所述第一光学滤波器上的垂直偏振光和所述第二光学滤波器上的平行偏振光进行调整，对调整后的所述垂直偏振光和所述平行偏振光进行偏振合成并输入至所述传感器阵列。

结合图6来说，本例中的图像传感器300是立方体结构。在本实施例中，图像传感器300包括偏振分束器602、多个光学滤波器层(例如如图所示的第一光学滤波器604和第二光学滤波器层606)、传感器阵列306和/或任何其他组件。可以看到，通过该结构，偏振分束器602分割入射光，形成垂直偏振光和平行偏振光，在此可简称为垂直分量(s)和平行分量(p)。入射光的垂直分量在偏振分束器上反射，到达第一光学滤波器层，平行分量(p)通过偏振分束器后变形，到达第二光学滤波器606。在本例中，两个光学滤波器都是反射型。如图所示，在本例中，垂直分量和平行分量的亮度都由两个光学滤波器调整，并以其输入的偏振状态的90度方向旋转，反射回偏振分束器。因此，从相应的光学滤波器返回时，垂直分量和平行分量都是翻转的。来自两个不同方向的光被重新组合，在安装图像传感器的位置向下输出。根据本说明，可使用第一光学滤波器604和第二光学滤波器606来调整光的亮度，对光进行调整，请参考图3A和图3B中的例子。

图中两个虚线圆圈中为反射型第一光学滤波器604和第二光学滤波器606 的结构示例。如图所示，在本实施例中，第一光学滤波器604或第二光学滤波器606中包括四分之一波片、光学衬底、透明ITO电涂层、液晶层、另一 ITO涂层、偏振器，高反射涂层和/或任何其他组件。入射光(P或S)可以按顺序到达以上层，再以相反顺序返回这些层。在一些实例中，可将均匀电压施加在包括在第一光学滤波器604和第二光学滤波器606中的一个或多个元件上。这将使光学滤波器(604和/或606)成为常规中性密度滤波器。之所以进行这种配置是因为在灯光中，不同组件的光强度分布可能不同。相比用单个光学滤波器处理两个分量，图6所示的配置使用了两个单独的光学滤波器来处理不同分量(光的平行和垂直分量)，提高了成像输出的保真度。

实施例6

参见图7为本发明实施例6提供的一种图像传感器的又一具体实施方式的结构示意图，该传感器的光学滤波器的一端被固定，活动端通过人工手动操作，可摆动的在所述传感器阵列前进行翻转升降。结合附图来说，用户可选择使用该结构让光学滤波器304在图像传感器300前升降，以实现根据本发明的图像传感器的功能。与单镜头反射(SLR)相机中的反射镜相似。一般来说，光学滤波器304的像素分辨率可能远小于图像传感器300的像素分辨率，因为视场中的各对象通常会占用多个像素。亮度调整过程中无需处理单个像素。当光学滤波器304翻转到下降位置以实现根据本说明的图像传感器300的功能时，可对光进行调整，请参考图3A和图3B。

进一步地，所述S2具体包括：

进一步地，还包括：

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

所述控制电路分别与所述光学滤波器的所述像素点阵列和所述光强采集电路连接，且与所述传感器阵列连接；所述控制电路从所述光强采集电路接收输入至所述光学滤波器的光强度分布信息或者传感器阵列中的光强度分布信息，根据所述光强度分布信息调整所述控制电路输出于所述光学滤波器的输出电压，对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整；

还包括用于将入射光分解成两束互相垂直的分量光的偏振分束器，所述偏振分束器设置在所述光学滤波器的前端；由所述偏振分束器将入射光进行偏振后得到的偏振光输入至所述光学滤波器，所述控制电路通过所述光学滤波器对所述偏振光进行调整，对调整后的所述偏振光进行偏振合成并输入至所述传感器阵列。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述像素点阵列包括两个透明电极，放置于所述透明电极之间的、具有一定光透过率和偏振度的自适应光学材料，以及与所述透明电极平行、且在预设距离设置的两个偏振片，所述偏振片之间的偏振轴彼此垂直；所述控制电路与所述透明电极相连，所述控制电路通过所述光强度采集电路获取光强度分布信息，并与预设的光强阈值信息进行比较，获得差值；并根据所述差值调整输出至所述透明电极的电压，调整所述自适应光学材料的光透过率和偏振度，进而实现对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，从而实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述光学滤波器包括第一光学滤波器和第二光学滤波器；所述偏振分束器将所述入射光分割成垂直偏振光和平行偏振光；所述垂直偏振光在所述偏振分束器反射，到达所述第一光学滤波器，所述平行偏振光通过所述偏振分束器后变形，到达所述第二光学滤波器；所述控制电路分别对所述第一光学滤波器上的垂直偏振光和所述第二光学滤波器上的平行偏振光进行调整，对调整后的所述垂直偏振光和所述平行偏振光进行偏振合成并输入至所述传感器阵列。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括用于预先对入射光进行成像的预传感器，所述预传感器与所述控制电路电连接；所述控制电路获取所述预传感器的光强度分布信息，根据所述光强度分布信息调整所述光学滤波器的光透过率和偏振度。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述控制电路还包括调整判断电路和与所述调整判断电路连接的存储器，所述存储器存储用于判断所述光学滤波器是否对入射光进行调整的标识信息；

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述光学滤波器的一端被固定，活动端通过人工手动操作，可摆动的在所述传感器阵列前进行翻转升降。

7.一种光学滤波器，设置于如权利要求1-6任一项所述的图像传感器中，其特征在于，包括一组像素点阵列和光强采集电路；所述像素点阵列中的像素点包括两个透明电极，放置于所述透明电极之间的、具有一定光透过率和偏振度的自适应光学材料，以及与所述透明电极平行、且在预设距离设置的两个偏振片，所述偏振片之间的偏振轴彼此垂直。

8.一种图像传感器亮度调整方法，应用于如权利要求7所述的光学滤波器中，其特征在于，包括步骤：

S1：从光强采集电路接收输入至光学滤波器的光强度分布信息或者传感器阵列中的光强度分布信息；

S2：根据所述光强度分布信息调整输出于所述光学滤波器的输出电压，对所述光学滤波器的输出光强进行自适应调整，实现对输入至所述传感器阵列的光强度分布信息的自适应调整；

所述S2具体包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

获取标识信息，若所述标识信息表示通过光学滤波器的入射光未经调整，生成第一控制信号，控制所述光学滤波器对所述入射光进行调整；

若所述标识信息表示通过所述光学滤波器的入射光已经调整，则生成第二控制信号，控制所述传感器阵列输出图像和/或视频。