(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像方法であって、イメージセンサ（１００）が、感光ユニットのアレイ（１０）と、前記感光ユニットのアレイ（１０）上に配置されたフィルタユニットのアレイ（２０）と、前記フィルタユニットのアレイ（２０）上に配置されたマイクロレンズのアレイ（３０）とを備え、前記感光ユニットのアレイ（１０）はフォーカシング感光ユニット（１１）と非フォーカシング感光ユニット（１２）とを含み、前記イメージセンサ（１００）は第１の出力モードと第２の出力モードを有し、前記方法は、
現在の周囲光度を検出するステップ（２１）と、
前記現在の周囲光度が予め設定された強度より小さいとき、前記第１の出力モードに入るように前記イメージセンサ（１００）を制御するステップ（２２）と、
前記第１の出力モードの下で、フォーカシングモードに入るように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御するステップ（２３）と、
各フォーカシング感光ユニット（１１）内の一部の感光画素（１１０）の出力値を第１の出力値として取得するステップ（２４）と、
各フォーカシング感光ユニット（１１）内の他の部分の感光画素（１１０）の出力値を第２の出力値として取得するステップ（２５）と、
前記第１の出力値と前記第２の出力値とに従ってフォーカシング制御を行うステップ（２６）と、
前記第１の出力モードの下で、撮像モードに入るように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御するステップ（２７）と、
前記第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御するステップ（２８）と
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の出力値および前記第２の出力値に従って前記フォーカシング制御を行うステップ（２６）が、
前記第１の出力値に従って第１の位相値を生成するステップと、
前記第２の出力値に従って第２の位相値を生成するステップと、
前記第１の位相値および前記第２の位相値に従って前記フォーカシング制御を行うステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フォーカシング感光ユニット（１１）および前記非フォーカシング感光ユニット（１２）のそれぞれが、両方ともＭ×Ｍ個の感光画素（１１０）を含み、前記第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように前記感光ユニットのアレイを制御するステップ（２８）が、
露光するように前記フォーカシング感光ユニット（１１）および前記非フォーカシング感光ユニット（１２）を制御して、前記フォーカシング感光ユニット（１１）および前記非フォーカシング感光ユニット（１２）の出力値を取得するステップと、
前記フォーカシング感光ユニット（１１）および前記非フォーカシング感光ユニット（１２）の画素値を得るために、同一のフォーカシング感光ユニット（１１）のＭ×Ｍ個の感光画素（１１０）の出力値を加算し、同一の非フォーカシング感光ユニット（１２）のＭ×Ｍ個の感光画素（１１０）の出力値を加算し、前記第１の出力モードの下で前記画像を生成するようにするステップであって、Ｍは正の整数である、ステップと
を含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記方法が、
前記現在の周囲光度が前記予め設定された強度よりも大きいとき、前記第２の出力モードに入るように前記イメージセンサ（１００）を制御すステップと、
前記第２の出力モードの下で、前記フォーカシングモードに入るように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御するステップと、
各フォーカシング感光ユニット（１１）の前記一部の感光画素（１１０）の出力値を第３の出力値として取得するステップと、
各フォーカシング感光ユニット（１１）の前記他の部分の感光画素（１１０）の出力値を第４の出力値として取得するステップと、
前記第３の出力値と前記第４の出力値とに従って前記フォーカシング制御を行うステップと、
前記第２の出力モードの下で、前記撮像モードに入るように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御するステップと、
前記第２の出力モードの下で画像を生成するために露光するように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御するステップと
をさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第２の出力モードの下で前記画像を生成するために露光するように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御するステップが、
露光するように前記感光ユニットのアレイ（１０）を制御し、前記感光ユニットのアレイ（１０）の画素値を得るために前記感光ユニットのアレイ（１０）の出力値を取得して、前記第２の出力モードの下で前記画像を生成するようにするステップであって、前記感光ユニットのアレイ（１０）の前記画素値は補間検索アルゴリズムにより得られる、ステップ
を含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記補間検索アルゴリズムにより前記感光ユニットのアレイ（１０）の前記画素値を取得するステップが、
現画素の色が、前記現画素と同じ位置にある関連画素の色と同一であるかどうかを判定するステップと、
前記現画素の色が前記現画素と同じ位置にある前記関連画素の色と同じである場合、前記関連画素の画素値を前記現画素の画素値として決定するステップと、
前記現画素の色が前記現画素と同じ位置にある前記関連画素の色と異なる場合、補間アルゴリズムに基づいて前記関連画素の画素値に従って前記現画素の画素値を決定するステップであって、前記感光ユニットのアレイは関連画素ユニットを含み、各関連画素ユニットは前記現画素と同じ色を有し、前記現画素に隣接している、ステップと
を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
感光ユニットのアレイ（１０）と、
前記感光ユニットのアレイ（１０）上に配置されたフィルタユニットのアレイ（２０）と、
前記フィルタユニットのアレイ（２０）上に配置されたマイクロレンズのアレイ（３０）と、
を含むイメージセンサ（１００）であって、前記感光ユニットのアレイ（１０）はフォーカシング感光ユニット（１１）および非フォーカシング感光ユニット（１２）を含む、イメージセンサ（１００）と、
現在の周囲光度を検出するように構成された検出モジュール（１７２０）と、
前記現在の周囲光度を検出することに加えて、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された制御モジュール（１７３０）と
を備える、電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は電子技術分野に関し、特に、イメージセンサ、撮像方法および電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
