CN112103303A - 像素单元阵列、传感器芯片以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种像素单元阵列与电子设备。像素单元阵列中，第一像素单元与第二像素单元均设置在衬底层上，衬底层上包括呈阵列排布的多个像素区域，每个第一像素单元占据一个像素区域，每个第二像素单元占据多个像素区域形成的阵列中M行、N列的像素区域；其中M、N均为正整数，且M+N≥4，子像素的体积大于第一像素单元的体积；遮光层用于遮挡入射光线的遮光层，每个遮光层包括形状相同的两个子遮光层，子遮光层与子像素一一对应；每个子遮光层设置在对应的子像素上，且覆盖部分对应的子像素的感光区域；两个子遮光层关于参考平面镜像对称，参考平面为两个子像素的接触面所在的平面。本发明中，提升了像素单元阵列在强光下的对焦性能。

Description

像素单元阵列、传感器芯片以及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及半导体技术领域，特别涉及一种像素单元阵列、传感器芯片以及电子设备。
背景技术
在以手机为代表的电子产品中，拍摄时的自动对焦是其非常重要的功能之一，提升了拍摄的图像质量与用户的拍照体验。目前，常用的自动对焦技术有相位检测自动对焦(Phase Detection Auto Focus，简称PDAF)、反差检测自动对焦(Contrast DetectionAuto Focus，简称CDAF)等。
在采用PDAF自动对焦技术的图像传感器中，可以采用相邻两个像素共用一个微透镜(简称2×1OCL)的像素结构，在该像素结构中用于自动对焦相位检测的像素单元中的光敏单元容易出现光电子饱和的问题，影响了图像传感器的自动对焦性能。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种像素单元阵列、传感器芯片以及电子设备，从增大各子像素的满阱容量与减小各子像素的入射光线两个方面上，使得各第二像素单元中的子像素不容易达到光电子饱和，提升了像素单元阵列在强光下的对焦性能；同时，各子遮光层仅覆盖对应的子像素的部分感光区域，各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域能够接收全波段的入射光线，从而保证了像素单元阵列在暗光下的对焦性能。
本申请实施例提供了一种像素单元阵列，包括：衬底层、多个第一像素单元以及至少一个第二像素单元，第二像素单元用于进行自动对焦相位检测，第二像素单元包括相邻设置两个子像素与遮光层；第一像素单元与第二像素单元均设置在衬底层上，衬底层上包括呈阵列排布的多个像素区域，每个第一像素单元占据一个像素区域，每个第二像素单元占据多个像素区域形成的阵列中M行、N列的像素区域；其中M、N均为正整数，且M+N≥4，子像素的体积大于第一像素单元的体积；遮光层用于遮挡入射光线的遮光层，每个遮光层包括形状相同的两个子遮光层，子遮光层与子像素一一对应；每个子遮光层设置在对应的子像素上，且覆盖部分对应的子像素的感光区域；两个子遮光层关于参考平面镜像对称，参考平面为两个子像素的接触面所在的平面。
本申请实施例提供了一种传感器芯片，包括上述的像素单元阵列。
本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述的传感器芯片。
