像素单元电路及图像处理方法、存储介质及CMOS图像传感器技术

本申请实施例公开了像素单元电路及图像处理方法、存储介质及CMOS图像传感器，应用于CMOS图像传感器，该像素单元电路包括：由至少两种预设直径的光电二极管PD柱组成的组合PD柱，用于利用至少两种预设直径的PD柱分别吸收至少两种预设波段的RGB组合光信号，并将RGB组合光信号转换为组合电信号；至少两种预设直径的PD柱中一种预设直径的PD柱的数量为预设数量；与组合PD柱连接的像素读出电路，用于对组合电信号进行放大，并读出组合电信号。

Pixel Unit Circuit and Image Processing Method, Storage Media and CMOS Image Sensor

【技术实现步骤摘要】
像素单元电路及图像处理方法、存储介质及CMOS图像传感器
本申请涉及图像处理领域，尤其涉及像素单元电路及图像处理方法、存储介质及CMOS图像传感器。
技术介绍
近年来，图像传感器在图像处理领域的应用越来越广泛，其中，图像传感器包括：电荷耦合器件(ChargedCoupledDevice，CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)图像传感器，相较于CCD图像传感器，CMOS图像传感器由于其具有高灵敏度和快速输出能力等特性，使得CMOS图像传感器的应用更为广泛。现有CMOS图像传感器中，每一个像素单元电路包括一个光电二极管(Photodiode，PD)结构，该PD结构用于吸收RGB单色光，当需要利用CMOS图像传感器获取黑白图像时，需要利用多个像素单元电路吸收多个RGB单色光。然而，每种像素单元电路只能吸收RGB单色光，当需要获取黑白图像对应的RGB组合光时，需要多个像素单元电路吸收RGB单色光，进而导致CMOS图像传感器的尺寸增大，并导致采集黑白图像时极大的降低了入射光的吸收率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例期望提供像素单元电路及图像处理方法、存储介质及CMOS图像传感器，能够利用一个像素单元电路就吸收到RGB组合光信号，从而降低了图像传感器的尺寸，提高了图像传感器对入射光的吸收率。本申请的技术方案是这样实现的：本申请实施例提供一种像素单元电路，应用于CMOS图像传感器，其特征在于，所述像素单元电路包括：由至少两种预设直径的光电二极管PD柱组成的组合PD柱，用于利用所述至少两种预设直径的PD柱分别吸收至少两种预设波段的RGB组合光信号，并将所述RGB组合光信号转换为组合电信号；所述至少两种预设直径的PD柱中一种预设直径的PD柱的数量为预设数量；与所述组合PD柱连接的像素读出电路，用于对所述组合电信号进行放大，并读出所述组合电信号。在上述像素单元电路中，所述至少两种预设直径的PD柱包括：第一预设直径的PD柱、第二预设直径的PD柱和第三预设直径的PD柱中的至少两种；所述RGB组合光信号包括：第一RGB单色光信号、第二RGB单色光信号和第三RGB单色光信号中的至少两种RGB单色光信号；所述第一预设直径的PD柱，用于吸收第一预设波段对应的所述第一RGB单色光信号，并将所述第一RGB单色光信号转换为第一电信号，所述第一预设波段为所述至少两种预设波段中所述第一预设直径的PD柱对应的波段；所述第二预设直径的PD柱，用于吸收第二预设波段对应的所述第二RGB单色光信号，并将所述第二RGB单色光信号转换为第二电信号，所述第二预设波段为所述至少两种预设波段中所述第二预设直径的PD柱对应的波段；所述第三预设直径的PD柱，用于吸收第三预设波段对应的所述第三RGB单色光信号，并将所述第三RGB单色光信号转换为第三电信号，所述第三预设波段为所述至少两种预设波段中所述第三预设直径的PD柱对应的波段。在上述像素单元电路中，所述组合PD柱共用一个n区；将所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号中的至少两种电信号在n区进行累加，得到所述组合电信号。在上述像素单元电路中，所述像素读出电路包括：与所述组合PD柱连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区和与所述读出区连接的放大管；所述转移晶体管，用于将所述组合电信号转移至所述读出区，以供所述读出区读出所述组合电信号；所述放大管，用于对所述读出区的所述组合电信号进行放大。在上述像素单元电路中，所述像素读出电路还包括：与所述读出区连接的复位晶体管；所述复位晶体管，还用于存储复位电平，所述复位电平用于与所述组合电信号进行相关双采样；所述读出区，还用于读出所述复位晶体管中的复位电平；所述放大管，还用于对所述复位电平进行放大。在上述像素单元电路中，所述PD柱的形状至少包括圆柱形和正多边形。在上述像素单元电路中，所述至少两种预设直径的PD柱包括：所述第一预设直径的PD柱、所述第二预设直径的PD柱和所述第三预设直径的PD柱；所述RGB组合光信号为由所述第一RGB单色光信号、所述第二RGB单色光信号和所述第三RGB单色光信号组合成的白色光信号。在上述像素单元电路中，所述PD柱的预设直径是基于RGB单色光信号的共振波长和所述RGB单色光信号的折射率确定。本申请实施例提供一种图像处理方法，应用于由像素单元电路组成的CMOS图像传感器，所述像素单元电路包括由至少两种预设直径的PD柱组成的组合PD柱和与所述组合PD柱连接的像素读出电路，所述方法包括：利用所述至少两种预设直径的PD柱分别吸收至少两种预设波段的RGB组合光信号，并将所述RGB组合光信号转换为组合电信号；对所述组合电信号进行放大，并读出所述组合电信号。在上述方法中，所述至少两种预设直径的PD柱包括：第一预设直径的PD柱、第二预设直径的PD柱和第三预设直径的PD柱中的至少两种；所述RGB组合光信号包括：第一RGB单色光信号、第二RGB单色光信号和第三RGB单色光信号中的至少两种RGB单色光信号；所述利用所述至少两种预设直径的PD柱分别吸收至少两种预设波段的RGB组合光信号，并将所述RGB组合光信号转换为组合电信号，包括：利用所述第一预设直径的PD柱吸收第一预设波段对应的所述第一RGB单色光信号；并将所述第一RGB单色光信号转换为第一电信号，所述第一预设波段为所述至少两种预设波段中所述第一预设直径的PD柱对应的波段；利用所述第二预设直径的PD柱吸收第二预设波段对应的所述第二RGB单色光信号；并将所述第二RGB单色光信号转换为第二电信号，所述第二预设波段为所述至少两种预设波段中所述第二预设直径的PD柱对应的波段；利用所述第三预设直径的PD柱吸收第三预设波段对应的所述第三RGB单色光信号；并将所述第三RGB单色光信号转换为第三电信号，所述第三预设波段为所述至少两种预设波段中所述第三预设直径的PD柱对应的波段；将所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号中的至少两种电信号进行累加，得到组合电信号。在上述方法中，所述像素读出电路包括：与所述组合PD柱连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区、与所述读出区连接的复位晶体管和放大管，所述对所述组合电信号进行放大，并读出所述组合电信号，包括：利用所述转移晶体管将所述组合电信号转移至所述读出区；利用所述读出区读取所述组合电信号和所述复位晶体管中的复位电平；利用放大管对所述组合电信号和所述复位电平进行放大，以利用所述复位电平对所述电信号进行相关双采样。本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，应用于像素单元电路，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。本申请实施例提供一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器利用上述任一项所述的像素单元电路实现图像处理方法。本申请实施例提供了像素单元电路及图像处理方法、存储介质及CMOS图像传感器，应用于CMOS图像传感器，该像素单元电路包括：由至少两种预设直径的光电二极管PD柱组成的组合PD柱，用于利用所述至少两种预设直径的PD柱分别吸收至少两种预设波段的RGB组合光信号，并将所述RGB组合光信号转换为组合电信号；所述至少两种预设直径的P本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素单元电路，应用于CMOS图像传感器，其特征在于，所述像素单元电路包括：由至少两种预设直径的光电二极管PD柱组成的组合PD柱，用于利用所述至少两种预设直径的PD柱分别吸收至少两种预设波段的RGB组合光信号，并将所述RGB组合光信号转换为组合电信号；所述至少两种预设直径的PD柱中一种预设直径的PD柱的数量为预设数量；与所述组合PD柱连接的像素读出电路，用于对所述组合电信号进行放大，并读出所述组合电信号。

