CN113132692A - 图像传感器、成像装置、电子设备、图像处理系统及信号处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种图像传感器、成像装置、电子设备、图像处理系统及信号处理方法。图像传感器包括滤光片阵列及像素阵列。滤光片阵列包括多个滤光片组。每个滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个滤光片组中每种颜色的滤光片的数量为多个。像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个像素对应滤光片阵列的一个滤光片，像素用于接收穿过对应的滤光片的光线以生成电信号。同一滤光片组中同一颜色的滤光片对应的像素共用一个浮动扩散节点，同一滤光片组中同一颜色的滤光片对应的像素生成的电信号能够在对应的浮动扩散节点处合并。本申请的图像传感器通过共用浮动扩散节点来减少所要输出的数据量，且减少了模数转换的耗时，有利于提升帧率。

Description

图像传感器、成像装置、电子设备、图像处理系统及信号处理 方法

技术领域

本申请涉及影像技术领域，特别涉及一种图像传感器、成像装置、电子设备、图像处理系统及信号处理方法。

背景技术

相关技术中，图像传感器中感光元件接收光线后生成的信号是模拟像素信号，该模拟像素信号需要通过模数转换电路转换为数字信号后再输出给处理器。模数转换电路将模拟像素信号转换为数字信号是需要一定时间的，目前图像传感器的工作方式在模数转换阶段需要耗费较多时间，图像传感器能够输出的图像的帧率较低。

发明内容

本申请实施方式提供了一种图像传感器、成像装置、电子设备、图像处理系统及信号处理方法。

本申请实施方式的图像传感器包括滤光片阵列及像素阵列。所述滤光片阵列包括多个滤光片组，每个所述滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个所述滤光片组中每种颜色的所述滤光片的数量为多个。所述像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个所述像素对应所述滤光片阵列的一个滤光片，所述像素用于接收穿过对应的所述滤光片的光线以生成电信号。同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素共用一个所述浮动扩散节点，以使同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号能够在对应的所述浮动扩散节点处合并。

本申请实施方式的成像装置包括图像传感器。所述图像传感器包括滤光片阵列及像素阵列。所述滤光片阵列包括多个滤光片组，每个所述滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个所述滤光片组中每种颜色的所述滤光片的数量为多个。所述像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个所述像素对应所述滤光片阵列的一个滤光片，所述像素用于接收穿过对应的所述滤光片的光线以生成电信号。同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素共用一个所述浮动扩散节点，以使同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号能够在对应的所述浮动扩散节点处合并。

本申请实施方式的电子设备包括成像装置。所述成像装置包括图像传感器。所述图像传感器包括滤光片阵列及像素阵列。所述滤光片阵列包括多个滤光片组，每个所述滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个所述滤光片组中每种颜色的所述滤光片的数量为多个。所述像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个所述像素对应所述滤光片阵列的一个滤光片，所述像素用于接收穿过对应的所述滤光片的光线以生成电信号。同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素共用一个所述浮动扩散节点，以使同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号能够在对应的所述浮动扩散节点处合并。

本申请实施方式的图像处理系统包括电子设备。所述电子设备包括成像装置。所述成像装置包括图像传感器。所述图像传感器包括滤光片阵列及像素阵列。所述滤光片阵列包括多个滤光片组，每个所述滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个所述滤光片组中每种颜色的所述滤光片的数量为多个。所述像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个所述像素对应所述滤光片阵列的一个滤光片，所述像素用于接收穿过对应的所述滤光片的光线以生成电信号。同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素共用一个所述浮动扩散节点，以使同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号能够在对应的所述浮动扩散节点处合并。

本申请实施方式的信号处理方法用于图像传感器。所述图像传感器包括滤光片阵列及像素阵列。所述滤光片阵列包括多个滤光片组，每个所述滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个所述滤光片组中每种颜色的所述滤光片的数量为多个。所述像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个所述像素对应所述滤光片阵列的一个滤光片，所述像素用于接收穿过对应的所述滤光片的光线以生成电信号。同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素共用一个所述浮动扩散节点。所述信号处理方法包括：控制同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号在对应的所述浮动扩散节点处合并。

本申请实施方式的图像传感器、成像装置、电子设备、图像处理系统及信号处理方法通过共用浮动扩散节点来减少所要输出的数据量，且减少了模数转换的耗时，有利于提升帧率。

本申请实施方式的附加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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点可以从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1和图2是本申请某些实施方式的图像传感器的部分结构示意图；

图3至图6是图1或图2所示图像传感器中部分滤光片的排布示意图；

图7是本申请某些实施方式的图像传感器的电路连接示意图；

图8A和图8B是本申请某些实施方式中的图像传感器的工作原理示意图；

图9是本申请某些实施方式的图像传感器的电路连接示意图；

图10A和图10B是本申请某些实施方式中的图像传感器的工作原理示意图；

图11是相关技术中模数转换电路执行模数转换的原理示意图；

图12是本申请某些实施方式中图像传感器中的模数转换电路执行模数转换的原理示意图；

图13至图16是本申请某些实施方式的图像传感器的工作原理示意图；

图17是本申请某些实施方式的成像装置的示意图；

图18是本申请某些实施方式的电子设备的示意图；

图19是本申请某些实施方式的图像处理系统的示意图；

图20是本申请某些实施方式的计算机设备中的图像处理电路的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终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方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。

请参阅图1、图3及图7，本申请提供一种图像传感器10。图像传感器10包括滤光片阵列11及像素阵列12。滤光片阵列11包括多个滤光片组113。每个滤光片组113包括至少两种不同颜色的滤光片110。每个滤光片组113中每种颜色的滤光片110的数量为多个。像素阵列12包括多个像素120及多个浮动扩散节点FD。每个像素120对应滤光片阵列11的一个滤光片110。像素120用于接收穿过对应的滤光片110的光线以生成电信号。同一滤光片组113中同一颜色的滤光片110对应的像素120共用一个浮动扩散节点FD，以使同一滤光片组113中同一颜色的滤光片110对应的像素120生成的电信号能够在对应的浮动扩散节点FD处合并。

下面结合附图对本申请实施方式的图像传感器10作进一步说明。

请参阅图1和图2，本申请实施方式的图像传感器10包括微透镜阵列13、滤光片阵列11、及像素阵列12。沿图像传感器10的收光方向，微透镜阵列13、滤光片阵列11、及像素阵列12依次设置。

滤光片阵列11包括多个第一滤光片组111和多个第二滤光片组112。第一滤光片组111包括数量相同的多个第一颜色滤光片A和多个第二颜色滤光片B。第二滤光片组112包括数量相同的多个第一颜色滤光片A和多个第三颜色滤光片C。

像素阵列12包括多个像素120，每个像素120对应滤光片阵列11的一个滤光片110，像素120用于接收穿过对应的滤光片110的光线以生成电信号。

微透镜阵列13包括多个微透镜组131。微透镜阵列13中的一个微透镜组131对应一个滤光片组113(第一滤光片组111或第二滤光片组112)，并与该一个滤光片组113对应的多个像素120对应。在一个例子中，如图1所示，每个微透镜组131均包括多个微透镜130，每个微透镜130对应一个滤光片110及一个像素120。在另一个例子中，如图2所示，每个微透镜组131均包括一个微透镜130，每个微透镜130对应一个滤光片组113，并与该一个滤光片组113对应的多个像素120对应。

图3至图6是本申请多个实施例的滤光片阵列11中部分滤光片110的排布示意图。图3至图6所示的滤光片阵列11中，每个滤光片阵列11均包括多个第一滤光片组111和多个第二滤光片组112。每个第一滤光片组111包括数量相同的多个第一颜色滤光片A和多个第二颜色滤光片B。每个第二滤光片组112包括数量相同的多个第一颜色滤光片A和多个第三颜色滤光片C。

