專利名稱：用于測量物體活力的單芯片圖像傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器，更具體地，涉及用于獲取可見光圖像和IR(紅外)圖像的 單芯片活力(vitality)測量圖像傳感器。
背景技術：
近紅外光大量地在植物的葉子、草等上被反射。通過比較圖1所示的近紅外圖像 和可見光圖像，可測量植物的活力。近紅外光的波長在700到900納米的范圍內(nèi)。根據(jù)這 些圖片測量的植物活力可用作識別植物生長狀態(tài)的指標(indicator)。此外，所述活力可用 作測量待售植物新鮮程度的指標。有一種獲取可見光圖像和近紅外圖像的方法，其中使用分束器、可見光圖像傳感 器和紅外圖像傳感器。圖2是用于解釋使用圖像傳感器的傳統(tǒng)方法的視圖。參照圖2，包含可見光和紅外 光的光10入射到透鏡21上。通過透鏡21的光10由分束器22分離，以被傳送到紅外截止 濾光器23和紅外通過濾光器25。紅外截止濾光器23從光10中濾掉紅外光，并將可見光束 傳送到第一傳感器24。紅外通過濾光器25僅使光10中的紅外光通過，并將紅外光傳送到 第二傳感器26。第一傳感器24是輸出可見光圖像的可見光圖像傳感器，第二傳感器26是 輸出紅外圖像的紅外圖像傳感器。通過第一傳感器24和第二傳感器26獲取的可見光圖像和近紅外圖像由圖像信號 處理器(ISP)處理。在ISP處理圖像之前，可見光圖像和近紅外圖像暫時存儲在幀緩存器 中。在獲取可見光圖像和近紅外圖像的方法中，包括紅外截止濾光器23和紅外通過 濾光器25的光學濾光器不容易操作，而且需要識別幾個圖像中的相同點的復雜操作。此 夕卜，由于需要復雜的幀緩存器和光學器件，因此增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
技術問題本發(fā)明提供了一種使用圖像傳感器測量物體活力的方法。技術方案根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種通過使用圖像傳感器測量物體活力的方法， 該方法包括通過圖像傳感器接收在物體上反射的、通過透鏡的光；從入射到交替排列在 圖像傳感器上的多個紅外像素和多個可見光像素上的光，獲取紅外光強度和色光強度；以 及通過比較紅外光強度和色光強度，測量物體的活力。根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供了通過使用圖像傳感器測量物體活力的方法， 該方法包括通過圖像傳感器接收在物體上反射的、通過透鏡的光；從入射到交替排列在 圖像傳感器上的多個白色像素和多個可見光像素上的光，獲取紅外光強度和色光強度；以 及通過比較紅外光強度和色光強度，測量物體的活力。
有益效果在根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器中，物體的活力是通過使用排列在單個芯片上的可見光像素和紅外像素測量的。因此，在圖像傳感器中不需要復雜的幀緩存器和光學器件，因此 有可能降低成本。


圖1是示出了近紅外圖像和可見光圖像的視圖；圖2是用于解釋使用圖像傳感器的傳統(tǒng)方法的視圖；圖3是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式使用圖像傳感器的方法的視圖；圖4是示出了圖3中的圖像傳感器的像素陣列的視圖；圖5是示出了根據(jù)第一個實施例，使藍⑶光、綠(G)光、紅(R)光和紅外(IR)光 通過的濾光器的特性的視圖；圖6是示出了具有圖5的色傳輸光譜(color transmission spectra)的濾光器 的布局圖；圖7是示出了根據(jù)第二個實施例，使藍⑶光、綠(G)光、紅(R)光和紅外(IR)光 通過的濾光器的特性的視圖；圖8是示出了具有圖7的色傳輸光譜的濾光器的布局圖；圖9是示出了與圖4、圖7和圖8相關聯(lián)的圖像傳感器的橫截面視圖。
具體實施例方式參考用于描述本發(fā)明示例性實施方式的附圖以便于充分理解本發(fā)明、其優(yōu)點以及 通過實施本發(fā)明所達到的目標。在下文中，將通過參照

本發(fā)明的示例性實施方式來詳細描述本發(fā)明。附 圖中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。圖3是用于解釋根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式使用圖像傳感器的方法的視圖。參照圖3，包含可見光和紅外光的光30入射到透鏡31上，以被傳送到圖像傳感器 32。圖像傳感器32具有圖4所示的像素陣列。參照圖4，可見光像素和紅外像素交替排列在芯片40上。圖5是示出了根據(jù)第一個實施例，使藍⑶光、綠(G)光、紅(R)光和紅外(IR) 光通過的濾光器(filter)的特性的視圖。具有圖5所示的色通光譜(color passing spectra)的濾光器按照圖6所示的方式排列在圖4所示的像素陣列上。參照圖4和圖6，濾光器601、610、612和621排列在圖4所示的可見光像素上， 濾光器602、611、620和622排列在紅外像素上。