TWI636314B - 雙核對焦圖像感測器及其對焦控制方法、成像裝置和行動終端 - Google Patents

雙核對焦圖像感測器及其對焦控制方法、成像裝置和行動終端 Download PDF

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Abstract

本發明揭露了一種雙核對焦圖像感測器及其對焦控制方法、成像裝置和行動終端，其中，雙核對焦圖像感測器包括：感光單元陣列，設置在該感光單元陣列上的濾光單元陣列，以及位於該濾光單元陣列之上的微透鏡陣列，其中，該微透鏡陣列包括第一微透鏡和第二微透鏡，該第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，該白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，該白色濾光單元的面積為該對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一雙核對焦感光像素。本發明實施例的雙核對焦圖像感測器，能夠增加對焦像素的光通量，為提升低光環境下的對焦速度和保證畫質色彩還原的準確性提供硬體基礎。

Description

雙核對焦圖像感測器及其對焦控制方法、成像裝置和行動終 端
本發明涉及圖像裝置技術領域，尤其涉及一種雙核對焦圖像感測器及其對焦控制方法、成像裝置和行動終端。
在相關對焦技術中，雙核全像素對焦技術已成為目前市場上最先進的對焦技術。相比較於反差對焦、鐳射對焦和相位對焦技術，雙核全像素對焦技術的對焦速度更快，且對焦範圍更廣。此外，由於雙核全像素對焦技術中，“雙核”光電二極體在成像時“合併”為一像素進行輸出，能夠在保證對焦性能的同時不影響畫質。
然而，由於採用雙核全像素對焦技術進行對焦時，每個像素的光電二極體被一分為二，使光通量減小，進而導致低光環境下雙核對焦困難。
本發明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術問題之一。
為此，本發明的第一個目的在於提出一種雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法，該方法能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
本發明的第二個目的在於提出一種雙核對焦圖像感測器。
本發明的第三個目的在於提出一種成像裝置。
本發明的第四個目的在於提出一種行動終端。
為了實現上述目的，本發明第一方面實施例提出一種雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法，其中，該雙核對焦圖像感測器包括：感光單元陣列、設置在該感光單元陣列上的濾光單元陣列和位於該濾光單元陣列之上的微透鏡陣列，其中，該微透鏡陣列包括第一微透鏡和第二微透鏡，一該第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一該白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一該白色濾光單元的面積為一該對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體，該方法包括以下步驟：控制該感光單元陣列進入對焦模式；讀取該對焦感光單元的第一相位差資訊和該雙核對焦感光像素的第二相位差資訊；根據該第一相位差資訊和該第二相位差資訊進行對焦控制。
本發明實施例的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法，基於一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體，通過讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊，並根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制，能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
為了實現上述目的，本發明第二方面實施例提出了一種雙核對焦圖像感測器，包括：感光單元陣列，設置在該感光單元陣列上的濾光單元陣列，以及位於該濾光單元陣列之上的微透鏡陣列，其中，該微透鏡陣列包括第一微透鏡和第二微透鏡，一該第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一該白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一該白色濾光單元的面積為一該對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體。
本發明實施例的雙核對焦圖像感測器，通過設置包括第一微透鏡和第二微透鏡的微透鏡陣列，一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體，能夠增加對焦像素的光通量，為提升低光環境下的對焦速度和保證畫質色彩還原的準確性提供硬體基礎。
為了實現上述目的，本發明第三方面實施例提出了一種成像裝置，該成像裝置包括：上述第二方面實施例提出的雙核對焦圖像感測器；和控制模組，該控制模組控制該感光單元陣列進入對焦模式；讀取該對焦感光單元的第一相位差資訊和該雙核對焦感光像素的第二相位差資訊；根據該第一相位差資訊和該第二相位差資訊進行對焦控制。
