TWI615028B - 圖像感測器及成像終端與成像方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種圖像感測器，包括畫素單元陣列、包括增幅轉換單元之增幅轉換單元元件和設置於畫素單元陣列上之濾光陣列。畫素單元陣列包括畫素單元；增幅轉換單元用於將畫素單元產生之光生電荷轉換為類比訊號；濾光陣列包括濾光單元，同一顏色之該濾光單元對應於複數畫素單元。同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元中一部分之畫素單元產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元輸出第一類比訊號，剩餘部分之畫素單元產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元輸出第二類比訊號，第一類比訊號和第二類比訊號不相同。本發明還揭露一種成像終端及成像方法。

Description

圖像感測器及成像終端與成像方法

本發明屬於影像處理技術領域，尤其涉及一種圖像感測器，以及一種具有該圖像感測器之成像終端、成像方法。

隨著手機的普及，用手機拍照成為越來越多人的喜好。但是隨著對拍照要求的提高，手機的影像處理之HDR(High-Dynamic Range，高動態範圍)功能成為使用者的需求，但是，目前，實現HDR功能，一般藉由軟體實現，效果不明顯。

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中之技術問題之一。

為了解決上述問題，本發明一方面提出一種圖像感測器，該圖像感測器包括：畫素單元陣列，包括複數畫素單元；包括複數增幅轉換單元之增幅轉換單元元件，每個增幅轉換單元用於將畫素單元產生之光生電荷轉換為類比訊號；設置於該畫素單元陣列上之濾光陣列，濾光陣列包括複數濾光單元，同一顏色之該濾光單元對應於複數畫素單元；其中，該同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元中一部分之畫素單元產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元輸出第一類比訊號，該同一顏色之濾光單元 所對應的複數畫素單元中剩餘部分之畫素單元產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元輸出第二類比訊號，該第一類比訊號和該第二類比訊號不相同。

本發明之圖像感測器，基於同一顏色之濾光單元對應複數畫素單元，且同一顏色之濾光單元對應的複數畫素單元經增幅轉換單元轉換後輸出二不同之類比訊號，為實現HDR功能提供硬體基礎，相較於相關技術中之軟體實現HDR功能，該圖像感測器藉由硬體改進實現HDR功能，提升HDR效果。

在至少一實施例中，該圖像感測器包括CMOS圖像感測器。

在至少一實施例中，該濾光陣列包括拜耳陣列。

在至少一實施例中，該圖像感測器還包括：包括複數模數轉換單元(ADC，Analog-to-Digital Converter)之模數轉換單元元件，模數轉換單元元件用於將第一類比訊號和第二類比訊號分別轉換為第一數位訊號和第二數位訊號。

在至少一實施例中，同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元位於畫素單元陣列之不同行。

在至少一實施例中，該同一顏色之濾光單元對應2行2列共計4個畫素單元，位於第一行中之二畫素單元產生之光生電荷和位於第二行之一畫素單元產生之光生電荷累加後經過增幅轉換單元轉換為該第一類比訊號，位於第二行中之另1個畫素單元產生之光生電荷經過增幅轉換單元轉換為該第二類比訊號，該第一類比訊號藉由一模數轉換單元轉換為該第一數位訊號，該第二類比訊號藉由另一模數轉換單元轉換為該第二數位訊號。

在至少一實施例中，上述圖像感測器還包括：設置在該濾光陣列上之微鏡陣列，該微鏡陣列中之每個微鏡與一該畫素單元對應。

在至少一實施例中，上述圖像感測器還包括控制模組和影像處理模組，該控制模組用於控制該同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元按照行同時曝光，該影像處理模組對該模數轉換單元之輸出進行合成以獲得高動態範圍圖像。

