CN107146797B - 双核对焦图像传感器及其对焦控制方法和成像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双核对焦图像传感器及其对焦控制方法和成像装置，其中，双核对焦图像传感器包括：感光单元阵列，设置在所述感光单元阵列上的滤光单元阵列，以及位于所述滤光单元阵列之上的微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括第一微透镜和第二微透镜，所述第一微透镜为椭圆形，一个所述第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，一个所述白色滤光单元覆盖一个对焦感光单元，一个所述白色滤光单元的面积为一个所述对焦感光单元的一半，一个所述对焦感光单元的另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，能够增加对焦像素的通光量，为提升低光环境下的对焦速度保证图像颜色还原的准确度提供硬件基础。

Description

双核对焦图像传感器及其对焦控制方法和成像装置
技术领域
本发明涉及图像设备技术领域，尤其涉及一种双核对焦图像传感器及其对焦控制方法和成像装置。
背景技术
在相关对焦技术中，双核全像素对焦技术已成为目前市场上最先进的对焦技术。相比较于反差对焦、激光对焦和相位对焦技术，双核全像素对焦技术的对焦速度更快，且对焦范围更广。此外，由于双核全像素对焦技术中，“双核”光电二极管在成像时“合并”为一个像素进行输出，能够在保证对焦性能的同时不影响画质。
然而，由于采用双核全像素对焦技术进行对焦时，每个像素的光电二极管被一分为二，使通光量减小，进而导致低光环境下双核对焦困难。
发明内容
本发明的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种双核对焦图像传感器的对焦控制方法，该方法能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度，并保证图像颜色还原的准确性。
本发明的第二个目的在于提出一种双核对焦图像传感器。
本发明的第三个目的在于提出一种成像装置。
本发明的第四个目的在于提出一种移动终端。
为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出一种双核对焦图像传感器的对焦控制方法，其中，所述双核对焦图像传感器包括：感光单元阵列、设置在所述感光单元阵列上的滤光单元阵列和位于所述滤光单元阵列之上的微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括第一微透镜和第二微透镜，所述第一微透镜为椭圆形，一个所述第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，一个所述白色滤光单元覆盖一个对焦感光单元，一个所述白色滤光单元的面积为一个所述对焦感光单元的一半，一个所述对焦感光单元的另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，所述方法包括以下步骤：
控制所述感光单元阵列进入对焦模式；
读取所述对焦感光单元的第一相位差信息和所述双核对焦感光像素的第二相位差信息；
根据所述第一相位差信息和所述第二相位差信息进行对焦控制。
本发明实施例的双核对焦图像传感器的对焦控制方法，基于一个椭圆形的第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，通过读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息，并根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制，能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度；通过在对焦感光单元中保留一半的双核对焦感光像素，能够保证图像颜色还原的准确性。
为了实现上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种双核对焦图像传感器，包括：感光单元阵列，设置在所述感光单元阵列上的滤光单元阵列，以及位于所述滤光单元阵列之上的微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括第一微透镜和第二微透镜，所述第一微透镜为椭圆形，一个所述第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，一个所述白色滤光单元覆盖一个对焦感光单元，一个所述白色滤光单元的面积为一个所述对焦感光单元的一半，一个所述对焦感光单元的另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素。
