多二极管光圈模拟制造技术

提供用于在数字成像装置中模拟光圈的技术，所述光圈模拟通过多二极管像素图像传感器产生。在一个方面中，一种方法包含检测入射在像素的第一光电二极管上的第一光敏区域上的光，并且检测入射在所述像素的第二光电二极管上的第二光敏区域上的光。所述方法进一步包含针对每个像素组合来自所述第一和第二光敏区域的信号，且针对第一光圈设置至少部分地基于从所述第一光敏区域接收的所述光产生第一图像，并且针对第二光圈设置至少部分地基于从所述第二光敏区域接收的所述光产生第二图像。

Multidiode aperture simulation

A technique for simulating an aperture in a digital imaging device is provided, which is generated by a multi-diode pixel image sensor. In one aspect, a method includes detecting light incident on the first photosensitive region of a pixel's first photodiode and detecting light incident on the second photosensitive region of the pixel's second photodiode. The method further includes combining signals from the first and second photosensitive regions for each pixel, and generating a first image for the first aperture setting at least partially based on the light received from the first photosensitive region, and generating a second image for the second aperture setting at least partially based on the light received from the second photosensitive region.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】多二极管光圈模拟
本文中所公开的系统和方法涉及光圈模拟，且更确切地说，涉及使用多二极管像素设计模拟光圈控制。
技术介绍
在摄影中，控制光量是使用可变开口(或光圈)(光通过所述开口进入相机)和快门时间实现的。然而，这需要具有允许用户从透镜或相机的另一部分调节可变开口的额外机械特性的相机仪器。光圈大小影响景深(DOF)。小光圈设置(例如，高f数，例如，f/22)可以增加远距离对象的清晰度，或者换句话说增大DOF，这意味着从前景到背景图片的更多元素变为清晰地聚焦的。众所周知，小光圈也用于风景照片。当拍摄照片时较大光圈可能形成散景效果。这可以形成对照片的深度的不同感觉，将观看者拉入到图片中。当相机使用较大光圈聚焦在场景中的点上时，不在焦点内的场景的部分可能相对于焦点对准的对象看起来极其模糊。虽然例如数码相机和移动电话相机的移动相机已变得更加流行，但是由于大小和成本考虑，移动相机通常并不以可变光圈为特征。
技术实现思路
本文中所论述的系统、方法、装置和计算机程序产品各自具有若干方面，所述若干方面中的单个方面不仅仅负责其所期望的属性。在不限制如通过所附权利要求书表示的本专利技术的范围的情况下，下文简要地论述一些特征。在考虑此论述之后，且确切被地说，在读取标题为“具体实施方式”的部分之后，将理解本专利技术的有利特征如何包含使用多二极管像素元件的光圈模拟。在一个方面中，提供一种用于光圈模拟的装置，其包括：像素阵列，每个像素包括：第一光电二极管，其包括第一光敏区域，所述第一光敏区域经配置以检测入射在第一光敏区域上的光；以及第二光电二极管，其包括第二光敏区域，所述第二光敏区域经配置以检测入射在第二光敏区域上的光，其中第一光敏区域至少部分由第二光敏区域围绕；信号混合器，其耦合到每个像素且经配置以针对每个像素组合响应于入射在第一和第二光敏区域上的光来自第一和第二光电二极管的信号，所述信号指示入射在第一光敏区域上的第一光能和入射在第二光敏区域上的第二光能；以及至少一个逻辑电路(例如，处理器、加法器、乘法器，和/或类似者)，所述至少一个逻辑电路耦合到信号混合器且经配置以基于以下项模拟光圈控制：(i)针对第一光圈模拟设置至少部分地基于入射在第一光敏区域上的第一光能产生第一图像；以及(ii)针对第二光圈模拟设置至少部分地基于入射在第二光敏区域上的第二光能产生第二图像。以下是此类光圈模拟装置的一些特征和实施例的非限制性实例。举例来说，光圈模拟装置可以包含大于第一光敏区域的第二光敏区域。在一些实例中，至少一个逻辑电路经配置以基于入射在第一光敏区域上的第一光能和入射在第二光敏区域上的第二光能的组合产生第二图像。光圈模拟装置可以包含第三光电二极管，所述第三光电二极管包括第三光敏区域，所述第三光敏区域经配置以检测入射在第三光敏区域上的光，其中第一光敏区域至少部分由第三光敏区域围绕，其中信号混合器进一步经配置以组合来自第一、第二和第三光电二极管的信号、响应于入射在每个像素上的第一、第二和第三光敏区域上的光来自第一、第二和第三光电二极管的信号，并且其中所述逻辑电路进一步经配置以至少部分地基于入射在第三光敏区域上的第三光能产生第三图像。第三光敏区域可以大于第一光敏区域。光圈模拟装置可以包含至少一个逻辑电路，所述至少一个逻辑电路经配置以基于入射在第一光敏区域上的第一光能、入射在第二光敏区域上的第二光能以及入射在第三光敏区域上的第三光能的组合产生第三图像。光圈模拟装置可以包含微透镜阵列，所述微透镜阵列相对于像素阵列布置使得每个像素接收经由至少一个微透镜传播的光，其中每个微透镜包括一个平面表面和一个球形凸表面，并且其中第一光感测元件相对于微透镜布置使得第一光感测元件的中心与微透镜的中心垂直对齐。在另一方面中，提供一种通过图像像素阵列模拟光圈的方法，每个图像像素包括第一光电二极管和第二光电二极管，包括：检测入射在第一光电二极管上的第一光敏区域上的光；检测入射在第二光电二极管上的第二光敏区域上的光，其中第一光敏区域至少部分由第二光敏区域围绕；针对每个像素组合响应于入射在第一和第二光敏区域上的光来自第一和第二光电二极管的信号，所述信号指示入射在第一光敏区域上的第一光能和入射在第二光敏区域上的第二光能；针对第一光圈模拟设置至少部分地基于入射在第一光敏区域上的第一光能产生第一图像；以及针对第二光圈模拟设置至少部分地基于入射在第二光敏区域上的第二光能产生第二图像。对于一些实施例，第二光敏区域大于第一光敏区域。对于一些实施例，模拟光圈的方法可以包含基于入射在第一光敏区域上的第一光能和入射在第二光敏区域上的第二光能的组合产生第二图像。对于一些实施例，模拟光圈的方法可以包含第三光电二极管，所述第三光电二极管包括第三光敏区域，所述第三光敏区域经配置以检测入射在第三光敏区域上的光，其中第一光敏区域至少部分由第三光敏区域围绕，其中信号混合器进一步经配置以组合来自第一、第二和第三光电二极管的信号、响应于入射在每个像素上的第一、第二和第三光敏区域上的光来自第一、第二和第三光电二极管的信号，并且其中所述逻辑电路进一步经配置以至少部分地基于入射在第三光敏区域上的第三光能产生第三图像。对于一些实施例，第三光敏区域大于第一光敏区域。对于一些实施例，模拟光圈的方法可以包含基于入射在第一光敏区域上的第一光能、入射在第二光敏区域上的第二光能以及入射在第三光敏区域上的第三光能的组合产生第三图像。对于一些实施例，模拟光圈的方法可以包含利用微透镜阵列，所述微透镜阵列相对于像素阵列布置使得每个像素接收经由至少一个微透镜传播的光。在另一方面中，提供一种用于通过图像像素阵列模拟光圈的系统，其包括：用于检测入射在第一光敏区域上的光的装置；用于检测入射在第二光敏区域上的光的装置，其中第一光敏区域至少部分由第二光敏区域围绕；用于针对每个像素组合响应于入射在第一和第二光敏区域上的光的信号的装置，所述信号指示入射在第一光敏区域上的第一光能和入射在第二光敏区域上的第二光能；用于针对第一光圈模拟设置至少部分地基于入射在第一光敏区域上的第一光能产生第一图像的装置；以及用于针对第二光圈模拟设置至少部分地基于入射在第二光敏区域上的第二光能产生第二图像的装置。对于一些实施例，所述用于检测入射在第一光敏区域上的光的装置是第一光电二极管，所述用于检测入射在第二光敏区域上的光的装置是第二光电二极管，所述用于响应于入射在第一和第二光敏区域上的光组合信号的装置是模拟信号混合器，并且所述用于产生第一图像和第二图像的装置是逻辑电路。对于一些实施例，第二光敏区域大于第一光敏区域。对于一些实施例，产生第二图像是基于入射在第一光敏区域上的第一光能和入射在第二光敏区域上的第二光能的组合。对于一些实施例，所述设备包含用于检测入射在第三光敏区域上的光的装置，其中第一光敏区域至少部分由第三光敏区域围绕，其中所述用于组合的装置进一步经配置以组合来自第一、第二和第三光敏区域的信号、响应于入射在每个像素上的第一、第二和第三光敏区域上的光来自第一、第二和第三光敏的信号，并且其中所述用于产生第一图像和第二图像的装置进一步经配置以至少部分地基于入射在第三光敏区域上的第三光能产生第三图像。对于一些实施例，第三光敏区域大于第一光敏区域。对于一些实施例，所述设备包含基于入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光圈模拟的装置，其包括：像素阵列，每个像素包括：第一光电二极管，其包括第一光敏区域，所述第一光敏区域经配置以检测入射在所述第一光敏区域上的光；以及第二光电二极管，其包括第二光敏区域，所述第二光敏区域经配置以检测入射在所述第二光敏区域上的光，其中所述第一光敏区域至少部分由所述第二光敏区域围绕；信号混合器，其耦合到每个像素且经配置以针对每个像素组合响应于入射在所述第一和第二光敏区域上的光来自所述第一和第二光电二极管的信号，所述信号指示入射在所述第一光敏区域上的第一光能和入射在所述第二光敏区域上的第二光能；以及至少一个逻辑电路，其耦合到所述信号混合器且经配置以基于以下项模拟光圈控制：(i)针对第一光圈模拟设置至少部分地基于入射在所述第一光敏区域上的所述第一光能产生第一图像；以及(ii)针对第二光圈模拟设置至少部分地基于入射在所述第二光敏区域上的所述第二光能产生第二图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 US 15/191,4301.