圖像傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型一般地涉及成像系統(tǒng)，并且更特別地涉及具有相位檢測(cè)能力的成像系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如移動(dòng)電話、相機(jī)和計(jì)算機(jī)之類的現(xiàn)代電子設(shè)備通常使用數(shù)字圖像傳感器。成像傳感器(有時(shí)稱為成像器)可以由圖像感測(cè)像素的二維陣列形成。每個(gè)像素都接收入射光子(光)并將光子轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。圖像傳感器有時(shí)被設(shè)計(jì)用于使用聯(lián)合圖像專家組(JPEG)格式來(lái)給電子設(shè)備提供圖像。
[0003]某些應(yīng)用，例如，自動(dòng)對(duì)焦和三維(3D)成像，可能需要電子設(shè)備提供立體和/或深度感測(cè)能力。例如，為了對(duì)用于圖像采集的感興趣對(duì)象進(jìn)行對(duì)焦，電子設(shè)備可能需要識(shí)別在電子設(shè)備與感興趣對(duì)象之間的距離。為了識(shí)別距離，常規(guī)的電子設(shè)備使用復(fù)雜的布局。某些布局需要使用用于從不同角度采集圖像的多個(gè)圖像傳感器和相機(jī)鏡頭。其他布局需要添加用于將入射光聚焦于二維像素陣列的子區(qū)域上的透鏡陣列。由于諸如另外的圖像傳感器或復(fù)雜的透鏡陣列之類的構(gòu)件的添加，這些布局導(dǎo)致了降低的空間分辨率、增加的成本以及增加的復(fù)雜性。
[0004]某些電子設(shè)備包含在單個(gè)圖像傳感器內(nèi)的圖像像素和相位檢測(cè)像素兩者。以這種類型的布局，相機(jī)能夠在不需要單獨(dú)的相位檢測(cè)傳感器的情況下使用片上相位檢測(cè)像素來(lái)聚焦圖像。在一種典型的布局中，相位檢測(cè)像素全都具有相同的顏色并且在像素陣列中連起來(lái)排列成行。當(dāng)相位檢測(cè)像素按這種方式來(lái)排列時(shí)，光學(xué)串?dāng)_會(huì)成問(wèn)題。例如，從相位檢測(cè)像素到相鄰的正常圖像像素內(nèi)的光學(xué)串?dāng)_可能與本應(yīng)從本應(yīng)占用相位檢測(cè)像素位置的標(biāo)準(zhǔn)圖像像素出現(xiàn)的串?dāng)_不匹配。這能夠是由于相位檢測(cè)具有不同的微透鏡形狀或者相位檢測(cè)像素為與在該位置的標(biāo)準(zhǔn)圖像像素的正常顏色不同的顏色。這種布局還會(huì)防止圖像傳感器獲得將由標(biāo)準(zhǔn)圖像像素生成的數(shù)據(jù)。對(duì)丟失的圖像像素?cái)?shù)據(jù)的補(bǔ)償能夠是困難的，并且能夠在所處理的圖像中導(dǎo)致視覺(jué)偽影。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]因此，最好是能夠提供用于圖像傳感器的改進(jìn)的相位檢測(cè)像素布局。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的實(shí)施例，提供一種圖像傳感器，具有像素陣列，其特征在于所述像素陣列包含:
[0007]用于收集圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)圖像像素；
[0008]用于收集相位信息的多個(gè)相位檢測(cè)像素，其中所述相位檢測(cè)像素布置成相位檢測(cè)像素對(duì)，所述相位檢測(cè)像素對(duì)包含具有不同角響應(yīng)的第一相位檢測(cè)像素及第二相位檢測(cè)像素，并且其中所述相位檢測(cè)像素對(duì)布置成間斷線；以及
[0009]濾色器陣列，其中每個(gè)相位檢測(cè)像素都包含各自的濾色器元件，并且其中所述相位檢測(cè)像素的所述濾色器元件全都是顏色相同的。
[0010]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述間斷線包含插入于每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)之間的至少一個(gè)圖像像素。
[0011]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述間斷線包含插入于每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)之間的僅一個(gè)圖像像素。
[0012]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述濾色器陣列包含形成于所述多個(gè)圖像像素之上的多個(gè)濾色器元件，并且其中所述多個(gè)濾色器元件按照顏色圖形來(lái)布置。
[0013]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述間斷線內(nèi)的所述圖像像素每個(gè)都包含與所述顏色圖形匹配的各自的濾色器元件。
[0014]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述顏色圖形是拜耳顏色圖形。
[0015]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述間斷線內(nèi)的所述圖像像素每個(gè)都包含各自的濾色器元件，并且其中在所述間斷線內(nèi)的所述圖像像素的所述濾色器元件全都是顏色相同的。
[0016]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述間斷線內(nèi)的所述圖像像素的所述濾色器元件全都是與所述相位檢測(cè)像素的所述濾色器元件顏色相同的。
[0017]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述間斷線內(nèi)的所述圖像像素的所述濾色器元件全都是與所述相位檢測(cè)像素的所述濾色器元件顏色不同的。
[0018]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)由各自的單個(gè)微透鏡覆蓋。
[0019]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于每個(gè)微透鏡都具有第一及第二正交尺寸，并且其中所述第一尺寸為所述第二尺寸的大約兩倍長(zhǎng)。
[0020]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述間斷線包括與第二間斷線直接相鄰的第一間斷線。
[0021]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述間斷線包括與第二間斷線間隔一行圖像像素的第一間斷線。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的實(shí)施例，提供一種圖像傳感器，具有圖像像素陣列，其特征在于所述圖像像素陣列包含:
