KR20170120134A - 이미지 센서 및 출력 방법, 위상 포커싱 방법, 이미징 장치와 단말기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법을 개시한다. 그중, 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 광 필터링 어레이는 감광 유닛 어레이 상에 설치되며, 마이크로 렌즈 어레이는 광 필터링 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함한다. 당해 방법은 모드 선택 지령에 따라 출력 모드를 확정하는 단계; 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하는 단계를 포함하되, 그중, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보가 병합되어 출력되는 것을 제어한다. 당해 밥법은 이미징 품질을 높일 수 있다. 본 발명은 위상 포커싱 방법, 이미지 센서, 이미징 장치 및 단말기를 더 개시한다.

Description

이미지 센서 및 출력 방법, 위상 포커싱 방법, 이미징 장치와 단말기
본 출원은 출원번호가 201510963242.5이고, 출원일이 2015년 12월 18일인 중국특허출원을 기초로 제출하고 당해 중국특허출원의 우선권을 주장하며, 당해 중국특허출원의 전체 내용을 본 출원에 참고로 원용한다.
본 발명은 이미지 기기 기술 분야에 속하며, 특히 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법 및 위상 포커싱 방법, 이미지 센서, 이미징 장치와 단말기에 관한 것이다.
현재, 핸드폰 카메라 센서의 화소 구조는 모두 하나의 마이크로 렌즈가 하나의 화소 유닛에 대응되며, 2가지 문제점이 있다. 첫째, 핸드폰 카메라 센서의 화소 유닛의 사이즈가 점점 작아져 센서의 이미징 민감도 및 SNR(Signal Noise Ratio, 신호대 노이즈비)가 향상되는 것이 기대되고 있으며 화면의 이미징 품질에 영향을 미친다. 둘째, 마이크로 렌즈가 모든 방향의 광선을 받아들여 동일한 하나의 화소 유닛의 이미징에 이용한다. 그런데 화소 유닛은 받아들이는 광선의 방향을 구분하지 않으므로 상대적 검출 조건을 충족시킬수 없으며, 상대적 포커싱을 진행하기 위한 기초를 제공할 수 없다.
본 발명은 적어도 일정한 정도에서 관련 기술에 존재하는 기술적 과제 중 하나를 해결하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법을 제출한다. 그중, 상기 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 광 필터링 유닛 어레이는 상기 감광 유닛 어레이 상에 설치되며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함한다. 상기 방법은, 모드 선택 지령에 따라 출력 모드를 확정하는 단계; 상기 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하는 단계를 포함하되, 그중, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 병합되어 출력한다.
본 발명에 따른 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법에 의하면, 각각의 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력하는 바, 관련 기술 중의 개개별 감광 유닛의 출력에 비해 이미징 민감도와 SNR를 높이고 화면의 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력한다.
나아가, 상기 제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 위상차 정보를 획득하며, 상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 실시예는 위상 포커싱 방법을 더 제출한다. 당해 방법은 이미지 센서를 제공하는 단계를 포함하되, 상기 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 광 필터링 유닛 어레이는 상기 감광 유닛 어레이 상에 설치되며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함하며; 상기 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하는 단계를 포함하되, 그중, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력하며; 및 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 위상차 정보를 획득하고, 상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 위상 포커싱 방법에 의하면, 이미지 센서의 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력하며, 디포커스 상태인 경우, 각각의 감광 유닛이 서로 다른 방향의 광선 신호를 획득할 수 있다. 이로써, 위상 포커싱에 조건을 제공하며, 나아가 위상차 정보를 획득하여 위상 포커싱을 구현할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 또 다른 측면은 이미지 센서를 제출한다. 당해 이미지 센서는 감광 유닛 어레이; 상기 감광 유닛 어레이 상에 설치된 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하고, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함한다.
본 발명에 따른 이미지 센서는 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 화면의 품질을 높이고 위상 포커싱의 조건을 충족시키는데 하드웨어 기초를 제공한다.
본 발명의 일부 실시예에서 상기 감광 유닛은 2×2개의 상기 감광 화소를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서 상기 광 필터링 유닛 어레이는 베이어 패턴을 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면의 실시예는 이미징 장치를 제출한다. 당해 이미징 장치는 상술한 이미지 센서 및 제어 모듈을 포함하며, 상기 제어 모듈은 모드 선택 지령에 따라 출력 모드를 확정하며, 상기 이미지 센서의 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하며, 그중 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 상기 제어 모듈은 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보가 병합되어 출력되는 것을 제어한다.
본 발명에 따른 이미징 장치는 이미지 센서의 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 제어 모듈이 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력하는 바, 관련 기술 중의 개개별 감광 유닛의 출력에 비해 이미징 민감도와 SNR를 높이고 화면의 품질을 높일 수 있다.
그중, 제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 상기 제어 모듈은 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어한다.
본 발명의 일부 실시예에서 제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 상기 제어 모듈은 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 위상차 정보를 획득하고, 상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행한다.
