CN111818267A - 图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备 - Google Patents

图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备 Download PDF

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CN111818267A CN202010819823.2A CN202010819823A CN111818267A CN 111818267 A CN111818267 A CN 111818267A CN 202010819823 A CN202010819823 A CN 202010819823A CN 111818267 A CN111818267 A CN 111818267A
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Abstract

本申请提供一种图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备，该图像传感器包括半导体衬底和设置于半导体衬底上的第一像素阵列模块，第一像素阵列模块包括第一侧面感光像素和第二侧面感光像素，第一侧面感光像素的顶面和第二侧面感光像素的顶面均被遮光结构遮蔽，且第一侧面感光像素的第一感光面与第二侧面感光像素的第二感光面相对且存在间隙。第一像素阵列模块用于将第一感光面产生的第一信号和第二感光面产生的第二信号发送至信号处理模块，以使信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块，进而使控制模块根据调焦信号控制镜头模组的透镜进行对焦，实现了对图像传感器的对焦。

Description

图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备
技术领域
本申请涉及可拍摄设备技术领域，尤其涉及一种图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备。
背景技术
在图像拍摄或视频获取的场景中，对焦位置的准确选取是获取清晰图像的决定性因素，自动对焦已经成为图像传感器成像领域中不可或缺的功能，极大的提高了成像质量和用户体验。
现有技术中的对焦方式，通常包括反差式对焦(contrast detection autofocus，CDAF)、相位对焦(phase detection auto focus，PDAF)、激光辅助对焦(laserassisted auto focus)以及飞行时间测距法(time of flight，TOF)等对焦方式。
在上述现有对焦方式的基础上，为了使得能够具有更多的其他对焦方式可供设计选择，亟需提出一种新的对焦方式。
发明内容
本申请提供一种图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备，提出了一种新的对焦方式，实现了对图像传感器的对焦。
第一方面，本申请实施例提供一种图像传感器，包括：
半导体衬底和设置于半导体衬底上的第一像素阵列模块，第一像素阵列模块包括第一侧面感光像素和第二侧面感光像素，第一侧面感光像素的顶面和第二侧面感光像素的顶面均被遮光结构遮蔽，且第一侧面感光像素包括第一感光面，第二侧面感光像素包括第二感光面，第一感光面与第二感光面相对且存在间隙。
第一像素阵列模块用于与镜头模组的信号处理模块连接，第一像素阵列模块用于将第一感光面产生的第一信号和第二感光面产生的第二信号发送至信号处理模块，以使信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块，进而使控制模块根据调焦信号控制镜头模组的透镜进行对焦。
本申请实施例中，通过在图像传感器中设置感光面相对的侧面感光像素，在镜头的不同对焦状态时，不同侧面感光像素产生的信号不同，且存在一定的规律，通过利用不同感光面的侧面感光像素产生的信号，可以实现对透镜的对焦状态进行确定，进而对透镜模组的透镜进行移动以实现对图像传感器的对焦。
在一种可能的实施方式中，若第一侧面感光像素包括左侧面感光像素，则第二侧面感光像素包括右侧面感光像素；若第一侧面感光像素包括前侧面感光像素，则第二侧面感光像素包括后侧面感光像素。
