CN110691207A - 一种图像传感器及图像处理方法、存储介质 - Google Patents

一种图像传感器及图像处理方法、存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种图像传感器及图像处理方法、存储介质，该图像传感器包括：由叠层像素单元和组合像素单元组成的组合像素阵列，组合像素阵列用于利用叠层像素单元和组合像素单元吸收RGB组合光，并将RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号，其中，叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，且多层PD柱的层数与RGB组合光的个数相同，组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，多个尺寸的PD柱对应的尺寸个数与RGB组合光的个数相同；与组合像素阵列的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大RGB组合光对应的电信号，并读出RGB组合光对应的电信号。

Description

一种图像传感器及图像处理方法、存储介质
技术领域
本申请涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像传感器及图像处理方法、存储介质。
背景技术
互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal-Oxide Semiconductor)图像传感器(CIS，CMOS Image Sensor)具有集成度高、功耗小、速度快和成本低等特点，在高分辨率像素产品方面应用广泛。通常CMOS图像传感器在同一像素上只可记录RGB三种颜色中的一种，使得生成图像色彩细节较少、产生不必要的纹状效应。为了增加色彩细节，并且避免不必要的纹状效应，采用三层感光元件分别记录RGB的其中一个颜色通道，其主要的工作原理为，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，最终在一个像素实现了R、G、B三种颜色的检测。
然而，现有的三层感光元件上覆有滤色阵列，导致CIS解析力低的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种图像传感器及图像处理方法、存储介质，能够提高CIS的解析力。
本申请的技术方案是这样实现的：
本申请实施例提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：
由叠层像素单元和组合像素单元组成的组合像素阵列，所述组合像素阵列用于利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，并将所述RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号，其中，所述叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，所述多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，且所述多层PD柱的层数与RGB组合光的个数相同，所述组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，所述多个尺寸的PD柱对应的尺寸个数与所述RGB组合光的个数相同；
与所述组合像素阵列的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述RGB组合光对应的电信号，并读出所述RGB组合光对应的电信号。
在上述图像传感器中，所述叠层像素单元，具体用于利用多层PD柱依次吸收所述RGB组合光，其中，利用所述每一层PD柱的光学共振，吸收所述每一层PD柱对应的RGB单色光；
所述组合像素单元，具体用于分别利用所述多个尺寸的PD柱吸收所述RGB组合光，其中，利用所述多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱的光学共振，吸收所述每一个尺寸的PD柱对应的RGB单色光。
在上述图像传感器中，所述图像传感器还包括：滤色片，所述滤色片与所述组合像素阵列的输入端连接；
所述滤色片，用于对光源的成像光信号进行过滤，得到可见光；
所述组合像素阵列，具体用于利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元，从所述可见光中吸收RGB组合光。
在上述图像传感器中，所述每一层PD柱与一个CMOS像素读出电路通过转移门连接电路连接。
在上述图像传感器中，所述多层PD柱中距离光源最近的第一PD柱层包括一组PD柱；
所述多层PD柱中的第二PD柱层包括第一转移门连接电路和一组PD柱，所述第一转移门连接电路为所述光源和所述第二PD柱层之间的至少一个PD柱层对应的至少一个转移门连接电路，所述第二PD柱层为所述多层PD柱中除所述第一PD柱层外的PD柱层。
在上述图像传感器中，所述每一层PD柱包括一个n区，所述每一层PD柱转换的电信号集中到所述每一层PD柱的n区，所述每一层PD柱的n区与所述转移门连接电路连接；所述多个尺寸的PD柱包括一个n区，所述多个尺寸的PD柱转换的电信号集中到所述多个尺寸的PD柱的n区。