為了解決上述問題，本發明另一方面提出一種成像終端，該成像終端包括上述方面該之圖像感測器。

本發明之成像終端，藉由採用該之圖像感測器，基於圖像感測器之硬體結構可以實現HDR功能，提升HDR圖像效果。

在至少一實施例中，該成像終端包括手機。

在至少一實施例中，該成像終端還包括與該圖像感測器連接之中央處理器及顯示裝置，該中央處理器用於控制該顯示裝置顯示該圖像感測器輸出之高動態範圍圖像。

在至少一實施例中，該成像終端包括與該圖像感測器連接之中央處理器及外部記憶體，該中央處理器用於控制該外部記憶體儲存該圖像感測器輸出之高動態範圍圖像。

本發明再一方面提出一種基於上述之圖像感測器之成像方法，其中，該同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元構成合併畫素，該影像處理方法包括：讀取該畫素單元陣列之輸出；以及將同一該合併畫素之該畫素單元之輸出相加以得到該合併畫素之畫素值從而生成合併圖像。

由於合併畫素之雜訊小於合併之前各畫素雜訊之和，採用此成像方法能在低照度下得到信噪比、亮度和清晰度較高，噪點較少之圖像。克服了現有某些成像方法之缺點。

在至少一實施例中，該成像裝置包括暫存器，每個該濾光單元覆蓋2*2個該感光畫素；該讀出步驟進一步包括：採集第k行及第k+1行之該畫 素單元之輸出並存入該暫存器，其中k=2n-1，n為自然數，k+1小於等於該畫素單元之總行數；及從該暫存器中提取該第k行及第k+1行之該畫素單元之輸出，將同一該合併畫素之該畫素單元之輸出相加以得到該合併畫素之畫素值。

在至少一實施例中，該讀出步驟進一步包括：將該感光畫素產生之類比訊號輸出轉換為數位訊號輸出。

為了解決上述問題，本發明又一方面實施例提出了一種行動終端，該行動終端包括殼體、處理器、記憶體、電路板和電源電路，其中，該電路板安置在該殼體圍成之空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端之各個電路或裝置供電；該記憶體用於儲存可執行程式碼；該處理器藉由讀取該記憶體中儲存之可執行程式碼來運行與該可執行程式碼對應之程式，以用於執行本發明上述實施例該之成像方法。

本發明實施例之行動終端，藉由讀取該畫素單元陣列之輸出，將同一合併畫素之該畫素單元之輸出相加以得到該合併畫素之畫素值從而生成合併圖像，由於合併畫素之雜訊小於合併之前各畫素雜訊之和，能在低照度下得到信噪比、亮度和清晰度較高，噪點較少之圖像。

為了解決上述問題，本發明又一方面實施例提出了一種電腦可讀儲存媒體，具有儲存於其中之指令，當行動終端之處理器執行該指令時，該行動終端執行如上述方面實施例該之成像方法。

本發明附加之方面和優點將在下面之描述中部分給出，部分將從下面之描述中變得明顯，或藉由本發明之實踐瞭解到。

100‧‧‧圖像感測器

10‧‧‧畫素單元陣列

11‧‧‧感光單元

111‧‧‧感光部分

20‧‧‧增幅轉換單元元件

30‧‧‧濾光陣列

31‧‧‧濾光單元

32‧‧‧濾光結構

40‧‧‧模數轉換單元元件

41‧‧‧第一模數轉換單元

42‧‧‧第二模數轉換單元

50‧‧‧微鏡陣列

51‧‧‧微鏡

1000‧‧‧成像終端

200‧‧‧中央處理器

300‧‧‧顯示裝置

本發明之上述和/或附加之方面和優點從結合下面附圖對實施方式之描述中將變得明顯和容易理解，其中：第1圖係根據本發明之一實施例之圖像感測器之示意圖；第2圖係根據本發明之另一實施例之圖像感測器之示意圖；第3圖係根據本發明之一具體實施例之濾光陣列之分佈示意圖；第4圖係根據本發明之一實施例之圖像感測器之電路圖；第5圖係根據本發明之又一實施例之圖像感測器之結構示意圖；第6圖係根據本發明之一實施例之成像終端之功能模組圖；第7圖係根據本發明之另一實施例之成像終端之功能模組圖；第8圖係根據本發明之再一實施例之成像終端之功能模組圖；第9圖係根據本發明實施例之成像方法之流程圖，第10圖係根據本發明一實施例之成像方法之流程圖；以及第11圖係根據本發明之另一實施例之成像方法之流程圖。

下面詳細描述本發明之實施方式，該實施方式之示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似之標號表示相同或類似之元件或具有相同或類似功能之元件。下面藉由參考附圖描述之實施方式係示例性之，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明之限制。