本发明实施例的双核对焦图像传感器，通过设置包括第一微透镜和第二微透镜的微透镜阵列，将第一微透镜设置为椭圆形，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，能够增加对焦像素的通光量，为提升低光环境下的对焦速度和保证图像颜色还原的准确度提供硬件基础。
为了实现上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种成像装置，该成像装置包括：上述第二方面实施例提出的双核对焦图像传感器；和控制模块，所述控制模块控制所述感光单元阵列进入对焦模式；读取所述对焦感光单元的第一相位差信息和所述双核对焦感光像素的第二相位差信息；根据所述第一相位差信息和所述第二相位差信息进行对焦控制。
本发明实施例的成像装置，基于一个椭圆形的第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，通过读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息，并根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制，能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度；通过在对焦感光单元中保留一半的双核对焦感光像素，能够保证图像颜色还原的准确性。
为了实现上述目的，本发明第四方面实施例还提出了一种移动终端，该移动终端包括壳体、处理器、存储器、电路板和电源电路，其中，所述电路板安置在所述壳体围成的空间内部，所述处理器和所述存储器设置在所述电路板上；所述电源电路，用于为所述移动终端的各个电路或器件供电；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行上述第一方面实施例提出的双核对焦图像传感器的对焦控制方法。
本发明实施例的移动终端，基于一个椭圆形的第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，通过读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息，并根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制，能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度；通过在对焦感光单元中保留一半的双核对焦感光像素，能够保证图像颜色还原的准确性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是传统双核对焦图像传感器结构示意图；
图2是根据本发明的一个实施例的双核对焦图像传感器的剖面图；
图3是根据本发明的一个实施例的双核对焦图像传感器的俯视图；
图4是第一微透镜排布密度分布图；
图5是根据本发明一实施例的双核对焦图像传感器的对焦控制方法的流程图；
图6是根据本发明另一实施例的双核对焦图像传感器的对焦控制方法的流程图；
图7是采用插值算法获取对焦感光单元像素值的示意图；
图8是根据本发明一实施例的成像装置的结构示意图；
图9是根据本发明一实施例的移动终端的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的双核对焦图像传感器及其对焦控制方法和成像装置。
双核全像素对焦技术是目前市场上最先进的对焦技术，该对焦技术所采用的双核对焦传感器结构如图1所示，每个微透镜(图1中圆圈表示微透镜)下对应两个光电二极管。进行成像处理时，将“1”和“2”的值相加获得单分量像素值。进行对焦处理时，分别读出“1”和“2”的值，通过计算两者之间的相位差即可计算出镜头的驱动量和驱动方向。
能够理解的是，随着像素总数的增加，“1”和“2”对应的感光面积变小，使通过量减少，导致低光环境下的相位信息容易被噪声淹没，对焦困难。
因此，为了解决现有双核全像素对焦技术在低光环境下对焦困难的问题，本发明提出了一种双核对焦图像传感器的对焦控制方法，能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度，同时保证图像颜色还原的准确性。
