CN110690237B - 一种图像传感器、信号处理方法及存储介质 - Google Patents

一种图像传感器、信号处理方法及存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例公开了一种图像传感器、信号处理方法及存储介质，图像传感器包括：由至少两种单色像素单元组成的第一层像素，第一层像素用于吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；至少两种单色像素单元由具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种光电二极管PD柱组成，且每一种单色像素单元由一种PD柱组成；设置在第一层像素的出光侧，由多色像素单元组成第二层像素，第二层像素用于吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号；多色像素单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成。

Description

一种图像传感器、信号处理方法及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像传感器、信号处理方法及存储介质。
背景技术
图像传感器，是一种将光学图像转换成电子信号的设备，被广泛应用在数码相机和其他电子光学设备中。
目前，已经出现了可以在一个像素单元上捕捉RGB三色光的图像传感器，采用三层感光元件，利用不同波长的光在硅中的吸收长度的差异来测量不同深度获得的信号，每层记录RGB三色光中的每一种色光，从而在一个像素单元中实现RGB三色光的吸收。
然而，上述三层结构的图像传感器，由于像素尺寸大、数据量大、帧率低，以及光谱串扰严重等情况，从而导致去马赛克过程的伪色较高，解析力和信噪比较低。
发明内容
本申请实施例提供一种图像传感器、信号处理方法及存储介质，将RGB组合光几乎全部吸收，从而提高了图像传感器的信噪比，并且更高的采样频率提高了图像传感器的解析力，降低了去马赛克过程中的伪色。
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图像传感器，所述图像传感器包括：
由至少两种单色像素单元组成的第一层像素，所述第一层像素用于吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；所述至少两种单色像素单元由具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种光电二极管PD柱组成，且每一种单色像素单元由一种PD柱组成；
设置在所述第一层像素的出光侧，由多色像素单元组成第二层像素，所述第二层像素用于吸收所述RGB组合光中未被所述第一层像素吸收的剩余光，并将所述剩余光转换成第二电信号；所述多色像素单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成。
在上述图像传感器中，所述图像传感器还包括：滤色片；
所述滤色片设置在所述第一层像素的入光侧，用于将入射光中的红外光吸收，通过所述RGB组合光。
在上述图像传感器中，所述至少两种单色像素单元由具备吸收蓝光的第一尺寸PD柱和具备吸收绿光的第二尺寸PD柱组成；
所述至少两种单色像素单元包括：由所述第一尺寸PD柱组成的第一种单色像素单元，以及由所述第二尺寸PD柱组成的第二种单色像素单元；
所述多色像素单元由所述第一尺寸PD柱、所述第二尺寸PD柱，以及具备吸收红光的第三尺寸PD柱组成。
在上述图像传感器中，所述第一层像素中每四个相邻的像素单元组成一个阵列，且与所述第二层像素中的一个所述多色像素单元的位置相互对应；
所述第一层像素的像素单元数量，为所述第二层像素的像素单元数量的四倍。
在上述图像传感器中，所述第一层像素和所述第二层像素中，每一个像素单元分别与一个读出电路对应连接，以放大所述第一电信号和所述第二电信号，并读出所述第一电信号和所述第二电信号。
在上述图像传感器中，所述第一层像素的每一个像素单元，通过一个转移门连接电路与一个所述读出电路连接。
在上述图像传感器中，所述图像传感器包括目标像素单元，所述目标像素单元为所述第一层像素或所述第二层像素中任意一个像素单元，所述目标像素单元与目标读出电路对应连接，
所述目标读出电路包括：与所述目标像素单元连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区和与所述读出区连接的放大管。
在上述图像传感器中，所述转移晶体管，用于将所述目标像素单元获得的目标电信号，从而所述目标像素单元中转移至所述读出区，以从所述读出区读取所述目标电信号；所述目标电信号为所述第一电信号或所述第二电信号中的部分电信号；
所述放大管，用于将所述读出区的所述目标电信号放大。
在上述图像传感器中，所述目标读出电路还包括：与所述读出区和所述放大管连接的复位晶体管；
所述读出区，还用于读出所述复位晶体管中的复位电平；
所述放大管，还用于对所述复位电平进行放大。
本申请实施例提供了一种信号处理方法，应用于上述图像传感器，所述方法包括：
通过第一层像素，吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；
