[發明專利]一種圖像傳感器和圖像信號的處理方法

在審

• 申請號: 202010473314.9
• 申請日: 2020-05-29
• 公開（公告）號: CN113747091A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 雷述宇
• 申請（專利權）人: 寧波飛芯電子科技有限公司
• 主分類號: H04N5/374
• 分類號: H04N5/374;H04N5/3745;H04N5/378
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請提供一種圖像傳感器和圖像信號的處理方法，圖像傳感器包括：像素單元，該像素單元包括：光電轉換裝置，該光電轉換裝置用于將入射光轉換為光生電子；至少兩個調制裝置，該調制裝置用于傳輸所述光電轉換裝置中的所述光生電子；其中，該至少兩個調制裝置連接同一個浮動擴散區域，該浮動擴散區域用于處理該素單元中所述存儲裝置中存儲的所述光生電子。該方法通過在像素電路中設置共享的光電轉換區和共享的擴散電容，通過擴散電容的轉換完成一個像素單元中對不同相位下產生的光生電子進行處理，最終得到不同相位下的積分電荷的差值，進而得到飛行時間。

技術領域

本申請涉及一種圖像傳感器領域。更具體的，本申請涉及一種用于使像素尺寸微小化的圖像傳感器和圖像信號的處理方法。

背景技術

隨著智能手機和智能駕駛技術的發展，用于3D成像的圖像傳感器技術也備受關注，圖像傳感器一般包括陣列式的像素單元和用于處理像素單元的處理電路，但隨著像素數的增加，帶給電路處理的數據量也增加，圖像傳感器的整體面積也會變大。

在3D成像技術中，一般采用飛行時間(Time Of Flight，TOF)方法進行距離信息的測量，且該方法還分為直接使用飛行時間(Direct Time Of Flight，DTOF)測距和間接使用飛行時間(Indirect Time Of Flight,ITOF)測距。對于ITOF技術，一般采用相位調制技術對接收到的光信號進行調制后測量被測物的距離信息。一般的，不同相位下的信號需要進行處理后才能得到被測物的距離，因此這對于處理電路提出了比較高的要求。

另外，由于3D成像的圖像傳感器都使用金屬氧化物半導體(Complementary MetalOxide Semiconductor，CMOS)工藝技術，隨著工藝尺寸的降低，芯片中的電路的規模的擴大，導致圖像傳感器的像素單元和處理電路面積之間存在矛盾，因此，需要提出一種可以簡化處理電路的像素單元電路，使得處理電路的面積減小。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本申請提出了一種圖像傳感器和圖像信號的處理方法，該方法通過在像素電路中設置共享的光電轉換區和共享的擴散電容，通過擴散電容的轉換完成一個像素單元中對不同相位下產生的光生電子進行處理，最終得到不同相位下的積分電荷的差值，進而得到飛行時間。

第一方面，提供一種圖像傳感器，包括：像素單元，該像素單元包括：光電轉換裝置，該光電轉換裝置用于將入射光轉換為光生電子；至少兩個調制裝置，該調制裝置用于傳輸所述光電轉換裝置中的所述光生電子；其中，該至少兩個調制裝置連接同一個浮動擴散區域，該浮動擴散區域用于處理該素單元中所述存儲裝置中存儲的所述光生電子。

該像素單元通過共享擴散電容，該擴散電容用于存儲光電轉換裝置中的光生電子，可以得到該圖像傳感器接收到的信號的不同相位下的積分電荷的差值，通過不同相位下的積分電荷的差值可以得到被測物體和圖像傳感器的距離信息，即被測物的深度信息。

在第一方面的一些實施例中，該像素單元還包括:至少兩個存儲裝置，該存儲裝置用于存儲所述調制裝置傳輸的該光生電子；至少兩個轉移裝置，該轉移裝置用于轉移該存儲裝置中存儲的該光生電子；該浮動擴散區域通過所述至少兩個調制裝置與所述至少兩個轉移裝置連接。

在第一方面的一些實施例中，該圖像傳感器還包括第一復位裝置，用于復位所述光電轉換裝置。

在第一方面的一些實施例中，該調制裝置設置在像素單元內部。

在第一方面的一些實施例中，該調制裝置和存儲裝置都設置在像素單元的內部。

在第一方面的一些實施例中，該像素單元中的光電轉換裝置用于收集所述圖像傳感器中接收到的光信號的不同相位的光生電子。