專(zhuān)利名稱(chēng)：成像裝置和成像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種成像裝置，特別是涉及一種可以避免由于相機(jī)振動(dòng)和物體移動(dòng)而產(chǎn)生圖像模糊的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，固態(tài)成像傳感器具有更多的像素。即使在簡(jiǎn)單的設(shè)備例如袖珍相機(jī)和移動(dòng)電話(huà)中也會(huì)使用具有超過(guò)一兆像素即一百萬(wàn)像素分辨率的固態(tài)成像傳感器。
我們知道，在使用固態(tài)成像傳感器拍照時(shí)，由于來(lái)自物體的光量變少，所需的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間就會(huì)變得更長(zhǎng)，這樣，通過(guò)少量的光拍得的圖像在光電轉(zhuǎn)換過(guò)程中容易受相機(jī)振動(dòng)和物體移動(dòng)的影響而使圖像模糊。
作為傳統(tǒng)的避免由于相機(jī)振動(dòng)和物體移動(dòng)而產(chǎn)生圖像模糊的技術(shù)，袖珍相機(jī)采用電子閃光燈以產(chǎn)生附加光。
然而，由于尺寸、重量以及電源等的限制，將電子閃光燈結(jié)合到移動(dòng)電話(huà)中卻不象袖珍相機(jī)那么容易。因此，在光線(xiàn)不充足的情況下，使用移動(dòng)電話(huà)拍照時(shí)不能獲得附加光，這就使得用戶(hù)在使用移動(dòng)電話(huà)拍照時(shí)，在光量不充足的時(shí)候面臨圖像模糊的危險(xiǎn)。
而且，用戶(hù)在使用具有電子閃光燈的袖珍相機(jī)進(jìn)行拍照時(shí)，在剩余的電源不足以點(diǎn)亮電子閃光燈或禁止使用電子閃光燈的情況下，也會(huì)遇到同樣的不便。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種成像裝置，其通過(guò)降低分辨率而使光電轉(zhuǎn)換時(shí)間變短，從而在不使用附加光的情況下避免由于相機(jī)振動(dòng)和物體移動(dòng)而產(chǎn)生的圖像模糊。
按照本發(fā)明的一種成像裝置包括多個(gè)用于多種顏色并以二維矩陣形式設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器，每一光電轉(zhuǎn)換器用于存儲(chǔ)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的第一電荷并在其接收光的表面上具有對(duì)應(yīng)于多種顏色中一種的濾色片，所述矩陣對(duì)于每種顏色分為與該顏色相關(guān)的多個(gè)部分，每一部分為L(zhǎng)行C列的矩陣形式，其中L≥6并且C≥6，L和C都是偶數(shù)自然數(shù)；用于每一顏色以及每一部分的電荷加合單元，用于將存儲(chǔ)在具有與該部分相關(guān)顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷加合在一起；讀取單元，用于讀取(i)存儲(chǔ)在多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器中的多個(gè)第一電荷中的一個(gè)第一電荷，以及讀取(ii)通過(guò)電荷加合單元獲得的電荷加合的第二電荷；信號(hào)處理單元，用于根據(jù)讀取的電荷產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換時(shí)間判定單元，在圖像數(shù)據(jù)根據(jù)第一電荷產(chǎn)生時(shí)，用于根據(jù)多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量，判定執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間；以及控制單元，用于控制光電轉(zhuǎn)換器和讀取單元，以便(i)如果判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，光電轉(zhuǎn)換器以短于判定時(shí)間的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取第二電荷，以及(ii)如果判定時(shí)間短于預(yù)定閾值，光電轉(zhuǎn)換器以判定時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取第一電荷。
而且，在上述的成像裝置中，所述控制單元控制光電轉(zhuǎn)換器和讀取單元，從而在判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值時(shí)，光電轉(zhuǎn)換器以短于判定時(shí)間并等于或短于預(yù)定閾值的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取第二電荷。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，當(dāng)由于接收的光量少而使光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值(表示由于手的移動(dòng)而產(chǎn)生圖像模糊的容限)時(shí)，存儲(chǔ)在光電轉(zhuǎn)換器中的電荷加合在一起并且將加合的電荷作為一個(gè)像素來(lái)處理。這樣，在降低分辨率的條件下，可以不使用附加光而減少光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間。因此，即使在少量光的情況下拍照，也可以避免由于相機(jī)振動(dòng)和物體移動(dòng)而產(chǎn)生的圖像模糊。
而且，由于電荷加合單元不跳過(guò)像素而是將存儲(chǔ)在除了不形成L行C列部分的光電轉(zhuǎn)換器外的所有光電轉(zhuǎn)換器中的電荷加合起來(lái)，從而可以在低分辨率的情況下獲得完美的圖像。
在上述的成像裝置中，與每一顏色相關(guān)的每一部分偏離于與其它顏色相關(guān)的其它部分。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，由于加合電荷所表示的不同顏色的像素的位置間隔比較遠(yuǎn)，其更有利于像素均勻?qū)R，所以可以獲得完美的圖像。
在上述的成像裝置中，與每一種顏色相關(guān)的每一部分的矩陣形式的L行C列，偏離于與其它顏色相關(guān)的部分L/2行C/2列，或者是L/2行C/2列，其中L＝4m+2，C＝4n+2，m和n都是自然數(shù)。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，由于通過(guò)加合電荷表示的一種顏色的像素位于任何其它顏色像素的中間位置，所有顏色的像素均勻?qū)R，所以可以獲得完美的圖像質(zhì)量。
