CN110278376A - 对焦方法、互补金属氧化物图像传感器、终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种对焦方法、互补金属氧化物图像传感器、终端及存储介质，该对焦方法应用于CIS，CIS包括亚波长像素单元，亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱；对焦方法包括：通过相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子；其中，相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；基于光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；根据至少两组信号，确定目标距离，以根据目标距离进行对焦；其中，目标距离用于指示镜头的移动。
Description
技术领域
本申请实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种对焦方法、互补金属氧化物图像传感器、终端及存储介质。
背景技术
相位对焦(Phase Detection Auto Focus，PDAF)，即为相位检测自动对焦，相位对焦技术在数码相机领域应用已经十分成熟。目前，常用的PDAF主要包括相位检测(PhaseDetection，PD)对焦方式和双核相位检测(DUAL PD)对焦方式两种。除PDAF以外，近年来也开始流行OCL双核对焦，其中，DUAL PD和OCL双核对焦的本质相同，均为采样式有损对焦，需要两个像素单元公用一个透镜，形成左右像素，用来进行相位侦测以提供对焦信息。
对于PD对焦方式来说，在进行对焦时需要使用金属遮罩对像素进行遮挡，造成进光量的损失；对于DUAL PD对焦方式和OCL双核对焦方式来说，在进行对焦时，由于每一个像素被一份为二，使得通光量也相应减小，且OCL双核对焦方式存在非中心区域的OCL的偏移导致无法获取准确的相位信息的群体。由此可见，上述几种对焦方式，对光线的要求都比较高，在低光环境或弱光环境下均存在对焦性能差、对焦效率低的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种对焦方法、互补金属氧化物图像传感器、终端及存储介质，可以有效地提升对焦性能，提高对焦效率。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供了一种对焦方法，所述对焦方法应用于CIS，所述CIS包括亚波长像素单元，所述亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱；所述方法包括：
通过相邻像素组中的所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得所述入射光对应的光电子；其中，所述相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；
基于所述光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；
根据所述至少两组信号，确定目标距离，以根据所述目标距离进行对焦；其中，所述目标距离用于指示镜头的移动。
可选地，所述至少两组信号中的任一组信号包括与所述第一PD柱对应的两个子信号；所述根据所述至少两组信号，确定目标距离，包括：
基于所述至少两组信号中的、与所述第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合；
按照所述相位差集合获得所述目标距离。
可选地，所述基于所述至少两组信号中的、与所述第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合，包括：
将任一个子信号，与所述全部子信号中的其他子信号进行配对和对比，生成所述相位差集合。
可选地，所述基于所述至少两组信号中的、与所述第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合，包括：
将任一组信号中的一个子信号，与所述至少两组信号中的其他组信号中的一个子信号进行配对和对比，生成所述相位差集合。
可选地，所述预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。
可选地，所述第一尺寸、所述第二尺寸以及所述第三尺寸分别由所述第一波长、所述第二波长或者所述第三波长确定。
可选地，所述亚波长像素单元对应的像素尺寸小于所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长中的任意一个。
可选地，所述CIS还包括：读出电路，其中，所述亚波长像素单元与所述读出电路连接。
可选地，所述CIS还包括：透镜，其中，所述透镜与所述亚波长像素单元连接。
可选地，所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱对应的形状包括长方体、圆柱体或者平行四边体中的一种。
本申请实施例提供了一种互补金属氧化物图像传感器CIS，所述CIS包括：
亚波长像素单元，所述亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱。
