CN116506745A - 成像装置和方法 - Google Patents

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CN116506745A CN202211249585.1A CN202211249585A CN116506745A CN 116506745 A CN116506745 A CN 116506745A CN 202211249585 A CN202211249585 A CN 202211249585A CN 116506745 A CN116506745 A CN 116506745A
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姜德宁
尹大健
赵良镐
南东暻
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Abstract

提供了一种成像装置和方法。成像装置可在设置在用于每个颜色通道的感测区域中的感测元件中感测穿过的相应的成像透镜和相应的滤色器的光，并且基于根据分箱尺寸对由每个感测区域的感测元件感测的颜色强度值进行分组来生成感测数据，分箱尺寸基于光的照度被确定。

Description

成像装置和方法
本申请要求于2022年1月18日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0007156号韩国专利申请的权益，所述韩国专利申请的全部公开出于所有目的通过引用包含于此。
技术领域
下面的描述涉及图像传感器和成像装置。
背景技术
鉴于光学技术和图像处理技术的发展，图像捕获装置被广泛用在各种各样的领域(诸如，但不限于与多媒体内容、安全和识别相关的领域)中。例如，图像捕获装置可安装在移动装置、相机、车辆或计算机上，以捕获图像、识别对象或获得数据来控制装置。可基于透镜的尺寸、透镜的焦距和传感器的尺寸来确定图像捕获装置的体积。当透镜的尺寸减小时，透镜的焦距也会减小。因此，可实现包括小透镜的多个透镜以减小捕获装置的体积。
发明内容
提供本发明内容以简化的形式介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的对构思的选择。本发明内容不意在确定要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不意在用作确定要求保护的主题的范围的帮助。
在一个总体方面，一种成像装置包括图像传感器，图像传感器包括：滤色器阵列，包括第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，第一滤色器被配置为使穿过第一成像透镜的光之中的与第一颜色对应的第一波长的光通过，第二滤色器被配置为使穿过第二成像透镜的光之中的与第二颜色对应的第二波长的光通过，第三滤色器被配置为使穿过第三成像透镜的光之中的与第三颜色对应的第三波长的光通过；感测阵列，包括第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件，第一感测元件设置在被配置为接收穿过第一滤色器的光的第一颜色感测区域中，第二感测元件设置在被配置为接收穿过第二滤色器的光的第二颜色感测区域中，第三感测元件设置在被配置为接收穿过第三滤色器的光的第三颜色感测区域中；以及控制器，被配置为：基于根据照度确定的分箱尺寸来对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件进行分组，并且基于分组的第一感测元件的感测、分组的第二感测元件的感测和分组的第三感测元件的感测来生成感测数据。
成像装置还可包括：处理器，被配置为：从生成的感测数据对捕获的图像进行重构，其中，生成的感测数据包括：基于针对每个像素的分箱而求和的感测强度值。
处理器可被配置为：重新排列由接收从对象上的相同点或邻近点发射的光的感测元件感测的像素值，以将所述像素值设置在彼此邻近的像素位置中。
处理器还可被配置为：从重新排列的像素值生成具有目标分辨率的通道图像。
控制器还可被配置为：基于照度从三个或更多个分箱尺寸之中选择一个分箱尺寸。
控制器还可被配置为：响应于照度超过阈值照度，基于由单个感测元件感测的感测值来确定每个像素值。
控制器还可被配置为：响应于照度小于或等于第一照度并且超过第二照度，对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件中的第一总数的感测元件进行分组；以及响应于照度小于或等于第二照度，对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件中的多于第一总数的感测元件的第二总数的感测元件进行分箱。
被每个成像透镜覆盖的多个感测元件中的第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件中的大于50％的感测元件被设置为接收与同一单颜色对应的波长的光。
第一颜色、第二颜色和第三颜色可包括在同一颜色***中，并且彼此不同。
感测阵列可包括用于颜色***的每个颜色的至少一个颜色感测区域。
成像装置还可包括成像透镜阵列中的多个成像透镜，其中，所述多个成像透镜包括第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜。
成像装置可以是多透镜相机。
感测阵列中感测绿色的感测元件的总数可大于或等于感测阵列中感测其他颜色的感测元件的总数。
滤色器阵列还可包括：附加滤色器，在附加滤色器中，包括一个红色通过滤色元件、一个蓝色通过滤色元件和两个绿色通过滤色元件的图案被重复地设置，并且感测阵列还可包括与附加滤色器对应的多个附加感测元件，并且被配置为感测穿过附加成像透镜和附加滤色器的光。
所述图案可以是拜耳图案。
控制器还可被配置为：跳过针对附加感测元件中的每个的分箱操作。
成像装置还可包括：处理器，被配置为：基于由附加感测元件中的每个感测的数据，来重新排列由第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件感测的像素。
与绿色对应的感测区域的总数可大于或等于与蓝色对应的感测区域的总数或者与红色对应的感测区域的总数。
成像装置还可包括：照度传感器，被配置为测量照度。
在一个总体方面，一种成像装置包括：成像透镜阵列，包括第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜；滤色器阵列，包括第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，第一滤色器被配置为使穿过第一成像透镜的光之中的与第一颜色对应的第一波长的光通过，第二滤色器被配置为使穿过第二成像透镜的之光中的与第二颜色对应的第二波长的光通过，第三滤色器被配置为使穿过第三成像透镜的光之中的与第三颜色对应的第三波长的光通过；感测阵列，包括第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件，第一感测元件设置在被配置为接收穿过第一滤色器的光的第一颜色感测区域中，第二感测元件设置在被配置为接收穿过第二滤色器的光的第二颜色感测区域中，第三感测元件设置在被配置为接收穿过第三滤色器的光的第三颜色感测区域中；以及控制器，被配置为：基于根据照度确定的分箱尺寸来对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件进行分组，并且基于分组的第一感测元件的感测、分组的第二感测元件的感测和分组的第三感测元件的感测来生成感测数据。
