CN114040081A - 图像传感器、摄像模组、电子设备、对焦方法及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种图像传感器、摄像模组、电子设备、对焦方法及介质，属于图像处理技术领域。该图像传感器包括：多个AO像素组和多个微透镜；AO像素组包括至少两个AO像素单元；每个微透镜分别设置于对应的AO像素组之上，每个微透镜覆盖至少两个AO像素单元；在图像传感器处于非下电状态的情况下，AO像素单元处于工作状态。

Description

图像传感器、摄像模组、电子设备、对焦方法及介质

技术领域

本申请属于图像处理技术领域，具体涉及一种图像传感器、摄像模组、电子设备、对焦方法及介质。

背景技术

随着电子设备的快速发展，电子设备的应用越来越广泛。其中，电子设备的拍摄功能非常受用户关注。

在利用电子设备进行拍摄之前，往往先进行对焦操作。电子设备需要多次采集图像数据，以确定镜头组的合焦位置，该过程所消耗的时间可能会较长，影响了用户的拍照体验。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种图像传感器、摄像模组、电子设备、对焦方法及介质，能够在图像传感器处于非下电的情况下获取相位信息，从而缩短确定镜头组的合焦位置的时间。

第一方面，本申请实施例提供了一种图像传感器，该传感器包括：

多个AO像素组和多个微透镜；所述AO像素组包括至少两个AO像素单元；

每个所述微透镜分别设置于对应的AO像素组之上，每个微透镜覆盖至少两个AO像素单元；

在所述图像传感器处于非下电状态的情况下，所述AO像素单元处于工作状态。

第二方面，本申请实施例提供了一种摄像模组，该摄像模组包括如第一方面所述的图像传感器。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如第二方面所述的摄像模组。

第四方面，本申请实施例提供了一种对焦方法，应用于具有如第三方面所述的电子设备；该方法包括：

获取每个AO像素单元的相位信息；

根据所述每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵；

根据所述距离矩阵，进行对焦处理。

第五方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括如第二方面所述的摄像模组、处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第四方面所述的对焦方法的步骤。

第六方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第四方面所述的对焦方法的步骤。

第七方面，本申请实施例提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如第四方面所述的对焦方法。

本申请实施例中，图像传感器包括：多个AO像素组和多个微透镜；AO像素组包括至少两个AO像素单元；每个微透镜分别设置于对应的AO像素组之上，每个微透镜覆盖至少两个AO像素单元；在图像传感器处于非下电状态的情况下，AO像素单元处于工作状态。通过本申请实施例的技术方案，能够在图像传感器处于非下电状态的情况下，利用每个微透镜覆盖的至少两个AO像素单元获取相位信息，从而缩短确定镜头组的合焦位置的时间。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种图像传感器的第一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种图像传感器的像素分布示意图；

图3为本申请实施例提供的一种图像传感器的第二种结构示意图；

图4为本申请实施例提供的一种摄像模组的模块示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的第一种模块示意图；

图6为本申请实施例提供的对焦方法的流程示意图；

图7为本申请实施例提供的对焦方法中距离矩阵的示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电子设备的第二种模块示意图；

图9为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图。

附图标记说明：

101-AO像素组、102-微透镜、103-AO像素单元；

201-第一AO像素单元组、202-第二AO像素单元组；

301-感光二极管、302-第一开关、303-电容模块、3031-第一电容、3032-二电容、3033-第三电容、3034-第二开关、3035第三开关；

400-摄像模组、401-图像传感器、402-电路板、403-镜头；

500-电子设备、501-摄像模组；

800-电子设备、801-摄像模组、802-处理器、803-存储器；

900-电子设备、901-射频单元、902-网络模块、903-音频输出单元、904-输入单元、9041-图形处理器、9042-麦克风、905-传感器、906-显示单元、9061-显示面板、907-用户输入单元、9071-触控面板、9072-其他输入设备、908-接口单元、909-存储器、910-处理器、911-摄像模组。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的图像传感器、摄像模组、电子设备及对焦方法进行详细地说明。

图1为本申请一实施例提供的一种图像传感器的第一种结构示意图。

图像传感器包括：多个AO像素组101和多个微透镜102；AO像素组101包括至少两个AO像素单元103；每个微透镜102分别设置于对应的AO像素组101之上，每个微透镜102覆盖至少两个AO像素单元103；在图像传感器处于非下电状态的情况下，AO像素单元103处于工作状态。

AO像素单元103为具有AO功能的图像传感器中用于实现该AO功能的像素单元。图像传感器具有AO功能指的是，图像传感器在AO模式下，可以长时间地、低帧率地、低分辨率地输出图像数据。该输出的图像数据可以根据图像传感器中的各个AO像素单元103输出的像素信息生成。

AO像素组101可以包括两个AO像素单元103，也可以包括大于两个AO像素单元103。为便于获取相位信息，AO像素组101可以包括偶数个AO像素单元103，该偶数个AO像素单元103的数量大于等于二。

如图1所示，AO像素组101包括四个实感像素单元103，该四个实感像素单元103按照两行两列排列。微透镜102设置于AO像素组101之上，且该微透镜102覆盖AO像素组101中的四个实感像素单元103。