下面先对实现本发明提出的双核对焦图像传感器的对焦控制方法所需的双核对焦图像传感器进行介绍。
图2是根据本发明的一个实施例的双核对焦图像传感器的剖面图，图3是根据本发明的一个实施例的双核对焦图像传感器的俯视图。
如图2和图3所示，该双核对焦图像传感器100包括感光单元阵列10、滤光单元阵列20和微透镜阵列30。
其中，滤光单元阵列20设置在感光单元阵列10上，微透镜阵列30位于滤光单元阵列20之上。微透镜阵列30包括第一微透镜31和第二微透镜32，第一微透镜31被设置为椭圆形。一个第一微透镜31覆盖一个白色滤光单元21，一个白色滤光单元21覆盖一个对焦感光单元11，一个白色滤光单元21的面积为一个对焦感光单元11的一半，一个对焦感光单元11的另一半由多个第二微透镜32覆盖，一个第二微透镜32覆盖一个滤光单元22，一个滤光单元22覆盖一个双核对焦感光像素12。
在本发明的实施例中，双核对焦感光像素12的排列为拜耳阵列(Bayer pattern)。采用拜耳结构能采用传统针对拜耳结构的算法来处理图像信号，从而不需要硬件结构上做大的调整。双核对焦感光像素12具有两个光电二极管，分别为第一光电二极管121和第二光电二极管122，分别对应于图3中每个双核对焦感光像素12的“1”和“2”。
在本发明的实施例中，对焦感光单元11包括N*N个感光像素110，白色滤光单元21覆盖对焦感光单元11中的上半部分、下半部分、左半部分或者右半部分，本发明对白色滤光单元21在对焦感光单元11中所覆盖的位置不作限制。在如图3所示的双核对焦图像传感器结构中，对焦感光单元11包括2*2个感光像素110，白色滤光单元21即图中W覆盖对焦感光单元11中的上半部分，对焦感光单元11的下半部分由两个第二微透镜32覆盖，其中一个第二微透镜32覆盖一个红色滤光单元，另一个第二微透镜覆盖一个蓝色滤光单元。
概括地说，本发明实施例的双核对焦图像传感器100中，N*N个感光像素110被一分为二，其中一半被一个第一微透镜31覆盖，且被第一微透镜31覆盖的部分对应一个白色滤光单元21，另一半被多个第二微透镜32覆盖，且被任一个第二微透镜32覆盖的部分对应一个双核对焦感光像素。
在本发明的一个实施例中，微透镜阵列30包括水平中心线和竖直中心线，第一微透镜31为多个。多个第一微透镜31包括设置在水平中心线的第一组第一微透镜31和设置在竖直中心线的第二组第一微透镜31。
在本发明的一个实施例中，微透镜阵列30还可以包括四个边线，此时，多个第一微透镜31还包括设置在四个边线的第三组第一微透镜31。
当微透镜阵列30包括水平中心线、竖直中心线和四个边线时，第一组第一微透镜31和第二组第一微透镜31的透镜密度大于第三组第一微透镜31的透镜密度。
为了便于理解，下面结合附图说明微透镜阵列30中第一微透镜31的排布方式。图4是第一微透镜排布密度分布图。如图4所示，由第一微透镜31覆盖的白色滤光单元21，即图4中W，在整个双核对焦图像传感器中零散分布，占总像素个数的3％～5％，在微透镜阵列30的水平中心线和竖直中心线上W分布更密集，在四个边线上W分布较为稀疏，优先考虑画面中间区域的对焦准确度和速度，在不影响画质的情况下，有效提升对焦速度。
需要说明的是，图3和图4中的W表示双核对焦图像传感器中第一微透镜31覆盖的滤光单元为白色滤光单元21，采用白色滤光单元21时能够获得更大的通光量。第一微透镜31覆盖的滤光单元也可以是绿色滤光单元，即图3和图4中的W可以替换为G，采用绿色滤光单元时，成像处理时的可用信息更多。应当理解的是，本发明实施例中仅以白色滤光单元为例进行说明，而不能作为对本发明的限制。
基于图2-图4中双核对焦图像传感器的结构，下面对本发明实施例的双核对焦图像传感器的对焦控制方法进行说明。图5是根据本发明一实施例的双核对焦图像传感器的对焦控制方法的流程图，如图5所示，该方法包括以下步骤：
S51，控制感光单元阵列进入对焦模式。
当使用相机进行拍照时，若感觉显示的照片清晰度不足，此时，可以控制感光单元阵列进入对焦模式，以通过对焦改善照片的清晰度。
S52，读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息。
在本发明的实施例中，在进入对焦模式之后，可以进一步读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息。
可选地，在本发明的一个实施例中，读取对焦感光单元的第一相位差信息，可以包括：读取对焦感光单元中一部分感光像素的输出值并作为第一输出值；读取对焦感光单元中另一部分感光像素的输出值并作为第二输出值；根据第一输出值和第二输出值获取第一相位差信息。
