CN110418087A

CN110418087A - 图像传感器、图像处理方法和装置，及存储介质

Info

Publication number: CN110418087A
Application number: CN201910746230.5A
Authority: CN
Inventors: 杨鑫
Original assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Current assignee: Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2019-11-05
Anticipated expiration: 2039-08-13
Also published as: CN110418087B

Abstract

本申请实施例公开了一种图像传感器、图像处理方法和装置，及存储介质，CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；第一滤光单元覆盖在第一像素单元上；第二滤光单元覆盖在第二像素单元上；读出电路与第一像素单元以及第二像素单元连接。

Description

图像传感器、图像处理方法和装置，及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像传感器、图像处理方法和装置，及存储介质。

背景技术

图像传感器是一种能够将光信号转换为电信号的装置，可以分为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)和互补金属氧化物半导体(Complementary Metal-OxideSemiconductor，CMOS)两种类型。其中，互补金属氧化物图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)因其制造工艺与信号处理芯片等制造工艺相兼容，易于集成片上系统，同时功耗相较于电荷耦合器件类传感器有较大优势，图像处理降噪算法可以提高信噪比，因此已在图像传感器应用领域占有优势地位。

传统的CIS可以包括前感光式(Front Side Illumination，FSI)和背感光式(BackSide Illumination，BSI)两种不同结构，而无论是FSI还是BSI，都需要设置滤光片控制同一个像素吸收RGB中的一种颜色。正是由于传统CIS中的每一个像素单元只能吸收RGB中的一种光信号，光信号利用率比较低，从而大大降低了信噪比，进而对成像质量产生了影响。

发明内容

本申请实施例提供了一种图像传感器、图像处理方法和装置，及存储介质，可以提高光信号的利用率，增加了R信号和B信号的采样频率，有效的提升吸收效率，从而增大信噪比，使得成像质量显著提升。

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CIS，所述CIS包括：

第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，

第一像素单元中设置第一亚波长光电二极管PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；

所述第一滤光单元覆盖在所述第一像素单元上；所述第二滤光单元覆盖在所述第二像素单元上；

所述读出电路与所述第一像素单元以及所述第二像素单元连接。

本申请实施例提供了一种图像处理方法，所述图像处理方法应用于CIS中，所述CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；所述第一滤光单元覆盖在所述第一像素单元上；所述第二滤光单元覆盖在所述第二像素单元上；所述读出电路与所述第一像素单元以及所述第二像素单元连接，所述方法包括：

通过所述第一亚波长PD柱和所述第一滤光单元对入射光中的绿光进行选择吸收，获得所述第一像素单元对应的第一电信号；通过所述第二亚波长PD柱和所述第二滤光单元对入射光中的红光进行选择吸收，获得所述第二像素单元对应的第二电信号；通过所述第三亚波长PD柱和所述第三滤光单元对入射光中的蓝光进行选择吸收，获得所述第二像素单元对应的第三电信号；

所述读出电路根据所述第一电信号、所述第二电信号以及所述第三电信号，获得所述入射光对应的原始数据；

按照所述原始数据进行图像处理，获得所述入射光对应的图像。

本申请实施例提供了一种图像处理装置，其特征在于，所述图像处理装置包括处理器、存储有所述处理器可执行指令的存储器、CIS，所述CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；所述第一滤光单元覆盖在所述第一像素单元上；所述第二滤光单元覆盖在所述第二像素单元上；所述读出电路与所述第一像素单元以及所述第二像素单元连接，当所述指令被所述处理器执行时，实现如上所述的图像处理方法。

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CIS中，所述程序被处理器执行时，实现如上所述的图像处理方法。

