CN111180476A - 一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备 - Google Patents

一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111180476A
CN111180476A CN202010009339.3A CN202010009339A CN111180476A CN 111180476 A CN111180476 A CN 111180476A CN 202010009339 A CN202010009339 A CN 202010009339A CN 111180476 A CN111180476 A CN 111180476A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
column
pixel
pixel structure
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010009339.3A
Other languages
English (en)
Inventor
杨鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Original Assignee
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd filed Critical Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority to CN202010009339.3A priority Critical patent/CN111180476A/zh
Publication of CN111180476A publication Critical patent/CN111180476A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14605—Structural or functional details relating to the position of the pixel elements, e.g. smaller pixel elements in the center of the imager compared to pixel elements at the periphery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14603—Special geometry or disposition of pixel-elements, address-lines or gate-electrodes
    • H01L27/14607—Geometry of the photosensitive area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14632—Wafer-level processed structures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14683—Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof
    • H01L27/14687—Wafer level processing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Color Television Image Signal Generators (AREA)

Abstract

本申请实施例公开了一种叠层CIS、图像处理方法及存储介质和终端设备，该叠层CIS包括多个像素单元，每一个像素单元包括第一层像素结构、第二层像素结构和第三层像素结构，所述第一层像素结构位于所述第二层像素结构之上，所述第二层像素结构位于所述第三层像素结构之上；其中，所述第一层像素结构中设置有第一光电二极管PD柱阵列，所述第二像素结构中设置有第二PD柱阵列，所述第三层像素结构中设置有第三PD柱阵列，且所述第一PD柱阵列、所述第二PD柱阵列与所述第三PD柱阵列用于分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号，所述三种预设波长包括蓝光波长、绿光波长和红光波长。

Description

一种叠层CIS、图像处理方法及存储介质和终端设备
技术领域
本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种叠层CIS、图像处理方法及存储介质和终端设备。
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。图像传感器主要分为电荷耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)图像传感器和金属氧化物半导体(ComplementaryMetal-Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器。随着CMOS工艺和技术的不断提升，CMOS图像传感器(CMOS Image Sensor，CIS)越来越多地应用于各种消费类电子产品中，比如数码相机、智能手机等。
其中，Foveon X3是一款可以在一个像素单元上捕捉全部色彩的CIS，且Foveon X3采用三层感光元件，每层记录一个颜色通道，这样在一个像素单元实现了红色(Red，R)、绿色(Green，G)和蓝色(Blue，B)三种颜色的检测。然而，现有的Foveon X3不仅存在功耗高、发热大、像素尺寸大、算法复杂等缺陷，而且光谱串扰(crosstalk)还会比较严重，使得色彩不准确，比如高感光下色彩表现差，低光下色彩噪声高。
发明内容
本申请实施例提出一种叠层CIS、图像处理方法及存储介质和终端设备，不仅可以提高CIS的色彩还原准确度，还可以提高CIS的解析力。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种叠层CIS，该叠层CIS包括多个像素单元，每一个像素单元包括第一层像素结构、第二层像素结构和第三层像素结构，所述第一层像素结构位于所述第二层像素结构之上，所述第二层像素结构位于所述第三层像素结构之上；其中，
所述第一层像素结构中设置有第一光电二极管PD柱阵列，所述第二像素结构中设置有第二PD柱阵列，所述第三层像素结构中设置有第三PD柱阵列，且所述第一PD柱阵列、所述第二PD柱阵列与所述第三PD柱阵列用于分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号，所述三种预设波长包括蓝光波长、绿光波长和红光波长。
第二方面，本申请实施例提供了一种图像处理方法，应用于如第一方面所述的叠层CIS，该方法包括：
通过第一层像素结构对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第一层像素结构对应的第一电信号；
通过第二层像素结构对入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第二层像素结构对应的第二电信号；
