[发明专利]图像传感器、成像装置和活体成像装置

说明书

技术领域

本公开涉及图像传感器、成像装置和活体成像装置，具体地，涉及能够产生优化的光谱特性的图像传感器、成像装置和活体成像装置。

背景技术

在诸如CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器的已知的图像传感器中，通常，像素配置为包括：关于单个光电二极管，布置单个滤色镜和单个芯片上透镜（on-chip lens）（例如，参考日本未审专利申请公开No.2010-232595）。另一方面，存在另一种已知的像素，其例如配置为包括：关于多个光电二极管，布置单个滤色镜，并且将来自多个光电二极管的输出相加（例如，参考日本未审专利申请公开No.2010-28423）。

发明内容

然而，在具有日本未审专利申请公开No.2010-232595和日本未审专利申请公开No.2010-28423教导的配置的像素中，汇聚到光电二极管上的光的光谱特性取决于布置在光电二极管上的滤色镜的光谱特性。因此，为了改进S/N比（信噪比）和颜色再现性，期望开发新的滤色镜。然而，为了开发新的滤色镜，需要大量的时间和成本。此外，即使在开发了用于新的滤色镜的材料时，难以获得汇聚在适于应用的各个像素的光电二极管上的光的优化的光谱特性。在这种情况下，期望一种产生优化的光谱特性的技术，其不是仅仅取决于用于滤色镜的材料的开发。

已经考虑上述情况提出了本技术，用于产生优化的光谱特性。

本技术一个方面的一种图像传感器包括像素单元，所述像素单元包括：光电二极管；第一滤色镜和第二滤色镜，其每个布置在所述光电二极管上方的平面上的不同位置；以及布置在所述第一滤色镜上的第一芯片上透镜和布置在所述第二滤色镜上的第二芯片上透镜。

所述第一滤色镜和第二滤色镜的每个可以具有相互不同的光谱特性。

所述像素单元可以输出对应于所述第一滤色镜和第二滤色镜的光谱特性的合成结果的电平的电信号。

所述光电二极管可以包括布置在所述第一滤色镜下的第一光电二极管和布置在所述第二滤色镜下的第二光电二极管，以及可以将从像素单元输出的、具有对应于所述第一滤色镜和第二滤色镜的各自光谱特性的电平的电信号相加。

所述像素单元还可以包括共同浮置扩散，其将从所述第一光电二极管和第二光电二极管的每个输出的电信号相加。

从所述第一光电二极管和第二光电二极管输出的电信号的每个可以通过单独的预设增益放大。

所述第一光电二极管和第二光电二极管的每个可以单独地预设有电荷累积时间。

所述第一滤色镜和第二滤色镜的每个可以具有透射红外光的特性。

所述像素单元可以包括：滤色镜组，其包括除了所述第一滤色镜和第二滤色镜以外的一个或多个滤色镜；以及芯片上透镜组，其包括除了所述第一芯片上透镜和第二芯片上透镜外的一个或多个芯片上透镜，所述一个或多个芯片上透镜布置在所述除了所述第一滤色镜和第二滤色镜以外的一个或多个滤色镜上。

所述像素单元可以输出对应于所述滤色镜组的各自的光谱特性的合成结果的电平的电信号。

所述光电二极管可以由每个布置在所述滤色镜组下的光电二极管组构成，以及可以将从像素单元输出的、每个具有对应于所述滤色镜组的光谱特性的电平的电信号相加。

所述像素单元还可以包括共同浮置扩散，其将从所述光电二极管组输出的每个电信号相加。

从所述光电二极管组输出的电信号的每个可以通过单独的预设增益放大。

每个光电二极管组可以单独地预设有电荷累积时间。

所述滤色镜组的每个可以具有透射红外光的特性。

可以在所述光电二极管的上方形成波导。

所述光电二极管可以具有多个输出模式，其通过所述图像传感器的内部或外部控制可选择性地切换。

本技术一个方面的一种成像装置安装有包括像素单元的图像传感器，所述像素单元包括：光电二极管；第一滤色镜和第二滤色镜，其每个布置在所述光电二极管上方的平面上的不同位置；以及布置在所述第一滤色镜上的第一芯片上透镜和布置在所述第二滤色镜上的第二芯片上透镜。

本技术一个方面的一种活体成像装置包括安装有包括像素单元的图像传感器的成像装置，所述像素单元包括：光电二极管；第一滤色镜和第二滤色镜，其每个布置在所述光电二极管上方的平面上的不同位置；以及布置在所述第一滤色镜上的第一芯片上透镜和布置在所述第二滤色镜上的第二芯片上透镜，其中，所述成像装置获取作为目标的活体的图像。