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_5

文档序号:9814635阅读:来源:国知局
进行控制,W使每个 滤光子单元在相应的颜色与白色之间进行切换。具体地,可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。
[0138] 另外,根据本发明的一些实施例,每个滤光单元覆盖的M个感光像素构成一个合并 像素,即言每个感光像素单元中的M个感光像素构成一个合并像素。在一个优选示例中,每 个滤光单元可覆盖2*2个感光像素 W形成合并像素。
[0139] 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, 感光像素阵列上可排列的感光像素的数目是有限的,每个合并像素所包含的感光像素过多 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。
[0140] 综上所述,根据本发明实施例提出的图像传感器成像画质的调节方法,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。
[0141] 本发明实施例还提出了成像装置100。
[0142] 根据图17所示,本发明实施例的成像装置100包括本发明实施方式的图像传感器 IOW及与图像传感器10连接的图像处理模块50。图像处理模块50用于读取并处理感光像素 阵列11的输出W得到感光像素单元的像素值从而形成合并图像。其中,每个感光像素单元 的M个感光像素构成一个合并像素。
[0143] 具体地,图像传感器10可包括控制模块14、行选择逻辑单元15、列选择逻辑单元 16、模数转换器阵列21、寄存器17等,感光像素阵列11的输出经模数转换器阵列21转换为数 字信号,逐行存储于寄存器17并传送至图像处理模块50处理,直至所有感光像素的输出被 处理W生成合并图像。
[0144] 如此,图像处理模块50根据同一个感光像素单元中的M个感光像素的输出计算合 并像素的像素值W生成合并图像。
[0145] 具体来说,图像处理模块50可将同一个感光像素单元中的M个感光像素的输出相 加作为合并像素的像素值。
[0146] 如此,将M个感光像素的输出相加,形成的合并像素信噪比更高。例如,假定原有每 个感光像素的输出为S,噪声为化,合并像素包括M个感光像素,则合并像素的像素值为M*S, 而合并像素的噪声为.
-,M为正整数。可W理解的是,在M〉1的情况下,合并像素的噪 声小于合并前每个感光像素输出的噪声之和,例如当M=4时,合并像素的噪声为Ns/2,Ns/2 小于合并前每个感光像素输出的噪声之和4*Ns。而合并像素的输出为合并前各感光像素输 出之和,因此合并后的图像整体上噪声下降信噪比提高,清晰度提升。
[0147] 综上所述,根据本发明实施例提出的成像装置,通过读取并处理上述图像传感器 的输出,在低亮度下通过切换出白色滤光子单元,从而在低亮度下可增大进光量,W此生成 的图像具有较高的信噪比、亮度及清晰度均较好、且噪点少。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。
[0148] 本发明实施例再提出了一种图像传感器的成像方法。
[0149] 根据图18的实施例,本发明实施例的图像传感器的成像方法包括W下步骤:
[0150] S10:读取图像传感器中感光像素阵列的输出。
[0151] 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。外部光线通过滤光片照射 到感光像素的感光部分W产生电信号,即感光像素的输出。
[0152] 图像传感器用于获取环境亮度参数,并判断环境亮度参数是否小于第一预设阔 值,并在判断环境亮度参数小于第一预设阔值即处于低亮度环境时,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即每个滤光模块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W。
[0153] 由此,在低亮度下通过切换出白色滤光子单元,从而在低亮度下可增大进光量,W 此生成的图像具有较高的信噪比、亮度及清晰度均较好、且噪点少。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。
[0154] S20:根据感光像素单元中M个感光像素的输出计算感光像素单元的像素值W生成 合并图像。
[0155] 其中,每个感光像素单元的M个感光像素构成一个合并像素。
[0156] 具体地,根据同一合并像素的感光像素的输出计算合并像素的像素值W生成合并 图像即步骤S20进一步包括:将同一感光像素单元中的M个感光像素的输出相加作为相应的 合并像素的像素值。
[0157] 如此,采用像素合并的方法,合并像素的输出为合并之前各像素输出的和,而合并 像素的噪声小于合并之前各像素噪声的和,因此合并之后生成图像的噪点较少,信噪比较 局。
[0158] 进一步地,根据本发明的一个实施例,根据感光像素单元中M个感光像素的输出计 算感光像素单元的像素值即步骤S2进一步包括:
[0159] 采集第k行及第k+1行的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小于等于感光像素阵列的总行数。
[0160] 从寄存器中提取第k行及第k+1行的感光像素的输出W得到合并像素的像素值。
[0161] 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。
[0162] 另外,每个感光像素分别与一个模数转换器连接,本发明实施例成像方法进一步 包括:
[0163] 将感光像素产生的模拟信号输出转换为数字信号输出。
[0164] 将同一合并像素的感光像素的数字信号输出相加 W得到合并像素的像素值。
[01化]如此,一来,一般为数字信号处理忍片(DSP,digital si即al processor)的图像 处理模块可W直接处理图像传感器的输出,二来,相对于某些通过电路直接对图像传感器 的模拟信号格式的输出进行处理的方案来说,较好地保留了图像的信息,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。
[0166] 综上所述,根据本发明实施例提出的成像方法,通过读取并处理上述图像传感器 的输出,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。
[0167] 本发明再提供一种应用成像装置的移动终端。
[0168] 根据本发明的实施例,移动终端包括上述实施例的成像装置。因此,移动终端具有 拍照功能且能在低照度下生成信噪比高、清晰度高且噪点少的合并图像。
[0169] 移动终端可W是手机。
[0170] 根据本发明的一个实施例,成像装置可W是手机的前置相机。由于前置相机多用 于自拍,而自拍一般要求对图像的清晰度有要求而对图像分辨率要求不高,采用本发明实 施例的移动终端可满足此要求。
[0171] 进一步地,根据图19的实施例,移动终端200包括与成像装置100连接的中央处理 器81及外存储器83,中央处理器81用于控制外存储器83存储合并图像。
[0172] 运样,生成的合并图像可W被存储,方便W后查看、使用或转移。外存储器83包括 SM(Sma;rt Media)卡及CF(Compact Flash)卡等。
[0173] 进一步地,根据图20的实施例,移动终端200还包括与成像装置100连接的中央处 理器81及显示装置85,中央处理器81用于控制显示装置85显示合并图像。运样,移动终端 200拍摄的图像可W显示于显示装置W供用户查看。显示装置包括L邸显示器等。
[0174] 综上所述,采用本发明实施方式的移动终端,具有拍照功能且能在低亮度下生成 信噪比高、噪点少、清晰度高、图像色彩损失小的合并图像。特别的,当此移动终端为手机的 前置相机时,能提升低亮度下自拍图像的亮度及清晰度,减少噪点。
[0175] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语"中屯、"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"、"顺时 针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0176] 此外,术语"第一"、"第二"仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或者
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