技術の継続的な更新により、ますます多くの製造業者が１６Ｍ−４Ｍ構造を有するイメージセンサを使用し始めている。イメージセンサが暗い条件下で４Ｍモードを通して画像を出力するとき、それは信号対雑音比および雑音性能を改善することができる。ただし、暗い条件では、４Ｍモードのフォーカシング速度が遅くなる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本開示の実施形態は、撮像方法を提供する。イメージセンサは、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズのアレイとを含む。感光ユニットのアレイは、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む。イメージセンサは、第１の出力モードと第２の出力モードとを有する。この方法は、現在の周囲光度を検出するステップと、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも小さいとき、第１の出力モードに入るようにイメージセンサを制御すステップと、第１の出力モードの下で、フォーカシングモードに入るように感光ユニットのアレイを制御するステップと、各フォーカシング感光ユニットの一部の感光画素の出力値を第１の出力値として取得するステップと、各フォーカシング感光ユニットの他の部分の感光画素の出力値を第２の出力値として取得するステップと、第１の出力値と第２の出力値とに従ってフォーカシング制御を行うステップと、第１の出力モードの下で、撮像モードに入るように感光ユニットのアレイを制御するステップと、第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御するステップと、を含む。
【０００４】
少なくとも１つの実施形態では、第１の出力値と第２の出力値とに従ってフォーカシング制御を行うステップは、第１の出力値に従って第１の位相値を生成するステップと、第２の出力値に従って第２の位相値を生成するステップと、第１の位相値および第２の位相値に従ってフォーカシング制御を行うステップと、を含む。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態では、各フォーカシング感光ユニットおよび各非フォーカシング感光ユニットは両方ともＭ×Ｍ個の感光画素を含む。第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御するステップは、露光するようにフォーカシング感光ユニットおよび非フォーカシング感光ユニットを制御して、フォーカシング感光ユニットおよび非フォーカシング感光ユニットの出力値を取得するステップと、フォーカシング感光ユニットおよび非フォーカシング感光ユニットの画素値を得るために、同一のフォーカシング感光ユニットのＭ×Ｍ個の感光画素の出力値を加算して、同一の非フォーカシング感光ユニットのＭ×Ｍ個の感光画素の出力値を加算して、第１の出力モードの下で画像を生成するようにするステップであって、Ｍは正の整数である、ステップと、を含む。
【０００６】
少なくとも１つの実施形態では、この方法は、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも大きいとき、第２の出力モードに入るようにイメージセンサを制御すステップと、第２の出力モードの下で、フォーカシングモードに入るように感光ユニットのアレイを制御するステップと、各フォーカシング感光ユニットの一部の感光画素の出力値を第３の出力値として取得するステップと、各フォーカシング感光ユニットの他の部分の感光画素の出力値を第４の出力値として取得するステップと、第３の出力値と第４の出力値とに従ってフォーカシング制御を行うステップと、第２の出力モードの下で、撮像モードに入るように感光ユニットのアレイを制御するステップと、第２の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御するステップと、をさらに含む。
【０００７】
少なくとも１つの実施形態では、第２の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御するステップは、露光するように感光ユニットのアレイを制御し、感光ユニットのアレイの画素値を得るために感光ユニットのアレイの出力値を取得して、第２の出力モードの下で画像を生成するようにするステップであって、感光ユニットのアレイの画素値は補間検索アルゴリズムにより得られる、ステップを含む。
【０００８】
少なくとも１つの実施形態では、補間検索アルゴリズムにより感光ユニットのアレイの画素値を取得するステップは、現画素の色が、現画素と同じ位置にある関連画素の色と同一であるかどうかを判定するステップと、現画素の色が現画素と同じ位置にある関連画素の色と同じである場合、関連画素の画素値を現画素の画素値として決定するステップと、現画素の色が現画素と同じ位置にある関連画素の色と異なる場合、補間アルゴリズムに基づいて関連画素の画素値に従って現画素の画素値を決定するステップであって、感光ユニットのアレイは関連画素ユニットを含み、各関連画素ユニットは現画素と同じ色を有し、現画素に隣接している、ステップと、を含む。
【０００９】
本開示の実施形態は、イメージセンサを提供する。イメージセンサは、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズのアレイとを含む。感光ユニットのアレイは、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む。
【００１０】
少なくとも１つの実施形態では、マイクロレンズのアレイは、第１のマイクロレンズと第２のマイクロレンズとを含む。１つの第１のマイクロレンズは１つのフォーカシング感光ユニットを覆う。Ｎ×Ｎ個の第２のマイクロレンズが１つの非フォーカシング感光ユニットを覆い、ここでＮは正の整数である。
【００１１】
少なくとも１つの実施形態では、マイクロレンズのアレイは第３のマイクロレンズをさらに含む。１つの第１のマイクロレンズは、Ｎ×Ｎ個の第３のマイクロレンズを覆う。Ｎ×Ｎ個の第３のマイクロレンズは１つのフォーカシング感光ユニットを覆う。
【００１２】
少なくとも１つの実施形態では、第１のマイクロレンズのそれぞれの形状は、第３のマイクロレンズのそれぞれの形状とは異なる。
【００１３】
少なくとも１つの実施形態では、第１群の第１のマイクロレンズは、イメージセンサの水平中心線に沿って配置され、第２群の第１のマイクロレンズは、イメージセンサの垂直中心線に沿って配置されている。
【００１４】
少なくとも１つの実施形態では、第３群の第１のマイクロレンズが４つの境界線に沿って配置されている。
【００１５】
少なくとも１つの実施形態では、第１群の第１のマイクロレンズおよび第２群の第１のマイクロレンズの密度は、第３群の第１のマイクロレンズの密度よりも大きい。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態では、各フォーカシング感光ユニットおよび各非フォーカシング感光ユニットはＭ×Ｍ個の感光画素を含み、ここでＭは正の整数である。
【００１７】
本開示の実施形態は電子装置を提供する。電子装置は、イメージセンサと、検出モジュールと、制御モジュールとを含む。イメージセンサは、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上の配置されたマイクロレンズのアレイと、を含み、感光ユニットのアレイはフォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む。検出モジュールは、現在の周囲光度を検出するように構成される。制御モジュールは、現在の周囲光度を検出することに加えて、上記の任意の方法を実行するように構成される。
【００１８】
本開示の実施形態のさらなる態様および利点は、以下の説明に部分的に与えられ、以下の説明から部分的に明らかになり、または本開示の実施形態の実施から習得されよう。
【００１９】
本開示の実施形態のこれらおよび他の態様および利点は、図面を参照して行われる以下の説明から明らかになり、より容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の一実施形態によるイメージセンサの立体構造を示す概略図である。
【図２】本開示の一実施形態によるイメージセンサを示す断面図である。
【図３】本開示の別の実施形態によるイメージセンサを示す断面図である。
【図４】本開示の一実施形態による、ＮおよびＭの値が２であるときの上面図である。
【図５】本開示の一実施形態による撮像方法のフローチャートである。
【図６】本開示の一実施形態によるフォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素を左部分と右部分に分割することによってフォーカシングを行うことを示す概略図である。
【図７】本開示の一実施形態によるフォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素を上部と下部に分割することによってフォーカシングを行うことを示す概略図である。
