[发明专利]包含钻石形像素的滤色器

说明书

本发明涉及一种包含钻石形像素的滤色器。描述滤色器阵列的实施例，其包含多个平铺最小重复单元。每一最小重复单元包含四个菱形滤色器的主集合，所述菱形滤色器经定位使得每一菱形滤色器的至少两个顶点接触邻接菱形滤色器的顶点，且使得四个菱形滤光器形成中心间隙空间及四个外围间隙空间，其中主集合包含具有第一光谱光响应的至少一个滤色器、具有第二光谱光响应的至少一个滤色器及具有第三光谱光响应的至少一个滤色器。每一最小重复单元还包含菱形滤光器的次集合，所述次集合包括定位于所述中心间隙空间中的菱形滤光器及定位于所述四个外围间隙空间中的三者中的菱形滤光器，其中次集合中的所述菱形滤光器具有不同于所述第一、第二及第三光谱光响应中的任何者的第四光谱光响应。

技术领域

所揭示的实施例大体上涉及图像传感器，且特定来说(但非排他地)，涉及包含具有钻石形滤光器的滤色器阵列(CFA)的图像传感器。

背景技术

图像传感器广泛用于数码照相机、蜂窝电话及安全摄像机中，还广泛用于医学、汽车及其它应用中。用于制造图像传感器的技术，且尤其是用于制造互补金属氧化物半导体(“CMOS”)图像传感器的技术已快速地持续发展，且对更高分辨率及更低电力消耗的要求已促进图像传感器的进一步微型化及集成。

常规CMOS图像传感器使用具有邻接正方形滤光器的滤色器阵列(CFA)，所述正方形滤光器具有例如红色、绿色及蓝色(RGB)的一组原色，被布置成通称的拜耳图案。在一些实施例中，额外可见或非可见滤光器可被包含于滤色器阵列中，以增加图像传感器的灵敏度及/或在可见波长范围外提供成像能力。

但额外像素可能会减小分辨率且致使色彩混叠。如果使用非可见滤光器，那么分辨率可能会减小，这是因为其减少可见像素的数目。色彩混叠导致错误的色彩出现于图像的区域中。

发明内容

本发明提供一种滤色器阵列，其包括：多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元至少包含：四个菱形滤色器的主集合，所述菱形滤色器经定位使得每一菱形滤色器的至少两个顶点接触邻接菱形滤色器的顶点，且使得所述四个菱形滤光器形成中心间隙空间及四个外围间隙空间，其中所述主集合包含具有第一光谱光响应的至少一个滤色器、具有第二光谱光响应的至少一个滤色器及具有第三光谱光响应的至少一个滤色器；及菱形滤光器的次集合，所述次集合包括定位于所述中心间隙空间中的菱形滤光器及定位于所述四个外围间隙空间中的三者中的菱形滤光器，其中所述次集合中的所述菱形滤光器具有不同于所述第一、第二及第三光谱光响应中的任何者的第四光谱光响应。

本发明还提供一种图像传感器，其包括：像素阵列，其包含多个个别像素；滤色器阵列，其定位于所述像素阵列上方使得所述像素阵列中的每一个别像素光学耦合到所述滤色器阵列的对应滤光器，所述滤色器阵列包括多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元至少包含：四个菱形滤色器的主集合，所述菱形滤色器经定位使得每一菱形滤色器的至少两个顶点接触邻接菱形滤色器的顶点，且使得所述四个菱形滤光器形成中心间隙空间及四个外围间隙空间，其中所述主集合包含具有第一光谱光响应的至少一个滤色器、具有第二光谱光响应的至少一个滤色器及具有第三光谱光响应的至少一个滤色器；及菱形滤光器的次集合，所述次集合包括定位于所述中心间隙空间中的菱形滤光器及定位于所述四个外围间隙空间中的至少三者中的滤光器，其中所述次集合中的所述菱形滤光器具有不同于所述第一、第二及第三光谱光响应中的任何者的第四光谱光响应；读出电路，其耦合到所述像素阵列以从所述个别像素读出信号；及功能逻辑，其耦合到所述读出电路以处理从所述个别像素读取的所述信号。

附图说明

参考以下图式描述本发明的非限制及非详尽实施例，其中贯穿各种视图相似的元件符号指代相似部件，除非另外指定。图式并非按比例绘制，除非明确指示。

图1是包含滤色器阵列的图像传感器的实施例的示意图。

图2A到2B分别是一对前侧照式像素的实施例及一对背侧照式像素的实施例的横截面。