特許 6377855 結像方法、結像装置及び電子装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6377855

(24)【登録日】2018年8月3日

(45)【発行日】2018年8月22日

(54)【発明の名称】結像方法、結像装置及び電子装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 9/07 20060101AFI20180813BHJP

   H04N 5/347 20110101ALI20180813BHJP

【ＦＩ】

   H04N9/07 A

   H04N5/347

【請求項の数】15

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2017-528779(P2017-528779)

(86)(22)【出願日】2016年7月27日

(65)【公表番号】特表2018-502492(P2018-502492A)

(43)【公表日】2018年1月25日

(86)【国際出願番号】CN2016091944

(87)【国際公開番号】WO2017101451

(87)【国際公開日】20170622

【審査請求日】2017年6月8日

(31)【優先権主張番号】201510964215.X

(32)【優先日】2015年12月18日

(33)【優先権主張国】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】516376385

【氏名又は名称】クワントン オーピーピーオー モバイル テレコミュニケーションズ コーポレイション リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100118913

【弁理士】

【氏名又は名称】上田 邦生

(74)【代理人】

【識別番号】100142789

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 順一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100163050

【弁理士】

【氏名又は名称】小栗 眞由美

(74)【代理人】

【識別番号】100201466

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 邦彦

(72)【発明者】

【氏名】ヂョウ， チーチュン

【審査官】 鈴木 明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−２０５３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１７５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５２９２９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ９／０４−９／１１

Ｈ０４Ｎ ５／３０−５／３７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

感光画素アレイと、前記感光画素アレイに設けられたフィルタとを含むイメージセンサーを提供し、
前記フィルタは、フィルタユニットアレイを含み、
前記フィルタの各前記フィルタユニットが、二つの緑色のフィルタユニットと、一つの赤色のフィルタユニットと、一つの青色のフィルタユニットと、を含み、
各前記フィルタユニットが、２×２個の前記感光画素をカバーするとともにビニング画素を構成するステップと、
前記感光画素アレイの出力を読み出し、前記フィルタユニットである２×２個の前記感光画素が同一の前記ビニング画素の前記感光画素の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を取得することでビニング画像を生成するステップと、を含むことを特徴とする結像方法。

【請求項2】

前記結像方法は、結像装置に応用され、
前記結像装置は、レジスタを含み、
前記読み出しステップは、
ｋ行目及び（ｋ＋１）行目の前記感光画素の出力を取得して前記レジスタに記憶するステップと、
前記レジスタから前記ｋ行目及び（ｋ＋１）行目の前記感光画素の出力を抽出し、前記同一の前記ビニング画素の前記感光画素の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を取得するステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の結像方法。
ここで、ｋ＝２ｎ-１であり、ｎが自然数であり、ｋ+１が前記感光画素アレイの総行数以下である。

【請求項3】

前記読み出しステップは、前記感光画素により発生されたアナログ信号出力をデジタル信号出力に変換するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の結像方法。

【請求項4】

イメージセンサーと前記イメージセンサーに接続される画像処理モジュールとを含み、
前記イメージセンサーは、感光画素アレイと前記感光画素アレイに設けられたフィルタとを含み、
前記フィルタは、フィルタユニットアレイを含み、
各前記フィルタユニットが、２×２個の前記感光画素をカバーするとともにビニング画素を構成し、
各前記フィルタユニットが、二つの緑色のフィルタユニットと、一つの赤色のフィルタユニットと、一つの青色のフィルタユニットと、を含み、
前記画像処理モジュールは、前記感光画素アレイの出力を読み出し、前記フィルタユニットである２×２個の前記感光画素が同一の前記ビニング画素の前記感光画素の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を取得してビニング画像を生成することを特徴とする結像装置。

【請求項5】

前記イメージセンサーは、ＣＭＯＳイメージセンサーを含むことを特徴とする請求項４に記載の結像装置。

【請求項6】

前記フィルタユニットアレイは、ベイヤーアレイを含むことを特徴とする請求項４に記載の結像装置。

【請求項7】

前記結像装置は、前記感光画素アレイを行ごとに順次露光するように制御する制御モジュールを含むことを特徴とする請求項４に記載の結像装置。

【請求項8】

前記結像装置は、レジスタをさらに含み、
前記制御モジュールは、現在露光されたｋ行目及び（ｋ＋１）行目の前記感光画素の出力を順次に取得して前記レジスタに記憶することを特徴とする請求項７に記載の結像装置。
ここで、ｋ＝２ｎ-１であり、ｎが自然数であり、ｋ+１が前記感光画素アレイの総行数以下である。

