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TW201818716A - 圖像傳感器及輸出方法、相位對焦方法、成像裝置和行動終端 - Google Patents

圖像傳感器及輸出方法、相位對焦方法、成像裝置和行動終端 Download PDF

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TW201818716A
TW201818716A TW106142226A TW106142226A TW201818716A TW 201818716 A TW201818716 A TW 201818716A TW 106142226 A TW106142226 A TW 106142226A TW 106142226 A TW106142226 A TW 106142226A TW 201818716 A TW201818716 A TW 201818716A
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Abstract

本發明揭露了一種圖像傳感器之畫素資訊輸出方法，其中，圖像傳感器包括感光單元陣列、濾光單元陣列和微鏡陣列，濾光單元陣列設置在感光單元陣列上，微鏡陣列位於濾光陣列之上，每個微鏡覆蓋一個濾光單元和一個感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素，該方法包括以下步驟：根據模式選擇指令確定輸出模式；控制感光單元陣列曝光，並讀取感光單元陣列之輸出，其中，在選擇第一輸出模式時，控制同一感光單元之複數感光畫素之畫素資訊合併輸出。該方法，可以提高成像品質。本發明還揭露了一種相位對焦方法、圖像傳感器、成像裝置、圖像傳感器之成像方法、行動終端及電腦可讀記憶體媒體。

Description

圖像傳感器及輸出方法、相位對焦方法、成像裝置和行動終端
本發明屬於圖像裝置技術領域，尤其涉及一種圖像傳感器之畫素資訊輸出方法，以及一種相位對焦方法、圖像傳感器、成像裝置和行動終端。
目前，用於手機攝像頭之傳感器之畫素結構都係一個微透鏡對應一個畫素單元，存在兩個問題，第一，手機攝像頭傳感器之畫素單元之尺寸越來越小，傳感器成像靈敏度以及SNR（Signal Noise Ratio，信噪比）有待提高，不利於畫面之成像品質，第二，微透鏡接收所有方向之光線用於同一畫素單元成像，由於畫素單元無區分所接收光線之方向，所以無法滿足相位檢測之條件，不能為進行相位對焦提供基礎。
本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中之技術問題之一。
為了解決上述問題，本發明一方面提出一種圖像傳感器之畫素資訊輸出方法，其中，該圖像傳感器包括：感光單元陣列、濾光單元陣列和微鏡陣列，濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一個濾光單元和一個感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素，該方法包括以下步驟：根據模式選擇指令確定輸出模式；控制該感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，在選擇第一輸出模式時，將同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊合併輸出。
根據本發明之圖像傳感器之畫素資訊輸出方法，基於每個透鏡對應一個濾光單元和複數感光畫素之結構，在選擇第一輸出模式時，將同一感光單元之複數感光畫素之畫素資訊合併輸出，與相關技術中單個感光畫素之輸出相比，可以提高成像靈敏度和信噪比，提高畫面品質。
在本發明之一些實施方式中，在選擇第二輸出模式時，將同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出。
進而，在選擇該第二輸出模式時，根據該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得相位差資訊；以及根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
為了解決上述問題，本發明另一方面還提出一種相位對焦方法，該方法包括：提供圖像傳感器，該圖像傳感器包括：感光單元陣列、濾光單元陣列和微鏡陣列，濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一個濾光單元和一個感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素；控制該感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，將同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出；根據該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得相位差資訊，並根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