首先，對本發明實施例之圖像感測器進行說明。第1圖係根據本發明之一實施例之圖像感測器之功能模組圖。

如第1圖所示，該圖像感測器100包括畫素單元陣列10、增幅轉換單元元件20和濾光陣列30。

畫素單元陣列10包括複數畫素單元11；增幅轉換單元元件20用於將畫素單元11產生之光生電荷轉換為類比訊號；濾光陣列30設置於畫素單元陣列10上，每個濾光陣列30包括複數濾光單元31，同一顏色之濾光單元31對應於複數畫素單元11。

其中，同一顏色之濾光單元31所對應的複數畫素單元11中一部分之畫素單元11產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元SF輸出第一類比訊號A1，同一顏色之濾光單元31所對應的複數畫素單元11中剩餘部分之畫素單元11產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元SF輸出第二類比訊號A2，第一類比訊號A1和該第二類比訊號A2不相同。

本發明之圖像感測器100，基於同一顏色之濾光單元31對應複數畫素單元11，且同一顏色之濾光單元31對應的複數畫素單元11經增幅轉換單元元件20轉換後輸出二不同之類比訊號，為實現HDR功能提供硬體基礎，相較於相關技術中之軟體實現HDR功能，該圖像感測器100藉由硬體改進實現HDR功能，提升HDR效果。

如第2圖所示，圖像感測器100還包括模數轉換單元元件40，模數轉換單元4元件0將第一類比訊號A1和第二類比訊號A2分別轉換為第一數位訊號D1和第二數位訊號D2，為影像處理提供資料。模數轉換單元元件40包括複數第一模數轉換單元41和複數第二模數轉換單元42。

在本發明之一些實施例中，圖像感測器100包括CMOS圖像感測器。濾光陣列30包括拜耳陣列。

在本發明之一些實施例中，同一顏色之濾光單元31所對應的複數畫素單元11位於畫素單元陣列10之不同行。

例如，同一顏色之濾光單元31對應2行2列共計4個畫素單元11，位於第一行中之二畫素單元11產生之光生電荷和位於第二行之一畫素單元產生之光生電荷累加後經過增幅轉換單元SF轉換為第一類比訊號A1，位於第二行中之另一畫素單元11產生之光生電荷經過增幅轉換單元SF轉換為第二類比訊號A2，第一類比訊號A1藉由一第一模數轉換單元41轉換為第一數位訊號D1，第二類比訊號A2藉由第二模數轉換單元42轉換為第二數位訊號D2。

參照第3圖所示，為根據本發明之一實施例之濾光陣列30分佈示意圖，濾光陣列30採用拜耳陣列(Bayer array)顏色模式，其中，相同字符表示相同顏色之濾光單元31（例如Gr，Gb，R，B），字符後之數字表示相同顏色之濾波單元31對應的畫素單元之排號，不同顏色之濾光單元31僅允許對應波長之光透過。

拜耳陣列係一種常見之濾光單元陣列結構。在拜耳陣列中，濾光單元31可以係綠色(G)、紅色(R)及藍色(B)濾光單元，其中二綠色濾光單元、一紅色濾光單元及一藍色濾光單元構成一濾光結構32。在本實施方式中，每個濾光單元31對應四畫素單元11。

第4圖係根據本發明之一實施例之圖像感測器之等效電路圖，如第4圖所示，包括：第一畫素單元PD1和第一傳輸開關TG1、第二畫素單元PD2和第二傳輸開關TG2、第三畫素單元PD3和第三傳輸開關TG3、第四畫素單元PD4和第四傳輸開關TG4、第一增幅轉換單元SF1和第一模數轉換單元41、第二增幅轉換單元SF2和第二模數轉換單元42。其中，畫素單元，例如光電二極體，接收濾光單元31透過之光而生成電荷，傳輸開關開啟則對應的畫素單元11生成之電荷輸出，進而在增幅轉換單元元件20耦合並轉換為電壓訊號，藉由模數轉換單元元件40轉換為數位訊號輸出，為影像處理提供資料基礎。