本申请实施例提供了一种图像传感器、图像处理方法和装置，及存储介质，CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；第一滤光单元覆盖在第一像素单元上；第二滤光单元覆盖在第二像素单元上；读出电路与第一像素单元以及第二像素单元连接。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以利用第一像素单元中的第一亚波长PD柱和第一滤光单元，对入射光中的绿光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第二亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的红光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第三亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的蓝光进行选择吸收，即可以通过第一像素单元和第二像素单元同时获取不同颜色光所对应的信号，能够提高光信号的利用率，增加了R信号和B信号的采样频率，有效的提升吸收效率，从而增大信噪比，使得成像质量显著提升。

附图说明

图1为FSI式的CIS示意图；

图2为BSI式的CIS示意图；

图3为拜尔阵列示意图；

图4为CIS的组成结构示意图一；

图5为CIS的组成结构示意图二；

图6为第一像素单元和第二像素单元的俯视图；

图7为CIS的组成结构示意图三；

图8为本申请实施例提出的一种图像处理方法；

图9为像素值分布示意图；

图10为本申请实施例提出的一种图像处理装置的组成结构示意图。

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。

对于传统的CIS，无论是FSI还是BSI，其中的光电二极管(photodiode，PD)均是对400nm-1100nm的光全部吸收，因此，需要在其上加上不同颜色的滤光片，从而使其单个像素只吸收RGB中的一种颜色。同时，每个像素之间需要深槽隔离(Deep Trench Isolation，DTI)进行隔离，从而防止不同颜色的入射光进入到相邻的像素中，进而避免相邻像素间的串扰。

图1为FSI式的CIS示意图，图2为BSI式的CIS示意图，如图1和图2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，在每个滤光片之间还设置有透镜。

由此可见，在现有的CIS中，像素阵列中的每一个像素需要设置透镜和滤光片，且由于设置有滤光片，PD只能吸收RGB中的一种颜色，其他两种颜色的能量则被浪费，即吸收效率低，进而大大降低了CIS的量子效率。

最常见的颜色滤波阵列配置是Bayer filter。Bayer filter的奇数列(或偶数列)包含交错的红色及绿色滤镜，而其偶数列(或奇数列)包含交错的绿色及蓝色滤镜。由于人类眼睛对绿色光线较敏感，因此绿色滤镜的数目为红色或蓝色滤镜的二倍，因此也称做RGBG，GRGB或者RGGB。图3为拜尔阵列示意图，如图3所示，Bayer filter中的滤色器的排列有50％是绿色G，25％是红色R，另外25％是蓝色B。

为了解决现有技术中存在的问题，本申请提出的一种互补金属氧化物图像传感器，可以基于纳米PD柱结构，通过不同的亚波长PD柱结构实现不同颜色光的选择吸收，即实现单色光的吸收，能够提高光信号的利用率，增加了R信号和B信号的采样频率，有效的提升吸收效率，从而增大信噪比，使得成像质量显著提升。

需要说明的是，本申请提出的一种互补金属氧化物图像传感器可以为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互补金属氧化物图像传感器，图4为CIS的组成结构示意图一，如图4所示，在本申请的实施例中，对于BSI式的CIS，CIS1可以包括：第一像素单元11，第二像素单元12，第一滤光单元13，第二滤光单元14以及读出电路15。其中，第一滤光单元13覆盖在第一像素单元11上，第二滤光单元14覆盖在第二像素单元12上；读出电路15可以与第一像素单元11和第二像素单元12连接。

需要说明的是，在本申请的实施例中，图5为CIS的组成结构示意图二，如图5所示，第一像素单元11中设置第一亚波长PD柱111，第二像素单元12中设置第二亚波长PD柱121和第三亚波长PD柱122。

进一步地，在本申请的实施例中，第一像素单元11和第二像素单元12可以按照上下左右四个方向相邻设置，即第一像素单元11的四周可以均为第二像素单元12，相应地，第二像素单元12的四周可以均为第一像素单元11。

进一步地，在本申请的实施例中，CIS1可以利用第一像素单元11中的第一亚波长PD柱111对绿光进行吸收，也可以利用第二像素单元12中的第二亚波长PD柱121对红光进行吸收，还可以利用第二像素单元12中的第三亚波长PD柱122对蓝光进行吸收。其中，第一亚波长PD柱111、第二亚波长PD柱121以及第三亚波长PD柱122可以为亚波长的光电二极管。具体地，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。