根據本發明之相位對焦方法，基於圖像傳感器之每個透鏡對應一個濾光單元和複數感光畫素之結構，將同一感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出，在離焦狀態時，每個感光單元可以獲取不同方向之光線訊號，從而為相位對焦提供條件，進而可以獲得相位差資訊以實現相位對焦。
為了解決上述問題，本發明再一方面提出一種圖像傳感器，該圖像傳感器包括：感光單元陣列；設置在該感光單元陣列上之濾光單元陣列；微鏡陣列，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一個濾光單元和一個感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素。
本發明之圖像傳感器，基於每個透鏡對應一個濾光單元和複數感光畫素之結構，為提高畫面品質和滿足相位對焦條件提供硬體基礎。
在本發明之一些實施方式中，該感光單元包括2*2個該等感光畫素。
在本發明之一些實施方式中，該濾光單元陣列包括拜耳陣列。
本發明之又一方面提出一種成像裝置，該成像裝置包括：上述之圖像傳感器；和控制模組，該控制模組根據模式選擇指令確定輸出模式，控制該圖像傳感器之感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，在選擇第一輸出模式時，該控制模組控制同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊合併輸出。
本發明之成像裝置，基於圖像傳感器之每個透鏡對應一個濾光單元和複數感光畫素之結構，在選擇第一輸出模式時，控制模組將同一感光單元之複數感光畫素之畫素資訊合併輸出，與相關技術中單個感光畫素之輸出相比，可以提高成像靈敏度和信噪比，提高畫面品質。
其中，在選擇第二輸出模式時，該控制模組控制同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出。
在本發明之一些實施方式中，在選擇第二輸出模式時，該控制模組，根據該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得相位差資訊，並根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
基於上述之成像裝置，本發明又一方面還提出一種終端，該行動終端包括上述之成像裝置。
該行動終端，可以拍照，成像品質提高，具有相位檢測功能。
本發明又一方面還提出一種成像裝置，該成像裝置包括上述之圖像傳感器和控制模組，該控制模組控制該感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，將同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出，並根據該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得相位差資訊，以及根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
根據本發明之成像裝置，圖像傳感器基於每個透鏡對應一個濾光單元和複數感光畫素之結構，控制模組將同一感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出，在離焦狀態時，每個感光單元可以獲取不同方向之光線訊號，從而為相位對焦提供條件，進而可以獲得相位差資訊為實現相位對焦提供基礎。
本發明之再一方面還提出一種行動終端，該行動終端包括上述之成像裝置。該行動終端，具有相位對焦功能。
在本發明之一些實施方式中，該行動終端包括手機。
在本發明之一些實施方式中，該成像裝置包括該手機之前置相機。
本發明再一方面還提出一種圖像傳感器之成像方法，其中，該圖像傳感器包括：感光單元陣列、濾光單元陣列和微鏡陣列，該濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一個濾光單元和一個感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素，該影像處理方法包括：讀取該感光單元陣列之輸出；以及將同一該感光單元之複數感光畫素之輸出相加以得到該感光單元之畫素值從而生成合併圖像。
由於感光單元之雜訊小於合併之前各感光畫素雜訊之和，採用此成像方法能在低照度下得到信噪比、亮度和清晰度較高，噪點較少之圖像。