具體地，第一畫素單元PD1與第一傳輸開關TG1之第一端連接，第二畫素單元PD2與第二傳輸開關TG2之第一端連接，第三畫素單元PD3與第三傳輸開關TG3之第一端連接，第四畫素單元PD4與第四傳輸開關TG4之第一端連接，第一傳輸開關TG1之控制端、第二傳輸開關TG2之控制端、第三傳輸開關TG3之控制端和第四傳輸開關TG4之控制端均與控制模組連接，控制模組控制四傳輸開關之開啟與關閉，在傳輸開關開啟時，對應的畫素單元傳出訊號。其中，第一畫素單元PD1、第二畫素單元PD2、第三畫素單元PD3和第四畫素單元PD4為分別相鄰之對應相同顏色之濾光單元之畫素單元，例如第4圖中所示，四畫素單元11為對應其中標識字符相同之濾光單元31對應的畫素單元11，也就係四分別相鄰之畫素單元11接收相同顏色之光，簡單地說，即四畫素單元11構成一大之畫素（pixel）。

第一增幅轉換單元SF1之第一端分別與第一傳輸開關TG1之第二端、第二傳輸開關TG2之第二端和第三傳輸開關TG3之第二端連接，第一增幅轉換單元SF1之第二端與預設電源Vdd連接，第一增幅轉換單元SF1之第三端與第一模數轉換單元41之輸入端連接；

第二增幅轉換單元SF2之第一端與第四傳輸開關TG4之第二端連接，第二增幅轉換單元SF2之第二端與預設電源Vdd連接，第二增幅轉換單元SF2之第三端與第二模數轉換單元42之輸入端連接，第二模數轉換單元42之輸出端與第一模數轉換單元41之輸出端連接。

圖像感測器100之控制模組用於控制同一顏色之濾光單元31所對應的複數畫素單元11按照行同時曝光，影像處理模組對模數轉換單元40之輸出進行合成以獲得高動態範圍圖像。

作為一示例，畫素單元陣列10內第2i+1(i=0,1,2,3,4…)行和鄰近第2i+1行之第2i+2行之每個濾光單元31對應的三畫素單元（比如濾光單元Gr1,Gr2 、Gr4所對應的畫素單元），即第一畫素單元PD1和第二畫素單元PD2和第三畫素單元PD3，共用一增幅轉換單元即第一增幅轉換單元SF1，第一畫素單元PD1、第二畫素單元PD2和第三畫素單元PD3產生之電荷彙集，由第一增幅轉換單元SF1將彙集後之電荷轉換為電壓訊號，並進一步藉由第一模數轉換單元41轉換為數位訊號輸出，設此時第一模數轉換單元41輸出值為ADC1；另外，畫素單元陣列10內第2i+2行之每個濾光單元31之一畫素單元(比如濾光單元Gr3所對應的畫素單元)，即第四畫素單元PD4藉由第二增幅轉換單元SF2進行電荷轉換，最後藉由第二模數轉換單元42轉換為數位訊號輸出，設此時第二模數轉換單元42輸出值為ADC2。

具體地，以同一顏色之濾光單元31對應2行2列相鄰之4個畫素單元11為例，基於上述之結構，在進行HDR控制時，控制模組可以控制相鄰兩行之相同顏色畫素同時曝光，例如，第2i+1與2i+2行同時曝光，其中，i=0,1，2，3.....，並控制曝光時間，避免共用第一增幅轉換單元SF1之三畫素單元11之輸出飽和。在本發明之實施例中，增幅轉換單元元件20可以對畫素單元11輸出之電荷起到匯總耦合之作用，可以理解的係，如果設第一增幅轉換單元SF1輸出為S1，設第二增幅轉換單元SF2輸出為S2，則滿足S1=3S2，所以每四相同顏色之畫素單元11同時輸出一高ADC值和一低ADC值，進而在圖像感測器100之ISP(Image Signal Processor，即影像處理器)端進行合成處理，可以實現HDR功能。

如第5圖所示，圖像感測器100還包括設置在濾光陣列30上之微鏡陣列50，微鏡陣列50中之每個微鏡51與一畫素單元11對應，包括形成、大小、位置對應。微鏡51能將光聚集到畫素單元11之感光部分111，提升畫素單元11之受光強度，從而改善成像畫質。