在上述的成像裝置中，每一部分的電荷加合單元用于將存儲(chǔ)在該部分LC/4的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷加合在一起，并且控制單元控制光電轉(zhuǎn)換器，使得在判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值時(shí)，光電轉(zhuǎn)換器以判定時(shí)間的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間減少到了原來(lái)時(shí)間長(zhǎng)度的4/LC。
上述的成像裝置還可以包括一發(fā)光單元，用于在預(yù)定條件下發(fā)射附加光，轉(zhuǎn)換時(shí)間判定單元除了根據(jù)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量以外，還可根據(jù)是否發(fā)射了附加光來(lái)判定光電轉(zhuǎn)換執(zhí)行的時(shí)間。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，在使用包括了電子閃光燈的成像裝置的情況下、和在通過(guò)使用電子閃光燈而使光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間減少到可以避免圖像模糊的程度的情況下，可以使拍攝得到的照片具有最佳的分辨率。
上述的成像裝置還可進(jìn)一步包括接收單元，用于接收表示是否必需要抑制圖像模糊的用戶(hù)的指示說(shuō)明，所述控制單元控制光電轉(zhuǎn)換器和讀取單元，使得在接收的指示表示不需要抑制圖像模糊時(shí)，即使判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，光電轉(zhuǎn)換器仍然以判定時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取所述的第一電荷。
通過(guò)使用上述的結(jié)構(gòu)，在用戶(hù)不惜一切代價(jià)選擇拍攝最佳分辨率的照片時(shí)，例如將成像裝置設(shè)置在三角架上，也可以滿(mǎn)足用戶(hù)的期望。
按照本發(fā)明的一種成像裝置包括多個(gè)用于多種顏色并以二維矩陣形式設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器，，每一光電轉(zhuǎn)換器用于存儲(chǔ)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的第一電荷并在其接收光的表面上具有對(duì)應(yīng)于多種顏色中一種的濾色片，所述矩陣對(duì)于每一顏色分為與該顏色相關(guān)的多個(gè)部分，每一部分為L(zhǎng)行C列的矩陣形式，其中L≥6并且C≥6，L和C都是偶數(shù)自然數(shù)；電荷讀取電路，用于根據(jù)傳送到電荷讀取電路的指令，或者(i)讀取存儲(chǔ)在多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷，或者(ii)讀取通過(guò)加合存儲(chǔ)在預(yù)定數(shù)目的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷而獲得的第二電荷；信號(hào)處理電路，用于根據(jù)讀取的電荷產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；控制電路，用于根據(jù)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量，將第一指令和第二指令中的一個(gè)傳送到電荷讀取電路，所述第一指令使電荷讀取電路讀取第一電荷，所述第二指令使電荷讀取電路讀取每一顏色每一部分的第二電荷，該第二電荷通過(guò)加合一個(gè)部分中具有同一顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷獲得。
在上述的成像裝置中，與每一顏色相關(guān)的每一部分偏離于與其它顏色相關(guān)的部分L/2行C/2列，或者是L/2行C/2列，其中L＝4m+2，C＝4n+2，m和n都是自然數(shù)，以及所述控制電路將第二指令傳送到電荷讀取電路，所述第二指令使電荷讀取電路將每一顏色每一部分中存儲(chǔ)在具有與該部分相關(guān)顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷加合在一起。
在上述的成像裝置中，如果根據(jù)光量判定的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，在光電轉(zhuǎn)換器以等于或短于預(yù)定閾值的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換后，控制電路將第二指令傳送到電荷讀取電路。
按照本發(fā)明的一種成像方法使用多個(gè)用于多種顏色并以二維矩陣的形式設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器，每一光電轉(zhuǎn)換器用于通過(guò)光電轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)第一電荷并在其接收光的表面上具有對(duì)應(yīng)于多種顏色中一種的濾色片，該方法包括執(zhí)行讀取步驟，在對(duì)于每一顏色分成與該顏色相關(guān)的多個(gè)部分的矩陣中，每一部分為矩陣形式的L行C列，其中L≥6并且C≥6，L和C都是偶數(shù)自然數(shù)，根據(jù)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量，執(zhí)行第一讀取步驟和第二讀取步驟中的一個(gè)，其中第一讀取步驟讀取每一光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷，第二讀取步驟讀取每一顏色每一部分的第二電荷，該第二電荷通過(guò)加合具有與該部分相關(guān)顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷而獲得；以及根據(jù)在讀取步驟中讀取的電荷，產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生步驟。
在上述的成像方法中，在讀取步驟中，如果根據(jù)光量判定的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，在光電轉(zhuǎn)換器以短于判定時(shí)間、等于或短于預(yù)定閾值的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換后，執(zhí)行第二讀取步驟。
通過(guò)上述的結(jié)構(gòu)，可以獲得與上述相同的效果。


通過(guò)下面的描述以及用來(lái)示例本發(fā)明特定實(shí)施例的附圖，本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將變得明顯。在附圖中
圖1A和1B示出了示例性的成像裝置外表面的前視圖；圖2示出了示例性的成像裝置主要部分結(jié)構(gòu)的功能性方框圖；圖3示出了從入射光方向提取的固態(tài)成像傳感器31的示意圖；圖4示出了示例性的通過(guò)電荷耦合裝置(CCD)固態(tài)成像傳感器實(shí)現(xiàn)的固態(tài)成像傳感器31的結(jié)構(gòu)圖；圖5示出了示例性的屏的結(jié)構(gòu)；圖6示出了抑制圖像模糊的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式