在至少一個實施方式中，每個該感光單元包括2*2個該等感光畫素，該圖像傳感器包括暫存器，該讀取步驟步驟進一步包括：採集第k行及第k+1行之該等感光畫素之輸出並存入該暫存器，其中k=2n-1，n為自然數，k+1小於等於該等感光畫素之總行數；及從該暫存器中提取該第k行及第k+1行之該等感光畫素之輸出，將同一該感光單元之該複數感光畫素之輸出相加以得到該感光單元之畫素值。
在至少一個實施方式中，該讀取步驟步驟進一步包括：將該等感光畫素產生之類比訊號輸出轉換為數位訊號輸出。
本發明又一方面還提出一種行動終端，該行動終端包括殼體、處理器、記憶體、電路板和電源電路，其中，該電路板安置在該殼體圍成之空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端之各個電路或裝置供電；該記憶體用於記憶體可執行程式碼；該處理器藉由讀取該記憶體中記憶體之可執行程式碼來運行與該可執行程式碼對應之程式，以用於執行上述之成像方法。
本發明實施方式之行動終端，藉由讀取該畫素單元陣列之輸出，將同一感光單元之複數感光畫素之輸出相加以得到該感光單元之畫素值從而生成合併圖像，由於合併畫素之雜訊小於合併之前各感光畫素雜訊之和，能在低照度下得到信噪比、亮度和清晰度較高，噪點較少之圖像。
本發明又一方面提出了一種電腦可讀記憶體媒體，具有記憶體於其中之指令，當行動終端之處理器執行該指令時，該行動終端執行如上實施方式所述之成像方法。
本發明附加之方面和優點將在下面之描述中部分給出，部分將從下面之描述中變得明顯，或藉由本發明之實踐瞭解到。
下面詳細描述本發明之實施方式，該實施方式之示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似之標號表示相同或類似之元件或具有相同或類似功能之元件。下面藉由參考附圖描述之實施方式係示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明之限制。
為了提升手機攝像頭之成像靈敏度和信噪比，並且可以實現相位差檢測，在本發明之實施方式中，藉由將複數感光畫素形成一組共用一個微鏡，分別讀取一組感光畫素內部之各個感光畫素之畫素資訊，將成像光線區分。既可以藉由複數感光畫素合併成像達到較高之成像靈敏度和信噪比，同時藉由光線進光方向不同，可以實現相對位元差資訊之檢測功能。
第1圖係根據本發明之一個實施方式之圖像傳感器之示意圖，如第1圖所示，該圖像傳感器100包括感光單元陣列10、濾光單元陣列20和微鏡陣列30。
其中，濾光單元陣列20設置在感光單元陣列10上，微鏡陣列30位於濾光單元陣列20之上，每個微鏡31覆蓋一個濾光單元21和一個感光單元11，每個感光單元11包括複數感光畫素110，例如，在本發明之一個實施方式中，每個感光單元11包括2*2個感光畫素110。
在某些實施方式中，濾光單元陣列20包括拜耳陣列(Bayer pattern)。採用拜耳結構能採用傳統針對拜耳結構之演算法來處理圖像訊號，從而不需要硬體結構上做大的調整。
參照第3圖所示，在拜耳陣列中，2*2個濾光單元21組成一個濾光結構22，2*2個濾光單元21分別為綠色、紅色、藍色、綠色濾光單元21。
請參閱第2圖，在傳統濾光單元陣列20結構中，每個濾光結構22包括四個濾光單元21。每個濾光單元21對應一個感光畫素110及圖像畫素。請參閱第3圖，在本發明之實施方式中，濾光單元陣列20採用拜耳結構，而不同的是，每個濾光單元21對應複數感光畫素110，例如對應四個感光畫素110，即複數感光畫素110對應相同顏色之濾光單元21。
概括地說，本發明實施方式之圖像傳感器100中，複數感光畫素110組成一組並共用一個微鏡31，換句話說，將目前的圖像傳感器內之一個微鏡對應一個感光畫素的結構，改為一個微鏡31對應複數感光畫素110，且該組感光畫素110，即該感光單元11內之感光畫素110對應相同顏色之濾光單元21。
基於第1圖中圖像傳感器100之結構，下面對本發明實施方式之圖像傳感器100之畫素資訊輸出方法進行說明。第4圖係根據本發明之一個實施方式之圖像傳感器100之畫素資訊輸出方法之流程圖，如第4圖所示，該方法包括以下步驟： S1，根據模式選擇指令確定輸出模式。
在本發明之實施方式中，輸出模式包括第一輸出模式和第二輸出模式，其中，第一輸出模式可以理解為針對提高成像靈敏度和信噪比方面提出之輸出模式，第二輸出模式可以理解為針對相位對焦和景深資訊測試方面提出之輸出模式。
S2，控制感光單元陣列10曝光，並讀取感光單元陣列10之輸出，其中，在選擇第一輸出模式時，將同一感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊合併輸出。
具體地，當同一微鏡31對應之感光單元11內之複數感光畫素110之畫素資訊合併輸出時，相較於一個微鏡對應一個感光畫素之輸出訊號，複數例如N個感光畫素合併輸出訊號相當於增加了N倍，由於噪音與訊號的平方根成正比，即nosie∝(Signal)1/2，所以訊號變為原來的N倍，雜訊只有原來的1/2，圖像之成像靈敏度和信噪比都有相應的提升。