【請求項9】

前記イメージセンサーは、アナログデジタルコンバーターを含み、
各前記感光画素は、それぞれ一つのアナログデジタルコンバーターに接続され、
前記アナログデジタルコンバーターは、前記感光画素のアナログ信号出力をデジタル信号出力に変換し、
前記デジタル信号出力は、前記レジスタに記憶され、
前記画像処理モジュールは、前記同一の前記ビニング画素の前記感光画素の前記デジタル信号の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を取得することを特徴とする請求項８に記載の結像装置。

【請求項10】

前記イメージセンサーは、前記フィルタに設けられたマイクロミラーアレイを含み、
各前記マイクロミラーが、一つの前記感光画素に対応することを特徴とする請求項４に記載の結像装置。

【請求項11】

請求項４〜１０のいずれかに記載の結像装置を含むことを特徴とする電子装置。

【請求項12】

前記電子装置は、携帯電話を含むことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

【請求項13】

前記結像装置は、前記携帯電話のフロントカメラを含むことを特徴とする請求項１２に記載の電子装置。

【請求項14】

前記電子装置は、前記結像装置に接続された中央処理装置と外部メモリーとを含み、
前記中央処理装置は、前記外部メモリーが前記ビニング画像を記憶することを制御することを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

【請求項15】

前記電子装置は、前記結像装置に接続される中央処理装置と表示装置とをさらに含み、
前記中央処理装置は、前記表示装置が前記ビニング画像を表示することを制御することを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

優先権情報
本出願は、２０１５年１２月１８日に中国国家知識産権局に提出された特許出願番号が２０１５１０９６４２１５．Ｘである特許出願の優先権及び権益を主張するものであり、当該中国特許出願の全内容は参照により本明細書に組み入れられる。

【0002】

本発明は、結像技術に関し、特に結像方法、結像装置及び電子装置に関する。

【背景技術】

【0003】

従来の結像装置のイメージセンサーが低輝度環境で生成した画像には、ノイズが多く、シャープネスが悪いなどという不都合が存在するおそれがある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、先行技術における少なくとも一つの技術的課題を解決することである。このために、本発明は、結像方法、結像装置及び電子装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の実施形態における結像方法は、感光画素アレイと前記感光画素アレイに設けられたフィルタとを含むイメージセンサーを提供し、前記フィルタは、フィルタユニットアレイを含み、前記フィルタの各前記フィルタユニットが、複数の前記感光画素をカバーするとともにビニング画素を構成するステップと、前記感光画素アレイの出力を読み出し、同一の前記ビニング画素の前記感光画素の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を取得してビニング画像を生成するステップと、を含む。

【0006】

ビニング画素のノイズがビニング前の各画素のノイズの和より小さいため、低輝度において信号ノイズ比や、輝度及びシャープネスが比較的高く、ノイズの比較的少ない画像をこの結像方法により得ることができ、先行技術における一部の結像方法の欠点が克服される。

【0007】

一部の実施形態において、前記結像装置はレジスタを含み、各前記フィルタユニットが２×２個の前記感光画素をカバーする。

【0008】

前記読み出すステップは、さらに、ｋ行目及び（ｋ＋１）行目の前記感光画素の出力を取得して前記レジスタに記憶するステップと、前記レジスタから前記ｋ行目及び（ｋ＋１）行目の前記感光画素の出力を抽出し、同一の前記ビニング画素の前記感光画素の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を得るステップと、を含む。
ここで、ｋ＝２ｎ-１であり、ｎが自然数であり、ｋ+１が前記感光画素アレイの総行数の以下である。

【0009】

一部の実施形態において、前記読み出すステップは、前記感光画素により発生されたアナログ信号出力をデジタル信号出力に変換するステップをさらに含むこととしてもよい。

【0010】

本発明は、結像装置をさらに提供する。
当該結像装置は、イメージセンサーと前記イメージセンサーに接続される画像処理モジュールとを含み、前記イメージセンサーは、感光画素アレイと前記感光画素アレイに設けられたフィルタとを含み、前記フィルタは、フィルタユニットアレイを含み、各前記フィルタユニットが複数の前記感光画素をカバーするとともにビニング画素を構成し、前記画像処理モジュールは、前記感光画素アレイの出力を読み出し、同一の前記合併画素の前記感光画素の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を取得してビニング画像を生成する。