本發明實施例的成像裝置，基於一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體，通過讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資 訊，並根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制，能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
為了實現上述目的，本發明第四方面實施例還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的空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端的各個電路或裝置供電；該記憶體用於儲存可執行程式碼；該處理器通過讀取該記憶體中儲存的可執行程式碼來運行與該可執行程式碼對應的程式，以用於執行上述第一方面實施例提出的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法。
本發明實施例的行動終端，基於一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體，通過讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊，並根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制，能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐瞭解到。
10‧‧‧感光單元陣列
11‧‧‧對焦感光單元
12‧‧‧雙核對焦感光像素
20‧‧‧濾光單元陣列
21‧‧‧白色濾光單元
22‧‧‧濾光單元
30‧‧‧微透鏡陣列
31‧‧‧第一微透鏡
32‧‧‧第二微透鏡
100‧‧‧雙核對焦圖像感測器
110‧‧‧感光像素
121‧‧‧第一光電二極體
122‧‧‧第二光電二極體
900‧‧‧成像裝置
910‧‧‧控制模組
1000‧‧‧行動終端
1001‧‧‧殼體
1002‧‧‧處理器
1003‧‧‧記憶體
1004‧‧‧電路板
1005‧‧‧電源電路
B、G、R、B10、G10、R10‧‧‧像素值
S51、S52、S53、S71、S72‧‧‧步驟
W‧‧‧白色部分
本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中： 第1圖是傳統雙核對焦圖像感測器結構示意圖；第2圖是根據本發明的一實施例的雙核對焦圖像感測器的剖面圖；第3圖是根據本發明的一實施例的雙核對焦圖像感測器的俯視圖；第4圖是第一微透鏡排布密度分佈圖；第5圖是根據本發明一實施例的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法的流程圖；第6圖是根據本發明一實施例的對焦感光單元中2*2個感光像素被白色濾光單元覆蓋部分的劃分效果示意圖；第7圖是根據本發明另一實施例的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法的流程圖；第8圖是採用插值演算法獲取對焦感光單元像素值的示意圖；第9圖是根據本發明一實施例的成像裝置的結構示意圖；第10圖是根據本發明一實施例的行動終端的結構示意圖。
下面詳細描述本發明的實施例，該實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
下面參考附圖描述本發明實施例的雙核對焦圖像感測器及其對焦控制方法、成像裝置和行動終端。
雙核全像素對焦技術是目前市場上最先進的對焦技術，該對焦技術所採用的雙核對焦感測器結構如第1圖所示，每個微透鏡(第1圖中圓圈表示微透鏡)下對應二光電二極體。進行成像處理時，將“1”和“2”的值相加獲得單分 量像素值。進行對焦處理時，分別讀出“1”和“2”的值，通過計算兩者之間的相位差即可計算出鏡頭的驅動量和驅動方向。
能夠理解的是，隨著像素總數的增加，“1”和“2”對應的感光面積變小，使通過量減少，導致低光環境下的相位資訊容易被雜訊淹沒，對焦困難。
因此，為了解決現有雙核全像素對焦技術在低光環境下對焦困難的問題，本發明提出了一種雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法，能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
下面先對實現本發明提出的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法所需的雙核對焦圖像感測器進行介紹。
第2圖是根據本發明的一實施例的雙核對焦圖像感測器的剖面圖，第3圖是根據本發明的一實施例的雙核對焦圖像感測器的俯視圖。
如第2圖和第3圖所示，該雙核對焦圖像感測器100包括感光單元陣列10、濾光單元陣列20和微透鏡陣列30。
其中，濾光單元陣列20設置在感光單元陣列10上，微透鏡陣列30位於濾光單元陣列20之上。微透鏡陣列30包括第一微透鏡31和第二微透鏡32。一第一微透鏡31覆蓋一白色濾光單元21，一白色濾光單元21覆蓋一對焦感光單元11，一白色濾光單元21的面積為一對焦感光單元11的一半，一第二微透鏡32覆蓋一濾光單元22，一濾光單元22覆蓋一雙核對焦感光像素12。
