[實用新型]成像設備和成像系統

有效

• 申請號: 201720934981.6
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN207251823U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: R·S·約翰森
• 申請（專利權）人: 半導體元件工業有限責任公司
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N5/235;H04N9/64
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 高文靜

技術領域

本實用新型涉及成像設備，并且具體地，涉及具有增強的光譜響應的圖像傳感器及對應的成像系統。

背景技術

圖像傳感器利用位于像素陣列上的濾色器陣列，根據波長來過濾入射光。常規濾色器采用紅色、綠色和藍色濾波器的2×2圖案，其中綠色濾波器占總面積的50％，紅色濾波器占總面積的25％，并且藍色濾波器占總面積的25％。為了獲得全色圖像，可利用各種去馬賽克算法和顏色校正以為每個像素內插一組顏色值。

圖像傳感器的光譜靈敏度是隨波長變化的光檢測的相對效率。然而隨著像素尺寸減小，串擾會給信號帶來負面影響，因為預期用于一個像素的波長會在相鄰像素中捕獲并造成錯誤的信號。串擾減小了受影響的顏色通道的顏色信號，并且增加了不同顏色通道的光譜響應中的重疊。

為了補償光譜響應中增加的重疊，密集的顏色校正可再現減小的色域，但也可放大噪聲。這導致總體降低的信噪比(SNR)性能。適用于具有串擾增加的圖像傳感器的顏色校正矩陣犧牲了顏色再現精度或SNR或兩者。因此，在弱光條件下，像素信號已較低且處于低SNR的風險，因而為實現全色再現所做的校正進一步降低了SNR。在強光條件下，像素信號具有足夠的SNR，并且全色校正所引起的增加的噪聲不那么嚴重。

實用新型內容

本實用新型的一個方面的目的在于提供一種具有增強的光譜響應的成像設備。

在一個方面中，本實用新型是成像設備，其特征在于包括：像素陣列；以及位于像素陣列上的濾色器陣列，其中濾色器陣列包括多組濾波器；并且其中至少一組包括：多個相同顏色的濾波器；以及至少一個不同顏色的濾波器。

在上述成像設備的一個實施方案中，所述多個相同顏色的濾波器形成具有僅四個等長的邊的形狀。

在上述成像設備的一個實施方案中，不同顏色的濾波器位于該組的幾何中心中。

在上述成像設備的一個實施方案中，不同顏色的濾波器是透明濾波器。

在上述成像設備的另選實施方案中，不同顏色的濾波器是綠色濾波器。

在上述成像設備的一個實施方案中，該組包括至少四個濾波器。

在上述成像設備的一個實施方案中：至少一組具有大于不同組的幾何面積；并且至少一組形成不對稱形狀。

在另一個方面中，本實用新型是用于在變化的光照水平下產生更高質量的圖像的成像系統，其特征在于包括：彩色像素的像素陣列，其中每個像素包括濾色器，其中彩色像素成組布置；其中至少一組包括：多個相同顏色的濾波器；和至少一個不同顏色的濾波器；耦接到像素陣列的圖像信號處理器，其中圖像信號處理器應用顏色校正矩陣；以及輸出設備，該輸出設備耦接到圖像信號處理器用于顯示經校正的圖像。

在上述成像系統的一個實施方案中，還包括共享的浮動擴散區，其中與至少一組濾色器相對應的多個像素耦接到共享的浮動擴散區。

在上述成像系統的一個實施方案中，不同顏色的濾波器是透明濾波器。

本實用新型的一個方面的技術效果在于所提供的成像設備在變化的光照水平下產生更高質量的圖像。

附圖說明

當結合以下示例性附圖考慮時，可參照具體實施方式更全面地了解本實用新型技術。在以下附圖中，通篇以類似附圖標記指代各附圖當中的類似元件和步驟。

圖1代表性地示出了根據本實用新型技術的示例性實施方案的系統；

圖2是根據本實用新型技術的示例性實施方案的成像設備的框圖；

圖3是根據本實用新型技術的示例性實施方案的像素的電路圖；

圖4代表性地示出了根據本實用新型技術的第一實施方案的濾色器陣列圖案；

圖5代表性地示出了根據本實用新型技術的第二實施方案的濾色器陣列圖案；

圖6代表性地示出了根據本實用新型技術的第三實施方案的濾色器陣列圖案；

圖7代表性地示出了根據本實用新型技術的第四實施方案的濾色器陣列圖案；

圖8代表性地示出了根據本實用新型技術的第五實施方案的濾色器陣列圖案；

圖9代表性地示出了根據本實用新型技術的第六實施方案的濾色器陣列圖案；

圖10代表性地示出了圖7所示的像素陣列的光譜響應；

圖11代表性地示出了圖8所示的像素陣列的光譜響應；

圖12代表性地示出了圖9所示的像素陣列的光譜響應；以及

圖13是根據本實用新型技術的示例性實施方案的合并過程的流程圖。

具體實施方式