具体实施方式

在下文中，将参考附图详细地描述各种示例实施例。

图1是示出了根据一些示例实施例的图像传感器的结构的框图。

参考图1，根据一些示例实施例的图像传感器500可以包括像素阵列100、信号处理单元200和控制单元300。图像传感器500还可以包括存储器400。

如将在下面更详细讨论的图3中所示，在一些示例实施例中采用的像素阵列100可以具有构成/包括在扩展的拜耳图案块EB中的多个像素PX。扩展的拜耳图案块EB可以分别由四个像素块PB1、PB2、PB3和PB4组成，这四个像素块例如如图所示地相邻布置。多个像素PX中的每个像素可以包括将光学信号转换成电信号的光学感测元件。例如，光学感测元件可以是或包括或对应于光电二极管。

多个像素PX可以包括被配置为分别接收红光、绿光和蓝光的红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B，以及被配置为接收白光的白色像素W。白色像素W可以具有比红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B高的灵敏度。红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B分别包括红色、绿色和蓝色滤波器，以接收特定波段(例如，分别为红光、绿光和蓝光的波段)中的光，而白色像素W可以在没有滤波器的情况下接收覆盖红色、绿色和蓝色的波段的光。红色像素R、绿色像素G和蓝色像素B以及白色像素W通过微透镜(例如，参见图8中的微透镜109)以像素为单位接收红色、绿色、蓝色和白色之一的光，并且光学感测元件可以生成并输出与通过光电转换而接收的光的强度相对应的电信号。

在一些示例实施例中，构成/包括在像素阵列100中的多个像素PX可以被布置成多行和多列。例如，图3示出了为了便于描述而将64个像素PX布置成8×8矩阵中的形式，但是该形式可以具有一百万或更多像素的阵列(例如，1920×1080)。详细地，如上所述，如上所述的布置可以构成/包括在像素块(PB1、PB2、PB3、PB4)单元和扩展的拜耳图案块(EB)单元中。

详细地，像素阵列100可以包括多个扩展的拜耳图案块EB，该多个扩展的拜耳图案块EB分别具有被布置成2×2矩阵(例如，较大的矩阵)的第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4，这些像素块例如如图所示地相邻布置。第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4可以被布置成较大的矩阵，并且可以各自包括被布置成较小的2×2矩阵的第一像素至第四像素PX1、PX2、PX3和PX4，这些像素如图所示地相邻布置。

在一些示例实施例中所采用的多个扩展的拜耳图案块EB中的每个拜耳图案块中，第一像素块PX1和第四像素块PX4可以在第一对角线(DL1)方向上布置，并且第二像素块PX2和第三像素块PX3可以在第二对角线(DL2)方向上布置。

此外，第一像素块PB1和第四像素块PB4的第一像素PX1和第四像素PX4可以是被配置为感测绿光的绿色像素G。第二像素块PB2和第三像素块PB3的第一像素PX1和第四像素PX4可以是被配置为分别感测红光和蓝光的红色像素R和绿色像素G。第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4的第二像素PX2和第三像素PX3可以是被配置为感测白光的白色像素W。

在一些示例实施例中，在第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4的每个像素块中，第一像素PX1和第四像素PX4可以在第一对角线DL1的方向上布置，并且第二像素块PX2和第三像素块PX3可以在第二对角线DL2的方向上布置。在一些示例实施例中，第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4可以在与该示例实施例中的方向相反的方向上布置。例如，第一像素PX1和第四像素PX4在第二对角线DL2方向上布置，并且第二像素块PX2和第三像素块PX3可以在第一对角线DL1方向上布置。

这样，在一些示例实施例中，第一像素PX1和第四像素PX4被设置为由R、G和B指示的颜色像素，并且第二像素PX2和第三像素PX3可以被设置为照度感测像素以提高灵敏度。照度感测像素可以被配置为接收波段比颜色像素的波段宽的光，并且例如可以包括黄色像素和/或白色像素W。

根据一些示例实施例，“像素块”是指其中组合和布置了多个颜色像素(例如，PX1和PX4)和多个亮度感测像素(例如，PX2和PX3)的单元，并且“扩展拜耳图案块”是指其中四个像素块PB被布置成拜耳图案的单元。在一些示例实施例中，就第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4的颜色像素而言，扩展的拜耳图案块EB可以被理解为实现R-G-G-B的拜耳阵列图案。另外，图4A中所示的拜耳图案颜色图案信息BP1可以具有与这种拜耳阵列相对应的R-G-G-B的拜耳阵列图案。

