CN113242367A - 感光电路、电子设备、感光电路的驱动方法及装置 - Google Patents

Abstract

本公开实施例提供了一种感光电路、电子设备、感光电路的驱动方法及装置，感光电路包括：多个感光单元，每个感光单元均按照预定阵列方式设置在其所在行和列中；每个感光单元均包括三个感光元件，三个感光元件按照预定排布方式设置在感光单元中，每个感光元件均对应不同类别的像素信息，其中，像素信息包括：红色、绿色、蓝色；位于同一列上且对应同一类别的像素信息的感光元件通过一条触控线连接，以通过在不同时间段复用同一条触控线上的感光元件的方式获取像素信息。本公开实施例通过不断复用触控线上的感光元件来获取光环境信息，以得到显示所需要的像素信息，提升了产品性能。

Description

感光电路、电子设备、感光电路的驱动方法及装置

技术领域

本公开涉及电子设备领域，特别涉及一种感光电路、电子设备、感光电路的驱动方法及装置。

背景技术

被摄物体反射光线，传播到镜头，经镜头聚焦到CCD芯片上，CCD根据光的强弱积聚相应的电荷，经周期性放电，信号经摄像头采集到之后会经过放电路放大、AGC自动增益控制，经模数转换到图像数字信号处理IC(DSP)一个A/D转换电路(通常会使用一个A/D转换功能的芯片)，将采集到的模拟量转换为相应的数字量,经过该处理器按照一定的视频标准处理之后，输出至显示器等输出设备。

Sensor(摄像头的感光元件，也称为感光点)是摄像头的核心，负责将通过Lens(透镜)的光信号转换为电信号，再经过内部AD转换为数字信号。每个pixel(像素点)只能感受R、G、B中的一种，因此每个像素点中存放的数据是单色光，所以我们通常所说的30万像素或者130万像素，表示的就是有30万或130万个感光点，每个感光点只能感应一种颜色的光，这些最原始的感光数据我们称为RAW Data。

感光点越多，效果越好，但是所需要光学传感器的数量就要越多，面积就会越大，成本也会越高，因此，现有技术无法在固有产品尺寸上提升产品性能，通过增大产品尺寸来获得更好的产品性能会给用户带来价差的产品体验；并且随着感光点增加，随之带来的数据量传输和处理的负担越大，会降低产品的响应速度。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例提出了一种感光电路、电子设备、感光电路的驱动方法及装置，用以解决现有技术的如下问题：现有摄像产品无法在固有产品尺寸上提升产品性能，如果通过增大产品尺寸来获得更好的产品性能，也会随着感光点增加，带来的数据量传输和处理的负担越大，会降低产品的响应速度，影响用户体验。

一方面，本公开实施例提出了一种感光电路，包括：多个感光单元，每个感光单元均按照预定阵列方式设置在其所在行和列中；每个感光单元均包括三个感光元件，三个所述感光元件按照预定排布方式设置在所述感光单元中，每个所述感光元件均对应不同类别的像素信息，其中，所述像素信息包括：红色、绿色、蓝色；位于同一列上且对应同一类别的像素信息的感光元件通过一条触控线连接，以通过在不同时间段复用同一条触控线上的感光元件的方式获取像素信息。

在一些实施例中，三个所述感光元件按照预定排布方式设置在所述感光单元中，包括：第一感光元件与第二感光元件并列放置，第三感光元件位于所述第一感光元件与所述第二感光元件共同相邻的任意一侧，所述第三感光元件相对于所述第一感光元件与所述第二感光元件垂直放置。

在一些实施例中，所述感光元件的图案为长方形。

另一方面，本公开实施例提出了一种电子设备，至少包括：本公开任一实施例所述的感光电路。

另一方面，本公开实施例提出了一种感光电路的驱动方法，用于驱动本公开任一实施例所述的感光电路，包括：确定每一像素信息组对应的三条触控线，其中，每一像素信息组均包括红色、绿色、蓝色三种类别像素信息，所述三条触控线中的至少一条触控线复用在其它像素信息组对应的三条触控线中；依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，以通过重复驱动同一条触控线上的感光元件来获取光环境信息。

在一些实施例中，所述依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，包括：按照触控时长向当前像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号；在当前像素信息组的触控线均完成驱动后，按照触控时长向下一像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号。

