图像传感器及包含多个可选择经啮合滤光器组的彩色滤光器阵列制造技术

本申请案涉及一种图像传感器及包含多个可选择经啮合滤光器组的彩色滤光器阵列。一种设备包含：像素阵列，其包含多个像素；及滤光器阵列，其定位于所述像素阵列上，所述彩色滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元包含多个经啮合滤光器组，每一滤光器组包含不同于所述滤光器阵列中的任何其它滤光器组的一组色彩。本发明专利技术揭示及主张其它实施例。

【技术实现步骤摘要】
图像传感器及包含多个可选择经啮合滤光器组的彩色滤光器阵列
所描述实施例大体来说涉及图像传感器，且特定来说(但非排他性地)涉及一种图像传感器及包含多个且可选择经啮合滤光器组的彩色滤光器阵列。
技术介绍
图像传感器广泛地用于数码静物相机、蜂窝式电话、安全摄像机、医疗、汽车及其它应用中。使用互补金属氧化物半导体(“CMOS”)技术在硅衬底上制造低成本图像传感器。大多数图像传感器包含用于捕获图像的像素的二维阵列。彩色图像传感器(即，能够捕获彩色图像的图像传感器)使用耦合到像素阵列的彩色滤光器阵列(“CFA”)给所述像素阵列中的每一像素指派色彩。在当前图像传感器中，必须针对图像传感器设计不同类型的CFA模式以满足不同的需要；此需要多个硅芯片掩模组或像素阵列以及用于彩色滤光器阵列的多个掩模组。
技术实现思路
在一个方面中，本申请案揭示一种设备。所述设备可包括：像素阵列，其包含多个像素；滤光器阵列，其定位于所述像素阵列上，所述滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元包含至少四个经啮合滤光器组，每一滤光器组包含不同于所述最小重复单元中的任何其它滤光器组的一组滤光器。在另一方面中，本申请案揭示一种图像传感器。所述图像传感器可包括：像素阵列，其包含多个像素；滤光器阵列，其定位于所述像素阵列上，所述滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元包含至少四个经啮合滤光器组，每一滤光器组包含不同于所述最小重复单元中的任何其它滤光器组的一组滤光器；读出电路，其耦合到所述像素阵列；及功能逻辑，其耦合到所述读出电路。在又一方面中，本申请案揭示一种用于从像素阵列中的像素读取数据的方法。所述方法可包括：选择最小重复单元中所包含的至少四个经啮合滤光器组中的一者，每一滤光器组包含不同于所述最小重复单元中的任何其它滤光器组的一组滤光器，其中多个所述最小重复单元经平铺以形成耦合到所述像素阵列的滤光器阵列；读取对应于所述选定滤光器组的像素；确定对应于未选滤光器组的像素的像素数据；及输出所述整个像素阵列的像素数据。附图说明参考以下各图描述本专利技术的非限制性及非详尽实施例，其中在所有各视图中相似参考编号指代相似部件，除非另有规定。图1是滤光器组的四个实施例的平面图。图2是在个别滤光器之间包含空隙间隔的滤光器组的另一实施例的平面图。图3A-3D是图解说明用于将滤光器组一起啮合成最小重复单元的实施例的平面图。图4是包含多个平铺式最小重复单元(例如图3D中所展示的最小重复单元)的彩色滤光器阵列的实施例的平面图。图5是包含彩色滤光器阵列(例如图4中所展示的彩色滤光器阵列)的图像传感器的实施例的示意图。图6A是用于读取来自使用彩色滤光器阵列(例如图4中所展示的彩色滤光器阵列)的图像传感器的像素的方法的流程图的实施例。图6B-6E是使用彩色滤光器阵列的图像传感器的实施例的平面图，其图解说明读取来自所述彩色滤光器阵列的不同滤光器组。具体实施方式描述用于具有包含多个且可选择经啮合滤光器组的彩色滤光器阵列的图像传感器的设备、系统及方法的实施例。描述特定细节以提供对实施例的透彻理解，但相关领域的技术人员将认识到，可在无所描述细节中的一者或一者以上的情况下或借助其它方法、组件、材料等实践本专利技术。在一些实例中，未详细展示或描述众所周知的结构、材料或操作，但尽管如此其仍涵盖在本专利技术的范围内。在本说明书通篇中对“一个实施例”或“一实施例”的提及意指结合所述实施例所描述的特定特征、结构或特性包含于至少一个所描述的实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必全部指代同一实施例。此外，所描述的特征、结构或特性可以任何适合方式组合于一个或一个以上实施例中。图1图解说明可用于形成彩色滤光器阵列的最小重复单元的滤光器组A-D的实施例。滤光器组A包含四个个别滤光器A1-A4。所述个别滤光器包含三种原色：红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)。原色是识别为用于所有其它色彩的构建块的一组色彩。原色的实例包含红色、绿色及蓝色(通常称为RGB)及青色、洋红色及黄色(通常称为CMY)。举例来说，在RGB色彩模型中，组合变化量的红色、绿色及蓝色将产生光谱中的所有其它色彩。在所图解说明的实施例中，滤光器A1为红色的，滤光器A2-A3为绿色的，且滤光器A4为蓝色的，因此其本身形成众所周知的拜耳模式的最小重复单元。拜耳模式具有为红色或蓝色像素两倍多的绿色像素，且其布置成嵌入蓝色之间的红色与嵌入绿色之间的蓝色的交替行。此模式利用人眼在定义清晰度时将绿色亮度看作为最强影响的偏好。当然，在滤光器组A的其它实施例中，每一色彩的滤光器的数目以及色彩的布置可不同于所展示的那些。滤光器组B也包含四个个别滤光器B1-B4，但代替RGB原色组，其包含青色(C)、黄色(Y)及洋红色(M)的替代原色组。在所图解说明的实施例中，个别滤光器B1为青色的，个别滤光器B2-B3为黄色的，且个别滤光器B4为品红色的，因此形成有时称为CYYM滤光器布置的布置。当然，在滤光器组B的其它实施例中，每一色彩的滤光器的数目以及色彩的布置可不同于所展示的那些。滤光器组C也包含四个个别滤光器C1-C4，其包含形成RGB原色组的三个滤光器加一个透明滤光器。在滤光器组C中，个别滤光器C1为红色的，个别滤光器C2为绿色的，个别滤光器C3为透明的，且个别滤光器C4为蓝色的。出于本专利技术的目的，透明滤光器为在至少包含原色组所涵盖的波长范围的波长范围中为无色及/或光学上透明的滤光器。当然，在滤光器组C的其它实施例中，每一色彩的滤光器的数目以及色彩的布置可不同于所展示的那些。滤光器组D也包含四个个别滤光器D1-D4，其全部为透明的。如上所述，透明滤光器是至少在原色组所涵盖的波长范围内为无色及/或光学上透明的滤光器。在所图解说明的滤光器组A-D中，每个滤光器组包含四个个别滤光器，但在其它实施例中，每一滤光器组可具有更少或更大数目个个别滤光器，且每个滤光器组不需要包含与其它滤光器组相同数目的个别滤光器。此外，其它实施例可使用具有不同于所展示原色组的原色组及/或额外原色组的滤光器组。在又一些实施例中，至少一个滤光器组可包含可过滤在可见波长范围之外的波长(例如红色线及紫外线)的一个或一个以上个别滤光器。图2图解说明在个别滤光器之间包含空隙间隔的滤光器组200的替代实施例。所图解说明的实施例是作为图1中所展示的滤光器组A的变化形式的滤光器组200A。在滤光器组A中，个别滤光器彼此邻接，但此并非严格需要的。举例来说，滤光器组200A是滤光器组A的其中已在所述组中的个别滤光器之间添加空隙间隔的变化形式：在个别滤光器A1与A2之间插入空隙间隔202A，在个别滤光器A3与A4之间插入空隙间隔204A，在个别滤光器A1与A3之间插入空隙间隔206A，及在个别滤光器A2与A4之间插入空隙间隔208A。作为添加空隙间隔202A-208A的结果，在滤光器组的中心形成中心空隙间隔210A。个别滤光器之间的空隙间隔并不变更滤光器组的特性。滤光器组A为具有拜耳模式的RGB滤光器组，且滤光器组200A甚至在个别滤光器之间具有空隙间隔的情况下也为具有拜耳模式的RGB滤光器组。可针对图1的滤光器组B、C及D形成具有空隙间隔的类似滤光器组。因此，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：像素阵列，其包含多个像素；滤光器阵列，其定位于所述像素阵列上，所述滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元包含至少四个经啮合滤光器组，每一滤光器组包含不同于所述最小重复单元中的任何其它滤光器组的一组滤光器。