其中，第一颜色滤光片A、第二颜色滤光片B、第三颜色滤光片C的颜色组成方式可以有多种，例如第一颜色滤光片A可以为绿色滤光片G，第二颜色滤光片B可以为红色滤光片R，第三颜色滤光片C可以为蓝色滤光片Bu；再例如，第一颜色滤光片A可以为黄色滤光片Y，第二颜色滤光片B可以为红色滤光片R，第三颜色滤光片C可以为蓝色滤光片Bu。第一颜色滤光片A、第二颜色滤光片B、第三颜色滤光片C的颜色组成方式不限于上述两个示例所示的组成方式。

其中，多个第一滤光片组111可以设置在第一对角线方向D1，多个第二滤光片组112可以设置在第二对角线方向D2，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同。在一个例子中，当多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2时，第一滤光片组111与第二滤光片组112可以在图像传感器10的垂直方向和水平方向相邻布置。

其中，第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为N*N，第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为N*N，其中，N为大于或等于2的整数。示例地，N的取值可以为2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20等等，在此不作限制。

其中，每个第一滤光片组111中的多个滤光片110的排布方式可以是：(1)请参阅图3，多个第一颜色滤光片A及多个第二颜色滤光片B在图像传感器10(图1所示)的垂直方向和水平方向相邻布置；(2)请参阅图4，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同；(3)请参阅图5，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同。当然，每个第一滤光片组111中多个滤光片110的排布方式并不限于此。

其中，每个第二滤光片组112中的多个滤光片110的排布方式可以是：(1)请参阅图3，多个第一颜色滤光片A及多个第三颜色滤光片C在图像传感器10(图1所示)的垂直方向和水平方向相邻布置；(2)请参阅图4，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同；(3)请参阅图5，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同。当然，每个第二滤光片组112中多个滤光片110的排布方式并不限于此。

图3是本申请一个实施例的滤光片阵列11中部分滤光片110的排布示意图。请参阅图3，部分滤光片110的排布方式为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为2*2，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为2*2。

如图3所示，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如图3中滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如图3中滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

需要说明的是，第一对角线方向D1和第二对角线方向D2并不局限于对角线，还包括平行于对角线的方向。这里的“方向”并非单一指向，可以理解为指示排布的“直线”的概念，可以有直线两端的双向指向。此外，在其他实施例中，第一对角线方向D1也可以是滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向，第二对角线方向D2也可以是滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向，此时，第一滤光片组111及第二滤光片组112的位置对应对角线方向的变换做变换。

如图3所示，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111、第二滤光片组112的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111、第二滤光片组112的顺序呈周期性排列。

需要说明的是，第一滤光片组111与第二滤光片组112在垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置并不限于图3的方式，还可以是：多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列(从左至右，从上至下来看，下同)，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列(从左至右，从上至下来看，下同)。

如图3所示，在第一滤光片组111中，多个第一颜色滤光片A及多个第二颜色滤光片B在垂直方向V和水平方向H上相邻布置。也即，在垂直方向V上，第一颜色滤光片A和第二颜色滤光片B交替排列，且在水平方向H上，第一颜色滤光片A和第二颜色滤光片B交替排列。在第二滤光片组112中，多个第一颜色滤光片A及多个第三颜色滤光片C在垂直方向V和水平方向H上相邻布置。也即，在垂直方向V上，第一颜色滤光片A和第三颜色滤光片C交替排列，且在水平方向H上，第一颜色滤光片A和第三颜色滤光片C交替排列。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为3*3，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为3*3。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个第一颜色滤光片A及多个第二颜色滤光片B在垂直方向V和水平方向H上相邻布置。也即，在垂直方向V上，第一颜色滤光片A和第二颜色滤光片B交替排列，且在水平方向H上，第一颜色滤光片A和第二颜色滤光片B交替排列。在第二滤光片组112中，多个第一颜色滤光片A及多个第三颜色滤光片C在垂直方向V和水平方向H上相邻布置。也即，在垂直方向V上，第一颜色滤光片A和第三颜色滤光片C交替排列，且在水平方向H上，第一颜色滤光片A和第三颜色滤光片C交替排列。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为4*4，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为4*4。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个第一颜色滤光片A及多个第二颜色滤光片B在垂直方向V和水平方向H上相邻布置。也即，在垂直方向V上，第一颜色滤光片A和第二颜色滤光片B交替排列，且在水平方向H上，第一颜色滤光片A和第二颜色滤光片B交替排列。在第二滤光片组112中，多个第一颜色滤光片A及多个第三颜色滤光片C在垂直方向V和水平方向H上相邻布置。也即，在垂直方向V上，第一颜色滤光片A和第三颜色滤光片C交替排列，且在水平方向H上，第一颜色滤光片A和第三颜色滤光片C交替排列。

图4是本申请又一个实施例的滤光片阵列11中部分滤光片110的排布示意图。请参阅图4，部分滤光片110的排布方式为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为2*2，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为2*2。

如图4所示，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如图4中滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如图4中滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

如图4所示，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

如图4所示，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为3*3，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为3*3。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B，第三行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C，第三行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为4*4，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为4*4。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B，第三行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第四行的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C，第三行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第四行的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C。

图5是本申请又一个实施例的滤光片阵列11中部分滤光片110的排布示意图。请参阅图5，部分滤光片110的排布方式为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为2*2，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为2*2。

如图5所示，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如图5中滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如图5中滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

如图5所示，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

如图5所示，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为3*3，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为3*3。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如中滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B，第三列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C，第三列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为4*4，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为4*4。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B，第三列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第四列的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C，第三列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第四列的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C。

图6是本申请又一个实施例的滤光片阵列11中部分滤光片110的排布示意图。请参阅图6，部分滤光片110的排布方式为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为2*2，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为2*2。

如图6所示，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如图6中滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如图6中滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

如图6所示，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

如图6所示，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为3*3，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为3*3。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如中滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如中滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B，第三行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C，第三列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A。

在某些实施方式中，滤光片阵列11中部分滤光片110的排布方式还可以为：

其中，A为第一颜色滤光片，B为第二颜色滤光片，C为第三颜色滤光片。每个第一滤光片组111中的滤光片110的数量均为4*4，每个第二滤光片组112中的滤光片110的数量均为4*4。

在此排布方式下，多个第一滤光片组111设置在第一对角线方向D1(例如滤光片阵列11的左上角与右下角连接的方向)，多个第二滤光片组112设置在第二对角线方向D2(例如滤光片阵列11的左下角与右上角连接的方向)，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2不同，例如，第一对角线方向D1与第二对角线方向D2垂直。

在此排布方式下，第一滤光片组111与第二滤光片组112在图像传感器10(图1所示)的垂直方向V上相邻布置，且在水平方向H上也相邻布置。也即，多个滤光片组113在垂直方向V上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列，多个滤光片组113在水平方向H上按照第一滤光片组111及第二滤光片组112的顺序或第二滤光片组112及第一滤光片组111的顺序呈周期性排列。

在此排布方式下，在第一滤光片组111中，多个滤光片110逐列排列，且同一列中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二列的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B，第三列的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第四列的多个滤光片110均为第二颜色滤光片B。在第二滤光片组112中，多个滤光片110逐行排列，且同一行中的多个滤光片110的颜色相同，例如，第一行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第二行的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C，第三行的多个滤光片110均为第一颜色滤光片A，第四行的多个滤光片110均为第三颜色滤光片C。

请结合图1至图7，本申请实施方式的图像传感器10中，每一个第一滤光片组111对应的多个像素120产生的电信号均可以合并生成第一模拟像素信号和第三模拟像素信号。每一个第二滤光片组112对应的多个像素120产生的电信号均可以合并生成第二模拟像素信号和第四模拟像素信号。其中，每个第一滤光片组111中多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120产生的电信号在该第一滤光片组111中多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并以生成第一模拟像素信号。每个第一滤光片组111中多个第二颜色滤光片B对应的多个像素120产生的电信号在该第一滤光片组111中多个第二颜色滤光片B对应的多个像素120共用的浮动扩散节点处合并以生成第三模拟像素信号。每个第二滤光片组112中多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120产生的电信号在该第二滤光片组112中多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用的浮动扩散节点处合并以生成第二模拟像素信号。每个第二滤光片组112中多个第三颜色滤光片C对应的多个像素120产生的电信号在该第二滤光片组112中多个第三颜色滤光片C对应的多个像素120共用的浮动扩散节点处合并以生成第四模拟像素信号。

