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CN114257766A - 图像感测装置 - Google Patents

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CN114257766A
CN114257766A CN202110623788.1A CN202110623788A CN114257766A CN 114257766 A CN114257766 A CN 114257766A CN 202110623788 A CN202110623788 A CN 202110623788A CN 114257766 A CN114257766 A CN 114257766A
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CN
China
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pixel
unit
unit pixel
pixel group
microlens
Prior art date
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Application number
CN202110623788.1A
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Inventor
李庚寅
朴儒珍
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SK Hynix Inc
Original Assignee
SK Hynix Inc
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Publication date
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Abstract

本申请公开了一种图像感测装置，所述图像感测装置包括多个像素组，各个像素组包括被配置为对入射光做出响应并生成电信号的第一至第四单位像素，并且其中，像素组的第一至第四单位像素中的每一个包括可操作以透射与相同颜色对应的入射光的滤光器，其中，包括在像素组中的第一单位像素和第二单位像素彼此相邻设置并且包括第一微透镜的部分，并且其中，像素组的第三单位像素的光接收区域的尺寸小于像素组的第四单位像素的光接收区域的尺寸。

Description

图像感测装置
技术领域
本专利文献中所公开的技术和实现方式总体上涉及一种图像感测装置，更具体地，涉及一种能够执行相位差检测自动聚焦(PDAF)功能的图像传感器。
背景技术
图像感测装置用在电子装置中以将光学图像转换为电信号。汽车、医疗、计算机和通信行业的最近发展导致在诸如智能电话、数字相机、摄像机、个人通信系统(PCS)、游戏机、监控相机、医疗微型相机、机器人、红外(IR)感测装置等的各种装置中对更高性能的图像感测装置的需求增加。
互补金属氧化物半导体(CMOS)图像感测装置现在由于包括例如更高的帧频和快门速度的特定优点而被广泛使用。CMOS图像感测装置和信号处理电路可被集成到单个芯片中，使得可在实现更低功耗的同时使电子装置小型化。另外，使用CMOS制造技术可导致生产成本降低。CMOS图像感测装置的这些特性使得这些传感器更适合于实现在移动装置中。
发明内容
所公开的技术的实施方式涉及一种能够执行相位差检测自动聚焦(PDAF)功能和高动态范围(HDR)成像功能的图像感测装置。
所公开的技术的一些实施方式涉及一种图像感测装置，其接收由包括在一个像素组中的多个单位像素生成的信号，并且通过使用所接收的信号仅执行图像捕获一次来获取高动态范围(HDR)图像。
根据所公开的技术的实施方式，一种图像感测装置可包括多个像素组，各个像素组包括被配置为对入射光做出响应并生成电信号的第一至第四单位像素，并且其中，像素组的第一至第四单位像素中的每一个包括可操作以透射与相同颜色对应的入射光的滤光器，其中，包括在像素组中的第一单位像素和第二单位像素彼此相邻设置并且包括第一微透镜的部分，并且其中，像素组的第三单位像素的光接收区域的尺寸小于像素组的第四单位像素的光接收区域的尺寸。
在一些实现方式中，滤光器是被配置为选择性地使红光通过的第一滤光器、被配置为选择性地使绿光通过的第二滤光器或者被配置为选择性地使蓝光通过的第三滤光器中的任一个。
在一些实现方式中，像素组的第一单位像素的光接收区域的尺寸与像素组的第二单位像素的光接收区域相同。
在一些实现方式中，包括在像素组中的第一单位像素和第二单位像素在像素组的行方向上彼此相邻设置。
在一些实现方式中，包括在沿行方向与所述像素组相邻的另一像素组中的第一单位像素和第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且其中，所述像素组的第一微透镜和另一像素组的另一第一微透镜被设置在不同的行中。
在一些实现方式中，包括在沿列方向与所述像素组相邻的另一像素组中的第一单位像素和第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且所述像素组的第一微透镜设置在所述像素组的第一行中，并且另一像素组的另一第一微透镜设置在另一像素组的第一行中。
在一些实现方式中，包括在所述像素组中的第一单位像素和第二单位像素在像素组的列方向上彼此相邻设置。
在一些实现方式中，包括在沿列方向与所述像素组相邻的另一像素组中的第一单位像素和第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且其中，所述像素组的第一微透镜和另一像素组的另一第一微透镜被设置在不同的列中。
在一些实现方式中，包括在沿行方向与所述像素组相邻的另一像素组中的第一单位像素和第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且其中，所述像素组的第一微透镜设置在所述像素组的第一列中，另一像素组的另一第一微透镜设置在另一像素组的第一列中。
在一些实现方式中，各个像素组可包括沿着第三单位像素的外边缘形成的第一光屏蔽结构以及沿着第四单位像素的外边缘形成的第二光屏蔽结构，其中，第一光屏蔽结构具有大于第二光屏蔽结构的宽度。
在一些实现方式中，各个像素组还可包括沿着第一单位像素和第二单位像素的外边缘形成的第三光屏蔽结构，其中，第三光屏蔽结构具有小于第二光屏蔽结构的宽度。
在一些实现方式中，第三单位像素和第四单位像素分别包括第二微透镜和第三微透镜。
在一些实现方式中，第一微透镜被形成为具有比第二微透镜或第三微透镜更高的高度。