基於上述方面實施例之圖像感測器100，下面參照附圖描述根據本發明另一方面實施例提出之成像終端1000。

第6圖係根據本發明之一實施例之成像終端1000之功能模組圖，如第6圖所示，該成像終端1000包括上述方面之圖像感測器100。具體地，成像終端1000可以包括手機。

在一些實施例中，如第7圖所示，成像終端1000還包括與圖像感測器100連接之中央處理器200及顯示裝置300，中央處理器200用於控制顯示裝置300顯示圖像感測器100輸出之高動態範圍圖像。這樣，成像終端1000拍攝之圖像可以顯示於顯示裝置300以供使用者查看。顯示裝置300包括LED顯示器等。

在一些實施例中，如第8圖所示，成像終端1000包括與圖像感測器100連接之中央處理器200及外部記憶體400，中央處理器200用於控制外部記憶體400儲存圖像感測器100輸出之高動態範圍圖像。

這樣，生成之圖像可以被儲存，方便以後查看、使用或轉移。外部記憶體400包括SM(Smart Media)卡及CF(Compact Flash)卡等。

該成像終端1000，藉由採用該之圖像感測器100，基於圖像感測器100之硬體結構可以實現HDR功能，提升HDR圖像效果。

基於上述方面實施例之圖像感測器，下面參照附圖描述根據本發明實施例提出之成像方法，其中，同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元構成合併畫素。

第9圖係根據本發明實施例之成像方法之流程圖，如第9圖所示，該成像方法包括以下步驟：

S1，讀取畫素單元陣列之輸出。

S2，將同一合併畫素之畫素單元之輸出相加以得到合併畫素之畫素值從而生成合併圖像。

本發明實施方式之成像方法，假定原有每個畫素單元之輸出為S，雜訊為N，合併畫素包括M個畫素單元，則合併畫素之畫素值為n*m*S，而合併畫素之雜訊為

，在n=2，m=2之情況下，合成畫素之雜訊即為n*m*N/2左右。因此合併圖像之亮度在低亮度環境下得到提升，而且性噪比提高。

請參閱第10圖，在某些實施方式中，圖像感測器之每個同一顏色之濾光單元對應2*2個畫素單元，圖像感測器包括暫存器，步驟S2進一步包括：

S201，採集第k行及第k+1行之畫素單元之輸出並存入暫存器，其中k=2n-1，n為自然數，k+1小於等於畫素單元之總行數；

S202，從暫存器中提取第k行及第k+1行之畫素單元之輸出，將同一合併畫素之畫素單元之輸出相加以得到合併畫素之畫素值。

如此，可以充分利用暫存器來實現畫素單元之輸出讀出、快取及合併之過程。

請參第11圖，在某些實施方式中，步驟S2進一步包括：

S301，將畫素單元產生之類比訊號輸出轉換為數位訊號輸出；及

S302，將同一合併畫素之畫素單元之數位訊號輸出相加以得到合併畫素之畫素值。

如此，一來，一般為數位訊號處理晶片之影像處理模組可以直接處理圖像感測器之輸出，二來，相對於某些藉由電路直接對圖像感測器之類比訊號格式之輸出進行處理之方案來說，較好地保留了圖像之資訊，例如，對於16M畫素之圖像感測器來說，本發明實施方式之成像方法既可以成生4M畫素(將2*2之畫素合併)之合併圖像，也可以生成16M畫素(即不合併)之原圖像。

本發明再一方面實施例還提出一種行動終端，該行動終端包括殼體、處理器、記憶體、電路板和電源電路，其中，該電路板安置在該殼體圍成之空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端之各個電路或裝置供電；該記憶體用於儲存可執行程式碼；該處理器藉由讀取該記憶體中儲存之可執行程式碼來運行與該可執行程式碼對應之程式，以用於執行上述方面之成像方法。

本發明實施例還提供了一種電腦可讀儲存媒體，具有儲存於其中之指令，當行動終端之處理器執行該指令時，該行動終端執行如參考第9圖所示之本發明實施例之成像方法。

需要說明的係，在本文中，諸如第一和第二等之類之關係術語僅僅用來將一實體或者操作與另一實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際之關係或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性之包含，從而使得包括一系列要素之過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出之其他要素，或者係還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有之要素。在沒有更多限制之情況下，由語句“包括一……”限定之要素，並不排除在包括該要素之過程、方法、物品或者裝置中還存在另外之相同要素。

