CN117410299A - 一种cmos图像传感器与电子设备 - Google Patents
一种cmos图像传感器与电子设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117410299A CN117410299A CN202311215975.1A CN202311215975A CN117410299A CN 117410299 A CN117410299 A CN 117410299A CN 202311215975 A CN202311215975 A CN 202311215975A CN 117410299 A CN117410299 A CN 117410299A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- light
- image sensor
- cmos image
- liquid crystal
- 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
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 45
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 35
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 33
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 15
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 claims description 12
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 abstract description 17
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
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
- H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
- H01L27/14627—Microlenses
-
- 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
- H01L27/1462—Coatings
-
- 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
- H01L27/1462—Coatings
- H01L27/14621—Colour filter arrangements
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)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
本申请涉及图像传感器技术领域，提供了一种CMOS图像传感器与电子设备。其中，CMOS图像传感器包括：微透镜层、光电器件层以及透光调节层。在利用CMOS图像传感器进行成像时，利用微透镜层将现实世界中的事物所反射的光线进行聚拢，并透传至光电器件层。由于光电器件层用于将透过微透镜层的光转换为电信号，因此该电信号能够用于表征由微透镜层透传的光的强弱程度。通过在微透镜层与光电器件层之间配置透光调节层，利用该透光调节层基于光电器件层输出的电信号，适配相应的透光率，实现了对透过微透镜层的光对光电器件层作用程度的调整，提高了COMS图像传感器的动态范围，拓宽了CMOS图像传感器的适用范围。
Description
技术领域
本申请属于图像传感器技术领域，尤其涉及一种CMOS图像传感器与电子设备。
背景技术
目前，互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)图像传感器，即成像传感器被广泛应用于具有图像采集功能的电子设备中，例如，数码相机、摄像机、手机等。
然而，在一些成像场景中，单次曝光的一帧图像中可能包括了低亮度元素与高亮度元素。如果想要将低亮度元素拍摄清楚，则高亮度元素则会发生过曝的现象。同理，如果想要将高亮度元素拍摄清楚，则低亮度元素则过暗而显示不清。可见，目前COMS图像传感器存在适用范围较小的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种CMOS图像传感器，旨在解决传统的CMOS图像传感器存在的适用范围较小的问题。
本申请实施例的第一方面提了一种CMOS图像传感器，包括：
微透镜层，用于透光；
光电器件层，用于将透过所述微透镜层的光转换为电信号；
透光调节层，被配置在所述微透镜层与所述光电器件层之间，所述透光调节层用于基于所述电信号适配相应的透光率。
本申请实施例的第二方面提了一种电子设备，包括第一方面提供的COMS图像传感器。