根据所公开的技术的另一实施方式，一种图像感测装置可包括：像素阵列，其包括像素组，各个像素组包括按(2×2)矩阵布置并且被配置为对入射光做出响应并生成与入射光对应的信号的单位像素；以及处理器，其电联接到像素组并且被配置为对由包括在像素组中的单位像素生成的信号进行处理，其中，各个像素组还包括：包括被配置为透射相同颜色的入射光的滤光器的第一至第四单位像素；被设置为与第一单位像素和第二单位像素交叠的微透镜，并且其中，第三单位像素的光接收区域的尺寸小于第四单位像素的光接收区域的尺寸，其中，处理器被配置为生成相位差数据，该相位差数据指示入射光到达第一单位像素的第一路径与入射光到达第二单位像素的第二路径之间的相位差。
在一些实现方式中，处理器被配置为进行操作以基于由第一单位像素和第二单位像素生成的信号来生成第一图像数据。
在一些实现方式中，处理器还被配置为基于由第三单位像素生成的信号来生成第二图像数据，并且基于由第四单位像素生成的信号来生成第三图像数据。
在一些实现方式中，处理器被配置为使用第一至第三图像数据来生成高动态范围(HDR)图像。
将理解，所公开的技术的以上一般描述和以下详细描述二者是例示性和说明性的，旨在提供所要求保护的本公开的进一步说明。
附图说明
当结合附图考虑时，所公开的技术的以上和其它特征和有益方面将参照以下详细描述变得易于显而易见。
图1是示出基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置的示例的框图。
图2是示出基于所公开的技术的一些实现方式的像素阵列的示例的立体图。
图3A至图3D是示出基于所公开的技术的一些实现方式的像素组的各种示例的俯视图。
图4是示出基于所公开的技术的一些实现方式的基于施加到包括在像素组中的各个单位像素的入射光的强度的响应信号的示例的曲线图。
图5是示出基于所公开的技术的一些实现方式的与图4所示的信号响应的平均值对应的平均响应与入射光的强度之间的关系的曲线图。
具体实施方式
图像感测装置可具有使用所检测的图像之间的相位差来执行自动聚焦的相位差检测自动聚焦(PDAF)功能。图像感测装置可执行高动态范围(HDR)成像，其针对不同的照度环境获取多个图像数据，处理所获取的图像数据，将所处理的图像数据合成，因此形成高动态范围(HDR)图像。然而，当使用多个独立获取的图像数据形成HDR图像时，在获取和处理图像数据时可能发生时间延迟，并且还可发生所获取的图像数据之间的运动伪影。
所公开的技术的一些实现方式涉及一种能够执行相位差检测自动聚焦(PDAF)功能和高动态范围(HDR)成像功能的图像感测装置。所公开的技术的一些实现方式涉及一种图像感测装置，其接收由包括在一个像素组中的多个单位像素生成的信号，并且通过使用所接收的信号仅执行图像捕获一次来获取高动态范围(HDR)图像。所公开的技术的一些实现方式提供一种图像感测装置，其可执行相位差检测自动聚焦(PDAF)功能，并且可使用由一个像素组生成的多个信号来生成高动态范围(HDR)图像。所公开的技术的一些实现方式提供了一种图像感测装置，其可使用由一个像素组生成的多个信号，并且可针对包含在像素阵列中的单位像素执行单个信号检测操作。所公开的技术的一些实现方式能够提供更高质量的HDR图像。
现在将详细参考所公开的技术的实施方式，其示例示出于附图中。尽管本公开易于进行各种修改和替代形式，但附图中作为示例示出了其特定实施方式。然而，本公开不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。
只要可能，贯穿附图将使用相同的标号来表示相同或相似的部分。在以下描述中，并入本文中的相关已知配置或功能的详细描述将被省略，以避免使主题模糊。
图1是示出基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置ISD的示例的框图。更详细地，图1示出由图像感测装置ISD执行自动聚焦(AF)功能的方法和由图像感测装置ISD形成高动态范围(HDR)图像数据的方法的示例。
参照图1，图像感测装置ISD可包括图像拾取电路300、图像传感器100和处理器200。
图像拾取电路300可接收光。更详细地，图像拾取电路300可包括透镜310、透镜驱动器320、孔径330和孔径驱动器340。
透镜310可被实现为单个透镜，或者也可根据需要被实现为多个透镜。
透镜驱动器320可基于来自处理器200的控制信号来控制透镜310的位置。随着调节(或改变)透镜310的位置，也可调节(或改变)透镜310与对象(S)(即，目标对象)之间的距离。
孔径330可基于来自孔径驱动器340的控制信号来调节或控制要入射在透镜310上的光量。由于通过孔径330来调节要入射在透镜310上的光量(即，接收光的量)，所以也可响应于所调节的光量来调节由图像传感器100生成的信号的大小。
孔径驱动器340可调节孔径330的值，使得孔径驱动器340可使用孔径330的调节值来调节要入射在透镜310上的光量。
处理器200可向透镜驱动器320发送用于基于图像传感器100所生成的信号调节透镜310的位置的信号，或者可向孔径驱动器340发送用于调节孔径330的值的信号。
图像传感器100可包括像素阵列110、相关双采样器(CDS)120、模数转换器(ADC)130、缓冲器140、行驱动器150、定时发生器160、控制寄存器170和斜坡信号发生器180。
在一些实现方式中，像素阵列110可包括至少一个像素组。像素组可包括布置成(2×2)矩阵的多个单位像素。
已穿透透镜310和孔径330的入射光(即，光学信号)可通过像素阵列110成像，使得入射光可被转换为电信号。单位像素可分别生成与外部对象(S)对应的电信号。
包括在像素阵列110中的单位像素可吸收光以生成电荷，并且可向相关双采样器(CDS)120输出用于所生成的电荷的电信号。
包含在像素阵列110中的各个单位像素可包括微透镜、滤光器、光电转换元件和布线层。
微透镜可允许入射在像素阵列110上的光会聚在滤光器和光电转换元件上。滤光器可基于入射光的波长使得已穿透微透镜的入射光能够选择性地通过。
光电转换元件可生成与已穿透微透镜和滤光器的入射光对应的光电荷。各个光电转换元件可被实现为光电二极管、光电晶体管、光门、钉扎光电二极管(PPD)或其组合。在以下描述中，作为示例假设各个光电转换元件被实现为光电二极管。
如果光电转换元件是光电二极管，则光电转换元件可包括N型杂质区域和P型杂质区域垂直地层叠的层叠结构。光电转换元件可形成在半导体基板中。例如，半导体基板可以是P型半导体基板。
布线层可设置在光电转换元件下方。这里，布线层也可根据需要称为线层。布线层可包括重置晶体管、转移晶体管、浮置扩散(FD)区域、驱动晶体管、选择晶体管等。
重置晶体管可响应于重置信号而被启用，使得重置晶体管可将各个单位像素的电位重置为预定电压电平(例如，像素电压电平)。
另外，当重置晶体管被启用时，转移晶体管也可被启用以重置浮置扩散(FD)区域。
由于响应于传输(Tx)信号而启用转移晶体管，所以转移晶体管可将累积在各个像素的光电转换元件中的光电荷传输到浮置扩散(FD)区域。
浮置扩散(FD)区域可接收由光电转换元件生成的光电荷，可累积所接收的光电荷，因此可将所累积的光电荷转换为电压信号。
驱动晶体管可通过其漏极端子接收像素电压，并且可通过其栅极端子联接到浮置扩散(FD)区域。另外，驱动晶体管可通过其源极端子联接到选择晶体管。
驱动晶体管可通过选择晶体管将与联接到驱动晶体管的栅电极的浮置扩散(FD)区域的电压对应的电流输出到信号线。
