CN110740277B - 图像传感器及电子设备、成像方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了图像传感器及电子设备、成像方法，其中，所述图像传感器包括：多个偏振单元构成的偏振阵列，每一所述偏振单元用于允许振动方向与自身偏振方向一致的光波通过，以获得偏振光；多个像素单元构成的像素阵列，每一所述像素单元用于将至少两种颜色的偏振光转换成电信号；读出电路，用于将所述电信号转换成数字信号；图像处理器，用于对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

Description

图像传感器及电子设备、成像方法

技术领域

本申请实施例涉及电子技术，涉及但不限于图像传感器及电子设备、成像方法。

背景技术

图像传感器是构成摄像头的重要部件之一，被广泛应用于数码成像、航空航天以及医疗影像等领域。图像传感器根据元件的不同，可分为电荷耦合元件(Charge CoupledDevice，CCD)和金属氧化物半导体元件(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS)两大类。

偏振式互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)，一般都是黑白的，无法用于彩色偏振成像。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供图像传感器及电子设备、成像方法。

本申请实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种图像传感器，包括：多个偏振单元构成的偏振阵列，每一所述偏振单元用于允许振动方向与自身偏振方向一致的光波通过，以获得偏振光；多个像素单元构成的像素阵列，每一所述像素单元用于将至少两种颜色的偏振光转换成电信号；读出电路，用于将所述电信号转换成数字信号；图像处理器，用于对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括本申请实施例任一所述的图像传感器。

第三方面，本申请实施例提供一种成像方法，所述方法包括：开启图像传感器；通过所述图像传感器中的偏振单元，获得振动方向与自身偏振方向一致的偏振光；通过所述图像传感器中的像素单元，将至少两种颜色的偏振光转换成电信号；通过所述图像传感器中的读出电路，将所述电信号转换成数字信号；通过所述图像传感器中的图像处理器，对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

本申请实施例中，图像传感器的一个像素单元能够将至少两种颜色的光波转换成电信号，这样可以提高光的利用率；并且在像素单元的上方设置有偏振单元，这样使得像素单元输出的电信号包含偏振信息和色彩信息，从而能够获得彩色偏振图像。

附图说明

图1为本申请实施例图像传感器的结构示意图；

图2A为本申请实施例另一图像传感器的结构示意图；

图2B为本申请实施例偏振阵列的结构示意图；

图3为本申请实施例又一图像传感器的结构示意图；

图4A为本申请实施例再一图像传感器的结构示意图；

图4B为本申请实施例一个偏振周期的结构示意图；

图5为本申请实施例一个偏振周期对应的白色滤色片结构示意图；

图6为本申请实施例另一图像传感器的结构示意图；

图7为本申请实施例又一图像传感器的结构示意图；

图8为本申请实施例成像方法的实现流程示意图；

图9为本申请实施例电子设备的一种硬件实体示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请的具体技术方案做进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。

本申请实施例提供一种图像传感器，图1为本申请实施例图像传感器的结构示意图，如图1所示，图像传感器10包括：多个偏振单元构成的偏振阵列11、多个像素单元构成的像素阵列12、读出电路13和图像处理器14；其中，

每一偏振单元，用于允许振动方向与自身偏振方向一致的光波通过，以获得偏振光；

每一像素单元，用于将至少两种颜色的偏振光转换成电信号。

实际上，所述像素单元用于将颜色模型中每一颜色通道对应的偏振光转换成电信号。以红绿蓝(Red Green Blue，RGB)颜色模型为例，所述像素单元将红光的偏振光、绿光的偏振光和蓝光的偏振光转换成电信号，这样，使得一个像素单元输出的电信号包含了红绿蓝三色光的信息，从而使得图像传感器无需进行去马赛克处理，进而使得图像传感器能够更加快速地获得彩色偏振图像。再以CMYK颜色模型为例，所述像素单元可以将青色(Cyan，C)的偏振光、洋红色(Magenta，M)的偏振光、黄色(Yellow，Y)的偏振光和黑色(Black，K)的偏振光转换成电信号，从而使得一个像素单元输出的电信号包含青色、洋红色、黄色和黑色这四个颜色的光波的信息。

