图像传感器和图像感测系统的制作方法

文档序号:30229369发布日期:2022-06-01 04:03阅读:79来源:国知局
图像传感器和图像感测系统的制作方法

1.本公开涉及图像传感器和图像感测系统。


背景技术:

2.图像感测器件是将光学信息转换成电信号的半导体元件中的一种。这样的图像感测器件可以包括电荷耦合器件(ccd)图像感测器件和互补金属氧化物半导体(cmos)图像感测器件。
3.cmos图像传感器可以缩写为cis(cmos image sensor)。cis可以配备有二维排布的多个像素。每个像素可以包括例如光电二极管。光电二极管可以将入射光转换成电信号。
4.近来,随着计算机产业和远距离通信产业的发展,在各种领域(例如数码相机、摄像机、智能电话、游戏机、安防摄像头、医疗微型摄像头、机器人等)中对具有改善性能的图像传感器的需求日益增长。


技术实现要素:

5.根据本公开的一实施方式,一种图像传感器包括:基板;第一元件分隔膜,以网格的形式设置在基板内部;多个像素区域,由第一元件分隔膜限定并包括第一像素区域和第二像素区域;以及第二元件分隔膜,设置在基板内部并将第一像素区域分隔成多个子像素区域,其中第一像素区域包括多个第一光电转换元件和在所述多个第一光电转换元件上的第一滤色器,第二像素区域包括多个第二光电转换元件和在所述多个第二光电转换元件上的第二滤色器,第二滤色器不同于第一滤色器,第一滤色器是白色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的一种,第二滤色器是红色滤色器和白色滤色器中的一种,第二元件分隔膜不设置在第二像素区域的基板内部。
6.根据本公开的前述和其它实施方式,一种图像传感器包括:基板,包括第一像素区域和第二像素区域;多个第一光电转换元件,在第一像素区域中形成在基板内部;多个第二光电转换元件,在第二像素区域中形成在基板内部;边界分隔膜,限定第一像素区域和第二像素区域之间的边界;图案膜,在第一像素区域中形成在基板内部;第一滤色器,形成在基板的第一像素区域上;以及第二滤色器,形成在基板的第二像素区域上并且不同于第一滤色器,其中第一滤色器是白色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的一种,第二滤色器是红色滤色器,图案膜不设置在第二像素区域的基板内部。
7.根据本公开的前述和其它实施方式,一种图像感测系统包括输出图像信号的图像传感器、以及连接到图像传感器并接收和处理图像信号的图像信号处理器,其中图像传感器包括:基板;第一元件分隔膜,以网格的形式设置在基板内部;多个像素区域,由第一元件分隔膜限定并包括第一像素区域、第二像素区域和第三像素区域;第二元件分隔膜,设置在基板内部并将第一像素区域分隔成多个子像素区域;以及第三元件分隔膜,设置在基板内部并将第三像素区域分隔成多个子像素区域,第二像素区域与第一像素区域接触且以第一元件分隔膜作为边界,并与第三像素区域接触且以第一元件分隔膜作为边界,第一像素区
域包括多个第一光电转换元件和在所述多个第一光电转换元件上的第一滤色器,第二像素区域包括多个第二光电转换元件和在所述多个第二光电转换元件上的第二滤色器,第三像素区域包括多个第三光电转换元件和在所述多个第三光电转换元件上的第三滤色器,第二滤色器不同于第一滤色器和第三滤色器,第一滤色器是白色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的一种,第二滤色器是红色滤色器和白色滤色器中的一种,第三滤色器是白色滤色器、绿色滤色器和蓝色滤色器中的一种,第二元件分隔膜和第三元件分隔膜不设置在第二像素区域中。
附图说明
8.通过参照附图详细描述示范性实施方式,特征对于本领域技术人员将变得明显,附图中:
9.图1是根据一些实施方式的图像感测系统的框图。
10.图2是图1的图像传感器的布局的概念图。
11.图3是根据一些实施方式的像素阵列的图。
12.图4是图3的像素阵列在区域rg1中的部分的图。
13.图5和图6是沿着图4的线a-a的截面图。
14.图7是图4的区域rg2的像素阵列的图。
15.图8至图10是由于像素阵列的像素导致的串扰不平衡的图。
16.图11a至图11e是根据一些实施方式的像素阵列的图。
17.图12a至图12f是根据一些实施方式的像素阵列的图。
18.图13a至图13d是根据一些实施方式的像素阵列的图。
19.图14是根据一些实施方式的图像传感器的多个像素和信号线的图。
20.图15是根据一些实施方式的图像传感器的两个像素的等效电路图。
21.图16是根据一些实施方式的包括多相机模块的电子装置的框图。
具体实施方式
22.下面将参照图1至图16描述包括图像传感器100的图像感测系统1,该图像传感器100具有像素阵列pa。
23.图1是根据一些实施方式的图像感测系统1的框图。
24.参照图1,图像感测系统1可以包括图像传感器100和应用处理器(ap)180。例如,图像传感器100可以位于相机模块或任何其它合适的模块中。
25.图像传感器100可以利用入射光通过感测要感测的图像来生成图像信号is。在一些实施方式中,尽管生成的图像信号is可以是例如数字信号,但是实施方式不限于此。
26.图像信号is可以被提供到应用处理器180并被处理。也就是,图像信号is可以被提供到包括在应用处理器180中的图像信号处理器(isp)181并被处理。isp 181可以处理或处置图像信号is以使其容易显示。
27.在一些实施方式中,图像传感器100和应用处理器180可以如所示地分开地设置。例如,图像传感器100可以安装在第一芯片上,应用处理器180可以安装在第二芯片上,它们可以通过接口彼此通信。然而,示例实施方式不限于此,例如,图像传感器100和应用处理器
180可以被实现为单个封装(例如,多芯片封装(mcp))。
28.图像传感器100可以包括控制寄存器块110、时序发生器120、行驱动器130、像素阵列pa、读出电路150、斜坡信号发生器160和缓冲器170。
29.控制寄存器块110可以总体地控制图像传感器100的操作。具体地,控制寄存器块110可以直接将操作信号发送到时序发生器120、斜坡信号发生器160和缓冲器170。
30.时序发生器120可以生成用作图像传感器100的各个部件的操作时序的参考的信号。由时序发生器120生成的操作时序参考信号可以被传送到行驱动器130、读出电路150、斜坡信号发生器160等。
31.斜坡信号发生器160可以生成并发送将在读出电路150中使用的斜坡信号。例如,读出电路150可以包括相关双采样器(cds)、比较器等。斜坡信号发生器160可以生成并发送将在cds、比较器等中使用的斜坡信号。
32.缓冲器170可以包括例如锁存器。缓冲器170可以临时存储将提供给外部的图像信号is,并可以将图像信号is发送到外部存储器或外部装置。
33.像素阵列pa可以感测外部图像。像素阵列pa可以包括多个像素(或单位像素)。行驱动器130可以选择性地激活像素阵列pa的行。
34.读出电路150可以对从像素阵列pa提供的像素信号进行采样,将像素信号与斜坡信号进行比较,然后在比较结果的基础上将模拟图像信号(数据)转变为数字图像信号(数据)。
35.图2是图1中的图像传感器100的布局的概念图。
36.参照图2,图像传感器100可以包括在第三方向(例如,沿着z轴的垂直方向)上堆叠的第一区域s1和第二区域s2。第一区域s1和第二区域s2可以如所示地在与第三方向交叉的第一方向和第二方向(例如,沿着x轴和y轴的水平方向)上延伸,并且图1所示的块可以位于第一区域s1和第二区域s2中。
37.尽管没有在附图中示出,但是存储器位于其中的第三区域可以位于第二区域s2下面。在此时,位于第三区域中的存储器可以从第一区域s1和第二区域s2接收图像数据,存储或处理图像数据,并再次将图像数据发送到第一区域s1和第二区域s2。在这种情况下,存储器可以包括存储元件,例如动态随机存取存储器(dram)元件、静态随机存取存储器(sram)元件、自旋转移矩磁性随机存取存储器(stt-mram)元件以及闪存元件。当存储器包括例如dram元件时,存储器可以以相对高的速度接收图像数据并处理该图像数据。此外,在一些实施方式中,存储器也可以位于第二区域s2中。