【図８】本開示の一実施形態によるフォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素をフォーカシング感光ユニットの２つの対角線によって２つの部分に分割することによってフォーカシングを行うことを示す概略図である。
【図９】本開示の別の実施形態によるフォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素を左部分と右部分に分割することによってフォーカシングを行うことを示す概略図である。
【図１０】本開示の別の実施形態によるフォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素を上部と下部に分割することによってフォーカシングを行うことを示す概略図である。
【図１１】本開示の別の実施形態によるフォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素をフォーカシング感光ユニットの２つの対角線によって２つの部分に分割することによってフォーカシングを行うことを示す概略図である。
【図１２】本開示の一実施形態による第１の出力モードの下での撮像を示す概略図である。
【図１３】本開示の別の実施形態による第１の出力モードの下での撮像を示す概略図である。
【図１４】本開示の一実施形態による第２の出力モードの下での撮像モードの撮像方法のフローチャートである。
【図１５】本開示の一実施形態による、赤色光を受光する感光ユニットに対して補間検索を実行することを示す概略図である。
【図１６】本開示の一実施形態による、緑色光を受光する感光ユニットに対して補間検索を実行することを示す概略図である。
【図１７】本開示の一実施形態によるイメージセンサにおけるフォーカシング感光ユニットの分布を示す概略図である。
【図１８】本開示の別の実施形態によるイメージセンサにおけるフォーカシング感光ユニットの分布を示す概略図である。
【図１９】本開示の一実施形態によるフォーカシング感光ユニットＧｐと中心点との間の距離を示す概略図である。
【図２０】本開示の一実施形態によるフォーカシング感光ユニットＧｐの処理を示す概略図である。
【図２１】本開示の一実施形態による撮像装置のブロック図である。
【図２２】本開示の一実施形態による電子装置の構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ここで、例示的な実施形態を詳細に参照し、実施形態の例は添付の図面に示されており、図面全体を通して、同一もしくは類似の参照符号は、同一もしくは類似の要素または同一もしくは類似の機能を有する要素を表す。以下に図面を参照しながら説明する実施形態は単なる例示であり、本開示を説明するために使用されるものであり、本開示を限定するものとして理解されるべきではない。
【００２２】
本開示は、撮像方法に関する。撮像用のイメージセンサは、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズのアレイとを含む。感光ユニットのアレイは、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む。イメージセンサは、第１の出力モードと第２の出力モードとを有する。この方法は、現在の周囲光度を検出するステップと、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも小さいとき、第１の出力モードに入るようにイメージセンサを制御すステップと、第１の出力モードの下で、フォーカシングモードに入るように感光ユニットのアレイを制御するステップと、各フォーカシング感光ユニットの一部の感光画素の出力値を第１の出力値として取得するステップと、各フォーカシング感光ユニットの他の部分の感光画素の出力値を第２の出力値として取得するステップと、第１の出力値と第２の出力値とに従ってフォーカシング制御を行うステップと、第１の出力モードの下で、撮像モードに入るように感光ユニットのアレイを制御するステップと、第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御するステップと、を含む。
【００２３】
本開示は、イメージセンサに関する。イメージセンサは、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズのアレイとを含む。感光ユニットのアレイは、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む。
【００２４】
本開示は電子装置に関する。電子装置は、イメージセンサと、検出モジュールと、制御モジュールとを含む。イメージセンサは、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上の配置されたマイクロレンズのアレイと、を含み、感光ユニットのアレイはフォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む。検出モジュールは、現在の周囲光度を検出するように構成される。制御モジュールは、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも小さいときに第１の出力モードに入るようにイメージセンサを制御し、第１の出力モードの下で、フォーカシングモードに入るように感光ユニットのアレイを制御し、各フォーカシング感光ユニットの一部の感光画素の出力値を第１の出力値として取得し、各フォーカシング感光ユニットの他の部分の感光画素の出力値を第２の出力値として取得し、第１の出力値と第２の出力値とに従ってフォーカシング制御を行い、第１の出力モードの下で、撮像モードに入るように感光ユニットのアレイを制御し、第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御する、ように構成される。
【００２５】
本開示はさらに電子装置に関する。電子装置は、ハウジングと、プロセッサと、メモリと、回路基板と、電源回路とを含む。回路基板は、ハウジングによって囲まれた空間内に配置されている。プロセッサとメモリは、回路基板上に配置されている。電源回路は、携帯端末のそれぞれの回路または構成要素に電力を供給するように構成される。メモリは実行可能プログラムコードを格納するように構成される。プロセッサは、メモリに格納された実行可能プログラムコードを読み出すことによって実行可能プログラムコードに対応するプログラムを実行し、上述の撮像方法を実行するように構成される。
【００２６】
本開示の実施形態に係るイメージセンサ、撮像方法および電子装置について、図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本開示の一実施形態による立体構造物を示す概略図である。
【００２８】
図１に示すように、イメージセンサ１００は、感光ユニットのアレイ１０と、フィルタユニットのアレイ２０と、マイクロレンズのアレイ３０とを含む。
【００２９】
フィルタユニットのアレイ２０は、感光ユニットのアレイ１０上に配置されている。マイクロレンズのアレイ３０は、フィルタユニットのアレイ２０上に配置されている。
【００３０】
少なくとも１つの実施形態では、図２に示すように、感光ユニットのアレイ１０は、フォーカシング感光ユニット１１と非フォーカシング感光ユニット１２とを含む。マイクロレンズのアレイ３０は、第１のマイクロレンズ３１と第２のマイクロレンズ３２とを含む。１つの第１のマイクロレンズ３１は、１つのフォーカシング感光ユニット１１を覆う。Ｎ×Ｎ個の第２のマイクロレンズ３２が１つの非フォーカシング感光ユニット１２を覆い、ここで、Ｎは正の整数である。フォーカシング感光ユニット１１および非フォーカシング感光ユニット１２は、ともにＭ×Ｍ個の感光画素１１０を含み、ここでＭは正の整数である。
【００３１】
少なくとも１つの実施形態では、第１のマイクロレンズ３１のそれぞれのサイズは、第２のマイクロレンズ３２のそれぞれのサイズとは異なる。
【００３２】
本開示の実施形態では、ＭおよびＮの値は同じであり得る。例えば、ＭとＮの値は２である。図４に示すように、イメージセンサ１００では、２×２個の第２のマイクロレンズが１つの非フォーカシング感光ユニットを覆い、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットの両方が２×２個の感光画素を含む。勿論、ＭとＮの値は異なってもよい。