需要说明的是，在本申请的实施例中，第二像素单元12中的第二亚波长PD柱121和第三亚波长PD柱122的数量可以按照特定的需求去设计。例如，如果期望蓝光的吸收高一点，那么可以将第三亚波长PD柱122的数量设置的比第二亚波长PD柱121多一些；如果期望红光的吸收高一点，那么可以将第三亚波长PD柱122的数量设置的比第二亚波长PD柱121少一些。本申请不作具体限定。

进一步地，在本申请的实施例中，第一像素单元11中可以包括至少一个第一亚波长PD柱111，相应地，第二像素单元12中可以包括至少一个第二PD121柱和至少一个第三亚波长PD柱122。图6为第一像素单元和第二像素单元的俯视图，如图6所示，在本申请的实施例中，第一像素单元11中可以包括16个第一亚波长PD柱111，第二像素单元12中可以包括12个第二亚波长PD柱121和9个第三亚波长PD柱122。

需要说明的是，在本申请的实施例中，CIS1可以分别通过第一像素单元11和第二像素单元12对入射光进行吸收，从而获得入射光的绿色像素值、红色像素值以及蓝色像素值。具体地，第一像素单元11中的第一亚波长PD柱111对应于G通道，输出绿色像素值，第二像素单元12中的第二亚波长PD柱121对应于R通道，输出红色像素值，第二像素单元12中的第三亚波长PD柱122对应于B通道，输出蓝色像素值。

进一步地，在本申请的实施例中，由于第一亚波长PD柱、第二亚波长PD柱以及第三亚波长PD柱分别用于吸收入射光中的绿光、红光以及蓝光，因此，第一亚波长PD柱的第一尺寸参数，可以由绿光对应的第一波长范围确定；第二亚波长PD柱的第二尺寸参数，可以由红光对应的第二波长范围确定；第三亚波长PD柱的第三尺寸参数，可以由蓝光对应的第三波长范围确定。

需要说明的是，在本申请的实施例中，绿光对应的第一波长范围可以为492nm至577nm；红光对应的第二波长范围可以为625nm至740nm；蓝光对应的第三波长范围可以为440nm至475nm。

进一步地，在本申请的实施例中，正是由于第一像素单元11和第二像素单元12可以包括三种不同尺寸参数的第一亚波长PD柱111、第二亚波长PD柱121以及第三亚波长PD柱122，且第一亚波长PD柱111、第二亚波长PD柱121以及第三亚波长PD柱122可以分别吸收入射光中的绿光、红光以及蓝光，从而使得第一像素单元11和第二像素单元12可以分别通过光学共振同时吸收入射光的RGB三个颜色的光。

进一步地，在本申请的实施例中，第一尺寸参数、第二尺寸参数以及第三尺寸参数可以分别表征第一亚波长PD柱111、第二亚波长PD柱121以及第三亚波长PD柱122的直径，也就是说，亚波长PD柱对应的直径可以由其对应吸收的光的波长范围进行确定。例如，第一亚波长PD柱111用于吸收绿光，那么可以通过第一波长范围确定其直径为90nm；第二亚波长PD柱121用于吸收红光，那么可以通过第二波长范围确定第二亚波长PD柱的直径为120nm；第三亚波长PD柱122用于吸收蓝光，那么可以通过第三波长范围确定第三亚波长PD柱的直径为60nm。

进一步地，在本申请的实施例中，第一滤光单元13可以用于对入射光中的绿光进行选择并过滤掉红光和蓝光，因此，CIS1通过第一像素单元11和覆盖在第一像素单元11上的第一滤光单元13，便可以对入射光中的绿光进行选择和吸收。