可选地，所述CIS还包括：读出电路，其中，所述亚波长像素单元与所述读出电路连接。
可选地，所述CIS还包括：透镜，其中，所述透镜与所述亚波长像素单元连接。
可选地，所述亚波长像素单元，用于通过相邻像素组中的所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得所述入射光对应的光电子；其中，所述相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；所述预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。
可选地，所述第一尺寸、所述第二尺寸以及所述第三尺寸分别由所述第一波长、所述第二波长或者所述第三波长确定。
可选地，所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱分别用于吸收所述入射光中的红光、绿光以及蓝光。
可选地，述亚波长像素单元对应的像素尺寸小于所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长中的任意一个。
本申请实施例提供了一种终端，所述终端包括处理器、存储有所述处理器可执行指令的存储器、CIS，所述CIS包括亚波长像素单元，所述亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱，当所述指令被所述处理器执行时，实现如上所述的对焦方法。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，应用于终端中，所述程序被处理器执行时，实现如上所述的对焦方法。
本申请实施例提供了一种对焦方法、互补金属氧化物图像传感器、终端及存储介质，该对焦方法应用于CIS，CIS通过相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子；其中，相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；基于光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；根据至少两组信号，确定目标距离，以根据目标距离进行对焦；其中，目标距离用于指示镜头的移动。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以基于设置有三种不同尺寸PD柱的亚波长像素单元，通过包括有至少两个亚波长像素单元的相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，分别输出与所相邻像素组对应的至少两组信号，并根据至少两组信号，进一步确定出用于指示镜头移动的目标距离，以按照目标距离完成对焦。在本申请中，正是由于每一个亚波长像素中都设置有三种不同尺寸的PD柱，以分别对入射光中的不同颜色的光进行吸收，因此CIS可以通过三种不同尺寸的PD柱的光学共振，分别增强RGB三个波长对应的光在PD结构里面的光学态密度，提高局部的光强，将局部的能量增强了一个数量级以上，从而利用基于相邻像素组对应的至少两组信号获得的目标距离进行对焦，可以在低光环境或弱光环境下，提升对焦性能，提高对焦效率。
附图说明
图1为PDAF技术示意图；
图2为FSI式的CIS示意图；
图3为BSI式的CIS示意图；
图4为本申请实施例提出的一种对焦方法；
图5为相邻像素组的示意图一；
图6为相邻像素组的示意图二；
图7为亚波长像素单元的俯视图一；
图8为亚波长像素单元的截面示意图；
图9为信号输出示意图；
图10为相邻像素组的示意图三；
图11为第一PD柱对应的子信号的示意图；
图12为CIS的组成结构示意图一；
图13为亚波长像素单元的俯视图二；
图14为亚波长像素单元的俯视图三；
图15为亚波长像素单元的俯视图四；
图16为CIS的组成结构示意图二；
图17为终端的组成结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关申请相关的部分。
PDAF即为相位检测自动对焦，PDAF的基本原理就通过对感光元件进行一定的遮蔽处理，来进行相位检测，通过计算像素间的距离和变化等数据，来决定对焦的偏移值，因此相位对焦相比反差对焦有更短的对焦行程，但是由于进行了遮蔽处理，所以对光线要求会更高。
图1为PDAF技术示意图，如图1所示，光线1代表经过上半部分透镜的物方光线，而光线2代表经过下半部分透镜的物方光线，可以看到，当图像传感器在焦前的时候，上半部分的图像传感器接收到的是上半部分的光线，而下半部分的图像传感器则接收到的是下半部分的光线，反之，在焦后的时候恰好相反。那么如果我们可以区分光线是来自透镜的上半部分还是下半部分，我们就可以知道是焦前还是焦后了。不难发现，图像传感器越接近理想成像面，两色光线在图像传感器上所成像越接近，当恰好成像清晰时，两色光线是重合成一点的。
DUAL PD是PDAF的其中一种，具体是将同一个像素底部的感光区域，即光电二极管部分一分为二，这样就可以实现在同一个像素内获取相位信息了。DUAL PD对焦技术已成为目前市场上最先进的对焦技术，相比较于反差对焦、激光对焦和PD对焦技术，DUAL PD对焦技术的对焦速度更快，且对焦范围更广。
