CN110891137A - 图像传感器及电子设备、图像处理方法和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种图像传感器及电子设备、图像处理方法和存储介质，其中，所述图像传感器包括至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

Description

图像传感器及电子设备、图像处理方法和存储介质

技术领域

本申请实施例涉及图像传感器领域，涉及但不限于一种图像传感器及电子设备、图像处理方法和存储介质。

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CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合元件)和CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体元件)两大类。

传统的偏振式CIS(CMOS Image Sensor，互补金属氧化物半导体图像传感器)的实现方式是在PD(Photo Diode，光电二极管)结构上面放置多个不同角度的偏振片，且将多个像素作为一个计算单元，通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。但是，现有的上述偏振式CIS需要增加偏振片，且需要微透镜阵列去聚光，工艺复杂，加工过程繁琐。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种图像传感器及电子设备、图像处理方法和存储介质。

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，所述图像传感器包括：

至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；

每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

本申请实施例中，所述图像传感器还包括：

图像处理单元，用于利用所有所述感光区吸收的特定方向偏振的光信号确定对应的像素单元的偏振信息，根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像；

其中，所述偏振信息包括偏振的大小和方向。

本申请实施例中，所述像素单元中每一所述光电二极管为亚波长的光电二极管；

其中，所述亚波长的光电二极管的形状至少包括：椭圆形和长方形。

本申请实施例中，所述相同的特定方向至少包括：0度方向、或45度方向、或90度方向，或135度方向。

本申请实施例中，每一感光区内包括以相同的特定方向排布的三种尺寸的光电二极管，每一尺寸的光电二极管分别用来吸收对应的RGB三色光中的一种，且对应吸收RGB三色光的光电二极管数量的比例为：1:2:1。

本申请实施例中，所述像素单元还包括：

转移晶体管，用于将所述光电二极管产生的电荷从所述感光区转移到读出区；

所述读出区，用于存储电荷。

本申请实施例中，所述像素单元还包括：

复位晶体管，与所述读出区连接，用于将所述读出区复位到高电平；

源极跟随器，与所述读出区连接，用于当所述读出区为高电平时，将所述读出区中的电荷转换为电压并放大；

与所述源极跟随器连接的选择晶体管，用于将转换后的电压信号进行读出。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：

镜头；

如上所述的图像传感器，设置在所述镜头的后方；

处理单元，与所述图像传感器电连接，用于对所述图像传感器采集的偏振图像进行处理。

第三方面，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：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角，所述方法包括：

获取每一所述感光区中以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管吸收的所述特定方向偏振的光信号；

利用所述特定方向偏振的光信号，确定对应的像素单元的偏振信息；

根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像。

第四方面，本申请实施例提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上所述图像处理方法中的步骤。

本申请实施例提供一种图像传感器及电子设备、图像处理方法和存储介质，所述图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角，如此，能够通过像素单元中不同感光区中不同排布方向的光电二极管去吸收对应的不同偏振方向的光信号，且同一感光区中相同的特定方向排布的光电二极管与对应方向的光信号达到了光学共振、增强了局部光能量，从而无需偏振片和微透镜阵列就可以获得黑白偏振图像，降低了偏振式CIS的加工难度。

附图说明

图1为本申请实施例图像传感器像素单元的组成结构示意图一；

图2A为本申请实施例图像传感器像素单元的组成结构示意图二；

图2B为本申请实施例像素单元中光电二极管排布的俯视图；

图3A为本申请实施例像素单元的电路结构示意图；

图3B为本申请实施例像素单元的电路结构切面图；

图4为本申请实施例电子设备的组成结构示意图；

图5为本申请实施例图像处理方法的实现流程示意图；

图6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

下面结合附图和具体实施例对本申请的技术方案进一步详细阐述。需要说明的是，图中各结构的形状、大小等均是示意说明本申请的实施例，并不是对结构的限定。

为了更好地理解本申请实施例，首先对相关技术进行说明。

相关技术中的图像传感器主要包括：像素阵列、时序控制模块、模拟信号处理模块以及模数转换模块。其中，所述像素阵列是图像传感器上的主要部件，其作用是：完成光电转换，将光子转换为电子。所述像素阵列是由多个像素组成，每个像素包括感光区和读出电路。每个像素的功能是将入射的光转换为电信号，通过读出电路转为数字化信号，从而完成现实场景数字化的过程。