在本發明的實施例中，雙核對焦感光像素12的排列為拜耳陣列(Bayer pattern)。採用拜耳結構能採用傳統針對拜耳結構的演算法來處理圖像訊號，從而不需要硬體結構上做大的調整。雙核對焦感光像素12具有二光電二極體，分別為第一光電二極體121和第二光電二極體122，分別對應於第3圖中每個雙核對焦感光像素12的“1”和“2”。
在本發明的實施例中，對焦感光單元11包括N*N個感光像素110，白色濾光單元21覆蓋對焦感光單元11中的左側N個感光像素的右半部分以及右側N個感光像素的左半部分，或者，白色濾光單元21覆蓋對焦感光單元11中的上側N個感光像素的下半部分以及下側N個感光像素的上半部分，本發明對白色濾光單元21在對焦感光單元11中所覆蓋的位置不作限制。在如第3圖所示的雙核對焦圖像感測器結構中，對焦感光單元11(圖中虛線內部分)包括2*2個感光像素110，白色濾光單元21即圖中W覆蓋對焦感光單元11中的左側2個感光像素的右半部分以及右側2個感光像素的左半部分，對焦感光單元11的其餘部分為普通濾光單元。
概括地說，本發明實施例的雙核對焦圖像感測器100中，N*N個感光像素110組成一組並共用一第一微透鏡31，白色濾光單元21覆蓋對焦感光單元11，且一白色濾光單元21的面積為一對焦感光單元11的一半。
在本發明的一實施例中，微透鏡陣列30包括水平中心線和垂直中心線，第一微透鏡31為複數。複數第一微透鏡31包括設置在水平中心線的第一組第一微透鏡31和設置在垂直中心線的第二組第一微透鏡31。
在本發明的一實施例中，微透鏡陣列30還可以包括四個邊線，此時，複數第一微透鏡31還包括設置在四個邊線的第三組第一微透鏡31。
當微透鏡陣列30包括水平中心線、垂直中心線和四個邊線時，第一組第一微透鏡31和第二組第一微透鏡31的透鏡密度大於第三組第一微透鏡31的透鏡密度。
為了便於理解，下面結合附圖說明微透鏡陣列30中第一微透鏡31的排布方式。第4圖是第一微透鏡排布密度分佈圖。如第4圖所示，由第一微透鏡31覆蓋的白色濾光單元21，即圖中W，在整個雙核對焦圖像感測器中零散分佈，占總像素個數的3%~5%，在微透鏡陣列30的水平中心線和垂直中心線上 W分佈更密集，在四個邊線上W分佈較為稀疏，優先考慮畫面中間區域的對焦準確度和速度，在不影響畫質的情況下，有效提升對焦速度。
需要說明的是，第3圖和第4圖中的W表示雙核對焦圖像感測器中第一微透鏡31覆蓋的濾光單元為白色濾光單元21，採用白色濾光單元21時能夠獲得更大的光通量。第一微透鏡31覆蓋的濾光單元也可以是綠色濾光單元，即第3圖和第4圖中的W可以替換為G，採用綠色濾光單元時，成像處理時的可用資訊更多。應當理解的是，本發明實施例中僅以白色濾光單元為例進行說明，而不能作為對本發明的限制。
基於第2圖至第4圖中雙核對焦圖像感測器的結構，下面對本發明實施例的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法進行說明。第5圖是根據本發明一實施例的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法的流程圖，如第5圖所示，該方法包括以下步驟：
S51，控制感光單元陣列進入對焦模式。
當使用相機進行拍照時，若感覺顯示的照片清晰度不足，此時，可以控制感光單元陣列進入對焦模式，以通過對焦改善照片的清晰度。
S52，讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊。
在本發明的實施例中，在進入對焦模式之後，可以進一步讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊。
可選地，在本發明的一實施例中，讀取對焦感光單元的第一相位差資訊，可以包括：讀取對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值並作為第一輸出值；讀取對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值並作為第二輸出值；根據第一輸出值和第二輸出值獲取第一相位差資訊。
需要說明的是，在本發明的實施例中，讀取對焦感光單元的第一相位差資訊，具體指的是讀取對焦感光單元中被白色濾光單元所覆蓋的那部分對焦感光單元的第一相位差資訊。
下面結合第3圖和第6圖，以對焦感光單元包括2*2個感光像素、白色濾光單元覆蓋對焦感光單元中的左側2個感光像素的右半部分以及右側2個感光像素的左半部分為例進行解釋說明。對焦感光單元中被白色濾光單元覆蓋的區域(第3圖中的白色部分，用W表示)可以從不同的角度進行劃分，如第6圖所示，第6圖中所示的3幅圖分別是對W從左右側、上下側和對角線側進行的劃分，具體說明如下：
示例一，對W從左右側進行劃分。
本示例中，將W分為左右側二部分，對焦感光單元中的一部分感光像素的輸出值可以是W左側的二“1”的輸出值，並作為第一輸出值，則W右側的二“2”的輸出值作為第二輸出值。
示例二，對W從上下側進行劃分。
本示例中，將W分為上下側二部分，對焦感光單元中的一部分感光像素的輸出值可以W上側的二“1”的輸出值，並作為第一輸出值，則W下側的二“2”的輸出值作為第二輸出值。
示例三，對W從對角線側進行劃分。
本示例中，將W按照兩條對角線分為兩部分，即將W中左上角和右下角的二“1”的輸出值作為第一輸出值，則左下角與右上角的二“2”的輸出值作為第二輸出值。
