本發(fā)明涉及電子技術(shù)領域，尤其涉及一種圖像傳感器、對焦控制方法、成像裝置和移動終端。

背景技術(shù)：

隨著技術(shù)的不斷更新，越來越多的廠家開始使用16m-4m結(jié)構(gòu)的圖像傳感器。該圖像傳感器在暗光條件下，通過4m模式輸出圖像，可以提高信噪比，改善噪聲表現(xiàn)。在環(huán)境光照比較好時，通過16m模式輸出圖像，利用插值還原算法，可以得到清晰度更高的圖像。但是，在暗光條件下，4m模式對焦速度慢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問題之一。

為了解決上述問題，本發(fā)明一方面提出一種圖像傳感器的對焦控制方法，其中，圖像傳感器包括：感光單元陣列、設置在感光單元陣列上的濾光單元陣列和位于濾光單元陣列之上的微透鏡陣列，其中，微透鏡陣列包括第一微透鏡和第二微透鏡，一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元，其中，n為正整數(shù)，該對焦控制方法包括以下步驟：控制感光單元陣列進入對焦模式；讀取對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值并作為第一輸出值；讀取對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值并作為第二輸出值；根據(jù)第一輸出值和第二輸出值進行對焦控制。

本發(fā)明的圖像傳感器的對焦控制方法，基于圖像傳感器的一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，利用對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值與另外一部分感光像素的輸出值，進行相位對焦，能有效提高對焦速度。

為了解決上述問題，本發(fā)明另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；設置在感光單元陣列上的濾光單元陣列；位于濾光單元陣列之上的微透鏡陣列；其中，微透鏡陣列包括第一微透鏡和第二微透鏡，一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元，其中，n為正整數(shù)。

本發(fā)明的圖像傳感器，基于一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，為提高畫面質(zhì)量和提高對焦速度提供硬件基礎。

本發(fā)明的再一方面實施例提出一種成像裝置，該成像裝置包括：上述的圖像傳感器；和控制模塊，控制模塊控制感光單元陣列進入對焦模式；讀取對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值并作為第一輸出值；讀取對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值并作為第二輸出值；根據(jù)第一輸出值和第二輸出值進行對焦控制。

本發(fā)明的成像裝置，基于圖像傳感器的一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，利用對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值與另外一部分感光像素的輸出值，進行對焦控制，能有效提高對焦速度。

本發(fā)明又一方面還提出一種移動終端，該移動終端包括殼體、處理器、存儲器、電路板和電源電路，其中，電路板安置在殼體圍成的空間內(nèi)部，處理器和存儲器設置在電路板上；電源電路，用于為移動終端的各個電路或器件供電；存儲器用于存儲可執(zhí)行程序代碼；處理器通過讀取存儲器中存儲的可執(zhí)行程序代碼來運行與可執(zhí)行程序代碼對應的程序，以用于執(zhí)行上述的圖像傳感器的對焦控制方法。

本發(fā)明實施例的移動終端，基于圖像傳感器的一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，利用對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值與另外一部分感光像素的輸出值，進行對焦控制，能有效提高對焦速度。

本發(fā)明附加的方面和優(yōu)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(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像傳感器的剖面圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對焦感光單元和非對焦感光單元均包括2*2個感光像素的圖像傳感器的俯視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像傳感器中對焦感光單元的分布示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像傳感器的對焦控制方法的流程圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對焦感光單元2*2個感光像素的劃分效果示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像傳感器的對焦的效果示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像傳感器的成像方法的流程圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的成像的效果示意圖；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的成像裝置的框圖；

圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的移動終端的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

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。

下面參考附圖描述本發(fā)明實施例的圖像傳感器、對焦控制方法、成像裝置和移動終端

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像傳感器的剖面圖，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的對焦感光單元和非對焦感光單元均包括2*2個感光像素的圖像傳感器的俯視圖。

如圖1和圖2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和微透鏡陣列30。

其中，濾光單元陣列20設置在感光單元陣列10上，微透鏡陣列30位于濾光單元陣列20之上。感光單元陣列10包括多個對焦感光單元11和多個非對焦感光單元12。對焦感光單元11和非對焦感光單元12均為感光單元，包括n*n個感光像素110。微透鏡陣列30包括第一微透鏡31和第二微透鏡32。第一微透鏡31覆蓋一個濾光單元21和一個對焦感光單元11。n*n個第二微透鏡32覆蓋一個濾光單元21和一個非對焦感光單元12。對焦感光單元11和非對焦感光單元12均包括n*n個感光像素110。圖2中，對焦感光單元11和非對焦感光單元12均包括2*2個感光像素110。