本申请实施例现对于现有技术而言，提供了一种像素单元阵列，其包括：衬底层、多个第一像素单元以及至少一个用于进行相位检测的第二像素单元，第二像素单元包括相邻设置的两个子像素与遮光层，第一像素单元与第二像素单元均设置在衬底层上，衬底层上包括呈阵列排布的多个像素区域，每个第一像素单元占据一个像素区域，每个第二像素单元占据多个像素区域形成的阵列中M行、N列的像素区域；其中M、N均为正整数，且M+N≥4。本实施例中，设置第二像素单元的每个子像素的体积大于第一像素单元的体积，相对于第一像素单元来说，各子像素的体积更大，使得各子像素的满阱容量更大；并且在第二像素单元中设置了用于遮挡入射光线的遮光层，每个遮光层包括形状相同的两个子遮光层，子遮光层与子像素一一对应，每个子遮光层设置在对应的子像素上，且覆盖部分对应的子像素的感光区域，各子遮光层能够遮挡入射到对应的子像素的光线。由上可知，本实施例中从增大各子像素的满阱容量与减小各子像素的入射光线两个方面上，使得各第二像素单元中的子像素不容易达到光电子饱和，提升了像素单元阵列在强光下的对焦性能；同时，各子遮光层仅覆盖对应的子像素的部分感光区域，各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域能够接收全波段的入射光线，从而保证了像素单元阵列在暗光下的对焦性能。
例如，子像素的感光区域被分为第一区域与第二区域，第一区域与接触面不接触，且第一区域较第二区域远离接触面；每个子遮光层覆盖对应的子像素的第一区域。本实施例提供了子遮光层覆盖对应的子像素的一种具体实现方式。
例如，每个子像素的感光区域被与接触面平行的平面分为第一区域与第二区域。
例如，第一区域与第二区域形状相同。
例如，第二像素单元还包括微透镜；微透镜罩设的区域仅包括各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域，或者微透镜罩设的区域包括各子像素上未被遮光层覆盖的感光区域与部分遮光层。本实施例中，第二像素单元的微透镜无需覆盖第二像素单元的全部感光区域，减小了微透镜占用的空间区域，避免第二像素单元中的微透镜对周围的像素上的微透镜造成较大的挤压力，从而不会导致的周围的像素上的微透镜发生畸变，同时便于第二像素单元的微透镜的设置。
例如，子遮光层的面积与子像素的的感光区域的面积的比值大于或等于10％且小于或等于90％。
例如，参考平面为接触面所在的平面沿接触面的垂线平移预设偏移量后得到的平面。
例如，第一像素单元与第二像素单元均为柱体结构，第一像素单元的感光区域在衬底层上的投影覆盖一个像素区域，每个第二像素单元的感光区域在衬底层上的投影覆盖M行、N列的像素区域。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是已知的一种相邻两个像素共用一个微透镜(简称2×1OCL)的像素阵列的俯视图；
图2是图1中的像素阵列沿虚线Z1截切得到的剖视图；
图3是根据本申请第一实施例中的像素单元阵列的俯视图；
图4是图3中的像素单元阵列沿虚线Z2截切得到的剖视图；
图5与图6是根据本申请第一实施例中的像素单元阵列的剖视图，其中两个像素单元阵列中的子遮光层的形状不同；
图7是根据本申请第一实施例中的像素单元阵列的俯视图，其中第二像素单元占据了2行、2列的4个像素区域11；
图8是根据本申请第一实施例中的像素单元阵列的俯视图，其中第二像素单元占据了2行、3列的6个像素区域11；
图9a根据本申请第一实施例中的图像传感器处于过焦状态的示意图；
图9b是图9a的图像传感器的第二像素单元的两个子像素31产生的光信号强度分布图；
图10a根据本申请第一实施例中的图像传感器处于欠焦状态的示意图；
图10b是图10a的图像传感器的第二像素单元的两个子像素31产生的光信号强度分布图；
图11是根据本申请第二实施例中的像素单元阵列的俯视图，其中每个子像素的感光区域被划分为形状相同的第一区域与第二区域；
图12是图11中的像素单元阵列沿虚线Z3截切得到的剖视图；
图13是根据本申请第二实施例中的像素单元阵列的俯视图，其中第二像素单元的第二微透镜仅覆盖了各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域；
图14是图13中的像素单元阵列沿虚线Z4截切得到的剖视图；
图15是根据本申请第二实施例中的像素单元阵列的俯视图，其中第二微透镜覆盖了各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域与部分子遮光层33；
