本實(shí)用新型涉及圖像成像技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種彩色圖像傳感器。

背景技術(shù)：

可以獲取彩色圖像的圖像傳感器通常從外到內(nèi)依次包括透鏡、彩色濾光單元和感光單元，外部的光線經(jīng)透鏡到達(dá)彩色濾光單元，再到達(dá)感光單元，其中，彩色濾光單元上通常設(shè)有紅色(R)濾光單元、綠色(G)濾光單元和藍(lán)色(B)濾光單元。人眼一般能夠感知到的電磁波的波長(zhǎng)在400～760nm，這部分頻譜范圍內(nèi)的光屬于可見(jiàn)光，但現(xiàn)有的彩色圖像傳感器中的紅色濾光單元、綠色濾光單元和藍(lán)色濾光單元均可透過(guò)不可見(jiàn)光，具體的，現(xiàn)有的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元對(duì)不同電磁波的透過(guò)率曲線見(jiàn)圖1中的曲線3、曲線2、曲線1所示，橫坐標(biāo)代表波長(zhǎng)，單位為nm，縱坐標(biāo)代表光透過(guò)率，單位為％。由圖1可以看出，在可見(jiàn)光范圍內(nèi)均有紅色、綠色和藍(lán)色，紅色、綠色、藍(lán)色在不可見(jiàn)光范圍內(nèi)也有超過(guò)760nm的近紅外光譜，只是通常人們能感知到的紅色、綠色和藍(lán)色是在可見(jiàn)光范圍內(nèi)的紅色、綠色和藍(lán)色。在白天，利用現(xiàn)有的彩色濾光單元可以獲取到彩色圖像。但是在極微弱光環(huán)境下，由于紅色、綠色和藍(lán)色光子相對(duì)減少，當(dāng)R、G、B光子數(shù)少于圖像傳感器的靈敏度閾值時(shí)，現(xiàn)有的彩色圖像傳感器將無(wú)法獲取到彩色圖像。

公開(kāi)號(hào)為CN202815393U的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種圖像采集設(shè)備及其濾光片裝置和濾光片切換裝置，包括紅外截止濾光片、全通濾光片、偏正光濾光片、濾光片窗口、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和移動(dòng)滑軌，移動(dòng)滑軌承載紅外截止濾光片、全通濾光片和偏正光濾光片，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與移動(dòng)滑軌連接，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)滑軌移動(dòng)，使得承載在移動(dòng)滑軌上的紅外截止濾光片、全通濾光片或者偏正光濾光片移動(dòng)到濾光片窗口位置處，切換到濾光片窗口位置的濾光片為當(dāng)前攝像機(jī)采集圖像時(shí)使用的濾光片類(lèi)型。在透鏡、彩色濾光單元和感光單元的基礎(chǔ)上增加了紅外截止濾光片、全通濾光片或者偏正光濾光片，使用時(shí)，當(dāng)光源強(qiáng)度大于光源上限值，使用偏正光濾光片，當(dāng)光源強(qiáng)度小于光源下限值，使用全通濾光片，當(dāng)光源強(qiáng)度處于光源下限值與光源上限值之間，使用紅外截止濾光片，根據(jù)光源情況自動(dòng)進(jìn)行不同濾光片的切換，降低了圖像采集設(shè)備發(fā)生過(guò)曝的幾率，雖然可以保持圖像較好的色彩飽和度，但是結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高，而且在極微弱光情況下，由于切換成全通濾光片，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)彩色成像；另外，當(dāng)使用紅外截止濾光片時(shí)可以得到接近于人眼看到的紅色值、綠色值和藍(lán)色值，因?yàn)閷⒓t外頻譜范圍內(nèi)的光子過(guò)濾掉了，當(dāng)不使用紅外截止濾光片時(shí)，得到的紅色值、綠色值和藍(lán)色值是包含可見(jiàn)光和紅外兩個(gè)頻譜范圍內(nèi)的紅色值、綠色值和藍(lán)色值，彩色圖像不真實(shí)。

