图像传感器制造技术

一种图像传感器具有在行方向上和在列方向上布置的多个像素。每个像素包括：彩色滤光片，拥有具有低透射率的部分和具有高透射率的部分；以及光电转换元件，包含接收通过彩色滤光片的具有低透射率的部分透射的光的第一光电转换单元和接收通过彩色滤光片的具有高透射率的部分透射的光的第二光电转换单元。多个像素布置成使得对于一种色彩的像素具有低透射率的部分的位置在多个像素当中相同，且具有低透射率的部分仅在行方向上邻近于彼此定位在不同色彩的相邻像素之间。在不同色彩的相邻像素之间。在不同色彩的相邻像素之间。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器


[0001]本专利技术涉及一种高动态范围图像传感器，确切地说，一种具有减少的串扰和锯齿的高动态范围图像传感器。

技术介绍

[0002]在图像传感器中，针对每个像素提供彩色滤光片，且获取对应色彩的图像信号。作为彩色滤光片阵列，已知存在拜耳(Bayer)滤光片等。
[0003]提出一种高动态范围(high dynamic range；HDR)成像，其中针对每个像素改变曝光周期，改变彩色滤光片的透射率，或改变模拟增益和/或数字增益以便获取对于一个像素具有不同灵敏度的图像信号，且由此改进动态范围。
[0004]当彩色滤光片的透射率改变时，接收具有高透射率的透射光的单元处的光接收量变大，产生由光电转换引起的大量电荷，且因此，产生归因于电荷溢出的串扰问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的一种图像传感器，具有在行方向上和在列方向上布置的多个像素，且产生图像信号，所述图像传感器包括：彩色滤光片，提供为对应于每个像素，允许一种色彩的光穿过，且拥有具有低透射率的部分和具有高透射率的部分；以及光电转换元件，提供为对应于每个像素，且包含接收通过所述彩色滤光片的具有所述低透射率的所述部分透射的光的第一光电转换单元和接收通过所述彩色滤光片的具有所述高透射率的所述部分透射的光的第二光电转换单元；其中所述多个像素布置成使得对于一种色彩的像素具有所述低透射率的所述部分的位置在所述多个像素当中相同，且具有所述低透射率的所述部分仅在所述行方向上邻近于彼此定位在不同色彩的相邻像素之间；且每个像素包括至少2
×
2子像素。
[0006]在本专利技术的示范实施例中，其中对于所述色彩中的每一个的所述像素具有低透射率的所述部分的所述行方向和所述列方向上的间隔为均匀间隔。
[0007]在本专利技术的示范实施例中，其中所述彩色滤光片包含三种类型，包含R、G以及B，且一个R像素、一个B像素以及两个G像素设置在邻近于彼此的四个像素中，且在一个行中，所述B像素和所述G像素交替地布置，且在下一行中，所述G像素和所述R像素交替地布置。
[0008]在本专利技术的示范实施例中，其中所述第一光电转换单元在一个像素中的采样位置通过插值处理来校正。
[0009]在本专利技术的示范实施例中，其中所述第二光电转换单元在一个像素中的采样位置通过插值处理来校正以匹配所述第一光电转换单元的所述采样位置。
[0010]在本专利技术的示范实施例中，其中所述插值处理包含双三次插值和双线性插值。
[0011]在本专利技术的示范实施例中，其中具有2
×
2光电转换单元的像素的三个第二光电转换单元以两个或三个不同曝光条件驱动。
[0012]在本专利技术的示范实施例中，其中以三个或四个不同曝光条件捕获图像。
[0013]在本专利技术的示范实施例中，其中将色调映射应用于所获取的多重曝光图像。
[0014]在本专利技术的示范实施例中，其中每个像素包括一个第一光电转换单元和三个第二光电转换单元。
[0015]在本专利技术的示范实施例中，其中每个像素包括一个第一光电转换单元和一个第二光电转换单元。
[0016]在本专利技术的示范实施例中，其中所述第二光电转换单元的电荷对电压转换增益具有两个电平，包含高电平和低电平。
[0017]在本专利技术的示范实施例中，其中每个像素包括3
×
3光电转换单元，所述第一光电转换单元放置在所述G像素的右下方，且放置在所述R像素和所述B像素的左下方。
[0018]在本专利技术的示范实施例中，其中每个像素包括3
×
3光电转换单元，所述第一光电转换单元放置在所述G像素的右侧中间处，且放置在所述R像素和所述B像素的左侧中间处。
[0019]在本专利技术的示范实施例中，其中每个像素包括3
×
3光电转换单元，所述第一光电转换单元放置在所述G像素的右侧中间和右下方，且放置在所述R像素和所述B像素的中间左侧和左下方。
附图说明
[0020]参考以下附图描述本专利技术的非限制性和非穷尽性的实施例，其中除非另外指定，否则贯穿各视图中类似的附图标号指代类似的部分。
[0021]图1为示出根据本专利技术的实施例的图像传感器的结构的框图。
[0022]图2为示意性地示出像素阵列的一部分的图。
[0023]图3为示出像素P和子像素p的图。
[0024]图4为示出SPD子像素在R、G以及B的像素中的每一个中的实例放置的图。