第5圖為根據本發明之一個實施方式之成像光線示意圖，其中，一個微鏡31對應一個濾光單元21和四個感光畫素110，第6圖係相關技術中之成像光線示意圖，其中，一個微鏡112對應一個濾光單元113和一個感光畫素111。如第1圖和第5圖所示，如果四個感光畫素111之畫素資訊合併輸出，則訊號變為第6圖所示畫素結構輸出訊號的4倍，而雜訊只有第6圖中畫素結構的2倍，因而圖像之靈敏度和信噪比都有相應之提升。
可以看出，本發明實施方式之圖像傳感器100之畫素資訊輸出方法，基於每個透鏡31對應一個濾光單元21和複數感光畫素110之結構，在選擇第一輸出模式時，將同一感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊合併輸出，與相關技術中單個感光畫素111之輸出相比，可以提高成像靈敏度和信噪比，提高畫面品質。
為了滿足相位檢測之條件進行相位對焦，在選擇第二輸出模式時，控制同一感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊分別單獨輸出。進而，根據感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊；根據相位差資訊進行相位對焦調節。
根據相關知識可知，針對第6圖所示之畫素結構而言，即一個微鏡112對應一個濾光單元113和一個感光畫素111，在對焦的情況下，如第7圖中（1）所示，成像光線經過微鏡聚焦於感光畫素上成像，而在離焦的情況下，如第7圖中（2）所示，成像光線發散，每個微鏡接收複數方向之光線用於下方對應感光畫素之成像，由於同一感光畫素不能夠區分所接收光線之方向，所以無法滿足相對檢測之條件。在相關技術中，一般地，為了實現PDAF（Phase Detection Auto Focus，相位檢測自動對焦），通常利用圖像傳感器內相鄰且成對設置之感光畫素結構設計（又稱遮蔽畫素，masked pixels，遮蔽畫素結構相較於普通感光畫素結構更加複雜，通常需要改變普通感光畫素本身結構或者在感光畫素結構上單獨增加一個光線遮擋部，以使得射向遮蔽畫素上之複數方向光線中特定方向上之光線不能到達遮蔽畫素之感光部分，而除了特定方向之外之光線則可以到達遮蔽畫素之感光部分，換言之，遮蔽畫素通常成對、鄰近且對稱之設置，成對設置之遮蔽畫素用於對複數方向之光線進行分離），將射向成對設置之遮蔽畫素上之複數方向上之成像光束分離成比如左和右兩部分，藉由對比左、右兩部分光線成像後之相位差（即藉由採集成對設置之遮蔽畫素之輸出）來計算鏡頭需要移動之距離。
而在本發明之實施方式中，基於每個微鏡31覆蓋一個濾光單元21和一個感光單元11，而每個感光單元11包括複數感光畫素110，即每個微鏡31對應複數感光畫素110，所以，每個微鏡31接收之複數光線用於複數感光畫素110之成像，控制同一感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊分別單獨輸出，可以獲取複數方向之光線訊號，可以看出上述結構起到了分離成像光束之作用，進而，可以根據每個感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊之輸出對成像光線進行識別，藉由不同方向之光線訊號對比可以獲取成像圖像之相位差資訊，進一步地根據相位差資訊獲得拍攝物體之距離資訊，為相位對焦和景深資訊測試提供資料基礎。顯然，本發明實施方式中，只需要利用微鏡陣列30、濾光單元陣列20和感光單元陣列10之配合設計，就可以實現相位對焦之檢測，而無需改變普通感光畫素本身結構或者在感光畫素結構上單獨增加一個光線遮擋部，相位對焦檢測之實現方式也更加簡單。
例如，如第5圖所示，當每個感光單元11之四個感光畫素110之畫素資訊分別讀取步驟時，根據四個感光畫素110之畫素資訊輸出可以獲取不同方向之光線訊號，例如上、下、左、右之光線訊號，藉由對不同方向之光線訊號對比，可以獲取整幅圖像之相位差資訊，進而可以將相位差資訊轉換為對焦距離資訊，根據對焦距離資訊調節鏡頭之位置實現相位對焦。
概括地說，本發明實施方式之圖像傳感器100之畫素資訊輸出方法，基於每個微鏡31對應複數感光畫素110之設置，可以實現兩種工作狀態，一種工作狀態是，每個感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊合併輸出，可提升畫面品質；另一種工作狀態是，每個感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊單獨輸出，藉由感光畫素110之間之資訊對比獲取相位差資訊，為相位對焦和景深資訊測試提供資料基礎。
下面對本發明另一方面實施方式提出之相位對焦方法進行說明。
