一种像素结构、图像传感器及终端制造技术

本申请实施例公开了一种像素结构、图像传感器及终端，像素结构包括：三角形的至少两个子像素结构，子像素结构包括：滤光片、至少一个偏振光电转换单元和读出电路；滤光片用于对入射光线进行过滤，得到能被至少一个偏振光电转换单元吸收的特定波段的光信号；偏振光电转换单元，用于吸收特定波段的偏振光信号，并将吸收到的偏振光信号转化为电信号；其中，同一个子像素结构中的偏振光电转换单元用于吸收相同偏振方向的偏振光信号，不同子像素结构内的偏振光电转换单元用于吸收不同偏振方向的偏振光信号。如此，采用三角形像素结构进行偏振光吸收时，能够提高图像传感器的像素密度，从而提高偏振光的吸收率以及图像传感器的分辨率。

A pixel structure, image sensor and terminal

【技术实现步骤摘要】
一种像素结构、图像传感器及终端
本申请涉及图像技术，尤其涉及一种像素结构、图像传感器及终端。
技术介绍
图1为传统的偏振式图像传感器的像素阵列示意图；如图1所示，传统的偏振式图像传感器包括位于底层的光电二极管(Photo-Diode，PD)阵列、位于中层的偏振片阵列和位于顶层的微透镜阵列。每个像素结构中光电二极管阵列结构上面放置着不同偏振方向的偏振片，比如，四个不同角度0°，45°，90°，135°，每4个像素作为一个计算单元。图2为传统的像素结构示意图，如图2所示，像素结构包括：微透镜、偏振片和PD，入射光穿过微透镜进入到像素结构内部，特定偏振方向的光穿过偏振片被PD吸收，PD将吸收的偏振光信号转化为电信号用于后续的图像处理。现有的偏振式图像传感器的像素为正方形，像素密度较低使偏振图像传感器容易损失分辨率。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例期望提供一种像素结构、图像传感器及终端，能够实现单个像素结构吸收两种特定波段的偏振光信号，提高了偏振光信号的利用率。本申请的技术方案是这样实现的：第一方面，提供了一种像素结构，所述像素结构包括：三角形的至少两个子像素结构，所述子像素结构包括：滤光片、至少一个偏振光电转换单元和读出电路；所述滤光片位于所述至少一个偏振光电转换单元与所述子像素结构的进光口之间，用于对入射光线进行过滤，得到能被所述至少一个偏振光电转换单元吸收的特定波段的光信号；所述偏振光电转换单元，用于吸收所述特定波段的偏振光信号，并将吸收到的偏振光信号转化为电信号；其中，同一个子像素结构中的偏振光电转换单元用于吸收相同偏振方向的偏振光信号，不同子像素结构内的偏振光电转换单元用于吸收不同偏振方向的偏振光信号；所述读出电路与所述至少一个偏振光电转换单元相连，用于读出所述至少一个偏振光电转换单元的电信号。第二方面，提供了一种图像传感器，图像传感器包括上述任一种像素结构。第三方面，提供了一种终端，终端包括上述图像传感器。采用上述技术方案，得到了一种新的像素结构，所述像素结构包括：三角形的至少两个子像素结构，所述子像素结构包括：滤光片、至少一个偏振光电转换单元和读出电路；所述滤光片位于所述至少一个偏振光电转换单元与所述子像素结构的进光口之间，用于对入射光线进行过滤，得到能被所述至少一个偏振光电转换单元吸收的特定波段的光信号；所述偏振光电转换单元，用于吸收所述特定波段的偏振光信号，并将吸收到的偏振光信号转化为电信号；其中，同一个子像素结构中的偏振光电转换单元用于吸收相同偏振方向的偏振光信号，不同子像素结构内的偏振光电转换单元用于吸收不同偏振方向的偏振光信号。如此，采用三角形像素结构进行偏振光吸收时，能够提高图像传感器的像素密度，从而提高偏振光的吸收率以及图像传感器的分辨率。附图说明图1为传统的偏振式图像传感器的像素阵列示意图；图2为传统的像素结构示意图；图3为本申请实施例中子像素结构的组成结构示意图；图4为本申请实施例中偏振光电转换单元的第一分布阵列示意图；图5为本申请实施例中偏振光电转换单元的第二分布阵列示意图；图6为本申请实施例中子像素结构的纵向剖面示意图；图7为本申请实施例中读出电路的组成结构示意图；图8为本申请实施例中图像传感器的第一组成结构示意图；图9为本申请实施例中图像传感器的第二组成结构示意图；图10为本申请实施例中图像传感器的第三组成结构示意图；图11为本申请实施例中终端的组成结构示意图。具体实施方式为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点与
技术实现思路
，下面结合附图对本申请实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。在实际应用中，像素结构作为图像传感器的重要组成部分，能够完成对接收到的自然光进行光电转换，从而得到电信号，然而，像素结构的像素尺寸为600nm左右时，偏振光电转换单元拥有较高量子效率，随着像素尺寸的减小，使偏振光电转换单元的感光区域面积也随之减小从而使偏振光电转换单元的量子效率降低，影响图像传感器的成像效果。这里，量子效率是衡量某个颜色通道某个频率/波长的光子转换成电子的效率，传统的像素结构，随着像素尺寸的不断缩减，偏振光电转换单元的感光区域面积也随着减小，使得偏振光电转换单元的电荷收集势阱中可容纳的最大信号电荷量即满阱容量(简称，阱容量)受到抑制，阱容量受到抑制使得小尺寸像素的动态范围、信噪比和灵敏度等指标恶化，而这些指标都将直接影响小尺寸像素的成像质量。为了保证图像传感器中偏振光电转换单元的量子效率，本申请实施例提供了一种图像传感器中的像素结构，所述像素结构包括：三角形的至少两个子像素结构，图3为本申请实施例中子像素结构的组成结构示意图；如图3所示，子像素结构包括：滤光片301、至少一个偏振光电转换单元302和读出电路303；所述滤光片301位于所述至少一个偏振光电转换单元与所述子像素结构的进光口之间，用于对入射光线进行过滤，得到能被所述至少一个偏振光电转换单元吸收的特定波段的光信号；所述偏振光电转换单元302，用于吸收所述特定波段的偏振光信号，并将吸收到的偏振光信号转化为电信号；其中，同一个子像素结构中的偏振光电转换单元用于吸收相同偏振方向的偏振光信号，不同子像素结构内的偏振光电转换单元用于吸收不同偏振方向的偏振光信号；所述读出电路303与所述至少一个偏振光电转换单元302相连，用于读出所述至少一个偏振光电转换单元的电信号。本申请实施例中，三角形的子像素结构相比于现有的正方形的像素结构，在相同面积内分布的像素数量较多，像素密度较大，从而提高偏振光的吸收率以及图像传感器的分辨率。这里，子像素结构可以为等边三角形、等腰三角形、直角三角形或其他普通三角形。具体的，入射光穿过进光口进入到子像素结构内部，沿着入射光光路抵达至少一个偏振光电转换单元，偏振光电转换单元吸收的特定波段的光信号转化为电信号，读出电路读出偏振光电转换单元的电信号用于颜色感知。在一些实施例中，所述偏振光电转换单元，用于根据感光区域的共振波长吸收所述特定波段的偏振光信号；其中，所述共振波长为所述偏振光电转换单元的感光区域发生共振吸收时的波长；不同尺寸的感光区域对应不同的共振波长的波段。这里，当子像素结构中的三角形进光口的边长小于特定波段的最短波长时，为了防止特定波段被衍射掉，偏振光电转换单元根据其感光区域的共振波长对特定波段进行吸收。实际应用中，感光区域可以为偏振光电转换单元的上表面，偏振光电转换单元的共振波长与偏振光电转换单元的感光区域的折射率和尺寸有关，所以，可以通过调整感光区域的折射率，和/或，感光区域的尺寸，来调整偏振光电转换单元的共振波长。实际应用中，像素进光口的三角形边长小于特定波段的最短波长时，只需要调整偏振光电转换单元的感光区域的尺寸，便可以得到具有不同共振波长的偏振光电转换单元，使得特定波段的光通过共振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素结构，其特征在于，所述像素结构包括：三角形的至少两个子像素结构，所述子像素结构包括：滤光片、至少一个偏振光电转换单元和读出电路；/n所述滤光片位于所述至少一个偏振光电转换单元与所述子像素结构的进光口之间，用于对入射光线进行过滤，得到能被所述至少一个偏振光电转换单元吸收的特定波段的光信号；/n所述偏振光电转换单元，用于吸收所述特定波段的偏振光信号，并将吸收到的偏振光信号转化为电信号；其中，同一个子像素结构中的偏振光电转换单元用于吸收相同偏振方向的偏振光信号，不同子像素结构内的偏振光电转换单元用于吸收不同偏振方向的偏振光信号；/n所述读出电路与所述至少一个偏振光电转换单元相连，用于读出所述至少一个偏振光电转换单元的电信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种像素结构，其特征在于，所述像素结构包括：三角形的至少两个子像素结构，所述子像素结构包括：滤光片、至少一个偏振光电转换单元和读出电路；
所述滤光片位于所述至少一个偏振光电转换单元与所述子像素结构的进光口之间，用于对入射光线进行过滤，得到能被所述至少一个偏振光电转换单元吸收的特定波段的光信号；
所述偏振光电转换单元，用于吸收所述特定波段的偏振光信号，并将吸收到的偏振光信号转化为电信号；其中，同一个子像素结构中的偏振光电转换单元用于吸收相同偏振方向的偏振光信号，不同子像素结构内的偏振光电转换单元用于吸收不同偏振方向的偏振光信号；
所述读出电路与所述至少一个偏振光电转换单元相连，用于读出所述至少一个偏振光电转换单元的电信号。


2.根据权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述偏振光电转换单元，用于根据感光区域的共振波长吸收所述特定波段的偏振光信号；
其中，所述共振波长为所述偏振光电转换单元的感光区域发生共振吸收时的波长；不同尺寸的感光区域对应不同的共振波长的波段。


3.根据权利要求1或2所述的像素结构，其特征在于，所述偏振光电转换单元的形状为直棱柱；其中，所述偏振光电转换单元的感光区域为直棱柱的多边形底面。


4.根据权利要求3所述的像素结构，其特征在于，所述直棱柱的多边形底面为长方形，所述偏振...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44