本發(fā)明涉及一種硬件實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的圖像傳感器。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的圖像傳感器在大光比環(huán)境下拍攝，因受到動態(tài)范圍的限制，不能紀錄極端亮或者暗的細節(jié)，高光、暗位不能同時獲得明顯層次。

在膠片攝影年代，人們在暗房沖洗時，透過局部加光或減光，來增減照片光位與暗位的層次。

現(xiàn)在，在選用高動態(tài)范圍功能的照相機時，一些型號的相機選用較高感光度的圖像傳感器，利用提高快門速度來減少曝光，以保存更多高光部分的細節(jié)。減少曝光之后，相機就會利用內(nèi)置的圖像處理器進行軟件處理，給高光位以外的地方局部加光，令整張照片的光影恢復(fù)正常。不過由于暗位被后期加亮，因此噪點會較為明顯。

軟件后期處理雖然可以使高光、暗位同時獲得明顯層次，但其效果與拍攝場數(shù)和處理算法有關(guān)，最終合成圖像噪點會明顯增多，并且合成圖像不自然，合成痕跡明顯。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有圖像傳感器大光比環(huán)境的情況下難以使高光、暗位同時獲得明顯層次的缺點，提供一種硬件實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的圖像傳感器，其削弱強光的成像，使得成像同時在高光、暗位都獲得明顯層次，以達到硬件實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的目的。

為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種硬件實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的圖像傳感器，由光致變色層和CMOS圖像傳感器組成，所述光致變色層位于CMOS圖像傳感器的感光單元前方，光致變色層厚度為2-20微米。

所述光致變色層由二氧化硅和光致變色物質(zhì)組成，光致變色物質(zhì)均勻分布在二氧化硅載體中，光致變色物質(zhì)為一種物質(zhì)或多種物質(zhì)的組合，可以但不限于為鹵化銀等。在光線照射下迅速發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生一種深色物質(zhì)削弱光線通過。

所述光致變色層在強光下的透光率低于弱光下的透光率，但強光通過光致變色層后的光強大于弱光通過光致變色層的光強。

所述光致變色物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)是一種反應(yīng)或是多種反應(yīng)的組合，光線是其中至少一種反應(yīng)的必要條件之一，使光致變色物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的光線包括可見光線和不可見光線，其反應(yīng)過程是可逆的，反應(yīng)程度與光線亮度成相關(guān)關(guān)系，光致變色物質(zhì)的反應(yīng)是局部的，相互之間沒有干擾，相互獨立。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明在強光成像處發(fā)生可逆反應(yīng)反應(yīng)，產(chǎn)生深色物質(zhì)削弱強光的成像，使得成像同時在高光、暗位都獲得明顯層次，以達到硬件實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的目的，與現(xiàn)有軟件處理實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的圖片相比，使用本發(fā)明拍攝的圖片光強更加接近人眼觀察的圖像，圖像更加自然。

附圖說明

圖1為本發(fā)明圖像傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明圖像傳感器的剖面示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式進一步的說明本發(fā)明：

如圖1和圖2所示，一種硬件實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的圖像傳感器，由光致變色層1和CMOS圖像傳感器2組成，所述光致變色層1位于CMOS圖像傳感器2的感光單元前方，光致變色層1厚度為2-20微米。

所述光致變色層1由二氧化硅和光致變色物質(zhì)組成，光致變色物質(zhì)均勻分布在二氧化硅載體中，光致變色物質(zhì)為一種物質(zhì)或多種物質(zhì)的組合，在光線照射下迅速發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生一種深色物質(zhì)削弱光線通過。

所述光致變色層1在強光下的透光率低于弱光下的透光率，但強光通過光致變色層1后的光強大于弱光通過光致變色層1的光強。

所述光致變色物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)是一種反應(yīng)或是多種反應(yīng)的組合，光線是其中至少一種反應(yīng)的必要條件之一，使光致變色物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的光線包括可見光線和不可見光線，其反應(yīng)過程是可逆的，反應(yīng)程度與光線亮度成相關(guān)關(guān)系，光致變色物質(zhì)的反應(yīng)是局部的，相互之間沒有干擾，相互獨立。

本實施例中以鹵化銀，銅作為光致變色物質(zhì)，將鹵化銀和銅采用傳統(tǒng)高溫熔制法加入二氧化硅中，制成10微米的薄片，作為光致變色層1緊貼于CMOS圖像傳感器2感光單元前方。當光學(xué)系統(tǒng)在焦平面所成的像落在CMOS圖像傳感器2感光單元前方的光致變色層1上，在光強較強的地方發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生單質(zhì)銀，單質(zhì)銀削弱了強光的成像，使得光學(xué)系統(tǒng)在CMOS圖像傳感器2感光單元上所成的像同時在高光、暗位都獲得明顯層次，以達到硬件實現(xiàn)高動態(tài)光照渲染的目的。當投射到光致變色層1的光線變?nèi)鯐r，光致變色物質(zhì)發(fā)生逆反應(yīng)，單質(zhì)銀和鹵族單質(zhì)發(fā)生化合反應(yīng)，生成透光物質(zhì)鹵化銀，從而使得弱光線能盡可能的通過光致變色層1到達CMOS圖像傳感器2的感光單元，以增強畫面質(zhì)量。