目前最常见的对焦方式就是反差式对焦和PDAF相位对焦，近年来开始流行OCL双核对焦，但是这些传统的传感器一个像素只有一个感光单元。在进行PDAF相位对焦和OCL双核对焦的时候，需要摄像头传感器的两个像素公用一个微透镜，形成左右像素，用来进行相位侦测提供对焦信息。但是这种两个像素公用一个像素的方式让这两个像素均无法成像，成为传感器上的“坏点”，所以PDAF相位对焦和OCL双核对焦的本质相同，均为采样式有损对焦，且其PD密度既不能过大也不能过小，过大将影响画质，而过小则影响对焦速度。
传统的互补金属氧化物图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)可以包括前感光式(Front Side Illumination，FSI)和背感光式(Back Side Illumination，BSI)两种不同结构。图2为FSI式的CIS示意图，图3为BSI式的CIS示意图，如图2和图3所示，CIS中包括有半导体基底、PD、红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片、像素隔离件以及金属布线层。其中，在每个滤光片之前还设置有透镜。
对于PD对焦方式来说，在进行对焦时需要使用金属遮罩对像素进行遮挡，造成进光量的损失；对于DUAL PD对焦方式和OCL双核对焦方式来说，在进行对焦时，由于每一个像素被一份为二，使得通光量也相应减小，且OCL双核对焦方式存在非中心区域的OCL的偏移导致无法获取准确的相位信息的群体。由此可见，上述几种对焦方式，对光线的要求都比较高，在低光环境或弱光环境下均存在对焦性能差、对焦效率低的问题。
为了克服现有技术所存在的缺陷，本申请提出另一种对焦方法，应用于CIS，CIS包括亚波长像素单元，其中，每一个亚波长像素单元均包括与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱。具体地，由于每一个像素单元中都设置有三种不同尺寸的PD柱，CIS通过PD柱的光学共振，分别可以增强RGB三个波长对应的光在PD结构里面的光学态密度，提高局部的光强，将局部的能量增强了一个数量级以上，从而可以在低光环境或弱光环境下，提升对焦性能，提高对焦效率。
需要说明的是，本申请提出的CIS中的CIS可以为FSI，也可以为BSI，本申请不作具体限定，以下实施例以BSI为例进行说明。
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请一实施例提供了一种对焦方法，图4为本申请实施例提出的一种对焦方法，对焦方法应用于CIS中，具体地，CIS包括亚波长像素单元，亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱；如图4所示，CIS进行对焦的方法可以包括以下步骤：
步骤101、通过相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子；其中，相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元。
在本申请的实施例中，CIS可以先通过相邻像素组中的、每一个亚波长像素单元的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子。具体地，相邻像素组可以包括至少两个相邻的亚波长像素单元，其中，亚波长像素单元12可以用于感测入射光。
图5为相邻像素组的示意图一，如图5所示，一个相邻像素组中可以包括有两个互相相邻的亚波长像素单元；图6为相邻像素组的示意图二，如图6所示，一个相邻像素组中可以包括有四个互相相邻的亚波长像素单元。
进一步地，在本申请的实施例中，CIS可以由亚波长像素单元构成。其中，亚波长像素单元可以设置有与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱。三种不同尺寸参数的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，可以通过光学共振，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子。
需要说明的是，在本申请的实施例中，第一尺寸、第二尺寸以及第三尺寸可以分别表征第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱对应的直径参数，也可以表征第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱对应的直径参数和高度参数。
图7为亚波长像素单元的俯视图一，如图7所示，在本申请的实施例中，一个亚波长像素单元中可以设置有三种不同尺寸的四个PD柱。具体地，一个亚波长像素单元中可以包括两个第一PD柱、一个第二PD柱以及一个第三PD柱。
需要说明的是，在本申请的实施例中，预设波长可以包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。其中，红光对应的第一波长可以属于625nm至740nm的波长范围；绿光对应的第二波长可以属于492nm至577nm的波长范围；蓝光对应的第三波长可以属于440nm至475nm的波长范围。
进一步地，在本申请的实施例中，亚波长像素单元中设置的PD柱所对应的第一尺寸、第二尺寸以及第三尺寸可以通过预设波长进行确定，具体地，第一尺寸、第二尺寸以及第三尺寸可以分别由第一波长、第二波长或者第三波长确定。具体地，一种波长确定一种尺寸，例如，第一尺寸由红光对应的第一波长确定，第二尺寸由绿光对应的第二波长确定，第三尺寸由蓝光对应的第三波长确定。
