图像传感器及其成像画质的调节方法和成像装置的制造方法_3

文档序号:9814635阅读:来源:国知局
值时,可将第一绿色Gr滤光单元中滤光子单元均作为待切换滤光子单元 并由第一绿色Gr切换为白色W; W及将第二绿色加滤光单元中的滤光子单元均作为待切换 滤光子单元并由第二绿色化切换为白色W。
[0075] 应当理解的是,当环境亮度参数大于第四预设阔值且小于等于第=预设阔值时, 说明环境亮度参数属于第四亮度等级,需要将待切换滤光子单元切换为白色W减少图像噪 点并提高图像清晰度,并且此时环境亮度很低,需将更多的滤光子单元切换为白色,本实施 例中将第一绿色Gr滤光单元和第二绿色化滤光单元中的滤光子单元均切换为白色,从而较 少图像噪点。
[0076] 在环境亮度参数小于或等于第四预设阔值时,将第一绿色Gr滤光单元、第二绿色 Gb滤光单元、红色R滤光单元和蓝色B滤光单元中的M2个滤光子单元作为待切换滤光子单 元,其中,第四预设阔值小于第=预设阔值,M2为大于1且小于M的正整数。
[0077] 如图8的示例,滤光单元122可包括2*2(即M = 4)个滤光子单元1211,在环境亮度参 数小于或等于第四预设阔值时,可将第一绿色Gr滤光单元中第二列的滤光子单元作为待切 换滤光子单元并由第一绿色Gr切换为白色W,而其他滤光子单元作为非待切换滤光子单元 保持为第一绿色Gr;将第二绿色化滤光单元中第二列的滤光子单元作为待切换滤光子单元 并由第二绿色加切换为白色W,而其他滤光子单元作为非待切换滤光子单元保持为第二绿 色化;将红色R滤光单元中第二列的滤光子单元作为待切换滤光子单元并由红色R切换为白 色W,而其他滤光子单元作为非待切换滤光子单元保持为红色R;将蓝色B滤光单元中第二列 的滤光子单元作为待切换滤光子单元并由蓝色B切换为白色W,而其他滤光子单元作为非待 切换滤光子单元保持为蓝色B。
[007引当然,也可将第一绿色Gr滤光单元、第二绿色化滤光单元、红色R滤光单元和蓝色B 滤光单元中其他位置的滤光子单元作为待切换滤光子单元,不限于图8中的第二列。
[0079] 应当理解的是,当环境亮度参数小于等于第四预设阔值时,说明环境亮度参数属 于第五亮度等级,需要将待切换滤光子单元切换为白色W减少图像噪点并提高图像清晰 度,并且此时环境亮度非常低,需将更多的滤光子单元切换为白色且每个滤光单元具有待 切换滤光子单元,本实施例中将第一绿色Gr滤光单元、第二绿色化滤光单元、红色R滤光单 元和蓝色B滤光单元中第二列的滤光子单元均切换为白色,从而较少图像噪点。
[0080] 进一步地,根据本发明的一个实施例,滤光片12可由电致变色材料制成,其中,控 制模块14进一步用于向N个滤光单元122中的待切换滤光子单元通入第一电流W将待切换 滤光子单元切换为白色。
[0081] 需要说明的是,可将电致变色材料添加到玻璃中W制成本发明实施例的滤光片 12,滤光片12中的电致变色材料在电流驱动下可W在某种颜色与白色之间进行转换,例如, 添加了红色电致变色材料的滤光片可在红色与白色之间进行切换,添加了蓝色、第一绿色 或第二绿色的电致变色材料的滤光片也可在相应的颜色与白色之间进行切换。
[0082] 由此,控制模块14可根据环境亮度参数对施加在每个滤光子单元1211的电流进行 控制,W使每个滤光子单元1211在相应的颜色与白色之间进行切换。具体地,控制模块14可 控制供电模块向待切换滤光子单元施加第一电流W将待切换滤光子单元切换为白色,并向 非待切换滤光子单元施加第二电流W使非待切换滤光子单元保持为相应的颜色例如红色、 蓝色、第一绿色或第二绿色。
[0083] 另外,根据本发明的一些实施例,每个滤光单元122覆盖的M个感光像素 1111构成 一个合并像素,即言每个感光像素单元111中的M个感光像素1111构成一个合并像素。根据 图1-3和图5-8的示例,每个滤光单元1311覆盖2*2个感光像素111W形成合并像素。
[0084] 除了 2巧结构外,还有3*3,4*4,甚至是任意n*m等结构(n,m为自然数),可W理解, 感光像素阵列11上可排列的感光像素1111的数目是有限的,每个合并像素所包含的感光像 素1111过多的话,图像的分辨率大小会受到限制,如,若感光像素阵列11的像素值为16M,采 用2*2的合并像素结构会得到分辨率为4M的合并图像,而采用4*4结构就只能得到分辨率为 IM的合并图像。因此2*2的合并像素结构是一个较佳排列方式,在尽量少牺牲分辨率的前提 下提升图像亮度及清晰度。同时,采用2*2结构方便硬件上实现对感光像素输出的读取及合 并处理。
[0085] 根据本发明的一个实施例,如图9所示,图像传感器还包括控制模块14,控制模块 14用于控制感光像素阵列11逐行曝光。具体而言,控制模块14连接有行选择逻辑单元15及 列选择逻辑单元16, W控制逐行对感光像素 1111的输出进行处理。
[0086] 逐行曝光并输出的方式在硬件上更容易实现。
