图像传感器的成像方法、成像装置和电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及成像技术领域，尤其涉及一种图像传感器的成像方法、成像装置和电子装置。
【背景技术】
[0002]目前，手机拍照功能的多样化赢得了广大用户的喜爱，很多手机在拍照时采用了多帧合成技术，即让手机的图像传感器连续出几张图像，再由软件来合成，以达到不同的拍摄效果(例如HDR、夜景效果等)，以丰富使用体验。
[0003]但是，相关技术中的手机所采用的多帧合成技术，由于需要获取多帧数据，存在等待多帧数据所需时间较长的问题。另外，如果在拍摄多帧数据时画面中有物体在移动，那么合成之后很容易产生鬼影。
【发明内容】
[0004]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图像传感器的成像方法，该成像方法只需要图像传感器的一帧输出，就能通过合成的方式获得高动态范围的图像，从而大大减少了多帧合成中等待数据帧的时间，又由于用于多帧合成的数据来自图像传感器的同一帧，从而可以防止鬼影的产生，进而大大提升了用户体验。
[0005]本发明的第二个目的在于提出一种成像装置。
[0006]本发明的第三个目的在于提出一种电子装置。
[0007]为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的图像传感器的成像方法，所述图像传感器包括感光像素阵列及设置在所述感光像素阵列上的滤光片，所述滤光片包括滤光单元阵列，每个所述滤光单元和该滤光单元所覆盖的感光像素阵列中相邻的多个感光像素共同构成一合并像素，其中，每个所述滤光单元包括白色滤光区和彩色滤光区，所述白色滤光区覆盖至少一个所述感光像素，所述彩色滤光区覆盖至少一个所述感光像素，所述成像方法包括以下步骤:读取所述感光像素阵列的输出，从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像;对所述多帧低分辨率的图像进行合成。
[0008]根据本发明实施例的图像传感器的成像方法，只需要图像传感器的一帧输出，就能获得高动态范围的图像，从而大大减少了多帧合成中等待数据帧的时间，又由于用于多帧合成的数据来自图像传感器的同一帧，从而可以防止鬼影的产生，大大提升了用户体验。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像，具体包括:从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的相同位置的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像，具体包括:从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的不同位置的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像。
[0011]在本发明的一个实施例中，每个滤光单元和该滤光单元所覆盖的感光像素阵列中相邻的n*n个感光像素共同构成一个合并像素，所述成像方法具体包括以下步骤:读取所述感光像素阵列的输出，从读取的单帧高分辨率图像中抽取相邻合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得至少m帧低分辨率的图像;对所述至少m帧低分辨率的图像进行合成;其中，η，m均为大于I的自然数，m取值小于等于n*n。
[0012]在本发明的一个实施例中，每个滤光单元和该滤光单元所覆盖的感光像素阵列中相邻的2*2个感光像素共同构成一个合并像素，所述成像方法具体包括以下步骤:读取所述感光像素阵列的输出，从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得4帧低分辨率的图像;对所述4帧低分辨率的图像进行合成。
[0013]在本发明的一个实施例中，相邻的四个合并像素构成一个合并像素单元，每个合并像素单元中相邻排布的四个滤光单元包括一个红色滤光单元、一个蓝色滤光单元和两个绿色滤光单元，所述红色滤光单元包括白色滤光区和红色滤光区，所述蓝色滤光单元包括白色滤光区和蓝色滤光区，所述绿色滤光单元包括白色滤光区和绿色滤光区。
[0014]为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的成像装置，图像传感器，所述图像传感器包括:感光像素阵列;设置于所述感光像素阵列上的滤光片，所述滤光片包括滤光单元阵列，每个滤光单元和该滤光单元所覆盖的感光像素阵列中相邻的多个所述感光像素共同构成一合并像素，其中，每个所述滤光单元包括白色滤光区和彩色滤光区，所述白色滤光区覆盖至少一个所述感光像素，所述彩色滤光区覆盖至少一个所述感光像素；以及与所述图像传感器相连的图像处理模块，所述图像处理模块用于读取所述感光像素阵列的输出，并从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像，以及对所述多帧低分辨率的图像进行合成。