公開(kāi)號(hào)為CN104735427B的中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種圖像傳感器，保留了現(xiàn)有的拜耳格式的可見(jiàn)光感光單元，在邊緣區(qū)域增加了紅外感光單元，不需要額外使用紅外截止濾光片，只需要一片可見(jiàn)光和紅外光都可以通過(guò)的雙通濾光片來(lái)使白天的顏色準(zhǔn)確性更好，增加夜間亮度。在該專(zhuān)利中引入了紅外感光單元，紅外光屬于不可見(jiàn)光，近紅外(NIR)濾光單元對(duì)不同電磁波的反射率曲線見(jiàn)圖2所示，該專(zhuān)利將紅外感光單元設(shè)置在可見(jiàn)光感光單元的邊緣區(qū)域，雖然可以增加白天顏色的準(zhǔn)確性，增加夜晚的亮度，但是由于紅外線感光單元本身分布區(qū)域較小，距離又較遠(yuǎn)，透光性不高，因此對(duì)白天顏色的準(zhǔn)確性提高有限，僅能增加可見(jiàn)光感光單元邊緣區(qū)域的亮度，對(duì)夜晚圖像的亮度增加有限，而且IR感光單元分布在邊緣區(qū)域，只能感光而無(wú)法成像，所以在極微弱光情況下無(wú)法實(shí)現(xiàn)彩色成像。

另外，現(xiàn)有的彩色圖像傳感器中，為了獲取極微弱光情況下的圖像，需要采用W濾光片，即全通濾光單元，將近紅外光(NIR)也收入感光單元中。例如，公開(kāi)號(hào)為CN105340079A的PCT進(jìn)入中國(guó)的實(shí)用新型專(zhuān)利公開(kāi)了一種背面照射型圖像傳感器、成像裝置和電子設(shè)備，該專(zhuān)利的說(shuō)明書(shū)圖9中在彩色濾光單元中還設(shè)置有白色(W)濾光片的圖像傳感器，這樣可以增大彩色濾光單元的透光率，提高彩色濾光單元的靈敏度，白色濾光片的比例越高，圖像傳感器的靈敏度越高，但是該種類(lèi)型的圖像傳感器也僅能在白天獲得彩色圖像，在極微弱光情況下，雖然白色(W)濾光片能感知近紅外光(NIR)，具有一定的微弱光探測(cè)靈敏度，但是此感光單元不僅感應(yīng)可見(jiàn)光，而且感應(yīng)近紅外光，所以不能還原出色彩數(shù)值，因此也無(wú)法實(shí)現(xiàn)極微弱光的彩色成像。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種彩色圖像傳感器，使不需要切換濾光片，就可在白天獲取到彩色圖像，在極微弱光的環(huán)境也能獲取到彩色圖像。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種彩色圖像傳感器，包括彩色濾光元件，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元(R)、綠色濾光單元(G)、藍(lán)色濾光單元(B)和近紅外濾光單元(NIR)。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元和全通單元。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件的每個(gè)陣列中至少一半設(shè)置有全通單元。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件在行和列上按照間隔一個(gè)單元的方式布置有全通單元，且這些全通單元在行和列上交錯(cuò)設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件按照4×4陣列的方式排布，每個(gè)4×4陣列中包含有至少一個(gè)的紅色濾光單元、至少一個(gè)的綠色濾光單元、至少一個(gè)的藍(lán)色濾光單元和至少一個(gè)的近紅外濾光單元，其他均為全通單元。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、四個(gè)的近紅外濾光單元和八個(gè)的全通單元。

進(jìn)一步的，一個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元分別位于4×4陣列的一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，其中一個(gè)近紅外濾光單元位于該一個(gè)九宮格的中心，且四個(gè)近紅外濾光單元分別位于另外一個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

進(jìn)一步的，兩個(gè)綠色濾光單元分別位于一個(gè)九宮格的斜對(duì)角落。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和十二個(gè)的全通單元。

進(jìn)一步的，一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元分別位于4×4陣列的其中一個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元和八個(gè)的全通單元。

進(jìn)一步的，每個(gè)4×4陣列中包含有兩個(gè)九宮格，其中一個(gè)九宮格的中心單元互為另一個(gè)九宮格的角落單元，兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元分別位于這兩個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