图16是根据本申请第二实施例中的像素单元阵列的剖视图，其中参考平面为接触面所在的平面沿接触面的垂线平移预设偏移量d后得到的平面；
图17是根据本申请第三实施例中的传感器芯片的方框示意图。
具体实施例
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所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。
在PDAF自动对焦技术中，已知的实现方式包括：遮蔽像素、原像素分割为两个子像素、相邻两个像素共用一个微透镜(On Chip Lens，简称OCL)、相邻四个像素共用一个微透镜。请参考图1与图2，为已知的一种图像传感器中相邻两个像素共用一个微透镜(简称2×1OCL)的像素结构，即一个微透镜OCL101设置在相邻的两个用于相位检测的像素单元201上，该像素单元201的体积与成像像素301的体积的大小相同，像素单元201与成像像素301上设置有滤光层401，成像像素301上同样设置有微透镜501。其中，由于像素单元201的体积较小，导致像素单元201中的光敏单元的满阱容量也较小，光敏单元的很容易达到光电子饱和，光电子饱和状态下的光敏单元便无法继续探测相位的变化，影响了图像传感器的自动对焦性能；另外，设置滤光层401后，使得PDAF在暗光下的性能较差。基于此，发明人提出了本申请的技术方案。
本申请第一实施例涉及一种像素单元阵列，应用于电子设备中的传感器芯片，该传感器芯片为图像传感器芯片，电子设备可以为手机、平板电脑等具备摄像功能的电子设备，电子设备可以利用该图像传感器芯片进行自动对焦。
本实施例中，像素单元阵列包括：衬底层、多个第一像素单元以及至少一个第二像素单元，第二像素单元用于进行相位检测，第二像素单元包括相邻设置两个子像素与遮光层；第一像素单元与第二像素单元均设置在衬底层上，衬底层上包括呈阵列排布的多个像素区域，每个第一像素单元占据一个像素区域，每个第二像素单元占据多个像素区域形成的阵列中M行、N列的像素区域；其中M、N均为正整数，且M+N≥4，子像素的体积大于第一像素单元的体积；遮光层用于遮挡入射光线的遮光层，每个遮光层包括形状相同的两个子遮光层，子遮光层与子像素一一对应；每个子遮光层设置在对应的子像素上，且覆盖部分对应的子像素的感光区域；两个子遮光层关于参考平面镜像对称，参考平面为两个子像素的接触面所在的平面。
本实施例相对于现有技术而言，提供了一种像素单元阵列，其包括：衬底层、多个第一像素单元以及至少一个用于进行相位检测的第二像素单元，第二像素单元包括相邻设置的两个子像素与遮光层，第一像素单元与第二像素单元均设置在衬底层上，衬底层上包括呈阵列排布的多个像素区域，每个第一像素单元占据一个像素区域，每个第二像素单元占据多个像素区域形成的阵列中M行、N列的像素区域；其中M、N均为正整数，且M+N≥4。本实施例中，设置第二像素单元的每个子像素的体积大于第一像素单元的体积，相对于第一像素单元来说，各子像素的体积更大，使得各子像素的满阱容量更大；并且在第二像素单元中设置了用于遮挡入射光线的遮光层，每个遮光层包括形状相同的两个子遮光层，子遮光层与子像素一一对应，每个子遮光层设置在对应的子像素上，且覆盖部分对应的子像素的感光区域，各子遮光层能够遮挡入射到对应的子像素的光线。由上可知，本实施例中从增大各子像素的满阱容量与减小各子像素的入射光线两个方面上，使得各第二像素单元中的子像素不容易达到光电子饱和，提升了像素单元阵列在强光下的对焦性能；同时，各子遮光层仅覆盖对应的子像素的部分感光区域，各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域能够接收全波段的入射光线，从而保证了像素单元阵列在暗光下的对焦性能。