【技术特征摘要】
1.一种像素单元电路，应用于CMOS图像传感器，其特征在于，所述像素单元电路包括：由至少两种预设直径的光电二极管PD柱组成的组合PD柱，用于利用所述至少两种预设直径的PD柱分别吸收至少两种预设波段的RGB组合光信号，并将所述RGB组合光信号转换为组合电信号；所述至少两种预设直径的PD柱中一种预设直径的PD柱的数量为预设数量；与所述组合PD柱连接的像素读出电路，用于对所述组合电信号进行放大，并读出所述组合电信号。2.根据权利要求1所述的像素单元电路，其特征在于，所述至少两种预设直径的PD柱包括：第一预设直径的PD柱、第二预设直径的PD柱和第三预设直径的PD柱中的至少两种；所述RGB组合光信号包括：第一RGB单色光信号、第二RGB单色光信号和第三RGB单色光信号中的至少两种RGB单色光信号；所述第一预设直径的PD柱，用于吸收第一预设波段对应的所述第一RGB单色光信号，并将所述第一RGB单色光信号转换为第一电信号，所述第一预设波段为所述至少两种预设波段中所述第一预设直径的PD柱对应的波段；所述第二预设直径的PD柱，用于吸收第二预设波段对应的所述第二RGB单色光信号，并将所述第二RGB单色光信号转换为第二电信号，所述第二预设波段为所述至少两种预设波段中所述第二预设直径的PD柱对应的波段；所述第三预设直径的PD柱，用于吸收第三预设波段对应的所述第三RGB单色光信号，并将所述第三RGB单色光信号转换为第三电信号，所述第三预设波段为所述至少两种预设波段中所述第三预设直径的PD柱对应的波段。3.根据权利要求2所述的像素单元电路，其特征在于，所述组合PD柱共用一个n区；将所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号中的至少两种电信号在n区进行累加，得到所述组合电信号。4.根据权利要求1所述的像素单元电路，其特征在于，所述像素读出电路包括：与所述组合PD柱连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区和与所述读出区连接的放大管；所述转移晶体管，用于将所述组合电信号转移至所述读出区，以供所述读出区读出所述组合电信号；所述放大管，用于对所述读出区的所述组合电信号进行放大。5.根据权利要求4所述的像素单元电路，其特征在于，所述像素读出电路还包括：与所述读出区连接的复位晶体管；所述复位晶体管，还用于存储复位电平，所述复位电平用于与所述组合电信号进行相关双采样；所述读出区，还用于读出所述复位晶体管中的复位电平；所述放大管，还用于对所述复位电平进行放大。6.根据权利要求1所述的像素单元电路，其特征在于，所述PD柱的形状至少包括圆柱形和正多边形。7.根据权利要求2所述的像素单元电路，其特征在于，所述至少两种预设直径的PD柱包括：所述第一预设直径的PD柱、所述第二预设直径的PD柱和所述第三预设直径的PD柱；所述RGB组合光信号为由所述第一RGB单色光信...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44