相機數(shù)組系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)一種相機數(shù)組(camera array)系統(tǒng),特別是關(guān)于一種具混合式彩色濾波數(shù)組(hybrid color filter array)的相機數(shù)組系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]拜爾(Bayer)濾波器是一種彩色濾波數(shù)組，如圖1所示，其包含紅色(R)、綠色(G)及藍色(B)濾波器，設(shè)于網(wǎng)格狀的光傳感器上面，其圖樣經(jīng)特定配置而具有50%綠色、25%紅色及25%藍色。拜爾濾波器連同光傳感器形成影像傳感器，其普遍應(yīng)用于電子裝置，例如數(shù)字相機或攝影機。
[0003]由于拜爾濾波器內(nèi)的每一彩色濾波器僅通過單一顏色，因此每一像素位置的其它顏色信息必須借由內(nèi)插計算來得到。因此，具拜爾濾波器的影像傳感器所擷取影像的分辨率及影像質(zhì)量會受到限制。再者，具拜爾濾波器的影像傳感器在不同顏色的彩色濾波器之間會造成串音(cross-talk)，因而降低擷取影像的影像質(zhì)量。在本說明書中，串音指穿透某一像素的光線也同時穿透相鄰像素的一種現(xiàn)象，其會降低影像的整體質(zhì)量。
[0004]因此，亟需提出一種新穎的成像系統(tǒng)，用以增加分辨率并消除串音。
[0005]由此可見，上述現(xiàn)有的拜爾濾波器在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的相機數(shù)組系統(tǒng)，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的拜爾濾波器存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的相機數(shù)組系統(tǒng)，所要解決的技術(shù)問題是使其在于提供一種具混合式彩色濾波數(shù)組的相機數(shù)組系統(tǒng)，該混合式彩色濾波數(shù)組包含多種單色(monochromatic)濾波器及至少嵌合(mosaic)濾波器，借此可得到高分辨率，可消除像素傳感器之間的串音，可得到高動態(tài)范圍，能有效估算深度?目息，且易于進行影像的重聚焦(re-focusing)。
[0007]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種相機數(shù)組系統(tǒng)，其中包含:影像感測裝置，包含多個像素傳感器；混合式彩色濾波數(shù)組，設(shè)于該影像感測裝置上，該混合式彩色濾波數(shù)組包含多種單色濾波器及至少嵌合濾波器；及透鏡數(shù)組，設(shè)于該混合式彩色濾波數(shù)組上，該透鏡數(shù)組包含多個光學(xué)透鏡；其中該至少嵌合濾波器被用以進行立體匹配，以估算深度信息。
[0008]本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
[0009]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該影像感測裝置包含單晶影像感測裝置。
[0010]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該多種單色濾波器包含至少紅色濾波器、至少綠色濾波器及至少藍色濾波器。
[0011]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該至少嵌合濾波器包含至少拜爾濾波器、RGB濾波器、RGBE濾波器、CYYM濾波器、CYGM濾波器、RGBff拜爾濾波器或RGBW濾波器。
[0012]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于每一該光學(xué)透鏡相應(yīng)覆蓋彩色濾波器，其位于相應(yīng)的光學(xué)透鏡底下。
[0013]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該透鏡數(shù)組包含晶圓級光學(xué)(WLO)透鏡數(shù)組。