通过第三层像素结构对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第三层像素结构对应的第三电信号；
读出所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号。
第三方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有图像处理程序，图像处理程序被至少一个处理器执行时实现如第二方面所述的方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种终端设备，该终端设备至少包括如第一方面所述的叠层CIS。
本申请实施例所提供的一种叠层CIS、图像处理方法及存储介质和终端设备，该叠层CIS包括多个像素单元，每一个像素单元包括第一层像素结构、第二层像素结构和第三层像素结构，第一层像素结构位于第二层像素结构之上，第二层像素结构位于第三层像素结构之上；其中，第一层像素结构中设置有第一PD柱阵列，第二像素结构中设置有第二PD柱阵列，第三层像素结构中设置有第三PD柱阵列，且第一PD柱阵列、第二PD柱阵列与第三PD柱阵列用于分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号，三种预设波长包括蓝光波长、绿光波长和红光波长。这样，由于该叠层CIS中的像素单元采用三层叠层结构，不再需要去马赛克过程，从而不仅提高了CIS的色彩还原准确度，还提高了CIS的解析力；同时由于多个像素单元还可以按照六角阵列形式排列以提高像素密度，从而还提高了CIS的分辨率。
附图说明
图1为相关技术方案提供的一种Foveon X3的结构示意图；
图2为相关技术方案提供的一种Foveon X3的工作原理示意图；
图3为本申请实施例提供的一种叠层CIS的组成结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种六角阵列排列像素单元的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种三层像素结构分别对应的剖面示意图；
图6为本申请实施例提供的一种滤光片阵列的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种叠层CIS的截面结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种读出电路的具体硬件电路示意图；
图9为本申请实施例提供的一种终端设备的组成结构示意图；
图10为本申请实施例提供的一种图像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。
Foveon X3是全球第一款可以在一个像素单元上捕捉全部色彩的图像传感器。通常采用CCD或者CMOS的数码相机是在同一像素单元上只可记录RGB三种颜色中的一种，而Foveon X3采用三层感光元件，每层记录RGB的其中一个颜色通道。
其中，传统的光电耦合器件只能感应光线强度，不能感应色彩信息，需要通过滤光片Laura感应色彩信息，可以称之为Bayer滤镜。而Foveon X3在一个像素单元上通过不同的深度来感应色彩，如图1所示，顺着入射光的方向，第一层(用111表示)可以感应蓝光，用于进行蓝光子的收集，第二层(用222表示)可以感应绿光，用于进行绿光子的收集，第三层(用333表示)可以感应红光，用于进行红光子的收集。这样，Foveon X3的工作原理如图2所示，在图2中，其给出了吸收系数、穿透深度和波长三者之间的关系，如此可以利用不同波长对应的光信号(比如蓝光、绿光或者红光)在硅中吸收效应的差异来测量不同深度获得的信号，最终在一个像素单元实现了蓝光、绿光和红光这三种颜色的检测。
然而，现有的Foveon X3功耗高，发热大，像素尺寸大，数据量大，帧率低，光谱crosstalk可能会比较严重，而且还原RGB的算法比较复杂，色彩不准确，比如高感光下色彩表现差，低光下色彩噪声高；另外，四方阵列的分辨率要小于六角阵列的分辨率。
本申请的实施例提供了一种叠层CIS，该叠层CIS包括多个像素单元，每一个像素单元包括第一层像素结构、第二层像素结构和第三层像素结构，第一层像素结构位于第二层像素结构之上，第二层像素结构位于第三层像素结构之上；其中，第一层像素结构中设置有第一PD柱阵列，第二像素结构中设置有第二PD柱阵列，第三层像素结构中设置有第三PD柱阵列，且第一PD柱阵列、第二PD柱阵列与第三PD柱阵列用于分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号，三种预设波长包括蓝光波长、绿光波长和红光波长。这样，由于该叠层CIS中的像素单元采用三层叠层结构，不再需要去马赛克过程，从而不仅提高了CIS的色彩还原准确度，还提高了CIS的解析力；同时由于多个像素单元还可以按照六角阵列形式排列以提高像素密度，从而还提高了CIS的分辨率。
下面将结合附图对本申请各实施例进行详细说明。
本申请的一实施例中，参见图3，其示出了本申请实施例提供的一种叠层CIS的组成结构示意图。如图3所示，该叠层CIS0可以包括多个像素单元，每一个像素单元1可以包括第一层像素结构11、第二层像素结构12和第三层像素结构13，第一层像素结构11位于第二层像素结构12之上，第二层像素结构12位于第三层像素结构13之上；其中，
第一层像素结构11中设置有第一光电二极管(Photo Diode，PD)柱阵列110，第二像素结构12中设置有第二PD柱阵列120，第三层像素结构13中设置有第三PD柱阵列130，且第一PD柱阵列110、第二PD柱阵列120与第三PD柱阵列130用于分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号，三种预设波长包括蓝光波长、绿光波长和红光波长。
需要说明的是，叠层CIS可以包括有多个像素单元，而针对每一个像素单元而言，均可以包括有三层像素结构，比如第一层像素结构11、第二层像素结构12和第三层像素结构13；且这三层像素结构为层叠排列，即第一层像素结构11位于第二层像素结构12之上，第二层像素结构12位于第三层像素结构13之上。
还需要说明的是，由于第一PD柱阵列110、第二PD柱阵列120和第三PD柱阵列130内所包含的PD柱各不相同，而且不同的PD柱能够吸收不同波长对应的光信号，如此，通过第一PD柱阵列110、第二PD柱阵列120和第三PD柱阵列130可以分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号。
这里，三种预设波长可以包括：蓝光波长、绿光波长和红光波长。针对CIS来说，图像的颜色标准一般采用RGB色彩模式。其中，RGB代表了红(Red，R)、绿(Green，G)、蓝(Blue，B)三个通道的颜色，这三个通道的颜色按照不同的比例混合或叠加，可以得到图像中人类视力所感知的所有颜色。对于红色来说，其为三种波长中的红光波长；对于蓝色来说，其为三种波长中的蓝光波长；对于绿色来说，其为三种波长中的绿光波长。根据这三种波长对应的光信号，后续经过图像信号处理器(Image Signal Processor，ISP)的图像处理就可以得到入射光对应的彩色图像。