【0011】

ビニング画素のノイズがビニング前の各画素のノイズの和より小さいため、低輝度において信号ノイズ比や、輝度及びシャープネスの比較的高く、ノイズの比較的少ない画像をこの結像方法により得ることができ、先行技術における一部の結像方法の欠点が克服される。

【0012】

一部の実施形態において、前記イメージセンサーは、ＣＭＯＳイメージセンサーを含むこととしてもよい。

【0013】

一部の実施形態において、前記フィルタユニットアレイは、ベイヤーアレイを含むこととしてもよい。

【0014】

一部の実施形態において、各前記フィルタユニットが、２×２個の前記感光画素をカバーすることとしてもよい。

【0015】

一部の実施形態において、前記結像装置は、前記感光画素アレイを行ごとに順次露光するように制御する制御モジュールを含むこととしてもよい。

【0016】

一部の実施形態において、前記結像装置は、レジスタをさらに含み、前記制御モジュールは、現在露光されたｋ行目及び（ｋ＋１）行目の前記感光画素の出力を順次に取得して前記レジスタに記憶することとしてもよい。
ここで、ｋ＝２ｎ-１であり、ｎが自然数であり、ｋ+１が前記感光画素アレイの総行数以下である。

【0017】

一部の実施形態において、前記イメージセンサーは、アナログデジタルコンバーターを含み、各前記感光画素は、それぞれ一つのアナログデジタルコンバーターに接続され、前記アナログデジタルコンバーターは、前記感光画素のアナログ信号出力をデジタル信号出力に変換することとしてもよい。

【0018】

前記デジタル信号出力は前記レジスタに記憶される。

【0019】

前記画像処理モジュールは、同一の前記ビニング画素の前記感光画素の前記デジタル信号の出力を加算して前記ビニング画素の画素値を得る。

【0020】

一部の実施形態において、前記イメージセンサーは、前記フィルタに設けられたマイクロミラーアレイを含み、各前記マイクロレンズが一つの前記感光画素に対応することとしてもよい。

【0021】

本発明は、前記結像装置を含む電子装置をさらに提供する。

【0022】

本発明の実施形態における電子装置で本発明の実施形態における結像方法及び結像装置の有益な効果を実現することができる。

【0023】

一部の実施形態において、前記電子装置は、携帯電話を含むこととしてもよい。

【0024】

一部の実施形態において、前記結像装置は、前記携帯電話のフロントカメラを含むこととしてもよい。

【0025】

一部の実施形態において、前記電子装置は、前記結像装置に接続された中央処理装置と、外部メモリーと、を含み、前記中央処理装置は、前記外部メモリーが前記ビニング画像を記憶することを制御することとしてもよい。

【0026】

一部の実施形態において、前記電子装置は、前記結像装置に接続される中央処理装置と、表示装置と、をさらに含み、前記中央処理装置は、前記表示装置が前記ビニング画像を表示することを制御することとしてもよい。

【0027】

本発明の付加的な特徴及び利点は、一部が下記の説明の中にあり、一部が下記の説明により明らかになり、又は本発明の実践により理解される。

【図面の簡単な説明】

【0028】

本発明の上記及び／又は付加的な特徴及び利点は、以下の図面に組み合わせて本実施形態に対する説明の中で、明らかになり、理解されやすい。

【図1】本発明の実施形態における結像方法のフローチャートである。

【図2】本発明の実施形態における結像方法の読み取りフローチャートである。

【図3】本発明の実施形態における結像方法の読み取りフローチャートである。

【図4】本発明の実施形態における結像装置の構造概略図である。

【図5】本発明の実施形態における結像装置のフィルタユニットアレイ概略図である。

【図6】ベイヤーアレイ概略図である。

【図7】本発明の実施形態における結像装置のイメージセンサーの立体構造概略図である。

【図8】本発明の実施形態における結像装置の機能モジュール概略図である。

【図9】本発明の実施形態における結像装置の機能モジュール概略図である。

【図10】本発明の実施形態における結像装置の機能モジュール概略図である。

【図11】本発明の実施形態における結像装置の感光画素及び関連回路概略図である。

【図12】本発明の実施形態における結像装置の合成画素及び関連回路概略図である。

【図13】本発明の実施形態における結像装置のイメージセンサーの立体構造概略図である。

【図14】本発明の実施形態における結像装置のイメージセンサーの構造概略図である。

【図15】本発明の実施形態における電子装置の機能モジュール概略図である。

【図16】本発明の実施形態における電子装置の機能モジュール概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下に、本発明の実施形態を詳しく説明する。前記実施形態の例が図面に示されるが、同一または類似する符号は、常に相同又は類似の部品、又は相同又は類似の機能を有する部品を表す。以下に、図面を参照しながら説明される実施形態は例示的なものであり、本発明を解釈するために用いられ、本発明を限定するものと理解してはならない。

