CN109348195A - 图像传感器及其制造方法、成像方法以及成像设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及图像传感器及其制造方法、成像方法以及成像设备。该图像传感器包括：多个像素单元，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素，其中，第二子像素包括布置在光敏元件上方的偏振元件，该偏振元件具有偏振轴，并且该偏振元件使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。

Description

图像传感器及其制造方法、成像方法以及成像设备

技术领域

本公开涉及半导体领域，具体来说，涉及图像传感器及其制造方法、成像方法以及成像设备。

背景技术

图像传感器可用于感测辐射，例如，光辐射，包括但不限于可见光、红外线、紫外线等。半导体图像传感器由于性能好、功耗低、集成度高等优点得到广泛应用，如摄像机、手机、无人机等领域。

对于图像传感器，动态范围是一个重要的参数，其表示传感器所能检测的光强度的最高值和最低值之间的范围。目前存在对于图像传感器的动态范围进一步优化的需求。

发明内容

本公开的一个目的是提供图像传感器及其制造方法、成像方法以及成像设备。

根据本公开的第一方面，提供了一种图像传感器，包括：多个像素单元，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素，其中，第二子像素包括布置在光敏元件上方的偏振元件，该偏振元件具有偏振轴，并且该偏振元件使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。

根据本公开的第二方面，提供了一种上述图像传感器的成像方法，包括：从第一子像素接收第一信号和从第二子像素接收第二信号，并且

当第一信号的值超过预设阈值时，根据第二信号的值补偿第一信号的值。

根据本公开的第三方面，提供了一种成像设备，包括如上所述的图像传感器；存储器，存储一个或多个指令；处理器，执行存储在存储器中的所述一个或多个指令以：从第一子像素接收第一信号和从第二子像素接收第二信号，并且当第一信号的值超过预设阈值时，根据第二信号的值补偿第一信号的值。

根据本公开的第四方面，提供了一种图像传感器的制造方法，该图像传感器包括多个像素单元，该方法包括：提供包括多个光敏元件的光敏元件层，每个光敏元件对应于一个子像素，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素；在第二子像素中提供偏振元件，该偏振元件布置在光敏元件上方并且具有偏振轴，以使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是根据本公开的实施例的图像传感器的截面图。

图2A到图2C是根据本公开的实施例的图像传感器的像素阵列的示图。

图3是根据本公开的实施例的图像传感器的截面图。

图4是根据本公开的实施例的成像设备的示意图

图5是根据本公开的实施例的由处理器执行的图像处理方法的流程图。

图6是根据本公开的实施例的图像传感器的制作方法的流程图。

图7A到图7D是示意性地示出了图像传感器的制作方法过程中的截面图。

图8A到图8E是示意性地示出了图像传感器的制作方法过程中的截面图。

注意，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

图1是根据本公开的实施例的图像传感器1的截面图。如图1所示，图像传感器1包括衬底101、位于衬底101上的金属连线层102、位于金属连线层102上的光敏元件层103、位于光敏元件层103上的偏振元件层104和位于光敏元件层103上的滤色器层105。光敏元件层103中具有多个光敏元件106，用于捕获入射到其上的光并将其转换为电信号。每个光敏元件106对应于图像传感器1的一个子像素。在图像传感器1中具有信号处理电路，用于对来自光敏元件106的信号进行处理并且包括晶体管、模-数转换电路、信号放大电路等。信号处理电路可以位于图像传感器1的衬底101中、与光敏元件层103位于同一层中并在光敏元件的外围，或者位于图像传感器1的其他层中。金属连线层102提供电路连接，用于将光敏元件层103中的光敏元件106电连接到信号处理电路和传输到图像传感器1的外部。例如，金属连线层102通过导电接触件(例如金属接触件)连接到衬底101和光敏元件层103。根据需要，金属连线层102可以包括多个金属层和电介质层，以及将各层金属层相互连接的导电接触件(例如金属接触件)。金属连线层102中的每个金属层可以被图案化以形成期望的导电电迹。