38.第一区域s1可以包括像素阵列pa和第一外围区域ph1,第二区域s2可以包括逻辑电路区域lc和第二外围区域ph2。第一区域s1和第二区域s2可以依次堆叠并且一个位于另一个之上。
39.在第一区域s1中,像素阵列pa可以与参照图1描述的像素阵列pa相同。像素阵列pa可以包括以矩阵形式布置的多个单位像素。每个像素可以包括光电二极管和晶体管。下面将提供其更具体的描述。
40.第一外围区域ph1可以包括多个焊盘,并可以位于像素阵列pa周围。所述多个焊盘可以发送电信号到外部装置等以及从外部装置等接收电信号。
41.在第二区域s2中,逻辑电路区域lc可以包括包含多个晶体管的电子元件。逻辑电
路区域lc中包括的电子元件电连接到像素阵列pa以向像素阵列pa的每个单位像素提供恒定的信号或控制输出信号。
42.例如,参照图1描述的控制寄存器块110、时序发生器120、行驱动器130、读出电路150、斜坡信号发生器160、缓冲器170等可以位于逻辑电路区域lc中。例如,图1的块当中的除了像素阵列pa之外的块可以位于逻辑电路区域lc中。
43.尽管第二外围区域ph2也可以位于第二区域s2的与第一区域s1的第一外围区域ph1对应的区域中,但是实施方式不限于此。
44.图3是根据一些实施方式的像素阵列pa的图。图4是图3的像素阵列pa在区域rg1中的部分的放大图。
45.参照图3,像素阵列pa可以包括多个像素区域px。所述多个像素区域px可以二维地排布。例如,所述多个像素区域px可以在第一方向和第二方向上(例如沿着x轴和y轴)重复地设置。像素区域px可以以规则的间隔排布。然而,示例实施方式不限于此,例如,像素区域px也可以以其它形式排布。
46.每个像素区域px可以形成有微透镜ml。每个微透镜ml可以位于对应的像素区域px之上。也就是,当从上方观看时,微透镜ml可以位于像素阵列pa的上表面上。每个微透镜ml可以对应于对应的像素区域px,例如一一对应。
47.参照图4,像素阵列pa的在区域rg1中的部分可以包括多个像素区域px。例如,像素阵列pa在区域rg1的部分可以包括第一白色像素区域w1至第十二白色像素区域w12、第一绿色像素区域g1至第六绿色像素区域g6、第一红色像素区域r1至第四红色像素区域r4、第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2等。
48.尽管在图4中示出两个像素阵列pa,但是这只是为了说明的方便,图4中的左边和右边的像素阵列pa是同一阵列,其中左边的像素阵列pa中的每个像素区域px对应于右边的像素阵列pa中的相应像素区域px。也就是,左边的像素阵列pa显示像素区域px的类型,而右边的像素阵列pa显示像素阵列pa的形式和配置。为了便于说明,这将在以下附图中以相同的方式表述。
49.在像素阵列pa的该部分中,第一白色像素区域w1至第十二白色像素区域w12可以被第一绿色像素区域g1至第六绿色像素区域g6、第一红色像素区域r1至第四红色像素区域r4以及第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2围绕。此外,在像素阵列pa的该部分中,第一绿色像素区域g1至第六绿色像素区域g6、第一红色像素区域r1至第四红色像素区域r4以及第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2可以被第一白色像素区域w1至第十二白色像素区域w12围绕。也就是,每个像素区域px可以被限定在网格形的像素阵列pa中。
50.例如,第三白色像素区域w3可以被第一红色像素区域r1和第二红色像素区域r2以及第二绿色像素区域g2和第三绿色像素区域g3围绕。也就是,第三白色像素区域w3可以与第一红色像素区域r1和第二红色像素区域r2以及第二绿色像素区域g2和第三绿色像素区域g3共用边界。此外,例如,第三绿色像素区域g3可以被第三白色像素区域w3、第五白色像素区域w5、第六白色像素区域w6和第七白色像素区域w7围绕。也就是,第三绿色像素区域g3可以与第三白色像素区域w3、第五白色像素区域w5、第六白色像素区域w6和第七白色像素区域w7共用边界。
51.每个像素区域px可以由第一元件分隔膜222限定。第一元件分隔膜222可以以网格
(例如图4中的实心网格线)的形式设置。例如,第一元件分隔膜222可以沿着第一方向x和第二方向y以网格的形式设置。各个第一元件分隔膜222可以彼此交叉。网格形的第一元件分隔膜222可以限定像素阵列pa中的每个像素区域px,例如图4中的实心网格线的每个正方形可以完全围绕各自的微透镜ml(其对应于像素区域px)。例如,第一元件分隔膜222可以限定第一白色像素区域w1至第十二白色像素区域w12、第一绿色像素区域g1至第六绿色像素区域g6、第一红色像素区域r1至第四红色像素区域r4以及第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2。
52.每个像素区域px可以包括多个光电转换元件。例如,每个像素区域px可以包括第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2。第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2可以在每个像素区域px内在第一方向x上并排设置。然而,示例实施方式不限于此,例如,像素区域px可以仅包括一个光电转换元件或者可以包括四个光电转换元件。
53.图5和图6是像素阵列pa的沿着图4的线a-a的截面图。
54.参照图5,像素阵列pa可以包括第九白色像素区域w9、第三红色像素区域r3和第十白色像素区域w10。在像素阵列pa中,第九白色像素区域w9、第三红色像素区域r3和第十白色像素区域w10可以沿着第一方向x并排布置。也就是,第三红色像素区域r3可以设置在第九白色像素区域w9和第十白色像素区域w10之间。
55.根据一些实施方式的像素阵列pa可以包括具有彼此相对的第一表面bs和第二表面fs的半导体基板220。例如,半导体基板220可以包括硅、锗、硅锗、vi族化合物半导体、v族化合物半导体等。半导体基板220可以是p型或n型杂质注入到其中的硅基板。在下文,将描述p型杂质被注入到半导体基板220中的示例。此外,半导体基板220可以包括掺有n型杂质的浮置扩散节点区域。
56.像素区域px可以包括多个光电转换元件(pd1和pd2)、滤色器231、232和233、抗反射膜271、272和273等。
57.所述多个光电转换元件(pd1和pd2)可以位于半导体基板220中,例如在半导体基板220内部。例如,所述多个光电转换元件(pd1和pd2)可以不暴露于半导体基板220的第一表面bs和第二表面fs,例如,光电转换元件pd1和pd2可以与半导体基板220的第一表面bs和第二表面fs中的每个垂直地间隔开。光电转换元件pd1和pd2中的每个可以由pn结形成。光电转换元件pd1和pd2可以包括具有与半导体基板220的导电类型相反的导电类型的杂质。例如,光电转换元件pd1和pd2可以通过将n型杂质离子注入到半导体基板220中而形成。光电转换元件pd1和pd2可以形成为其中堆叠多个掺杂区的形式。
58.网格形的第一元件分隔膜222可以形成在半导体基板220中。第一元件分隔膜222可以形成为穿透半导体基板220(例如半导体基板220的整个厚度)。也就是,第一元件分隔膜222可以暴露于第一表面bs和第二表面fs,例如与第一表面bs和第二表面fs直接接触。然而,示例实施方式不限于此,例如,第一元件分隔膜222可以仅暴露于第一表面bs并可以不暴露于第二表面fs。