需要注意的是，在一个微透镜102覆盖的一个AO像素组101的全部AO像素单元103中，微透镜102对每个AO像素单元103的覆盖面积相同。在图1中，微透镜102对四个实感像素单元103的覆盖面积相同。

AO像素组101可以通过对应的微透镜102获取至少一组相位信息。一组相位信息可以包括两个子相位信息。

AO像素组101通过对应的微透镜102获取一组相位信息的过程可以为，入射光线经过微透镜时被分为两束光线，两束光线分别被AO像素组101中的两个AO像素单元接收，每个AO像素单元可以根据接收到的一束光线分析得到对应的相位信息。一束光线对应的相位信息可以为光波在前进时，光子振动所呈现的交替的波形变化的信息。由于两个AO像素单元的位置不同，两束光线的波形存在相位差，该相位差可以通过两个子相位信息的差值来反映。

AO像素组101获取的至少一组相位信息与AO像素组101包括的至少两个实感像素单元103存在对应关系。

例如，AO像素组101包括第一AO像素单元、第二AO像素单元、第三AO像素单元以及第四AO像素单元，AO像素组101可以通过对应的微透镜102获取一组相位信息，一组相位信息包括左相位信息与右相位信息，第一AO像素单元与左相位信息一一对应，第二AO像素单元与右相位信息一一对应。

又例如，AO像素组101包括第一AO像素单元、第二AO像素单元、第三AO像素单元以及第四AO像素单元，AO像素组101可以通过对应的微透镜102获取两组相位信息，在两组相位信息中，第一组相位信息包括第一左相位信息与第一右相位信息，第二组相位信息包括第二左相位信息和第二右相位信息。第一AO像素单元与第一左相位信息一一对应，第二AO像素单元与第一右相位信息一一对应，第三AO像素单元与第二左相位信息一一对应，第四AO像素单元与第二右相位信息一一对应。

以一组相位信息包括左相位信息和右相位信息为例进行说明：一个摄像模组包括图像传感器，在通过图像传感器中的一个AO像素组获得左相位信息与右相位信息。在左相位信息与右相位信息相等的情况下，摄像模组合焦；在左相位信息大于右相位信息的情况下，摄像模组离焦，且处于远焦状态；在左相位信息大于右相位信息的情况下，摄像模组离焦，且处于近焦状态。

具体实施时，可以将左相位信息与右相位信息的差值确定为相位信息差值，相位信息差值可以是0，可以是正值，也可以是负值。对于同一个摄像模组，不同的相位信息差值对应于摄像模组中镜头组与图像传感器之间的不同的距离，相位信息差值与镜头组与图像传感器之间的距离的第一对应关系可以预先确定。

摄像模组中的镜头组与图像传感器之间的距离与物距之间存在第二对应关系，该第二对应关系可以预先确定。物距可以是物体到摄像模组的距离。

根据相位信息差值，可以求出对应的镜头组与图像传感器之间的距离。根据该镜头组与图像传感器之间的距离，可以求出对应的物距。

例如，根据左相位信息与右相位信息，求得相位信息差值，相位信息差值为0，摄像模组合焦。根据相位信息差值0可以求出对应的镜头组与图像传感器之间的距离为2毫米，根据镜头组与图像传感器之间的距离为2毫米可以求出对应的物距为2米。又例如，相位信息差值为-2，求得物距为2.5米；相位信息差值为-8，求得物距为3米；相位信息差值为+2，求得物距为1.5米，等。

在摄像模组合焦的情况下，被拍摄物体清晰成像。镜头组可以用来聚光和对焦，镜头组被对焦马达所包裹固定，对焦马达上下端和弹片链接。在摄像模组进行对焦时，可以通过通电让对焦马达产生电磁力，该电磁力最终与弹片的弹力保持平衡，对焦马达的位置可以通过通电的电流值大小来控制，进而实现通过控制对焦马达将镜头组推动到合焦位置。对焦马达可以是音圈马达，也可以是其他类型的马达。

对于同一个摄像模组，一个待拍摄物体的物距与该待拍摄物体合焦时对焦马达的位置信息存在第三对应关系，该第三对应关系可以预先确定。则根据物距，可以求出对应的对焦马达的位置信息。根据求得的对焦马达的位置信息和对焦马达的初始位置信息，可以得到对焦马达的移动距离，该对焦马达的移动距离等于镜头组的移动距离。根据该对焦马达的移动距离，可以生成对应的对焦马达控制信号，以控制对焦马达移动，使得镜头组被移动的对焦马达推动到合焦位置。

在图像传感器处于非下电状态的情况下，AO像素单元103处于工作状态。下电指的是电子设备或电子设备中的装置断电。下电状态，可以视为，不存在任何形式的电源为电子设备或电子设备中的装置供电的状态。非下电状态与下电状态相反，即存在电源为电子设备或电子设备中的装置供电的状态。

此处以手机为例对非下电状态进行说明：针对包括图像传感器的手机，在手机处于关机状态时，可以视为手机处于下电状态，此时图像传感器也处于下电状态；在手机处于开机状态时，手机均处于非下电状态，对应的，图像传感器也处于非下电状态。无论手机是否启动照相功能，只要手机没有被关机，都处于非下电状态，使得AO像素单元103可以处于工作状态。