通过设置在所述第一层像素的出光侧的第二层像素，吸收所述RGB组合光中未被所述第一层像素吸收的剩余光，并将所述剩余光转换成第二电信号。
在上述方法中，所述通过第一层像素，吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号之前，所述方法还包括：
通过滤色片，将入射光中的红外光吸收，通过所述RGB组合光。
在上述方法中，所述通过设置在所述第一层像素的出光侧的第二层像素，吸收所述RGB组合光中未被所述第一层像素吸收的剩余光，并将所述剩余光转换成第二电信号之后，所述方法还包括：
通过所述第一层像素和所述第二层像素中，每一个像素单元对应连接的一个读出电路，放大所述第一电信号和所述第二电信号，并读出所述第一电信号和所述第二电信号。
本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，应用于图像处理器，该计算机程序被处理器执行时实现上述信号处理方法。
本申请实施例提供了一种图像传感器，包括：由至少两种单色像素单元组成的第一层像素，第一层像素用于吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；至少两种单色像素单元由具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种光电二极管PD柱组成，且每一种单色像素单元由一种PD柱组成；设置在第一层像素的出光侧，由多色像素单元组成第二层像素，第二层像素用于吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号；多色像素单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成。本申请实施例提供的图像传感器，通过由PD柱构建的像素叠层结构，将RGB组合光几乎全部吸收，从而提高了图像传感器的信噪比，并且更高的采样频率提高了图像传感器的解析力，降低了去马赛克过程中的伪色。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种图像传感器的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种示例性的滤色片阵列示意图；
图3为本申请实施例提供的一种示例性的第一层像素的剖面示意图；
图4为本申请实施例提供的一种示例性的第二层像素的剖面示意图；
图5为本申请实施例提供的一种示例性的图像传感器的像素截面示意图；
图6为本申请实施例提供的一种目标读出电路的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图。
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。
实施例一
本申请实施例提供了一种图像传感器。图1为本申请实施例提供的一种图像传感器的结构示意图。如图1所示，图像传感器包括：
由至少两种单色像素单元组成的第一层像素，第一层像素用于吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；至少两种单色像素单元由具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种光电二极管PD柱组成，且每一种单色像素单元由一种PD柱组成；
设置在第一层像素的出光侧，由多色像素单元组成第二层像素，第二层像素用于吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号；多色像素单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成。
需要说明的是，在本申请的实施例中，图像传感器具体可以为互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器。
需要说明的是，在本申请的实施例中，RGB单色光共有三种，即红光、蓝光和绿光。
需要说明的是，在本申请的实施例中，多个像素单元包括至少两种单色像素单元和多色像素单元，其中，至少两种单色像素单元中的每一种单色像素单元和多色像素单元均可以为多个，从而组成相应的第一层像素和第二层像素。
可以理解的是，在本申请的实施例中，至少两种单色像素单元包括具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种PD柱，并且，每一种单色像素单元由一种PD柱组成，因此，实际上至少两种单色像素单元中每一种单色像素单元仅具备吸收一种RGB单色光。
可以理解的是，在本申请的实施例中，第二层像素设置在第一层像素的出光侧，RGB组合光中至少两种色光先被第一层像素吸收，其中，由于PD柱的共振吸收，第一层像素吸收到的光为RGB组合光中至少两种色光中的大部分光，RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光线，实际上三种RGB单色光均包括，因此，第二层类型单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成，可以吸收未被第一层像素吸收的全部色光。
