圖像傳感器、成像方法、成像裝置和電子裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及成像技術領域，尤其涉及一種圖像傳感器、成像方法、成像裝置和電子
目.0
【背景技術】
[0002]目前，手機拍照功能的多樣化贏得了廣大用戶的喜愛，很多手機在拍照時采用了多幀合成技術來提升拍照效果。當前主流的多幀合成技術幾乎都是采用連拍多幅圖像合成一幅圖像的方案，多幀合成技術不僅能夠克服單幀拍照得到的圖像有缺陷的缺點，也可以增加細節(jié)的像素點從而達到獲得高分辨率圖像的目的。但是，從多幀合成技術的原理上來看，多幀合成需要連拍多幅圖像來合成一張圖像，因此拍照時間成倍的增加，給用戶帶來了很不好的體驗！
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種圖像傳感器，該圖像傳感器通過將多個像素合并成一個像素，提高了像素的感光度，減少了拍照時的曝光時間，且提高了信噪比，從而提升了用戶體驗。
[0004]本發(fā)明的第二個目的在于提出一種圖像傳感器的成像方法。
[0005]本發(fā)明的第三個目的在于提出一種成像裝置。
[0006]本發(fā)明的第四個目的在于提出一種電子裝置。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面實施例的圖像傳感器，包括:像素單元陣列，其中，所述像素單元陣列包括多個像素單元，所述每個像素單元包括多個相鄰的像素子單元和分別與所述多個像素子單元相連的模數(shù)轉換器，所述每個像素子單元包括:多個相鄰的感光器件;多個傳輸管，每一個傳輸管其中一端電極被連接到對應感光器件的陰極電極；源極跟隨器，每一個傳輸管其中另一端電極被共同連接至所述源極跟隨器;其中，各像素子單元通過其源極跟隨器連接至所述模數(shù)轉換器;設置在所述像素單元陣列上方的濾光片，所述濾光片包括具有多個濾光單元的濾光單元陣列，每一個濾光單元對應覆蓋一個所述像素單元。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像傳感器，通過將多個像素合并成一個像素，提高了像素的感光度，從而大大減少了拍照時的曝光時間，且提高了信噪比，提升了用戶體驗。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述每個像素單元包括兩個相鄰的像素子單元和與該兩個相鄰的像素子單元相連的模數(shù)轉換器，所述每個像素子單元包括:兩個相鄰的感光器件;兩個傳輸管，所述每一個傳輸管其中一端電極被連接到對應感光器件的陰極電極;源極跟隨器，每一個傳輸管其中另一端電極被共同連接至所述源極跟隨器;其中，所述兩個相鄰的像素子單元通過各自的源極跟隨器連接至所述模數(shù)轉換器。
[0010]在本發(fā)明的一個實施例中，所述每個像素單元中的四個感光器件呈2行*2列排布，其中，所述每個像素子單元中的兩個感光器件處于所述2行*2列排布中的同一列。
[0011]在本發(fā)明的一個實施例中，所述每個像素單元中的四個感光器件呈2行*2列排布，其中，所述每個像素子單元中的兩個感光器件處于所述2行*2列排布中的同一行。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述感光器件為光電二級管。
[0013]在本發(fā)明的一個實施例中，所述傳輸管和所述源極跟隨器均為MOS晶體管。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，所述濾光單元陣列包括拜耳陣列。
[0015]在本發(fā)明的一個實施例中，還包括:設置在所述濾光單元陣列上方的透鏡陣列，所述透鏡陣列用于將光線匯聚到所述濾光單元陣列下方的所述感光器件上。
[0016]在本發(fā)明的一個實施例中，所述透鏡陣列包括多個微透鏡，每個微透鏡與一個所述感光器件對應設置。
[0017]為了實現(xiàn)上述目的，基于本發(fā)明第一方面實施例的圖像傳感器，本發(fā)明第二方面實施例的圖像傳感器的成像方法，包括以下步驟:讀取所述圖像傳感器的多幀輸出；對所述圖像傳感器的多幀輸出進行合成。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像傳感器的成像方法，讀取圖像傳感器的多幀輸出，并對圖像傳感器的多幀輸出進行合成，以生成高動態(tài)范圍的圖像，該方法通過使用該圖像傳感器，減少了拍照時的曝光時間，大大提升了多幀合成的速度，同時也提高了圖像的信噪比，從而提升了用戶的拍照體驗。
[0019]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第三方面實施例的成像裝置，包括本發(fā)明第一方面實施例的圖像傳感器和與所述圖像傳感器相連的圖像處理模塊，所述圖像處理模塊用于讀取所述圖像傳感器的多幀輸出，并對所述圖像傳感器的多幀輸出進行合成。
[0020]根據(jù)本發(fā)明實施例的成像裝置，由于具有了該圖像傳感器，減少了拍照時的曝光時間，大大提升了多幀合成的速度，同時也提高了圖像的信噪比，從而提升了用戶的拍照體驗。
[0021]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第四方面實施例的電子裝置，包括本發(fā)明第三方面實施例的成像裝置。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實施例的電子裝置，大大提升了拍照時的多幀合成速度，同時也提高了圖像的信噪比，從而提升了用戶的拍照體驗。
[0023]在本發(fā)明的一個實施例中，所述電子裝置包括手機。
【附圖說明】
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像傳感器的方框示意圖；