【0030】

以下に、図面に組み合わせて本発明の実施形態における結像方法、イメージセンサー及び電子装置をさらに説明する。

【0031】

図１を参照すると、本発明の実施形態における結像方法はＳ１０１ステップとＳ１０２ステップとを含む。

【0032】

Ｓ１０１ステップ：
感光画素アレイと、感光画素アレイに設けられたフィルタと、を含み、フィルタは、フィルタユニットアレイを含み、各フィルタユニットが複数の感光画素をカバーするとともにビニング画素を構成するイメージセンサーを提供する。

【0033】

Ｓ１０２ステップ：
感光画素アレイの出力を読み出し、同一のビニング画素の感光画素の出力を加算してビニング画素の画素値を取得してビニング画像を生成する。

【0034】

本発明の実施形態における結像方法は、仮に、元の各感光画素の出力をＳとし、ノイズをＮとし、ビニング画素がｎ×ｍ個の感光画素を含む場合、ビニング画素の画素値がｎ×ｍ×Ｓとなり、ビニング画素のノイズが

【数1】

となり、ｎ＝２、ｍ＝２の場合、ビニング画素のノイズがおよそＮ/２であるため、ビニング画像の輝度が低輝度の環境において高められるとともに、信号ノイズ比も高められる。

【0035】

図２を参照すると、ある一部の実施形態において、イメージセンサーの各フィルタユニットが２×２個の感光画素をカバーし、Ｓ１０２ステップは、Ｓ２０１ステップとＳ２０２ステップとをさらに含む。

【0036】

Ｓ２０１ステップ：
ｋ行目及び（ｋ＋１）行目の感光画素の出力を取得してレジスタに記憶する。
ここで、ｋ＝２ｎ-１であり、ｎが正の整数であり、ｋ+１が感光画素アレイの総行数の以下である。

【0037】

Ｓ２０２ステップ：
レジスタからｋ行目及び（ｋ＋１）行目の感光画素の出力を抽出し、同一のビニング画素の感光画素の出力を加算してビニング画素の画素値を得る。

【0038】

このようにすると、レジスタを十分に利用することにより、感光セルの出力の読み出し、バッファ及びビニングを行う過程を実現することができる。

【0039】

図３を参照すると、ある一部の実施形態において、Ｓ１０２ステップは、Ｓ３０１ステップとＳ３０２ステップとをさらに含む。

【0040】

Ｓ３０１ステップ：
感光画素により発生されたアナログ信号出力をデジタル信号出力に変換する。

【0041】

Ｓ３０２ステップ：
同一のビニング画素の感光画素のデジタル信号出力を加算してビニング画素の画素値を得る。

【0042】

このようにすると、第１に、一般的にデジダル信号プロセッサである画像処理モジュールは、イメージセンサーの出力を直接に処理することができる。第２に、回路を介してイメージセンサーのアナログ信号フォーマットの出力を直接に処理するものと比べて、後端のデジタル信号プロセッサである画像処理モジュールを介してイメージセンサーの出力を処理することで、前端のイメージセンサーにおける各感光画素が取得した情報は比較的良好に保留された。このようにすることで、各感光画素が取得した情報を単独に利用して高い解像度の画像を生成することもできるし、一部の感光画素をビニングするという方式で低い解像度であるが、ノイズの低く、信号ノイズ比の高く、シャープネスの高い画像を生成することもできる。例えば、１６Ｍ画素のイメージセンサーにとって、本発明の実施形態における結像方法で４Ｍ画素（２×２の画像をビニングする）画像を生成することもできるし、１６Ｍ画素（即ちビニングしない）の元画像を生成することもできる。

【0043】

本発明の実施形態における結像方法は、本発明の実施形態における結像装置１００により実現される。

【0044】

図４及び図５を参照すると、本発明の実施形態における結像装置１００は、感光画素アレイ１１と、感光画素アレイ１１に設けられたフィルタ１３と、を含み、フィルタ１３は、フィルタユニットアレイ１３１を含み、各フィルタユニット１３１５が複数の感光画素１１１をカバーするとともにビニング画素を構成するイメージセンサー１０と、イメージセンサー１０に接続され、感光画素アレイ１１の出力を読み出し、同一のビニング画素の感光画素１１１の出力を加算してビニング画素の画素値を取得してビニング画像を生成する画像処理モジュール３０と、を含む。