具体的，在本申请的实施例中，图像传感器还包括滤色片，滤色片设置在第一层像素的入光侧，用于将入射光中的红外光吸收，通过RGB组合光。
可以理解的是，在本申请的实施例中，实际进行成像的过程中，入射光中包含了红外光，因此，在图像传感器中的第一层像素的入光侧设置滤色片，从而吸收红外光，通过由红光、绿光和蓝光三种RGB单色光组成的RGB组合光，第一层像素即可进一步吸收RGB组合光中的至少两种色光。
图2为本申请实施例提供的一种示例性的滤色片阵列示意图。如图2所示，在图像传感器中，实际上可以包括多个滤色片，从而覆盖整个第一层像素，以吸收入射光中的红外光，通过RGB组合光。
图3为本申请实施例提供的一种示例性的第一层像素的剖面示意图。如图3所示，至少两种单色像素单元包括：具备吸收蓝光的第一尺寸PD柱和具备吸收绿光的第二尺寸PD柱，其中，由第一尺寸PD柱组成第一种单色像素单元，由第二尺寸PD柱组成第二种单色像素单元。
需要说明的是，在本申请的实施例中，第一层像素也可以包括三种单色像素单元，其中，每一种单色像素单元均由一种尺寸的PD柱组成。
图4为本申请实施例提供的一种示例性的第二层像素的剖面示意图。如图4所示，第二层像素由多色像素单元组成，多色像素单元由具备吸收蓝光的第一尺寸PD柱、具备吸收绿光的第二尺寸PD柱，以及具备吸收红光的第三尺寸PD柱，这三种PD柱组成，此外，在每一个多色像素单元上实际还通过了第一层像素中像素单元的转移门连接电路。
需要说明的是，在本申请的实施例中，具备吸收蓝光的第一尺寸PD柱具体可以为直径为60nm的PD柱，具备吸收绿光的第二尺寸PD柱具体可以为直径为90nm的PD柱，具备吸收红光的第三尺寸PD柱具体可以为直径为120nm的PD柱。此外，PD柱的长度可以为80nm-500nm之间，PD柱越长，吸收率越高。
需要说明的是，在本申请的实施例中，三种不同尺寸的PD柱的直径是基于红、绿、蓝单色光的共振波长和对应光信号的折射率确定的，或者通过光学模拟得到的，具体的根据实际情况进行选择，本申请实施例不做具体的限定。
在本申请的实施例中，利用公式(1)确定PD柱的尺寸
PD柱的尺寸＝(共振波长-预设常数)/折射率 (1)
需要说明的是，在本申请的实施例中，多个PD柱的形状为圆柱形或正多边形。具体的PD柱的形状可以根据实际工艺和应用需求所选择，本申请实施例不作限定。
需要说明的是，在本申请的实施例中，至少两种单色像素单元中的每一种单色像素单元，以及多色像素单元，其中包括的PD柱数量和排布方式，可以根据像素单元的实际大小确定，只需要保证相邻PD柱的间隔大于50nm以上，本申请实施例不作限定。
具体的，在本申请的实施例中，第一层像素中每四个相邻的单元组成一个阵列，且与第二层像素中的一个多色像素单元的位置相互对应；第一层像素的单元数量，为第二层像素的单元数量的四倍。
需要说明的是，在本申请的实施例中，如图3和图4所示，图3中第一层像素的四个单元实际上组成了一个阵列，该阵列对应图4中第二层像素的四个单元中位置相对应的一个单元，也就是说，第一层像素中每四个单元，在第二层像素中对应位置拥有一个多色像素单元，因此，第一层像素的单元数量即第二层像素的单元数量的四倍。
具体的，在本申请的实施例中，第一层像素和第二层像素中，每一个像素单元分别与一个读出电路对应连接，以放大第一电信号和第二电信号，并读出第一电信号和第二电信号。此外，第一层像素的每一个像素单元，通过一个转移门连接电路与一个读出电路连接。
需要说明的是，在本申请的实施例中，如图4所示，对于第一层像素的每一个单色像素单元，需要通过一个转移门连接电路与一个读出电路对应连接，由于第一层像素设置在第二层像素的上方，因此，第一层像素的每一个单色像素单元的转移门连接电路，实际上穿过下方第二层像素对应位置的多色像素单元。
图5为本申请实施例提供的一种示例性的图像传感器的像素截面示意图。如图5所示，入射光经过滤光片后得到的RGB三色光，首先经过吸收蓝光的第一种单色像素单元，以及吸收绿光的第二种单色像素单元，从而吸收其中95％以上的蓝光和90％以上的绿光，并转换成第一电信号，之后，剩余光到达第二层像素，从而被第二层像素包括的多色像素单元吸收，并转换成第二电信号，此外，每一个像素单元可以对应连接有相应的金属布线，在金属布线上，实际上可以部署相应的读出电路，对于第一层像素的每一个单色像素单元均通过一个转移门连接电路接入对应的读出电路。
具体的，在本申请的实施例中，图像传感器包括目标像素单元，目标像素单元为第一层像素或第二层像素中任意一个像素单元，目标像素单元与目标读出电路对应连接。图6为本申请实施例提供的一种目标读出电路的结构示意图。如图6所示，目标读出电路包括：与目标像素单元连接的转移晶体管、与转移晶体管连接的读出区和与读出区连接的放大管。
需要说明的是，在本申请的实施例中，如图6所示，如果目标像素单元为第一层像素中的一个单色像素单元，即通过对应的一个转移门连接电路与目标读出电路连接，此外，如果目标像素单元为第二层像素中的一个多色像素单元，则可以直接与目标读出电路连接。
具体的，转移晶体管，用于将目标像素单元获得的目标电信号，从而目标像素单元中转移至读出区，以从读出区读取目标电信号；
放大管，用于将读出区的目标电信号放大。
