成像方法、图像传感器、成像装置及电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种成像方法，首先，提供图像传感器，图像传感器包括感光像素阵列、设置在感光像素阵列上的滤光片及控制模块，滤光片包括滤光单元阵列，每个滤光单元包括彩色滤光区及红外滤光区。彩色滤光区及红外滤光区分别覆盖至少一个感光像素。控制模块用于控制彩色滤光区覆盖的感光像素曝光的第一时间及红外滤光片覆盖的感光像素曝光的第二时间，第二时间大于第一时间。接着，读取感光像素阵列的输出，并根据彩色滤光区覆盖的感光像素及红外滤光区覆盖的感光像素的输出计算合成图像的像素值以生成合成图像。合成图像包含完整的色彩信息且信噪比高。本发明专利技术还公开了一种可用于实现此成像方法的图像传感器、成像装置及电子装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及成像技术，特别涉及一种成像方法、图像传感器、成像装置及电子装置。
技术介绍
现有的RGB图像传感器在低照度下拍照效果差、模糊，甚至拍不到景物。有些图像传感器中嵌入红外滤光像素以提供成像效果，但在光线充足时，进入图像传感器红外线会影响成像效果，使图像发生偏色等。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术需要提供一种成像方法、图像传感器、成像装置及电子装置。本专利技术实施方式的成像方法包括以下步骤：提供图像传感器，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及控制模块，所述滤光片包括滤光单元阵列，所述滤光单元包括彩色滤光区及红外滤光区，所述彩色滤光区及所述红外滤光区分别覆盖至少一个所述感光像素，所述控制模块用于控制所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素曝光的第一时间及所述红外滤光片覆盖的所述感光像素曝光的第二时间，所述第二时间大于所述第一时间；及读取感光像素阵列的输出，根据所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出及所述红外滤光片覆盖的所述感光像素的输出计算合成图像的像素值以生成所述合成图像。在本专利技术实施方式的成像方法中，滤光片上滤光单元的彩色滤光区用于获取合成图像的像素的色彩信息，红外滤光区用于在低照度下获取合成图像的像素的亮度信息且此亮度信息噪声较少。合成图像的像素值根据感光像素输出生成的图像的像素。如此，合成图像的像素值既包含色彩信息又包含低噪度的亮度信息。此外，控制模块用于控制延长红外滤光区覆盖的感光像素的曝光时间，这样能对红外滤光区的进光量进行补偿，提升其覆盖的感光像素的感光及输出强度，有利于提升合成图像的亮度、对比度及清晰度。解决了现有成像方法中的某些问题。本专利技术还提供一种可用于实现上述实施方式中成像方法的图像传感器，其包括：感光像素阵列；设置于所述感光像素阵列上的滤光片；及控制模块；所述滤光片包括滤光单元阵列，每个所述滤光单元包括彩色滤光区及红外滤光区；所述彩色滤光区及所述红外滤光区分别覆盖至少一个所述感光像素，所述控制模块用于控制所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素曝光的第一时间及所述红外滤光片覆盖的所述感光像素曝光的第二时间，所述第二时间大于所述第一时间。本专利技术还提供一种包括本专利技术实施方式中图像传感器的成像装置，其包括与所述图像传感器连接的图像处理模块；所述图像处理模块用于根据所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出及所述红外滤光区覆盖的所述感光像素的输出计算合成图像的像素值以生成所述合成图像。本专利技术还提供一种包括本专利技术实施方式中成像装置的电子装置。本专利技术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，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/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：图1是本专利技术实施方式的成像方法的流程示意图。图2是本专利技术实施方式成像方法的读取步骤的流程示意图。图3是本专利技术实施方式成像方法的读取步骤的流程示意图。图4是本专利技术实施方式成像方法的读取步骤的流程示意图。图5是本专利技术实施方式成像方法的读取步骤的流程示意图。