图像传感器及成像系统技术方案

本公开涉及图像传感器和成像系统。该图像传感器包括至少一个像素单元，所述像素单元包括：光电二极管区域，包括光电二极管，所述光电二极管被配置为在第一时间段期间累积在所述光电二极管中生成的与入射光对应的光电荷；存储二极管区域，包括存储二极管，所述存储二极管被配置为存储在所述光电二极管中累积的光电荷；其中，在平面图中，所述存储二极管区域至少围绕所述光电二极管区域的两个侧边。

Image Sensor and Imaging System

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及成像系统
本公开整体地涉及成像领域，并且更具体地来说，涉及图像传感器和包括图像传感器的成像系统。
技术介绍
图像传感器常在电子设备诸如单反相机、普通数码相机、摄像机、手机、汽车电子和计算机等等中用来捕获图像。本领域中一直存在对改善的图像传感器和包括这种改善的图像传感器的成像系统的需求。
技术实现思路
本公开的目的之一是提供图像传感器和成像系统。根据本公开的一个方面，提供了一种图像传感器，包括至少一个像素单元，所述像素单元包括：光电二极管区域，包括光电二极管，所述光电二极管被配置为在第一时间段期间累积在所述光电二极管中生成的与入射光对应的光电荷；存储二极管区域，包括存储二极管，所述存储二极管被配置为存储在所述光电二极管中累积的光电荷；其中，在平面图中，所述存储二极管区域至少围绕所述光电二极管区域的两个侧边。根据本公开的另一个方面，提供了一种成像系统，包括：相机模块，所述相机模块包括图像传感器和镜头，所述镜头将光聚焦到所述图像传感器上，存储和处理电路，所述存储和处理电路被配置为存储和处理由所述图像传感器输出的信号，以生成图像数据；其中所述图像传感器包括按照行和列布置的像素单元的阵列，所述像素单元的阵列包括多个像素单元，其中所述多个像素单元中的每一个像素单元包括：光电二极管，形成在光电二极管区域中，所述光电二极管被配置为在第一时间段期间累积在所述光电二极管中生成的与入射光对应的光电荷；存储二极管，形成在存储二极管区域中，所述存储二极管被配置为存储在所述光电二极管中累积的光电荷；其中，所述光电二极管区域和所述存储二极管区域沿着行方向和/或列方向布置。通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得更为清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：图1示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的成像系统的简化示意图；图2示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的图像传感器中包括的像素单元阵列和相关的控制电路和读出电路的示意图，其中读出电路用于从像素单元阵列读出图像信号；图3示出了在全局快门图像传感器中使用的典型的像素单元阵列的平面示意图；图4-图6示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的在全局快门图像传感器中使用的像素单元阵列的平面示意图；图7-图9分别示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的图4-图6的像素单元阵列中的像素单元的布局；图10示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的具有图7中所示的布局的像素单元的截面图；图11示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的具有图8中所示的布局的像素单元的截面图；图12示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的与图7-图9中所示的像素单元中的任一个对应的像素单元的电路图。注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在一些情况中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，本公开并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。具体实施方式下面将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些示例性实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。也就是说，本文中的结构及方法是以示例性的方式示出，来说明本公开中的结构和方法的不同示例性实施例。然而，本领域技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的本公开的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，附图不必按比例绘制，一些特征可能被放大以示出具体组件的细节。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。图1示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的成像系统的简化示意图。如图1中所示，该成像系统10使用相机模块12捕获图像。该相机模块12可以将入射光转换成数字图像数据。相机模块12可以包括镜头14和图像传感器16。在图像捕获操作期间，可以通过镜头14将光聚焦到图像传感器16上。图像传感器16可以包括用于将光信号转换为电信号的像素单元阵列以及用于将模拟像素数据转换成要提供给存储和处理电路18的对应数字图像数据的电路。存储和处理电路18可以包括一个或多个集成电路(例如，图像处理电路、微处理器、诸如随机存取存储器和非易失性存储器的存储设备等)。存储和处理电路18例如用于自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，以用于将从图像传感器16获得的信号进行进一步的处理。可以根据需要使用耦接到存储和处理电路18的有线和/或无线通信路径将经过处理的图像数据提供给外部设备(如，计算机、外部显示器或其它设备)。图2示出了根据本公开的一个或多个示例性实施例的图像传感器中包括的像素单元阵列和相关的控制电路和读出电路的示意图，其中读出电路用于从像素单元阵列读出图像信号。如图2中所示，图像传感器16可以包括像素单元阵列30以及控制和处理电路210。像素单元阵列30包括被布置成行和列的像素单元20。如图2中所示的，每一个像素单元20布置在行(例如行R1到Ry)及列(例如列C1到Cx)内以获得图像数据。像素单元阵列30可以包含例如几百或几千行和几百或几千列以及更多或更少的像素单元20。控制和处理电路210可以耦接至控制电路220(有时也称为行控制电路)和读出电路230(有时也称为列控制电路、图像读出电路等)。控制电路220可以从控制和处理电路210接收行地址，并且通过行控制线将对应的行控制信号诸如重置控制信号、行选择控制信号、电荷转移控制信号和读出控制信号提供给像素单元阵列30。读出电路230可以通过列线接收图像信号(如，由像素单元阵列30生成的模拟像素值)。读出电路230可以包括用于对从像素单元阵列30读出的图像信号进行采样和暂时存储的采样保持电路、放大器电路、模拟/数字转换(ADC)电路、偏置电路、列存储器等。读出电路230中的ADC电路可以将从像素单元阵列30接收的模拟像素值转换成对应的数字像素值(有时称为数字图像数据或数字像素数据)。在一些实施例中，图像传感器16可以利用电子快门模式来控制和确定与电信号对应的光电荷的量的曝光时间。在电子快门模式中，对生成和累积光电荷的积分时间进行电控制。电子快门模式包括滚动快门模式和全局快门模式。在滚动快门模式中，针对像素单元阵列中的每一行分别控制积分时间。在全局快门模式中，在整个像素单元阵列中的所有的行中一致地控制积分时间。全局快门模式能够消除在卷帘曝光中由于各行之间的不同的积分时间所引起的图像失真。但是，为了存储光电二极管中累积的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括至少一个像素单元，所述像素单元包括：光电二极管区域，包括光电二极管，所述光电二极管被配置为在第一时间段期间累积在所述光电二极管中生成的与入射光对应的光电荷；存储二极管区域，包括存储二极管，所述存储二极管被配置为存储在所述光电二极管中累积的光电荷；其中，在平面图中，所述存储二极管区域至少围绕所述光电二极管区域的两个侧边。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括至少一个像素单元，所述像素单元包括：光电二极管区域，包括光电二极管，所述光电二极管被配置为在第一时间段期间累积在所述光电二极管中生成的与入射光对应的光电荷；存储二极管区域，包括存储二极管，所述存储二极管被配置为存储在所述光电二极管中累积的光电荷；其中，在平面图中，所述存储二极管区域至少围绕所述光电二极管区域的两个侧边。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述至少一个像素单元包括多个像素单元，所述多个像素单元以行和列布置，其中，所述多个像素单元的光电二极管区域基本沿着行的方向和列的方向布置。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在平面图中，所述存储二极管区域完全地围绕所述光电二极管区域。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元还包括微透镜，在平面图中，所述微透镜的中心与所述光电二极管的中心重叠。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元还包括：存储栅极，所述存储栅极被配置为控制在所述光电二极管中累积的光电荷转移到所述存储二极管，所述存储栅极包括向着所述光电二极管延伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：滕支刚，富田隆治，陈世杰，黄晓橹，
申请(专利权)人：德淮半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32