可以理解的是，在本申请的实施例中，目标像素单元为构成第一层像素和第二层像素的多个像素单元中任意一个像素单元，而第一层像素的每一个单色像素单元分别获得第一电信号中的部分电信号，从而第一层像素获得完整的第一电信号，第二层像素也是这样，因此，目标像素单元实际上仅获得第一电信号或第二电信号中的部分电信号，即目标电信号。
需要说明的是，本申请的实施例中，转移晶体管的源极与目标像素单元的n区连接，转移晶体管的漏极与读出区连接，目标像素单元将获得的目标电信号聚焦到n+区，并经过转移晶体管转移到读出区。
需要说明的是，在本申请的实施例中，目标像素单元将从RGB三色光中吸收的光，在目标像素单元的耗尽区发生光电转换成目标电信号，之后转移晶体管将目标电信号聚集到转移晶体管的n+区沟道中；并将n+区沟道中的目标电信号转移到读出区。
可以理解的是，在本申请的实施例中，针对一个像素单元，虽然可以包括多个PD柱，但每一个像素单元对应一个n区，该像素单元内的PD柱吸收的光转换成的信号可以集中到该像素单元的n区，以进一步利用对应连接的读出电路进行读出。
如图6所示，在本申请的实施例中，目标读出电路还包括：与读出区和放大管连接的复位晶体管；
读出区，还用于读出复位晶体管中的复位电平；
放大管，还用于对复位电平进行放大。
需要说明的是，在本申请的实施例中，复位晶体管的源极和电源连接；复位晶体管的漏极和读出区连接，其中，复位晶体管中存储有复位电平，通过读出区读出复位电平。
本申请实施例中，分别从复位晶体管读出复位电平、从转移晶体管读出目标电信号，之后，对复位电平和目标电信号进行放大之后，对放大的目标电信号和放大的复位电平进行相关双采样，从而降低读出目标电信号的噪声。
本申请实施例提供了一种图像传感器，包括：由至少两种单色像素单元组成的第一层像素，第一层像素用于吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；至少两种单色像素单元由具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种光电二极管PD柱组成，且每一种单色像素单元由一种PD柱组成；设置在第一层像素的出光侧，由多色像素单元组成第二层像素，第二层像素用于吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号；多色像素单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成。本申请实施例提供的图像传感器，通过由PD柱构建的像素叠层结构，将RGB组合光几乎全部吸收，从而提高了图像传感器的信噪比，并且更高的采样频率提高了图像传感器的解析力，降低了去马赛克过程中的伪色。
实施例二
本申请实施例提供了一种信号处理方法，应用于如实施例一所述的图像传感器。图7为本申请实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图。如图7所示，主要包括以下步骤：
S701、通过第一层像素，吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号。
在本申请的实施例中，图像传感器包括第一层像素，通过第一层像素可以吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号。
需要说明的是，在本申请的实施例中，图像传感器包括由至少两种单色像素单元组成的第一层像素，第一层像素用于吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；至少两种单色像素单元由具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种光电二极管PD柱组成，且每一种单色像素单元由一种PD柱组成。
需要说明的是，在本申请的实施例中，至少两种单色像素单元中，每一种单色像素单元实际上吸收一种RGB单色光，并且，可能并不能完全吸收掉RGB组合光中包括的该种RGB单色光。
示例性的，在本申请的实施例中，组成第一层像素的至少两种单色像素单元由具备吸收蓝光的直径为60nm的PD柱组成的第一种单色像素单元，以及由具备吸收绿光的直径为90nm的PD柱组成的第二种单色像素单元，在实际成像过程中，第一层像素吸收了RGB组合光中95％的蓝光和90％的绿光，并转换成第一电信号，而RGB组合光中的全部红光、5％的蓝光和10％的绿光并未被吸收。
需要说明的是，在本申请的实施例中，图像传感器通过第一层像素，吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号之前，还包括：通过滤色片，将入射光中的红外光吸收，通过RGB组合光。
可以理解的是，在本申请的实施例中，实际进行成像的过程中，入射光中包含了红外光，因此，在图像传感器中的第一层像素的入光侧设置滤色片，从而吸收红外光，通过由红光、绿光和蓝光组成的RGB组合光，第一层像素即可进一步吸收RGB组合光中的至少两种色光。
S702、通过设置在第一层像素的出光侧的第二层像素，吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号。
在本申请的实施例中，图像传感器还包括设置在第一层像素出光侧的第二层像素，通过第二层像素，即可吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号。
