[实用新型]一种图像传感器芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种图像传感器芯片。

背景技术

作为相机的核心器件，CMOS和CCD图像传感器芯片已广泛应用于工业，科研和航空等领域。但现有图像传感器芯片的像素感光部分均在一个平面上。在实际应用中，配合一定的镜头，在像距一定的条件下，相机将具备一定的景深。但由于像素感光部分在一个平面上，其景深会比较小，从而影响拍摄效果。尤其是在光照不足的情况下，为了达到一定的曝光等级，必须使用大光圈镜头，这样景深会更小。景深小会带来三方面的缺点。一方面使得系统安装精度要求高；另一方面，当被拍摄物体是一个三维立体，或者不是跟相机图像传感器平面平行的平面时，被拍摄物体可能只有一部分被拍摄清楚。第三方面，为了达到一定程度的景深，相机可能会需要配备昂贵的镜头或者更高亮度的照明设备，这使得系统成本更高。所以，景深是相机实际应用中非常重要的一个参数。某种程度上，它决定了相机的系统成本和性能。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决上述问题，提供一种可以有效增加相机景深，且结构合理的图像传感器芯片。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种图像传感器芯片，它包括图像传感器芯片，在该芯片上设有若干个像素阵列，各像素阵列与像素控制电路连接，所述各像素阵列的感光区域设置在高度相异的多个平面上。

所述高度相异的各平面交错排布。

所述高度相异的各平面呈阶梯式排列。

所述高度相异的各平面呈波浪式排列。

本实用新型的工作原理：

图像传感器芯片是数字相机的重要组成部分。一般而言相机的成像公式可以简化为，

1f=1u+1v---(1)]]>

其中，f为镜头焦距，u为物距，v为像距。

当f和v确定的情况下，最佳成像的物距u也可以确定。在实际应用中，u适当地增加或者减少，可以使成像清晰度降低，但是其成像质量仍然可以被接受。这种情况下，物距u的范围就称为景深(DOF或者Depth of Field)。

通过公式(1)还可以得出这样的结论，在f一定的情况下，当像距v变化时，物距u和景深也会随之变化。

本实用新型的关键点在于，图像传感器的像素的感光区域在多个平面内，这等价于有多个像距v，每个像距v对应的景深u也有多个。多个景深组合在一起，可以使相机的总的景深变得更大。

本实用新型的有益效果是：图像传感器的像素的感光区域具有不同的高度，即各个像素的感光区域可以在多个平面上。配备这种芯片的相机不同的像素有不同的像距，因此，会有多个景深范围。几个景深范围组合在一起，便可以增大相机的总景深。

用Aptina公司的一款图像传感器芯片来做实验，分析景深的变化。将该图像传感器分别放在两个不同的位置来模拟像素具有不同高度的传感器芯片。位置a为参考点，像素感光区域高1.27mm，。位置b比位置a向镜头方向移动0.5mm，来模拟感光区域高度为1.77mm的像素阵列。搭配一款3片式镜头，拍摄12号字体的英文文本。对采集到的图像进行光学字符识别，得到的景深数据见表1。由表1可以看出，系统景深为160mm，相对于阵列a的景深增加了100％。

表1