在一些实施例中，所述通过重复驱动所述触控线上的感光元件来获取光环境信息之后，还包括：将获取到的光环境信息转换为数字像素信号，并存储所述数字像素信号。

另一方面，本公开实施例提出了一种感光电路的驱动装置，用于驱动本公开任一实施例所述的感光电路，包括：确定模块，用于确定每一像素信息组对应的三条触控线，其中，每一像素信息组均包括红色、绿色、蓝色三种类别像素信息，所述三条触控线中的至少一条触控线复用在其它像素信息组对应的三条触控线中；驱动模块，用于依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，以通过重复驱动同一条触控线上的感光元件来获取光环境信息。

在一些实施例中，所述驱动模块，具体用于：按照触控时长向当前像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号；在当前像素信息组的触控线均完成驱动后，按照触控时长向下一像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号。

在一些实施例中，还包括：转换模块，用于将获取到的光环境信息转换为数字像素信号，并存储所述数字像素信号。

本公开实施例中全部的感光元件分别对应三类像素信息，每一个感光单元中包括的三个感光元件都能够对应三类像素信息，位于同一列上且每一类别的感光元件都通过一条触控线连接，三类像素信息对应的感光元件的触控线依次排布，进而在控制时使得每三条触控线就能够获取多个像素信息，且这多个像素信息是从相同个数的感光单元中获取的，进而能够获取到相同数量的每一类像素信息，并通过在不同时间段复用同一条触控线上的感光元件的方式来再一次获取像素信息，进而三条对应不同类别像素信息的触控线又再次组合成一个新的感光单元，再次获取像素信息，通过不断复用触控线上的感光元件来获取光环境信息，以得到显示所需要的像素信息。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例提供的感光电路的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的感光电路的驱动方法的流程图；

图3为本公开实施例提供的感光电路的驱动时序控制图；

图4为本公开实施例提供的感光电路的驱动装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明。

本公开第一实施例提供了一种感光电路，其结构示意如图1所示，包括：

多个感光单元(虚线区域)，每个感光单元均按照预定阵列方式设置在其所在行和列中；每个感光单元均包括三个感光元件，三个感光元件按照预定排布方式设置在感光单元中，每个感光元件均对应不同类别的像素信息，其中，像素信息包括：红色、绿色、蓝色；

位于同一列上且对应同一类别的像素信息的感光元件通过一条触控线L连接，以通过在不同时间段复用同一条触控线上的感光元件的方式获取像素信息。

上述图1中仅虚线标出一个感光单元的示例，实际上，随着感光元件的复用，真实的感光单元也会随着复用而有新的组合，图1中的感光单元仅是一个示例，不构成限定，只要包括对应类别的像素信息的感光元件即可，预定排布方式不进行限定。

本公开实施例中全部的感光元件分别对应三类像素信息，每一个感光单元中包括的三个感光元件都能够对应三类像素信息，位于同一列上且每一类别的感光元件都通过一条触控线连接，三类像素信息对应的感光元件的触控线依次排布，进而在控制时使得每三条触控线就能够获取多个像素信息，且这多个像素信息是从相同个数的感光单元中获取的，进而能够获取到相同数量的每一类像素信息，并通过在不同时间段复用同一条触控线上的感光元件的方式来再一次获取像素信息，进而三条对应不同类别像素信息的触控线又再次组合成一个新的感光单元，再次获取像素信息，通过不断复用触控线上的感光元件来获取光环境信息，以得到显示所需要的像素信息。

本领域技术人员在设计上述感光电路时，上述感光元件的图案可以为椭圆形、长方形等，为了最大限度的获取光环境信息，图1中的感光元件的图案设计为长方形。

为了保证最小的面积上能够获取最多的光环境信息，本公开实施例一个感光单元内的三个感光元件的预定排布方式为一种低分辨率的排布方式，即第一感光元件与第二感光元件并列放置，第三感光元件位于第一感光元件与第二感光元件共同相邻的任意一侧，第三感光元件相对于第一感光元件与第二感光元件垂直放置。当然，本领域技术人员可以根据实际需求进行其它设计，图1仅给出了一种示例(图中感光元件的个数也是一种示例)，并不对本公开实施例构成限定。