【００３３】
本開示の実施形態では、マイクロレンズの形状は、図４に示す円形であってもよく、または長方形または他の形状であってもよいことに留意されたい。
【００３４】
本開示の少なくとも１つの実施形態では、フォーカシング感光ユニットがより多くの光を集めるようにするために、マイクロレンズのアレイ内の１つの第１のマイクロレンズはＮ×Ｎ個の長方形のマイクロレンズを覆い、ここで、Ｎは正の整数である。本開示の一実施形態では、図３に示すように、イメージセンサの１つの第１のマイクロレンズは、２×２個の長方形のマイクロレンズ３３を覆う。
【００３５】
すなわち、この実施形態では、イメージセンサのマイクロレンズのアレイ３０は、第１のマイクロレンズ３１、第２のマイクロレンズ３２、および長方形のマイクロレンズ３３を含む。２層形状で大きさの異なる２種類のマイクロレンズでフォーカシング感光ユニットを覆うことで、フォーカシング感光ユニット上により多くの光を集めることができ、暗い光環境での撮影効果やフォーカシング速度を向上させることができる。
【００３６】
本開示の実施形態におけるイメージセンサは、２つの出力モード、すなわち第１の出力モードと第２の出力モードとを有する。
【００３７】
以上に例示したイメージセンサの構成に基づいて、以下に本開示の実施形態による撮像方法を説明する。
【００３８】
図５に示すように、イメージセンサの撮像方法は以下の通りである。
【００３９】
ブロック２１において、現在の周囲光度が検出される。
【００４０】
対象物が携帯電話を通して捕捉されるとき、現在の周囲光度は、携帯電話のカメラが捕捉されるべき対象物を指し示した後に検出される。
【００４１】
ブロック２２において、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも小さいとき、イメージセンサは第１の出力モードに入るように制御される。
【００４２】
検出された現在の周囲光度は予め設定された強度と比較される。現在の周囲光度が予め設定された強度（例えば、３００ルクス）よりも小さい場合、すなわち捕捉されるべき対象物が暗い光環境にある場合、イメージセンサは第１の出力モードに入るように制御される。第１の出力モードは４Ｍ出力フォーマットであり得る。このフォーマットで出力される画像では、同一の感光ユニット内の感光画素の色は同じである。したがって、分解能は低くなるが、信号対雑音比は高くなる。
【００４３】
ブロック２３において、第１の出力モードの下で、感光ユニットのアレイはフォーカシングモードに入るように制御される。
【００４４】
カメラが捕捉されるべき対象物を指し示した後、スクリーンをクリックして焦点を合わせることができる。このとき、第１の出力モードの下で感光ユニットのアレイがフォーカシングモードに入る。
【００４５】
ブロック２４において、各フォーカシング感光ユニット内の一部の感光画素の出力値が第１の出力値として取得される。
【００４６】
ブロック２５において、各フォーカシング感光ユニット内の他の部分の感光画素の出力値が第２の出力値として取得される。
【００４７】
ブロック２６では、第１の出力値と第２の出力値に従ってフォーカシング制御が行われる。
【００４８】
従来、位相差検出方式のオートフォーカス（略してＰＤＡＦ）を実現するために、イメージセンサにおいて感光画素同士が隣接して対をなすように配置された感光画素構造（マスキング画素ともいう）が一般的に構成され、対に配置されたマスキング画素に向けられた様々な方向の光線を２つの部分、例えば左側部分と右側部分に分割する。マスクされた画素の構造は通常の感光画素の構造よりも複雑であるため、通常の感光画素の構造を変更するか、通常の感光画素の構造に基づいて別途遮光部を追加してマスクされた画素を得ることができ、そのため、マスクされた画素に向けられた様々な方向の光線のうちの特定の方向の光線は、マスクされた画素の感光部分に到達することができず、特定の方向の光線以外の他の光線は、マスクされた画素の感光部分に到達し得る。言い換えれば、マスクされた画素は、一般に、対をなして隣接して対称に配置される。対をなして配置されたマスクされた画素は、光線を様々な方向に分離するように構成されている。レンズを移動させる必要がある距離は、撮像後の位相差（すなわち、対に配置されたマスクされた画素の出力）をそれぞれ左側部分の光線と右側部分の光線で比較することによって計算される。
【００４９】
本開示の実施形態では、異なる方向の光信号を比較することによって、画像間の位相差情報を得ることができ、さらに、位相差情報に従って、捕捉される対象物の距離情報を得て、これにより、位相フォーカシングと被写界深度情報テストのためのデータ基盤を提供する。明らかに、本開示の実施形態では、マイクロレンズユニット、フィルタユニット、およびフォーカシング感光ユニットの協同設計を使用することによって位相フォーカシング試験を実現することができ、通常の感光画素の構造を変更する必要はないか、または通常の感光画素の構造に基づいて別途遮光部を追加する必要はなく、したがって、位相フォーカシング試験の実施はより簡単である。
【００５０】
以下では、例えば、各フォーカシング感光ユニットが２×２個の感光画素を含む場合の、第１の出力モードの下でのフォーカシング制御方法について説明する。
【００５１】
例えば、図６に示すように、フォーカシング感光ユニットの左側の２つの感光画素の出力値Ｇｐ３０およびＧｐ３２が第１の出力値として読み出され、他の部分の感光画素の出力値Ｇｐ３１およびＧｐ３３、すなわちフォーカシング感光ユニットの右側の２つの感光画素の出力値が第２の出力値として読み出される。
【００５２】
第１の出力値と第２の出力値が得られた後、フォーカシング感光ユニットの左側の２つの感光画素の出力値Ｇｐ３０とＧｐ３２の和、すなわちＧｐ１＝Ｇｐ３０＋Ｇｐ３２が算出され、第１の位相値Ｇｐ１が生成される。同様に、フォーカシング感光ユニットの右側の２つの感光画素の出力値Ｇｐ３１とＧｐ３３の和、すなわちＧｐ２＝Ｇｐ３１＋Ｇｐ３３が算出され、第２の位相値Ｇｐ２が生成される。Ｇｐ１とＧｐ２との間の位相差情報を得ることができた後、位相差情報をフォーカス距離情報に変換することができるため、フォーカス距離情報に従ってレンズの位置を調整して位相フォーカシングを実現し、したがって、位相フォーカシング試験の実施はより簡単である。
【００５３】
本開示の別の実施形態では、図７に示されるように、フォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素は上部と下部とに分割される。フォーカシング感光ユニットの上部の２つの感光画素の出力値が第１の出力値として読み出され、フォーカシング感光ユニットの下部の２つの感光画素の出力値が第２の出力値として読み出される。第１の出力値および第２の出力値が得られた後、第１の出力値に従って第１の位相値が生成され、第２の出力値に従って第２の位相値が生成される。次いで、第１の位相値と第２の位相値との位相差情報に従ってフォーカシング制御が行われる。
【００５４】
本開示のさらなる実施形態では、図８に示されるように、フォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素はフォーカシング感光ユニットの２つの対角線によって２つの部分に分割される。左上隅の感光画素および右下隅の感光画素の出力値を第１の出力値と読み出すことができ、左下隅の感光画素および右上隅の感光画素の出力値を第２の出力値として読み出すことができる。第１の出力値および第２の出力値が得られた後、第１の出力値に従って第１の位相値が生成され、第２の出力値に従って第２の位相値が生成される。次いで、第１の位相値と第２の位相値との位相差情報に従ってフォーカシング制御が行われる。
【００５５】
本開示の実施形態では、フォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素の左側および右側の感光画素の出力をそれぞれ第１の出力値および第２の出力値とすることで、左右方向の位相差情報を検出することができる。フォーカシング感光ユニットの２×２個の感光画素の上部および下部の感光画素の出力をそれぞれ第１の出力値および第２の出力値とすることで、上下方向の位相差情報を検出することができる。フォーカシング感光ユニットの２つの対角線上の感光画素の出力をそれぞれ第１の出力値および第２の出力値とすることで、対角方向の位相差情報を検出することができる。