[0023]用于收集相位信息的多個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)，其中所述相位檢測(cè)像素對(duì)每個(gè)都包含第一光敏區(qū)及第二光敏區(qū)，其中所述第一光敏區(qū)及第二光敏區(qū)由單個(gè)微透鏡覆蓋，其中每個(gè)微透鏡都具有第一及第二正交尺寸，其中所述第一尺寸為所述第二尺寸的大約兩倍長(zhǎng)，并且其中所述相位檢測(cè)像素對(duì)布置成斷劃線；以及
[0024]多個(gè)圖像像素，其中所述斷劃線包含被插入于每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)之間的單個(gè)圖像像素。
[0025]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于所述相位檢測(cè)像素對(duì)每個(gè)都包含位于所述第一光敏區(qū)及第二光敏區(qū)之上的第一濾色器元件及第二濾色器元件。
[0026]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)內(nèi)的所述第一濾色器元件及第二濾色器元件具有相同的傳輸特性，并且其中在每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)內(nèi)的所述第一濾色器元件及第二濾色器元件包含選自綠色濾色器元件、清色濾色器元件和寬帶濾色器元件中的濾色器元件。
[0027]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述斷劃線內(nèi)的每個(gè)圖像像素都包含各自的濾色器元件，并且其中在所述斷劃線內(nèi)的每個(gè)圖像像素的所述濾色器元件具有相同的傳輸特性。
[0028]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述斷劃線內(nèi)的每個(gè)圖像像素的所述濾色器元件包含選自紅色濾色器元件和藍(lán)色濾色器元件中的濾色器元件。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)方面的實(shí)施例，提供一種圖像傳感器，具有像素陣列，其特征在于所述像素陣列包含:
[0030]用于收集圖像數(shù)據(jù)的多個(gè)圖像像素；
[0031]用于收集相位信息的多個(gè)相位檢測(cè)像素，其中所述相位檢測(cè)像素布置成包含相位檢測(cè)像素對(duì)，所述相位檢測(cè)像素對(duì)具有不同角響應(yīng)的第一相位檢測(cè)像素及第二相位檢測(cè)像素，其中每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)由單個(gè)微透鏡覆蓋，并且其中所述相位檢測(cè)像素對(duì)布置成線，單個(gè)圖像像素被插入于每個(gè)相位檢測(cè)像素對(duì)之間；以及
[0032]濾色器陣列，其中所述濾色器陣列包含形成于所述多個(gè)圖像像素之上的多個(gè)濾色器元件，其中所述多個(gè)濾色器元件按照顏色圖形來(lái)布置，其中每個(gè)相位檢測(cè)像素都包含各自的濾色器元件，并且其中所述相位檢測(cè)像素的所述濾色器元件是相同的。
[0033]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述線內(nèi)的所述圖像像素每個(gè)都包含與所述顏色圖形匹配的各自濾色器元件。
[0034]根據(jù)上述圖像傳感器的一個(gè)實(shí)施例，其特征在于在所述線內(nèi)的所述圖像像素的所述濾色器元件包含選自綠色濾色器元件和紅色濾色器元件中的濾色器元件。
[0035]22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的圖像傳感器，其特征在于在所述線內(nèi)的所述圖像像素的所述濾色器元件包含選自綠色濾色器元件和藍(lán)色濾色器元件中的濾色器元件。
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是具有可以包含根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的相位檢測(cè)像素的圖像傳感器的說(shuō)明性電子設(shè)備的示意圖。
[0037]圖2A是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的具有角響應(yīng)不同的且非對(duì)稱的光敏區(qū)的說(shuō)明性相位檢測(cè)像素的截面圖。
[0038]圖2B和2C是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的圖2A的相位檢測(cè)像素的截面圖。
[0039]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的用于按照變化的入射角照射相位檢測(cè)像素的入射光的相位檢測(cè)像素的說(shuō)明性信號(hào)輸出的曲線圖。
[0040]圖4A是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的水平排列的說(shuō)明性相位檢測(cè)像素對(duì)的頂視圖。
[0041]圖4B是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的垂直排列的說(shuō)明性相位檢測(cè)像素對(duì)的頂視圖。
[0042]圖4C是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的垂直排列的且配置用于沿著水平方向(例如，橫跨垂直邊緣)來(lái)檢測(cè)相位差的說(shuō)明性相位檢測(cè)像素對(duì)的頂視圖。
[0043]圖5是具有連續(xù)排列成行的具有相同顏色的相位檢測(cè)像素的常規(guī)像素陣列的頂視圖。
[0044]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的具有排列成斷劃線(arrangedin a dashline)的有兩個(gè)圖像像素位于它們之間的相位檢測(cè)像素對(duì)的像素陣列的頂視圖。
[0045]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的具有斷劃線(dashline)的有單個(gè)圖像像素位于它們之間的相位檢測(cè)像素對(duì)的像素陣列頂視圖。
[0046]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的具有斷劃線的有單個(gè)圖像像素位于它們對(duì)之間的相位檢測(cè)像素對(duì)的像素陣列的頂視圖。
[0047]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的具有連續(xù)排列成行的其在兩種顏色之間交替變化的相位檢測(cè)像素對(duì)的像素陣列的頂視圖。
[0048]圖10是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的具有排列成兩個(gè)相鄰行的有兩個(gè)圖像像素位于它們之間的相位檢測(cè)像素對(duì)像素陣列的頂視圖。
[0049]圖11是根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的具有位于相位檢測(cè)像素對(duì)的兩個(gè)行之間的圖像像素行的像