一种用于光圈模拟的装置，其包括：像素阵列，每个像素包括：第一光电二极管，其包括第一光敏区域，所述第一光敏区域经配置以检测入射在所述第一光敏区域上的光；以及第二光电二极管，其包括第二光敏区域，所述第二光敏区域经配置以检测入射在所述第二光敏区域上的光，其中所述第一光敏区域至少部分由所述第二光敏区域围绕；信号混合器，其耦合到每个像素且经配置以针对每个像素组合响应于入射在所述第一和第二光敏区域上的光来自所述第一和第二光电二极管的信号，所述信号指示入射在所述第一光敏区域上的第一光能和入射在所述第二光敏区域上的第二光能；以及至少一个逻辑电路，其耦合到所述信号混合器且经配置以基于以下项模拟光圈控制：(i)针对第一光圈模拟设置至少部分地基于入射在所述第一光敏区域上的所述第一光能产生第一图像；以及(ii)针对第二光圈模拟设置至少部分地基于入射在所述第二光敏区域上的所述第二光能产生第二图像。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二光敏区域大于所述第一光敏区域。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个逻辑电路进一步经配置以基于入射在所述第一光敏区域上的所述第一光能和入射在所述第二光敏区域上的所述第二光能的组合产生所述第二图像。4.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括第三光电二极管，所述第三光电二极管包括第三光敏区域，所述第三光敏区域经配置以检测入射在所述第三光敏区域上的光，其中所述第一光敏区域至少部分由所述第三光敏区域围绕，其中所述信号混合器进一步经配置以组合来自(i)所述第一光敏区域、(ii)所述第二光敏区域和(iii)所述第三光敏区域的信号，其中来自所述第一、第二和第三光电二极管的信号响应于入射在每个像素上的所述第一、第二和第三光敏区域上的光，并且其中所述逻辑电路进一步经配置以至少部分地基于来自所述第三光电二极管的所述信号产生第三图像。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述至少一个逻辑电路进一步经配置以：比较所述第二图像与所述第三图像，所述第二图像由所述第二光敏区域俘获，所述第三图像由所述第三光敏区域俘获；确定所述第二图像与所述第三图像之间的相位差；以及计算对应于所述相位差的寄存器值，其中所述信号混合器基于所述寄存器值组合来自(i)所述第一光敏区域、(ii)所述第二光敏区域和(iii)所述第三光敏区域的信号。6.根据权利要求4所述的光感测装置，其中在每个像素上所述第一光敏区域相对于所述第二光敏区域和所述第三光敏区域位于中心位置，所述第二光敏区域位于所述第一光敏区域左侧的位置，所述第三光敏区域位于所述第一光敏区域右侧的位置，以及所述第二光敏区域和所述第三光敏区域至少部分围绕所述第一光敏区域。7.根据权利要求1所述的光感测装置，其进一步包括微透镜阵列，所述微透镜阵列相对于所述传感器的阵列布置使得每个传感器接收经由至少一个微透镜传播的光。8.根据权利要求7所述的光感测装置，其中每个微透镜包括一个平面表面和一个球形凸表面，并且其中所述第一光敏区域相对于所述微透镜布置使得所述第一光敏区域的中心与所述微透镜的所述球形凸表面的顶点垂直对齐。9.一种通过像素阵列模拟光圈的方法，每个像素包括第一光电二极管和第二光电二极管，所述方法包括：检测入射在所述第一光电二极管上的第一光敏区域上的光；检测入射在所述第二光电二极管上的第二光敏区域上的光，其中所述第一光敏区域至少部分由所述第二光敏区域围绕；针对每个像素组合响应于入射在所述第一和第二光敏区域上的光来自所述第一和第二光电二极管的信号，所述信号指示入射在所述第一光敏区域上的第一光能和入射在所述第二光敏区域上的第二光能；针对第一光圈模拟设置至少部分地基于入射在所述第一光敏区域上的所述第一光能产生第一图像；以及针对第二光圈模拟设置至少部分地基于入射在所述第二光敏区域上的所述第二光能产生第二图像。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第二光敏区域大于所述第一光敏区域。11.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括基于入射在所述第一光敏区域上的所述第一光能和入射在所述第二光敏区域上的所述第二光能的组合产生所述第二图像。12.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：检测入射在第三光电二极管上的第三光敏区域上的光，其中所述第一光敏区域至少部分由所述第三光敏区域围绕；组合来自(i)所述第一光敏区域、(ii)所述第二光敏区域和(iii)所述第三光敏区域的信号，其中来自所述第三光敏区域的所述信号响应于入射在所述第三光敏区域上的光并且指示入射在每个像素上的所述第三光敏区域上的第三光能；以及至少部分地基于入射在所述第三光敏区域上的所述第三光能产生第三图像。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第三光敏区域大于所述第一光敏区域。14.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括基于入射在所述第一光敏区域上的所述第一光能、入射在所述第二光敏区域上的所述第二光能和入射在所述第三光敏区域上的所述第三光能的组合产生所述第三图像。15.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括微...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·加洛罗·格卢斯金，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US