图像传感器及具有其的终端的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于图像处理技术领域，尤其涉及一种图像传感器，以及具有该图像传感器的终端。
【背景技术】
[0002]随着手机的普及，用手机拍照成为越来越多人的喜好。但是随着对拍照要求的提高，手机的图像处理的HDR(High-Dynamic Range，高动态范围)功能成为用户的需求，但是，目前，实现HDR功能，一般通过软件实现，效果不明显。
【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，本发明需要提出一种图像传感器，该图像传感器，通过硬件改进，可以提升HDR效果。
[0004]本发明另外还提出一种采用该图像传感器的终端。
[0005]为了解决上述问题，本发明一方面提出一种图像传感器，该图像传感器包括:像素单元阵列，包括多个像素单元;增幅转换单元，用于将像素单元产生的光生电荷转换为模拟信号;设置于所述像素单元阵列上的滤光阵列，滤光阵列包括多个滤光片，同一颜色的所述滤光片对应于多个像素单元;其中，所述同一颜色的滤光片所对应的多个像素单元，一部分的像素单元中每个像素单元产生的光生电荷分别独立使用一个增幅转换单元输出并合并为第一模拟信号，剩余部分的像素单元产生的光生电荷累加后共用一个增幅转换单元输出第二模拟信号，输出所述第一模拟信号的所有像素单元位于所述像素单元这列的同一列，输出所述第二模拟信号的所有像素单元位于所述像素单元阵列的同一列，所述第一模拟信号和所述第二模拟信号不相同。
[0006]本发明的图像传感器，基于同一颜色的滤光片对应多个像素单元，且同一颜色的滤光片对应的多个像素单元经增幅转换单元转换后输出两个不同的模拟信号，为实现HDR功能提供硬件基础，相较于相关技术中的软件实现HDR功能，该图像传感器通过硬件改进实现HDR功能，提升HDR效果。
[0007]在本发明的一些实施例中，该图像传感器还包括:模数转换单元(ADC，Analog-to_Digital Converter)，用于将第一模拟信号和第二模拟信号分别转换为第一数字信号和第二数字信号。
[0008]在本发明的一些实施例中，同一颜色的滤光片所对应的多个像素单元位于像素单元阵列的不同列。
[0009]在本发明的一些实施例中，所述同一颜色的滤光片对应2行2列共计4个像素单元，位于第一列中的2个像素单元产生的光生电荷分别独立使用一个增幅转换单元输出并合并为所述第一模拟信号，位于第二列中的2个像素单元产生的光生电荷累加后经过增幅转换单元转换为第二模拟信号，所述第一模拟信号通过一个模数转换单元转换为所述第一数字信号，所述第二模拟信号通过另一个模数转换单元转换为所述第二数字信号。
[0010]在本发明的一些实施例中，上述图像传感器还包括:设置在所述滤光阵列上的微镜阵列，所述微镜阵列中的每个微镜与一个所述像素单元对应。
[0011]在本发明的一些实施例中，上述图像传感器还包括控制模块和图像处理模块，所述控制模块用于控制所述同一颜色的滤光片所对应的多个像素单元按照行同时曝光，所述图像处理模块对所述模数转换单元的输出进行合成以获得高动态范围图像。
[0012]为了解决上述问题，本发明另一方面提出一种终端，该终端包括上述方面所述的图像传感器。
[0013]本发明的终端，通过采用所述的图像传感器，基于图像传感器的硬件结构可以实现HDR功能，提升HDR图像效果。
[0014]在本发明的一些实施例中，所述成像终端包括手机。
[0015]在本发明的一些实施例中，所述成像终端还包括与所述图像传感器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图像传感器输出的高动态范围图像。
[0016]在本发明的一些实施例中，所述终端包括与所述图像传感器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图像传感器输出的高动态范围图像。
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明的一个实施例的图像传感器的示意图；
[0018]图2是根据本发明的另一个实施例的图像传感器的示意图；
[0019]图3是根据本发明的一个具体实施例的滤波片的分布示意图；
[0020]图4是根据本发明的一个实施例的图像传感器的电路图；
[0021 ]图5是根据本发明的又一个实施例的图像传感器的框图；
[0022]图6是根据本发明的一个实施例的终端的框图；
