CN115566033A - 图像传感器 - Google Patents

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金甫省
金范锡
朴惠涓
裵庭敏
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Abstract

一种图像传感器包括：基板，所述基板具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面，所述基板上布置有多个单位像素，所述多个单位像素形成在平行于所述第一表面的方向上的正常像素、自动对焦像素和补偿像素；光电二极管，所述光电二极管在所述多个单位像素中的每一者中设置在所述基板中；以及器件隔离层，所述器件隔离层设置在所述多个单位像素之间。所述单位像素包括通过网格彼此隔开的滤色器和设置在所述滤色器上的微透镜。所述补偿像素设置在所述自动对焦像素的一侧，并且包括补偿微透镜和透明滤色器，所述补偿微透镜小于所述正常像素中包括的正常微透镜，所述透明滤色器通过小于所述正常像素中包括的正常网格的补偿网格与相邻的滤色器隔开。

Description

图像传感器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年7月1日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0086573的优先权的权益，通过引用将上述韩国专利申请的公开内容整体并入本文。
技术领域
实施例涉及图像传感器。
背景技术
图像传感器可以被实现为接收光以从所接收的光产生电信号的基于半导体的传感器，并且可以包括具有多个单位像素的像素阵列、用于驱动像素阵列并产生图像的电路等。多个单位像素可以包括用于响应于外部光而产生电荷的光电二极管、用于将光电二极管产生的电荷转换为电信号的像素电路等。除了用于捕获图像或视频的相机之外，图像传感器还可以广泛应用于智能手机、平板个人电脑(PC)、膝上型电脑、电视、车辆等。近来，已经对产生具有高图像质量的图像进行了研究以及对提高自动对焦性能进行了研究。
发明内容
根据实施例，图像传感器包括：基板，所述基板具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面，所述基板上布置有多个单位像素，所述多个单位像素形成平行于所述第一表面布置的至少一个正常像素、至少一个自动对焦像素和至少一个补偿像素；光电二极管，所述光电二极管在所述多个单位像素中的每一者中设置在所述基板中；器件隔离层，所述器件隔离层设置在所述多个单位像素之间，其中，所述多个单位像素包括设置在所述第一表面上并且通过网格彼此隔开的滤色器和设置在所述滤色器上的微透镜，所述正常像素包括正常微透镜；并且所述补偿像素设置在所述自动对焦像素的一侧，并且包括透明滤色器和补偿微透镜，所述补偿微透镜的尺寸小于所述正常微透镜的尺寸。
根据实施例，图像传感器包括：基板；像素阵列，所述像素阵列包括平行于所述基板的上表面布置的多个像素组；以及逻辑电路，所述逻辑电路用于从所述像素阵列获取像素信号，其中，所述多个像素组中的每一者包括多个单位像素，所述多个单位像素形成自动对焦像素、补偿像素和正常像素中的至少一者，并且分别由在与所述基板的上表面垂直的第一方向延伸的器件隔离层限定，所述多个单位像素中的每一者包括：光电二极管，所述光电二极管设置在所述基板中；滤色器，所述滤色器设置在所述基板的所述上表面上，并且通过网格与相邻的滤色器隔开；以及微透镜，所述微透镜设置在所述滤色器上，所述自动对焦像素包括成对的单位像素，并且所述补偿像素被配置为对从所述自动对焦像素输出的信号进行补偿，并且包括补偿微透镜和透明滤色器，所述补偿微透镜的尺寸小于相邻的像素中包括的微透镜的尺寸。
根据实施例，图像传感器包括：基板，所述基板具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面；单位像素，所述单位像素位于所述第一表面上；光电二极管，所述光电二极管在每个所述单位像素中位于所述基板中；器件隔离层，所述器件隔离层位于所述单位像素之间，其中，所述单位像素形成自动对焦像素、正常像素和补偿像素，每个所述单位像素具有通过网格与相邻的单位像素的滤色器隔开的滤色器和位于所述滤色器上的微透镜，所述自动对焦像素包括在第二方向上并排设置并且共享微透镜和滤色器的成对的单位像素，并且所述补偿像素被配置为对从所述自动对焦像素输出的信号进行补偿，具有与所述正常像素的结构不同的结构，设置在所述自动对焦像素的在所述第二方向上的一侧，并且包括透明滤色器。
附图说明
通过参照附图详细描述示例实施例，特征对于本领域技术人员而言将变得显而易见，在附图中：
图1是根据示例实施例的图像传感器的示意性框图。
图2是根据示例实施例的图像传感器的像素电路的电路图。
图3A和图3B是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素组的俯视图。
图4是示出根据示例实施例的图像传感器的截面图。
图5至图7分别是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素组的俯视图。
图8是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素阵列的俯视图。
图9至图12分别是示出根据示例实施例的图像传感器的图。
图13和图14分别是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素阵列的俯视图和截面图。
图15和图16分别是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素阵列的俯视图和截面图。
图17A至图17F是示出形成根据示例实施例的图像传感器的工艺的截面图。
图18和图19是包括根据示例实施例的图像传感器的电子设备的示意图。
具体实施方式
图1是根据示例实施例的图像传感器的示意性框图。
参照图1，根据示例实施例的图像传感器1可以包括像素阵列10、逻辑电路20等。
像素阵列10可以包括以多个行和多个列的阵列布置的多个单位像素PX。每个单位像素PX可以包括至少一个用于响应于光而产生电荷的光电转换元件，以及用于产生与由光电转换元件产生的电荷对应的像素信号的像素电路。
光电转换元件可以包括由半导体材料形成的光电二极管和/或由有机材料形成的有机光电二极管。每个单位像素PX可以包括单个光电转换元件，并且单位像素PX中包括的光电转换元件可以接收光以产生电荷。
多个单位像素PX可以包括至少一个正常像素、至少一个自动对焦像素和至少一个补偿像素。正常像素、自动对焦像素和补偿像素均可以包括接收光以产生电荷的光电二极管。
自动对焦像素可以是允许图像传感器1执行自动对焦功能的像素。
补偿像素可以是用于防止在自动对焦像素中可能发生的串扰的像素。
图像传感器1中包括的多个单位像素PX均可以包括光电二极管。当每个单位像素PX包括单个光电转换元件时，每个单位像素PX可以包括用于处理由光电转换元件产生的电荷的像素电路。像素电路可以包括传输晶体管、驱动晶体管、选择晶体管和复位晶体管。因此，与每个单位像素PX相对应的像素电路可以包括传输晶体管、驱动晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
在另一实施方式中，在图像传感器1中包括的多个单位像素PX可以以像素组为单位或更小的单位来共享浮置扩散区。因此，至少一些光电转换元件可以共享一些驱动晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