具体地，在一个例子中，同一滤光片组113中，同一颜色的滤光片110对应的多个像素120共用一个浮动扩散节点FD，不同颜色的滤光片110对应的像素120对应不同的浮动扩散节点FD。请结合图1、图3和图7，每个像素120均包括光电元件(例如PD11/PD12/PD13/PD14/PD21/PD22/PD23/PD24)及曝光控制电路TRF。像素阵列12还包读出电路121，每一组读出电路121均包括一个复位电路RST、一个浮动扩散节点FD、一个放大电路SF及一个选择电路SEL，一个浮动扩散节点FD与一个复位电路RST及一个放大电路SF连接，一个选择电路SEL与一个放大电路SF连接。如图1、图3和图7所示，第一滤光片组111中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD11的像素与包括PD22的像素)共用一组读出电路121，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120(包括PD12的像素与包括PD21的像素)也共用一组读出电路121，且两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的读出电路121与两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的读出电路121为不同的读出电路121。第一滤光片组111中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120中的曝光控制电路TRF均与对应的读出电路121的浮动扩散节点FD连接，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120中的曝光控制电路TRF均与对应的读出电路121的浮动扩散节点FD连接。如图1、图3和图7所示，第二滤光片组112中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD13的像素与包括PD24的像素)共用一组读出电路121，两个第三颜色滤光片C对应的两个像素120(包括PD14的像素与包括PD23的像素)也共用一组读出电路121，且两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的读出电路121与两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的读出电路121为不同的读出电路121。第二滤光片组112中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120中的曝光控制电路TRF均与对应的读出电路121的浮动扩散节点FD连接，两个第三颜色滤光片C对应的像两个素120中的曝光控制电路TRF均与对应的读出电路121的浮动扩散节点FD连接。

像素阵列12工作时，同一滤光片组113中同一颜色的滤光片110对应的像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX同时开启，以将同一滤光片组113中同一颜色的滤光片110对应的多个像素120接收光线后产生的电荷转移到同一滤光片组113中同一颜色的滤光片110对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD。同一滤光片组113中，不同颜色的滤光片110对应的像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX同时或分时开启。具体地，如图1、图3、图7、图8A及图8B所示，第一滤光片组111中，复位电路RST对两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD11的像素与包括PD22的像素)共用的浮动扩散节点FD进行复位。随后，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1开启以输出对应的浮动扩散节点FD处的复位电平。随后，一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120(包括PD11的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX1及另一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120(包括PD22的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX2同时开启，则一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120接收光线后产生的电荷会转移到这两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的浮动扩散节点FD处，另一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120接收光线后产生的电荷也会转移到这两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的浮动扩散节点FD处。如此，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120接收光线后产生的电荷会在这两个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并，放大电路SF会对这一浮动扩散节点FD处的电荷对应的电信号进行放大以得到第一模拟像素信号。当两个这两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1再次开启，第一模拟像素信号被输出至对应的模数转换电路(Analog-to-Digital Converter,ADC)。同样地，第一滤光片组111中，复位电路RST对两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120(包括PD12的像素与包括PD21的像素)共用的浮动扩散节点FD进行复位。随后，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T2开启以输出对应的浮动扩散节点FD处的复位电平。随后，一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120(包括PD12的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX3及另一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120(包括PD21的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX4同时开启，则一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120接收光线后产生的电荷会转移到这两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的浮动扩散节点FD处，另一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120接收光线后产生的电荷也会转移到这两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的浮动扩散节点FD处。如此，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120接收光线后产生的电荷会在这两个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并，放大电路SF会对这一浮动扩散节点FD处的电荷对应的电信号进行放大以得到第三模拟像素信号。当两个这两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T2再次开启，第三模拟像素信号被输出至对应的模数转换电路。第二滤光片组112中两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD13的像素与包括PD24的像素)产生的电信号的合并方式以及两个第三颜色滤光片C对应的两个像素120(包括PD14的像素与包括PD23的像素)产生的电信号的合并方式与此相同，在此不再赘述。

由于同一滤光片组113中，不同颜色的滤光片110对应的像素120共用的是不同的浮动扩散节点FD，因此，在进行信号合并时，同一滤光片组113中，不同颜色的滤光片110对应的像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX可以同时或分时开启。示例地，第一滤光片组110中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX1和TX2在t1时刻开启，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX3和TX4在t2时刻开启，其中，t1可以等于t2(如图8A所示)，也可以不等于t2(如图8B所示)。具体地，如图8A所示，当t1＝t2时，第一滤光片组111中，四个滤光片110对应的四个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX1、TX2、TX3及TX4同时开启，以使两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120产生的电信号转移到这两个像素120共用的浮动扩散节点FD处，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120产生的电信号转移到这两个像素120共用的浮动扩散节点FD处。如图8B所示，当t1≠t2时，第一滤光片组111中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX1和TX2率先同时开启，即在t1时刻同时开启，以使两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120产生的电信号转移到这两个像素120共用的浮动扩散节点FD处。随后，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX3和TX4再同时开启，即在t1时刻同时开启，以使两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120产生的电信号转移到这两个像素120共用的浮动扩散节点FD处。需要说明的是，在其他例子中，也可以是两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX3和TX4率先同时开启，随后，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX1和TX2再同时开启，在此不作限制。

在另一个例子中，同一滤光片组113中，所有颜色的滤光片110对应的多个像素120共用一个浮动扩散节点FD，每个像素120均包括曝光控制电路TRF。请结合图1和图9，每个像素120均包括光电元件(例如PD11/PD12/PD13/PD14/PD21/PD22/PD23/PD24/PD31/PD32/PD33/PD34/PD41/PD42/PD43/PD44)及曝光控制电路TRF。像素阵列12还包括读出电路121，每组读出电路121均包括一个复位电路RST、一个浮动扩散节点FD、一个放大电路SF及一个选择电路SEL，一个浮动扩散节点FD与一个复位电路RST及一个放大电路SF连接，一个选择电路SEL与一个放大电路SF连接。如图1、图3和图9所示，每个第一滤光片组111中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD11的像素与包括PD22的像素)及两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120(包括PD12的像素与包括PD21的像素)共用一组读出电路121。第一滤光片组111中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120中的曝光控制电路TRF及两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120中的曝光控制电路TRF均与一个读出电路121的浮动扩散节点FD连接。如图1、图3和图9所示，每个第二滤光片组112中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120及两个第三颜色滤光片C对应的两个像素120共用一组读出电路121。第二滤光片组112中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD13的像素与包括PD24的像素)中的曝光控制电路TRF及两个第三颜色滤光片C对应的两个像素120(包括PD14的像素与包括PD23的像素)中的曝光控制电路TRF均与一个读出电路121的浮动扩散节点FD连接。