在一种可能的实施方式中，第一像素阵列模块包括左侧面感光像素和右侧面感光像素；和/或，包括前侧面感光像素和后侧面感光像素。
本申请实施例中，通过在第一像素阵列模块中同时设置左侧面感光像素和右侧面感光像素，以及前侧面感光像素和后侧面感光像素，可以实现全方向对焦，进一步提高了对焦的可靠性。
在一种可能的实施方式中，间隙中为空气或者填充材料，填充材料的折射率小于硅的折射率，且填充材料的可见光透过率高于80％。
在一种可能的实施方式中，间隙的大小为预设数量的像素大小。
在一种可能的实施方式中，第一感光面上和第二感光面上均设置有抗反射层，抗反射层由折射率介于硅的折射率和填充材料的折射率之间。
本申请实施例中，通过在感光面上设置有抗反射层，实现了对感光面的保护。
在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的图像传感器，还包括：第二像素阵列模块。
第二像素阵列模块位于半导体衬底上，第二像素阵列模块包括多个成像像素，用于拍摄成像。
在一种可能的实施方式中，第一像素阵列模块中的像素数量占总像素数量的1％-3％或1％-10％，总像素数量为第一像素阵列模块中的像素数量与第二像素阵列模块中的像素数量之和。
本申请实施例通过设置第一像素阵列模块中的像素数量占总像素数量的1％-3％或1％-10％，可以均衡透镜的对焦效果以及成像效果。
在一种可能的实施方式中，本申请实施例提供的图像传感器，还可以包括深槽隔离，
深槽隔离位于相邻像素之间，深槽隔离用于隔离相邻像素。
本申请实施例通过在相邻像素之间设置深槽隔离，可以防止相邻像素之间的串扰。
第二方面，本申请实施例提供一种镜头模组，包括：信号处理模块、控制模块、透镜和如第一方面及第一方面的可选方式提供的图像传感器。
图像传感器用于与信号处理模块连接，图像传感器用于通过第一像素阵列模块将第一信号和第二信号发送至信号处理模块；信号处理模块用于根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块；控制模块用于根据调焦信号控制透镜进行对焦。
本申请实施例中，通过图像传感器获取第一信号和第二信号，并将第一信号和第二信号输入至信号处理模块，进而通过信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，然后通过控制模块根据该调焦信息信号对透镜进行对焦，实现了对透镜的自动对焦。
在一种可能的实施方式中，调焦信号包括透镜的移动方向和移动距离，信号处理模块具体用于：
确定第一信号的第一曲线和第二信号的第二曲线；根据第一曲线的峰值与第二曲线的峰值之间的位置关系，确定移动方向和移动距离；控制模块具体用于：根据移动方向和移动距离，控制透镜按照移动方向移动移动距离。
第三方面，本申请实施例提供一种对焦方法，通过第二方面及第二方面可选方式提供的镜头模组执行，其内容及效果可参考上述镜头模组的内容，不再赘述，本申请实施例提供的对焦方法包括：
通过镜头模组的图像传感器获取第一信号和第二信号，并将将第一信号和第二信号发送至镜头模组的信号处理模块；通过信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块；通过控制模块根据调焦信号控制透镜进行对焦。
在一种可能的实施方式中，调焦信号包括透镜的移动方向和移动距离，根据第一信号和第二信号生成调焦信号，包括：
确定第一信号的第一曲线和第二信号的第二曲线；根据第一曲线的峰值与第二曲线的峰值之间的位置关系，确定移动方向和移动距离；根据调焦信号控制透镜进行对焦，包括：根据移动方向和移动距离，控制透镜按照移动方向移动移动距离。
第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括如第二方面及第二方面的可选方式提供的镜头模组。
