成像方法、圖像傳感器、成像裝置及電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及成像技術(shù)，特別設(shè)及一種成像方法、圖像傳感器、成像裝置及電子裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的RGB圖像傳感器在低照度下拍照效果差、模糊，甚至拍不到景物。有些圖像 傳感器中嵌入紅外濾光像素 W提供成像效果，但在光線充足時(shí)，進(jìn)入圖像傳感器紅外線會(huì) 影響成像效果，使圖像發(fā)生偏色等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明需要提供一 種成像方法、圖像傳感器、成像裝置及電子裝置。
[0004] 本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法包括W下步驟：
[0005] 提供圖像傳感器，所述圖像傳感器包括感光像素陣列、設(shè)置于所述感光像素陣列 上的濾光片及設(shè)置于所述濾光片上的微鏡陣列，所述濾光片包括濾光單元陣列，所述濾光 單元包括彩色濾光區(qū)及紅外濾光區(qū)，所述彩色濾光區(qū)及所述紅外濾光區(qū)分別覆蓋至少一個(gè) 所述感光像素，所述微鏡與所述感光像素一一對(duì)應(yīng)，所述微鏡包括第一微鏡及相同照度下 比所述第一微鏡產(chǎn)生更大光流量的第二微鏡，所述第一微鏡還與所述彩色濾光區(qū)對(duì)應(yīng)，所 述第二微鏡還與所述紅外濾光區(qū)對(duì)應(yīng);及
[0006] 讀取感光像素陣列的輸出，根據(jù)所述彩色濾光區(qū)覆蓋的所述感光像素的輸出及所 述紅外濾光片覆蓋的所述感光像素的輸出計(jì)算合成圖像的像素值W生成所述合成圖像。
[0007] 本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法中，濾光片上濾光單元的彩色濾光區(qū)用于獲取合成圖 像的像素的色彩信息，紅外濾光區(qū)用于在低照度下獲取合成圖像的像素的亮度信息且此亮 度信息噪聲較少。如此，合成圖像的像素值既包含色彩信息又包含低噪度的亮度信息，合成 圖像的色彩完整逼真，亮度及清晰度均較好，噪點(diǎn)少。此外，通過(guò)在紅外濾光區(qū)上方設(shè)置聚 光能力更強(qiáng)的第二微鏡，來(lái)對(duì)紅外濾光區(qū)的進(jìn)光量進(jìn)行補(bǔ)償，W使其對(duì)應(yīng)的感光像素產(chǎn)生 更強(qiáng)的輸出信號(hào)，從而使合成圖像的對(duì)比度、清晰度及信噪比進(jìn)一步提升。解決了現(xiàn)有成像 方法中的某些問(wèn)題。
[000引本發(fā)明還提供了一種用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施方式中成像方法的圖像傳感器，其包 括：
[0009] 感光像素陣列；
[0010] 設(shè)置于所述感光像素陣列上的濾光片；
[0011] 及設(shè)置于所述濾光片上的微鏡陣列；
[0012] 所述濾光片包括濾光單元陣列，每個(gè)所述濾光單元包括彩色濾光區(qū)及紅外濾光 區(qū)；所述彩色濾光區(qū)及所述紅外濾光區(qū)分別覆蓋至少一個(gè)所述感光像素；
[0013] 所述微鏡與所述感光像素一一對(duì)應(yīng)，所述微鏡包括第一微鏡及相同照度下比所述 第一微鏡產(chǎn)生更大光流量的第二微鏡，所述第一微鏡還與所述彩色濾光區(qū)對(duì)應(yīng)，所述第二 微鏡還與所述紅外濾光區(qū)對(duì)應(yīng)。本發(fā)明還提供了一種包括本發(fā)明實(shí)施方式中圖像傳感器的 成像裝置，其包括：
[0014] 所述成像裝置還包括與所述圖像傳感器連接的圖像處理模塊；
[0015] 所述圖像處理模塊用于根據(jù)所述彩色濾光區(qū)覆蓋的所述感光像素的輸出及所述 紅外濾光區(qū)覆蓋的所述感光像素的輸出計(jì)算合成圖像的像素值W生成所述合成圖像。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種包括本發(fā)明實(shí)施方式中成像裝置的電子裝置。
[0017] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0019] 圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法的流程示意圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明實(shí)施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0022] 圖4是本發(fā)明實(shí)施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0023] 圖5是本發(fā)明實(shí)施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0024] 圖6是本發(fā)明實(shí)施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0025] 圖7是本發(fā)明實(shí)施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0026] 圖8是本發(fā)明實(shí)施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0027] 圖9是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的側(cè)視示意圖。
[0028] 圖10是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的濾光單元示意圖。
[0029] 圖11是拜耳結(jié)構(gòu)的濾光單元陣列示意圖。
[0030] 圖12是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的濾光單元陣列示意圖。