상술한 이미징 장치에 기반하여, 본 발명의 또 다른 측면은 단말기를 더 제공한다. 당해 단말기는 상술한 이미징 장치를 포함한다.
당해 단말기는 촬영이 가능하며, 이미징 품질을 높이고, 위상 검출 기능을 구비한다.
본 발명의 또 다른 측면은 이미징 장치를 더 제출한다. 당해 이미징 장치는 상술한 이미지 센서 및 제어 모듈을 포함하며, 상기 제어 모듈은 상기 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하며, 그중, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력하며, 상기 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 위상차 정보를 획득하고, 상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행한다.
본 발명의 이미징 장치에 의하면, 이미지 센서의 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 제어 모듈이 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력하며, 디포커스 상태인 경우, 각각의 감광 유닛은 서로 다른 방향의 광선 신호를 획득할 수 있다. 이로써, 위상 포커싱에 조건을 제공하며, 나아가 위상차 정보를 획득하여 위상 포커싱의 구현에 기초를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 단말기를 더 제출한다. 당해 단말기는 상술한 측면의 이미징 장치를 포함한다. 당해 단말기는 위상 포커싱 기능을 구비한다.
본 발명의 일부 실시예에서 상기 단말기는 핸드폰을 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서 상기 이미징 장치는 상기 핸드폰의 프론트 카메라를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면은 이미지 센서의 이미징 방법을 더 제출한다. 그중, 상기 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광 필터링 유닛 어레이는 상기 감광 유닛 어레이 상에 설치되며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함한다. 상기 이미지 처리 방법은 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하는 단계; 및 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 감광 화소의 출력을 덧셈하여 상기 감광 유닛의 화소 값을 획득함으로써 병합 이미지를 생성하는 단계를 포함한다.
감광 유닛의 노이즈가 병합 전의 각 감광 화소의 노이즈의 합보다 작으므로, 상기 이미징 방법을 이용하면 저조도에서 SNR, 휘도와 선명도가 높고, 노이즈가 적은 이미지를 획득할 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 각각의 상기 감광 유닛은 2×2개의 상기 감광 화소를 포함하며, 상기 이미지 센서는 레지스터를 포함하며, 상기 판독하는 단계는 제k 행 및 제k+1 행의 상기 감광 화소의 출력을 수집하여 상기 레지스터에 저장하는 단계를 더 포함하되, 그중 k=2n-1이고, n은 자연수이며, k+1은 상기 감광 화소의 총 행 수와 같거나 그보다 작고; 및 상기 레지스터로부터 상기 제k 행 및 제k+1 행의 상기 감광 유닛의 출력을 추출하여, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 상기 감광 화소의 출력을 덧셈하여 상기 감광 유닛의 화소 값을 획득하는 단계를 더 포함한다.
적어도 하나의 실시예에서, 상기 판독하는 단계는 상기 감광 화소가 발생시킨 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면은 이동 단말기를 더 제출한다. 당해 이동 단말기는 하우징, 프로세서, 메모리, 회로기판 및 전원 회로를 포함하며, 그중 상기 회로기판은 상기 하우징에 의해 둘러싸인 공간 내부에 안착되고, 상기 프로세서와 상기 메모리는 상기 회로기판에 설치되며; 상기 전원 회로는 상기 이동 단말기의 각 회로 또는 디바이스에 전기를 공급하기 위한 것이며; 상기 메모리는 실행 가능한 프로그램 코드를 저장하기 위한 것이며; 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 실행 가능한 프로그램 코드를 판독하여 상기 실행 가능한 프로그램 코드에 대응되는 프로그램을 작동시켜, 상술한 이미징 방법을 실행하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 이동 단말기는 상기 화소 유닛 어레이의 출력을 판독하여 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 출력을 덧셈하여 당해 감광 유닛의 화소 값을 획득함으로써 병합 이미지를 생성한다. 병합 화소의 노이즈가 병합 전의 각 감광 화소의 노이즈의 합보다 작으므로, 저조도에서 SNR, 휘도와 선명도가 높고 노이즈가 적은 이미지를 획득할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면의 실시예는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 제출한다. 당해 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 그에 저장된 명령을 구비하며, 이동 단말기의 프로세서가 상기 명령을 실행하면, 상기 이동 단말기는 상술한 측면의 실시예에 따른 이미징 방법을 실행한다.
본 발명의 부가적인 측면과 장점은 이하 설명에서 부분적으로 나타내며, 일부는 이하 설명으로부터 명료해지거나 또는 본 발명의 실천을 통해 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 블록도이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 베이어 패턴을 이용한 광 필터링 유닛 어레이의 개략도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 베이어 패턴을 이용한 광 필터링 유닛 어레이의 개략도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법의 흐름도이며,
도 5는 본 발명의 구체적인 일 실시예에 따른 이미징 개략도이며,
도 6은 관련 기술에서의 이미징 개략도이며,
도 7의 (1)과 (2)는 관련 기술에서의 이미징 광선의 입력 개략도이며,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 포커싱 방법의 흐름도이며,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미징 장치의 블록도이며,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기의 블록도이며,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 이미징 방법의 흐름도이며,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미징 방법의 흐름도이며,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이미징 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 상기 실시예의 예시는 도면에 나타냈으며, 동일 또는 유사한 부호는 시종 일관하게 동일 또는 유사한 소자 또는 동일 또는 유사한 기능을 가진 소자를 나타냈다. 이하, 도면을 참고하여 설명한 실시예는 예시적인 것이며 본 발명을 해석하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다.