【技术特征摘要】
2013.02.21 US 13/773,1431.一种用于捕获图像的设备，其包括：像素阵列，其包含多个像素；滤光器阵列，其定位于所述像素阵列上，所述滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元包含至少四个经啮合滤光器组，其中每一经啮合滤光器组包含不同于所述最小重复单元中的任何其它经啮合滤光器组的两个或多个滤光器波长的集合，使得所述最小重复单元中没有两个经啮合滤光器组共享滤光器波长的相同集合，且其中当放置于所述滤光器阵列中时，每一滤光器组在其滤光器之间包含空隙间隔以容纳来自另一滤光器组的滤光器。2.根据权利要求1所述的设备，其中当放置于所述滤光器阵列中时，每一滤光器组中的所述滤光器不彼此邻接。3.根据权利要求1所述的设备，其中每一滤光器组包含四个滤光器。4.根据权利要求3所述的设备，其中所述至少四个滤光器组中的一个滤光器组包含一个红色滤光器、两个绿色滤光器及一个蓝色滤光器。5.根据权利要求4所述的设备，其中所述红色、绿色及蓝色滤光器布置成拜耳模式。6.根据权利要求3所述的设备，其中所述至少四个滤光器组中的一个滤光器组包含青色、洋红色及黄色滤光器。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少四个滤光器组中的一个滤光器组包含红色、绿色、蓝色及透明滤光器。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述至少四个滤光器组中的一个滤光器组仅包含透明滤光器。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述最小重复单元包含十六个滤光器。10.根据权利要求1所述的设备，其中对应于一个滤光器组中的所述滤光器的所述像素可与对应于不同滤光器组中的所述滤光器的所述像素分开地被选择性读出。11.一种图像传感器，其包括：像素阵列，其包含多个像素；滤光器阵列，其定位于所述像素阵列上，所述滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元包含至少四个经啮合滤光器组，其中每一经啮合滤光器组包含不同于所述最小重复单元中的任何其它经啮合滤光器组的两个或多个滤光器波长的集合，使得所述最小重复单元中没有两个经啮合滤光器组共享滤光器波长的相同集合，且其中当放置于所述滤光器阵列中时，每一滤光器组在其滤光器之间包含空隙间隔以容纳来自另一滤光器组的滤光器；读出电路，其耦合到所述像素阵列；及功能逻辑，其耦合到所述读出电路。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中每一滤光器组包含四个滤光器。13.根据权利要求12所述的图像传感器，其中所述至少四个滤光器组中的一个滤光器组包含一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：古安诺·乔治·曹，爱德华·纳比吉安，
申请(专利权)人：全视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US