進(jìn)一步的，在兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元中，其中兩種類(lèi)型的濾光單元位于其中一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，另外兩種類(lèi)型的濾光單元位于另外一個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

進(jìn)一步的，在兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元中，其中兩種類(lèi)型的濾光單元中，相同類(lèi)型的濾光單元位于其中一個(gè)九宮格的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)角落，另外兩種類(lèi)型的濾光單元中，相同類(lèi)型的濾光單元位于另外一個(gè)九宮格的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)角落。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件按照3×3陣列的方式排布，每個(gè)3×3陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和五個(gè)的全通單元，其中一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元按照2×2陣列的方式排布。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件按照2×3陣列的方式排布，每個(gè)2×3陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和兩個(gè)的全通單元，其中一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元按照2×2陣列的方式排布。

進(jìn)一步的，還包括感光元件，所述感光元件與所述彩色濾光元件平行設(shè)置，且所述感光元件位于所述彩色濾光元件的后方。

本實(shí)用新型的有益效果在于：通過(guò)在彩色濾光元件中增加近紅外濾光單元(NIR)，使圖像傳感器可以獲取到圖像中的像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的近紅外值，又由于通過(guò)紅色濾光單元(R)、綠色濾光單元(G)、藍(lán)色濾光單元(B)得到的紅色值、綠色值和藍(lán)色值中包含有近紅外部分的紅色值、綠色值、藍(lán)色值，這三種顏色在近紅外頻譜范圍內(nèi)對(duì)光子值的透過(guò)率曲線見(jiàn)圖1中曲線3、曲線2、曲線1在760nm后的部分，可以看出，紅色、綠色和藍(lán)色在760nm后對(duì)光子的透過(guò)率接近于100％，而760～1000nm，范圍屬于近紅外頻譜范圍，對(duì)近紅外光子的透過(guò)率也為100％，因此，可以用近紅外濾光單元(NIR)得到的近紅外值，來(lái)校正圖像中的紅色值、綠色值和藍(lán)色值，使得到接近于人眼部分(可見(jiàn)光部分)的紅色值、綠色值和藍(lán)色值，從而使彩色圖像中的顏色更加真實(shí)，并且不管在明場(chǎng)還是極微弱光情況下，均可得到紅色值、綠色值和藍(lán)色值，即均可還原出彩色圖像；四種濾光單元按照陣列排布，使在每個(gè)陣列中均可得到紅色值、綠色值、藍(lán)色值和近紅外值，從而使彩色圖像成像較為準(zhǔn)確。

附圖說(shuō)明

圖1為紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元對(duì)不同頻譜范圍內(nèi)的電磁波的透過(guò)率曲線；

圖2為近紅外濾光單元對(duì)不同電磁波的反射率曲線；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例五的彩色濾光元件的排列方式示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例六的彩色濾光元件的排列方式示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例七的彩色濾光元件的排列方式示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例八的彩色濾光元件的排列方式示意圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例九的彩色濾光元件的排列方式示意圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例的彩色圖像成像方法的流程圖；

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例十一的彩色圖像成像方法的流程圖；

圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例十二的彩色圖像成像方法的流程圖；

圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例十三的彩色圖像成像方法的流程圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

曲線1是指藍(lán)色濾光單元對(duì)不同電磁波的透過(guò)率曲線；

曲線2是指綠色濾光單元對(duì)不同電磁波的透過(guò)率曲線；

曲線3是指紅色濾光單元對(duì)不同電磁波的透過(guò)率曲線。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖予以說(shuō)明。

本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：在彩色濾光元件中包含有紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元和近紅外濾光單元，能準(zhǔn)確獲得近紅外光值，從而實(shí)現(xiàn)通過(guò)近紅外光值對(duì)紅色值、綠色值、藍(lán)色值進(jìn)行校正，則不管在明場(chǎng)還是極微弱光情況下，均可得到接近于人眼看到的彩色圖像。

