图像传感器、成像装置、移动终端及成像方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及成像技术，特别设及一种图像传感器、成像装置、移动终端及图像传感 器的成像方法。
【背景技术】
[0002] 相关成像装置的图像传感器在低照度环境下生成的图像可能存在噪点大、清晰度 差的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种能够解决低照度环境下噪点大、清晰度差的问题的图像传感器。
[0004] 本发明的另一个目的在于提出一种成像装置。本发明的又一个目的在于提出一种 移动终端。本发明的再一个目的在于提出一种成像方法。
[0005] 为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种图像传感器，包括:感光像素阵 列；设置于所述感光像素阵列上的滤光片，所述滤光片包括具有多个滤光单元的滤光单元 阵列，其中，每个所述滤光单元覆盖N个感光像素，部分所述滤光单元至少包括白色滤光区， 所述白色滤光区覆盖所述N个感光像素中的至少一个感光像素，其中，同一所述滤光单元覆 盖的所述N个感光像素构成一个合并像素，N为正整数。
[0006] 根据本发明实施例提出的图像传感器，通过在部分滤光单元中嵌入白色滤光区， 可增大进光量，进而在低照度下得到较高的信噪比、亮度和清晰度，并生成噪点较少的图 像。
[0007] 根据本发明的一些实施例，所述滤光单元阵列包括R滤光单元、G滤光单元和B滤光 单元，其中，所述G滤光单元至少包括所述白色滤光区，所述白色滤光区覆盖所述G滤光单元 覆盖的N个感光像素中的至少一个感光像素。
[000引根据本发明的一些实施例，每个所述滤光单元包括巧2个所述感光像素，其中，所 述白色滤光区覆盖所述G滤光单元覆盖的1个感光像素，其中，所述G滤光单元还可包括绿色 滤光区，所述绿色滤光区覆盖其他3个感光像素;或者，所述白色滤光区覆盖所述G滤光单元 覆盖的2个感光像素，其中，所述G滤光单元还可包括绿色滤光区，所述绿色滤光区覆盖其他 2个感光像素;或者，所述白色滤光区覆盖所述G滤光单元覆盖的3个感光像素，其中，所述G 滤光单元还可包括绿色滤光区，所述绿色滤光区覆盖其他1个感光像素;或者，所述白色滤 光区覆盖所述G滤光单兀覆盖的4个感光像素。
[0009] 根据本发明的一些实施例，所述图像传感器还包括:控制模块，所述控制模块用于 控制所述感光像素阵列逐行曝光。
[0010] 根据本发明的一些实施例，所述图像传感器还包括:寄存器，所述控制模块用于依 次采集当前曝光完成的第k行及第k+1行的所述感光像素的输出并存入所述寄存器，其中k =化-l，n为自然数，k+1小于等于所述感光像素阵列的总行数。
[0011] 根据本发明的一些实施例，所述图像传感器还包括:具有多个模数转换器的模数 转换器阵列，每个所述模数转换器与一个所述感光像素连接。
[0012] 根据本发明的一些实施例，所述图像传感器还包括:微镜阵列，每个所述微镜与一 个所述感光像素对应。
[0013] 为达到上述目的，本发明另一方面实施例提出了一种成像装置，包括:所述的图像 传感器;与所述图像传感器连接的图像处理模块，所述图像处理模块用于读取并处理所述 图像传感器中所述感光像素阵列的输出W得到所述合并像素的像素值从而形成合并图像。
[0014] 根据本发明实施例提出的成像装置，通过上述图像传感器，可增大进光量，进而在 低照度下得到较高的信噪比、亮度和清晰度，并生成噪点较少的图像。
[0015] 根据本发明的一些实施例，当滤光单元仅包括白色滤光区或非白色滤光区时，所 述图像处理模块进一步用于将同一所述合并像素的对应的所述N个感光像素的输出相加作 为所述合并像素的像素值。
[0016] 根据本发明的一些实施例，当滤光单元包括白色滤光区和非白色滤光区时，所述 图像处理模块进一步用于，将所述合并像素中所述白色滤光区对应的所述感光像素的输出 相加 W作为所述合并像素的第一像素值，W及将所述合并像素中所述非白色滤光区对应的 所述感光像素的输出相加 W作为所述合并像素的第二像素值。
[0017] 由于合并像素的噪声小于合并之前各像素噪声之和，通过合并像素能进一步提高 低照度下的信噪比、亮度和清晰度，进一步减少图像的噪点。
[0018] 为达到上述目的，本发明又一方面实施例提出了一种移动终端，包括所述的成像 装置。
