電子傳感器和用于控制電子傳感器的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種諸如數(shù)字圖像傳感器的電子傳感器，例如，具有寬動(dòng)態(tài)范圍(WDR)功能的圖像傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在諸如無反光鏡相機(jī)或移動(dòng)通信終端的拍攝裝置中，可使用對(duì)比聚焦探測(cè)方案。此外，可提供寬動(dòng)態(tài)范圍(WDR)功能，其中，在WDR功能中，同一對(duì)象的曝光較高的圖像與曝光較低的圖像被組合。
[0003]以上信息僅作為背景信息被提出以幫助對(duì)本公開的理解。至于任何上述信息是否可適用于作為針對(duì)本公開的現(xiàn)有技術(shù)，尚未做出決定，也未做出聲明。

【發(fā)明內(nèi)容】

_4] 技術(shù)方案
[0005]—種電子傳感器包括多個(gè)像素，其中，所述多個(gè)像素包括至少一個(gè)第一像素和比第一像素具有更低曝光效率的至少一個(gè)第二像素；所述多個(gè)像素被排列在多個(gè)組中，其中，所述多個(gè)組包括第一像素組和第二像素組，第一像素組被構(gòu)造為獲取第一曝光量，第二像素組被構(gòu)造為獲取第二曝光量，第二曝光量比第一曝光量更低，其中，第一像素組包括至少一個(gè)第二像素，第一像素組中的每個(gè)第二像素檢測(cè)被攝體圖像以獲取聚焦?fàn)顟B(tài)信息。
[0006]—種用于在電子傳感器中檢測(cè)被攝體圖像的方法，其中，所述電子傳感器包括多個(gè)像素，所述多個(gè)像素包括至少一個(gè)第一像素和比第一像素具有更低曝光效率的至少一個(gè)第二像素，所述方法包括:將電子傳感器的特定像素與第一像素組相關(guān)聯(lián)，其中，第一像素組被構(gòu)造為在第一曝光時(shí)長(zhǎng)內(nèi)檢測(cè)被攝體圖像的至少第一部分；將電子傳感器的特定其它像素與第二像素組相關(guān)聯(lián)，其中，第二像素組被構(gòu)造為在第二曝光時(shí)長(zhǎng)內(nèi)檢測(cè)被攝體圖像的至少第二部分，第二曝光時(shí)長(zhǎng)比第一曝光時(shí)長(zhǎng)更短；經(jīng)由第一像素組的像素獲取聚焦?fàn)顟B(tài)信息，其中，第一像素組包括至少一個(gè)第二像素，其中，聚焦?fàn)顟B(tài)信息是使用所述至少一個(gè)第二像素獲取的。
[0007]—種非暫時(shí)性機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)當(dāng)由一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使所述一個(gè)或更多個(gè)處理器執(zhí)行以下操作的指令，其中，所述操作包括:將電子傳感器的至少一個(gè)像素與被構(gòu)造為在一段特定時(shí)間內(nèi)接收光的像素組相關(guān)聯(lián)。所述操作還包括:將電子傳感器的至少另一像素與被構(gòu)造為在另一段特定時(shí)間內(nèi)接收光的另一像素組相關(guān)聯(lián)。所述像素和所述另一像素具有不同的光效率。
[0008]從以下結(jié)合附圖公開本公開的各種實(shí)施例的詳細(xì)描述，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本公開的其它方面、優(yōu)點(diǎn)和顯著特征將變得清楚。
[0009]本公開的另一方面提供一種包括安排的指令的計(jì)算機(jī)程序，其中，當(dāng)該計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，該計(jì)算程序?qū)崿F(xiàn)根據(jù)上述多個(gè)方面中的任意方面的方法。進(jìn)一步的方面提供存儲(chǔ)這種程序的機(jī)器可讀存儲(chǔ)器。
[0010]本公開的各個(gè)方面和特征在所附權(quán)利要求中被限定。
[0011]本公開的特定實(shí)施例的目的在于至少部分解決、減輕或消除與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)聯(lián)的問題和/或缺點(diǎn)中的至少一個(gè)。特定實(shí)施例目的在于提供以下描述的優(yōu)點(diǎn)中的至少一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。
[0012]有益效果
[0013]根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的圖像傳感器和用于控制圖像傳感器的方法提供一種確保具有小光接收量的效率較低的像素(例如，相位差聚焦探測(cè)像素)的曝光量的方式，從而使用單個(gè)圖像傳感器來實(shí)現(xiàn)聚焦探測(cè)和WDR。此外，當(dāng)正常執(zhí)行由于光接收量比其它像素更小而具有更長(zhǎng)曝光時(shí)長(zhǎng)的像素的功能時(shí)，也可實(shí)現(xiàn)WDR功能。因此，根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的圖像傳感器和用于控制圖像傳感器的方法可有助于改進(jìn)捕捉的圖像的質(zhì)量以及相機(jī)模塊和電子裝置的小型化。