目前，像素阵列中的每个像素的结构主要包括：透镜，用于将光线聚集在像素感光区的开口上，可以增强光线的吸收。颜色滤波片，用于使得每个像素只能感应一种颜色。金属排线，用于读出感光区的信号(即像素内部的读出电路)。光电二极管结构，用于将入射的光信息转换为电信号，其转换出的电信号会经过金属排线读出。其中，光电二极管结构和金属排线对图像传感器的性能产生很大的影响。

相关技术中的偏振式CIS主要包括微透镜阵列、偏振器阵列和像素阵列，其中，每个像素包括一个光电二极管结构，在所述光电二极管结构上放置一个角度的偏振片以及一个微透镜，每四个像素分别放置了四个不同角度的偏振片，将每四个像素作为一个计算单元，通过不同方向偏振器之间的关联计算偏振程度和偏振方向，进而根据偏振程度和偏振方向得到偏振图像。

本申请实施例提供一种图像传感器，所述图像传感器可应用于电子设备，所述图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列。图1为本申请实施例图像传感器像素单元的组成结构示意图一。如图1所示，每一所述像素单元10包括：

N个感光区11，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区11内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区11中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

本申请实施例中，每一所述感光区内都设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且每一尺寸的光电二极管数量可以为多个，且每一像素单元中不同的感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

这里，每一像素单元中不同的感光区中的光电二极管能够投影至同一平面内。在投影平面中，同一像素单元内不同的感光区中的光电二极管的排布方向所在直线之间具有夹角，且夹角大于0度。

所述特定方向，可以为0度、或45度、或90度，或135度，对应地，所述感光区的个数为四个。所述特定方向，也可以为0度、或20度、或40度、或60度、或80度、或100度、或120度、或140度，或160度，对应地，所述感光区的个数为九个。本申请实施例中，对每一像素单元中感光区的个数以及不同感光区中光电二极管对应的排布方向，并不做限制。像素单元中每一感光区都可认为是一个偏振器，从而每一像素单元中不同感光区对应了不同方向的偏振器，通过所述不同方向的偏振器就能够计算所述像素单元吸收的光信号的整体偏振程度和方向。因此，无论像素单元中感光区的个数、以及每一感光区对应的光电二极管的排布方向如何划分，只要经过不同方向的偏振器(即不同方向的感光区)之间的关联能够计算所述像素单元吸收的光信号的整体偏振的程度和方向，最终获得黑白偏振图像，均在本申请的保护范围内。

这里，也可以将每一感光区作为一个像素单元，则每一所述像素单元内包括以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且N个像素单元构成一个计算单元，通过不同方向偏振器之间的关联能够计算所述计算单元整体偏振的程度和方向。

本申请实施例中，图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角，如此，能够通过像素单元中不同感光区中不同排布方向的光电二极管去吸收对应的不同偏振方向的光信号，且同一感光区中相同的特定方向排布的光电二极管与对应方向的光信号达到了光学共振、增强了局部光能量，从而无需偏振片和微透镜阵列就可以获得黑白偏振图像，降低了偏振式CIS的加工难度。

基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列。图2A为本申请实施例图像传感器像素单元的组成结构示意图二。如图2A所示，每一所述像素单元200包括：

N个感光区201，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区201内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区201中的光电二极管的排布方向之间具有夹角；

图像处理单元202，用于利用所有所述感光区吸收的特定方向偏振的光信号确定对应的像素单元的偏振信息，根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像；

其中，所述偏振信息包括偏振的大小和方向。

这里，图像传感器中所有像素单元对应的偏振图像，构成了图像传感器的偏振图像。

如果将每一感光区作为一个像素单元，每一所述像素单元内包括以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且N个像素单元构成一个计算单元，且每一计算单元内的不同像素单元中的光电二极管的排布方向不同。则通过不同方向像素单元之间的关联能够确定所述计算单元的偏振的程度和方向，即确定出一个计算单元对应的偏振图像，进而通过所有计算单元对应的偏振图像确定图像传感器的偏振图像。