핸드폰의 카메라의 이미징 민감도와 SNR를 높이고, 위상차의 검출을 구현하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 다수의 화소 유닛을 하나의 그룹으로 형성하여 하나의 마이크로 렌즈를 공동으로 사용하고, 하나의 그룹의 화소 유닛 내부의 각 화소 유닛의 화소 정보를 각각 판독함으로써, 이미징 광선을 구분한다. 다수의 화소 유닛 병합 이미징에 의해 높은 이미징 민감도와 SNR를 이룰 수 있을 뿐만 아니라, 광선의 입사 방향을 달리하여 상대차 정보에 대한 검출 기능을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 블록도이다. 도 1과 같이, 당해 이미지 센서(100)는 감광 유닛 어레이(10), 광 필터링 유닛 어레이(20) 및 마이크로 렌즈 어레이(30)를 포함한다.
그중, 광 필터링 유닛 어레이(20)는 감광 유닛 어레이(10) 상에 설치되고, 마이크로 렌즈 어레이(30)는 광 필터링 유닛 어레이(20) 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈(31)는 하나의 광 필터링 유닛(21)과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소(110)를 포함하는 바, 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에서 감광 유닛은 2×2개의 감광 화소(110)를 포함한다.
일부 실시 형태에서 광 필터링 유닛 어레이(20)는 베이어 패턴(Bayer pattern)을 포함한다. 베이어 패턴 구조를 사용하면 종래의 베이어 패턴 구조에 대한 알고리즘을 사용하여 이미지 신호를 처리할 수 있으므로, 하드웨어 구조를 크게 조절하는 것을 필요로 하지 않는다.
도 2와 도 3을 참고하면, 베이어 구조에서 2×2개의 광 필터링 유닛(21)은 광 필터링 구조(22)를 구성한다. 2×2개의 광 필터링 유닛(21)은 각각 녹색, 적색, 남색 및 녹색의 광 필터링 유닛(21)이다. 종래의 감광 유닛 어레이(10) 구조에서 각각의 광 필터링 유닛(21)은 하나의 감광 화소(110) 및 이미지 화소에 대응된다. 본 발명의 실시 형태에서, 광 필터링 유닛 어레이(20)는 베이어 구조를 이용하며, 다른 점이라면 각각의 광 필터링 유닛(21)이 다수의 감광 화소(110), 예를 들면 4개의 감광 화소(110)에 대응되는 것이다. 즉, 다수의 감광 화소(110)는 동일한 색상의 광 필터링 유닛(21)에 대응되는 것이다.
개괄하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서(100)에서 다수의 감광 화소(110)는 하나의 그룹을 구성하고 하나의 마이크로 렌즈(31)를 공동으로 사용한다. 다시 말해, 종래의 이미지 센서 내의 하나의 마이크로 렌즈가 하나의 감광 화소에 대응되는 구조를, 하나의 마이크로 렌즈(31)가 다수의 감광 화소(110)에 대응되도록 변경하였는 바, 당해 그룹, 즉 감광 유닛 내의 감광 화소(110)가 동일한 색상의 광 필터링 유닛(21)에 대응되도록 변경하였다.
도 1에서의 이미지 센서의 구조에 기반하여, 이하 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법에 대해 설명하기로 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법의 흐름도이다. 도 4와 같이, 당해 방법은 아래 단계를 포함한다.
S1: 모드 선택 지령에 따라 출력 모드를 확정한다.
본 발명의 실시예에서, 출력 모드는 제1 출력 모드와 제2 출력 모드를 포함한다. 그중, 제1 모드는 이미징 민감도와 SNR의 향상 측면에 대해 제출한 출력 모드로 이해할 수 있고, 제2 모드는 위상 포커싱과 피사계 심도 정보 테스트 측면에 대해 제출한 출력 모드로 이해할 수 있다.
S2: 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 감광 유닛 어레이의 출력을 판독한다. 그중, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력한다.
구체적으로, 동일한 하나의 마이크로 렌즈에 대응되는 감광 유닛 내의 다수의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력하는 경우, 하나의 마이크로 렌즈가 하나의 감광 화소의 출력 신호에 대응된 경우에 비해, 다수, 예를 들면 N개의 감광 화소의 병합 출력 신호는 N배 증가한 것에 해당한다. 노이즈와 신호의 제곱근이 정비례되므로, 다시 말해 nosie∝(Signal)1/2이므로, 신호는 기존의 N배가 되고, 노이즈는 기존의 N1/2배로만 된다. 따라서, 이미지의 이미징 민감도와 SNR는 모두 상응하게 향상된다.