下面对本实施例中像素单元阵列进行详细的说明，其中涉及到的细节仅为示例性说明，并非本申请的必须。在像素单元阵列中，其包含的各个像素的高度一般设置为相等，本实施例以及之后的实施例中均以像素单元阵列中的第一像素单元与第二像素单元的高度相等为例进行说明。
请参考图3与图4，像素单元阵列包括：衬底层1、多个第一像素单元2以及至少一个第二像素单元3，第一像素单元2与第二像素单元3均设置在衬底层1上。其中，衬底1例如为硅衬底。在一个例子中，第一像素单元2与第二像素单元3之间设置有隔离层4，用于防止像素间的串扰。
第一像素单元2为用于图像检测的成像像素，例如为RGB、RYYB、RGBW等排列方式的像素，其可以为光敏单元，另外第一像素单元2还包括与罩设在光敏单元的感光区域上的第一微透镜21以及设置在光敏单元上的滤光层22，滤光层22用于进行颜色过滤，例如为RGB滤光片、RGBW滤光片、RYYB滤光片等。
第二像素单元为用于进行相位检测的对焦像素，第二像素单元包括两个形状相同的子像素31与遮光层，子像素31可以为光敏单元，遮光层可以由黑胶、金属等遮光材料制成。
衬底层1上包括呈阵列排布的多个像素区域11，每个第一像素单元2占据一个像素区域11，每个第二像素单元占据多个像素区域11形成的阵列中M行、N列的像素区域11；其中M、N均为正整数，且M+N≥4。其中，像素单元阵列上可以包括多个第二像素单元，多个第二像素单元可以随机排列在衬底层1上，也可以按照预设的布局方式设置在衬底层1上，例如多个第二像素单元均匀排列在衬底层1上。
本实施例中，第一像素单元2与第二像素单元均为柱体结构，第一像素单元2的感光区域在衬底层1上的投影覆盖一个像素区域11，每个第二像素单元的感光区域在衬底层1上的投影覆盖M行、N列的像素区域11。此时，第一像素单元2的顶面形成了第一像素单元2的感光区域，第一像素单元2的顶面(底面)的形状与像素区域11的形状相同，第一像素单元2的感光区域的面积等于像素区域11的面积；第二像素单元的顶面形成了第二像素单元的感光区域，第二像素单元的顶面(底面)的形状则等于M*N个像素区域11的组合，第二像素单元的感光区域的面积等于M*N个像素区域11的面积之和；若以H表示第一像素单元2(第二像素单元)的高度，以G表示一个像素区域11的面积，则第一像素单元2的体积V1＝G*H，第二像素单元的体积V2＝M*N*G*H，每个子像素31的体积V3＝V2/2＝M*N*G*H/2，可知V3＝V1*M*N/2，而M+N≥4，由此可知，每个子像素31的体积大于或等于1.5倍的第一像素单元2的体积，此时每个子像素31的满阱容量大于第一像素单元2的满阱容量。
本实施例中，第二像素单元为相邻的两个子像素31共用一个微透镜(简称2×1OCL)的像素结构；其中，第二像素单元还包括罩设在第二像素单元的感光区域上的第二微透镜32，第二像素单元的感光区域为两个子像素31的感光区域的组合，即第二微透镜32罩设在这两个子像素31的感光区域上。其中，两个子像素31之间同样设置有隔离层4，用于防止子像素间的串扰。
每个遮光层包括形状相同的两个子遮光层33，子遮光层33与子像素31一一对应；每个子遮光层33设置在对应的子像素31上，且覆盖部分对应的子像素31的感光区域；两个子遮光层33关于参考平面镜像对称，参考平面为两个子像素的接触面所在的平面。
需要说明的是，本实施例对子遮光层33的形状不作任何限定，仅需确保每个子遮光层33覆盖部分对应的子像素31的感光区域即可，请参考图5与6，为示例性的两种子遮光层33的形状。
在图3与图4中，以衬底层1上的各像素区域11为正方形为例，像素单元阵列的衬底层1被划分为一个X行、Y列的阵列(图3和4中仅展示了像素单元阵列的部分结构)，衬底层1包括X*Y个像素区域11，其中X、Y为正整数。需要说明的是，本实施例以及之后的实施例中，均以各像素区域11为正方形为例进行说明。
对于第一像素单元2来说，其占据1个像素区域11，此时第一像素单元2为一个长方体，其顶面和底面为与像素区域11形状相同的正方形，即第一像素单元2的感光区域的面积等于正方形的像素区域11的面积。