逻辑电路20可以包括用于控制像素阵列10的电路。作为示例，逻辑电路20可以包括行驱动器21、读出电路22、列驱动器23、控制逻辑24等。
行驱动器21可以以行为单位驱动像素阵列10。作为示例，行驱动器21可以产生控制像素电路的传输晶体管的传输控制信号、控制复位晶体管的复位控制信号、控制选择晶体管的选择控制信号等，并且可以以行为单位将所产生的信号输入到像素阵列10。
读出电路22可以包括相关双采样器(CDS)、模数转换器(ADC)等。相关双采样器可以通过列线连接到单位像素PX。相关双采样器可以从连接到由行驱动器21的行线选择信号所选择的行线的单位像素PX接收像素信号，以执行相关双采样。可以经由列线接收像素信号。模数转换器可以将由相关双采样器检测到的像素信号转换为数字像素信号，并且可以将数字像素信号传输到列驱动器23。
列驱动器23可以包括可以临时存储数字像素信号的锁存电路或缓冲电路、放大器电路等，并且可以处理从读出电路22接收的数字像素信号。行驱动器21、读出电路22和列驱动器23可以由控制逻辑24控制。控制逻辑24可以包括用于控制行驱动器21、读出电路22和列驱动器23等的操作时序的时序控制器。
在单位像素PX当中，设置在沿水平方向的相同位置的单位像素PX可以共享相同的列线。作为示例，设置在沿垂直方向的相同位置的单位像素PX可以由行驱动器21同时选择并且可以通过列线输出像素信号。读出电路22可以通过列线同时从由行驱动器21选择的单位像素PX获取像素信号。像素信号可以包括复位电压和像素电压，并且像素电压可以是在每个单位像素PX中响应于光而产生的电荷被反映在复位电压上的电压。
在其他实施方式中，图像传感器还可以包括其他组件并且可以以各种方式被驱动。
图2是根据示例实施例的图像传感器的像素电路的电路图。
参照图2，根据示例实施例的图像传感器1中包括的多个单位像素PX可以被分成两个组。与每个分组的单位像素PX相对应的像素电路还可以包括用于处理由光电二极管PD1和PD2产生的电荷的多个半导体器件，以及对应于多个单位像素PX的光电二极管PD1和PD2。
作为示例，像素电路可以包括第一光电二极管PD1、第二光电二极管PD2、第一传输晶体管TX1、第二传输晶体管TX2、复位晶体管RX、选择晶体管SX和驱动晶体管DX。在像素电路中包括的第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2可以共享浮置扩散区FD、复位晶体管RX、选择晶体管SX和驱动晶体管DX。第一传输晶体管TX1、第二传输晶体管TX2、复位晶体管RX和选择晶体管SX的栅电极可以分别连接到驱动信号线TG1、TG2、RG和SG。
在其他实施方式中，可以以各种方式设计像素电路。作为示例，像素电路可以包括用于以单位像素PX为单位处理光电二极管产生的电荷的半导体器件。
再次参照图2，一个像素电路可以从由光电二极管PD1和PD2产生的电荷产生第一电信号，并且可以将第一电信号输出到第一列线，并且另一个像素电路可以从由光电二极管PD1和PD2产生的电荷产生第二电信号，并且可以将第二电信号输出到第二列线。设置为彼此相邻的两个或更多个像素电路可以共享单个第一列线。类似地，设置为彼此相邻的两个或更多个不同的像素电路可以共享单个第二列线。设置为彼此相邻的像素电路可以共享一些半导体器件。
第一传输晶体管TX1和第二传输晶体管TX2可以分别连接到第一传输栅极TG1和第二传输栅极TG2以及第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2。第一传输晶体管TX1和第二传输晶体管TX2可以共享浮置扩散区FD。第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2可以产生与外部入射光的量成比例的电荷，并且可以在每个光电二极管中累积电荷。
第一传输晶体管TX1和第二传输晶体管TX2可以将累积在第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2中的电荷分别依次传输到浮置扩散区FD。可以将不同的信号施加到第一传输栅极TG1和第二传输栅极TG2以将由第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2之一产生的电荷传输到浮置扩散区FD。因此，浮置扩散区FD可以累积由第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2之一产生的电荷。
复位晶体管RX可以定期地复位累积在浮置扩散区FD中的电荷。例如，复位晶体管RX的电极可以连接到浮置扩散区FD和电源电压VDD。当复位晶体管RX导通时，累积在浮置扩散区FD中的电荷可以由于与电源电压VDD的电势差而被释放以复位浮置扩散区FD，并且浮置扩散区FD的电压可以与电源电压VDD相同。
驱动晶体管DX的操作可以根据在浮置扩散区FD中累积的电荷的量来控制。驱动晶体管DX可以与设置在单位像素PX外部的电流源结合用作源极跟随器缓冲放大器。作为示例，驱动晶体管DX可以放大由浮置扩散区FD中的电荷累积引起的电势变化，并且可以将放大的电势变化输出到输出线Vout。
选择晶体管SX可以以行为单位选择要被读取的单位像素PX。当选择晶体管SX导通时，从驱动晶体管DX输出的电信号可以传输给选择晶体管SX。
基于图2所示的像素电路，图像传感器1可以在包括共享浮置扩散区FD的多个单位像素的至少一个像素组中提供自动对焦功能。作为示例，图像传感器1可以使用第一光电二极管PD1和第二光电二极管PD2在一个方向上提供自动对焦功能。
更详细地，逻辑电路可以使用在第一传输晶体管TX1导通之后获取的第一像素信号和在第二传输晶体管TX2导通之后获取的第二像素信号来提供在水平方向上的自动对焦功能。
图3A和图3B是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素组的俯视图。
图3A和图3B示出与根据示例实施例的图像传感器100-1和100-2中包括的单个滤色器阵列相对应的像素组PG及其配置。
参照图3A，图像传感器100-1可以包括正常像素PX1、自动对焦像素PX2和补偿像素PXC。成对的单位像素PX可以被包括在自动对焦像素PX2中。单位像素PX可以被分组为像素组PG(例如，以2×2矩阵布置的四个单位像素可以形成一个像素组PG)。每个像素组PG可以包括彩色(R、G或B)滤色器CF和透明(W)滤色器CF。透明(W)滤色器CF可以被包括在补偿像素PXC中。器件隔离层DTI可以限定每个单位像素PX。网格GR可以设置在器件隔离层DTI上，网格GR包括正常网格GRN(将一个滤色器与另一个相邻的滤色器CF隔开)和补偿网格GRC(围绕补偿像素PXC中包括的透明滤色器CF)。微透镜ML可以包括正常微透镜ML1、补偿微透镜MLC和自动对焦微透镜ML2。正常微透镜ML1可以被包括在正常像素PX1中。补偿微透镜MLC可以被包括在补偿像素PXC中。自动对焦微透镜ML2可以由包括在自动对焦像素PX2中的成对的单位像素PX共享。
一个滤色器阵列可以对应于四个像素组PG，并且每个像素组PG可以具有在第一方向(例如，Z方向)上设置在其上的具有预定颜色的滤色器CF。
总结并进一步描述图3A，也参照图3B，在图像传感器100-1和100-2中，每个像素组PG可以包括以2×2阵列布置的多个单位像素PX。参照图3A和图3B，每个像素组PG可以包括彩色滤色器和透明滤色器。作为示例，在每个像素组PG中，彩色滤色器和透明滤色器可以在垂直于第一方向的第二方向(例如，X方向)以及垂直于第一方向和第二方向的第三方向(例如，Y方向)上交替地布置。