在本申请实施例中，沿着入射光的垂直深度方向，对于每一个像素单元而言，第一像素结构11层叠在第二像素结构12之上，第二像素结构12层叠在第三层像素结构13之上，从而实现了CIS的三层叠层结构；这里，每一个像素单元均可以获得R、G、B三个通道的信号而无需去马赛克算法的过程，从而不仅提高了CIS的色彩还原准确度，还提高了CIS的解析力。
进一步地，在一些实施例中，每一个像素单元1可以为正三角形结构；且多个像素单元中，每四个像素单元可以按照六角阵列形式排列。
需要说明的是，由于四方阵列的分辨率小于六角阵列的分辨率，为了提高CIS的分辨率，可以将每四个像素单元按照六角阵列形式排列，如图4所示；在图4中，四个像素单元分别为第一像素单元a、第二像素单元b、第三像素单元c和第四像素单元d；这四个像素单元均为正三角形结构，而且这四个像素单元可以按照图4所示的六角阵列形式排列。
在一些实施例中，如图3所示，叠层CIS还可以包括滤光片层，滤光片层可以包括有多个滤光片，每一个滤光片2对应位于每一个像素单元1之上。
这里，滤光片可以用于对入射光中的可见光进行选择。也就是说，滤光片可以用于透过可见光，同时过滤掉其他不需要的紫外线光和红外线光。如此，入射光经过滤光片之后，所得的光信号中仅包括有蓝光波长对应的光信号、绿光波长对应的光信号以及红光波长对应的光信号，后续可以通过第一PD柱阵列110、第二PD柱阵列120和第三PD柱阵列130来分别吸收这三种波长对应的光信号。
在一些实施例中，如图3所示，第一PD柱阵列110可以包括有至少一个第一PD柱1101，且第一PD柱1101对应的第一直径参数由蓝光波长范围确定；
第二PD柱阵列120包括有至少一个第二PD柱1201，且第二PD柱1201对应的第二直径参数由绿光波长范围确定；
第三PD柱阵列130包括有至少一个第三PD柱1301，且所述第三PD柱1301对应的第三直径参数由红光波长范围确定。
这里，针对一个像素单元而言，第一层像素结构11可以用于通过第一PD柱阵列110对入射光中蓝光波长对应的光信号(可以简称为蓝光)进行吸收，即第一PD柱阵列110中的第一PD柱1101对应于B通道，可以用于吸收蓝光；第二层像素结构12可以用于通过第二PD柱阵列120对入射光中绿光波长对应的光信号(可以简称为绿光)进行吸收，即第二PD柱阵列120中的第二PD柱1201对应于G通道，可以用于吸收绿光；而第三层像素结构13可以用于通过第三PD柱阵列130对入射光中红光波长对应的光信号(可以简称为红光)进行吸收，即第三PD柱阵列130中的第三PD柱1301对应于R通道，可以用于吸收红光。
也就是说，在入射光经滤光片2之后，可以过滤掉其他不需要的紫外线光和红外线光，这时候入射光中剩余的蓝光、绿光和红光等可见光将先进入第一层像素结构11，由第一层像素结构11中的第一PD柱阵列110对蓝光进行吸收；然后剩余的绿光和红光将进入第二层像素结构12，由第二层像素结构12中的第二PD柱阵列120对绿光进行吸收，此时入射光仅剩余红光；再将剩余的红光进入第三层像素结构13，由第三层像素结构13中的第三PD柱阵列130对红光进行吸收，从而完成了对蓝光、绿光和红光等三种颜色光信号的选择吸收。
还需要说明的是，无论是第一PD柱1101、还是第二PD柱1201、或者是第三PD柱1301，都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。这里，亚波长结构的特征尺寸小于波长，而且它的反射率、透射率、偏振特性和光谱特性等都可以显示出与常规衍射光学元件截然不同的特征，因而亚波长结构具有更大的应用潜力。
另外，由于第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301分别用于吸收入射光中的蓝光、绿光以及红光，因此，第一PD柱1101对应的第一直径参数，可以由绿光波长范围确定；第二PD柱1201对应的第二直径参数，可以由蓝光波长范围确定；第三PD柱1301对应的第三直径参数，可以由红光波长范围确定。
本申请的实施例中，蓝光波长范围可以为440nm至475nm；绿光波长范围可以为492nm至577nm；红光波长范围可以为625nm至740nm。这里，针对不同的波长范围，所得到的直径参数是不同的。也就是说，第一直径参数、第二直径参数和第三直径参数是各不相同的，且这三个直径参数的度量级别为百纳米级。因此，在一些实施例中，第一PD柱1101用于吸收蓝光，那么可以通过蓝光波长范围确定出其第一直径参数为60nm，第二PD柱1201用于吸收绿光，那么可以通过绿光波长范围确定出其第二直径参数为90nm，第三PD柱1301用于吸收红光，那么可以通过红光波长范围确定出其第三直径参数为120nm。
可以理解地，为了提高光吸收效率，可以通过调整PD柱的尺寸，也即调整PD柱对应的直径参数，以实现对每一个PD柱的共振波长的调整。比如，对于蓝光，可以通过调整第一PD阵列110中第一PD柱1101对应的第一直径参数，使其满足60nm，此时蓝光波长将会处于第一PD柱1101的共振波长的范围之内，从而实现对蓝光信号的共振吸收；对于绿光，可以通过调整第二PD阵列120中第二PD柱1201对应的第二直径参数，使其满足90nm，此时绿光波长将会处于第二PD柱1201的共振波长的范围之内，从而实现对绿光信号的共振吸收；对于红光，可以通过调整第三PD阵130中第三PD柱1301对应的第三直径参数，使其满足120nm，此时红光波长将会处于第三PD柱1301的共振波长的范围之内，从而实现对红光信号的共振吸收。
进一步地，在一些实施例中，第一PD柱1101对应的第一厚度参数为大于或等于80nm，第二PD柱1201对应的第二厚度参数为大于或等于80nm，第三PD柱1301对应的第三厚度参数为大于或等于80nm。
这里，厚度参数的值越大，光吸收率越高。通常来说，无论是第一厚度参数还是第二厚度参数或者第三厚度参数，其值的取值范围为80nm～500m。而且为了增加光吸收率，可以适当的增加厚度。例如，蓝光对应的第一PD柱，通过增加第一厚度参数可以增加蓝光的吸收率；绿光对应的第二PD柱，通过增加第二厚度参数可以增加绿光的吸收率；红光对应的第三PD柱，通过增加第三厚度参数可以增加红光的吸收率。
还需要说明的是，对于第一PD柱阵列110而言，第一厚度参数最佳范围为80nm～500m；厚度越大，光吸收率越高；其中，1um的厚度，光吸收率可以高达98％以上；但是厚度过大，将会导致绿光和红光也会被第一PD柱阵列110所吸收，这时候需要权衡第一厚度参数的取值；也就是说，第一厚度参数的取值，既不能过小，而导致光吸收率偏低；也不能过大，而导致绿光和红光被吸收。另外，针对第二PD柱阵列120和第三PD柱阵列130而言，可以适当增大第二厚度参数和第三厚度参数的取值，以增加第二PD柱阵列120对绿光的光吸收率，以及增加第三PD柱阵列130对红光的光吸收率。
另外，第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301对应的上表面形状可以包括有下述任意一项：圆形、长方形、正方形、三角形、平行四边形和多边形；也就是说，第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301对应的形状可以为长方体、正方体、圆柱体、平行四边体或者多边体等；这样，当第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301对应的形状为圆柱体时，上表面形状可以为圆柱体的其中一个圆形底面；当第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301对应的形状为正方体时，上表面形状可以为正方体的其中一个正方形底面；当第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301对应的形状为长方体时，上表面形状可以为长方体的其中一个长方形底面；当第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301对应的形状为多边体时，上表面形状可以为多边体的其中一个多边形底面。通常而言，第一PD柱1101、第二PD柱1201以及第三PD柱1301对应的形状为圆柱体，其上表面形状为圆形底面，但是本申请实施例不作具体限定。
