[实用新型]具有全局快门相位检测像素的成像系统

说明书

背景技术

本发明整体涉及成像系统，并且更具体地讲涉及具有相位检测能力的成像系统。

现代电子设备(诸如移动电话、相机和计算机)通常使用数字图像传感器。成像传感器(有时称为成像器)可由二维图像感测像素阵列形成。每个像素接收入射光子(光)并将这些光子转换成电信号。有时，图像传感器被设计为使用联合图像专家组(JPEG)格式将图像提供给电子设备。

诸如自动聚焦和三维(3D)成像之类的一些应用可能需要电子设备来提供立体和/或深度感测能力。例如，为了将所关注的物体带入焦点中以便捕获图像，电子设备可能需要识别电子设备和所关注的物体之间的距离。为了识别距离，常规电子设备使用复杂的布置。一些布置需要使用多个图像传感器以及从各种视点捕获图像的照相机透镜。其他布置需要添加透镜阵列，该透镜阵列将入射光聚焦在二维像素阵列的子区域上。由于添加了诸如附加图像传感器或复杂透镜阵列之类的部件，这些布置导致降低的空间分辨率、增加的成本和增加的复杂性。

因此，希望能够提供具有深度感测能力的改进的成像系统。

附图说明

图1是具有图像传感器的示例性电子设备的示意图，该图像传感器可包括根据本发明实施方案的相位检测像素。

图2A是根据本发明实施方案的具有光敏区的示例性相位检测像素的横截面侧视图，该光敏区具有不同和不对称的角度响应。

图2B和图2C是根据本发明实施方案的图2A的相位检测像素的剖视图。

图3是根据本发明实施方案的将入射光以不同的入射角照射深度感测像素时，深度感测像素的光敏区的示例性信号输出的图。

图4是根据本发明实施方案的具有用于全局快门存储区的屏蔽层的示例性图像传感器的横截面侧视图。

图5是根据本发明实施方案的具有用于全局快门存储区的背面沟槽隔离屏蔽层的示例性图像传感器的横截面侧视图。

图6是根据本发明实施方案的具有屏蔽层的示例性图像传感器的横截面侧视图，该屏蔽层具有吸收涂层。

图7是根据本发明实施方案的具有屏蔽层和嵌入屏蔽层中的吸收层的示例性图像传感器的横截面侧视图。

图8是根据本发明实施方案的具有屏蔽层和电荷存储区的示例性图像传感器的俯视图。

图9是根据本发明实施方案的具有屏蔽层和电荷存储区的示例性图像传感器的俯视图。

图10是根据本发明实施方案的示例性图像传感器的俯视图，该图像传感器具有由单个微透镜覆盖的2×2个像素栅格以及屏蔽层和电荷存储区。

图11是根据本发明实施方案的示例性图像传感器的俯视图，该图像传感器具有椭圆形微透镜以及屏蔽层和电荷存储区。

具体实施方式

本发明的实施方案涉及具有深度感测能力的图像传感器。图1中示出了具有数字相机模块的电子设备。电子设备10可以是数字照相机、计算机、移动电话、医疗设备或其他电子设备。相机模块12(有时称为成像设备)可包括图像传感器14和一个或多个透镜28。在操作期间，透镜28(有时称为光学器件28)将光聚焦到图像传感器14上。图像传感器14包括将光转换成数字数据的光敏元件(如，像素)。图像传感器可具有任何数量(如，数百、数千、数百万或更多)的像素。典型的图像传感器可(例如)具有数百万的像素(如，百万像素)。例如，图像传感器14可包括偏置电路(如，源极跟随器负载电路)、采样保持电路、相关双采样(CDS)电路、放大器电路、模拟-数字(ADC)转换器电路、数据输出电路、存储器(如，缓冲电路)、寻址电路等。

可将来自图像传感器14的静态图像数据和视频图像数据经由路径26提供给图像处理和数据格式化电路16。图像处理和数据格式化电路16可用于执行图像处理功能，诸如自动聚焦功能、深度感测、数据格式化、调节白平衡和曝光、实现视频图像稳定、脸部检测等。例如，在自动聚焦操作期间，图像处理和数据格式化电路16可处理由图像传感器14中的相位检测像素收集的数据，以确定将所关注的物体带入焦点中所需的透镜移动(例如，透镜28的移动)的大小和方向。