在上述图像传感器中，所述PD柱的形状包括圆柱形和正多边形。
在上述图像传感器中，所述一个CMOS像素读出电路包括：与所述组合像素阵列连接的转移晶体管、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；
所述转移晶体管，用于将所述电信号从所述PD柱中转移至读出区，以从所述读出区读取所述电信号；
所述放大管，用于将所述读出区的电信号放大。
在上述图像传感器中，所述转移晶体管与所述叠层像素单元的转移门连接电路连接；
所述转移晶体管与所述组合像素单元的n区连接。
在上述图像传感器中，所述CMOS像素读出电路还包括：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。
本申请实施例提供一种图像处理方法，应用于图像传感器，所述图像传感器包括由叠层像素单元和组合像素单元组成的组合像素阵列，所述方法包括：
利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，得到所述RGB组合光对应的光信号，并将所述RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号；
放大所述RGB组合光对应的电信号，并读出所述RGB组合光对应的电信号。
在上述方法中，所述叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，所述多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，所述组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，包括：
利用所述每一层PD柱的光学共振，吸收所述每一层PD柱对应的RGB单色光，以利用所述多层PD柱依次吸收RGB组合光；
利用所述多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱的光学共振，吸收所述每一个尺寸的PD柱对应的RGB单色光，以分别利用所述多个尺寸的PD柱吸收所述RGB组合光。
在上述方法中，所述图像传感器还包括与所述组合像素阵列的输入端连接的滤色片，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光之前，所述方法还包括：
利用滤色片对光源的成像光信号进行过滤，得到可见光；
相应的，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，包括：
利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元，从所述可见光中依次吸收RGB三色光。
本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，应用于图像传感器，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的方法。
本申请实施例提供了一种图像传感器及图像处理方法、存储介质，该图像传感器包括：由叠层像素单元和组合像素单元组成的组合像素阵列，组合像素阵列用于利用叠层像素单元和组合像素单元吸收RGB组合光，并将RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号，其中，叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，且多层PD柱的层数与RGB组合光的个数相同，组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，多个尺寸的PD柱对应的尺寸个数与RGB组合光的个数相同；与组合像素阵列的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大RGB组合光对应的电信号，并读出RGB组合光对应的电信号。采用上述图像传感器实现方案，通过叠层像素单元和组合像素单元结合来表示图像的亮度信息，通过叠层像素单元输出的RGB组合光信号结合去马赛克算法来实现全图像的颜色信息，从而提高了CIS的解析力。
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的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种示例性的叠层像素单元的截面电路示意图；
图4为本申请实施例提供的一种示例性的组合像素单元的截面电路示意图；
图5为本申请实施例提供的一种示例性的图像传感器的电路简化示意图；
图6为本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程图。
具体实施方式
应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请。并不用于限定本申请。
实施例一
本申请实施例提供一种图像传感器1，如图1所示，所述图像传感器1包括：