本公开实施还提供了一种感光电路的驱动方法，用于驱动上述的感光电路，该方法的流程如图2所示，包括步骤S201至S202：

S201，确定每一像素信息组对应的三条触控线，其中，每一像素信息组均包括红色、绿色、蓝色三种类别像素信息，三条触控线中的至少一条触控线复用在其它像素信息组对应的三条触控线中；

S202，依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，以通过重复驱动同一条触控线上的感光元件来获取光环境信息。

在依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号的过程中，是一个循环执行的过程，即按照触控时长向当前像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号，在当前像素信息组的触控线均完成驱动后，按照触控时长向下一像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号。

当获取到需要的全部光环境信息后，将获取到的光环境信息转换为数字像素信号，并存储数字像素信号。该过程即现有技术中的光电转换过程，此处不进行详细说明，下述实施例中对该过程简单说明。

对于照相机或摄像机而言，光线通过镜头Lens(透镜)进入摄像头内部，处理然后经过IR Filter过滤红外光，最后到sensor将光学信号转换成电学信号，电学信号通过ADC电路转换成数字信号，数字信号通过差分信号传递给具有数字信号处理功能的Tcon(时序控制单元)，因为数字信号记录了各个pixel(像素)的颜色和亮度，在Tcon中为了和显示屏幕的RGB信号相匹配，需要对摄像头生成的数字信号进行插值。具体成像过程如下：

第一阶段：景物通Lens生成的光学图像投射到sensor表面上。

第二阶段：经过光电转换为模拟电信号，消噪声后经过A/D转换后变为数字图像信号。

第三阶段：数字信息经由mipi传给Tcon形成显示方案，分配给source driver完成数模转换，推动显示屏幕进行显示。

第四阶段：显示内容在透镜作用下形成虚像被人眼捕捉，完成景物的传递过程。

本公开实施例使用的感光元件可以为CMOS，其是金属氧化物半导体组件，它和CCD一样负责将光线转变成电荷，只是工艺不同，目前手机摄像头几乎全部使用CMOS传感器。

在Lens的光学图像投射到sensor阵列之后，sensor表面产生电流，将感应到的内容转换成数码资料储存起来。Sensor阵列像素数目越多、单一像素尺寸越大，收集到的景色信息就越多，最终显示在屏幕上的图像就会越清晰。

因此，本公开实施例提供的感光电路可以通过复用感光元件的方式多次获取光环境信息，采用固定数量的感光元件获取更多的光环境信息，可以在固有产品尺寸上提升产品性能，或者在与现在具有相同信息量的情况下，能够使得产品具有更小的尺寸，提升了产品性能，也提高了用户体验。

图3为图1的一种驱动时序控制图，在图3中，本公开实施例选择的像素信息组如下：

第一像素信息组：L1+L2+L3；

第二像素信息组：L3+L4+L5；

第三像素信息组：L4+L5+L6；

第四像素信息组：L6+L7+L8；

第五像素信息组：L7+L8+L9；

……(具体像素信息组的数量根据L的条数和复用情况确定)。

在该实施例中，并没有完全复用全部感光元件，而是仅选择了一些，本领域技术人员在具体实现时可以如本公开实施例一样只选择一些触控线上的感光元件进行复用，当然，也可以全部均进行复用，可以根据实际情况进行确定。

如图3所示(由于图片限制，图中仅给出了L1-L6的驱动示意)，在驱动时，三列(触控线，即L)一循环，每个循环的第一列和第二列相隔一列时间再次打开，第三列连续打开两列时间，这样实现了第三列与第四、第五列复用形成第二虚拟光学传感器采样(即一个)。第四、第五列再次复用，与第六列sensor虚拟采样。

以此提高了sensor采样的内容，同样的sensor数量，采样内容提升1.5倍，如果采样QXGA分辨率的像素为例，以前需要2048x1536大概300万个sensor，现只需要200万个sensor进列采样。大大降低了成本和数据处理时间。

本公开实施例为了减小sensor电路的空间和数据带宽，sensor选用较低分辨率的排布方案，在光学信息存储过程中，竖置像素为复合像素，被上下相邻的两组横置像素共用；同理，每组横置像素又被相邻两组竖置像素所共用。每个感光单元由横置的两个sensor和竖置的一个sensor组成(第一个sensor可以借用倒数前两行的sensor组成一个)，这样，对于原始像素采样的像素数量就减少了1/3像素数量，所需传输数据的带宽和处理的数据量也降低1/3。

