[实用新型]图像传感器和显示装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及图像传感技术领域，特别涉及一种图像传感器以及一种显示装置。

背景技术

图像传感器是一种将光信号转换成电信号的半导体器件。图像传感器通常分为两类：电荷耦合器件(Charger Coupled Device，CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。CCD图像传感器具有读取噪声低、动态范围大、响应灵敏度高等优点，但是CCD图像传感器的功耗高、制作工艺也比较复杂，难以实现与外围电路的单芯片集成。

CMOS图像传感器采用了与信号处理电路相同的CMOS技术，可以将CMOS图像传感器与传感器外的信号处理电路集成在同一芯片上。与CCD图像传感器相比，CMOS图像传感器具有体积小、功耗低、生产成本低等优点。正因此，CMOS图像传感器被广泛应用于各种需要进行光电转换的领域，例如数码照相机、数码摄像机、手机等电子产品中。

依照成像效果的不同，CMOS图像传感器可以分为彩色CMOS图像传感器与黑白CMOS图像传感器。其中，黑白CMOS图像传感器仅感应外界光线的强度变化，并转换为相应强度的电信号；而彩色CMOS图像传感器通常是在黑白图像传感器的基础上增加色彩滤波阵列(Color Filter Array，CFA)，可以实现彩色成像。

在色彩滤波阵列中，应用最广泛的是拜耳域色彩滤波阵列(Bayer-CFA)。图1即示出了采用拜耳域色彩滤波阵列的像素阵列示意图。如图1所示，R表示红色像素单元、G表示绿色像素单元、B表示蓝色像素单元，整个像素阵列由规则间隔排列的红色像素单元、绿色像素单元以及蓝色像素单元构成。由于人的视觉对绿色最为敏感，因此，在该像素阵列中，绿色像素单元的密度设置为红色像素单元与蓝色像素单元的2倍。对于所述拜耳域色彩滤波阵列，其每个像素单元仅能形成包含有单种颜色分量的图像信息。若要得到全彩色的图像信息，需要对所述像素阵列输出的图像信息进行像素插补运算，以补全其他颜色分量，即：基于特定的算法，将一个像素单元周围像素单元输出的图像信息叠加到该像素单元上，并作为该像素单元的图像信息。

常用的像素插补方法有邻近像素复制、两次线性插补、两次立方插补等方法。像素插补的方法不同，其在进行处理时的算法也不相同，最终得到的图像质量也不相同。通常而言，复杂的插值算法可以得到质量更好的图像，但需要在处理前存储较多的图像信息，成本相对较高。

另一方面，随着图像传感器芯片制造技术的不断发展，其图像分辨率也越来越高，从30万像素增加到130万像素，再到目前的300万甚至500万像素以上。图像分辨率的提升意味着数据处理量的同步增加。但受限于总线带宽，高分辨率图像传感器输出图像信息的传输存在一定难度。为了解决高分辨率图像传感器的数据输出问题，通常需要对输出的图像信息进行压缩处理，其中应用最广泛的就是JPEG(Joint Photographic Experts Group)压缩。JPEG压缩采用的JPEG编码算法可以达到10至20倍的压缩效率，这很好地解决了总线带宽的瓶颈问题。

然而，对于所述图像信息的压缩或像素插补等数据处理，其通常需要基于一定数量的图像信息才能够进行，这必然需要占用大量的存储空间来存储图像信息。以基准JPEG算法为例，其采用的二维离散余弦变换是一种逐块扫描的处理方式。图2示出了JPEG压缩处理逐块扫描的示意图。如图2所示，对图像信息进行压缩处理是以8×8矩阵块为单位进行的，每进行一次二维离散余弦变换，必须同时获取一个8×8矩阵块中所有像素单元的图像信息。而现有技术的图像传感器都采用行扫描方式来采集像素阵列的图像信息，因此，在所述JPEG压缩处理的过程中，至少需要存储8行像素单元的图像信息后才能开始进行一个8×8矩阵块的二维离散余弦变换。

可以看出，对于现有技术的图像传感器，为了对其像素阵列输出的图像信息进行各种数据处理，需要在所述图像传感器中集成足够容量的存储空间，这导致存储开销巨大。特别是目前高分辨率图像传感器的行分辨率越来越高，由此带来的图像传感器的存储成本也急剧增加。

实用新型内容

可见，提供一种综合成本较低的、存储开销较小的图像传感器是十分有利的，特别是在兼容现有图像传感技术的情况下，以较为简便的方式实现所需成本控制是很有必要的。