第8圖係根據本發明之一個實施方式之相位對焦方法之流程圖，如第8圖所示，該相位對焦方法包括以下步驟： S10，提供圖像傳感器100。
請結合第1圖，圖像傳感器100包括感光單元陣列10、濾光單元陣列20和微鏡陣列30，濾光單元陣列20設置在感光單元陣列10上，微鏡陣列30位於濾光單元陣列20之上，每個微鏡31覆蓋一個濾光單元21和一個感光單元11，每個感光單元11包括複數感光畫素110，即每個微鏡31對應複數感光畫素110。
S20，控制感光單元陣列10曝光，並讀取感光單元陣列10之輸出，其中，控制同一感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊分別單獨輸出。
S30，根據感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊，並根據相位差資訊進行相位對焦調節。
本發明之相位對焦方法，基於圖像傳感器100之每個透鏡31對應一個濾光單元21和複數感光畫素110之結構，將同一感光單元11之感光畫素110之畫素資訊分別單獨輸出，在離焦狀態時，每個感光單元11可以獲取不同方向之光線訊號，從而為相位對焦提供條件，進而可以獲得相位差資訊以實現相位對焦。
下面對本發明再一方面實施方式之成像裝置進行說明。
第9圖係根據本發明之一個實施方式之成像裝置之功能模組示意圖，如第9圖所示，該成像裝置1000包括上述之圖像傳感器100和控制模組200。
請結合第1圖，控制模組200根據模式選擇指令確定輸出模式，控制感光單元陣列10曝光，並讀取感光單元陣列10之輸出，其中，在選擇第一輸出模式時，控制模組200控制同一感光單元11之感光畫素110之畫素資訊合併輸出。
本發明之成像裝置1000，基於圖像傳感器100之每個透鏡31對應一個濾光單元21和複數感光畫素110之結構，在選擇第一輸出模式時，控制模組200將同一感光單元11之感光畫素110之畫素資訊合併輸出，與相關技術中單個感光畫素111(第6圖示)之輸出相比，可以提高成像靈敏度和信噪比，提高畫面品質。
在本發明之實施方式中，在選擇第二輸出模式時，控制模組200控制同一感光單元11之感光畫素110之畫素資訊分別單獨輸出。控制模組200根據感光單元11之感光畫素110之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊，並根據相位差資訊進行相位對焦調節。
在本發明之又一實施方式還提出一種行動終端2000，如第10圖所示，該行動終端2000包括上述實施方式之成像裝置1000。該行動終端2000，可以拍照，成像品質提高，具有相位檢測功能。
下面參照附圖描述根據本發明之又一實施方式提出之成像裝置1000，該成像裝置1000包括圖像傳感器100和控制模組200。
請結合第1圖，控制模組200控制圖像傳感器100之感光單元陣列10曝光，並讀取感光單元陣列10之輸出，其中，將同一感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊分別單獨輸出，並根據感光單元11之感光畫素110之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊，根據相位差資訊進行相位對焦調節。
根據本發明之成像裝置1000，圖像傳感器100基於每個透鏡31對應一個濾光單元21和複數感光畫素110之結構，控制模組200將同一感光單元11之複數感光畫素110之畫素資訊分別單獨輸出，在離焦狀態時，每個感光單元11可以獲取不同方向之光線訊號，從而為相位對焦提供條件，進而可以獲得相位差資訊為實現相位對焦提供基礎。
下面參照附圖描述根據本發明又一實施方式提出之行動終端2000，該行動終端2000包括上述又一實施方式之成像裝置1000。該行動終端2000，具有相位對焦功能。
具體地，行動終端2000可以包括但不限於手機。
成像裝置1000可以包括手機之前置相機，根據相位差資訊獲得調焦距離資訊，進而可以根據調焦距離資訊調節前置相機之距離，實現相位對焦。
請結合第1圖，基於上述實施方式之圖像傳感器100，其中，圖像傳感器100包括：感光單元陣列10、濾光單元陣列20和微鏡陣列30，濾光單元陣列20設置在感光單元陣列10上，微鏡陣列30位於濾光單元陣列20之上，每個微鏡31覆蓋一個濾光單元21和一個感光單元11，每個感光單元11包括複數感光畫素110，下面參照附圖描述根據本發明實施方式提出之成像方法。
第11圖係根據本發明實施方式之成像方法之流程圖，請結合第1圖，該成像方法包括以下步驟： S1，讀取感光單元陣列10之輸出。
S2，將同一感光單元11之複數感光畫素110之輸出相加以得到該感光單元11之畫素值從而生成合併圖像。
本發明實施方式之成像方法，假定原有每個感光單元11之輸出為S，雜訊為N，感光單元11包括M個感光單元，則感光單元11之畫素值為n*m*S，而感光單元11之雜訊為，在n=2，m=2的情況下，感光單元11之雜訊即為n*m*N/2左右。因此感光單元11之亮度在低亮度環境下得到提升，而且性噪比提高。