需要说明的是，在本申请的实施例中，三种不同尺寸的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，以对入射光中不同波长的光进行吸收。具体地，正是由于第一尺寸、第二尺寸以及第三尺寸分别由第一波长、第二波长或者第三波长确定，因此，第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱可以对相应波长的光进行吸收。例如，如果第一PD柱用于吸收红光，那么可以通过第一波长确定第一PD柱的第一尺寸为120nm；如果第二PD柱用于吸收绿光，那么可以通过第二波长确定第二PD柱的直径为90nm；如果第三PD柱用于吸收蓝光，那么可以通过第三波长确定第三PD柱的直径为60nm。因此，设置有不同尺寸的PD柱的亚波长像素单元可以按照预设波长分别吸收不同颜色的光。
需要说明的是，在本申请的实施中，亚波长像素单元对应的像素尺寸小于第一波长、第二波长以及第三波长中的任意一个。例如，当第一波长、第二波长以及第三波长分别为625nm、492nm、440nm时，可以在小于或者等于400nm范围内确定亚波长像素单元对应的像素尺寸。具体地，由于亚波长像素单元对应的像素尺寸小于或者等于400nm，因此第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱均为百纳米级别的亚波长PD。
进一步地，在本申请的实施中，亚波长是指结构的特征尺寸与工作波长相当或更小的周期(或非周期)结构。亚波长结构的特征尺寸小于波长，它的反射率、透射率、偏振特性和光谱特性等都显示出与常规衍射光学元件截然不同的特征，因而具有更大的应用潜力。到目前为止，其主要用作抗反射表面、偏振器件、窄带滤波器和位相板等。一般的亚波长抗反射微结构是一种浮雕结构的亚波长光栅。通过调节光栅的材料，沟槽深度、占空比和周期等结构参数可以使光栅具备近乎零反射率。
进一步地，在本申请的实施例中，CIS还可以包括透镜，具体地，透镜可以与亚波长像素单元连接。
需要说明的是，在本申请的实施例中，第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱对应的形状可以包括长方体、圆柱体或者平行四边体中的一种，具体的形状可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。
进一步地，在本申请的实施例中，入射光在照射在相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱上，可以转化成光电子。
需要说明的是，在本申请的实施例中，图8为亚波长像素单元的截面示意图，如图8所示，入射光传输至第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱上，由于每个PD柱空间上是隔离的，这样入射光打到不同位置的PD柱时会分别被转化成光电子转移后读出。
步骤102、基于光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号。
在本申请的实施例中，CIS在相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子之后，基于光电子，CIS可以输出与相邻像素组对应的至少两组信号。具体地，一个亚波长像素单元对应一组信号。
需要说明的是，在本申请的实施例中，入射光打到不同位置的PD柱时会分别被转化成光电子转移后读出，CIS便可以基于光电子，将相邻像素组对应的至少两组信号输出。具体地，至少两组信号中的任一组信号均可以包括与第一PD柱对应的两个子信号，与第二PD柱对应的一个子信号，与第三PD柱对应的一个子信号。
进一步地，在本申请的实施例中，基于上述图8，图9为信号输出示意图，如图9所示，CIS还可以包括读出电路，具体地，亚波长像素单元可以与读出电路连接，CIS通过第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子之后，便可以通过读出电路读出相邻像素组对应的至少两组信号。
需要说明的是，在本申请的实施例中，至少两组信号中的任一组信号所包括的任一个子信号，均可以表征与相应地PD柱对应的相位信息。
步骤103、根据至少两组信号，确定目标距离，以根据目标距离进行对焦；其中，目标距离用于指示镜头的移动。
在本申请的实施例中，CIS在基于光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号之后，便可以根据至少两组信号，确定目标距离，以根据目标距离进行对焦；其中，目标距离用于指示镜头的移动。
进一步地，在本申请的实施例中，由于至少两组信号中的任一组信号包括与第一PD柱对应的两个子信号，因此，CIS在根据至少两组信号，确定目标距离时，可以先基于至少两组信号中的、与第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合；然后再按照相位差集合获得目标距离。