【００５６】
また、例えば、図９に示すように、フォーカシング感光ユニットの左側の２つの感光画素の出力値Ｇｐ３０およびＧｐ３２が第１の出力値として読み出され、他の２つの感光画素の出力値Ｇｐ３１およびＧｐ３３、すなわちフォーカシング感光ユニットの右側の２つの感光画素の出力値が第２の出力値として読み出される。
【００５７】
第１の出力値と第２の出力値が得られた後、フォーカシング感光ユニットの左側の２つの感光画素の出力値Ｇｐ３０とＧｐ３２の和、すなわちＧｐ１＝Ｇｐ３０＋Ｇｐ３２が算出され、第１の位相値Ｇｐ１が生成される。同様に、フォーカシング感光ユニットの右側の２つの感光画素の出力値Ｇｐ３１とＧｐ３３の和、すなわちＧｐ２＝Ｇｐ３１＋Ｇｐ３３が算出され、第２の位相値Ｇｐ２が生成される。Ｇｐ１とＧｐ２との間の位相差情報を得ることができた後、位相差情報をフォーカス距離情報に変換することができるため、フォーカス距離情報に従ってレンズの位置を調整して位相フォーカシングを実現し、したがって、位相フォーカシング試験の実施はより簡単である。
【００５８】
本開示の別の実施形態では、図１０に示されるように、フォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素は上部と下部とに分割される。フォーカシング感光ユニットの上部の２つの感光画素の出力値が第１の出力値として読み出され、フォーカシング感光ユニットの下部の２つの感光画素の出力値が第２の出力値として読み出される。第１の出力値および第２の出力値が得られた後、第１の出力値に従って第１の位相値が生成され、第２の出力値に従って第２の位相値が生成される。次いで、第１の位相値と第２の位相値との位相差情報に従ってフォーカシング制御が行われる。
【００５９】
本開示のさらなる実施形態では、図１１に示されるように、フォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素はフォーカシング感光ユニットの２つの対角線によって２つの部分に分割される。左上隅の感光画素および右下隅の感光画素の出力値を第１の出力値と読み出すことができ、左下隅の感光画素および右上隅の感光画素の出力値を第２の出力値として読み出すことができる。第１の出力値および第２の出力値が得られた後、第１の出力値に従って第１の位相値が生成され、第２の出力値に従って第２の位相値が生成される。次いで、第１の位相値と第２の位相値との位相差情報に従ってフォーカシング制御が行われる。
【００６０】
本開示の実施形態では、フォーカシング感光ユニット内の２×２個の感光画素の左側および右側の感光画素の出力をそれぞれ第１の出力値および第２の出力値とすることで、左右方向の位相差情報を検出することができる。フォーカシング感光ユニットの２×２個の感光画素の上部および下部の感光画素の出力をそれぞれ第１の出力値および第２の出力値とすることで、上下方向の位相差情報を検出することができる。フォーカシング感光ユニットの２つの対角線上の感光画素の出力をそれぞれ第１の出力値および第２の出力値とすることで、対角方向の位相差情報を検出することができる。
【００６１】
本開示の実施形態による第１の出力モードの下でのイメージセンサのフォーカシング制御方法では、フォーカシング感光ユニットの異なる部分の感光画素の出力を読み出すことにより、異なる角度からの入射光の位相情報を取得し、異なる方向に対応する位相情報の検出を実行し、暗い光におけるフォーカシング速度を改善し、そしてフォーカシングをより正確にする。
【００６２】
ブロック２７において、第１の出力モードの下で、感光ユニットのアレイは、撮像モードに入るように制御される。
【００６３】
第１の出力モードでは、各フォーカシング感光ユニットにおける感光画素の２つの部分の出力値に応じて、フォーカシング制御が完了した後に、感光ユニットのアレイが撮像モードに入るように制御される。
【００６４】
ブロック２８において、感光ユニットのアレイは、第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように制御される。
【００６５】
例えば、図１２に示すように、青色ユニットＢ０、緑色ユニットＧ１、緑色ユニットＧ３、および赤色ユニットＲ４は、ベイヤＲＧＢ配列を構成する。フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットに露光を行う。フォーカシング感光ユニットの出力値Ｇｐ３０，Ｇｐ３１，Ｇｐ３２，Ｇｐ３３、非フォーカシング感光ユニットの出力値Ｂ００，Ｂ０１，Ｂ０２，Ｂ０３，Ｇｂ１０，Ｇｂ１１，Ｇｂ１２，Ｇｂ１３等を読み出す。
【００６６】
フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットの出力値を読み出した後、同一のフォーカシング感光ユニットの２×２個の感光画素の出力値Ｇｐ３０，Ｇｐ３１，Ｇｐ３２，Ｇｐ３３を加算してフォーカシング感光ユニットの画素値Ｇ３を取得する、すなわちＧｐ３０＋Ｇｐ３１＋Ｇｐ３２＋Ｇｐ３３＝Ｇ３。同じ非フォーカシング感光ユニットの２×２個の感光画素の出力値Ｂ００，Ｂ０１，Ｂ０２，Ｂ０３を加算して、非フォーカシング感光ユニットの画素値Ｂ０を取得する、すなわちＢ００＋Ｂ０１＋Ｂ０２＋Ｂ０３＝Ｂ０。同様に、緑色画素値Ｇ１＝Ｇｂ１０＋Ｇｂ１１＋Ｇｂ１２＋Ｇｂ１３、赤色画素値Ｒ４＝Ｒ４０＋Ｒ４１＋Ｒ４２＋Ｒ４３など、他の非フォーカシング感光ユニットの画素値を取得することができる。第１の出力モードの下の画像は、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットの画素値に従って生成される。
【００６７】
別の例では、図１３に示すように、青色ユニットＢ０、緑色ユニットＧ１、緑色ユニットＧ３、および赤色ユニットＲ４は、ベイヤＲＧＢ配列を構成する。フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットに露光を行う。フォーカシング感光ユニットの出力値Ｇｐ３０，Ｇｐ３１，Ｇｐ３２，Ｇｐ３３、非フォーカシング感光ユニットの出力値Ｂ００，Ｂ０１，Ｂ０２，Ｂ０３，Ｇｂ１０，Ｇｂ１１，Ｇｂ１２，Ｇｂ１３等を読み出す。
【００６８】
フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットの出力値を読み出した後、同一のフォーカシング感光ユニットの２×２個の感光画素の出力値Ｇｐ３０，Ｇｐ３１，Ｇｐ３２，Ｇｐ３３を加算してフォーカシング感光ユニットの画素値Ｇ３を取得する、すなわちＧｐ３０＋Ｇｐ３１＋Ｇｐ３２＋Ｇｐ３３＝Ｇ３。同じ非フォーカシング感光ユニットの２×２個の感光画素の出力値Ｂ００，Ｂ０１，Ｂ０２，Ｂ０３を加算して、非フォーカシング感光ユニットの画素値Ｂ０を取得する、すなわちＢ００＋Ｂ０１＋Ｂ０２＋Ｂ０３＝Ｂ０。同様に、緑色画素値Ｇ１＝Ｇｂ１０＋Ｇｂ１１＋Ｇｂ１２＋Ｇｂ１３、赤色画素値Ｒ４＝Ｒ４０＋Ｒ４１＋Ｒ４２＋Ｒ４３など、他の非フォーカシング感光ユニットの画素値を取得することができる。第１の出力モードの下の画像は、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットの画素値に従って生成される。
【００６９】
本開示の実施形態による撮像方法では、感光ユニットのＭ×Ｍ個の感光画素の出力値の和を感光ユニットの画素値とし、フォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットの画素値に従って画像が生成され、これにより、撮像感度および信号対雑音比を効果的に改善する。
【００７０】
本開示の実施形態によるイメージセンサの撮像方法では、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズアレイとを含み、感光ユニットのアレイがフォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む構成に基づいて、イメージセンサは、２つの出力モード、すなわち第１の出力モードと第２の出力モードとを有する。現在の周囲光度が予め設定された強度より小さい場合、イメージセンサは第１の出力モードに入り、各フォーカシング感光ユニット内の一部の感光画素の出力値と各フォーカシング感光ユニット内の他の部分の感光画素の出力値とを用いてフォーカシング制御が行われ、フォーカシング速度を効果的に向上させることができる。