对于第二像素单元来说，其占据了1行、3列的3个像素区域11，第二像素单元同样为一个长方体，其顶面和底面为长方形，该长方形的面积等于3个正方形的像素区域11的面积之和，第二像素单元中每个子像素31的感光区域的面积等于1.5倍的正方形的像素区域11的面积；而第一像素单元2的感光区域的面积等于正方形的像素区域11的面积，可知第二像素单元的每个子像素31的感光区域的面积等于1.5倍的第一像素单元2的感光区域的面积，而第一像素单元2与第二像素单元的高度是相等的，此时每个子像素31的体积等于1.5倍的第一像素单元2的体积，子像素31的满阱容量大于第一像素单元2的满阱容量。
每个子遮光层33设置在对应的子像素31上，位于第二微透镜32与子像素31之间，每个子遮光层33为正方形，且该正方形的边长等于子像素31的感光区域的宽，每个子遮光层33覆盖了2/3的子像素31的感光区域，两个子遮光层33相接触，两个子遮光层33关于两个子像素31的接触面所在的平面镜像对称，即两个子遮光层33关于两个子像素31之间的隔离层4所在的平面镜像对称。
需要说明的是，图3至图6中是以第二像素单元占据了1行、3列的3个像素区域11为例进行说明的，即M＝1、N＝3，此时第二像素单元的子像素31的体积等于1.5倍的第一像素单元2的体积；然不限于此，在保证M+N≥4的前提下，可以任意设置M、N的值；例如，如图7(图中未示出遮光层)所示，第二像素单元占据了2行、2列的4个像素区域11，即M＝2、N＝2，此时第二像素单元的子像素31的体积等于2倍的第一像素单元2的体积；如图8(图中未示出遮光层)所示，第二像素单元占据了2行、3列的6个像素区域11，即M＝2、N＝3，此时第二像素单元的子像素31的体积等于3倍的第一像素单元2的体积。
下面结合本实施例中的像素单元阵列，对图像传感器的自动对焦原理进行说明。
请参考图9a，光源10发出的光束经过透镜组20汇聚后再发散入射到图像传感器30中，图像传感器30位于焦点后，即图像传感器30处于过焦状态。对于主光轴左侧的第二像素单元来说，大部分的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中左侧的子像素31接收、右侧的子像素31仅接收到小部分的光信号，或者全部的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中左侧的子像素31接收、右侧的子像素31不能接收到光信号。对于主光轴右侧的第二像素单元来说，大部分的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中右侧的子像素31接收、左侧的子像素31仅接收到小部分的光信号，或者全部的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中右侧的子像素31接收、左侧的子像素31不能接收到光信号。请参考图9b为图9a的图像传感器30中从左往右排列的第二像素单元的子像素31接收的光信号强度分布图，其中所有的第二像素单元中左侧的子像素31的光信号强度分布曲线为实线、所有的第二像素单元中右侧的子像素31的光信号强度分布曲线为虚线。
请参考图10a，光源10发出的光束经过透镜组20汇聚后再发散入射到图像传感器30中，图像传感器30位于焦点前，即图像传感器30处于欠焦状态。对于主光轴左侧的第二像素单元来说，大部分的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中右侧的子像素31接收、左侧的子像素31仅接收到小部分的光信号，或者全部的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中右侧的子像素31接收、左侧的子像素31不能接收到光信号。对于主光轴右侧的第二像素单元来说，大部分的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中左侧的子像素31接收、右侧的子像素31仅接收到小部分的光信号，或者全部的光信号被第二像素单元中相邻两个子像素31中左侧的子像素31接收、右侧的子像素31不能接收到光信号。请参考图10b为图10a的图像传感器30中从左往右排列的第二像素单元的子像素31接收的光信号强度分布图，其中所有的第二像素单元中左侧的子像素31的光信号强度分布曲线为实线、所有的第二像素单元中右侧的子像素31的光信号强度分布曲线为虚线。