需要说明的是，在本申请的实施中，CIS可以根据相邻像素组中的所有第一尺寸对应的第一PD柱输出的子信号进行相位差集合的建立。例如，图10为相邻像素组的示意图三，图11为第一PD柱对应的子信号的示意图，如图10所示，如果相邻像素组中包括有四个亚波长像素单元，每一个亚波长像素单元中均设置有第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，那么通过相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，CIS按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子之后，可以输出如图11所示的与第一PD柱对应的8个子信号，其中，每个亚波长像素单元对应的每组信号中均包括有第一PD柱对应的2个子信号。具体地，8个子信号可以包括LUL，LUR，LDL，LDR，RUL，RUR，RDL，RDR。
进一步地，在本申请的实施例中，CIS在基于至少两组信号中的、与第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合时，可以将任一个子信号，与全部子信号中的其他子信号进行配对和对比，生成相位差集合。也就是说，CIS在获得第一PD柱对应的全部子信号之后，可以对全部子信号进行两两配对和对比，然后根据全部对比结果生成相位差集合。例如，基于上述图9，如果相邻像素组中包括四个亚波长像素单元，即输出的两组信号中包括有LUL，LUR，LDL，LDR，RUL，RUR，RDL，RDR的8个子信号，那么可以将8个子信号进行两两比较，从而可以生成相位差集合。
进一步地，在本申请的实施例中，CIS在基于至少两组信号中的、与第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合时，可以将任一组信号中的一个子信号，与至少两组信号中的其他组信号中的一个子信号进行配对和对比，生成相位差集合。也就是说，CIS在获得第一PD柱对应的全部子信号之后，可以对至少两组信号中的一个子信号进行两两配对和对比，然后根据全部对比结果生成相位差集合。例如，基于上述图9，如果相邻像素组中包括四个亚波长像素单元，即输出的两组信号中包括有，，，RDL，RDR的8个子信号，那么可以分别从左上亚波长像素单元对应的LUL和LUR、左下亚波长像素单元对应的LDL和LDR、右上亚波长像素单元对应的RUL和RUR以及右下亚波长像素单元对应的RDL和RDR中各选择一个子信号，共四个子信号，然后将4个子信号进行两两比较，从而可以生成相位差集合。
由此可见，本申请提出的对焦方法，应用于设置有亚波长像素单元的CIS，其中，每个亚波长像素单元中都设置有三种不同尺寸的、百纳米级别的两个第一PD柱、一个第二PD柱以及一个第三PD柱，设置有不同尺寸的PD柱的亚波长像素单元分别对应吸收入射光中的RGB三种不同波长的光，同时，通过对相邻像素组中的、至少两个亚波长像素单元对应的至少两组信号的分别读出，可以对至少两组信号中的与第一PD柱对应的全部子信号进行比较生成相位差集合，从而得出镜头需要移动的距离，实现了镜头的对焦。需要说明的是，正是基于第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱的光学共振，CIS可以分别增强RGB三个波长对应的光的光学态密度，提高局部的光强，将局部的能量增强了一个数量级以上。
本申请实施例提供了一种对焦方法，该对焦方法应用于CIS，CIS通过相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子；其中，相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；基于光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；根据至少两组信号，确定目标距离，以根据目标距离进行对焦；其中，目标距离用于指示镜头的移动。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以基于设置有三种不同尺寸PD柱的亚波长像素单元，通过包括有至少两个亚波长像素单元的相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，分别输出与所相邻像素组对应的至少两组信号，并根据至少两组信号，进一步确定出用于指示镜头移动的目标距离，以按照目标距离完成对焦。在本申请中，正是由于每一个亚波长像素中都设置有三种不同尺寸的PD柱，以分别对入射光中的不同颜色的光进行吸收，因此CIS可以通过三种不同尺寸的PD柱的光学共振，分别增强RGB三个波长对应的光在PD结构里面的光学态密度，提高局部的光强，将局部的能量增强了一个数量级以上，从而利用基于相邻像素组对应的至少两组信号获得的目标距离进行对焦，可以在低光环境或弱光环境下，提升对焦性能，提高对焦效率。
基于上述实施例，基于上述实施例，本申请的再一实施例提供了一种CIS，图11为CIS的组成结构示意图一，如图12所示，在本发明的实施例中，对于BSI式的CIS，CIS1可以包括：亚波长像素单元11。
需要说明的是，在本申请的实施例中，亚波长像素单元11可以设置有三种不同尺寸的四个PD柱。具体地，一个亚波长像素单元中可以包括两个第一PD柱111、一个第二PD柱112以及一个第三PD柱113。
进一步地，在本申请的实施中，第一PD柱111、第二PD柱112以及第三PD柱113可以通过光学共振，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子。