包括在每个像素组PG中的多个单位像素PX可以由设置在它们之间的器件隔离层DTI限定，并且网格GR可以设置在器件隔离层DTI上。由器件隔离层DTI隔开的多个单位像素PX均可以包括光电二极管和设置在滤色器CF上的微透镜ML。微透镜ML可以设置在单位像素PX的在第一方向上的最上部，使得光入射。
图像传感器100-1和100-2中包括的多个单位像素PX可以包括至少一个正常像素PX1和至少一个自动对焦像素PX2以及至少一个补偿像素PXC。正常像素PX1和补偿像素PXC可以是用于使用所获取的像素信号来产生图像的像素，而自动对焦像素PX2可以是用于使用入射光的相位差来自动对焦对象的像素。补偿像素PXC可以是用于防止在自动对焦像素PX2中可能发生的串扰的像素。
自动对焦像素PX2可以包括在第二方向或第三方向上并排布置的成对的单位像素PX。图3A所示的图像传感器100-1可以包括自动对焦像素PX2，该自动对焦像素PX2包括在第三方向上并排布置的两个单位像素PX。另一方面，图3B所示的图像传感器100-2可以包括自动对焦像素PX2，该自动对焦像素PX2包括在第二方向上并排布置的两个单位像素PX。补偿像素PXC可以设置在自动对焦像素PX2的在布置有自动对焦像素PX2中包括的两个单位像素PX的方向上的一侧。
参照图3A，自动对焦像素PX2中包括的成对的单位像素PX可以被包括在单个像素组PG中。另一方面，参照图3B，自动对焦像素PX2中包括的成对的单位像素PX可以横跨彼此相邻的两个像素组PG。
在图像传感器100-1和100-2中，每个像素组PG可以包括具有绿色(G)、红色(R)和蓝色(B)中的至少一种颜色的彩色滤色器CF以及透明(W)滤色器CF。作为示例，图像传感器100-1和100-2可以包括绿色(G)、红色(R)、蓝色(B)和透明(W)滤色器CF。
图像传感器100-1和100-2可以包括用于以2×2阵列布置的每个像素组PG的单个滤色器阵列。作为示例，包括绿色(G)滤色器的像素组PG可以与包括红色(R)或蓝色(B)滤色器的像素组PG在第二方向(例如，X方向)和第三方向(例如，Y方向)上交替地设置。然而，在执行自动对焦功能的自动对焦像素PX2中，不同于其他单位像素PX，具有相同颜色的彩色滤色器CF可以设置为彼此相邻，以便使用在彼此相邻的成对的单位像素上入射的光的相位差。
换言之，在像素组PG当中，仅包括正常像素PX1和补偿像素PXC的像素组PG可以包括彼此不相邻的两个透明滤色器CF和彼此不相邻的两个彩色滤色器CF。
在根据示例实施例的图像传感器100-1和100-2中，正常像素PX1可以包括设置在彩色或透明滤色器CF上的正常微透镜ML1以及将一个滤色器与另一个相邻的滤色器CF隔开的正常网格GRN。自动对焦像素PX2可以包括由自动对焦像素PX2中包括的成对的单位像素PX共享的自动对焦微透镜ML2以及正常网格GRN。补偿像素PXC可以包括设置在透明滤色器CF上的补偿微透镜MLC以及补偿网格GRC。
通常，在包括透明滤色器的图像传感器中，设置在自动对焦像素一侧的单位像素可以包括透明滤色器。在这种情况下，由自动对焦像素执行的图像传感器的自动对焦功能可能受到包括透明滤色器的单位像素的影响。例如，包括彩色滤色器的单位像素可以设置在自动对焦像素中包括的成对的单位像素中的一个单位像素周围，并且另一个包括透明滤色器的单位像素可以设置在自动对焦像素中包括的成对的单位像素中的另一个单位像素周围。在这种结构中，自动对焦像素中包括的成对的单位像素可能产生不对称的输出，这可能导致在自动对焦像素中发生串扰，从而使图像传感器的自动对焦功能劣化。
相比之下，在根据示例实施例的图像传感器100-1和100-2中，与自动对焦像素PX2相邻并包括透明滤色器CF的单位像素PX可以形成为补偿像素PXC，以解决上述问题。即，补偿像素PXC可以包括尺寸小于正常像素PX1中包括的正常微透镜ML1的尺寸的补偿微透镜MLC，以补偿或防止在自动对焦像素PX2中包括的成对的单位像素PX中产生的不对称输出。因此，与不包括补偿像素PXC的情况相比，图像传感器100-1和100-2可以执行改善的自动对焦功能。
另外，关于上述内容，补偿像素PXC中包括的补偿微透镜MLC的尺寸小于正常微透镜ML1的尺寸，这可能导致补偿像素PXC的灵敏度损失。然而，在根据示例实施例的图像传感器100-1和100-2中，围绕透明滤色器CF(包括在补偿像素PXC中)的补偿网格GRC可以形成为小于正常网格，从而可以提高像素的开口的面积以显著降低灵敏度损失。
图4是示出根据示例实施例的图像传感器的截面图。
图4是图3A所示的图像传感器100-1的沿着线I-I'截取的截面图。
参照图4，图像传感器100-1可以包括具有彼此相对的第一表面111和第二表面112的基板110、在多个单位像素PX中的每一者中设置在基板110中的光电二极管PD以及设置在多个单位像素PX之间的器件隔离层DTI。
多个单位像素PX可以包括在平行于第一表面111的方向(例如，Y方向)上布置的至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC。
在正常像素PX1中，滤色器CF、透光层130和正常微透镜ML1可以顺序地设置。作为示例，在图4所示的图像传感器100-1中，正常像素PX1中包括的滤色器CF可以是蓝色(B)滤色器。
通过正常微透镜ML1入射的光可以入射在正常像素PX1中包括的光电二极管PD上。如上所述，正常像素PX1可以使用相应的正常微透镜ML1和相应的光电二极管PD来生成图像。
在自动对焦像素PX2中，与自动对焦像素PX2相对应的滤色器CF、透光层130和自动对焦微透镜ML2可以顺序地设置在基板110的第一表面111上。作为示例，在图4所示的图像传感器100-1中，自动对焦像素PX2中包括的滤色器CF可以是绿色(G)滤色器，并且自动对焦微透镜ML2可以具有在第三方向(例如，Y方向)上延伸的形状以对应于自动对焦像素PX2。
在补偿像素PXC中，透明滤色器CF、透光层130和补偿微透镜MLC可以顺序地设置在基板110的第一表面111上。补偿微透镜MLC的尺寸，例如在俯视图中的面积，可以小于正常微透镜ML1的尺寸。作为示例，补偿微透镜MLC可以具有与正常微透镜ML1相同的折射率并且具有比正常微透镜ML1的直径小的直径。
一起参照图3A和图4，图像传感器100-1中包括的滤色器CF可以通过设置在器件隔离层DTI上的网格GR彼此隔开。网格GR可以包括金属或透明材料。在图4中，图像传感器100-1被示出为包括透明材料的网格GR的示例。
在图像传感器100-1中包括的网格GR当中，一些网格GR可以具有不同的尺寸。例如，在图像传感器100-1中，网格GR可以包括正常网格GRN和补偿网格GRC。
在其他实施方式中，图像传感器100-1可以包括具有各种尺寸的网格GR。
参照图3A和图4，补偿像素PXC中包括的透明滤色器CF可以通过补偿网格GRC与其他相邻的滤色器CF隔开。正常像素PX1和自动对焦像素PX2中包括的滤色器CF可以通过尺寸大于补偿网格GRC的尺寸的正常网格GRN与其他相邻的滤色器CF隔开。作为示例，在第二方向(例如，X方向)和第三方向(例如，Y方向)上，补偿网格GRC的宽度可以小于正常网格GRN的宽度。
设置在两种不同类型的相邻像素之间的网格GR的宽度可以由该相邻像素中的一者是否是补偿像素PXC确定。作为示例，设置在补偿像素PXC和正常像素PX1之间的网格GR可以补偿网格GRC。进而，设置在补偿像素PXC和自动对焦像素PX2之间的网格GR可以是补偿网格GRC。
