[发明专利]包括分色元件的图像传感器

说明书

本发明提供一种图像传感器，该图像传感器包括：像素阵列，该像素阵列包括在其中多个第一像素和多个第二像素交替地布置的第一像素行以及在其中多个第二像素和多个第三像素交替地布置的第二像素行；第一分色元件，配置为允许在入射光当中的具有第二波段的光通过并在向下方向上行进，而且允许在入射光当中的具有第一波段的光和具有第三波段的光的混合物通过并在侧向方向上行进；以及在多个第一像素的至少一部分上的第一滤色器，该第一滤色器配置为仅透射具有第一波段的光。

技术领域

按照示例性实施方式的装置涉及包括分色元件的图像传感器，更具体而言，涉及通过使用分色元件能够提高光利用效率的图像传感器。

背景技术

一般而言，彩色显示装置或彩色图像传感器通过使用滤色器来显示各种颜色的图像或感测入射光的颜色。在现有的彩色显示装置或彩色图像传感器中，红色、绿色和蓝色(RGB)颜色过滤器方法被广泛使用。根据这种方法，例如，绿色过滤器位于四个像素当中的两个像素上而且蓝色过滤器和红色过滤器分别位于其它两个像素上。除RGB过滤器方法之外，可以采用青色、黄色、绿色和品红色(CYGM)过滤器。在这种情形下，相互补充的对应于青色、黄色、绿色和品红色的滤色器分别位于四个像素上。

然而，因为每个滤色器吸收除了允许透过每个滤色器的特殊颜色之外的颜色的光，所以光利用效率会较低。例如，当使用RGB过滤器时，仅仅三分之一的入射光透过而另外三分之二的入射光被吸收。因而，入射光的利用效率仅为大约33％。因而，当滤色器被用于彩色显示装置或彩色图像传感器中时，大量的光损失。

近来，为了提高在彩色显示装置或彩色图像传感器中的光利用效率，已经进行各种尝试来使用分色元件代替滤色器。分色元件可以基于根据光的波长而改变的光的衍射或折射特性分离入射光的颜色。通过分色元件分离的颜色可以被提供到对应颜色的像素。

发明内容

一个或更多示例性实施方式提供了一种通过使用分色元件能够提高光利用效率的图像传感器。

额外的方面将在以下的描述中被部分地阐述，且部分将自该描述明显或者可以通过示例性实施方式的实践而习知。

根据示例性实施方式的一方面，提供一种图像传感器，该图像传感器包括：包括第一像素行和第二像素行的像素阵列，在第一像素行中，多个第一像素和多个第二像素交替地布置，在第二像素行中，多个第二像素和多个第三像素交替地布置；第一分色元件，布置为面对在第一像素行中布置的所述多个第二像素和在第二像素行中布置的所述多个第二像素，第一分色元件被配置为允许在入射光当中的具有第二波段的光通过并在向下方向上行进，而且允许在入射光当中的具有第一波段的光和具有第三波段的光的混合物通过并在侧向方向上行进；和在所述多个第一像素的至少一部分上的第一滤色器，第一滤色器被配置为仅透射具有第一波段的光。

具有第二波段的光可以透过第一分色元件而且可以入射到布置在第一像素行中的所述多个第二像素和布置在第二像素行中的所述多个第二像素上，而且在第一像素行中，具有第一波段的光和具有第三波段的光的混合物可以透过第一分色元件而且可以入射到第一滤色器上，以及在第二像素行中，具有第一波段的光和具有第三波段的光的混合物可以透过第一分色元件而且可以入射到所述多个第三像素上。

基于具有第一波段而入射到所述多个第一像素上的光、具有第二波段而且入射到布置在第一像素行中的所述多个第二像素和布置在第二像素行中的所述多个第二像素上的光、以及入射到所述多个第三像素上的具有第一波段的光和具有第三波段的光的混合物，图像传感器可以获得具有第一波段的光、具有第二波段的光和具有第三波段的光的至少之一的强度。

图像传感器还可以包括在第二像素上的第二滤色器，第二滤色器被配置为仅透射具有第二波段的光。

图像传感器还可以包括在所述多个第一像素的第一部分上的第三滤色器，第三滤色器被配置为仅透射具有第三波段的光，而且第一滤色器可以布置在所述多个第一像素的第二部分上，以及第一滤色器和第三滤色器可以交替地布置在所述多个第一像素上。