需要说明的是，在本发明的实施例中，读取对焦感光单元的第一相位差信息，具体指的是读取对焦感光单元中被白色滤光单元所覆盖的那部分对焦感光单元的第一相位差信息。
为便于理解，下面结合图3进行解释说明。
如图3所示，对焦感光单元的上半部分被白色滤光单元(图中W)覆盖，可以将白色滤光单元的左边部分作为对焦感光单元的一部分，将白色滤光单元的右边部分作为对焦感光单元的另一部分，则白色滤光单元中“1”处的输出值即为对焦感光单元中一部分感光像素的输出值，并将其作为第一输出值，白色滤光单元中“2”处的输出值即为对焦感光单元中另一部分感光像素的输出值，并将其作为第二输出值。最终根据第一输出值和第二输出值获取第一相位差信息，比如，可以将第一输出值和第二输出值的差值作为第一相位差信息。
需要说明的是，白色滤光单元可以覆盖对焦感光单元的上半部分、下半部分、左半部分或右半部分。但应当理解的是，无论白色滤光单元覆盖对焦感光单元的哪一部分，获取第一相位差信息的过程都是相同的，都是通过获取白色滤光单元中“1”和“2”处的输出值来获取第一相位差信息，本发明仅以白色滤光单元覆盖对焦感光单元的上半部分为例进行说明，对白色滤光单元覆盖对焦感光单元的其他位置的情况不再详述。
可选地，在本发明的一个实施例中，读取双核对焦感光像素的第二相位差信息，可以包括：读取第一光电二极管的输出值，作为第三输出值；读取第二光电二极管的输出值，作为第四输出值；根据第三输出值和第四输出值获取第二相位差信息。
仍以图3为例，图3中，所有双核对焦感光像素的第二相位差信息的计算方式相同，此处仅以计算图3中Gr处的第二相位差信息为例加以说明。首先读取Gr处“1”的输出值作为第三输出值，再读取Gr处“2”的输出值作为第四输出值，根据第三输出值和第四输出值获取第二相位差信息，比如，可以通过计算第三输出值和第四输出值之间的差值作为第二相位差信息。概括地说，双核对焦感光像素的第二相位差信息可以通过计算双核对焦感光像素中“1”和“2”处的差值获得。
S53，根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制。
在本发明的实施例中，在读取了对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光单元的第二相位差信息之后，即可根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制。
在相关双核对焦技术中，通常是根据双核对焦感光像素中两个光电二极管的输出值计算相位差，由此计算出镜头的驱动量和驱动方向，进而实现对焦。在低光环境下，对焦速度较慢。
而在本发明的实施例中，基于椭圆形的第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，一个白色滤光单元覆盖一个对焦感光单元，通过采用白色滤光单元，在低光环境下仍能获得更大通光量的第一相位差信息供对焦处理，进而提升低光环境下的对焦速度。
本发明实施例的双核对焦图像传感器的对焦控制方法，基于一个椭圆形的第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，通过读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息，并根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制，能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度；通过在对焦感光单元中保留一半的双核对焦感光像素，能够保证图像颜色还原的准确性。
应当理解的是，对焦的目的是为了获得清晰度更高的照片。在实际应用中，在完成对焦处理之后，通常还包括进一步的成像过程，从而，如图6所示，在上述图5所示的基础上，步骤S53之后还包括：
S61，控制感光单元阵列进入成像模式。
在本发明的实施例中，在完成对焦控制之后，进一步控制感光单元阵列进入成像模式。
S62，控制感光单元阵列进行曝光，并读取感光单元阵列的输出值，以得到感光单元阵列的像素值从而生成图像。
其中，对焦感光单元被白色滤光单元覆盖的部分的像素值通过插值还原算法获得。
在本发明的实施例中，当感光单元阵列进入成像模式之后，控制感光单元阵列进行曝光，并读取感光单元阵列的输出值，进而得到感光单元阵列的像素值生成图像。
在本发明的一个实施例中，读取感光单元阵列的输出值进而得到感光单元阵列的像素值，可以包括：读取双核对焦感光像素中两个光电二极管的输出值后，将两个光电二极管的输出值相加获得该双核对焦感光像素的像素值；对于对焦感光单元中被白色滤光单元覆盖的部分，采用插值还原算法获得该部分的像素值，其中，插值还原算法可以是最近邻插值算法、双线性插值算法和立方卷积插值算法中的任意一种。