因此，在图像传感器处于非下电状态的情况下，AO像素单元处于工作状态，故AO像素单元可以在电子设备的照相功能被启动之前长时间持续工作，从而在用户拍照之前通过AO像素单元预先获取像素信息以辅助后续可能发生的拍照操作，节省用户时间，提高用户操作体验。

可选地，图像传感器还包括多个彩色像素组；其中，AO像素组与彩色像素组的数量比例小于第一比例阈值且大于第二比例阈值。

图像传感器还可以包括多个彩色像素组，每个彩色像素组可以包括至少两个彩色像素单元。

AO像素单元可以包括感光二极管，滤光片和微透镜，也可以只包括感光二极管和微透镜。彩色像素单元可以包括感光二极管，滤光片和微透镜。

图像传感器可以包括第一预设数目个AO像素组和第二预设数目个彩色像素组。其中，第一预设数目与第二预设数目之比可以是预设比例。该预设比例可以小于第一比例阈值且大于第二比例阈值。

例如，一个像素阵列包括多个子阵列，每个子阵列中像素单元的排布方式相同，子阵列为由256个像素单元构成的16行16列的像素子阵列，在一个子阵列包括的256个像素单元中，8个像素单元为AO像素单元，其余的像素单元均为彩色像素单元，则AO像素单元与彩色像素单元的数量之比为1：31，即预设比例为1:31。

在图像传感器中，AO像素单元的数量远小于彩色像素单元的数量。一方面，图像传感器在AO模式下，彩色像素单元不处于工作状态，仅需要向AO像素单元供电使AO像素处于工作状态即可，进而，AO模式下图像传感器的功耗很低，可以实现长时间输出图像数据。另一方面，AO像素的数量较少，使得图像传感器在AO模式下只有少量的AO像素输出对应的像素信息，故输出的图像数据分辨率较低。例如，在一个1200万像素的图像传感器中，AO像素单元与彩色像素单元的数量之比为1：29，即40万像素单元是AO像素单元，1160万像素单元为彩色像素单元，该图像传感器的分辨率可以根据40万像素推断得到。

AO像素单元保持低帧率地输出像素信息，例如，帧率可以是10fps。AO像素单元的输出帧率可以预先设置，通过保持低帧率地输出像素信息，也可以减少AO像素单元的功耗，使得AO像素单元能够长时间地输出像素信息。

AO像素单元可以包括第一AO像素单元和第二AO像素单元。第一AO像素单元，可以是不包括滤光片的AO像素单元，则第一AO像素单元只用于获取亮度信息，不考虑色彩信息。第二AO像素单元，可以是包括滤光片的AO像素单元，则第一AO像素单元可以用于获取不同颜色的亮度信息。

相邻设置的任意两个第二AO像素单元包括的滤光片的颜色不同。

图2为本申请一实施例提供的一种图像传感器的像素分布示意图。

参照图2所示，第一AO像素单元组201包括4个第一AO像素单元，每个第一AO像素单元均用“w”表示。第二AO像素单元组202包括4个第二AO像素单元。在4个第二AO像素单元中，R可以表示该第二AO像素单元对应的滤光片的颜色为红色，B可以表示该第二AO像素单元对应的滤光片的颜色为蓝色，Gr和Gb均可以表示第二AO像素单元对应的滤光片的颜色为绿色。

本申请实施例中的滤光片也可以被其他具有滤光作用的电子器件替代。

在另一实施例中，R可以表示该第二AO像素单元吸收的光线的波段范围对应于红色，B可以表示该第二AO像素单元吸收的光线的波段范围对应于蓝色，Gr和Gb均可以表示该第二AO像素单元吸收的光线的波段范围对应于绿色。

在按照16x16排列的256个像素单元中，在第一AO像素单元组201和第二AO像素单元组202之外的248个像素单元均为彩色像素单元。则在256个像素单元中，第一AO像素单元、第二AO像素单元以及彩色像素单元的数量之比为1:1:62。

图像传感器中的多个第一AO像素单元、第二AO像素单元以及彩色像素单元可以按照如图2所示的排列方式，也可以按照其他预设的排列方式排列，只要满足AO像素单元与彩色像素单元的数量比例大于第一预设比例且小于第二预设比例即可。第一预设比例可以是1％，第二预设比例可以是5％。

例如，图像传感器包括1200万个像素单元，则该1200万个像素单元包括37.5万个AO像素单元，其中，37.5万AO像素单元包括18.75万个第一AO像素单元和18.75万个第二AO像素单元。

图像传感器中既包括多个AO像素组，又包括多个彩色像素组，通过设置AO像素组与彩色像素组的数量比例，可以使AO像素组的数量远小于彩色像素组的数量，使得图像传感器既可以在非下电状态下通过AO像素组获取相位信息，又不会明显降低图像传感器的分辨率，兼顾了AO像素组的相位信息获取与图像传感器的图像数据输出。

可选地，第一比例阈值为1％，第二比例阈值为5％。

第一比例阈值可以是1％，第二比例阈值可以是5％。

通过设置AO像素组与彩色像素组的数量比例在1％-5％之间，可以使AO像素组的数量远小于彩色像素组的数量，使得图像传感器既可以在非下电状态下通过AO像素组获取相位信息，又不会明显降低图像传感器的分辨率，兼顾了AO像素组的相位信息获取与图像传感器的图像数据输出。