【0045】

本発明の実施形態における結像装置１００は、複数の感光画素１１１の出力をビニングしてビニング画素の画素値とすることで、伝統的な結像装置に比べて、本発明の実施形態における結像装置１００が低輝度で得た画像は、ノイズが比較的低く、信号ノイズ比が比較的に高く、シャープネスが比較的に高い。

【0046】

本発明の実施形態におけるイメージセンサー１０はＣＭＯＳセンサーであってもよい。ＣＭＯＳセンサーは、エネルギー消耗が低く、撮影システムのサイズが小さく、コストが比較的に低い。

【0047】

図５を参照すると、ある一部の実施形態において、フィルタユニットアレイ１３１はベイヤーアレイ（Ｂａｙｅｒ ｐａｔｔｅｒｎ）を含む。ベイヤーアレイは一種のありふれたフィルタユニットアレイ構造であり、ベイヤーアレイにおいて、フィルタユニット１３１５は緑色（Ｇ）と、赤色（Ｒ）と、青色（Ｂ）とを含む。二つの緑色のフィルタユニットと、一つの赤色のフィルタユニットと、一つの青色のフィルタユニットとは、ひとつのフィルタ構造１３１３を構成する。

【0048】

ベイヤー構造を用いることにより、伝統的なベイヤー構造に対するアルゴリズムで画像信号を処理することができ、ハードウェア構造において、大きく調整する必要がない。

【0049】

図６を参照すると、伝統的なフィルタユニットアレイ１３１構造において、各フィルタ構造１３１３は、四つのフィルタユニット１３１５を含む。各フィルタユニット１３１５は一つの感光画素及び画像画素に対応する。図５を参照すると、本実施形態において、フィルタユニットアレイ１３１はベイヤー構造を採用してもよく、異なるのは、各フィルタユニット１３１５が複数の感光画素１１１に対応する。

【0050】

図５及び図７を参照すると、一部の実施形態において、ビニング画素を形成するために、各フィルタユニット１３１５が２×２個の感光画素１１１に対応する。

【0051】

光照射の微小な差異のため、各フィルタユニット１３１５に対応する四つの感光画素１１１に対応する出力も異なる可能性があるので、ビニング画素の出力はその２×２個の感光画素１１１の出力をまとめた。

【0052】

本実施形態におけるビニング画素構造を採用することにより、低輝度において結像のノイズを下げ、信号ノイズ比及びシャープネスを著しく高めることができる。

【0053】

ビニング画素構造における複数の感光画素１１１の間の配列方式として、２×２の構造以外に、３×３、４×４、ひいては任意のｎ×ｍなどの構造（ｎ、ｍが自然数である）を採用することができる。感光画素アレイ１１に配列することができる感光画素１１１の数が限られているため、各ビニング画素に含まれる感光画素１１１が多ければ、画像の解像度の大きさが制約されることが理解されよう。例えば、感光画素アレイ１１の画素値が１６Ｍであれば、２×２のビニング画素構造を用いて解像度が４Ｍであるビニング画像が得られるが、４×４の構造を用いると、解像度が１Mであるビニング画像しか得られない。従って、２×２のビニング画素構造が一つの比較的好適な配列方式であり、解像度をできるだけ少なく犠牲する前提で画像の輝度及びシャープネスを高める。

【0054】

図８を参照すると、一部の実施形態において、結像装置１００は、感光画素アレイ１１を行ごとに順次露光するように制御する制御モジュール４０をさらに含む。制御モジュール４０に行選択論理ユニット４１及び列選択論理ユニット４３が接続され、感光画素１１１の出力を行ごとに順次処理する。行ごとに順次露光し出力する方式は、回路により容易に実現される。

【0055】

具体的に、図８及び図１１を参照すると、結像装置１００は、行選択論理ユニット４１及び列選択論理ユニット４３に接続される制御モジュール４０を含む。行選択論理ユニット４１及び列選択論理ユニット４３は、各感光画素に対応するスイッチ管１１１５に接続され、制御モジュール４０は特定位置の感光画素のスイッチ管１１１５を選択・連通させるために行選択論理ユニット４１及び列選択論理ユニット４３を制御する。例えば、第１感光画素を出力させるために、一行目の感光画素のスイッチ管１１１５が閉じるように制御し、その他の行の感光画素のスイッチ管１１１５を切るように制御する。

