一种图像传感器和成像装置的制作方法

1.本方案涉及光学技术领域，特别是涉及一种图像传感器和成像装置。


背景技术：

2.皮肤暴露在日光下，紫外线会直达皮肤的真皮层从而破坏其胶原蛋白和其他的组织结构，日积月累，干纹、粗糙、松弛、斑点、毛孔粗大等老化现象都会在脸上慢慢出现，其中，紫外波段中的uva波段紫外光会导致皮肤晒黑，紫外波段中的uvb波段紫外光会导致皮肤晒伤。
3.紫外成像设备主要是通过采集物体反射的紫外光成像，进而可以呈现肉眼看不到的信息，如防晒霜涂抹痕迹等。然而现有技术中，紫外成像设备仅能获取单个紫外图像，并没有区分不同波段的紫外图像，视觉体验较差。
4.如果通过不同波段的紫外光摄像头和彩色摄像头分别获取不同波段的紫外光图像和彩色图像，则需要将多个摄像头进行标定，以及对不同波段的紫外光图像和彩色图像进行对齐，该过程过于繁琐，且图像之间会存在视角差，导致不同波段的紫外光图像和彩色图像的融合成像质量不佳的问题。


技术实现要素：

5.本方案提供一种图像传感器和成像装置，以解决目前紫外成像设备的紫外图像单一，以及uva紫外图像、uvb紫外图像和彩色图像之间存在误差的问题。
6.为解决上述技术问题，本方案实施例主要提供如下技术方案：
7.一方面，本方案的实施例提供一种图像传感器，包括：由多个像素单元组成的像素单元阵列；
8.所述像素单元包括：多个探测紫外光的像素和多个探测可见光的像素，探测紫外光的像素包括至少一个uva像素和/或至少一个uvb像素，uva像素、uvb像素和多个探测可见光的像素依次邻接设置。
9.在一种优选的实施例中，所述像素单元包括四个二乘二结构排布的子像素单元。
10.在一种优选的实施例中，所述子像素单元包括以二乘二结构排布的四个像素；
11.所述四个像素包括：一个uva像素和三个探测可见光的像素；或，
12.所述四个像素包括：一个uvb像素和三个探测可见光的像素。
13.在一种优选的实施例中，所述像素单元包括含有uva像素的两个子像素单元和含有uvb像素的两个子像素单元。
14.在一种优选的实施例中，所述像素单元的对角位置的子像素单元相同；
15.其中，所述像素单元的第一对角位置的子像素单元均为含uva像素的子像素单元，所述像素单元的第二对角位置的子像素单元均为含uvb像素的子像素单元。
16.在一种优选的实施例中，所述像素单元行方向的两个子像素相同，或，所述像素单元列方向的两个子像素相同；
17.其中，所述像素单元第一行方向均为含uva像素的子像素单元，所述像素单元第二行方向均为含uvb像素的子像素单元；或，
18.所述像素单元第一行方向均为含uvb像素的子像素单元，所述像素单元第二行方向均为含uva像素的子像素单元；或，
19.所述像素单元第一列方向均为含uva像素的子像素单元，所述像素单元第二列方向均为含uvb像素的子像素单元；或，
20.所述像素单元第一列方向均为含uvb像素的子像素单元，所述像素单元第二列方向均为含uva像素的子像素单元。
21.在一种优选的实施例中，所述子像素单元包括以二乘二结构排布的四个像素；
22.所述四个像素包括：两个uva像素和两个探测可见光的像素；或，
23.所述四个像素包括：两个uvb像素和两个探测可见光的像素。
24.在一种优选的实施例中，所述两个uva像素置于子像素单元的对角位置；
25.所述两个uvb像素置于子像素单元的对角位置。
26.在一种优选的实施例中，所述像素单元的四个子像素单元中至少一个是具有对角位置为uva像素的子像素单元；或，
27.所述像素单元的四个子像素单元中至少一个是具有对角位置为uvb像素的子像素单元。
28.另一方面，本方案的实施例提供一种成像装置，包括：
29.图像处理单元；
30.上述的图像传感器；
31.所述图像处理单元基于图像传感器输出的图像信号，生成uva紫外光图像、uvb紫外光图像、可见光图像、以及具有可见光图像和紫外光图像的融合图像至少其中一种。
32.本方案的有益效果如下：
33.本方案实施例提供的图像传感器的结构，将探测不同波段的紫外光的像素和探测可见光的像素形成在一个图像传感器中，从而消除传统采集紫外光图像单一，以及不同波段的紫外光图像和可见光图像采集过程中，多个图像采集装置之间存在的角度差，从而保证不同波段的紫外光图像和可见光图像的融合质量。
34.本方案能够实现在可见光图像上展示不同波段的紫外光图像，且图像融合度高，成像质量佳，从而使用户更加清晰的获知防晒涂抹或化妆卸妆情况，提升用户的视觉体验。
35.上述说明仅是本方案的技术方案的概述，为了能够更清楚了解本方案实施例的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本方案的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