相应地，在本申请的实施例中，第二滤光单元14可以用于对入射光中的红光和蓝光进行选择并过滤掉绿光，因此，CIS1通过第二像素单元12和覆盖在第二像素单元12上的第二滤光单元14，便可以对入射光中的红光和蓝光进行选择和吸收。

需要说明的是，在本申请的实施例中，读出电路15可以与第一像素单元11和第二像素单元12连接。具体地，CIS1通过第一亚波长PD柱111、第二亚波长PD柱121以及第三亚波长PD柱122，分别对入射光中的绿光、红光以及蓝光进行吸收之后，便可以通过读出电路读出第一像素单元11和第二像素单元12对应的电信号。

进一步地，在本申请的实施例中，图7为CIS的组成结构示意图三，如图7所示，CIS1还可以包括：透镜16和图像处理器17。

需要说明的是，在本申请的实施例中，透镜16可以与第一滤光单元13和第二滤光单元14连接。具体地，透镜16可以用于对入射光进行聚焦。

进一步地，在本申请的实施例中，图像处理器17可以与读出电路15连接。

在本申请的实施例中，进一步地，第一亚波长PD柱111通过光学共振，对入射光中的绿光进行吸收；第二亚波长PD柱121通过光学共振，对入射光中的红光进行吸收；第三亚波长PD柱122通过光学共振，对入射光中的蓝光进行吸收。

相应地，在本申请的实施例中，第一像素单元11和第二像素单元12，配置为通过第一亚波长PD柱111、第二亚波长PD柱121以及第三亚波长PD柱122，将入射光转换为电信号，并将电信号传输至读出电路；读出电路15，配置为将电信号转换为数字信号，得到原始数据，并将原始数据传输至图像处理器；图像处理器17，配置为根据原始数据生成入射光对应的图像。

需要说明的是，在本申请的实施例中，第一亚波长PD柱111、第二亚波长PD柱121以及第三亚波长PD柱122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。

需要说明的是，在本申请的实施中，CIS1还可以包括：半导体基底18，其中，第一像素单元11和第二像素单元12，可以设置于半导体基底中18。

由此可知，在本申请的实施中，第一像素单元11中的第一亚波长PD柱111可以用于吸收绿光，第二像素单元12中的第二亚波长PD柱121可以用于吸收红光，第二像素单元12中的第三亚波长PD柱122可以用于吸收蓝光。也就是说，在本申请的实施中，三种不同尺寸参数的三个亚波长PD柱111、121、122，可以通过光学共振，分别吸收入射光中的红光、绿光以及蓝光，使得第一像素单元11和第二像素单元12可以同时吸收入射光的RGB三个颜色的光，从而大大提高了CIS的量子效率。

本申请提出了一种互补金属氧化物图像传感器，CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；第一滤光单元覆盖在第一像素单元上；第二滤光单元覆盖在第二像素单元上；读出电路与第一像素单元以及第二像素单元连接。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以利用第一像素单元中的第一亚波长PD柱和第一滤光单元，对入射光中的绿光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第二亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的红光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第三亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的蓝光进行选择吸收，即可以通过第一像素单元和第二像素单元同时获取不同颜色光所对应的信号，能够提高光信号的利用率，增加了R信号和B信号的采样频率，有效的提升吸收效率，从而增大信噪比，使得成像质量显著提升。

基于上述实施例，在本申请的再一实施例中，图8为本申请实施例提出的一种图像处理方法，图像处理方法应用于CIS中，其中，CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；第一滤光单元覆盖在第一像素单元上；第二滤光单元覆盖在第二像素单元上；读出电路与第一像素单元以及第二像素单元连接，如图8所示，CIS进行图像处理的方法可以包括以下步骤：

步骤101、通过第一亚波长PD柱和第一滤光单元对入射光中的绿光进行选择吸收，获得第一像素单元对应的第一电信号；通过第二亚波长PD柱和第二滤光单元对入射光中的红光进行选择吸收，获得第二像素单元对应的第二电信号；通过第三亚波长PD柱和第三滤光单元对入射光中的蓝光进行选择吸收，获得第二像素单元对应的第三电信号。

