圖像傳感器、成像方法、成像裝置及電子裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像傳感器，以及圖像傳感器、成像 方法、成像裝置及電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，用于手機(jī)攝像頭的傳感器的感光單元都是一個(gè)微鏡對(duì)應(yīng)一個(gè)感光像素，存 在兩個(gè)問題，第一，手機(jī)攝像頭傳感器的感光像素的尺寸越來越小，傳感器成像靈敏度以及 SNR(Signal Noise Ratio,信噪比）有待提高，不利于畫面的成像質(zhì)量，第二，微鏡接收所有 方向的光線用于同一感光像素成像，由于同一感光像素?zé)o法區(qū)分所接收光線的方向，所以 無法滿足相位檢測(cè)的條件，不能為相位對(duì)焦提供基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需 要提出一種圖像傳感器，其包括：
[0004] 感光單元陣列；
[0005] 設(shè)置在所述感光單元陣列上的濾光單元陣列;及
[0006] 位于所述濾光單元陣列之上的微鏡陣列；
[0007] 每個(gè)所述濾光單元覆蓋一個(gè)所述感光單元，所述感光單元包括多個(gè)感光像素；
[0008] 所述微鏡陣列包括至少一個(gè)橢圓微鏡，每個(gè)所述橢圓微鏡覆蓋一個(gè)所述感光單元 的至少部分所述感光像素。
[0009] 采用本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器，可通過合并同一感光單元的感光像素的輸出 以生成信噪比（SNR)高的合并圖像，同時(shí)，橢圓微鏡覆蓋的感光像素輸出可為相位對(duì)焦提供 基礎(chǔ)。解決了現(xiàn)有圖像傳感器的某些問題。
[0010] 本發(fā)明還提供一種成像方法，其包括以下步驟：
[0011] 控制上述實(shí)施方式的圖像傳感器曝光以獲得所述感光像素的輸出；及
[0012] 處理所述感光像素的輸出以得到所述感光單元的像素值。
[0013] 本發(fā)明還提供一種成像裝置，其包括上述實(shí)施方式中的圖像傳感器；
[0014] 控制模塊，用于控制所述圖像傳感器曝光以得到所述感光像素的輸出；及
[0015] 圖像處理模塊，所述圖像處理模塊用于處理所述感光像素的輸出以得到所述感光 單元的像素值。
[0016] 本發(fā)明還提供一種終端，其包括上述實(shí)施方式中的成像裝置。
[0017] 本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【附圖說明】
[0018] 本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施方式的描述中將變 得明顯和容易理解，其中：
[0019] 圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的功能模塊示意圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式的感光結(jié)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖4是本發(fā)明實(shí)施方式的感光結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0023] 圖5是本發(fā)明實(shí)施方式的感光結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0024] 圖6是本發(fā)明實(shí)施方式的感光結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0025] 圖7是本發(fā)明實(shí)施方式的感光結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0026] 圖8是采用拜耳結(jié)構(gòu)的濾光單元陣列的示意圖。
[0027] 圖9是本發(fā)明實(shí)施方式的感光單元與生成圖像的對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖。
[0028] 圖10是本發(fā)明實(shí)施方式的感光結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0029] 圖11是本發(fā)明實(shí)施方式的感光結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。
[0030]圖12是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖13是相關(guān)技術(shù)中的感光結(jié)構(gòu)的成像光線輸入示意圖。
[0032] 圖14是本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法的流程示意圖。
[0033] 圖15是本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法的流程示意圖。
[0034]圖16是本發(fā)明實(shí)施方式的成像方法的處理步驟的流程示意圖。
[0035] 圖17是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的感光像素及相關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036] 圖18是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的感光像素及相關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037] 圖19是本發(fā)明實(shí)施方式的圖像傳感器的感光像素及相關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038] 圖20是本發(fā)明實(shí)施方式的成像裝置的功能模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0040] 為了提升手機(jī)攝像頭的成像靈敏度和信噪比（SNR)，并且可以實(shí)現(xiàn)相位差檢測(cè)，本 申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N圖像傳感器及其像素信息讀出方法，該圖像傳感器及其像素讀出方法的基本 思路是:多個(gè)感光像素為一組，每組感光像素共用一個(gè)微鏡(微鏡即微透鏡），分別讀取每組 感光像素內(nèi)部各個(gè)感光像素的像素信息，由于每組感光像素共用一個(gè)微鏡，所以每組感光 像素的不同感光像素將會(huì)接收到透過微鏡的不同方向的光線，進(jìn)而將成像光線區(qū)分開，實(shí) 現(xiàn)相位檢測(cè)的功能，比如，可將微鏡設(shè)置為橢圓形，每個(gè)橢圓形微鏡覆蓋2*1個(gè)感光像素(或 者說2*1個(gè)感光像素共用一個(gè)橢圓形微鏡），通過統(tǒng)計(jì)及比對(duì)微鏡所覆蓋的兩個(gè)感光像素的 感光信息(相位差信息），圖像處理模塊可以根據(jù)所獲得的相位差信息計(jì)算對(duì)焦位置以及馬 達(dá)需要移動(dòng)的距離，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)馬達(dá)運(yùn)動(dòng)到對(duì)焦位置。
[0041 ]另外，由于每組感光像素共用一個(gè)微鏡，也可以通過將每組感光像素內(nèi)的多個(gè)感 光像素的感光信息合并輸出（硬件電路實(shí)現(xiàn))或者輸出后再后端圖像處理模塊進(jìn)行合并(軟 件實(shí)現(xiàn))的方式，來提升成像靈敏度、信噪比和清晰度。
[0042]下面參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的圖像傳感器及其像素信息讀出方法。
[0043] 請(qǐng)參閱圖I，圖像傳感器10包括感光結(jié)構(gòu)20及讀出電路30。
[0044] 請(qǐng)參閱圖2,感光結(jié)構(gòu)20包括感光單元陣列11、設(shè)置在感光單元陣列11上的濾光單 元陣列13及位于濾光單元陣列13之上的微鏡陣列15。其中，每個(gè)濾光單元131覆蓋一個(gè)感光 單元111，感光單元111包括多個(gè)感光像素1111。微鏡陣列15包括至少一個(gè)橢圓微鏡151，每 個(gè)橢圓微鏡151覆蓋一個(gè)感光單元111的至少部分感光像素1111。
[0045] 橢圓微鏡151覆蓋多個(gè)感光像素1111，由于這些感光像素1111均位于同一感光單 元111內(nèi)且被同一濾光單元131所覆蓋，所以這些感光像素111接收同一種顏色（即相同波 長）的光線?？梢岳斫猓饩€透過橢圓微鏡151投射到橢圓微鏡151所覆蓋的感光像素1111 上，光線進(jìn)入的角度不同，或匯聚程度不同，會(huì)導(dǎo)致不同感光像素1111接收到的光線強(qiáng)度不 同而產(chǎn)生不同的感光信號(hào)。后續(xù)電路通過統(tǒng)計(jì)及處理橢圓微鏡151所覆蓋的感光像素的輸 出信號(hào)(相位差），例如圖像處理模塊可以根據(jù)所獲得的相位差信息計(jì)算對(duì)焦位置以及馬達(dá) 需要移動(dòng)的距離，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)馬達(dá)運(yùn)動(dòng)到對(duì)焦位置。
[0046] 讀出電路30可包括源極跟隨器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、開光管等，源極跟隨器用于將感光像 素的電荷信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)