도 5는 본 발명의 구체적인 일 실시예에 따른 이미징 광선의 개략도이며, 그중, 하나의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 4개의 감광 화소에 대응된다. 도 6은 관련 기술에서의 이미징 광선의 개략도이며, 그중, 하나의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 하나의 감광 화소에 대응된다. 도 1과 도 5와 같이, 만약 4개의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력하면, 신호는 도 6과 같은 화소 구조의 출력 신호의 4배가 되고, 노이즈는 도 6의 화소 구조의 2배만 되므로, 이미지의 민감도와 SNR는 모두 상응하게 향상된다.
이로부터 볼 수 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법은, 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력하며, 관련 기술 중 개개별 감광 화소의 출력에 비해 이미징 민감도와 SNR를 높이고, 화면의 품질을 높일 수 있다.
위상 검출의 조건을 충족시키기 위하여 위상 포커싱을 진행하며, 제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어한다. 나아가, 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하고, 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행한다.
관련 지식에 의하여 알수 있듯이, 도 6의 화소 구조, 즉 하나의 마이크로 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 하나의 감광 화소에 대응된 구조에 대해 말하면, 포커싱된 경우, 도 7의 (1)과 같이, 이미징 광선은 마이크로 렌즈를 거쳐 감광 화소에 집광되어 이미징되며, 디포커싱된 경우, 도 7의 (2)와 같이, 이미징 광선이 발산되고, 각각의 마이크로 렌즈는 다수의 방향의 광선을 받아들여 하측의 대응 감광 화소의 이미징에 이용한다. 동일한 하나의 감광 화소가 받아들인 광선의 방향을 구분할 수 없으므로 상대 검출 조건을 충족시킬 수 없다. 관련 기술에서, 일반적으로 PDAF( Phase Detection Auto Focus, 위상 검출 자동 포커싱)를 구현하기 위하여, 통상적으로 이미지 센서 내에서 서로 인접하고 쌍을 이루어 설치된 감광 화소 구조 설계(차폐 화소, masked pixels라고도 한다. 차폐 화소의 구조는 일반적인 감광 화소에 비해 구조가 더 복잡하며, 통상적으로 일반적인 감광 화소 자체의 구조를 변경하거나 또는 감광 화소 구조에 단독으로 하나의 광선 차단부를 추가한다. 이로써 차폐 화소로 입사하는 다수 방향의 광선 중에서 특정 방향의 광선은 차폐 화소의 감광 부분에 도달하지 못하고, 특정 방향 외의 광선은 차폐 화소의 감광 부분에 도달할 수 있도록 한다. 다시 말해, 차폐 화소는 통상적으로, 쌍을 이루고, 인접하며 대칭되게 설치된다. 쌍을 이루어 설치된 차폐 화소는 다수 방향의 광선을 분리한다)를 이용하여, 쌍을 이루어 설치된 차폐된 화소로 입사한 다수 방향의 이미징 광 빔을 예를 들어 좌측과 우측 두 부분으로 분리하며, 좌측과 우측 두 부분의 광선이 이미징된 후의 위상차(즉, 쌍을 이루어 설치된 차폐 화소의 출력을 수집하는 것)를 비교하여 카메라가 이동해야 할 거리를 계산한다.
본 발명의 실시예에서는, '각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮고, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함한다. 즉 각각의 마이크로 렌즈는 다수의 감광 화소와 대응된다. 따라서 각각의 마이크로 렌즈가 받아들인 다수의 광선은 다수의 감광 화소의 이미징에 이용되는 것'에 기반하여 동일한 하나의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어함으로써, 다수 방향의 광선 신호를 획득할 수 있다. 이로부터 볼 수 있듯이, 상기 구조는 이미징 광 빔을 분리하는 작용을 하며, 나아가 각각의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보의 출력에 의하여, 이미징 광선을 인식할 수 있으며, 서로 다른 방향의 광선 신호의 비교를 통하여, 이미징된 이미지의 위상차 정보를 획득할 수 있으며, 더 나아가, 위상차 정보에 의하여 피사체의 거리 정보를 획득하며, 위상 포커싱과 피사계 심도 정보의 테스트에 데이터 기초를 제공한다. 분명한 바, 본 발명의 실시예에서는 마이크로 렌즈 유닛, 광 필터링 유닛과 감광 유닛의 배합 설계만을 이용하여, 대상 포커싱의 검출을 구현할 수 있으며, 일반적인 감광 화소 자체의 구조를 변환할 필요가 없거나, 또는 감광 화소 구조에 단독으로 하나의 차단부를 추가할 필요가 없으므로, 대상 포커싱의 검출 구현 방식도 더 간단해진다.
예를 들면, 도 5와 같이 각각의 감광 유닛의 4개의 감광 화소의 화소 정보가 각각 판독되는 경우, 4개의 감광 화소의 화소 정보의 출력을 토대로 서로 다른 방향의 광선 신호, 예를 들면, 상, 하, 좌, 우의 광선 신호를 획득할 수 있으며, 서로 다른 방향의 광선 신호를 비교함으로써, 이미지 전체의 위상차 정보를 획득할 수 있으며, 나아가 위상차 정보를 포커싱 거리 정보로 변환하고, 포커싱 거리 정보에 의하여 카메라의 위치를 조절함으로써 위상 포커싱을 구현할 수 있다.