本申请实施例中，图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角；图像处理单元，用于利用所有所述感光区吸收的特定方向偏振的光信号确定对应的像素单元的偏振信息，根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像；其中，所述偏振信息包括偏振的大小和方向，如此，能够通过像素单元中不同感光区中不同排布方向的光电二极管去吸收对应的不同偏振方向的光信号，且同一感光区中相同的特定方向排布的光电二极管与对应方向的光信号达到了光学共振、增强了局部光能量，从而无需偏振片和微透镜阵列就可以获得黑白偏振图像，降低了偏振式CIS的加工难度。

基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列。每一所述像素单元包括：

N个感光区，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角；

举例来说，每一像素单元包括四个感光区，第一感光区中所有光电二极管以朝向0度的方向排布，则所述第一感光区中的光电二极管可以吸收对应0度方向偏振的光信号。第二感光区中所有光电二极管以朝向45度的方向排布，则所述第二感光区中的光电二极管可以吸收对应45度方向偏振的光信号。第三感光区中所有光电二极管以朝向90度的方向排布，则所述第三感光区中的光电二极管可以吸收对应90度方向偏振的光信号。第四感光区中所有光电二极管以朝向135度的方向排布，则所述第四感光区中的光电二极管可以吸收对应135度方向偏振的光信号。且每一感光区中包括不同尺寸的光电二极管，可以吸收RGB三色光。

所述像素单元中每一光电二极管为亚波长的光电二极管，从而所述光电二极管结构的特征尺寸小于对应的光信号的波长，具有更强的光学共振效果；其中，所述亚波长的光电二极管的形状至少包括：椭圆形和长方形。

这里，所述亚波长的光电二极管的形状，只要满足两个方向尺寸不一样的各向异性结构即可，例如，椭圆柱形的亚波长光电二极管、长方柱形的亚波长光电二极管。

在一些实施例中，所述相同的特定方向至少包括：0度、或45度、或90度，或135度。

当然，所述相同的特定方向也可以包括：0度、或20度、或40度、或60度、或80度、或100度、或120度、或140度，或160度等。也就是说，每一像素单元中感光区的数量以及每一感光区中光电二极管排布方向的取值，可以根据实际需要进行设定，本申请实施例对此并不做限制。

在一些实施例中，每一感光区内包括以相同的特定方向排布的三种尺寸的光电二极管，每一尺寸的光电二极管分别用来吸收对应的RGB三色光中的一种，且对应吸收RGB三色光的光电二极管数量的比例为：1:2:1，即每一感光区内，对应吸收红光的光电二极管的数量与对应吸收绿光的光电二极管的数量与对应吸收蓝光的光电二极管的数量的比例为，1:2:1。例如，一个感光区内共有80个光电二极管，则吸收红光的光电二极管为20个，吸收绿光的光电二极管为40个，吸收蓝光的光电二极管的数量为20个，从而均衡吸收RGB光信号，达到每一感光区只记录强度，不区分波长颜色，实现黑白偏振的效果。

也就是说，每一感光区内包括吸收红光的光电二极管，吸收绿光的光电二极管，以及吸收蓝光的光电二极管，且三种二极管的比例分别为1:2:1。如此，每一感光区内的光电二极管结构都可以吸收相同的特定方向偏振的可见光，进而通过所有感光区吸收的不同偏振方向的可见光，获得黑白偏振图像。

图2B为本申请实施例像素单元中光电二极管排布的俯视图，如图2B所示，每一像素单元中包括四个感光区，第一感光区211、第二感光区212、第三感光区213和第四感光区214。其中，所述第一感光区211中所有光电二极管的朝向为0度，所述第二感光区212中所有光电二极管的朝向为45度，所述第三感光区213中所有光电二极管的朝向为90度，所述第四感光区214中所有光电二极管的朝向为135度。且每一所述感光区中，对应吸收RGB三色光的光电二极管数量的比例为：1:2:1，所有光电二极管均为亚波长光电二极管。这样，就可以将四个感光区(即一个像素单元)作为一个计算单元，通过不同感光区对应的不同方向的偏振器之间的关联能够计算所述像素单元整体对应的偏振程度和方向。