36.为了更清楚地说明本方案实施例中的技术方案，下面将对实施例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本方案的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
37.图1示出本方案所述子像素单元阵列的一种实例的示意图；
38.图2示出本方案所述子像素单元阵列的另一种实例的示意图；
39.图3示出本方案所述像素单元阵列的一种实例的示意图；
40.图4示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
41.图5示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
42.图6示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
43.图7示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
44.图8示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
45.图9示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
46.图10示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
47.图11示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
48.图12示出本方案所述像素单元阵列的另一种实例的示意图；
49.图1至图12中的附图标记包括：
[0050]1‑
像素单元，10
‑
子像素单元，11
‑
可见光的像素，12
‑
uva像素，13
‑
uvb像素。
具体实施方式
[0051]
为使本方案的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本方案实施方式作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0052]
需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0053]
经过对现有技术的分析和研究，在采集紫外光图像时，通常只能采集单一波段的紫外光图像，且在不同波段紫外光图像采集和可见光图像采集时，通常采用多个独立的装置，分别对不同波段的紫外光图像和可见光图像进行采集，但是这种采集方式虽然能够实现不同波段的紫外光图像的采集，却由于多个独立的装置之间存在角度差，从而导致不同波段的紫外光图像和可见光图像之间存在角度差，最终影响不同波段的紫外光图像和可见光图像的融合质量，无法在可见光图像上准确的展示不同波段的紫外光图像。
[0054]
因此，本方案旨在提供一种图像传感器和成像装置，该图像传感器和成像装置，通过将邻接的探测不同波段的紫外光的像素和探测可见光的像素形成在一个图像传感器中，消除传统紫外传感器采集紫外图像单一，以及消除传统紫外光图像和可见光图像采集过程中不同种图像采集装置之间存在的角度差，从而保证了不同波长的紫外光图像和可见光图像的融合质量。
[0055]
以下，结合附图对本方案提出的一种图像传感器和成像装置进行详细描述。
[0056]
实施例一
[0057]
如图1
‑
12所示，本方案提供的一种图像传感器，包括由多个像素单元1组成的像素单元1阵列；所述像素单元1包括：多个探测紫外光的像素和多个探测可见光的像素11，探测紫外光的像素包括至少一个uva像素12和/或至少一个uvb像素13，即所述像素单元1包括至少一个uva像素12和多个探测可见光的像素11；或，所述像素单元1包括至少一个uvb像素13和多个探测可见光的像素11；或，所述像素单元1包括至少一个uva像素12和至少一个uvb像
素13，其中的uva像素12、uvb像素13和多个探测可见光的像素11依次邻接设置。由于紫外波段中的uva波段紫外光会导致皮肤晒黑，紫外波段中的uvb波段紫外光会导致皮肤晒伤，而像素之间按照预定位置依次邻接排布，通过将探测可见光的像素11、探测紫外光的uva、uvb像素13邻接设置能够有效避免三种图像采集装置存在角度差的问题，从而消除三种图像采集过程中存在角度差，与此同时，也可以保证三种图像采集的同步性。