由于网格GR之间的尺寸差异，正常像素PX1的开口可以小于补偿像素PXC的开口。例如，在与第三方向(例如，Y方向)平行的方向上，正常像素PX1中包括的滤色器CF的长度可以比补偿像素PXC中包括的滤色器CF的长度短。因此，在图4所示的图像传感器100-1中，正常像素PX1中包括的滤色器CF可以具有长度L1，并且补偿像素PXC中包括的滤色器CF可以具有大于长度L1的长度Lc。
如上所述，在根据示例实施例的图像传感器100-1中，补偿像素PXC的开口可以形成为大于每个其他像素的开口，以显著降低可能由于补偿微透镜MLC的尺寸而产生的灵敏度损失。
参照图4，在图像传感器100-1中，像素电路可以设置在光电二极管PD下方。像素电路可以操作以从多个单位像素PX获取像素信号。
像素电路可以包括互连图案170和覆盖互连图案170的绝缘层180，并且可以设置在基板110的第二表面112上。
尽管在图4中未示出，但是像素电路可以包括多个元件，其包括传输晶体管和浮置扩散区。
图5至图7分别是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素组的俯视图。
如上所述，在根据示例实施例的图像传感器100-1和100-2中，每个像素组PG可以包括具有绿色(G)、红色(R)和蓝色(B)中的至少一种颜色的彩色滤色器CF以及透明(W)滤色器CF。
参照图5，类似于图3A所示的图像传感器100-1，根据示例实施例的图像传感器200可以包括多个单位像素PX，多个单位像素PX包括至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC，并且每个单位像素可以包括相应的微透镜ML和相应的网格GR。
图像传感器200中包括的像素组PG可以均包括彼此不相邻的两个透明滤色器CF和彼此不相邻的两个彩色滤色器CF。在图像传感器200中，彩色滤色器CF可以包括红色(R)或蓝色(B)滤色器以及绿色(G)滤色器。包括红色(R)滤色器的像素组PG和包括蓝色(B)滤色器的像素组PG可以在第二方向和第三方向上交替地设置。
参照图6，类似于图3A所示的图像传感器100-1，根据示例实施例的图像传感器300可以包括多个单位像素PX，多个单位像素PX包括至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC，并且每个单位像素可以包括相应的微透镜ML和相应的网格GR。
图像传感器300中包括的像素组PG可以均包括彼此不相邻的两个透明滤色器CF和彼此不相邻的两个彩色滤色器CF。在图像传感器300中，彩色滤色器CF可以是青色(C)、品红色(M)和黄色(Y)滤色器中的一种。每个像素组PG可以包括青色(C)或品红色(M)滤色器以及黄色(Y)滤色器。包括品红色(M)滤色器的像素组PG和包括青色(C)滤色器的像素组PG可以在第二方向和第三方向上交替地设置。
参照图7，类似于图3A所示的图像传感器100-1，根据示例实施例的图像传感器400可以包括多个单位像素PX，多个单位像素PX包括至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC，并且每个单位像素可以包括相应的微透镜ML和相应的网格GR。
图像传感器400中包括的像素组PG可以均包括彼此不相邻的两个透明滤色器CF和彼此不相邻的两个彩色滤色器CF。在图像传感器400中，每个像素组PG可以包括彼此不相邻的红色(R)滤色器和蓝色(B)滤色器。
图5至图7所示的图像传感器200、300和400中包括的上述滤色器阵列仅是示例，例如，图像传感器可以包括具有各种图案的滤色器。
在上述示例实施例中，图像传感器可以包括正常像素PX1、自动对焦像素PX2和设置在自动对焦像素PX2一侧的补偿像素PXC。补偿像素PXC可以包括具有小尺寸的补偿微透镜MLC和具有小尺寸的补偿网格GRC。
图8是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素阵列的俯视图。
图8示出图3B所示的图像传感器100-2的像素阵列100A的示例。
像素阵列100A可以包括沿平行于基板的上表面的方向布置的多个单位像素PX，以及用于从多个单位像素PX获取像素信号的逻辑电路(图8中未示出)。
在像素阵列100A中，多个单位像素PX中的每一者可以由器件隔离层限定。多个单位像素PX可以每2×2阵列构成像素组PG。像素组PG可以包括具有滤色器阵列CFA的滤色器，该滤色器阵列CFA在每2×2阵列中具有规则图案。
自动对焦像素PX2可以包括并排布置的成对的单位像素PX，并且该成对的单位像素PX可以包括具有相同颜色的彩色滤色器。因此，滤色器阵列CFA在一些像素组PG中可能是不规则的。
多个单位像素PX中的每一者可以是正常像素PX1、自动对焦像素PX2和补偿像素PXC之一。多个单位像素PX中的每一者可以包括通过设置在器件隔离层上的网格GR彼此隔开的滤色器和设置在滤色器上的微透镜ML。
补偿像素PXC可以设置在自动对焦像素的一侧，并且可以包括透明滤色器。补偿像素PXC可以形成为补偿从自动对焦像素PX2输出的信号。作为示例，从自动对焦像素PX2输出的信号可以是用于执行自动对焦功能的信号，并且补偿像素PXC可以补偿不对称的输出信号以改善图像传感器100-2的自动对焦功能。补偿可以由补偿像素PXC中包括的补偿微透镜MLC来实现。补偿微透镜MLC可以小于正常像素PX1中包括的正常微透镜ML1。可以通过使用小于正常网格GRN的补偿网格GRC来改善(例如，来减轻)由微透镜ML之间的尺寸差异引起的补偿像素PXC中的灵敏度损失。
结合图3A，图像传感器100-1被描述为包括对应于单个像素组PG的单个自动对焦像素PX2。然而，在其他实施方式中，图像传感器100-1中包括的多个像素组PG中的至少一者可以不包括自动对焦像素PX2。此外，类似于图8所示的图像传感器100-2的像素阵列100A，一个自动对焦像素PX2可以对应于两个像素组PG，例如，自动对焦像素PX2中包括的成对的单位像素PX可以设置在彼此相邻的两个像素组PG中的每一者中。
图9至图12分别是示出根据示例实施例的图像传感器的图。
参照图9和图11，类似于图3A所示的图像传感器100-1，根据示例实施例的图像传感器500和600可以均包括多个单位像素PX，多个单位像素PX包括至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC，并且每个单位像素可以包括相应的微透镜ML和相应的网格GR。
图像传感器500和600中包括的自动对焦像素PX2可以包括在垂直于第一方向(例如，Z方向)的第三方向(例如，Y方向)上并排布置的成对的单位像素PX。自动对焦像素PX2中包括的成对的单位像素PX可以共享自动对焦微透镜ML2和彩色滤色器CF。
在图9和图10中，图像传感器500和600中的彩色滤色器CF被示出为绿色(G)滤色器。然而，这仅是示例并且可以改变。另外，滤色器的阵列和多个单位像素PX的阵列可以相对于附图中所示的那些而变化。
图像传感器500和600的每一者中包括的补偿像素PXC可以设置在自动对焦像素PX2的一侧以补偿从自动对焦像素PX2输出的信号。补偿像素PXC可以包括透明(W)滤色器，并且可以具有与正常像素PX1的结构不同的结构。
参照图9，图像传感器500中包括的补偿像素PXC可以包括小于正常像素PX1中包括的正常微透镜ML1的补偿微透镜MLC。然而，不同于图3A所示的图像传感器100-1，补偿像素PXC中包括的网格可以与正常像素PX1中包括的正常网格GRN相同。