简单起见，可以采用最近邻插值算法获得对焦感光单元的像素值，即选择离该对焦感光单元所映射到的位置最近的输入像素的灰度值作为插值结果，也就是该对焦感光单元的像素值。
图7是采用插值算法获取对焦感光单元像素值的示意图，如图7所示，在2*2的对焦感光单元中，对焦感光单元的上半部分为白色滤光单元，为了能够输出画质较好的图像，需要对白色滤光单元中“1”和“2”所对应的感光像素的输出值进行插值还原，即需要计算获得白色滤光单元中每个感光像素的RGB值。由于对焦感光单元的下半部分保留了红色(R)和蓝色(B)的像素信息，因此，在对白色滤光单元中的感光像素进行插值还原时，能够根据白色滤光单元临近的8个像素的像素值获取白色滤光单元中感光像素的RGB值。以计算白色滤光单元中“1”处的RGB值为例，为描述方便，将“1”处的R像素值记为R1，G像素值记为G1，B像素值记为B1，计算公式分别如下：
Figure BDA0001283110010000081
Figure BDA0001283110010000082
Figure BDA0001283110010000083
需要说明的是，白色滤光单元中“2”处的RGB值的插值还原方法与“1”处的RGB值还原方法同理，均是选取相邻的像素点进行插值还原，为避免赘余，此处不再一一举例。
需要说明的是，上述对获取对焦感光单元像素值的算法的描述仅用于解释说明本发明，而不能作为对本发明的限制。实际处理时，为获取更精确的像素值，相邻几个像素的像素值都可以用于插值还原，而不仅限于相邻像素的像素值，其中，对距离近的像素值分配较高的权重，对距离远的像素值分配较低的权重，即像素值在插值还原算法中所占的权重与被还原像素的距离成反比。
在本发明的实施例中，将对焦感光单元的像素值还原后，即可根据感光单元阵列中各个像素点的像素值生成图像。
本发明实施例的双核对焦图像传感器的对焦控制方法，在完成对焦控制后控制感光单元阵列进入成像模式，并控制感光单元阵列进行曝光，通过读取感光单元阵列的输出值以得到感光单元阵列的像素值从而生成图像，通过保留与白色滤光单元同一阵列中的R像素和B像素，能够保证图像颜色还原的准确性，提高画面质量。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种双核对焦图像传感器，图2是根据本发明的一个实施例的双核对焦图像传感器的剖面图，图3是根据本发明的一个实施例的双核对焦图像传感器的俯视图。
需要说明的是，前述双核对焦图像传感器的对焦控制方法实施例中对双核对焦图像传感器的相关解释说明也适用于本发明实施例的双核对焦图像传感器，其实现原理类似，此处不再赘述。
本发明实施例的双核对焦图像传感器，通过设置包括第一微透镜和第二微透镜的微透镜阵列，将第一微透镜设置为椭圆形，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，能够增加对焦像素的通光量，为提升低光环境下的对焦速度和保证图像颜色还原的准确度提供硬件基础。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种成像装置，图8是根据本发明一实施例的成像装置的结构示意图。
如图8所示，该成像装置800包括上述实施例的双核对焦图像传感器100和控制模块810。其中，
控制模块810控制感光单元阵列进入对焦模式，读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息，根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制。
可选地，在本发明的一个实施例中，控制模块810用于读取对焦感光单元中一部分感光像素的输出值并作为第一输出值，读取对焦感光单元中另一部分感光像素的输出值并作为第二输出值，根据第一输出值和第二输出值获取第一相位差信息。
需要说明的是，在本发明的实施例中，读取对焦感光单元的第一相位差信息，具体指的是读取对焦感光单元中被白色滤光单元所覆盖的那部分对焦感光单元的第一相位差信息。
在本发明的实施例中，双核对焦图像传感器100中的双核对焦感光像素具有两个光电二极管，分别为第一光电二极管和第二光电二极管。因此，控制模块810还用于读取第一光电二极管的输出值，作为第三输出值，读取第二光电二极管的输出值，作为第四输出值，根据第三输出值和第四输出值获取第二相位差信息。