[0058]
本方案中，所述像素单元1包括四个二乘二结构排布的子像素单元10，四个子像素单元10依次邻接排布成方形。
[0059]
本方案中，如图1
‑
2所示，所述子像素单元10包括以二乘二结构排布的四个像素，四个像素依次邻接排布成正方形；其中，四个像素包括：一个uva像素12和三个探测可见光的像素11，例如，如图1所示，三个探测可见光的像素11分别用于探测红光(r)、绿光(g)和蓝光(b)。在排布时，左侧可以为r像素和b像素，右侧可以为g像素和uva像素12。另外，本方案中，对于二乘二结构排布的子像素单元10中uva像素12、r像素、g像素和b像素可以按照任意位置组合的方式排布。或者，其中，四个像素包括：一个uvb像素13和三个探测可见光的像素11，例如，如图2所示，在排布时，左侧可以为r像素和b像素，右侧可以为g像素和uvb像素13。另外，本方案中，对于二乘二结构排布的子像素单元10中uvb像素13、r像素、g像素和b像素可以按照任意位置组合的方式排布。
[0060]
此处需要注意的是，本方案中的像素单元1阵列上，每个子像素单元10中像素的排布结构需要保持一致，从而保证图像传感器采集图像信号的规则性和可用性。
[0061]
本方案中，如图3
‑
10所示，所述像素单元1包括含有uva像素12的两个子像素单元10和含有uvb像素13的两个子像素单元10，16*16的像素单元1中，分为四个4*4的子像素单元10，其中的两个子像素单元10包括uva像素12，另外的两个子像素单元10包括uvb像素13。例如，图像传感器的像素为1000*1000，通过上述结构，可获得像素为1000*1000的可见光图像(每个像素通过自身像素值和邻域插值算法得到其自身的rgb值)。通过上述结构，也可以获取较为清晰的500*500的uva图像和uvb图像。
[0062]
本方案中，所述像素单元1的对角位置的子像素单元10相同。
[0063]
本方案中，如图3
‑
6所示，所述像素单元1的第一对角位置的子像素单元10均为含uva像素12的子像素单元10，所述像素单元1的第二对角位置的子像素单元10均为含uvb像素13的子像素单元10。上述像素单元1的子像素单元10中可见光的r像素、g像素、b像素的位置均相同，且子像素单元10中的r像素、g像素、b像素的位置可任意布置，只要能获取可见光图像即可。
[0064]
本方案中，所述像素单元1行方向的两个子像素相同；或，所述像素单元1列方向的两个子像素相同。
[0065]
本方案中，如图7
‑
10所示，所述像素单元1第一行方向均为含uva像素12的子像素单元10，所述像素单元1第二行方向均为含uvb像素13的子像素单元10；或，
[0066]
所述像素单元1第一行方向均为含uvb像素13的子像素单元10，所述像素单元1第二行方向均为含uva像素12的子像素单元10；或，
[0067]
所述像素单元1第一列方向均为含uva像素12的子像素单元10，所述像素单元1第二列方向均为含uvb像素13的子像素单元10；或，
[0068]
所述像素单元1第一列方向均为含uvb像素13的子像素单元10，所述像素单元1第
二列方向均为含uva像素12的子像素单元10。
[0069]
实施例二
[0070]
如图1至图12所示，本方案提供的一种图像传感器，包括由多个像素单元1组成的像素单元阵列；所述像素单元1包括：多个探测紫外光的像素和多个探测可见光的像素11，探测紫外光的像素包括至少一个uva像素12和/或至少一个uvb像素13，即所述像素单元1包括至少一个uva像素12和多个探测可见光的像素11；或，所述像素单元1包括至少一个uvb像素13和多个探测可见光的像素11；或，所述像素单元1包括至少一个uva像素12和至少一个uvb像素13，其中的uva像素12、uvb像素13和多个探测可见光的像素11依次邻接设置。由于紫外波段中的uva波段紫外光会导致皮肤晒黑，紫外波段中的uvb波段紫外光会导致皮肤晒伤，而像素之间按照预定位置依次邻接排布，通过将探测可见光的像素11、探测紫外光的uva、uvb像素13邻接设置能够有效避免三种图像采集装置存在角度差的问题，从而消除三种图像采集过程中存在角度差，与此同时，也可以保证三种图像采集的同步性。
[0071]
本方案中，所述像素单元1包括四个二乘二结构排布的子像素单元10，四个子像素单元10依次邻接排布成方形。
[0072]
本方案中，如图11
‑