滤色器层105中形成有各种颜色的滤色器，用来形成各种颜色的子像素。在本公开的一个实施例中，如图所示，滤色器层105包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)三种颜色的滤色器，从而分别形成红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。本领域技术人员也可以想到各种其他的滤色器的颜色，例如，RGBG(红色、绿色、蓝色和绿色)、RGBE(红色、绿色、蓝色、翠绿色)、RGBW(红色、绿色、蓝色和白色)、CMY(青色、洋红色、黄色)、CYGM(青色、黄色、绿色、洋红色)和CMYW(青色、洋红、黄色、白色)等。第二子像素可以是各种颜色的子像素中的一个或多个并具有相应的滤色器。在图1的视图中，以第二子像素作为RGBG子像素矩阵中的绿色子像素中的一个为例进行说明。另外，本领域技术人员也可以明白，第二子像素也可以不具有滤色器从而作为与具有滤色器的其他子像素配合工作的单独的子像素或者作为白色子像素来工作。

如图1所示，偏振元件层104中具有布置在光敏元件106上方的偏振元件107。偏振元件107具有偏振轴，并且使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件106上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。另外，偏振元件层104在区域108中不具有偏振元件，即，入射光中的任何偏振成分都可以穿过该区域108而不受到阻挡。不具有偏振元件107的子像素为第一子像素109，而具有偏振元件107的子像素为第二子像素110。一个或多个第一子像素109和一个或多个第二子像素110共同构成一个像素单元111，图像传感器1包括多个像素单元111。

对于传统的图像传感器来说，当照射到图像传感器上的入射光的强度过高时，进入图像传感器的光敏元件的光子数量过多，使得光敏元件达到饱和，产生的信号达到最大值而不能继续增加。此时，达到了图像传感器的动态范围的最高值。

在根据本公开的实施例的图像传感器中，由于第二子像素110中的偏振元件107的存在，入射光中的一部分偏振光会被偏振元件107阻挡而不能进入第二子像素110的光敏元件中。因此，第一子像素109的光敏元件106所接收到的光的强度大于第二子像素110的光敏元件106所接收到的光的强度。因此，在强光照条件下，即使第一子像素109的光敏元件106由于接收到大量光子而达到饱和，此时第二子像素110的光敏元件106可能并未达到饱和并且可以正常工作，因此能够对强度更大的光进行成像。所以，可以提高图像传感器的动态范围的最高值，从而增加动态范围。

此外，在图1中示出了偏振元件层104在滤色器层105下方，然而，本领域技术人员可以理解，偏振元件层104也可以布置在图像传感器中的其他位置。例如，偏振元件层104也可以位于滤色器层105上方或者微透镜层上方等。

根据本公开的实施例的偏振元件可以包括碘元素偏振元件、金属线栅偏振元件和/或二向色性色素偏振元件。

碘元素偏振元件通常是通过将聚乙烯醇的薄膜浸渍在碘和碘化钾溶液中染色并拉伸定向来获得的。碘元素偏振元件具有偏振性能优良、成本较低、制作简单等特点，但是也存在耐热性差、厚度大等特点。碘元素偏振元件对于本领域技术人员是比较熟悉的，在此不再对其进行具体说明。

金属线偏振元件包括金属线光栅，能够遮挡具有与光栅方向平行的电场分量的偏振光并允许具有垂直方向的电场分量的偏振光通过。金属线偏振元件具有稳定性好、厚度小、各子像素之间串扰小等特点。此外，金属线偏振元件的线的间距需要与光的波长接近或者更小，因此通常需要通过干涉光刻、全息光刻和电子束曝光等方式来制造金属线偏振元件。因此，金属线偏振元件需要精密的加工工艺并且可能会带来金属污染。金属线偏振元件对于本领域技术人员是比较熟悉的，在此不再对其进行具体说明。

二向色性色素偏振元件也可以通过与碘元素偏振元件类似的方式来获得，例如，可以通过将聚乙烯醇的薄膜浸渍在二向色性色素溶液中染色并拉伸定向来制造二向色性色素偏振元件。此外，也可以在不拉伸的情况下使用机械、物理和化学等其他方式来使得二向色性色素定向排列，从而制造二向色性色素偏振元件。例如，可以通过机械摩擦、偏振光控取向、光化学交联和分子自组装技术等来使得二向色性色素定向排列，从而制造二向色性色素偏振元件。其中，偏振光控取向技术使用具有一个偏振方向的激活线偏振光(例如，紫外光)照射二向色性色素分子层，使得二向色性色素分子的长轴垂直于激活线偏振光的偏振方向。因此，对于这样的二向色性色素偏振元件，具有与激活线偏振光相同的偏振方向的偏振光可以从其透过，而具有与激活线偏振光垂直的偏振方向的偏振光会被其吸收。在下文中会进一步解释采用偏振光控取向技术的二向色性色素偏振元件的制造流程。使用二向色性色素偏振元件可以简化制造过程，降低制造成本，避免产生金属污染等。