像素阵列12工作时，同一滤光片组113中，同一颜色的滤光片110对应的多个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX同时开启，以将同一滤光片组13中同一颜色的滤多个光片110对应的像素120接收光线后产生的电荷转移到滤光片组113对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD。同一滤光片组13中，不同颜色的滤光片10对应的像素120的曝光控制电路TRF的控制端分时开启。具体地，如图1、图3、图9及图10A所示，对于每个第一滤光片组111，复位电路RST对第一滤光片组111中四个滤光片110对应的四个像素120共用的浮动扩散节点FD进行复位。随后，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD11的像素和包括PD22的像素)对应的选择电路SEL的控制端T1开启以输出对应的浮动扩散节点FD处的复位电平。随后，在t1时刻下，一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120(包括PD11的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX1及另一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120(包括PD22的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX2同时开启，则一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120(包括PD11的像素)接收光线后产生的电荷会转移到第一滤光片组111对应的四个像素120(包括PD11的像素、包括PD12的像素、包括PD21的像素、包括PD22的像素)共用的浮动扩散节点FD处，另一个第一颜色滤光片A对应的一个像素120(包括PD22的像素)接收光线后产生的电荷也会转移到第一滤光片组111对应的四个像素120共用的浮动扩散节点FD处。如此，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120接收光线后产生的电荷会在这四个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并，放大电路SF会对这一浮动扩散节点FD处的电荷对应的电信号进行放大以得到第一模拟像素信号。当这两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120对应的选择电路SEL的控制端T1再次开启，第一模拟像素信号被输出至对应的模数转换电路。在第一模拟像素信号被输出至模数转换电路后，复位电路RST再次对第一滤光片组111中四个滤光片110对应的四个像素120共用的浮动扩散节点FD进行复位。随后，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120(包括PD12的像素和包括PD21的像素)对应的选择电路SEL的控制端T1开启以输出对应的浮动扩散节点FD处的复位电平。随后，在t2时刻(t1小于t2)下，第一滤光片组111中的一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120(包括PD12的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX3及另一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120(包括PD21的像素)的曝光控制电路TRF的控制端TX4同时开启，则一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120(包括PD12的像素)接收光线后产生的电荷会转移到第一滤光片组111对应的四个像素120(包括PD11的像素、包括PD12的像素、包括PD21的像素、包括PD22的像素)共用的浮动扩散节点FD处，另一个第二颜色滤光片B对应的一个像素120(包括PD21的像素)接收光线后产生的电荷也会转移到第一滤光片组111对应的四个像素120共用的浮动扩散节点FD处。如此，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120接收光线后产生的电荷会在这四个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并，放大电路SF会对这一浮动扩散节点FD处的电荷对应的电信号进行放大以得到第三模拟像素信号。当这两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120对应的选择电路SEL的控制端T1再次开启，第三模拟像素信号被输出至对应的模数转换电路。第二滤光片组112中两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD13的像素与包括PD24的像素)产生的电信号的合并方式以及两个第三颜色滤光片C对应的两个像素120(包括PD14的像素与包括PD23的像素)产生的电信号的合并方式与此相同，在此不再赘述。

由于同一滤光片组113中所有颜色的滤光片110对应的多个像素120共用一个浮动扩散节点FD，若所有像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX同时开启，则会出现不同颜色的滤光片110对应的像素120生成的电信号合并的情况。因此，为避免这一情况的出现，如图10A所示，同一滤光片组113中，不同颜色的滤光片110对应的像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX应该分时开启。需要说明的是，图10A所示为两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX1和TX2率先同时开启。在其他实施方式中，也可以是两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX3和TX4率先同时开启，在此不作限制。

请参阅图11，图像传感器通常还包括模数转换电路。假设像素阵列包括N*M个像素，模数转换电路的数量为M个，即每一像素列对应一个模数转换电路。模数转换电路执行模数转换时，M个模数转换电路先同时分别对第1行中列对应的M个像素输出的模拟像素信号进行模数转换，再对第2行中列对应的M个像素输出的模拟像素信号进行模数转换，再对第3行中列对应的M个像素输出的模拟像素信号进行模数转换，依此类推，最后对第N行中列对应的M个像素输出的模拟像素信号进行模数转换。假设每一行的M个像素输出的模拟像素信号转换为数字像素信号均需要耗费t0的时长，则M个模数转换电路要将N行像素输出的模拟像素信号转换为数字像素信号需要耗费总时长N*t0才能完成N*M个模拟像素信号的模数转换。

请参阅图1、图7及图12，本申请实施方式的图像传感器10通过共用浮动扩散节点FD的方式对像素120输出的电信号进行合并以得到合并后的模拟像素信号。当像素阵列12包括N*M个像素，模数转换电路的数量为M个时，由于同一滤光片组113中相同颜色滤光片110对应的像素120的电信号进行合并导致模拟像素信号的数量减少为N*M/S(图12所示的S为2，S的取值由同一滤光片组113中相同颜色滤光片110对应的像素120的个数来决定，即S＝同一滤光片组113中相同颜色滤光片110对应的像素120的个数)个，则M个模数转换电路只需要耗费总时长N*t0/S即可完成N*M/S个模拟像素信号的模数转换，模数转换的耗时大大减小。图像传感器10输出的图像信号对应的图像的帧率是与图像传感器10和处理器之间的I/F接口的带宽有关的，且与模数转换的耗时也是有关的。一般地，图像传感器10输出的数据量越大，越容易导致I/F接口的带宽瓶颈，图像帧率会越低；模数转换的耗时越多，图像帧率也会越低。本申请实施方式的图像传感器10利用共用浮动扩散节点FD的方式来减少所要输出的数据量，且减少了模数转换的耗时，有利于提升帧率。本申请实施方式的图像传感器10应用于视频聊天、运动捕捉等对帧率要求较高的应用场景中时将具有极大的优势。

在某些实施方式中，滤光片阵列11(图1所示)划分为多个区域，每个区域包括至少一个滤光片组113(图3所示)，每个区域中的滤光片组113的数量由图像传感器10输出的图像信号对应的图像的目标帧率决定。目标帧率越大，每个区域中的滤光片组113的数量越多。图像传感器10可以自适应地针对不同的目标帧率来对调整每个区域中滤光片组113的数量，并对同一区域中的具有相同颜色通道的值的模拟像素信号做合并。

在一个例子中，所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用一个模数转换电路，每个模数转换电路用于将对应的每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120的第一模拟像素信号和/或第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号。部分区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120共用一个模数转换电路，每个模数转换电路用于将对应的每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120的第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号。另一部分区域中，每个区域内所有第三颜色滤光片C对应的多个像素120共用一个模数转换电路，每个模数转换电路用于将对应的每个区域内所有第三颜色滤光片C的多个像素120对应的第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。其中，在每个区域均包括多个滤光片组113时：所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的第一模拟像素信号和第二模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路。部分区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的多个第三模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路。部分区域中，每个区域内所有第三颜色滤光C片对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的多个第四模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路。

示例地，请结合图1、图3、图7、图8A、图8B及图13，目标帧率为FP1，每个区域包括一个滤光片组113，即每个区域中的滤光片组113为第一滤光片组111或第二滤光片组112。以第一滤光片组111为例，第一滤光片组111中两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD11的像素和包括PD22的像素)共用一个模数转换电路，两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120(包括PD12的像素和包括PD21的像素)共用另一个模数转换电路。若两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120的曝光控制电路电路TRF的控制端TX1、TX2与两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX3、TX4同时开启，则两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1与两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T2可以同时开启(如图8A所示)或分时开启(图未示)。若两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX1、TX2与两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX3、TX4分时开启，则两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1与两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T2可以分时开启(图8B所示)。图像传感器10工作时，第一滤光片组111中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120的电信号在浮动扩散节点FD合并，随后，这两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1开启，合并后的第一模拟像素信号传输到这两个像素120共用的模数转换电路中进行模数转换以得到一个第一数字像素信号(图13下方的左图中，一个最小A方格对应一个第一数字像素信号)，第一数字像素信号用于表征作用于至少一个滤光片组113(图13所示为一个滤光片组113)对应的多个像素120的光线的第一颜色通道的值。第一滤光片组111中的两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120的电信号在浮动扩散节点FD合并，随后，这两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T2开启，合并后的第三模拟像素信号传输到这两个像素120共用的模数转换电路中进行模数转换以得到一个第二数字像素信号(图13下方的右图中，一个最小B方格对应一个第二数字像素信号)，第二数字像素信号用于表征作用于至少一个滤光片组113(图13所示为一个滤光片组113)对应的多个像素120的光线的第二颜色通道的值。第二滤光片组112中两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用一个模数转换电路以将第二模拟像素信号转换为第一数字像素信号的方式与此相同，在此不做赘述。同样地，第二滤光片组112中两个第三颜色滤光片C对应的两个像素120共用一个模数转换电路以将第四模拟像素信号转换为第三数字像素信号的方式与此相同，在此不做赘述。其中，第三数字像素信号用于表征作用于至少一个滤光片组113对应的像素120的光线的第三颜色通道的值。

由此，如图13所示，图像传感器10可以输出两个数字图像信号，一个数字图像信号由多个第一数字像素信号组成，另一个数字图像信号由多个第二数字像素信号及多个第三数字像素信号组成。图像传感器10输出的数字图像信号对应的图像可以达到的目标帧率为FP1。