59.第二元件分隔膜224a可以形成在半导体基板220中,例如完全形成在半导体基板220内。在第九白色像素区域w9中,第二元件分隔膜224a可以设置在第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2之间。因此,第九白色像素区域w9内的第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2可以由第二元件分隔膜224a划分(例如,分隔开)。第二元件分隔膜224a
可以形成为在第三方向z上延伸。当在沿着第一方向x穿过像素区域px的截面图中观看时,如图5所示,第二元件分隔膜224a可以在第一方向x上与第一元件分隔膜222间隔开。然而,当在俯视图中观看时,第二元件分隔膜224a可以连接到第一元件分隔膜222(例如直接连接到第一元件分隔膜222),例如,第二元件分隔膜224a可以在第二方向y上沿着像素区域px的整个长度延伸以接触图4中的第一元件分隔膜222的相对的水平部分。
60.第二元件分隔膜224b可以形成在半导体基板220中,例如完全形成在半导体基板220内。在第十白色像素区域w10中,第二元件分隔膜224b可以设置在第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2之间。因此,第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2可以由第二元件分隔膜224b划分(例如分隔开)。第二元件分隔膜224b可以形成为在第三方向z上延伸。如之前关于第二元件分隔膜224a讨论的,第二元件分隔膜224b可以在像素区域px的中心在第一方向x上与第一元件分隔膜222间隔开(如在截面图中观看的),并可以在像素区域px的周边处连接到第一元件分隔膜222(如在俯视图中观看的)。
61.第二元件分隔膜224a和224b可以通过图案化在第一表面bs侧的半导体基板220以形成沟槽、然后在沟槽内埋入绝缘材料来形成。第二元件分隔膜224a和224b可以暴露于第一表面bs(例如与第一表面bs直接接触),但是可以不暴露于第二表面fs,例如,第二元件分隔膜224a和224b可以与第二表面fs间隔开。
62.第一元件分隔膜222以及第二元件分隔膜224a和224b可以包括绝缘材料(例如氧化物、氮化物)和/或多晶硅。在另一实施方式中,第一元件分隔膜222以及第二元件分隔膜224a和224b可以掺有具有与第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2的导电类型相反的导电类型的杂质。例如,第一元件分隔膜222以及第二元件分隔膜224a和224b可以通过将p型杂质离子注入到半导体基板220中而形成。第一元件分隔膜222以及第二元件分隔膜224a和224b的杂质浓度可以高于周围的半导体基板220的杂质浓度。
63.第一元件分隔膜222可以防止相邻的像素区域px之间的电荷转移,以防止相邻的像素区域px之间的电串扰。此外,第一元件分隔膜222可以使倾斜入射在像素区域px上的光折射,以防止当光穿过相邻像素区域px时可能发生的光学串扰。
64.第二元件分隔膜224a和224b可以防止在同一像素区域px内的相邻的光电转换元件pd1和pd2之间的电荷转移,以防止相邻的光电转换元件pd1和pd2之间的电串扰。第二元件分隔膜224a和224b可以使倾斜入射在光电转换元件pd1和pd2之一上的光折射,以防止当光穿过相邻的光电转换元件pd1和pd2之一时可能发生的光学串扰。
65.第二元件分隔膜224a和224b设置在第九白色像素区域w9和第十白色像素区域w10中,而在光电转换元件pd1和pd2之间的第二元件分隔膜可以不形成在第三红色像素区域r3中。也就是,仅半导体基板220的一部分可以位于第三红色像素区域r3的光电转换元件pd1和pd2之间,例如,第三红色像素区域r3中的光电转换元件pd1和pd2可以仅通过半导体基板220的一部分分隔开而没有通过第二元件分隔膜分隔开。这将随后进行描述。
66.滤色器231、232和233以及微透镜ml可以设置在半导体基板220的第一表面bs上。白色滤色器231和微透镜ml可以在第九白色像素区域w9中位于第一表面bs上。红色滤色器232和微透镜ml可以在第三红色像素区域r3中位于第一表面bs上。白色滤色器233和微透镜ml可以在第十白色像素区域w10中位于第一表面bs上。
67.滤色器231、232和233可以选择并透射不同颜色的光。例如,白色滤色器231和233
是透明的,并可以透射所有波长的光。红色滤色器232可以透射红色光。尽管没有示出,但是蓝色滤色器可以透射蓝色光,绿色滤色器可以透射绿色光。也就是,透过红色滤色器232的光的波长的长度可以大于透过其它滤色器的光的波长的长度。
68.抗反射膜271、272和273可以形成在绝缘层240上。抗反射膜271、272和273可以与第一元件分隔膜222垂直地重叠。例如,抗反射膜271可以位于第九白色像素区域w9的边缘处。例如,抗反射膜272可以位于第三红色像素区域r3的边缘处。例如,抗反射膜273可以位于第十白色像素区域w10的边缘处。例如沿着第三方向z,抗反射膜271、272和273的厚度可以小于滤色器231、232和233的厚度。可以防止在滤色器231、232和233与绝缘层240之间的界面处反射或散射的光子运动到其它感测区域。
69.抗反射膜271、272和273可以防止穿过滤色器231、232和233的入射光被反射或散射到侧表面。抗反射膜271、272和273可以包括金属,例如钨(w)、铝(al)和铜(cu)中的至少一种。
70.布线层210可以位于半导体基板220的第二表面fs上。布线层210可以包括电连接到像素区域px的多个晶体管、以及连接到晶体管的多条导线。布线层210电连接到第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2并可以接收模拟信号。
71.绝缘层240可以位于半导体基板220的第一表面bs与滤色器231、232和233之间。绝缘层240可以防止入射光被反射并高效地透射入射光,从而改善图像传感器100的性能。
72.参照图6,第二元件分隔膜224a'和224b'可以通过图案化在第二表面fs侧的半导体基板220以形成沟槽、然后在沟槽中埋入绝缘材料来形成。第二元件分隔膜224a'和224b'可以暴露于第一表面bs和第二表面fs两者。不同于第二元件分隔膜224a和224b,第二元件分隔膜224a'和224b'可以形成为穿透半导体基板220。
73.图7是用于说明图4的区域rg2的像素阵列pa1的图。像素阵列pa1可以是像素阵列pa的对应于区域rg2的部分。
74.参照图7,在像素阵列pa1中,第四绿色像素区域g4、第七白色像素区域w7、第二蓝色像素区域b2、第九白色像素区域w9、第十白色像素区域w10、第四红色像素区域r4、第十一白色像素区域w11和第六绿色像素区域g6可以设置为围绕第三红色像素区域r3。每个像素区域px可以由第一元件分隔膜222限定。
75.这里,第三红色像素区域r3可以由第一元件分隔膜222a、第一元件分隔膜222b、第一元件分隔膜222c和第一元件分隔膜222d限定。也就是,第三红色像素区域r3可以被第一元件分隔膜222a、第一元件分隔膜222b、第一元件分隔膜222c和第一元件分隔膜222d围绕。
76.第九白色像素区域w9可以与第三红色像素区域r3接触(例如与第三红色像素区域r3直接相邻),以第一元件分隔膜222a作为其间的边界。第十一白色像素区域w11可以与第三红色像素区域r3接触(例如与第三红色像素区域r3直接相邻),以第一元件分隔膜222b作为其间的边界。第十白色像素区域w10可以与第三红色像素区域r3接触(例如与第三红色像素区域r3直接相邻),以第一元件分隔膜222c作为其间的边界。第七白色像素区域w7可以与第三红色像素区域r3接触(例如与第三红色像素区域r3直接相邻),以第一元件分隔膜222d作为其间的边界。
77.第二元件分隔膜224a可以将第九白色像素区域w9分隔成两个子像素区域。第二元件分隔膜224b可以将第十白色像素区域w10分隔成两个子像素区域。第二元件分隔膜224c