[0087] 进一步地,如图9所示,图像传感器10还包括寄存器17,控制模块14用于依次采集 当前曝光完成的第k行及第k+1行的感光像素111的输出并存入寄存器17,其中k =化-l,n为 自然数,k+1小于等于感光像素阵列11的总行数。
[0088] 如此,可W充分利用寄存器来实现感光单元的输出读出、缓存及合并的过程,硬件 容易实现且处理速度较快。
[0089] 具体地,如图9和10所示,图像传感器10包括行选择逻辑单元15及列选择逻辑单元 16。其中,行选择逻辑单元15及列选择逻辑单元16分别与控制模块14相连,行选择逻辑单元 15及列选择逻辑单元16与每一个感光像素1111对应的开关管1115连接,控制模块14用于控 制行选择逻辑单元15及列选择逻辑单元16W选通特定位置的感光像素1111的开关管1115。
[0090] 控制模块14首先采集第一行及第二行的感光像素的输出并存入寄存器17。后续电 路对位置坐标为1-1、1-2、2-1、2-2的四个感光像素1111的输出进行处理^得到合并像素的 像素值。其中位置坐标的左边数字代表行,右边数字代表列。
[0091] 再对位置坐标为1-3、1-4、2-3、2-4的四个感光像素的输出进行处理,得到相应感 光像素单元的像素值。
[0092] W此类推,直至处理完第一行及第二行的最后一组四个感光像素。
[0093] 按W上处理方式,对第=行及第四行、第五行及第六行等的感光像素的输出进行 处理,直至全部感光像素的输出均处理完成。
[0094] 根据本发明的一个实施例,如图10和11所示,图像传感器10还包括模数转换器21 阵列,每个模数转换器21与一个感光像素1111连接,模数转换器21用于将感光像素1111的 模拟信号输出转换为数字信号输出。
[00M]如图10的示例,感光像素1111包括光电二极管1113。光电二极管1113用于将光照 转化为电荷,且产生的电荷与光照强度成比例关系。开关管1115用于根据行选择逻辑单元 15及列选择逻辑单元16的控制信号来控制电路的导通及断开,当电路导通时,源极跟随器 1117(source follower)用于将光电二极管1113经光照产生的电荷信号转化为电压信号。 模数转换器211 (Analog-to-digi化1 converter)用于将电压信号转换为数字信号,W传输 至后续电路处理。
[0096] 此输出处理方式使感光像素的输出转化为数字信号,在后续数字电路中或在忍片 中用软件进行处理。因此每个感光像素的输出信息可W被保留,例如,对于16M像素的图像 传感器来说,本发明实施方式的成像方法可W保留16M像素(即合并前图像)的信息,在此基 础上经过处理得到4M像素的合并图像或其他分辨率的图像。最终生成图像出现坏点的概率 较低。此外,此输出处理方式的噪声较小,信噪比较高。
[0097] 根据本发明的一个实施例,如图12所示,图像传感器10包括设置在滤光片12上的 微镜阵列23,每个微镜231与一个感光像素1111对应。
[0098] 具体地,每个微镜231与一个感光像素1111对应,包括大小、位置对应。在某些实施 方式中,每个滤光单元122对应2*2个感光像素1111及2*2个微镜231。随着技术发展,为了得 到分辨率更高的图像,感光片上的感光像素1111越来越多,排列越来越密集,单个感光像素 1111也越来越小,其受光受到影响,且感光像素1111的感光部分面积是有限的,微镜231能 将光聚集到感光部分,从而提升感光像素1111的受光强度W改善图像画质。
[0099] 综上所述,根据本发明实施例提出的图像传感器,控制模块可根据环境亮度参数 确定N个滤光单元中的待切换滤光子单元,并将待切换滤光子单元切换为白色。由此,在低 亮度下通过切换出白色滤光子单元,可增大进光量,进而在低亮度下得到较高的信噪比、亮 度和清晰度,生成噪点较少的图像,并且,根据环境亮度调整白色滤光子单元的数量,从而 在生成噪点较少的图像的情况下,尽可能降低图像色彩损失。
[0100] 本发明实施例还提出了一种图像传感器成像画质的调节方法。其中,图像传感器 包括具有多个感光像素单元的感光像素阵列W及设置于感光像素阵列上的滤光片,滤光片 包括具有多个滤光模块的滤光单元阵列,每个滤光模块包括分别覆盖N个感光像素单元的N 个滤光单元,每个感光像素单元包括M个感光像素,每个滤光单元包括与M个感光像素对应 的滤光子单元,其中,M和N为正整数。
[0101] 图13是根据本发明实施例的图像传感器成像画质的调节方法的流程图。如图13所 示,图像传感器成像画质的调节方法包括W下步骤:
[0102] SI:检测环境亮度参数,并判断环境亮度参数是否小于第一预设阔值。
[0103] S2:当判断环境亮度参数小于第一预设阔值时,根据环境亮度参数确定N个滤光单 元中的待切换滤光子单元,并将待切换滤光子单元切换为白色。
[0104] 其中,可N个滤光单
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