示例地，请结合图1、图3、图9、图10A、图10B及图15所示，目标帧率为FP3，每个区域包括四个滤光片组113，即每个区域中包括两个第一滤光片组111及两个第二滤光片组112。以每个区域中的两个第一滤光片组111为例，两个第一滤光片组111中四个第一颜色滤光片A(包括PD11的像素、包括PD22的像素、包括PD33的像素、包括PD44的像素)对应的四个像素120及两个第二滤光片组112中四个第一颜色滤光片A对应的四个像素120(包括PD13的像素、包括PD24的像素、包括PD31的像素、包括PD42的像素)共用一个模数转换电路。由于同一第一滤光片组111中，两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120及两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用一个浮动扩散节点FD，因此，图像传感器10工作时，如图9、图10A及图15中上方位置的图所示的，一个第一滤光片组111中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD11的像素和包括PD22的像素)的电信号在一个浮动扩散节点FD合并，另一个第一滤光片组111中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD33的像素和包括PD44的像素)的电信号在另一个浮动扩散节点FD合并，一个第二滤光片组112中的两个第一颜色滤光片A(包括PD13的像素和包括PD24的像素)对应的两个像素120的电信号在一个浮动扩散节点FD合并，另一个第二滤光片组112中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120(包括PD31的像素和包括PD42的像素)的电信号在另一个浮动扩散节点FD合并。随后，如图9、图10B及图15的中间位置的左图所示的，一个第一滤光片组111中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1开启，另一个第一滤光片组111中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T4也同时开启，一个第二滤光片组112中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1也同时开启，另一个第二滤光片组112中的两个第一颜色滤光片A对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T4也同时开启，合并后的两个第一模拟像素信号及合并后的两个第二模拟像素信号(图15的中间位置的左图中，一个最小A方格对应一个第一模拟像素信号或一个第二模拟像素信号)传输到这八个像素120(包括PD11的像素、包括PD22的像素、包括PD33的像素、包括PD44的像素、包括PD13的像素、包括PD24的像素、包括PD31的像素、包括PD42的像素)共用的模数转换电路(图未示)中进行模数转换以得到一个第一数字像素信号(如图15下方位置的左图所示，该图中一个最小A方格对应一个第一数字像素信号)。随后，如图9、图10A及图15中最上方的图所示的，一个第一滤光片组111中的两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120(包括PD12的像素和包括PD21的像素)的电信号在一个浮动扩散节点FD合并，另一个第一滤光片组111中的两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120(包括PD34的像素和包括PD43的像素)的电信号在另一个浮动扩散节点FD合并。随后，如图9、图10B及图15的中间位置的右图所示的，一个第一滤光片组111中的两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T1开启，另一个第一滤光片组111中的两个第二颜色滤光片B对应的两个像素120共用的选择电路SEL的控制端T4也同时开启，合并后的两个第三模拟像素信号(图15的中间位置的右图中，一个最小B方格对应一个第三模拟像素信号)传输到这四个像素120共用的模数转换电路中进行模数转换以得到一个第二数字像素信号(如图15下方位置的右图所示，该图中一个最小B方格对应一个第二数字像素信号)。两个第二滤光片组112中四个第三颜色滤光片C对应的四个像素120共用一个模数转换电路以将两个第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号的方式与两个第一滤光片组111中四个第二颜色滤光片B对应的四个像素120共用一个数转换电路以将两个第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号的方式相同，在此不做赘述。

需要说明的是，图15所示实施方式中，仅部分区域中两个第一滤光片组111的四个第二颜色滤光片B对应的四个像素120的第三模拟像素信号会被合并及模数转换。同样地，仅部分区域中两个第二滤光片组112的四个第三颜色滤光片C对应的四个像素120的第四模拟像素信号会被合并及模数转换。

由此，如图15所示，图像传感器10可以输出两个数字图像信号，一个数字图像信号由多个第一数字像素信号组成，另一个数字图像信号由多个第二数字像素信号及多个第三数字像素信号组成。图像传感器10输出的数字图像信号对应的图像可以达到的目标帧率为FP3。比较图13与图15可知，由于图15所示实施方式中，更多具有相同颜色通道的值的模拟像素信号被合并及模数转换成数字像素信号输出，导致图15所示的数字图像信号的分辨率比图13所示的数字图像信号的分辨率低，但模数转换电路所需要耗费的模数转换的时间也因为数据量的减少而得到减少，图15所示实施方式的目标帧率FP3会比图13所示实施方式的目标帧率FP1大。

需要说明的是，图13所示实施方式中，输出能够被合并的模拟像素信号的像素阵列12的电路也可以是图9所示的连接方式，在此不作限制。同样地，图15所示实施方式中，输出能够被合并的模拟像素信号的像素阵列12的电路也可以是图7所示的连接方式，在此不作限制。

在另一个例子中，所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用一个模数转换电路，每个模数转换电路用于将对应的每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120的第一模拟像素信号和/或第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号。所有区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120共用一个模数转换电路，每个模数转换电路用于将对应的每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120的第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号。所有区域中，每个区域内所有第三颜色滤光片C对应的多个像素120共用一个模数转换电路，每个模数转换电路C用于将对应的每个区域内所有第三颜色滤光片对应的多个像素120的第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。其中，在每个区域均包括多个滤光片组113时：所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的第一模拟像素信号和第二模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路。所有区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的多个第三模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路。所有区域中，每个区域内所有第三颜色滤光C片对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的多个第四模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路。

示例地，请结合图1、图3、图9、图10A、图10B及图14，目标帧率为FP2，每个区域包括四个滤光片组113，即每个区域中包括两个第一滤光片组111及两个第二滤光片组112。每个区域中的两个第一滤光片组111中四个第一颜色滤光片A对应的四个像素120及四个第二颜色滤光片B对应的四个像素120共用一个模数转换电路。每个区域中的两个第二滤光片组111中四个第一颜色滤光片A对应的四个像素120及四个第三颜色滤光片C对应的四个像素120共用另一个模数转换电路。图14所示实施方式中，同一区域中的相同颜色滤光片110对应的多个像素120共用一个模数转换电路以实现数字像素信号输出的方式与图15所示实施方式的大致相同，在此不再对图14所示实施方式的模拟像素转换为数字像素信号输出的过程进行赘述。需要指出的是，图14和图15所示的两个实施方式的区别在于，图15所示实施方式中，仅部分区域中的四个第二颜色滤光片B对应的四个像素120的四个第三模拟像素信号会被合并，仅部分区域中的四个第三颜色滤光片C对应的四个像素120的四个第四模拟像素信号会被合并，而图14所示实施方式中，所有区域中的四个第二颜色滤光片B对应的四个像素120的四个第三模拟像素信号会被合并，且所有区域中的四个第三颜色滤光片C对应的四个像素120的四个第四模拟像素信号会被合并。

由此，如图14所示，图像传感器10可以输出三个数字图像信号，一个数字图像信号由多个第一数字像素信号组成，另一个数字图像信号由多个第二数字像素信号组成，剩余一个数字图像信号由多个第三数字像素信号组成。图像传感器10输出的数字图像信号对应的图像可以达到的目标帧率为FP2。比较图13与图14可知，由于图14所示实施方式中，更多具有相同颜色通道的值的模拟像素信号被合并及模数转换成数字像素信号输出，导致图14所示的数字图像信号的分辨率比图13所示的数字图像信号的分辨率低，但模数转换电路所需要耗费的模数转换的时间也因为数据量的减少而得到减少，图14所示实施方式的目标帧率FP2会比图13所示实施方式的目标帧率FP1大。比较图14和图15可知，二者具有相同的数字图像信号的分辨率，但是由于图15所示实施方式中，仅部分区域中的多个第二颜色滤光片B对应的多个像素120的第三模拟像素信号会被合并及模数转换，仅部分区域中的多个第三颜色滤光片C对应的多个像素120的第四模拟像素信号会被合并及模数转换，图15所示实施方式的数据量相比于图14所示实施方式的数据量是来得小的，因此，图15所示实施方式的目标帧率FP3会比图14所示实施方式的目标帧率FP2大。

