图像传感器和电子设备制造技术

本申请实施例涉及图像传感器和电子设备。该图像传感器微透镜阵列、滤光单元阵列以及感光单元阵列；微透镜阵列，用于将拍摄对象返回的光信号汇聚至滤光单元阵列；滤光单元阵列，包括多个滤光单元组，每个所述滤光单元组包括4个滤光子单元组，所述4个滤光子单元组包括1个第一滤光子单元组、1个第二滤光子单元组以及2个第三滤光子单元组，每个所述滤光单元组中，所述2个第三滤光子单元组在水平方向和垂直方向均不相邻；感光单元阵列，位于图像传感器下方，感光单元阵列中的感光单元与滤光单元阵列中的滤光单元一一对应。本申请实施例的图像传感器，能够提高低光照环境下的拍照性能。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器和电子设备
本申请实施例涉及图像领域，并且更具体地，涉及图像传感器和电子设备。
技术介绍
电子设备中的成像系统通常依靠图像传感器来建立可视图像的电子显示。这样的图像传感器的例子包括电荷耦合装置(Charge-coupledDevice，CCD)图像传感器和有源像素传感器(ActivePixelSensor，APS)装置，其中，因为能够在互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)处理中制造APS装置，所以APS装置经常也被叫做CMOS传感器。图像传感器的成像原理是基于半导体材料的光电转换效应。在半导体衬底上设置有多个像素组成的像素阵列，每一个像素内含有光电转换元件和读出电路。当光投射到像素阵列时，各个光电转换元件产生相应数量的光生电荷，经读出电路读出后到达模数转换电路(Analog-to-DigitalConverter，ADC)转变为数字信号，数字信号再经过图像信号处理器(ImageSignalProcessing，ISP)处理后，最终输出图像。为了捕获彩色图像，需要在不同像素上累积特定波长的光信号，即对应接收特定颜色的信号，所以会在图像传感器中设有滤光单元阵列(ColorFilterArray，CFA)。由于在用于移动设备中时，CFA本身对于光的透过率较低，同事图像传感器尺寸受限，对应的像素阵列的感光面积也受限，所以在低光照环境中下，拍照的性能会受限。
技术实现思路
本申请提供了一种图像传感器和电子设备，旨在解决低光照环境中下，拍照的性能会受限的问题。第一方面，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括：微透镜阵列、滤光单元阵列以及感光单元阵列；微透镜阵列，用于将拍摄对象返回的光信号汇聚至滤光单元阵列；滤光单元阵列，包括多个滤光单元组，每个滤光单元组包括4个滤光子单元组，4个滤光子单元组包括1个第一滤光子单元组、1个第二滤光子单元组以及2个第三滤光子单元组；每个滤光单元组中，2个第三滤光子单元组在水平方向和垂直方向均不相邻；每个滤光子单元组包括多个滤光单元，滤光单元包括白色滤光单元和彩色滤光单元，彩色滤光单元包括第一彩色滤光单元、第二彩色滤光单元以及第三彩色滤光单元；每个滤光子单元组中，白色滤光单元和彩色滤光单元在水平方向和垂直方向间隔排列，且第一对角线位置上均为同一颜色的滤光单元，第二对角线位置上均为同一颜色的滤光单元；第一滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第一彩色滤光单元；第二滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第二彩色滤光单元；第三滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第三彩色滤光单元；感光单元阵列，位于图像传感器下方，感光单元阵列中的感光单元与滤光单元阵列中的滤光单元一一对应。因此，本申请实施例的图像传感器，通过对图像传感器的特定排布方式，有效的增加图像传感器的整体进光量。通过合理地设置图像传感器的各个颜色的滤光单元的分布，能够保证例如白色等混合色滤光单元具有较高的空间采样率，有利于后续获取更好的高分辨率灰度图像；也可以保证R像素、G像素、B像素有相对平均的空间采样率，有利于后续的重建马赛克算法获取彩色图像。结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，第一彩色滤光单元、第二彩色滤光单元和第三彩色滤光单元分别为以下中的一种：红色滤光单元、绿色滤光单元、蓝色滤光单元、黄色滤光单元、青色滤光单元以及洋红色滤光单元；第一彩色滤光单元、第二彩色滤光单元和第三彩色滤光单元的颜色均不相同。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一彩色滤光单元为蓝色滤光单元；第二彩色滤光单元为红色滤光单元；第三彩色滤光单元为绿色滤光单元。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子单元组包括4×4个滤光单元。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子单元组的第一对角线位置上均为白色滤光单元，第二对角线位置上均为彩色滤光单元。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一滤光子单元组的第一行排列的第一个为蓝色滤光单元；第二滤光子单元组的第一行排列的第一个为红色滤光单元；第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为绿色滤光单元。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光子单元组分别位于滤光单元组的左上角和右下角。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光子单元组分别位于滤光单元组的右上角和左下角。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器还包括处理器，处理器用于：若当前光照强度为正常光照时，对图像数据依次进行插值处理、重建马赛克处理以及数据融合处理。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器还包括处理器，处理器用于：若当前光照强度为弱光照时，对图像数据进行一次像素合成处理。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子单元组分为四个2×2个滤光单元，一次像素合成处理包括：在第一滤光子单元组中，每2×2个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个蓝色滤光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据；在第二滤光子单元组中，每2×2个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个红色滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据；在2个第三滤光子单元组中，每2×2个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个绿色滤光单元的图像数据合成1个绿色滤光单元的图像数据。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器还包括处理器，处理器用于：若当前光照强度为极限光照时，对图像数据进行两次像素合成处理。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，两次像素合成处理包括：在第一滤光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及8个蓝色滤光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据；在第二滤光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及8个红色滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据。在2个第三滤光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及8个绿色滤光单元的图像数据合成1个绿色滤光单元的图像数据。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子单元组包括3×3个滤光单元。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一滤光子单元组的第一行排列的第一个为红色滤光单元；第二滤光子单元组的第一行排列的第一个为蓝色滤光单元；第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为绿色滤光单元。结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光子单元组分别位于滤光单元组的右本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，包括：微透镜阵列、滤光单元阵列以及感光单元阵列；/n所述微透镜阵列，用于将拍摄对象返回的光信号汇聚至所述滤光单元阵列；/n所述滤光单元阵列，包括多个滤光单元组，每个所述滤光单元组包括4个滤光子单元组，所述4个滤光子单元组包括1个第一滤光子单元组、1个第二滤光子单元组以及2个第三滤光子单元组；/n每个所述滤光单元组中，所述2个第三滤光子单元组在水平方向和垂直方向均不相邻；/n每个所述滤光子单元组包括多个滤光单元，所述滤光单元包括白色滤光单元和彩色滤光单元，所述彩色滤光单元包括第一彩色滤光单元、第二彩色滤光单元以及第三彩色滤光单元；/n每个所述滤光子单元组中，所述白色滤光单元和所述彩色滤光单元在水平方向和垂直方向间隔排列，且第一对角线位置上均为同一颜色的滤光单元，第二对角线位置上均为同一颜色的滤光单元；/n所述第一滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第一彩色滤光单元；/n所述第二滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第二彩色滤光单元；/n所述第三滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第三彩色滤光单元；/n所述感光单元阵列，位于所述滤光单元阵列下方，所述感光单元阵列中的感光单元与所述滤光单元阵列中的滤光单元一一对应。/n...