本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的CMOS图像传感器，包括微透镜层、光电器件层以及透光调节层。在利用CMOS图像传感器进行成像时，利用微透镜层将现实世界中的事物所反射的光线进行聚拢，并透传至光电器件层。由于光电器件层用于将透过微透镜层的光转换为电信号，因此该电信号能够用于表征由微透镜层透传的光的强弱程度。通过在微透镜层与光电器件层之间配置透光调节层，利用该透光调节层基于光电器件层输出的电信号，适配相应的透光率，实现了根据光的强弱程度调节透光调节层的透光率，同时实现了对透过微透镜层的光对光电器件层作用程度的调整，提高了COMS图像传感器的动态范围，使得在利用COMS图像传感器进行成像时，可以满足同时具有高亮度元素与低亮度元素的图像采集需求，具有较高的画面曝光平衡能力，能够更好地适配光强信息复杂或者光强信息差距较大的图像采集场景，拓宽了CMOS图像传感器的适用范围。
附图说明
图1为本申请实施例中利用CMOS图像传感器进行成像的示意图；
图2为本申请实施例提供的CMOS图像传感器的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的CMOS图像传感器的剖面结构示意图一；
图4为本申请另一实施例提供一种CMOS图像传感器的结构示意图一；
图5为本申请另一实施例提供一种CMOS图像传感器的结构示意图二；
图6为本申请另一实施例提供一种CMOS图像传感器的结构示意图三；
图7为本申请实施例他提供的CMOS图像传感器的剖面结构示意图二；
图8为本申请实施例提供一种CMOS图像传感器中线路层的等效电路示意图；
图9是本发明实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在数字成像技术领域中，CMOS图像传感器作为主流的图像传感器之一，被广泛应用于具有图像采集功能的电子设备中。例如，数码相机、摄像机、手机等。
容易理解的是，由于现实世界中物体或者事物对可见光进行反射，人们在观察物体或者事物时，具体是通过眼睛采集到物体的反射光线并至视网膜上成像。对于图像传感器来说，也是通过采集物体的反射光线进行成像，因此在利用图像传感器对现实世界中的物体或者事物进行图像采集时，图像传感器采集到的物体或者事物反射的光，对成像效果有着直接影响。
在一些成像场景中，通过COMS图像传感器采集到的一帧图像中，可能包括了低亮度元素与高亮度元素。例如，图1示出了利用CMOS图像传感器进行成像的示意图，在图1中，假设图像中的区域A为低亮度元素，区域B为高亮度元素。在利用CMOS图像传感器对现实世界的内容进行成像时，由于区域A的光亮度远低于区域B的光亮度，因此在曝光成像时，如果想要将低亮度元素拍摄清楚，则高亮度元素出现成像过亮的现象，也即区域B中的像素亮度过高，呈现过爆的现象。同理，如果想要将高亮度元素拍摄清楚，则低亮度元素出现成像过暗的现象，也即区域A中的像素亮度过低，画质清晰度降低。
为解决上述问题，本申请实施例提供了一种COMS图像传感器，包括微透镜层、光电器件层以及透光调节层。可以在利用CMOS图像传感器进行成像时，利用微透镜层将现实世界中的事物所反射的光线进行聚拢，并透传至光电器件层。由于光电器件层用于将透过微透镜层的光转换为电信号，因此该电信号能够用于表征由微透镜层透传的光的强弱程度。通过在微透镜层与光电器件层之间配置透光调节层，利用该透光调节层基于光电器件层输出的电信号，适配相应的透光率，实现了根据光的强弱程度调节透光调节层的透光率，同时实现了对透过微透镜层的光对光电器件层作用程度的调整，提高了COMS图像传感器的动态范围，使得在利用COMS图像传感器进行成像时，可以满足同时具有高亮度元素与低亮度元素的图像采集需求，具有较高的画面曝光平衡能力，能够更好地适配光强信息复杂或者光强信息差距较大的图像采集场景，拓宽了CMOS图像传感器的适用范围。
图2示出了本申请实施例提供的CMOS图像传感器的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
如图2所示，本实施例提供的一种CMOS图像传感器100，包括：微透镜层10、光电器件层20以及透光调节层30。
在图2中，微透镜层10用于透光。光电器件层20，用于将透过微透镜层10的光转换为电信号。透光调节层30被配置在微透镜层10与光电器件层20之间，该透光调节层30用于基于电信号适配相应的透光率。
在本实施例中，微透镜层10用于透光，便于将光线透传至光电器件层20。这里，光包括现实世界中事物或者景物反射至CMOS图像传感器100的光。光电器件层20用于将光转换为电信号，该电信号可以为电压模拟信号。在该电信号的作用下，透光调节层30可以通过改变其自身的分子排列结构或顺序，实现对透光率的适配。
需要说明的是，当透过微透镜层10的光，其光亮度或者光强度越强时，光电器件层20输出的电信号的电压越大。透光调节层30在基于电信号适配相应的透光率，可以随电信号的电压变化而变化，例如，电信号的电压越大，则适配的透光率越小。这里，由于透光调节层30被配置在微透镜层10与光电器件层20之间，因此当透光调节层30的透光率下降后，光电器件层20受到透过微透镜层10的光的作用下降，也即光电器件层20接收到的光子比例减少，光电器件层20将光转换为电信号的过程中，电信号的电压升高趋势减缓，如此一来即可避免高亮度元素在成像过程中出现过曝现象，实现CMOS图像传感器的高动态范围属性。
