[發明專利]自動對焦的圖像傳感器

在審

• 申請號: 201410339099.8
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104064577A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 陳嘉胤
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L27/148
• 分類號: H01L27/148
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

技術領域

本發明屬于圖像傳感器技術領域，具體地說，涉及一種自動對焦的圖像傳感器。

背景技術

圖像傳感器在民用和商業范疇內得到了廣泛的應用。目前，圖像傳感器包括CMOS圖像傳感器(CMOS IMAGE SENSOR，以下簡稱CIS)和電荷耦合圖像傳感器(Charge-coupled Device，以下簡稱CCD)。

在專業的科研和工業領域，具有高信噪比的CCD成為首選；在高端攝影攝像領域，能提供高圖像質量的CCD也頗受青睞。CCD在網絡攝像頭和手機拍照模塊得到了廣泛應用。

CCD與CIS相比來說，前者功耗較高、集成難度較大，而后者功耗低、易集成且分辨率較高。雖然說，在圖像質量方面CCD可能會優于CIS，但是，隨著CIS技術的不斷提高，一部分CIS的圖像質量已經接近于同規格的CCD。

現有技術中，CIS中的像素陣列采用有源像素偵測結構(Active Pixel Sensor，簡稱APS)。一個APS偵測結構APS包括一個感光二極管(Photo Diode，簡稱PD)。

在使用上述CIS的數碼相機中，自動對焦技術主要有主動式和被動式兩種。主動式對焦的原理是利用信號發射源如紅外線或聲納，但無法與CIS結合用到通用的數字圖像系統之中。被動式對焦又分為相位檢測對焦和對比度檢測對焦兩大類；其中，相位檢測速度快、精度高，但需要較復雜的對焦單元進行輔助；對比度檢測只需數字模塊協助計算即可，然而對焦過程經常往返焦點附近、速度相對較緩慢。

因此，亟待提供一種自動對焦的圖像傳感器。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種自動對焦的圖像傳感器，克服現有技術中需要較復雜的對焦單元進行輔助、對焦過程經常往返焦點附近、速度相對較緩慢等缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種自動對焦的圖像傳感器，其包括若干個像素單元，每個像素單元從下到上包括襯底、金屬層、顏色濾鏡層和微透鏡層，每個像素單元對應的襯底和顏色濾鏡層之間至少設置有四條光通道，以及在不同光通道底部對應設置有一感光單元，每個像素單元包括的感光單元至少共享微透鏡層中同一微透鏡，選擇性地輸出位于像素對角線上的任意一組感光單元的像素值進行相位檢測，以進行自動對焦；金屬層用于將感光單元的輸出傳輸到外圍電路進行處理；顏色濾鏡層用于進行顏色的還原以生成彩色圖像；微透鏡層用于對進入每條光通道的入射光進行匯聚處理。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種自動對焦的圖像傳感器，其包括若干個像素單元，每個像素單元從下到上包括金屬層、襯底、顏色濾鏡層和微透鏡層，每個像素單元對應的襯底中至少設置有四條光通道，以及在不同光通道底部對應設置有一感光單元，每個像素單元包括的感光單元至少共享微透鏡層中同一微透鏡，選擇性地輸出位于像素對角線上的任意一組感光單元的像素值進行相位檢測，以進行自動對焦；金屬層用于將感光單元的輸出傳輸到外圍電路進行處理；顏色濾鏡層用于進行顏色的還原以生成彩色圖像；微透鏡層用于對進入每條光通道的入射光進行匯聚處理。

優選地，在本發明的一實施例中，每個像素單元包括的感光單元共享顏色濾鏡層中同一顏色濾鏡。

優選地，在本發明的一實施例中，每個像素單元對應的顏色濾鏡層包括不同顏色濾鏡，每一個顏色濾鏡對應一感光單元設置。

優選地，在本發明的一實施例中，每個像素單元對應的顏色濾鏡層包括紅色濾鏡、綠色濾鏡、藍色濾鏡中任意一個與白色濾鏡的組合。

與現有的方案相比，本發明中，每個像素單元對應的襯底和顏色濾鏡層之間至少設置有四條光通道，以及在不同光通道底部對應設置有一感光單元，每個像素單元包括的感光單元至少共享微透鏡層中同一微透鏡，選擇性地輸出位于像素對角線上的任意一組感光單元的像素值進行相位檢測，以進行自動對焦，無需復雜的對焦單元進行輔助、對焦過程經常往返焦點可控、速度相對較快。

附圖說明

圖1-圖4分別為本發明實施例圖像傳感器自動對焦的原理示意圖一至四；

圖5為本發明實施例一圖像傳感器的平面示意圖；

圖6為本發明實施例一圖像傳感器的剖視圖；

圖7為本發明實施例二圖像傳感器的平面示意圖；

圖8為本發明實施例二圖像傳感器的剖視圖。

具體實施方式

以下結合附圖和優選實施例對本發明的技術方案進行詳細地闡述。應該理解，以下列舉的實施例僅用于說明和解釋本發明，而不構成對本發明技術方案的限制。