可以将第十一白色像素区域w11分隔成两个子像素区域。第二元件分隔膜224d可以将第七白色像素区域w7分隔成两个子像素区域。然而,示例实施方式不限于此,例如,第二元件分隔膜224a、224b、224c和224d可以位于每个像素区域中并可以不一定将像素区域分隔成子像素区域。例如,第二元件分隔膜224a、224b、224c和224d可以是图案膜。
78.第二元件分隔膜224a、224b、224c和224d可以在第二方向y上延伸。然而,示例实施方式不限于此,例如,第二元件分隔膜224a、224b、224c和224d可以在第一方向x上延伸,并且也可以在第一方向x和第二方向y之间的对角线方向上延伸。
79.第三元件分隔膜226a可以将第四绿色像素区域g4分隔成两个子像素区域。第三元件分隔膜226b可以将第六绿色像素区域g6分隔成两个子像素区域。第三元件分隔膜226a和226b可以在第二方向y上延伸。然而,示例实施方式不限于此,例如,第三元件分隔膜226a和226b可以在第一方向x上延伸,并且也可以在第一方向x和第二方向y之间的对角线方向上延伸。
80.第四元件分隔膜228a可以将第二蓝色像素区域b2分隔成两个子像素区域。第四元件分隔膜228a可以在第二方向y上延伸。然而,示例实施方式不限于此,例如,第四元件分隔膜228a可以在第一方向x上延伸,并且也可以在第一方向x和第二方向y之间的对角线方向上延伸。
81.将每个像素区域分隔成两个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。也就是,元件分隔膜(诸如第二元件分隔膜224a、224b、224c和224d、第三元件分隔膜226a和226b、以及第四元件分隔膜228a)可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。
82.图8至图10是用于说明由于像素阵列的像素导致的串扰不平衡的图。
83.例如,参照图8,如果像素阵列pa1'在每个像素区域px中包括元件分隔膜以将每个像素区域px分隔成多个子像素区域,包括在红色像素区域r1至r4中的膜224x(图9),则入射在像素阵列pa1'上的光会到达元件分隔膜224x。例如,入射在第三红色像素区域r3上的光会到达元件分隔膜224x从而被元件分隔膜224x折射并转移到其它相邻的像素区域。也就是,光学串扰会由于元件分隔膜224x而发生。在这种情况下,当穿过滤色器231、232和233入射的光的波长的长度大时,由于元件分隔膜224x导致的光学串扰会增加。
84.参照图8,当透过第一红色像素区域r1的红色滤色器232的光被元件分隔膜224x折射时,可能发生相邻的第二白色像素区域w2的串扰。此外,当透过第一绿色像素区域g1的绿色滤色器的光被第三元件分隔膜226a折射时,可能发生相邻的第二白色像素区域w2的串扰。当透过第三绿色像素区域g3的绿色滤色器的光被第三元件分隔膜226a折射时,可能发生相邻的第六白色像素区域w6的串扰。当透过第一蓝色像素区域b1的蓝色滤色器的光被第三元件分隔膜226b折射时,可能发生相邻的第六白色像素区域w6的串扰。
85.这里,由于具有长波长的红光比具有短波长的蓝光拥有更好的折射性,所以在第一红色像素区域r1中发生的串扰可能大于在第一绿色像素区域g1、第三绿色像素区域g3和第一蓝色像素区域b1中发生的串扰。结果,在第二白色像素区域w2中发生的串扰可能大于在第六白色像素区域w6中发生的串扰。也就是,由于在对应于同一白色通道的第二白色像素区域w2和第六白色像素区域w6中发生的串扰不同,所以可能存在灵敏度的差异的问题。
86.相比之下,如图10所示,根据示例实施方式,当元件分隔膜224x不设置在第一红色
像素区域r1至第四红色像素区域r4中时,透过第一红色像素区域r1至第四红色像素区域r4的红色滤色器232的光可以入射在第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2上。也就是,与设置元件分隔膜224x的情形相比,可以减少在其它相邻的像素区域px中光学串扰的发生。
87.结果,在第二白色像素区域w2上的光学串扰和在第六白色像素区域w6上的光学串扰之间可以没有差异。也就是,在第二白色像素区域w2上的光学串扰和在第六白色像素区域w6上的光学串扰可以基本上相同。结果,可以不出现在第二白色像素区域w2和第六白色像素区域w6之间的灵敏度差异。结果,能够进一步提高从像素阵列pa1输出的图像信号is的图像质量。
88.下面将参照图11a至图11e描述根据一些其它实施方式的像素阵列pa2。图11a至图11e是根据一些实施方式的像素阵列的图。为了便于说明,将仅简要说明或省略使用图1至图10说明的内容的重复部分。
89.参照图11a,像素阵列pa2可以是像素阵列pa的对应于区域rg3的部分。在下文,对应于区域rg3的像素阵列pa2将作为示例被描述。
90.第二元件分隔膜224a至224h可以设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。第二元件分隔膜224a至224h中的每个可以分隔第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中的对应一个。第三元件分隔膜226a至226d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。第三元件分隔膜226a至226d中的每个可以分隔第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中的对应一个。
91.将每个像素区域分隔成两个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。
92.此外,将每个像素区域分隔成两个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。也就是,第四元件分隔膜228a可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。由于第四元件分隔膜228a不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
93.参照图11b,第二元件分隔膜224a至224h可以设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。第二元件分隔膜224a至224h中的每个可以分隔第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中的对应一个。
94.将每个像素区域分隔成两个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。
95.此外,将每个像素区域分隔成两个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。也就是,第四元件分隔膜228a可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。
96.此外,将每个像素区域分隔成两个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。也就是,第三元件分隔膜226a、226b、226c和226d可以不设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。由于第三元件分隔膜226a、226b、226c和226d不设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
97.参照图11c,第三元件分隔膜226a、226b、226c和226d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。