請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖7，本實(shí)用新型提供了一種彩色圖像傳感器，包括彩色濾光元件，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元(R)、綠色濾光單元(G)、藍(lán)色濾光單元(B)和近紅外濾光單元(NIR)。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元(R)、綠色濾光單元(G)、藍(lán)色濾光單元(B)、近紅外濾光單元(NIR)和全通單元(BW)。

由上述描述可知，通過(guò)全通單元使圖像傳感器具有較好的透光性，提高其在明場(chǎng)或者極微弱光下圖像的透光性和靈敏度，在圖像還原的過(guò)程中，紅色值、綠色值、藍(lán)色值合成為圖像成像時(shí)的彩色通道圖像，近紅外值和全通光子值合成為圖像成像時(shí)的亮度通道圖像，彩色通道圖像與亮度通道圖像再疊加合成為一個(gè)整體圖像輸出，從而使最終獲得的彩色圖像色彩更加清晰，亮度更好。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件的每個(gè)陣列中至少一半設(shè)置有全通單元。

由上述描述可知，彩色濾光元件的每個(gè)陣列中至少一半設(shè)置有全通單元，可提高圖像傳感器的靈敏度，還可提升圖像傳感器在極微弱光下獲得的彩色圖像的清晰度和亮度。

進(jìn)一步的，所述彩色濾光元件在行和列上按照間隔一個(gè)單元的方式布置有全通單元，且這些全通單元在行和列上交錯(cuò)設(shè)置。

由上述描述可知，每個(gè)紅色濾光單元(R)、綠色濾光單元(G)、藍(lán)色濾光單元(B)或者近紅外濾光單元(NIR)的四周均為全通單元(BW)，使圖像傳感器的整體靈敏度均較高，且光透過(guò)性較好。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖5，所述彩色濾光元件按照4×4陣列的方式排布，每個(gè)4×4陣列中包含有至少一個(gè)的紅色濾光單元、至少一個(gè)的綠色濾光單元、至少一個(gè)的藍(lán)色濾光單元和至少一個(gè)的近紅外濾光單元，其他均為全通單元。

由上述描述可知，彩色濾光元件按照4×4陣列的方式排布，每個(gè)4×4陣列中均可獲得紅色、綠色、藍(lán)色和近紅外值，使圖像整體色彩比較均衡。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D3，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、四個(gè)的近紅外濾光單元和八個(gè)的全通單元。

由上述描述可知，彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中均包含有紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元，且每個(gè)陣列中的近紅外濾光單元占據(jù)四分之一，全通單元占據(jù)二分之一，使紅色、綠色、藍(lán)色較為均衡，獲取近紅外值的能力好，且光透過(guò)能力強(qiáng)，靈敏度高，在極微弱光情況下獲得彩色圖像的能力強(qiáng)。

進(jìn)一步的，一個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元分別位于4×4陣列的一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，其中一個(gè)近紅外濾光單元位于該一個(gè)九宮格的中心，且四個(gè)近紅外濾光單元分別位于另外一個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

由上述描述可知，在彩色濾光元件中，行和列交錯(cuò)設(shè)置的全通單元中穿插其他四種濾光單元，若其中一個(gè)九宮格的頂點(diǎn)為非近紅外濾光單元，則其中心為近紅外濾光單元，其四個(gè)角落分別設(shè)置一個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元和一個(gè)的藍(lán)色濾光單元，若其中一個(gè)九宮格的頂點(diǎn)為近紅外濾光單元，則其四個(gè)角落均為近紅外濾光單元，其中心為紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元其中之一，使圖像傳感器感光元件對(duì)紅色、綠色、藍(lán)色的獲取較為均衡，獲取近紅外值的能力好，光通過(guò)能力強(qiáng)，靈敏度高，明場(chǎng)和光微弱環(huán)境下的成像能力好。

進(jìn)一步的，兩個(gè)綠色濾光單元分別位于一個(gè)九宮格的斜對(duì)角落。

由上述描述可知，兩個(gè)綠色濾光單元分別位于一個(gè)九宮格的斜對(duì)角落，使對(duì)綠色值的獲取較為準(zhǔn)確、均衡。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D4，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和十二個(gè)的全通單元。