应当理解的是，对焦的目的是为了获得清晰度更高的照片。在实际应用中，在完成对焦处理之后，通常还包括进一步的成像过程，因此，在本发明的一个实施例中，控制模块810还用于控制感光单元阵列进入成像模式，控制感光单元阵列进行曝光，并读取感光单元阵列的输出值，以得到感光单元阵列的像素值从而生成图像，其中，对焦感光单元被白色滤光单元覆盖的部分的像素值通过插值还原算法获得。
本发明实施例的成像装置，基于一个椭圆形的第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，通过读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息，并根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制，能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度；通过在对焦感光单元中保留一半的双核对焦感光像素，能够保证图像颜色还原的准确性。
为了实现上述实施例，本发明还提出了一种移动终端，图9是根据本发明一实施例的移动终端的结构示意图。
如图9所示，该移动终端90包括壳体91、处理器92、存储器93、电路板94和电源电路95，其中，电路板94安置在壳体91围成的空间内部，处理器92和存储器93设置在电路板94上；电源电路95，用于为移动终端的各个电路或器件供电；存储器93用于存储可执行程序代码；处理器92通过读取存储器93中存储的可执行程序代码来运行与可执行程序代码对应的程序，以用于执行上述实施例中的双核对焦图像传感器的对焦控制方法。
本发明实施例的移动终端，基于一个椭圆形的第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，对焦感光单元的一半由白色滤光单元覆盖，另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，通过读取对焦感光单元的第一相位差信息和双核对焦感光像素的第二相位差信息，并根据第一相位差信息和第二相位差信息进行对焦控制，能够增加对焦像素的通光量，有效提升低光环境下的对焦速度；通过在对焦感光单元中保留一半的双核对焦感光像素，能够保证图像颜色还原的准确性。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种双核对焦图像传感器的对焦控制方法，其特征在于，所述双核对焦图像传感器包括：感光单元阵列、设置在所述感光单元阵列上的滤光单元阵列和位于所述滤光单元阵列之上的微透镜阵列，其中，所述微透镜阵列包括第一微透镜和第二微透镜，所述第一微透镜为椭圆形，一个所述第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，一个所述白色滤光单元覆盖一个对焦感光单元，所述对焦感光单元包括N*N个感光像素，所述N*N个感光像素对应一个所述白色滤光单元，一个所述白色滤光单元的面积为一个所述对焦感光单元的一半，一个所述对焦感光单元的另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素，所述微透镜阵列包括水平中心线、竖直中心线和四个边线，所述第一微透镜为多个，且所述水平中心线和所述竖直中心线上的所述第一微透镜的透镜密度大于所述四个边线上的所述第一微透镜的透镜密度，所述方法包括以下步骤：
控制所述感光单元阵列进入对焦模式；
读取所述对焦感光单元的第一相位差信息和所述双核对焦感光像素的第二相位差信息；
根据所述第一相位差信息和所述第二相位差信息进行对焦控制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，读取所述对焦感光单元的第一相位差信息，包括：
读取所述对焦感光单元中一部分感光像素的输出值并作为第一输出值；
读取所述对焦感光单元中另一部分感光像素的输出值并作为第二输出值；
根据所述第一输出值和第二输出值获取所述第一相位差信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双核对焦感光像素具有两个光电二极管，第一光电二极管和第二光电二极管，读取所述双核对焦感光像素的第二相位差信息，包括：
读取所述第一光电二极管的输出值，作为第三输出值；
读取所述第二光电二极管的输出值，作为第四输出值；
根据所述第三输出值和所述第四输出值获取所述第二相位差信息。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双核对焦感光像素排列为拜耳阵列。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，多个第一微透镜包括：