可选地，图像传感器还包括多个像素控制电路，一个AO像素单元103对应一个像素控制电路，像素控制电路包括：依次串联连接的感光二极管301、第一开关302以及电容模块303；电容模块303包括第一电容3031、至少一个并联电容以及至少一个并联电容控制开关；至少一个并联电容与至少一个并联电容控制开关一一对应；在第一开关302导通的情况下，感光二极管301通过第一开关302与第一电容3031串联连接；在并联电容控制开关导通时的情况下，第一电容3031通过并联电容控制开关与对应的并联电容并联连接。

像素控制电路可以是用于控制对应的AO像素输出像素信息的控制电路。像素控制电路的具体结构可以参照图3。

如图3所示，感光二极管301是与像素控制电路一一对应的AO像素单元303中的感光二极管，第一开关302可以为感光二极管301的控制开关，第一开关302可以采用三极管，也可以采用其他类型的开关器件。

感光二极管301在接收到光照射时可以产生电荷。当第一开关302断开时，电荷无法流向电容模块303，此时由曝光产生的像素信息无法被读取。当第一开关302导通时，电荷可以经过第一开关302流向电容模块303，此时由曝光产生的像素信息可以通过电容模块303读取。

至少一个并联电容可以为一个并联电容，也可以为至少两个并联电容。至少一个并联电容控制开关，可以为一个并联电容控制开关，也可以为至少两个并联电容控制开关。至少一个并联电容与至少一个并联电容控制开关一一对应。

并联电容控制开关可以采用三极管，也可以采用其他类型的开关器件。

第一电容以及至少一个并联电容，可以采用相同型号的电容器件，也可以不同型号的电容器件。第一电容以及至少一个并联电容的电容值可以相同，也可以不同。

在第一开关302导通的情况下，感光二极管301通过第一开关302与电容模块303中的第一电容3033串联连接，使得感光二极管301由于光照射产生的电荷流向第一电容3033。

在并联电容控制开关导通的情况下，第一电容3033通过并联电容控制开关与对应的并联电容并联连接，使得感光二极管301由于光照射产生的电荷一部分流向第一电容3033，一部分流向导通的并联电容控制开关对应的并联电容。

感光二极管301、第一开关302以及电容模块303串联连接，通过控制电容模块303中的各个并联电容控制开关导通，可以灵活地增加电容模块303中与第一电容3033并联的并联电容的数量，以增大电容模块303的总电容值。

可选地，至少一个并联电容包括第二电容3032和第三电容3033；至少一个并联电容控制开关包括第二开关3034和第三开关3035；第二电容3032对应于第二开关3034；第三电容3033对应于第三开关3035；在第二开关3034导通且第三开关3035断开的情况下，第一电容3031和第二电容3032并联连接；在第三开关3035导通且第二开关3034断开的情况下，第一电容3031和第三电容3033并联连接；在第二开关3034和第三开关3035导通的情况下，第一电容3031、第二电容3032和第三电容3033并联连接。

第二开关303和第三开关3035均可以采用三极管，也可以采用其他类型的开关器件。

第一电容3031、第二电容3032以及第三电容3033，可以采用相同型号的电容器件，也可以采用不同型号的电容器件。第一电容3031、第二电容3032以及第三电容3033的电容值可以相同，也可以不同。

在第一开关302导通、第二开关3034断开且第三开关3035断开时，感光二极管301由于光照射产生的电荷经过第一开关302流向电容模块303中的第一电容3031，使得第一电容3031两端的电压下降，例如，第一电容3031两端的电压在第一开关302断开时为3V，当第一开关302从断开状态切换为导通状态时，电荷从感光二极管301流向第一电容3031，使得第一电容3031两端的电压降低至2.9V，则电容模块303两端的电压值的改变量为0.1V，该0.1V可以反映感光二极管301接收到的光线的光强度信息。

感光二极管301接收到的光线的光强度越大，电容模块303两端的电压值的改变量越大；感光二极管301接收到的光线的光强度越小，电容模块303两端的电压值的改变量越小。通过改变感光二极管301的曝光时间，或者，通过改变感光二极管301进行曝光时的光线条件，可以改变感光二极管301接收到的光线的光强度，例如，在相同的光线条件下，在曝光时间为1ms的情况下，电容模块303两端的电压值的改变量为0.05V，在曝光时间为3ms的情况下，电容模块303两端的电压值的改变量为0.15V。

在第一开关302导通、第二开关3034导通且第三开关3035断开的情况下，电容模块303中的第一电容3031和第二电容3032并联连接。感光二极管301由于光照射产生的电荷经过第一开关302流向电容模块303，具体地，电荷分别流向并联连接的第一电容3031与第二电容3032。

在第一开关302导通、第二开关3034断开且第三开关3035导通时，电容模块303中的第一电容3031和第三电容3033并联连接。感光二极管301由于光照射产生的电荷经过第一开关302流向电容模块303，具体地，电荷分别流向并联连接的第一电容3031与第三电容3033。