当然，也可以理解为上述结构为：每四个像素分别放置四个不同朝向的偏振敏感的亚波长光电二极管集合(即四个不同像素中光电二极管的朝向分别为0度，45度，90度和135度)，每个像素内放置不同尺寸的长方体亚波长光电二极管用来实现可见光的吸收。照射到传感器上的光被具有偏振选择吸收的亚波长光电二极管所吸收，分别获得了具有0度，45度，90度和135度共四个方向的偏振信息，进而经过不同像素单元对应的不同方向偏振器之间的关联能够计算总的偏振的程度和方向，最终可以获得黑白偏振图像，这里，将四个像素单元作为一个计算单元。

本申请实施例利用的是不同朝向的光电二极管会对特定偏振的光有选择吸收的功能。采用了微纳材料的光学共振，特定朝向、特定尺寸的光电二极管会对特定偏振特定波长的光产生光学共振，从而实现对光的吸收。

本申请实施例中，每个感光区内排布若干个不同尺寸的长方体亚波长光电二极管，这里，每个尺寸的光电二极管的数量由像素的大小(或感光区的大小)决定，保证每个光电二极管之间间隙大于等于50纳米，以避免相邻光电二极管之间的相互干扰，当然，本领域技术人员可以根据实际需要对每个尺寸的光电二极管的数量以及每个光电二极管之间的间隙大小进行设置。

光经过长方体光电二极管，被具有偏振选择吸收的亚波长光电二极管所吸收，分别获得了具有0度，45度，90度和135度共四个方向偏振信息。其中，对应吸收RGB三色光的长方体PD柱的尺寸分别为Red：110纳米*50纳米、Green：90纳米*50纳米、Blue：70纳米*50纳米。由于只需要将可见光吸收，不需要区分波长，理论上，长方体PD柱中长方体的长也可以从60-120纳米中进行选择，宽度选为50纳米，即宽度小于等于50纳米即可。如此，可以让另一个方向的共振波长小于400纳米，避免另一个偏振RGB在可见光波段发生共振吸收。为了保证红光波段的吸收，PD柱的长度一般大于1微米。

基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列。每一所述像素单元包括：

N个感光区，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

图3A为本申请实施例像素单元的电路结构示意图，如图3A所示，所示像素单元包括：

转移晶体管TX 31，用于将光电二极管30产生的电荷从感光区转移到读出区；

所述读出区FD 32，用于存储电荷。

与所述读出区FD 32连接的复位晶体管RST 33，用于将所述读出区FD 32复位到高电平；

与所述读出区FD 32连接的源极跟随器BSF 34，用于当所述读出区FD 32为高电平时，将所述读出区FD 32中的电荷转换为电压并放大；

与所述源极跟随器BSF 34连接的选择晶体管SEL 35，用于将转换后的电压信号进行读出。

与传统像素结构的读出电路相类似，黑白偏振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，电子移向n区，空穴移向p区，开始产生电信号。其中，p+是反型层，用于降低表面电流。第二、复位：在曝光结束时，激活复位晶体管RST 33，将读出区FD 32复位到高电平。第三、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。第四、电荷转移：激活转移晶体管TX 31，将电荷从感光区FD 32完全转移到n+区用于读出。第五、信号电平读出。其中，V_AAPIX 36的作用是提供全局的一个电压，n区和p区的掺杂是不一样的。

基于前述的实施例，本申请实施例再提供一种图像传感器，所述图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列。每一所述像素单元包括：

N个感光区，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

图3B为本申请实施例像素单元的电路结构切面图，如图3B所示，所述像素单元包括：光电二极管结构301(即排布方向之间具有夹角的不同感光区中的光电二极管集合)，用于将入射的光信息转换为电信号。金属排线302，用于读出所述感光区的信号(即像素单元内部的读出电路)。由于不需要区分光的波长，因此无需滤色片。光直接被具有偏振选择吸收的光电二极管吸收，获得了具有特定偏振的光信号，经过光电二极管后将所述光信号转换成电信号，并经过后端电路读出。且光学共振可以增强局部的光能量，起到了类似于透镜的效果，因此也无需透镜，从而降低了黑白偏振CIS的生产加工复杂度。