【0056】

図９を参照すると、本実施形態において、結像装置１００は、レジスタ５０をさらに含む。制御モジュール４０は、現在露光されたｋ行目及び（ｋ＋１）行目の感光画素１１１の出力を順次に取得してレジスタ５０に記憶する。
ここで、ｋ＝２ｎ-１であり、ｎが自然数であり、ｋ+１が感光画素アレイ１１の総行数以下である。

【0057】

具体的に、制御モジュール４０は、まず一行目及び二行目の感光画素の出力を取得してレジスタ５０に記憶する。画像処理モジュール３０は、位置座標が１−１、１−２、２−１、２−２である四つの感光画素の出力を加算してビニング画素の画素値を得る。位置座標中、左の数字が行を表し、右の数字が列を表す。

【0058】

ビニング画素の画素値は、座標が１−１、１−２、２−１、２−２である四つの感光画素に対応するビニング画素の出力であると理解することができる。

【0059】

画像処理モジュール３０は、座標が１−３、１−４、２−３、２−４である四つの感光画素の出力を加算してビニング画素の画素値を得る。

【0060】

このように、一行目及び二行目の最後のひと組の四つの感光画素１１１の処理が完成されるまで類推する。

【0061】

以上の処理方式に従って、画像処理モジュールは、全部の感光画素の出力の処理がすべて完成されるまで三行目及び四行目、五行目及び六行目などの感光画素の出力を処理する。

【0062】

この時、画像処理モジュールは、すべてのビニング画素の画素値に基づいてビニング画像を生成する。

【0063】

図１０及び図１１を参照すると、一部の実施例において、結像装置１００は、アナログデジタルコンバーター１７をさらに含む。各感光画素１１１が一つのアナログデジタルコンバーター１７に接続され、アナログデジタルコンバーター１７が感光画素１１１のアナログ信号出力をデジタル信号出力に変換する。

【0064】

本実施形態における感光画素はフォトダイオード１１１３を含む。フォトダイオード１１１３が光を電荷に転化させ、生成された電荷と光強度とが比例関係となる。スイッチ管１１１５は行選択論理ユニット４１及び列選択論理ユニット４３の制御信号に基づいて回路の導通及び遮断を制御する。回路が導通される場合、ソースフォロアー１１１７（ｓｏｕｒｃｅ ｆｏｌｌｏｗｅｒ）は、フォトダイオード１１１３の、光照射による電荷信号を電圧信号に転化させる。アナログデジタルコンバーター１７（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−ｄｉｇｉｔａｌ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）は電圧信号をデジタル信号に変換し、画像処理モジュール３０に転送し、処理させる。画像処理モジュール３０はイメージシグナルプロセッサ（ｉｍａｇｅ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を含む。

【0065】

具体的に、図１１及び図１２を参照すると、位置が１−１、１−２、２−１、２−２である四つの感光画素をビニング画素とし、各感光画素に対応するフォトダイオード１１１３がスイッチ管１１１５に接続され、スイッチ管１１１５は行選択論理ユニット４１及び列選択論理ユニット４３の制御信号に基づいて回路の導通及び遮断を制御する。回路が導通される場合、ソースフォロアー１１１７は、フォトダイオード１１１３の、光照射による電荷信号を電圧信号に転化させる。アナログデジタルコンバーター１７は電圧信号をデジタル信号に変換し、レジスタ５０に転送する。

【0066】

一部の実施形態において、一行目の感光画素と、対応付けられる二行目の感光画素との出力は並列であるため、一行目と二行目との感光画素の出力が同時に取得されない。行選択論理ユニット４１及び列選択論理ユニット４３の制御信号により一行目の感光画素のスイッチ管１１１５を閉じるとともにその他の行の感光画素のスイッチ管１１１５を切ることで一行目の感光画素の出力をレジスタ５０に記憶し、次に二行目の感光画素のスイッチ管１１１５を閉じるとともにその他の行の感光画素のスイッチ管１１１５を切ることで二行目の感光画素の出力をレジスタに記憶するよう制御する。このように、レジスタ５０は二行の感光画素の出力を得た後に画像処理モジュール３０により計算・処理される。