由叠层像素单元100和组合像素单元101组成的组合像素阵列10，所述组合像素阵列10用于利用所述叠层像素单元100和所述组合像素单元101吸收RGB组合光，并将所述RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号，其中，所述叠层像素单元100包括多层光电二极管PD柱，所述多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，且所述多层PD柱的层数与RGB组合光的个数相同，所述组合像素单元101包括多个尺寸的PD柱，所述多个尺寸的PD柱对应的尺寸个数与所述RGB组合光的个数相同；
与所述组合像素阵列10的输出端连接的CMOS像素读出电路11，用于放大所述RGB组合光对应的电信号，并读出所述RGB组合光对应的电信号。
本申请实施例提供的一种图像传感器适用于对采集到的光信号进行图像处理，得到光信号对应的图像的场景下。
本申请实施例中，图像传感器为CIS。
本申请实施例中，组合像素阵列由叠层像素单元和组合像素单元这两种类型的像素单元组成，叠层像素单元和组合像素单元可以交替排布，即在叠层像素单元四周排布组合像素单元，在组合像素单元四周排布叠层像素单元，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。
本申请实施例中，叠层像素单元的像素结构为多层光电二极管(PD，Photo Diode)柱，其中，每一层PD柱的尺寸相同；组合像素单元包括多种尺寸的PD柱。由于不同尺寸的PD柱利用自身的光学共振，实现不同RGB单色光的吸收，故，叠层像素单元中PD柱层数与RGB组合光的个数相同；组合像素单元中的多种尺寸的PD柱的尺寸个数与RGB组合光的个数相同。
本申请实施例中，每一层PD柱的尺寸由其需要吸收的RGB单色光决定，具体的根据实际情况进行设置，本申请实施例不做具体的限定。
例如，对于圆柱形PD柱而言，当吸收绿光时，圆柱形PD柱的直径为90nm；当吸收蓝光时，圆柱形PD柱的直径为60nm；当吸收红光时，圆柱形PD柱的直径为120nm。
进一步地，每一层PD柱的厚度在80nm-500nm之间，当厚度越大则吸收率越高、吸收纯度越低，如在利用PD柱吸收蓝光的场景下，PD柱的厚度为1μm时，该PD柱吸收蓝光的吸收率达到98％，然而会吸收部分红光和绿光，导致对蓝光的吸收纯度降低。
本申请实施例中，当CMOS像素读出电路读出RGB三色光对应的电信号之后，CMOS像素读出电路将RGB三色光对应的电信号传输至图像处理单元，图像处理单元对RGB三色光对应的电信号进行处理，得到成像光信号对应的彩色图像。
本申请实施例中，PD柱的直径是基于RGB单色光的共振波长和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。
本申请实施例中，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)
可选的，所述叠层像素单元100，具体用于利用多层PD柱依次吸收所述RGB组合光，其中，利用所述每一层PD柱的光学共振，吸收所述每一层PD柱对应的RGB单色光；
所述组合像素单元101，具体用于分别利用所述多个尺寸的PD柱吸收所述RGB组合光，其中，利用所述多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱的光学共振，吸收所述每一个尺寸的PD柱对应的RGB单色光。
本申请实施例中，叠层像素单元中的每一层PD柱的尺寸相同，可见光依次透过多层PD柱，多层PD柱中的每一层PD柱依次利用各自的尺寸吸收RGB单色光，并将RGB单色光进行光电转换，得到RGB单色光对应的电信号，由此，叠层像素单元通过多层PD柱吸收RGB组合光，并将RGB组合光对应的光信号转换为RGB组合光对应的电信号；可见光透过多个尺寸的PD柱，多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱分别利用各自的尺寸吸收RGB单色光，并将RGB单色光进行光电转换，得到RGB单色光对应的电信号，由此，组合像素单元分别利用多个尺寸的PD柱吸收RGB组合光。
示例性的，CIS需要吸收RGB三色光，即红光、蓝光和绿光，则叠层像素单元包括三层PD柱，三层PD柱中的第一层PD柱用于吸收蓝光，三层PD柱中的第二层PD柱用于吸收绿光，三层PD柱中的第三层PD柱用于吸收红光；组合像素单元包括三种尺寸的PD柱，其中，一种尺寸的PD柱用于吸收蓝光、一种尺寸的PD柱用于吸收绿光、另一种尺寸的PD柱用于吸收红光。
需要说明的是，本申请实施例中不限定叠层像素单元中多层PD柱的叠层顺序，具体的可以根据实际进行选择，本申请实施例不做具体的限定。
可选的，所述图像传感器1还包括：滤色片12，所述滤色片12与所述组合像素阵列10的输入端连接；
所述滤色片12，用于对光源的成像光信号进行过滤，得到可见光；
所述组合像素阵列10，具体用于利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元，从所述可见光中吸收RGB组合光。
本申请实施例中，在组合像素阵列的输入端还设置有滤色片，该滤色片用于透过滤色片对应的RGB组合光，并过滤掉其他紫外光和红外光等杂光。
本申请实施例中，光源发出的成像光信号经过滤色片之后，过滤掉其他紫外光和红外光等杂光，并透过滤色片对应的RGB组合光，之后，RGB组合光同时经过叠层像素单元和组合像素单元，叠层像素单元依次利用多层PD柱吸收RGB组合光，组合像素单元分别利用多个尺寸的PD柱吸收RGB组合光。