在本申请的实施例中，CIS可以先通过第一亚波长PD柱和第一滤光单元对入射光中的绿光进行吸收，获取第一像素单元对应的绿色像素值，从而可以获得第一像素单元对应的第一电信号；同时，CIS也可以通过第二亚波长PD柱和第二滤光单元对入射光中的红光进行吸收，获取第二像素单元对应的红色像素值，从而可以获得第二像素单元对应的第二电信号；同时，CIS还可以通过第三亚波长PD柱和第三滤光单元对入射光中的蓝光进行吸收，获取第二像素单元对应的蓝色像素值，从而可以获得第二像素单元对应的第三电信号。

需要说明的是，在本申请的实施例中，第一像素单元和第二像素单元可以按照上下左右四个方向相邻设置。具体地，第一像素单元中可以包括至少一个第一亚波长PD柱，例如，第一像素单元中可以包括16个第一亚波长PD柱。相应地，第二像素单元中可以包括至少一个第二亚波长PD柱和至少一个第三亚波长PD柱，例如，第二像素单元中可以包括12个第二亚波长PD柱和9个第三亚波长PD柱。

进一步地，在本申请的实施例中，CIS可以利用第一像素单元中的第一亚波长PD柱对绿光进行吸收，也可以利用第二像素单元中的第二亚波长PD柱对红光进行吸收，还可以利用第二像素单元中的第三亚波长PD柱对蓝光进行吸收。

需要说明的是，在本申请的实施例中，第一像素单元中的第一亚波长PD柱对应于G通道，输出绿色像素值，第二像素单元中的中的第二亚波长PD柱对应于R通道，输出红色像素值，第二像素单元中的中的第三亚波长PD柱对应于B通道，输出蓝色像素值。

进一步地，在本申请的实施例中，正是由于第一像素单元和第二像素单元可以包括三种不同尺寸参数的第一亚波长PD柱、第二亚波长PD柱以及第三亚波长PD柱，且第一亚波长PD柱、第二亚波长PD柱以及第三亚波长PD柱可以分别吸收入射光中的绿光、红光以及蓝光，从而使得第一像素单元和第二像素单元可以分别通过光学共振同时吸收入射光的RGB三个颜色的光。

进一步地，在本申请的实施例中，第一尺寸参数、第二尺寸参数以及第三尺寸参数可以分别表征第一亚波长PD柱、第二亚波长PD柱以及第三亚波长PD柱的直径，也就是说，亚波长PD柱对应的直径可以由其对应吸收的光的波长范围进行确定。例如，第一亚波长PD柱用于吸收绿光，那么可以通过第一波长范围确定其直径为90nm；第二亚波长PD柱用于吸收红光，那么可以通过第二波长范围确定第二亚波长PD柱的直径为120nm；第三亚波长PD柱用于吸收蓝光，那么可以通过第三波长范围确定第三亚波长PD柱的直径为60nm。

需要说明的是，在本申请的实施例中，第一滤光单元覆盖在第一像素单元上，第二滤光单元覆盖在第二像素单元上。

进一步地，在本申请的实施例中，第一滤光单元可以用于对入射光中的绿光进行选择并过滤掉红光和蓝光，因此，CIS通过第一像素单元和覆盖在第一像素单元上的第一滤光单元，便可以对入射光中的绿光进行选择和吸收。

相应地，在本申请的实施例中，第二滤光单元可以用于对入射光中的红光和蓝光进行选择并过滤掉绿光，因此，CIS通过第二像素单元和覆盖在第二像素单元上的第二滤光单元，便可以对入射光中的红光和蓝光进行选择和吸收。

需要说明的是，在本申请的实施例中，由于第一像素单元用于吸收入射光中的绿光，第二像素单元用于吸收入射光中的红光和蓝光，因此，输出的绿色像素值分布于第一像素单元上，输出红色像素值和蓝色像素值分布于第二像素单元上。图9为像素值分布示意图，如图9所示，绿色像素值G单独分布于一个像素单元中，相应地，红色像素值R和蓝色像素值B均分布于相同的一个像素单元中。