需要说明的是，在本申请的实施例中，预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。其中，红光对应的第一波长可以属于625nm至740nm的波长范围；绿光对应的第二波长可以属于492nm至577nm的波长范围；蓝光对应的第三波长可以属于440nm至475nm的波长范围。
进一步地，在本申请的实施例中，亚波长像素单元中设置的第一PD柱111、第二PD柱112以及第三PD柱113所对应的第一尺寸、第二尺寸以及第三尺寸可以通过预设波长进行确定，具体地，第一尺寸、第二尺寸以及第三尺寸可以分别由第一波长、第二波长或者第三波长确定。具体地，一种波长确定一种尺寸，例如，第一尺寸由红光对应的第一波长确定，第二尺寸由绿光对应的第二波长确定，第三尺寸由蓝光对应的第三波长确定；或者，第一尺寸由绿光对应的第二波长确定，第二尺寸由红光对应的第一波长确定，第三尺寸由蓝光对应的第三波长确定；或者，第一尺寸由蓝光对应的第三波长确定，第二尺寸由绿光对应的第二波长确定，第三尺寸由红光对应的第一波长确定。
需要说明的是，在本申请的实施例中，三种不同尺寸的第一PD柱111、第二PD柱112以及第三PD柱113，以对入射光中不同波长的光进行吸收。具体地，正是由于第一尺寸、第二尺寸以及第三尺寸分别由第一波长、第二波长或者第三波长确定，因此，第一PD柱111、第二PD柱112以及第三PD柱113可以对相应波长的光进行吸收。基于第一PD柱111、第二PD柱112以及第三PD柱113的光学共振，CIS可以分别增强RGB三个波长对应的光的光学态密度，提高局部的光强，将局部的能量增强了一个数量级以上。例如，图13为亚波长像素单元的俯视图二，图14为亚波长像素单元的俯视图三，图15为亚波长像素单元的俯视图四，如图13、14、15所示，亚波长像素单元11中可以包括三种不同尺寸的四个PD柱，分别用于吸收红光、绿光以及蓝光。具体地，由于亚波长像素单元对应的像素尺寸小于或者等于400nm，因此三种不同尺寸的四个PD柱均为百纳米级别的PD，例如，用于吸收红光的PD柱的直径可以为120nm，用于吸收绿光的可以为90nm，用于吸收蓝光的直径可以为60nm。
需要说明的是，在本申请的实施例中，亚波长像素单元中第一PD柱111、第二PD柱112以及第三PD柱113的设置位置不作具体限定。
进一步地，在本申请的实施例中，第一PD柱111、第二PD柱112以及第三PD柱113对应的形状可以包括长方体、圆柱体或者平行四边体中的一种，具体的形状可以根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。
在本申请的实施中，进一步地，基于上述图11，图16为CIS的组成结构示意图二，如图16所示，CIS1还可以包括读出电路12，透镜13以及图像处理器14，其中，亚波长像素单元11与读出电路12连接；读出电路12与图像处理器14连接。
需要说明的是，在本申请的实施中，透镜13与亚波长像素单元11连接。透镜13用于对入射光进行聚焦。
需要说明的是，本申请提出的CIS1可以为FSI，也可以为BSI，本申请实施例以BSI为例进行说明，但并不做具体的限定。
本申请实施例提供了一种CIS，CIS通过相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子；其中，相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；基于光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；根据至少两组信号，确定目标距离，以根据目标距离进行对焦；其中，目标距离用于指示镜头的移动。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以基于设置有三种不同尺寸PD柱的亚波长像素单元，通过包括有至少两个亚波长像素单元的相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，分别输出与所相邻像素组对应的至少两组信号，并根据至少两组信号，进一步确定出用于指示镜头移动的目标距离，以按照目标距离完成对焦。在本申请中，正是由于每一个亚波长像素中都设置有三种不同尺寸的PD柱，以分别对入射光中的不同颜色的光进行吸收，因此CIS可以通过三种不同尺寸的PD柱的光学共振，分别增强RGB三个波长对应的光在PD结构里面的光学态密度，提高局部的光强，将局部的能量增强了一个数量级以上，从而利用基于相邻像素组对应的至少两组信号获得的目标距离进行对焦，可以在低光环境或弱光环境下，提升对焦性能，提高对焦效率。
基于上述实施例，在本申请的再一实施例中，图17为终端的组成结构示意图，如图17所示，本申请实施例提出的终端2可以包括处理器21、存储有处理器21可执行指令的存储器22以及CIS1，进一步地终端2还可以包括通信接口23，和用于连接处理器21、存储器22、CIS1以及通信接口23的总线24。
在本申请的实施例中，处理器21可以为特定用途集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgRAMmable Logic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field ProgRAMmable GateArray，FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现处理器功能的电子器件还可以为其它，本申请实施例不作具体限定。显示器1还可以包括存储器22，该存储器22可以与处理器21连接，其中，存储器22用于存储可执行程序代码，该程序代码包括计算机操作指令，存储器22可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如，至少两个磁盘存储器。