98.第二元件分隔膜224a至224h可以不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12的白色滤色器231和233可以透射所有颜色的光。也就是,由于第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12可以透射长波长的光,所以相邻像素区域px的串扰可能增加。由于第二元件分隔膜224a至224h不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
99.参照图11d,第三元件分隔膜226a、226b、226c和226d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。此外,第四元件分隔膜228a和228b可以设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。
100.第二元件分隔膜224a至224h可以不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。此外,元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。由于元件分隔膜不设置在透射长波长的光的第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12以及第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
101.参照图11e,第二元件分隔膜224a至224h可以设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。此外,第四元件分隔膜228a和228b可以设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。由于元件分隔膜不设置在透射长波长的光的第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
102.下面将参照图12a至图12f描述根据一些其它实施方式的像素阵列pa3。图12a至图12f是根据一些实施方式的像素阵列的图。为了便于说明,将仅简要说明或省略使用图1至图10说明的内容的重复部分。
103.参照图12a,第二元件分隔膜234a至234h可以设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。第二元件分隔膜234a至234h可以沿着第一方向x和第二方向y延伸。此外,第二元件分隔膜234a至234h中的每个可以将第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中的对应一个分隔成四个子像素区域。
104.第三元件分隔膜236a至236d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。第三元件分隔膜236a至236d可以沿着第一方向x和第二方向y延伸。此外,第三元件分隔膜236a至236d中的每个可以将第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中的对应一个分隔成四个子像素区域。
105.第四元件分隔膜238a和238b可以设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。第四元件分隔膜238a和238b可以沿着第一方向x和第二方向y延伸。此外,第四元件分隔膜238a和238b中的每个可以将第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中的对应一个分隔成四个子像素区域。
106.将每个像素区域分隔成多个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。由于元件分隔膜不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中,所以能够进一步提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
107.参照图12b,第二元件分隔膜234a至234h可以设置在第五白色像素区域w5至第十
二白色像素区域w12中。第三元件分隔膜236a至236d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。
108.将每个像素区域分隔成多个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。此外,第四元件分隔膜238a和238b可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。由于第四元件分隔膜238a和238b不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
109.参照图12c,第二元件分隔膜234a至234h可以设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。
110.将每个像素区域分隔成多个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。此外,第四元件分隔膜238a和238b可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。此外,第三元件分隔膜236a至236d可以不设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。由于第三元件分隔膜236a至236d不设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
111.参照图12d,第三元件分隔膜236a、236b、236c和236d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。
112.第二元件分隔膜234a至234h可以不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12的白色滤色器231和233可以透射所有颜色的光。也就是,由于第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12可以透射长波长的光,所以相邻像素区域px的串扰可能增加。由于第二元件分隔膜234a至234h不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
113.参照图12e,第三元件分隔膜236a至236d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。此外,第四元件分隔膜238a和238b可以设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。
114.第二元件分隔膜234a至234h可以不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。此外,元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。由于元件分隔膜不设置在透射长波长的光的第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12以及第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