按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種成像裝置可以避免由于相機(jī)振動(dòng)和物體移動(dòng)而產(chǎn)生的圖像模糊，其將存儲(chǔ)在固態(tài)成像傳感器的預(yù)定個(gè)像素中的電荷進(jìn)行加合以獲得加合電荷，并將獲得的加合電荷作為一個(gè)像素的電荷來(lái)處理。這樣，以犧牲分辨率為條件，與不對(duì)電荷加合的情況相比，可以使光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間變短。下面參照附圖描述按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的成像裝置。
圖1A和1B示出了示例性的成像裝置外表面的前視圖。
圖1A示出了翻蓋式移動(dòng)電話(huà)10的外表面圖，作為成像裝置，該移動(dòng)電話(huà)包括鏡頭11和快門(mén)按鈕12。該移動(dòng)電話(huà)10還包括在其折疊部分的顯示單元和包括光標(biāo)鍵在內(nèi)的手動(dòng)操作按鈕，在移動(dòng)電話(huà)10打開(kāi)時(shí)可以看到。
圖1B示出了袖珍相機(jī)的外表面圖，作為成像裝置，該袖珍相機(jī)包括鏡頭21、快門(mén)按鈕22和電子閃光燈23。袖珍相機(jī)20還包括在附圖所示的背面的顯示單元和包括光標(biāo)鍵在內(nèi)的手動(dòng)操作按鈕。
移動(dòng)電話(huà)10和袖珍相機(jī)20包括的光標(biāo)鍵和顯示單元沒(méi)有在附圖中示出，因?yàn)檫@些鍵和單元都是公用的和公知的。
圖2示出了示例性的按照本發(fā)明的一種成像裝置30的主要部分結(jié)構(gòu)的功能性方框圖。
固態(tài)成像傳感器31包括多個(gè)在半導(dǎo)體基板上以二維矩陣的形式設(shè)置用于多種顏色的光電轉(zhuǎn)換器。每一光電轉(zhuǎn)換器在其接收光的表面上具有與該光電轉(zhuǎn)換器對(duì)應(yīng)的顏色的濾色片。而且，每一光電轉(zhuǎn)換器在驅(qū)動(dòng)單元32發(fā)送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)指定的時(shí)間內(nèi)，將從物體接收的光量轉(zhuǎn)換為電荷并且存儲(chǔ)這些電荷。存儲(chǔ)在每一光電轉(zhuǎn)換器中的電荷即為本發(fā)明權(quán)利要求中所稱(chēng)的第一電荷。
固態(tài)成像傳感器31讀取存儲(chǔ)在每一光電轉(zhuǎn)換器中的電荷并將對(duì)應(yīng)于讀取的電荷的信號(hào)輸出到模擬前端33。或者，固態(tài)成像傳感器31將光電轉(zhuǎn)換器的L行C列(其中，L≥6并且C≥6，L和C是偶數(shù)自然數(shù))的矩陣的每一部分中具有同一顏色濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷進(jìn)行加合，以獲得加合電荷，讀取每一部分的加合電荷，并將對(duì)應(yīng)于加合電荷的信號(hào)輸出到模擬前端33。獲得的每一部分的電荷即為本發(fā)明權(quán)利要求中所稱(chēng)的第二電荷。
根據(jù)驅(qū)動(dòng)單元32傳送的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，固態(tài)成像傳感器31可以在讀取存儲(chǔ)在每一光電轉(zhuǎn)換器中的電荷或讀取每一部分的加合電荷之間進(jìn)行變換。
這里，假設(shè)在L行C列中的每一部分中具有同一顏色的濾色片的像素?cái)?shù)是LC/4。與讀取每一光電轉(zhuǎn)換器中的電荷相比，在讀取每一部分的加合電荷時(shí)，固態(tài)成像傳感器31具有LC/4倍靈敏度和4/LC倍分辨率。
下面詳細(xì)描述固態(tài)成像傳感器31。
模擬前端33根據(jù)從固態(tài)圖像傳感器31接收的信號(hào)執(zhí)行相關(guān)雙采樣(CDS)和自動(dòng)增益控制(AGC)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
通過(guò)使用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、中央處理單元(CPU)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)等具體地來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理單元35、控制單元37和同步信號(hào)產(chǎn)生單元34的功能。具體而言，這些單元的功能是通過(guò)DSP和CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的程序的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
信號(hào)處理單元35通過(guò)處理從模擬前端33接收的工作存儲(chǔ)器36中的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生YC控制信號(hào)。YC信號(hào)在亮度和色差上表示拍得的圖像。例如，工作存儲(chǔ)器36通過(guò)同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SDRAM)來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。
控制單元37在顯示單元41內(nèi)顯示由接收到的YC信號(hào)表示的拍得的圖像。控制單元37還在記錄存儲(chǔ)器42中保存由接收到的YC信號(hào)表示的拍得的圖像。顯示單元41通過(guò)例如液晶顯示板(LCD)或者電致發(fā)光顯示板(EL)實(shí)現(xiàn)。記錄存儲(chǔ)器42通過(guò)例如閃存或者是鐵電RAM(FERAM)實(shí)現(xiàn)。
操作單元43通過(guò)上述的光標(biāo)鍵和快門(mén)按鈕實(shí)現(xiàn)。光標(biāo)鍵用來(lái)接收用戶(hù)設(shè)置進(jìn)行拍照的配置的操作。所示配置除了包括防止圖像模糊的開(kāi)和關(guān)的選擇外，還包括公共的和公知的項(xiàng)目，如期望分辨率的選擇等?？扉T(mén)按鈕用來(lái)接收用戶(hù)執(zhí)行拍照的指令。
控制單元37在接收到用戶(hù)的拍照指令時(shí)，指定同步信號(hào)產(chǎn)生單元34執(zhí)行多長(zhǎng)時(shí)間的光電轉(zhuǎn)換，以及存儲(chǔ)的電荷是分別讀取還是加合讀取。同步信號(hào)產(chǎn)生單元34控制驅(qū)動(dòng)單元32，使得驅(qū)動(dòng)單元32傳送使能固態(tài)成像傳感器31執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換和對(duì)應(yīng)于接收到的用戶(hù)指令的電荷讀取等的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，從而執(zhí)行拍照。