在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3中所示，微透鏡陣列30包括水平中心線和豎直中心線，以及四個邊線，微透鏡陣列有多個第一微透鏡。多個第一微透鏡包括設置在水平中心線的第一組第一微透鏡和設置在豎直中心線的第二組第一微透鏡，以及設置在微透鏡陣列四個邊線上的第三組為第一微透鏡。

從圖3可以看出，由第一微透鏡覆蓋的對焦感光單元11，即圖中g(shù)p，在整個圖像傳感器中零散分布，占總像素個數(shù)的3％～5％，圖像傳感器中心區(qū)域gp分布更密集，邊緣區(qū)域分布較為稀疏，優(yōu)先獲取畫面中心的相位信息，在不影響畫質(zhì)的情況下，有效提高對焦速度。

由于透鏡密度越大，透鏡的折射率越大，聚光能力越強，為了使中心區(qū)域的對焦感光單元聚集較多的光線，以提升對焦速度和拍攝效果。在本發(fā)明的一個實施例中，可使第一組第一微透鏡和第二組第一微透鏡的透鏡密度大于第三組第一微透鏡的透鏡密度，從而使中心區(qū)域的對焦感光單元的進光量相對邊緣較大，進而提升對焦速度和拍攝效果。

在本發(fā)明實施方式中，濾光單元陣列20采用拜耳結(jié)構(gòu)，每個濾光單元21對應n*n個感光像素110，即n*n個感光像素110對應相同顏色的濾光單元21。

概括地說，本發(fā)明實施例的圖像傳感器100中，n*n個感光像素110組成一組并共用一個第一微透鏡31，對焦感光單元內(nèi)的感光像素110對應相同顏色的濾光單元21。

本發(fā)明的圖像傳感器，基于一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，為提高畫面質(zhì)量和提高對焦速度提供硬件基礎。

基于圖1-圖3中圖像傳感器的結(jié)構(gòu)，下面對本發(fā)明實施例的圖像傳感器的對焦控制方法進行說明。圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖像傳感器的對焦控制方法的流程圖，如圖4所示，該方法包括以下步驟：

s41，控制感光單元陣列進入對焦模式。

例如，通過手機對物體進行拍照時，對準要拍攝的物體，點擊屏幕進行對焦，這時感光單元陣列進入對焦模式。

s42，讀取對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值并作為第一輸出值。

進入對焦模式后，讀取對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值作為第一輸出值，以對焦感光單元包含2*2個感光像素為例。

在本發(fā)明的一個實施例中，可將對焦感光單元中2*2個感光像素分為左側(cè)和右側(cè)兩個部分，對焦感光單元中的一部分感光像素可以是對焦感光單元2*2個感光像素中左側(cè)的兩個感光像素，即將對焦感光單元中左側(cè)的兩個感光像素的輸出值作為第一輸出值。

在另外一個實施例中，可將對焦感光單元中2*2個感光像素分為上側(cè)和下側(cè)兩個部分，對焦感光單元中的一部分感光像素可以是對焦感光單元2*2個感光像素中上側(cè)的兩個感光像素，即將對焦感光單元中上側(cè)的兩個感光像素的輸出值作為第一輸出值。

在又一個實施例中，也可以對焦感光單元兩條對角線將2*2個感光像素分為兩部分，即將左上角的感光像素與右下角的感光像素作為其中的一部分，左下角的感光像素與右上角的感光像素作為另一部分。

上述對對焦感光單元2*2個感光像素的劃分情況，如圖5所示，可讀取對焦感光單元gp中“1”處感光像素的輸出值作為第一輸出值。

s43，讀取對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值并作為第二輸出值。

如圖5所示，當讀取圖5中“1”處感光像素的輸出值作為第一輸出值時，讀取對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值并作為第二輸出值，也就是讀取“2”處感光像素的輸出值作為第二輸出值。