本申请实施例提供的图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备，图像传感器包括半导体衬底和设置于半导体衬底上的第一像素阵列模块，第一像素阵列模块包括第一侧面感光像素和第二侧面感光像素，第一侧面感光像素的顶面和第二侧面感光像素的顶面均被遮光结构遮蔽，且第一侧面感光像素包括第一感光面，第二侧面感光像素包括第二感光面，第一感光面与第二感光面相对且存在间隙。第一像素阵列模块用于与镜头模组的信号处理模块连接，第一像素阵列模块用于将第一感光面产生的第一信号和第二感光面产生的第二信号发送至信号处理模块，以使信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块，进而使控制模块根据调焦信号控制镜头模组的透镜进行对焦。本申请实施例中，通过在图像传感器中设置感光面相对的侧面感光像素，在镜头的不同对焦状态时，不同侧面感光像素产生的信号不同，且存在一定的规律，通过利用不同感光面的侧面感光像素产生的信号，可以实现对透镜的对焦状态进行确定，进而对透镜模组的透镜进行移动以实现对图像传感器的对焦。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一示例性应用场景架构图；
图2是本申请一实施例提供的图像传感器的局部区域剖面结构示意图；
图3是本申请一实施例提供的图像传感器处于焦后状态的光路示意图；
图4是本申请一实施例提供的焦后状态下第一像素阵列的信号曲线示意图；
图5是本申请一实施例提供的图像传感器处于焦前状态的光路示意图；
图6是本申请一实施例提供的焦前状态下第一像素阵列的信号曲线示意图；
图7是本申请一实施例提供的移动距离与峰值距离之间的关系示意图；
图8是本申请实施例中图2所示的图像传感器的俯视结构示意图；
图9A-9D是本申请另一实施例提供的图像传感器的俯视结构示意图；
图10是本申请另一实施例提供的图像传感器的工作原理示意图；
图11是本申请再一实施例提供的图像传感器的局部区域剖面结构示意图；
图12是本申请实施例提供的镜头模组的结构示意图；
图13是本申请实施例提供的对焦方法的流程示意图。
附图标记：
101：半导体衬底；
102：第一侧面感光像素；
103：第二侧面感光像素；
104：遮光结构；
105：间隙；
106：成像像素；
107：滤光片；
108：微透镜；
109：深槽隔离；
100：抗反射层。
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，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在图像拍摄或视频获取的场景中，对焦位置的准确选取是获取清晰图像的决定性因素，自动对焦已经成为图像传感器成像领域中不可或缺的功能，极大的提高了成像质量和用户体验。现有技术中的对焦方式，通常包括CDAF、PDAF、激光辅助对焦以及TOF等对焦方式。在上述现有对焦方式的基础上，为了使得能够具有更多的其他对焦方式可供设计选择，亟需提出一种新的对焦方式。
本申请实施例提供的图像传感器、光学模组、对焦方法及电子设备的发明构思在于，通过在图像传感器中设置感光面相对的侧面感光像素，在镜头的不同对焦状态时，不同侧面感光像素产生的信号不同，且存在一定的规律，通过利用不同感光面的侧面感光像素产生的信号，可以实现对透镜的对焦状态进行确定，进而对透镜模组的透镜进行移动以实现对图像传感器的对焦。
以下，对本申请实施例的示例性应用场景进行介绍。
本申请实施例提供的图像传感器、镜头模组及对焦方式可以应用于本申请实施例提供的电子设备中，其中，电子设备可以是智能手机、相机、平板电脑以及其他具有成像功能的移动终端或者其他终端设备。图1是本申请一实施例提供的示例性应用场景架构图，本申请图像传感器可以为互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS image sensor，CIS)，如图1所示，以CMOS图像传感器为例，该CMOS图像传感器为一个CMOS图像传感器芯片，包括：CMOS像素阵列110，模数转换电路120，信号处理电路130，数字处理电路140，以及逻辑控制电路150。其中，CMOS像素阵列110可以包括第一像素阵列和第二像素阵列，其中，第一像素阵列用于接收光信号并将光信号转换为电信号发送给信号处理电路130以及模数转换电路120，经过模数转换电路120处理后得到数字信号，将该数字信号发送至镜头模组的信号处理模块，此时，第一像素阵列模块可以包括第一像素阵列、信号处理电路130、模数转换电路120等结构。第二像素阵列用于接收光信号并将光信号转换为电信号发送给信号处理电路130以及模数转换电路120，经过模数转换电路120处理后得到数字信号，将该数字信号发送给数字处理电路140进行数字信号处理得到图像信号，此时，第二像素阵列模块可以包括第二像素阵列、信号处理电路130、模数转换电路120、数字处理电路140等。CMOS图像传感器还可以包括逻辑控制电路150，逻辑控制电路用于给上述CMOS像素阵列110、模数转换电路120、信号处理电路130以及数字处理电路140提供时序以及其它各种控制信号。本申请实施例仅以此为例，并不限于此。
