图像感测装置包括像素阵列，其包括布置成行和列的混合像素组，每个混合像素组包括多个色彩检测像素和多个距离检测像素。每个混合像素还包括：第一光电转换元件，其设置在色彩检测像素中，并且配置为执行对入射到色彩检测像素上的光的光电转换；第二光电转换元件，其设置在距离检测像素中，并且配置为执行对入射到距离检测像素上的光的光电转换；第一器件隔离结构，其设置在第一光电转换元件之间；第二器件隔离结构，其设置在第二光电转换元件之间；第一微透镜，其设置在第一光电转换元件上，并且被配置为使入射光聚焦在第一光电转换元件处；以及第二微透镜，其设置在第二光电转换元件上，并且被配置为使入射光聚焦在第二器件隔离结构处。离结构处。离结构处。
【技术实现步骤摘要】
图像感测装置
[0001]本专利文件中公开的技术和实现方式总体涉及一种图像感测装置。
技术介绍
[0002]图像传感器是用于将光学图像转换成电信号的装置(或元件)。随着汽车、医疗、计算机和通信行业的最近发展，在诸如数码相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏控制台、监控摄像头、医疗用微型摄像头、机器人等各种装置中，对高性能图像传感器的需求一直在增加。
技术实现思路
[0003]所公开技术的各种实施方式涉及一种图像感测装置，其中用于色彩检测的像素和用于距离检测的其它像素被合并到单个像素阵列中。
[0004]根据所公开技术的一个实施方式，一种图像感测装置可以包括像素阵列，该像素阵列包括布置成行和列的混合像素组，每一个混合像素组包括多个色彩检测像素和多个距离检测像素。每一个混合像素组还可以包括：第一光电转换元件，其设置在色彩检测像素中，并且被配置为执行对入射到色彩检测像素上的光的光电转换；第二光电转换元件，其设置在距离检测像素中，并且被配置为执行对入射到距离检测像素上的光的光电转换；第一器件隔离结构，其设置在各个第一光电转换元件之间以及第一光电转换元件和第二光电转换元件之间；第二器件隔离结构，其设置在各个第二光电转换元件之间；第一微透镜，其设置在第一光电转换元件上，并且被配置为使入射光聚焦在第一光电转换元件处；以及第二微透镜，其设置在第二光电转换元件上，并且被配置为使入射光聚焦在第二器件隔离结构处。
[0005]根据所公开技术的另一实施方式，一种图像感测装置可以包括：基板，其包括色彩检测区域和距离检测区域；第一光电转换元件，其设置在色彩检测区域中，并且被配置为响应于接收入射到色彩检测区域上的光而执行对光的光电转换；第二光电转换元件，其设置在距离检测区域中，并且被配置为响应于接收入射到距离检测区域上的光而执行对光的光电转换；第一器件隔离结构，其设置在各个第一光电转换元件之间以及第一光电转换元件和第二光电转换元件之间；第二器件隔离结构，其设置在各个第二光电转换元件之间；滤色器，其设置在第一光电转换元件上；至少一个红外(IR)透射层，其设置在第二光电转换元件上，以允许IR光透射到达第二光电转换元件；栅格结构，其设置在各个滤色器之间并且被配置为防止在各个滤色器之间发生串扰；第一微透镜，其设置在滤色器上；以及第二微透镜，其设置在至少一个红外(IR)透射层上。
[0006]应当理解，所公开技术的前述一般描述和以下详细描述都是例示性和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的公开内容的进一步解释。
附图说明
[0007]当结合附图考虑时，参照以下详细描述，所公开技术的上述和其它特征以及有益方面将变得显而易见。
[0008]图1是示出基于所公开技术的一些实现方式的图像感测装置的示例的框图。
[0009]图2是示出基于所公开技术的一些实现方式的包含在图1所示的像素阵列中的混合像素组的结构的示例的平面图。
[0010]图3A是示出基于所公开技术的一些实现方式的沿着图2所示的线X1-X1
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截取的像素阵列中包含的混合像素组的示例的截面图。
[0011]图3B是示出基于所公开技术的一些实现方式的沿着图2所示的线X2-X2
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截取的像素阵列中包含的混合像素组的示例的截面图。
[0012]图4是示出基于所公开技术的一些其它实现方式的沿着图2所示的线X1-X1
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截取的像素阵列中包含的混合像素组的示例的截面图。
具体实施方式
[0013]本专利文件提供了一种图像感测装置的实现方式和示例，该图像感测装置基本上解决了由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。所公开技术的一些实现方式提出了一种图像感测装置的设计，其中用于色彩检测的像素和用于距离检测的像素被合并到单个像素阵列中。所公开的技术可以用于图像传感器装置的各种实现方式，该图像传感器装置能够用于仅使用一个感测装置来检测目标对象的色彩以及到目标对象的距离，并且还能够用于增加距离检测所需的像素区域中的光吸收率(light absorption rate)。
[0014]现在将详细参照一些实施方式，其示例在附图中示出。在可能的情况下，相同的附图标记将在整个附图中用于表示相同或相似的部分。
[0015]图1是示出基于所公开技术的一些实现方式的图像感测装置的示例的框图。
[0016]参照图1，图像感测装置可以包括像素阵列100、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC)300、缓冲器400、行驱动器500、定时发生器600、控制寄存器700和斜坡信号发生器800。
[0017]像素阵列100可以包括以二维(2D)结构连续布置的多个混合像素组(HPXG)，在所述二维结构中，混合像素组(HPXG)沿第一方向和垂直于第一方向的第二方向布置。每一个混合像素组(HPXG)可以包括以二维(2D)结构连续布置的多个单位像素。单位像素可以通过执行对入射光的光电转换而将入射光转换成对应于入射光的电信号(例如，像素信号)，并且可以基于通过行线从行驱动器500接收的信号而通过列线输出电信号。例如，每个混合像素组(HPXG)可以包括用于检测入射光的色彩的多个色彩检测像素，以及用于检测图像传感器和目标对象之间的距离(即，深度)的多个距离检测像素。因此，每个混合像素组(HPXG)可以包括其中色彩检测像素与距离检测像素相组合的混合结构。
[0018]相关双采样器(CDS)200可以对从像素阵列100的像素(PX)接收的电信号进行采样。例如，相关双采样器(CDS)200可以响应于从定时发生器600接收的时钟信号而执行对所接收的电图像信号的参考电压电平和电压电平的采样，并且可以生成与所接收的电图像信号的参考电压电平和电压电平之间的差相对应的模拟信号。将模拟信号发送到模数转换器(ADC)300以用于进行数字化。
[0019]模数转换器(ADC)300可以将从斜坡信号发生器800接收的斜坡信号与从相关双采样器(CDS)200接收的采样信号进行比较，并且可以由此输出指示斜坡信号和采样信号之间的比较结果的比较信号。模数转换器(ADC)300可以响应于从定时发生器600接收的时钟信号而对比较信号的电平转换时间进行计数，并且可以向缓冲器400输出指示所计数的电平转换时间的计数值。
[0020]缓冲器400可以存储从模数转换器(ADC)300接收的每一个数字信号，可以感测和放大每一个数字信号，并且可以输出经放大的每一个数字信号。因此，缓冲器400可以包括存储器(未示出)和感测放大器(未示出)。存储器可以存储计数值，并且计数值可以与多个单位像素(PX)的输出信号相关联。感测放大器可以感测和放大从存储器接收的每个计数值。
[0021]行驱动器500可以响应于定时发生器600的输出信号而以行线为单位来驱动像素阵列100的单位像素(PX)。
[0022]定时发生器600可以产生定时信号来控制行驱动器500、相关双采样器(CDS)200、模数转换器(ADC本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：像素阵列，所述像素阵列包括布置成行和列的混合像素组，每一个所述混合像素组包括多个色彩检测像素和多个距离检测像素，其中，每一个所述混合像素组还包括：第一光电转换元件，所述第一光电转换元件设置在所述色彩检测像素中，并且被配置为执行对入射到所述色彩检测像素上的光的光电转换；第二光电转换元件，所述第二光电转换元件设置在所述距离检测像素中，并且被配置为执行对入射到所述距离检测像素上的光的光电转换；第一器件隔离结构，所述第一器件隔离结构设置在各个所述第一光电转换元件之间以及所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件之间；第二器件隔离结构，所述第二器件隔离结构设置在各个所述第二光电转换元件之间；第一微透镜，所述第一微透镜设置在所述第一光电转换元件上，并且被配置为使入射光聚焦在所述第一光电转换元件处；以及第二微透镜，所述第二微透镜设置在所述第二光电转换元件上，并且被配置为使入射光聚焦在所述第二器件隔离结构处。2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中：所述第一微透镜与所述第一光电转换元件一一对应地设置在所述第一光电转换元件上。3.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第二微透镜与被设置为覆盖所有的所述第二光电转换元件的单个微透镜相对应。4.根据权利要求1所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括：滤色器，所述滤色器设置在所述第一光电转换元件和所述第一微透镜之间；以及至少一个红外IR透射层，所述至少一个红外IR透射层设置在所述第二光电转换元件和所述第二微透镜之间。5.根据权利要求4所述的图像感测装置，该图像感测装置还包括：栅格结构，所述栅格结构设置在被包括在所述色彩检测像素中并且不被包括在所述距离检测像素中的各个滤色器之间，所述栅格结构被配置为防止在所述各个滤色器之间发生串扰。6.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述多个色彩检测像素包括：第一色彩检测像素至第三色彩检测像素，所述第一色彩检测像素至所述第三色彩检测像素中的每一个被布置成包括两列和两行的2
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2阵列结构。7.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述距离检测像素被布置成包括两列和两行的2
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2阵列结构。8.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述第二器件隔离结构的长度比所述第一器件隔离结构的长度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李次宁，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：
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