读出电路13，用于将所述电信号转换成数字信号；

图像处理器14，用于对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

在本申请实施例中，图像传感器中的一个像素单元能够将至少两种颜色的光波转换成电信号，这样可以提高光的利用率；并且在像素单元的上方设置有偏振单元，这样使得像素单元输出的电信号包含偏振信息和色彩信息，从而能够获得彩色偏振图像。

在本申请实施例中，每一偏振单元中的偏振器具有N种尺寸，N等于颜色模型的颜色通道数目，且每一特定尺寸的偏振器用于获得对应颜色通道的偏振光。

以RGB颜色模型为例，每一偏振单元包括三种尺寸的线偏振器，分别为线偏振器111、线偏振器112和线偏振器113，三种尺寸的线偏振器分别用于获得所述RGB颜色模型中对应颜色通道的偏振光，且同一偏振单元中的线偏振器的偏振方向相同。

举例来讲，如下表1所示，其中线偏振器111的尺寸为70纳米(nanometer，nm)*50nm，用于透射蓝光，以获得线偏振的蓝光；线偏振器112的尺寸为90nm*50nm，用于透射的绿光，以获得线偏振的绿光；线偏振器113的尺寸为110nm*50nm，用于透射红光，以获得线偏振的红光。当然，在其他示例中，三种线偏振器还可以是其他尺寸的偏振器。

表1

线偏振器	透射光类型	线偏振器的尺寸
			111	蓝光	70nm*50nm
112	绿光	90nm*50nm
			113	红光	110nm*50nm

需要说明的是，具有特定尺寸的偏振器的厚度的数量级为纳米级，例如，偏振器的厚度为100nm左右，这样既可以缩小图像传感器的厚度，还可以提高光线的透过率。理论上来讲，设置有纳米级偏振器的图像传感器，能够使得像素单元输出更高信噪比的电信号，从而获得图像质量更好的彩色偏振图像。在其他实施例中，所述颜色模型可以是CMYK颜色模型或者Lab颜色模型等，例如，CMYK颜色模型的颜色通道数目为4，对应地，每一偏振单元中的偏振器具有4种尺寸。

在其他实施例中，每一偏振单元11中，用于透射绿光的线偏振器的数目最多。例如，在偏振单元11中，用于透射绿光的线偏振器112的数目为8，用于透射蓝光的线偏振器111和用于透射红光的线偏振器113的数目均为4。

可以理解地，由于人眼对绿光更敏感，所以在本申请实施例中，每一偏振单元中线偏振器112的数目最多，这样可以获得更多的绿光，从而能够提高颜色还原的准确性，进而获得颜色更为准确的成像效果。

本申请实施例再提供一种图像传感器，图2A为本申请实施例图像传感器的结构示意图，如图2A所示，图像传感器20包括：多个偏振单元211构成的偏振阵列21、多个像素单元构成的像素阵列22、读出电路23和图像处理器24；其中，

偏振阵列21中至少有四种不同偏振方向的偏振单元，且不同偏振方向的偏振单元交替排布；每一偏振单元21，用于允许振动方向与自身偏振方向一致的光波通过，以获得偏振光。

举例来讲，偏振阵列21中具有四种不同偏振方向的偏振单元，且每四种不同偏振方向的偏振单元组成一个偏振周期。四种不同偏振方向可以是任意方向，例如，图2B所示，偏振阵列21中包括四种不同偏振方向分别为0°、45°、90°和135°。

再如，在其他示例中，偏振阵列21中还可以具有9种或者16种不同偏振方向的偏振单元。需要说明的是，偏振方向越多，获得的偏振信息就越丰富，但是这样生成的彩色偏振图像的分辨率可能会降低。

像素阵列22中的每一像素单元，用于将至少两种颜色的偏振光转换成电信号；

读出电路23，用于将所述电信号转换成数字信号；

图像处理器24，用于对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

在本申请实施例中，图像传感器中的偏振阵列至少具有四种不同偏振方向的偏振单元，且不同方向的偏振单元交替排布，这样可以获得更为均匀、准确的偏振信息和色彩信息，从而提高彩色偏振图像的视觉效果。