图2是本申请一实施例提供的图像传感器的局部区域剖面结构示意图，如图2所示，本申请实施例提供的图像传感器可以包括：
半导体衬底101和设置于半导体衬底101上的第一像素阵列模块，第一像素阵列模块包括第一侧面感光像素102和第二侧面感光像素103，第一侧面感光像素102的顶面和第二侧面感光像素103的顶面均被遮光结构104遮蔽，且第一侧面感光像素102包括第一感光面，第二侧面感光像素103包括第二感光面，第一感光面与第二感光面相对且存在间隙105。
第一像素阵列模块用于与镜头模组的信号处理模块连接，第一像素阵列模块用于将第一感光面产生的第一信号和第二感光面产生的第二信号发送至信号处理模块，以使信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块，进而使控制模块根据调焦信号控制镜头模组的透镜进行对焦。
半导体衬底101不仅起着电气性能的作用，还可以进行机械支撑，本申请实施例对半导体衬底101的材料、类型等不做限制，例如可以是硅衬底，本申请实施例仅以此为例，并不限于此。
半导体衬底101上设置有第一像素阵列模块，其中第一像素阵列模块包括第一像素阵列，第一像素阵列包括第一侧面感光像素102和第二侧面感光像素103。除此之外，第一像素阵列模块还可以包括如图1中所示的模数转换电路120和信号处理电路130(图2中未示出)等，本申请实施例不限于此。入射光照射在第一像素阵列上，第一像素阵列接收光信号并将接收的光信号转换为电信号，然后经过模数转换电路120处理后得到数字信号，将该数字信号发送至镜头模组的信号处理模块。
如图2所示，第一侧面感光像素102的第一感光面和第二侧面感光像素103的第二感光面相对且存在间隙105，图像传感器在同一焦前状态或者焦后状态时，处于不同位置的第一感光像素可以吸收到的光，其光强也不相同，处于不同位置的第二感光像素可以吸收到的光，其光强也不相同，本申请实施例根据不同位置的第一感光面和第二感光面可以吸收到的光，实现对透镜对焦状态的判断以及对焦处理。
为便于理解，下面介绍本申请实施例在不同对焦状态下的工作原理，本申请实施例仅以第一侧面感光像素为左侧面感光像素，第二侧面感光像素为右侧面感光像素为例，并不限于此。
图3是本申请一实施例提供的图像传感器处于焦后状态的光路示意图，图4是本申请一实施例提供的焦后状态下第一像素阵列的信号曲线示意图。
以位于主光轴上距离透镜较远距离的点源为例，其发出的光束经透镜汇聚后再发散入射到图像传感器上，被图像传感器的第一像素阵列模块中的第一侧面感光像素和第二侧面感光像素接收。如图3所示，对于位于主光轴左边部分的侧面感光像素来说，只有感光面为右侧面的侧面感光像素(右侧面感光像素)可以接收到光信号，如图2中所示的第二侧面感光像素103，而感光面为左侧面的侧面感光像素(左侧面感光像素)不能接收到光信号，如图2中所示的第一侧面感光像素102。相反，对于位于主光轴右边部分的侧面感光像素来说，只有感光面为左侧面的侧面感光像素(左侧面感光像素)可以接收到光信号，如图2中所示的第一侧面感光像素102，而感光面为右侧面的侧面感光像素(右侧面感光像素)则不能接收到光信号，如图2中所示的第二侧面感光像素103。以图像传感器的尺度来看，第一侧面感光像素产生的第一信号和第二侧面感光像素产生的第二信号，其可能的强度分布如图4所示，其中，虚线表示不同位置的第一侧面感光像素所产生的第一信号的强度分布图，即第一曲线，实线表示不同位置的第二侧面感光像素所产生的第二信号的强度分布图，即第二曲线。由图4可以看出，第一曲线和第二曲线均存在峰值，第一信号的峰值对应的像素位置与第二信号的峰值对应的像素位置相距L。
图5是本申请一实施例提供的图像传感器处于焦前状态的光路示意图，图6是本申请一实施例提供的焦前状态下第一像素阵列的信号曲线示意图。