在流程圖中表示或在此以其他方式描述之邏輯和/或步驟，例如，可以被認為係用於實現邏輯功能之可執行指令之定序列表，可以具體實現在任何電腦可讀媒體中，以供指令執行系統、裝置或設備（如基於電腦之系統、包括處理器之系統或其他可以從指令執行系統、裝置或設備取指令並執行指令之系統）使用，或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用。就本說明書而言，"電腦可讀媒體"可以係任何可以包含、儲存、通信、傳播或傳輸程式以供指令執行系統、裝置或設備或結合這些指令執行系統、裝置或設備而使用之裝置。電腦可讀媒體之更具體之示例（非窮盡性列表）包括以下：具有一或複數佈線之電連接部（電子裝置），可擕式電腦碟盒（磁裝置），隨機存取記憶體（RAM），唯讀記憶體（ROM），可抹除可程式化唯讀記憶體（EPROM或閃速記憶體），光纖裝置，以及可擕式光碟唯讀記憶體（CDROM）。另外，電腦可讀媒體甚至可以係可在其上列印該程式之紙或其他合適之媒體，因為可以例如藉由對紙或其他媒體進行光學掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得該程式，然後將其儲存在電腦記憶體中。

應當理解，本發明之各部分可以用硬體、軟體、韌體或它們之組合來實現。在上述實施方式中，複數步驟或方法可以用儲存在記憶體中且由合適之指令執行系統執行之軟體或韌體來實現。例如，如果用硬體來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知之下列技術中之任一項或他們之組合來實現：具有用於對資料訊號實現邏輯功能之邏輯閘電路之離散邏輯電路，具有合適之組合邏輯閘電路之專用積體電路，可程式閘陣列（PGA），現場可程式閘陣列（FPGA）等。

需要說明的係，在本說明書之描述中，參考術語“一實施方式”、“一些實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等之描述意指結合該實施方式或示例描述之具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明之至少一實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語之示意性表述不必須針對的係相同之實施方式或示例。而且，描述之具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施方式或示例中以合適之方式結合。此外，在不相互矛盾之情況下，本領域之技術人員可以將本說明書中描述之不同實施方式或示例以及不同實施方式或示例之特徵進行結合和組合。

在本說明書之描述中，參考術語“一實施方式”、“一些實施方式”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等之描述意指結合該實施方式或示例描述之具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明之至少一實施方式或示例中。在本說明書中，對上述術語之示意性表述不必須針對的係相同之實施方式或示例。而且，描述之具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施方式或示例中以合適之方式結合。此外，在不相互矛盾之情況下，本領域之技術人員可以將本說明書中描述之不同實施方式或示例以及不同實施方式或示例之特徵進行結合和組合。

儘管上面已經示出和描述了本發明之實施方式，可以理解的係，上述實施方式係示例性的，不能理解為對本發明之限制，本領域之普通技術人員在本發明之範圍內可以對上述實施方式進行變化、修改、替換和變型。

100‧‧‧圖像感測器

10‧‧‧畫素單元陣列

11‧‧‧感光單元

20‧‧‧增幅轉換單元元件

30‧‧‧濾光陣列

31‧‧‧濾光單元

Claims (18)