圖3示出了從入射光方向提取的固態(tài)成像傳感器31的示意圖，其只示出了固態(tài)成像傳感器31的一部分。固態(tài)成像傳感器31在半導(dǎo)體基板上具有多個(gè)以二維矩陣形式設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器(311、312、321、322、......)。光電轉(zhuǎn)換器311、312、321、322各自具有黃色(Y)、紅紫色(M)、藍(lán)綠色(C)和綠色(G)的濾色片。該濾色片陣列圖案是互補(bǔ)濾色片陣列圖案的典型示例。固態(tài)成像傳感器31中的每一光電轉(zhuǎn)換器都具有按照該陣列圖案的一個(gè)顏色的濾色片。
固態(tài)成像傳感器31具有加合電荷的功能，將通過(guò)具有同一顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的光電轉(zhuǎn)換獲得的多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器矩陣的六行六列的每一部分的電荷進(jìn)行加合，以獲得加合電荷。下面首先描述其中的電荷加合在一起的光電轉(zhuǎn)換器部分(下文稱(chēng)為電荷加合部分)，然后詳細(xì)解釋實(shí)現(xiàn)電荷加合的結(jié)構(gòu)。
如圖3所示，用作黃色、紅紫色、藍(lán)綠色和綠色的6×6電荷加合部分的各個(gè)組分別由邊界Y、邊界M、邊界C和邊界G限定。圖3所示的情況是限定不同的電荷加合組的邊界Y、M、C和G彼此互相偏離。邊界Y偏離于邊界M三行、偏離于邊界C三列、偏離于邊界G三行三列。
在由邊界Y限定的電荷加合部分的組中，實(shí)線(xiàn)表示具有黃色濾色片并且電荷加合到一起的九個(gè)光電轉(zhuǎn)換器，邊界Y中的圓圈代表由加合電荷指示的黃色像素的位置，其中加合電荷通過(guò)由邊界Y限定的部分的電荷加合獲得。也就是說(shuō)，圓圈代表電荷加合在一起的九個(gè)像素的中心。
由其它邊界限定的組的其它部分中的圓圈表示每一部分的像素的位置。在每一電荷加合部分，存儲(chǔ)在由圓圈表示的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷和存儲(chǔ)在與被圈住的單元具有同一顏色濾色片的、在行、列以及對(duì)角線(xiàn)上與被圈住的單元最近的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷相加合在一起。
通過(guò)電荷加合獲得的加合電荷代表的像素與原始像素相似，也是以二維矩陣的形式設(shè)置，并且具有與原始像素相同的濾色片陣列圖案。固態(tài)成像傳感器31將在固態(tài)成像傳感器31中除了位于半導(dǎo)體基板邊界附近不形成完全電荷加合部分的光電轉(zhuǎn)換器之外的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷加合在一起。
值得注意的是，圖3中所示的邊界、實(shí)線(xiàn)以及圓圈只是為了解釋?zhuān)瑢?shí)際上它們并未作為固態(tài)成像傳感器31的組成部分而形成在半導(dǎo)體基板上。
圖4示出了示例性的用來(lái)獲取上述的固態(tài)成像傳感器31中的電荷加合和讀取的特定結(jié)構(gòu)，其由CCD固態(tài)成像傳感器實(shí)現(xiàn)。
在圖4中，每一光電轉(zhuǎn)換器(Y11、M12、C21、G22、......)都具有按照上述的濾色片陣列圖案的濾色片。垂直CCD(VCCD1、VCCD2、......)與矩陣的列具有一對(duì)一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。每一垂直CCD具有與矩陣的行一一對(duì)應(yīng)的多級(jí)。每一垂直CCD從每一對(duì)應(yīng)的光電轉(zhuǎn)換器接收電荷。這里，各電荷在傳輸過(guò)程中或者按原樣傳輸，或者加合在一起傳輸。在每一垂直CCD的一端具有與垂直CCD(VCCD1、VCCD2、......)一對(duì)一對(duì)應(yīng)關(guān)系的連接CCD(VCCD1A、VCCD2A、......)。每一連接CCD具有對(duì)應(yīng)于三行的級(jí)數(shù)。而且，每一連接CCD將對(duì)應(yīng)的垂直CCD中的一個(gè)電荷轉(zhuǎn)換為水平CCD(HCCD)，水平CCD由與矩陣的列數(shù)一對(duì)一對(duì)應(yīng)關(guān)系的多級(jí)組成。水平CCD從每一垂直CCD接收電荷。這里，各電荷按原樣傳輸或者在傳輸?shù)倪^(guò)程中加合在一起以獲得加合電荷。輸出放大器(AMP)輸出對(duì)應(yīng)于從水平CCD接收的電荷的電信號(hào)。
權(quán)利要求中描述的讀電路是指CCD以及輸出放大器。
為了驅(qū)動(dòng)具有此結(jié)構(gòu)的固態(tài)成像傳感器31，驅(qū)動(dòng)單元32在同步信號(hào)產(chǎn)生單元34的控制下向固態(tài)成像傳感器31發(fā)送存儲(chǔ)信號(hào)、讀取信號(hào)、垂直傳送信號(hào)、連接傳送信號(hào)以及水平傳送信號(hào)。
固態(tài)成像傳感器31具有同時(shí)發(fā)送存儲(chǔ)信號(hào)到所有光電轉(zhuǎn)換器的線(xiàn)路。每一光電轉(zhuǎn)換器將在存儲(chǔ)信號(hào)的接收過(guò)程中從物體接收的光轉(zhuǎn)換為電荷并存儲(chǔ)這些電荷。需要注意的是，為了具有更好的視圖效果，上述的和下面提到的線(xiàn)路在圖4中沒(méi)有示出。
讀取信號(hào)包括各自單獨(dú)發(fā)送的第一讀取信號(hào)、第二讀取信號(hào)和第三讀取信號(hào)。固態(tài)成像傳感器31具有將第一讀取信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第3i(i為一自然數(shù))行、將第二讀取信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第(3i-1)(i為一自然數(shù))行以及將第三讀取信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第(3i-2)(i為一自然數(shù))行的線(xiàn)路。當(dāng)接收到第一到第三讀取信號(hào)時(shí)，每一光電轉(zhuǎn)換器將電荷傳送給垂直CCD中對(duì)應(yīng)的級(jí)。
垂直傳送信號(hào)包括各自單獨(dú)發(fā)送的第一垂直傳送信號(hào)、第二垂直傳送信號(hào)和第三垂直傳送信號(hào)。固態(tài)成像傳感器31具有將第一垂直傳送信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第3j(j為一自然數(shù))列、將第二垂直傳送信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第(3j-1)(j為一自然數(shù))列以及將第三垂直傳送信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第(3j-2)(j為一自然數(shù))列的線(xiàn)路。當(dāng)接收到對(duì)應(yīng)的第一到第三垂直傳送信號(hào)時(shí)，存儲(chǔ)在每一垂直CCD各級(jí)中的電荷沿向下方向傳送一級(jí)。