在本發明的實施例中，在讀取了第一輸出值和第二輸出值之後，即可根據第一輸出值和第二輸出值獲取第一相位差資訊。
舉例而言，以讀取W左側二“1”的輸出值作為第一輸出值、W右側二“2”的輸出值作為第二輸出值為例，可以先計算左側二“1”的輸出值的和作為第一相位資訊，再計算右側的二“2”的輸出值的和作為第二相位資訊，最終通過計算第一相位資訊和第二相位資訊之間的差值作為第一相位差資訊。
在本發明的實施例中，將對焦感光單元中被白色濾光單元覆蓋部分的左右兩側的輸出值分別作為第一輸出值和第二輸出值，可以檢測左右方向的第一相位差資訊；將對焦感光單元中被白色濾光單元覆蓋部分的上下兩側的輸出值分別作為第一輸出值和第二輸出值，可以檢測上下方向的第一相位差資訊；將對焦感光單元中被白色濾光單元覆蓋部分兩條對角線上的輸出值分別作為第一輸出值和第二輸出值，可以檢測斜向的第一相位差資訊。
可選地，在本發明的一實施例中，讀取雙核對焦感光像素的第二相位差資訊，可以包括：讀取第一光電二極體的輸出值，作為第三輸出值；讀取第二光電二極體的輸出值，作為第四輸出值；根據第三輸出值和第四輸出值獲取第二相位差資訊。
仍以第3圖為例，第3圖中，所有雙核對焦感光像素的第二相位差資訊的計算方式相同，此處僅以計算第3圖中Gr處的第二相位差資訊為例加以說明。首先讀取Gr處“1”的輸出值作為第三輸出值，再讀取Gr處“2”的輸出值作為第四輸出值，根據第三輸出值和第四輸出值獲取第二相位差資訊，比如，可以通過計算第三輸出值和第四輸出值之間的差值作為第二相位差資訊。
S53，根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制。
在本發明的實施例中，在讀取了對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光單元的第二相位差資訊之後，即可根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制。
在相關雙核對焦技術中，通常是根據雙核對焦感光像素中二光電二極體的輸出值計算相位差，由此計算出鏡頭的驅動量和驅動方向，進而實現對焦。在低光環境下，對焦速度較慢。
而在本發明的實施例中，基於第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，通過採用白色濾光單元，在低光環境下仍能獲得更大光通量的第一相位差資訊供對焦處理，進而提升低光環境下的對焦速度。
本發明實施例的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法，基於一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一雙核對焦感光像素，通過讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊，並根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制，能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
應當理解的是，對焦的目的是為了獲得清晰度更高的照片。在實際應用中，在完成對焦處理之後，通常還包括進一步的成像程序，從而，如第7圖所示，在上述第5圖所示的基礎上，步驟S53之後還包括：
S71，控制感光單元陣列進入成像模式。
在本發明的實施例中，在完成對焦控制之後，進一步控制感光單元陣列進入成像模式。
S72，控制感光單元陣列進行曝光，並讀取感光單元陣列的輸出值，以得到感光單元陣列的像素值從而產生圖像。
其中，對焦感光單元被白色濾光單元覆蓋的部分的像素值通過插值還原演算法獲得。
在本發明的實施例中，當感光單元陣列進入成像模式之後，控制感光單元陣列進行曝光，並讀取感光單元陣列的輸出值，進而得到感光單元陣列的像素值產生圖像。
在本發明的一實施例中，讀取感光單元陣列的輸出值進而得到感光單元陣列的像素值，可以包括：讀取雙核對焦感光像素中二光電二極體的輸出值後，將二光電二極體的輸出值相加獲得該雙核對焦感光像素的像素值；對於對焦感光單元中被白色濾光單元覆蓋的部分，採用插值還原演算法獲得該部分的像素值，其中，插值還原演算法可以是最近鄰插值演算法、雙線性插值演算法和立方卷積插值演算法中的任意一種。
簡單起見，可以採用最近鄰插值演算法獲得對焦感光單元的像素值，即選擇離該對焦感光單元所映射到的位置最近的輸入像素的灰度值作為插值結果，也就是該對焦感光單元的像素值。
第8圖是採用插值演算法獲取對焦感光單元像素值的示意圖。
如第8圖所示，包含2*2個感光像素的對焦感光單元中，白色濾光單元(圖中白色區域)覆蓋了對焦感光單元中的左側2個感光像素的右半部分以及右側2個感光像素的左半部分。為了能夠輸出畫質較好的圖像，需要對各個感光像素中被覆蓋部分的輸出值進行插值還原，即需要計算獲得每個感光像素中被覆蓋部分的RGB值。可以將鄰域像素的像素平均值作為該感光像素中被覆蓋部分的像素值。以計算白色濾光單元中左上角“1”處的RGB值為例，為描述方便，將左上角“1”處的R像素值記為R10，G像素值記為G10，B像素值記為B10，計算公式分別如下：R 10=R
需要說明的是，白色濾光單元中左下角“1”處、右上角“2”處和右下角“2”處的RGB值的插值還原方法與左上角“1”處的RGB值還原方法同理，均是選取相鄰的像素點進行插值還原，為避免贅述，此處不再一一舉例。