在本申请的实施例中，总线24用于连接通信接口23、处理器21以及存储器22以及这些器件之间的相互通信。
在本申请的实施例中，存储器22，用于存储指令和数据。
进一步地，在本申请的实施例中，处理器21，用于通过相邻像素组中的所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得所述入射光对应的光电子；其中，所述相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；基于所述光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；根据所述至少两组信号，确定目标距离，以根据所述目标距离进行对焦；其中，所述目标距离用于指示镜头的移动。
在实际应用中，存储器22可以是易失性存储器(volatile memor)，例如随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)；或者非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(Hard DiskDrive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；或者上述种类的存储器的组合，并向处理器21提供指令和数据。
另外，在本实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请提出了一种终端，该终端包括CIS，CIS通过相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得入射光对应的光电子；其中，相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；基于光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；根据至少两组信号，确定目标距离，以根据目标距离进行对焦；其中，目标距离用于指示镜头的移动。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以基于设置有三种不同尺寸PD柱的亚波长像素单元，通过包括有至少两个亚波长像素单元的相邻像素组中的第一PD柱、第二PD柱以及第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，分别输出与所相邻像素组对应的至少两组信号，并根据至少两组信号，进一步确定出用于指示镜头移动的目标距离，以按照目标距离完成对焦。在本申请中，正是由于每一个亚波长像素中都设置有三种不同尺寸的PD柱，以分别对入射光中的不同颜色的光进行吸收，因此CIS可以通过三种不同尺寸的PD柱的光学共振，分别增强RGB三个波长对应的光在PD结构里面的光学态密度，提高局部的光强，将局部的能量增强了一个数量级以上，从而利用基于相邻像素组对应的至少两组信号获得的目标距离进行对焦，可以在低光环境或弱光环境下，提升对焦性能，提高对焦效率。
基于上述实施例，在本申请的另一实施例中，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的对焦方法。
具体来讲，本实施例中的一种对焦方法对应的程序指令可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上，当存储介质中的与一种对焦方法对应的程序指令被一电子设备读取或被执行时，包括如下步骤：
通过相邻像素组中的所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得所述入射光对应的光电子；其中，所述相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；
基于所述光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；
根据所述至少两组信号，确定目标距离，以根据所述目标距离进行对焦；其中，所述目标距离用于指示镜头的移动。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、显示器、或计算机程序产品。因此，本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的实现流程示意图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程示意图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及实现流程示意图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅为本申请的较佳实施例而已，并非用于限定本申请的保护范围。
Claims (19)
1.一种对焦方法，其特征在于，所述对焦方法应用于互补金属氧化物图像传感器CIS，所述CIS包括亚波长像素单元，所述亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一光电二极管PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱；所述方法包括：