【附圖說明】
[0014]從以下結(jié)合附圖的描述，本公開的特定實(shí)施例的以上和其它實(shí)施例、特征和優(yōu)點(diǎn)將更清楚，在附圖中:
[0015]圖1是根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器的部件的放大示圖；
[0016]圖2是根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器的部件的放大示圖；
[0017]圖3示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器中的圖像檢測(cè)像素的各種排列；
[0018]圖4、圖5、圖6A、圖6B和圖7是與根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器的像素的曝光操作相關(guān)聯(lián)的示圖；
[0019]圖8示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器中的包括相位差聚焦探測(cè)像素的像素的各種排列；
[0020]圖9示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器中的彩色濾光器的排列；
[0021]圖10是根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的沿圖9中示出的數(shù)字圖像傳感器的線A ? A’截出的剖面圖；
[0022]圖11是示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的彩色濾光器的特性的曲線圖；
[0023]圖12和圖13示出根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器的捕捉的屏幕；
[0024]圖14是包括根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器的電子裝置的框圖；
[0025]圖15是示出用于控制根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的數(shù)字圖像傳感器的方法的流程圖；
[0026]貫穿附圖，相同的標(biāo)號(hào)將被理解為是指同樣的部件、組件和結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下文中，將參照附圖來對(duì)本公開的各種實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。所述描述包括各種特定細(xì)節(jié)以幫助理解，但這些細(xì)節(jié)僅被視為示例。相應(yīng)地，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到:在不脫離本公開的范圍和精神的情況下可對(duì)描述在此的各種實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。此外，為了清楚和簡(jiǎn)明，可省略對(duì)公知功能和結(jié)構(gòu)的描述。
[0028]在以下的描述和權(quán)利要求中使用的術(shù)語和詞語不限于書面含義，而僅被發(fā)明人用來能夠清晰且一致地理解本公開。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)清楚:提供本公開的各種實(shí)施例的以下描述僅用于示意性的目的，而并非為了限制由權(quán)利要求和它們的等同物限定的本公開的目的。
[0029]貫穿本申請(qǐng)的說明書和權(quán)利要求，詞語“包括”和“包含”以及這些詞語的變體(例如，“包括...的”和“包括”)表示“包括但不限于此”，并且不意圖(且不)排除其它組件、整體或步驟。
[0030]除非與此矛盾，否則結(jié)合本發(fā)明的具體方面、實(shí)施例或示例描述的特征、整體或特性將被理解為可應(yīng)用于在此描述的任何其它方面、實(shí)施例或示例。
[0031]還將理解:貫穿本申請(qǐng)的說明書和權(quán)利要求書，具有一般形式“用于Y的X”的語言(其中，Y是某一動(dòng)作、活動(dòng)或步驟，X是用于執(zhí)行該動(dòng)作、活動(dòng)或步驟的某一裝置)包含為了進(jìn)行Y而特別適配或布置的但并非僅為了進(jìn)行Y而適配或布置的裝置X。
[0032]貫穿本申請(qǐng)的說明書和權(quán)利要求，除非上下文另有所需，否則單數(shù)形式包含復(fù)數(shù)形式。具體來說，在使用不定冠詞的地方，除非上下文另有所需，否則本申請(qǐng)將被理解為考慮復(fù)數(shù)以及單數(shù)。因此應(yīng)理解，除非上下文清楚地另有指示，否則單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)指代物。因此，例如，提到“組件表面”包括提到一個(gè)或更多個(gè)這樣的表面。