本申请实施例再提供一种图像传感器，图3为本申请实施例图像传感器的结构示意图，如图3所示，图像传感器30包括：多个偏振单元构成的偏振阵列31、多个像素单元构成的像素阵列32、读出电路33和图像处理器34；其中，

每一偏振单元，用于允许振动方向与自身偏振方向一致的光波通过，以获得偏振光。在实现时，偏振阵列至少包括四种不同偏振方向的偏振单元。

每一像素单元，包括M层感光单元321至32M，M为大于1且小于或等于颜色模型的颜色通道数目；其中，所述感光单元包括多个光电转换元件，不同层的感光单元中光电转换元件的尺寸不同，从而使得像素单元32通过不同尺寸的光电转换元件，将所述颜色模型的颜色通道对应的偏振光转换成电信号。

以RGB颜色模型为例，在实现时，每一像素单元可以包括3层感光单元，还可以包括2层感光单元。在每一像素单元具有3层感光单元的情况下，每一层感光单元分别用于吸收红绿蓝三色光中的一种。3层感光单元中的光电转换元件的尺寸不同，从而使得每层感光单元主要吸收的颜色光不同。例如，第一层感光单元用于吸收红光，第二层感光单元用于吸收蓝光，第三层感光单元用于吸收绿光。

在每一像素单元具有2层感光单元的情况下，也就是，像素阵列包括2层感光阵列的情况下，每一感光阵列包括多个感光单元，且其中的一层感光阵列，用于将两种不同颜色的偏振光转换成电信号。如此，相比于具有3层感光阵列的图像传感器来讲，在图像传感器能够快速获得彩色偏振图像的基础上，能够使得图像传感器更加轻薄。

例如，第一层感光阵列用于将两种不同颜色的偏振光转换成电信号，第二层感光阵列用于将其余一种颜色的偏振光转换成电信号。这里，对于所述两种不同颜色的偏振光可以是RGB颜色模型中红光、绿光和蓝光这三种颜色通道中的任意两种。例如，所述两种不同颜色的偏振光可以是蓝光和绿光，相应地，第二层感光阵列用于吸收红光(也就是将红色的偏振光转换成电信号)；再如，所述两种不同颜色的偏振光还可以红光和绿光，相应地，第二层感光阵列用于吸收蓝光。

需要说明的是，在其他实施例中，第一层感光阵列还可以用于仅将一种颜色通道对应的偏振光转换成电信号，而第二层感光阵列用于将其余两种不同颜色通道对应的偏振光转换成电信号。例如，第一层感光阵列用于将红光转换成电信号，第二层感光阵列用于将蓝光和绿光转换成电信号。再如，第一层感光阵列用于将绿光转换成电信号，第二层感光阵列用于将蓝光和红光转换成电信号。第一层感光阵列可以设置为将RGB颜色模型中的任一颜色通道对应的偏振光转换成电信号。

可以理解地，不同尺寸的光电转换元件对应吸收的光波类型也是不同的。例如，表2所示，用于吸收蓝光的圆柱形光电二极管(Photo Diode，PD)的感光区域的直径为60nm，用于吸收红光的圆柱形光电二极管的感光区域的直径为120nm，用于吸收绿光的圆柱形光电二极管的感光区域的直径为90nm。

表2

颜色通道对应的光波	光电二极管的感光区域直径
		蓝光	60nm
红光	120nm
		绿光	90nm

读出电路33，用于将所述电信号转换成数字信号；在实现时，读出电路可以利用模数转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)将电信号转换为数字信号。

图像处理器34，用于对所述数字信号进行处理，得到每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，并根据每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，生成彩色偏振图像。

在每一像素单元将多种不同偏振方向的偏振光转换成电信号，并输出给读出电路之后，读出电路将包含偏振信息的电信号转换成数字信号，并输出给图像处理器，图像处理器通过特定的关联方式将所述数字信号进行关联，得到每一像素单元吸收的光波的偏振信息(包括偏振程度和偏振方向)；图像处理器按照特定的色彩恢复方法对所述数字信号进行色彩恢复，得到每一像素单元的色彩信息；最后，图像处理器根据每一像素单元的偏振信息和色彩信息，生成彩色偏振图像。