下面參照上述的控制信號(hào)，描述電荷在每一垂直CCD中傳輸時(shí)是怎樣加合在一起的。
首先，發(fā)送第二讀取信號(hào)時(shí)，存儲(chǔ)在第二、五、八、......行中的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷各自被傳送到每一垂直CCD對(duì)應(yīng)的級(jí)。之后，分別發(fā)送兩次第一、第二和第三垂直傳送信號(hào)。這樣，每一垂直CCD中接收到的電荷沿向下方向傳送兩級(jí)。特別地，從第八行的光電轉(zhuǎn)換器接收的電荷被傳送到對(duì)應(yīng)于每一垂直CCD第六行的級(jí)，而從第五行的光電轉(zhuǎn)換器接收的電荷被傳送到對(duì)應(yīng)于每一垂直CCD第三行的級(jí)。
接下來(lái)發(fā)送第一讀取信號(hào)。這樣，在第三、六、九、......行中的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷各自被傳送到每一垂直CCD對(duì)應(yīng)的級(jí)。這樣，從第八和第六行的光電轉(zhuǎn)換器接收的電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于每一垂直CCD的第六行的級(jí)獲得兩個(gè)像素的電荷。同時(shí)，從第五和第三行的光電轉(zhuǎn)換器接收的電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于每一垂直CCD的第三行的級(jí)獲得兩個(gè)像素的電荷。
之后，分別發(fā)送第一、第二和第三垂直傳送信號(hào)。這樣，在每一垂直CCD中的兩像素電荷沿向下方向傳送兩級(jí)。然后，發(fā)送第三讀取信號(hào)，從而，在第一、四、七、......行中的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷各自被傳送到每一垂直CCD對(duì)應(yīng)的級(jí)。這樣，從第八、第六和第四行的光電轉(zhuǎn)換器接收的電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于每一垂直CCD的第四行的級(jí)獲得三像素電荷。同時(shí)，從第五、第三和第一行的光電轉(zhuǎn)換器接收的電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于每一垂直CCD第一行的級(jí)獲得三像素電荷。
下面描述其它的控制信號(hào)。
連接傳送信號(hào)包括各自單獨(dú)發(fā)送的第一連接傳送信號(hào)、第二連接傳送信號(hào)和第三連接傳送信號(hào)。固態(tài)成像傳感器31具有將第一連接傳送信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第3j(j為一自然數(shù))列的所有連接CCD、將第二連接傳送信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第(3j-1)(j為一自然數(shù))列的所有連接CCD以及將第三連接傳送信號(hào)同時(shí)發(fā)送到所有第(3j-2)(j為一自然數(shù))列的所有連接CCD的線(xiàn)路。當(dāng)接收到對(duì)應(yīng)的第一到第三連接傳送信號(hào)時(shí)，存儲(chǔ)在每一連接CCD各級(jí)中的電荷沿向下方向傳送一級(jí)，并且將最下一級(jí)中的電荷傳送到水平CCD中的對(duì)應(yīng)級(jí)。
固態(tài)成像傳感器31具有將水平傳送信號(hào)發(fā)送到水平CCD的線(xiàn)路。當(dāng)接收到水平傳送信號(hào)時(shí)，在水平CCD各級(jí)中的電荷沿向左方向傳送一級(jí)。
下面參照上述的控制信號(hào)，描述電荷在每一水平CCD中傳輸時(shí)是怎樣加合在一起的。
分別發(fā)送第一、第二和第三垂直傳送信號(hào)，第一、第二和第三連接傳送信號(hào)三次。這樣，三像素的電荷傳送到每一連接CCD的最下一級(jí)。
之后，當(dāng)接收到第二連接信號(hào)時(shí)，在第二、五、八、......列中的每一連接CCD中最低級(jí)的三像素電荷被傳送到水平CCD的對(duì)應(yīng)級(jí)。然后，發(fā)送兩次水平傳送信號(hào)，使得水平CCD中接收到的三像素電荷沿向左方向傳送兩級(jí)。特別地，對(duì)應(yīng)于第八列的級(jí)接收到的三像素電荷被傳送到對(duì)應(yīng)于水平CCD中第六列的級(jí)。同時(shí)，對(duì)應(yīng)于第五列的級(jí)接收到的三像素電荷被傳送到對(duì)應(yīng)于水平CCD中第三列的級(jí)。
然后，當(dāng)接收到第一連接傳送信號(hào)時(shí)，在第三、六、九、......列中的每一連接CCD中最低級(jí)的三像素電荷被傳送到水平CCD中的對(duì)應(yīng)級(jí)。這樣，在第八和第六列的連接CCD中的三像素電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于水平CCD中第六列的級(jí)中獲得六像素電荷。同樣，在第五和第三列的連接CCD中的三像素電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于水平CCD第三列的級(jí)中獲得六像素電荷。
之后，再發(fā)送兩次水平傳送信號(hào)。這樣，在水平CCD中的六像素電荷沿向左方向傳送兩次。當(dāng)接收到第三連接傳送信號(hào)時(shí)，在第一、四、七、......列中的每一連接CCD中最低級(jí)的三像素電荷被傳送到水平CCD中的對(duì)應(yīng)級(jí)。這樣，在第八、第六和第四列的連接CCD中的三像素電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于水平CCD中第四列的級(jí)中獲得九像素電荷。同樣，在第五、第三和第一列中的連接CCD中的三像素電荷加合在一起，從而在對(duì)應(yīng)于水平CCD第一列的級(jí)中獲得九像素電荷。
水平CCD中的九像素電荷通過(guò)輸出放大器(AMP)輸出到模擬前端33。
如上所述，固態(tài)成像傳感器31具有特殊的結(jié)構(gòu)，其能夠?qū)⒋鎯?chǔ)在每一行的預(yù)定組的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷分別傳送到垂直CCD，并且將存儲(chǔ)在每一列的預(yù)定組的垂直CCD中的電荷分別傳送到水平CCD。
這一結(jié)構(gòu)使得固態(tài)成像傳感器31能夠根據(jù)驅(qū)動(dòng)單元32發(fā)送的不同的控制信號(hào)，將在每一垂直CCD和水平CCD中傳送的電荷加合在一起。因此，固態(tài)成像傳感器31能夠?qū)㈦姾杉雍系揭黄?，從而獲得九像素的加合電荷，并將加合電荷作為一個(gè)像素輸出。