在一个总体方面，一种方法包括：通过图像传感器通过设置在用于各个颜色通道的感测区域中的感测元件，来感测穿过滤色器和对应于滤色器的成像透镜的光；以及基于根据分箱尺寸对由每个感测区域的感测元件感测的颜色强度值进行分组来生成感测数据，分箱尺寸基于光的照度被确定。
在一个总体方面，一种多透镜相机包括：多个成像透镜；滤波光学滤波器，包括多个滤色器，每个滤色器被配置为：接收穿过相应的成像透镜的光，并透射与单颜色对应的光；感测阵列，被配置为：基于穿过成像透镜的光来生成感测信息，以及控制器，被配置为：基于穿过成像透镜的光来确定捕获环境的照度水平，并且从多个分箱尺寸之中选择与确定的照度水平对应的分箱尺寸，并且基于所述感测信息来重构捕获的图像。
感测信息可包括强度信息和颜色强度值中的至少一者。
捕获环境的照度水平可从高照度、第一低照度水平、第二低照度水平和第三低照度水平中的至少一个被确定。
根据以下具体实施方式、附图和权利要求，其他特征和方面将是清楚的。
附图说明
图1示出根据一个或多个实施例的示例成像装置的示例结构。
图2示出了根据一个或多个实施例的示例成像装置的示例结构。
图3是示出示例图像传感器的示例操作方法的流程图。
图4示出根据一个或多个实施例的示例图像传感器的示例分箱操作。
图5示出根据一个或多个实施例的示例图像传感器的示例图像处理操作。
图6示出根据一个或多个实施例的示例成像装置的示例结构。
图7示出根据一个或多个实施例的根据示例图像传感器和示例成像装置中的分箱水平的噪声的示例。
图8示出根据一个或多个实施例的示例成像装置的示例配置。
图9示出根据一个或多个实施例的示例电子装置的示例配置。
图10示出根据一个或多个实施例的实现有图像传感器的示例装置。
图11示出根据一个或多个实施例的实现有图像传感器的示例车辆。
贯穿附图和具体实施方式，除非另外描述或提供，否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同或相似的元件、特征和结构。附图可不按比例，并且为了清楚、说明和方便，附图中的元件的相对大小、比例和描绘可被夸大。
具体实施方式
提供下面的具体实施方式以帮助读者得到对在此描述的方法、设备和/或***的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、设备和/或***的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定次序发生的操作之外，可如在理解本申请的公开之后将是清楚地那样改变。此外，为了更加清楚和简洁，在理解本申请的公开之后已知的特征的描述可被省略，注意，特征及其描述的省略不意在承认它们的常识性。
在此描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例以仅示出在理解本申请的公开之后将是清楚的实现在此描述的方法、设备和/或***的许多可行方式中的一些。
尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语的限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
贯穿说明书，当元件(诸如，层、区域或基底)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”或“结合到”另一元件时，它可直接“在”另一元件“上”、直接“连接到”或“结合到”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或多个其他元件。相反，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。
在此使用的术语仅用于描述特定示例的目的，而不用于限制本公开。如在此使用的，除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。如在此使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的任何一个和任何两个或更多个的任何组合。如在此使用的，术语“包括”、“包含”和“具有”表明存在陈述的特征、数量、操作、元件、组件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、元件、组件和/或它们的组合。
另外，在此可使用诸如第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语来描述组件。这些术语中的每个不用于限定相应组件的本质、次序或顺序，而是仅用于将相应组件与其他一个或多个组件区分开。
除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员在理解本申请的公开之后通常理解的含义相同的含义。除非在此明确地如此定义，否则术语(诸如，在通用词典中定义的术语)将被解释为具有与它们在相关领域的上下文和本申请的公开中的含义一致的含义，并且将不以理想化或过于形式化的含义进行解释。
图1和图2示出根据一个或多个实施例的示例成像装置的示例结构。图1是示例成像装置的透视图，并且图2是示例成像装置的剖视图。
成像装置100可包括透镜阵列110和图像传感器120。透镜阵列110可包括透镜元件，并且图像传感器120可包括光学感测元件。透镜阵列110的透镜元件可沿着透镜阵列110的平面设置，并且图像传感器120的光学感测元件可沿着图像传感器120中的感测阵列121的平面设置。在一个示例中，透镜阵列110的平面可与感测阵列121的平面平行。在一个非限制性示例中，透镜阵列110可以是执行成像操作的多透镜阵列(MLA)，并且也可被称为“成像透镜阵列”。
在一个或多个示例中，光学感测元件(在下文中，称为“感测元件”)可以是基于入射在元件上的光来感测光学信息的元件，并且可输出指示入射光的强度的值。仅作为非限制性示例，光学感测元件可包括互补金属氧化物半导体(CMOS)、电荷耦合器件(CCD)和光电二极管。
在一个示例中，图片元素(在下文中，称为“像素”)可以是构成图像的基本单位信息，并且从对象上的与像素位置对应的物理位置反射的光可表示由感测元件感测的光学信息。像素位置可以是图像中的像素的位置，可遵循像素坐标系，并且物理位置可遵循世界坐标系。在一个示例中，世界坐标系可以是连续空间坐标系，连续空间坐标系可独立于一个或多个图像的相应像素索引来指定图像中的物理对象的位置。
在一个示例中，构成彩色图像的像素可具有单个像素位置的像素值。像素值可具有多个颜色值(例如，RGB颜色***中的红色值、绿色值和蓝色值)。在显示领域中，构成显示器的单位像素可包括与多个颜色相关的子像素(例如，RGB颜色***中的红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素)，以表达一个像素位置的颜色值。在图像传感器领域中，通常，像素可表示感测一个颜色值的感测元件(例如，前方设置有滤色器的光电二极管)，而不是针对每个颜色被划分为子像素。另外，在图像传感器领域中，像素也可表示一个感测元件和由感测元件感测的值。然而，在一个或多个示例中，为了清楚，像素可以是构成图像的基本单位信息，并且感测元件可以是响应于从对象接收到光而输出对应像素的像素值的硬件元件。