本申请实施例再提供一种图像传感器，图4A为本申请实施例图像传感器的结构示意图，如图4A所示，图像传感器40包括：多个微透镜411构成的微透镜阵列41、多个偏振单元421构成的偏振阵列42、多个滤色片431构成的滤色片阵列43、多个像素单元441构成的像素阵列44、读出电路45和图像处理器46；其中，

微透镜阵列41，用于通过其中的微透镜411将光波聚焦至偏振阵列42上。

需要说明的是，在其他实施例中，图像传感器也可以省去微透镜阵列，相应地，像素单元中的光电二极管的感光区域的直径小于能够吸收的光波的波长。例如，用于吸收蓝光的圆柱形光电二极管的感光区域的直径为60nm，用于吸收红光的圆柱形光电二极管的感光区域的直径为120nm，用于吸收绿光的圆柱形光电二极管的感光区域的直径为90nm。

偏振阵列42，包括四种不同偏振方向的偏振单元，同一偏振单元中的线偏振器的偏振方向相同，每一偏振单元421用于允许振动方向与自身偏振方向一致的光波通过，以获得偏振光；其中，所述四种不同偏振方向分别为0°、45°、90°和135°，且四种不同偏振方向的偏振单元交替排布；另外，每一偏振单元421中具有三种不同尺寸的偏振器，即，尺寸为70nm*50nm的线偏振器，用于透射蓝光，以获得线偏振的蓝光；尺寸为90nm*50nm的线偏振器，用于透射的绿光，以获得线偏振的绿光；尺寸为110nm*50nm的线偏振器，用于透射红光，以获得线偏振的红光。且每一偏振器的厚度为100nm。

滤色片阵列43，用于允许可见光的偏振光透射；

这里对于滤色片阵列包括的滤色片的类型不做限定。例如，滤色片阵列可以由多个白色滤色片阵列构成，也可以由多个不同颜色的滤色片交替排布而构成。例如，对于RGB颜色模型来讲，滤色片阵列43可以由多个紫色滤色片和多个黄色滤色片构成，其中紫色滤色片用于允许蓝光和红光穿透，黄色滤色片用于允许绿光和红光穿透，且不同颜色的滤色片交替排布。再比如，对于CMYK模型来讲，滤色片阵列43可以由多个透射青色光线的青色滤色片、多个透射洋红色光线的洋红色滤色片、多个透射黄色光线的黄色滤色片和多个透射黑色光线的黑色滤色片构成，且不同颜色的滤色片交替排布。

需要说明的是，这里对滤色片阵列的位置不做限定，滤色片阵列既可以设置在偏振阵列42的下方，也可以设置在偏振阵列42的上方。

像素单元411，包括3层感光单元412、413和414，以光线入射的垂直方向为参考方向，第一层感光单元包括多个用于吸收蓝光的PD，第二层感光单元包括多个用于吸收绿光的PD，第三层感光单元包括多个用于吸收红光的PD。每一PD用于将吸收的光子转换成电信号。

读出电路45，用于将所述电信号转换成数字信号；

图像处理器46，用于对所述数字信号进行处理，得到每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，并根据每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，生成彩色偏振图像。

还需要说明的是，偏振单元421中三种不同尺寸的偏振器的排列方式与像素单元中感光单元的排列次序有关。例如，像素单元中的3层感光单元从上至下依次用于吸收蓝光、绿光和红光，如图4B所示，每一偏振单元421中，用于透射蓝光和绿光的偏振器设置在偏振单元中的边缘区域，用于透射红光的偏振器设置在偏振单元的中心区域，这样，可以提高像素单元第三层感光单元对红光的吸收率。再如，像素单元中的3层感光单元从上至下依次用于吸收红光、绿光和蓝光，则将透射蓝光的偏振器设置在偏振单元的中心区域，其他偏振器设置在偏振单元的边缘区域。