1. 一種圖像感測器，其特徵在於，包括：-畫素單元陣列，包括複數畫素單元；-包括複數增幅轉換單元之增幅轉換單元元件，每增幅轉換單元用於將畫素單元產生之光生電荷轉換為類比訊號；及設置於該畫素單元陣列上之一濾光陣列，該濾光陣列包括複數濾光單元，同一顏色之該濾光單元對應於複數畫素單元；其中，該同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元中一部分之畫素單元產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元輸出第一類比訊號，該同一顏色之濾光單元所對應之複數畫素單元中剩餘部分之畫素單元產生之光生電荷累加後共用一增幅轉換單元輸出第二類比訊號，該第一類比訊號和該第二類比訊號不相同，該複數畫素單元中該一部分之畫素單元的數量和該複數畫素單元中該剩餘部分之畫素單元的數量不相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之圖像感測器，其中，該圖像感測器包括一CMOS圖像感測器。
3. 如申請專利範圍第1項所述之圖像感測器，其中，該濾光陣列包括一拜耳陣列。
4. 如申請專利範圍第1項所述之圖像感測器，其中，還包括：-包括複數模數轉化單元之模數轉換單元元件，該模數轉換單元元件用於將該第一類比訊號和該第二類比訊號分別轉換為第一數位訊號和第二數位訊號。
5. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述之圖像感測器，其中，該同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元位於畫素單元陣列之不同行。
6. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述之圖像感測器，其中，該同一顏色之濾光單元對應2行2列共計4畫素單元，位於第一行中之二畫素單元產生之光生電荷和位於第二行之一畫素單元產生之光生電荷累加後經過增幅轉換單元轉換為該第一類比訊號，位於第二行中之另一畫素單元產生之光生電荷經過增幅轉換單元轉換為該第二類比訊號，該第一類比訊號藉由一模數轉換單元轉換為該第一數位訊號，該第二類比訊號藉由另一模數轉換單元轉換為該第二數位訊號。
7. 如申請專利範圍第1項至第4項任一項所述之圖像感測器，其中，還包括：設置在該濾光陣列上之一微鏡陣列，該微鏡陣列中之每微鏡與一該畫素單元對應。
8. 如申請專利範圍第4項所述之圖像感測器，其中，還包括：一控制模組和一影像處理模組，該控制模組用於控制該同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元按照行同時曝光，該影像處理模組對該模數轉換單元之輸出進行合成以獲得一高動態範圍圖像。
9. 一種成像終端，其特徵在於，包括如申請專利範圍第1項至第8項任一項所述之圖像感測器。
10. 如申請專利範圍第9項所述之成像終端，其中，該成像終端包括一手機。
11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述之成像終端，其中，該成像終端還包括與該圖像感測器連接之一中央處理器及一顯示裝置，該中央處理器用於控制該顯示裝置顯示該圖像感測器輸出之一高動態範圍圖像。
12. 如申請專利範圍第9項或第10項所述之成像終端，其中，該成像終端包括與該圖像感測器連接之一中央處理器及外部記憶體，該中央處理器用於控制該外部記憶體儲存該圖像感測器輸出之一高動態範圍圖像。
13. 一種基於如申請專利範圍第1項所述之圖像感測器之成像方法，其特徵在於，該同一顏色之濾光單元所對應的複數畫素單元構成一合併畫素，該影像處理方法包括：讀出步驟：讀取該畫素單元陣列之輸出；以及將同一該合併畫素之該畫素單元之輸出相加以得到該合併畫素之畫素值從而生成一合併圖像。
14. 如申請專利範圍第13項所述之成像方法，其中，每該同一顏色之濾光單元對應2*2個該畫素單元。
15. 如申請專利範圍第13項或第14項所述之成像方法，其中，該圖像感測器包括一暫存器，該讀出步驟進一步包括：採集第k行及第k+1行之該畫素單元之輸出並存入該暫存器，其中k=2n-1，n為自然數，k+1小於等於該畫素單元之總行數；及從該暫存器中提取該第k行及第k+1行之該畫素單元之輸出，將同一該合併畫素之該畫素單元之輸出相加以得到該合併畫素之畫素值。
16. 如申請專利範圍第13項所述之成像方法，其中，該讀出步驟進一步包括：將該畫素單元產生之類比訊號輸出轉換為數位訊號輸出。
17. 一種行動終端，包括一殼體、一處理器、一記憶體、一電路板和一電源電路，其中，該電路板安置在該殼體圍成之空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端之 各電路或裝置供電；該記憶體用於儲存可執行程式碼；該處理器藉由讀取該記憶體中儲存之可執行程式碼來運行與該可執行程式碼對應的程式，以用於執行如申請專利範圍第13項至第16項任一項所述之成像方法。
18. 一種電腦可讀儲存媒體，具有儲存於其中之指令，當行動終端之處理器執行該指令時，該行動終端執行如申請專利範圍第13項至第16項任一項所述之成像方法。