在一个示例中，可基于单个感测元件的感测或者通过分箱(或称为装仓，binning)而分组的多个感测元件的感测来确定每个像素的像素值。分箱可表示对邻近像素的电荷进行组合以形成超像素。然后组合信号可被放大，并通过模数转换器被转换成数字值。通过执行分箱处理，成像装置100和/或成像装置100的图像传感器120的光敏性可被增强，并且即使在低照度下，图像质量也可被提高。可由单个感测元件感测的光量存在限制，并且可通过使用由多个感测元件感测的值表示一个像素来增强灵敏度。图像传感器120可基于根据照度确定的分箱尺寸来对感测阵列121的感测元件进行分组。可基于通过对由基于上述分箱尺寸被分组的感测元件感测的强度值求和而获得的值，来确定一个像素的像素值。下面将参照图4描述使用基于照度的分箱尺寸对像素进行确定和分组的示例。
在一个非限制性示例中，图像传感器120可包括感测阵列121、光学滤波器122(例如，滤色器阵列)和聚光透镜阵列123。然而，示例不限于此，并且光学滤波器器122还可与聚光透镜阵列123一体地实现，聚光透镜阵列123包括单独的聚光微透镜123a，聚光微透镜123a具有使预定波段通过并阻挡剩余波段的光学特性。
聚光透镜阵列123可包括多个聚光微透镜123a，以将穿过透镜阵列110的光会聚到感测阵列121。在一个示例中，包括在聚光透镜阵列123中的聚光微透镜123a的总数可等于包括在感测阵列121中的感测元件的总数。在一个示例中，多个聚光微透镜123a可设置在成像光学透镜110与感测阵列121之间，并且可通过将光会聚在感测元件121a中而将穿过成像光学透镜的光透射到与相应的聚光微透镜123a对应的感测元件121a。在一个示例中，如图2中所示，聚光微透镜123a可设置在感测阵列121的每个感测元件121a上，以将光会聚在设置在聚光微透镜123a下方的感测元件121a中。此外，如图2中所示，颜色通过滤色元件(colorpass filtering element)122a可设置在每个聚光微透镜123a与每个对应的感测元件121a之间。
光学滤波器122可以是具有使预定波段通过并阻挡剩余波段的光学特性的滤波器。在一个示例中，光学滤波器122可包括一个或多个滤色器。每个滤色器可接收穿过相应的成像透镜的光，并透射所接收的光之中的与单颜色(例如，红色、蓝色和绿色中的一者)的波长对应的光。在一个示例中，光学滤波器122可被实现为滤色器阵列(CFA)，CFA包括沿着滤波器平面设置的多个滤色器122-1、122-2和122-3。每个滤色器可包括一个或多个颜色通过滤色元件122a。滤色器可以是多个颜色通过滤色元件的集合或具有覆盖感测区域的面积的颜色通过滤色元件。每个颜色通过滤色元件122a可以是使与预定颜色的特定波段的光通过并阻挡剩余波段的光的滤波器。每个颜色通过滤色元件122a可包括例如红色通过滤色元件、绿色通过滤色元件和蓝色通过滤色元件。红色通过滤色元件可使与红色对应的波段的光通过并且阻挡剩余波段(例如，绿色波段和蓝色波段)的光。绿色通过滤色元件可使与绿色对应的波段的光通过并且阻挡剩余波段(例如，红色波段和蓝色波段)的光。蓝色通过滤色元件可使与蓝色对应的波段的光通过并且阻挡剩余波段(例如，红色波段和绿色波段)的光。
可基于包括在感测阵列121中的感测元件的总数和入射在各个感测元件121a上的光的量，来确定由图像传感器120捕获和重构的图像的质量。在一个示例中，可基于包括在感测阵列121中的感测元件的总数来确定图像的分辨率，可基于入射在各个感测元件121a上的光的量来确定图像的灵敏度，并且可基于感测元件121a的尺寸或分箱尺寸来确定入射光的量。随着感测元件121a的尺寸或分箱尺寸增大，入射光的量可增大，并且感测阵列121的动态范围可增大。因此，随着包括在感测阵列121中的感测元件的总数增加，由图像传感器120捕获的图像的分辨率可增加。响应于感测元件121a的尺寸和/或分箱尺寸的增大，图像传感器120可有利地操作以在低照度下捕获具有高灵敏度的图像。
在一个示例中，透镜阵列110可包括一个或多个成像透镜111、112和113，并且成像透镜111、112和113中的每个可分别与单颜色对应。图1示出可与第一颜色(例如，红色)对应的第一成像透镜111、可与第二颜色(例如，绿色)对应的第二成像透镜112和可与第三颜色(例如，蓝色)对应的第三成像透镜113。透镜阵列110的第一成像透镜111至第三成像透镜113中的每个可覆盖感测阵列121的与成像透镜的透镜尺寸对应的感测区域129。可基于相应的成像透镜的透镜规格(例如，尺寸、曲率或厚度)来确定感测阵列121的由第一成像透镜111至第三成像透镜113中的每个覆盖的感测区域129。感测区域129可以是感测阵列121的穿过相应的成像透镜的预定范围的视场(FoV)的光线到达的区域。每个感测区域129的尺寸可被表示为从相应的感测区域的中心到感测区域的最外点的距离或对角线长度。换句话说，穿过相应的成像透镜的光可入射在包括在每个感测区域129中的各自的感测元件上。在一个示例中，感测区域129可包括第一颜色感测区域129-1、第二颜色感测区域129-2和第三颜色感测区域129-3。下面将描述在每个感测区域129中感测的信息。
感测阵列121中的感测元件中的每个可基于穿过透镜阵列110的第一成像透镜111至第三成像透镜113的光线来生成感测信息。在一个示例中，感测元件121a可感测通过成像透镜接收的光的强度值作为感测信息。成像装置100和/或图像传感器120可基于从感测阵列121输出的感测信息，来确定与和包括在成像装置100的FoV中的点相关的原始信号对应的强度信息。成像装置100和/或图像传感器120可基于确定的强度信息重构捕获的图像。另外，感测阵列121的感测元件121a可通过感测穿过颜色通过滤色元件122a的光来生成与期望的颜色对应的颜色强度值作为感测信息。感测阵列121中的多个感测元件121a中的每个可被设置为感测为每个感测区域129指定的特定颜色波长的光。感测阵列121可使用设置在与多个颜色之中的每个单颜色对应的颜色感测区域中的感测元件，来感测穿过对应的单颜色的滤色器和成像透镜的光的强度。
在一个示例中，图像传感器120可从感测穿过多个成像透镜111、112和113中的每个的光的感测元件121a的感测信息获得部分图像。图像传感器120中的被配置为接收特定颜色的光并且被一个成像透镜覆盖的感测元件121a可接收穿过同一滤色器的光。因此，包括在与一个成像透镜对应的感测区域中的感测元件可感测与同一颜色对应的波段的光。在一个示例中，被每个成像透镜覆盖的多个感测元件中的超过50％的感测元件可被设置为接收与同一单颜色对应的波长的光。在一个示例中，被每个成像透镜覆盖的多个感测元件中的超过90％的感测元件可被设置为接收与同一单颜色对应的波长的光。另外，例如，由于制造工艺中的误差，必须传送到邻近感测区域的颜色波段的光可被传送到另一感测区域。成像装置100和/或图像传感器120可从颜色感测元件的感测数据中排除设置在与一个颜色对应的颜色感测区域中的感测元件之中的由于制造工艺中的误差而接收不同颜色的光的感测元件感测的值。因此，成像装置100和/或图像传感器120可针对一个颜色感测区域获得的同一颜色的像素值。
部分图像可以是由表示与相应的成像透镜的FoV范围对应的场景的不同的红色通道、绿色通道和蓝色通道获得的分割图像。部分图像可以是包括相应的颜色通道(例如，红色通道、绿色通道和蓝色通道)的像素值的图像。基于滤色器阵列122中的多个滤色器的布置，可确定可在每个感测区域中感测的颜色。图像传感器120可捕获可在与每个成像透镜对应的感测区域中感测的颜色通道的部分图像。换句话说，图像传感器120可获得与成像透镜(例如，第一成像透镜111至第三成像透镜113)的总数相同的总数的部分图像。图像传感器120可针对多个颜色通道中的每个获得一个或多个部分图像。图像传感器120可接收红色通道的一个或多个部分图像、绿色通道的一个或多个部分图像和蓝色通道的一个或多个部分图像。一组部分图像也可被称为“复眼视觉(CEV)图像”。