以位于主光轴上距离透镜较远距离的点源为例，其发出的光束经透镜汇聚后再发散入射到图像传感器上，被图像传感器的第一像素阵列模块中的第一侧面感光像素和第二侧面感光像素接收。如图5所示，对于位于主光轴左边部分的侧面感光像素来说，只有感光面为左侧面的侧面感光像素(左侧面感光像素)可以接收到光信号，如图2中所示的第一侧面感光像素102，而感光面为右侧面的侧面感光像素(右侧面感光像素)不能接收到光信号，如图2中所示的第二侧面感光像素103。相反，对于位于主光轴右边部分的侧面感光像素来说，只有感光面为右侧面的侧面感光像素(右侧面感光像素)可以接收到光信号，如图2中所示的第二侧面感光像素103，而感光面为左侧面的侧面感光像素(左侧面感光像素)则不能接收到光信号，如图2中所示的第一侧面感光像素102。以图像传感器的尺度来看，第一侧面感光像素产生的第一信号和第二侧面感光像素产生的第二信号，其可能的强度分布如图6所示，其中，虚线表示不同位置的第一侧面感光像素所产生的第一信号的强度分布图，即第一曲线，实线表示不同位置的第二侧面感光像素所产生的第二信号的强度分布图，即第二曲线。由图6可以看出，第一曲线和第二曲线均存在峰值，第一信号的峰值对应的像素位置与第二信号的峰值对应的像素位置相距-L。
根据图3-图6可以看出，对于图像传感器处于焦前状态或处于焦后状态时，第一侧面感光像素和第二侧面感光像素产生的信号强度分布是不同的。通过对比第一曲线的峰值和第二曲线的峰值之间的相对位置，可以确定图像传感器处于焦前状态或焦后状态，例如，若第一曲线的峰值位于第二曲线的峰值的左侧，则表示图像传感器处于焦前状态；若第一曲线的峰值位于第二曲线的峰值的右侧，则表示图像传感器处于焦后状态；若第一曲线的峰值与第二曲线的峰值重合，则表示图像传感器处于对焦状态。
进一步地，通过第一曲线的峰值与第二曲线的峰值之间的距离，还可以判断图像传感器的离焦程度，由上述原理图可以推断出，第一曲线的峰值与第二曲线的峰值之间的距离越大，表示图像传感器的离焦程度越大，则需要移动透镜的距离越大。示例性的，图7是本申请一实施例提供的移动距离与峰值距离之间的关系示意图，峰值距离为第一曲线的峰值与第二曲线的峰值之间的距离，如图7所示，峰值距离的绝对值越大，则移动距离越大，本申请实施例仅以此为例，并不限于此。
因此，通过第一像素阵列模块将第一感光面产生的第一信号和第二感光面产生的第二信号发送至信号处理模块，信号处理模块可以根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块，进而使控制模块根据调焦信号控制镜头模组的透镜进行对焦。
本申请实施例中，通过在图像传感器中设置感光面相对的侧面感光像素，在镜头的不同对焦状态时，不同侧面感光像素产生的信号不同，且存在一定的规律，通过利用不同感光面的侧面感光像素产生的信号，可以实现对透镜的对焦状态进行确定，进而对透镜模组的透镜进行移动以实现对图像传感器的对焦。
在一种可能的实施方式中，如图2所示，本申请实施例提供的图像传感器，还可以包括：第二像素阵列模块。
第二像素阵列模块位于半导体衬底上，第二像素阵列模块包括多个成像像素106，用于拍摄成像。
在一种可能的实施方式中，第二像素阵列模块除了包括多个成像像素106，即，第二像素阵列之外，还可以包括如图1中所示的模数转换电路120、信号处理电路130和数字处理电路140(图2中未示出)等，本申请实施例不限于此。通过第二像素阵列接收光信号并将光信号转换为电信号发送给信号处理电路130以及模数转换电路120，经过模数转换电路120处理后得到数字信号，将该数字信号发送给数字处理电路140进行数字信号处理得到图像信号。本申请实施例仅以此为例，并不限于此。
图像传感器通过第一像素阵列模块进行调焦，通过第二像素阵列模块获取图像，因此，对于第一像素阵列和第二像素阵列的比例需要合理配置，在一定尺寸的图像传感器下，若第一像素阵列的占比较少，则可能对透镜的调焦性能较差，若第一像素阵列的占比较多，则可能图像传感器的成像效果较差。为了解决上述技术问题，在一种可能的实施方式中，第一像素阵列模块中的像素数量占总像素数量的1％-3％或1％-10％，总像素数量为第一像素阵列模块中的像素数量与第二像素阵列模块中的像素数量之和。其中，第一像素阵列模块中的像素数量包括第一侧面感光像素的数量与第二侧面感光像素的数量之和。
第一像素阵列模块中的像素数量占总像素数量的1％-3％或1％-10％，例如，第一像素阵列模块中的像素数量占总像素数量的1％、3％或者5％、6％、10％等，本申请实施例对此不做限制。为了同时保证图像传感器的对焦性能和成像性能，还可以通过扩大图像传感器的尺寸，以增加第一像素阵列模块中的像素数量以及第二像素阵列模块中的像素数量的方式实现，但该种方式会增加成本，因此，合理设置第一像素阵列模块中的像素数量的占比，还可以进一步节约成本。
