技术摘要：
本申请实施例涉及图像传感器和电子设备。该图像传感器微透镜阵列、滤光单元阵列以及感光单元阵列；微透镜阵列，用于将拍摄对象返回的光信号汇聚至滤光单元阵列；滤光单元阵列，包括多个滤光单元组，每个所述滤光单元组包括4个滤光子单元组，所述4个滤光子单元组包括1个  全部
背景技术：
电子设备中的成像系统通常依靠图像传感器来建立可视图像的电子显示。这样的 图像传感器的例子包括电荷耦合装置(Charge-coupled  Device，CCD)图像传感器和有源像 素传感器(Active  Pixel  Sensor，APS)装置，其中，因为能够在互补金属氧化物半导体 (Complementary  Metal  Oxide  Semiconductor，CMOS)处理中制造APS装置，所以APS装置经 常也被叫做CMOS传感器。 图像传感器的成像原理是基于半导体材料的光电转换效应。在半导体衬底上设置 有多个像素组成的像素阵列，每一个像素内含有光电转换元件和读出电路。当光投射到像 素阵列时，各个光电转换元件产生相应数量的光生电荷，经读出电路读出后到达模数转换 电路(Analog-to-Digital  Converter，ADC)转变为数字信号，数字信号再经过图像信号处 理器(Image  Signal  Processing，ISP)处理后，最终输出图像。 为了捕获彩色图像，需要在不同像素上累积特定波长的光信号，即对应接收特定 颜色的信号，所以会在图像传感器中设有滤光单元阵列(Color  Filter  Array，CFA)。由于 在用于移动设备中时，CFA本身对于光的透过率较低，同事图像传感器尺寸受限，对应的像 素阵列的感光面积也受限，所以在低光照环境中下，拍照的性能会受限。
技术实现要素：
本申请提供了一种图像传感器和电子设备，旨在解决低光照环境中下，拍照的性 能会受限的问题。 第一方面，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括：微透镜阵列、滤光单元阵 列以及感光单元阵列；微透镜阵列，用于将拍摄对象返回的光信号汇聚至滤光单元阵列；滤 光单元阵列，包括多个滤光单元组，每个滤光单元组包括4个滤光子单元组，4个滤光子单元 组包括1个第一滤光子单元组、1个第二滤光子单元组以及2个第三滤光子单元组；每个滤光 单元组中，2个第三滤光子单元组在水平方向和垂直方向均不相邻；每个滤光子单元组包括 多个滤光单元，滤光单元包括白色滤光单元和彩色滤光单元，彩色滤光单元包括第一彩色 滤光单元、第二彩色滤光单元以及第三彩色滤光单元；每个滤光子单元组中，白色滤光单元 和彩色滤光单元在水平方向和垂直方向间隔排列，且第一对角线位置上均为同一颜色的滤 光单元，第二对角线位置上均为同一颜色的滤光单元；第一滤光子单元组包括多个白色滤 光单元和多个第一彩色滤光单元；第二滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第二彩 色滤光单元；第三滤光子单元组包括多个白色滤光单元和多个第三彩色滤光单元；感光单 元阵列，位于图像传感器下方，感光单元阵列中的感光单元与滤光单元阵列中的滤光单元 一一对应。 因此，本申请实施例的图像传感器，通过对图像传感器的特定排布方式，有效的增 6 CN 111614886 A 说　明　书 2/14 页 加图像传感器的整体进光量。通过合理地设置图像传感器的各个颜色的滤光单元的分布， 能够保证例如白色等混合色滤光单元具有较高的空间采样率，有利于后续获取更好的高分 辨率灰度图像；也可以保证R像素、G像素、B像素有相对平均的空间采样率，有利于后续的重 建马赛克算法获取彩色图像。 结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，第一彩色滤光单元、第二彩色滤光 单元和第三彩色滤光单元分别为以下中的一种：红色滤光单元、绿色滤光单元、蓝色滤光单 元、黄色滤光单元、青色滤光单元以及洋红色滤光单元；第一彩色滤光单元、第二彩色滤光 单元和第三彩色滤光单元的颜色均不相同。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一彩色滤 光单元为蓝色滤光单元；第二彩色滤光单元为红色滤光单元；第三彩色滤光单元为绿色滤 光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子 单元组包括4×4个滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子 单元组的第一对角线位置上均为白色滤光单元，第二对角线位置上均为彩色滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一滤光子 单元组的第一行排列的第一个为蓝色滤光单元；第二滤光子单元组的第一行排列的第一个 为红色滤光单元；第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为绿色滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光 子单元组分别位于滤光单元组的左上角和右下角。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光 子单元组分别位于滤光单元组的右上角和左下角。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器 还包括处理器，处理器用于：若当前光照强度为正常光照时，对图像数据依次进行插值处 理、重建马赛克处理以及数据融合处理。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器 还包括处理器，处理器用于：若当前光照强度为弱光照时，对图像数据进行一次像素合成处 理。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子 单元组分为四个2×2个滤光单元，一次像素合成处理包括：在第一滤光子单元组中，每2×2 个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个蓝 色滤光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据；在第二滤光子单元组中，每2×2 个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2个红 色滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据；在2个第三滤光子单元组中，每2 ×2个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及2 个绿色滤光单元的图像数据合成1个绿色滤光单元的图像数据。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器 还包括处理器，处理器用于：若当前光照强度为极限光照时，对图像数据进行两次像素合成 处理。 7 CN 111614886 A 说　明　书 3/14 页 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，两次像素合 成处理包括：在第一滤光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元 的图像数据以及8个蓝色滤光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据；在第二滤 光子单元组中，8个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及8个红 色滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据。