典型的二向色性色素包括偶氮类二向色性色素、蒽醌类二向色性色素、甲川类二向色性色素等。作为示例，下文中示出了可以用在本公开的实施例中的偶氮类二向色性色素SD1、SD2、SD1＊、SD-2和AD-1的化学结构：

SD1：

SD2：

SD1＊：

SD-2：

AD-1：

图2A到图2C是根据本公开的实施例的图像传感器的像素阵列的示图。具体来说，图2A到图2C是沿入射光的方向观察的图像传感器的像素阵列的示图。图2A中示出了一个像素单元110包括沿直线排列的三个第一子像素108(分别是R、G和B子像素)和一个具有偏振元件的第二子像素109(G子像素)的示例。另一个像素单元110与该像素单元110并排布置，并且多个像素单元连续布置，从而形成图像传感器的像素阵列。可以看出，图2A中示出的像素单元110的子像素的排列方式与图1是对应的。图2B中示出了类似的像素单元110，但是两个相邻的像素单元110错开布置，并形成图像传感器的像素阵列。图2C中示出了一个像素单元110包括排列成两行的四个子像素，其中三个子像素为第一子像素108(分别是R、G和B子像素)，另外一个子像素为具有偏振元件的第二子像素109(G子像素)。在以上像素单元110的示例中，每个像素单元110包括一个第二子像素109，但是也可以根据需要设置其它数目的第二子像素。例如，第二子像素的数目可以为多个，可以与第一子像素的数目相同，甚至可以比第一子像素的数目更多。本领域技术人员也可以想到各种其他的子像素排列方式、子像素的滤色器的颜色以及子像素的数目，在此不再具体说明。图2A到图2C中示出的像素单元110的排列方式在图像传感器的平面上多次重复，构成了整个图像传感器的像素阵列。

在图2A到图2C中，以第二子像素是RGBG子像素构造中的两个绿色子像素之一为例进行了说明。在该实施例中，在入射到图像传感器上的光的强度不高时，利用绿色的第二子像素来提供信号，用来模拟人眼对于绿色波长的高敏感性。另外，在入射到图像传感器上的光的强度较高时，利用第二子像素接收到的光子数目较少的特点，用来提高图像传感器的动态范围。类似地，在RGBW子像素的构造中，第二子像素可以为白色子像素。在该实施例中，在入射到图像传感器上的光的强度不高时，利用第二子像素相对于RGB子像素接收到更多光子的特点，用来提高图像的亮度。另外，在入射到图像传感器上的光的强度较高时，利用第二子像素接收到的光子数目较少的特点，用来提高图像传感器的动态范围。根据具体的配置，本领域技术人员也可以想到对第二子像素设置其他颜色的滤色器或者使得第二子像素作为与RGB矩阵配合工作的单独的子像素来工作，在此不再具体说明。

图3是根据本公开的实施例的图像传感器3的截面图。如图3所示，图像传感器3包括衬底301、位于衬底301上的金属连线层302、位于金属连线层302上的光敏元件层303、位于光敏元件层303上的滤色器层305。光敏元件层303中具有多个光敏元件306，用于捕获入射到其上的光并将其转换为电信号。与图1类似的部分在此省略对其的描述。

与图1中示出的实施例不同，如图3所示的传感器3不具有偏振元件层，而是将偏振元件307设置在滤色器层305中并位于光敏元件306上方。另外，滤色器层305在除了设置偏振元件307之外的区域中不具有偏振元件，即，入射光中的任何偏振成分都可以穿过这些区域而不受到阻挡。不具有偏振元件307的子像素为第一子像素309，而具有偏振元件307的子像素为第二子像素310。一个或多个第一子像素309和一个或多个第二子像素310共同构成一个像素单元311，图像传感器3包括多个像素单元311。