在具体实现时，为了保证COMS图像传感器100的成像质量，可以将微透镜层10整体覆盖像素面积，也即利用微透镜层10对所有像素进行全部覆盖。
图3示出了本申请实施例提供的CMOS图像传感器的剖面结构示意图一。如图3所示，作为一个实施例，微透镜层10被配置有透光阵列11，透光阵列11包括多个透光单元111。其中，一个透光单元111对应一个像素点。
例如，微透镜层10可以根据像素排列规则配置为透光阵列111，也即透光阵列11中的透光单元111与像素一一对应。由于透光阵列11中的透光单元111与像素一一对应，因此能够减少COMS图像传感器100的漏光，进而降低COMS图像传感器100中由于少数载流子扩散而导致的像素间串扰的发生概率。
如图3所示，以上述示例为基础，为了能够提高光透效率，还可以将透光阵列11中的每个透光单111元配置为具有一定弧度的透镜结构，以此来增加光的入射效果和透传效果。
作为另一个示例，在具体实现时，还可以将微透镜层10配置为双层透镜层。在具体实现时，可以通过缩小双层透镜层之间的距离进一步增加光透效率，也即增加光线或者光子的收集效率。
容易理解的是，与COMS图像传感器100搭配使用的处理器或者图像处理器并不能直接对模拟信号进行处理，因此通过COMS图像传感器100的微透镜层10采集到的光，并不能直接被处理器或者图像处理器直接处理。为了生成并记录数字图像，需要将真实的图像通过数字化转换，得到能够被处理器或者图像处理器识别的数字信号。
在本实施例中，光电器件层20用于将透过微透镜层10的光转换为电信号，也即光电器件层20能够将光信号转换为电信号。这里，通过光电器件层20可以将每个像素对应的光信号转换为电信号，该电信号为电压模拟信号，然后统一进行模数转换后输出成数字信号。如此一来，CMOS图像传感器100完成了光电转换、电荷电压转换以及模拟数字转换的三大作用，通过CMOS图像传感器即可将光信号转化为电信号，通过对电信号进行模数转换，最终得到数字信号被处理器或图像处理器读取。
如图3所示，作为一个实施例，光电器件层20，被配置多个光电器件21，多个光电器件21与多个透光单元11一一对应。光电器件21用于将透过透光单元11的光转换为电信号。
结合图2与图3，将透光调节层30配置在微透镜层10与光电器件层20之间，光线穿过微透镜层10之后，再依次投射至透光调节层30与光电器件层20。该透光调节层30用于基于电信号适配相应的透光率。也即，透光调节层30在电信号的作用下，可以调节透过微透镜层10的光对光电器件层20的作用程度，也即调节光电器件层20接收透过微透镜层10的光的效率。
作为一个示例，为了更好地适配相应的透光率，可以将透光调节层30按照像素分布，划分为多个区域。
例如，可以将全部像素点划分为边缘区域像素点集合与中心区域像素点集合，按照边缘区域像素点集合与中心区域像素点集合，对透光调节层30进行划分。也就是将透光调节层30对应边缘区域像素点集合与中心区域像素点集合，划分为边缘区域透光调节层与中心区域透光调节层。
容易理解的是，除了上述示例提及的边缘区域像素点集合与中心区域像素点集合，在实际应用中，还可以根据像素面积大小划分更多的区域。例如，全部像素点还可以包括，围绕中心区域像素点集合的一级中间区域像素点集合，围绕一级中间区域像素点集合的二级中间区域像素点集合。相应地，透光调节层30对应一级中间区域像素点集合与二级中间区域像素点集合，划分为一级中间区域透光调节层与二级中间区域透光调节层。
作为另一个示例，可以按照预设像素块将透光调节层30划分为多个区域。
例如，预设像素块可以N个像素组成的像素块，其中，N为大于或等于1的正整数。也即，将透光调节层30划分为多个区域，且该透光调节层30的每个区域与每个预设像素块对应。
示例性地，当N＝1时，单个像素点即为像素块，透光调节层30可以根据每个像素点进行区域划分，也即透光调节层30上的每个区域与像素一一对应。如此一来，可以根据单个像素点的光强度实现对透光调节层30单位区域的透光率调节。
示例性地，当N＞1，且N为整数时，N个相邻的像素点组成像素块。这里，可以根据像素块中任一个像素点的光强度实现对透光调节层30单位区域的透光率调节。也即，该像素块中任一像素点对应的电信号，可以直接作用于该预设像素块对应的透光调节层30单位区域，进而适配该的单位区域的透光率，有利于该预设像素块的透光率的统一性。
图4示出了本申请另一实施例提供一种CMOS图像传感器的结构示意图一。如图4所示，为了令通过COMS图像传感器100采集到的图像具有色彩，可以在图1实施例的基础上增加滤色片层40。
本实施例中，由于透过微透镜层10的光，为现实世界中事物或者景物反射至CMOS图像传感器100的光，因此具有现实世界中事物或者景物的色彩。为了令电信号也携带有色彩信息，在光电器件层20的接收光路径上配置滤色片层40，令透过滤色片层40的光能够表征某种色彩，进而令光电器件层20生成的电信号携带上色彩信息。在本实施例中，滤色片层40被配置在微透镜层10与透光调节层30之间。
图5示出了本申请另一实施例提供一种CMOS图像传感器的结构示意图二。如图5所示，作为另一实施例，滤色片层40还可以被配置在透光调节层30与光电器件层20之间。