根据图9b和图10b中的光信号强度分布图，在图像传感器30处于过焦状态与欠焦状态时，图像传感器30中所有的第二像素单元的两个子像素31的光信号强度分布值是不同的；从而可以根据所有的第二像素单元中左侧的子像素31对应的光信号强度分布曲线的峰值与右侧的子像素31对应的光信号强度分布曲线的峰值来判断图像传感器30处于过焦状态与欠焦状态，两个光信号强度分布曲线的峰值之间的距离d越大则表示离焦程度越大。由此，可以根据两个光信号强度分布曲线的峰值之间的距离d推算出图像传感器30的离焦程度，继而可以基于此距离d控制透镜组20移动实现对焦，透镜移动的距离与离焦程度成比例关系。以图9b的光信号强度分布图为例，所有的第二像素单元中左侧的子像素31的光信号强度分布曲线的峰值与右侧的子像素31的光信号强度分布曲线的峰值之间的距离d为负值，则可以根据距离d的正负判断图像传感器30处于焦前还是焦后，再根据距离d的绝对值得到图像传感器30的离焦程度，然后便可以根据离焦程度控制透镜组20向上方移动实现对焦。
本申请第二实施例涉及一种像素单元阵列，本实施例相对于第一实施例而言，主要区别之处在于：提供了遮光层的两个子遮光层的一种具体实现方式。
本实施例中，每个子像素的感光区域被分为第一区域与第二区域，第一区域与接触面不接触，且第一区域较第二区域远离接触面；其中，可以设置每个子像素的感光区域被与接触面平行的平面分为第一区域与第二区域，第一区域较第二区域远离接触面，每个子遮光层覆盖对应的子像素的第一区域。
在一个例子中，子遮光层的面积与子像素的的感光区域的面积的比值大于或等于10％且小于或等于90％，即各子遮光层所遮挡的区域为对应的子像素的感光区域的10％至90％。
请参考图11与图12，以第一像素单元2和第二像素单元均为长方体为例，此时第二像素单元中的各子像素31同样为长方体，每个子像素31的顶面所形成的感光区域为长方形。
每个子像素31的顶面所形成的感光区域为长方形，每个子像素31的感光区域被划分为形状相同的第一区域与第二区域，此时各子遮光层33所遮挡的区域为对应的子像素31的感光区域的50％。以左侧的子像素31为例，该长方形被与接触面平行的平面L1分为第一区域与第二区域，第一区域为该长方形上平面L1左侧的区域，第二区域为该长方形上平面L1右侧的区域，第一区域与第二区域的为形状相同的长方形，子遮光层33覆盖了第一区域。
本实施例中，第二像素单元还包括微透镜，微透镜罩设的区域仅包括各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域，或者微透镜罩设的区域包括各子像素上未被子遮光层覆盖的感光区域与部分子遮光层；其中微透镜即为前述的第二微透镜32。本实施例中，第二微透镜32无需覆盖第二像素单元的全部感光区域，减小了微透镜占用的空间区域，避免了第二像素单元中的第二微透镜32对于周围的像素(第一像素单元2或第二像素单元)造成较大的挤压力，从而不会导致的周围的像素上的微透镜发生畸变，便于第二像素单元的第二微透镜32的设置。
请参考图13与图14，第二像素单元的第二微透镜32仅覆盖了各子像素31上未被子遮光层33覆盖的感光区域。请参考图15，第二微透镜32覆盖了各子像素31上未被子遮光层33覆盖的感光区域与部分子遮光层33。