进一步地，在一些实施例中，第一PD柱阵列110中相邻两个第一PD柱之间的间隙为第一预设距离，那么第一PD柱阵列110中所包括的第一PD柱数量可以由第一层像素结构的尺寸和第一预设距离确定；
第二PD柱阵列120中相邻两个第二PD柱之间的间隙为第二预设距离，那么第二PD柱阵列120中所包括的第二PD柱数量可以由第二层像素结构的尺寸和第二预设距离确定；
第三PD柱阵列130中相邻两个第三PD柱之间的间隙为第三预设距离，那么第三PD柱阵列130中所包括的第三PD柱数量可以由第三层像素结构的尺寸和第三预设距离确定。
其中，为了避免相邻两个PD柱之间的相互干扰，第一预设距离大于或等于50nm，第二预设距离大于或等于50nm，第三预设距离大于或等于50nm。如此，在保证相邻两个PD柱之间的间隔大于50nm以上的前提下，第一PD柱阵列110中所包括的第一PD柱数量、第二PD柱阵列120中所包括的第二PD柱数量与第三PD柱阵列130中所包括的第三PD柱数量均是由像素单元的大小决定的；如果像素单元的大小是相同的，即第一层像素结构的尺寸、第二层像素结构的尺寸和第三层像素结构的尺寸是相同的，那么由于第一PD柱对应的第一直径参数小于第二PD柱对应的第二直径参数小于第三PD柱对应的第二直径参数，这时候第一PD柱数量将会大于第二PD柱数量大于第三PD柱数量。
进一步地，在图3所示的叠层CIS0的基础上，每一个像素单元还可以包括读出电路，用于读出相关电信号。这里，
第一PD柱阵列110，可以用于对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取第一层像素结构11对应的第一电信号；
第二PD柱阵列120，可以用于入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取第二层像素结构12对应的第二电信号；
第三PD柱阵列130，可以用于对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取第三层像素结构13对应的第三电信号；
读出电路，可以用于读出第一层像素结构11对应的第一电信号、第二层像素结构12对应的第二电信号和第三层像素结构13对应的第三电信号。
进一步地，读出电路可以分为第一读出电路、第二读出电路和第三读出电路；其中，第一读出电路可以与第一PD柱阵列110连接，第二读出电路可以与第二PD柱阵列120连接，第三读出电路可以与第三PD柱阵列130连接。这里，每一层像素结构中的PD柱阵列均会配置一个读出电路，而且读出电路可以放置在与所连接的PD柱阵列的同一层，也可以放置在与所连接的PD柱阵列的不同层。
示例性地，如图5所示，其示出了本申请实施例提供的一种三层像素结构分别对应的剖面示意图。在图5中，(a)给出了第一层像素结构的剖面示例，在第一层像素结构中，主要包括有第一PD柱阵列110；这里，第一PD柱阵列110中包括有10个第一PD柱(用右斜线填充的圆圈)，而且这些第一PD柱主要用于吸收蓝光；(b)给出了第二层像素结构的剖面示例，在第二层像素结构中，主要包括有第二PD柱阵列120；这里，第二PD柱阵列120中包括有9个第二PD柱(用左斜线填充的圆圈)，而且这些第二PD柱主要用于吸收绿光；此外，在第二层像素结构中，还包括有第一读出电路51，第一读出电路51与第一PD柱阵列110连接，以实现蓝光子的转移以及光电转换；(c)给出了第三层像素结构的剖面示例，在第三层像素结构中，主要包括有第三PD柱阵列130；这里，第三PD柱阵列130中包括有8个第三PD柱(用点填充的圆圈)，而且这些第三PD柱主要用于吸收红光；此外，在第三层像素结构中，还包括有第二读出电路52和第三读出电路53，第二读出电路52与第二PD柱阵列120连接，第三读出电路53与第三PD柱阵列130连接，以实现绿光子和红光子的转移以及光电转换。
也就是说，可以由第一读出电路读出第一层像素结构对应的第一电信号，由第二读出电路读出第二层像素结构对应的第二电信号，由第三读出电路读出第三层像素结构对应的第三电信号；然后在读出第一电信号、第二电信号和第三电信号等这些电信号之后，可以将这些电信号进行转换，以得到数字信号；比如将第一电信号转换为第一数字信号，将第二电信号转换为第二数字信号，将第三电信号转换为第三数字信号；后续可以将转换得到的数字信号进行传输。
还需要说明的是，叠层CIS中还可以包括图像处理器(图中未示出)，图像处理器可以称为ISP，这样，在ISP接收到三种数字信号(包括第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号)后，经过ISP处理可以输出入射光对应的彩色图像。
进一步地，由于第一滤光片103可以用于对所选择的入射光中的绿光进行吸收，并且透过蓝光和红光；第二滤光片104可以用于对所选择的入射光中的蓝光进行吸收，并且透过绿光和红光。因此，在一些实施例中，第一滤光片103可以为紫色滤光片，所述第二滤光片104为黄色滤光片。
进一步地，在一些实施例中，叠层ICS还包括有滤光片层，滤光片层可以包括有多个滤光片，这多个滤光片中，由于每一个滤光片对应位于每一个像素单元之上，而每四个像素单元可以按照六角阵列形式排列，那么每四个滤光片也可以按照六角阵列形式排列。
参见图6，其示出了本申请实施例提供的一种滤光片阵列的结构示意图。在图6中，该滤光片阵列可以由四个滤光片构成，每一个滤光片可以用W表示；这四个滤光片也为正三角形结构，可以按照图6所示的六角阵列形式排列。这样，由于滤光片可以用于透过可见光，并且过滤掉其他不需要的紫外线光和红外线光；如此，入射光经过滤光片之后，所得的光信号中仅包括有蓝光波长对应的光信号、绿光波长对应的光信号以及红光波长对应的光信号，后续可以通过第一层像素结构内的第一PD柱阵列110来吸收蓝光波长对应的光信号，可以通过第一层像素结构内的第二PD柱阵列120来吸收绿光波长对应的光信号，可以通过第三层像素结构内的第三PD柱阵列130来吸收红光波长对应的光信号，从而完成了对蓝光、绿光和红光等三种颜色光信号的选择吸收。
参见图7，其示出了本申请实施例提供的一种叠层CIS的截面结构示意图。在图7中，入射光经过滤光片之后，剩余的蓝光、绿光和红光将入射到第一层像素结构上，蓝光在经过第一层像素结构内的第一PD柱阵列110(包括有若干个第一PD柱，且第一PD柱的直径为60nm)之后，由于第一PD柱阵列110中至少一个第一PD柱的共振吸收，95％以上的蓝光会被吸收，并转化成第一电信号存储在第一个PD柱内，通过读出电路可以读出得到B通道的信号，而第一PD柱阵列110对绿光和红光几乎不吸收；当入射光中剩余的绿光和红光到达第二层像素结构时，绿光将会被第二层像素结构内的第二PD柱阵列120(包括有若干个第二PD柱，且第二PD柱的直径为90nm)进行吸收，然后通过读出电路可以读出得到G通道的信号，而第二PD柱阵列120对红光几乎不吸收；当入射光中剩余的红光到达第三层像素结构时，红光将会被第三层像素结构内的第三PD柱阵列130(包括有若干个第三PD柱，且第三PD柱的直径为120nm)进行吸收，然后通过读出电路可以读出得到R通道的信号。
