一種采用新型電子快門的相機(jī)成像裝置及其快門成像方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種成像裝置及其成像方法，尤其是指一種采用新型電子快門的相機(jī)成像裝置及其快門成像方法。
【背景技術(shù)】
[0002]相機(jī)是一種利用光學(xué)成像原理形成影像的設(shè)備，成像裝置是相機(jī)內(nèi)至關(guān)重要的核心部件，而快門又是成像裝置中必不可少的組件?？扉T有機(jī)械快門以及電子快門兩種，機(jī)械快門的原理是用彈簧或是電磁手段，控制幾片葉片的開閉，或是兩層簾幕像舞臺(tái)“拉幕”一樣左右或上下以一定寬度的縫隙“劃過”成像像場窗口，讓窗口獲得指定時(shí)間長短的“見光機(jī)會(huì)”；電子快門的原理是利用了感光器件不通電不工作的原理，在感光器件不通電的情況下，盡管像場窗口“大敞開”，但是并不能產(chǎn)生圖像，在按下快門鈕時(shí)，使感光器件只通電“一個(gè)指定的時(shí)間長短”，就也能獲得像有快門“瞬間打開”一樣的效果。由于電子快門簡單，成本也要低得多，因此現(xiàn)有大多袖珍卡片數(shù)碼相機(jī)和其它中、低檔數(shù)碼相機(jī)均采用電子快門。
[0003]現(xiàn)有感光器件中的電子快門主要為如圖6所示的斷流式電子快門4，斷流式電子快門4是串聯(lián)在感光器件中半導(dǎo)體感光層113與電荷儲(chǔ)存部121之間的元件，當(dāng)斷流式電子快門4處于斷開狀態(tài)時(shí)由于半導(dǎo)體感光層始終處于光照狀態(tài)下，因此半導(dǎo)體感光層113—直產(chǎn)生電荷，這些多余的電荷會(huì)導(dǎo)致半導(dǎo)體感光層113產(chǎn)生一個(gè)開路電壓；當(dāng)斷流式電子快門接通一下，每個(gè)像素單元均采樣一個(gè)像素點(diǎn)，產(chǎn)生的采樣電壓會(huì)與開路電壓疊加產(chǎn)生殘余電荷，從而引發(fā)本像素單元內(nèi)的自我干擾，而一個(gè)像素單元的電荷信號(hào)傳遞給相鄰像素單元后又會(huì)與該相鄰像素單元內(nèi)的電荷信號(hào)相互干擾，最終導(dǎo)致高光溢出，而高光溢出不僅會(huì)使畫面損失細(xì)節(jié)，而且增加了紫邊出現(xiàn)的機(jī)會(huì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種采用新型電子快門的相機(jī)成像裝置及其快門成像方法，其主要目的在于克服現(xiàn)有數(shù)碼相機(jī)中的成像裝置會(huì)產(chǎn)生高光溢出的缺陷。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種采用新型電子快門的相機(jī)成像裝置，包括一感光器件以及一圖像采樣電路，所述感光器件包括復(fù)數(shù)個(gè)呈陣列分布的像素單元，每個(gè)像素單元均包括一感光模塊以及一與該感光模塊并聯(lián)的電荷傳輸模塊，其特征在于:還包括一短路式電子快門，所述短路式電子快門分別并聯(lián)在所述感光模塊的正負(fù)極與電荷傳輸模塊的正負(fù)極上，所述感光器件與所述圖像采樣電路信號(hào)連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述感光模塊由上往下包括一用于提升感光面積的微型鏡頭層、一用于辨識(shí)感應(yīng)不同波長光線的分色濾色層以及一用于將透過所述分色濾色層的光轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)的半導(dǎo)體感光層。
[0007]進(jìn)一步的，所述電荷傳輸模塊包括一用于收集所述半導(dǎo)體感光層所產(chǎn)生電荷信號(hào)的電荷存儲(chǔ)部以及一電荷轉(zhuǎn)移部，相鄰的兩個(gè)電荷存儲(chǔ)部通過所述電荷轉(zhuǎn)移部信號(hào)連接。
[0008]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體感光層與所述電荷存儲(chǔ)部之間還裝設(shè)有一門部，所述短路式電子快門裝設(shè)于所述門部內(nèi)部，且該短路式電子快門分別并聯(lián)在所述半導(dǎo)體感光層的正負(fù)極與電荷存儲(chǔ)部的正負(fù)極上。
