图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置的制作方法

本公开涉及图像传感器以及包括该图像传感器的电子装置。

背景技术：

1、图像传感器通常使用滤色器来感测入射光的颜色。然而，因为滤色器吸收除期望颜色的光之外的颜色的光，所以滤色器可能具有较低的光利用率。例如，在使用红-绿-蓝(rgb)滤色器的情况下，只有1/3的入射光被透射，而其他部分的入射光(即，2/3的入射光)被吸收。因此，光利用率仅为约33％，并且图像传感器中的大部分光损失发生在滤色器中。因此，已尝试一种在不使用滤色器情况下通过使用图像传感器中的每个像素来分离颜色的方法。

技术实现思路

1、提供了一种图像传感器，该图像传感器包括能够根据波长分离入射光并会聚经分离的光的颜色分离透镜阵列。

2、提供了一种图像传感器，该图像传感器包括具有较小的根据主光线角的性能变化的颜色分离透镜阵列。

3、附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。

4、根据本公开的一个方面，提供了一种图像传感器，包括：传感器衬底，包括多个单元像素组，所述多个单元像素组中的每一个包括布置成拜耳图案的第一像素、第二像素、第三像素和第四像素；以及颜色分离透镜阵列，被配置为根据波长分离入射光，并将光会聚到第一像素、第二像素、第三像素和第四像素中的每一个上，其中，颜色分离透镜阵列包括分别与多个单元像素组相对应的多个像素对应组，该多个像素对应组中的每一个包括与第一像素相对应的第一像素对应区域、与第二像素相对应的第二像素对应区域、与第三像素相对应的第三像素对应区域、以及与第四像素相对应的第四像素对应区域，并且第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域中的每一个包括多个纳米柱，其中，多个像素对应组包括位于颜色分离透镜阵列的中心处的中心组和位于远离颜色分离透镜阵列的中心的多个外围组，并且其中，多个外围组的每个外围组中的第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域内的纳米柱之间的相对位置关系彼此不同。

5、第一像素、第二像素、第三像素和第四像素中的每一个可以包括布置成2×2阵列的四个光敏单元。

6、多个像素对应组中的每一个的纳米柱之间的相对位置关系根据主光线角和方位角来配置，其中主光线角和方位角根据图像传感器上的外围组的位置来定义。

7、第四像素在第一方向上与第三像素相邻，第一像素在垂直于第一方向的第二方向上与第三像素相邻，第二像素在对角线方向上与第三像素相邻，并且第三像素可以是红色像素，第一像素和第四像素可以是绿色像素，并且第二像素可以是蓝色像素。

8、基于中心组中的第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域的纳米柱之间的相对位置关系，第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域中的一个或多个纳米柱在外围组中相对于中心组偏移。

9、外围组中的第一像素对应区域的一个或多个纳米柱在第二方向上偏移，其中，第一像素对应区域的一个或多个纳米柱的偏移位移与成比例，并且其中，cra_max表示入射到颜色分离透镜阵列上的光的主光线角的最大值，cra表示在一个或多个偏移的纳米柱的位置处的主光线角，并且表示在一个或多个偏移的纳米柱的位置处基于穿过颜色分离透镜阵列的中心并与第一方向平行的轴的方位角。

10、外围组中的第四像素对应区域的一个或多个纳米柱在第一方向上偏移，其中，第四像素对应区域的偏移位移与成比例，其中，cra_max表示入射到颜色分离透镜阵列上的光的主光线角的最大值，cra表示在一个或多个偏移的纳米柱的位置处的主光线角，并且表示在一个或多个偏移的纳米柱的位置处基于穿过颜色分离透镜阵列的中心并与第一方向平行的轴的方位角。

11、外围组中的第二像素对应区域的一个或多个纳米柱在第一方向和第二方向上偏移，其中，第二像素对应区域的一个或多个纳米柱在第一方向上的偏移位移与成比例，其中，第二像素对应区域的一个或多个纳米柱在第二方向上的偏移位移与成比例，并且其中，cra_max表示入射到颜色分离透镜阵列上的光的主光线角的最大值，cra表示在一个或多个偏移的纳米柱的位置处的主光线角，并且表示在一个或多个偏移的纳米柱的位置处基于穿过颜色分离透镜阵列的中心并与第一方向平行的轴的方位角。

12、将位于来自外围组中的第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域的不同像素对应区域之间的边界处的一个或多个纳米柱偏移相邻像素对应区域中的纳米柱的平均位移。

