包括自动对焦像素的图像传感器和包括其的图像处理系统技术方案

提供了包括自动对焦像素的图像传感器和包括其的图像处理系统。所述图像传感器包括：像素阵列，包括具有R、G和B拜尔模式的第一像素至第四像素；模数转换器(ADC)块，构造为将第一像素至第四像素中的每个的像素信号转换为数字像素信号。第一像素至第四像素中的至少一个包括沿第一方向分开的两个光电二极管，第一像素至第四像素中的至少另一个包括沿与第一方向不同的第二方向分开的两个光电二极管。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2015年7月15日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0100219号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
公开的示例性实施例涉及一种图像传感器和一种包括该图像传感器的图像处理系统，更具体地，涉及一种包括具有2-光电二极管(PD)结构的自动对焦像素的图像传感器和一种包括该图像传感器的图像处理系统。
技术介绍
互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器是使用CMOS的固体类型成像装置。与采用高电压模拟电路的电荷耦合器件(CCD)图像传感器相比，CMOS图像传感器制造廉价并具有小尺寸以降低功耗。由于CMOS图像传感器的性能已经比其在最初的发展阶段提高很多，因此CMOS传感器主要安装于包括便携装置的家用电器中，诸如智能电话和数码相机等。在包括CMOS图像传感器的像素阵列中，每个像素包括光电转换元件。所述光电转换元件可生成根据入射于其上的光的量而改变的电信号。CMOS图像传感器可通过处理电信号来合成图像。近来，已经开发了具有使相机自动对焦的自动对焦功能的相机。为了执行自动对焦功能，应生成自动对焦信息基于的信号。近来，已经做了很多尝试在不使用附加光学系统的情况下，通过将用于自动对焦的像素加入到包括在CMOS图像传感器中的像素光接收单元来生成自动对焦信息。
技术实现思路
根据公开的一方面，图像传感器包括：像素阵列，包括具有R、G和B拜尔模式的第一像素至第四像素；模数转换器(ADC)块，构造为将第一像素至第四像素中的每个的像素信号转换为数字像素信号；控制块，构造为控制像素阵列和ADC块。第一像素至第四像素中的至少一个包括沿第一方向分开的两个光电二极管，第一像素至第四像素中的至少另一个包括沿与第一方向不同的第二方向分开的两个光电二极管。根据公开的另一方面，图像传感器包括：像素阵列，包括具有R、G、和B拜尔模式的多个像素；模数转换器(ADC)块，构造为将所述多个像素中的每个的像素信号转换为数字像素信号。所述多个像素包括：第一类型像素，包括沿第一方向分开的两个光电二极管；第二类型像素，包括沿与第一方向不同的第二方向分开的两个光电二极管，基于从第一类型像素输出的信号计算用于第一方向的第一自动对焦信息，基于从第二类型像素输出的信号计算用于第二方向的第二自动对焦信息。根据公开的另一方面，图像处理系统包括：图像传感器，包括像素阵列，所述像素阵列包括多个自动对焦像素。模数转换器(ADC)块构造为将所述多个自动对焦像素中的每个的像素信号转换为数字像素信号。图像处理器构造为从数字像素信号提取用于自动对焦操作的自动对焦信息。自动对焦像素包括：第一类型像素，包括沿第一方向分开的两个光电二极管；第二类型像素，包括沿与第一方向不同的第二方向分开的两个光电二极管；第三类型像素，包括沿第一方向或第二方向分开的两个光电二极管。根据公开的另一方面，图像传感器包括第一像素，所述第一像素具有设置在使第一像素二分(bifurcate)的第一轴的相对侧上的两个光电二极管，第一像素通过绿色滤波器接收光。第二像素具有设置在使第二像素二分的第二轴的相对侧上的两个光电二极管，第二像素通过红色或蓝色滤波器接收光。第三像素具有设置在使第三像素二分的第三轴的相对侧上的两个光电二极管。第四像素具有设置在使第四像素二分的第四轴的相对侧上的两个光电二极管，第四像素通过绿色滤波器接收光。第一轴和第四轴基本平行，第二轴基本垂直于第一轴和第四轴。第一像素、第二像素、第三像素和第四像素以红色、绿色和蓝色拜尔模式布置。附图说明通过下面结合附图的详细描述，公开的示例性实施例将被更清楚地理解，在附图中：图1是根据公开的实施例的包括图像传感器的图像处理系统的示意性框图；图2是更详细地示出图1的图像传感器的结构的图；图3至图8示出根据公开的实施例的图2的像素阵列的各种示例；图9是根据公开的实施例的像素(诸如在图3至图8中示出的像素)的电路图；图10是根据公开的另一个实施例的像素(诸如在图3至图8中示出的像素)的电路图；图11是根据公开的实施例的包括图1的图像传感器的电子系统的框图；以及图12是根据公开的另一个实施例的包括图1的图像传感器的图像处理系统的框图。具体实施方式图1是根据公开的实施例的包括图像传感器100的图像处理系统10的示意性框图。参照图1，根据公开的实施例的图像处理系统10可包括图像传感器100、图像处理器(例如，数字信号处理器(DSP))200、显示单元300和透镜500。图像传感器100可包括像素阵列110、行驱动器130、模数转换器(在下文中被称为“ADC”)块140、列驱动器150、时序发生器170、控制寄存器块180和缓冲器190。图像传感器100在DSP200的控制下感测使用透镜500捕捉到的目标350的图像。DSP200可将由图像传感器100感测并输出的图像输出至显示单元300。在这种情况下，显示单元300的示例包括能够输出图像的各种类型的装置。例如，显示单元300可为计算机、移动电话和包括相机的电子装置等。在这种情况下，DSP200可包括相机控制器210、图像信号处理器(ISP)220和个人计算机接口(PCI/F)230。相机控制器210控制控制寄存器块180。在这种情况下，相机控制器210可根据预定的标准控制图像传感器100(例如，控制寄存器块180)。