以讀取對焦感光單元2*2個感光像素左側(cè)的感光像素的輸出值和右側(cè)的感光像素的輸出值分別作為第一輸出值和第二輸出值為例。如圖6所示，當將對焦感光單元gp左側(cè)兩個感光像素的輸出值gp30和gp32作為第一輸出值時，將另外一部分感光像素即右側(cè)兩個感光像素的輸出值gp31和gp33作為第二輸出值。

s44，根據(jù)第一輸出值和第二輸出值進行對焦控制。

在相關(guān)技術(shù)中，一般地，為了實現(xiàn)pdaf(phasedetectionautofocus，相位檢測自動對焦)，通常利用圖像傳感器內(nèi)相鄰且成對設置的感光像素結(jié)構(gòu)設計(又稱遮蔽像素，maskedpixels，遮蔽像素結(jié)構(gòu)相較于普通感光像素結(jié)構(gòu)更加復雜，通常需要改變普通感光像素本身結(jié)構(gòu)或者在感光像素結(jié)構(gòu)上單獨增加一個光線遮擋部，以使得射向遮蔽像素上的多個方向光線中特定方向上的光線不能到達遮蔽像素的感光部分，而除了特定方向之外的光線則可以到達遮蔽像素的感光部分，換言之，遮蔽像素通常成對、鄰近且對稱的設置，成對設置的遮蔽像素用于對多個方向的光線進行分離)，將射向成對設置的遮蔽像素上的多個方向上的成像光束分離成比如左和右兩部分，通過對比左、右兩部分光線成像后的相位差(即通過采集成對設置的遮蔽像素的輸出)來計算鏡頭需要移動的距離。

而在本發(fā)明的實施例中，基于一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，而每個對焦感光單元包括n*n個感光像素，即一個第一微透鏡對應n*n個感光像素。所以，通過不同方向的光線信號對比可以獲取成像圖像的相位差信息，進一步地根據(jù)相位差信息獲得拍攝物體的距離信息，為相位對焦和景深信息測試提供數(shù)據(jù)基礎。顯然，本發(fā)明實施例中，只需要利用微透鏡單元、濾光單元和對焦感光單元的配合設計，就可以實現(xiàn)相位對焦的檢測，而無需改變普通感光像素本身結(jié)構(gòu)或者在感光像素結(jié)構(gòu)上單獨增加一個光線遮擋部，相位對焦檢測的實現(xiàn)方式也更加簡單。

如圖6所示，在獲取第一輸出值和第二輸出值之后，可求出左側(cè)兩個感光像素的輸出值gp30與gp32之間的和，即gp1＝gp30+gp32，生成第一相位值gp1。同樣，可求出右側(cè)兩個感光像素的輸出值gp31與gp33之間的和，即gp2＝gp31+gp33，生成第二相位值gp2。從而，可以獲取gp1和gp2之間的相位差信息，進而可以將相位差信息轉(zhuǎn)換為對焦距離信息，根據(jù)對焦距離信息調(diào)節(jié)鏡頭的位置實現(xiàn)相位對焦，相位對焦檢測的實現(xiàn)方式也更加簡單。

在本發(fā)明的實施例中，將對焦感光單元2*2個感光像素左右兩側(cè)感光像素的輸出值分別作為第一輸出值和第二輸出值，可以檢測左右方向的相位差信息；將對焦感光單元2*2個感光像素上下兩側(cè)感光像素的輸出值分別作為第一輸出值和第二輸出值，可以檢測上下方向的相位差信息；將對焦感光單元兩條對角線上的感光像素的輸出值分別作為第一輸出值和第二輸出值，可檢測斜向的相位差信息。

本發(fā)明實施例提出的對焦控制方法，通過讀取對焦感光單元中不同部分的感光像素的輸出值，獲取不同角度入射光線的相位信息，進行不同方向相位信息檢測，提高了暗光下的對焦速度，使對焦更準確。

本發(fā)明的圖像傳感器的對焦控制方法，基于圖像傳感器的一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，利用對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值與另外一部分感光像素的輸出值，進行對焦控制，提高對焦速度。

另外，基于圖1-圖3中圖像傳感器的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明實施例還提出了一種圖像傳感器的成像方法。

