[发明专利]图像传感器

说明书

技术领域

示例实施方式涉及一种图像传感器，更具体地，涉及具有多个光电转换器的CMOS图像传感器。

背景技术

自动聚焦(AF)技术已经被广泛用于近来的图像传感器中。具体地，相位差自动聚焦(PAF)技术已经被集中地用于图像传感器中用于实现高聚焦速度。根据PAF技术，穿过成像装置诸如照相机的成像透镜的光被分成分光束(split beam)，并且分光束在不同的焦点检测像素(focus detection pixel)处被分别地检测为对应于相应焦点检测像素的焦点检测信号。然后，聚焦透镜以这样的方式被自动控制，使得焦点检测信号在相同的光学相位处具有相同的强度，以自动地确定图像传感器的焦距。

通常，自动聚焦通过采用自动聚焦(AF)传感器或多个焦点检测像素来进行。AF传感器被提供给包括图像传感器的成像装置并与图像传感器相比具有较小的尺寸。相反，焦点检测像素与图像检测像素一起被提供给图像传感器。也就是，图像传感器包括其中布置图像检测像素的图像检测模块和其中布置焦点检测像素的AF模块，使得焦点检测和图像检测在单个图像传感器中进行。

近来，图像传感器的每个像素包括一对光电转换器，无论是AF模块还是图像检测模块，这通常称为双像素图像传感器。因此，PAF在双像素图像传感器中的每个像素处进行，这显著提高了自动聚焦的速度和精度。具体地，由于图像传感器的每个单元像素形成为具有一对光电转换器的双像素而没有任何额外的AF模块，所以图像传感器的焦点或焦距可以被精确且自动地检测而没有任何图像质量的变差。

在双像素图像传感器的操作中，从每个单元像素产生一对图像信号，并且每个图像信号的强度根据其自身在图像信号图中的相位而单独地变化。当图像信号的每个信号线彼此交叉并且单元像素的图像信号在图像信号图中具有相同的强度时，信号线彼此交叉的交叉点的恰好的相位(very phase)被选择作为单元像素的焦点相位。然后，聚焦透镜可以以这样的方式控制，使得光束在图像传感器的每个单元像素的每个焦点相位入射到其上。

然而，由于光束的穿透深度根据其波长而变化并且图像信号的相位可以由于穿透深度而变化，所以每个基色光的焦点相位在双像素图像传感器中也是不同的，这通常使双像素图像传感器的AF精度和图像质量变差。

发明内容

这里描述的主题的示范性实施方式提供一种图像传感器，该图像传感器在其中布置至少一对光电转换器的每个单元像素上具有分光器(optical splitter)使得相同的光量被供应到每个光电转换器。

根据示范性实施方式，提供一种图像传感器，该图像传感器包括：多个单元像素，在基板上由像素隔离层限定；多个光电转换器，在每个单元像素中；以及多个光分路器(optical divider)，在基板的后表面上且在每个单元像素处。该多个光电转换器可以在单元像素中通过至少一个转换器分隔物分隔，并可以响应于入射到单元像素上的入射点的光产生光电子，并且光分路器可以与入射点重叠并可以将入射光分成多个分光，使得每个光电转换器可以接收相同的光量。

根据示范性实施方式，提供另一种图像传感器，该另一种图像传感器包括响应于入射光产生多个图像信号的像素阵列以及电连接到像素阵列并处理图像信号的图像信号处理器。像素阵列可以包括在基板上由像素隔离层限定的多个单元像素、在每个单元像素中的多个光电转换器、以及在基板的后表面上且在每个单元像素处的多个光分路器。该多个光电转换器可以在单元像素中通过至少一个转换器分隔物分隔，并可以响应于入射在单元像素的入射点上的光产生光电子，并且光分路器可以与入射点重叠并可以将入射光分成多个分光，使得每个光电转换器可以接收相同的光量。

根据示范性实施方式，具有比周围小的折射率的光分路器可以布置在光电转换器之间的边界区域上，并可以在图像传感器的每个单元像素处与入射点重叠。因此，光电转换器可以具有基本上相同量的光，并且从每个光电转换器产生的图像信号可以具有基本上相同的强度。结果，从每个光电转换器产生的图像信号的交叉点可以具有类似的相位，而与倾斜光束的波长无关，使得从红色、蓝色和绿色像素产生的图像信号的每个交叉点的相位差是基本上可忽略的，而与倾斜光束的波长无关，从而提高图像传感器的相位差自动聚焦(PAF)的精度和图像质量。

附图说明

通过参照附图详细描述其示范性实施方式，本发明构思的这些和其它的特征将变得更加明显，附图中：

图1是示出根据示例实施方式的图像传感器的结构图；

图2是图1所示的图像传感器的像素阵列的布局；