本发明专利技术涉及一种图像传感器（２０），所述图像传感器（２０）包含第一传感器层（１０１），其具有第一像素阵列；及第二传感器层（１０２），其具有第二像素阵列。所述像素中的每一者具有光学中心。所述第一传感器层堆叠于所述第二传感器层上方，以使得所述第一像素阵列的所述光学中心从所述第二阵列的所述光学中心偏移以形成预定图案。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体来说涉及图像传感器领域，且更明确地说，涉及具有多个感测层的图像传感器。
技术介绍
典型的图像传感器具有图像感测部分，其包含用于响应于入射光而收集电荷的光敏区域。通常，这些图像传感器包含经常布置成行与列的规则图案的若干个光敏感像素。每一像素包含光电传感器(例如，光电二极管)，其产生对应于在图像聚焦于所述阵列上时照射到所述像素上的光的强度的信号。一种类型的图像传感器为互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，其中图像感测部分包含光电二极管，其用于收集电荷；及传送栅极，其用于将所述电荷从所述光电二极管传送到电荷/电压转换机构(例如，浮动扩散部)。通常，将所述图像传感器的感测部分及控制电路制作于单个材料层内。在努力增加提供于图像传感器中的像素的数目的过程中，像素大小一直在减小。 向较小 像素发展的优点在于其增加固定光学格式的图像的分辨率。具体来说，较小像素具有较佳调制传送函数(MTF)，且因此可鉴别图像中的细微细节，例如，细条纹衬衫上的线。然而，随着使用CMOS工艺制成的像素按比例缩小为较小尺寸，使用这些像素的成像器的数个性能性质可降级。明确地说，光学敏感度(OS)快速降级。这是因为量子效率 (QE)随光圈大小减小而降级且像素区域也缩减两者。由于OS取决于QE与像素区域的乘积，因此OS受此两者的负面影响。因此，需要改进的图像传感器结构。
技术实现思路
本专利技术揭示图像传感器的实施例，其中所述图像传感器包含第一传感器层，其具有第一像素阵列；及第二传感器层，其具有第二像素阵列。所述像素中的每一者均具有光学中心。在根据本专利技术的一个实施例中，所述光学中心为像素的中心。所述第一传感器层堆叠于所述第二传感器层上方以使得所述第一像素阵列的所述光学中心从所述第二阵列的所述光学中心偏移以形成预定图案。本专利技术具有提供一种改进的图像传感器结构的优点。 附图说明参考以下图式来更好地理解本专利技术的实施例。图式的元件未必相对于彼此成比例。相同的参考编号指示对应的类似部件。图1为图解说明数码相机的实施例的方面的框图。图2为图解说明图像传感器的非共享像素的部分的示意图。图3为图解说明图像传感器的4方共享像素的实施例的部分的示意图。图4概念性地图解说明具有两个感测层的图像传感器的实施例。图5为概念性地图解说明具有两个感测层的图像传感器的实施例的方面的侧视图。图6为图解说明具有沿χ方向的较小像素间距(与y方向相比)的第一传感器层的实施例的部分的俯视图。图7为图解说明具有沿χ方向的较大像素间距(与y方向相比)的第二传感器层的实施例的部分的俯视图。图8为图6及7中所图解说明的第一及第二传感器层的像素的光学中心的对准位置的俯视图。图9概念性地图解说明用于拜耳(Bayer)滤色器阵列中的滤色器的图案。图10图解说明图5及6中分别图解说明的第一及第二传感器层的叠加，及用于此叠加的滤色器阵列的实施例。图Ila为第一传感器层的像素的光学中心的对准位置的俯视图，其中对于每一列光学中心是交错的。图lib为第二传感器层的像素的光学中心的对准位置的俯视图，其中对于每一行光学中心是交错的。 图Ilc为图Ila与lib的叠加的俯视图，其图解说明第一及第二传感器层的光学中心形成正方形阵列。图12a为第一传感器的像素的光学中心的对准位置的俯视图。图12b为第二传感器层的像素的光学中心的对准位置的俯视图。图12c为图12a与12b的叠加的俯视图，其图解说明第一及第二传感器层的光学中心形成密堆积2D阵列。图13图解说明传感器层之间的可能未对准。图14为包含对准结构的传感器层的俯视图。具体实施例方式在以下具体实施方式中，将参考形成本专利技术一部分的附图，且附图中以图解说明方式展示其中可实践本专利技术的特定实施例。在这点上，参考所描述的图的定向，使用例如 “顶部”、“底部”、“前部”、“背部”、“前面”、“后面”等方向性术语。由于可以若干个不同定向来定位本专利技术的实施例的组件，因此方向性术语的使用是出于图解说明目的而决非限制性目的。应理解，在不背离本专利技术的范围的情况下，可利用其它实施例并可做出结构或逻辑改变。因此，不应将以下详细描述视为具有限制意义，且本专利技术的范围由所附权利要求书界定。现在转到图1，其图解说明展示为体现本专利技术的方面的数码相机的图像捕获装置的框图。虽然图解说明及描述数码相机，但本专利技术明显可适用于其它类型的图像捕获装置。 在所揭示的相机中，来自被摄体场景的光10输入到成像级11，其中所述光由镜头12聚焦以在图像传感器20上形成图像。图像传感器20将所述入射光转换成每一像元(像素)的电信号。在一些实施例中，图像传感器20为有源像素传感器(APS)类型(APS装置通常由于能够以互补金属氧化物半导体工艺来制作其而称为CMOS传感器)。到达传感器20的光量由可变光阑块14调节， 所述可变光阑块改变光圈与中性密度(ND)滤波器块13，所述中性密度(ND)滤波器块包含间置于光学路径中的一个或一个以上ND滤波器。此外，调节整体光级的为快门块18开启的时间。曝光控制器块40响应于如由亮度传感器块16计量的场景中可用的光量且控制所有这三个调节功能。所属领域的技术人员将熟悉对特定相机配置的此描述，且此所属领域的技术人员将明了存在许多变化形式及额外特征。举例来说，添加自动聚焦系统，或镜头是可拆卸且可更换的。将理解，本专利技术适用于各种类型的数码相机，其中类似功能性由替代组件提供。