115.参照图12f,第二元件分隔膜234a至234h可以设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。此外,第四元件分隔膜238a和238b可以设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。由于元件分隔膜不设置在透射长波长的光的第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
116.下面将参照图13a至图13d描述根据一些其它实施方式的像素阵列pa4。图13a至图13d是根据一些实施方式的像素阵列的图。为了便于说明,将仅简要说明或省略使用图1至图10说明的内容的重复部分。
117.参照图13a,第二元件分隔膜224a至224h可以设置在第五白色像素区域w5至第十
二白色像素区域w12中。第二元件分隔膜224a至224h可以沿着第二方向y延伸。第四元件分隔膜228a和228b可以设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。第四元件分隔膜228a和228b可以沿着第二方向y延伸。
118.第三元件分隔膜246a至246d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。第三元件分隔膜246a至246d可以沿着在第一方向x和第二方向y之间的方向延伸。也就是,第三元件分隔膜246a至246d可以在对角线方向上延伸。此外,第三元件分隔膜246a至246d中的每个可以将第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中的对应一个分隔成两个子像素区域。
119.将每个像素区域分隔成多个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。由于元件分隔膜不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中,所以能够进一步提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
120.参照图13b,如与图13a相比,第四元件分隔膜228a和228b可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。由于第四元件分隔膜228a和228b不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
121.参照图13c,第三元件分隔膜246a、246b、246c和246d可以设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。
122.第二元件分隔膜224a至224h可以不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12的白色滤色器231和233可以透射所有颜色的光。也就是,由于第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12可以透射长波长的光,所以相邻像素区域px的串扰可能增加。由于第二元件分隔膜224a至224h不设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中,所以能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
123.参照图13d,第二元件分隔膜244a至244h可以设置在第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中。第二元件分隔膜244a至244h中的每个可以沿着在第一方向x和第二方向y之间的方向延伸。也就是,第二元件分隔膜244a至244h可以在对角线方向上延伸。此外,第二元件分隔膜244a至244h中的每个可以将第五白色像素区域w5至第十二白色像素区域w12中的对应一个分隔成两个子像素区域。
124.将每个像素区域分隔成多个子像素区域的元件分隔膜可以不设置在第三红色像素区域r3和第四红色像素区域r4中。此外,第四元件分隔膜228a和228b可以不设置在第一蓝色像素区域b1和第二蓝色像素区域b2中。此外,第三元件分隔膜246a至246d可以不设置在第三绿色像素区域g3至第六绿色像素区域g6中。结果,能够提高图像传感器100的图像信号is的图像质量。
125.在下文,将参照图14和图15描述根据一些实施方式的像素阵列pa和像素区域px的结构和操作。
126.图14是图像传感器100的多个像素和信号线的图,例如,图14示出像素阵列pa的一部分。注意,图15是图像传感器100的两个像素的等效电路图。
127.参照图14,图像传感器100中的每个像素区域px可以包括可独立执行光电转换的多个光电转换元件(例如第一和第二光电转换元件pd1和pd2)。包括在像素阵列pa中的多条
信号线可以对于至少每行包括电源电压线vdl、多条传输信号线tgl1、tgl2和tgl3、复位信号线rgl和选择信号线sell,并对于至少每列包括输出信号线rl1和rl2。共用一个输出信号(例如输出信号线rl1和rl2之一的信号)的两个相邻的像素区域px可以连接到不同的传输信号线tgl1、tgl2和tgl3。
128.电源电压线vdl、传输信号线tgl1、tgl2和tgl3、复位信号线rgl和选择信号线sell可以大体在第一方向x上延伸。输出信号线rl1和rl2可以在第二方向y上延伸。
129.电源电压线vdl传输恒定的电源电压,并且设置在一行中的多条传输信号线tgl1、tgl2和tgl3分别独立地传输第一至第三传输信号,以将由像素区域px的光电转换元件pd1和pd2产生的电荷传输到读出元件。复位信号线rgl可以传输用于复位像素的复位信号,选择信号线sell可以传输指示行选择的选择信号。第一至第三传输信号、复位信号和选择信号可以从上述行驱动器130输出。行驱动器130可以按顺序或不按顺序地输出用于每行的第一至第三传输信号、复位信号和选择信号。
130.在一些实施方式中,第九白色像素区域w9连接到两条传输信号线tgl1和tgl2,第三红色像素区域r3可以连接到一条传输信号线tgl3。传输信号线tgl3可以是与这两条传输信号线tgl1和tgl2不同的传输信号线。布置在同一行中的像素区域px可以连接到相同的复位信号线rgl和相同的选择信号线sell。
131.参照图15,像素区域px(例如,图15中的虚线区域)中的每个可以包括第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2、以及读取第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2的光电转换信号的读出元件。读出元件可以包括连接在浮置扩散节点fd与第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2之间的第一传输晶体管tx1和第二传输晶体管tx2、连接在浮置扩散节点fd和电源电压线vdl之间的复位晶体管rx和驱动晶体管dx、以及连接在驱动晶体管dx和输出信号线rl1之间的选择晶体管sx。
132.第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2中的每个可以是具有连接到公共电压vss的阳极的光电二极管。光电二极管的阴极可以分别连接到第一传输晶体管tx1和第二传输晶体管tx2。当第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2接收光时产生的电荷可以通过第一传输晶体管tx1和第二传输晶体管tx2传输到浮置扩散节点fd。