进一步地，在一些实施例中，读出电路的具体硬件电路中，读出电路可以包括与至少一个PD柱连接的转移管(用TG表示)、与该转移管连接的读出区(用FD表示)和与该读出区连接的选通管(用SEL表示)，其中，选通管可以用于按照预设读出顺序，选通转移管；转移管可以用于在选通管选通时，将对应的电信号转移至读出区。
进一步地，读出电路还可以包括与读出区和选通管连接的放大管(用BSF表示)；其中，放大管可以用于将读出区读出的电信号进行放大，而选通管还可以用于将所放大的电信号传输至图像处理器。
除此之外，该读出电路还可以包括与读出区和放大管连接的复位管(用RST表示)；其中，读出区还可以用于读出复位管中的复位电平，而放大管还可以用于对复位电平进行放大。
需要说明的是，复位管的源极和电源(用VAPPIX表示)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。这样，分别从复位管读出复位电平、从转移管读出电信号，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，从而还可以降低读出电信号的噪声。
示例性的，参见图8，其示出了本申请实施例提供的一种读出电路的具体硬件电路示意图。如图8所示，将PD柱中的n区通过转移管(TG)和读出区(FD)连接，FD还与复位管(RST)的漏极连接，复位管的源极和电源(VAPPIX)连接；FD还与放大晶体管(BSF)的栅极连接，BSF的源极和电源连接，BSF的漏极与选通管(SEL)的源极连接，选通管的漏极和输出端(OUT)连接。具体来说，图8所示的读出电路的工作流程为：曝光：光照射产生的电子-空穴对会因PPD区产生的电场的存在而分开，电子移向n区，空穴移向p区；复位：在曝光结束时，激活RST，将读出区复位到高电平；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第一个电容中；电荷转移：激活TX，将电荷从感光区完全转移到n+区用于读出；信号电平读出：在电荷转移之后，读出信号电平。
还需要注意的是，在每一层的像素结构中，针对每一层的PD柱阵列都会配置一个如图8所示的读出电路；其中，该读出电路可以与所连接的PD柱阵列放置在同一层，也可以与所连接的PD柱阵列放置在不同层，本申请实施例不作具体限定。
在本申请实施例中，可以基于亚波长光电二极管，然后利用叠层像素，这样相对于bayer阵列的CIS来说，无需去马赛克过程，同时多个像素单元按照六角阵列形式排列，可以提高像素密度，从而极大提高了CIS的解析力。具体来讲，对于基于亚波长光电二极管的六角阵列三层叠层CIS结构，每一个像素单元均为正三角形结构，并且每一个像素单元可以由三层不同直径的光电二极管构成，第一层(即最上层)内包括有第一PD柱阵列，而第一PD柱阵列是由若干个直径为60mm的PD柱组成，用以吸收蓝光；第二层(即中间层)内包括有第二PD柱阵列，而第二PD柱阵列是由若干个直径为90mm的PD柱组成，用以吸收绿光；第三层(即最底层)内包括有第三PD柱阵列，而第三PD柱阵列是由若干个直径为1200mm的PD柱组成，用以吸收红光；如此，由于每一个像素单元均可以获得R、G、B三个通道的信号而无需去马赛克算法，从而提高了CIS的解析力，同时由于六角阵列形式排列的高密度像素，还提高了CIS的分辨率。
本实施例提供了一种叠层CIS，该叠层CIS包括多个像素单元，每一个像素单元包括第一层像素结构、第二层像素结构和第三层像素结构，第一层像素结构位于第二层像素结构之上，第二层像素结构位于第三层像素结构之上；其中，第一层像素结构中设置有第一PD柱阵列，第二像素结构中设置有第二PD柱阵列，第三层像素结构中设置有第三PD柱阵列，且第一PD柱阵列、第二PD柱阵列与第三PD柱阵列用于分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号，三种预设波长包括蓝光波长、绿光波长和红光波长。这样，由于该叠层CIS中的像素单元采用三层叠层结构，不再需要去马赛克过程，从而不仅提高了CIS的色彩还原准确度，还提高了CIS的解析力；同时由于多个像素单元还可以按照六角阵列形式排列以提高像素密度，从而还提高了CIS的分辨率。
本申请的另一实施例中，前述实施例中任一项所述的叠层CIS0可以位于终端设备内部。参见图9，其示出了本申请实施例提供的一种终端设备的组成结构示意图。如图9所示，终端设备90至少包括有前述实施例中任一项所述的叠层CIS0。
在本申请实施例中，终端设备90可以包括诸如智能手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable Media Player，PMP)、导航装置、可穿戴设备、数码相机、数码摄像机等移动式终端设备，以及诸如数字TV、台式计算机等固定式终端设备，本申请实施例不作具体限定。
本申请的又一实施例中，参见图10，其示出了本申请实施例提供的一种图像处理方法的流程示意图。如图10所示，该方法可以包括：
S1001：通过第一层像素结构对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第一层像素结构对应的第一电信号；
S1002：通过第二层像素结构对入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第二层像素结构对应的第二电信号；
S1003：通过第三层像素结构对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第三层像素结构对应的第三电信号；
需要说明的是，该图像处理方法应用于前述实施例中任一项所述的叠层CIS或者包含有该叠层CIS的终端设备。该叠层CIS可以包括多个像素单元，而每一个像素单元可以包括第一层像素结构、第二层像素结构和第三层像素结构；其中，第一层像素结构位于第二层像素结构之上，第二层像素结构位于第三层像素结构之上，且第一层像素结构包括第一PD柱阵列，第二层像素结构包括第二PD柱阵列，第三层像素结构包括第三PD柱阵列。
这里，S1001是当入射光到达第一层像素结构的处理步骤，即可以通过第一PD柱阵列对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换；S1002是当入射光到达第二层像素结构的处理步骤，即可以通过第二PD柱阵列对入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换；S1003是当入射光到达第三层像素结构的处理步骤，即可以通过第三PD柱阵列对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，从而完成了对蓝光、绿光和红光等三种颜色光信号的选择吸收。
还需要说明的是，沿着入射光的垂直深度方向，对于每一个像素单元而言，第一像素结构层叠在第二像素结构之上，第二像素结构层叠在第三层像素结构之上，从而实现了CIS的三层叠层结构；如此，每一个像素单元均可以获得R、G、B三个通道的信号而无需去马赛克算法的过程，从而不仅提高了CIS的色彩还原准确度，还提高了CIS的解析力。
