一种CMOS图像传感器及图像处理方法、存储介质技术

本申请实施例提供了一种CMOS图像传感器及图像处理方法、存储介质，该CMOS图像传感器包括：按照六角阵列排布的三角形像素单元，三角形像素单元中设置有光电二极管PD柱，三角形像素单元利用PD柱吸收RGB单色光，并将对应的光信号转换成电信号；与三角形像素单元连接的CMOS像素读出电路，用于放大电信号，并读出电信号。

A CMOS image sensor, image processing method and storage medium

【技术实现步骤摘要】
一种CMOS图像传感器及图像处理方法、存储介质
本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器及图像处理方法、存储介质。
技术介绍
常用的像素阵列主要是正方形像素排布而成，其像素是正方形结构，横向和纵向的周期也是相同的。在现有技术中，互补金属氧化物半导体(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，CMOS)图像传感器中的正方形像素单元内可以排布光电二极管(PhotoDiode，PD)结构进行光线吸收和光电转换。如图1所示，可以在每个正方形像素单元中设置一个PD结构，将正方形像素单元按照四角阵列的方式进行排布，利用正方向像素单元吸收对应的RGB单色光，使得像素单元的排布密度较低，进而导致CMOS图像传感器的像素密度低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种CMOS图像传感器及图像处理方法、存储介质，能够提高像素单元的排布密度以及CMOS图像传感器的像素密度。本申请的技术方案是这样实现的：本申请实施例提供一种CMOS图像传感器，所述CMOS图像传感器包括：按照六角阵列排布的三角形像素单元，所述三角形像素单元中设置有光电二极管PD柱，所述三角形像素单元利用所述PD柱吸收RGB单色光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述三角形像素单元连接的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CMOS图像传感器中，所述三角形像素单元的六角阵列排布为汇聚于一点的六个三角形像素单元组成一个正六边形。在上述CMOS图像传感器中，所述PD柱的尺寸是基于RGB单色光的共振波长和所述光信号的折射率确定的。在上述CMOS图像传感器中，若所述RGB单色光为红光，所述PD柱的尺寸为支持吸收所述红光的第一尺寸；若所述RGB单色光为绿光，所述PD柱的尺寸为支持吸收所述绿光的第二尺寸；若所述RGB单色光为蓝光，所述PD柱的尺寸为支持吸收所述蓝光的第三尺寸。在上述CMOS图像传感器中，所述PD柱的形状至少包括长方形、圆形、平行四边形和菱形。在上述CMOS图像传感器中，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CMOS图像传感器中，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。本申请实施例提供一种图像处理方法，应用于由按照六角阵列排布的三角形像素单元和CMOS像素读出电路组成的CMOS图像传感器，所述三角形像素单元中设置有光电二极管PD柱，所述方法包括：利用PD柱吸收RGB单色光，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，所述三角形像素单元的六角阵列排布为汇聚于一点的六个三角形像素单元组成一个正六边形。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CMOS图像传感器，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CMOS图像传感器及图像处理方法、存储介质，该CMOS图像传感器包括：按照六角阵列排布的三角形像素单元，三角形像素单元中设置有光电二极管PD柱，三角形像素单元利用PD柱吸收RGB单色光，并将对应的光信号转换成电信号；与三角形像素单元连接的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，CMOS图像传感器中的像素单元的形状为三角形，且三角形像素单元按照六角阵列排布，六角阵列的排布相较于正方形排布而言，像素单元的排布密度更大，排布密度更大的像素单元能够使得CMOS图像传感器获取到更多的像素，进而提高CMOS图像传感器的像素密度。附图说明图1为现有技术提出的像素单元内PD柱的排布示意图；图2为本申请实施例提供的一种CMOS图像传感器的结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种示例性的单个像素单元中PD的排布示意俯视图；图4为本申请实施例提供的一种示例性的像素阵列排布的结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种示例性的单个像素单元电路的电路结构示意图；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CMOS图像传感器，如图2所示，该CMOS图像传感器包括：按照六角阵列排布的三角形像素单元，所述三角形像素单元中设置有光电二极管PD柱，所述三角形像素单元利用所述PD柱吸收RGB单色光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述三角形像素单元连接的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CMOS图像传感器适用于采集光信号并将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，像素单元电路由像素单元和CMOS像素读出电路组成，其中，像素单元的形状是正三角形，每个三角形像素单元中包括一个PD柱，该PD柱根据不同的尺寸吸收RGB单色光，如图3所示，单个三角形像素单元中包括一个PD柱，该PD柱的直径为90nm，用于吸收绿光。本申请实施例中，PD柱的材料为硅材料。需要说明的是，在本申请的实施例中，像素单元内的多个PD柱均为百纳米级别的PD柱，由于光学共振使得PD柱结构内的光学态密度高于传统PD结构。本申请实施例中，三角形像素单元利用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。本申请实施例中，三角形像素单元的边长可根据实际的像素密度需求或者工艺制作需求决定，本申请实施例不做具体的限定。可选的，所述三角形像素单元的六角阵列排布为汇聚于一点的六个三角形像素单元组成一个正六边形。本申请实施例中，如图4所示，三角形像素单元的六角阵列排布方式为：相邻两个三角形像素单元的一边相连，使得汇聚于一点的六个三角形像素单元组成一个正六边形，由此，将像素单元排布成六角密堆阵列结构，此时，该六个三角形像素单元中的PD柱也组成了正六边形。可选的，所述PD柱的尺寸是基于RGB单色光的共振波长和所述光信号的折射率确定的。本申请实施例中，PD柱的直径是基于RGB单色光的共振波长和光信号的折射率确定的，或者通过光学模拟得到的，具体的根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。本申请实施例中，利用公式(1)确定PD柱的尺寸PD柱的尺寸＝(共振波长-预设常数)/折射率(1)示例性的，吸收蓝光时对应的PD柱的直径为60nm左右；吸收绿光时对应的PD柱的直径为90nm；吸收红光时对应的PD柱的直径为120nm。本申请实施例中，像素单元利用PD柱的光学共振，实现了对RG本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CMOS图像传感器，其特征在于，所述CMOS图像传感器包括：按照六角阵列排布的三角形像素单元，所述三角形像素单元中设置有光电二极管PD柱，所述三角形像素单元利用所述PD柱吸收RGB单色光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述三角形像素单元连接的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CMOS图像传感器，其特征在于，所述CMOS图像传感器包括：按照六角阵列排布的三角形像素单元，所述三角形像素单元中设置有光电二极管PD柱，所述三角形像素单元利用所述PD柱吸收RGB单色光，并将对应的光信号转换成电信号；与所述三角形像素单元连接的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CMOS图像传感器，其特征在于，所述三角形像素单元的六角阵列排布为汇聚于一点的六个三角形像素单元组成一个正六边形。3.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述PD柱的尺寸是基于RGB单色光的共振波长和所述光信号的折射率确定的。4.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，若所述RGB单色光为红光，所述PD柱的尺寸为支持吸收所述红光的第一尺寸；若所述RGB单色光为绿光，所述PD柱的尺寸为支持吸收所述绿光的第二尺寸；若所述RGB单色光为蓝光，所述PD柱的尺寸为支持吸收所述蓝光的第三尺寸。5.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述PD柱的形状至少包括长方形、圆形、平行四边形和菱形。6.根据权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述C...

【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