133.第一传输晶体管tx1的栅极和第二传输晶体管tx2的栅极可以连接到传输信号线tgl1、tgl2和tgl3以接收第一至第三传输信号的施加。例如,如上所述,第九白色像素区域w9的第一传输晶体管tx1和第二传输晶体管tx2的栅极可以连接到不同的传输信号线tgl1和tgl2。此外,第三红色像素区域r3的第一传输晶体管tx1和第二传输晶体管tx2的栅极可以连接到同一传输信号线tgl3。因此,由第九白色像素区域w9的第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2中的每个产生的电荷可以通过在彼此不同的时间导通的第一传输晶体管tx1和第二传输晶体管tx2传输到浮置扩散节点fd。此外,由第三红色像素区域r3的第一光电转换元件pd1和第二光电转换元件pd2中的每个产生的电荷可以通过在彼此相同的时间导通的第一传输晶体管tx1和第二传输晶体管tx2一起传输到浮置扩散节点fd。浮置扩散节点fd可以以累积的方式存储传输的电荷,并且驱动晶体管dx可以取决于存储在浮置扩散节点fd中的电荷的量来控制。
134.复位晶体管rx的栅极可以连接到复位信号线rgl。复位晶体管rx可以由通过复位信号线rgl传输的复位信号控制以周期性地将浮置扩散节点fd复位到电源电压。
135.驱动晶体管dx可以输出响应于浮置扩散节点fd的电压而改变的电压。驱动晶体管dx可以与恒流源组合用作源极跟随器缓冲放大器。驱动晶体管dx可以产生与施加到栅极的电荷量的大小成比例的源极-漏极电流。
136.选择晶体管sx的栅极连接到选择信号线sell。根据由选择信号线sell传输的选择信号的激活而导通的选择晶体管sx可以将由驱动晶体管dx产生的电流作为像素信号输出到输出信号线rl1。选择信号可以以线为基础按顺序或不按顺序地施加,作为选择输出像素信号的行的信号。
137.在下文,将参照图16描述根据一些其它实施方式的电子装置1000。图16是根据一些实施方式的包括多相机模块的电子装置1000的框图。
138.参照图16,电子装置1000可以包括相机模块组1100、应用处理器1200、电力管理集成电路(pmic)1300和外部存储器1400。例如,电子装置1000可以包括移动通信终端,例如智能电话和平板计算机。
139.相机模块组1100可以包括第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c。在此实施方式中,尽管相机模块组1100被例示为包括三个相机模块1100a、1100b和1100c,但是本公开不限于此。在一些实施方式中,相机模块组1100可以被实现为仅包括两个相机模块或包括n个(n是等于或大于4的自然数)相机模块。
140.第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c当中的至少两个相机模块(例如1100b和1100c)可以具有彼此不同的视场。在这种情况下,第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c当中的至少两个相机模块(例如1100b和1100c)的光学透镜可以彼此不同。
141.在一些实施方式中,第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c中的每个的视角可以彼此不同。例如,第一相机模块1100a可以是远摄相机,第二相机模块1100b可以是广角相机,第三相机模块1100b可以是超广角相机。在这种情况下,多个相机模块1100a、1100b和1100c的各自的光学透镜可以彼此不同。
142.在一些实施方式中,第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c当中的一个相机模块(例如1100b)可以是包括棱镜和光路折叠元件(opfe)的折叠透镜型相机模块,其余的相机模块(例如1100a和1100c)可以是不包括棱镜和opfe的垂直型相机模块。然而,示例实施方式不限于此,相机模块可以通过其它形式和其它组合来实现。
143.在一些实施方式中,第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c当中的一个相机模块(例如1100a)可以是使用例如ir(红外线)提取深度信息的垂直型深度相机。在这种情况下,应用处理器1200可以将从这样的深度相机提供的图像数据与从另一相机模块(例如1100b或1100c)提供的图像数据合并以生成三维(3d)深度图像。这样的合并处理将在随后描述的图像处理器1210的描述中被详细描述。
144.在此实施方式中采用的第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c可以设置为彼此物理地分离。具体地,多个相机模块1100a、1100b和1100c不是划分地使用一个图像传感器的感测区域,而是独立的图像传感器可以设置在第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c的每个中。第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c的图像传感器中的一些可以具有不同于另一些的像素阵列结构。
145.例如,第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c中的一个相机模块可以包括具有包含红色(r)像素、绿色(g)像素和蓝色(b)像素的rgb像素阵列的第一图像传感器,其余的
相机模块可以包括包含rgb像素和白色(w)像素的rgbw像素阵列。例如,第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c当中的一个相机模块可以包括之前参照图1至图15描述的图像传感器100。
146.应用处理器1200可以包括图像处理器1210、存储器控制器1220和内部存储器1230。应用处理器1200可以被分开地实现为与多个相机模块1100a、1100b和1100c分开的半导体芯片。
147.图像处理器1210可以包括第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c、图像生成器1214以及相机模块控制器1216。图像处理器1210可以包括与第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c的数量对应的数量的子图像处理器,即第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c。
148.例如,从第一相机模块1100a生成的图像数据可以通过图像信号线isla提供到第一子图像处理器1212a,从第二相机模块1100b生成的图像数据可以通过图像信号线islb提供到第二子图像处理器1212b,从第三相机模块1100c生成的图像数据可以通过图像信号线islc提供到第三子图像处理器1212c。这样的图像数据传输可以例如使用基于mipi(移动产业处理器接口)的相机串行接口(csi)来进行。
149.在另一示例中,对应于多个相机模块的多个子图像处理器可以被实现为单个子图像处理器。例如,尽管第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c在图16中被示出为分开的块,但是它们可以被集成并实现为单个子图像处理器,并且从第一相机模块1100a和第三相机模块1100c提供的图像数据可以由作为选择元件的多路复用器(mux)1213选择,然后被提供到集成的子图像处理器。此时,第二子图像处理器1212b可以不被集成,并可以从第二相机模块1100b接收图像数据。
150.此外,在一些实施方式中,从第一相机模块1100a生成的图像数据可以通过图像信号线isla提供到第一子图像处理器1212a,从第二相机模块1100b生成的图像数据可以通过图像信号线islb提供到第二子图像处理器1212b,从第三相机模块1100c生成的图像数据可以通过图像信号线islc提供到第三子图像处理器1212c。此外,尽管由第二子图像处理器1212b处理的图像数据被直接提供到图像生成器1214,但是由第一子图像处理器1212a处理的图像数据和由第三子图像处理器1212c处理的图像数据中的任何一个通过多路复用器1213被选择,然后可以提供到图像生成器1214。