如图3所示，第二子像素310在滤色器层305中具有滤色器308，例如，第二子像素310可以作为RGBG子像素构造中的两个绿色子像素之一。在这种情况下，偏振元件307的厚度小于滤色器层305的厚度，即，在第二子像素310中，由重叠的偏振元件307和滤色器308来构成滤色器层305。另外，偏振元件307也可以位于滤色器308下方。

此外，偏振元件307也可以位于图像传感器3的在光敏元件层203上方的其他层(例如，防反射层、高K电介质层、微透镜层等)中，在此不再详细说明。

另外，本领域技术人员也可以理解，第二子像素310在滤色器层305中可以不具有滤色器308，例如，第二子像素310可以作为与RGB矩阵配合工作的单独的子像素或者作为RGBW矩阵中的白色子像素。在这种情况下，偏振元件307的厚度可以与滤色器层305的厚度相同，即，在第二子像素310中，滤色器层305完全由偏振元件307填充。

与参照图1的描述类似地，在根据本公开的实施例的图像传感器中，由于第二子像素310中的偏振元件307的存在，入射光中的一部分偏振光会被偏振元件307阻挡而不能进入第二子像素310的光敏元件中。因此，第一子像素309的光敏元件306所接收到的光的强度大于第二子像素310的光敏元件306所接收到的光的强度。因此，在强光照条件下，即使第一子像素309的光敏元件306由于接收到大量光子而达到饱和，此时第二子像素310的光敏元件306可能并未达到饱和并且可以正常工作，因此能够对强度更大的光进行成像。所以，可以提高图像传感器的动态范围的最高值，从而增加动态范围。

图4是根据本公开的实施例的成像设备的示意图。如图4所示，成像设备4包括透镜系统401、图像传感器402、处理器403、存储器404、显示器405和输入/输出设备406。透镜系统401用于接收来自被摄物体的图像光并且在图像传感器402的成像表面上形成图像。图像传感器402是根据本公开的实施例的图像传感器。处理器403用来执行存储在存储器404中的指令，以从图像传感器402接收图像信号并对图像信号进行处理。此外，处理器403还可以基于用户的输入来执行存储在存储器404中的指令以对成像设备进行控制等。存储器404存储由处理器403执行的指令、来自于图像传感器402的图像数据、经过处理的图像数据等。显示器405用于显示由图像传感器402拍摄的图像。输入/输出设备406用于从用户接收输入以及向其他设备输出数据。成像设备4的这些部分通过总线407相互连接并通信。成像设备的示例包括照相机、摄像机、摄像头、移动电话、平板电脑等。

图5是根据本公开的实施例的由处理器执行的图像处理方法的流程图。根据本公开的实施例，在步骤501中，处理器403执行存储在存储器404中的指令以从图像传感器402接收图像信号，包括来自于第一子像素的第一信号和来自于第二子像素的第二信号。之后，在步骤502中，处理器403判断第一信号的值是否超过预设阈值。预设阈值是根据第一子像素的动态范围来设置的，并且当第一信号的值达到该预设阈值时，表示第一子像素接收的成像光的强度接近或达到了第一子像素的动态范围的上限。之后，如果在步骤502中判断第一信号的值超过预设阈值，则进行到步骤503，在该步骤中，根据第二信号的值补偿第一信号的值。否则，如果在步骤502中判断第一信号的值没有超过预设阈值，则进行到步骤504，在该步骤中，不根据第二信号的值补偿第一信号的值。本领域技术人员能想到根据第二信号的值补偿第一信号的值的各种技术方案。在根据本公开的实施例中，首先确定接收到的第一信号的值与第二信号的值之间的关系。例如，在第一信号的值没有超过预设阈值的状态下，确定第一信号的值与第二信号的值之间的关系，例如，计算二者之间的差、二者的比例等，或者确定表示二者之间关系的公式、曲线等。本领域技术人员能够想到表示第一信号的值与第二信号的值之间的关系的其他方式，只要根据所确定关系，能够用第二信号的值来确定对应的第一信号的值即可。根据本公开的实施例，用第二信号的值来补偿第一信号的值包括按照所确定的关系和第二信号的值来确定经补偿的第一信号与第二信号的值之间的差，并根据计算的差来补偿实际的第一信号的值，得到经补偿的第一信号的值。或者，用第二信号的值来补偿第一信号的值包括按照所确定的关系和第二信号的值来直接计算对应的第一信号的值，来作为经补偿的第一信号的值。根据本公开的实施例，经补偿的第一信号的值高于实际接收到的第一信号的值，因此，增加了第一子像素的动态范围，从而增加了图像传感器的动态范围。