部分图像可具有基于由成像透镜覆盖的感测元件的总数和分箱尺寸的分辨率。部分图像的分辨率也可被称为“部分分辨率”。在一个或多个示例中，分辨率和部分分辨率可以是构成图像的像素的总数。图像传感器120和/或成像装置100可基于捕获的图像的部分图像重构具有目标分辨率(例如，全分辨率)的捕获的图像。可基于包括在图像传感器120中的感测元件的总数和分箱尺寸来确定全分辨率。
在一个示例中，透镜阵列110可包括第一成像透镜111、第二成像透镜112和第三成像透镜113。滤色器阵列122可包括第一滤色器122-1、第二滤色器122-2和第三滤色器122-3。可通过第一颜色感测区域129-1、第二颜色感测区域129-2和第三颜色感测区域129-3对包括在感测阵列121中的感测元件进行分类。
在一个非限制性示例中，第一滤色器122-1可使穿过第一成像透镜111的光之中的与第一颜色(例如，红色)对应的波长的光通过。设置在第一颜色感测区域129-1中的第一感测元件可接收穿过第一成像透镜111和第一滤色器122-1的光。设置在第一颜色感测区域129-1中的第一感测元件可感测第一成像透镜111的FoV范围内的光线之中的与第一颜色对应的波段的光分量。由第一感测元件感测的感测信息可包括同与第一成像透镜111的FoV范围对应的场景相关联的与第一颜色对应的强度信息。
第二滤色器122-2可使穿过第二成像透镜112的光之中的与第二颜色(例如，绿色)对应的波长的光通过。设置在第二颜色感测区域129-2中的第二感测元件可接收穿过第二成像透镜112和第二滤色器122-2的光。设置在第二颜色感测区域129-2中的第二感测元件可感测第二成像透镜112的FoV范围内的光线之中的与第二颜色对应的波段的光分量。由第二感测元件感测的感测信息可包括同与第二成像透镜112的FoV范围对应的场景相关联的与第二颜色对应的强度信息。
第三滤色器122-3可使穿过第三成像透镜113的光之中的与第三颜色(例如，蓝色)对应的波长的光通过。设置在第三颜色感测区域129-3中的第三感测元件可接收穿过第三成像透镜113和第三滤色器122-3的光。设置在第三颜色感测区域129-3中的第三感测元件可感测第三成像透镜113的FoV范围内的光线之中的与第三颜色对应的波段的光分量。由第三感测元件感测的感测信息可包括同与第三成像透镜113的FoV范围对应的场景相关联的与第三颜色对应的强度信息。
在一个示例中，控制器(例如，图8的控制器829)可基于根据照度确定的分箱尺寸来对设置在每个颜色感测区域中的感测元件进行分组。控制器可基于根据照度确定的分箱尺寸对第一感测元件129-1、第二感测元件129-2和第三感测元件129-3进行分组。控制器可基于分组的第一感测元件129-1、分组的第二感测元件129-2和分组的第三感测元件129-3的感测来生成感测数据。控制器可基于由各个分组的感测元件129-1、129-2和129-3感测的光的强度来生成感测数据。感测数据可包括每个感测区域的部分图像和/或部分图像的强度信息。图像传感器120可以以第一部分分辨率(例如，低分辨率)获得与第一颜色的通道对应的捕获的图像的部分图像(例如，红色通道部分图像)，第一部分分辨率基于第一感测元件的总数和来自由第一感测元件感测的感测信息的分箱尺寸被确定。图像传感器120可以以第二部分分辨率(例如，低分辨率)接收与第二颜色的通道对应的捕获的图像的部分图像(例如，绿色通道部分图像)，第二部分分辨率基于第二感测元件的总数和来自由第二感测元件感测的感测信息的分箱尺寸被确定。图像传感器120可以以第三部分分辨率(例如，低分辨率)获得与第三颜色的通道对应的捕获的图像的部分图像(例如，蓝色通道部分图像)，第三部分分辨率基于第三感测元件的总数和来自由第三感测元件感测的感测信息的分箱尺寸被确定。
在一个非限制性示例中，如图1中所示，滤波器122可包括一个第一滤色器122-1、两个第二滤色器122-2、一个第三滤色器122-3，感测阵列121可包括一个第一颜色感测区域129-1、两个第二颜色感测区域129-2和一个第三颜色感测区域129-3。在图1中示出的示例中，图像传感器120和/或成像装置100可接收一个红色通道部分图像、两个绿色通道部分图像和一个蓝色通道部分图像。然而，示例不限于此，并且滤色器的总数和颜色感测区域的总数可以是一个或至少两个。另外，在此主要描述三维(3D)颜色***(例如，RGB颜色空间)。然而，示例不限于此，并且还可适用于n维颜色***。这里，“n”可以是大于或等于“4”的整数。用于n维颜色***的图像传感器120还可包括第i滤色器、第i颜色感测区域和用于包括在n维颜色***中的第i颜色的第i成像透镜。在一个示例中，i表示大于或等于“4”并且小于或等于“n”的整数。仅作为示例，成像装置100也可被称为“相机装置”。
因此，成像装置100可通过如上所述获得的各种感测信息来获取每个颜色的低分辨率输入图像，并且从低分辨率输入图像重构更高分辨率的输出图像。成像装置100和/或图像传感器120可通过调整每个照度的分箱因子(例如，分箱尺寸)来获得针对相应的照度优化的图像。在成像装置100和/或图像传感器120中，可针对至少三个照度水平中的每个设置分箱尺寸，而没有限制。成像装置100和/或图像传感器120可通过在图像配准(imageregistration)之后获得具有均匀颜色分布的捕获的图像，来获得具有低图像质量损失的图像。
下面将参照图3描述对执行动态分箱的图像传感器120进行操作的示例方法。
图3是示出根据一个或多个实施例的对图像传感器进行操作的示例方法的流程图。图3中的操作可以以如示出那样的顺序和方式执行。然而，在不脱离所示示例的精神和范围的情况下，可改变一些操作的次序，或者可省略操作中的一些。另外，图3中示出的操作可并行或同时执行。图3的一个或者多个框以及框的组合可由执行指定功能的基于专用硬件的计算机、或者专用硬件和指令(例如，计算机或处理器指令)的组合来实现。除了下面的图3的描述之外，图1至图2的描述也适用于图3，并且通过引用包含于此。因此，出于简洁的目的，这里可不再重复以上描述。图3的操作可由处理器执行。
在操作310中，图像传感器可在设置在每个颜色通道的感测区域中的感测元件中感测穿过相应的成像透镜和相应的滤色器的光。如上所述，感测阵列可包括与每个颜色通道对应的感测区域。在一个示例中，针对RGB颜色***实现的图像传感器可包括与红色通道对应的至少一个第一颜色感测区域、与绿色通道对应的至少一个第二颜色感测区域和与蓝色通道对应的至少一个第三颜色感测区域。
在操作320中，图像传感器可基于根据分箱尺寸对由每个感测区域的感测元件感测的颜色强度值进行分组，来生成感测数据，分箱尺寸基于光的照度被确定。颜色强度值可指示传播到感测区域的光之中的与可在相应的感测区域中感测的颜色对应的波段的光的强度。如上所述，设置在每个颜色感测区域中的感测元件可感测与滤色器的颜色对应的光分量，滤色器与相应的颜色感测区域对应。感测数据可包括基于对每个像素进行分箱而求和的感测值。例如，图像传感器可通过对由基于分箱尺寸而分组的一个或多个感测元件感测的强度值(例如，颜色强度值)进行求和，来获得与单个像素对应的感测信息。图像传感器可执行模拟分箱和/或数字分箱，模拟分箱对由针对一个像素而分组的感测元件感测的模拟感测信号进行求和，数字分箱对由针对一个像素而分组的感测元件感测的数字感测值进行求和。模拟分箱可例如在放大器级中执行。对于每个颜色感测区域，感测数据可包括与包括在对应于相应的颜色的每个颜色通道的部分图像中的像素对应的感测值(例如，颜色值)。然而，感测数据不限于上述感测数据，并且可根据设计而变化。
