一种像素单元电路及图像处理方法、存储介质技术

本申请实施例提供了一种像素单元电路及图像处理方法、存储介质，应用于CMOS图像传感器，该像素单元电路包括：光电二极管PD柱，PD柱包括RGB对应的三种尺寸，用于分别吸收RGB单色光和RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号；与PD柱连接的CMOS像素读出电路，用于放大电信号，并读出电信号。

A Pixel Unit Circuit, Image Processing Method and Storage Media

【技术实现步骤摘要】
一种像素单元电路及图像处理方法、存储介质
本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种像素单元电路及图像处理方法、存储介质。
技术介绍
拜耳滤色镜是一种将RGB滤色器排列在光传感组件方格之上所形成的马赛克彩色绿色阵列。数字相机、录影器、扫描仪等实用的单片机数字图像传感器大多使用这种特定排列的绿色阵列来制作彩色影像，如图1所示，这种滤色器的排列有50％是绿色，25％是红色，另外25％是蓝色，因此也称作RGBG，GRGB或者RGGB。现有的CMOS图像传感器的通过选择不同颜色的滤色片来吸收不同颜色，需要在光电二极管(PD，PhotoDiode)结构上增加滤光片，进而增大了像素尺寸，且每种像素只能吸收单色光，极大的浪费了入射光的使用率。
技术实现思路
本申请实施例提供一种像素单元电路及图像处理方法、存储介质，能够缩小像素尺寸，并增加入射光的使用率。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：光电二极管PD柱，所述PD柱包括RGB对应的三种尺寸，用于分别吸收RGB单色光和RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述PD柱连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述电信号，并读出所述电信号。在上述像素单元电路中，所述RGB组合光为至少两种RGB单色光组合得到的色光；所述PD柱包括：组合PD柱；利用所述组合PD柱吸收所述RGB组合光，并将所述RGB组合光对应的组合光信号转换成组合电信号，所述组合PD柱由至少两个PD柱组成，所述至少两个PD柱的尺寸与所述至少两种色光一一对应。在上述像素单元电路中，所述组合PD柱包括一个n区，所述组合电信号集中到所述组合PD柱的n区；所述CMOS像素读出电路，还用于对所述组合电信号累加读出。在上述像素单元电路中，所述CMOS像素读出电路包括：与所述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，用于将所述电信号从所述PD柱中转移至读出区，以从所述读出区读取所述电信号；所述放大管，用于将所述读出区的电信号放大。在上述像素单元电路中，所述CMOS像素读出电路还包括：与所述读出区和所述放大管连接的复位晶体管；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柱对应的三种尺寸分别是基于RGB单色光的共振波长和所述光信号的折射率确定。在上述像素单元电路中，所述PD柱的形状至少包括长方形、圆形、平行四边形和菱形。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PD柱和与所述PD柱连接的CMOS像素读出电路，所述方法包括：利用PD柱分别吸收RGB单色光和RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号；利用所述CMOS像素读出电路放大所述电信号，并读出所述电信号。在上述方法中，所述PD柱包括：组合PD柱，所述组合PD柱由至少两个PD柱组成，所述利用PD柱吸收RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号，包括：利用所述组合PD柱吸收RGB组合光，所述RGB组合光为至少两种RGB单色光组合得到的色光，所述至少两个PD柱的尺寸与所述至少两种色光一一对应；将所述RGB组合光对应的组合光信号转换成组合电信号。在上述方法中，所述CMOS像素读出电路包括：与所述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；所述利用所述CMOS像素读出电路放大所述电信号，并读出所述电信号，包括：利用所述转移晶体管将所述电信号从所述PD柱中转移至读出区；从所述读出区读取所述电信号；利用放大管将所述读出区的电信号放大。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。本申请实施例提供了一种像素单元电路及图像处理方法、存储介质，应用于CMOS图像传感器，该像素单元电路包括：光电二极管PD柱，PD柱包括RGB对应的三种尺寸，用于分别吸收RGB单色光和RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号；与PD柱连接的CMOS像素读出电路，用于放大电信号，并读出电信号。采用上述实现方案，像素单元电路内部可以排列RGB对应的三种尺寸的PD柱，像素单元电路利用多个三种尺寸的PD柱吸收RGB单色光和RGB组合光，无需使用滤色片来吸收不同颜色，进而缩小了像素尺寸，并在一个像素单元电路中实现了多个颜色的吸收，进而实现了更大的进光量，能够增加入射光的使用率。