选择晶体管可响应于施加到其栅电极的选择信号而被启用，使得选择晶体管可将驱动晶体管的输出信号传输到信号线。施加到信号线的电信号可被提供给相关双采样器(CDS)120。
相关双采样器(CDS)120可采样并保持从像素阵列110接收的电信号。相关双采样器(CDS)120可执行由入射光和特定噪声电平导致的信号电平的双采样，因此可输出与采样结果信号之间的差对应的信号电平。
模数转换器(ADC)130可将所接收的模拟信号转换为数字信号，并且可将数字信号传输到缓冲器140。
缓冲器140可锁存所接收的数字信号，并且可将锁存的数字信号依次输出到处理器200。缓冲器140可包括用于锁存数字信号的存储器以及用于放大数字信号的感测放大器。
行驱动器150可响应于定时发生器160的输出信号而驱动包含在像素阵列110中的多个单位像素。
例如，行驱动器150可生成选择信号以选择任一条行线。另外，行驱动器150可生成信号(例如，转移晶体管驱动信号、重置晶体管驱动信号、选择晶体管驱动信号等)以驱动包含在单位像素中的晶体管。
定时发生器160可控制行驱动器150，使得像素阵列110可通过吸收光来累积电荷，可暂时存储所累积的电荷，或者可将与所存储的电荷对应的电信号输出到像素阵列110的外部。
定时发生器160可控制相关双采样器(CDS)120采样并保持从像素阵列110接收的电信号。
控制寄存器170可基于从处理器200接收的信号来生成控制缓冲器140、定时发生器160和斜坡信号发生器180的控制信号。
斜坡信号发生器180可响应于从定时发生器160接收的控制信号而生成使得模数转换器(ADC)130能够检测信号的参考信号。
处理器200可接收从缓冲器140输出的输入信号，并且基于所接收的输入信号来生成图像数据或相位差数据。如上所述，处理器200可使用图像数据来发送针对孔径驱动器340的控制信号。另外，处理器200可使用相位差数据来发送针对透镜驱动器320的控制信号。
在下面的描述中，处理器200生成相位差数据的操作模式可被称为第一模式，处理器200生成图像数据的另一操作模式可被称为第二模式。
在第一模式下，处理器200可使用由包含在像素组中的多个单位像素当中的共享一个微透镜的一些单位像素生成的信号来生成外部对象(S)的相位差数据。
共享一个微透镜的一些单位像素在像素阵列110的行方向或列方向上彼此相邻设置，并且包括一个微透镜的至少一部分。
例如，可假设预定数量的像素组设置在像素阵列上方，各个像素组包括共享单个微透镜的两个单位像素。另外，可假设共享单个微透镜的两个单位像素在像素阵列的行方向上彼此相邻布置。
处理器200可计算由位于像素组的中心点的左侧的像素生成的信号，并且使用所计算的信号来生成对象(S)的第一相位数据。类似地，处理器200可计算由位于像素组的中心点的右侧的像素生成的信号，并且使用所计算的信号来生成对象(S)的第二相位数据。
如果透镜310与对象(S)之间的距离被认为是“聚焦位置”，则已通过一个微透镜并到达单位像素的入射光可具有相同的大小。因此，由共享一个微透镜的单位像素检测到的信号可具有相同的大小。因此，当透镜310与对象(S)之间的距离满足聚焦位置时，由处理器200生成的第一相位数据和第二相位数据可彼此相同。
当透镜310与对象(S)之间的距离不满足聚焦位置时，已通过一个微透镜并到达单位像素的入射光束可具有彼此不同的强度(例如，大小)。因此，不同强度的光可在通过一个微透镜之后到达相应单位像素。这是因为入射光束到达单位像素的路径彼此不同。结果，分别由共享一个微透镜的单位像素检测的信号可具有不同的强度。
在这种情况下，第一相位数据和第二相位数据按预定相位不同。因此，第一相位数据与第二相位数据之间存在相位差。
如果透镜310与对象(S)之间的距离不满足聚焦位置，则处理器200可计算第一相位数据和第二相位数据之间的相位差，并且生成相位差数据。
处理器200可使用上述信号来生成相位差数据，可基于相位差数据来提供对透镜驱动器320的控制信号，因此可使用控制信号来调节对象(S)与透镜310之间的距离以及像素阵列110与透镜310之间的距离。
图像数据可响应于从对象(S)入射到图像传感器100的光来生成，并且可用作用于调节孔径330的信号。另外，处理器200可通过计算从多个单位像素获取的图像数据来获取高动态范围(HDR)图像。
处理器200可接收缓冲器140的输出信号，并且可使用所接收的信号在第二模式期间生成图像数据。
处理器200可使用分别由包含在像素组中的单位像素生成的信号来生成外部对象(S)的多个图像数据。
在第二模式下，处理器200可使用由共享一个微透镜的两个单位像素生成的信号来生成图像数据。此外，在第二模式下，处理器200可使用由具有不同光接收区域(区)的单位像素生成的信号来生成图像数据。
以下将参照图2详细给出用于生成图像数据的第二模式的详细描述。
当使用由包含在一个像素组中的单位像素生成的信号生成多个图像数据时，这多个图像数据可对应于不同的照度环境。因此，处理器200可通过使用(例如，合成或计算)多个图像数据来生成高动态范围(HDR)图像。
另外，处理器200可执行用于改进图像质量的各种图像信号处理，例如图像信息的噪声校正(或噪声消除)、相邻像素之间的插值等。
尽管图1所示的处理器200位于图像传感器100外部，但是其它实现方式也是可能的。例如，处理器200可位于图像传感器100内部或者可单独地位于图像感测装置ISD外部。
图2是示出基于所公开的技术的一些实现方式的像素阵列410的示例的立体图。
参照图2，像素阵列410可包括第一像素组PG1、第二像素组PG2、第三像素组PG3和第四像素组PG4。像素组PG1、PG2、PG3和PG4中的每一个可包括第一单位像素PX1、第二单位像素PX2、第三单位像素PX3和第四单位像素PX4。像素组410可具有第一像素组PG1、第二像素组PG2、第三像素组PG3和第四像素组PG4重复地布置的特定结构。
包含在一个像素组PG1、PG2、PG3或PG4中的单位像素PX1、PX2、PX3和PX4可按(2×2)矩阵布置在像素阵列410上方。因此，像素组PG1、PG2、PG3和PG4中的每一个可包括两行和两列。
在各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4中，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的上侧的行可被称为第一行，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的下侧的行可被称为第二行。另外，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的左侧的列可被称为第一列，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的右侧的列可被称为第二列。