ISP220接收作为缓冲器190的输出信号的图像数据，将图像数据处理/处置成使人眼看得见，并将处理/处置后的图像数据通过PCI/F230输出至显示单元300。尽管图1示出ISP220包括在DSP200中，但是ISP220的位置可由本领域的普通技术人员改变。例如，ISP220可包括在图像传感器100中。像素阵列110包括多个像素(例如，图2的像素P11至Pnm120)，每个像素包括光电转换装置(诸如光电二极管、钉扎光电二极管等)。所述多个像素P11至Pnm120中的每个通过感测光并通过使用光电装换装置将所述光转换为电信号来生成图像信号。时序发生器170可通过将控制信号或时钟信号输出至行驱动器130和列驱动器150来控制行驱动器130和列驱动器150的操作或时序。控制寄存器块180可向时序发生器170提供从DSP200接收的控制信号或时钟信号。行驱动器130以行为单位驱动像素阵列110。例如，行驱动器130可生成用来分别控制像素阵列110的多个像素P11至Pnm120的行控制信号(例如，图2的行控制信号RCS1至RCSn)。像素阵列110将来自根据由行驱动器130生成的行控制信号RCS1至RCSn选择的行的像素信号(例如，图2的像素信号PS1至PSm)输出至ADC块140。图2的像素信号PS1至PSm是模拟像素信号。ADC块140将从像素阵列110输出的像素信号(例如，图2的像素信号PS1至PSm)转换为数字像素信号(例如，图2的数字像素信号DP1至DPm)，并将数字像素信号输出至缓冲器190。在一个示例性实施例中，ADC块140可基于斜坡信号(未示出)将像素信号(例如，图2的像素信号PS1至PSm)转换为数字像素信号(例如，图2的数字像素信号DP1至DPm)。列驱动器150可在时序发生器170的控制下控制ADC块140和缓冲器190的操作。即，列驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，包括具有R、G和B拜尔模式的第一像素至第四像素；模数转换器块，构造为将第一像素至第四像素中的每个的像素信号转换为数字像素信号；以及控制块，构造为控制像素阵列和模数转换器块，其中：第一像素至第四像素中的至少一个包括沿第一方向分开的两个光电二极管，以及第一像素至第四像素中的至少另一个包括沿与第一方向不同的第二方向分开的两个光电二极管。

【技术特征摘要】
2015.07.15 KR 10-2015-01002191.一种图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，包括具有R、G和B拜尔模式的第一像素至第四像素；模数转换器块，构造为将第一像素至第四像素中的每个的像素信号转换为数字像素信号；以及控制块，构造为控制像素阵列和模数转换器块，其中：第一像素至第四像素中的至少一个包括沿第一方向分开的两个光电二极管，以及第一像素至第四像素中的至少另一个包括沿与第一方向不同的第二方向分开的两个光电二极管。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中：第一像素和第四像素是均包括绿色滤波器的绿色像素，第二像素是包括红色滤波器的红色像素，以及第三像素是包括蓝色滤波器的蓝色像素。3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，第一方向与第二方向之间相差90°角。4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中：第一像素和第四像素中的每个包括沿第一方向分开的两个光电二极管，以及第二像素和第三像素中的每个包括沿第二方向分开的两个光电二极管。5.根据权利要求2所述的图像传感器，其中：第一像素和第四像素中的每个包括沿第一方向分开的两个光电二极管，第二像素和第三像素中的一个包括沿第二方向分开的两个光电二极管，以及另一个第二像素或第三像素包括沿第一方向分开的两个光电二极管。6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中：第一像素包括沿第一方向分开的两个光电二极管，所述两个光电二极管积累与经过一个微透镜的入射光的强度对应的光电荷，并且第一像素包括多个晶体管，所述多个晶体管构造为将积累在第一像素中的两个光电二极管中的光电荷转换为作为电信号的第一子像素信号和第二子像素信号，并输出第一子像素信号和第二子像素信号，其中，第一像素的所述多个晶体管的数量为两个或更多个。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，基于第一子像素信号和第二子像素信号的差别来计算自动对焦信息。8.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，第一子像素信号和第二子像素信号经由不同的子列线同时输出。9.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，第一子像素信号和第二子像素信号经由同一列线顺序输出。10.一种图像传感器，所述图像传感器包括：像素阵列，包括具有R、G和B拜尔模式的多个像素；以及模数转换器块，配置为将所述多个像素中的每个的像素信号转换为数字像素信号，其中：所述多个像素包括：第一类型像素，包括沿第一方向分开的两个光电二极管；以及第二类型像素，包括沿与第一方向不同的第二方向分开的两个光电二极管，其中，基于从第一类型像素输出的信号来计算用于第一方向的第一自动对焦信息；以及基于从第二类型像素输出的信号来计算用于第二方向的第二自动对焦信息。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中：第一类型像素为包括绿色滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：咸锡宪，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR