一种图像传感器及图像处理方法技术

本申请实施例提供了一种图像传感器及图像处理方法，该图像传感器包括：由第一层三角形像素单元和第二层三角形像素单元组成的三角形叠层像素单元，其中，第一层三角形像素单元包括两种尺寸的光电二极管PD柱，第二层三角形像素单元包括除两种尺寸外的一种尺寸的PD柱；三角形叠层像素单元用于利用三种尺寸的PD柱吸收RGB三色光，并将RGB三色光对应的光信号转换成电信号；与三角形叠层像素单元的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大电信号，并读出电信号。

An image sensor and image processing method

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器及图像处理方法
本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像传感器及图像处理方法。
技术介绍
互补金属氧化物半导体(CMOS，ComplementaryMetal-OxideSemiconductor)图像传感器(互补金属氧化物半导体图像传感器，CMOSImageSensor)具有集成度高、功耗小、速度快和成本低等特点，在高分辨率像素产品方面应用广泛。通常CMOS图像传感器常用的像素阵列主要由正方形像素单元排布而成，其中排布有光电二极管(PhotoDiode，PD)结构以进行光线吸收和光电转换；CMOS图像传感器将正方形像素单元按照四角阵列的方式进行排布，利用正方向像素单元吸收对应的RGB单色光，此时正方形像素单元的排布密度较低，进而导致CMOS图像传感器的分辨率低的问题；通常CMOS图像传感器采用三层感光元件分别记录RGB的其中一个颜色通道，然而，现有的三层感光元件由于其每层感光元件的厚度较大，导致像素尺寸大和CMOS图像传感器功耗大的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种图像传感器及图像处理方法，能够提高图像传感器的分辨率、降低像素尺寸和图像传感器的功耗。本申请的技术方案是这样实现的：本申请实施例提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：由第一层三角形像素单元和第二层三角形像素单元组成的三角形叠层像素单元，其中，所述第一层三角形像素单元包括两种尺寸的光电二极管PD柱，所述第二层三角形像素单元包括除所述两种尺寸外的一种尺寸的PD柱；所述三角形叠层像素单元用于利用三种尺寸的PD柱吸收RGB三色光，并将所述RGB三色光对应的光信号转换成电信号；与所述三角形叠层像素单元的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述电信号，并读出所述电信号。在上述图像传感器中，所述图像传感器还包括三角形滤色片，所述三角形滤色片覆盖在所述第一层三角形像素单元的输入端；所述三角形滤色片，用于基于所述三角形滤色片的颜色信息对光源的成像光信号进行过滤，得到RGB三色光。在上述图像传感器中，所述第一层三角形像素单元，具体用于利用所述两种尺寸的PD柱分别吸收两种RGB单色光，将所述两种RGB单色光对应的光信号转换成两种RGB单色光对应的电信号，并将所述两种RGB单色光对应的电信号传输至所述CMOS像素读出电路；所述第二层三角形像素单元，具体用于利用所述一种尺寸的PD柱吸收一种RGB单色光，将所述一种RGB单色光对应的光信号转换成一种RGB单色光对应的电信号，并将所述一种RGB单色光对应的电信号传输至所述CMOS像素读出电路。所述CMOS像素读出电路，具体用于放大所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号，并读出所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号。在上述图像传感器中，所述三角形叠层像素单元之间按照六角阵列排布；所述三角形叠层像素单元的六角阵列排布为汇聚于一点的六个三角形像素单元组成一个正六边形。在上述图像传感器中，所述第一层三角形像素单元还包括第一转移门连接电路，所述第一转移门连接电路穿过所述第二层三角形像素单元，所述第一层三角形像素单元通过第一转移门连接电路与所述CMOS像素读出电路连接。在上述图像传感器中，所述第一层三角形像素单元包括一个n区，所述两种RGB单色光对应的电信号集中到所述第一层三角形像素单元的n区；所述第二层三角形像素单元包括一个n区，所述一种RGB单色光对应的电信号集中到所述第二层三角形像素单元的n区。在上述图像传感器中，相邻两个PD柱之间距离为预设距离，所述第一层三角形像素单元中PD柱的个数由所述第一层三角形像素单元的大小和所述预设距离确定，所述第二层三角形像素单元中PD柱的个数由所述第一层三角形像素单元对应的第一转移门连接电路的尺寸、所述第二层三角形像素单元的大小和所述预设距离确定。在上述图像传感器中，所述CMOS像素读出电路包括：与所述第一转移门连接电路连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区和与所述读出区连接的放大管；所述转移晶体管，用于将所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号转移至读出区，以从所述读出区读取所述电信号；所述放大管，用于将所述读出区的电信号放大。在上述图像传感器中，所述CMOS像素读出电路还包括：与所述读出区和所述放大管连接的复位晶体管；所述读出区，还用于读出所述复位晶体管中的复位电平；所述放大管，还用于对所述复位电平进行放大。本申请实施例提供一种图像处理方法，应用于图像传感器，所述图像传感器包括由第一层三角形像素单元和第二层三角形像素单元组成的三角形叠层像素单元和CMOS像素读出电路，所述第一层三角形像素单元包括两种尺寸的PD柱，所述第二层三角形像素单元包括除两种尺寸外的一种尺寸的PD柱，所述方法包括：利用所述第一层三角形像素单元的两种尺寸的PD柱分别吸收两种RGB单色光，将所述两种RGB单色光对应的光信号转换成两种RGB单色光对应的电信号；利用所述第二层三角形像素单元的一种尺寸的PD柱吸收一种RGB单色光，将所述一种RGB单色光对应的光信号转换成一种RGB单色光对应的电信号；利用所述CMOS像素读出电路于放大所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号，并读出所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号。在上述方法中，所述图像传感器还包括覆盖在所述第一层三角形像素单元的输入端的三角形滤色片，所述利用所述第一层三角形像素单元的两种尺寸的PD柱分别吸收两种RGB单色光之前，所述方法还包括：基于所述三角形滤色片的颜色信息对光源的成像光信号进行过滤，得到RGB三色光；相应的，所述利用所述第一层三角形像素单元的两种尺寸的PD柱分别吸收两种RGB单色光，包括：利用所述两种尺寸的PD柱，从所述RGB三色光中分别吸收两种RGB单色光。在上述方法中，CMOS像素读出电路包括：与所述第一层三角形像素单元和所述第二层三角形像素单元连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区和与所述读出区连接的放大管；所述利用所述CMOS像素读出电路于放大所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号，并读出所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号，包括：利用所述转移晶体管将所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号转移至读出区；从所述读出区读取所述电信号；利用放大管将所述读出区的电信号放大。本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，应用于图像传感器，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。本申请实施例提供了一种图像传感器及图像处理方法，该图像传感器包括：由第一层三角形像素单元和第二层三角形像素单元组成的三角形叠层像素单元，其中，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：/n由第一层三角形像素单元和第二层三角形像素单元组成的三角形叠层像素单元，其中，所述第一层三角形像素单元包括两种尺寸的光电二极管PD柱，所述第二层三角形像素单元包括除所述两种尺寸外的一种尺寸的PD柱；所述三角形叠层像素单元用于利用三种尺寸的PD柱吸收RGB三色光，并将所述RGB三色光对应的光信号转换成电信号；/n与所述三角形叠层像素单元的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述电信号，并读出所述电信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：
由第一层三角形像素单元和第二层三角形像素单元组成的三角形叠层像素单元，其中，所述第一层三角形像素单元包括两种尺寸的光电二极管PD柱，所述第二层三角形像素单元包括除所述两种尺寸外的一种尺寸的PD柱；所述三角形叠层像素单元用于利用三种尺寸的PD柱吸收RGB三色光，并将所述RGB三色光对应的光信号转换成电信号；
与所述三角形叠层像素单元的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述电信号，并读出所述电信号。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括三角形滤色片，所述三角形滤色片覆盖在所述第一层三角形像素单元的输入端；
所述三角形滤色片，用于基于所述三角形滤色片的颜色信息对光源的成像光信号进行过滤，得到RGB三色光。