在各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4中，当包含在同一像素组中并且在像素组的行方向上彼此相邻的两个单位像素共享第一微透镜ML1时，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的左侧的一个单位像素可被称为第一单位像素PX1，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的右侧的一个单位像素可被称为第二单位像素PX2。
在所公开的技术的其它实现方式中，第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可沿着像素阵列410的行方向以外的方向布置。
在包含在同一像素组中并且在像素组410的列方向上彼此相邻的两个单位像素共享第一微透镜ML1的示例中，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的上侧的一个单位像素可被称为第一单位像素PX1，位于各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4的中央的下侧的一个单位像素可被称为第二单位像素PX2。
另外，在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2以外的剩余单位像素当中，具有相对较小的光接收区域的一个单位像素可被称为第三单位像素PX3，具有相对较大的光接收区域的一个单位像素可被称为第四单位像素PX4。在一个像素组PG_A、PG_B、PG_C或PG_D中，第三单位像素PX3和第四单位像素PX4可根据需要互换位置。各个单位像素的光接收区域可指入射光可通过的区域。光接收区域可对应于各个单位像素的全部区域的一部分。
在所公开的技术的一些实现方式中，在各个像素组的行方向上彼此相邻的两个单位像素可共享第一微透镜ML1。
在像素阵列410的行方向上彼此相邻的像素组中，第一单位像素(PX1)和第二单位像素(PX2)可设置在像素阵列410的不同行。因此，在像素阵列410的行方向上彼此相邻的像素组中，第一微透镜(ML1)可设置在像素阵列410的不同行。
例如，包含在第一像素组PG1中的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可设置在第一像素组PG1的第一行，而包含在第二像素组PG2中的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可设置在第二像素组PG2的第二行。
在像素阵列410的列方向上彼此相邻的各个像素组中，在对应像素组中设置第一单位像素(PX1)和第二单位像素(PX2)的行的相对位置可相同。因此，在像素阵列410的列方向上彼此相邻的各个像素组中，在对应像素组中设置第一微透镜(ML1)的行的相对位置可相同。
例如，包含在第一像素组PG1中的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可设置在第一像素组PG1的第一行。另外，包含在第三像素组PG3中的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可设置在第三像素组PG3的第一行。
在所公开的技术的其它实现方式中，在各个像素组的列方向上彼此相邻的两个单位像素可共享第一微透镜。
在像素阵列的列方向上彼此相邻的像素组中，在相邻像素组中包含在不同像素组中的第一单位像素和第二单位像素可设置在不同列。因此，在像素阵列的列方向上彼此相邻的像素组中，在相邻像素组中设置在相邻像素组的列方向上的第一微透镜可设置在不同列。
例如，包含在第一像素组中的第一单位像素和第二单位像素可设置在第一像素组的第一列，而包含在第二像素组中的第一单位像素和第二单位像素可设置在第二像素组的第二列。
在像素阵列的行方向上彼此相邻的各个像素组中，在对应像素组内设置第一单位像素和第二单位像素的列的相对位置可相同。因此，在像素阵列的行方向上彼此相邻的各个像素组中，在对应像素组内设置第一微透镜的列的相对位置可相同。
例如，包含在第一像素组中的第一单位像素和第二单位像素可设置在第一像素组的第一列，包含在第三像素组中的第一单位像素和第二单位像素可设置在第三像素组的第一列。
像素阵列410可包括微透镜阵列420、滤光器阵列430和光屏蔽结构阵列440。
微透镜阵列420可包括多个微透镜ML1、ML2和ML3。微透镜ML1、ML2和ML3可使得入射在像素阵列410上的光能够被引导到设置在微透镜阵列420下方的光电转换元件(未示出)。
如上所述，包含在同一像素组中并且在像素阵列410的行或列方向上彼此相邻的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个可包括第一微透镜ML1的至少一部分。在这种情况下，第一微透镜ML1的至少一部分可形成为与第一单位像素PX1和第二单位像素PX2交叠。
第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个可生成与在通过第一微透镜ML1和滤光器之后已到达光电转换元件(未示出)的入射光对应的信号。
如图1所示，第一微透镜ML1形成为与第一单位像素PX1和第二单位像素PX2交叠。结果，当透镜310不位于聚焦位置时，已到达第一单位像素PX1的光电转换元件(未示出)的入射光的第一路径不同于已到达第二单位像素PX2的光电转换元件(未示出)的入射光的第二路径。
由于上述路径差异，在第一单位像素PX1响应于入射光而生成的第一信号与第二单位像素PX2响应于入射光而生成的第二信号之间可能发生差异。
在用于生成图像数据的第一模式下，处理器200可不仅生成通过计算从像素组PG1、PG2、PG3和PG4的第一单位像素(PX1)生成的信号而获得的第一相位数据，而且生成通过计算从像素组PG1、PG2、PG3和PG4的第二单位像素(PX2)生成的信号而获得的第二相位数据。处理器200可通过计算第一相位数据和第二相位数据来生成相位差数据。
处理器200可使用相位差数据来输出针对透镜驱动器320的控制信号，从而执行相位差检测自动聚焦(PDAF)功能。
在用于生成相位差数据的第二模式下，处理器200可使用由第一单位像素PX1生成的第一信号和由第二单位像素PX2生成的第二信号来生成图像数据。
在第二模式下，在一个像素组PG1、PG2、PG3或PG4中包含第一单位像素PX1和第二单位像素PX2的情况下，处理器200可执行第一单位像素PX1所生成的第一信号和第二单位像素PX2所生成的第二信号的合并(binning)。这里，第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可共享一个微透镜。
信号的合并可包括通过对相邻像素的输出信号求和或取平均来获取至少一个像素的数据。
例如，在第一像素组PG1中包含第一单位像素PX1和第二单位像素PX2的情况下由包含在第一像素组PG1中的第一单位像素PX1生成的信号与由第二单位像素PX2生成的信号的平均值可对应于施加到第一单位像素PX1的入射光和施加到第二单位像素PX2的入射光的平均值。
因此，处理器200可使用由包含在像素组PG1、PG2、PG3和PG4中的每一个中并且共享一个第一微透镜ML1的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2生成的信号的平均值来生成对象(S)的图像数据。