[0025]图5为示出彩色滤光片CF的实例结构的示意图。
[0026]图6为示出其中SPD子像素彼此相邻放置的实例放置的图。
[0027]图7为示出其中SPD子像素以隔离方式放置的实例放置的图。
[0028]图8为示出SPD子像素在3
×
3像素中的实例放置的图。
[0029]对应参考标号贯穿附图的数个视图指示对应组件。所属领域的技术人员应了解，图中的元件为简单和清晰起见进行说明且不必按比例绘制。举例来说，图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件加以放大以有助于改进对本专利技术的各种实施例的理解。
[0030]附图标号说明
[0031]10：像素阵列；
[0032]12：控制电路；
[0033]14：读出电路；
[0034]16：功能逻辑；
[0035]100：图像传感器；
[0036]CF：彩色滤光片；
[0037]P：像素；
[0038]p：子像素。
具体实施方式
[0039]在以下描述中，阐述许多特定细节以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对于所属领域的技术人员将显而易见的是，不需要采用特定细节来实践本专利技术。在其它情况下，未详细地描述众所周知的材料或方法以便避免混淆本专利技术。
[0040]贯穿本说明书提到“一个实施例”或“一实施例”意味着结合所述实施例描述的特定特征、结构或特性包含在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在不同位置处出现短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必都是参考同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以任何合适的组合和/或子组合组合在一个或多个实施例中。
[0041]图1为示出根据本专利技术的实施例的图像传感器的结构的框图。此实例配置的图像传感器100包括像素阵列10、读出电路14以及功能逻辑16。
[0042]像素阵列10为二维阵列，其中像素P以行和列布置。每个像素P包含光电转换元件，其输出对应于每个像素的所接收光的量的图像信号，且形成CMOS成像元件或成像传感器，例如CCD。
[0043]每个像素P在光入射侧上具有彩色滤光片，且已穿过彩色滤光片的特定色彩的光入射在像素P上。在所示出的实例配置中，使用R、G以及B三种色彩的彩色滤光片，且每个像素获取对应于R、G以及B色彩中的一个的入射光的图像信号。
[0044]控制电路12控制像素阵列10的操作。举例来说，控制电路12控制每个像素P的曝光周期、每个像素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，具有在行方向上和在列方向上布置的多个像素，且产生图像信号，其特征在于，所述图像传感器包括：彩色滤光片，提供为对应于每个像素，允许一种色彩的光穿过，且拥有具有低透射率的部分和具有高透射率的部分；以及光电转换元件，提供为对应于每个像素，且包含接收通过所述彩色滤光片的具有所述低透射率的所述部分透射的光的第一光电转换单元和接收通过所述彩色滤光片的具有所述高透射率的所述部分透射的光的第二光电转换单元；其中所述多个像素布置成使得对于一种色彩的像素具有所述低透射率的所述部分的位置在所述多个像素当中相同，且具有所述低透射率的所述部分仅在所述行方向上邻近于彼此定位在不同色彩的相邻像素之间；且每个像素包括至少2
×
2子像素。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，其中对于所述色彩中的每一个的所述像素具有低透射率的所述部分的所述行方向和所述列方向上的间隔为均匀间隔。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，其中所述彩色滤光片包含三种类型，包含R、G以及B，且一个R像素、一个B像素以及两个G像素设置在邻近于彼此的四个像素中，且在一个行中，所述B像素和所述G像素交替地布置，且在下一行中，所述G像素和所述R像素交替地布置。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，其中所述第一光电转换单元在一个像素中的采样位置通过插值处理来校正。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，其中所述第二光电转换单元在一个像素中的采样位置通过插值处理来校正以匹配所述第一光电转换单元的所述采样位置。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吾妻健夫，刘成明，
申请(专利权)人：豪威科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：