需要说明的是，在本申请的实施例中，第二层像素用于吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号；多色像素单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成。
示例性的，在本申请的实施例中，第一层像素吸收了RGB组合光中95％的蓝光和90％的绿光，并转换成第一电信号，而RGB组合光中的全部红光、5％的蓝光和10％的绿光并未被吸收，因此，第二层像素可以吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的全部红光、5％的蓝光和10％的绿光，并转换成第二电信号。
需要说明的是，在本申请的实施例中，图像传感器通过设置在第一层像素的出光侧的第二层像素，吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号之后，还包括：通过第一层像素和第二层像素中，每一个像素单元对应连接的一个读出电路，放大第一电信号和第二电信号，并读出第一电信号和第二电信号。
在本申请的实施例中，图像传感器还包括与第一层像素和第二层像素包括的多个像素单元对应连接的多个读出电路，从而放大第一电信号和第二电信号，并读出第一电信号和第二电信号。
具体的，在本申请的实施例中，图像传感器包括目标像素单元，目标像素单元为第一层像素或第二层像素中任意一个像素单元，目标像素单元与目标读出电路对应连接。目标读出电路包括：与目标像素单元连接的转移晶体管、与转移晶体管连接的读出区和与读出区连接的放大管。利用转移晶体管可以将目标像素单元获得的目标电信号转移至读出区之后，从读出区读取目标电信号，并利用放大管将目标电信号放大。
需要说明的是，在本申请的实施例中，如果目标像素单元为第一层像素中的一个单色像素单元，其n区与目标读出电路的转移晶体管的源极通过转移门连接电路连接，如果目标像素单元为第二层像素中的一个多色像素单元，其n区可以直接与目标读出电路的转移晶体管的源极连接；转移晶体管的漏极与读出区连接；目标像素单元将获得的目标电信号聚焦到转移晶体管的n+区，并经过转移晶体管转移到读出区。
在本申请的实施例中，光线在的耗尽区发生光电转换，将光信号转换成目标电信号，之后转移晶体管将获得的目标电信号聚集到转移晶体管的n+区沟道中；并将n+区沟道中的目标电信号转移到读出区。
需要说明的是，第一读出电路还包括：与读出区和放大管连接的复位晶体管；其中，读出区，还用于读出复位晶体管中的复位电平；放大管，还用于对复位电平进行放大。
在本申请的实施例中，复位晶体管的源极和电源连接；复位晶体管的漏极和读出区连接，其中，复位晶体管中存储有复位电平，通过读出区读出复位电平。
本申请实施例中，分别从复位晶体管读出复位电平、从转移晶体管读出目标电信号，之后，对复位电平和目标电信号进行放大之后，对放大的目标电信号和放大的复位电平进行相关双采样，从而降低读出目标电信号的噪声。
本申请实施例提供了一种信号处理方法，应用于图像传感器，包括：通过第一层像素，吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；通过设置在第一层像素的出光侧的第二层像素，吸收RGB组合光中未被第一层像素吸收的剩余光，并将剩余光转换成第二电信号。本申请实施例提供的信号处理方法，基于由PD柱构建的像素叠层结构的图像传感器，将RGB组合光几乎全部吸收，从而提高了图像传感器的信噪比，并且更高的采样频率提高了图像传感器的解析力，降低了去马赛克过程中的伪色。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，应用于图像处理器，该计算机程序被处理器执行时实现上述信号处理方法。计算机可读存储介质可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(Random-AccessMemory，RAM)；或者非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(Hard Disk Drive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各自设备，如移动电话、计算机、平板设备、个人数字助理等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：
由至少两种单色像素单元组成的第一层像素，所述第一层像素用于吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；所述至少两种单色像素单元由具备吸收至少两种RGB单色光的至少两种光电二极管PD柱组成，且每一种单色像素单元由一种PD柱组成；
设置在所述第一层像素的出光侧，由多色像素单元组成第二层像素，所述第二层像素用于吸收所述RGB组合光中未被所述第一层像素吸收的剩余光，并将所述剩余光转换成第二电信号；所述多色像素单元由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成；其中，所述剩余光包括：所述至少两种色光和所述RGB组合光中所述至少两种色光之外的色光；