另一方面，参照图11，图像传感器600中包括的补偿像素PXC可以包括小于正常像素PX1中包括的正常网格GRN的补偿网格GRC。然而，不同于图3A所示的图像传感器100-1，补偿像素PXC中包括的微透镜ML可以与正常像素PX1中包括的正常微透镜ML1相同。
参照图10和图12，根据示例实施例的图像传感器500和600可以包括具有彼此相对的第一表面511和第二表面512的基板510和具有彼此相对的第一表面611和第二表面612的基板610、在多个单位像素PX中的每一者中设置在基板510和610中的光电二极管PD以及设置在多个单位像素PX之间的器件隔离层DTI。多个单位像素PX可以包括分别布置在平行于第一表面511和611的方向上的至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC。
参照图10，图像传感器500中包括的补偿像素PXC可以包括小于正常像素PX1中包括的正常微透镜ML1的补偿微透镜MLC。
另一方面，参照图11，图像传感器600中包括的补偿像素PXC可以包括小于正常像素PX1中包括的正常网格GRN的补偿网格GRC。作为示例，在平行于第一表面611的方向上，补偿网格GRC的宽度可以小于正常网格GRN的宽度。因此，图像传感器600的补偿像素PXC的开口可以比正常像素PX1的开口宽。
图13和图14分别是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素阵列的俯视图和截面图。
参照图13和图14，根据示例实施例的图像传感器700可以包括其中布置有多个单位像素PX的像素阵列。作为示例，在图13中布置了以8×8阵列布置的多个单位像素PX。
在另一个实施方式中，像素阵列可以包括更多个单位像素PX。
在图像传感器700中，在多个单位像素PX中包括的微透镜ML和网格GR可以在尺寸上在朝向像素阵列的边缘的方向上减小。作为示例，在像素阵列的中央部分中设置的单位像素PX中包括的微透镜MLa可以具有第一尺寸，并且在像素阵列的中央部分外部设置的单位像素中包括的微透镜MLb可以具有小于第一尺寸的第二尺寸。另外，在像素阵列的边缘上设置的单位像素PX中包括的微透镜可以具有小于第二尺寸的第三尺寸。
类似地，限定了在像素阵列的边缘上设置的单位像素PX的器件隔离层DTI上设置的网格GRc可以小于限定了在像素矩阵中设置的单位像素PX的器件隔离层DTI上设置的网格GRb。另外，限定了在像素阵列的中央部分中设置的单位像素PX的器件隔离层DTI上设置的网格GRa可以大于限定了在中央部分外部设置的单位像素的器件隔离层上设置的网格GRb。
在图像传感器700中，在包括具有不同尺寸的微透镜ML的像素之间设置的网格GR的尺寸可以对应于在两个相邻的像素中包括的微透镜中的较小微透镜的尺寸。
类似于图3A所示的图像传感器100-1，图像传感器700可以包括多个单位像素PX，该多个单位像素PX包括至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC，并且每个单位像素可以包括相应的微透镜ML和相应的网格GR。
就整个像素阵列而言，图像传感器700可以防止在使用微透镜ML和网格GR之间的结构差异而产生的图像中发生镜头阴影(lens shading)。
在图像传感器700中，设置在图像传感器700中包括的自动对焦像素PX2的一侧并包括透明(W)滤色器的补偿像素PXC可以防止自动对焦像素PX2中的串扰，并且可以改善图像传感器700的自动对焦功能。
参照图14，在图像传感器700的像素阵列中，多个单位像素PX中的每一者的中心轴和多个单位像素PX中的每一者中包括的微透镜ML的光轴可以在第一方向(例如，Z方向)上彼此不重叠。作为示例，单位像素PX的中心轴和微透镜ML的光轴之间的距离可以在朝向像素阵列的边缘的方向上增加。
在其他实施方式中，图像传感器700中包括的滤色器CF的阵列可以以各种方式设计，不仅微透镜ML的尺寸和网格GR的尺寸而且单位像素PX的形状都可以进行各种修改。
图15和图16分别是示出根据示例实施例的图像传感器中包括的像素阵列的俯视图和截面图。
图15和图16均可以对应于图13和图14所示的图像传感器700。
参照图15和图16，根据示例实施例的图像传感器800可以包括其中布置有多个单位像素PX的像素阵列。
图像传感器800可以包括多个单位像素PX，多个单位像素PX包括至少一个正常像素PX1、至少一个自动对焦像素PX2和至少一个补偿像素PXC，并且每个单位像素可以包括相应的微透镜ML和相应的网格GR。自动对焦像素PX2可以包括在一个方向上并排布置的成对的单位像素PX，并且补偿像素PXC可以布置在自动对焦像素PX2的在一个方向上的一侧。
在图像传感器800中，多个单位像素PX中包括的微透镜ML和网格GR可以在尺寸上在朝向像素阵列的边缘的方向上减小。同时，补偿像素PXC可以包括设置在透明(W)滤色器上的补偿微透镜MLC和补偿网格GRC，并且补偿微透镜MLC和补偿网格GRC可以分别小于正常像素PX1中包括的正常微透镜ML1和正常网格GRN。
作为示例，在像素阵列的中央部分中设置的单位像素PX中包括的微透镜MLa可以具有第一尺寸，并且在像素阵列的中央部分外部设置的单位像素PX中包括的微透镜MLb可以具有小于第一尺寸的第二尺寸。另外，在像素阵列的边缘上设置的单位像素PX中包括的微透镜MLc可以具有小于第二尺寸的第三尺寸。
另外，补偿像素PXC中包括的微透镜ML和网格GR可以小于设置在其周围的正常像素PX1中包括的微透镜ML和网格GR。作为示例，在像素阵列的边缘上设置的补偿像素PXC中包括的微透镜MLd可以小于具有第三尺寸的微透镜MLc。
类似地，在像素阵列的边缘上设置的补偿像素PXC中包括的透明滤色器通过尺寸比相邻的正常像素PX1中包括的网格GRc的尺寸小的网格GRd与相邻的滤色器隔开。
类似地，限定了在像素阵列的边缘上设置的单位像素PX的器件隔离层DTI上设置的网格GRc可以小于限定了在像素阵列的内部设置的单位像素PX的器件隔离层DTI上设置的网格GRb。
另外，限定了在像素阵列的中央部分中设置的单位像素PX的器件隔离层DTI上设置的网格GRa可以大于限定了在像素阵列的外部设置的单位像素PX的器件隔离层DTI上设置的网格GRb。
就整个像素阵列而言，类似于图13和图14所示的图像传感器700，图像传感器800可以防止在使用微透镜ML和网格GR之间的结构差异而产生的图像中发生镜头阴影。
另外，包括透明(W)滤色器并且设置在图像传感器800中包括的自动对焦像素PX2一侧的补偿像素PXC可以防止自动对焦像素PX2中的串扰并且可以改善图像传感器800的自动对焦功能。
图17A至图17F是示出形成根据示例实施例的图像传感器的工艺的截面图。
图17A至图17F是示出制造根据参照图3A描述的示例实施例的图像传感器100-1的工艺的顺序操作的截面图。
参照图17A，可以通过在形成在基板110中的沟槽中形成器件隔离层DTI来制造图像传感器100-1。
作为示例，可以在基板110的一个表面上堆叠掩模层，以仅在要形成器件隔离层DTI的空间中形成沟槽。沟槽可以不形成在存在掩模层的空间中，并且绝缘材料可以填充在没有掩模层的空间中形成的沟槽，以形成器件隔离层DTI。可以通过抛光工艺去除掩模层，连同基板110的一部分和器件隔离层DTI的一部分。
基板110的在通过抛光工艺去除掩模层之后留下的上表面可以被定义为第二表面112。
参照图17B，可以在执行抛光工艺之后留下的第二表面112上设置像素电路。如上所述，像素电路可以包括多个元件、连接到多个元件的互连图案170以及覆盖多个元件和互连图案170的绝缘层180。像素电路可以被形成为控制图像传感器100-1的操作。