设置在所述水平中心线的第一组第一微透镜；和
设置在所述竖直中心线的第二组第一微透镜。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多个第一微透镜还包括：
设置在所述四个边线的第三组第一微透镜。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一组第一微透镜和所述第二组第一微透镜的透镜密度大于所述第三组第一微透镜的透镜密度。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述白色滤光单元覆盖所述对焦感光单元中上半部分或下半部分或左半部分或右半部分，所述方法还包括：
控制所述感光单元阵列进入成像模式；
控制所述感光单元阵列进行曝光，并读取所述感光单元阵列的输出值，以得到所述感光单元阵列的像素值从而生成图像，其中，所述对焦感光单元被所述白色滤光单元覆盖的部分的像素值通过插值还原算法获得。
9.一种双核对焦图像传感器，其特征在于，包括：
感光单元阵列；
设置在所述感光单元阵列上的滤光单元阵列；
位于所述滤光单元阵列之上的微透镜阵列；
其中，所述微透镜阵列包括第一微透镜和第二微透镜，所述第一微透镜为椭圆形，一个所述第一微透镜覆盖一个白色滤光单元，一个所述白色滤光单元覆盖一个对焦感光单元，所述对焦感光单元包括N*N个感光像素，所述N*N个感光像素对应一个所述白色滤光单元，一个所述白色滤光单元的面积为一个所述对焦感光单元的一半，一个所述对焦感光单元的另一半由多个第二微透镜覆盖，一个第二微透镜覆盖一个双核对焦感光像素所述微透镜阵列包括水平中心线、竖直中心线和四个边线，所述第一微透镜为多个，且所述水平中心线和所述竖直中心线上的所述第一微透镜的透镜密度大于所述四个边线上的所述第一微透镜的透镜密度。
10.如权利要求9所述的双核对焦图像传感器，其特征在于，所述双核对焦感光像素排列为拜耳阵列。
11.如权利要求9所述的双核对焦图像传感器，其特征在于，多个第一微透镜包括：
设置在所述水平中心线的第一组第一微透镜；和
设置在所述竖直中心线的第二组第一微透镜。
12.如权利要求11所述的双核对焦图像传感器，其特征在于，所述多个第一微透镜还包括：
设置在所述四个边线的第三组第一微透镜。
13.如权利要求12所述的双核对焦图像传感器，其特征在于，所述第一组第一微透镜和所述第二组第一微透镜的透镜密度大于所述第三组第一微透镜的透镜密度。
14.如权利要求9所述的双核对焦图像传感器，其特征在于，所述白色滤光单元覆盖所述对焦感光单元中上半部分或下半部分或左半部分或右半部分。
15.一种成像装置，其特征在于，包括：
如权利要求9-14任一项所述的双核对焦图像传感器；和
控制模块，所述控制模块控制所述感光单元阵列进入对焦模式；
读取所述对焦感光单元的第一相位差信息和所述双核对焦感光像素的第二相位差信息；
根据所述第一相位差信息和所述第二相位差信息进行对焦控制。
16.如权利要求15所述的成像装置，其特征在于，所述控制模块具体用于：
读取所述对焦感光单元中一部分感光像素的输出值并作为第一输出值；
读取所述对焦感光单元中另一部分感光像素的输出值并作为第二输出值；
根据所述第一输出值和第二输出值获取所述第一相位差信息。
17.如权利要求15所述的成像装置，其特征在于，所述双核对焦感光像素具有两个光电二极管，第一光电二极管和第二光电二极管，所述控制模块具体用于：
读取所述第一光电二极管的输出值，作为第三输出值；
读取所述第二光电二极管的输出值，作为第四输出值；
根据所述第三输出值和所述第四输出值获取所述第二相位差信息。
18.如权利要求15所述的成像装置，其特征在于，所述控制模块还用于：
控制所述感光单元阵列进入成像模式；
控制所述感光单元阵列进行曝光，并读取所述感光单元阵列的输出值，以得到所述感光单元阵列的像素值从而生成图像，其中，所述对焦感光单元被所述白色滤光单元覆盖的部分的像素值通过插值还原算法获得。
19.一种移动终端，包括壳体、处理器、存储器、电路板和电源电路，其中，所述电路板安置在所述壳体围成的空间内部，所述处理器和所述存储器设置在所述电路板上；所述电源电路，用于为所述移动终端的各个电路或器件供电；所述存储器用于存储可执行程序代码；所述处理器通过读取所述存储器中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行如权利要求1至8中任一项所述的双核对焦图像传感器的对焦控制方法。
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