【００７１】
上記実施形態では、周囲光度が低い状況でイメージセンサが第１の出力モードに入るときのフォーカシング方法および撮像方法について説明した。以下では、明るい光環境下での撮像方法について詳細に説明する。
【００７２】
対象物が携帯電話を通して捕捉されるとき、現在の周囲光度は、携帯電話のカメラが捕捉されるべき対象物を指し示した後に検出される。検出された現在の周囲光度は予め設定された強度と比較される。現在の周囲光度が予め設定された強度（例えば、３００ルクス）より大きい場合、すなわち捕捉環境が明るい光環境である場合、イメージセンサは第２の出力モードに入るように制御される。
【００７３】
第２の出力モードは１６Ｍ出力フォーマットであり得る。このフォーマットの下で出力される画像では、同一の感光ユニット内の感光画素の色が異なる。このフォーマットの下で出力された画像は、より高い解像度で、第１の出力モードで出力されたものより詳細を有する。
【００７４】
カメラが捕捉されるべき対象物を指し示した後、スクリーンをクリックして焦点を合わせることができる。このとき、感光ユニットのアレイはフォーカシングモードに入る。
【００７５】
本開示の実施形態では、第２の出力モードの下でのフォーカシング方法は、第１の出力モードの下でのフォーカシング方法と同様であり、それは本明細書では詳述しない。
【００７６】
図１４に示すように、第２の出力モードの下での撮像方法は、以下の通りである。
【００７７】
ブロック７１において、第２の出力モードの下で、感光ユニットのアレイは、撮像モードに入るように制御される。
【００７８】
第２の出力モードでは、各フォーカシング感光ユニット内の感光画素の２つの部分の出力値に応じた位相差情報を得ることにより、位相差情報に従ってフォーカシング制御が完了した後に、感光ユニットのアレイが撮像モードに入るように制御される。
【００７９】
ブロック７２において、感光ユニットのアレイは、第２の出力モードの下で画像を生成するために露光するように制御される。
【００８０】
本開示の実施形態では、感光ユニットが撮像モードに入るように制御された後に、感光ユニットのアレイに対して露光が行われる。同時に、感光ユニットのアレイの出力値が読み出される。
【００８１】
感光ユニットのアレイの出力値が読み出された後、感光ユニットのアレイの画素値は補間検索アルゴリズムにより取得され得る。次いで、補間および検索の後に、感光ユニットのアレイの画素値に従って画像が生成される。
【００８２】
本開示の実施形態において、補間検索アルゴリズムは以下を含み得る。
【００８３】
現画素の色が、現画素と同じ位置にある関連画素の色と同一であるかどうかが判定される。図１５に示すように、右側部分の画像のＲ２２は現画素であり、左側部分の画像のＲ２２は関連画素である。
【００８４】
現画素の色が現画素と同じ位置にある関連画素の色と同じである場合、関連画素の画素値を現画素の画素値として決定する。例えば、図１５に示すように、現画素Ｒ２２の色は、現画素と同じ位置にある関連画素の色と同じ赤色であるので、現画素の画素値と、現画素と同じ位置にある関連画素の画素値は同じ、すなわち、Ｒ２２＝Ｒ２２である。
【００８５】
現画素の色が現画素と同じ位置にある関連画素の色と異なる場合には、関連画素の画素値に応じて補間により現画素の画素値が決定される。画像画素ユニットのアレイは関連画素ユニットを含む。関連画素ユニットは、現画素と同じ色を有し、現画素に隣接している。
【００８６】
例えば、図１５に示すように、現画素Ｇｒ２３の色は緑色であり、関連画素Ｒ２３の色は赤色である、すなわち、現画素の色は、現画素と同じ位置にある関連画素の色とは異なり、現画素Ｇｒ２３の値は、関連画素の画素値に従って補間により計算され得る。現画素Ｇｒ２３の関連画素は、Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７である。
【００８７】
本開示の一実施形態では、補間検索アルゴリズムは、感光ユニットによって受光される光の異なる色に従って２つの状況に分割され得る。詳細な例は以下の通りである。
【００８８】
第１の例では、感光ユニットは赤色光を受光する。図１５に示すように、現画素Ｒ２２の色は赤色であり、関連画素Ｒ２２の色も赤色であるため、Ｒ２２＝Ｒ２２である。現画素Ｇｒ２３の色は緑色であり、関連画素Ｒ２３の色とは異なるので、現画素Ｇｒ２３の値は、関連画素Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７の画素値に従って補間により、すなわち式（１）により取得され得る。
【数１】
0006878604.tif 000002
【００８９】
現画素Ｇｂ３２の色は緑色であり、関連画素Ｒ３２の色とは異なる。また、現画素Ｇｂ３２の値は、関連画素Ｇ１，Ｇ３，Ｇ５，Ｇ７の画素値に従って、式（２）のような補間により取得され得る。
【数２】
0006878604.tif 000003
【００９０】
現画素Ｂ３３の色は青色であり、関連画素Ｒ３３の色とは異なる。現画素Ｂ３３の値は、関連画素Ｂ０，Ｂ２，Ｂ６，Ｂ８の画素値に従って補間により、すなわち式（３）により取得され得る。
【数３】
0006878604.tif 000004
【００９１】
なお、青色光を受光する感光ユニットの補間検索アルゴリズムは、赤色光を受光する感光ユニットの補間検索アルゴリズムと同じであるため、ここでは詳述しない。
【００９２】
第２の例では、感光ユニットは緑色光を受光する。図１６に示すように、現画素Ｒ２２の色は赤であり、関連画素Ｇｒ２２の色とは異なる。現画素Ｒ２２の値は、関連画素Ｒ３およびＲ５の画素値に従って補間検索により、すなわち式（４）により取得され得る。
【数４】
0006878604.tif 000005
【００９３】
なお、青色光を受光する感光ユニットの補間検索アルゴリズムは、赤色光を受光する感光ユニットの補間検索アルゴリズムと同じであるため、ここでは詳述しない。
【００９４】
現画素Ｇｒ２３の色は緑色であり、これは関連画素Ｇｒ２３の色と同一であるので、現画素の値は関連画素の値と同じ、すなわちＧｒ３２＝Ｇｒ３２である。現画素Ｇｂ３２の色は緑色であり、これは関連画素の色と同一であり、現画素の値は関連画素の値と同じ、すなわちＧｂ３２＝Ｇｂ３２である。現画素Ｂ３３の色は関連画素Ｇｒ３３と異なる青色であるため、現画素Ｂ３３の値は関連画素Ｂ１およびＢ７の画素値に従って補間により、すなわち式（５）により取得され得る。
【数５】
0006878604.tif 000006
【００９５】
上述の補間検索アルゴリズムに従って感光ユニットのアレイの画素値が得られた後、感光ユニットのアレイの画素値に従って第２の出力モードの下での画像が生成される。
【００９６】
本開示の実施形態で提供される撮像方法では、イメージセンサは、現在の周囲光度に従って対応するデータ出力モードを選択することができ、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも小さい場合、画像は第１の出力モードに従って生成され、現在の周囲光度が予め設定された強度より大きい場合、画像は第２の出力モードに従って生成される。
【００９７】
本開示の実施形態によるイメージセンサの撮像方法では、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズアレイとを含み、感光ユニットのアレイがフォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む構成に基づいて、イメージセンサは、２つの出力モード、すなわち第１の出力モードと第２の出力モードとを有する。現在の周囲光度が予め設定された強度より小さい場合、イメージセンサは第１の出力モードに入り、各フォーカシング感光ユニット内の一部の感光画素の出力値と各フォーカシング感光ユニット内の他の部分の感光画素の出力値とを用いてフォーカシング制御が行われ、フォーカシング速度を効果的に向上させることができる。
【００９８】
ＭとＮの値が同じである場合、イメージセンサのフォーカシング方法および撮像方法は、上述の実施形態におけるフォーカシング方法および撮像方法と同様であるので、ここでは詳述しない。