通过相邻像素组中的所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得所述入射光对应的光电子；其中，所述相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；
基于所述光电子，输出所相邻像素组对应的至少两组信号；其中，一个亚波长像素单元对应一组信号；
根据所述至少两组信号，确定目标距离，以根据所述目标距离进行对焦；其中，所述目标距离用于指示镜头的移动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少两组信号中的任一组信号包括与所述第一PD柱对应的两个子信号；所述根据所述至少两组信号，确定目标距离，包括：
基于所述至少两组信号中的、与所述第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合；
按照所述相位差集合获得所述目标距离。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少两组信号中的、与所述第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合，包括：
将任一个子信号，与所述全部子信号中的其他子信号进行配对和对比，生成所述相位差集合。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述至少两组信号中的、与所述第一PD柱对应的全部子信号，生成相位差集合，包括：
将任一组信号中的一个子信号，与所述至少两组信号中的其他组信号中的一个子信号进行配对和对比，生成所述相位差集合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一尺寸、所述第二尺寸以及所述第三尺寸分别由所述第一波长、所述第二波长或者所述第三波长确定。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述亚波长像素单元对应的像素尺寸小于所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长中的任意一个。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CIS还包括：读出电路，其中，所述亚波长像素单元与所述读出电路连接。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CIS还包括：透镜，其中，所述透镜与所述亚波长像素单元连接。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱对应的形状包括长方体、圆柱体或者平行四边体中的一种。
11.一种互补金属氧化物图像传感器CIS，其特征在于，所述CIS包括：
亚波长像素单元，所述亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱。
12.根据权利要求11所述的CIS，其特征在于，所述CIS还包括：读出电路，其中，所述亚波长像素单元与所述读出电路连接。
13.根据权利要求11所述的CIS，其特征在于，所述CIS还包括：透镜，其中，所述透镜与所述亚波长像素单元连接。
14.根据权利要求11所述的CIS，其特征在于，
所述亚波长像素单元，用于通过相邻像素组中的所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱，按照预设波长对入射光进行吸收，获得所述入射光对应的光电子；其中，所述相邻像素组包括至少两个相邻的亚波长像素单元；所述预设波长包括红光对应的第一波长、绿光对应的第二波长以及蓝光对应的第三波长。
15.根据权利要求14所述的CIS，其特征在于，所述第一尺寸、所述第二尺寸以及所述第三尺寸分别由所述第一波长、所述第二波长或者所述第三波长确定。
16.根据权利要求11所述的CIS，其特征在于，所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱分别用于吸收所述入射光中的红光、绿光以及蓝光。
17.根据权利要求14所述的CIS，其特征在于，所述亚波长像素单元对应的像素尺寸小于所述第一波长、所述第二波长以及所述第三波长中的任意一个。
18.一种终端，其特征在于，所述终端包括处理器、存储有所述处理器可执行指令的存储器、CIS，所述CIS包括亚波长像素单元，所述亚波长像素单元包括：与第一尺寸对应2个第一PD柱，与第二尺寸对应1个第二PD柱，与第三尺寸对应1个第三PD柱，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求1-10任一项所述的方法。
19.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，应用于终端中，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求1-10任一项所述的方法。
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