【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于电子相机的图像传感器，特别是cmos图像传感器，该图像传感器具有以行和列布置的多个像素，每个像素分配给至少三个色彩通道中的一个，每个像素包括：至少一个光敏的检测器元件，该检测器元件设计为根据照射的光线产生电信号；和滤色器，该滤色器在光线照射到至少一个检测器元件之前根据像素分配的色彩通道对光线进行滤光。
技术介绍
1、电子相机通常既可用作静态图像相机，也可用作动态图像相机。作为动态图像相机，电子相机尤其可用于拍摄图像序列。如果所拍摄的这种类型的图像序列要以高分辨率在大表面上(例如在电影院的银幕上)再现，那么各个相机具有高图像质量是重要的。因为尤其是在电影制作中要求通常是很高的，在投影到大屏幕上时，图像缺陷是很容易识别的。
2、电子相机包含图像传感器，图像传感器将通过相机的镜头进入相机并最终照射到图像传感器上的光线转换成电信号。图像传感器包括多个像素，每个像素包括光敏的检测器元件，该检测器元件可根据照射到各像素上的光线的强度产生电荷。由于每个像素都包括滤色器，因此只有相应的滤色器允许其通过并因此具有与滤色器相对应的颜色的那部分光线照射在相应的像素的至少一个检测器元件上。因此每个像素都分配有与其各自的滤色器的颜色(光谱范围)相对应的色彩通道。为了读取图像(即图像序列的单个图像)，通过读取电子装置对像素依次寻址，与像素的相应电荷成比例的电压被输送至图像传感器的信号输出端。
3、对于图像拍摄的质量来说重要的是，所拍摄的拍摄对象被清晰地成像。为此，相机的焦距必须被正确地设置，即相机的镜头的焦平面必须
4、如果相机的镜头是可电动调节的，则存在自动对焦的可能性(即所谓的自动对焦(autofokus))。为此，相机必须产生用于镜头驱动的控制信号，以将焦平面移动至正确的位置。用于确定控制信号的各种自动对焦方法是已知的。
5、其中一些方法使用外部传感器，例如，可以基于超声波测量或立体观测，来确定最佳的对焦设置。由于在这些方法中，各个拍摄对象是从各个外部传感器的视角捕获的，并且由此是从与相机的视角不同的视角捕获的，因此总是存在视差，视差可能会导致对焦错误。因此限制了此类方法在具有高质量要求的拍摄中的应用。
6、这种视差错误可以通过以下方法避免，即在该方法中通过相机的镜头捕捉相应的拍摄对象以确定对焦设置。因此，与使用外部传感器的方法相比，这种“内部”自动对焦方法原则上限制更少并且精度更高。
7、通过相机的镜头确定对焦设置的方法可分为两类：一类方法是使用独立于实际拍摄所用相机的图像传感器的附加传感器，另一类方法是使用图像传感器本身来确定正确的对焦设置。
8、在具有附加传感器的方法中，需要将通过镜头进入相机的光线的一部分反射至朝向附加传感器的方向上。为此所需的反射镜需要额外的安装空间，该安装空间会增大相机的尺寸，而且在现代镜头中无法提供该安装空间。此外，部分用于图像捕捉的光线会由于反射而损失。
9、因此，使用用于拍摄的图像传感器来确定正确的对焦设置的方法是非常有利的。这种方法有两种基本原理：一种是对比度自动对焦(kontrast-autofokus)，另一种是通过pdaf像素自动对焦，其中pdaf是“相位检测自动对焦(phasedetectionautofocus)”的缩写。
10、使用对比度自动对焦时，首先穿过焦平面并且确定具有最大清晰度的位置，其中，清晰度是根据在相应位置处拍摄的图像的对比度确定的。在这个位置，焦平面以较低的幅度振荡，以找到并跟踪最佳位置，即不断地重新调整。虽然这种方法在静态图像拍摄中效果很好，但是，在动态图像拍摄中，动态图像中的可感知的振荡的焦平面会造成干扰。产生振荡的原因是，在这种方法中，无法获得关于散焦程度的直接信息，也不知道需要在哪个方向上调整焦平面才能正确对焦。该信息仅通过焦平面的横移来获得。由于干扰性的振荡，对于高质量的动态图像拍摄，对比度自动对焦通常不在考虑之列。
11、使用pdaf像素的自动对焦则不存在这些缺点，因为从拍摄图像的图像传感器的数据中直接可以确定镜头的相对于当前焦平面的相对位置。然而，该图像传感器必须具有特殊的像素，即所谓的pdaf像素。例如，这种pdaf像素可以通过在公共的微透镜下布置多个(例如两个)普通像素或者通过使用遮罩对一个像素进行半覆盖来形成。这两种方法都可以确定在pdaf像素的不同区域(一半)之间产生的信号是否存在相位差，相位差表明相应的拍摄对象没有对焦。同时，根据相位差的大小和符号可以确定需要在多大程度上和哪个方向上调整焦距，以使得拍摄对象被清晰地成像。