本申请实施例中，滤色片的颜色由RGB组合光决定，例如，当CIS需要吸收RGB三色光时，滤色片的颜色为W(白色)；当CIS需要吸收红光和绿光时，滤色片的颜色为Y(黄色)，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。
示例性的，如图2所示，为组合像素阵列的滤色片排布示意图，其中，组合像素阵列主要由吸收R信号、G信号、B信号的叠层像素单元和吸收W信号的组合像素单元组成，叠层像素单元上覆盖有R+G+B滤色片，而组合像素单元上覆盖有W滤色片。
可选的，所述每一层PD柱与一个CMOS像素读出电路11通过转移门连接电路13连接。
本申请实施例中，CIS还包括转移门连接电路，该转移门连接电路处于每一层PD柱和与每一层PD柱对应的一个CMOS像素读出电路之间，用于连接每一层PD柱和与每一层PD柱对应的一个CMOS像素读出电路，当每一层PD柱将吸收的RGB单色光转换为RGB单色光对应的电信号之后，通过转移门连接电路将RGB单色光对应的电信号传输至CMOS像素读出电路，以供CMOS像素读出电路将RGB单色光对应的电信号进行放大并读出。
可选的，所述多层PD柱中距离光源最近的第一PD柱层包括一组PD柱；
所述多层PD柱中的第二PD柱层包括第一转移门连接电路12和一组PD柱，所述第一转移门连接电路12为所述光源和所述第二PD柱层之间的至少一个PD柱层对应的至少一个转移门连接电路12，所述第二PD柱层为所述多层PD柱中除所述第一PD柱层外的PD柱层。
本申请实施例中，多层PD柱包括两种层级结构，第一种为距离光源最近的第一PD柱层，其中排布一组PD柱；第二种为多层PD柱中除第一PD柱层外的第二PD柱层，其中排布第一转移门连接电路和一组PD柱，第一转移门电路为光源和第二PD柱层之间的至少一个PD柱层对应的至少一个转移门连接电路，故，多层PD柱中的任一PD柱层对应的转移门连接电路经过该PD柱层与CMOS像素读出电路之间的每一层PD柱。
示例性的，叠层像素单元的像素截面示意图如图3所示，叠层像素单元包括三层PD柱，其信号流通方向为先经过三层PD柱再经过CMOS像素读出电路，三层PD柱由距离光源最近的第一层PD、与第一层PD相邻的第二层PD和与第二层PD相邻的第三层PD组成，第一层PD用于吸收蓝光，第二层PD用于吸收绿光，第三层PD用于吸收红光；其中，第一层PD包括16个PD柱，在16个PD柱的下方设置有一个n区，该一个n区连接第一层PD的转移门连接电路，第一层PD的转移门连接电路连接CMOS像素读出电路；第二层PD包括12个PD柱和第一层PD的转移门连接电路，在12个PD柱的下方设置有一个n区，该一个n区连接第二层PD的转移门连接电路，第二层PD的转移门连接电路连接CMOS像素读出电路；第三层PD包括8个PD柱和第一层PD的转移门连接电路、第二层PD的转移门连接电路，在8个PD柱的下方设置有一个n区，该一个n区连接第三层PD的转移门连接电路，第三层PD的转移门连接电路连接CMOS像素读出电路；光线经过第一层PD时，基于第一层PD的共振吸收，将光线中的蓝光吸收并转换成电信号，蓝光对应的电信号经过第一层PD的转移门连接电路传输至CMOS像素读出电路，剩余光线透过第二层PD，基于第二层PD的共振吸收，将光线中的绿光吸收并转换成电信号，绿光对应的电信号经过第二层PD的转移门连接电路传输至CMOS像素读出电路，剩余光线透过第三层PD，基于第三层PD的共振吸收，将光线中的红光吸收并转换成电信号，红光对应的电信号经过第三层PD的转移门连接电路传输至CMOS像素读出电路。
可选的，所述每一层PD柱包括一个n区，所述每一层PD柱转换的电信号集中到所述每一层PD柱的n区，所述每一层PD柱的n区与所述转移门连接电路连接；所述多个尺寸的PD柱包括一个n区，所述多个尺寸的PD柱转换的电信号集中到所述多个尺寸的PD柱的n区。
本申请实施例中，在每一层PD柱的下方设置一个n区，该n区与转移门连接电路进行连接，每一层PD柱将光电转换之后的电信号集中到n区，并由转移门连接电路传输至CMOS像素读出电路。
本申请实施例中，一个组合像素单元对应一个n区，多个尺寸的PD柱将转换的电信号集中在一个n区中，该n区与CMOS像素读出电路连接。
示例性的，组合像素单元的像素截面示意图如图4所示，组合像素单元包括三种尺寸的PD柱，这三种尺寸的PD柱共用一个n区，n区与CMOS像素读出电路连接，组合像素单元利用三种尺寸的PD柱分别用于吸收红光、绿光和蓝光，并将红光对应的电信号、绿光对应的电信号和蓝光对应的电信号存储在n区中，以供CMOS像素读出电路从n区中放大并读取红光对应的电信号、绿光对应的电信号和蓝光对应的电信号。
可选的，所述PD柱的形状包括圆柱形和正多边形，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。
可选的，所述一个CMOS像素读出电路11包括：与所述组合像素阵列10连接的转移晶体管110、与所述转移晶体管110连接的读出区111和与所述读出区111连接的放大管112；
所述转移晶体管110，用于将所述电信号从所述PD柱中转移至读出区111，以从所述读出区111读取所述电信号；
所述放大管112，用于将所述读出区111的电信号放大。