請參閱第12圖，在某些實施方式中，每個感光單元11包括2*2個感光畫素，圖像傳感器100包括暫存器(圖未示)，步驟S2進一步包括： S201，採集第k行及第k+1行之感光畫素110之輸出並存入暫存器，其中k=2n-1，n為自然數，k+1小於等於感光畫素110之總行數； S202，從暫存器中提取第k行及第k+1行之感光畫素110之輸出，將同一感光單元11之感光畫素110之輸出相加以得到感光單元11之畫素值。
如此，可以充分利用暫存器來實現感光畫素110之輸出讀取步驟、快取及合併之過程。
請參第13圖，在某些實施方式中，步驟S2進一步包括： S301，將感光畫素110產生之類比訊號輸出轉換為數位訊號輸出；及 S302，將同一感光單元11之複數感光畫素110之輸出相加以得到感光單元11之畫素值。
如此，一來，一般為數位訊號處理晶片之影像處理模組可以直接處理圖像傳感器100之輸出，二來，相對於某些藉由電路直接對圖像傳感器100之類比訊號格式之輸出進行處理之方案來說，藉由後端之數位訊號處理晶片之影像處理模組來處理圖像傳感器之輸出，較好地保留了前端圖像傳感器中各個感光畫素所採集之資訊，這樣既能夠單獨利用各個感光畫素所採集之資訊生成高解析度之圖像，也可以藉由合併部分感光畫素之方式生成低解析度但雜訊低、信噪比高和清晰度高之圖像，例如，對於16M畫素之圖像傳感器100來說，本發明實施方式之成像方法既可以成生4M畫素(將2*2之畫素合併)之合併圖像，也可以生成16M畫素(即不合併)之原圖像。
本發明再一實施方式還提出一種行動終端，該行動終端包括殼體、處理器、記憶體、電路板和電源電路，其中，該電路板安置在該殼體圍成之空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端之各個電路或裝置供電；該記憶體用於記憶體可執行程式碼；該處理器藉由讀取該記憶體中記憶體之可執行程式碼來運行與該可執行程式碼對應之程式，以用於執行上述之成像方法。
本發明實施方式還提供了一種電腦可讀記憶體媒體，具有記憶體於其中之指令，當行動終端之處理器執行該指令時，該行動終端執行如參考第11圖所示之本發明實施方式之成像方法。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類之關係術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際之關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性之包含，從而使得包括一系列要素之過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出之其他要素，或者係還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有之要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定之要素，並不排除在包括該要素之過程、方法、物品或者裝置中還存在另外之相同要素。
在流程圖中表示或在此以其他方式描述之邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用於實現邏輯功能之可執行指令之定序列表，可以具體實現在任何電腦可讀媒體中，以供指令執行系統、裝置或裝置（如基於電腦之系統、包括處理器之系統或其他可以從指令執行系統、裝置或裝置取指令並執行指令之系統）使用，或結合這些指令執行系統、裝置或裝置而使用。就本說明書而言，"電腦可讀媒體"可以是任何可以包含、記憶體、通信、傳播或傳輸程式以供指令執行系統、裝置或裝置或結合這些指令執行系統、裝置或裝置而使用之裝置。電腦可讀媒體之更具體之示例（非窮盡性列表）包括以下：具有一個或複數佈線之電連接部（電子裝置），可攜式電腦硬碟（磁裝置），隨機存取記憶體（RAM），唯讀記憶體（ROM），可抹除可程式化唯讀記憶體（EPROM或快閃記憶體），光纖裝置，以及可攜式光碟唯讀記憶體（CDROM）。另外，電腦可讀媒體甚至可以是可在其上列印該程式之紙或其他合適之媒體，因為可以例如藉由對紙或其他媒體進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得該程式，然後將其記憶體在電腦記憶體中。
應當理解，本發明之各部分可以用硬體、軟體、韌體或它們之組合來實現。在上述實施方式中，複數步驟或方法可以用記憶體在記憶體中且由合適之指令執行系統執行之軟體或韌體來實現。例如，如果用硬體來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知之下列技術中之任一項或他們之組合來實現：具有用於對資料訊號實現邏輯功能之邏輯閘電路之離散邏輯電路，具有合適之組合邏輯閘電路之專用積體電路，可程式閘陣列（PGA），現場可程式閘陣列（FPGA）等。