驅(qū)動(dòng)單元32可以發(fā)送常規(guī)的控制信號(hào)。根據(jù)常規(guī)的控制信號(hào)，在所有行中的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷被同時(shí)傳送到每一垂直CCD，并且在所有列中的垂直CCD中的電荷通過(guò)連接CCD被同時(shí)傳送到水平CCD。在這種情況下，固態(tài)成像傳感器31將存儲(chǔ)在每一光電轉(zhuǎn)換器中的電荷作為一個(gè)像素輸出。
垂直CCD、連接CCD以及水平CCD的每一級(jí)可以由多個(gè)門(mén)組成。如果每一級(jí)由兩個(gè)門(mén)組成，則每一第一到第三垂直傳送信號(hào)由兩個(gè)不同相位的控制信號(hào)組成，以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)門(mén)，并且，每一垂直CCD由六個(gè)不同相位的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)。而且，水平CCD由兩個(gè)不同相位的控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
各顏色的邊界可以限定同一顏色或不同顏色的電荷加合部分。而且，如果通過(guò)電荷加合獲得的加合電荷所表示的像素在二維矩陣內(nèi)設(shè)置的間隔不均勻，可以使用濾色器校正這一不均勻的設(shè)置。
每一顏色的電荷加合部分可以具有L行和C列，其中L＝4m+2，C＝4n+2，m和n為自然數(shù)。而且，一種限定電荷加合部分的組的顏色的邊界可以偏離其它顏色的邊界L/2行、C/2列，以及L/2行、C/2列。在上述的固態(tài)成像傳感器31中，m和n都設(shè)為1，即，電荷加合部分具有六行和六列，邊界Y偏離于邊界C三行和三列，并偏離于邊界G三行和三列。
可以使用拜耳(Bayer)濾色片陣列作為該實(shí)施例的濾色片陣列。濾色片陣列圖案的重復(fù)部分可以具有四行兩列。在重復(fù)部分中，第一行第一列和第三行第二列的光電轉(zhuǎn)換器具有同一顏色的濾色片。這同樣適用于第一行第二列和第三行第一列、第二行第一列和第四行第二列、第二行第二列和第四行第一列的光電轉(zhuǎn)換器?；蛘撸瑸V色片陣列圖案的重復(fù)部分可以具有兩行四列。這時(shí)，第一行第一列和第二行第三列的光電轉(zhuǎn)換器具有同一顏色的濾色片。這同樣適用于第二行第一列和第一行第三列、第一行第二列和第二行第四列、第二行第二列和第一行第四列的光電轉(zhuǎn)換器。
驅(qū)動(dòng)單元32可以向固態(tài)成像傳感器31分別發(fā)送第一到第六讀取信號(hào)和第一到第六連接傳送信號(hào)。這里，固態(tài)成像傳感器31具有將各自不同的讀取信號(hào)分別發(fā)送到六個(gè)連續(xù)行的光電轉(zhuǎn)換器的線(xiàn)路，同時(shí)也具有將各自不同的連接轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)送到六個(gè)連續(xù)列的連接CCD的線(xiàn)路。
如果用金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)固態(tài)成像傳感器代替CCD固態(tài)成像傳感器，可以在電荷加合部分將電荷加合在一起之后，讀取加合電荷。
下面描述成像裝置30避免由于相機(jī)振動(dòng)和物體移動(dòng)而產(chǎn)生的圖像模糊(抑制圖像模糊)的工作。
圖5示出了示例性的配置屏，用于接收用戶(hù)進(jìn)行拍照的配置設(shè)置操作。配置屏根據(jù)用戶(hù)光標(biāo)的操作，在成像裝置30的顯示單元中進(jìn)行顯示。
用戶(hù)可以通過(guò)配置屏進(jìn)行成像裝置30的期望分辨率、抑制圖像模糊的開(kāi)關(guān)、以及其它拍照條件的設(shè)置。成像裝置30在其內(nèi)置的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)這些指定的設(shè)置。
圖6示出了抑制圖像模糊的工作流程圖。具體而言，該流程圖示出了成像裝置30在用戶(hù)設(shè)定了最終圖像的最佳分辨率時(shí)，從快門(mén)按鈕按下之前直到記錄最終的圖像數(shù)據(jù)的工作過(guò)程。
固態(tài)成像傳感器31測(cè)量從被照物體接收到的光量，并將表示測(cè)得光量的信息通過(guò)模擬前端33和信號(hào)處理單元35輸出到控制單元37(S11)。
在最終圖像的期望分辨率最佳的情況下，即，根據(jù)存儲(chǔ)在固態(tài)成像傳感器31的每一光電轉(zhuǎn)換器中的電荷，而不是電荷的加合值產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的情況下，控制單元37根據(jù)接收的信息所表示的光量判定光電轉(zhuǎn)換器的執(zhí)行時(shí)間(光電轉(zhuǎn)換器的時(shí)間)(S12)。
在用戶(hù)按下快門(mén)按鈕以示拍照之前，成像裝置30重復(fù)測(cè)量光量以及判定光電轉(zhuǎn)換器的時(shí)間(S13NO)。
在按下快門(mén)按鈕(S13YES)時(shí)，如果抑制圖像模糊打開(kāi)(S14YES)并且判定的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定的表示圖像模糊容限的閾值(S15YES)，控制單元37則將一指令傳送給同步信號(hào)產(chǎn)生單元34，該指令使執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間短于判定的時(shí)間以存儲(chǔ)電荷，并且在存儲(chǔ)的電荷轉(zhuǎn)換加合后，讀取加合電荷。根據(jù)通過(guò)同步信號(hào)產(chǎn)生單元34接收的指令，驅(qū)動(dòng)單元32將存儲(chǔ)信號(hào)傳送到固態(tài)成像傳感器31以進(jìn)行實(shí)際時(shí)間的光電轉(zhuǎn)換，從而存儲(chǔ)電荷(S16)，并將控制信號(hào)傳送給固態(tài)成像傳感器31以將電荷加合在一起，以在電荷的傳送過(guò)程中獲得加合電荷，以及輸出對(duì)應(yīng)于加合電荷的信號(hào)(S17)。
優(yōu)選地，電荷轉(zhuǎn)換的實(shí)際時(shí)間等于或短于閾值，從而滿(mǎn)足圖像模糊的容限。
在其它情況下(S14NO，或者S15NO)，控制單元37發(fā)送給同步信號(hào)產(chǎn)生單元34一指令，在判定的時(shí)間內(nèi)執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)在光電轉(zhuǎn)換器中的電荷在轉(zhuǎn)換后不加合在一起而直接讀取。根據(jù)通過(guò)同步信號(hào)產(chǎn)生單元34接收的指令，驅(qū)動(dòng)單元32在判定的時(shí)間將存儲(chǔ)信號(hào)傳送到固態(tài)成像傳感器31以存儲(chǔ)電荷(S18)，然后將用于傳送單獨(dú)的而不是加合在一起的電荷的控制信號(hào)傳送到固態(tài)成像傳感器31，并且輸出對(duì)應(yīng)于沒(méi)有加合在一起的電荷的信號(hào)(S19)。
信號(hào)處理單元35通過(guò)處理從固態(tài)成像傳感器31輸出的信號(hào)產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)通過(guò)控制單元37記錄在記錄存儲(chǔ)器中(S20)。