개괄하면, 본 발명의 실시예에 따른 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법은 각각의 마이크로 렌즈가 다수의 감광 화소에 대응되게 설치되는 것에 기반하여 두 가지 작동 상태를 구현할 수 있다. 하나의 작동 상태는 각각의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력함으로써 화면의 품질을 향상할 수 있다. 다른 하나의 작동 상태는 각각의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보를 단독으로 출력하고 감광 화소 간의 정보를 비교함으로써 위상차 정보를 획득하여, 위상 포커싱과 피사계 심도 정보의 테스트에 데이터 기초를 제공한다.
이하 본 발명의 다른 측면의 실시예에 따른 위상 포커싱 방법에 대해 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 포커싱 방법의 흐름도이다. 도 8과 같이 당해 위상 포커싱 방법은 아래 단계를 포함한다.
S10: 이미지 센서를 제공한다.
이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하며, 광 필터링 어레이는 감광 유닛 어레이 상에 설치되고, 마이크로 렌즈 어레이는 광 필터링 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함하는 바, 다시 말해 각각의 마이크로 렌즈는 다수의 감광 화소에 대응된다.
S20: 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 감광 유닛 어레이의 출력을 판독한다. 그중, 동일한 하나의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어한다.
S30: 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하며, 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행한다.
본 발명에 따른 위상 포커싱 방법은 이미지 센서의 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력하며, 디포커싱 상태인 경우, 각각의 감광 유닛은 서로 다른 방향의 광선 신호를 획득함으로써, 위상 포커싱에 조건을 제공할 수 있으며, 나아가 위상차 정보를 획득하여 위상 포커싱을 구현할 수 있다.
이하 본 발명의 또 다른 측면의 실시예에 따른 이미징 장치에 대해 설명하기로 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미징 장치의 블록도이다. 도 9와 같이, 상기 이미징 장치(1000)는 상술한 측면에 따른 이미지 센서(100)와 제어 모듈(200)을 포함한다.
제어 모듈(200)은 모드 선택 지령에 따라 출력 모드를 확정하며, 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 감광 유닛 어레이의 출력을 판독한다. 그중, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 제어 모듈(200)은 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보가 병합되어 출력되는 것을 제어한다.
본 발명에 따른 이미징 장치는 이미지 센서의 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 제어 모듈이 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 병합하여 출력한다. 따라서 관련 기술 중 개개별 감광 유닛의 출력에 비해, 이미징 민감도와 SNR를 높이고 화면의 품질을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 제어 모듈(200)은 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어한다. 제어 모듈(200)은 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하며, 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행한다.
본 발명의 또 다른 측면의 실시예는 단말기를 더 제공한다. 도 10과 같이, 당해 단말기(2000)는 상술한 측면의 실시예에 따른 이미징 장치(1000)를 포함한다. 당해 단말기(2000)는 촬영 가능하며, 이미징 품질을 높이고, 위상 검출 기능을 구비한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 또 다른 측면의 실시예에 따른 이미징 장치(1000)를 설명한다. 당해 이미징 장치(1000)는 이미지 센서(100)와 제어 모듈(200)을 포함한다.
제어 모듈(200)은 이미지 센서(100)의 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 감광 유닛 어레이의 출력을 판독한다. 그중, 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력하며, 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하며, 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행한다.
본 발명의 이미징 장치(1000)에 의하면, 이미지 센서(100)의 각 렌즈가 하나의 광 필터링 유닛과 다수의 감광 화소에 대응되는 구조에 기반하여, 제어 모듈(200)이 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력하며, 디포커싱 상태인 경우, 각각의 감광 유닛은 서로 다른 방향의 광선 신호를 획득함으로써 위상 포커싱에 조건을 제공할 수 있으며, 나아가 위상차 정보를 획득하여 위상 포커싱을 구현하는 데 기초를 제공할 수 있다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 또 다른 측면의 실시예에 따른 단말기(2000)를 설명한다. 당해 단말기(2000)는 상술한 또 다른 측면의 실시예에 따른 이미징 장치(1000)를 포함한다. 당해 단말기(2000)는 위상 포커싱의 기능을 구비한다.
구체적으로, 단말기(2000)는 핸드폰을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
이미징 장치(1000)는 핸드폰의 프론트 카메라를 포함할 수 있으며, 위상차 정보에 의하여 초점 조절 거리 정보를 획득하며, 나아가 초점 조절 거리 정보에 의하여 프론트 카메라의 거리를 조절하여 위상 포커싱을 구현할 수 있다.
상술한 측면의 실시예에 따른 이미지 센서에 기반하고, 그중, 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하며, 광 필터링 유닛 어레이는 감광 유닛 어레이 상에 설치되고, 마이크로 렌즈 어레이는 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함한다. 이하 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 이미징 방법을 설명하기로 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미징 방법의 흐름도이다. 도 9와 같이, 당해 이미징 방법은 아래 단계를 포함한다.