另外，该叠层CIS可以包括多个像素单元，在这多个像素单元中，每一个像素单元为正三角形结构，且每四个像素单元可以按照六角阵列形式排列，如此还能够提高像素密度，从而提高了CIS的分辨率。
在一些实施例中，叠层CIS还可以包括滤光片层，滤光片层可以包括有多个滤光片，每一个滤光片对应位于每一个像素单元之上。
这里，滤光片可以用于对入射光中的可见光进行选择。也就是说，滤光片可以用于透过可见光，同时过滤掉其他不需要的紫外线光和红外线光。如此，入射光经过滤光片之后，所得的光信号中仅包括有蓝光波长对应的光信号、绿光波长对应的光信号以及红光波长对应的光信号，后续可以通过第一PD柱阵列、第二PD柱阵列和第三PD柱阵列来分别吸收这三种波长对应的光信号。
在一些实施例中，第一PD柱阵列可以包括有至少一个第一PD柱，且第一PD柱对应的第一直径参数由蓝光波长范围确定；
第二PD柱阵列包括有至少一个第二PD柱，且第二PD柱对应的第二直径参数由绿光波长范围确定；
第三PD柱阵列包括有至少一个第三PD柱，且所述第三PD柱对应的第三直径参数由红光波长范围确定。
这里，针对一个像素单元而言，第一层像素结构可以用于通过第一PD柱阵列对入射光中蓝光波长对应的光信号(可以简称为蓝光)进行吸收，即第一PD柱阵列中的第一PD柱对应于B通道，可以用于吸收蓝光；第二层像素结构可以用于通过第二PD柱阵列对入射光中绿光波长对应的光信号(可以简称为绿光)进行吸收，即第二PD柱阵列中的第二PD柱对应于G通道，可以用于吸收绿光；而第三层像素结构可以用于通过第三PD柱阵列对入射光中红光波长对应的光信号(可以简称为红光)进行吸收，即第三PD柱阵列中的第三PD柱对应于R通道，可以用于吸收红光，从而完成了对蓝光、绿光和红光等三种颜色光信号的选择吸收。
需要说明的是，无论是第一PD柱、还是第二PD柱、或者是第三PD柱，都可以为亚波长结构的光电二极管。这里，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可以显示出与常规衍射光学元件截然不同的特征，因而亚波长结构具有更大的应用潜力。
进一步地，第一PD柱用于吸收蓝光，那么可以通过蓝光波长范围确定出其第一直径参数为60nm，第二PD柱用于吸收绿光，那么可以通过绿光波长范围确定出其第二直径参数为90nm，第三PD柱用于吸收红光，那么可以通过红光波长范围确定出其第三直径参数为120nm。
进一步地，第一PD柱对应的第一厚度参数为大于或等于80nm，第二PD柱对应的第二厚度参数为大于或等于80nm，第三PD柱对应的第三厚度参数为大于或等于80nm。
这里，厚度参数的值越大，光吸收率越高。通常来说，无论是第一厚度参数还是第二厚度参数或者第三厚度参数，其值的取值范围为80nm～500m。而且为了增加光吸收率，可以适当的增加厚度。例如，蓝光对应的第一PD柱，通过增加第一厚度参数可以增加蓝光的光吸收率；绿光对应的第二PD柱，通过增加第二厚度参数可以增加绿光的光吸收率；红光对应的第三PD柱，通过增加第三厚度参数可以增加红光的光吸收率。
在一些实施例中，第一PD柱阵列中相邻两个第一PD柱之间的间隙为第一预设距离，那么第一PD柱阵列中所包括的第一PD柱数量可以由第一层像素结构的尺寸和第一预设距离确定；
第二PD柱阵列中相邻两个第二PD柱之间的间隙为第二预设距离，那么第二PD柱阵列中所包括的第二PD柱数量可以由第二层像素结构的尺寸和第二预设距离确定；
第三PD柱阵列中相邻两个第三PD柱之间的间隙为第三预设距离，那么第三PD柱阵列中所包括的第三PD柱数量可以由第三层像素结构的尺寸和第三预设距离确定。
这里，为了避免相邻两个PD柱之间的相互干扰，第一预设距离大于或等于50nm，第二预设距离大于或等于50nm，第三预设距离大于或等于50nm。如此，在保证相邻两个PD柱之间的间隔大于50nm以上的前提下，第一PD柱数量、第二PD柱数量与第三PD柱数量均可以是由像素单元的大小(即每一层像素结构的尺寸)决定的。
S1004：读出所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号。
需要说明的是，每一个像素单元还可以包括读出电路，用于读出相关电信号。其中，读出电路可以分为第一读出电路、第二读出电路和第三读出电路；具体地，通过第一读出电路可以读出第一层像素结构对应的第一电信号，通过第二读出电路可以读出第二层像素结构对应的第二电信号，通过第三读出电路可以读出第三层像素结构对应的第三电信号；在读出第一电信号、第二电信号和第三电信号等这些电信号之后，可以将这些电信号转换为数字信号；比如将第一电信号转换为第一数字信号，将第二电信号转换为第二数字信号，将第三电信号转换为第三数字信号；后续可以将转换得到的数字信号进行传输。
进一步地，在一些实施例中，在S1004之后，该方法还可以包括：
将所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号进行转换，得到换后的数字信号；
对所述数字信号进行图像处理，得到所述入射光对应的彩色图像。
需要说明的是，叠层CIS中还可以包括图像处理器，该图像处理器可以称为图像信号处理器(Image Signal Processor，ISP)，这样，在ISP接收到三种数字信号(包括第一数字信号、第二数字信号和第三数字信号)之后，经过ISP处理可以输出入射光对应的彩色图像。
本实施例提供了一种图像处理方法，该图像处理方法应用于前述实施例中任一项所述的叠层CIS。其中，通过第一层像素结构对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第一层像素结构对应的第一电信号；通过第二层像素结构对入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第二层像素结构对应的第二电信号；通过第三层像素结构对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第三层像素结构对应的第三电信号；读出所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号。这样，由于该叠层CIS中的像素单元采用三层叠层结构，不再需要去马赛克过程，从而不仅提高了CIS的色彩还原准确度，还提高了CIS的解析力；同时由于多个像素单元还可以按照六角阵列形式排列以提高像素密度，从而还提高了CIS的分辨率；如此，应用于该叠层CIS的图像处理方法，基于三层叠层CIS结构，还能够提高图像处理效率。
可以理解地，在前述实施例中所述的叠层CIS的各组成部件可以集成在一个处理单元中，也可以是各个部件单独物理存在，也可以两个或两个以上部件集成在一个单元中。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。
所述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)或处理器(processor)执行本实施例所述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 Only Memory，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。
本申请的再一实施例中，本实施例提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有图像处理程序，该图像处理程序被至少一个处理器执行时实现前述实施例中任一项所述的方法。