进一步地，在本申请的实施例中，CIS还可以包括透镜，其中，透镜可以与第一滤光单元和第二滤光单元连接。具体地，透镜可以用于对入射光进行聚焦。

步骤102、读出电路根据第一电信号、第二电信号以及第三电信号，获得入射光对应的原始数据。

在本申请的实施中，CIS在通过第一亚波长PD柱、第二亚波长PD柱以及第三亚波长PD柱获得第一像素单元对应的第一电信号、第二像素单元对应的第二电信号以及第二像素单元对应的第三电信号之后，便可以通过读出电路根据第一电信号、第二电信号以及第三电信号，获得入射光对应的原始数据。

需要说明的是，在本申请的实施例中，CIS还可以包括读出电路，其中，读出电路可以与第一像素单元以及第二像素单元连接。具体地，CIS通过第一亚波长PD柱、第二亚波长PD柱以及第三亚波长PD柱，分别对入射光中的绿光、红光以及蓝光进行吸收之后，便可以通过读出电路读出第一像素单元和第二像素单元对应的第一电信号、第二电信号以及第三电信号。

步骤103、按照原始数据进行图像处理，获得入射光对应的图像。

在本申请的实施中，CIS在通过读出电路，根据第一电信号、第二电信号以及第三电信号，获得入射光对应的原始数据，便可以按照原始数据进行图像处理，获得入射光对应的图像。

进一步地，在本申请的实施例中，CIS还包括：图像处理器，其中，读出电路与图像处理器连接。也就是说，CIS在通过读出电路获得入射光对应的原始数据之后，CIS中的图像处理器便可以按照原始数据进行图像处理，获得入射光对应的图像。

本申请实施例提供了一种图像处理方法，应用于CIS中，CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；第一滤光单元覆盖在第一像素单元上；第二滤光单元覆盖在第二像素单元上；读出电路与第一像素单元以及第二像素单元连接。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以利用第一像素单元中的第一亚波长PD柱和第一滤光单元，对入射光中的绿光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第二亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的红光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第三亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的蓝光进行选择吸收，即可以通过第一像素单元和第二像素单元同时获取不同颜色光所对应的信号，能够提高光信号的利用率，增加了R信号和B信号的采样频率，有效的提升吸收效率，从而增大信噪比，使得成像质量显著提升。

基于所述实施例，本申请的再一实施例提供了一种包括CIS的图像处理装置，图10为本申请实施例提出的一种图像处理装置的组成结构示意图，如图10所示，在本发明的实施例中，图像处理装置0可以包括处理器2、存储有处理器2可执行指令的存储器3以及CIS1，进一步地，图像处理装置0还可以包括通信接口4，和用于连接处理器2、存储器3以及通信接口4的总线5。

在本申请的实施例中，处理器2可以为特定用途集成电路(Application SpecificIntegrated 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(ProgRAMmableLogic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field ProgRAMmable Gate Array，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3，该存储器3可以与处理器2连接，其中，存储器3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3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5用于连接通信接口4、处理器2以及存储器3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3，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2，用于通过所述第一亚波长PD柱和所述第一滤光单元对入射光中的绿光进行选择吸收，获得所述第一像素单元对应的第一电信号；通过所述第二亚波长PD柱和所述第二滤光单元对入射光中的红光进行选择吸收，获得所述第二像素单元对应的第二电信号；通过所述第三亚波长PD柱和所述第三滤光单元对入射光中的蓝光进行选择吸收，获得所述第二像素单元对应的第三电信号；所述读出电路根据所述第一电信号、所述第二电信号以及所述第三电信号，获得所述入射光对应的原始数据；按照所述原始数据进行图像处理，获得所述入射光对应的图像。

在实际应用中，存储器3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)，例如只读第一存储y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2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。