图6是根据本公开的实施例的图像传感器的制作方法的流程图。

具体来说，在图6中的步骤601处，提供包括多个光敏元件的光敏元件层，每个光敏元件对应于一个子像素，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素。光敏元件层下方还可以具有金属连线层和衬底。衬底、金属连线层和光敏元件层都可以使用本领域中已有的技术来提供，在此不在对其进行详细描述。另外，在光敏元件层上方还可以形成高K电介质层、防反射层、保护层等，在此不再详细说明。

之后，在图6中的步骤602处，在第二子像素中提供偏振元件，该偏振元件布置在光敏元件上方并且具有偏振轴，以使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。另外，在第一子像素中不提供该偏振元件。

之后，根据本公开的实施例还可以包括其他处理步骤，包括形成光隔离结构和微透镜等部件的步骤，在此不再详细说明。

在根据本公开的一些实施例中，偏振元件被布置在偏振元件层中。在这些实施例中，在步骤602中，在第二子像素中提供偏振元件包括在光敏元件层上方提供偏振元件层，并且该偏振元件层在第二子像素中具有偏振元件并且在第一子像素中不具有偏振元件。

接下来以二向色性色素层作为偏振元件层为例，对偏振元件被布置在偏振元件层中的实施例进行具体说明。

图7A到图7D是示意性地示出了图像传感器的制作方法过程中的截面图。

如图7A所示，提供包括多个光敏元件706的光敏元件层703，每个光敏元件706对应于一个子像素。此外，光敏元件层703下方还具有金属连线层702和衬底701。

之后，如图7B所示，在光敏元件层703上形成二向色性色素层712。例如，可以将二向色性色素的溶液涂布(例如，旋涂)在器件上方。二向色性色素的溶液例如可以是溶解在1，2-二氯乙烷中的二向色性色素AD-1。之后，对涂布的二向色性色素溶液进行烘烤(例如，在100摄氏度下烘烤30分钟)以除去溶剂，来得到二向色性色素层712。

之后，如图7C所示，使用线偏振的UV光、用光刻掩膜板713对二向色性色素层712进行曝光。光刻掩膜板713在期望形成偏振元件的位置处具有缺口，使得线偏振的UV光能够照射到二向色性色素层712中期望形成偏振元件的位置。因此，如图7D所示，在被线偏振的UV光照射的区域中，二向色性色素层712中的二向色性色素会沿着线偏振UV光的偏振方向定向排列，从而得到偏振元件707。此时，二向色性色素层712成为偏振元件层704。

之后，可以在偏振元件层704上方继续形成图像传感器的其他结构，例如，滤光器、光隔离结构、微透镜等，在此不再详细说明。

本领域技术人员也可以想到其他的二向色性色素以及使得二向色性色素定向排列的其他方式，它们都被包括在本公开的范围中。另外，以上示例中以偏振元件层包括二向色性偏振元件为例进行说明，本领域技术人员可以明白偏振元件层还可以包括碘元素偏振元件和金属线栅偏振元件，在此不再进行详细说明。此外，如上文讨论过的，偏振元件层也可以布置在图像传感器中的其他位置，例如，可以在形成滤色器层或微透镜层之后再形成偏振元件层。

在根据本公开的另一些实施例中，偏振元件被布置在滤色器层中。在这些实施例中，在图6中示出的光学传感器的制造方法的流程图中，在步骤602之前还包括在光敏元件层上提供滤色器层的步骤，并且在步骤602中，在第二子像素中提供偏振元件包括在滤色器层的与第二子像素对应的区域中形成偏振元件。

接下来以二向色性色素层作为偏振元件层为例，对偏振元件被布置在滤色器层中的实施例进行具体说明。

图8A到图8E是示意性地示出了图像传感器的制作方法过程中的截面图。

如图8A所示，提供包括多个光敏元件806的光敏元件层803，每个光敏元件806对应于一个子像素。此外，光敏元件层803下方还具有金属连线层802和衬底801。

之后，如图8B所示，在光敏元件层803上形成滤色器层805，并且滤色器层805中与第二子像素810对应的滤色器的厚度小于其他子像素的滤色器并形成缺口812。

之后，如图8C所示，在缺口中布置二向色性色素部分813。例如，可以首先在器件表面上涂布二向色性色素溶液并烘烤，来形成二向色性色素层。之后，通过例如光刻、研磨等方法除去缺口之外的二向色性色素层，从而形成二向色性色素部分812。