图6是本专利技术实施方式成像方法的读取步骤的流程示意图。图7是本专利技术实施方式成像方法的读取步骤的流程示意图。图8是本专利技术实施方式成像方法的读取步骤的流程示意图。图9是本专利技术实施方式的图像传感器的侧视示意图。图10是本专利技术实施方式的图像传感器的滤光单元示意图。图11是拜耳结构的滤光单元阵列示意图。图12是本专利技术实施方式的图像传感器的滤光单元阵列示意图。图13是本专利技术实施方式的图像传感器的立体结构示意图。图14是本专利技术实施方式的滤光单元阵列与合成图像的对应关系示意图。图15是本专利技术实施方式的图像传感器的功能模块示意图。图16是本专利技术实施方式图像传感器的感光像素的电路结构示意图。图17是本专利技术实施方式的图像传感器的立体结构示意图。图18是本专利技术实施方式的成像装置的侧视示意图。图19是本专利技术实施方式的滤光单元阵列与合成图像的另一种对应关系示意图。图20是本专利技术实施方式的电子装置的功能模块示意图。图21是本专利技术实施方式的电子装置的功能模块示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施方式的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本专利技术的实施方式，而不能理解为对本专利技术的实施方式的限制。以下结合附图对本专利技术的实施方式的成像方法、图像传感器、成像装置及电子装置作进一步说明。请参阅图1，本专利技术实施方式的成像方法包括以下步骤：S1，提供图像传感器，图像传感器包括感光像素阵列、设置于感光像素阵列上的滤光片及控制模块，滤光片包括滤光单元阵列，滤光单元包括彩色滤光区及红外滤光区，彩色滤光区及红外滤光区分别覆盖至少一个感光像素，控制模块用于控制彩色滤光区覆盖的感光像素曝光的第一时间及红外滤光片覆盖的感光像素曝光的第二时间，第二时间大于第一时间。S2，读取感光像素阵列的输出，并根据彩色滤光区覆盖的感光像素及红外滤光区覆盖的感光像素的输出计算合成图像的像素值以生成合成图像。在本专利技术实施方式的成像方法中，滤光片上滤光单元的彩色滤光区用于获取合成图像的像素的色彩信息，红外滤光区用于在低照度下获取合成图像的像素的亮度信息且此亮度信息噪声较少。合成图像的像素值根据感光像素输出生成的图像的像素。如此，合成图像的像素值既包含色彩信息又包含低噪度的亮度信息，合成图像的色彩完整逼真，亮度及清晰度均较好，噪点少。在本专利技术实施方式的成像方法中，图像传感器包括控制模块以控制延长红外滤光区覆盖的感光像素的曝光时间，这样能对红外滤光区的进光量进行补偿，提升其覆盖的感光像素的感光及输出强度，有利于提升合成图像的亮度、对比度及清晰度。请参图13，在本实施方式中，每个滤光单元覆盖2*2个感光像素。彩色滤光区覆盖三个感光像素，红外滤光区覆盖一个感光像素。这样，生成的合成图像的色彩信息较完整且清晰度高。请参图14，在本实施方式中，每个感光像素111与一个合成图像300的像素301对应。例如，16M分辨率的感光像素阵列对应生成16M分辨率的图像。这样，红外像素的嵌入并未影响合成图像的分辨率。请参图2，在本实施方式的成像方法中，步骤S2进一步包括：S21，根据同一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种成像方法，其特征在于，包括以下步骤：提供图像传感器，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及控制模块，所述滤光片包括滤光单元阵列，所述滤光单元包括彩色滤光区及红外滤光区，所述彩色滤光区及所述红外滤光区分别覆盖至少一个所述感光像素，所述控制模块用于控制所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素曝光的第一时间及所述红外滤光片覆盖的所述感光像素曝光的第二时间，所述第二时间大于所述第一时间；及读取感光像素阵列的输出，根据所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出及所述红外滤光片覆盖的所述感光像素的输出计算合成图像的像素值以生成所述合成图像。

【技术特征摘要】
1.一种成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供图像传感器，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
滤光片及控制模块，所述滤光片包括滤光单元阵列，所述滤光单元包括彩色滤光区及红外滤
光区，所述彩色滤光区及所述红外滤光区分别覆盖至少一个所述感光像素，所述控制模块用