可以通过抛光工艺去除与基板110的第二表面112相对的基板110的一部分和器件隔离层DTI的一部分。因此，可以形成图像传感器100-1中包括的基板110的内部结构和像素电路。
基板110的在通过抛光工艺中去除基板110的一部分之后留下的上表面可以被定义为第一表面111。
参照图17C，图像传感器100-1中包括的器件隔离层DTI可以穿透基板110的第二表面112和第一表面111。然而，这可以改变，例如，在器件隔离层DTI当中，一个或更多个器件隔离层DTI可以被形成为具有不同的长度。
图17D至图17F所示的操作可以是形成参照图4描述的图像传感器100-1中包括的单位像素PX的上结构的操作。
参照图17D至图17F，可以在基板110的第一表面111上在器件隔离层DTI上形成正常网格GRN和补偿网格GRC，可以在网格GR和第一表面111上形成滤色器CF，并且可以在所得结构的上表面上沉积透光层130。
随后(在图17D至图17F中未示出)，可以在单位像素PX的最外侧沉积允许光入射的具有各种尺寸的微透镜ML，并且微透镜ML可以如图3A所示的图像传感器100-1那样设置。
制造工艺可以根据图像传感器100-1的配置和效果而改变。
图18和图19是包括根据示例实施例的图像传感器的电子设备的示意图。
参照图18，电子设备1000可以包括相机模块组1100、应用处理器1200、电源管理集成电路(PMIC)1300和外部存储器1400。
相机模块组1100可以包括多个相机模块1100a、1100b和1100c。尽管在图19中作为示例示出了三个相机模块1100a、1100b和1100c，但是相机模块组1100可以被修改为仅包括两个相机模块，或者可以被修改为包括n个相机模块(其中，n是4或更大的正整数)。
相机模块组1100中包括的多个相机模块1100a、1100b和1100c中的至少一者可以包括根据上面参照图1至图17F描述的示例实施例之一的图像传感器。
在下文中，将参照图19描述相机模块1100b的详细配置，但是以下描述将同样适用于根据示例实施例的其他相机模块1100a和1100c。
参照图19，相机模块1100b可以包括棱镜1105、光路折叠元件(在下文被称为“OPFE”)1110、致动器1130、图像感测装置1140和存储装置150。
棱镜1105可以包括光反射材料的反射表面1107以改变外部入射光L的路径。
棱镜1105可以将沿X方向入射的光L的路径改变为垂直于X方向的Y方向。棱镜1105可以使光反射材料的反射表面1107绕着中心轴1106旋转，或者可以使中心轴1106沿方向“B”旋转以将沿X方向入射的光的路径改变为Y方向(即，垂直方向)。OPFE 1110可以在垂直于X方向和Y方向的Z方向上移动。
作为示例，棱镜1105在方向“A”上的最大旋转角度可以为在正方向“A”上为15度或更小，并且在负方向“A”上为大于15度。
棱镜1105可以在正或负方向“B”上以大约20度、10度至20度或者15度至20度的角度移动。棱镜1105可以在正或负方向“B”上以相同的角度移动，或者可以在1度左右的角度内几乎相似地移动。
棱镜1105可以在与中心轴1106延伸的方向平行的Z方向上移动光反射材料的反射表面1107。
OPFE 1110可以包括具有m个组(其中，m是正整数)的光学透镜。m个透镜可以在第三方向上移动以改变相机模块1100b的光学变焦比。例如，如果相机模块1100b的基本光学变焦倍率被设置为Z，则当OPFE 1110中包括的m个光学镜头移动时，相机模块1100b的光学变焦倍率可以被改变为3Z、5Z或更大的光学变焦倍率。
致动器1130可以使OPFE 1110或光学透镜(在下文中被称为光学透镜)移动到特定位置。例如，致动器1130可以调整光学镜头的位置，使得传感器1142设置在光学镜头的焦距处，以实现精确的感测。例如，传感器1142可以是图像传感器。
图像感测装置1140可以包括传感器1142、控制逻辑1144和存储器1146。传感器1142可以使用通过光学透镜提供的光L来感测感测对象的图像。控制逻辑1144可以控制相机模块1100b的整体操作。例如，控制逻辑1144可以响应于通过控制信号线CSLb提供的控制信号来控制相机模块1100b的操作。
存储器1146可以存储用于相机模块1100b的操作的信息，诸如校准数据1147。校准数据1147可以包括用于使用由相机模块1100b从外部提供的光L来生成图像数据的信息。校准数据1147可以包括例如上面描述的关于旋转度数的信息、关于焦距的信息和关于光轴的信息。当相机模块1100b以具有根据光学透镜的位置而改变的焦距的多状态相机的形式实现时，校准数据1147可以包括光学镜头的取决于位置(或取决于状态)的焦距值以及与自动对焦相关的信息。
存储装置1150可以存储由传感器1142感测的图像数据。存储装置1150可以设置在图像感测装置1140的外部，并且可以以与构成图像感测装置1140的传感器芯片堆叠的形式实现。作为示例，存储装置1150可以被实现为电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。
一起参照图18和图19，多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一者可以包括致动器1130。因此，基于其中包括的致动器1130的操作，多个相机模块1100a、1100b和1100c均可以包括相同或不同的校准数据1147。
在多个相机模块1100a、1100b和1100c当中，一个相机模块(例如，1100b)可以是包括上面描述的棱镜1105和OPFE 1110的折叠透镜型相机模块，并且其他相机(例如，1100a和1100c)均可以是不包括棱镜1105和OPFE 1110的垂直型相机模块。
在多个相机模块1100a、1100b和1100c当中，一个相机模块(例如，1100c)可以是例如使用红外线(IR)提取深度信息的垂直型深度相机。在这种情况下，应用处理器1200可以合并从这种深度相机提供的图像数据和从另一相机模块(例如，1100a或1100b)提供的图像数据，以生成三维(3D)深度图像。
在多个相机模块1100a、1100b和1100c当中，至少两个相机模块(例如，1100a和1100b)可以具有不同的视场。在这种情况下，例如，多个相机模块1100a、1100b和1100c当中的至少两个相机模块(例如，1100a和1100b)的光学透镜可以彼此不同。
多个相机模块1100a、1100b和1100c的视场可以彼此不同。在这种情况下，多个相机模块1100a、1100b和1100c中包括的光学透镜也可以彼此不同。
多个相机模块1100a、1100b和1100c可以设置为彼此物理地分开，使得多个相机模块1100a、1100b和1100c不在划分单个传感器1142的感测区域之后使用感测区域，而是独立的传感器1142可以设置在多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一者内部。
回到图18，应用处理器1200可以包括图像处理装置1210、存储器控制器1220和内部存储器1230。应用处理器1200可以通过与多个相机模块1100a、1100b和1100c分开来实现。例如，应用处理器1200与多个相机模块1100a、1100b和1100c可以通过使用另外的半导体芯片将它们彼此分开来实现。
图像处理装置1210可以包括多个子处理器1212a、1212b和1212c、图像生成器1214和相机模块控制器1216。多个子处理器1212a、1212b和1212c的数目可以对应于多个相机模块1100a、1100b和1100c的数目。