本申请实施例通过设置第一像素阵列模块中的像素数量占总像素数量的1％-3％或1％-10％，可以均衡透镜的对焦效果以及图像传感器的成像效果。
图8是本申请实施例中图2所示的图像传感器的俯视结构示意图，如图2和图8所示，第二像素阵列模块的成像像素上，还可以包括滤光片107和微透镜108，其中，滤光片107包括但不限于红绿蓝(red-green-blue，RGB)滤光片、红绿蓝白(red-green-blue-white，RGBW)滤光片、红白白蓝(red-white-white-blue，RWWB)滤光片、红绿绿蓝(red-green-green-blue，RGGB)滤光片、红黄黄蓝(red-yellow-yellow-blue，RYYB)滤光片。微透镜108包括但不限于用热回流、灰度光刻、纳米压印、激光刻蚀等工艺制造的微透镜。
在一种可能的实施方式中，第一侧面感光像素可以为前侧面感光像素，第二侧面感光像素可以为后侧面感光像素。其中，第一侧面感光像素为前侧面感光像素，第二侧面感光像素为后侧面感光像素时，不同对焦状态下的工作原理与第一侧面感光像素为左侧面感光像素、第二侧面感光像素为右侧面感光像素的原理类似，不再赘述。
在一种可能的实施方式中，第一像素阵列模块包括左侧面感光像素和右侧面感光像素；和/或，包括前侧面感光像素和后侧面感光像素。
示例性的，图9A-9D是本申请另一实施例提供的图像传感器的俯视结构示意图，如图9A所示，第一像素阵列模块可以包括前侧面感光像素和后侧面感光像素，且前侧面感光像素和后侧面感光像素之间间隔一个像素，本申请实施例仅以一对侧面感光像素为例，并不限于此。
如图9B所示，第一像素阵列模块可以包括左侧面感光像素、右侧面感光像素、前侧面感光像素和后侧面感光像素，其中，左侧面感光像素和右侧面感光像素相对且间隔一个像素，前侧面感光像素和后侧面感光像素相对且间隔一个像素，两对侧面感光像素可以不相邻。
如图9C所示，第一像素阵列模块可以包括左侧面感光像素、右侧面感光像素、前侧面感光像素和后侧面感光像素，其中，左侧面感光像素和右侧面感光像素相对，前侧面感光像素和后侧面感光像素相对，且左侧面感光像素、右侧面感光像素、前侧面感光像素和后侧面感光像素之间间隔一个像素。
如图9D所示，第一像素阵列模块可以包括两个左侧面感光像素、两个右侧面感光像素、两个前侧面感光像素和两个后侧面感光像素，其中，左侧面感光像素和右侧面感光像素相对，前侧面感光像素和后侧面感光像素相对，且左侧面感光像素与右侧面感光像素之间间隔两个像素，前侧面感光像素和后侧面感光像素之间间隔两个像素。
本申请实施例仅以此为例，对侧面感光像素的数量、间隔大小、间隔中的物质均不限于此。例如，间隙的大小为预设数量的像素大小。间隙中为空气或者填充材料，其中，填充材料的厚度为间隙宽度，即，间隙中被填充材料填满，填充材料的折射率小于硅的折射率，且填充材料的可见光透过率高于80％，以保证入射光的透过率。例如，填充材料的可见光透过率高于90％等，本申请实施例仅以此为例。本申请实施例中，通过将左侧面感光像素、右侧面感光像素、前侧面感光像素和后侧面感光像素这四种侧面感光像素均设置在图像传感器的第一像素阵列模块中，可以实现全方位对焦。为便于理解，下面对其工作原理进行简单介绍。
图10是本申请另一实施例提供的图像传感器的工作原理示意图，以左侧面感光像素和右侧面感光像素可以用于获取x方向信号，前侧面感光像素和右侧面感光像素可以用于获取y方向信号为例进行说明。如图10所示，若目标物体是一个x方向尺寸远小于y方向尺寸的物体(近似一维)，则目标物体在图像传感器上的成像同样会是x<<y的图像。在x方向，可能只有少数几个左侧面感光像素和右侧面感光像素具有目标物体的信号，则左侧面感光像素与右侧面感光像素的信号图的峰值点还未出现，信号就缺失，导致无法实现根据左侧面感光像素和右侧面感光像素的信号进行调焦。此时，由于设置了前侧面感光像素和后侧面感光像素，且可以轻易得到前侧面感光像素和后侧面感光像素的信号图，进而可以根据前侧面感光像素和后侧面感光像素的信号进行调焦。
本申请实施例中，通过在第一像素阵列模块中同时设置左侧面感光像素和右侧面感光像素，以及前侧面感光像素和后侧面感光像素，可以实现全方向对焦，进一步提高了对焦的可靠性。
在上述实施例的基础上，在一种可能的实施方式中，图11是本申请再一实施例提供的图像传感器的局部区域剖面结构示意图，如图11所示，本申请实施例提供的图像传感器，还可以包括深槽隔离109，深槽隔离109位于相邻像素之间，深槽隔离109用于隔离相邻像素。
