成像方法、成像裝置及電子裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及成像技術，特別設及一種成像方法、成像裝置及電子裝置。
【背景技術】
[0002] 傳統拍照設備中的寬動態范圍化igh dynamic range，HDR)拍攝功能是指曝光S 次分別生成亮度比為1:2:4的=張圖像，再由軟件進行合成。由于需要曝光=次，因此成像 速度較慢。
【發明內容】
[0003] 本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明需要提供一 種成像方法、成像裝置及電子裝置。
[0004] 本發明實施方式的成像方法包括W下步驟：
[0005] 提供圖像傳感器，所述圖像傳感器包括感光像素陣列及設置在所述感光像素陣列 上的濾光片，所述濾光片包括濾光單元陣列，每個所述濾光單元覆蓋多個所述感光像素并 構成合并像素；
[0006] 讀取所述感光像素陣列的輸出，并將同一所述合并像素的不同數目的所述感光像 素的輸出相加 W得到所述合并像素不同亮度級別的像素值從而生成不同亮度級別的素材 圖像;及
[0007] 將不同亮度級別的所述素材圖像進行合并W得到高動態范圍的合并圖像。
[000引本發明實施方式中的成像方法僅需一次曝光生成一張圖像，再將其拆分及組合W 生成多級素材圖像，再將多級素材圖像合成為合并圖像。本方法在圖像合并過程不需要等 待多次曝光的時間，圖像生成速度快，節約時間。
[0009] 本發明還提供了一種可用于實現上述成像方法的成像裝置，其包括：
[0010] 圖像傳感器，所述圖像傳感器包括：
[0011] 感光像素陣列;及
[0012] 設置于所述感光像素陣列上的濾光片；
[0013] 所述濾光片包括濾光單元陣列，每個所述濾光單元覆蓋多個所述感光像素并構成 合并像素；
[0014] 所述成像裝置還包括圖像處理模塊；
[0015] 所述圖像處理模塊用于讀取所述感光像素陣列的輸出，并用于將同一所述合并像 素的不同數目的所述感光像素的輸出相加 W得到所述合并像素不同亮度級別的像素值從 而生成不同亮度級別的素材圖像。
[0016] 所述圖像處理模塊還用于將不同亮度級別的所述素材圖像進行合并W得到高動 態范圍的合并圖像。
[0017] 本發明還提供了一種包括上述成像裝置的電子裝置。
[0018] 本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【附圖說明】
[0019] 本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施方式的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0020] 圖1是本發明實施方式的成像方法的流程示意圖。
[0021 ]圖2是本發明實施方式成像方法的讀取步驟的流程示意圖。
[0022] 圖3是本發明實施方式成像方法的流程示意圖。
[0023] 圖4是本發明實施方式的成像裝置的結構示意圖。
[0024] 圖5是本發明實施方式的圖像傳感器的立體結構示意圖。
[0025] 圖6是本發明實施方式的濾光單元陣列與多級素材圖像的對應關系示意圖。
[0026] 圖7是拜耳結構的濾光單元陣列示意圖。
[0027] 圖8是本發明實施方式的成像裝置的功能模塊示意圖。
[0028] 圖9是本發明實施方式的成像裝置的感光像素電路結構示意圖。
[0029] 圖10是本發明實施方式的圖像傳感器的立體結構示意圖。
[0030] 圖11是本發明實施方式的電子裝置的功能模塊示意圖。
[0031] 圖12是本發明實施方式的電子裝置的功能模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面詳細描述本發明的實施方式的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示 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方式是示例性的，僅用于解釋本發明的實施方式，而不能 理解為對本發明的實施方式的限制。
[0033] W下結合附圖對本發明的實施方式的成像方法、圖像傳感器、成像裝置及電子裝 置作進一步說明。