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的一個像素單元的電路連接示意圖；
[0026]圖3A是根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的濾光單元陣列的示意圖；
[0027]圖3B是根據(jù)本發(fā)明一個具體實施例的圖像傳感器的結構示意圖；
[0028]圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像傳感器的成像方法的流程圖；
[0029]圖5是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的成像裝置的方框示意圖。
【具體實施方式】
[0030]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0031]下面參考附圖描述本發(fā)明實施例的圖像傳感器、成像方法、成像裝置和電子裝置。
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的圖像傳感器的方框示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實施例的圖像傳感器10，包括:像素單元陣列11和設置在像素單元陣列11上方的濾光片12。
[0033]其中，像素單元陣列11包括結構如圖2所示的多個像素單元111，所述每個像素單元111包括多個相鄰的像素子單元1111和分別與所述多個像素子單元1111相連的模數(shù)轉換器13。每個像素子單元1111包括:多個相鄰的感光器件14、多個傳輸管15和源極跟隨器16。每一個傳輸管15其中一端電極被連接到對應感光器件14的陰極電極，每一個傳輸管15其中另一端電極被共同連接至源極跟隨器16的閘極電極。各像素子單元1111通過其源極跟隨器16連接至模數(shù)轉換器13。
[0034]請一并參閱圖3A和圖3B，濾光片12包括具有多個濾光單元1211的濾光單元陣列121，每一個所述濾光單元1211對應覆蓋一個像素單元111。
[0035]在本發(fā)明的一個實施例中，濾光單元陣列121包括拜耳陣列。也就是說，相鄰的四個濾光單元1211分別為一個紅色濾光單元、一個藍色濾光單元和兩個綠色濾光單元。
[0036]具體地，一個像素單元111對應一個顏色的濾光單元1211。其中，假設一個像素單元111中一共包括η個相鄰的感光器件14，那么使用一個濾光單元1211覆蓋一個像素單元111中的η個感光器件14，該濾光單元1211可以為一體構造，也可以由η個獨立的濾光片組裝連接在一起。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中濾光單元1211為一體構造。
[0037]在本發(fā)明的一個實施例中，感光器件14為光電二級管。
[0038]在本發(fā)明的一個實施例中，傳輸管15和源極跟隨器16均為MOS晶體管。
[0039]在本發(fā)明的一個具體實施例中，如圖2所示，每個像素單元111包括兩個相鄰的像素子單元1111和與該兩個像素子單元1111相連的模數(shù)轉換器13。其中，每個像素子單元1111包括兩個相鄰的感光器件14、與該兩個相鄰的感光器件14對應相連的傳輸管15和源極跟隨器16。每一個傳輸管15其中一端電極被連接到對應感光器件14的陰極電極，每一個傳輸管15其中另一端電極被共同連接至源極跟隨器16的閘極電極。兩個像素子單元1111通過各自的源極跟隨器16連接至所述模數(shù)轉換器13。其中，對應的濾光單元陣列121如圖3Α所示，圖3Α中的R用于標識紅色的濾光單元1211，B用于標識藍色的濾光單元1211，Gr、Gb用于標識綠色的濾光單元1211。
[0040]也就是說，在本發(fā)明實施例的圖像傳感器的一個像素單元111中，相鄰的四個感光器件14共用一個同顏色的濾光單元1211，每個感光器件14對應連接一個傳輸管15，相鄰的兩個感光器件14共用一個源極跟隨器16，相鄰的四個感光器件14共用一個模數(shù)轉換器13。[0041 ] 請一并參閱圖2和圖3Α，圖3Α中的數(shù)字標號1、2、3、4用于標識一個濾光單元1211下所覆蓋的相鄰四個感光器件14的位置，該四個感光器件14呈兩行兩列排布。
[0042]其中，一個像素子單元111中的兩個感光器件14可以處于同一列，例如，這兩個感光器件14為Grl和Gr3對應覆蓋的兩個感光器件14;當然，一個像素子單元111中的兩個感光器件14也可以處于同一行，例如，這兩個感光器件14為Grl和Gr2對應覆蓋的兩個感光器件14ο
[0043]需要說明的是，同一個濾光單元下覆蓋的四個感光器件14需要同時曝光。
[0044]具體地，感光器件14用于將光照轉化為電荷，且產(chǎn)生的電荷與光照強度成比例關系。傳輸管15用于根據(jù)控制信號來控制電路的導通或斷開。當電路導通時，源極跟隨器16用于將感光器件14經(jīng)光照產(chǎn)生的電荷信號轉化為電壓信號。模數(shù)轉換器13用于將電壓信號轉換為數(shù)字信號，以供與圖像傳感器10相連的圖像處理模塊處理。
[0045]需要說明的是，相鄰的四個感光器件14所共用的濾光單元1211可以為一體構造，或者由四個獨立的濾光片組裝連接在一起。優(yōu)選地，本發(fā)明實施例中的濾光單元1211為一體構造(請參閱圖3B)。
[0046]以16M的圖像傳感器舉例來說，本發(fā)明實施例的圖像傳感器可以將16M的像素合成4M的像素。將16M的像素變到4M的像素后，像素的大小相當于變成了原來像素大小的4倍，從而達到了提升像素感光度的目的，進而使得拍照的時候曝光時間可以大大降低。
[0047]另外，由于圖像傳感器中的噪聲大部分是隨機噪聲，對于合并之前的像素來說，有可能其中一個或兩個像素中有噪點，而本發(fā)明實施例的圖像傳感器