【0067】

この出力処理方式により、感光画素の出力が画像処理モジュール３０に入力されてビニングされる。例えば、イメージシグナルプロセッサにおいて、ソフトウェアを介して、感光画素の出力をビニングしてビニング画素の画素値を得るので、各感光画素の出力情報が損なわれやすくなく、最終的に生成された画像に悪点が現れる確率は比較的に低い。なお、この出力処理方式のノイズが比較的に小さく、信号ノイズ比が比較的に高い。

【0068】

図１３を参照すると、一部の実施形態において、イメージセンサー１０は、フィルタ１３に設けられたマイクロミラーアレイ１９を含み、各マイクロレンズ１９１が一つの感光画素１１１に対応する。

【0069】

図１３及び図１４を参照すると、各マイクロレンズ１９１が一つの感光画素１１１に対応し、大きさ、位置の対応を含む。マイクロレンズ１９１は、光を感光画素１１１の感光部分１１１に集め、感光画素１１１の受光強度を高め、結像の画質を改善することができる。一部の実施形態において、ビニング画素を形成するために、各フィルタユニット１３１５が２×２個の感光画素１１１及び２×２個のマイクロレンズ１９１に対応する。

【0070】

技術の発達に伴い、解像度のより高い画像を得るために、フィルタにある感光画素１１１がますます多くなり、配列がますます密集になり、単一の感光画素１１１もますます小さくなっているため、その受光は影響され、また、感光画素１１１の感光部分１１１１の面積が限られており、マイクロレンズ１９１は光を感光部分１１１１に集め、感光画素１１１の受光強度を高め、画像の画質を改善することができる。

【0071】

以上、本発明の実施形態における結像装置の各フィルタユニットが複数の感光画素をカバーし、画像処理モジュールは、複数の感光画素の出力を加算してビニング画素の出力を得る。このように、伝統的な結像装置の構造に比べて、本構造の結像装置が低輝度で得た画像のノイズが比較的に低く、信号ノイズ比が比較的に高く、シャープネスが比較的に高い。

【0072】

本発明は、結像装置を応用する電子装置をさらに提供する。ある一部の実施形態において、電子装置は結像装置を含むため、電子装置は撮影機能を有し、低輝度において信号ノイズ比の高く、シャープネスの高いビニング画像を生成する。

【0073】

電子装置は携帯電話であってもよい。

【0074】

ある一部の実施形態において、結像装置は携帯電話のフロントカメラであってもよい。フロントカメラがセルフ撮影に使用されることは多いが、セルフ撮影について、一般的に画像のシャープネスに対する要求があるが、画像の解像度に対する要求が高くないため、本発明の実施例における電子装置を用いることでこの要求を満たすことができる。

【0075】

図１５を参照すると、一部の実施形態において、電子装置２００は、結像装置１００に接続される中央処理装置８１と外部メモリー８３とを含み、中央処理装置８１は、外部メモリー８３がビニング画像を記憶することを制御する。

【0076】

このように、生成されたビニング画像が記憶されることで、以後の検索、使用又は移動は便利になる。外部メモリー８３は、ＳＭ（Ｓｍａｒｔ Ｍｅｄｉａ（登録商標））カード及びＣＦ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｆｌａｓｈ）カードなどを含む。

【0077】

図１６を参照すると、一部の実施形態において、電子装置２００は、結像装置１００に接続される中央処理装置８１と表示装置８５とをさらに含み、中央処理装置８１は、表示装置８５がビニング画像を表示することを制御する。このように、電子装置２００が撮影した画像は、ユーザの検索のために表示装置に表示される。表示装置はＬＥＤディスプレイなどを含む。

【0078】

以上、本発明の実施形態における電子装置を用いることで、撮影機能を有するとともに、低輝度において信号ノイズ比の高く、シャープネスの高いビニング画像を生成することができる。特に、この電子装置が携帯電話のフロントカメラである場合、低輝度においてセルフ撮影された画像の輝度及びシャープネスを高めることができる。

【0079】

本発明の実施形態における結像方法及び電子装置の中で展開されていない部分について、上記実施形態における結像装置に対応する部分を参考にすることができ、ここでは、詳しく展開しない。

【0080】

本発明の説明において、「一つの実施例」、「一部の実施例」、「例示的な実施形態」、「例」、「具体的な例」、又は「一部の例」などの用語を参考した説明とは、前記実施形態又は例に合わせて説明された具体的な特徴、構成、材料又は特徴が、本発明の少なくとも一つの実施形態又は例に含まれる。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は、必ずしも同じ実施形態或いは例を示すことではない。また、説明された具体的な特徴、構成、材料又は特徴は、いずれか一つ又は複数の実施形態又は例において適切に結合することができる。