在一个示例中，图像传感器的处理器可从感测数据重构图像(例如，捕获的图像)。图像传感器可通过基于上述感测数据确定单个像素的像素值来获得具有低分辨率的多个部分图像，并且可从多个部分图像重构具有目标分辨率(例如，全分辨率)的捕获的图像。下面将参照图5描述由处理器进行的图像重构的示例。然而，尽管在此图像传感器主要操作，但是示例不限于此，并且操作也可由成像装置的处理器执行。
图4示出根据一个或多个实施例的示例图像传感器的示例分箱操作。
在一个示例中，图像传感器的控制器(例如，图8的控制器829)可基于照度从至少三个分箱尺寸(例如，1×1、2×2、3×3和4×4)中选择一个分箱尺寸。分箱尺寸可由沿着感测阵列中的一个轴(例如，横轴)分组的感测元件的总数与沿着与上述轴相交的另一轴(例如，纵轴)分组的感测元件的总数的乘积来表示，然而，示例不限于此。在一个示例中，图像传感器和/或成像装置可为多个照度水平中的每个指定照度范围，并且识别与关于周围环境检测到的照度值所属的照度范围对应的照度水平。图像传感器和/或成像装置可从多个分箱尺寸之中选择与识别的照度水平对应的分箱尺寸。
在一个或多个示例中，成像装置和/或图像传感器还可包括单独的照度传感器，并且可基于由照度传感器感测的照度值来确定分箱尺寸。然而，示例不限于此，并且成像装置和/或图像传感器可监测由感测阵列中的感测元件感测的光量，并且基于监测的光量来确定照度水平。
在图4中示出的示例中，控制器可将捕获环境的照度水平确定为包括高照度410、第一低照度水平1 420、第二低照度水平2 430和第三低照度水平3 440的四个照度水平之一。尽管在此讨论了四个照度水平，但这仅是示例，并且可考虑小于或者大于四的照度水平。如上所述，可基于感测元件的数量和分箱尺寸来确定全分辨率和部分分辨率。例如，在包括“NP”个感测元件的感测阵列中，可获得具有b×b分箱尺寸的“NP/b2”个像素的全分辨率图像。如果感测阵列中的感测区域的数量是Ns，则部分图像的分辨率可以是(NP/b2)/Ns。在一个示例中，NP、b和Ns可各自是大于或者等于“1”的整数。
在高照度410的环境下，图像传感器可选择与高照度410对应的分箱尺寸(例如，1×1)。高照度410可指示测量的照度超过阈值照度的环境。例如，当照度超过阈值照度时，控制器可基于由单个感测元件感测的感测值来确定每个像素值。在图4中示出的示例中，如果在高照度410下跳过分箱，则图像传感器可获得“108”兆像素(MP)的感测数据。在感测阵列被划分为四个颜色感测区域的示例中，图像传感器可获得与感测区域的总数对应的捕获的图像的四个部分图像。每个感测区域的部分图像可具有27MP(＝108MP/4)的分辨率。
在另一示例中，当照度小于或等于第一照度并且超过第二照度(例如，低照度水平1 420)时，图像传感器的控制器可对第一总数的感测元件进行分箱。当照度小于或等于第二照度(例如，低照度水平2 430或低照度水平3 440)时，控制器可对多于第一总数的感测元件的第二总数的感测元件进行分箱。例如，在图4中示出的示例中，控制器可在第一低照度水平1 420下将分箱尺寸确定为“2×2”。通过执行2×2分箱，控制器可对由四个感测元件感测的感测值求和，并将感测值的总和确定为一个像素值。控制器可通过对属于同一感测区域的感测元件进行分组来对每个感测区执行2×2分箱。鉴于2×2分箱的性能，与高照度410相比，在低照度水平1 420下获得的图像的全分辨率可降低到27MP(＝108MP/4)。每个感测区域的部分图像可具有6.75MP(＝27MP/4)的分辨率。
在一个示例中，控制器可在第二低照度水平2 430下将分箱尺寸确定为“3×3”。通过3×3分箱获得的图像的全分辨率可以是12MP(＝108MP/9)，并且每个感测区域的部分图像可具有3MP(＝12MP/4)的分辨率。
在一个示例中，控制器可在第三低照度水平3 440中下将分箱尺寸确定为“4×4”。通过4×4分箱获得的图像的全分辨率可以是6.75MP(＝108MP/16)，并且每个感测区域的部分图像可以是1.6875MP(＝6.75MP/4)。
图5示出根据一个或多个实施例的示例图像传感器的示例图像处理操作。
参照图5，成像装置500和/或图像传感器510可基于照度水平来确定分箱尺寸(如上面参照图4所述)。成像装置500和/或图像传感器510可基于确定的分箱尺寸对每个感测区域的感测元件进行分组，并且基于由分组的感测元件感测的感测值来确定像素值。在一个示例中，成像装置500和/或图像传感器510可根据由针对一个像素而分组的感测元件感测的感测值的总和来确定相应的像素的像素值。在一个示例中，如上所述，设置在一个颜色感测区域中的感测元件可通过滤色器仅感测与单颜色对应的波段的光，因此，成像装置500和/或图像传感器510可获得与每个像素的单颜色对应的颜色强度值。因此，基于分箱处理获得的像素值520可仅指示单颜色值。如图5中所示，成像装置500和/或图像传感器510可获得每个感测区域的部分图像592。每个部分图像592可包括与每个像素位置的颜色感测区域对应的颜色通道的颜色值。
在一个示例中，成像装置500和/或图像传感器510的处理器可对由接收从对象上的相同点或邻近点发射的光的感测元件感测的像素值进行重新排列，使得该像素值可设置在彼此邻近的像素位置中。像素值的重新排列也可被称为“配准”。重新排列的像素值530可形成中间图像593。在一个示例中，成像装置500和/或图像传感器510可基于光场信息之间的相关性对多个捕获的低分辨率图像(例如，颜色通道部分图像592)中的指示对象上的相同点或邻近点的像素的像素位置进行重新排列，以重构高分辨率图像(例如，捕获的图像)。
成像装置500和/或图像传感器510可通过将与接收类似光场信息的感测元件对应的像素的位置重新排列为彼此邻近来生成中间图像593的像素信息。如上所述，每个感测元件可接收多个光场重叠的信息。如果包括在由两个感测元件感测的信息中的相同光场的总数增加，则由两个感测元件感测的信息之间的相关性可增加。可基于捕获相应的像素的深度来执行像素位置的重新排列。在一个示例中，捕获像素的深度可被设置为通过立体图像匹配估计或者由深度传感器测量的任意深度值。在另一示例中，还可通过神经网络来重新排列像素位置，该神经网络即使捕获像素的深度未被测量和/或估计，也基于捕获对象的深度来重新排列像素位置。像素位置的以上重新排列可被称为“像素混洗”(pixel shuffle)。在一个示例中，可使用被实现为响应于多个低分辨率输入图像(例如，颜色通道部分图像592)的输入而输出单个高分辨率中间图像593的机器学习模型(例如，神经网络)，来重新排列像素位置。可基于通过在各种深度捕获对象而获得的训练数据集来训练神经网络。由于中间图像593可以是其中仅具有单颜色值的像素被重新排列的图像，因此每个像素位置处的像素可具有单颜色值。换句话说，中间图像593可以是其中颜色值针对每个像素位置被混合的图像。然而，示例不限于此。
成像装置500和/或图像传感器510的处理器可从重新排列的像素值530生成具有目标分辨率的通道图像。在一个示例中，成像装置500和/或图像传感器510可基于机器学习模型(例如，基于自注意力的神经网络)、插值方案和基于滤波的图像处理方案，从重新排列的像素值530获得具有目标分辨率的通道图像。从像素值获得通道图像的操作也可被称为“去马赛克”。
