[发明专利]具有偏振检测像素阵列的堆叠式图像传感器

说明书

一种传感器(233)包括第一图像像素阵列(201)和第二图像像素阵列(251)，该第一图像像素阵列包括多个第一图像像素(P1、P2、P3Pn、370)，该第二图像像素阵列包括多个第二图像像素(380)。在该多个第一图像像素(P1、P2、P3Pn、370)和该多个第二图像像素(380)之间设置有偏振层(355)。入射到该多个第二图像像素(380)上的场景光(339)传播穿过该多个第一图像像素(P1、P2、P3Pn、370)和偏振层(355)，而到达该多个第二图像像素(380)。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年5月15日提交的、美国临时申请号为63/025,370的优先权，该申请通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及光学和图像传感器。

背景技术

在消费类电子产品中，摄像头随处可见。例如，智能手机、平板电脑、运动型摄像机、笔记本电脑、甚至监控器均可以包含摄像头。通常，包含在消费类电子产品中的摄像头包括配备有互补金属氧化物半导体(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)图像传感器的镜头组件，以采集彩色图像。在特定的情境中，除彩色图像之外，还对其他数据进行采集可能是有利的。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种堆叠式传感器，该堆叠式传感器包括第一图像像素阵列和第二图像像素阵列；该第一图像像素阵列包括多个第一图像像素，该第二图像像素阵列包括多个第二图像像素和偏振层，其中：该偏振层设置在该多个第一图像像素和该多个第二图像像素之间，并且入射到该多个第二图像像素上的场景光传播穿过该多个第一图像像素和偏振层，而到达该多个第二图像像素。

该多个第一图像像素的硅衬底可以仅允许场景光的红外部分传播穿过该多个第一图像像素到达该多个第二图像像素。

第一图像像素阵列可以被配置为采集入射的场景光的红-绿-蓝(red-green-blue，RGB)图像。第二图像像素阵列可以被配置为采集偏振图像，该偏振图像包括传播穿过该多个第一图像像素的入射的场景光的多个偏振方向。

第一图像像素阵列可以被配置为采集入射的场景光的近红外图像。第二图像像素阵列可以被配置为采集偏振图像，该偏振图像包括入射的场景光的多个偏振方向。

偏振层可以包括多个偏振滤光器。该多个中的各偏振滤光器可以被配置为允许场景光的不同偏振方向通过。

第一图像像素阵列可以被结合到第二图像像素阵列。

第一图像像素阵列可以为背照式(back-side illuminated，BSI)图像像素阵列。第二图像像素阵列可以是前照式(front-side illuminated，FSI)偏振敏感硅芯片。

偏振层可以至少部分地由BSI图像像素阵列的金属互连层形成。

偏振层可以包括多个偏振滤光器。该多个偏振滤光器中的各偏振滤光器的偏振轴可以具有不同方向。

偏振滤光器可以包括线栅线偏振器。

偏振滤光器可以包括聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)线偏振器。

根据本公开的第二方面，提供了一种摄像系统，该摄像系统包括第一图像像素阵列、第二图像像素阵列和处理逻辑；该第一图像像素阵列包括多个第一图像像素，该第二图像像素阵列包括多个第二图像像素和偏振层，该处理逻辑被配置为接收来自第一图像像素阵列的第一图像，且被配置为接收来自第二图像像素阵列的第二图像，其中：该第二图像由入射到第二图像像素阵列的该多个第二图像像素上的红外场景光生成，并且入射到该多个第二图像像素上的红外场景光传播穿过了该多个第一图像像素和偏振层。