由上述描述可知，每個(gè)4×4陣列中均包括紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元，且全通單元占據(jù)了四分之三，使每個(gè)陣列中均可獲得紅色、綠色、藍(lán)色和近紅外，還具有較強(qiáng)的透光性和靈敏度。

進(jìn)一步的，一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元分別位于4×4陣列的其中一個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

由上述描述可知，在每個(gè)4×4陣列的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元分別分布于一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，其他均為全通單元，使前四種濾光單元附近的透光量均較好，圖像傳感器的整體靈敏度較高。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D5，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元和八個(gè)的全通單元。

由上述描述可知，每個(gè)4×4陣列中全通單元占據(jù)二分之一，同時(shí)使紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外值均為兩個(gè)，在保持較好的透光度和靈敏度的情況下，使紅色、綠色、藍(lán)色和近紅外的值盡量準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，每個(gè)4×4陣列中包含有兩個(gè)九宮格，其中一個(gè)九宮格的中心單元互為另一個(gè)九宮格的角落單元，兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元分別位于這兩個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

由上述描述可知，每個(gè)4×4陣列中，行和列交錯(cuò)設(shè)置的全通單元中穿插其他四種濾光單元，其他四種濾光單元周?chē)鶠槿▎卧?，使使透光性好且均勻，紅色、綠色、藍(lán)色和近紅外獲取較為準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，在兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元中，其中兩種類(lèi)型的濾光單元位于其中一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，另外兩種類(lèi)型的濾光單元位于另外一個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

由上述描述可知，除全通單元外的四種濾光單元中，每?jī)煞N濾光單元分布在一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，由于兩個(gè)九宮格交錯(cuò)設(shè)置，使這四種濾光單元的分布較為均衡。

進(jìn)一步的，在兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元中，其中兩種類(lèi)型的濾光單元中，相同類(lèi)型的濾光單元位于其中一個(gè)九宮格的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)角落，另外兩種類(lèi)型的濾光單元中，相同類(lèi)型的濾光單元位于另外一個(gè)九宮格的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)角落。

由上述描述可知，除全通單元外的四種濾光單元中，每?jī)煞N分布在一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，每種類(lèi)型的濾光單元有兩個(gè)，且相同類(lèi)型的濾光單元分布在九宮格的相對(duì)設(shè)置的角落處，使每種類(lèi)型的濾光單元之間的間距較近且分布均衡，使圖像色彩更加準(zhǔn)確。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D6，所述彩色濾光元件按照3×3陣列的方式排布，每個(gè)3×3陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和五個(gè)的全通單元，其中一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元按照2×2陣列的方式排布。

由上述描述可知，在每個(gè)3×3陣列中，每個(gè)紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元的其中兩個(gè)側(cè)面為全通單元，透光性好，靈敏度好。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D7，所述彩色濾光元件按照2×3陣列的方式排布，每個(gè)2×3陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和兩個(gè)的全通單元，其中一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元按照2×2陣列的方式排布。

由上述描述可知，在每個(gè)2×3陣列中，紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元的左側(cè)或者右側(cè)為全通單元，從而保持圖像傳感器一定的靈敏度和光亮度。

進(jìn)一步的，還包括感光元件，所述感光元件與所述彩色濾光元件平行設(shè)置，且所述感光元件位于所述彩色濾光元件的后方。

由上述描述可知，感光元件位于彩色濾光元件的后方，用于感應(yīng)彩色濾光元件上每個(gè)濾光單元對(duì)應(yīng)的光子值。

請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖7，本實(shí)用新型的實(shí)施例一為：

一種彩色圖像傳感器，包括彩色濾光元件，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元和近紅外濾光單元。

請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖7，本實(shí)用新型的實(shí)施例二為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元和全通單元。

請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖6，本實(shí)用新型的實(shí)施例三為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件的每個(gè)陣列中至少一半設(shè)置有全通單元；優(yōu)選地，所述彩色濾光元件在行和列上按照間隔一個(gè)單元的方式布置有全通單元，且這些全通單元在行和列上交錯(cuò)設(shè)置。