[0019] 根据本发明实施例提出的移动终端，通过上述成像装置，可增大进光量，进而在低 照度下得到较高的信噪比、亮度和清晰度，并生成噪点较少的图像。并且，由于合并像素的 噪声小于合并之前各像素噪声之和，通过合并像素能进一步提高低照度下的信噪比、亮度 和清晰度，进一步减少图像的噪点。
[0020] 根据本发明的一些实施例，所述移动终端可为手机。
[0021] 根据本发明的一些实施例，所述成像装置可为所述手机的前置相机。
[0022] 根据本发明的一些实施例，所述移动终端还包括:与所述成像装置连接的中央处 理器及外存储器，所述中央处理器用于控制所述外存储器存储所述合并图像。
[0023] 根据本发明的一些实施例，所述移动终端还包括:与所述成像装置连接的中央处 理器及显示装置，所述中央处理器用于控制所述显示装置显示所述合并图像。
[0024] 为达到上述目的，本发明再一方面实施例提出了一种所述的图像传感器的成像方 法，包括W下步骤:读取所述图像传感器中感光像素阵列的输出；根据同一所述合并像素的 所述感光像素的输出计算所述合并像素的像素值W生成合并图像。
[0025] 根据本发明实施例提出的成像方法，通过上述图像传感器可增大进光量，进而在 低照度下得到较高的信噪比、亮度和清晰度，并生成噪点较少的图像。
[0026] 根据本发明的一些实施例，每个所述滤光单元包括2*2个所述感光像素，所述根据 同一所述合并像素的所述感光像素的输出计算所述合并像素的像素值具体包括:采集第k 行及第k+1行的所述感光像素的输出并存入寄存器，其中k =化-l，n为自然数，k+1小于等于 所述感光像素阵列的总行数;从所述寄存器中提取所述第k行及第k+1行的所述感光像素的 输出W得到所述合并像素的像素值。
[0027] 根据本发明的一些实施例，当滤光单元仅包括白色滤光区或非白色滤光区时，所 述根据同一所述合并像素的所述感光像素的输出计算所述合并像素的像素值W生成合并 图像进一步包括:将同一所述合并像素的对应的所述N个感光像素的输出相加作为所述合 并像素的像素值。
[0028] 根据本发明的一些实施例，当滤光单元包括白色滤光区和非白色滤光区时，所述 合并像素的像素值包括所述白色滤光区对应的第一像素值和所述非白色滤光区对应的第 二像素值，所述根据同一所述合并像素的所述感光像素的输出计算所述合并像素的像素值 W生成合并图像进一步包括:将所述合并像素中所述白色滤光区对应的所述感光像素的输 出相加 W作为所述合并像素的第一像素值，W及将所述合并像素中所述非白色滤光区对应 的所述感光像素的输出相加 W作为所述合并像素的第二像素值。
[0029] 由于合并像素的噪声小于合并之前各像素噪声之和，通过合并像素能进一步提高 低照度下的信噪比、亮度和清晰度，进一步减少图像的噪点。
[0030] 根据本发明的一些实施例，每个所述感光像素分别与一个模数转换器连接，其中， 所述成像方法进一步包括:将所述感光像素产生的模拟信号输出转换为数字信号输出；根 据同一所述合并像素的所述感光像素的所述数字信号输出计算所述合并像素的像素值。
【附图说明】
[0031] 图1是根据本发明实施例的图像传感器的侧视示意图；
[0032] 图2a-2d是根据本发明一个实施例的图像传感器的部分滤光单元的示意图；
[0033] 图3是拜耳结构的滤光单元阵列示意图；
[0034] 图4a-4d是根据本发明一个实施例的图像传感器的滤光单元阵列的示意图；
[0035] 图5a-5d是根据本发明一个实施例的图像传感器的立体结构示意图；
[0036] 图6是根据本发明一个实施例的图像传感器的方框示意图；
[0037] 图7是根据本发明一个实施例的图像传感器的感光像素的电路结构示意图；
[0038] 图8是根据本发明一个实施例的图像传感器的方框示意图，其中，图像传感器包括 模数转换器；
[0039] 图9是根据本发明一个实施例的图像传感器的立体结构示意图，其中图像传感器 包括微镜阵列；
[0040] 图10是根据本发明实施例的成像装置的方框示意图；
[0041] 图11是根据本发明一个实施例的移动终端的方框示意图；
[0042] 图12是根据本发明另一个实施例的移动终端的方框示意图；
[0043] 图13是根据本发明实施例的成像方法的流程图；
[0044] 图14是根据本发明一个实施的成像方法的读取感光像素输出并生成图像的流程 示意图；W及
[0045] 图15是根据本发明一个实施的成像方法的处理感光像素输出并生成图像的流程 示意图。
【具体实施方式】
[0046] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为