本申请实施例中，基于亚波长光电二极管，无需偏振片和微透镜阵列，最终CIS获得的信号是具有偏振信息的信号，经过不同方向的偏振器之间的关联能够计算整体偏振的程度和方向，最终可以获得黑白偏振图像。

本申请实施例提供了一种基于亚波长光电二极管的黑白偏振CIS的结构(即RGB信号只记录强度，不区分波长颜色)。每四个感光区(也可以看成是每四个像素)放置四个不同朝向的偏振敏感的亚波长光电二极管集合，每个感光区内放置不同尺寸的长方体亚波长光电二极管用来实现可见光的吸收。照射到CIS上的光被具有偏振选择吸收的亚波长光电二极管所吸收，分别获得了四个不同方向的偏振信息，进而经过不同方向的偏振器之间的关联能够计算整体偏振的程度和方向，最终可以获得黑白偏振图像。

基于前述的实施例，本申请实施例提供一种电子设备，图4为本申请实施例电子设备的组成结构示意图，如图4所示，所述电子设备400至少包括：

镜头401；

本申请实施例提供的图像传感器402，设置在所述镜头401的后方；

处理单元403，与所述图像传感器402电连接，用于对所述图像传感器402采集的偏振图像进行处理。

其中，所述图像传感器402包括：

至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；

每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

在一些实施例中，所述图像传感器402还包括：

图像处理单元，用于利用所有所述感光区吸收的特定方向偏振的光信号确定对应的像素单元的偏振信息，根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像；

其中，所述偏振信息包括偏振的大小和方向。

在一些实施例中，所述像素单元中每一光电二极管为亚波长的光电二极管；其中，所述亚波长的光电二极管的形状至少包括：椭圆形和长方形。

在一些实施例中，所述像素单元还包括：

转移晶体管，用于将光电二极管产生的电荷从感光区转移到读出区；

所述读出区，用于存储电荷。

在一些实施例中，所述像素单元还包括：

与所述读出区连接的复位晶体管，用于将所述读出区复位到高电平；

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

与所述源极跟随器连接的选择晶体管，用于将转换后的电压信号进行读出。

在一些实施例中，所述相同的特定方向至少包括：0度方向、或45度方向、或90度方向，或135度方向。

在一些实施例中，每一感光区内包括以相同的特定方向排布的三种尺寸的光电二极管，每一尺寸的光电二极管分别用来吸收对应的RGB三色光中的一种，且对应吸收RGB三色光的光电二极管数量的比例为：1:2:1。

基于前述的实施例，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：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。图5为本申请实施例图像处理方法的实现流程示意图，如图5所示，所述方法包括：

步骤S501、获取每一所述感光区中以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管吸收的所述特定方向偏振的光信号；

这里，可以利用所述图像传感器像素单元中每一所述感光区内以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号。例如，当每一像素单元中包括四个感光区，所述四个感光区内排布着朝向分别为0度、45度、90度和135度的不同尺寸的光电二极管时，可以利用所述四个感光区对应分别吸收0度、45度、90度和135度偏振的光信号，进而，电子设备中的处理器等单元可以获取所述四个感光区吸收的偏振光信号，并进行进一步的处理。

本申请实施例中，每一所述感光区内都包括以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且每一尺寸的光电二极管数量可以为多个，且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

这里，每一像素单元中不同的感光区中的光电二极管能够投影至同一平面内。在投影平面中，同一像素单元内不同的感光区中的任意两个光电二极管的排布方向所在直线之间具有夹角，且夹角大于0度。