之后，如图8D所示，使用线偏振的UV光对二向色性色素部分813进行曝光。在该步骤中，也可以使用掩膜板来遮挡UV光。因此，如图8E所示，二向色性色素部分813中的二向色性色素定向排列，从而得到偏振元件807。

之后，可以在滤色器层805上方继续形成图像传感器的其他结构，例如微透镜等，在此不再详细说明。

虽然在图8B中示出了光敏元件层803中在与第二子像素810对应的位置处具有滤色器，但是本领域技术人员也可以明白，滤色器层805中在与第二子像素810对应的位置处也可以不具有滤色器。此外，虽然在上述示例中描述了偏振元件807形成在滤色器层805中并且在滤色器的上方，但是本领域技术人员也可以明白，偏振元件807可以形成图像传感器的其他位置。例如，在滤色器层中，偏振元件807可以位于第二子像素810的滤色器的下方。此外，偏振元件807也可以位于防反射层、高K电介质层或微透镜层中。

本领域技术人员也可以想到其他的二向色性色素以及使得二向色性色素定向排列的其他方式，它们都被包括在本公开的范围中。另外，以上示例中以偏振元件层包括二向色性偏振元件为例进行说明，本领域技术人员可以明白偏振元件层还可以包括碘元素偏振元件和金属线栅偏振元件，在此不再进行详细说明。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

上述描述可以指示被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦合”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦合”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在下面描述中使用某种术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

另外，本公开的实施例还可以包括以下示例

1、一种图像传感器，其特征在于包括：

多个像素单元，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素，

其中，第二子像素包括布置在光敏元件上方的偏振元件，该偏振元件具有偏振轴，并且该偏振元件使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。

2、根据项目1所述的图像传感器，其特征在于，

第一子像素和第二子像素的光敏元件布置在光敏元件层中，并且

所述图像传感器还包括布置在光敏元件层上方的偏振元件层，并且该偏振元件层在第二子像素中具有偏振元件并且在第一子像素中不具有偏振元件。

3、根据项目1所述的图像传感器，其特征在于，第一子像素和第二子像素的光敏元件布置在光敏元件层中，并且

所述图像传感器还包括布置在光敏元件层上方的滤色器层，

其中，偏振元件布置在第二子像素的滤色器层中。

4、根据项目1-3中任一项所述的图像传感器，其特征在于，偏振元件包括以下至少一个：碘元素偏振元件、金属线栅偏振元件和二向色性色素偏振元件。

5、根据项目4所述的图像传感器，其特征在于，二向色性色素偏振元件包括二向色性色素，该二向色性色素选自以下色素中的一个或多个：偶氮类二向色性色素、蒽醌类二向色性色素和甲川类二向色性色素。

6、一种使用根据项目1-5所述的图像传感器的成像方法，其特征在于包括：

从第一子像素接收第一信号和从第二子像素接收第二信号，并且

当第一信号的值超过预设阈值时，根据第二信号的值补偿第一信号的值。

7、根据项目6所述的成像方法，其特征在于，还包括确定第一信号的值与第二信号的值之间的关系，并且

当第一信号的值超过预设阈值时，按照所确定的关系和第二信号的值来补偿第一信号的值。

8、一种成像设备，其特征在于包括：

根据项目1-5所述的图像传感器；

存储器，存储一个或多个指令，

处理器，执行存储在存储器中的所述一个或多个指令以：

从第一子像素接收第一信号和从第二子像素接收第二信号，并且

当第一信号的值超过预设阈值时，根据第二信号的值补偿第一信号的值。

9、根据项目8所述的成像设备，其特征在于，

所述处理器执行指令以执行以下步骤：

确定第一信号的值与第二信号的值之间的关系，和

当第一信号的值超过预设阈值时，按照所确定的关系和第二信号的值来补偿第一信号的值。

10、一种图像传感器的制造方法，该图像传感器包括多个像素单元，该方法包括：

提供包括多个光敏元件的光敏元件层，每个光敏元件对应于一个子像素，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素，

