[實用新型]圖像傳感器

有效

• 申請號: 201720573164.2
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN206947348U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: S·伯薩庫爾;U·博提格
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H01L27/146
• 分類號: H01L27/146;H04N5/335
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 申發振

技術領域

本實用新型整體涉及成像系統，更具體地講涉及具有高動態范圍功能和相位檢測能力的成像系統。

背景技術

現代電子設備(諸如移動電話、相機和計算機)通常使用數字圖像傳感器。成像傳感器(有時稱為成像器)可由二維圖像感測像素陣列形成。每個像素接收入射光子(光)并將這些光子轉換成電信號。有時，圖像傳感器被設計為使用聯合圖像專家組(JPEG)格式將圖像提供給電子設備。

諸如自動聚焦和三維(3D)成像之類的一些應用可能需要電子設備來提供立體和/或深度感測能力。例如，為了將所關注的物體帶入焦點中以便捕獲圖像，電子設備可能需要識別電子設備和所關注的物體之間的距離。為了識別距離，常規電子設備使用復雜的布置。一些布置需要使用多個圖像傳感器以及從各種視角捕獲圖像的相機透鏡。其他布置需要添加透鏡陣列，該透鏡陣列將入射光聚焦在二維像素陣列的子區域上。由于添加了諸如附加圖像傳感器或復雜透鏡陣列之類的部件，這些布置導致降低的空間分辨率、增加的成本和增加的復雜性。

常規成像系統還可能具有帶有與低動態范圍相關的偽影的圖像。具有較亮部分和較暗部分的場景可在常規圖像傳感器中產生偽影，因為圖像的各部分可能曝光過度或曝光不足。

因此，希望能夠提供具有高動態范圍功能和深度感測能力的改進的成像系統。

實用新型內容

本實用新型解決的一個技術問題是提供具有高動態范圍功能和深度感測能力的改進的成像系統。

根據本實用新型的一個方面，提供一種具有像素陣列的圖像傳感器，其中所述像素陣列包括：收集圖像數據的多個像素；收集相位信息的相位檢測像素塊，其中所述相位檢測像素塊包括所述多個像素中的第一像素，其中所述第一像素被第一微透鏡覆蓋；以及高動態范圍像素塊，其中所述高動態范圍像素塊包括：所述多個像素中的所述第一像素，其中所述第一像素在第一時間段內接收第一光量；所述多個像素中的第二像素，其中所述第二像素在所述第一時間段中接收第二光量，其中所述第一光量大于所述第二光量；以及所述多個像素中的第三像素，其中所述第三像素在所述第一時間段內接收第三光量，其中所述第二光量大于所述第三光量，并且其中覆蓋所述第一像素的所述第一微透鏡還覆蓋所述第三像素的至少一部分。

在一個實施例中，所述高動態范圍像素塊還包括：述多個像素中的第四像素，其中所述相位檢測像素塊還包括所述第四像素。

在一個實施例中，所述第四像素被第二微透鏡覆蓋，并且其中所述第二微透鏡覆蓋所述第四像素并覆蓋所述第三像素的至少一部分。

在一個實施例中，所述第二像素被第三微透鏡覆蓋，其中所述第一微透鏡覆蓋所述多個像素的第一區域，其中所述第三微透鏡覆蓋所述多個像素的第二區域，并且所述第一區域大于所述第二區域。

在一個實施例中，所述高動態范圍像素塊還包括：多個濾色器，所述多個濾色器分別覆蓋一個像素，其中所述多個濾色器形成于所述高動態范圍像素塊上方，其中所述多個濾色器中的每一個具有相同的顏色。

在一個實施例中，所述第四像素被所述第一微透鏡覆蓋，其中所述第一微透鏡具有開口，并且其中所述開口位于所述第三像素之上。

在一個實施例中，所述高動態范圍像素塊還包括：所述多個像素中的第五像素，其中所述相位檢測像素塊還包括所述第五像素；并且所述多個像素中的第六像素，其中所述相位檢測像素塊還包括所述第六像素，其中所述第五像素被第四微透鏡覆蓋，并且其中所述第四微透鏡覆蓋所述第三像素的至少一部分，其中所述第四微透鏡覆蓋所述第六像素的至少一部分。

根據本實用新型的一個方面，提供一種具有像素陣列的圖像傳感器，其中所述像素陣列包括：收集圖像數據的多個像素；以及多個像素塊，所述多個像素塊分別由所述多個像素的相應子集形成，其中每個像素塊被多個微透鏡組覆蓋，并且其中所述多個微透鏡組中的第一微透鏡組包括：第一類型的微透鏡，其覆蓋每個像素塊中的三個像素，其中所述三個像素的第一像素被構造為在一定時間段期間接收第一光量，其中所述三個像素中的第二像素和第三像素被構造為在所述時間段期間接收第二光量和第三光量，其中所述第二光量和所述第三光量大于所述第一光量，并且其中所述第二像素和所述第三像素被構造為產生相位信息。

在一個實施例中，所述多個微透鏡組中的第二微透鏡組包括：第二類型的微透鏡，其覆蓋每個像素塊中的剩余像素。

在一個實施例中，所述多個微透鏡組中的第二微透鏡組包括：第二類型的微透鏡和第三類型的微透鏡，其覆蓋每個像素塊中的剩余像素。