所述相同的特定方向，可以为0度、或45度、或90度，或135度，对应地，所述感光区的个数为四个。所述相同的特定方向，也可以为0度、或20度、或40度、或60度、或80度、或100度、或120度、或140度，或160度，对应地，所述感光区的个数为九个。本申请实施例中，对每一像素单元中感光区的个数以及排布方向的设置，并不做限制。只要经过不同方向的偏振器(即可以吸收不同方向偏振光的感光区对应的不同方向的偏振器)之间的关联能够计算像素单元的整体偏振的程度和方向，最终获得黑白偏振图像，均在本申请的保护范围内。

步骤S502、利用所述特定方向偏振的光信号，确定对应的像素单元的偏振信息；

这里，所述偏振信息包括偏振的大小和偏振的方向。

步骤S503、根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像。

在一些实施例中，所述方法还包括：根据所有像素单元对应的偏振图像，确定偏振传感器对应的偏振图像。

以上方法实施例的描述，与上述设备实施例的描述是类似的，具有同设备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，请参照本申请设备实施例的描述而理解。

需要说明的是，本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述的图像处理方法，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现有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一台电子设备(可以是个人计算机、服务器等)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、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、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，包括存储器和处理器，所述存储器存储有可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述实施例中提供的图像处理方法中的步骤。

对应地，本申请实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述图像处理方法中的步骤。

需要说明的是，图6为本申请实施例电子设备的一种硬件实体示意图，如图6所示，该电子设备600的硬件实体包括：处理器601、通信接口602和存储器603，其中：

处理器601通常控制电子设备600的总体操作。

通信接口602可以使电子设备600通过网络与其他终端或服务器通信。

存储器603配置为存储由处理器601可执行的指令和应用，还可以缓存待处理器601以及电子设备600中各模块待处理或已经处理的数据(例如，图像数据、音频数据、语音通信数据和视频通信数据)，可以通过FLASH(闪存)或RAM(Random Access Memory，随机访问存储器)实现。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，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，即可以位于一个地方，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模块中，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一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。

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 (10)

1.一种图像传感器，其特征在于，所述图像传感器包括：

至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；

每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；

每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角。

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：

图像处理单元，用于利用所有所述感光区吸收的特定方向偏振的光信号确定对应的像素单元的偏振信息，根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像；

其中，所述偏振信息包括偏振的大小和方向。

3.根据权利要求1或2所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元中每一所述光电二极管为亚波长的光电二极管；

其中，所述亚波长的光电二极管的形状至少包括：椭圆形和长方形。

4.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，所述特定方向至少包括：0度方向、或45度方向、或90度方向，或135度方向。

5.根据权利要求3所述的图像传感器，其特征在于，每一感光区内包括以特定方向排布的三种尺寸的光电二极管，每一尺寸的光电二极管分别用来吸收对应的RGB三色光中的一种，且对应吸收RGB三色光的光电二极管数量的比例为：1:2:1。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元还包括：

转移晶体管，用于将所述光电二极管产生的电荷从所述感光区转移到读出区；

所述读出区，用于存储电荷。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述像素单元还包括：

复位晶体管，与所述读出区连接，用于将所述读出区复位到高电平；

源极跟随器，与所述读出区连接，用于当所述读出区为高电平时，将所述读出区中的电荷转换为电压并放大；

与所述源极跟随器连接的选择晶体管，用于将转换后的电压信号进行读出。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：

镜头；

权利要求1至7任一项所述的图像传感器，设置在所述镜头的后方；

处理单元，与所述图像传感器电连接，用于对所述图像传感器采集的偏振图像进行处理。

9.一种图像处理方法，其特征在于，应用于图像传感器，所述图像传感器包括：至少两个像素单元，构成用于感光的阵列；每一所述像素单元包括：N个感光区，N为大于等于2的自然数；每一所述感光区内设有以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管，且所述光电二极管用于吸收在所述相同的特定方向偏振的光信号；且每一所述像素单元中不同的所述感光区中的光电二极管的排布方向之间具有夹角，所述方法包括：

获取每一所述感光区中以相同的特定方向排布的不同尺寸的光电二极管吸收的所述特定方向偏振的光信号；

利用所述特定方向偏振的光信号，确定对应的像素单元的偏振信息；

根据所述像素单元的偏振信息确定所述像素单元对应的偏振图像。

10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求9所述图像处理方法中的步骤。

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