成像方法、成像装置及电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及成像技术，特别涉及一种成像方法、成像装置及电子装置。
【背景技术】
[0002]现有图像传感器的滤光像素排列方式是RG，GB或RW，GW，其中R、G、B和W分别代表红色、绿色、蓝色和白色。RG，GB是传统的排列方式，可以采集到准确的色彩信息，但低照度下噪点多、不清晰，RW，GW排列方式可以在低照度下收到较好清晰度，但是色彩会不准确。此夕卜，现有感光像素输出合并的方式噪声较大，信噪比较低。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种成像方法、成像装置及电子装置。
[0004]本发明实施方式的成像方法包括以下步骤:
[0005]提供图像传感器，所述图像传感器包括感光像素阵列及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，所述滤光单元包括白色滤光区及彩色滤光区；所述白色滤光区及所述彩色滤光区分别覆盖多个所述感光像素；同一所述滤光单元覆盖的所述感光像素构成合并像素；
[0006]读取所述感光像素阵列的输出；
[0007]将同一所述合并像素的所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出合并为彩色模拟信号;及
[0008]处理根据所述彩色模拟信号及所述灰度模拟信号得到所述合并像素的像素值以生成合并图像。
[0009]采用本发明实施方式的成像方法，滤光单元的彩色滤光区用于获取合并像素的色彩信息，白色滤光区用于在低照度下获取合并像素的亮度信息且此亮度信息噪声较少。如此，最后生成的合并图像的像素值既包含色彩信息又包含低噪度的亮度信息，合并图像的色彩完整，亮度及清晰度均较好，噪点少。此外，本实施方式的成像方法中可设置电路将同一合并像素的彩色滤光区对应的感光像素及白色滤光区对应的感光像素输出的模拟信号分别并，以生成信噪比高的彩色合并图像及灰度合并图像，进而生成信噪比高的合并图像。综上，本发明实施方式的成像方法解决了现有成像方法的某些问题。
[0010]在某些实施方式中，所述处理处理步骤进一步包括:
[0011]将所述彩色模拟信号及所述灰度模拟信号分别转化为彩色数字信号及灰度数字信号以得到所述合并像素的像素值。
[0012]在某些实施方式中，每个所述滤光单元覆盖2*2个所述感光像素。
[0013]在某些实施方式中，所述处理步骤进一步包括:
[0014]采集第k行及第k+Ι行的所述感光像素对应的所述彩色数字信号及所述灰度数字信号并存入寄存器，其中k = 2n-l，n为自然数，k+Ι小于等于所述感光像素阵列的总行数;及
[0015]从所述寄存器中提取所述第k行及第k+Ι行的所述感光像素的输出以得到所述合并像素的像素值。
[0016]在某些实施方式中，所述合并像素的像素值包括与所述彩色模拟信号对应的彩色像素值及与所述灰度模拟信号对应的白色像素值；
[0017]所述处理步骤进一步包括:
[0018]根据所述彩色像素值生成彩色合并图像并根据所述白色像素值生成灰度合并图像。
[0019]在某些实施方式中，所述处理步骤进一步包括:
[0020]将所述彩色合并图像转变为YUV格式的彩色子图像;及
[0021]将所述彩色子图像的亮度值替换为所述灰度合并图像的亮度值从而得到所述合并图像。
[0022]本发明还提供一种成像装置，其包括:
[0023 ]图像传感器，所述图像传感器包括:
[0024]感光像素阵列;及
[0025]设置于所述感光像素阵列上的滤光片；
[0026]所述滤光片包括滤光单元阵列，每个所述滤光单元包括白色滤光区及彩色滤光区；所述白色滤光区及所述彩色滤光区分别覆盖多个所述感光像素；同一所述滤光单元覆盖的所述感光像素构成合并像素。
[0027]所述成像装置还包括与所述图像传感器连接的图像处理模块；
[0028]所述图像传感器用于将同一所述合并像素的所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出合并为彩色模拟信号，及将所述白色滤光区覆盖的所述感光像素的输出合并为灰度模拟信号;所述图像处理模块用于处理根据所述彩色模拟信号及所述灰度模拟信号得到所述合并像素的像素值以生成合并图像。
[0029]在某些实施方式中，所述图像传感器包括模数转换器阵列；同一所述合并像素的所述彩色滤光区覆盖的所有所述感光像素与一个模数转换器连接，及同一所述合并像素的所述白色滤光区覆盖的所有所述感光像素与一个模数转换器连接；