盡管本發(fā)明通過(guò)上述的實(shí)施例進(jìn)行描述，但其并不局限于該實(shí)施例。下面解釋的不同的變形也包括在本發(fā)明中。
1、本發(fā)明可以是包括該實(shí)施例中解釋的各步驟的一種方法。本發(fā)明也可以是通過(guò)計(jì)算機(jī)執(zhí)行的實(shí)現(xiàn)該方法的一種計(jì)算機(jī)程序，或者是表示計(jì)算機(jī)程序的一些數(shù)字信號(hào)。
而且，本發(fā)明也可以是記錄有程序或數(shù)字信號(hào)的計(jì)算機(jī)可讀的一種存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)包括軟盤(pán)、硬盤(pán)、CD-ROM、MO、DVD、BD以及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
另外，本發(fā)明也可以是通過(guò)電話(huà)線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)連接、電纜通訊線(xiàn)或者因特網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)傳送的計(jì)算機(jī)程序或數(shù)字信號(hào)。
2、在該優(yōu)選實(shí)施例中，描述了包含在移動(dòng)電話(huà)中的成像裝置的示例，本發(fā)明也包括包含在袖珍相機(jī)中的成像裝置。即便大眾化的袖珍相機(jī)具有電子閃光燈，在光量不充足且不允許使用電子閃光燈時(shí)，正如在本說(shuō)明書(shū)中描述的要解決的問(wèn)題部分所解釋的，本發(fā)明都很有效。
在成像裝置包含在袖珍相機(jī)中時(shí)，也可以在配置屏幕中增加打開(kāi)和關(guān)閉電子閃光燈的選項(xiàng)，使得用戶(hù)可以設(shè)定優(yōu)選方式，并且根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的電子閃光燈的優(yōu)選方式，控制單元判定光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間。在用戶(hù)使用電子閃光燈時(shí)，如果光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間短于預(yù)定的閾值，可以在最佳分辨率時(shí)執(zhí)行拍照。
3、本發(fā)明還可以包括用來(lái)實(shí)現(xiàn)抑制圖像模糊功能的一種結(jié)構(gòu)，如本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所描述的，在使用MOS固態(tài)成像單元獲得加合的電荷后，讀取加合電荷。
盡管本發(fā)明參照附圖通過(guò)示例進(jìn)行了充分的描述，應(yīng)該注意的是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)其進(jìn)行各種修改和變形。因此，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，這些修改和變化都應(yīng)包括在本發(fā)明中。
權(quán)利要求
1.一種成像裝置，包括多個(gè)用于多種顏色并以二維矩陣形式設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器，每一光電轉(zhuǎn)換器用于存儲(chǔ)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的第一電荷并在其接收光的表面上具有對(duì)應(yīng)于多種顏色中一種的濾色片，所述矩陣對(duì)于每種顏色分為與該顏色相關(guān)的多個(gè)部分，每一部分為L(zhǎng)行C列的矩陣形式，其中L≥6并且C≥6，L和C都是偶數(shù)自然數(shù)；電荷加合單元，用于每一顏色以及每一部分，將存儲(chǔ)在具有與該部分相關(guān)顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的電荷加合在一起；讀取單元，用于讀取(i)存儲(chǔ)在多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷，以及(ii)通過(guò)電荷加合單元獲得的電荷加合的第二電荷；信號(hào)處理單元，用于根據(jù)讀取的電荷產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；轉(zhuǎn)換時(shí)間判定單元，在圖像數(shù)據(jù)根據(jù)第一電荷產(chǎn)生時(shí)，用于根據(jù)多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量，判定執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換的時(shí)間。控制單元，用于控制光電轉(zhuǎn)換器和讀取單元，以便(i)如果判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，光電轉(zhuǎn)換器以短于判定時(shí)間的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取第二電荷，以及(ii)如果判定時(shí)間短于預(yù)定閾值，光電轉(zhuǎn)換器以判定時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取第一電荷。
2.按照權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，所述控制單元控制光電轉(zhuǎn)換器和讀取單元，從而在判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值時(shí)，光電轉(zhuǎn)換器以短于判定時(shí)間和等于或短于預(yù)定閾值的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取第二電荷。
3.按照權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，與每一顏色相關(guān)的每一部分偏離于與其它顏色相關(guān)的其它部分。
4.按照權(quán)利要求3所述的成像裝置，其特征在于，與每一種顏色相關(guān)的每一部分的矩陣形式的L行C列，偏離于與其它顏色相關(guān)的部分L/2行C/2列，或者是L/2行C/2列，其中L＝4m+2，C＝4n+2，m和n都是自然數(shù)。
5.按照權(quán)利要求1所述的成像裝置，其特征在于，所述每一部分的電荷加合單元用于將存儲(chǔ)在該部分LC/4的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷加合在一起，以及所述控制單元用于控制光電轉(zhuǎn)換器，使得在判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值時(shí)，光電轉(zhuǎn)換器以4/LC判定時(shí)間的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換。