需要說明的是，上述對獲取對焦感光單元像素值的演算法的描述僅用於解釋說明本發明，而不能作為對本發明的限制。實際處理時，為獲取更精確的像素值，相鄰幾個像素的像素值都可以用於插值還原，而不僅限於相鄰像素的像素值，其中，對距離近的像素值分配較高的權重，對距離遠的像素值分配較低的權重，即像素值在插值還原演算法中所占的權重與被還原像素的距離成反比。
在本發明的實施例中，將對焦感光單元的像素值還原後，即可根據感光單元陣列中各個像素點的像素值產生圖像。
本發明實施例的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法，在完成對焦控制後控制感光單元陣列進入成像模式，並控制感光單元陣列進行曝光，通過讀取感光單元陣列的輸出值以得到感光單元陣列的像素值從而產生圖像，能夠提高畫面品質。
為了實現上述實施例，本發明還提出了一種雙核對焦圖像感測器，第2圖是根據本發明的一實施例的雙核對焦圖像感測器的剖面圖，第3圖是根據本發明的一實施例的雙核對焦圖像感測器的俯視圖。
需要說明的是，前述雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法實施例中對雙核對焦圖像感測器的相關解釋說明也適用於本發明實施例的雙核對焦圖像感測器，其實現原理類似，此處不再贅述。
本發明實施例的雙核對焦圖像感測器，通過設置包括第一微透鏡和第二微透鏡的微透鏡陣列，一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半， 一第二微透鏡覆蓋一雙核對焦感光像素，能夠增加對焦像素的光通量，為提升低光環境下的對焦速度和保證畫質色彩還原的準確性提供硬體基礎。
為了實現上述實施例，本發明還提出了一種成像裝置，第9圖是根據本發明一實施例的成像裝置的結構示意圖。
如第9圖所示，該成像裝置900包括上述實施例的雙核對焦圖像感測器100和控制模組910。其中，
控制模組910控制感光單元陣列進入對焦模式，讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊，根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制。
可選地，在本發明的一實施例中，控制模組910用於讀取對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值並作為第一輸出值，讀取對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值並作為第二輸出值，根據第一輸出值和第二輸出值獲取第一相位差資訊。
需要說明的是，在本發明的實施例中，讀取對焦感光單元的第一相位差資訊，具體指的是讀取對焦感光單元中被白色濾光單元所覆蓋的那部分對焦感光單元的第一相位差資訊。
在本發明的實施例中，雙核對焦圖像感測器100中的雙核對焦感光像素具有二光電二極體，分別為第一光電二極體和第二光電二極體。因此，控制模組910還用於讀取第一光電二極體的輸出值，作為第三輸出值，讀取第二光電二極體的輸出值，作為第四輸出值，根據第三輸出值和第四輸出值獲取第二相位差資訊。
應當理解的是，對焦的目的是為了獲得清晰度更高的照片。在實際應用中，在完成對焦處理之後，通常還包括進一步的成像程序，因此，在本發明的一實施例中，控制模組910還用於控制感光單元陣列進入成像模式，控 制感光單元陣列進行曝光，並讀取感光單元陣列的輸出值，以得到感光單元陣列的像素值從而產生圖像，其中，對焦感光單元被白色濾光單元覆蓋的部分的像素值通過插值還原演算法獲得。
本發明實施例的成像裝置，基於一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一雙核對焦感光像素，通過讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊，並根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制，能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
為了實現上述實施例，本發明還提出了一種行動終端，第10圖是根據本發明一實施例的行動終端的結構示意圖。
如第10圖所示，該行動終端1000包括殼體1001、處理器1002、記憶體1003、電路板1004和電源電路1005，其中，電路板1004安置在殼體1001圍成的空間內部，處理器1002和記憶體1003設置在電路板1004上；電源電路1005，用於為行動終端的各個電路或裝置供電；記憶體1003用於儲存可執行程式碼；處理器1002通過讀取記憶體1003中儲存的可執行程式碼來運行與可執行程式碼對應的程式，以用於執行上述實施例中的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法。
本發明實施例的行動終端，基於一第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，一白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，一白色濾光單元的面積為一對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一雙核對焦感光像素，通過讀取對焦感光單元的第一相位差資訊和雙核對焦感光像素的第二相位差資訊，並根據第一相位差資訊和第二相位差資訊進行對焦控制，能夠增加對焦像素的光通量，有效提升低光環境下的對焦速度，同時保證畫質色彩還原的準確性。
