可测量入射光角度的像素阵列、图像传感器及方法技术

本发明专利技术公开了一种可测量入射光角度的像素阵列、图像传感器及方法。图像传感器其从下到上依次包括：基底，所述基底中设置有传感器层，用于感应到的入射光进行光电转换；金属层，用于将光电转换的电信号传输到外围电路进行处理；微透镜层，用于将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光，以根据所述微透镜层中入射光的敏感角度与对应的像素地址映射关系，获得射向所述微透镜层表面的入射光的角度信息。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种。图像传感器其从下到上依次包括：基底，所述基底中设置有传感器层，用于感应到的入射光进行光电转换；金属层，用于将光电转换的电信号传输到外围电路进行处理；微透镜层，用于将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光，以根据所述微透镜层中入射光的敏感角度与对应的像素地址映射关系，获得射向所述微透镜层表面的入射光的角度信息。【专利说明】
本专利技术属于图像传感器领域，具体地说，涉及一种。
技术介绍
图像传感器在民用和商业范畴内得到了广泛的应用。目前，图像传感器由CMOS图像传感器(CMOS IMAGE SENSOR，以下简称CIS)和电荷耦合图像传感器(Charge-coupledDevice,以下简称(XD)。与CXD图像传感器相比较，CMOS图像传感器虽然具有RollingShutter Effect和信噪比较低的劣势，但是CMOS图像传感器也具有制造成本低、功耗低以及图像延时较小的优势。随着工艺的进步，CMOS图像传感器的卷帘快门效应(RollingShutter Effect)和信噪比劣势逐渐被克服，其整体性能已逐渐与CXD图像传感器向媲美。CMOS图像传感器在手机相机、网络摄像头、监控摄像头、光学鼠标、数码单反相机实得到了广泛应用。在这些领域使用的CMOS图像传感器通常是基于有源像素传感器(Active Pixel Sensor,简称APS)形成的像素单元组成图像传感器的像素阵列。基于APS形成的,其捕捉的图像的原理为:利用一感光二极管(photo diode,简称PD)接收入射光的光子并进行光电转换输出电压信号，再通过后续电路如放大电路、滤波去噪电路等处理，最终输出形成图像信号。入射光越强，输出的电压信号越大。由此可见，基于APS的图像传感器，仅仅直接对入射光的光强敏感，只能输出反应入射光强度的电压信号，而对于入射光中除强度以外的其他信息，则通常无法直接反应。现有技术中，虽然说借助于一定的算法处理，比如光场(Light Fileld)算法，也可以间接反映入射光中除强度以外的其他信息如角度。但是，依赖于额外引入的算法，因此，无法实现系统的最优化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种，用以部分或全部克服、部分或全部解决现有技术存在的上述技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可测量入射光角度的像素阵列，其从下到上依次包括:基底，所述基底中设置有传感器层，用于感应到的入射光进行光电转换；金属层，用于将光电转换的电信号传输到外围电路进行处理；微透镜层，用于将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光，以根据所述微透镜层中入射光的敏感角度与对应的像素地址映射关系，获得射向所述微透镜层表面的入射光的角度。优选地，在本专利技术的一实施例中，所述金属层设置在氧化硅材质的中间层中。优选地，在本专利技术的一实施例中，所述微透镜层包括左向微透镜层和右向微透镜层，所述左向微透镜层用于对位于其法线左侧的入射角度不同的入射光进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光，右向微透镜层，用于对位于其法线右侧的入射角度不同的入射光进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光。优选地，在本专利技术的一实施例中，左向微透镜层和右向微透镜层中各微透镜按照入射光的敏感角度大小依序排列布置。优选地，在本专利技术的一实施例中，左向微透镜层和右向微透镜层中包括由入射光的敏感角度大小相同的多个微透镜组成的微透镜组，按照入射光的敏感角度大小依序排列布置所述微透镜组。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种可测量入射光角度信息的新型图像传感器，其包括上述任一像素阵列。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种测量入射光角度信息的方法，其包括:将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光；对感应到的入射光进行光电转换得到电信号输出到外围电路进行处理得到像素地址；根据所述微透镜层中入射光的敏感角度与所述像素地址映射关系，获得射向所述微透镜层表面的入射光的角度。优选地，在本专利技术的一实施例中，将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光包括:将对位于其法线左侧的入射角度不同的入射光进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层左侧感光面的入射光；将位于其法线右侧的入射角度不同的入射光进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层右侧感光面的入射光。优选地，在本专利技术的一实施例中，由入射光的敏感角度大小相同的多个微透镜组成的微透镜组，按照入射光的敏感角度大小依序排列布置所述微透镜组，以形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光。与现有的方案相比，本专利技术中，微透镜层将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光，以根据所述微透镜层中入射光的敏感角度与对应的像素地址映射关系，获得射向所述微透镜层表面的入射光的角度。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例一中像素阵列线性阵列示意图；图2为本专利技术实施例像素阵列中的某一个像素的剖视图；图3为本专利技术实施例一中像素阵列的列像素L线性排列展开剖视图；图4为本专利技术实施例一中像素阵列的列像素R线性排列展开剖视图；图5为本专利技术实施例一中像素阵列的列像素L线性排列展开平面图；图6为本专利技术实施例一中像素阵列的列像素R线性排列展开平面图；图7为本专利技术实施例二中像素阵列的列像素L线性排列展开剖视图；图8为本专利技术实施例二中像素阵列的列像素R线性排列展开剖视图；图9为本专利技术实施例二中像素阵列的列像素L线性排列展开平面图；图10为本专利技术实施例二中像素阵列的列像素R线性排列展开平面图；图11为本专利技术实施例三中像素阵列的列像素L线性排列展开平面图；图12为本专利技术实施例三中像素阵列的列像素R线性排列展开平面图；图13为本专利技术实施例四中测量入射光角度信息的方法流程图。【具体实施方式】以下将配合图式及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，藉此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。本专利技术 中，微透镜层将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光，以根据所述微透镜层中入射光的敏感角度与对应的像素地址映射关系，获得射向所述微透镜层表面的入射光的角度。本专利技术的主要思想:本专利技术下述实施例提供了一种可测量入射光角度的像素阵列，其从下到上依次包括:基底，所述基底中设置有传感器层，用于感应到的入射光进行光电转换；金属层，用于将光电转换的电信号传输到外围电路进行处理；微透镜层，用于将位于所述微透镜层法线左右两侧位于同一平面且入射角度不同的入射光分别进行折射处理，形成垂直入射所述传感器层感光面的入射光，以根据所述微透镜层中入射光的敏感角度与对应的像素地址映射关系，获得射向所述微透镜层表面的入射光的角度。为对本专利技术的上述思想做简要说明，本专利技术下述实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉胤，
申请(专利权)人：上海集成电路研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：