S1: 감광 유닛 어레이의 출력을 판독한다.
S2: 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 출력을 덧셈하여 당해 감광 유닛의 화소 값을 획득하여 병합 이미지를 생성한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 이미징 방법은 기존의 각각의 감광 유닛의 출력이 S이고, 노이즈가 N이며, 감광 유닛이 M개의 감광 유닛을 포함한다고 가정하면, 감광 유닛의 화소 값은 n×m×S이고, 감광 유닛의 노이즈는
Figure pct00001
이며, n=2, m=2의 경우에, 감광 유닛의 노이즈는 n×m×N/2 정도이다. 따라서, 저 휘도 환경에서 감광 유닛의 휘도가 향상되며, 신호대 잠음비가 향상된다.
도 12를 참고하면, 일부 실시 형태에서 각각의 감광 유닛은 2×2개의 감광 화소를 포함하며 이미지 센서는 레지스터를 포함하며, 단계 S2는 아래 단계를 더 포함한다.
S201: 제k 행 및 제k+1 행의 감광 화소의 출력을 수집하여 레지스터에 저장한다. 그중 k=2n-1이고, n은 자연수이며, k+1은 감광 화소의 총 행 수와 같거나 그보다 작다.
S202: 레지스터로부터 제k 행 및 제k+1 행 감광 화소의 출력을 추출하여, 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 출력을 덧셈하여 감광 유닛의 화소 값을 획득한다.
이와 같이, 레지스터를 충분히 이용하여 감광 화소의 출력의 판독, 캐시 및 병합의 프로세스를 구현할 수 있다.
도 13을 참고하면, 일부 실시 형태에서 단계 S2는,
S301: 감광 화소가 발생시킨 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환하는 단계; 및
S302: 동일한 하나의 감광 유닛의 감광 화소의 출력을 덧셈하여 감광 유닛의 화소 값을 획득하는 단계를 더 포함한다.
이와 같이 하여, 첫째로는 일반적으로 디지털 신호 처리 칩인 이미지 처리 모듈이 이미지 센서의 출력을 바로 처리할 수 있으며, 둘째로는 회로를 통해 이미지 센서의 아날로그 신호 포맷의 출력을 바로 처리하는 일부 기술적 수단에 비해, 이미지의 정보를 바람직하게 보존한다. 예를 들어, 16M 화소의 이미지 센서에 대해 말하자면, 본 발명의 실시 형태에 따른 이미징 방법은 4M 화소(2×2개 화소를 병합)의 병합 이미지를 생성할 수 있을 뿐만 아니라, 16M 화소(즉 병합하지 않음)의 이미지를 생성할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 측면의 실시예는 이동 단말기를 더 제출한다. 당해 이동 단말기는 하우징, 프로세서, 메모리, 회로기판 및 전원 회로를 포함하며, 그중, 상기 회로기판은 상기 하우징에 의해 둘러싸인 공간 내부에 안착되고, 상기 프로세서와 상기 메모리는 상기 회로기판 상에 설치되며; 상기 전원 회로는 상기 이동 단말기의 각 회로 또는 디바이스에 전기를 공급하기 위한 것이며; 상기 메모리는 실행 가능한 프로그램 코드를 저장하기 위한 것이며; 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 실행 가능한 프로그램 코드를 판독하여 상기 실행 가능한 프로그램 코드에 대응되는 프로그램을 작동시켜, 상술한 측면의 이미징 방법을 실행하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체를 더 제출한다. 당해 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 그에 저장된 명령을 구비하며, 이동 단말기의 프로세서가 상기 명령을 실행하면, 상기 이동 단말기는 도 11과 같은 본 발명의 실시예에 따른 이미징 방법을 실행한다.
설명해야 하는 바로는, 본 명세서에서 예를 들어 제1 및 제2 등과 같은 관계 용어는 하나의 실체 또는 조작을 다른 실체 또는 조작과 구분하기 위해서만 이용되며, 이들 실체 또는 조작 간에 어떤 이와 같은 실제적 관계 또는 순서가 존재함을 반드시 요구하거나 암시하는 것은 아니다. 또한, 용어 '포함', '포괄' 또는 그것의 모든 기타 변형체는 비배타성의 포함을 커버함으로써, 일련의 요소를 포함한 프로세스, 방법, 물품 또는 기기가 이들 요소를 포함할 뿐만 아니라 명확하게 열거되지 않은 기타 요소도 포함하거나 또는 이러한 프로세스, 방법, 물품 또는 기기에 고유한 요소도 포함하도록 한다. 더 많이 한정되지 않은 경우에, 문장 '하나의 .......를 포함한다'로 한정된 요소는 상기 요소를 포함한 프로세스, 방법, 물품 또는 기기에 그밖의 다른 동일한 요소가 더 존재하는 것을 배제하지 않는다.
