CN101881849A - 彩色滤光片 - Google Patents

Abstract

一种彩色滤光片，包括一用于使光学影像信号透过而形成彩色影像的滤光部，该滤光部包括多个用以形成彩色影像的像素，其中每个像素包括八个次像素，该八个次像素共具有七种不同的颜色，透过该八个次像素形成的七种颜色的出射光线混合在一起从该像素上射出，使该像素整体上呈现彩色。

Description

彩色滤光片

技术领域

本发明涉及一种彩色滤光片，尤其涉及一种具有改进的像素结构的彩色滤光片。

背景技术

彩色滤光片(Color Filter)广泛地应用在摄像技术中。外界的光学影像信号由镜头摄入后，需要经过彩色滤光片的过滤，才能形成供影像感测器接收的彩色影像。显然，彩色滤光片的光学性能直接影响相机的整体性能。

请参阅图1及图2，一现有的彩色滤光片100一般包括一基板10、一遮光部11、一滤光部12及一电极层13。该基板10为采用玻璃制成的透明光滑平板。该遮光部11形成于该基板10上，其为采用黑色树脂膜或铬膜等遮光材料制成的具有多个微细网格的矩阵结构，覆盖于该基板10的部分表面上，用于防止像素间的漏光和不必要的反射。该滤光部12由具有红、绿、蓝三原色透光性的彩色滤光膜层构成。该等彩色滤光膜层可采用彩色的树脂等材料制成，其填充在基板10表面上未被遮光部11覆盖的位置，亦即布设在上述遮光部11具有的矩阵结构的网格中，从而被划分为多个像素。请进一步参阅图2，在现有技术中，滤光部12中的单个像素120一般是一个由遮光部11划分出来的正方形区域，该像素120内部又进一步由遮光部11划分为四个面积相等的正方形次像素121、122、123、124。其中，沿对角线排布的两个次像素121、123中分别设置有红色(red，图中缩写为R)及蓝色(blue，图中缩写为B)的彩色滤光膜层，而另两个次像素122、124中均设有绿色(green，图中缩写为G)的彩色滤光膜层。该电极层13为采用铟锡金属氧化物(Indium Tin Oxides，ITO)制成的透明导电薄膜，其通过溅镀等方式形成在该遮光部11及该滤光部12表面上将遮光部11及滤光部12完全覆盖，从而将遮光部11及滤光部12封装在该电极层13与基板10之间。

该彩色滤光片100被安装在一摄像装置例如相机(图未示)上进行使用时，大多是安装在相机的镜头(图未示)和影像感测器(图未示)之间，基板10置于镜头所在一侧，电极层13置于影像感测器所在一侧。当镜头摄入光学影像信号时，该光学影像信号通过基板10到达该滤光部12，经过该滤光部12的过滤作用即可形成彩色影像。具体地，上述光学影像信号透过每个像素120中的四个次像素121、122、123、124时，可以被分别过滤而得到红、绿、蓝三原色的单色出射光线，该三种单色出射光线的比例由透过该像素120的光线的具体颜色确定。上述三种单色出射光线依照不同比例混合在一起从该像素120上射出，即可使该像素120整体上呈现出各种不同的色彩。根据透过每个像素120的光线的具体颜色，多个像素120可以分别显示不同的色彩，组合成与被拍摄影像颜色相符的彩色光学影像信号。该彩色光学影像信号被影像感测器接收，即可被转换为可以传输及存储的电子影像信号。该电极层13则可为影像感测器的光/电转换工作提供必要的辅助电场。

然而，该现有彩色滤光片100虽然可以形成彩色影像，但其每个像素120中的次像素121、122、123、124色彩种类较少，仅有红绿蓝三种，在实际应用中可能导致像素120的色域不够宽广。另外，由于每个次像素121/122/123/124仅允许一种颜色的光线通过，因此该现有彩色滤光片100对镜头摄入的光学影像信号的能量利用率较低，可能导致在影像感测器上形成的影像亮度不足。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可获得更宽广的色域及更高的光源能量利用率的彩色滤光片

