[发明专利]图像传感器和电子设备

说明书

本申请实施例涉及图像传感器和电子设备。该图像传感器包括：多个像素单元组，至少一个所述像素单元组包括：颜色滤镜阵列，所述颜色滤镜阵列包括M个第一类型滤镜、N个第二类型滤镜和挡光区域，其中，所述挡光区域包括N个挡光子区域，每个所述挡光子区域与所述N个第二类型滤镜相邻；像素单元阵列，位于所述颜色滤镜阵列下方，所述像素单元阵列包括M个第一像素和N个第二像素，所述M个第一像素分别与M个所述第一类型滤镜一一对应，所述N个第二像素分别与所述N个第二类型滤镜和所述N个挡光子区域一一对应，所述第二像素的面积大于所述第一像素的面积，其中，M和N为大于0的整数。本申请实施例的图像传感器和电子设备，增大了图像传感器动态范围。

技术领域

本申请实施例涉及图像领域，并且更具体地，涉及一种图像传感器和电子设备。

背景技术

固态图像传感器是一种将光学图像信号转换成数字信号的固态集成元件，该固态图像传感器包括有电荷耦合装置(Charge-coupled Device，CCD)与互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)两种，广泛应用于消费电子、安防监控、汽车电子以及工业制造等领域。

固态图像传感器的成像原理是基于半导体材料的光电转换效应。在半导体衬底上设置有多个像素组成的像素阵列，每一个像素内含有光电转换元件和读出电路。当光投射到像素阵列时，各个光电转换元件产生相应数量的光生电荷，经读出电路读出后到达模数转换电路(Analog-to-Digital Converter，ADC)转变为数字信号，数字信号再经过图像信号处理器(Image Signal Processing，ISP)处理后，最终输出图像。

然而，随着CMOS图像传感器的像素单元的尺寸的减小，导致像素单元的可探测光的动态范围降低，这会严重降低图像的质量。

发明内容

本申请提供了一种图像传感器和电子设备，旨在解决像素单元的可探测光的动态范围较低的问题。

第一方面，提供了一种图像传感器，该图像传感器包括多个像素单元组，至少一个所述像素单元组包括：颜色滤镜阵列，所述颜色滤镜阵列包括M个第一类型滤镜、N个第二类型滤镜和挡光区域，其中，所述挡光区域包括N个挡光子区域，每个所述挡光子区域与所述N个第二类型滤镜相邻；像素单元阵列，位于所述颜色滤镜阵列下方，所述像素单元阵列包括M个第一像素和N个第二像素，所述M个第一像素分别与所述M个第一类型滤镜一一对应，所述N个第二像素分别与所述N个第二类型滤镜和所述N个挡光子区域一一对应，所述第二像素的面积大于所述第一像素的面积，其中，M和N为大于0的整数。

因此，本申请实施例的图像传感器，通过对颜色滤镜阵列和像素单元阵列排布方式的设计，在像素阵列中设置第一像素和第二像素，第二像素的面积大于第一像素的面积，第二像素分别与第二类型滤镜和N个挡光子区域一一对应，即第二像素多于第一像素的那部分面积上方设置挡光区域，不仅在暗光条件下提升了感光灵敏度，同时在保持第二像素感光面积不变的前提下增加了第二像素的满阱容量，使得第二像素在亮光下较难达到饱和，从而增大了图像传感器的动态范围。

结合第一方面，在第一方面的一种实现方式中，所述第一类型滤镜、所述第二类型滤镜和所述挡光区域的形状和面积均相等。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第一类型滤镜和所述第二类型滤镜相邻排布，且所述第一类型滤镜与所述挡光区域不相邻排布。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述挡光区域为N边形。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第二像素的面积为第一像素的面积的(1+1/N)倍。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，第二类型滤镜的波段范围大于所述第一类型滤镜的波段范围。