在一个示例中，如果图像是彩色图像，则图像可具有基于颜色***的颜色值作为像素值，但是由于物理限制，图像传感器510可能难以在单个点处同时感测三种颜色。成像装置500和/或图像传感器510可基于由位于感测元件周围的感测元件(例如，具有设置有红色通过滤色元件的前端的感测元件)感测的颜色值，在预定位置处插值未由感测元件(例如，具有设置有蓝色通过滤色元件的前端的感测元件)感测到的颜色值(例如，红色颜色值)。在一个示例中，成像装置500和/或图像传感器510可对重新排列的像素值530中的每个执行上述插值。然而，示例不限于此，并且图像装置500和/或图像传感器510可基于机器学习模型(例如，神经网络)来重构通道图像，该机器学习模型被实现为响应于其中颜色值针对每个像素位置被混合的中间图像593的输入而输出每个颜色通道的彩色图像。在一个示例中，中间图像593和通道图像可具有相同的分辨率(例如，全分辨率)。在另一示例中，成像装置500和/或图像传感器510还可根据基于滤波的图像处理方案从中间图像593重构通道图像540。
在图5示出的示例中，成像装置500和/或图像传感器510可获得每个颜色通道的三个颜色通道图像。颜色通道图像可具有目标分辨率(例如，全分辨率)。因此，成像装置500和/或图像传感器510可重构包括多个颜色通道图像540的高分辨率图像594(例如，捕获的图像)。然而，上述每个颜色通道的通道图像的重构仅是示例，并且还可根据设计执行其他方法。
图6示出根据一个或多个实施例的示例成像装置的示例结构。
成像透镜阵列可包括附加成像透镜619以及成像透镜611、612和613以感测单颜色。滤色器阵列还可包括附加滤色器。包括一个红色通过滤色元件、一个蓝色通过滤色元件和两个绿色通过滤色元件的图案可重复地设置在附加滤色器上。作为非限制性示例，上述图案可以是拜耳图案，但不限于此。在一个示例中，感测阵列还可包括附加感测元件。多个附加感测元件可设置在感测阵列的附加感测区域629-9中，并且可感测穿过附加成像透镜619和附加滤色器的光。控制器可跳过对附加感测元件的分箱操作。控制器可对设置在剩余颜色感测区域中的感测元件执行分箱操作。
在一个示例中，成像装置600可基于在附加感测区域629-9中感测的信息经由显示器提供预览图像，该附加感测区域629-9具有以拜耳图案设置的滤色元件。当分箱被应用于在颜色感测区域中收集的感测值时，成像装置600可独立于颜色感测区域的分箱，基于在附加感测区域629-9中收集的感测值来生成预览图像。成像装置600可通过跳过图像配准和/或图像合成来立即生成预览图像，因此，用于生成预览图像的计算量可被减少。因此，成像装置600可使生成预览图像时的延迟最小化。
另外，成像装置600和/或图像传感器的处理器可基于由附加感测元件感测的数据来重新排列由其他感测元件(例如，第一感测元件、第二感测元件、第三感测元件)感测的像素值。成像装置600和/或图像传感器可通过对基于感测穿过拜耳图案的滤色元件的光而获得的像素值执行去马赛克，来获得基于拜耳图案的去马赛克图像。成像装置600和/或图像传感器可根据基于拜耳图案的去马赛克图像来重新排列在其他颜色感测区域中获得的像素值(例如，重新排列由感测区域629-1、629-2和629-3中的第一感测元件、第二感测元件、第三感测元件感测的像素值)。例如，基于拜耳图案的去马赛克图像基于在附加感测区域629-9中收集的信息被获得。关于不可感测的颜色的信息可在颜色感测区域629-1、629-2和629-3中丢失。然而，可在附加感测区域629-9中收集关于各种颜色的信息。在附加感测区域629-9中，可使关于与附加成像透镜619对应的FoV范围内的各种颜色的信息的损失最小化。因此，与图5的示例相比，成像装置600和/或图像传感器可执行更准确的配准。
在图像传感器中，第一颜色(例如，红色)、第二颜色(例如，绿色)和第三颜色(例如，蓝色)是包括在同一颜色***中的颜色，并且可彼此不同。在一个示例中，在RGB颜色***的示例中，第一颜色可以是红色，第二颜色可以是绿色，并且第三颜色可以是蓝色。感测阵列可包括用于颜色***中的每个颜色的至少一个颜色感测区域。在一个示例中，在RGB颜色***中，感测阵列可包括用于红色的至少一个感测区域、用于绿色的至少一个感测区域和用于蓝色的至少一个感测区域。除了用于每个颜色的感测区域之外，图像传感器还可包括上述附加感测区域。
另外，感测阵列中感测绿色的感测元件的总数可大于或等于感测其他颜色(例如，红色和蓝色)的感测元件的总数。在一个示例中，与绿色对应的感测区域的总数可大于或等于与蓝色对应的感测区域的总数或者与红色对应的感测区域的总数。由于人眼的视锥细胞可对绿色波长的光最敏感，因此，图像传感器还可被实现为感测比剩余颜色分量多的数量的绿色分量。然而，示例不限于此，并且可根据这样的颜色***的实现而变化。
图7示出根据一个或多个实施例的根据示例图像传感器和示例成像装置中的分箱水平的噪声的示例。
可基于分箱水平来确定与由示例成像装置和/或示例图像传感器接收的图像相关的噪声。图7示出对具有1.4μm的像素间距的图像传感器的使用1lux光进行模拟的结果。在一个示例中，针对1×1分箱尺寸获得的图像可示出具有18.02分贝(dB)的亮度信噪比(YSNR)的噪声。针对2×2分箱尺寸接收的图像可示出具有24.23dB的YSNR的噪声。针对3×3分箱尺寸接收的图像可示出具有27.74dB的YSNR的噪声。针对4×4分箱尺寸接收的图像可示出具有30.11dB的YSNR的噪声。针对5×5分箱尺寸接收的图像可示出具有31.92dB的YSNR的噪声。针对6×6分箱尺寸接收的图像可示出具有33.48dB的YSNR的噪声。如果分箱尺寸增大，则YSNR可增大。成像装置和/或图像传感器可根据照度条件基于分辨率(例如，像素数量)与YSNR之间的权衡来设置分箱尺寸。
图8示出根据一个或多个实施例的示例成像装置的示例配置。
示例成像装置800可包括透镜阵列810和图像传感器，图像传感器包括感测阵列821、控制器829和处理器830。
透镜阵列810可包括传播从外部装置接收的光的成像光学透镜。
作为非限制性示例，图像传感器可以是感测穿过透镜阵列810的光的传感器。图像传感器可包括感测阵列821、控制器829和处理器830。上面已经参照图1至图7描述了感测阵列821和控制器829，因此，在此不再重复对感测阵列821和控制器829的进一步描述。
处理器830可基于由感测元件感测的感测信息来重构图像。图像传感器的处理器830也可被称为“图像信号处理器(ISP)”。感测信息还可用于对象的深度估计、重新聚焦、动态范围成像和在低照度环境下捕获高灵敏度图像以及图像重构。在一个示例中，尽管处理器830包括在如以上参照图8所述的图像传感器中，但是示例不限于此。在一个示例中，处理器830可与图像传感器分开地包括在成像装置800中。
图9示出根据一个或多个实施例的示例电子装置的示例配置。
示例电子装置900可包括成像模块和处理器930。
成像模块可包括透镜阵列910和图像传感器，并且图像传感器可包括感测阵列921和控制器929。尽管处理器830可包括在如以上参照图8描述的图像传感器中，但是在一个示例中，图9的处理器930可独立地设置。以上已经描述了透镜阵列910、图像传感器和处理器930，因此，在此不再重复透镜阵列910、图像传感器和处理器930的进一步描述。处理器930可以是应用处理器(AP)。
图10和图11示出实现有示例图像传感器的示例装置。图10示出作为非限制性示例的示例电子装置(例如，智能电话)。图11示出包括代表这样的透镜阵列、感测阵列、控制器和处理器(诸如，作为非限制性示例的图9的透镜阵列910、感测阵列921、控制器929和处理器930)的多个图像传感器的示例车辆。
图像传感器和/或成像装置可被应用于各种技术领域。由于包括多个透镜的透镜阵列和包括多个感测元件的传感器可被实现为间隔开相对短的焦距，因此，示例成像装置可具有使得能够高质量捕获并且实现超薄相机的大的传感器尺寸和厚度。