如图1中所示，像素阵列100的输出信号被输入到信号处理单元200的分箱图案生成单元240。分箱图案生成单元240可以将从像素阵列100获得的RGBW阵列数据分箱成由RGB组成的颜色信号和由W组成的照度信号，并且可以生成分别根据分箱后的颜色信号和照度信号而生成的颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2。由于颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2分别通过这样的分箱而生成，因此可以对两个图案信息BP1和BP2独立地执行诸如增益和/或偏移之类的信号处理。

由分箱图案生成单元240生成的颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2具有如图4A和4B中所示的拜耳图案。构成颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2的各个图案可以是或对应于或基于这样的数据:该数据基于从像素阵列100的一个像素块PB获得的信号或与该信号相关联。

例如，可以从第一像素块PB1的两个绿色像素PX1和PX4的信号获得颜色图案信息BP1的第一行和第一列的绿色图案信息。可以从第一像素块PB1的其余两个白色像素PX2和PX3的信号获得照度图案信息BP2的第一行和第一列的白色图案信息。

如上所述，由于颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2的各个图案是根据由四个像素PX组成的一个像素块PB而生成的，因此拜耳图案颜色信息的分辨率(m×n)可以是像素阵列100的分辨率(2m×2n)的1/4(四分之一)。照度图案信息BP2也可以具有与颜色图案信息BP1相同布置的拜耳图案。

在分箱图案生成单元240中，具有同一拜耳图案的颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2被输入到信号处理单元200的图案合并单元280。可以将颜色图案信息BP1与照度图案信息BP2合并以提供具有与颜色图案信息BP1相同的分辨率的彩色图像MCI(如图5中所示)。可以以颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2中彼此相对应的位置中的图案一对一地彼此合并(例如，彼此重叠)的方式执行合并处理。通过在照度图案信息BP2的对应位置处的照度数据，颜色图案信息BP1的各个颜色R、G和B可以具有提高的灵敏度特性，从而提供具有转换后的颜色R’、G’和B’的彩色图像MCI。

如上所述，根据一些示例实施例，通过分箱后的照度信息BP2，改善了从相应的第一像素PX1和第四像素PX4获得的彩色图案信息BP1，例如极大地改善了诸如SNR和/或DR之类的灵敏度特性，结果是，由于照度图案信息BP2的各个图案数据是从位于或被布置为在与第一像素PX1和第四像素PX4的像素块相同的像素块中相邻的白色像素获得的信息，第一像素PX1和第四像素PX4与要合并的颜色信号相关联，因此可以根据相关像素的环境(例如，邻域)适当地提高灵敏度。

在一些示例实施例中，校正后的彩色图像MIC可以存储在存储器400中。控制单元300可以控制信号处理单元200执行一系列处理。例如，包括执行一系列处理的机器可读指令的程序可以存储在存储器400中，并且控制单元300可以通过执行从存储器400读取的程序来控制该一系列处理。

根据一些示例实施例，颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2具有物理像素阵列的分辨率(2m×2n)的1/4(四分之一)的分辨率，并且彩色图像MCI具有分辨率(m×n)与彩色图案信息BP1的分辨率(m×n)相同的形式，但是示例实施例不限于此，并且该配置可以被配置为具有不同的分辨率。

例如，通过不同地配置数字信号处理，可以将颜色图案信息BP1、照度图案信息BP2和彩色图像MCI实现为分辨率与其他示例实施例中的分辨率不同。在一些示例实施例中，颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2的分辨率可以与物理像素阵列(2m×2n)的分辨率相同。

在一些实施例中，颜色图案信息BP1的分辨率与像素阵列的分辨率(2m×2n)相同，但是照度图案信息BP2的分辨率可以具有像素阵列的分辨率(2m×2n)的1/4的分辨率。在这种情况下，彩色图像MCI具有与彩色图案信息BP1相同的分辨率，并且彩色图案信息BP1和照度图案信息BP2的合并处理可以被执行为4：1(彩色图案：照度模式)的合并模式而不是一一对应的合并处理。

如图2中所示，根据一些示例实施例的图像传感器500可以包括：行驱动器340，由控制单元300’与像素阵列100、信号处理单元200一起驱动；以及控制单元300’。