由相机模块1100a、1100b和1100c生成的图像数据可以通过分开的图像信号线ISLa、ISLb和ISLc提供到相应的子处理器1212a、1212b和1212c。例如，由相机模块1100a产生的图像数据可以通过图像信号线ISLa提供到子处理器1212a，并且由相机模块1100b产生的图像数据可以通过图像信号线ISLb提供到子处理器1212b，并且由相机模块1100c产生的图像数据可以通过图像信号线ISLc提供到子处理器1212c。
可以使用例如基于移动产业处理器接口(MIPI)的相机串行接口(CSI)来执行图像数据传输。
单个子处理器可以布置为对应于多个相机模块。例如，子处理器1212a和子处理器1212c可以不通过如图所示的彼此分离来实现，而是通过集成为单个子处理器来实现，并且从相机模块1100a和相机模块1100c提供的图像数据可以通过选择元件(例如，多路复用器)等来选择，然后提供到集成的子处理器。
提供到子处理器1212a、1212b和1212c中的每一者的图像数据可以提供到图像生成器1214。图像生成器1214可以基于图像生成信息或模式信号，使用从子处理器1212a、1212b和1212c中的每一者提供的图像数据来生成输出图像。
图像生成器1214可以基于图像生成信息或模式信号合并由具有不同视场的相机模块1100a、1100b和1100c生成的图像数据的至少一部分，以生成输出图像。另外，图像生成器1214可以基于图像生成信息或模式信号选择由具有不同视场的相机模块1100a、1100b和1100c生成的图像数据之一，以生成输出图像。
图像生成信息可以包括变焦信号或变焦因子。在一些实施例中，模式信号可以是例如基于用户选择的模式的信号。
当图像生成信息是变焦信号(变焦因子)并且相机模块1100a、1100b和1100c具有不同的视场时，图像生成器1214可以根据变焦信号的类型执行不同的操作。例如，当变焦信号是第一信号时，图像生成器1214可以合并从相机模块1100a输出的图像数据和从相机模块1100c输出的图像数据，然后可以使用合并的图像信号和未用于合并的从相机模块1100b输出的图像数据来输出输出图像。当变焦信号是不同于第一信号的第二信号时，图像生成器1214可以不执行这样的图像数据合并操作，并且可以选择从相机模块1100a、1100b和1100c输出的图像数据之一以生成输出图像。
图像生成器1214可以从多个子处理器1212a、1212b和1212c中的至少一者接收具有不同曝光时间的多条图像数据，并且可以对多条图像数据执行高动态范围(HDR)处理以生成具有增加的动态范围的合并图像数据。
相机模块控制器1216可以向相机模块1100a、1100b和1100c中的每一者提供控制信号。由相机模块控制器1216产生的控制信号可以分别通过分开的控制信号线CSLa、CSLb和CSLc提供到相应的相机模块1100a、1100b和1100c。
多个相机模块1100a、1100b和1100c之一可以基于包括变焦信号的图像生成信息或者模式信号被指定为主相机(例如，1100b)，并且其他相机模块(例如，1100a和1100c)可以被指定为从相机。这样的信息可以被包括在控制信号中并且通过分开的控制信号线CSLa、CSLb和CSLc提供到相应的相机模块1100a、1100b和1100c。
作为主相机和从相机操作的相机模块可以根据变焦因子或操作模式信号而变化。例如，当相机模块1100a的视场比相机模块1100b的视场宽并且变焦因子表示低变焦倍率时，相机模块1100b可以作为主相机操作并且相机模块1100a可以作为从相机操作。相反，当变焦因子表示高变焦倍率时，相机模块1100a可以作为主相机操作，并且相机模块1100b可以作为从相机操作。
从相机模块控制器1216提供到相机模块1100a、1100b和1100c中的每一者的控制信号可以包括同步使能信号。例如，当相机模块1100b是主相机并且相机模块1100a和1100c是从相机时，相机模块控制器1216可以将同步使能信号发送到相机模块1100b。接收到同步使能信号的相机模块1100b可以基于接收到的同步使能信号生成同步信号，并且可以将所生成的同步信号发送到相机模块1100a和1100c。相机模块1100b以及相机模块1100a和1100c可以与同步信号同步地将图像数据发送到应用处理器1200。
从相机模块控制器1216提供到多个相机模块1100a、1100b和1100c的控制信号可以包括关于模式信号的模式信息。多个相机模块1100a、1100b和1100c可以基于与模式信息在与感测速率相关的第一操作模式和第二操作模式下操作。
多个相机模块1100a、1100b和1100c可以在第一操作模式下以第一速率生成图像信号(例如，以第一帧速率生成图像信号)，可以以高于第一速率的第二速率对所生成的图像信号进行编码(例如，以高于第一帧速率的第二帧速率对所生成的图像信号进行编码)，并且可以将编码后的图像信号发送到应用处理器1200。在这种情况下，第二速率可以是第一速率的30倍或更小。
应用处理器1200可以将接收到的图像信号(例如，编码后的图像信号)存储在其中设置的内部存储器1230或者应用处理器1200外部的外部存储器1400中，然后可以从内部存储器1230或外部存储器1400读取编码后的图像信号并对其进行解码，并且可以显示基于解码后的图像信号生成的图像数据。例如，在图像处理装置1210的多个子处理器1212a、1212b和1212c当中，相应的子处理器可以执行解码处理，并且也可以对解码后的图像信号执行图像处理操作。
多个相机模块1100a、1100b和1100c可以在第二操作模式下以低于第一速率的第三速率生成图像信号(例如，以低于第一帧速率的第三帧速率生成图像信号)，并且可以将生成的图像信号发送到应用处理器1200。提供到应用处理器1200的图像信号可以是未编码的信号。应用处理器1200可以对接收到的图像信号执行图像处理或者可以将图像信号存储在内部存储器1230或外部存储器1400中。
PMIC 1300可以向多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一者供应电力，例如，电源电压。例如，在应用处理器1200的控制下，PMIC 1300可以通过电力信号线PSLa向相机模块1100a供应第一电力，可以通过电力信号线PSLb向相机模块1100b供应第二电力，并且可以通过电力信号线PSLc向相机模块1100c供应第三电力。
PMIC 1300可以响应于来自应用处理器1200的功率控制信号PCON产生与多个相机模块1100a、1100b和1100c中的每一者对应的功率，并且还可以调整功率的电平。功率控制信号PCON可以包括用于多个相机模块1100a、1100b和1100c的每个操作模式的功率调整信号。例如，操作模式可以包括低功率模式。在这种情况下，功率控制信号PCON可以包括关于在低功率模式下操作的相机模块的信息和设置功率电平。分别供应到多个相机模块1100a、1100b和1100c的功率的电平可以彼此相同或不同。另外，功率的电平可以动态地改变。
如上所述，根据示例实施例的图像传感器可以在与自动对焦像素相邻并且包括透明滤色器的补偿像素中包括被形成为较小的微透镜和网格。因此，可以防止自动对焦像素中的串扰，并且可以改善补偿像素中的灵敏度。
根据示例实施例的图像传感器可以包括具有在从像素阵列的中央朝向像素阵列的边缘的方向上被形成为较小的微透镜和网格的像素。因此，可以解决串扰问题和镜头阴影问题。
示例实施例可以提供一种图像传感器，其可以防止在包括透明滤色器的图像传感器的自动对焦像素中发生串扰，可以改善与自动对焦像素相邻的像素的灵敏度，并且可以生成具有改善的图像质量的图像。