示例地，请结合图1、图3、图9、图10A、图10B、及图16，目标帧率为FP4，每个区域包括十六个滤光片组113，即每个区域中包括八个第一滤光片组111及八个第二滤光片组112。每个区域中的八个第一滤光片组111中，十六个第一颜色滤光片A对应的十六个像素120及十六个第二颜色滤光片B对应的十六个像素120共用一个模数转换电路。每个区域中的八个第二滤光片组111中，十六个第一颜色滤光片A对应的十六个像素120及十六个第三颜色滤光片C对应的十六个像素120共用另一个模数转换电路。图16所示实施方式中，同一区域中的相同颜色滤光片110对应的多个像素120共用一个模数转换电路以实现数字像素信号输出的方式与图15所示实施方式的相同，在此不再对图16所示实施方式的模拟像素转换为数字像素信号输出的过程进行赘述。

由此，如图16所示，图像传感器10可以输出三个数字图像信号，一个数字图像信号由多个第一数字像素信号组成，另一个数字图像信号由多个第二数字像素信号组成，剩余一个数字图像信号由多个第三数字像素信号组成。图像传感器10输出的数字图像信号对应的图像可以达到的目标帧率为FP4。比较图15与图16可知，由于图16所示实施方式中，更多具有相同颜色通道的值的模拟像素信号被合并及模数转换成数字像素信号输出，导致图16所示的数字图像信号的分辨率比图15所示的数字图像信号的分辨率低，但模数转换电路所需要耗费的模数转换的时间也因为数据量的减少而得到减少，图16所示实施方式的目标帧率FP4会比图15所示实施方式的目标帧率FP3大。

如此，本申请实施方式的图像传感器10可以根据目标帧率来调整区域中的滤光片组110的数量，从而可以使得图像传感器10适用于对图像的帧率具有不同要求的各种场景，提升图像传感器10的场景适应性。

请参阅图1和图17，本申请还提供一种成像装置100。成像装置100包括上述任意一个实施方式所述的图像传感器10。

在某些实施方式中，成像装置100还包括处理器20。处理器20可以用于处理用于表征作用于至少一个滤光片组113(图3所示)对应像素120(图3所示)的光线的第一颜色通道的值的第一数字像素信号、用于表征作用于至少一个滤光片组113对应像素120的光线的第二颜色通道的值的第二数字像素信号、及用于表征作用于至少一个滤光片组113对应像素120的光线的第三颜色通道的值的第三数字像素信号以生成彩色图像。

具体地，当图像传感器10输出的数字图像信号包括两个，第一个数字图像信号由多个第一数字像素信号组成，第二个数字图像信号由多个第二数字像素信号及多个第三数字像素信号组成时(例如图13及图15所示的输出)，处理器20首先对第二个数字图像信号进行插值处理，使得第二数字图像信号中的每一个数字图像信号对应的图像像素均同时具有用于表征第二颜色通道的值的第二数字像素信号及用于表征第三颜色通道的值的第三数字像素信号。随后，处理器20再对第一数字图像信号及插值处理后的第二数字图像信号进行融合处理以生成彩色图像，彩色图像中每一个图像像素对应的数字像素信号均由第一颜色通道的值、第二颜色通道的值及第三颜色通道的值所组成。

当图像传感器10输出的数字图像信号包括三个，第一个数字图像信号由多个第一数字像素信号组成，第二个数字图像信号由多个第二数字像素信号组成，第三个数字图像信号由多个第三数字像素信号组成时(例如图14及图16所示的输出)，处理器20直接对第一个数字图像信号、第二个数字图像信号及第三个数字图像信号进行融合处理以生成彩色图像，彩色图像中每一个图像像素对应的数字像素信号均由第一颜色通道的值、第二颜色通道的值及第三颜色通道的值所组成。

请参阅图1、图3和图18，本申请还提供一种电子设备1000。电子设备1000可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、智能手环、智能头盔、智能眼镜、无人设备(例如无人机、无人车、无人船)等，在此不作限制。电子设备1000包括成像装置100。成像装置100包括上述任意一个实施方式所述的图像传感器10。电子设备1000还包括处理器20。电子设备1000的处理器20可以执行与图17所示成像装置100中的处理器20所能执行的功能相同的功能，在此不做赘述。

请参阅图1、图3和图19，本申请还提供一种图像处理系统10000。图像处理系统10000包括电子设备1000。电子设备1000包括成像装置100。成像装置100包括上述任意一个实施方式所述的图像传感器10。图像处理系统10000还包括处理器20。图像处理系统10000的处理器20可以执行与图17所示成像装置100中的处理器20所能执行的功能相同的功能，在此不做赘述。

其中，处理器20可以位于负责云计算的服务器中，也可以位于负责边缘计算的服务器中。如此，图像传感器10(图1所示)输出的像素信号的后续处理可以卸载到服务器中执行，可以节约成像装置100或电子设备1000的功耗。

本申请还提供一种信号处理方法。信号处理方法可以应用于上述任意一项实施方式的图像传感器10(图1所示)中。信号处理方法包括：

控制同一滤光片组113中同一颜色的滤光片110对应的像素120生成的电信号在对应的浮动扩散节点FD处合并。

在某些实施方式中，请结合图1、图3及图7，多个滤光片113包括多个第一滤光片组111及多个第二滤光片组112。第一滤光片组111包括数量相同的多个第一颜色滤光片A和多个第二颜色滤光片B。第二滤光片组112包括数量相同的多个第一颜色滤光片A和多个第三颜色滤光片C。控制同一滤光片组113中同一颜色的滤光片110对应的像素120生成的电信号在对应的浮动扩散节点FD处合并的步骤，包括：

控制每个第一滤光片组111中多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120产生的电信号在该多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并以生成第一模拟像素信号，控制每个第一滤光片组111中多个第二颜色滤光片B对应的多个像素120产生的电信号在该多个第二颜色滤光片B对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并以生成第三模拟像素信号；

控制每个第二滤光片组112中多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120产生的电信号在该多个第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并以生成第二模拟像素信号，控制每个第二滤光片组112中多个第三颜色滤光片C对应的多个像素120产生的电信号在该多个第三颜色滤光片C对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD处合并以生成第四模拟像素信号。

在某些实施方式中，请结合图1、图3及图7，同一滤光片组113中，不同颜色的滤光片110对应的像素120对应不同的浮动扩散节点FD，每个像素120均包括曝光控制电路TRF。同一滤光片组113中，同一颜色的多个滤光片110对应的多个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX同时开启，以将同一滤光片组113中同一颜色的多个滤光片110对应的多个像素120接收光线后产生的电荷转移到同一滤光片组113中同一颜色的多个滤光片110对应的多个像素120共用的浮动扩散节点FD。同一滤光片组113中，不同颜色的滤光片110对应的像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX同时或分时开启。

在某些实施方式中，请结合图1、图3及图9，同一滤光片组113中，所有颜色的滤光片110对应的多个像素120共用一个浮动扩散节点FD。每个像素120均包括曝光控制电路TRF。同一滤光片组113中，同一颜色的多个滤光片110对应的多个像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX同时开启，以将同一滤光片组113中同一颜色的多个滤光片110对应的多个像素120接收光线后产生的电荷转移到该滤光片组113对应的多个像素120共用的浮动扩散节点。同一滤光片组113中，不同颜色的滤光片110对应的像素120的曝光控制电路TRF的控制端TX分时开启。

在某些实施方式中，请结合图1、图3、图7、及图9，图像传感器10还包括多个模数转换电路。滤光片阵列11包括多个区域，每个区域包括至少一个滤光片组113。每个区域中的滤光片组113的数量由图像传感器10输出的图像信号对应的图像的目标帧率决定，目标帧率越大，每个区域中的滤光片组113的数量越多。所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用一个模数转换电路。所有区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120共用一个模数转换电路。所有区域中，每个区域内所有第三颜色滤光片C对应的多个像素120共用一个模数转换电路。信号处理方法还包括：