本申请实施例中，转移晶体管的源极与组合像素阵列连接；所述转移晶体管的漏极与FD(读出区)连接；PD柱将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FD。
本申请实施例中，光线在PD柱的耗尽区发生光电转换，将光信号转换成电信号，之后转移晶体管将电信号聚集到转移晶体管的n+区沟道中；并将n+区沟道中的电信号转移到FD。
可选的，所述转移晶体管110与所述叠层像素单元100的转移门连接电路13连接；
所述转移晶体管110与所述组合像素单元101的n区连接。
本申请实施例中，对于叠层像素单元而言，转移晶体管与转移门连接电路连接，由此，叠层像素单元中的每一层PD柱均与一个CMOS像素读出电路连接；对于组合像素单元而言，转移晶体管与组合像素单元的n区连接，由此，组合像素单元与一个CMOS像素读出电路连接。
可选的，所述CMOS像素读出电路11还包括：与所述读出区111和所述放大管112连接的复位晶体管113；
所述读出区111，还用于读出所述复位晶体管113中的复位电平；
所述放大管112，还用于对所述复位电平进行放大。
本申请实施例中，复位管的源极和电源连接；复位管的漏极和FD连接，其中，复位管中存储有复位电平，通过FD读出复位电平。
本申请实施例中，分别从复位管读出复位电平、从转移晶体管读出电信号，之后，对复位电平和电信号进行放大之后，对放大的电信号和放大的复位电平进行相关双采样，从而降低读出电信号的噪声。
如图5所示，为图像传感器的电路简化示意图，图像传感器包括组合像素阵列和CMOS像素读出电路组成，其中，组合像素阵列由叠层像素单元和组合像素单元组成，叠层像素单元包括三层PD柱，其中第一层PD柱用于吸收蓝光，第二层PD柱用于吸收绿光、第三层PD柱用于吸收红光，组合像素单元包括三种尺寸的PD柱，分别吸收红光、蓝光和绿光，以叠层像素单元的吸收蓝光的第一层PD柱为例，第一层PD柱对应的转移门连接电路和转移晶体管的源极连接，转移晶体管的漏极与FD连接；FD还与复位管的漏极连接，复位管的源极和电源连接；FD还与BSF的栅极连接，BSF的源极和电源连接，BSF的漏极与选通管的源极连接，选通管的漏极和输出端连接。
可以理解的是，通过叠层像素单元和组合像素单元结合来表示图像的亮度信息，通过叠层像素单元输出的RGB组合光信号结合去马赛克算法来实现全图像的颜色信息，从而提高了CIS的解析力。
实施例二
本申请实施例提供一种图像处理方法，应用于图像传感器，图像传感器包括由叠层像素单元和组合像素单元组成的组合像素阵列，如图6所示，该方法可以包括：
S101、利用叠层像素单元和组合像素单元吸收RGB组合光，得到RGB组合光对应的光信号，并将RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号。
本申请实施例提供的一种图像处理方法适用于对采集到的光信号进行图像处理，得到光信号对应的图像的场景下。
本申请实施例中，叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，其中，多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，则，图像传感器利用叠层像素单元和组合像素单元吸收RGB组合光的过程为：图像传感器利用每一层PD柱的光学共振，吸收每一层PD柱对应的RGB单色光，以利用多层PD柱依次吸收RGB组合光；图像传感器利用多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱的光学共振，吸收每一个尺寸的PD柱对应的RGB单色光，以分别利用多个尺寸的PD柱吸收RGB组合光。
本申请实施例中，叠层像素单元的像素结构为多层光电二极管(PD，Photo Diode)柱，其中，每一层PD柱的尺寸相同；组合像素单元包括多种尺寸的PD柱。由于不同尺寸的PD柱利用自身的光学共振，实现不同RGB单色光的吸收，故，叠层像素单元中PD柱层数与RGB组合光的个数相同；组合像素单元中的多种尺寸的PD柱的尺寸个数与RGB组合光的个数相同。
本申请实施例中，每一层PD柱的尺寸由其需要吸收的RGB单色光决定，具体的根据实际情况进行设置，本申请实施例不做具体的限定。
例如，对于圆柱形PD柱而言，当吸收绿光时，圆柱形PD柱的直径为90nm；当吸收蓝光时，圆柱形PD柱的直径为60nm；当吸收红光时，圆柱形PD柱的直径为120nm。
进一步地，每一层PD柱的厚度在80nm-500nm之间，当厚度越大则吸收率越高、吸收纯度越低，如在利用PD柱吸收蓝光的场景下，PD柱的厚度为1μm时，该PD柱吸收蓝光的吸收率达到98％，然而会吸收部分红光和绿光，导致对蓝光的吸收纯度降低。
进一步地，图像传感器还包括与组合像素阵列的输入端连接的滤色片，图像传感器利用叠层像素单元和组合像素单元吸收RGB组合光之前，先利用滤色片对光源的成像光信号进行过滤，得到可见光；之后，图像传感器利用叠层像素单元和组合像素单元吸收RGB组合光的过程具体为：图像传感器利用叠层像素单元和组合像素单元，从可见光中依次吸收RGB三色光。
本申请实施例中，光源发出的成像光信号经过滤色片之后，过滤掉其他紫外光和红外光等杂光，并透过滤色片对应的RGB组合光，之后，RGB组合光同时经过叠层像素单元和组合像素单元，叠层像素单元依次利用多层PD柱吸收RGB组合光，组合像素单元分别利用多个尺寸的PD柱吸收RGB组合光。
