[发明专利]彩色和红外图像传感器

权利要求书

1.一种彩色和红外图像传感器(1)，包括硅衬底(10)、在所述衬底中和所述衬底上形成的MOS晶体管(16；60、62、70、72、74)、至少部分地形成在所述衬底中的第一光电二极管(2)、覆盖所述衬底的光敏层(26)，以及彩色滤光片(34)，所述光敏层插入在所述衬底和所述彩色滤光片之间，所述图像传感器还包括位于所述光敏层的任一侧并界定所述光敏层中的第二光电二极管(4)的第一和第二电极(22、28)，所述第一光电二极管被配置为吸收可见光谱和红外光谱的第一部分的电磁波，并且所述光敏层被配置为吸收所述可见光谱的电磁波并且允许所述红外光谱的所述第一部分的电磁波通过，所述图像传感器针对要获取的所述彩色图像的每个像素，包括至少第一、第二和第三子像素(SPix)，每个子像素包括所述第二光电二极管(4)之一，所述第一光电二极管(2)之一，以及所述彩色滤光片(34)之一，所述第一、第二和第三子像素的所述彩色滤光片允许所述可见光谱的不同范围内的电磁波通过，所述图像传感器针对要获取的所述彩色图像的每个像素，包括至少一个第四子像素(SPix)，所述第四子像素包括所述第二光电二极管(4)之一和所述彩色滤光片(34)之一，所述第四子像素的所述彩色滤光片被配置为阻挡所述可见光谱的所述电磁波，以及允许位于所述可见光谱和所述红外光谱的所述第一部分之间的所述红外光谱的第三部分中的电磁波通过，所述光敏层(26)被配置为吸收所述红外光谱的所述第三部分中的电磁波。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括红外滤光片(40)、插入在所述光敏层(26)和所述红外滤光片之间的彩色滤光片(34)，所述红外滤光片被配置为允许所述可见光谱的电磁波通过，允许所述红外光谱的所述第一部分的电磁波通过，并且阻挡所述可见光谱和所述红外光谱的所述第一部分之间的所述红外光谱的至少第二部分的电磁波。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，包括插入在所述光敏层(26)和所述红外滤光片(50)之间的透镜阵列(36)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的图像传感器，其中对于要获取的所述彩色图像的每个像素，所述第二电极(28)由所述第一、第二和第三子像素(SPix)共用。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的图像传感器，对于每个第一、第二和第三子像素(SPix)，包括耦合到所述第二光电二极管(4)和所述第一光电二极管(2)的读出电路(6-2)。

6.根据权利要求5的图像传感器，其中所述读出电路(6-2)被配置为将在所述第一光电二极管(2)中产生的第一电荷转移到第一导电轨道(68；88)并且被配置为将在所述第二光电二极管(4)中产生的第二电荷转移到所述第一导电轨道(68)或第二导电轨道。

7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述第一光电二极管(2)按行和列布置，并且其中所述读出电路(6-2)被配置为在针对所述图像传感器的所有所述第一光电二极管(2)同时的第一时间间隔期间控制所述第一电荷的产生。

8.根据权利要求6或7所述的图像传感器，其中所述第二光电二极管(4)按行和列布置，并且其中所述读出电路(6-2)被配置为在针对所述图像传感器的所有所述第二光电二极管同时，或根据第二光电二极管的行的不同而发生时间偏移的第二时间间隔期间控制所述第二电荷的产生。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的图像传感器，其中所述读出电路(6-2)被配置为控制具有第一持续时间的所述第一光电二极管(2)的第一积分阶段，并且控制具有不同于所述第一持续时间的第二持续时间的所述第二光电二极管(4)的第二积分阶段。