[发明专利]平面数字图像传感器

说明书

一种装置包括处理单元，该处理单元被配置成获得由数字图像传感器捕获的初步数字图像帧的初步图像数据，该数字图像传感器包括传感器层，该传感器层包括像素阵列；遮挡层，该遮挡层包括定位在对应于光敏像素的定位和大小的孔径域(aperture sites)内的微孔径阵列；以及透镜层，该透镜层包括定位在透镜域(lens sites)内的微透镜阵列。微孔径定位在孔径域中由孔径密度函数限定的孔径位置处。处理单元被进一步配置成获得孔径密度函数；以及遮挡层相对于透镜层的当前定位与其参考相对定位之间的位置差异；并且基于初步图像数据、位置差异和孔径密度函数来重构输出数字图像帧。

背景

具有光敏像素阵列、带有微孔径阵列的遮挡层、带有彼此叠加的微透镜阵列的透镜层的平面数字图像传感器设计可允许实现非常薄的数字相机组装件，以允许例如将数码相机集成在显示组装件中。在这种薄且平的数字图像传感器中，每个像素可以具有部分视野，其中所述部分视野的宽度和方向由与其相关联的微孔径和微透镜确定。图像传感器的整体视野可以由像素的部分视野形成。

具有微透镜和开口的分别预定定位的微透镜阵列和具有微孔径阵列的遮挡层可被以高精度制造。然而，平面数字图像传感器的成像性能可能对遮挡层和像素阵列的相对定位非常敏感。即使相对于所设计的相对定位的小偏差也可能强烈地影响图像质量。

概述

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

公开了一种装置，其包括处理单元，该处理单元被配置成获得初步图像数据，该初步图像数据是由数字图像传感器捕获的对象场景的初步数字图像帧的图像数据，该数字图像传感器可以是平面数字图像传感器。

用于捕获初步数字图像帧的数字图像传感器包括传感器层，该传感器层包括光敏像素阵列；传感器层前面的遮挡层，该遮挡层包括定位在对应于光敏像素的定位和大小的孔径域内的微孔径阵列；以及透镜层，该透镜层包括遮挡层前面的微透镜阵列，该微透镜定位在对应于光敏像素的定位和大小的透镜域内，其中传感器层的像素具有由与该像素相关联的微孔径和微透镜限定的部分视野，该部分视野具有由相关联的微孔径相对于相应微透镜的相对水平位置限定的查看方向，数字图像传感器的整体视野由各像素的部分视野形成。微孔径定位在孔径域中由孔径密度函数限定的孔径位置处。

处理单元被配置成获得孔径密度函数；获得遮挡层相对于透镜层的当前定位与其参考相对定位之间的位置差异；并且基于初步图像数据、位置差异和孔径密度函数来重构表示对象场景的输出数字图像帧。

许多附带特征将变得更容易领会，因为这些附带特征通过参考结合附图考虑的以下详细描述而变得更好理解。

附图描述

根据附图阅读以下详细描述将更好地理解本说明书，在附图中：

图1示意性地例示了具有数字图像传感器的装置；

图2示意性地例示了数字图像传感器；

图3示意性地例示了对图1的装置的操作；

图4例示了用于重构数字图像帧的方法的流程图；

图5示意性地例示了具有数字图像传感器的装置；

图6和7示意性地例示了数字图像传感器；

图8示意性地例示了其装置和操作；并且

图9示意性地例示了具有数字图像传感器的装置和显示器。

详细描述

下面结合附图提供的详细描述旨在作为多个实施例的描述，而并非旨在表示其中各实施例可以被构建、实现或利用的唯一形式。