本申请提出了一种图像处理装置，该图像处理装置包括CIS，CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；第一滤光单元覆盖在第一像素单元上；第二滤光单元覆盖在第二像素单元上；读出电路与第一像素单元以及第二像素单元连接。也就是说，在本申请的实施例中，CIS可以利用第一像素单元中的第一亚波长PD柱和第一滤光单元，对入射光中的绿光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第二亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的红光进行选择吸收；利用第二像素单元中的第三亚波长PD柱和第二滤光单元，对入射光中的蓝光进行选择吸收，即可以通过第一像素单元和第二像素单元同时获取不同颜色光所对应的信号，能够提高光信号的利用率，增加了R信号和B信号的采样频率，有效的提升吸收效率，从而增大信噪比，使得成像质量显著提升。

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图像处理方法。

具体来讲，本实施例中的一种图像处理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图像处理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：

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

1.一种互补金属氧化物图像传感器CIS，其特征在于，所述CIS包括：

2.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，

所述第一亚波长PD柱通过光学共振，对入射光中的绿光进行吸收；

所述第二亚波长PD柱通过光学共振，对所述入射光中的红光进行吸收；

所述第三亚波长PD柱通过光学共振，对所述入射光中的蓝光进行吸收。

3.根据权利要求2所述的CIS，其特征在于，

所述第一亚波长PD柱的第一尺寸参数，由所述绿光对应的第一波长范围确定；

所述第二亚波长PD柱的第二尺寸参数，由所述红光对应的第二波长范围确定；

所述第三亚波长PD柱的第三尺寸参数，由所述蓝光对应的第三波长范围确定。

4.根据权利要求2所述的CIS，其特征在于，

所述第一滤光单元，用于对所述入射光中的所述绿光进行选择；

所述第二滤光单元，用于对所述入射光中的所述红光和所述蓝光进行选择。

5.根据权利要求2所述的CIS，其特征在于，所述CIS还包括：透镜，其中，所述透镜与所述第一滤光单元以及所述第二滤光单元连接，

所述透镜，用于对所述入射光进行聚焦。

6.根据权利要求2所述的CIS，其特征在于，所述CIS还包括：图像处理器，其中，所述读出电路与所述图像处理器连接。

7.根据权利要求6所述的CIS，其特征在于，

所述第一像素单元和所述第二像素单元，配置为通过所述第一亚波长PD柱、所述第二亚波长PD柱以及所述第三亚波长PD柱，将所述入射光转换为电信号，并将所述电信号传输至所述读出电路；

所述读出电路，配置为将所述电信号转换为数字信号，得到原始数据，并将所述原始数据传输至所述图像处理器；

所述图像处理器，配置为根据所述原始数据生成所述入射光对应的图像。

8.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，所述CIS还包括：半导体基底，其中，所述第一像素单元和所述第二像素单元，设置于所述半导体基底中。

9.根据权利要求1所述的CIS，其特征在于，

所述第一亚波长PD柱、所述第二亚波长PD柱以及所述第三亚波长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。

10.一种图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法应用于CIS中，所述CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；所述第一滤光单元覆盖在所述第一像素单元上；所述第二滤光单元覆盖在所述第二像素单元上；所述读出电路与所述第一像素单元以及所述第二像素单元连接，所述方法包括：

11.一种图像处理装置，其特征在于，所述图像处理装置包括处理器、存储有所述处理器可执行指令的存储器、CIS，所述CIS包括：第一像素单元、第二像素单元、第一滤光单元、第二滤光单元以及读出电路；其中，第一像素单元中设置第一亚波长PD柱，第二像素单元中设置第二亚波长PD柱和第三亚波长PD柱；所述第一滤光单元覆盖在所述第一像素单元上；所述第二滤光单元覆盖在所述第二像素单元上；所述读出电路与所述第一像素单元以及所述第二像素单元连接，当所述指令被所述处理器执行时，实现如权利要求10所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，应用于图像处理装置中，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现如权利要求10所述的方法。