在具体实现时，滤色片层40可以根据实际成像的色彩需求选用不同类型的滤色片层40。
例如，三基色滤色片层、红黄蓝滤色片层以及混色滤色片层中至少一种滤色片层。
图6示出了本申请另一实施例提供一种CMOS图像传感器的结构示意图三。在图6中，CMOS图像传感器100还包括：
线路层50，被配置有与光电器件连接的第一电路；第一电路被配置为，根据电信号输出模拟电压信号。
在本实施例中，模拟电信号用于表征CMOS图像传感器100采集到的图像内容。在实际应用中，可以通过模数转换器对模拟电压信号进行模数转换，进而得到能够被处理器或图像处理进行处理的数字信号。
容易理解的是，为了避免对透过微透镜层10的光造成遮挡，线路层50可以避免设置在微透镜层10与光电器件层20之间的光通路上。
例如，在具体实现时，线路层50还可以是以光电器件层20中心点为中心，围绕光电器件层20外围生成的线路层。
图7示出了本实施例他提供的CMOS图像传感器的剖面结构示意图二。如图6与图7所示，线路层50可以设置在光电器件层20之下。在具体实现时，CMOS图像传感器100还包括衬底，用于生成半导体器件沟道。这里，线路层50中的第一电路可以是在该衬底上利用半导体工艺制备得到。
作为一个实施例，透光调节层30可以被配置有，液晶阵列。
在本实施例中，当微透镜层10根据像素排列规则配置为透光阵列11，液晶阵列则与透光阵列11对应。也即液晶阵列中的液晶单元与透光阵列中11的透光单元111一一对应。
作为一个实施例，线路层50还被配置有与光电器件21连接的第二电路。在本实施例中，第二电路被配置为，根据电信号向液晶阵列11中的液晶单元输出驱动信号。这里，第二电路与光电器件21耦合，当光电器件21根据光输出电信号时，第二电路根据该电信号输出驱动信号，进而改变液晶阵列11周围施加的电场，使得液晶阵列11中的液晶分子偏转实现透光率的适配。
可以理解的是，当光电器件层20包括与每个像素对应的光电器件21时，则在线路层50配置有与每个光电器件21耦合的第二电路。
需要说明的是，由于液晶分子具有比较高的顺序度，当向液晶阵列11施加电场时，液晶阵列11中的液晶分子就会偏转并发生扭曲，进而改变入射光的方向和偏振状态，从而实现适配相应的透光率。
在本申请的所有实施例中，光电器件21根据光输出的电信号，其电压与透过微透镜层10的光的强度正相关，也即透过微透镜层10的光的强度越大，则光电器件21根据光输出的电信号的电压值越高。驱动信号的电压与电信号的电压正相关，也即电信号的电压越高，则驱动信号的电压也越高。液晶单元的透光率与驱动信号的电压反相关，也即驱动信号的电压越高，则液晶单元的透光率越低。故当透过微透镜层10的光的强度越大时，液晶单元的透光率则越低。
可以理解的是，透光调节层30还可以选用与液晶阵列11类似的由电信号驱动的透光阵列。例如，光感玻璃阵列、电感玻璃阵列等，能够在光照或者电信号的驱动下适配相应的透光率。
图8示出了本申请实施例提供一种CMOS图像传感器中线路层的等效电路示意图。
如图8所示，第一电路51包括：传输晶体管Tx、复位晶体管Rx、源极跟随器Dx以及选择晶体管Sx。
传输晶体管Tx与光电器件21耦合，复位晶体管Rx同传输晶体管Tx与源极跟随器Dx耦合，源极跟随器Dx与选择晶体管Sx耦合。
在本实施例中，光电器件21在光的作用下产生电荷。复位晶体管Rx同传输晶体管Tx与源极跟随器Dx耦合，形成浮置扩散点FD，传输晶体管Tx导通时将该光电器件21产生的电荷传输至浮置扩散点FD。浮置扩散点FD为用于将电荷转换为电压的区域。由于浮置扩散点FD具有寄生电容，因此电荷被积累地存储。源极跟随器Dx用于将浮置扩散点FD的电势变化情况进行放大，通过选择晶体管Sx输出线VOUT输出模拟电压信号。这里，模拟电压信号可以通过模数转换得到能够被处理器或图像处理进行处理的数字信号。
在图8中，由于复位晶体管Rx同传输晶体管Tx与源极跟随器Dx耦合，形成浮置扩散点FD，因此可以通过复位晶体管Rx周期性地复位浮置扩散点FD的电压。例如，复位晶体管Rx可以由一个MOS晶体管形成，该一个MOS晶体管由施加预定偏压(即，复位信号)的复位栅极提供的偏压来驱动。当通过由复位栅极提供的偏压使复位晶体管Rx导通时，提供给复位晶体管Rx的漏极的预定电势例如电源电压VDD被施加到浮置扩散节点FD。
在具体实现时，光电器件21可以选用光电二极管，光电晶体管、光电栅极以及钉扎光电二极管中的至少一种。
容易理解的是，在生产本实施例提供的CMOS图像传感器100时，也可以将光电器件21在衬底生成，或者单独生成后堆叠至衬底上。
另外，在根据实际的工艺精度或者成本要求，将CMOS图像传感器100中的层级结构进行分栈生产。
例如，针对精度要求较高的线路层50可以选用精度较高，较为精密的制成工艺进行生产。而对于微透镜层10、透光调节层30以及滤色片层40等，由于制备工艺已经成熟，无需采用成本更高的工艺制成，故可以与线路层50分开生产，然后在通过堆跌的方式结合得到本实施例提供的CMOS图像传感器。
如图8所示，第二电路52包括：放大器D1与驱动支路D2。
放大器D1的两个输入端分别与光电器件21的两端耦合，放大器D1的输出端与驱动支路D2连接。