如圖7所示，該圖像傳感器的成像方法包括：

s71，控制感光單元陣列進入成像模式。

例如，用手機攝像頭物體進行拍照，當攝像頭對準物體時，感光單元陣列進入成像模式。

s72，控制對焦感光單元和非對焦感光單元進行曝光，并讀取對焦感光單元和非對焦感光單元的輸出值。

以對焦感光單元和非對焦感光單元均包括2*2個感光像素為例。如圖8所示，藍色b0、綠色g1、綠色g3和紅色r4組成了一個拜耳rgb陣列。對對焦感光單元和非對焦感光單元進行曝光，讀取對焦感光單元的輸出值gp30、gp31、gp32和gp33，非對焦感光單元的輸出值b00、b01、b02、b03、gb10、gb11、gb12、gb13等等。

s73，將同一對焦感光單元的n*n個感光像素或同一非對焦感光單元的n*n個感光像素的輸出值相加以得到對焦感光單元和非對焦感光單元的像素值從而生成合并圖像。

如圖8所示，將同一對焦感光單元的2*2個感光像素的輸出值gp30、gp31、gp32和gp33相加，即gp30+gp31+gp32+gp33＝g3，得到對焦感光單元的像素值g3。將同一非對焦感光單元的2*2個感光像素輸出值b00、b01、b02、b03相加，即b00+b01+b02+b03＝b0，得到該非對焦感光單元的像素值b0。同理，可得到非對焦感光單元的像素值，綠色g1＝gb10+gb11+gb12+gb13，紅色r4＝r40+r41+r42+r43等等。根據(jù)對焦感光單元和非對焦感光單元的像素值生成合并圖像。

本發(fā)明實施例提出的圖像傳感器的成像方法，將感光單元內(nèi)的n*n個感光像素的輸出值之和作為該感光單元的像素值，根據(jù)對焦感光單元和非對焦感光單元的像素值生成合并圖像，可有效地提升圖像的成像靈敏度和信噪比。

下面對本發(fā)明再一方面實施例的成像裝置進行說明。

圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的成像裝置的框圖，如圖9所示，該成像裝置900包括上述方面的圖像傳感器910和控制模塊920。

控制模塊920控制感光單元陣列進入對焦模式；讀取對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值并作為第一輸出值；讀取對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值并作為第二輸出值；根據(jù)第一輸出值和第二輸出值進行對焦控制。

控制模塊920具體用于：根據(jù)第一輸出值生成第一相位值；根據(jù)第二輸出值生成第二相位值；根據(jù)第一相位值和第二相位值進行對焦控制。

控制模塊920還用于：控制感光單元陣列進入成像模式；控制對焦感光單元和非對焦感光單元進行曝光，并讀取對焦感光單元和所述非對焦感光單元的輸出值；將同一對焦感光單元的n*n個感光像素或同一非對焦感光單元的n*n個感光像素的輸出值相加以得到對焦感光單元和非對焦感光單元的像素值從而生成合并圖像。

本發(fā)明的成像裝置，基于圖像傳感器的一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，利用對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值與另外一部分感光像素的輸出值，進行對焦控制，能有效提高對焦速度。

本發(fā)明再一方面實施例還提出一種移動終端。

如圖10所示，該移動終端包括殼體101、處理器102、存儲器103、電路板104和電源電路105，其中，電路板104安置在殼體101圍成的空間內(nèi)部，處理器102和存儲器103設置在電路板104上；電源電路105，用于為移動終端的各個電路或器件供電；存儲器103用于存儲可執(zhí)行程序代碼；處理器102通過讀取存儲器103中存儲的可執(zhí)行程序代碼來運行與可執(zhí)行程序代碼對應的程序，以用于執(zhí)行上述方面的圖像傳感器的對焦控制方法。

本發(fā)明實施例的移動終端，基于圖像傳感器的一個第一微透鏡覆蓋一個對焦感光單元，n*n個第二微透鏡覆蓋一個非對焦感光單元的結(jié)構(gòu)，利用對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值與另外一部分感光像素的輸出值，進行對焦控制，能有效提高對焦速度。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)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的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設備而使用的裝置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下：具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(ram)，只讀存儲器(rom)，可擦除可編輯只讀存儲器(eprom或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(cdrom)。另外，計算機可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)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所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。

應當理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn)：具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(pga)，現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)等。

需要說明的是，在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。