如上所述，像素阵列100可以包括以扩展的拜耳图案块EB和多个像素块PB为单位布置的多个像素PX。像素PX中的每个像素可以包括对应的光学感测元件。例如，光学感测元件可以是或包括光电二极管。多个像素PX吸收光以生成电荷，并且可以根据所生成的电荷将电信号(输出电压)提供给信号读取器350。

控制单元300’可以控制行驱动器340，以使像素阵列100能够吸收光以累积电荷，临时存储所累积的电荷，并且根据所存储的电荷将电信号输出到像素阵列100的外部。备选地或附加地，控制单元300’可以控制信号读取器350测量由像素阵列100提供的输出电压。图2中所示的控制单元300’是/对应于负责被配置为驱动像素阵列100和读取信号的控制功能的控制单元，并且可以被理解为负责图1中所示的控制单元的功能的一部分的控制单元300。

行驱动器340可以生成诸如RS、TX和SELS之类的用于控制像素阵列100的信号，并且将信号提供给包括在像素阵列100中的多个像素PX。行驱动器340可以针对多个像素PX确定复位控制信号RSs、传输控制信号TXs和/或选择信号SELS的激活和去激活定时，并且可以将其他信号提供给包括在像素阵列100中的多个像素PX。

信号读取器350可以包括相关双采样器(CDS)351、模数(A/D)转换器(ADC)353和/或缓冲器355。相关双采样器351可以采样并保持由像素阵列100提供的输出电压。相关双采样器351可以根据特定噪声电平和所生成的输出电压对电平进行双采样，并且可以输出与差相对应的电平。备选地或附加地，相关双采样器351可以接收由斜坡信号生成器357生成的斜坡信号，并且可以比较这些信号以输出比较结果。A/D转换器353可以将与从相关双采样器351接收的电平相对应的模拟信号转换成数字信号。缓冲器355可以锁存数字信号，并且所锁存的信号可以顺序地输出到信号处理单元200和/或图像传感器500的外部。

信号处理单元200可以对多个像素PX的接收到的数据执行信号处理。除了通过将通过上述分箱获得的颜色图案和照度图案组合来生成拜耳图案彩色图像的过程以外，信号处理单元200可以执行用于图像质量改善的各种图像信号处理，诸如阵列插值、其他的降噪处理、增益调整、波形整形处理、和/或滤色器阵列插值、白平衡处理、伽玛校正、边缘强调处理等。备选地或附加地，信号处理单元200可以在相位差自动聚焦期间将关于多个像素PX的信息输出到处理器(未示出)以执行相位差计算(参见图8至图11)。

在一些示例实施例中，信号处理单元200被示出为在图像传感器500(详细地，在逻辑电路中)的一部分中实现，但是也可以在单独设置在图像传感器500的外部的处理器(未示出)中实现。

图6是示出了图1中所示的像素阵列的局部平面图。

参考图6，示出了图1中所示的像素阵列100的一部分，例如，一个扩展的拜耳图案块EB。

扩展的拜耳图案块EB包括被布置成2×2矩阵(例如，如图所示且如上所述地相邻布置)的第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4，并且第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4包括对角布置的第一像素和第四像素PX1和PX4，包括在不同像素块PB1至PB4中的第一像素PX1和第四像素PX4中的每一个分别接收不同颜色的光，并且第二像素PX2和第三像素PX3分别接收白光。

一些示例实施例中所采用的第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4可以包括由第一像素至第四像素PX1、PX2、PX3和PX4共享的一个浮置扩散FD以及布置在第一像素至第四像素PX1、PX2、PX3和PX4与浮置扩散FD之间的晶体管M1、M2、M3和M4(例如，传输晶体管)。可以将第一像素至第四像素PX1、PX2、PX3和PX4的光电二极管PD1、PD2、PD3和PD4中所累积的电荷通过分别连接到光电二极管PD1、PD2、PD3和PD4的晶体管M1、M2、M3和M4发送到浮置扩散FD。这样，位于相同像素块PB1、PB2、PB3和PB4中的四个像素PX1、PX2、PX3和PX4可以共享一个浮置扩散FD。当如在一些示例实施例中那样共享一个浮置扩散FD时，可以以时间差读取相同的颜色信息。例如，一些晶体管M1和M4可以同时被导通以存储来自浮置扩散FD中的光电二极管PD1和PD4的绿色信息和从浮置扩散FD中的光电二极管PD1和PD4读取绿色信息，随后，一些其他的晶体管M2和M3可以同时被导通以存储来自浮置扩散FD中的光电二极管PD2和PD3的照度(例如，白色)信息和从浮置扩散FD中的光电二极管PD2和PD3读取照度(例如，白色)信息。