3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一层三角形像素单元，具体用于利用所述两种尺寸的PD柱分别吸收两种RGB单色光，将所述两种RGB单色光对应的光信号转换成两种RGB单色光对应的电信号，并将所述两种RGB单色光对应的电信号传输至所述CMOS像素读出电路；
所述第二层三角形像素单元，具体用于利用所述一种尺寸的PD柱吸收一种RGB单色光，将所述一种RGB单色光对应的光信号转换成一种RGB单色光对应的电信号，并将所述一种RGB单色光对应的电信号传输至所述CMOS像素读出电路；
所述CMOS像素读出电路，具体用于放大所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号，并读出所述两种RGB单色光对应的电信号和所述一种RGB单色光对应的电信号。


4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述三角形叠层像素单元之间按照六角阵列排布；
所述三角形叠层像素单元的六角阵列排布为汇聚于一点的六个三角形像素单元组成一个正六边形。


5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一层三角形像素单元还包括第一转移门连接电路，所述第一转移门连接电路穿过所述第二层三角形像素单元，所述第一层三角形像素单元通过第一转移门连接电路与所述CMOS像素读出电路连接。


6.根据权利要求1或3所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一层三角形像素单元包括一个n区，所述两种RGB单色光对应的电信号集中到所述第一层三角形像素单元的n区；
所述第二层三角形像素单元包括一个n区，所述一种RGB单色光对应的电信号集中到所述第二层三角形像素单元的n区。


7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，相邻两个PD柱之间距离为预设距离，所述第一层三角形像素单元中PD柱的个数由所述第一层三角形像素单元的大小和所述预设距离确定，所述第二层三角形像素单元中PD柱的个数由所述第一层三角形像素单元对应的第一转移门连接电路的尺寸、所述第二层三角形像素单元的大小和所述预设距离确定。


8.根据权利要求3所述的图像传感器，...

【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