흐름도에 나타냈거나 또는 여기서 기타 방식으로 설명된 로직 및/또는 단계는 예를 들어, 로직 기능을 구현하기 위한 실행 가능한 명령의 시퀀스 리스트로 볼 수 있으며, 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기(예를 들어 컴퓨터 기반 시스템, 프로세서를 포함하는 시스템, 또는 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기로부터 명령을 추출하여 명령을 실행시킬 수 있는 기타 시스템)가 사용하도록, 또는 이들 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기와 결합되어 사용되도록, 모든 컴퓨터 판독가능 매체에서 구체적으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 '컴퓨터 판독가능 매체'는 프로그램을 포함, 저장, 통신, 전파 또는 전송하여 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기, 또는 이들 명령 실행 시스템, 장치 또는 기기와 결합되어 사용될 수 있는 모든 장치일 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 더 구체적인 예시(비전면적인 리스트, non exhaustive list)로는, 하나 또는 다수의 배선을 가진 전기적 연결부(전자 장치), 휴대용 컴퓨터 디스크 박스(자기 장치), 램(RAM), 롬(ROM), 소거가능 및 프로그램 가능한 판독전용 메모리(EPROM 또는 플래시 메모리), 광섬유 장치, 및 휴대용 씨디롬(CDROM)을 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 상기 프로그램이 인쇄될 수 있는 용지 또는 기타 적절한 매체일 수도 있다. 그 이유는, 예를 들어 용지 또는 기타 매체에 대해 광학적 스캔을 진행하고, 이어서 편집, 디코딩 또는 필요시 기타 적절한 방식으로 처리하여 전자 형태로 상기 프로그램을 얻은 후 이를 컴퓨터 메모리에 저장할 수 있기 때문이다.
본 발명의 각 파트는 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 상기 실시 형태에서, 다수의 단계 또는 방법은, 메모리에 저장되어 적절한 명령 실행 시스템에 의해 실행되는 소프트웨어 또는 펌웨어를 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어를 통해 구현되는 경우, 다른 실시 형태에서와 마찬가지로, 본 기술 분야에서 널리 알려진 하기 기술 중의 임의의 하나 또는 이들의 조합을 통해 구현될 수 있다. 상기 '기술'은 데이터 신호에 대해 로직 기능을 구현하기 위한 로직 게이트 회로를 갖춘 이산 로직 회로, 적절한 조합 로직 게이트 회로를 갖춘 전용 집적 회로, 프로그램 가능 게이트 어레이(PGA), 필드-프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA) 등이다.
설명해야 하는 바로는, 본 명세서의 설명에서 참고 용어 '일 실시예', '일부 실시예', '예시', '구체적인 예시', 또는 '일부 예시' 등 설명은 당해 실시예 또는 예시를 결부하여 설명한 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 예시적 표현은 서로 같은 실시예 또는 예시를 반드시 가리키는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적절한 형태로 결합될 수 있다. 또한, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 설명된 서로 다른 실시예 또는 예시 및 서로 다른 실시예 또는 예시의 구성요소를 결합 및 조합할 수 있다.
본 명세서의 설명에서, 참고 용어 '일 실시예', '일부 실시예', '예시', '구체적인 예시', 또는 '일부 예시' 등 설명은 당해 실시예 또는 예시를 결부하여 설명한 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점이 본 발명의 적어도 하나의 실시예 또는 예시에 포함됨을 의미한다. 본 명세서에서 상기 용어에 대한 예시적 표현은 동일한 실시예 또는 예시를 반드시 가리키는 것은 아니다. 또한, 설명된 구체적인 특징, 구조, 재료 또는 특점은 임의의 하나 또는 다수의 실시예 또는 예시에서 적절한 형태로 결합될 수 있다. 또한, 서로 모순되지 않는 상황에서 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서에서 설명된 서로 다른 실시예 또는 예시 및 서로 다른 실시예 또는 예시의 구성요소를 결합 및 조합할 수 있다.
비록 위에서 본 발명의 실시예를 나타내고 설명했으나, 상기 실시예는 예시적인 것임을 이해할 수 있으며, 본 발명을 한정하는 것으로 이해되어서는 안된다. 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 범위 내에서 상기 실시예를 변경, 수정, 교체 및 변형할 수 있다.
2000: 단말기 1000: 이미징 장치 100: 이미지 센서
10: 감광 유닛 어레이 20: 광 필터링 어레이 30: 마이크로 렌즈 어레이
110: 감광 화소 21: 광 필터링 유닛 31: 마이크로 렌즈
22: 광 필터링 구조

Claims (20)

  1. 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법에 있어서,
    상기 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광 필터링 유닛 어레이는 상기 감광 유닛 어레이 상에 설치되며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함하며, 상기 방법은,
    모드 선택 지령에 따라 출력 모드를 확정하는 단계;
    상기 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하는 단계를 포함하되, 그중, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 병합되어 출력되는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 출력 모드를 선택한 경우에는,
    상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서의 화소 정보 출력 방법.