在第二模式下，当处理器200使用由第一单位像素PX1生成的信号和由第二单位像素PX2生成的信号的平均值来生成对象(S)的图像数据时，所生成的图像数据可被认为是第一图像数据。
在第二模式下，处理器200可针对各个像素组PG1、PG2、PG3或PG4计算由第一单位像素PX1和第二单位像素PX2生成的信号。
第三单位像素PX3和第四单位像素PX4可分别包括第二微透镜ML2和第三微透镜ML3。在一些实现方式中，第二微透镜ML2和第三微透镜ML3可具有相同的形状。另外，第一微透镜ML1可形成为比第二微透镜ML2和第三微透镜ML3中的每一个高。
当第一微透镜ML1形成为比第二微透镜ML2和第三微透镜ML3中的每一个高时，施加到第一单位像素PX1和第二单位像素PX2的入射光的量可大于施加到第三单位像素PX3或第四单位像素PX4的入射光的量。换言之，对施加到各个单位像素PX1、PX2、PX3和PX4的入射光的灵敏度可根据这些微透镜的形状而改变。
在第二模式下，处理器200可基于由第三单位像素生成的信号来生成第二图像数据。另外，处理器200可基于由第四单位像素(PX4)生成的信号来生成第三图像数据。
滤光器阵列430可形成在微透镜阵列420下方。滤光器阵列430可包括多个滤光器R、G和B。
滤光器R、G和B可根据入射光的波长使得由微透镜阵列420引导的入射光能够选择性地通过。
在包含在滤光器阵列430中的滤光器当中，被配置为使红光通过的滤光器可指第一滤光器(R)，被配置为使绿光通过的滤光器可指第二滤光器(G)，被配置为使蓝光通过的滤光器可指第三滤光器(B)。
第一至第三滤光器R、G和B可按四拜耳图案布置在滤光器阵列430上方。
四拜耳图案可指拜耳图案的扩展。拜耳图案可指一个第一滤光器(R)、两个第二滤光器(G)和一个第三滤光器(B)按矩阵布置并且两个第二滤光器(G)布置在对角方向上的图案。
四拜耳图案可指这样的图案：第一滤光器(R)构成(2×2)矩阵，第二滤光器(G)构成(2×2)矩阵，并且第三滤光器(B)构成(2×2)矩阵，使得由各个滤光器组成的2×2矩阵可构成拜耳图案。
包含在同一像素组中的单位像素可包括相同的滤光器R、G或B。例如，包含在第一像素组PG1中的所有单位像素PX1、PX2、PX3和PX4均可包括第二滤光器(G)。
光屏蔽结构阵列440可用于减小相邻单位像素PX1、PX2、PX3和PX4之间的串扰并调节接收光的量。光屏蔽结构阵列440可包括例如钨(W)等的金属。
尽管在图2中将光屏蔽结构阵列440与滤光器阵列430分开示出，但是其它实现方式也是可能的。在一些实现方式中，滤光器阵列430可与光屏蔽结构阵列440交叠并且光屏蔽结构阵列440可被插入到滤光器阵列430的预定区域中。
例如，光屏蔽结构阵列440的一个表面可形成在与形成有滤光器阵列430和光电转换元件(未示出)的半导体基板(未示出)的一个表面相距的相同垂直位置处。滤光器阵列430可与光屏蔽结构阵列440的另一表面交叠。
单位像素PX1、PX2、PX3和PX4的光接收区域可具有基于光屏蔽结构阵列440的形状的尺寸。当单位像素PX1、PX2、PX3和PX4的光接收区域具有不同的尺寸时，接收入射光的单位像素PX1、PX2、PX3和PX4中的每一个的灵敏度也可不同。
光屏蔽结构阵列440可包括第一光屏蔽结构G1和第二光屏蔽结构G2。
第一光屏蔽结构G1可沿着第三单位像素PX3的外边缘形成。第一光屏蔽结构G1可将第三单位像素PX3与相邻单位像素光学隔离。
第二光屏蔽结构G2可沿着第四单位像素PX4的外边缘形成。第二光屏蔽结构G2可将第四单位像素PX4与相邻单位像素光学隔离。
第一光屏蔽结构G1可具有大于第二光屏蔽结构G2的宽度。当第一光屏蔽结构G1形成为具有大于第二光屏蔽结构G2的宽度时，第三单位像素PX3可具有小于第四单位像素PX4的光接收区域。
在使用具有较小光接收区域的单位像素的情况下，单位像素对入射光的灵敏度较低，使得对入射光做出反应的单位像素的输出信号的大小可低于具有较大光接收区域的另一单位像素的输出信号的大小。
包含在第一像素组PG1中的第三单位像素PX3和第四单位像素PX4形成为具有不同尺寸的光接收区域，使得第三单位像素PX3和第四单位像素PX4的灵敏度可不同，这使得可从第三单位像素PX3和第四单位像素PX4获取不同大小的信号。
处理器200可使用与入射光的不同曝光级别对应的多个信号来生成多个图像数据，并且可通过合成或计算所生成的多个图像数据来生成高动态范围(HDR)图像。在传统技术中，为了获得高动态范围(HDR)图像，可能需要与入射光的不同曝光级别对应的多个帧。这里，术语“帧”可指或包括通过检测包含在像素阵列中的单位像素的输出信号的单个检测操作而获得的图像，因此需要多个检测操作以获得与入射光的不同曝光级别对应的多个帧。
与需要多个检测操作的传统技术不同，基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置可仅通过单个检测操作来检测包含在像素阵列中的多个单位像素的信号，并且在接收到由包含在一个像素组中的多个单位像素检测的信号时生成与入射光的不同曝光级别对应的信号。结果，基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置ISD可仅使用一个帧来获取高动态范围(HDR)图像。
在一些实现方式中，在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个中可不形成光屏蔽结构。当在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个中未形成光屏蔽结构时，可获得第一单位像素PX1和第二单位像素PX2的尺寸足够的光接收区域。
另外，第一单位像素PX1的光接收区域的尺寸可与第二单位像素PX2的光接收区域相同。
如上所述，在各个像素组PG1、PG2、PG3和PG4中，在像素阵列410的行方向上彼此相邻的像素组中所包含的第一单位像素(PX1)和第二单位像素(PX2)可设置在不同行。在像素阵列410的列方向上彼此相邻的各个像素组中，在对应像素组内设置第一单位像素(PX1)和第二单位像素(PX2)的行的相对位置可相同。因此，第一单位像素PX1可位于第三单位像素(PX3)之间并且第二单位像素PX2可位于第四单位像素(PX4)之间。
因此，尽管在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个中未形成光屏蔽结构，但是第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可通过第一光屏蔽结构G1和第二光屏蔽结构G2与相邻单位像素光学隔离。
图3A至图3D是示出基于所公开的技术的一些实现方式的像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D的各种示例的俯视图。为了描述方便，本文中为了简明将省略滤光器R、G和B。