将所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120的第一模拟像素信号和/或第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号；

将所有区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120的第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号；

将所有区域中，每个区域内所有第三颜色滤光片C对应的多个像素120的第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。

在某些实施方式中，请结合图1、图3、图7、及图9，图像传感器10还包括多个模数转换电路。滤光片阵列11包括多个区域，每个区域包括至少一个滤光片组113。每个区域中的滤光片组113的数量由图像传感器10输出的图像信号对应的图像的目标帧率决定，目标帧率越大，每个区域中的滤光片组113的数量越多。所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120共用一个模数转换电路。部分区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120共用一个模数转换电路。另一部分区域中，每个区域内所有第三颜色滤光片C对应的多个像素120共用一个模数转换电路。信号处理方法还包括：

将所有区域中，每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120的第一模拟像素信号和/或第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号；

将部分区域中，每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120的第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号；

将部分区域中，每个区域内所有第三颜色滤光片C的多个像素120对应的第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。

在某些实施方式中，请结合图1、图3及图7，像素阵列12还包括选择电路SEL。一个选择电路SEL与一个浮动扩散节点FD连接，且与一个模数转换电路连接。在区域包括多个滤光片组113时：

每个区域内所有第一颜色滤光片A对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的第一模拟像素信号和第二模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路；

每个区域内所有第二颜色滤光片B对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的多个第三模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路；

每个区域内所有第三颜色滤光片C对应的多个像素120对应的多个选择电路SEL的控制端T同时开启，以将该多个像素120的多个第四模拟像素信号传输至该多个像素120共用的模数转换电路。

在某些实施方式中，请结合图1及图3，信号处理方法还包括：处理表征作用于至少一个滤光片组113对应像素120的光线的第一颜色通道的值的第一数字像素信号、表征作用于至少一个滤光片组113对应像素120的光线的第二颜色通道的值的第二数字像素信号、及表征作用于至少一个滤光片组113对应像素120的光线的第三颜色通道的值的第三数字像素信号以生成彩色图像。

本申请实施方式还提供一种计算机设备。计算机设备可以是上述任意一项实施方式所述的电子设备1000(图18所示)。

上述计算机设备中包括图像处理电路，图像处理电路可以利用硬件和/或软件组件实现，可包括定义ISP(Image Signal Processing，图像信号处理)管线的各种处理单元。图20为一个实施例中图像处理电路的示意图。如图20所示，为便于说明，仅示出与本申请实施例相关的图像处理技术的各个方面。

如图20所示，图像处理电路包括ISP处理器940和控制逻辑器950。其中，ISP处理器940可以作为电子设备1000中的处理器。成像装置910捕捉的图像数据首先由ISP处理器940处理，ISP处理器940对图像数据进行分析以捕捉可用于确定和/或成像装置910的一个或多个控制参数的图像统计信息。成像装置910可包括具有一个或多个透镜912和图像传感器914的照相机。其中，图像传感器914可以是图像传感器10(图1所示)。图像传感器914可包括滤光片阵列，图像传感器914可获取由图像传感器914的每个像素捕捉的光强度和波长信息，并提供可由ISP处理器940处理的一组原始图像数据，例如多个第一数字像素信号、多个第二数字像素信号、及多个第三数字像素信号组成的原始图像数据。传感器920(如陀螺仪)可基于传感器920接口类型把采集的图像处理的参数(如防抖参数)提供给ISP处理器940。传感器920接口可以利用SMIA(Standard Mobile Imaging Architecture，标准移动成像架构)接口、其它串行或并行照相机接口或上述接口的组合。

此外，图像传感器914也可将原始图像数据发送给传感器920，传感器920可基于传感器920接口类型把原始图像数据提供给ISP处理器940，或者传感器920将原始图像数据存储到图像存储器930中。

ISP处理器940按多种格式逐个像素地处理原始图像数据。例如，每个图像像素可具有8、10、12或14比特的位深度，ISP处理器940可对原始图像数据进行一个或多个图像处理操作、收集关于图像数据的统计信息。其中，图像处理操作可按相同或不同的位深度精度进行。

ISP处理器940还可从图像存储器930接收图像数据。例如，传感器920接口将原始图像数据发送给图像存储器930，图像存储器930中的原始图像数据再提供给ISP处理器940以供处理。图像存储器930可为存储器装置的一部分、存储设备、或电子设备内的独立的专用存储器，并可包括DMA(Direct Memory Access，直接直接存储器存取)特征。

当接收到来自图像传感器914接口或来自传感器920接口或来自图像存储器930的原始图像数据时，ISP处理器940可进行一个或多个图像处理操作，例如时域滤波；再例如，处理第一数字像素信号、第二数字像素信号、第三数字像素信号以获取彩色图像等。处理后的图像数据(例如彩色图像)可发送给图像存储器930，以便在被显示之前进行另外的处理。ISP处理器940从图像存储器930接收处理数据，并对所述处理数据进行原始域中以及RGB和YCbCr颜色空间中的图像数据处理。ISP处理器940处理后的图像数据可输出给显示器970，以供用户观看和/或由图形引擎或GPU(Graphics Processing Unit，图形处理器)进一步处理。此外，ISP处理器940的输出还可发送给图像存储器930，且显示器970可从图像存储器930读取图像数据。在一个实施例中，图像存储器930可被配置为实现一个或多个帧缓冲器。此外，ISP处理器940的输出可发送给编码器/解码器960，以便编码/解码图像数据。编码的图像数据可被保存，并在显示于显示器970设备上之前解压缩。编码器/解码器960可由CPU或GPU或协处理器实现。

ISP处理器940确定的统计数据可发送给控制逻辑器950。例如，统计数据可包括自动曝光、自动白平衡、自动聚焦、闪烁检测、黑电平补偿、透镜912阴影校正等图像传感器914统计信息。控制逻辑器950可包括执行一个或多个例程(如固件)的处理器和/或微控制器，一个或多个例程可根据接收的统计数据，确定成像装置910的控制参数及ISP处理器940的控制参数。例如，成像装置910的控制参数可包括传感器920控制参数(例如增益、曝光控制的积分时间、防抖参数等)、照相机闪光控制参数、透镜912控制参数(例如聚焦或变焦用焦距)、或这些参数的组合。ISP处理器940的控制参数可包括用于自动白平衡和颜色调整(例如，在RGB处理期间)的增益水平和色彩校正矩阵，以及透镜912阴影校正参数。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式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。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (19)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

滤光片阵列，所述滤光片阵列包括多个滤光片组，每个所述滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个所述滤光片组中每种颜色的所述滤光片的数量为多个；及

像素阵列，所述像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个所述像素对应所述滤光片阵列的一个滤光片，所述像素用于接收穿过对应的所述滤光片的光线以生成电信号；

同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素共用一个所述浮动扩散节点，以使同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号能够在对应的所述浮动扩散节点处合并。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，多个所述滤光片组包括多个第一滤光片组及多个第二滤光片组，所述第一滤光片组包括数量相同的多个第一颜色滤光片和多个第二颜色滤光片，所述第二滤光片组包括数量相同的多个所述第一颜色滤光片和多个第三颜色滤光片；

每个所述第一滤光片组中多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第一模拟像素信号，每个所述第一滤光片组中多个所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第三模拟像素信号；

每个所述第二滤光片组中多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第二模拟像素信号，每个所述第二滤光片组中多个所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第四模拟像素信号。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，同一所述滤光片组中，不同颜色的所述滤光片对应的所述像素对应不同的所述浮动扩散节点，每个所述像素均包括曝光控制电路；

同一所述滤光片组中，同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素的所述曝光控制电路的控制端同时开启，以将同一所述滤光片组中同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素接收光线后产生的电荷转移到同一所述滤光片组中同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点；

同一所述滤光片组中，不同颜色的所述滤光片对应的所述像素的所述曝光控制电路的控制端同时或分时开启。

4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，同一所述滤光片组中，所有颜色的所述滤光片对应的多个所述像素共用一个所述浮动扩散节点，每个所述像素均包括曝光控制电路；