【００９９】
勿論、ＭとＮの値は異なってもよい。ＭとＮの値が異なる場合、イメージセンサのフォーカシング方法および撮像方法は、上述の実施形態におけるフォーカシング方法および撮像方法と同様であるので、ここでは詳述しない。
【０１００】
本開示の一実施形態では、図１７に示すように、マイクロレンズのアレイは水平中心線と垂直中心線とを含むことができる。複数の第１のマイクロレンズがある。複数の第１のマイクロレンズは、水平中心線に配置された第１群の第１のマイクロレンズと、垂直中心線に配置された第２群の第１のマイクロレンズとを含む。
【０１０１】
フォーカシング速度を向上させるために、本開示の別の実施形態では、図１８に示すように、複数の第１のマイクロレンズは、マイクロレンズのアレイの４つの境界線に配置された第３群の第１のマイクロレンズをさらに含み得る。
【０１０２】
図１８から分かるように、第１のマイクロレンズによって覆われたフォーカシング感光ユニット、すなわち図１８のＧｐは、イメージセンサ内に分散して分布し、全画素数の３％〜５％を占める。Ｇｐはイメージセンサの中央領域に集中的に分布し、境界領域には疎に分布している。画像の中央領域に対応する位相情報が最初に取得され、それにより画像の品質に影響を与えることなくフォーカシング速度を効果的に改善する。
【０１０３】
レンズの密度が大きいほど、またレンズの屈折率が大きいほど、レンズの集光能力は強い。したがって、フォーカシング速度および撮影効果を向上させるために中央領域のフォーカシング感光ユニットにより多くの光を集めるために、本開示の一実施形態では、第１群の第１のマイクロレンズおよび第２群の第１のマイクロレンズの密度は、第３群の第１のマイクロレンズの密度より大きくてもよく、その結果、中央領域におけるフォーカシング感光ユニットの入射光量は、境界におけるフォーカシング感光ユニットの入射光量よりも大きくなり、それにより、フォーカシング速度と撮影効果を向上させる。
【０１０４】
本開示の一実施形態では、図１８に示すフォーカシング感光ユニットの分布に基づいて、イメージセンサが第２の出力モードにあるときに、フォーカシング感光ユニットＧｐの感光画素の値が処理され得る。
【０１０５】
イメージセンサの中央部分の光は強く、周りは弱い。したがって、イメージセンサ中央部分のフォーカシング感光ユニットＧｐの感光画素の値を直接用いることができ、フォーカシング感光ユニットＧｐがイメージセンサの中心点から遠いほど、フォーカシング感光ユニットＧｐの感光画素の値の信頼性が低く、したがって、イメージセンサの境界にあるフォーカシング感光ユニット内の感光画素の値を、周辺の感光画素の値に置き換えることができる。
【０１０６】
本開示の一実施形態では、フォーカシング感光ユニットＧｐの感光画素の値は、各フォーカシング感光ユニットＧｐとイメージセンサの中心点との間の距離に従って処理され得る。一実施形態では、図１９に示すように、フォーカシング感光ユニットＧｐとイメージセンサの中心点との間の距離がｒ１未満であるとき、すなわちフォーカシング感光ユニットがイメージセンサの中央部分にあるとき、フォーカシング感光ユニットＧｐの感光画素の値は、非フォーカシング感光ユニットＧｒの感光画素の値と同等であると考えている。図２０に示すように、Ｇｒ３０＝Ｇｐ３０、Ｇｒ３１＝Ｇｐ３１、Ｇｒ３２＝Ｇｐ３２、Ｇｒ３３＝Ｇｐ３３である。
【０１０７】
フォーカシング感光ユニットＧｐとイメージセンサの中心点との距離がｒ２よりも大きい場合、フォーカシング感光ユニットＧｐ内の各感光画素の値は、周囲の感光画素の値を補間演算することにより取得され得る。
【０１０８】
フォーカシング感光ユニットＧｐとイメージセンサの中心点との距離がｒ１より大きくｒ２未満である場合には、その距離を重みとし、フォーカシング感光ユニットの感光画素の値は、距離がｒ１未満であるフォーカシング感光ユニットの感光画素の画素値と、距離がｒ２よりも大きい補間演算を行って得られる感光画素の画素値とを加重平均することにより取得され得る。
【０１０９】
フォーカシング感光ユニットＧｐの位相情報を上述した方法で処理した後、感光ユニットのアレイの出力値が取得され得る。感光ユニットのアレイの画素値は、感光ユニットのアレイの出力値に従って補間検索アルゴリズムを用いて取得され得る。補間検索アルゴリズムは、上述の実施形態における補間検索アルゴリズムと同じであり、ここでは詳述しない。
【０１１０】
感光ユニットのアレイの画素値が補間検索アルゴリズムによって得られた後、感光ユニットのアレイの画素値に従って第２の出力モードの下での画像が生成され得る。
【０１１１】
本開示の実施形態において提供される解決策では、補間検索を実行する前に、フォーカシング感光ユニット内の感光画素の値が処理される。本開示の実施形態で提供される解決策を用いて、フォーカシング感光ユニットにおける位相情報が容易に放棄され、画素周辺の値で補償される解決策と比較すると、画像の鮮鋭度および撮影効果が改善される。
【０１１２】
上記の目的を達成するために、本開示の別の態様の実施形態による電子装置を以下に説明する。電子装置は、撮像装置または撮像機能を有する他の電子機器とすることができる。
【０１１３】
図２１は、本開示の一実施形態による撮像装置のブロック図である。図２１に示すように、撮像装置１７００は、上記の実施形態の態様のイメージセンサ１７１０と、検出モジュール１７２０と、制御モジュール１７３０とを含む。
【０１１４】
制御モジュール１７３０は、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも小さいときに第１の出力モードに入るようにイメージセンサを制御するように構成される。制御モジュール１７３０は、第１の出力モードの下で、フォーカシングモードに入るように感光ユニットのアレイを制御するように構成される。制御モジュール１７３０は、各フォーカシング感光ユニット内の一部の感光画素の出力値を第１の出力値として取得するように構成される。制御モジュール１７３０は、各フォーカシング感光ユニット内の他の部分の感光画素の出力値を第２の出力値として取得するように構成される。制御モジュール１７３０は、第１の出力値および第２の出力値に従ってフォーカシング制御を実行するように構成される。制御モジュール１７３０は、第１の出力モードの下で、撮像モードに入るように感光ユニットのアレイを制御するように構成される。制御モジュール１７３０は、第１の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御するように構成される。
【０１１５】
制御モジュール１７３０は、第１の出力値に従って第１の位相値を生成し、第２の出力値に従って第２の位相値を生成し、第１の位相値および第２の位相値に従ってフォーカシング制御を実行するように構成される。
【０１１６】
制御モジュール１７３０は、露光するようにフォーカシング感光ユニットおよび非フォーカシング感光ユニットを制御し、フォーカシング感光ユニットおよび非フォーカシング感光ユニットの出力値を取得するように構成される。制御モジュール１７３０は、同じフォーカシング感光ユニットのＭ×Ｍ個の感光画素の出力値を加算するか、または同じ非フォーカシング感光ユニットのＭ×Ｍ個の感光画素の出力値を加算して、フォーカシング感光ユニットおよび非フォーカシング感光ユニットの画素値を取得して、第１の出力モードの下で画像を生成するように構成され、ここで、Ｍは正の整数である。
【０１１７】
制御モジュール１７３０は、現在の周囲光度が予め設定された強度よりも大きいときに第２の出力モードに入るようにイメージセンサを制御するようにさらに構成される。制御モジュール１７３０は、第２の出力モードの下で、フォーカシングモードに入るように感光ユニットのアレイを制御するように構成される。制御モジュール１７３０は、各フォーカシング感光ユニット内の一部の感光画素の出力値を第３の出力値として取得するように構成される。制御モジュール１７３０は、各フォーカシング感光ユニット内の他の部分の感光画素の出力値を第４の出力値として取得するように構成される。制御モジュール１７３０は、第３の出力値および第４の出力値に従ってフォーカシング制御を実行するように構成される。制御モジュール１７３０は、第２の出力モードの下で、撮像モードに入るように感光ユニットのアレイを制御するように構成される。制御モジュール１７３０は、第２の出力モードの下で画像を生成するために露光するように感光ユニットのアレイを制御するように構成される。