在各自包括按(2×2)矩阵布置的第一至第四单位像素PX1、PX2、PX3和PX4的像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D中，当包含在同一像素组中并且在像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D中的每一个的行方向上彼此相邻的两个单位像素共享第一微透镜ML1时，位于像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D中的每一个的中央的左侧的一个单位像素可被称为第一单位像素PX1，位于像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D中的每一个的中央的右侧的一个单位像素可被称为第二单位像素PX2。
在其它实现方式中，当在像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D中的每一个的列方向上彼此相邻的两个单位像素共享第一微透镜ML1时，位于像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D中的每一个的中央的上侧的一个单位像素可被称为第一单位像素PX1，位于像素组PG_A、PG_B、PG_C和PG_D中的每一个的中央的下侧的一个单位像素可被称为第二单位像素PX2。
另外，除了第一单位像素PX1和第二单位像素PX2之外的剩余单位像素当中的具有较小光接收区域的一个单位像素可被称为第三单位像素PX3，除了第一单位像素PX1和第二单位像素PX2之外的剩余单位像素当中的具有较大光接收区域的一个单位像素可被称为第四单位像素PX4。
在特定像素组PG_A、PG_B、PG_C或PG_D中，第三单位像素PX3和第四单位像素PX4的位置可互换。第二微透镜ML2可与第三单位像素PX3交叠，并且第三微透镜ML3可与第四单位像素PX4交叠。
图3A所示的像素组A(PG_A)中所包含的第一至第四单位像素PX1、PX2、PX3和PX4可按照与图2所示的第一像素组PG1中基本上相同的方式布置。
像素组A(PG_A)还可包括沿着第一单位像素PX1和第二单位像素PX2的外边缘形成的第三光屏蔽结构G3。第三光屏蔽结构G3可将第一单位像素PX1和第二单位像素PX2与相邻单位像素光学隔离。
由于沿着第一单位像素PX1和第二单位像素PX2的外边缘形成第三光屏蔽结构G3，所以在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2之间可不形成光屏蔽结构。
当在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2之间形成光屏蔽结构时，在第一单位像素PX1与第二单位像素PX2之间的边界附近入射的入射光可被光屏蔽结构反射。
当形成在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2之间的光屏蔽结构反射入射光时，在由第一单位像素PX1生成的信号和由第二单位像素PX2生成的信号中的每一个中可能发生失真。因此，当处理器200使用上述信号生成相位差数据时，图像传感器可能难以执行正确的自动聚焦。
第一光屏蔽结构G1可在像素组A(PG_A)的行方向(ROW)和列方向(COLUMN)上具有第一宽度W1，所公开的技术的范围不限于此，应该注意的是，第一光屏蔽结构G1可根据需要在像素组A(PG_A)的行方向(ROW)和列方向(COLUMN)上具有不同的宽度。
第二光屏蔽结构G2可在像素组A(PG_A)的行方向(ROW)和列方向(COLUMN)上具有第二宽度W2。第三光屏蔽结构G3可在像素组A(PG_A)的行方向(ROW)和列方向(COLUMN)上具有第三宽度W3。
在一些实现方式中，可通过调节第一宽度W1、第二宽度W2和第三宽度W3来调节各个单位像素PX1、PX2、PX3和PX4的光接收区域的尺寸。
例如，第一宽度W1可大于第二宽度W2。由于第一宽度W1大于第二宽度W2，所以第三单位像素PX3的光接收区域的尺寸可小于第四单位像素PX4的光接收区域。
当第三单位像素PX3具有较小的光接收区域时，对相同入射光做出反应的第三单位像素PX3的灵敏度可低于对相同入射光做出反应的第四单位像素PX4的灵敏度。
因此，基于由第三单位像素PX3生成的信号的图像数据(即，第二图像数据)可具有比基于由第四单位像素PX4生成的信号的图像数据(即，第三图像数据)低的灵敏度。
另外，第三宽度W3可小于第二宽度W2。如上所述，由于第一微透镜ML1形成为具有高于第二微透镜ML2和第三微透镜ML3中的每一个的高度并且第三宽度W3小于第二宽度W2，所以第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个的灵敏度可高于第三单位像素PX3或第四单位像素PX4的灵敏度。
如果第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个的灵敏度变高，则即使当入射光的强度级别低时，也可在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中检测到信号。
结果，尽管入射光的强度处于低级别，但是处理器200可执行第一模式的操作。
另外，当第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个的灵敏度变得高于第三单位像素PX3或第四单位像素PX4的灵敏度时，在第二模式下操作的处理器200所生成的第一图像数据(即，基于第一单位像素PX1和第二单位像素PX2所生成的信号生成的图像数据)可以是具有比基于第三单位像素PX3所生成的信号生成的第二图像数据和基于第四单位像素PX4所生成的信号生成的第三图像数据中的每一个高的照度环境的图像数据。
处理器200可通过合成或计算第一图像数据、第二图像数据和第三图像数据来生成HDR图像。
在图3B所示的像素组B(PG_B)中，第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可布置在像素阵列的列方向上。由于第一单位像素PX1和第二单位像素PX2布置在像素阵列的列方向上，所以第三单位像素PX3和第四单位像素PX4也可布置在像素阵列的列方向上。
图3B所示的像素组B(PG_B)中的单位像素PX1、PX2、PX3和PX4的布置方式以外的剩余特性(例如，光屏蔽结构的形状等)可在结构上与图3A所示的像素组A(PG_A)的那些基本上相同。
由于第一单位像素PX1和第二单位像素PX2布置在像素阵列的列方向上，所以处理器200可在接收到由第一单位像素PX1和第二单位像素PX2生成的信号时在列方向上获取相位差数据。
图3C所示的像素组C(PG_C)和图3D所示的像素组D(PG_D)示出单位像素PX1、PX2、PX3和PX4布置在像素组中的其它实现方式。
在图3C所示的像素组C(PG_C)中，第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可布置在像素阵列的行方向上。由于第一单位像素PX1和第二单位像素PX2布置在像素阵列的行方向上，所以第三单位像素PX3和第四单位像素PX4也可布置在像素阵列的行方向上。