12所示，所述子像素单元10包括以二乘二结构排布的四个像素，四个像素依次邻接排布成正方形；其中，四个像素包括：两个uva像素12和两个探测可见光的像素11，例如，如图11所示，探测可见光的像素11分别用于探测红光(r)、绿光(g)和蓝光(b)。在排布时，两个uva像素12固定后，整个像素单元1其余位置可均匀分布r像素、b像素和g像素。另外，本方案中，对于二乘二结构排布的子像素单元10中uva像素12、r像素、g像素和b像素可以按照任意位置组合的方式排布。或者，其中，四个像素包括：两个uvb像素13和两个探测可见光的像素11，例如，如图12所示，在排布时，两个uvb像素13固定后，整个像素单元1其余位置可均匀分布r像素、b像素和g像素。另外，本方案中，对于二乘二结构排布的子像素单元10中uvb像素13、r像素、g像素和b像素可以按照任意位置组合的方式排布。
[0073]
此处需要注意的是，本方案中的像素单元1阵列上，每个子像素单元10中uva或uvb像素13的排布结构需要保持一致，从而保证图像传感器采集图像信号的规则性和可用性。
[0074]
本方案中，如图11所示，所述两个uva像素12置于子像素单元10的对角位置；如图12所示，所述两个uvb像素13置于子像素单元10的对角位置。
[0075]
本方案中，所述像素单元1的四个子像素单元10至少一个为对角位置为uva像素12的子像素单元10；或，所述像素单元1的四个子像素单元10至少一个为对角位置为uvb像素13的子像素单元10。可以是四个子像素单元10均为对角位置为uva像素12的子像素单元10或对角位置为uvb像素13的子像素单元10，例如，图像传感器的像素为500*500，通过上述结构，可以获取较为清晰的500*500的uva图像或uvb图像；也可以是四个子像素单元10中一个对角位置为uva像素12的子像素单元10和三个对角位置为uvb像素13的子像素单元10；或四个子像素单元10中有两个是对角位置为uva像素12的子像素单元10和两个是对角位置为uvb像素13的子像素单元10；或四个子像素单元10中有三个是对角位置为uva像素12的子像素单元10和一个是对角位置为uvb像素13的子像素单元10。
[0076]
实施例三
[0077]
本方案中，图像传感器可以为ccd传感器或cmos传感器等等。
[0078]
紫外成像设备可以通过采集物体反射的紫外光成像，进而可以呈现肉眼看不到的
信息，如防晒霜涂抹痕迹，汽车喷漆痕迹等。然而紫外光图像仅能显示为灰度图像，视觉体验较差。
[0079]
因此，本方案进一步提供一种配置有上述图像传感器的成像装置，通过对获取的无角度差的可见光图像信号、uva紫外光图像信号和uvb紫外光图像信号进行处理，获得uva紫外光图像、uvb紫外光图像、可见光图像、以及具有可见光图像和紫外光图像的融合图像至少其中一种，从而使用户更加清晰的获知防晒涂抹或化妆卸妆情况，提升用户的视觉体验。
[0080]
该成像装置包括：图像处理单元和如上所述的图像传感器，所述图像处理单元基于图像传感器输出的图像信号，生成不同波段的紫外光图像和/或可见光图像。
[0081]
本方案所述图像处理单元可以采用邻域插值法得到彩色图像中每个像素点的rgb值以及不同波段的紫外图像中每个像素点的灰度值。
[0082]
具体地，本实施例三中所述的图像传感器可直接采用上述实施例一、二提供的所述图像传感器，具体的实现结构可参见上述实施例一、二中描述的相关内容，此处不再赘述。
[0083]
综上所述，本方案将探测不同波段的紫外光的像素和探测可见光的像素形成在一个图像传感器中，消除传统紫外传感器采集紫外图像单一，以及消除传统紫外光图像和可见光图像采集过程中不同种图像采集装置之间存在的角度差，从而保证了不同波长的紫外光图像和可见光图像的融合质量。
[0084]
本方案能实现可见光图像上展示不同波段的紫外光图像，从而使用户更加清晰的获知防晒涂抹及晒伤、晒黑情况，提升用户视觉体验。
[0085]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0086]
可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。
[0087]
应该注意的是上述实施例对本方案进行说明而不是对本方案进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本方案可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的权利要求中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
[0088]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。