例如，濾光器601和621可以是綠光通過 (pass)濾光器，濾光器610可以是紅光通過濾光器，以及濾光器612可以是藍光通過濾光 器。濾光器611、602、620和622可以是紅外通過濾光器。在該實施方式中，紅光通過濾光 器611、602、620和622可比濾光器601,610,612和621大?；蛘?，濾光器601,610,612和 621可配置有不同的顏色。參照圖4和圖6，描述了根據(jù)入射到與濾光器611對應的紅外像素(在下文中，稱之為點611像素)的紅外光來測量活力的方法。點611像素的紅光強度、綠光強度和藍光 強度根據(jù)相鄰的像素計算得到。在估算紅光強度、綠光強度和藍光強度的一個實施例中，點 611像素的色光強度(color strength)估算如下R =(點610像素)，G = {(點601像 素)+ (點621像素)}/2，以及B =(點612像素)?？赏ㄟ^比較所估算的、點611像素的色 光強度和點611像素的紅外光強度，計算活力。為了便于描述，假定當所有波長上的反射率 一致時，日光的白斑(white patch)中的紅光強度、綠光強度和藍光強度以及紅外光強度都 是1。如果該情況下的活力設為1，那么物體的活力定義如下。[等式1](活力)=2*IR/(R+IR)例如，具有反射率為R = 0. 5和IR = 1的物體的活力是2/1. 5 = 1. 33。這里，基于紅外光濾光器和紅光濾光器610的特性以及圖像傳感器32的特性確定 紅外光靈敏度和紅光靈敏度。
在測量可見光像素的活力的方法中，獲取可見光像素的紅光強度，并且估算可見 光像素的紅外光強度。然后，通過等式1計算活力。由此，可由執(zhí)行等式1操作的ISP計算物體在每個點處的活力。在物體上反射的 光通過透鏡31傳送，以入射到與紅外像素相鄰的色像素上。在ISP中，處理紅外像素的紅 外光強度和色像素的紅光強度，以獲得活力圖像。因此，在圖像傳感器32中，不需要用于存儲紅外圖像和彩色圖像的幀緩存器和傳 統(tǒng)技術所需的光學器件。圖7是示出了根據(jù)第二個實施例，使藍⑶光、綠(G)、紅(R)光和紅外(IR)光通 過的濾光器的特性的視圖。參照圖7，藍光濾光器、綠光濾光器和紅光濾光器的特性是相 應的特定光譜通過，遠紅外區(qū)域中的透射率增加。遠紅外截止濾光器濾掉了遠紅外光。具有圖7所示的色通光譜的濾光器按照圖8所示的方式排列在圖4所示的像素陣 列上。此外，能夠檢測到所有藍光、綠光、紅光和紅外光的白色像素排列在圖4所示的紅外 像素的位置上。參照圖8，綠光通過濾光器601和621、藍光通過濾光器612和紅光通過濾 光器620排列在圖4所示的可見光像素上，以及遠紅外截止濾光器801排列在所有像素上。圖9是示出了與圖4、圖7和圖8相關聯(lián)的圖像傳感器的橫截面視圖。例如，參照 圖9，藍光濾光器610和綠光濾光器601排列在形成于半導體襯底90上的可見光像素(藍 色像素和綠色像素)上。遠紅外截止濾光器排列在濾色器610和601上。因此，通過將白 色像素的強度W減去相鄰濾色器的紅光強度、綠光強度和藍光強度，得到白色像素的紅外 光強度。在圖像傳感器中，不需要僅使紅外光通過的紅外光濾光器。盡管本發(fā)明是參考其示例性實施方式進行具體的說明和描述，本領域的技術人員 將理解在不背離所附權利要求限定的本發(fā)明精神和范圍的情況下，可進行各種形式和細節(jié) 上的改變。
權利要求
一種通過圖像傳感器測量物體的活力的方法，包括接收在物體上反射的、通過透鏡到達圖像傳感器的光；從入射到交替排列在所述圖像傳感器上的多個紅外像素和多個可見光像素上的所述光，獲取紅外光強度和色光強度；以及通過比較所述紅外光強度和所述色光強度，測量所述物體的活力。
2.如權利要求1所述的方法，其中，獲取紅外光強度和色光強度包括 從入射到所述紅外像素的紅外光獲取所述紅外光強度；以及從入射到所述紅外像素的可見光獲取所述色光強度。
3.如權利要求1所述的方法，其中，獲取紅外光強度和色光強度包括 從入射到所述可見光像素的紅光獲取所述色光強度；以及根據(jù)所述色光強度估算所述紅外光強度。
4.一種通過圖像傳感器測量物體的活力的方法，包括 接收在物體上反射的、通過透鏡到達圖像傳感器的光；從入射到交替排列在所述圖像傳感器上的多個白色像素和多個可見光像素上的所述 光，獲取紅外光強度和色光強度；以及通過比較所述紅外光強度和所述色光強度，測量所述物體的活力。
5.如權利要求4所述的方法，其中，獲取紅外光強度和色光強度包括 從入射到所述可見光像素的可見光獲取所述色光強度；以及根據(jù)任意白色像素的白光強度和與所述任意白色像素相鄰的可見光像素的色光強度 之間的差值，獲取所述任意白色像素的所述紅外光強度。
全文摘要
提供了單芯片活力測量圖像傳感器。該圖像傳感器包括一個芯片，其上交替排列有多個紅外像素和多個可見光像素；紅外通過濾光器，排列在紅外像素上；以及色通濾光器，排列在可見光像素上。在圖像傳感器中，從入射到紅外像素和可見光像素上的光，獲取紅外光強度和色光強度，并且通過比較紅外光強度和色光強度，測量物體的活力。
文檔編號H04N5/335GK101874401SQ200880111898
公開日2010年10月27日 申請日期2008年10月7日 優(yōu)先權日2007年10月18日
發(fā)明者李炳洙 申請人:(株)賽麗康