在图3D所示的像素组D(PG_D)中，第一单位像素PX1和第二单位像素PX2可布置在像素阵列的列方向上。由于第一单位像素PX1和第二单位像素PX2布置在像素阵列的列方向上，所以第三单位像素PX3和第四单位像素PX4也可布置在像素阵列的列方向上。
在一些实现方式中，图3A至图3D所示的像素组A、B、C和D(PG_A、PG_B、PG_C和PG_D)当中的四个像素组可按(2×2)矩阵布置。
另外，像素阵列可具有(2×2)矩阵重复的结构。
例如，像素组A(PG_A)可位于(2×2)矩阵的第一行和第一列，并且像素组C(PG_C)可不仅位于第一行和第二列，而且位于(2×2)矩阵的第二行和第一列。另外，像素组B(PG_B)可位于(2×2)矩阵的第二行和第二列。
在包含在(2×2)矩阵中的四个像素组(即，一个像素组(PG_A)、一个像素组(PG_B)和两个像素组(PG_C))当中，包含在像素组B(PG_B)中的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2布置在像素阵列的列方向上，处理器200可在第一模式下接收到布置在整个像素阵列中的像素组B(PG_B)所生成的信号时在列方向上获取相位差数据。
另外，假设包括在像素阵列中的滤光器阵列形成为上述四拜耳图案，包括在像素组A(PG_A)和像素组B(PG_B)中的每一个中的滤光器可以是第二滤光器(G)。
在四拜耳图案中，各自包括第二滤光器(G)的单位像素的数量是各自包括第一滤光器(R)的单位像素的数量或者各自包括第二滤光器(B)的单位像素的数量的两倍。结果，尽管在由像素组B(PG_B)的第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个生成的信号与由另一像素组A(PG_A)生成的信号之间存在差异，但是处理器200可通过在第二模式下容易地执行插值来生成图像数据。
图4是示出基于所公开的技术的一些实现方式的对施加到包括在像素组中的各个单位像素的入射光的强度的响应信号的示例的曲线图。
图4是示出用于生成图像数据的像素信号的曲线图。更详细地，图4中示出由第一单位像素PX1生成的第一信号和由第二单位像素PX2生成的第二信号的平均响应(PDAF AVGRESPONSE)、由第三单位像素PX3生成的第三信号响应(PX3RESPONSE)以及由第四单位像素PX4生成的第四信号响应(PX4 RESPONSE)。
在噪声本底(NOISE FLOOR)、浮置扩散(FLOATING DIFFUSION)和饱和信号(FDSATURATION)当中，由第一至第四单位像素PX1、PX2、PX3和PX4生成的信号可具有有效值。在第一至第四单位像素PX1、PX2、PX3和PX4中，浮置扩散(FLOATING DIFFUSION)和饱和信号(FD SATURATION)可具有相同的值。
第一信号和第二信号的平均响应(PDAF AVG RESPONSE)、第三信号响应(PX3RESPONSE)和第四信号响应(PX4 RESPONSE)中的每一个的斜率可与被配置为生成上述信号的单位像素PX1、PX2、PX3和PX4的灵敏度成比例。
如果各个单位像素具有高灵敏度，则即使当曝露于低强度的入射光时，浮置扩散(FD)区域也可更快速地饱和。
与第四信号曲线图(PX4 RESPONSE)相比，第一信号和第二信号的平均响应(PDAFAVG RESPONSE)可更快速地达到浮置扩散饱和信号(FD SATURATION)。这是因为第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个具有高于第四单位像素PX4的灵敏度。
另外，能够被第一单位像素PX1和第二单位像素PX2中的每一个检测的入射光的最低强度可低于能够被第四单位像素PX4检测的入射光的最低强度。
因此，当处理器200使用第一单位像素PX1的信号和第二单位像素PX2的信号的平均值时，低强度入射光的动态范围的大小可比仅使用第四单位像素PX4的信号的示例性情况扩展更多。
处理器200可使用第一信号和第二信号的平均信号来获取高灵敏度图像数据。在高灵敏度图像数据中，外部对象(S)的暗部可比仅使用第四信号获得的图像数据更准确地表示。
另外，当与第四信号曲线图(PX4 RESPONSE)相比，第三信号曲线图(PX3RESPONSE)曝露于强度更强的入射光时，第三信号曲线图(PX3 RESPONSE)可达到浮置扩散饱和信号(FD SATURATION)。这是因为在第三单位像素PX3的光接收区域的尺寸小于第四单位像素PX4的光接收区域的情况下，第三单位像素PX3具有低于第四单位像素PX4的灵敏度。
因此，当处理器200使用第三单位像素PX3的信号时，强度更强的入射光的动态范围的大小可比仅使用第四单位像素PX4的信号的示例性情况扩展更多。
处理器200可使用第三信号来获取低灵敏度图像数据。在低灵敏度图像数据中，外部对象(S)的亮部可比仅使用第四单位像素PX4的信号获得的图像数据更准确地表示。
处理器200使用第一信号和第二信号的平均信号、第三信号和第四信号，使得处理器200可生成动态范围(对比度宽度)比仅使用第四信号的示例性情况扩展更多的高动态范围(HDR)图像数据。
图5是示出基于所公开的技术的一些实现方式的与图4所示的信号响应(PDAF AVGRESPONSE、PX3 RESPONSE和PX4 RESPONSE)的平均值对应的响应平均(RESPONSE AVG)与入射光的强度之间的比较结果的曲线图。
图5示出基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置ISD的渐变特性的改进。
术语“渐变”可指在表示图像数据的对比度的过程中这种图像数据的亮部与暗部之间的对比度差异。即，良好渐变可指示在图像数据的亮部与暗部之间几乎没有对比度差异。
图5示例性地示出与响应平均(RESPONSE AVG)相比的指数响应(LOG RESPONSE)和线性响应(LINEAR RESPONSE)。
线性响应(LINEAR RESPONSE)可与图4所示的第一信号和第二信号的平均响应(PDAF AVG RESPONSE)相同。
指数响应(LOG RESPONSE)可示意性地示出基于入射光的强度具有理想响应特性的单位像素的示例性响应。
平均响应(RESPONSE AVG)的斜率可不仅在第一单位像素PX1和第二单位像素PX2饱和的第一点(PX1,PX2 SATURATION)处改变，而且在第四单位像素PX4饱和的第二点(PX4SATURATION)处改变。
平均响应(RESPONSE AVG)指示具有不同斜率的响应的平均，使得平均响应(RESPONSE AVG)可基于入射光的强度在各个区段中具有不同的斜率。
因此，与线性响应(LINEAR RESPONSE)相比，平均响应(RESPONSE AVG)的形状可与指数响应(LOG RESPONSE)更相似。
随着平均响应(RESPONSE AVG)与指数响应(LOG RESPONSE)之间的相似度变高，平均响应(RESPONSE AVG)的形状可与单位像素的理想响应相似，并且可平滑地表示对入射光的变化强度做出反应的像素信号改变。