举例来说，所述数码相机是相对简单的对准后拍摄数码相机，其中快门18是相对简单的可移动叶片式快门或类似快门而非较复杂的焦平面布置。还可在例如移动电话及汽车车辆的非相机装置中所包含的成像组件上实践本专利技术的方面。来自图像传感器20的模拟信号由模拟信号处理器22处理并施加到模/数(A/D) 转换器24。定时产生器26产生用以选择行及像素的各种计时信号并使模拟信号处理器22 与A/D转换器24的操作同步。图像传感器级28包含图像传感器20、模拟信号处理器22、 A/D转换器24及定时产生器26。图像传感器级28的组件可以是单独制作的集成电路或者其可制作为单个集成电路，如对于CMOS图像传感器通常所做的那样。来自A/D转换器24 的所得数字像素值串流存储于与数字信号处理器(DSP) 36相关联的存储器32中。除了系统控制器50及曝光控制器40以外，数字信号处理器36也是所图解说明实施例中的三个处理器或控制器中的一者。虽然相机功能控制在多个控制器及处理器中的此划分是典型的，但在不影响相机的功能操作及本专利技术的应用的情况下，这些控制器或处理器以各种方式组合。这些控制器或处理器可包括一个或一个以上数字信号处理器装置、微控制器、可编程逻辑装置或其它数字逻辑电路。虽然已描述此类控制器或处理器的组合，但应明了可指定一个控制器或处理器来执行所有所需功能。所有这些变化形式可执行相同功能且归属于本专利技术的范围内，且术语“处理级”将视需要用于将所有此功能性囊括于一个短语内，举例来说，如在图1中的处理级38中。在所图解说明的实施例中，DSP 36根据永久性地存储于程序存储器54中且在图像捕获期间复制到存储器32以供执行的软件程序来操纵其存储器32中的数字图像数据。 DSP 36执行实践图像处理所必需的软件。存储器32包含任一类型的随机存取存储器，例本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种图像传感器，其包括：第一传感器层，其具有第一像素阵列；第二传感器层，其具有第二像素阵列；所述像素中的每一者具有光学中心；且其中所述第一传感器层堆叠于所述第二传感器层上方，以使得所述第一像素阵列的所述光学中心从所述第二阵列的所述光学中心偏移以形成预定图案。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US12/252,3992008年10月16日1.一种图像传感器，其包括第一传感器层，其具有第一像素阵列；第二传感器层，其具有第二像素阵列；所述像素中的每一者具有光学中心；且其中所述第一传感器层堆叠于所述第二传感器层上方，以使得所述第一像素阵列的所述光学中心从所述第二阵列的所述光学中心偏移以形成预定图案。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一像素阵列具有沿第一方向的第一空间间距及沿第二方向的第二空间间距，其中所述第一空间间距大于所述第二空间间距；且所述第二像素阵列具有沿所述第一方向的第一空间间距及沿所述第二方向的第二空间间距，其中所述第二空间间距大于所述第一空间间距。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一像素包含光电检测器，其用于响应于入射光而收集电荷；电荷/电压转换机构；及传送栅极，其用于将电荷从所述光电检测器选择性地传送到所述电荷/电压机构。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括用于测量所述第一传感器层与第二传感器层之间的偏移及旋转未对准的对准结构。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中每一像素包含用于响应于入射光而收集电荷的光电检测器，且其中多个光电检测器连接到共用电荷/电压机构。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括位于所述第一传感器层上方的滤色器阵列。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述图像传感器为背照式传感器。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括具有第三像素阵列的第三传感器层，其中所述第三像素阵列的所述光学中心从所述第一及第二阵列的所述光学中心偏移。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其进一步包括具有第三像素阵列的第三传感器层，所述第三阵列具有沿第三方向的第三空间间距。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一及第二传感器层各自分别具有第一及第二有效厚度以分别收集具有第一及第二预选定波长范围的光。11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一及第二像素阵列经布置以使得所述预定图案为正方形晶格。12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一及第二像素阵列经布置以使得所述预定图案为密堆积晶格。13.一种图像感测方法，其包括提供具有第一像素阵列的第一传感器层；提供具有第二像素阵列的第二传感器...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·P·麦卡滕，
申请(专利权)人：全视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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