具体来讲，本实施例中的一种图像处理程序可以被存储在光盘，硬盘，U盘等存储介质上，当存储介质中的与所述方法对应的程序或指令被终端设备读取或被执行时，包括：
通过第一层像素结构对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第一层像素结构对应的第一电信号；
通过第二层像素结构对入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第二层像素结构对应的第二电信号；
通过第三层像素结构对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第三层像素结构对应的第三电信号；
读出所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号。
需要说明的是，在本申请中，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。
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。
本申请所提供的几个方法实施例中所揭露的方法，在不冲突的情况下可以任意组合，得到新的方法实施例。
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 (16)

1.一种叠层互补金属氧化物半导体图像传感器CIS，其特征在于，所述叠层CIS包括多个像素单元，每一个像素单元包括第一层像素结构、第二层像素结构和第三层像素结构，所述第一层像素结构位于所述第二层像素结构之上，所述第二层像素结构位于所述第三层像素结构之上；其中，
所述第一层像素结构中设置有第一光电二极管PD柱阵列，所述第二像素结构中设置有第二PD柱阵列，所述第三层像素结构中设置有第三PD柱阵列，且所述第一PD柱阵列、所述第二PD柱阵列与所述第三PD柱阵列用于分别吸收入射光中三种预设波长对应的光信号，所述三种预设波长包括蓝光波长、绿光波长和红光波长。
2.根据权利要求1所述的叠层CIS，其特征在于，每一个像素单元为正三角形结构；且所述多个像素单元中，每四个像素单元以六角阵列形式排列。
3.根据权利要求1所述的叠层CIS，其特征在于，
所述第一层像素结构，用于通过所述第一PD柱阵列吸收入射光中蓝光波长对应的光信号；
所述第二层像素结构，用于通过所述第二PD柱阵列吸收入射光中绿光波长对应的光信号；
所述第三层像素结构，用于通过所述第三PD柱阵列吸收入射光中红光波长对应的光信号。
4.根据权利要求3所述的叠层CIS，其特征在于，
所述第一PD柱阵列包括有至少一个第一PD柱，且所述第一PD柱对应的第一直径参数由蓝光波长范围确定；
所述第二PD柱阵列包括有至少一个第二PD柱，且所述第二PD柱对应的第二直径参数由绿光波长范围确定；
所述第三PD柱阵列包括有至少一个第三PD柱，且所述第三PD柱对应的第三直径参数由红光波长范围确定。
5.根据权利要求4所述的叠层CIS，其特征在于，
所述第一PD柱对应的第一直径参数为60nm，
所述第二PD柱对应的第二直径参数为90nm，
所述第三PD柱对应的第三直径参数为120nm。
6.根据权利要求4所述的叠层CIS，其特征在于，
所述第一PD柱阵列中相邻两个第一PD柱之间的间隙为第一预设距离，所述第一PD柱阵列中所包括的第一PD柱数量由所述第一层像素结构的尺寸和所述第一预设距离确定；
所述第二PD柱阵列中相邻两个第二PD柱之间的间隙为第二预设距离，所述第二PD柱阵列中所包括的第二PD柱数量由所述第二层像素结构的尺寸和所述第二预设距离确定；
所述第三PD柱阵列中相邻两个第三PD柱之间的间隙为第三预设距离，所述第三PD柱阵列中所包括的第三PD柱数量由所述第三层像素结构的尺寸和所述第三预设距离确定。
7.根据权利要求6所述的叠层CIS，其特征在于，
所述第一预设距离大于或等于50nm；
所述第二预设距离大于或等于50nm；
所述第三预设距离大于或等于50nm。
8.根据权利要求4所述的叠层CIS，其特征在于，
所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱对应的上表面形状包括下述任意一项：圆形、长方形、正方形、三角形、平行四边形和多边形。
9.根据权利要求8所述的叠层CIS，其特征在于，
所述第一PD柱、所述第二PD柱以及所述第三PD柱对应的形状为圆柱体；其中，所述上表面形状为所述圆柱体的其中一个圆形底面。
10.根据权利要求1所述的叠层CIS，其特征在于，每一个像素单元还包括读出电路，其中，
所述第一PD柱阵列，用于对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第一层像素结构对应的第一电信号；
所述第二PD柱阵列，用于对入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第二层像素结构对应的第二电信号；
所述第三PD柱阵列，用于对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第三层像素结构对应的第三电信号；
所述读出电路，用于读出所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号。
11.根据权利要求1至10任一项所述的叠层CIS，其特征在于，所述叠层CIS还包括滤光片层，所述滤光片层包括多个滤光片，且每一个滤光片对应位于每一个像素单元之上。
12.根据权利要求11所述的叠层CIS，其特征在于，所述滤光片层中，每四个滤光片以六角阵列形式排列。
13.一种图像处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的叠层CIS，所述方法包括：
通过第一层像素结构对入射光中蓝光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第一层像素结构对应的第一电信号；
通过第二层像素结构对入射光中绿光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第二层像素结构对应的第二电信号；
通过第三层像素结构对入射光中红光波长对应的光信号进行吸收和光电转换，获取所述第三层像素结构对应的第三电信号；
读出所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述读出所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号之后，所述方法还包括：
将所述第一电信号、所述第二电信号和所述第三电信号进行转换，得到换后的数字信号；
对所述数字信号进行图像处理，得到所述入射光对应的彩色图像。
15.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有图像处理程序，所述图像处理程序被至少一个处理器执行时实现如权利要求13至14任一项所述的方法。
16.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备至少包括如权利要求1至12任一项所述的叠层CIS。