因此，通过将第三信号以及第一信号和第二信号的平均信号另外应用于生成图像数据的处理，基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置ISD可改进图像数据的渐变特性。
从以上描述显而易见的是，基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置可执行相位差检测自动聚焦(PDAF)功能。另外，图像感测装置可使用由一个像素组生成的多个信号来生成高动态范围(HDR)图像。
基于所公开的技术的一些实现方式的图像感测装置可使用由一个像素组生成的多个信号，并且可仅使用多个信号关于包含在像素阵列中的各个单位像素执行信号检测一次，使得可生成高动态范围(HDR)图像并且可获得更高质量的HDR图像。
本领域技术人员将理解，所公开的技术可按照本文所阐述的那些方式以外的特定方式执行。另外，在所附权利要求中未明确提出的权利要求可作为实施方式组合提出，或者在提交申请之后通过后续修改作为新的权利要求而被包括。
尽管已描述了多个例示性实施方式，但是应该理解，基于在本专利文献中描述和/或示出的内容可以想到对所公开的实施方式的修改和其它实施方式。
相关申请的交叉引用
本专利文献要求2020年9月25日提交的韩国专利申请No.10-2020-0124439的优先权和权益，其公开整体作为本专利文献的公开的一部分通过引用并入。

Claims (17)

1.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
多个像素组，各个像素组包括对入射光做出响应并生成电信号的第一单位像素、第二单位像素、第三单位像素和第四单位像素，并且
其中，所述像素组的所述第一单位像素、所述第二单位像素、所述第三单位像素和所述第四单位像素中的每一个包括能够操作以透射与相同颜色对应的入射光的滤光器，
其中，包括在所述像素组中的所述第一单位像素和所述第二单位像素彼此相邻设置并且包括第一微透镜的部分，并且
其中，所述像素组的所述第三单位像素的光接收区域的尺寸小于所述像素组的所述第四单位像素的光接收区域的尺寸。
2.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，所述滤光器是选择性地使红光通过的第一滤光器、选择性地使绿光通过的第二滤光器或者选择性地使蓝光通过的第三滤光器中的任一个。
3.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，
所述像素组的所述第一单位像素的光接收区域的尺寸与所述像素组的所述第二单位像素的光接收区域的尺寸相同。
4.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，
包括在所述像素组中的所述第一单位像素和所述第二单位像素在所述像素组的行方向上彼此相邻设置。
5.根据权利要求4所述的图像感测装置，其中，包括在沿所述行方向与所述像素组相邻的另一像素组中的所述第一单位像素和所述第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且
其中，所述像素组的所述第一微透镜和另一像素组的另一第一微透镜被设置在不同的行中。
6.根据权利要求4所述的图像感测装置，其中，包括在沿列方向与所述像素组相邻的另一像素组中的所述第一单位像素和所述第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且
所述像素组的所述第一微透镜设置在所述像素组的第一行中，并且另一像素组的另一第一微透镜设置在另一像素组的第一行中。
7.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，
包括在所述像素组中的所述第一单位像素和所述第二单位像素在所述像素组的列方向上彼此相邻设置。
8.根据权利要求7所述的图像感测装置，其中，
包括在沿所述列方向与所述像素组相邻的另一像素组中的所述第一单位像素和所述第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且
其中，所述像素组的所述第一微透镜和另一像素组的另一第一微透镜被设置在不同的列中。
9.根据权利要求8所述的图像感测装置，其中，包括在沿行方向与所述像素组相邻的另一像素组中的所述第一单位像素和所述第二单位像素包括另一第一微透镜的部分，并且
其中，所述像素组的所述第一微透镜设置在所述像素组的第一列中，并且另一像素组的另一第一微透镜设置在另一像素组的第一列中。
10.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，各个所述像素组包括：
沿着所述第三单位像素的外边缘形成的第一光屏蔽结构；以及
沿着所述第四单位像素的外边缘形成的第二光屏蔽结构，
其中，所述第一光屏蔽结构的宽度大于所述第二光屏蔽结构的宽度。
11.根据权利要求10所述的图像感测装置，其中，各个所述像素组还包括：
沿着所述第一单位像素和所述第二单位像素的外边缘形成的第三光屏蔽结构，
其中，所述第三光屏蔽结构的宽度小于所述第二光屏蔽结构的宽度。
12.根据权利要求1所述的图像感测装置，其中，
所述第三单位像素和所述第四单位像素分别包括第二微透镜和第三微透镜。
13.根据权利要求12所述的图像感测装置，其中，
所述第一微透镜形成为具有比所述第二微透镜或所述第三微透镜更高的高度。
14.一种图像感测装置，该图像感测装置包括：
像素阵列，该像素阵列包括多个像素组，各个像素组包括按(2×2)矩阵布置的单位像素，所述单位像素对入射光做出响应并且生成与所述入射光对应的信号；以及
处理器，该处理器电联接到所述像素组并且对由包括在所述像素组中的单位像素生成的所述信号进行处理，
其中，各个像素组还包括：
第一单位像素、第二单位像素、第三单位像素和第四单位像素，所述第一单位像素、所述第二单位像素、所述第三单位像素和所述第四单位像素包括透射相同颜色的入射光的滤光器；
微透镜，所述微透镜被设置为与所述第一单位像素和所述第二单位像素交叠，并且
其中，所述第三单位像素的光接收区域的尺寸小于所述第四单位像素的光接收区域的尺寸，
其中，所述处理器生成相位差数据，该相位差数据指示所述入射光到达所述第一单位像素的第一路径与所述入射光到达所述第二单位像素的第二路径之间的相位差。
15.根据权利要求14所述的图像感测装置，其中，所述处理器进行操作以基于由所述第一单位像素和所述第二单位像素生成的所述信号来生成第一图像数据。
16.根据权利要求15所述的图像感测装置，其中，所述处理器还基于由所述第三单位像素生成的所述信号来生成第二图像数据，并且基于由所述第四单位像素生成的所述信号来生成第三图像数据。
17.根据权利要求16所述的图像感测装置，其中，
所述处理器使用所述第一图像数据、所述第二图像数据和所述第三图像数据来生成高动态范围HDR图像。
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