本申请实施例对深槽隔离的材料、制作工艺等不做限制，通过在相邻像素之间设置深槽隔离，可以防止相邻像素之间的串扰。
在又一种可能的实施方式中，如图11所示，本申请实施例提供的图像传感器的第一感光面上和第二感光面上均设置有抗反射层100，抗反射层100的折射率介于硅的折射率和填充材料的折射率之间。
例如，抗反射层可以由氮化硅组成。另外，若间隙中为空气，则抗反射层的折射率介于硅的折射率和空气的折射率之间，本申请实施例对抗反射层的具体材料不做限制。
通过在感光面上设置有抗反射层，不仅可以实现对感光面的保护，而且可以减小感光面的反射率，进一步保证感光面的感光强度，提高对焦性能。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种镜头模组，图12是本申请实施例提供的镜头模组的结构示意图，如图12所示，本申请实施例提供的镜头模组可以包括：信号处理模块11、控制模块12、透镜13和上述任一实施例提供的图像传感器14。
图像传感器14用于与信号处理模块11连接，图像传感器14用于通过第一像素阵列模块将第一信号和第二信号发送至信号处理模块11；信号处理模块11用于根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块12；控制模块12用于根据调焦信号控制透镜13进行对焦。
在图像传感器将第一信号和第二信号发送至信号处理模块之后，信号处理模块对第一信号和第二信号进行处理，以生成调焦信号，其中，调焦信号可以包括透镜的移动方向和移动距离。然后将透镜的移动方向和移动距离发送至控制模块，控制模块可以生成控制透镜朝该移动方向移动该移动距离的电平信号，以控制透镜朝该移动方向移动该移动距离，进而实现对图像传感器的对焦。
本申请实施例对信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号的具体实现方式不做限制，例如，可以通过确定第一信号的最大值的像素位置与第二信号的的最大值的像素位置，并根据该两个像素位置确定透镜的移动方向和移动距离。
在一种可能的实施方式中，调焦信号包括透镜的移动方向和移动距离，信号处理模块具体用于：确定第一信号的第一曲线和第二信号的第二曲线；根据第一曲线的峰值与第二曲线的峰值之间的位置关系，确定移动方向和移动距离；控制模块具体用于：根据移动方向和移动距离，控制透镜按照移动方向移动移动距离。
本申请实施例对控制模块根据调焦信号控制透镜进行对焦的具体实现方式也不做限制，例如，可以通过控制与透镜连接的马达，进而控制透镜的移动，本申请实施例仅以此为例，并不限于此。
本申请实施例中，通过图像传感器获取第一信号和第二信号，并将第一信号和第二信号输入至信号处理模块，进而通过信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，然后通过控制模块根据该调焦信息信号对图像传感器进行对焦，实现了对图像传感器的自动对焦。
在上述实施例的基础上，本申请实施例还提供一种对焦方法，该对焦方法可以通过上述任一实施例提供的镜头模组执行，其内容及效果可参考上述实施例，不再赘述，图13是本申请实施例提供的对焦方法的流程示意图，如图13所示，本申请实施例提供的对焦方法可以包括：
步骤S11：通过镜头模组的图像传感器获取第一信号和第二信号，并将将第一信号和第二信号发送至镜头模组的信号处理模块。
步骤S12：通过信号处理模块根据第一信号和第二信号生成调焦信号，并将调焦信号发送至镜头模组的控制模块。
步骤S13：通过控制模块根据调焦信号控制透镜进行对焦。
在一种可能的实施方式中，调焦信号包括透镜的移动方向和移动距离，根据第一信号和第二信号生成调焦信号，包括：
确定第一信号的第一曲线和第二信号的第二曲线；根据第一曲线的峰值与第二曲线的峰值之间的位置关系，确定移动方向和移动距离；根据调焦信号控制透镜进行对焦，包括：根据移动方向和移动距离，控制透镜按照移动方向移动移动距离。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：半导体衬底和设置于所述半导体衬底上的第一像素阵列模块，
所述第一像素阵列模块包括第一侧面感光像素和第二侧面感光像素，所述第一侧面感光像素的顶面和所述第二侧面感光像素的顶面均被遮光结构遮蔽，且所述第一侧面感光像素包括第一感光面，所述第二侧面感光像素包括第二感光面，所述第一感光面与所述第二感光面相对且存在间隙；