[0030]所述模数转换器用于将所述彩色模拟信号及所述灰度模拟信号分别转化为彩色数字信号及灰度数字信号以得到所述合并像素的像素值。
[0031]在某些实施方式中，所述图像传感器包括与所述感光像素连接的源极跟随器，所述源极跟随器用于将所述感光像素的电荷信号转换为电压信号以被所述模数转换器转换为所述彩色数字信号及所述灰度数字信号；
[0032]所述源极跟随器与所述模数转换器连接。
[0033]在某些实施方式中，每个所述感光像素与一个所述源极跟随器连接。
[0034]在某些实施方式中，同一所述合并像素的所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素与一个所述源极跟随器连接，及同一所述合并像素的所述白色滤光区覆盖的所述感光像素与一个所述源极跟随器连接。
[0035]在某些实施方式中，所述彩色滤光区形成拜耳阵列。
[0036]在某些实施方式中，每个所述滤光单元包括2*2个所述感光像素。
[0037]在某些实施方式中，每个所述合并像素的所述白色滤光区及所述彩色滤光区分别覆盖两个所述感光像素。
[0038]在某些实施方式中，所述图像传感器包括控制模块，所述控制模块用于控制所述感光像素阵列逐行曝光。
[0039]在某些实施方式中，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+Ι行的所述感光像素对应的所述彩色数字信号及所述灰度数字信号并存入所述寄存器，其中k = 2n-l，n为自然数，k+Ι小于等于所述感光像素阵列的总行数。
[0040]在某些实施方式中，所述图像传感器包括微镜阵列，每个所述微镜与一个所述感光像素对应。
[0041]在某些实施方式中，所述合并像素的像素值包括与所述彩色模拟信号对应的彩色像素值及与所述灰度模拟信号对应的白色像素值；
[0042]所述图像处理模块用于根据所述彩色像素值生成彩色合并图像并根据所述白色像素值生成灰度合并图像。
[0043]在某些实施方式中，所述图像处理模块还用于将所述彩色合并图像转变为YUV格式的彩色子图像。
[0044]所述图像处理模块还用于把所述彩色子图像像素的亮度值替换为所述灰度合并图像对应像素的亮度值从而得到所述合并图像。
[0045]本发明还提供一种电子装置，其包括上述实施方式的成像装置。
[0046]在某些实施方式中，所述电子装置包括手机。
[0047]在某些实施方式中，所述成像装置包括所述手机的前置相机。
[0048]在某些实施方式中，所述电子装置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。
[0049]在某些实施方式中，所述电子装置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。
[0050]本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【附图说明】
[0051]本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0052]图1是本发明实施方式的成像方法的流程示意图。
[0053]图2是本发明实施方式成像方法的读取感光像素输出并生成图像的流程示意图。
[0054]图3是本发明实施方式成像方法的处理感光像素输出并生成图像的流程示意图。
[0055]图4是本发明实施方式成像方法的处理感光像素输出并生成图像的流程示意图。
[0056]图5是本发明实施方式成像方法的处理感光像素输出并生成图像的流程示意图。
[0057]图6是本发明实施方式的成像装置的侧视示意图。
[0058]图7是本发明实施方式的图像传感器的滤光单元示意图。
[0059]图8是本发明实施方式的的功用模块示意图。
[0060]图9是本发明实施方式的成像装置感光像素电路结构示意图。[0061 ]图10是本发明实施方式的成像装置感光像素电路结构示意图。
[0062]图11是本发明实施方式的成像装置感光像素输出的一种合并方式电路结构示意图。
[0063]图12是本发明实施方式的成像装置感光像素输出的另一种合并方式电路结构示意图。
[0064]图13是本发明实施方式的滤光单元阵列示意图。
[0065]图14是拜耳阵列示意图。
[0066]图15是本发明实施方式的图像传感器的立体结构示意图。
[0067]图16是本发明实施方式的成像装置的功能模块示意图。
[0068]图17是本发明实施方式的图像传感器的立体结构示意图。
[0069]图18是本发明实施方式的电子装置的功能模块示意图。
[0070]图19是本发明实施方式的电子