同一所述滤光片组中，同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素的所述曝光控制电路的控制端同时开启，以将同一所述滤光片组中同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素接收光线后产生的电荷转移到该所述滤光片组对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点；

同一所述滤光片组中，不同颜色的所述滤光片对应的所述像素的所述曝光控制电路的控制端分时开启。

5.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括多个模数转换电路，所述滤光片阵列包括多个区域，每个所述区域包括至少一个所述滤光片组，每个所述区域中的所述滤光片组的数量由所述图像传感器输出的图像信号对应的图像的目标帧率决定，所述目标帧率越大，每个所述区域中的所述滤光片组的数量越多；

所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，每个所述模数转换电路用于将对应的每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第一模拟像素信号和/或所述第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号；

所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，每个所述模数转换电路用于将对应的每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号；

所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，每个所述模数转换电路用于将对应的每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。

6.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括多个模数转换电路，所述滤光片阵列包括多个区域，每个所述区域包括至少一个所述滤光片组，每个所述区域中的所述滤光片组的数量由所述图像传感器输出的图像信号对应的图像的目标帧率决定，所述目标帧率越大，每个所述区域中的所述滤光片组的数量越多；

所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，每个所述模数转换电路用于将对应的每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第一模拟像素信号和/或所述第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号；

部分所述区域中，每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，每个所述模数转换电路用于将对应的每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号；

另一部分所述区域中，每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，每个所述模数转换电路用于将对应的每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片的多个所述像素的所述第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。

7.根据权利要求5或6所述的图像传感器，其特征在于，所述像素阵列还包括选择电路，一个选择电路与一个所述浮动扩散节点连接，且与一个所述模数转换电路连接；在每个所述区域包括多个所述滤光片组时：

每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素对应的多个所述选择电路的控制端同时开启，以将该多个所述像素的所述第一模拟像素信号和所述第二模拟像素信号传输至该多个所述像素共用的所述模数转换电路；

每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素对应的多个所述选择电路的控制端同时开启，以将该多个所述像素的多个所述第三模拟像素信号传输至该多个所述像素共用的所述模数转换电路；

每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素对应的多个所述选择电路的控制端同时开启，以将该多个所述像素的多个所述第四模拟像素信号传输至该多个所述像素共用的所述模数转换电路。

8.一种成像装置，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的图像传感器。

9.根据权利要求8所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置还包括处理器，所述处理器用于处理表征作用于至少一个所述滤光片组对应像素的光线的第一颜色通道的值的第一数字像素信号、表征作用于至少一个所述滤光片组对应像素的光线的第二颜色通道的值的第二数字像素信号、及表征作用于至少一个所述滤光片组对应像素的光线的第三颜色通道的值的第三数字像素信号以生成彩色图像。

10.一种电子设备，其特征在于，包括成像装置，所述成像装置包括权利要求1-7任意一项所述的图像传感器。

11.一种图像处理系统，其特征在于，包括电子设备，所述电子设备包括成像装置，所述成像装置包括权利要求1-7任意一项所述的图像传感器。

12.一种信号处理方法，用于图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括滤光片阵列及像素阵列，所述滤光片阵列包括多个滤光片组，每个所述滤光片组包括至少两种不同颜色的滤光片，每个所述滤光片组中每种颜色的所述滤光片的数量为多个；所述像素阵列包括多个像素及多个浮动扩散节点，每个所述像素对应所述滤光片阵列的一个滤光片，所述像素用于接收穿过对应的所述滤光片的光线以生成电信号；同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素共用一个所述浮动扩散节点；所述信号处理方法包括：

控制同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号在对应的所述浮动扩散节点处合并。

13.根据权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于，多个所述滤光片组包括多个第一滤光片组及多个第二滤光片组，所述第一滤光片组包括数量相同的多个第一颜色滤光片和多个第二颜色滤光片，所述第二滤光片组包括数量相同的多个所述第一颜色滤光片和多个第三颜色滤光片；所述控制同一所述滤光片组中同一颜色的所述滤光片对应的所述像素生成的所述电信号在对应的所述浮动扩散节点处合并，包括：

控制每个所述第一滤光片组中多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第一模拟像素信号，控制每个所述第一滤光片组中多个所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第三模拟像素信号；

控制每个所述第二滤光片组中多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第二模拟像素信号，控制每个所述第二滤光片组中多个所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素产生的电信号在该多个所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点处合并以生成第四模拟像素信号。

14.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，同一所述滤光片组中，不同颜色的所述滤光片对应的所述像素对应不同的所述浮动扩散节点，每个所述像素均包括曝光控制电路；

同一所述滤光片组中，同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素的所述曝光控制电路的控制端同时开启，以将同一所述滤光片组中同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素接收光线后产生的电荷转移到同一所述滤光片组中同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点；

同一所述滤光片组中，不同颜色的所述滤光片对应的所述像素的所述曝光控制电路的控制端同时或分时开启。

15.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，同一所述滤光片组中，所有颜色的所述滤光片对应的多个所述像素共用一个所述浮动扩散节点，每个所述像素均包括曝光控制电路；

同一所述滤光片组中，同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素的所述曝光控制电路的控制端同时开启，以将同一所述滤光片组中同一颜色的多个所述滤光片对应的多个所述像素接收光线后产生的电荷转移到该所述滤光片组对应的多个所述像素共用的所述浮动扩散节点；

同一所述滤光片组中，不同颜色的所述滤光片对应的所述像素的所述曝光控制电路的控制端分时开启。

16.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，所述图像传感器还包括多个模数转换电路，所述滤光片阵列包括多个区域，每个所述区域包括至少一个所述滤光片组，每个所述区域中的所述滤光片组的数量由所述图像传感器输出的图像信号对应的图像的目标帧率决定，所述目标帧率越大，每个所述区域中的所述滤光片组的数量越多；所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路；所述信号处理方法还包括：

将所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第一模拟像素信号和/或所述第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号；

将所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号；

将所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。

17.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，所述图像传感器还包括多个模数转换电路，所述滤光片阵列包括多个区域，每个所述区域包括至少一个所述滤光片组，每个所述区域中的所述滤光片组的数量由所述图像传感器输出的图像信号对应的图像的目标帧率决定，所述目标帧率越大，每个所述区域中的所述滤光片组的数量越多；所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，部分所述区域中，每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路，另一部分所述区域中，每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素共用一个所述模数转换电路；所述信号处理方法还包括：

将所有所述区域中，每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第一模拟像素信号和/或所述第二模拟像素信号转换为一个第一数字像素信号；

将部分所述区域中，每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素的所述第三模拟像素信号转换为一个第二数字像素信号；

将部分所述区域中，每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片的多个所述像素对应的所述第四模拟像素信号转换为一个第三数字像素信号。

18.根据权利要求16或17所述的信号处理方法，其特征在于，所述像素阵列还包括选择电路，一个选择电路与一个所述浮动扩散节点连接，且与一个所述模数转换电路连接；在所述区域包括多个所述滤光片组时：

每个所述区域内所有所述第一颜色滤光片对应的多个所述像素对应的多个所述选择电路的控制端同时开启，以将该多个所述像素的所述第一模拟像素信号和所述第二模拟像素信号传输至该多个所述像素共用的所述模数转换电路；

每个所述区域内所有所述第二颜色滤光片对应的多个所述像素对应的多个所述选择电路的控制端同时开启，以将该多个所述像素的多个所述第三模拟像素信号传输至该多个所述像素共用的所述模数转换电路；

每个所述区域内所有所述第三颜色滤光片对应的多个所述像素对应的多个所述选择电路的控制端同时开启，以将该多个所述像素的多个所述第四模拟像素信号传输至该多个所述像素共用的所述模数转换电路。

19.根据权利要求12所述的信号处理方法，其特征在于，所述信号处理方法还包括：

处理表征作用于至少一个所述滤光片组对应像素的光线的第一颜色通道的值的第一数字像素信号、表征作用于至少一个所述滤光片组对应像素的光线的第二颜色通道的值的第二数字像素信号、及表征作用于至少一个所述滤光片组对应像素的光线的第三颜色通道的值的第三数字像素信号以生成彩色图像。

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