本公开实施例还提供了一种感光电路的驱动装置，用于驱动上述实施例中的感光电路，其结构示意如图4所示，包括：

确定模块10，用于确定每一像素信息组对应的三条触控线，其中，每一像素信息组均包括红色、绿色、蓝色三种类别像素信息，三条触控线中的至少一条触控线复用在其它像素信息组对应的三条触控线中；驱动模块20，与确定模块10耦合，用于依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，以通过重复驱动同一条触控线上的感光元件来获取光环境信息。

其中，驱动模块具体用于：按照触控时长向当前像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号；在当前像素信息组的触控线均完成驱动后，按照触控时长向下一像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号。

上述驱动装置还可以包括转换模块，用于将获取到的光环境信息转换为数字像素信号，并存储数字像素信号。

本公开实施例还提供了一种电子设备，其可以设置上述感光电路，感光电路具体结构和驱动过程此处不再赘述。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本公开的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本公开。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本公开的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本公开的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上对本公开多个实施例进行了详细说明，但本公开不限于这些具体的实施例，本领域技术人员在本公开构思的基础上，能够做出多种变型和修改实施例，这些变型和修改都应落入本公开所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种感光电路，其特征在于，包括：

多个感光单元，每个感光单元均按照预定阵列方式设置在其所在行和列中；

每个感光单元均包括三个感光元件，三个所述感光元件按照预定排布方式设置在所述感光单元中，每个所述感光元件均对应不同类别的像素信息，其中，所述像素信息包括：红色、绿色、蓝色；

位于同一列上且对应同一类别的像素信息的感光元件通过一条触控线连接，以通过在不同时间段复用同一条触控线上的感光元件的方式获取像素信息。

2.如权利要求1所述的感光电路，其特征在于，三个所述感光元件按照预定排布方式设置在所述感光单元中，包括：

第一感光元件与第二感光元件并列放置，第三感光元件位于所述第一感光元件与所述第二感光元件共同相邻的任意一侧，所述第三感光元件相对于所述第一感光元件与所述第二感光元件垂直放置。

3.如权利要求2所述的感光电路，其特征在于，所述感光元件的图案为长方形。

4.一种电子设备，其特征在于，至少包括：权利要求1至3中任一项所述的感光电路。

5.一种感光电路的驱动方法，用于驱动权利要求1至3中任一项所述的感光电路，其特征在于，包括：

确定每一像素信息组对应的三条触控线，其中，每一像素信息组均包括红色、绿色、蓝色三种类别像素信息，所述三条触控线中的至少一条触控线复用在其它像素信息组对应的三条触控线中；

依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，以通过重复驱动同一条触控线上的感光元件来获取光环境信息。

6.如权利要求5所述的感光电路的驱动方法，其特征在于，所述依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，包括：

按照触控时长向当前像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号；

在当前像素信息组的触控线均完成驱动后，按照触控时长向下一像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号。

7.如权利要求5或6所述的感光电路的驱动方法，其特征在于，所述通过重复驱动所述触控线上的感光元件来获取光环境信息之后，还包括：

将获取到的光环境信息转换为数字像素信号，并存储所述数字像素信号。

8.一种感光电路的驱动装置，用于驱动权利要求1至3中任一项所述的感光电路，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定每一像素信息组对应的三条触控线，其中，每一像素信息组均包括红色、绿色、蓝色三种类别像素信息，所述三条触控线中的至少一条触控线复用在其它像素信息组对应的三条触控线中；

驱动模块，用于依次向每一像素信息组对应的三条触控线发送驱动信号，以通过重复驱动同一条触控线上的感光元件来获取光环境信息。

9.如权利要求8所述的感光电路的驱动装置，其特征在于，所述驱动模块，具体用于：

按照触控时长向当前像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号；

在当前像素信息组的触控线均完成驱动后，按照触控时长向下一像素信息组对应的三条触控线依次发送驱动信号。

10.如权利要求8或9所述的感光电路的驱动装置，其特征在于，还包括：

转换模块，用于将获取到的光环境信息转换为数字像素信号，并存储所述数字像素信号。

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