在一个非限制性示例中，示例图像传感器和/或示例成像装置可安装在移动终端上。在一个示例中，移动终端可以是未固定在任意位置的可移动终端，并且作为非限制性示例，可包括便携式装置(诸如，智能电话、平板电脑或可折叠智能电话)、人工智能扬声器、车辆等。
如图10的示例智能电话装置中所示，成像模块1010可被应用于智能电话的前置相机或后置相机。成像模块1010可具有大型全帧传感器(large full-frame sensor)和多透镜阵列被组合的结构，并且可被应用于移动电话相机。
另外，在一个示例中，成像模块1010可使用薄结构或弯曲结构来实现。
如图11中所示，示例性车辆包括多个这样的成像装置1110，例如，具有弯曲形状的成像装置1110可被实现为车辆1100的前相机或后相机(例如，成像装置1110可以是包括在车辆1100中的具有如关于图1至图9描述的结构的多透镜相机)。
另外，具有一个或多个成像装置1110的电子装置可以是数字单镜头反射(DSLR)相机、无人机、闭路电视(CCTV)相机、网络摄像头相机、全景相机、电影或广播视频相机、虚拟现实(VR)/增强现实(AR)相机、柔性/可伸展相机、复眼相机和隐形眼镜型相机。此外，具有一个或多个成像装置1110的电子装置可基于关于多个捕获帧的信息来执行多帧超分辨率图像恢复，以增大分辨率。
在此描述的成像装置800、透镜阵列810、感测阵列821、控制器820、处理器830、透镜阵列910、感测阵列921、控制器929、处理器930以及其他装置和其他组件被实现为硬件组件和由硬件组件实现。可用于执行在本申请中描述的操作的硬件组件的示例在适当的情况下包括：控制器、传感器、发生器、驱动器、存储器、比较器、算术逻辑单元、加法器、减法器、乘法器、除法器、积分器以及被配置为执行本申请中描述的操作的任何其他电子组件。在其他示例中，通过计算硬件(例如，通过一个或多个处理器或计算机)来实现执行在本申请中描述的操作的硬件组件中的一个或多个。处理器或计算机可由一个或多个处理元件(诸如，逻辑门阵列、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微型计算机、可编程逻辑控制器、现场可编程门阵列、可编程逻辑阵列、微处理器、或者被配置为以限定的方式响应并执行指令以实现期望的结果的任何其他装置或装置的组合)来实现。在一个示例中，处理器或计算机包括或者连接到存储由处理器或计算机执行的指令或软件的一个或多个存储器。由处理器或计算机实现的硬件组件可执行指令或软件(诸如，操作***(OS)和在OS上运行的一个或多个软件应用)，以执行在本申请中描述的操作。硬件组件还可响应于指令或软件的执行来访问、操控、处理、创建和存储数据。为了简明，单数术语“处理器”或“计算机”可用于在本申请中描述的示例的描述中，但是在其他示例中，多个处理器或计算机可被使用，或者处理器或计算机可包括多个处理元件、或多种类型的处理元件、或两者。例如，单个硬件组件、或者两个或更多个硬件组件可由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来实现。一个或多个硬件组件可由一个或多个处理器、或者处理器和控制器来实现，并且一个或多个其他硬件组件可由一个或多个其他处理器、或者另外的处理器和另外的控制器来实现。一个或多个处理器、或者处理器和控制器可实现单个硬件组件、或者两个或更多个硬件组件。硬件组件可具有不同的处理配置中的任何一个或多个，不同的处理配置的示例包括：单个处理器、独立处理器、并行处理器、单指令单数据(SISD)多处理、单指令多数据(SIMD)多处理、多指令单数据(MISD)多处理和多指令多数据(MIMD)多处理。
图1至图11中示出的执行在本申请中描述的操作的方法由计算硬件(例如，由一个或多个处理器或计算机)来执行，计算硬件被实现为如上所述执行指令或软件以执行在本申请中描述的由该方法执行的操作。例如，单个操作、或者两个或更多个操作可由单个处理器、或者两个或更多个处理器、或者处理器和控制器来执行。例如，作为处理器实现的方法的各个操作，一个或多个操作可由一个或多个处理器、或者处理器和控制器来执行，并且一个或多个其他操作可由一个或多个其他处理器、或者另外的处理器和另外的控制器来执行。一个或多个处理器、或者处理器和控制器可执行单个操作、或者两个或更多个操作。
用于控制计算硬件(例如，一个或多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件可被编写为计算机程序、代码段、指令或它们的任何组合，以单独地或共同地指示或配置一个或多个处理器或计算机作为机器或专用计算机进行操作，以执行由如上所述的硬件组件和方法执行的操作。在一个示例中，指令或软件包括由一个或多个处理器或计算机直接执行的机器代码(诸如，由编译器产生的机器代码)。在另一示例中，指令或软件包括由一个或多个处理器或计算机使用解释器执行的高级代码。指令或软件可基于附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述使用任何编程语言被编写，附图中示出的框图和流程图以及说明书中的相应描述公开了用于执行由如上所述的硬件组件和方法执行的操作的算法。
用于控制计算硬件(例如，一个或多个处理器或计算机)以实现硬件组件并执行如上所述的方法的指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构可被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质中，或者被记录、存储或固定在一个或多个非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性计算机可读存储介质的示例包括：只读存储器(ROM)、可编程随机存取只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、闪存、非易失性存储器、CD-ROM、CD-R、CD+R、CD-RW、CD+RW、DVD-ROM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM、BD-ROM、BD-R、BD-R LTH、BD-RE、蓝光或光盘存储装置、硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、闪存、卡式存储器(诸如，多媒体卡或微型卡(例如，安全数字(SD)或极限数字(XD)))、磁带、软盘、磁光数据存储装置、光学数据存储装置、硬盘、固态盘和任何其他装置，任何其他装置被配置为以非暂时性方式存储指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构，并将指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构提供给一个或多个处理器或计算机，使得一个或多个处理器或计算机能够执行指令。在一个示例中，指令或软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构分布在联网的计算机***上，使得指令和软件以及任何相关联的数据、数据文件和数据结构以分布式方式由一个或多个处理器或计算机存储、访问和执行。
虽然本公开包括特定示例，但是在理解本申请的公开之后对于本领域的普通技术人员将清楚的是，在不脱离权利要求和它们的等同物的精神和范围的情况下，可在这些示例中做出形式和细节上的各种改变。在此描述的示例将仅被认为是描述性的，而不是出于限制的目的。每个示例中的特征或方面的描述将被认为可适用于其他示例中的相似的特征或方面。如果描述的技术以不同的次序被执行、和/或如果描述的***、架构、装置或电路中的组件以不同的方式被组合、和/或由其他组件或它们的等同物替代或补充，则可实现合适的结果。