在一些示例实施例中，浮置扩散FD可以被设置为由两个相邻的相同颜色的像素共享，使得可以在一个像素块中设置两个浮置扩散FD。例如，绿色像素PX1和PX4可以共享一个浮置扩散FD，并且白色像素PX2和PX3可以共享另一个浮置扩散FD。在这种情况下，所有晶体管M1至M4被同时导通以将信息存储在两个浮置扩散FD中，并且绿色信息和白色信息可以被同时读取。

图7示出了包括图6中所示的四个像素PX1、PX2、PX3和PX4的像素块PB1的电路，作为与像素阵列相对应的像素电路的一部分。

将参考图7来描述在每个像素中生成图像信号的处理。

当光进入像素时，通过光电转换而在光电二极管PD1、PD2、PD3和PD4中(内)生成取决于光量的电荷。光电二极管PD1、PD2、PD3和PD4中所累积的电荷通过晶体管(传输晶体管)M1、M2、M3和M4发送到浮置扩散部FD。晶体管M1、M2、M3和M4可以分别由传输信号线TR1、TR2、TR3和TR4的控制信号控制。可以参考图7详细地描述操作过程。

首先，将复位信号RS施加到(复位)晶体管M5，并且将浮置扩散FD中所累积的电荷复位。当电荷量充分达到复位电平时，行选择信号SL被施加到晶体管M4，并且基于浮置扩散FD的电荷量的晶体管M3的源电流流到列信号线SIG，并且可以将其作为复位电平发送到A/D转换器353(参见图6)。

接下来，复位信号RS和行选择信号SL截止，传输信号TS被施加到晶体管M5，并且由光电二极管PD1生成的电荷被发送到浮置扩散FD。当传输充分完成时，列选择信号SL被施加到晶体管M7，并且基于浮置扩散FD的电荷量的晶体管M6的源电流流到行信号线SIG，并且可以将其作为像素信号电平发送到A/D转换器(参见图2中的A/D转换器313)。在A/D转换器中，可以通过检测复位电平与像素信号电平之差来获得正确的像素信号。

这样，在根据一些示例实施例的像素电路中，晶体管M5、M6和M7与浮置扩散FD一起可以由同一像素块中(内)的像素PX1、PX2、PX3和PX4共享。

在一些示例实施例中，在2×2矩阵的像素块PB中，可以与其他像素的曝光时间不同地调整一些像素的曝光时间。例如，可以以不同的曝光时间控制第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4的相同颜色的像素PX1和PX4。类似地，可以以不同的曝光时间控制每个像素块中的相同的白色像素PX2和PX3。该控制可以由图2中所示的控制单元300’执行；然而，示例实施例不限于此。

例如，控制单元(图2中的300)可以通过第一曝光时间来控制第一像素至第四像素PX1、PX2、PX3和PX4之中的位于第2m-1(m≥1)行中的像素PX1和PX3，并且可以通过比第一曝光时间短的第二曝光时间来控制位于第2m行中的像素PX2和PX4。

这样，可以通过使得同一像素块的相同颜色的像素通过第一曝光时间和第二曝光时间不同来合成通过第一曝光时间(例如，较长时间)的像素信号和通过第二曝光时间(例如，较短时间)的像素信号，可以提供较宽的动态范围(WDR)，并且最终的彩色图像(MCI)可以通过明暗区域详细地表示。

图8是示出了根据示例实施例的像素阵列(包括自动聚焦像素)的平面图，以及图9是示出了图8中所示的像素阵列的自动聚焦像素的横截面图。

参考图8和图9，除了具有用于自动聚焦的像素(或者，用于相位检测的共享像素)以外，根据一些示例实施例的像素阵列100A可以被理解为与图3的像素阵列100相似。备选地或另外地，除非明确地相反陈述，否则可以通过参考图1至图3中所描述的像素阵列100的相同或相似组件的描述来理解该示例实施例的部件。

根据本示例实施例的像素阵列100A包括被设置成多行和多列的多个像素PX，并且可以与图3中所示的像素阵列100相似地以像素块(PB)和扩展的拜耳图案化的块(EB)为单位布置。多个像素PX可以包括用于相位检测、用于自动聚焦的共享像素AF。

用于相位检测的共享像素AF各自包括用于感测相同颜色的光的第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2。例如，第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2可以包括用于感测绿光的像素。不同于用于获得图像信息的其他像素，第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2不仅可以用于使用相位差的自动聚焦功能，而且可以用于对象与图像传感器之间的距离的测量。