151.第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c中的每个可以对从第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c提供的图像数据执行图像处理,例如坏像素校正、3a调节(自动聚焦校正、自动白平衡、自动曝光)、降噪、锐化、伽马控制和重新马赛克(remosaic)。
152.在一些实施方式中,重新马赛克信号处理可以对各个相机模块1100a、1100b和1100c执行,然后提供到第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c。以这种方式,由第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c处理的图像数据可以提供到图像生成器1214。例如,第一图像信号处理器可以被包括在相机模块1100a、1100b和1100c中,并且第一图像信号处理器可以将处理过的图像数据提供到第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c。
153.图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号使用从相应的第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c提供的图像数据来生成目标图像。具体地,图像生成器
1214可以根据图像生成信息或模式信号合并从第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c生成的图像数据中的至少一些以生成输出图像。此外,图像生成器1214可以根据图像生成信息或模式信号选择从第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c生成的图像数据中的任何一个以生成目标图像。这样的模式包括多种不同的模式,并可以由用户选择或由外部环境决定。
154.所述多种不同的模式可以通过相机模块控制器1216以及图像生成器1214控制第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c。从相机模块控制器1216提供到第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c的控制信号可以包括根据所选择的模式的信息。
155.在一些实施方式中采用的模式包括多种静止图像模式和多种运动图像模式,并且根据本实施方式的电子装置1000的相机模块组1100可以取决于这样的模式当中的所选择的模式的信号以另一种方式操作。
156.在一些实施方式中,所述多种模式可以包括第一至第三静止图像模式以及第一和第二运动图像模式。所述多种模式可以通过作为广角相机的第二相机模块1100b的经由控制信号的操作(特别是输出)来描述。与第一相机模块1100a和第三相机模块1100c的图像传感器不同,第二相机模块1100b可以包括具有rgbw像素阵列的图像传感器。
157.另一方面,图像生成信息可以包括例如变焦信号(或变焦因子)。变焦信号可以是例如从用户选择的信号。
158.如果图像生成信息是变焦信号(或变焦因子)并且第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c具有不同的视场(或视角),则图像生成器1214可以取决于变焦信号的类型而执行彼此不同的操作。例如,当变焦信号是第一信号时,输出图像可以使用从第一子图像处理器1212a输出的图像数据和从第三子图像处理器1212c输出的图像数据当中的从第一子图像处理器1212a输出的图像数据、以及从第二子图像处理器1212b输出的图像数据来生成。
159.当变焦信号是不同于第一信号的第二信号时,图像生成器1214可以使用从第一子图像处理器1212a输出的图像数据和从第三子图像处理器1212c输出的图像数据当中的从第三子图像处理器1212c输出的图像数据、以及从第二子图像处理器1212b输出的图像数据来生成输出图像。
160.当变焦信号是另外的第三信号时,图像生成器1214可以选择从相应的第一至第三子图像处理器1212a、1212b和1212c输出的图像数据中的任何一个来生成输出图像,而不合并图像数据。除了上述生成过程之外,根据另一变焦信号在另一生成过程中处理图像数据的方法可以被各种各样地修改和实现。
161.根据模式选择的相机控制信号可以由相机模块控制器1216提供到相机模块1100a、1100b和1100c中的每个。从相机模块控制器1216生成的控制信号可以通过彼此分开的控制信号线csla、cslb和cslc提供到对应的第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c。
162.另一方面,第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c中的任何一个根据包括变焦信号和模式的图像生成信息被指定为主相机(例如1100b),其余相机模块(例如1100a和1100c)可以被指定为从相机。这样的信息被包括在控制信号中,并可以通过彼此分开的控制信号线csla、cslb和cslc提供到对应的第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c。
163.pmic 1300可以向第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c中的每个供应电力,
例如电源电压。例如,在应用处理器1200的控制下,pmic 1300可以通过电力信号线psla向第一相机模块1100a供应第一电力,通过电力信号线pslb向第二相机模块1100b供应第二电力,通过电力信号线pslc向第三相机模块1100c供应第三电力。
164.pmic 1300可以响应于来自应用处理器1200的电力控制信号pcon来产生与第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c中的每个相对应的电力并调节电力水平。电力控制信号pcon可以包括用于多个相机模块1100a、1100b和1100c的每个操作模式的电力调节信号。例如,操作模式可以包括低电力模式,此时,电力控制信号pcon可以包括关于在低电力模式和设定的电力水平下操作的相机模块的信息。提供给第一至第三相机模块1100a、1100b和1100c中的每个的电力的水平可以彼此相同或彼此不同。此外,可以动态地改变电力的水平。
165.作为总结和回顾,本公开的方面提供了防止像素之间的串扰以提高图像质量的图像传感器以及包括该图像传感器的图像感测系统。也就是,根据示例实施方式,(例如rgbw)图像传感器可以在同一红色像素内的光电二极管之间不包括元件分隔膜或分隔沟槽,从而减少图像传感器的串扰。
166.这里已经公开了示例实施方式,并且尽管采用了特定术语,但是它们仅以一般性和描述性的含义来使用和解释,而不是为了限制的目的。在一些情况下,如在提交本技术时对于本领域普通技术人员将是明显的,结合特定实施方式描述的特征、特性和/或元件可以单独地使用,或者与结合其它实施方式描述的特征、特性和/或元件组合地使用,除非另外地特别指明。因此,本领域技术人员将理解,在不脱离如所附权利要求中阐明的本发明的精神和范围的情况下,可以进行形式和细节上的各种改变。
167.于2020年11月26日在韩国知识产权局提交且名称为“图像传感器和图像感测系统”的韩国专利申请第10-2020-0160706号通过引用整体地结合于此。
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