需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的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的關係或者順序。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的包含，從而使得包括一系列要素的程序、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的其他要素，或者是還包括為這種程序、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一......”限定的要素，並不排除在包括該要素的程序、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。
在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用於實現邏輯功能的可執行指令的定序列表，可以具體實現在任何電腦可讀媒介中，以供指令執行系統、裝置或裝置(如基於電腦的系統、包括處理器的系統或其他可以從指令執行系統、裝置或裝置取指令並執行指令的系統)使用，或結合這些指令執行系統、裝置或裝置而使用。就本說明書而言，"電腦可讀媒介"可以是任何可以包含、儲存、通訊、傳播或傳輸程式以供指令執行系統、裝置或裝置或結合這些指令執行系統、裝置或裝置而使用的裝置。電腦可讀媒介的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下：具有一或複數佈線的電連接部(電子裝置)，可攜式電腦碟盒(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，以及可攜式光碟唯讀記憶體(CDROM)。另外，電腦可讀媒介甚至可以是可在其上列印該程式的紙或其他合適的媒介，因為可以例如通過對紙或其他媒介進行光學掃描，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，本發明的各部分可以用硬體、軟體、韌體或它們的組合來實現。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 適的指令執行系統執行的軟體或韌體來實現。例如，如果用硬體來實現，和在另一實施方式中一樣，可用本領域公知的下列技術中的任一項或他們的組合來實現：具有用於對資料訊號實現邏輯功能的邏輯閘電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯閘電路的專用積體電路，可程式閘陣列(PGA)，現場可程式閘陣列(FPGA)等。
需要說明的是，在本說明書的描述中，參考術語“一實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
在本說明書的描述中，參考術語“一實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一或複數實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
儘管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。

Claims (19)

  1. 一種雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法，其特徵在於，該雙核對焦圖像感測器包括：一感光單元陣列、設置在該感光單元陣列上的一濾光單元陣列和位於該濾光單元陣列之上的一微透鏡陣列，其中，該微透鏡陣列包括一第一微透鏡和一第二微透鏡，該第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，該白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，該白色濾光單元的面積為該對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體，該方法包括以下步驟：控制該感光單元陣列進入一對焦模式；讀取該對焦感光單元的一第一相位差資訊和該雙核對焦感光像素的一第二相位差資訊；根據該第一相位差資訊和該第二相位差資訊進行對焦控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，讀取該對焦感光單元的一第一相位差資訊，包括：讀取該對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值並作為一第一輸出值；讀取該對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值並作為一第二輸出值；根據該第一輸出值和第二輸出值獲取該第一相位差資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，讀取該雙核對焦感光像素的一第二相位差資訊，包括：讀取該第一光電二極體的輸出值，作為一第三輸出值；讀取該第二光電二極體的輸出值，作為一第四輸出值；根據該第三輸出值和該第四輸出值獲取該第二相位差資訊。