【技术特征摘要】
20200515 CN 20201041063921.一种图像传感器，其特征在于，包括：微透镜阵列、滤光单元阵列以及感光单元阵列；
所述微透镜阵列，用于将拍摄对象返回的光信号汇聚至所述滤光单元阵列；
所述滤光单元阵列，包括多个滤光单元组，每个所述滤光单元组包括4个滤光子单元组，所述4个滤光子单元组包括1个第一滤光子单元组、1个第二滤光子单元组以及2个第三滤光子单元组；
每个所述滤光单元组中，所述2个第三滤光子单元组在水平方向和垂直方向均不相邻；
每个所述滤光子单元组包括多个滤光单元，所述滤光单元包括白色滤光单元和彩色滤光单元，所述彩色滤光单元包括第一彩色滤光单元、第二彩色滤光单元以及第三彩色滤光单元；
每个所述滤光子单元组中，所述白色滤光单元和所述彩色滤光单元在水平方向和垂直方向间隔排列，且第一对角线位置上均为同一颜色的滤光单元，第二对角线位置上均为同一颜色的滤光单元；
所述第一滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第一彩色滤光单元；
所述第二滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第二彩色滤光单元；
所述第三滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第三彩色滤光单元；
所述感光单元阵列，位于所述滤光单元阵列下方，所述感光单元阵列中的感光单元与所述滤光单元阵列中的滤光单元一一对应。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一彩色滤光单元、所述第二彩色滤光单元和所述第三彩色滤光单元分别为以下中的一种：红色滤光单元、绿色滤光单元、蓝色滤光单元、黄色滤光单元、青色滤光单元以及洋红色滤光单元；所述第一彩色滤光单元、所述第二彩色滤光单元和所述第三彩色滤光单元的颜色均不相同。


3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，第一彩色滤光单元为所述蓝色滤光单元；第二彩色滤光单元为所述红色滤光单元；第三彩色滤光单元为所述绿色滤光单元。


4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，每个所述滤光子单元组包括4×4个滤光单元。


5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，每个所述滤光子单元组的第一对角线位置上均为白色滤光单元，第二对角线位置上均为彩色滤光单元。


6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，所述第一滤光子单元组的第一行排列的第一个为蓝色滤光单元；所述第二滤光子单元组的第一行排列的第一个为红色滤光单元；所述第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为绿色滤光单元。


7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述2个第三滤光子单元组分别位于所述滤光单元组的左上角和右下角。


8.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述2个第三滤光子单元组分别位于所述滤光单元组的右上角和左下角。


9.根据权利要求1-8中任意一项所述的图像传感器，其特征在于，还包括处理器，所述处理器用于
若当前光照强度为正常光照时，对图像数据依次进行插值处理、重建马赛克处理以及数据融合处理。


10.根据权利要求1-8中任意一项所述的图像传感器，其特征在于，还包括处理器，所述处理器用于
若当前光照强度为弱光照时，对图像数据进行一次像素合成处理。


11.根据权利要求10所述的图像传感器，其特征在于，每个所述滤光子单元组分为四个2×2个滤光单元，所述一次像素合成处理包括：
在所述第一滤光子单元组中，每2×2个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个蓝色滤光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据；
在所述第二滤光子单元组中，每2×2个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个红色滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据；
在2个所述第三滤光子单元组中，每2×2个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个绿色滤光单元的图像数据合成1个绿色滤光单元的图像数据。


12.根据权利要求1-8中任意一项所述的图像传感器，其特征在于，还包括处理器，所述处理器用于
若当前光照强度为极限光照时，对图像数据进行两次像素合成处理。


13.根据权利要求12所述的图像传感器，其特征在于，所述两次像素合成处理包括：
在所述第一滤光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及8个蓝色滤光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据；
在所述第二滤光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及8个红色滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据；
在2个所述第三滤光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：程祥，王迎磊，宋锐男，张玮，
申请(专利权)人：深圳市汇顶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44