在一个例子中，参考平面为接触面所在的平面沿接触面的垂线平移预设偏移量后得到的平面。请参考图16，对于传感器芯片中的每个第二像素单元，基于该第二像素单元在传感器芯片中的位置所导致的入射光线的角度的不同，设定了一个与入射角度相对应的偏移量d，使得入射光线能够照射到第二像素单元中的各子像素31中的光敏二极管上，以使入射光线被尽可能的完全被第二像素单元接收，此时参考平面为接触面所在的平面L2沿接触面的垂线朝预设方向平移预设偏移量d后得到的平面L3，两个子像素31上的子遮光层33关于平面L3镜像对称，以与第二像素单元相匹配，适应不同入射角度的入射光线。
本实施例相对于第一实施例来说，提供了遮光层的两个子遮光层的一种具体实现方式。
本申请第三实施例涉及一种传感器芯片，该传感器芯片为图像传感器芯片，应用于电子设备，电子设备可以为手机、平板电脑等具备摄像功能的电子设备，电子设备可以利用该图像传感器芯片进行自动对焦。本实施例中，请参考图17，传感器芯片包括第一实施例或第二实施例中的像素单元阵列10。
在一个例子中，传感器芯片还包括：行选通逻辑20、放大器30、模拟数字转换器40、列选通逻辑50、时钟和控制模块60等。
本申请第四实施例涉及一种电子设备，包括第三实施例中的传感器芯片，电子设备可以为手机、平板电脑等具备摄像功能的电子设备，电子设备可以利用该传感器芯片进行自动对焦。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种像素单元阵列，其特征在于，包括：衬底层、多个第一像素单元以及至少一个第二像素单元，所述第二像素单元用于进行自动对焦相位检测，所述第二像素单元包括相邻设置两个子像素与遮光层；
所述第一像素单元与所述第二像素单元均设置在所述衬底层上，所述衬底层上包括呈阵列排布的多个像素区域，每个所述第一像素单元占据一个所述像素区域，每个所述第二像素单元占据所述多个像素区域形成的阵列中M行、N列的所述像素区域；其中M、N均为正整数，且M+N≥4，所述子像素的体积大于所述第一像素单元的体积；
所述遮光层用于遮挡入射光线的遮光层，每个所述遮光层包括形状相同的两个子遮光层，所述子遮光层与所述子像素一一对应；
每个所述子遮光层设置在对应的所述子像素上，且覆盖部分对应的所述子像素的感光区域；两个所述子遮光层关于参考平面镜像对称，所述参考平面为两个所述子像素的接触面所在的平面。
2.如权利要求1所述的像素单元阵列，其特征在于，每个所述子像素的感光区域被分为第一区域与第二区域，所述第一区域与所述接触面不接触，且所述第一区域较所述第二区域远离所述接触面；
每个所述子遮光层覆盖对应的所述子像素的所述第一区域。
3.如权利要求2所述的像素单元阵列，其特征在于，每个所述子像素的感光区域被与所述接触面平行的平面分为所述第一区域与所述第二区域。
4.如权利要求3所述的像素单元阵列，其特征在于，所述第一区域与所述第二区域形状相同。
5.如权利要求1所述的像素单元阵列，其特征在于，所述第二像素单元还包括微透镜；
所述微透镜罩设的区域仅包括各所述子像素上未被所述子遮光层覆盖的感光区域，或者所述微透镜罩设的区域包括各所述子像素上未被所述遮光层覆盖的感光区域与部分所述遮光层。
6.如权利要求1所述的像素单元阵列，其特征在于，所述子遮光层的面积与所述子像素的的感光区域的面积的比值大于或等于10％且小于或等于90％。
7.如权利要求1所述的像素单元阵列，其特征在于，所述参考平面为所述接触面所在的平面沿所述接触面的垂线平移预设偏移量后得到的平面。
8.如权利要求1所述的像素单元阵列，其特征在于，所述第一像素单元与所述第二像素单元均为柱体结构，所述第一像素单元的感光区域在所述衬底层上的投影覆盖一个所述像素区域，每个所述第二像素单元的感光区域在所述衬底层上的投影覆盖所述M行、N列的所述像素区域。
9.一种传感器芯片，其特征在于，包括：权利要求1至8中任一项所述的像素单元阵列。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求9所述的传感器芯片。
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