[0009]進(jìn)一步的，所述圖像采樣電路包括一用于對最后通過所述電荷轉(zhuǎn)移部傳輸過來的電荷信號(hào)進(jìn)行放大處理的模擬信號(hào)處理器、一用于將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及一用于對數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行優(yōu)化處理的數(shù)字信號(hào)處理器，所述模擬信號(hào)處理器的輸入端與所述電荷轉(zhuǎn)移部的輸出端信號(hào)連接，所述Α/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述模擬信號(hào)處理器的輸出端信號(hào)連接，所述數(shù)字信號(hào)處理器的輸入端與所述Α/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端信號(hào)連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述圖像采樣電路還包括一用于對所述數(shù)字信號(hào)處理器優(yōu)化后的數(shù)字圖像信號(hào)進(jìn)行壓縮的圖像數(shù)據(jù)壓縮器以及一用于保存圖像的圖像存儲(chǔ)器，所述圖像數(shù)據(jù)壓縮器的輸入端與所述數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端信號(hào)連接，所述圖像存儲(chǔ)器的輸入端與所述圖像數(shù)據(jù)壓縮器的輸出端信號(hào)連接。
[0011]進(jìn)一步的，所述半導(dǎo)體感光層還通過一充電電路與相機(jī)的蓄電池并聯(lián)。
[0012]一種采用新型電子快門相機(jī)成像裝置的快門成像方法，包括如下步驟:
(1)、成像裝置未啟動(dòng)時(shí)，半導(dǎo)體感光層吸收光照產(chǎn)生光子并將光子轉(zhuǎn)化為電荷信號(hào)，之后將該電荷信號(hào)傳輸?shù)脚c之并聯(lián)的蓄電池，進(jìn)行充電；
(2)、成像裝置啟動(dòng)的瞬間，短路式電子快門由閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為打開狀態(tài)，此時(shí)，半導(dǎo)體感光層與電荷存儲(chǔ)部也處于并聯(lián)的狀態(tài)，各個(gè)像素單元中的半導(dǎo)體感光層產(chǎn)生的電荷信號(hào)不再全部傳送給蓄電池，而是有一部分傳送給與半導(dǎo)體感光層并聯(lián)的電荷存儲(chǔ)部；
(3)、暫時(shí)儲(chǔ)存在該電荷存儲(chǔ)部的電荷信號(hào)再通過電荷轉(zhuǎn)移部傳遞到與之相鄰的另一個(gè)電荷存儲(chǔ)部；
(4)、所有的電荷信號(hào)匯聚在一起經(jīng)由電荷轉(zhuǎn)移部傳輸?shù)侥M信號(hào)處理器進(jìn)行放大處理；
(5)、模擬信號(hào)處理器將放大處理后的電荷信號(hào)傳輸?shù)紸/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像信號(hào)；
(6)、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器將數(shù)字圖像信號(hào)傳輸?shù)綌?shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行優(yōu)化處理；
(7)、數(shù)字信號(hào)處理器將優(yōu)化處理后的數(shù)字圖像信號(hào)傳送至圖像數(shù)據(jù)壓縮器進(jìn)行壓縮；
(8)、圖像數(shù)據(jù)壓縮器將壓縮后的圖像保存到圖像存儲(chǔ)器內(nèi)。
[0013]和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果在于:
1、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)用性強(qiáng)，通過設(shè)置一短路式電子快門，使得當(dāng)本發(fā)明處于待機(jī)狀態(tài)，短路式電子快門處于閉合狀態(tài)時(shí)，感光模塊的正負(fù)極通過短路式電子快門短接，因此不會(huì)由于吸收光子產(chǎn)生電荷而產(chǎn)生開路電壓，所以在本發(fā)明啟動(dòng)的瞬間，即短路式電子快門斷開時(shí)感光器件產(chǎn)生的采樣電壓不會(huì)被由于開路電壓疊加而產(chǎn)生的殘余電荷所干擾，相鄰像素也就不會(huì)發(fā)生相互干擾而出現(xiàn)高光溢出。