【０１１８】
制御モジュール１７３０は、露光するように感光ユニットのアレイを制御し、感光ユニットのアレイの出力値を取得し、感光ユニットのアレイの画素値を取得して、第２の出力モードの下で画像を生成するように構成される。感光ユニットのアレイの画素値は補間検索アルゴリズムによって得られる。
【０１１９】
制御モジュール１７３０は、現画素の色が、現画素と同じ位置にある関連画素の色と同一であるかどうかを判定するように構成される。制御モジュール１７３０は、現画素の色が現画素と同じ位置にある関連画素の色と同じである場合、関連画素の画素値を現画素の画素値として決定するように構成される。制御モジュール１７３０は、現画素の色が現画素と同じ位置にある関連画素の色と異なる場合には、補間アルゴリズムに基づいて関連画素の画素値に応じて現画素の画素値を決定するように構成される。感光ユニットのアレイは関連画素ユニットを含み、各関連画素ユニットは現画素と同じ色を有し、現画素に隣接している。
【０１２０】
本開示の実施形態による撮像装置では、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズアレイとを含み、感光ユニットのアレイがフォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む構成に基づいて、イメージセンサは、２つの出力モード、すなわち第１の出力モードと第２の出力モードとを有する。現在の周囲光度が予め設定された強度より小さい場合、イメージセンサは第１の出力モードに入り、各フォーカシング感光ユニット内の一部の感光画素の出力値と各フォーカシング感光ユニット内の他の部分の感光画素の出力値とを用いてフォーカシング制御が行われ、フォーカシング速度を効果的に向上させることができる。
【０１２１】
本開示の別の態様の実施形態は電子装置をさらに提供する。
【０１２２】
図２２に示すように、電子装置は、ハウジング１８１０、プロセッサ１８２０、メモリ１８３０、回路基板１８４０、および電源回路１８５０を含む。回路基板１８４０は、ハウジング１８１０で囲まれた空間の内部に配置されている。回路基板１８４０には、プロセッサ１８２０とメモリ１８３０とが配置されている。電源回路１８５０は、電子装置のそれぞれの回路または構成要素に電力を供給するように構成される。メモリ１８３０は実行可能プログラムコードを格納するように構成される。プロセッサ１８２０は、メモリ１８３０に格納された実行可能プログラムコードを読み出すことによって実行可能プログラムコードに対応するプログラムを実行し、本開示の上記態様の実施形態によるイメージセンサの撮像方法を実行するように構成される。
【０１２３】
本開示の実施形態による電子装置では、感光ユニットのアレイと、感光ユニットのアレイ上に配置されたフィルタユニットのアレイと、フィルタユニットのアレイ上に配置されたマイクロレンズアレイとを含み、感光ユニットのアレイがフォーカシング感光ユニットと非フォーカシング感光ユニットとを含む構成に基づいて、イメージセンサは、２つの出力モード、すなわち第１の出力モードと第２の出力モードとを有する。現在の周囲光度が予め設定された強度より小さい場合、イメージセンサは第１の出力モードに入り、各フォーカシング感光ユニット内の一部の感光画素の出力値と各フォーカシング感光ユニット内の他の部分の感光画素の出力値とを用いてフォーカシング制御が行われ、フォーカシング速度を効果的に向上させることができる。
【０１２４】
第１および第２などの関係用語は、本明細書ではエンティティまたはオペレーションを他のエンティティまたはオペレーションと区別するためにのみ使用され、必ずしもこれらのエンティティおよびオペレーション間にこの種の実際の関係または順序があることを要求または暗示するわけではない。さらに、「含む」、「含んでいる」などの用語、および他のあらゆる変形は、非排他的な包含を網羅することを意図しており、一連の要素を含むプロセス、方法、物品または装置はそれらの要素だけでなく、明確に記載されていない他の要素も含むか、またはプロセス、方法、物品または装置に固有の要素も含む。それ以上制限がない場合は、「１つの〜を含む」のステートメントで定義されている要素は、その要素を含むプロセス、方法、物品または装置に他の同じ要素も存在することを排除しない。
【０１２５】
本明細書の他の方法で説明されるか、またはフローチャートに示される論理および／またはステップ、例えば、論理機能を実現するための実行可能命令の特定のシーケンステーブルは、命令実行システム、装置、または機器（例えば、コンピュータベースのシステム、プロセッサを含むシステム、または命令実行システム、装置、および機器から命令を取得して命令を実行することができる他のシステム）によって使用されるか、または命令実行システム、装置、および機器と組み合わせて使用される、任意のコンピュータ可読媒体で具体的に実現され得る。本明細書に関して、「コンピュータ可読媒体」は、命令実行システム、装置、または機器によってまたはそれらと組み合わせて使用されるプログラムを含む、格納する、通信する、伝播する、または転送するのに適応する任意の装置であり得る。コンピュータ可読媒体のより具体的な例は、１つまたは複数のワイヤを有する電子接続（電子装置）、ポータブルコンピュータエンクロージャ（磁気装置）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、光ファイバ装置、およびポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）を含むが、これらに限定されない。さらに、コンピュータ可読媒体は、プログラムを印刷することができる紙または他の適切な媒体であってもよく、これは、例えば紙または他の適切な媒体を光学的に走査し、次いで必要に応じて他の適切な方法で編集、復号、または処理してプログラムを電気的に取得し、次いでプログラムをコンピュータメモリに格納できるためである。
【０１２６】
本開示の各部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの組合せによって実現され得ることを理解されたい。上記の実施形態において、複数のステップまたは方法は、メモリに格納され、適切な命令実行システムによって実行されるソフトウェアまたはファームウェアによって実現されてもよい。例えば、他の実施形態と同様にハードウェアによって実現される場合、ステップまたは方法は、当技術分野で知られているデータ信号の論理機能を実現するための論理ゲート回路を有するディスクリート論理回路、適切な組合せ論理ゲート回路を有する特定用途向け集積回路、プログラマブルゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの技法のうちの１つまたはそれらの組合せによって実現され得る。
【０１２７】
本明細書全体を通して、「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「一例」、「特定の例」、または「いくつかの例」への言及は、実施形態または例に関連して説明された特定の特徴、構造、材料、または特性は、本開示の少なくとも１つの実施形態または例に含まれることを意味する。本明細書において、前述の用語の例示的な説明は、必ずしも同じ実施形態または例を参照しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、材料、または特性を、１つまたは複数の実施形態または例において任意の適切な方法で組み合わせることができる。さらに、当業者は、本開示に記載された実施形態または例において異なる実施形態または異なる特性を組み合わせることができる。
【０１２８】
本開示の実施形態を図示し説明してきたが、上記実施形態は単なる説明であり、本開示を限定すると解釈することはできないことを理解すべきであり、当業者であれば、本開示の原理および範囲から逸脱することなく、実施形態に変更、代替、および修正を加えることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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