S102、放大RGB组合光对应的电信号，并读出RGB组合光对应的电信号。
当图像传感器将RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号之后，图像传感器放大RGB组合光对应的电信号，并读出RGB组合光对应的电信号。
本申请实施例中，图像传感器还包括与组合像素阵列的输出端连接的CMOS像素读出电路，图像传感器利用CMOS像素读出电路放大RGB组合光对应的电信号，并读出RGB组合光对应的电信号。
本申请实施例中，CMOS像素读出电路包括：与组合像素阵列连接的转移晶体管、与转移晶体管连接的读出区和与读出区连接的放大管；其中，转移晶体管用于将RGB组合光对应的电信号从PD柱中转移至读出区，以从读出区读取RGB组合光对应的电信号；放大管用于将读出区中读取到的RGB组合光对应的电信号进行放大。
可以理解的是，通过叠层像素单元和组合像素单元结合来表示图像的亮度信息，通过叠层像素单元输出的RGB组合光信号结合去马赛克算法来实现全图像的颜色信息，从而提高了CIS的解析力。
实施例三
本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，上述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，上述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，应用于图像传感器1中，该计算机程序实现如实施例二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被一电子设备读取或被执行时，包括如下步骤：
利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，得到所述RGB组合光对应的光信号，并将所述RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号；
放大所述RGB组合光对应的电信号，并读出所述RGB组合光对应的电信号。
在本发明的实施例中，进一步地，叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，所述多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，所述组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，上述一个或者多个程序被上述一个或者多个处理器执行，具体实现以下步骤：
利用所述每一层PD柱的光学共振，吸收所述每一层PD柱对应的RGB单色光，以利用所述多层PD柱依次吸收RGB组合光；
利用所述多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱的光学共振，吸收所述每一个尺寸的PD柱对应的RGB单色光，以分别利用所述多个尺寸的PD柱吸收所述RGB组合光。
在本发明的实施例中，进一步地，所述图像传感器还包括与所述组合像素阵列的输入端连接的滤色片，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光之前，上述一个或者多个程序被上述一个或者多个处理器执行，还实现以下步骤：
利用滤色片对光源的成像光信号进行过滤，得到可见光；
相应的，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，上述一个或者多个程序被上述一个或者多个处理器执行，具体实现以下步骤：
利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元，从所述可见光中依次吸收RGB三色光。
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 (14)

1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：
由叠层像素单元和组合像素单元组成的组合像素阵列，所述组合像素阵列用于利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，并将所述RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号，其中，所述叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，所述多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，且所述多层PD柱的层数与RGB组合光的个数相同，所述组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，所述多个尺寸的PD柱对应的尺寸个数与所述RGB组合光的个数相同；
与所述组合像素阵列的输出端连接的CMOS像素读出电路，用于放大所述RGB组合光对应的电信号，并读出所述RGB组合光对应的电信号。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