于控制所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素曝光的第一时间及所述红外滤光片覆盖的所述
感光像素曝光的第二时间，所述第二时间大于所述第一时间；及
读取感光像素阵列的输出，根据所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出及所述红外
滤光片覆盖的所述感光像素的输出计算合成图像的像素值以生成所述合成图像。
2.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，每个所述滤光单元覆盖2*2个所述感
光像素；所述彩色滤光区覆盖三个所述感光像素；所述红外滤光区覆盖一个所述感光像素。
3.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，每个所述感光像素与一个所述合成图
像的像素对应。
4.如权利要求3所述的成像方法，其特征在于，所述读取步骤进一步包括：
根据同一所述滤光单元内的所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出得到所述红外
滤光区覆盖的所述感光像素的彩色像素值。
5.如权利要求4所述的成像方法，其特征在于，所述彩色像素值计算步骤进一步包括：
计算同一所述滤光单元内的所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出的平均值并作
为所述红外滤光区覆盖的所述感光像素的彩色像素值。
6.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素
的输出包括彩色像素值；所述红外滤光区覆盖的所述感光像素的输出包括红外像素值；
所述读取步骤进一步包括：
感测并判断环境亮度；及
当所述环境亮度大于第一预定阈值时，将所述彩色像素值减去对应的所述红外像素值以
得到对应的所述合成图像的像素值。
7.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素
的输出包括彩色像素值；所述红外滤光区覆盖的所述感光像素的输出包括红外像素值；
所述读取步骤进一步包括：
感测并判断环境亮度；及
当所述环境亮度小于第二预定阈值时，将所述彩色像素值加上对应的所述红外像素值以
得到对应的所述合成图像的像素值。
8.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素
的输出包括彩色像素值；所述红外滤光区覆盖的所述感光像素的输出包括红外像素值；
所述读取步骤进一步包括：
感测并判断环境亮度；及
当所述环境亮度大于第一阈值而小于第二预定阈值时，将所述彩色像素值作为对应的所
述合成图像的像素值。
9.如权利要求1所述的成像方法，其特征在于，所述读取步骤进一步包括：
将所述彩色滤光区覆盖的所述感光像素的输出相加以得到合并像素值；及
根据所述合并像素值及所述红外滤光区覆盖的所述感光像素的输出计算所述合成图像
的像素值。
10.如权利要求1-9任意一项所述的成像方法，其特征在于，每个所述感光像素分别与
一个模数转换器连接；
所述读取步骤进一步包括：
将所述感光像素产生的模拟信号输出转换为数字信号输出并存入寄存器；及
从所述寄存器提取所述数字信号输出以计算所述合成图像的像素值。
11.一种图像传感器，其特征在于，包括：
感光像素阵列；
设置于所述感光像素阵列上的滤光片；及
控制模块；
所述滤光片包括滤光单元阵列，每个所述滤光单元包括彩色滤光区及红外滤光区；所述
彩色滤光区及所述红外滤光区分别覆盖至少一个所述感光像素，所述控制模块用于控制所述

\t彩色滤光区覆盖的所述感光像素曝光的第一时间及所述红外滤光片覆盖的所述感光像素曝
光的第二时间，所述第二时间大于所述第一时间。
12.如权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，所述彩色滤光区形成拜耳阵列。
13.如权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，每个所述滤光单元包括2*2个所
述感光像素；所述彩色滤光区及所述红外滤光区分别覆盖三个及一个所述感光像素。
14.如权利要求11所述的图像传感器，其特征在于，每个所述感光像素与一个所述合成
图像的像素对应。
15...

【专利技术属性】
技术研发人员：范宇，
申请(专利权)人：广东欧珀移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44