[发明专利]叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法

说明书

本申请实施例提供了一种叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法，该叠层互补金属氧化物半导体图像传感器包括：交替排布的两种叠层像素单元，两种叠层像素单元包括三种尺寸的光电二极管PD柱，其中，两种叠层像素单元中的每一种叠层像素单元分别排布两层PD柱，两层光电二极管PD柱包括两种尺寸的PD柱、且两层PD柱中每一层PD柱尺寸相同，两种叠层像素单元利用三种尺寸的PD柱分别吸收RGB三色光，并将RGB三色光对应的光信号转换成RGB三色光对应的电信号；与两种叠层像素单元的输出端连接的CMOS像素读出电路，每一层PD柱与一个CMOS像素读出电路连接，CMOS像素读出电路用于放大电信号，并读出电信号。

技术领域

本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法。

背景技术

互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)图像传感器(互补金属氧化物半导体图像传感器，CMOS Image Sensor)具有集成度高、功耗小、速度快和成本低等特点，在高分辨率像素产品方面应用广泛。通常CMOS图像传感器在同一像素上只可记录RGB三种颜色中的一种，使得生成图像色彩细节较少、产生不必要的纹状效应。为了增加色彩细节，并且避免不必要的纹状效应，采用三层感光元件分别记录RGB的其中一个颜色通道，其主要的工作原理为，利用不同波长的光在硅中的吸收长度的差异来测量不同深度获得的信号，最终在一个像素实现了R、G、B三种颜色的检测。

然而，现有的三层感光元件由于其每层感光元件的厚度较大，导致像素尺寸大和互补金属氧化物半导体图像传感器功耗大的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法，能够减小像素尺寸，降低互补金属氧化物半导体图像传感器的功耗。

本申请的技术方案是这样实现的：

本申请实施例提供一种叠层互补金属氧化物半导体图像传感器，所述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器包括：

交替排布的两种叠层像素单元，所述两种叠层像素单元包括三种尺寸的光电二极管PD柱，其中，所述两种叠层像素单元中的每一种叠层像素单元分别排布两层PD柱，所述两层光电二极管PD柱包括两种尺寸的PD柱、且所述两层PD柱中每一层PD柱尺寸相同，所述两种叠层像素单元利用所述三种尺寸的PD柱分别吸收RGB三色光，并将所述RGB三色光对应的光信号转换成RGB三色光对应的电信号；

与所述两种叠层像素单元的输出端连接的CMOS像素读出电路，所述每一层PD柱与一个CMOS像素读出电路连接，所述CMOS像素读出电路用于放大所述电信号，并读出所述电信号。

在上述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器中，所述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器还包括：与所述每一种叠层像素单元的输入端连接的滤色片；

所述滤色片，用于基于所述滤色片的颜色信息对光源的成像光信号进行过滤，得到RGB组合光；

所述每一种叠层像素单元，具体用于利用所述两种尺寸的PD柱，从所述RGB组合光中依次吸收两种RGB单色光。

在上述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器中，所述颜色信息由所述每一种叠层像素单元吸收的所述两种RGB单色光决定。

在上述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器中，所述两层PD柱中的每一层PD柱与所述一个CMOS像素读出电路通过转移门连接电路连接。

在上述叠层互补金属氧化物半导体图像传感器中，所述两层PD柱中距离光源最近的第一PD柱层包括一组PD柱；