12、对于在图像传感器上布置pdaf像素，存在多种策略。例如，图像传感器的多条单独的行可以全部或至少大部分被pdaf像素占据。或者，pdaf像素可以分散地布置，即单个pdaf像素或pdaf像素彼此间隔地分布在图像传感器上。或者，还已知的是，图像传感器的所有像素都设计为pdaf像素，即要么设计为像素对，像素对的两个像素布置在公共的微透镜下，要么设计为四个像素的组，四个像素以2x2的方式布置在公共的微透镜下。
13、由于pdaf像素的构造与图像传感器的其他像素不同，因此，如果如上所述，pdaf像素逐行布置或分散布置，它们对通过其他像素获取的用于待拍摄的图像的图像信息的贡献非常有限(如果有的话)。因此，通常地，图像信息必须在与pdaf像素相对应的图像点进行内插，就好像pdaf像素是有缺陷的像素一样。在对于图像质量要求非常高的情况下，连pdaf像素的直接相邻的像素的图像信息也经常不能用于进行内插，因为这些像素在它们的特性上也与正常像素不同。因此，在高质量需求的应用中，逐行布置或分散布置的pdaf像素是无法使用的。
14、在全面布置的情况下，即如果图像传感器的所有像素都设计为pdaf像素，就可以避免这些缺点。然而，数据传输率，即在特定的帧频下为达到特定的分辨率每单位时间必须处理的图像信息量，至少会增加一倍(甚至可能增加两倍)。数据传输率增加一倍的同时，功率损耗也会增加一倍。这是因为不仅两倍的数据量从传感器输出到下游处理电子设备，而且这两倍的数据量还必须在那里进行处理。由此所需的功率还会导致产生的热量增加，这对相机来说是一个根本性的问题。如今，相机的尺寸在很大程度上也由相机的冷却系统的大小来决定。因此，目标是尽可能降低数据传输率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种图像传感器，该图像传感器能够实现特别可靠的自动对焦设置，只需较低的数据传输率，并尽可能避免上述的那些缺点，因此该图像传感器也适于拍摄质量要求特别高的制作中的动态图像数据。
2、该目的由具有权利要求1的特征的图像传感器来实现。有利的实施方式从从属权利要求、说明书和附图得出。
3、根据本专利技术的图像传感器，尤其是cmos图像传感器，被设计为用于电子相机，尤其是动态图像相机的图像传感器，并且本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种图像传感器(11)，用于电子相机，所述图像传感器(11)包括以行(15)和列(17)布置的多个像素(13)，每个所述像素(13)分配给至少三个色彩通道(G、R、B)中的一个，
2.根据权利要求1所述的图像传感器，
3.根据权利要求1所述的图像传感器，
4.根据权利要求1所述的图像传感器，
5.根据权利要求1所述的图像传感器，
6.根据权利要求5所述的图像传感器，
7.根据权利要求5所述的图像传感器，
8.根据权利要求7的所述图像传感器，
9.根据权利要求7所述的图像传感器，
10.根据权利要求1所述的图像传感器，
11.根据权利要求10所述的图像传感器，
12.根据权利要求1所述的图像传感器，
13.根据权利要求12所述的图像传感器，
14.根据权利要求13所述的图像传感器，
15.根据权利要求1所述的图像传感器，
16.根据权利要求13所述的图像传感器，
17.根据权利要求15所述
...【技术特征摘要】
1.一种图像传感器(11)，用于电子相机，所述图像传感器(11)包括以行(15)和列(17)布置的多个像素(13)，每个所述像素(13)分配给至少三个色彩通道(g、r、b)中的一个，
2.根据权利要求1所述的图像传感器，
3.根据权利要求1所述的图像传感器，
4.根据权利要求1所述的图像传感器，
5.根据权利要求1所述的图像传感器，
6.根据权利要求5所述的图像传感器，
7.根据权利要求5所述的图像传感器，
8.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔·齐斯林斯基，
申请(专利权)人：阿诺德和里克特电影技术公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。