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該雙核對焦感光像素排列為拜耳陣列。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該微透鏡陣列包括一水平中心線和一垂直中心線，該第一微透鏡為複數，該複數第一微透鏡包括：設置在該水平中心線的一第一組第一微透鏡；和設置在該垂直中心線的一第二組第一微透鏡。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中，該微透鏡陣列包括四個邊線，該複數第一微透鏡還包括：設置在該四個邊線的一第三組第一微透鏡。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，其中，該第一組第一微透鏡和該第二組第一微透鏡的透鏡密度大於該第三組第一微透鏡的透鏡密度。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該對焦感光單元包括N*N個感光像素，該白色濾光單元覆蓋該對焦感光單元中的左側N個感光像素的右半部分以及右側N個感光像素的左半部分，該方法還包括：控制該感光單元陣列進入一成像模式；控制該感光單元陣列進行曝光，並讀取該感光單元陣列的輸出值，以得到該感光單元陣列的像素值從而產生一圖像，其中，該對焦感光單元被該白色濾光單元覆蓋的部分的像素值通過插值還原演算法獲得。
  9. 一種雙核對焦圖像感測器，其特徵在於，包括：一感光單元陣列；設置在該感光單元陣列上的一濾光單元陣列；位於該濾光單元陣列之上的一微透鏡陣列；其中，該微透鏡陣列包括一第一微透鏡和一第二微透鏡，該第一微透鏡覆蓋一白色濾光單元，該白色濾光單元覆蓋一對焦感光單元，該白色濾光單元的面積為該對焦感光單元的一半，一第二微透鏡覆蓋一濾光單元，該濾光單元覆蓋一雙核對焦感光像素，該雙核對焦感光像素具有一第一光電二極體以及一第二光電二極體。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的雙核對焦圖像感測器，其中，該雙核對焦感光像素排列為拜耳陣列。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的雙核對焦圖像感測器，其中，該微透鏡陣列包括一水平中心線和一垂直中心線，該第一微透鏡為複數，該複數第一微透鏡包括：設置在該水平中心線的一第一組第一微透鏡；和設置在該垂直中心線的一第二組第一微透鏡。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的雙核對焦圖像感測器，其中，該微透鏡陣列包括四個邊線，該複數第一微透鏡還包括：設置在該四個邊線的一第三組第一微透鏡。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的雙核對焦圖像感測器，其中，該第一組第一微透鏡和該第二組第一微透鏡的透鏡密度大於該第三組第一微透鏡的透鏡密度。
  14. 如申請專利範圍第9項所述的雙核對焦圖像感測器，其中，該對焦感光單元包括N*N個感光像素，該白色濾光單元覆蓋該對焦感光單元中的左側N個感光像素的右半部分以及右側N個感光像素的左半部分。
  15. 一種成像裝置，其特徵在於，包括：如申請專利範圍第9項至第14項中任一項所述的雙核對焦圖像感測器；和一控制模組，該控制模組控制該感光單元陣列進入一對焦模式；讀取該對焦感光單元的一第一相位差資訊和該雙核對焦感光像素的一第二相位差資訊；根據該第一相位差資訊和該第二相位差資訊進行對焦控制。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的成像裝置，其中，該控制模組具體用於：讀取該對焦感光單元中一部分感光像素的輸出值並作為一第一輸出值；讀取該對焦感光單元中另一部分感光像素的輸出值並作為一第二輸出值；根據該第一輸出值和第二輸出值獲取該第一相位差資訊。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的成像裝置，其中，該雙核對焦感光像素具有二光電二極體，一第一光電二極體和一第二光電二極體，該控制模組具體用於：讀取該第一光電二極體的輸出值，作為一第三輸出值；讀取該第二光電二極體的輸出值，作為一第四輸出值；根據該第三輸出值和該第四輸出值獲取該第二相位差資訊。
  18. 如申請專利範圍第15項所述的成像裝置，其中，該控制模組還用於：控制該感光單元陣列進入一成像模式；控制該感光單元陣列進行曝光，並讀取該感光單元陣列的輸出值，以得到該感光單元陣列的像素值從而產生一圖像，其中，該對焦感光單元被該白色濾光單元覆蓋的部分的像素值通過插值還原演算法獲得。
  19. 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的空間內部，該處理器和該記憶體設置在該電路板上；該電源電路，用於為該行動終端的各個電路或裝置供電；該記憶體用於儲存一可執行程式碼；該處理器通過讀取該記憶體中儲存的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1項至8項中任一項所述的雙核對焦圖像感測器的對焦控制方法。
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