所述第一像素阵列模块用于与镜头模组的信号处理模块连接，所述第一像素阵列模块用于将所述第一感光面产生的第一信号和所述第二感光面产生的第二信号发送至所述信号处理模块，以使所述信号处理模块根据所述第一信号和所述第二信号生成调焦信号，并将所述调焦信号发送至所述镜头模组的控制模块，进而使所述控制模块根据所述调焦信号控制所述镜头模组的透镜进行对焦。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，
若所述第一侧面感光像素包括左侧面感光像素，则所述第二侧面感光像素包括右侧面感光像素；若所述第一侧面感光像素包括前侧面感光像素，则所述第二侧面感光像素包括后侧面感光像素。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一像素阵列模块包括所述左侧面感光像素和所述右侧面感光像素；和/或，包括所述前侧面感光像素和所述后侧面感光像素。
4.根据权利要求1-3任一项所述的图像传感器，其特征在于，
所述间隙中为空气或者填充材料，所述填充材料的折射率小于硅的折射率且所述填充材料的可见光透过率高于80％。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，
所述间隙的大小为预设数量的像素大小。
6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一感光面上和所述第二感光面上均设置有抗反射层，所述抗反射层的折射率介于硅的折射率和所述填充材料的折射率之间。
7.根据权利要求5或6所述的图像传感器，其特征在于，还包括：第二像素阵列模块，
所述第二像素阵列模块位于所述半导体衬底上，所述第二像素阵列模块包括多个成像像素，用于拍摄成像。
8.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，
所述第一像素阵列模块中的像素数量占总像素数量的1％-3％或1％-10％，所述总像素数量为所述第一像素阵列模块中的像素数量与所述第二像素阵列模块中的像素数量之和。
9.根据权利要求7所述的图像传感器，其特征在于，还包括深槽隔离，
所述深槽隔离位于相邻像素之间，所述深槽隔离用于隔离相邻像素。
10.一种镜头模组，其特征在于，包括：信号处理模块、控制模块、透镜和如权利要求1-9任一项所述的图像传感器；
所述图像传感器用于与所述信号处理模块连接，所述图像传感器用于通过第一像素阵列模块将第一信号和第二信号发送至所述信号处理模块；
所述信号处理模块用于根据所述第一信号和所述第二信号生成调焦信号，并将所述调焦信号发送至所述镜头模组的控制模块；
所述控制模块用于根据所述调焦信号控制所述透镜进行对焦。
11.根据权利要求10所述的镜头模组，其特征在于，所述调焦信号包括所述透镜的移动方向和移动距离，所述信号处理模块具体用于：
确定所述第一信号的第一曲线和所述第二信号的第二曲线；
根据所述第一曲线的峰值与所述第二曲线的峰值之间的位置关系，确定所述移动方向和所述移动距离；
所述控制模块具体用于：根据所述移动方向和所述移动距离，控制所述透镜按照所述移动方向移动所述移动距离。
12.一种对焦方法，其特征在于，通过如权利要求10或11所述的镜头模组执行，包括：
通过所述镜头模组的图像传感器获取第一信号和第二信号，并将将第一信号和第二信号发送至所述镜头模组的信号处理模块；
通过所述信号处理模块根据所述第一信号和所述第二信号生成调焦信号，并将所述调焦信号发送至所述镜头模组的控制模块；
通过所述控制模块根据所述调焦信号控制所述透镜进行对焦。
13.根据权利要求12所述的对焦方法，其特征在于，所述调焦信号包括所述透镜的移动方向和移动距离，所述根据所述第一信号和所述第二信号生成调焦信号，包括：
确定所述第一信号的第一曲线和所述第二信号的第二曲线；
根据所述第一曲线的峰值与所述第二曲线的峰值之间的位置关系，确定所述移动方向和所述移动距离；
所述根据所述调焦信号控制所述透镜进行对焦，包括：根据所述移动方向和所述移动距离，控制所述透镜按照所述移动方向移动所述移动距离。
14.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求10或11所述的镜头模组。
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