已经在本文中公开了示例实施例，尽管采用了特定术语，但它们仅以一般性和描述性意义来使用和解释，而不是为了限制的目的。在一些情况下，如在提交本申请时本领域普通技术人员将显而易见的是，结合特定实施例描述的特征、特性和/或元件可以单独使用或与结合其他实施例描述的特征、特性和/或元件特征组合使用，除非另有特别说明。因此，本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求中阐述的本发明的精神和范围的情况下，可以做出形式和细节上的各种改变。

Claims (20)

1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
基板，所述基板具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面，所述基板上布置有多个单位像素，所述多个单位像素形成平行于所述第一表面布置的至少一个正常像素、至少一个自动对焦像素和至少一个补偿像素；
光电二极管，所述光电二极管在所述多个单位像素中的每一者中设置在所述基板中；
器件隔离层，所述器件隔离层设置在所述多个单位像素之间，其中：
所述多个单位像素包括设置在所述第一表面上并且通过网格彼此隔开的滤色器以及设置在所述滤色器上的微透镜，
所述正常像素包括正常微透镜，并且
所述补偿像素设置在所述自动对焦像素的一侧，并且包括透明滤色器和补偿微透镜，所述补偿微透镜的尺寸小于所述正常微透镜的尺寸。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述自动对焦像素包括成对的单位像素，所述成对的单位像素在垂直于所述第一方向的第二方向上并排设置，并且共享自动对焦微透镜。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述自动对焦像素中包括的所述成对的单位像素包括具有相同颜色的彩色滤色器。
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中，所述补偿像素设置在所述自动对焦像素的在所述第二方向上的一侧。
5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，设置在所述自动对焦像素的在所述第二方向上的另一侧的像素是包括彩色滤色器的正常像素。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述网格包括金属或透明材料。
7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中：
所述正常像素包括正常网格，并且
所述补偿像素中包括的所述透明滤色器通过补偿网格与相邻的滤色器隔开，所述补偿网格在与所述第一方向垂直的第二方向上的宽度小于所述正常网格在所述第二方向上的宽度。
8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中，所述正常像素中包括的滤色器在所述第二方向上的长度小于所述补偿像素中包括的滤色器在所述第二方向上的长度。
9.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
基板；
像素阵列，所述像素阵列包括平行于所述基板的上表面布置的多个像素组；以及
逻辑电路，所述逻辑电路被配置为从所述像素阵列获取像素信号，其中：
所述多个像素组中的每一者包括多个单位像素，所述多个单位像素形成自动对焦像素、补偿像素和正常像素中的至少一者，并且分别由在与所述基板的上表面垂直的第一方向上延伸的器件隔离层限定，
所述多个单位像素中的每一者包括：
光电二极管，所述光电二极管设置在所述基板中；
滤色器，所述滤色器设置在所述基板的所述上表面上，并且通过网格与相邻的滤色器隔开；以及
微透镜，所述微透镜设置在所述滤色器上，
所述自动对焦像素包括成对的单位像素，并且
所述补偿像素被配置为对从所述自动对焦像素输出的信号进行补偿，并且包括补偿微透镜和透明滤色器，所述补偿微透镜的尺寸小于相邻的像素中包括的微透镜的尺寸。
10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述自动对焦像素中包括的单位像素在与所述第一方向垂直的第二方向上并排设置，并且包括具有相同颜色的彩色滤色器。
11.根据权利要求9所述的图像传感器，其中：
所述多个像素组中的每一者包括以2×2阵列布置的单位像素，
所述多个像素组包括第一像素组，所述第一像素组仅包括所述正常像素和所述补偿像素，
所述第一像素组包括彼此不相邻的两个透明滤色器，并且
所述第一像素组还包括彼此不相邻的两个彩色滤色器。
12.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述微透镜和所述网格在朝向所述像素阵列的边缘的方向上变小。
13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中：
所述自动对焦像素中包括的单位像素在与所述第一方向垂直的第二方向上并排设置，并且
所述补偿像素设置在所述自动对焦像素的在所述第二方向上的一侧。
14.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述多个单位像素中的每一者的中心轴与所述多个单位像素中的每一者中包括的所述微透镜的光轴之间的距离在朝向所述像素阵列的边缘的方向上增加。
15.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述补偿像素包括补偿网格，所述补偿网格在与所述第一方向垂直的第二方向上的宽度小于与所述补偿像素相邻的像素中包括的网格在所述第二方向上的宽度。
16.根据权利要求15所述的图像传感器，其中，设置在所述补偿像素和所述正常像素之间的网格是所述补偿网格，并且设置在所述补偿像素和所述自动对焦像素之间的网格是所述补偿网格。
17.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述自动对焦像素中包括的成对的单位像素横跨两个相邻的像素组。
18.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
基板，所述基板具有在第一方向上彼此相对的第一表面和第二表面；
单位像素，所述单位像素位于所述第一表面上；
光电二极管，所述光电二极管在每个所述单位像素中位于所述基板中；
器件隔离层，所述器件隔离层位于所述单位像素之间，其中：
所述单位像素形成自动对焦像素、正常像素和补偿像素，
每个所述单位像素具有通过网格与相邻的单位像素的滤色器隔开的滤色器和位于所述滤色器上的微透镜，
所述自动对焦像素包括在第二方向上并排设置并且共享微透镜和滤色器的成对的单位像素，并且
所述补偿像素被配置为对从所述自动对焦像素输出的信号进行补偿，具有与所述正常像素的结构不同的结构，设置在所述自动对焦像素的在所述第二方向上的一侧，并且包括透明滤色器。
19.根据权利要求18所述的图像传感器，其中，所述补偿像素包括补偿微透镜，所述补偿微透镜的尺寸小于所述正常像素中包括的正常微透镜的尺寸。
20.根据权利要求18所述的图像传感器，其中，所述补偿像素包括补偿网格，在所述第二方向和与所述第二方向垂直的第三方向上，所述补偿网格的宽度小于所述正常像素中包括的正常网格的宽度。
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