由于第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2被设置为彼此相邻并被配置为感测相同的颜色，因此第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2可能会部分偏离根据本示例实施例的像素阵列中所采用的布置的规则性。在信号处理过程的情况下，布置的规则以外的像素的信息可以被其他相邻的像素的信息替换。例如，在信号处理过程中，第二相位检测像素FD2可以被位于同一像素块中的其他白色像素的信息代替。

用于相位检测的多个共享像素AF可以设置在不同区域中。在一些示例实施例中，第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2可以包括在行方向上布置的一对和在列方向上布置的一对。

详细地，参考图9，第一相位检测像素PD1和第二相位检测像素PD2分别包括光感测元件PD1和PD2、遮光层108、绝缘层106、滤色器层107和微透镜109。该示例实施例中所采用的遮光层108被设置在绝缘层106中，并且可以包括反射金属材料。该示例实施例中所采用的遮光层108可以具有跨越两个像素FD1与FD2之间的形状。

遮光层108可以阻挡入射到光学感测元件PD1和PD2的光的一部分。取决于光的入射方向，由光感测元件PD1和PD2接收的光的量可能会出现差异。如上所述，可以基于由第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2接收的光的量的差异来确定是否获得聚焦。基于此，可以将透镜(未示出)调整为自动聚焦。在行方向上布置有第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2的用于相位检测的共享像素AF用于在水平方向上调整焦点，并且在列方向上布置有第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2的用于相位检测的共享像素AF可以用于在垂直方向上调整焦点。

图10是示出了根据示例实施例的像素阵列(包括自动聚焦像素)的平面图，以及图11是示出了图10中所示的像素阵列的自动聚焦像素的横截面图。

参考图10和图11，除了用于自动聚焦的像素结构不同以外，根据一些示例实施例的像素阵列100A’可以被理解为与图8和图9的像素阵列100A相似。另外，除非另外说明，否则可以通过参考图1至图3以及图8和图9中所描述的像素阵列100和100A的相同或相似组件的描述来理解这些示例实施例的组件。

在前一实施例中使用的用于相位检测的共享像素AF是以使用遮光层108的形式示出的，但是根据本示例实施例的用于相位检测的共享像素AF’可以包括一个微透镜109’而不是遮光层108，该微透镜被配置为由第一相位检测像素FD1’和第二相位检测像素FD2’共享。

由第一相位检测像素FD1’和第二相位检测像素FD2’共享的微透镜109’可以调节引导到各个光学感测元件PD1和PD2的入射光。第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2可以取决于该示例实施例中所采用的微透镜109’的形状和/或折射率而输出不同的相位信号。可以基于不同的相位信号来调整焦点。类似于一些示例实施例，在行方向上布置有第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2的用于相位检测的共享像素AF用于在水平方向上调整焦点，并且在列方向上布置有第一相位检测像素FD1和第二相位检测像素FD2的用于相位检测的共享像素AF可以用于在垂直方向上调整焦点。

图12是示出了根据一些示例实施例的可在图像传感器中采用的像素阵列的平面图，以及图13A和图13B分别示出了根据示例实施例的通过图像传感器的信号处理而生成的颜色信息和照度信息。

参考图12，除了像素(或者，用于相位检测的共享像素)被设置为用于自动聚焦以外，根据该示例实施例的像素阵列100B可以被理解为与图3的像素阵列100相似。另外，除非明确地相反陈述，否则可以通过参考图1至图3中所描述的像素阵列100的相同或相似组件的描述来理解一些示例实施例的组件。

像素阵列100B包括被布置成多行和多列布置的多个像素PX，并且类似于先前的实施例，可以以像素块PB1、PB2、PB3和PB4以及扩展的拜耳图案块(EB)为单位布置。

参考图12，类似于图3中所示的像素阵列100，其中像素阵列100B包括多个扩展的拜耳图案块(EB)，该多个扩展的拜耳图案块具有被分别布置成2×2矩阵的第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4，但是不同于一些示例实施例，第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4可以各自包括被布置成3×3矩阵的九个像素PX。

在像素块PB1、PB2、PB3和PB4中的每个像素块中，在两个对角线方向DL1和DL2上布置的5个像素PX被配置为检测彩色光，而其余四个像素可以被配置为检测白光。详细地，第一像素块PB1和第四像素块PB4的五个颜色像素PX可以是被配置为感测绿光的绿色像素G。第二像素块PB2和第三像素块PB3的五个颜色像素PX可以是被配置为分别感测红光和蓝光的红色像素R和绿色像素G。第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4的四个白色像素PX可以是/对应于被配置为感测白光的白色像素W。