因此，本公开的范围不由具体实施方式限定，而是由权利要求和它们的等同物限定，并且在权利要求和它们的等同物的范围内的所有变化应被解释为包括在本公开中。

Claims (26)

1.一种成像装置，包括：
图像传感器，包括：
滤色器阵列，包括第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，第一滤色器被配置为使穿过第一成像透镜的光之中的与第一颜色对应的第一波长的光通过，第二滤色器被配置为使穿过第二成像透镜的光之中的与第二颜色对应的第二波长的光通过，第三滤色器被配置为使穿过第三成像透镜的光之中的与第三颜色对应的第三波长的光通过；
感测阵列，包括第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件，第一感测元件设置在被配置为接收穿过第一滤色器的光的第一颜色感测区域中，第二感测元件设置在被配置为接收穿过第二滤色器的光的第二颜色感测区域中，第三感测元件设置在被配置为接收穿过第三滤色器的光的第三颜色感测区域中；以及
控制器，被配置为：基于根据照度确定的分箱尺寸来对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件进行分组，并且基于分组的第一感测元件的感测、分组的第二感测元件的感测和分组的第三感测元件的感测来生成感测数据。
2.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：处理器，被配置为：从生成的感测数据对捕获的图像进行重构，
其中，生成的感测数据包括：基于针对每个像素的分箱而求和的感测强度值。
3.根据权利要求2所述的成像装置，其中，处理器被配置为：重新排列由接收从对象上的相同点或邻近点发射的光的感测元件感测的像素值，以将所述像素值设置在彼此邻近的像素位置中。
4.根据权利要求3所述的成像装置，其中，处理器还被配置为：从重新排列的像素值生成具有目标分辨率的通道图像。
5.根据权利要求1所述的成像装置，其中，控制器还被配置为：基于照度从三个或更多个分箱尺寸之中选择一个分箱尺寸。
6.根据权利要求3所述的成像装置，其中，控制器还被配置为：响应于照度超过阈值照度，基于由单个感测元件感测的感测值来确定每个像素值。
7.根据权利要求1所述的成像装置，其中，控制器还被配置为：
响应于照度小于或等于第一照度并且超过第二照度，对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件中的第一总数的感测元件进行分箱；以及
响应于照度小于或等于第二照度，对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件中的多于第一总数的感测元件的第二总数的感测元件进行分箱。
8.根据权利要求1所述的成像装置，其中，被每个成像透镜覆盖的多个感测元件中的第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件中的大于50％的感测元件被设置为接收与同一单颜色对应的波长的光。
9.根据权利要求1所述的成像装置，其中，第一颜色、第二颜色和第三颜色包括在同一颜色***中，并且彼此不同。
10.根据权利要求1所述的成像装置，其中，感测阵列包括：用于颜色***的每个颜色的至少一个颜色感测区域。
11.根据权利要求10所述的成像装置，其中，成像装置还包括成像透镜阵列中的多个成像透镜，其中，所述多个成像透镜包括第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜。
12.根据权利要求11所述的成像装置，其中，成像装置是多透镜相机。
13.根据权利要求1所述的成像装置，其中，感测阵列中感测绿色的感测元件的总数大于或等于感测阵列中感测其他颜色的感测元件的总数。
14.根据权利要求1至权利要求13中的任意一项所述的成像装置，其中：
滤色器阵列还包括附加滤色器，在附加滤色器中，包括一个红色通过滤色元件、一个蓝色通过滤色元件和两个绿色通过滤色元件的图案被重复地设置，并且
感测阵列还包括：与附加滤色器对应的多个附加感测元件，被配置为感测穿过附加成像透镜和附加滤色器的光。
15.根据权利要求14所述的成像装置，其中，所述图案是拜耳图案。
16.根据权利要求14所述的成像装置，其中，控制器还被配置为：跳过针对附加感测元件中的每个的分箱操作。
17.根据权利要求14所述的成像装置，还包括：
处理器，被配置为：基于由附加感测元件中的每个感测的数据，来重新排列由第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件感测的像素值。
18.根据权利要求1所述的成像装置，其中，与绿色对应的感测区域的总数大于或等于与蓝色对应的感测区域的总数或者与红色对应的感测区域的总数。
19.根据权利要求1所述的成像装置，还包括：
照度传感器，被配置为测量照度。
20.一种车辆，包括多个根据权利要求12所述的多透镜相机。
21.一种成像装置，包括：
成像透镜阵列，包括第一成像透镜、第二成像透镜和第三成像透镜；
滤色器阵列，包括第一滤色器、第二滤色器和第三滤色器，第一滤色器被配置为使穿过第一成像透镜的光之中的与第一颜色对应的第一波长的光通过，第二滤色器被配置为使穿过第二成像透镜的光之中的与第二颜色对应的第二波长的光通过，第三滤色器被配置为使穿过第三成像透镜的光之中的与第三颜色对应的第三波长的光通过；
感测阵列，包括第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件，第一感测元件设置在被配置为接收穿过第一滤色器的光的第一颜色感测区域中，第二感测元件设置在被配置为接收穿过第二滤色器的光的第二颜色感测区域中，第三感测元件设置在被配置为接收穿过第三滤色器的光的第三颜色感测区域中；以及
控制器，被配置为：基于根据照度确定的分箱尺寸来对第一感测元件、第二感测元件和第三感测元件进行分组，并且基于分组的第一感测元件的感测、分组的第二感测元件的感测和分组的第三感测元件的感测来生成感测数据。
22.一种成像方法，包括：
通过图像传感器通过设置在用于各个颜色通道的感测区域中的感测元件，来感测穿过滤色器和对应于滤色器的成像透镜的光；以及
基于根据分箱尺寸对由每个感测区域的感测元件感测的颜色强度值进行分组来生成感测数据，分箱尺寸基于光的照度被确定。
23.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在由处理器执行时，使处理器执行根据权利要求22所述的方法。
24.一种多透镜相机，包括：
多个成像透镜；
光学滤波器，包括多个滤色器，每个滤色器被配置为：接收穿过相应的成像透镜的光，并透射与单颜色对应的光；
感测阵列，被配置为：基于穿过成像透镜的光来生成感测信息；以及
控制器，被配置为：基于穿过成像透镜的光来确定捕获环境的照度水平，并且从多个分箱尺寸之中选择与确定的照度水平对应的分箱尺寸，并且基于所述感测信息来重构捕获的图像。
25.根据权利要求24所述的相机，其中，所述感测信息包括强度信息和颜色强度值中的至少一者。
26.根据权利要求24所述的相机，其中，捕获环境的照度水平从高照度、第一低照度水平、第二低照度水平和第三低照度水平中的至少一个被确定，其中，高照度>第一低照度水平>第二低照度水平>第三低照度水平。
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