[0014]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該混合式彩色濾波數(shù)組包含嵌合濾波器、紅色濾波器、綠色濾波器及藍色濾波器，其配置為2x2數(shù)組，該嵌合濾波器包含拜爾濾波器、RGB濾波器、RGBE濾波器、CYYM濾波器、CYGM濾波器、RGBff拜爾濾波器或RGBW濾波器。
[0015]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該透鏡數(shù)組包含四光學(xué)透鏡，配置為2x2數(shù)組，每一該光學(xué)透鏡相應(yīng)覆蓋位于其下的嵌合濾波器、紅色濾波器、綠色濾波器或藍色濾波器。
[0016]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該混合式彩色濾波數(shù)組包含一紅色濾波器、二綠色濾波器、一藍色濾波器及四嵌合濾波器，其配置為2x4數(shù)組，該四嵌合濾波器包含四拜爾濾波器、RGB濾波器、RGBE濾波器、CYYM濾波器、CYGM濾波器、RGBW拜爾濾波器或RGBW濾波器。
[0017]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該四嵌合濾波器分別設(shè)于該混合式彩色濾波數(shù)組的四角落，該二綠色濾波器為對角線配置，且該紅色濾波器、藍色濾波器為對角線配置。
[0018]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該透鏡數(shù)組包含八光學(xué)透鏡，配置為2x4數(shù)組，每一該光學(xué)透鏡相應(yīng)覆蓋位于其下的嵌合濾波器、紅色濾波器、綠色濾波器或藍色濾波器。
[0019]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于在進行該立體匹配時，對于每一位移量，位移該多種單色濾波器相應(yīng)的擷取影像；合成所述位移后影像以形成合成影像；使用量測標(biāo)準(zhǔn)以量測該合成影像與該嵌合濾波器所擷取的嵌合影像之間的相似度；且對于影像的每一像素，根據(jù)量測值當(dāng)中的最小值以得到深度信息。
[0020]前述的相機數(shù)組系統(tǒng)，其特征在于該量測標(biāo)準(zhǔn)包含絕對差的和(SAD)、平方差的和(SSD)或成本容積(cost-volume)。
[0021]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上可知，為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種相機數(shù)組系統(tǒng)，包含:影像感測裝置，包含多個像素傳感器；混合式彩色濾波數(shù)組，設(shè)于該影像感測裝置上，該混合式彩色濾波數(shù)組包含多種單色濾波器及至少嵌合濾波器；及透鏡數(shù)組，設(shè)于該混合式彩色濾波數(shù)組上，該透鏡數(shù)組包含多個光學(xué)透鏡；其中該至少嵌合濾波器被用以進行立體匹配，以估算深度信息。根據(jù)本發(fā)明實施例，相機數(shù)組系統(tǒng)包含影像感測裝置、混合式彩色濾波數(shù)組及透鏡數(shù)組。影像感測裝置包含多個像素傳感器?；旌鲜讲噬珵V波數(shù)組設(shè)于影像感測裝置上，該混合式彩色濾波數(shù)組包含多種單色濾波器及至少一嵌合濾波器。透鏡數(shù)組設(shè)于混合式彩色濾波數(shù)組上，該透鏡數(shù)組包含多個光學(xué)透鏡。該至少一嵌合濾波器被用以進行立體匹配，以估算深度信息。
[0022]借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明相機數(shù)組系統(tǒng)至少具有下列優(yōu)點及有益效果:在于提供一種具混合式彩色濾波數(shù)組的相機數(shù)組系統(tǒng)，該混合式彩色濾波數(shù)組包含多種單色(monochromatic)濾波器及至少嵌合(mosaic)濾波器,借此可得到高分辨率，可消除像素傳感器之間的串音，可得到高動態(tài)范圍，能有效估算深度信息，且易于進行影像的重聚焦(re-focusing)。