需要說明的是，在本說明書之描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等之描述意指結合該實施方式或示例描述之具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明之至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語之示意性表述不必須針對的是相同之實施方式或示例。而且，描述之具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或複數實施方式或示例中以合適之方式結合。此外，在不相互矛盾之情況下，本領域之技術人員可以將本說明書中描述之不同實施方式或示例以及不同實施方式或示例之特徵進行結合和組合。
在本說明書之描述中，參考術語“一個實施方式”、“一些實施方式”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等之描述意指結合該實施方式或示例描述之具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明之至少一個實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語之示意性表述不必須針對的是相同之實施方式或示例。而且，描述之具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或複數實施方式或示例中以合適之方式結合。此外，在不相互矛盾之情況下，本領域之技術人員可以將本說明書中描述之不同實施方式或示例以及不同實施方式或示例之特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明之實施方式，可以理解的是，上述實施方式是示例性的，不能理解為對本發明之限制，本領域之普通技術人員在本發明之範圍內可以對上述實施方式進行變化、修改、替換和變型。
100‧‧‧圖像傳感器
10‧‧‧感光單元陣列
11‧‧‧感光單元
110、111‧‧‧感光畫素
20‧‧‧濾光單元陣列
21、113‧‧‧濾光單元
22‧‧‧濾光結構
30‧‧‧微鏡陣列
31、112‧‧‧微鏡
1000‧‧‧成像裝置
200‧‧‧控制模組
2000‧‧‧行動終端
本發明之上述和/或附加之方面和優點從結合下面附圖對實施方式之描述中將變得明顯和容易理解，其中： 第1圖係根據本發明之一個實施方式之圖像傳感器之示意圖； 第2圖係拜耳陣列示意圖； 第3圖係根據本發明之一個實施方式之濾光單元陣列之示意圖； 第4圖係根據本發明之一個實施方式之圖像傳感器之畫素資訊輸出方法之流程圖； 第5圖係根據本發明之一個具體實施方式之成像示意圖； 第6圖係相關技術中之成像示意圖； 第7圖中之（1）和（2）係根據相關技術中之成像光線輸入示意圖； 第8圖係根據本發明之一個實施方式之相位對焦方法之流程圖； 第9圖係根據本發明之一個實施方式之成像裝置之功能模組示意圖； 第10圖係根據本發明之一個實施方式之行動終端之功能模組示意圖； 第11圖係根據本發明之一個實施方式之成像方法之流程圖； 第12圖係根據本發明之一個實施方式之成像方法之流程圖； 第13圖係根據本發明之另一個實施方式之成像方法之流程圖。

Claims (14)

  1. 一種圖像傳感器之畫素資訊輸出方法，其特徵在於，該圖像傳感器包括：一感光單元陣列、一濾光單元陣列和一微鏡陣列，該濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一濾光單元和一感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素，該方法包括以下步驟： 根據模式選擇指令確定輸出模式； 控制該感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，在選擇第一輸出模式時，控制同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊合併輸出；以及 在選擇第二輸出模式時，控制同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，在選擇該第二輸出模式時，還包括： 根據該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊；以及 根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