請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖5，本實(shí)用新型的實(shí)施例四為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件按照4×4陣列的方式排布，每個(gè)4×4陣列中包含有至少一個(gè)的紅色濾光單元、至少一個(gè)的綠色濾光單元、至少一個(gè)的藍(lán)色濾光單元和至少一個(gè)的近紅外濾光單元，其他均為全通單元。

請(qǐng)參照?qǐng)D3，本實(shí)用新型的實(shí)施例五為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例四的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、四個(gè)的近紅外濾光單元和八個(gè)的全通單元；優(yōu)選地，一個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元分別位于4×4陣列的一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，其中一個(gè)近紅外濾光單元位于該一個(gè)九宮格的中心，且四個(gè)近紅外濾光單元分別位于另外一個(gè)九宮格的四個(gè)角落；優(yōu)選地，兩個(gè)綠色濾光單元分別位于一個(gè)九宮格的斜對(duì)角落。

請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型的實(shí)施例六為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例四的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和十二個(gè)的全通單元；優(yōu)選地，一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元分別位于4×4陣列的其中一個(gè)九宮格的四個(gè)角落。

請(qǐng)參照?qǐng)D5，本實(shí)用新型的實(shí)施例七為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例四的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件的每個(gè)4×4陣列中包含有兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元和八個(gè)的全通單元；優(yōu)選地，每個(gè)4×4陣列中包含有兩個(gè)九宮格，其中一個(gè)九宮格的中心單元互為另一個(gè)九宮格的角落單元，兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元分別位于這兩個(gè)九宮格的四個(gè)角落；優(yōu)選地，在兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元中，其中兩種類(lèi)型的濾光單元位于其中一個(gè)九宮格的四個(gè)角落，另外兩種類(lèi)型的濾光單元位于另外一個(gè)九宮格的四個(gè)角落；優(yōu)選地，在兩個(gè)的紅色濾光單元、兩個(gè)的綠色濾光單元、兩個(gè)的藍(lán)色濾光單元、兩個(gè)的近紅外濾光單元中，其中兩種類(lèi)型的濾光單元中，相同類(lèi)型的濾光單元位于其中一個(gè)九宮格的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)角落，另外兩種類(lèi)型的濾光單元中，相同類(lèi)型的濾光單元位于另外一個(gè)九宮格的相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)角落。

請(qǐng)參照?qǐng)D6，本實(shí)用新型的實(shí)施例八為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件按照3×3陣列的方式排布，每個(gè)3×3陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和五個(gè)的全通單元，其中一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元按照2×2陣列的方式排布。

請(qǐng)參照?qǐng)D7，本實(shí)用新型的實(shí)施例九為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，所述彩色濾光元件按照2×3陣列的方式排布，每個(gè)2×3陣列中包含有一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元和兩個(gè)的全通單元，其中一個(gè)的紅色濾光單元、一個(gè)的綠色濾光單元、一個(gè)的藍(lán)色濾光單元、一個(gè)的近紅外濾光單元按照2×2陣列的方式排布。

請(qǐng)參照?qǐng)D3至圖7，本實(shí)用新型的實(shí)施例十為：

一種彩色圖像傳感器，在實(shí)施例一或二的基礎(chǔ)上，還包括感光元件，所述感光元件與所述彩色濾光元件平行設(shè)置，且所述感光元件位于所述彩色濾光元件的后方。

請(qǐng)參照?qǐng)D8至圖11，一種彩色圖像成像方法，所述方法為：

對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域，計(jì)算每個(gè)區(qū)域的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i；

將每個(gè)區(qū)域的R_i、G_i、B_i均減去NIR_i，得到該區(qū)域的接近于人眼看到的紅色值R_i'、綠色值G_i'、藍(lán)色值B_i'；

將每個(gè)區(qū)域的R_i'、G_i'、B_i'值疊加得到該區(qū)域的彩色通道圖像。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D9，還包括：將每個(gè)區(qū)域的彩色通道圖像與該區(qū)域的NIR_i值疊加得到該區(qū)域的圖像。