[0031] 圖13是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032] 圖14是本發(fā)明實(shí)施方式的濾光單元陣列與合成圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
[0033] 圖15是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的側(cè)視示意圖。
[0034] 圖16是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的功能模塊示意圖。
[0035] 圖17是本發(fā)明實(shí)施方式圖像傳感器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖18是本發(fā)明實(shí)施方式的成像裝置的側(cè)視示意圖。
[0037] 圖19是本發(fā)明實(shí)施方式的濾光單元陣列與合成圖像的另一種對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
[0038] 圖20是本發(fā)明實(shí)施方式的電子裝置的功能模塊示意圖。
[0039] 圖21是本發(fā)明實(shí)施方式的電子裝置的功能模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示 出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元 件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的實(shí)施方式，而不能 理解為對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的限制。
[0041] W下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的成像方法、圖像傳感器、成像裝置及電子裝 置作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0042] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法包括W下步驟：
[0043] SI,提供圖像傳感器，圖像傳感器包括感光像素陣列、設(shè)置于感光像素陣列上的濾 光片及設(shè)置于濾光片上的微鏡陣列，濾光片包括濾光單元陣列，濾光單元包括彩色濾光區(qū) 及紅外濾光區(qū)，彩色濾光區(qū)及紅外濾光區(qū)分別覆蓋至少一個(gè)感光像素，微鏡與感光像素一 一對(duì)應(yīng)，微鏡包括第一微鏡及相同照度下比第一微鏡產(chǎn)生更大光流量的第二微鏡，第一微 鏡還與彩色濾光區(qū)對(duì)應(yīng)，第二微鏡還與紅外濾光區(qū)對(duì)應(yīng)。
[0044] S2,讀取感光像素陣列的輸出，并根據(jù)彩色濾光區(qū)覆蓋的感光像素及紅外濾光區(qū) 覆蓋的感光像素的輸出計(jì)算合成圖像的像素值W生成合成圖像。
[0045] 在本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法中，濾光片上濾光單元的彩色濾光區(qū)用于獲取合成 圖像的像素的色彩信息，紅外濾光區(qū)用于在低照度下獲取合成圖像的像素的亮度信息且此 亮度信息噪聲較少。如此，合成圖像的像素值既包含色彩信息又包含低噪度的亮度信息，合 成圖像的色彩完整逼真，亮度及清晰度均較好，噪點(diǎn)少。
[0046] 此外，通過(guò)在紅外濾光區(qū)上方設(shè)置聚光能力更強(qiáng)的第二微鏡，來(lái)對(duì)紅外濾光區(qū)的 進(jìn)光量進(jìn)行補(bǔ)償，W使其對(duì)應(yīng)的感光像素產(chǎn)生更強(qiáng)的輸出信號(hào)，從而使合成圖像的對(duì)比度、 清晰度及信噪比進(jìn)一步提升。請(qǐng)參圖13,在本實(shí)施方式中，每個(gè)濾光單元覆蓋2*2個(gè)感光像 素。彩色濾光區(qū)覆蓋=個(gè)感光像素，紅外濾光區(qū)覆蓋一個(gè)感光像素。
[0047] 運(yùn)樣，生成的合成圖像的色彩信息較完整且清晰度高。
[0048] 請(qǐng)參圖14，在本實(shí)施方式中，每個(gè)感光像素111與一個(gè)合成圖像300的像素301對(duì) 應(yīng)。
[00例例如，16M分辨率的感光像素陣列對(duì)應(yīng)生成16M分辨率的圖像。運(yùn)樣，紅外像素的嵌 入并未影響合成圖像的分辨率。
[0050] 請(qǐng)參圖2,在本實(shí)施方式的成像方法中，步驟S2進(jìn)一步包括：
[0051] S21，根據(jù)同一濾光單元內(nèi)的彩色濾光區(qū)覆蓋的感光像素的輸出得到紅外濾光區(qū) 覆蓋的感光像素對(duì)應(yīng)的彩色像素值。
[0052] 其中，彩色像素值及紅外濾光區(qū)覆蓋的感光像素對(duì)應(yīng)的紅外像素值可用于計(jì)算對(duì) 應(yīng)的合成圖像的像素值。
[0053] 請(qǐng)參圖3,較佳的，在本實(shí)施方式的成像方法中，步驟S21進(jìn)一步包括：
[0054] S211，計(jì)算同一濾光單元內(nèi)的彩色濾光區(qū)覆蓋的感光像素的輸出的平均值W作為 紅外濾光區(qū)覆蓋的感光像素對(duì)應(yīng)的彩色像素值。
[0055] 在本實(shí)施方式中，彩色濾光區(qū)覆蓋的感光像素的輸出包括彩色像素值，紅外濾光 區(qū)覆蓋的感光像素的輸出包括紅外像素值。請(qǐng)參圖4,步驟S2進(jìn)一步包括：
[0056] S22,感測(cè)并判斷環(huán)境亮度。
[0057] S23,當(dāng)環(huán)境亮度大于第一預(yù)定闊值時(shí)，將彩色像素值減去對(duì)應(yīng)的紅外像素值W得 到對(duì)應(yīng)的合成圖像的像素值。
[0化引請(qǐng)參圖5，在某些實(shí)施方式中，步驟S2進(jìn)一步包括：
[0059] S25,感測(cè)并判斷環(huán)境亮度。
[0060] S27,當(dāng)環(huán)境亮度小于第二預(yù)定闊值時(shí)，將彩色像素值加上對(duì)應(yīng)的紅外像素值W得 到對(duì)應(yīng)的合成圖像的像素值。
[0061] 請(qǐng)參圖6,在某些實(shí)施方式中，步驟S2進(jìn)一步包括：