6.按照權(quán)利要求1所述的成像裝置，還包括發(fā)光單元，用于在預(yù)定條件下發(fā)射附加光，其特征在于，轉(zhuǎn)換時(shí)間判定單元除了根據(jù)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量之外，還根據(jù)是否發(fā)射附加光來(lái)判定光電轉(zhuǎn)換執(zhí)行的時(shí)間。
7.按照權(quán)利要求1所述的成像裝置，還包括接收單元，用于接收表示是否需要抑制圖像模糊的用戶(hù)設(shè)定，其特征在于，所述控制單元控制光電轉(zhuǎn)換器和讀取單元，使得在接收的設(shè)定表示不需要抑制圖像模糊時(shí)，即使判定時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，光電轉(zhuǎn)換器仍然以判定時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，然后讀取單元讀取第一電荷。
8.一種成像裝置，包括多個(gè)用于多種顏色并以二維矩陣形式設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器，每一光電轉(zhuǎn)換器用于存儲(chǔ)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的第一電荷并在其接收光的表面上具有對(duì)應(yīng)于多種顏色中的一種的濾色片，所述矩陣為對(duì)于一顏色分為與該顏色相關(guān)的多個(gè)部分，每一部分為L(zhǎng)行C列的矩陣形式，其中L≥6并且C≥6，L和C都是偶數(shù)自然數(shù)；電荷讀取電路，用于根據(jù)傳送到電荷讀取電路的指令，或者(i)讀取存儲(chǔ)在多個(gè)光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷，或者(ii)讀取通過(guò)加合存儲(chǔ)在預(yù)定數(shù)目的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷而獲得的第二電荷；信號(hào)處理電路，用于根據(jù)讀取的電荷產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)；控制電路，用于根據(jù)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量，將第一指令和第二指令中的一個(gè)傳送到電荷讀取電路，所述第一指令使電荷讀取電路讀取第一電荷，所述第二指令使電荷讀取電路讀取每一顏色每一部分的第二電荷，該第二電荷通過(guò)加合一個(gè)部分中具有同一顏色的濾色片光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷獲得。
9.按照權(quán)利要求8所述的成像裝置，其特征在于，與每一顏色相關(guān)的每一部分偏離于與其它顏色相關(guān)的部分L/2行C/2列，或者是L/2行C/2列，其中L＝4m+2，C＝4n+2，m和n都是自然數(shù)，以及所述控制電路將第二指令傳送到電荷讀取電路，所述第二指令使電荷讀取電路將每一顏色每一部分中存儲(chǔ)在具有與該部分相關(guān)顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷加合在一起。
10.按照權(quán)利要求8所述的成像裝置，其特征在于，如果根據(jù)光量判定的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，在光電轉(zhuǎn)換器以等于或短于預(yù)定閾值的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換后，控制電路將第二指令傳送到電荷讀取電路。
11.一種成像方法，使用多個(gè)用于多種顏色并以二維矩陣形式設(shè)置的光電轉(zhuǎn)換器，每一光電轉(zhuǎn)換器用于存儲(chǔ)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換的第一電荷并在其接收光的表面上具有對(duì)應(yīng)于其中一種顏色的濾色片，該方法包括執(zhí)行一讀取的步驟，在對(duì)于每一顏色分成與該顏色相關(guān)的多個(gè)部分的矩陣中，每一部分為矩陣形式的L行C列，其中L≥6并且C≥6，L和C都是偶數(shù)自然數(shù)，根據(jù)光電轉(zhuǎn)換器接收的光量，執(zhí)行第一讀取步驟和第二讀取步驟中的一個(gè)，其中第一讀取步驟讀取每一光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷，第二讀取步驟讀取每一顏色每一部分的第二電荷，該第二電荷通過(guò)加合具有與該部分相關(guān)顏色的濾色片的光電轉(zhuǎn)換器中的第一電荷獲得；以及根據(jù)在讀取步驟中讀取的電荷，產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)的圖像數(shù)據(jù)產(chǎn)生步驟。
12.按照權(quán)利要求11所述的成像方法，其特征在于，在讀取步驟中，如果根據(jù)光量判定的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)于預(yù)定閾值，在光電轉(zhuǎn)換器以短于判定時(shí)間、等于或短于預(yù)定閾值的時(shí)間執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換后，執(zhí)行第二讀取步驟。
全文摘要
一種固態(tài)成像傳感器包括位于互補(bǔ)濾色片陣列或拜爾濾色片陣列中的光電轉(zhuǎn)換器。該固態(tài)成像傳感器或者將通過(guò)與一種顏色相關(guān)的六行六列的光電轉(zhuǎn)換器中的九個(gè)光電轉(zhuǎn)換器獲得的電荷加合在一起，從而將加合電荷作為一個(gè)像素輸出，或者將通過(guò)與一種顏色相關(guān)的九個(gè)光電轉(zhuǎn)換器獲得的電荷作為九個(gè)像素輸出而不加合在一起。通過(guò)將電荷加合到一起，圖像的分辨率是電荷不加合在一起的九分之一，而靈敏度則是原來(lái)的九倍。圖中未示的控制單元判定在電荷不加合時(shí)的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間長(zhǎng)度。如果判定的時(shí)間長(zhǎng)度長(zhǎng)于預(yù)定的閾值，實(shí)際的光電轉(zhuǎn)換時(shí)間減少到判定時(shí)間長(zhǎng)度的九分之一，并且根據(jù)存儲(chǔ)在光電轉(zhuǎn)換器中的電荷加合在一起后輸出的加合電荷產(chǎn)生圖像。
文檔編號(hào)H04N5/335GK1606337SQ200410077940
公開(kāi)日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2004年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月30日
發(fā)明者重森道子, 藤井俊哉, 豬熊一行, 永吉良一 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社