[發(fā)明專利]彩色濾光器陣列、圖像傳感器以及用于減少光譜串?dāng)_的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710924085.6
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN107635118B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸震偉;李津;錢胤;戴森·H·戴
• 申請（專利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N5/374;H04N5/378;H04N5/357
• 代理公司: 北京律盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11287
• 代理人: 劉媛媛

本發(fā)明涉及彩色濾光器陣列、圖像傳感器以及用于減少光譜串?dāng)_的方法。彩色濾光器陣列包含多個(gè)平鋪?zhàn)钚≈貜?fù)單元，每一最小重復(fù)單元包括M×N個(gè)別濾光器組。每一最小重復(fù)單元包含：多個(gè)成像濾光器，其包含具有至少第一、第二及第三光響應(yīng)的個(gè)別濾光器；及至少一個(gè)參考濾光器，其具有參考光響應(yīng)，其中所述參考濾光器定位在所述成像濾光器之間，且其中所述參考光響應(yīng)實(shí)質(zhì)上透射所述多個(gè)成像濾光器未從入射在所述彩色濾光器陣列上的光中過濾的串?dāng)_光譜。本發(fā)明揭示及主張其它實(shí)施例。

分案申請的相關(guān)信息

本案是分案申請。本分案申請的母案是申請日為2015年07月31日、申請?zhí)枮?01510462856.5、發(fā)明名稱為“彩色濾光器陣列、圖像傳感器以及用于減少光譜串?dāng)_的方法”的發(fā)明專利申請案。

技術(shù)領(lǐng)域

所揭示的實(shí)施例大體上涉及圖像傳感器，且尤其(但非排他性地)涉及包含彩色濾光器陣列的圖像傳感器，彩色濾光器陣列包含參考像素以減少光譜串?dāng)_。

背景技術(shù)

圖像傳感器能夠通過組合光敏像素的像素陣列與彩色濾光器組來捕獲彩色圖像。像素陣列中的每一像素耦合到濾光器，其從入射在圖像傳感器上的光中移除除了特定波長(即，光的特定顏色)以外的所有波長。結(jié)果是，像素圖像中的每一像素捕獲單一顏色的光，且針對每一像素，內(nèi)插其它顏色的顏色值。

光譜串?dāng)_是發(fā)生在過濾單獨(dú)波長的裝置中的問題，當(dāng)本應(yīng)終止于特定信道中—即，本應(yīng)由特定濾光器輸出—的光功率的小部分實(shí)際上終止于另一信道(例如，鄰近信道)中時(shí)，耦合到彩色圖像傳感器中的像素陣列的彩色濾光器也發(fā)生光譜串?dāng)_問題。在具有彩色濾光器陣列的圖像傳感器中，光譜串?dāng)_通常是不完善的彩色濾光的結(jié)果：舉例來說，藍(lán)色濾光器能夠使一些紅色及綠色光通過，使得與藍(lán)色濾光器耦合的像素將不僅僅接收其應(yīng)該接收的藍(lán)色光。在CMOS圖像傳感器中，串?dāng)_造成空間分辨率降級、顏色混合及圖像噪聲。此能夠嚴(yán)重地影響傳感器的信噪比(SNR)且因此嚴(yán)重地影響系統(tǒng)的錯(cuò)誤率。在RGB圖像傳感器中，能夠通過使用濾光器陣列中的透明濾光器獲得靈敏度，但其增加串?dāng)_。

已嘗試用于減少光譜串?dāng)_的各種方法，但所有方法都具有缺陷。通過像素之間的處理斷面控制能夠減少一些其它類型的串?dāng)_，但光譜串?dāng)_為自然材料性質(zhì)，其不能夠通過處理而減少。用于減少光譜串?dāng)_的另一方式為使用較厚彩色濾光器；此能夠顯著地減少串?dāng)_，但其也減少像素的信號強(qiáng)度及量子效率(QE)。用于減少光譜串?dāng)_的另一方式為增加濾光器的顏料濃度，但材料的折射率將增加及引發(fā)較高的光學(xué)串?dāng)_。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，本發(fā)明涉及一種彩色濾光器陣列。所述彩色濾光器陣列包括：多個(gè)平鋪?zhàn)钚≈貜?fù)單元，每一最小重復(fù)單元包括M×N個(gè)別濾光器組，其中每一最小重復(fù)單元包含：多個(gè)成像濾光器，其包含具有至少第一、第二及第三光響應(yīng)的個(gè)別濾光器；及至少一個(gè)參考濾光器，其具有參考光響應(yīng)，其中所述參考濾光器定位在所述成像濾光器之間，且其中所述參考光響應(yīng)實(shí)質(zhì)上透射所述多個(gè)成像濾光器未從入射在所述彩色濾光器陣列上的光中過濾的串?dāng)_光譜。

另一方面，本發(fā)明涉及一種圖像傳感器。所述圖像傳感器包括：像素陣列，其包含多個(gè)個(gè)別像素；彩色濾光器陣列，其定位在所述像素陣列上方且光學(xué)耦合到所述像素陣列，所述彩色濾光器陣列包括多個(gè)平鋪?zhàn)钚≈貜?fù)單元，每一最小重復(fù)單元包括M×N個(gè)別濾光器組，其中每一最小重復(fù)單元包含：多個(gè)成像濾光器，其包含具有至少第一、第二及第三光響應(yīng)的個(gè)別濾光器，及至少一個(gè)參考濾光器，其具有參考光響應(yīng)，其中所述參考濾光器定位在所述成像濾光器之間，且其中所述參考光響應(yīng)實(shí)質(zhì)上僅透射所述多個(gè)成像濾光器未從入射在所述彩色濾光器陣列上的光中過濾的串?dāng)_光譜；讀出電路，其耦合到所述像素陣列以讀出來自所述個(gè)別像素的信號；及功能邏輯，其耦合到所述讀出電路以處理來自所述個(gè)別像素的所述信號。