在本实施例中，放大器D1用于对电信号进行放大，以向驱动支路D2输出放大后的电信号。驱动支路D2用于根据放大后的电信号向液晶阵列中的液晶单元输出驱动信号。
在图8中，驱动支路D2包括源极驱动端Source Dricver与栅极驱动端ScanDricver。其中，栅极驱动端Scan Dricver为开关器件TFT的栅极端，源极驱动端SourceDricver为开关器件TFT的源极端，开关器件TFT的漏极端依次连接液晶盒Clc与电容Cs。栅极驱动端Scan Dricver用于为液晶阵列中的液晶单元提供预设电压，放大器D1的输出端与驱动支路D2的源极驱动端Source Dricver连接。在放大器D1向源极驱动端Source Dricver输入驱动信号时，液晶单元中的液晶分子，也即图8中的液晶盒Clc在预设电压与驱动信号对应电压两者形成的电场作用下发生偏转。
在具体实现时，由于液晶分子在栅极驱动端Scan Dricver与源极驱动端SourceDricver之间排列成一定的纹理结构，如平行式排列、按照一定角度的夹角式排列。当向源极驱动端Source Dricver输入驱动信号时，改变液晶单元的电场，进而改变液晶单元中液晶分子的排列规则，进而起到调整透光率的作用。
本申请实施例还提供了一种电子设备200，如图9所示，电子设备200包括本申请任一实施例提供的CMOS图像传感器100。
可以理解的是，在图9中示出的CMOS图像传感器100以层级结构形式体现，本领域技术人员能够理解的是，在实际应用中CMOS图像传感器100可以按照该层级结构被封装成完整的模组器件。另外，涉及本申请的改进点与具体实现方案已经在CMOS图像传感器100的上述实施例中详细阐述，故此处不再对电子设备200的具体实现方式进行赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，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，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上所述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精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种CMOS图像传感器，其特征在于，包括：
微透镜层，用于透光；
光电器件层，用于将透过所述微透镜层的光转换为电信号；
透光调节层，被配置在所述微透镜层与所述光电器件层之间，所述透光调节层用于基于所述电信号适配相应的透光率。
2.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括：滤色片层；
所述滤色片层，被配置在所述微透镜层与所述透光调节层之间；或者
所述滤色片层，被配置在透光调节层与所述光电器件层之间。
3.如权利要求1所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述透光调节层，被配置有液晶阵列。
4.如权利要求3所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述微透镜层被配置有透光阵列，所述透光阵列包括多个透光单元；其中，一个所述透光单元对应一个像素点。
5.如权利要求4所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述光电器件层，被配置多个光电器件，所述多个光电器件与所述多个透光单元一一对应；所述光电器件用于将透过所述透光单元的光转换为电信号。
6.如权利要求5所述的CMOS图像传感器，其特征在于，还包括：
线路层，被配置有与所述光电器件连接的第一电路；所述第一电路被配置为，根据所述电信号输出模拟电压信号。
7.如权利要求6所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述线路层还被配置有与所述光电器件连接的第二电路；所述第二电路被配置为，根据所述电信号向所述液晶阵列中的液晶单元输出驱动信号；其中，所述电信号的电压与所述光的强度正相关；所述驱动信号的电压与所述电信号的电压正相关；所述液晶单元的透光率与所述驱动信号的电压反相关。
8.如权利要求6所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第一电路包括：传输晶体管、复位晶体管、源极跟随器以及选择晶体管；
所述传输晶体管与所述光电器件耦合，所述复位晶体管同所述传输晶体管与所述源极跟随器耦合，所述源极跟随器与所述选择晶体管耦合。
9.如权利要求7所述的CMOS图像传感器，其特征在于，所述第二电路包括：放大器与驱动支路；