在第二子像素中提供偏振元件，该偏振元件布置在光敏元件上方并且具有偏振轴，以使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。

11、根据项目10所述的制造方法，其特征在于，在第二子像素中提供偏振元件包括：

在光敏元件层上方提供偏振元件层，并且该偏振元件层在第二子像素中具有偏振元件并且在第一子像素中不具有偏振元件。

12、根据项目11所述的制造方法，其特征在于，在光敏元件层上方提供偏振元件层包括：

提供二向色性色素层，

使二向色性色素层中与第二子像素对应的部分中的二向色性色素定向排列，以形成偏振元件。

13、根据项目12所述的制造方法，其特征在于，使二向色性色素层中与第二子像素对应的部分的排列方向化包括：

用线偏振光照射二向色性色素层中与第二子像素对应的部分。

14、根据项目10所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：

在光敏元件层上提供滤色器层，

其中，在第二子像素中提供偏振元件包括：

在滤色器层的与第二子像素对应的区域中形成偏振元件。

15、根据项目14所述的制造方法，其特征在于，在光敏元件层上提供滤色器层包括：

形成滤色器层，使得在第二子像素的滤色器的厚度小于在第一子像素的滤色器的厚度。

16、根据项目14所述的制造方法，其特征在于，在光敏元件层上提供滤色器层包括：

形成滤色器层，使得滤色器层在第二子像素中不具有滤色器。

17、根据项目10所述的制造方法，其特征在于，偏振元件包括以下至少一个：碘元素偏振元件、金属线栅偏振元件和二向色性色素偏振元件。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种图像传感器，其特征在于包括：

多个像素单元，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素，

其中，第二子像素包括布置在光敏元件上方的偏振元件，该偏振元件具有偏振轴，并且该偏振元件使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，

第一子像素和第二子像素的光敏元件布置在光敏元件层中，并且

所述图像传感器还包括布置在光敏元件层上方的偏振元件层，并且该偏振元件层在第二子像素中具有偏振元件并且在第一子像素中不具有偏振元件。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，第一子像素和第二子像素的光敏元件布置在光敏元件层中，并且

所述图像传感器还包括布置在光敏元件层上方的滤色器层，

其中，偏振元件布置在第二子像素的滤色器层中。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的图像传感器，其特征在于，偏振元件包括以下至少一个：碘元素偏振元件、金属线栅偏振元件和二向色性色素偏振元件。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，二向色性色素偏振元件包括二向色性色素，该二向色性色素选自以下色素中的一个或多个：偶氮类二向色性色素、蒽醌类二向色性色素和甲川类二向色性色素。

6.一种使用根据权利要求1-5所述的图像传感器的成像方法，其特征在于包括：

从第一子像素接收第一信号和从第二子像素接收第二信号，并且

当第一信号的值超过预设阈值时，根据第二信号的值补偿第一信号的值。

7.根据权利要求6所述的成像方法，其特征在于，还包括确定第一信号的值与第二信号的值之间的关系，并且

当第一信号的值超过预设阈值时，按照所确定的关系和第二信号的值来补偿第一信号的值。

8.一种成像设备，其特征在于包括：

根据权利要求1-5所述的图像传感器；

存储器，存储一个或多个指令，

处理器，执行存储在存储器中的所述一个或多个指令以：

从第一子像素接收第一信号和从第二子像素接收第二信号，并且

当第一信号的值超过预设阈值时，根据第二信号的值补偿第一信号的值。

9.一种图像传感器的制造方法，该图像传感器包括多个像素单元，该方法包括：

提供包括多个光敏元件的光敏元件层，每个光敏元件对应于一个子像素，每个像素单元包括一个或多个第一子像素以及一个或多个第二子像素；

在第二子像素中提供偏振元件，该偏振元件布置在光敏元件上方并且具有偏振轴，以使得入射光中偏振方向与偏振轴平行的部分入射到光敏元件上并阻挡入射光中偏振方向与偏振轴不平行的部分。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在第二子像素中提供偏振元件包括：

在光敏元件层上方提供偏振元件层，并且该偏振元件层在第二子像素中具有偏振元件并且在第一子像素中不具有偏振元件。