[0034] 高動態范圍圖像化igh-Dynamic Range,簡稱HDR)，相比普通的圖像，可W提供更 多的動態范圍和圖像細節。其原理根據不曝光亮度的圖像，利用每個圖像細節最佳的部分 來合成最終的皿R合并圖像，合并圖像各個部分的對比度及細節良好，便于人眼識別。
[0035] 本發明實施方式提供一種成像方法來生成高動態范圍的合并圖像。
[0036] 請參閱圖1，本發明實施方式的成像方法包括W下步驟：
[0037] SI,提供圖像傳感器，圖像傳感器包括感光像素陣列及設置在感光像素陣列上的 濾光片，濾光片包括濾光單元陣列，每個濾光單元覆蓋多個感光像素并構成合并像素。
[0038] S2,讀取感光像素陣列的輸出，并將同一合并像素的不同數目的感光像素的輸出 相加 W得到合并像素不同亮度級別的像素值從而生成不同亮度級別的素材圖像。
[0039] S3,將不同亮度級別的素材圖像進行合并W得到高動態范圍的合并圖像。
[0040] 不同于傳統的進行多次曝光W生成多帖不同亮度的圖像，再將其合并的方式，采 用本發明實施方式的成像方法，僅需一次曝光生成一張圖像，再將其拆分及組合W生成合 并圖像。本成像方法在圖像合并過程不需要等待多次曝光的時間，因此明顯節約了時間。
[0041] 在本實施方式中，不同亮度級別可W是亮度呈1:2:4比例關系的=個亮度級別。
[0042] 通過同一濾光單元覆蓋的感光像素輸出的相加可得到不同的亮度級別，例如通過 將兩個及四個感光像素輸出相加可分別得到2倍及4倍亮度的圖像。
[0043] 在本實施方式中，濾光單元陣列可W是拜耳陣列。
[0044] 在本實施方式中，每個濾光單元可覆蓋巧2個感光像素。
[0045] 在本實施方式中，素材圖像可包括合并像素為一個感光像素的輸出的一級素材圖 像、兩個感光像素的輸出的二級素材圖像及四個感光像素的輸出的=級素材圖像。
[0046] 運樣，就可W得到亮度比例為1:2:4的=個素材圖像W進一步進行合成。
[0047] 在濾光單元可覆蓋巧2個感光像素的實施方式中，步驟S2進一步包括：
[004引S201，采集第k行及第k+1行的感光像素的輸出并存入寄存器，其中k =化-1，n為自 然數，k+1小于等于感光像素陣列的總行數。
[0049] S203,從寄存器中提取第k行及第k+1行的感光像素的輸出W處理得到合并像素不 同亮度級別的像素值。
[0050] 由于感光像素的數目太多，一次輸出較不可行，逐行曝光并輸出的方式在硬件上 更容易實現。而同一個濾光單元覆蓋的感光像素分布在兩行，因此兩行兩行地讀取便于后 續電路對同一濾光單元覆蓋的感光像素輸出進行計算操作。
[0051 ]在某些實施方式中，每個感光像素分別與一個模數轉換器連接。
[0052] 成像方法進一步包括：
[0053] S205,將感光像素輸出的模擬信號輸出轉換為數字信號輸出。
[0054] S301，將同一合并像素的不同數目的感光像素輸出的數字信號相加 W得到合并像 素不同亮度級別的像素值。
[0055] 本發明實施方式中還提供一種可用來實現本發明成像方法的成像裝置，請參閱圖 4及圖5,成像裝置100可包括圖像傳感器10及圖像處理模塊50。圖像傳感器包括感光像素陣 列11及設置于感光像素陣列11上的濾光片13,濾光片13包括濾光單元陣列131，每個濾光單 元1311覆蓋多個感光像素111并構成合并像素。
[0056] 圖像處理模塊50用于讀取感光像素陣列11的輸出，并用于將同一合并像素的不同 數目的感光像素111的輸出相加 W得到合并像素不同亮度級別的像素值從而生成不同亮度 級別的素材圖像。圖像處理模塊50還用于將不同亮度級別的素材圖像進行合并W得到高動 態范圍的合并圖像。
[0057] 傳統的成像設備如手機相機，一般進行多次曝光W生成多帖不同亮度的圖像，再 將其合并。而采用本發明實施方式的成像裝置100,僅需一次曝光生成一張圖像，再將其拆 分及組合W生成合并圖像。本成像裝置100在圖像合并過程不需要等待多次曝光，因此明顯 節約了時間。
[0058] 例如，每秒可曝光8次，如果采用S次曝光再合并，等待曝光的時間為3/8即0.375 秒，而采用本發明實施方式的成像裝置100,僅需等待一次曝光的時間0.125秒。
[0059] 在本實施方式中，不同亮度級別可包括亮度呈1:2:4比例關系的=個亮度級別。
[0060] 可通過同一濾光單元1311覆蓋的感光像素111輸出的相加可得到不同的亮度級 另IJ，由于同一濾光單元覆蓋1311的感光像素111之間的距離很近，基感光輸出大致相等，因 此，若將同一濾光單元1311覆蓋的某一感光像素111的輸出當作一倍，將不同數目的感光像 素111