[0015]根据本发明实施例的成像装置，图像处理模块只需要获得图像传感器的一帧输出，就能通过合成的方式获得高动态范围的图像，从而大大减少了多帧合成中等待数据帧的时间，又由于用于多帧合成的数据来自图像传感器的同一帧，从而可以防止鬼影的产生，进而大大提升了用户体验。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述图像处理模块具体用于:从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的相同位置的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像。
[0017]在本发明的一个实施例中，所述图像处理模块具体用于:从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的不同位置的感光像素的像素值进行组合，以获得多帧低分辨率的图像。
[0018]在本发明的一个实施例中，每个滤光单元和该滤光单元所覆盖感光像素阵列中相邻的n*n个感光像素共同构成一个合并像素，所述图像处理模块具体用于:读取所述感光像素阵列的输出，从读取的单帧高分辨率图像中抽取相邻合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得至少m帧低分辨率的图像，并对所述至少m帧低分辨率的图像进行合成;其中，η，m均为大于I的自然数，m取值小于等于n*n。
[0019]在本发明的一个实施例中，每个滤光单元和该滤光单元所覆盖的感光像素阵列中相邻的2*2个感光像素共同构成一个合并像素，所述图像处理模块具体用于:读取所述感光像素阵列的输出，从读取的单帧高分辨率图像中抽取不同合并像素的感光像素的像素值进行组合，以获得4帧低分辨率的图像，并对所述4帧低分辨率的图像进行合成。
[0020]在本发明的一个实施例中，相邻的四个合并像素构成一个合并像素单元，每个合并像素单元中相邻排布的四个滤光单元包括一个红色滤光单元、一个蓝色滤光单元和两个绿色滤光单元，所述红色滤光单元包括白色滤光区和红色滤光区，所述蓝色滤光单元包括白色滤光区和蓝色滤光区，所述绿色滤光单元包括白色滤光区和绿色滤光区。
[0021]在本发明的一个实施例中，每个滤光单元、该滤光单元所覆盖感光像素阵列中相邻的多个感光像素、以及位于滤光单元上的透镜阵列共同构成一个合并像素。其中，该透镜阵列用于将光线汇聚到滤光单元下方的感光像素上。该透镜阵列包括多个微透镜，每个微透镜与一个感光像素对应设置。
[0022]为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的电子装置，包括本发明第二方面实施例的成像装置。
[0023]根据本发明实施例的电子装置，由于具有了该成像装置，在拍摄时只需要图像传感器的一帧输出，就能通过合成的方式获得高动态范围的图像，从而大大减少了多帧合成中等待数据帧的时间，又由于用于多帧合成的数据来自图像传感器的同一帧，从而可以防止鬼影的产生，进而大大提升了用户体验。
[0024]在本发明的一个实施例中，所述电子装置为手机或平板电脑。
【附图说明】
[0025]图1A是根据本发明一个实施例的图像传感器的成像方法的流程图；
[0026]图1B是根据本发明一个具体实施例的图像传感器的成像方法的流程图；
[0027]图1C是根据本发明一个具体实施例的图像传感器的成像方法的流程图；
[0028]图2A?图2C是根据本发明一个具体实施例的绿色滤光单元的示意图；
[0029]图2D是根据本发明一个具体实施例获得多帧低分辨率的图像的原理图；
[0030]图3是根据本发明一个实施例的成像装置的方框示意图；
[0031 ]图4A是根据本发明一个实施例的滤光单元阵列的示意图；
[0032]图4B是根据本发明一个实施例的图像传感器的结构示意图；
[0033]图4C是根据本发明另一个实施例的图像传感器的结构示意图；
[0034]图5是根据本发明一个实施例的感光像素及相关电路的示意图。
【具体实施方式】
[0035]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，而不能理解为对本发明的限制。
[0036]下面参考附图描述本发明实施例的图像传感器的成像方法、成像装置和电子装置。
[0037]图1A是根据本发明一个实施例的图像传感器的成像方法的流程图。
[0038]首先对本发明实施例的方法所采用的图像传感器进行说明。
[0039]具体地，图像传感器包括感光像素阵列及设置在感光像素阵列上的滤光片，滤光片包括滤光单元阵列，所述滤光单元阵列包括多个滤光单元，每个滤光单元和该滤光单元所覆盖感光像素阵列中相邻的多个感光像素共同构成一合并像素，其中，每个滤光单元