[0023]图7是根据本发明的另一个实施例的终端的框图；以及
[0024]图8是根据本发明的再一个实施例的终端的框图。
【具体实施方式】
[0025]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。
[0026]下面参照附图描述根据本发明实施例的图像传感器及具有其的终端。
[0027]首先，对本发明实施例的图像传感器进行说明。图1是根据本发明的一个实施例的图像传感器的框图。
[0028]如图1所示，该图像传感器100包括像素单元阵列10、增幅转换单元20和滤光阵列30 ο
[0029]像素单元阵列10包括多个像素单元11;增幅转换单元20用于将像素单元11产生的光生电荷转换为模拟信号;滤光阵列30设置于像素单元阵列10上，每个滤光阵列30包括多个滤光片31，同一颜色的滤光片31对应于多个像素单元11。
[0030]其中，同一颜色的滤光片31所对应的多个像素单元，一部分的像素单元11中每个像素单元产生的光生电荷分别独立使用一个增幅转换单元20输出并合并为第一模拟信号Al，剩余部分的像素单元产生的光生电荷累加后共用一个增幅转换单元20输出第二模拟信号A2，输出第一模拟信号Al的所有像素单元位于像素单元阵列10的同一列，输出第二模拟信号A2的所有像素单元位于像素单元阵列10的同一列，第一模拟信号Al和第二模拟信号A2不相同。
[0031]本发明的图像传感器100，基于同一颜色的滤光片31对应多个像素单元11，且同一颜色的滤光片31对应的多个像素单元11经增幅转换单元20转换后输出两个不同的模拟信号，为实现HDR功能提供硬件基础，相较于相关技术中的软件实现HDR功能，该图像传感器100通过硬件改进实现HDR功能，提升HDR效果。
[0032]如图2所示，图像传感器100还包括模数转换单元40，模数转换单元40将第一模拟信号Al和第二模拟信号A2分别转换为第一数字信号Dl和第二数字信号D2，为图像处理提供数据。
[0033]在本发明的一些实施例中，同一颜色的滤光片31所对应的多个像素单元11位于像素单元阵列10的不同列。
[0034]例如，同一颜色的滤光片31对应2行2列共计4个像素单元，位于第一列中的2个像素单元11产生的光生电荷分别独立使用一个增幅转换单元20输出并合并为第一模拟信号Al，位于第二列中的2个像素单元11产生的光生电荷累加后经过增幅转换单元20转换为第二模拟信号A2，第一模拟信号Al通过一个模数转换单元40转换为第一数字信号Dl，第二模拟信号A2通过另一个模数转换单元40转换为第二数字信号D2。
[0035]参照图3所示，为根据本发明的一个实施例的滤光片分布示意图，滤波阵列30采用Bayer array颜色模式，其中，相同字符表示相同颜色的滤光片(例如Gr，Gb，R，B)，字符后的数字表示相同颜色的滤波片对应的像素单元的排号，不同颜色的滤光片仅允许对应波长的光透过。
[0036]图4是根据本发明的一个实施例的图像传感器的等效电路图，如图4所示，包括:第一像素单元PDl和第一传输开关TG1、第二像素单元PD2和第二传输开关TG2、第三像素单元PD3和第三传输开关TG3、第四像素单元PD4和第四传输开关TG4、第一增幅转换单元SF1、第二增幅转换单元SF2、第三增幅转换单元SF3、第一模数转换单元41和第二模数转换单元42。其中，像素单元，例如光电二极管，接收滤光片31透过的光而生成电荷，传输开关开启则对应的像素单元11生成的电荷输出，进而在增幅转换单元20耦合并转换为电压信号，通过模数转换单元40转换为数字信号输出，为图像处理提供数据基础。
[0037]其中，第一像素单元PD1、第二像素单元TO2、第三像素单元TO3和第四像素单元PD4分别相邻且对应相同颜色的滤光片31，例如图4中所示，也就是四个分别相邻的像素单元11接收相同颜色的光，简单地说，即四个像素单元11构成一个大的像素(pixel)。且第一像素单元roi和第三像素单元PD3位于像素单元阵列10中的同一列，第二像素单元PD2和第四像素单元HM位于像素单元阵列1中的同一列。
[0038]具体地，第一像素单元roi通过第一传输开关TGl与第一增幅转换单元SFl的第一端连接，第二像素单元TO2通过第二传输开关TG2与第二增幅转换单元SF2的第一端连接，第三像素单元PD3通过第三传输开关TG3与第三增幅转换单元SF3的第一端连接，第四像素单元ro4通过第四传输开关TG4与第二增幅转换单元SF2的第一端连接，第一传输开关TGl的控制端、第二传输开关TG2的控制端、第三传输开关TG3的控制端和第四传输开关TG4的控制端均与控制模块连