附图说明图1为现有技术提出的拜耳滤色镜的阵列排布示意图；图2为本申请实施例提供的一种像素单元电路的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种示例性的RYB的像素排布图；图4为本申请实施例提供的一种示例性的RYB像素的电路结构示意图；图5(a)为本申请实施例提供的一种示例性的Y通道的电路结构示意图；图5(b)为本申请实施例提供的一种示例性的R通道和B通道的电路结构示意图；图6为本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程图。具体实施方式应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请。并不用于限定本申请。实施例一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，如图2所示，该像素单元电路包括：光电二极管PD柱，所述PD柱包括RGB对应的三种尺寸，用于分别吸收RGB单色光和RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述PD柱连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述电信号，并读出所述电信号。本申请实施例提供的一种像素单元电路适用于利用CMOS图像传感器对采集到的光信号进行图像处理，得到光信号对应的图像的场景下。本申请实施例中，CMOS图像传感器由像素单元电路和CMOS电路组成，其中，像素单元电路用于将采集到的光信号转换成电信号，并将电信号读出，CMOS电路用于对电信号进行图像处理，得到光信号对应的图像。本申请实施例中，每个像素单元电路由PD柱和CMOS像素读出电路组成，PD柱包括三种尺寸，分别对应吸收三种RGB单色光，还可以将至少两种尺寸的PD柱进行组合，来吸收RGB组合光。本申请实施例中，像素单元电路的尺寸由排布的PD柱的个数与尺寸决定，示例性的，在RYB彩色亚波长CIS中，像素单元电路的像素单元电路为方形结构，其边长小于等于400nm。本申请实施例中，PD柱的材料为硅材料。本申请实施例中，像素单元电路利用PD柱的光学共振原理吸收RGB单色光和RGB组合光，其吸收率高达95％，且光学共振使得圆柱形的PD结构内的光学态密度高于传统PD结构，进而提高了CMOS图像传感器的量子效率和信噪比，进一步缩小了像素尺寸。可选的，所述RGB组合光为至少两种RGB单色光组合得到的色光；所述PD柱包括：组合PD柱；利用所述组合PD柱吸收所述RGB组合光，并将所述RGB组合光对应的组合光信号转换成组合电信号，所述组合PD柱由至少两个PD柱组成，所述至少两个PD柱的尺寸与所述至少两种色光一一对应。本申请实施例中，组合PD柱可以由两种尺寸的PD柱组成，也可以由三种尺寸的PD柱组成，具体的根据组合PD柱对应吸收的RGB组合光决定，本申请实施例不做具体的限定。示例性的，如图3所示，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：光电二极管PD柱，所述PD柱包括RGB对应的三种尺寸，用于分别吸收RGB单色光和RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述PD柱连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述电信号，并读出所述电信号。

【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：光电二极管PD柱，所述PD柱包括RGB对应的三种尺寸，用于分别吸收RGB单色光和RGB组合光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述PD柱连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述电信号，并读出所述电信号。2.根据权利要求1所述的像素单元电路，其特征在于，所述RGB组合光为至少两种RGB单色光组合得到的色光；所述PD柱包括：组合PD柱；利用所述组合PD柱吸收所述RGB组合光，并将所述RGB组合光对应的组合光信号转换成组合电信号，所述组合PD柱由至少两个PD柱组成，所述至少两个PD柱的尺寸与所述至少两种色光一一对应。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柱包括一个n区，所述组合电信号集中到所述组合PD柱的n区；所述CMOS像素读出电路，还用于对所述组合电信号累加读出。4.根据权利要求1所述的像素单元电路，其特征在于，所述CMOS像素读出电路包括：与所述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，用于将所述电信号从所述PD柱中转移至读出区，以从所述读出区读取所述电信号；所述放大管，用于将所述读出区的电信号放大。5.根据权利要求1所述的像素单元电路，其特征在于，所述CMOS像素读出电路还包括：与所述读出区和所述放大管连接的复位晶体管；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...

【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