  3. 一種相位對焦方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟： 提供一圖像傳感器，該圖像傳感器包括：一感光單元陣列、一濾光單元陣列和一微鏡陣列，該濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一濾光單元和一感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素； 控制該感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，控制同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出；以及 根據該感光單元之感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊，並根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
  4. 一種成像裝置，其特徵在於，包括： 圖像傳感器；該圖像傳感器包括：一感光單元陣列、一濾光單元陣列和一微鏡陣列，該濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一濾光單元和一感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素；以及 一控制模組，該控制模組根據模式選擇指令確定輸出模式，控制該圖像傳感器之一感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，在選擇第一輸出模式時，該控制模組控制同一感光單元之複數感光畫素之畫素資訊合併輸出，在選擇第二輸出模式時，控制同一該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之成像裝置，其中，在選擇第二輸出模式時，該控制模組，根據該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊，並根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
  6. 一種行動終端，其特徵在於，包括如申請專利範圍第4項至第5項中任一項所述之成像裝置。
  7. 一種成像裝置，其特徵在於，包括： 圖像傳感器；該圖像傳感器包括：一感光單元陣列、一濾光單元陣列和一微鏡陣列，該濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一濾光單元和一感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素；以及；和 一控制模組，控制該圖像傳感器之一感光單元陣列曝光，並讀取該感光單元陣列之輸出，其中，將同一感光單元之複數感光畫素之畫素資訊分別單獨輸出，並根據該感光單元之複數感光畫素之畫素資訊進行成像光線區分以獲得成像之相位差資訊，根據該相位差資訊進行相位對焦調節。
  8. 一種行動終端，其特徵在於，包括如申請專利範圍第7項所述之成像裝置。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之行動終端，其中，該行動終端包括一手機。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之行動終端，其中，該成像裝置包括該手機之一前置相機。
  11. 一種圖像傳感器之成像方法，其特徵在於，該圖像傳感器包括：一感光單元陣列、一濾光單元陣列和一微鏡陣列，該濾光單元陣列設置在該感光單元陣列上，該微鏡陣列位於該濾光單元陣列之上，每個微鏡覆蓋一濾光單元和一感光單元，每個感光單元包括複數感光畫素，該成像方法包括： 讀取該感光單元陣列之單獨輸出；以及 將同一該感光單元之複數感光畫素之輸出相加以得到該感光單元之畫素值從而生成合併圖像。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之成像方法，其中，該讀取步驟進一步包括： 將該等感光畫素產生之類比訊號輸出轉換為數位訊號輸出。
  13. 一種行動終端，包括一殼體、一處理器、一記憶體、一電路板和一電源電路，其中，該電路板安置在該殼體圍成之空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端之各個電路或裝置供電；該記憶體用於記憶體可執行程式碼；該處理器藉由讀取該記憶體中記憶體之可執行程式碼來運行與該可執行程式碼對應之程式，以用於執行如申請專利範圍第11項至第12項中任一項所述之成像方法。
  14. 一種電腦可讀記憶體媒體，具有記憶體於其中之指令，當行動終端之處理器執行該指令時，該行動終端執行如申請專利範圍第11項至第12項中任一項所述之成像方法。
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