【0081】

フローチャートの中の、又はここでその他の方式で説明されたあらゆる過程又は方法説明は、特定の論理機能又は過程のステップを実現することに使われる一つ又は更なる多くの実行可能なコマンドのコードのモジュール、セグメント又は一部を含み、又は本発明の好ましい実施形態の範囲はほかの実現を含み、示された又は議論された順序に従わずに、関連機能に基づいてほとんど同時の形態又は反対の順序に従うことを含み、機能を実行できることを表すことと理解されてもよい。これは本発明の実施例の当業者に理解されるべきである。

【0082】

フローチャートで示された、又はここでその他の形態で説明された論理及び/又はステップは、例えば、論理機能の実現を実現するための実行可能な定配列表であってよく、あらゆるコンピューター読み取り可能な媒体において具体的に実現可能であり、コマンド実行システム、装置又は設備（例えば、コンピューターをベースにしたシステム、プロセッサを含むシステム、又はコマンド実行システム、装置又は設備からコマンドを取るとともにコマンドを実行することができるその他のシステム）により使用され、又はこれらのコマンド実行システム、装置又は設備に合わせて使用される。本明細書について、「コンピューター読み取り可能な媒体」は、プログラムを包括、記憶、通信、伝播又は伝送することができる、コマンド実行システム、装置又は設備に使用され、又はこれらのコマンド実行システム、装置又は設備に合わせて使用されるあらゆる装置であってもよい。コンピューター読み取り可能な媒体は、さらに具体的な例（包括的でないリスト）で示すと、一つ又は複数の配線を有する電気的接続部（電子装置）、携帯式コンピューターディスクカートリッジ（磁気装置）、ランダム・アクセス・メモリー（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリー（ＲＯＭ）、消去可能編集可能な読み出し専用メモリー（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリー）、光ファイバー装置、携帯式ディスク読み出し専用メモリー（ＣＤＲＯＭ）等を含む。なお、コンピューター読み取り可能な媒体は、さらに、その上に前記プログラムがプリントされる紙、又はその他の適切な媒体であってもよい。例えば、紙又はその他の媒体を光学的にスキャンし、編集、解釈、又は必要な時にその他の適切な方式で処理することにより、電子方式で前記プログラムを取得し、それをコンピューターメモリーに記憶するからである。

【0083】

理解すべきなのは、本発明の各部分がハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせによって実現されることができる。上記の実施形態において、複数のステップ又は方法が、メモリーに記憶され、適切なコマンド実行システムにより実行されるソフトウェア又はファームウェアで実現することができる。例えば、ハードウェアで実現する場合、もう一つの実施形態でと同様、本分野の下記周知技術のいずれか又はこれらの組み合わせで実現することができる。データ信号の論理機能を実現する論理ゲート回路に使われる離散的論理回路を有し、論理ゲート回路を組み合わせた適切な専用集成回路、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）などを有する。

【0084】

通常の当業者が上記の実施例方法にある全部又は一部のステップを実現するには、プログラムによる関連ハードウェアからの指示を介して完成できると理解することができる。前記プログラムはコンピューター読み出し可能な記憶媒体に保存できる。当該プログラムが実行される場合、方法の実施例にあるステップの一つ又はその組み合わせが含まれる。

【0085】

なお、本発明の各実施例にある各機能セルは、一つの処理モジュールに集成されてもよいし、各セルが物理的に単独に存在してもよいし、二つ又は二つ以上のセルが一つのモジュールに集成されてもよい。上記集成されたモジュールがハードウェアの形で実現されてもよいし、ソフトウェア機能を持つモジュールで実現されてもよい。前記集成されたモジュールがソフトウェア機能のモジュールで実現され、また独立の製品として販売又は使用される場合、一つのコンピューターの読み出し可能な記憶媒体に保存されてもよい。

【0086】

上記言及された読み出し可能な記憶媒体は読み出し専用メモリー、磁気ディスク又はＣＤなどであってもよい。

【0087】

以上、本発明の実施例を示して説明したが、上記実施例は例示的なものであり、本発明を限定するものであると理解してはならず、通常の当業者は、本発明の範囲内で、上記実施例に対して変化、補正、置き換え及び変形を行うことができると理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】