  4. 위상 포커싱 방법에 있어서,
    상기 방법은,
    이미지 센서를 제공하는 단계를 포함하되, 상기 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 광 필터링 유닛 어레이는 상기 감광 유닛 어레이 상에 설치되며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함하며;
    상기 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하는 단계를 포함하되, 그중, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어하고; 및
    상기 감광 유닛의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하고, 상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 포커싱 방법.
  5. 이미지 센서에 있어서,
    감광 유닛 어레이;
    상기 감광 유닛 어레이 상에 설치된 광 필터링 유닛 어레이; 및
    마이크로 렌즈 어레이를 포함하며,
    상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 감광 유닛은 2x2개의 상기 감광 화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 광 필터링 유닛 어레이는 베이어 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 센서.
  8. 이미징 장치에 있어서,
    제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 이미지 센서; 및
    제어 모듈을 포함하며,
    상기 제어 모듈은 모드 선택 지령에 따라 출력 모드를 확정하며, 상기 이미지 센서의 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하며, 그중, 제1 출력 모드를 선택한 경우에는, 상기 제어 모듈은 동일한 하나의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 병합되어 출력되는 것을 제어하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 상기 제어 모듈은 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보가 각각 단독으로 출력되는 것을 제어하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    제2 출력 모드를 선택한 경우에는, 상기 제어 모듈은 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하고, 상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  11. 단말기에 있어서,
    제8 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른 이미징 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  12. 이미징 장치에 있어서,
    제5 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 따른 이미지 센서; 및
    제어 모듈을 포함하며,
    상기 제어 모듈은 상기 이미지 센서의 감광 유닛 어레이가 노광되는 것을 제어하고, 상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하며, 그중, 동일한 하나의 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보를 각각 단독으로 출력하며, 상기 감광 유닛의 다수의 감광 화소의 화소 정보에 의하여 이미징 광선 구분을 진행하여 이미징의 위상차 정보를 획득하고, 상기 위상차 정보에 의하여 위상 포커싱의 조절을 진행하는 것을 특징으로 하는 이미징 장치.
  13. 단말기에 있어서,
    제12 항에 따른 이미징 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 단말기는 핸드폰을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 이미징 장치는 상기 핸드폰의 프론트 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  16. 이미지 센서의 이미징 방법에 있어서,
    상기 이미지 센서는 감광 유닛 어레이, 광 필터링 유닛 어레이 및 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광 필터링 유닛 어레이는 상기 감광 유닛 어레이 상에 설치되며, 상기 마이크로 렌즈 어레이는 상기 광 필터링 유닛 어레이 상에 위치하며, 각각의 마이크로 렌즈는 하나의 광 필터링 유닛과 감광 유닛을 뒤덮으며, 각각의 감광 유닛은 다수의 감광 화소를 포함하며, 상기 이미지 처리 방법은,
    상기 감광 유닛 어레이의 출력을 판독하는 단계; 및
    동일한 하나의 상기 감광 유닛의 감광 화소의 출력을 덧셈하여 상기 감광 유닛의 화소 값을 획득함으로써 병합 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    각각의 상기 감광 유닛은 2×2개의 상기 감광 화소를 포함하고, 상기 이미지 센서는 레지스터를 포함하며, 상기 판독하는 단계는,
    제k 행 및 제k+1 행의 상기 감광 화소의 출력을 수집하여 상기 레지스터에 저장하는 단계를 더 포함하되, 그중 k=2n-1이고, n은 자연수이며, k+1은 상기 감광 화소의 총 행 수와 같거나 그보다 작고; 및
    상기 레지스터로부터 상기 제k 행 및 제k+1 행의 상기 감광 유닛의 출력을 추출하여, 동일한 하나의 상기 감광 유닛의 상기 감광 화소의 출력을 덧셈하여 상기 감광 유닛의 화소 값을 획득하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 방법.
  18. 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
    상기 판독하는 단계는,
    상기 감광 화소가 발생시킨 아날로그 신호 출력을 디지털 신호 출력으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미징 방법.
  19. 이동 단말기에 있어서,
    하우징, 프로세서, 메모리, 회로기판 및 전원 회로를 포함하며, 그중 상기 회로기판은 상기 하우징에 의해 둘러싸인 공간 내부에 안착되고, 상기 프로세서와 상기 메모리는 상기 회로기판 상에 설치되며; 상기 전원 회로는 상기 이동 단말기의 각 회로 또는 디바이스에 전기를 공급하기 위한 것이며; 상기 메모리는 실행 가능한 프로그램 코드를 저장하기 위한 것이며; 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 실행 가능한 프로그램 코드를 판독하여 상기 실행 가능한 프로그램 코드에 대응되는 프로그램을 작동시켜, 제16 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 따른 이미징 방법을 실행하기 위한 것임을 특징으로 하는 이동 단말기.
  20. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 있어서,
    당해 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 그에 저장된 명령을 구비하며, 이동 단말기의 프로세서가 상기 명령을 실행하면, 상기 이동 단말기는 제16 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 따른 이미징 방법을 실행하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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