如上所述，一些示例实施例中所采用的“像素块(PB1、PB2、PB3、PB4)”可以具有将多个颜色像素与多个照度检测像素组合的各种像素布置，而“扩展的拜耳图案块(EB)”与前一实施例相似可以具有布置有四个像素块PB1、PB2、PB3和PB4的R-G-G-B拜耳图案。

像素阵列100的输出信号在分箱图案生成单元(图1中的240)中被分箱成由RGB组成的颜色信号和由W组成的照度信号，并且如图13A和图13B中所示，颜色图案信息BP1’和照度图案信息BP2’是分别根据分箱后的颜色(binned color)信号和照度信号而生成的。随后，彩色图案信息BP1’和照度图案信息BP2’可以在图案合并单元(参见图1的280)中合并，以提供具有与彩色图案信息BP1’相同的分辨率的彩色图像。

由于像素阵列100的一个像素块生成颜色图案信息BP1’和照度图案信息BP2’中的一个图案信息，因此颜色图案信息BP1’、照度图案信息BP2’和最终的彩色图像可以具有与像素块的布置相对应的分辨率。例如，当行方向上的像素阵列100中的第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4的数量以及列方向上的像素阵列100中的第一像素块至第四像素块PB1、PB2、PB3和PB4的数量分别为m和n时，拜耳图案类型的颜色信息和照度信息(BP1’、BP2’)以及最终的彩色图像可以各自具有m×n的分辨率。

可以以颜色图案信息BP1和照度图案信息BP2中彼此对应的位置中的图案一个接一个地彼此合并的方式执行合并处理。通过在照度图案信息BP2的对应位置处的照度数据，颜色图案信息BP1’的各个颜色R、G和B可以提供具有提高的灵敏度特性的彩色图像。

如上所述，根据一些示例实施例，通过分箱后的照度图案信息BP2’，改善了从每个像素块中的五个像素PX获得的颜色图案信息BP1’，例如，极大地改善了诸如SNR和DR之类的灵敏度特性，结果是，可以输出具有改善的或优异的图像质量的拜耳图案彩色图像。由于照度图案信息BP2’的各个图案数据是从位于在与五个颜色像素PX相同的像素块中相邻的四个白色像素PX获得的信息，这五个颜色像素与要合并的颜色信号相关联，因此可以根据对应像素的环境/邻域适当地提高灵敏度。

在上述实施例中，尽管示出了作为由R、G和B指示的颜色像素与由W指示的照度感测像素的组合而设置的像素阵列，但是可以部分地改变颜色像素和/或照度感测像素。在一些示例实施例中，颜色像素的至少一部分可以被改变为其他颜色。例如，可以包括用于检测黄色、青色和/或品红色的像素(详细地，滤波器)。备选地或附加地，照度感测像素可以被配置为检测波段比颜色像素的波段更宽的光。例如，除了白色像素W以外，照度感测像素还可以包括另一像素，例如，黄色像素。备选地或附加地，照度感测像素可以被配置为检测波段大于可见波长的光。

如上所述，根据一些示例实施例，通过适当地将接收颜色(例如，RGB)的颜色像素与照度感测像素(例如，白色)组合来构造像素阵列以改善灵敏度，并且可以通过将从像素阵列获得的信号分箱来分别生成颜色图案信息和/或照度图案信息。颜色图案信息可以被提供为拜耳图案，并且照度图案信息可以被配置为具有与各个像素信息一对一地相对应的照度信息的图案。可以将颜色图案和照度图案合并以输出在SNR和/或动态范围(DR)方面具有改善的图像质量的拜耳图案彩色图像。

上述元件中的每个元件或至少一些元件诸如但不限于：被描述为“单元”或“设备”的元件，诸如图案合并单元280、控制单元300、存储器400、和/或以“-器”或“-机”结尾的元件，可以包括处理电路，诸如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合，诸如执行软件的处理器；或二者的组合。例如，处理电路更具体地可以包括但不限于中央处理单元(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。

虽然上面已示出和描述了一些示例实施例，但是对于本领域普通技术人员将显而易见的是，在不脱离所附权利要求所限定的示例实施例的范围的情况下，可以进行修改和变化。