所述叠层像素单元，具体用于利用多层PD柱依次吸收所述RGB组合光，其中，利用所述每一层PD柱的光学共振，吸收所述每一层PD柱对应的RGB单色光；
所述组合像素单元，具体用于分别利用所述多个尺寸的PD柱吸收所述RGB组合光，其中，利用所述多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱的光学共振，吸收所述每一个尺寸的PD柱对应的RGB单色光。
3.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，所述滤色片与所述组合像素阵列的输入端连接；
所述滤色片，用于对光源的成像光信号进行过滤，得到可见光；
所述组合像素阵列，具体用于利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元，从所述可见光中吸收RGB组合光。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述每一层PD柱与一个CMOS像素读出电路通过转移门连接电路连接。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
所述多层PD柱中距离光源最近的第一PD柱层包括一组PD柱；
所述多层PD柱中的第二PD柱层包括第一转移门连接电路和一组PD柱，所述第一转移门连接电路为所述光源和所述第二PD柱层之间的至少一个PD柱层对应的至少一个转移门连接电路，所述第二PD柱层为所述多层PD柱中除所述第一PD柱层外的PD柱层。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述每一层PD柱包括一个n区，所述每一层PD柱转换的电信号集中到所述每一层PD柱的n区，所述每一层PD柱的n区与转移门连接电路连接；所述多个尺寸的PD柱包括一个n区，所述多个尺寸的PD柱转换的电信号集中到所述多个尺寸的PD柱的n区。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述PD柱的形状包括圆柱形和正多边形。
8.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述CMOS像素读出电路包括：与所述组合像素阵列连接的转移晶体管、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；
所述转移晶体管，用于将所述电信号从所述PD柱中转移至读出区，以从所述读出区读取所述电信号；
所述放大管，用于将所述读出区的电信号放大。
9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，
所述转移晶体管与所述叠层像素单元的转移门连接电路连接；
所述转移晶体管与所述组合像素单元的n区连接。
10.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述CMOS像素读出电路还包括：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。
11.一种图像处理方法，其特征在于，应用于图像传感器，所述图像传感器包括由叠层像素单元和组合像素单元组成的组合像素阵列，所述方法包括：
利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，得到所述RGB组合光对应的光信号，并将所述RGB组合光对应的光信号转换成RGB组合光对应的电信号；
放大所述RGB组合光对应的电信号，并读出所述RGB组合光对应的电信号。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述叠层像素单元包括多层光电二极管PD柱，所述多层PD柱中的每一层PD柱的尺寸相同，所述组合像素单元包括多个尺寸的PD柱，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，包括：
利用所述每一层PD柱的光学共振，吸收所述每一层PD柱对应的RGB单色光，以利用所述多层PD柱依次吸收RGB组合光；
利用所述多个尺寸的PD柱中的每一个尺寸的PD柱的光学共振，吸收所述每一个尺寸的PD柱对应的RGB单色光，以分别利用所述多个尺寸的PD柱吸收所述RGB组合光。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述图像传感器还包括与所述组合像素阵列的输入端连接的滤色片，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光之前，所述方法还包括：
利用滤色片对光源的成像光信号进行过滤，得到可见光；
相应的，所述利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元吸收RGB组合光，包括：
利用所述叠层像素单元和所述组合像素单元，从所述可见光中依次吸收RGB三色光。
14.一种存储介质，其上存储有计算机程序，应用于图像传感器，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11-13任一项所述的方法。
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