13、根据本公开的另一方面，提供了一种图像传感器，包括：传感器衬底，包括多个单元像素组，该多个单元像素组中的每一个具有红色像素、在y方向上与红色像素相邻的第一绿色像素、在x方向上与红色像素相邻的第二绿色像素、以及在y方向上与第二绿色像素相邻的蓝色像素；以及颜色分离透镜阵列，被配置为根据波长分离入射光，并将光会聚到所述第一像素、所述第二像素、所述第三像素和所述第四像素中的每一个上，其中，颜色分离透镜阵列包括多个像素对应组，该多个像素对应组包括分别与单元像素组相对应的红色分离透镜区域、第一绿色分离透镜区域、第二绿色分离透镜区域和蓝色分离透镜区域，并且像素对应区域中的每一个包括多个纳米柱，其中，多个像素对应组包括位于颜色分离透镜阵列的中心处的中心组和远离颜色分离透镜阵列的中心定位的多个外围组，并且其中，在多个外围组中的具有相同主光线角(cra)的外围组中，与基于x方向具有45°方位角的第二外围组的第一绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱相比，布置在沿x方向相对于中心组具有90°方位角的第一外围组的第一绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱在+y方向上偏移。

14、在具有相同cra的外围组中，与布置在基于+x方向具有45°方位角的第四外围组的第二绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱相比，布置在沿x方向相对于中心组具有0°方位角的第三外围组的第二绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱在+x方向上偏移。

15、在具有相同cra的外围组中，布置在基于x方向相对于中心组具有45°方位角的第五外围组的蓝色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱：与布置在基于x方向具有90°方位角的第六外围组的蓝色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱相比，在第五外围组中在+x方向上偏移；并且与布置在基于x方向具有0°方位角的第七外围组的蓝色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱相比，在第五外围组中在+y方向上偏移。

16、在多个外围组中，与布置在基于x方向具有90°方位角并且具有小于第一主光线角的第二cra的第九外围组的第一绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱相比，布置在基于x方向相对于中心组具有90°方位角并且具有第一cra的第八外围组的第一绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱在第八外围组中在+y方向上偏移。

17、在多个外围组中，与布置在基于x方向具有0°方位角并且具有小于第一主光线角的第二cra的第十一外围组的第二绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱相比，布置在基于x方向相对于中心组具有0°方位角并且具有第一cra的第十外围组的第一绿色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱在第十外围组中在+x方向上偏移。

18、在多个外围组中，与布置在基于x方向具有45°方位角并且具有小于第一cra的第二cra的第十三外围组的蓝色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱相比，布置在基于x方向相对于中心组具有45°方位角并且具有第一cra的第十二外围组的蓝色分离透镜区域中的一个或多个纳米柱在相应外围组中在远离中心组的方向上偏移。

19、根据本公开的另一方面，提供了一种图像传感器，包括：传感器衬底，包括多个单元像素组，所述多个单元像素组中的每一个包括布置成拜耳图案的第一像素、第二像素、第三像素和第四像素；以及颜色分离透镜阵列，被配置为根据波长分离入射光，并将光会聚到第一像素、第二像素、第三像素和第四像素中的每一个上，其中，颜色分离透镜阵列包括分别与多个单元像素组相对应的多个像素对应组，该多个像素对应组中的每一个包括与第一像素相对应的第一像素对应区域、与第二像素相对应的第二像素对应区域、与第三像素相对应的第三像素对应区域、以及与第四像素相对应的第四像素对应区域，并且第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域中的每一个包括多个纳米柱，其中，多个像素对应组包括位于颜色分离透镜阵列的中心处的中心组和位于远离颜色分离透镜阵列的中心的多个外围组，并且其中，外围组的第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域中的纳米柱的位置相对于中心组的变化量彼此不同。

20、该位置变化量基于根据颜色分离透镜阵列中的外围组的位置的主光线角和方位角，并且该位置变化量包括每个区域中的纳米柱朝向中心组的偏移距离和偏移方向。

21、根据本发明的另一方面，提供了一种电子装置，包括：镜头组件，包括一个或多个透镜，并且被配置为形成物体的光学图像；图像传感器，被配置为将由镜头组件形成的光学图像转换为电信号；以及处理器，被配置为处理由图像传感器生成的信号，其中图像传感器包括：传感器衬底，包括多个单元像素组，所述多个单元像素组中的每一个包括布置成拜耳图案的第一像素、第二像素、第三像素和第四像素；以及颜色分离透镜阵列，被配置为根据波长分离入射光，并将光会聚到第一像素、第二像素、第三像素和第四像素中的每一个上，其中，颜色分离透镜阵列包括分别与多个单元像素组相对应的多个像素对应组，该多个像素对应组中的每一个包括与第一像素相对应的第一像素对应区域、与第二像素相对应的第二像素对应区域、与第三像素相对应的第三像素对应区域、以及与第四像素相对应的第四像素对应区域，并且第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域中的每一个包括多个纳米柱，其中，多个像素对应组包括位于颜色分离透镜阵列的中心处的中心组和位于远离颜色分离透镜阵列的中心的多个外围组，并且其中，多个外围组的每个外围组中的第一像素对应区域、第二像素对应区域、第三像素对应区域和第四像素对应区域内的纳米柱之间的相对位置关系彼此不同。