在第一开关302导通、第二开关3034导通且第三开关3035导通的情况下，第一电容3031、第二电容3032和第三电容3033并联连接。感光二极管301由于光照射产生的电荷经过第一开关302流向电容模块303，具体地，电荷分别流向并联连接的第一电容3031、第二电容3032以及第三电容3033。

在至少一个并联电容与第一电容3031并联的情况下，电容模块的总电容值等于第一电容3031的电容值与至少一个并联电容的电容值之和。

在控制第二开关3034导通或断开，和/或，控制第三开关3035导通或断开之后，可能出现如下几种情况：

(1)在第一电容3031未与任何一个并联电容并联的情况下，电容模块303的总电容值为第一电容3031的电容值。

(2)在第一电容3031和第二电容3032并联连接的情况下，电容模块303的总电容值为第一电容3031的电容值与第二电容3032的电容值之和。

(3)在第一电容3031和第三电容3033并联连接的情况下，电容模块303的总电容值为第一电容3031的电容值与第三电容3033的电容值之和。

(4)在第一电容3031、第二电容3032和第三电容3033并联连接的情况下，电容模块303的总电容值为第一电容3031的电容值、第二电容3032的电容值以及3033的电容值之和。

因此，在该像素控制电路中，可以通过设置第一电容3031、第二电容3032以及第三电容3033的电容值以及控制第二开关3034和第三开关3035导通或断开，灵活地调节电容模块303的总电容值，使得根据电容模块303可容纳的电荷最大数量随着电容模块303的总电容值改变。

动态范围指的是可变化信号(例如声音或光)最大值和最小值的比值。亮度信息的动态范围，指的是，与感光二极管301的像素信息对应的最高亮度和最低亮度的比值。

在电容模块303接收到的电荷数量超出电容模块303可容纳的电荷最大数量的情况下，电容模块303无法准确衡量溢出的电荷，例如，电容模块的电荷最大数量为10000个电子，若感光二极管301在经过一次曝光之后，向电容模块303传输电荷，电荷数量为9999个电子，则通过电容模块303读取的像素信息是准确的；若感光二极管301在经过一次曝光之后，向电容模块303传输电荷，电荷数量为12000个电子，则通过电容模块303读取的像素信息难以衡量多出来的2000个电子，故通过电容模块303读取的像素信息是不准确的。

在本申请实施例中，例如，第一电容3031的电容值、第二电容3032的电容值以及第三电容3033的电容值的比值为1：3：4，在初始状态，即第二开关3034与第三开关3035均断开的情况下，电容模块的总电容值为1个单位，则在第二开关3034导通且第三开关3035断开的情况下，电容模块303的总电容值为4个单位，即在电容模块303的总电容值扩大为初始状态的4倍的情况下，电容模块303可容纳的电荷最大数量也扩大为4倍；在第二开关3034断开且第三开关3035导通的情况下，电容模块的总电容为5个单位，即在电容模块303的总电容值扩大为初始状态的5倍的情况下，电容模块303可容纳的电荷最大数量也扩大为5倍；在第二开关303与第三开关3035均导通的情况下，电容模块303的总电容值为8个单位，即在电容模块303的总电容值扩大为初始状态的8倍的情况下，电容模块303可容纳的电荷最大数量也扩大为8倍。

在电容模块303可容纳的电荷最大数量扩大为N倍的情况下，像素控制电路可准确识别的最高亮度也可以扩大为N倍。N为大于1的自然数。

因此，通过控制电容模块303中的第二开关3034和第三开关3035导通或断开，可以根据需求扩大电容模块303可容纳的电荷最大数量，从而提高像素控制电路可准确识别的最高亮度，以扩大由像素信息生成的亮度信息的动态范围以及敏感度。

在如图1所示的实施例中，图像传感器包括：多个AO像素组和多个微透镜；AO像素组包括至少两个AO像素单元；每个微透镜分别设置于对应的AO像素组之上，每个微透镜覆盖至少两个AO像素单元；在图像传感器处于非下电状态的情况下，AO像素单元处于工作状态。通过本申请实施例的技术方案，能够在图像传感器处于非下电状态的情况下，利用每个微透镜覆盖的至少两个AO像素单元获取相位信息，从而缩短确定镜头组的合焦位置的时间。

出于与前述的图像传感器实施例相同的技术构思，本申请实施例还提供一种摄像模组。图4为本申请一实施例提供的一种摄像模组的模块示意图。

如图4所示，摄像模组400包括图像传感器401。

图像传感器401可以包括如前述的图像传感器实施例中的各个结构，此处不再赘述。

可选地，摄像模组400还包括：

电路板402，图像传感器401与电路板402电连接；

镜头403，镜头403设置在图像传感器401的远离电路板402的一侧。

镜头403的数量可以是一个，也可以是至少两个，本说明书不对镜头的数量进行限制。

出于与前述的摄像模组实施例相同的技术构思，本申请实施例还提供一种电子设备。图5为本申请一实施例提供的一种电子设备的第一种模块示意图。

如图5所示，电子设备500包括摄像模组501。

摄像模组501可以包括如前述的摄像模组实施例中的各个结构，此处不再赘述。

图6为本申请一实施例提供的对焦方法的流程示意图。本实施例所提供的对焦方法应用于前述的电子设备实施例所提供的电子设备。

电子设备可以为具有拍摄功能的电子设备，例如，手机、平板电脑等。电子设备可以包括摄像模组，摄像模组可以包括图像传感器。

步骤602，获取每个AO像素单元的相位信息。

AO像素组可以通过对应的微透镜获取至少一组相位信息。每个AO像素组可以包括至少两个AO像素单元。

获取每个AO像素单元的相位信息，可以为，通过图像传感器中的每个AO像素组获取该AO像素组对应的至少一组相位信息。

可选地，获取每个AO像素单元的相位信息，包括：在用户启动电子设备的拍摄功能之前，获取每个AO像素单元的相位信息。

在图像传感器处于非下电状态的情况下，AO像素单元处于工作状态。在电子设备关机的情况下，图像传感器处于下电状态；在电子设备开机且未启动拍摄功能的情况下，图像传感器处于非下电状态；在电子设备开机且启动拍摄功能的情况下，图像传感器处于非下电状态。则图像传感器中的每个AO像素单元可以在用户启动电子设备的拍摄功能之前工作。

通过在用户启动电子设备的拍摄功能之前获取每个AO像素单元的相位信息，充分利用AO像素单元可以在图像传感器处于非下电状态的情况下工作的特性，在用户拍摄之前预先获取相位信息，节省用户的拍摄过程中所需的时间。

步骤604，根据每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵。

距离矩阵可以由拍摄场景中的各个物体到电子设备的距离构成，即距离矩阵包括多个物距。物距可以是物体到电子设备的距离，也可以是物体到摄像模组的距离。

图7为本申请一实施例提供的对焦方法中距离矩阵的示意图。

参照图7所示，第1行第1列为129，第1行第2列为125，第1行第3列为130……在取景框中，与距离矩阵的第1行第1列对应的区域中存在物体1，该物体1与电子设备之间的距离可以用129表示，与距离矩阵的第1行第2列对应的区域中存在物体2，该物体2与电子设备之间的距离可以用125表示，等。物体2与物体1相比，物体2更接近电子设备。距离矩阵中的其他距离与前述的例子类似，此处不再赘述。

步骤604可以在用户启动电子设备的拍摄功能之前执行，也可以在用户启动电子设备的拍摄功能之后执行。

可选地，根据每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵，包括：根据每个AO像素单元的相位信息，生成相位信息矩阵；对相位信息矩阵进行分区处理，得到多个分区；每个分区包括至少两组相位信息；根据每个分区包括的至少两组相位信息，计算每个分区的平均相位信息；根据每个分区的平均相位信息，确定每个分区对应的物距；根据每个分区对应的物距，生成距离矩阵。

相位信息矩阵包括每个AO像素单元的相位信息。其中，每个AO像素单元的相位信息在相位信息矩阵中的位置可以根据每个AO像素单元在图像传感器中的位置信息确定。

对相位信息矩阵进行分区处理，得到多个分区，每个分区包括至少两组相位信息。例如，120万像素的图像传感器中包括0.9万个AO像素组，每个AO像素组包括4个AO像素单元，通过每个AO像素组可以获得一组相位信息，则整个图像传感器可以获得0.9万组相位信息，则根据该图像传感器获得的0.9万组相位信息生成的相位信息矩阵包括0.9万组相位信息，通过分区处理，得到100个分区，每个分区包括90组相位信息。

根据每个分区包括的至少两组相位信息，计算每个分区的平均相位信息。例如，一个分区包括10组相位信息，每组相位信息包括左相位信息与右相位信息，则可以计算10个左相位信息的平均值和10个右相位信息的平均值，作为该分区的平均相位信息；也可以，分别计算10组相位信息的相位信息差值，再计算10个相位信息差值的平均值，作为该分区的平均相位信息。

若将一个分区包括的N个左相位信息的平均值和N个右相位信息的平均值，作为该分区的平均相位信息，则可以根据该N个左相位信息的平均值和N个右相位信息的平均值，求出该分区的相位信息差值。N为大于1的自然数。

对于同一个摄像模组，不同的相位信息差值对应于摄像模组中镜头组与图像传感器之间的不同的距离，相位信息差值与镜头组与图像传感器之间的距离的第一对应关系可以预先确定。

摄像模组中的镜头组与图像传感器之间的距离与物距之间存在第二对应关系，该第二对应关系可以预先确定。

则根据相位信息差值，可以求出对应的镜头组与图像传感器之间的距离。根据该镜头组与图像传感器之间的距离，可以求出对应的物距。

例如，根据左相位信息与右相位信息，求得相位信息差值，相位信息差值为0，摄像模组合焦。根据相位信息差值0可以求出对应的镜头组与图像传感器之间的距离为2毫米，根据镜头组与图像传感器之间的距离为2毫米可以求出对应的物距为2米。又例如，相位信息差值为-2，求得物距为2.5米；相位信息差值为-8，求得物距为3米；相位信息差值为+2，求得物距为1.5米，等。