由上述描述可知，在每個(gè)區(qū)域中，R_i'、G_i'、B_i'值合成形成彩色通道圖像，NIR_i值可作為亮度通道圖像，將彩色通道圖像與亮度通道圖像疊加得到該區(qū)域的最終的圖像；那么對(duì)于整個(gè)彩色濾光元件，將各區(qū)域的圖像拼接就得到整個(gè)彩色圖像。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D10，還包括：

所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元和近紅外濾光單元；

通過(guò)感光元件感應(yīng)經(jīng)彩色濾光元件后各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅色值R_i”、綠色值G_i”、藍(lán)色值B_i”或者近紅外值NIR_i”；

對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域；

根據(jù)各像素點(diǎn)的R_i”、G_i”、B_i”或者NIR_i”，利用插值法或者平均值法計(jì)算得到彩色濾光元件的每個(gè)區(qū)域的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i。

由上述描述可知，彩色濾光元件上的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元和近紅外濾光單元陣列排布，一個(gè)濾光單元對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)，通過(guò)感光元件能感應(yīng)經(jīng)過(guò)每個(gè)濾光單元的光子值，每個(gè)區(qū)域包含至少一個(gè)的像素點(diǎn)，通過(guò)感光元件感應(yīng)到每個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅色值R_i”、綠色值G_i”、藍(lán)色值B_i”或者近紅外值NIR_i”，再通過(guò)插值法或者平均值法，可以計(jì)算得到每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i，方法合理。

進(jìn)一步的，請(qǐng)參照?qǐng)D11，還包括：

所述彩色濾光元件還包括全通單元；

對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域，還計(jì)算每個(gè)區(qū)域的全通光子值BW_i；

將每個(gè)區(qū)域的NIR_i、BW_i值疊加形成該區(qū)域的亮度通道圖像；

將每個(gè)區(qū)域的彩色通道圖像和亮度通道圖像疊加得到該區(qū)域的圖像。

由上述描述可知，彩色濾光元件上的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元和全通單元陣列排布，則還可計(jì)算得到每個(gè)區(qū)域的全通光子值BW_i，將NIR_i、BW_i值疊加形成亮度通道圖像，使圖像傳感器光透過(guò)量更大，靈敏度更高，彩色通道圖像和亮度通道圖像疊加后的圖像的亮度更高。

進(jìn)一步的，還包括：

通過(guò)感光元件感應(yīng)經(jīng)彩色濾光元件后各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅色值R_i”、綠色值G_i”、藍(lán)色值B_i”、近紅外值NIR_i”或者全通光子值BW_i”；

對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域；

根據(jù)各像素點(diǎn)的R_i”、G_i”、B_i”、NIR_i”或者BW_i”，利用插值法或者平均值法計(jì)算得到彩色濾光元件的每個(gè)區(qū)域的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i、全通光子值BW_i。

由上述描述可知，一個(gè)濾光單元對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)，通過(guò)感光元件能感應(yīng)經(jīng)過(guò)各濾光單元的紅色值R_i”、綠色值G_i”、藍(lán)色值B_i”、近紅外值NIR_i”或者全通光子值BW_i”，每個(gè)區(qū)域包含至少一個(gè)的像素點(diǎn)，通過(guò)插值法或者平均值法，可以計(jì)算得到每個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i、全通光子值BW_i，方法合理。

進(jìn)一步的，對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域后，每個(gè)區(qū)域包含至少一個(gè)的像素點(diǎn)。

由上述描述可知，每個(gè)區(qū)域包含至少一個(gè)的像素點(diǎn)，每個(gè)區(qū)域包含的像素點(diǎn)數(shù)量越少，使彩色圖像傳感器的精度較高。

請(qǐng)參照?qǐng)D8至圖9，本實(shí)用新型的實(shí)施例十一為：

一種彩色圖像成像方法，所述方法為：

對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域，計(jì)算每個(gè)區(qū)域的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i；

將每個(gè)區(qū)域的R_i、G_i、B_i均減去NIR_i，得到該區(qū)域的接近于人眼看到的紅色值R_i'、綠色值G_i'、藍(lán)色值B_i'；