基于此，下面将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。

本申请实施例提供了一种基于超薄纳米偏振器的彩色偏振双层叠层CIS的结构。所述结构具体包括：每四个像素作为一个偏振周期，上面覆盖白色滤波片，用于透过可见光，吸收其他波长的光。每个像素分为三层，滤色片上面放置四个不同角度的若干纳米偏振器(例如所述四个不同的角度分别为0°、45°、90°和135°)，纳米偏振器共有三种尺寸(例如70nm*50nm、90nm*50nm和110nm*50nm)，厚度约为100nm左右，每一纳米偏振器用来将可见光转换成线偏振光。偏振器上放置微透镜阵列，光通过微透镜后，经过纳米偏振器的选择后，不同偏振的光再经过滤色片打到上层光电二极管上。第一层PD会吸收大部分蓝光，以及少量的红光和绿光，第二层PD会吸收大部分的绿光以及少部分的蓝光和红光，第三层PD吸收剩余的大部分的红光和少部分绿光，最终CIS获得的信号是具有偏振信息、R、G和B通道信息的信号，经过不同方向偏振器之间的关联能够计算偏振的程度和方向，而每个像素都具有R、G和B三个通道的信息，从而CIS无需去马赛克过程，直接得到彩色偏振图像，同时降低了CIS的厚度。

如图5所示，滤色片是白色(White，W)滤色片，用于透过可见光，吸收其他波长的光。

偏振器阵列中，每4个偏振单元构成一个方形周期，其中包括0°，45°，90°，135°四种朝向的偏振器用来判断入射光的偏振方向。纳米偏振器共有三种尺寸(例如70nm*50nm、90nm*50nm和110nm*50nm)，用来将可见光转换成线偏振光。

如图6所示，光线经过微透镜61之后，在经过纳米偏振器62后获得了偏振光，然后经过W滤色片63之后，第一层PD 64会吸收大部分蓝光，以及少量的红光和绿光，转化成电信号后读出，第二层PD 65会吸收大部分的绿光以及少部分的蓝光和红光，转换成电信号后读出，第三层PD 66吸收剩余的大部分的红光和少部分绿光，转化成电信号后，输出给读出电路67。

与CIS像素单元连接的读出电路的结构如图7所示，包括：传输门TG 701，用于将PD产生的电荷从感光区转移到读出区；

所述读出区FD 702，用于存储电荷。

与所述读出区FD 702连接的复位晶体管RST 703，用于将所述读出区FD 702复位到高电平；

与所述读出区FD 702连接的源极跟随器BSF 704，用于当所述读出区FD 702为高电平时，将所述读出区FD 702中的电荷转换为电压并放大；

与所述源极跟随器BSF 704连接的选择晶体管SEL 705，用于将转换后的电压信号进行读出。

叠层CIS像素的读出电路工作流程如下：第一、曝光：光照射产生的电子-空穴对会因PPD(Pinned Photo Diode，钉扎光电二极管)电场的存在而分开，开始产生电信号。第二、电荷转移：激活传输门TG 701，将曝光产生的电信号从感光区转移到读出区FD 702。第三、复位：在曝光结束时，激活复位晶体管RST 703，将读出区FD 702复位到高电平。第四、复位电平读出：复位完成后，读出复位电平，将读出的信号存储在电容中。第五、将电容中的信号电平读出。其中，V_AAPIX 706的作用是提供全局的一个电压。其中，每层光电二极管都有这样一个读出电路。

本申请实施例利用纳米偏振器结合叠层像素，纳米偏振器的厚度在100nm左右，降低了偏振器的厚度，从而降低了整个CIS的厚度。最终CIS的每个像素获得的信号是具有偏振信息、R、G和B三个通道信息的信号，经过不同方向偏振器之间的关联能够计算偏振的程度和方向，同时无需去马赛克则可以获得彩色图像，最终可以获得偏振彩色图像，提高了光的利用率，从而增大了偏振CIS的信噪比。