[0023]上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0024]圖1顯示拜爾濾波器的配置。
[0025]圖2顯示本發(fā)明第一實施例的相機數(shù)組系統(tǒng)的示意圖。
[0026]圖3A至圖3H顯示一些傳統(tǒng)嵌合濾波器。
[0027]圖4顯示本發(fā)明第二實施例的相機數(shù)組系統(tǒng)的示意圖。
[0028]圖5顯示具拜爾濾波器的成像裝置、具紅色濾波器的成像裝置、具綠色濾波器的成像裝置以及具藍色濾波器的成像裝置所分別擷取的四影像。
[0029]200:相機數(shù)組系統(tǒng) 210:相機數(shù)組系統(tǒng)
[0030]21:影像感測裝置 23:混合式彩色濾波數(shù)組
[0031]23R:紅色濾波器 23G:綠色濾波器
[0032]23B:藍色濾波器 23Ba:拜爾濾波器
[0033]25:透鏡數(shù)組251:光學(xué)透鏡
[0034]R:紅色G:綠色
[0035]B:藍色E:翡翠綠色
[0036]C:青色Y:黃色
[0037]M:紫紅色W:白色
【具體實施方式】
[0038]為更進一步闡述本發(fā)明為達成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的相機數(shù)組系統(tǒng)其【具體實施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
[0039]圖2顯示本發(fā)明第一實施例的相機數(shù)組系統(tǒng)200的示意圖。在本實施例中，相機數(shù)組系統(tǒng)200包含影像感測裝置21，其由多個像素傳感器(未顯示)所組成。影像感測裝置21可為電荷耦合裝置(CXD)或互補金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)影像感測裝置。本實施例的影像感測裝置21較佳為單晶(monolithic)影像感測裝置，其制作于單一芯片上。
[0040]相機數(shù)組系統(tǒng)200還包含混合式彩色濾波數(shù)組23，設(shè)于影像感測裝置21面向入射光的表面上?；旌鲜讲噬珵V波數(shù)組23包含多個彩色濾波器(圖2例示有四個彩色濾波器)，其配置成2x2數(shù)組。借此，每一彩色濾波器相應(yīng)覆蓋部分的像素傳感器。
[0041]一般來說，混合式彩色濾波數(shù)組23可包含多種單色濾波器及至少一嵌合濾波器。在本說明書中，“單色”(例如紅色、綠色或藍色)一詞指狹小波段的可見或不可見光。“嵌合濾波器”(例如拜爾濾波器)一詞指包含不同顏色濾波器(例如拜爾濾波器的紅色、綠色及藍色濾波器；CYGM濾波器的青色、黃色、綠色及紫紅色濾波器)經(jīng)特定配置而成的彩色濾波數(shù)組。
[0042]雖然以下實施例系以拜爾濾波器作為例示，然而也可以使用其它傳統(tǒng)的嵌合濾波器。圖3A至圖3H顯示一些傳統(tǒng)嵌合濾波器。其中，圖3A顯示拜爾濾波器，其包含藍色濾波器(B)、紅色濾波器(R)及二綠色濾波器(G)，配置成2x2數(shù)組。拜爾濾波器為RGB濾波器的一種，其由紅色、綠色及藍色濾波器所組成。圖3B顯示類拜爾(Bayer-1ike)濾波器，其包含藍色濾波器(B)、紅色濾波器(R)、綠色濾波器(G)及翡翠綠色濾波器(E)，配置成2x2數(shù)組。換句話說，拜爾濾波器的二綠色濾波器被置換為翡翠綠色濾波器。圖3C顯示CYYM濾波器，其包含青色濾波器(C)、二黃色濾波器(Y)及紫紅色濾波器(M)，配置成2x2數(shù)組。圖3D顯示CYGM濾波器，其包含青色濾波器(C)、黃色濾波器(Y)、綠色濾波器(G)及紫紅色濾波器(M)，配置成2x2數(shù)組。圖3E顯示RGBW拜爾濾波器，其包含紅色濾波器(R)、綠色濾波器(G)、藍色濾波器(B)及白色濾波器(W)，配置成2x2數(shù)組。RGBW拜爾濾波器類似于拜爾濾波器，但將拜爾濾波器的二綠色濾波器置換為白色濾波器。圖3F顯示一種RGBW濾波器，其包含二紅色濾波器(R)、四綠色濾波器(G)、二藍色濾波器(B)及八白色濾波器(W)，配置成4x4數(shù)組，其中白色濾波器占50%。圖3G顯示另一種RGBW濾波器，其包含二紅色濾波器(R)、四綠色濾波器(G)、二藍色濾波器(B)及八白色濾