所述放大器的两个输入端分别与所述光电器件的两端耦合，所述放大器的输出端与所述驱动支路连接；所述放大器用于对所述电信号进行放大，以向所述驱动支路输出放大后的电信号；所述驱动支路用于根据所述放大后的电信号向所述液晶阵列中的液晶单元输出驱动信号。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1至9任一项所述的CMOS图像传感器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311215975.1A CN117410299A (zh) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | 一种cmos图像传感器与电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311215975.1A CN117410299A (zh) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | 一种cmos图像传感器与电子设备 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117410299A true CN117410299A (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=89497030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311215975.1A Pending CN117410299A (zh) | 2023-09-19 | 2023-09-19 | 一种cmos图像传感器与电子设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117410299A (zh) |
-
2023
- 2023-09-19 CN CN202311215975.1A patent/CN117410299A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101832094B1 (ko) | 이면 조사형 촬상 소자, 그 제조 방법 및 촬상 장치 | |
| CN108156400B (zh) | 摄像器件及其驱动方法和摄像装置 | |
| US9723235B2 (en) | Solid-state imaging device and driving method thereof, and electronic apparatus | |
| US20170237921A1 (en) | Solid-state imaging element and driving method therefor, and electronic apparatus | |
| US8902347B2 (en) | Solid-state image sensing device and electronic apparatus | |
| KR102211899B1 (ko) | 고체 촬상 소자 및 촬상 장치 | |
| US20150288901A1 (en) | Solid-state imaging device | |
| US20060249765A1 (en) | MOS or CMOS sensor with micro-lens array | |
| CN101582436B (zh) | 固体摄像器件和电子装置 | |
| CN103501405A (zh) | 摄像设备 | |
| KR20010082096A (ko) | Ｃｍｏｓ 이미지 센서를 위한 픽셀 레이아웃 | |
| KR20150067005A (ko) | 고체 촬상 장치 | |
| CN108352395A (zh) | 固态摄像装置和电子设备 | |
| TW202332257A (zh) | 固態攝像裝置、固態攝像裝置的驅動方法、以及電子設備 | |
| JP2017055350A (ja) | 固体撮像装置 | |
| CN103364926A (zh) | 阵列式镜头模组 | |
| CN104465689A (zh) | 一种高动态范围图像传感器像素单元及其制备方法 | |
| CN203350517U (zh) | 阵列式镜头模组 | |
| US12051714B2 (en) | Pixel structure, image sensor, and method for controlling image sensor | |
| CN117410299A (zh) | 一种cmos图像传感器与电子设备 | |
| US20230268360A9 (en) | Pixel structure, image processing method and control method | |
| CN118317206B (zh) | 一种像素单元、图像传感器、摄像头模组以及电子设备 | |
| US20100182474A1 (en) | Image capture device comprising pixel combination means | |
| CN213213655U (zh) | 暗景全彩功能图像传感器 | |
| US11252350B2 (en) | Image sensor, camera module, mobile terminal, and image acquisition method |
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 |