[0033]根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的電子傳感器(例如，數(shù)字圖像傳感器)公開了在提供寬動(dòng)態(tài)范圍(WDR)功能的同時(shí)穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)聚焦探測(cè)功能的像素的排列。相較于圖像傳感器的其它像素，根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的圖像傳感器的像素可包括在結(jié)構(gòu)上或功能上具有較低光接收效率(light-receiving efficiency)的像素(“效率較低的像素”)。所述效率較低的像素可包括具有相位分離結(jié)構(gòu)的像素、具有諸如紅、綠和藍(lán)顏色的濾光器的像素以及與其它像素相比具有使更少量的光穿過的微透鏡結(jié)構(gòu)的像素。根據(jù)電子傳感器所需的性能，可以可選地或額外地對(duì)像素提供互補(bǔ)色(青色、品紅色、黃色)的濾光器和/或?qū)t外頻率或紫外頻率具有帶通的濾光器。
[0034]根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的電子傳感器(例如，圖像傳感器)包括用于檢測(cè)圖像信息的像素，其中，所述像素中的至少某些像素是效率較低的像素，并且所述電子傳感器通過使用所述效率較低的像素來檢測(cè)關(guān)于聚焦調(diào)整(或聚焦)狀態(tài)的信息。根據(jù)本公開的特定實(shí)施例，效率較低的像素可能比圖像傳感器的其它像素使用更長(zhǎng)曝光時(shí)間(或時(shí)長(zhǎng))來獲取相同的圖像信息量。例如，在一對(duì)具有相位分離結(jié)構(gòu)的效率較低的像素之中，第一效率較低的像素可檢測(cè)穿過成像透鏡的出射光瞳的一側(cè)的光(例如，圖像信息)，第二效率較低的像素可檢測(cè)穿過成像透鏡的出射光瞳的另一側(cè)的光(例如，圖像信息)。根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的電子裝置的控制器可通過對(duì)由第一效率較低的像素檢測(cè)到的圖像與由第二效率較低的像素檢測(cè)到的圖像之間的距離進(jìn)行比較來檢測(cè)聚焦?fàn)顟B(tài)。
[0035]此外，根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的電子傳感器(例如，圖像傳感器)的像素可被分類為至少兩組，使得第一像素組被設(shè)置為比第二像素組具有更高或更低的像素曝光量，由此實(shí)現(xiàn)WDR功能。像素曝光量可通過曝光時(shí)長(zhǎng)、像素的光電轉(zhuǎn)換效率(或膠片速度)、像素大小、透鏡調(diào)整或彩色濾光器來設(shè)置。根據(jù)本公開的各種實(shí)施例，具有較高曝光量的像素(曝光較高的像素)可檢測(cè)在圖像傳感器中形成的圖像的區(qū)域中的暗色部分的圖像信息，具有較低曝光量的像素(“曝光較低的像素”)可檢測(cè)捕捉圖像的區(qū)域中的明亮部分的圖像?目息。
[0036]如先前所述，效率較低的像素比其它像素(“圖像檢測(cè)像素”)具有更低的光接收效率。在假設(shè)對(duì)于兩個(gè)像素集的給定曝光時(shí)長(zhǎng)的情況下，相較于圖像檢測(cè)像素，效率較低的像素每單位時(shí)間可能具有更少的入射光。這種對(duì)入射光的約束可在結(jié)構(gòu)上或在控制器的控制下發(fā)生。例如，在假設(shè)相同曝光時(shí)長(zhǎng)的情況下，效率較低的像素可能比圖像檢測(cè)像素獲取更少的圖像信息。
[0037]當(dāng)設(shè)置用于實(shí)現(xiàn)WDR功能的像素組時(shí)，根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的電子傳感器(例如，數(shù)字圖像傳感器)可對(duì)效率較低的像素進(jìn)行排列以與曝光較高的像素組相應(yīng)，從而提高光接收量相對(duì)不足的像素(例如，效率較低的像素)的性能。如此，通過基于排列成與曝光較高的像素組相應(yīng)的效率較低的像素來獲取關(guān)于聚焦?fàn)顟B(tài)的信息，可實(shí)現(xiàn)更準(zhǔn)確的聚焦探測(cè)。關(guān)于聚焦?fàn)顟B(tài)的信息也可從排列成與曝光較低的像素組相應(yīng)的曝光較低的像素獲取，但是聚焦探測(cè)性能可能比排列成與曝光較高的像素組相應(yīng)的效率較低的像素更低。
[0038]當(dāng)像素被構(gòu)造為形成圖像傳感器時(shí)，如果布置了光接收量不足的濾光器，則布置有特定彩色濾光器的像素