在其他实施例中，还可以使用9个或者16个甚至更多的偏振方向去获取更多的偏振信号。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种成像方法，图8为本申请实施例成像方法的实现流程示意图，如图8所示，所述方法至少可以包括以下步骤801至步骤805：

步骤801，开启图像传感器；

步骤802，通过所述图像传感器中的偏振单元，获得振动方向与自身偏振方向一致的偏振光；

步骤803，通过所述图像传感器中的像素单元，将至少两种颜色的偏振光转换成电信号；

步骤804，通过所述图像传感器中的读出电路，将所述电信号转换成数字信号；

步骤805，通过所述图像传感器中的图像处理器，对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

在其他实施例中，所述对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像，包括：对所述数字信号进行处理，得到每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，并根据每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，生成所述彩色偏振图像。

以上方法实施例的描述，与上述图像传感器实施例的描述是类似的，具有同图像传感器实施例相似的有益效果。对于本申请方法实施例中未披露的技术细节，请参照本申请图像传感器实施例的描述而理解。

需要说明的是，如果以软件功能模块的形式实现上述的成像方法，并作为独立的产品销售或使用时，也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，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的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电子设备(可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机器人、无人机等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。这样，本申请实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

对应地，本申请实施例提供一种电子设备，图9为本申请实施例电子设备的一种硬件实体示意图，如图9所示，该电子设备900的硬件实体包括：包括图像传感器901。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本申请的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的图像传感器、设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。

上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，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，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

或者，本申请上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也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，本申请实施例的技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的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电子设备(可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机器人、无人机等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请所提供的几个图像传感器实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的图像传感器实施例。

本申请所提供的几个产品实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的产品实施例。

本申请所提供的几个方法或设备实施例中所揭露的特征，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例或设备实施例。

以上所述，仅为本申请的实施方式，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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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 (9)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

多个偏振单元构成的偏振阵列，每一所述偏振单元用于允许振动方向与自身偏振方向一致的光波通过，以获得偏振光；

多个像素单元构成的像素阵列，每一所述像素单元用于将至少两种颜色的偏振光转换成电信号；每一所述偏振单元中的偏振器具有N种尺寸，N等于颜色模型的颜色通道数目，且每一特定尺寸的偏振器用于获得对应颜色通道的偏振光；

读出电路，用于将所述电信号转换成数字信号；

图像处理器，用于对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述颜色模型为红绿蓝RGB模型，相应地，每一所述偏振单元包括三种尺寸的线偏振器，所述三种尺寸的线偏振器分别用于获得所述RGB模型中对应颜色通道的偏振光，且同一偏振单元中的线偏振器的偏振方向相同。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，所述偏振器的厚度的数量级为纳米级。

4.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，每一所述偏振单元中，用于透射绿光的线偏振器的数目最多。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述偏振阵列中至少有四种不同偏振方向的偏振单元，且不同偏振方向的偏振单元交替排布。

6.根据权利要求1至5任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述图像处理器，用于对所述数字信号进行处理，得到每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，并根据每一所述像素单元的偏振信息和色彩信息，生成所述彩色偏振图像。

7.根据权利要求1至5任一项所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元包括M层感光单元，M为大于1且小于或等于颜色模型的颜色通道数目；其中，

所述感光单元包括多个光电转换元件，不同层的感光单元中光电转换元件的尺寸不同，从而使得所述像素单元通过不同尺寸的光电转换元件，将所述颜色模型的颜色通道对应的偏振光转换成电信号。

8.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的图像传感器。

9.一种成像方法，其特征在于，所述方法包括：

开启图像传感器；

通过所述图像传感器中的偏振单元，获得振动方向与自身偏振方向一致的偏振光；

通过所述图像传感器中的像素单元，将至少两种颜色的偏振光转换成电信号；每一所述偏振单元中的偏振器具有N种尺寸，N等于颜色模型的颜色通道数目，且每一特定尺寸的偏振器用于获得对应颜色通道的偏振光；

通过所述图像传感器中的读出电路，将所述电信号转换成数字信号；

通过所述图像传感器中的图像处理器，对所述数字信号进行处理，以生成彩色偏振图像。

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