[0014]2、在本發(fā)明中，上述感光器件中設(shè)置一分色濾色層，由于分色濾色層僅能夠透過特定波長的光，因此感光器件便能借此分開感應(yīng)不同光線的成分，最終能夠形成彩色照片。
[0015]3、在本發(fā)明中，通過在每個(gè)半導(dǎo)體感光層與相鄰電荷存儲(chǔ)部之間設(shè)置一門部，并使裝在門部內(nèi)部的短路式電子快門分別并聯(lián)在半導(dǎo)體感光層的正負(fù)極與電荷存儲(chǔ)部的正負(fù)極上，使得相鄰像素單元的電荷信號(hào)能相互傳送。
[0016]4、在本發(fā)明中，通過設(shè)置一圖像采樣電路，使得經(jīng)過感光器件產(chǎn)生的電荷信號(hào)能經(jīng)過圖像采樣電路的放大處理，并將電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)的，再通過數(shù)字信號(hào)處理器的白平衡、彩色平衡、伽瑪校正與邊緣校正的處理，最終形成優(yōu)質(zhì)的照片儲(chǔ)存起來。
[0017]5、在本發(fā)明中，設(shè)置半導(dǎo)體感光層通過一充電電路與相機(jī)的蓄電池并聯(lián)，使得相機(jī)閑置時(shí)，半導(dǎo)體感光層可以自行將由太陽能轉(zhuǎn)化的電能傳送給相機(jī)內(nèi)的蓄電池進(jìn)行充電，提尚了相機(jī)的續(xù)航能力。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明中短路式電子快門的原理框圖。
[0019]圖2為本發(fā)明中感光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3為圖2的正視圖。
[0021 ]圖4為圖2中所述感光匯流層的俯視圖。
[0022]圖5為本發(fā)明的工作流程圖。
[0023]圖6為現(xiàn)有技術(shù)中斷流式電子快門的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面參照【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。
[0025]參照圖1、圖2、圖3和圖4。一種采用新型電子快門的相機(jī)成像裝置，包括一感光器件、一圖像采樣電路3以及一短路式電子快門2，其中該感光器件包括復(fù)數(shù)個(gè)呈陣列分布的像素單元1，每個(gè)像素單元I均包括一感光模塊11以及一與該感光模塊11并聯(lián)的電荷傳輸模塊12，而短路式電子快門2分別并聯(lián)在所述感光模塊11的正負(fù)極與電荷傳輸模塊12的正負(fù)極上，并且感光器件與圖像采樣電路信號(hào)連接。本發(fā)明通過在感光器件內(nèi)部并聯(lián)設(shè)置一短路式電子快門2，使得當(dāng)本發(fā)明處于待機(jī)狀態(tài)，短路式電子快門處于閉合狀態(tài)時(shí)，感光模塊的正負(fù)極通過短路式電子快門短接，因此不會(huì)由于吸收光子產(chǎn)生電荷而產(chǎn)生開路電壓，所以在本發(fā)明啟動(dòng)的瞬間，即短路式電子快門斷開時(shí)感光器件產(chǎn)生的采樣電壓不會(huì)被由于開路電壓疊加而產(chǎn)生的殘余電荷所干擾，相鄰像素也就不會(huì)發(fā)生相互干擾而出現(xiàn)高光溢出。
[0026]參照圖1、圖2、圖3和圖4。本發(fā)明中的感光模塊11由上往下包括一微型鏡頭層111、一分色濾色層112以及一半導(dǎo)體感光層113，其中，微型鏡頭層111可以提升感光面積并且提高總像素?cái)?shù)量，提升了圖像的質(zhì)量;分色濾色層112用于辨識(shí)感應(yīng)不同波長光線，由于分色濾色層僅能夠透過特定波長的光，因此感光器件便能借此分開感應(yīng)不同光線的成分，最終能夠形成彩色照片;半導(dǎo)體感光層113能夠?qū)⑼高^分色濾色層112照射到半導(dǎo)體感光層113表面的光轉(zhuǎn)換為電荷信號(hào)。另外，電荷傳輸模塊12包括一電荷存儲(chǔ)部121以及一電荷轉(zhuǎn)移部122，電荷存儲(chǔ)部121用于收集該半導(dǎo)體感光層113所產(chǎn)生的電荷信號(hào)，且半導(dǎo)體感光層113、電荷存儲(chǔ)部121以及電荷轉(zhuǎn)移部122均位于同一水平面上，相鄰的兩個(gè)電荷存儲(chǔ)部121通過所述電荷轉(zhuǎn)移部122信號(hào)連接。