根据每个分区对应的物距，生成距离矩阵，可以是，根据每个分区在相位信息矩阵中的位置信息，确定每个物距在距离矩阵中的位置信息，根据每个物距在距离矩阵中的位置信息，生成距离矩阵。

通过对相位信息矩阵分区处理并计算每个分区的平均相位信息，可以减少计算物距过程中的数据处理量，从而缩短对焦时间，提高对焦效率。通过平均相位信息求出每个分区的物距，进而生成距离矩阵，兼顾了减少数据处理量和物距的计算准确性。

步骤606，根据距离矩阵，进行对焦处理。

对焦处理，可以是，通过向对焦马达发送控制信号，控制对焦马达移动，使得对焦马达推动镜头组移动至合焦位置；也可以是通过其他方式使镜头组移动至合焦位置。

通过其他方式使镜头组移动至合焦位置的技术构思与控制对焦马达推动镜头组移动至合焦位置的技术构思相似。

可选地，根据距离矩阵，进行对焦处理，包括：根据距离矩阵，计算合焦矩阵；根据合焦矩阵，进行对焦处理。

合焦矩阵包括多个合焦距离。合焦距离可以是对焦马达的移动距离。

对于同一个摄像模组，一个待拍摄物体的物距与该待拍摄物体合焦时对焦马达的位置信息存在第三对应关系，该第三对应关系可以预先确定。则根据物距，可以求出对应的对焦马达的位置信息。根据求得的对焦马达的位置信息和对焦马达的初始位置信息，可以得到对焦马达的移动距离，该对焦马达的移动距离等于镜头组的移动距离。在用户确定目标对焦区域之后，可以从合焦矩阵中确定对焦马达的移动距离，根据该对焦马达的移动距离，可以生成对应的对焦马达控制信号，以控制对焦马达移动，使得镜头组被移动的对焦马达推动到合焦位置。

通过计算合焦矩阵，可以生成准确的对焦马达的控制信号，在用户手动选择目标对焦区域，或者更改目标对焦区域时提供数据支持，能够快速生成对焦马达的控制信号，缩短对焦时间。

可选地，摄像模组包括对焦马达；根据合焦矩阵，进行对焦处理，包括：确定目标对焦区域；在合焦矩阵中，确定与目标对焦区域对应的目标合焦距离；按照目标对焦区域对应的目标合焦距离，控制对焦马达移动。

目标对焦区域可以是取景框中的部分区域。目标对焦区域可以自动确定，也可以手动确定。

具体实施时，可以将预设对象所在区域确定为目标对焦区域，例如，自动识别人脸所在的区域，将该区域确定为目标对焦区域；还可以将指定区域确定为目标对焦区域，例如，预先指定图像的中心区域为目标对焦区域；也可以将用户输入的区域，确定为目标对焦区域，例如，在手动对焦模式下，接收用户的焦点选择输入，根据该焦点选择输入确定被用户选中的目标对焦区域。

合焦矩阵包括多个合焦距离。例如，合焦矩阵包括3行3列的合焦距离，则第1行第1列的合焦距离为5mm，用于表示，将合焦矩阵的第1行第1列对应的拍摄场景中的左上角区域确定为目标对焦区域的情况下，控制对焦马达移动5mm，使得在对焦马达推动镜头组移动5mm之后，摄像模组合焦。

在确定目标对焦区域之后，可以根据目标对焦区域在取景框中的位置信息，在合焦矩阵中确定与目标对焦区域对应的合焦距离，获得目标合焦距离。

按照目标合焦距离，控制对焦马达移动，对焦马达移动可以推动镜头组移动。对焦马达移动的距离可以与镜头组的移动距离相同，也可以与镜头组的移动距离不同且存在比例映射关系。

在拍摄场景中，目标对焦区域可以是人工选择的，且目标对焦区域可以随时调整，通过在合焦矩阵中查询与目标对焦区域对应的目标合焦距离，可以使用户选择任一区域作为目标合焦区域时，都能够确定如何控制对焦马达移动，当用户变更目标对焦区域时，同样能够快速确定如何控制对焦马达移动。

如图6所示的实施例中，获取每个AO像素单元的相位信息；根据所述每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵；根据所述距离矩阵，进行对焦处理。通过本申请实施例的技术方案，能够通过具有在图像传感器处于非掉电状态下工作的特性的AO像素单元获取相位信息并根据相位信息求出距离矩阵以进行对焦，缩短对焦过程所需的时间。

可选地，如图8所示，本申请实施例还提供一种电子设备800，包括摄像模组801，处理器802，存储器803，存储在存储器803上并可在所述处理器802上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器802执行时实现上述对焦方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

摄像模组801可以包括如前述的摄像模组实施例中的各个结构，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中的电子设备可以是移动电子设备，也可以是非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的电子设备可以为具有操作系统的电子设备。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。

图9为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备900包括但不限于：射频单元901、网络模块902、音频输出单元903、输入单元904、传感器905、显示单元906、用户输入单元907、接口单元908、存储器909、以及处理器910、摄像模组911等部件。

其中，摄像模组911包括图像传感器。图像传感器可以包括如前述的图像传感器实施例中的各个结构，此处不再赘述。摄像模组911还包括：电路板，图像传感器与电路板电连接；镜头，镜头设置在图像传感器的远离电路板的一侧。镜头的数量可以是一个，也可以是至少两个，本说明书不对镜头的数量进行限制。