CN202010009339.3A 2020-01-06 2020-01-06 一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备 Pending CN111180476A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010009339.3A CN111180476A (zh) 2020-01-06 2020-01-06 一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010009339.3A CN111180476A (zh) 2020-01-06 2020-01-06 一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111180476A true CN111180476A (zh) 2020-05-19

Family

ID=70654455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010009339.3A Pending CN111180476A (zh) 2020-01-06 2020-01-06 一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111180476A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013084647A (ja) * 2011-10-06 2013-05-09 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 多層型撮像素子
CN110061019A (zh) * 2019-04-23 2019-07-26 Oppo广东移动通信有限公司 互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110085611A (zh) * 2019-04-23 2019-08-02 Oppo广东移动通信有限公司 像素单元、图像传感器以及图像处理方法和存储介质
CN110112155A (zh) * 2019-04-23 2019-08-09 Oppo广东移动通信有限公司 像素单元、图像传感器以及图像处理方法和存储介质
CN110225319A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 Oppo广东移动通信有限公司 一种图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110379824A (zh) * 2019-07-08 2019-10-25 Oppo广东移动通信有限公司 一种cmos图像传感器及图像处理方法、存储介质
CN110572594A (zh) * 2019-09-11 2019-12-13 Oppo广东移动通信有限公司 叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013084647A (ja) * 2011-10-06 2013-05-09 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 多層型撮像素子
CN110061019A (zh) * 2019-04-23 2019-07-26 Oppo广东移动通信有限公司 互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110085611A (zh) * 2019-04-23 2019-08-02 Oppo广东移动通信有限公司 像素单元、图像传感器以及图像处理方法和存储介质
CN110112155A (zh) * 2019-04-23 2019-08-09 Oppo广东移动通信有限公司 像素单元、图像传感器以及图像处理方法和存储介质
CN110225319A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 Oppo广东移动通信有限公司 一种图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110379824A (zh) * 2019-07-08 2019-10-25 Oppo广东移动通信有限公司 一种cmos图像传感器及图像处理方法、存储介质
CN110572594A (zh) * 2019-09-11 2019-12-13 Oppo广东移动通信有限公司 叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110085611B (zh) 像素单元、图像传感器以及图像处理方法和存储介质
TWI460520B (zh) 固態影像感測裝置及照相機模組
CN110112155B (zh) 像素单元、图像传感器以及图像处理方法和存储介质
EP2673805B1 (en) Sensing of photons
CN110650301B (zh) 图像传感器及成像方法、设备
CN110061019B (zh) 互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110225319B (zh) 一种图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110536084A (zh) 叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法
WO2020238576A1 (zh) 互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110740236B (zh) 图像传感器及电子设备、图像处理方法和存储介质
CN110611778A (zh) 图像传感器、图像处理方法和装置、及存储介质
CN110740277B (zh) 图像传感器及电子设备、成像方法
CN110312088B (zh) 一种像素单元电路及图像处理方法、存储介质
CN109951656B (zh) 一种图像传感器和电子设备
CN110677606B (zh) 一种像素结构、cis和终端
CN110572594B (zh) 叠层互补金属氧化物半导体图像传感器及图像处理方法
WO2021215303A1 (ja) 固体撮像素子および電子機器
CN110071130B (zh) 互补金属氧化物图像传感器、图像处理方法及存储介质
CN110677605B (zh) 一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备
CN111180476A (zh) 一种叠层cis、图像处理方法及存储介质和终端设备
CN110290334A (zh) 像素单元电路及图像处理方法、存储介质及cmos图像传感器
CN111223882B (zh) 一种图像传感器及图像处理方法、存储介质
CN110797366A (zh) 像素结构、互补金属氧化物半导体图像传感器和终端
CN110505419B (zh) 一种像素结构、图像传感器及终端
CN111200724B (zh) 一种偏振式cis、图像处理方法及存储介质和终端设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200519

RJ01 Rejection of invention patent application after publication