所述第一层像素中每四个相邻的像素单元组成一个阵列，且与所述第二层像素中的一个所述多色像素单元的位置相互对应；所述第一层像素的像素单元数量，为所述第二层像素的像素单元数量的四倍；
所述每四个相邻的像素单元中的任一个像素单元，由具备吸收一种单色光的PD柱组成；一个所述多色像素单元中与所述任一个像素单元对应的部分，由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成；
一个所述多色像素单元中PD柱的区域范围，小于所述阵列对应的PD柱的区域范围，且在所述阵列对应的PD柱的区域范围之内。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括：滤色片；
所述滤色片设置在所述第一层像素的入光侧，用于将入射光中的红外光吸收，通过所述RGB组合光。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
所述至少两种单色像素单元由具备吸收蓝光的第一尺寸PD柱和具备吸收绿光的第二尺寸PD柱组成；
所述至少两种单色像素单元包括：由所述第一尺寸PD柱组成的第一种单色像素单元，以及由所述第二尺寸PD柱组成的第二种单色像素单元；
所述多色像素单元由所述第一尺寸PD柱、所述第二尺寸PD柱，以及具备吸收红光的第三尺寸PD柱组成。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一层像素和所述第二层像素中，每一个像素单元分别与一个读出电路对应连接，以放大所述第一电信号和所述第二电信号，并读出所述第一电信号和所述第二电信号。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一层像素的每一个像素单元，通过一个转移门连接电路与一个所述读出电路连接。
6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括目标像素单元，所述目标像素单元为所述第一层像素或所述第二层像素中任意一个像素单元，所述目标像素单元与目标读出电路对应连接，
所述目标读出电路包括：与所述目标像素单元连接的转移晶体管、与所述转移晶体管连接的读出区和与所述读出区连接的放大管。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，
所述转移晶体管，用于将所述目标像素单元获得的目标电信号，从而所述目标像素单元中转移至所述读出区，以从所述读出区读取所述目标电信号；所述目标电信号为所述第一电信号或所述第二电信号中的部分电信号；
所述放大管，用于将所述读出区的所述目标电信号放大。
8.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述目标读出电路还包括：与所述读出区和所述放大管连接的复位晶体管；
所述读出区，还用于读出所述复位晶体管中的复位电平；
所述放大管，还用于对所述复位电平进行放大。
9.一种信号处理方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述方法包括：
通过第一层像素，吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号；
通过设置在所述第一层像素的出光侧的第二层像素，吸收所述RGB组合光中未被所述第一层像素吸收的剩余光，并将所述剩余光转换成第二电信号；其中，所述剩余光包括：所述至少两种色光和所述RGB组合光中至少两种色光之外的色光；所述第一层像素中每四个相邻的像素单元组成一个阵列，且与所述第二层像素中的一个所述多色像素单元的位置相互对应；所述第一层像素的像素单元数量，为所述第二层像素的像素单元数量的四倍；所述每四个相邻的像素单元中的任一个像素单元，由具备吸收一种单色光的PD柱组成；一个所述多色像素单元中与所述任一个像素单元对应的部分，由具备吸收三种RGB单色光的三种PD柱组成；一个所述多色像素单元中PD柱的区域范围，小于所述阵列对应的PD柱的区域范围，且在所述阵列对应的PD柱的区域范围之内。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过第一层像素，吸收RGB组合光中至少两种色光，并将吸收到的光转换成第一电信号之前，所述方法还包括：
通过滤色片，将入射光中的红外光吸收，通过所述RGB组合光。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过设置在所述第一层像素的出光侧的第二层像素，吸收所述RGB组合光中未被所述第一层像素吸收的剩余光，并将所述剩余光转换成第二电信号之后，所述方法还包括：
通过所述第一层像素和所述第二层像素中，每一个像素单元对应连接的一个读出电路，放大所述第一电信号和所述第二电信号，并读出所述第一电信号和所述第二电信号。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，应用于图像处理器，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求9-11任一项所述的方法。
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