本领域技术人员可以理解，电子设备900还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器910逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图7出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

其中，摄像模组911，用于获取每个AO像素单元的相位信息；

处理器910，用于根据每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵；

根据距离矩阵，进行对焦处理。

本申请实施例中，获取每个AO像素单元的相位信息；根据所述每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵；根据所述距离矩阵，进行对焦处理。通过本申请实施例的技术方案，能够通过具有在图像传感器处于非掉电状态下工作的特性的AO像素单元获取相位信息并根据相位信息求出距离矩阵以进行对焦，缩短对焦过程所需的时间

可选地，处理器910，还用于：

根据距离矩阵，进行对焦处理，包括：

根据距离矩阵，计算合焦矩阵；

根据合焦矩阵，进行对焦处理。

可选地，摄像模组包括对焦马达；处理器910，还用于：

根据合焦矩阵，进行对焦处理，包括：

确定目标对焦区域；

在合焦矩阵中，确定与目标对焦区域对应的目标合焦距离；

按照目标对焦区域对应的目标合焦距离，控制对焦马达移动。

通过本申请实施例，能够在用户启动电子设备的照相功能之前获得相位信息，节省对焦时间；还能够利用合焦矩阵在用户自由选择目标对焦区域的情况下为控制对焦马达移动提供数据支持，缩短对焦时间。

应理解的是，本申请实施例中，输入单元904可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)9041和麦克风9042，图形处理器9041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像模组)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元906可包括显示面板9061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板9061。用户输入单元907包括触控面板9071以及其他输入设备9072。触控面板9071，也称为触摸屏。触控面板9071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备9072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器909可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器910可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器910中。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述对焦方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述对焦方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可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，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (15)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

多个AO像素组和多个微透镜；所述AO像素组包括至少两个AO像素单元；

每个所述微透镜分别设置于对应的AO像素组之上，每个微透镜覆盖至少两个AO像素单元；

在所述图像传感器处于非下电状态的情况下，所述AO像素单元处于工作状态。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，还包括多个像素控制电路，一个AO像素单元对应一个像素控制电路，所述像素控制电路包括：

依次串联连接的感光二极管、第一开关以及电容模块；所述电容模块包括第一电容、至少一个并联电容以及至少一个并联电容控制开关；所述至少一个并联电容与所述至少一个并联电容控制开关一一对应；

在所述第一开关导通的情况下，所述感光二极管通过所述第一开关与所述第一电容串联连接；

在所述并联电容控制开关导通时的情况下，所述第一电容通过所述并联电容控制开关与对应的并联电容并联连接。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，所述至少一个并联电容包括第二电容和第三电容；所述至少一个并联电容控制开关包括第二开关和第三开关；所述第二电容对应于所述第二开关；所述第三电容对应于所述第三开关；

在所述第二开关导通且所述第三开关断开的情况下，所述第一电容和所述第二电容并联连接；

在所述第三开关导通且所述第二开关断开的情况下，所述第一电容和所述第三电容并联连接；

在所述第二开关和所述第三开关导通的情况下，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容并联连接。

4.根据权利要求1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彩色像素组；

其中，所述AO像素组与所述彩色像素组的数量比例小于第一比例阈值且大于第二比例阈值。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述第一比例阈值为1％，所述第二比例阈值为5％。

6.一种摄像模组，其特征在于，包括权利要求1-5中任一项所述的图像传感器。

7.根据权利要求6所述的摄像模组，其特征在于，所述摄像模组还包括：

电路板，所述图像传感器与所述电路板电连接；

镜头，所述镜头设置在所述图像传感器的远离所述电路板的一侧。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求6或7所述的摄像模组。

9.一种对焦方法，应用于权利要求8所述的电子设备，其特征在于，包括：

获取每个AO像素单元的相位信息；

根据所述每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵；

根据所述距离矩阵，进行对焦处理。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述距离矩阵，进行对焦处理，包括：

根据所述距离矩阵，计算合焦矩阵；

根据所述合焦矩阵，进行对焦处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述摄像模组包括对焦马达；所述根据所述合焦矩阵，进行对焦处理，包括：

确定目标对焦区域；

在所述合焦矩阵中，确定与所述目标对焦区域对应的目标合焦距离；

按照所述目标对焦区域对应的目标合焦距离，控制所述对焦马达移动。

12.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述根据所述每个AO像素单元的相位信息，得到距离矩阵，包括：

根据所述每个AO像素单元的相位信息，生成相位信息矩阵；

对所述相位信息矩阵进行分区处理，得到多个分区；每个所述分区包括至少两组相位信息；

根据每个分区包括的至少两组相位信息，计算每个分区的平均相位信息；

根据所述每个分区的平均相位信息，确定每个分区对应的物距；

根据所述每个分区对应的物距，生成距离矩阵。

13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述获取每个AO像素单元的相位信息，包括：

在用户启动所述电子设备的拍摄功能之前，获取每个AO像素单元的相位信息。

14.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求6所述的摄像模组，处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求9至13任一项所述的对焦方法的步骤。

15.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求9至13任一项所述的对焦方法的步骤。

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