在2个第三滤光子单元组中，8个 白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及8个绿色滤光单元的图像 数据合成1个绿色滤光单元的图像数据。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子 单元组包括3×3个滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一滤光子 单元组的第一行排列的第一个为红色滤光单元；第二滤光子单元组的第一行排列的第一个 为蓝色滤光单元；第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为绿色滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光 子单元组分别位于滤光单元组的右上角和左下角。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一滤光子 单元组的第一行排列的第一个为红色滤光单元；第二滤光子单元组的第一行排列的第一个 为蓝色滤光单元；第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为白色滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光 子单元组分别位于滤光单元组的左上角和右下角。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第一滤光子 单元组的第一行排列的第一个为白色滤光单元；第二滤光子单元组的第一行排列的第一个 为白色滤光单元；第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为白色滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光 子单元组分别位于滤光单元组的右上角和左下角。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中第一滤光子单 元组的第一行排列的第一个为白色滤光单元；第二滤光子单元组的第一行排列的第一个为 白色滤光单元；第三滤光子单元组的第一行排列的第一个为绿色滤光单元。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，2个第三滤光 子单元组分别位于滤光单元组的右上角和左下角。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器 还包括处理器，处理器用于若当前光照强度为正常光照时，对图像数据依次进行插值处理、 重建马赛克处理以及数据融合处理。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器 还包括处理器，处理器用于若当前光照强度为弱光照时，对图像数据进行一次像素合成处 理。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，每个滤光子 单元组分为四个2×2个滤光单元，一次像素合成处理包括：在第一滤光子单元组中，每2×2 个滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据、2个红色 滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据；在第二滤光子单元组中，每2×2个 8 CN 111614886 A 说　明　书 4/14 页 滤光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据、2个蓝色滤 光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据；在第三滤光子单元组中，每2×2个滤 光单元中的2个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据、2个绿色滤光 单元的图像数据合成1个绿色滤光单元的图像数据。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，图像传感器 还包括处理器，处理器用于若当前光照强度为极限光照时，对图像数据进行两次像素合成。 结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，两次像素合 成处理包括：在第一滤光子单元组中，4个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元 的图像数据以及5个红色滤光单元的图像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据，或者在第 一滤光子单元组中，5个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及4 个红色滤光单元的图像数据合成1个红色滤光单元的图像数据；在第二滤光子单元组中，4 个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及5个蓝色滤光单元的图 像数据合成1个蓝色滤光单元的图像数据，或者在第二滤光子单元组中，5个白色滤光单元 的图像数据合成1个白色滤光单元的图像数据以及4个蓝色滤光单元的图像数据合成1个蓝 色滤光单元的图像数据；在2个第三滤光子单元组中，4个白色滤光单元的图像数据合成1个 白色滤光单元的图像数据以及5个绿色滤光单元的图像数据合成1个绿色滤光单元的图像 数据，或者在2个第三滤光子单元组中，5个白色滤光单元的图像数据合成1个白色滤光单元 的图像数据以及4个绿色滤光单元的图像数据合成1个绿色滤光单元的图像数据。 第二方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：上述第一方面或第一方面的任 意可能的实现方式中的图像传感器、图像信号处理器以及显示器；图像信号处理器用于对 图像传感器输出的图像数据进行处理；显示器用于显示图像传感器生成的目标图像。 因此，本申请实施例的图像传感器和电子设备，通过对图像传感器的特定排布方 式，使得白色滤光单元具有较高的空间采样率，同时也使得R像素、G像素、B像素有相对平均 的空间采样率，在不同光照强度下进行不同处理，输出融合W像素的bayer数据，从而大幅度 提升图像的信噪比，并且可以通过牺牲一定分辨率，在极限弱光下，进一步的提升信噪比。 附图说明 图1是根据本申请实施例的图像处理装置的示意性框图。 图2是根据本申请实施例的图像传感器的示意图。 图3是根据本申请另一实施例的图像传感器的示意图。 图4是根据本申请又一实施例的图像传感器的示意图。 图5-10是根据本申请实施例的不同滤光单元组的颜色分布的示意图。 图11-12是根据本申请实施例的图像算法流程图。 图13-17是根据本申请实施例的确定拍摄对象的目标图像的示意图。 图18是根据本申请实施例的不同光强下不同处理方法对应的信噪比的示意图。