將每個(gè)區(qū)域的R_i'、G_i'、B_i'值疊加得到該區(qū)域的彩色通道圖像；

將每個(gè)區(qū)域的彩色通道圖像與該區(qū)域的NIR_i值疊加得到該區(qū)域的圖像；

其中，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元和近紅外濾光單元；對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域后，每個(gè)區(qū)域包含至少一個(gè)的像素點(diǎn)；每個(gè)濾光單元對(duì)應(yīng)一個(gè)像素點(diǎn)。

請(qǐng)參照?qǐng)D10，本實(shí)用新型的實(shí)施例十二為：

一種彩色圖像成像方法，在實(shí)施例十一的基礎(chǔ)上，還包括：

通過(guò)感光元件感應(yīng)經(jīng)彩色濾光元件后各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅色值R_i”、綠色值G_i”、藍(lán)色值B_i”或者近紅外值NIR_i”；

對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域；

根據(jù)各像素點(diǎn)的R_i”、G_i”、B_i”或者NIR_i”，利用插值法或者平均值法計(jì)算得到彩色濾光元件的每個(gè)區(qū)域的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i。

請(qǐng)參照?qǐng)D11，本實(shí)用新型的實(shí)施例十三為：

一種彩色圖像成像方法，所述方法為：對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域，計(jì)算每個(gè)區(qū)域的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i和全通光子值BW_i；

將每個(gè)區(qū)域的R_i、G_i、B_i均減去NIR_i，得到該區(qū)域的接近于人眼看到的紅色值R_i'、綠色值G_i'、藍(lán)色值B_i'；

將每個(gè)區(qū)域的R_i'、G_i'、B_i'值疊加得到該區(qū)域的彩色通道圖像；

將每個(gè)區(qū)域的NIR_i、BW_i值疊加形成該區(qū)域的亮度通道圖像；

將每個(gè)區(qū)域的彩色通道圖像和亮度通道圖像疊加得到該區(qū)域的圖像；

其中，所述彩色濾光元件包括按照陣列排布的紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、近紅外濾光單元和全通單元。

請(qǐng)參照?qǐng)D11，本實(shí)用新型的實(shí)施例十四為：

一種彩色圖像成像方法，在實(shí)施例十三的基礎(chǔ)上，還包括：

通過(guò)感光元件感應(yīng)經(jīng)彩色濾光元件后各像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的紅色值R_i”、綠色值G_i”、藍(lán)色值B_i”、近紅外值NIR_i”或者全通光子值BW_i”；

對(duì)彩色濾光元件劃分區(qū)域；

根據(jù)各像素點(diǎn)的R_i”、G_i”、B_i”、NIR_i”或者BW_i”，利用插值法或者平均值法計(jì)算得到彩色濾光元件的每個(gè)區(qū)域的紅色值R_i、綠色值G_i、藍(lán)色值B_i、近紅外值NIR_i、全通光子值BW_i。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的彩色圖像傳感器，在彩色濾光元件上設(shè)有近紅外濾光單元來(lái)獲取近紅外頻譜范圍內(nèi)的光子數(shù)，并用近紅外值來(lái)校正經(jīng)過(guò)彩色濾光元件的紅色值、綠色值和藍(lán)色值，使得到接近于人眼看到的紅色值、綠色值和藍(lán)色值，彩色濾光元件還設(shè)有全通單元來(lái)增加透光量和靈敏度，通過(guò)感光元件感應(yīng)近紅外濾光單元、紅色濾光單元、綠色濾光單元、藍(lán)色濾光單元、全通單元對(duì)應(yīng)的光子值，通過(guò)插值法或者平均值法計(jì)算每個(gè)區(qū)域上對(duì)應(yīng)的紅色值、綠色值、藍(lán)色值、近紅外值和全通光子值，將校正后的接近于人眼看到的紅色值、綠色值和藍(lán)色值疊加合成彩色通道圖像，將近紅外值和全通光子值疊加合成亮度通道圖像，將彩色通道圖像和亮度通道圖像疊加合成彩色圖像傳感器得到的最終的彩色圖像，使所述圖像傳感器在明場(chǎng)和極微弱光環(huán)境下均可獲得彩色圖像，且透光性好、靈敏度高，色彩飽和度好。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。