[发明专利]单片集成的三原色像素阵列和Z像素阵列

说明书

描述一种装置，包括集成在同一半导体芯片上的第一像素阵列和第二像素阵列。第一像素阵列包含可见光像素并且不包含Z像素。第二像素阵列包含Z像素并且不包含可见光像素。第一像素阵列和第二像素阵列在所述同一半导体芯片上不重叠。

技术领域

本发明的领域一般地涉及电子领域，并且尤其涉及单片集成的RGB像素阵列和Z像素阵列。

背景技术

许多现有的计算系统包括一个或多个传统的图像捕获照相机作为集成的外围设备。当前的趋势是通过将深度捕获集成到计算系统的成像组件中来增强计算系统成像能力。深度捕获可以用来，例如，执行诸如面部识别(例如，用于安全系统解锁)或者手势识别(例如，用于非接触式用户界面功能)这样的各种智能对象识别功能。

称作“飞行时间”成像的一种深度信息捕获方法将来自系统的光发射到对象上，并且关于图像传感器的多个像素的每个，测量光的发射与它的反射图像在传感器上的接收之间的时间。由飞行时间像素产生的图像对应于对象的三维轮廓，如由在不同(x，y)像素位置的每个的唯一深度测量(z)所表征的。

因为具有成像能力的许多计算系统本质上是移动的(例如，膝上型计算机、平板计算机、智能电话等)，飞行时间操作与传统图像捕获的集成提出许多设计挑战，诸如成本挑战和封装挑战。

发明内容

描述一种装置，包括集成在同一半导体芯片上的第一像素阵列和第二像素阵列。第一像素阵列包含可见光像素并且不包含Z像素。第二像素阵列包含Z像素并且不包含可见光像素。第一像素阵列和第二像素阵列在所述同一半导体芯片上不重叠。

描述一种装置，包括用于在半导体芯片的表面面积的第一区域内基本上仅接收可见光的部件。装置也包括用于在半导体芯片的表面面积的第二区域内基本上仅接收红外光的部件，其中，第一区域和第二区域不混合。装置也包括用于在第一区域内在半导体芯片的第一多层结构内将可见光像素化成多个色彩的部件。装置也包括用于在第二区域内在半导体芯片的第二多层结构内对红外光进行像素化的部件。装置也包括用于在第一区域内使用半导体芯片的基底生成表示经像素化的可见光的第一电子信号的部件。装置也包括用于在第二区域内使用半导体芯片的基底生成表示经像素化的红外光的第二电子信号的部件。

附图说明

下面的描述和附图用来例示本发明的实施例。在附图中：

图1a和1b示出单片RGBZ像素阵列的不同透视图；

图2示出包括单片RGBZ像素阵列的照相机；

图3a至3c示出不同的RGBZ像素阵列实施例；

图4a至4d示出制造单片RGBZ像素阵列的方法；

图5示出由单片RGBZ像素阵列执行的方法；

图6示出包括单片RGBZ像素阵列的照相机系统；

图7示出包括具有单片RGBZ像素阵列的照相机的计算系统。

具体实施方式

“RGBZ”图像传感器是从同一照相机封装内实现传统图像捕获和飞行时间深度轮廓分析(profiling)的具有吸引力的解决方案。RGBZ图像传感器是包括不同种类的像素的图像传感器，一些像素对可见光敏感(例如，RGB像素)并且其他像素用来测量深度信息(飞行时间或者“Z”像素)。

在常见的实现方式中，飞行时间像素被设计为对IR光敏感，因为，如上所述，IR光用于飞行时间测量，使得飞行时间测量与RGB像素的传统成像功能不相互干扰。飞行时间像素另外地具有特殊的相关联的计时和/或定时电路系统以测量在像素处接收到光的时间。然而，因为飞行时间像素对IR光敏感，它们也可以被料想到仅作为IR像素使用(例如，在第二模式中)，而不是作为飞行时间像素(亦即，捕获IR信息，但是不进行飞行时间测量)。