一种彩色滤光片，包括一用于使光学影像信号透过而形成彩色影像的滤光部，该滤光部包括多个用以形成彩色影像的像素，其中每个像素包括八个次像素，该八个次像素共具有七种不同的颜色，透过该八个次像素形成的七种颜色的出射光线混合在一起从该像素上射出，使该像素整体上呈现彩色。

与现有技术相比，本发明提供的彩色滤光片的每个像素都含有共具有七种不同颜色的八个次像素，与每个像素仅含有三种不同颜色的四个像素的现有彩色滤光片相比，光学影像信号透过该彩色滤光片可形成色彩种类更多的出射光线，组合在一起可以获得更加宽广的色域。另外，该彩色滤光片还可对每种单色光都提供比现有彩色滤光片更大的透光面积，对光学影像信号的能量利用率较高。

附图说明

图1为现有彩色滤光片的截面结构示意图。

图2为现有彩色滤光片的遮光部及滤光部的结构示意图。

图3为本发明彩色滤光片较佳实施例的截面结构示意图。

图4为本发明彩色滤光片较佳实施例的遮光部及滤光部的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图3及图4，本发明的较佳实施例为一彩色滤光片200，该彩色滤光片200用于数码相机等摄像装置中，其包括一基板20、一遮光部21、一滤光部22及一电极层23。

该基板20为采用玻璃制成的透明的光滑平板，该彩色滤光片200的其它部分均堆叠形成于该基板20上。该遮光部21为采用黑色树脂膜或铬膜等遮光材料制成的网状结构，用于防止像素间的漏光和不必要的反射。该遮光部21具有多个微细的正方形网格(图未标)，其中每个正方形网格又被遮光部21进一步分隔成八个大小相等的等腰直角三角形次网格(图未标)。

该滤光部22由具有红(red，图中缩写为R)、绿(green，图中缩写为G)、蓝(blue，图中缩写为B)、黄(yellow，图中缩写为Y)、青(cyan，图中缩写为C)、紫(magenta，图中缩写为M)、白(white，图中缩写为W)七种色彩的透光性的彩色滤光膜层构成。该彩色滤光膜层可采用彩色的树脂等材料制成(其中白色滤光膜层采用无色透明材料制造即可)，其填充在基板20表面上未被遮光部21覆盖的位置，亦即布设在上述遮光部21的网格中，从而被划分为影像显示所需的多个像素。请进一步参阅图4，在遮光部21每个正方形网格的八个次网格中，有六个次网格内分别设置有该滤光部22的红色、蓝色、黄色、青色、紫色及白色的彩色滤光膜层，剩下两个次网格中均设置绿色滤光膜层，从而形成八个面积大致相等的次像素221、222、223、224、225、226、227、228。当光学影像信号透过该像素220的八个次像素221、222、223、224、225、226、227、228，一共可以形成七种颜色的出射光线。上述七种单色出射光线依照不同比例混合在一起，即可使该像素220整体上呈现出各种不同的色彩。

该电极层23为采用铟锡金属氧化物(Indium Tin Oxides，ITO)制成的透明导电薄膜，其通过溅镀等方式形成在该遮光部21及该滤光部22表面上将遮光部21及滤光部22完全覆盖，从而将遮光部21及滤光部22封装在该电极层23与基板20之间。

该彩色滤光片100被安装在一现有摄像装置例如相机(图未示)上进行使用时，其装设在相机的镜头(图未示)和影像感测器(图未示)之间，基板10置于镜头所在一侧，电极层13置于影像感测器所在一侧。当镜头摄入光学影像信号时，该光学影像信号通过基板10到达该滤光部12，经过该滤光部12的过滤作用即可形成彩色影像。具体地，上述光学影像信号透过每个像素120中的八个次像素221、222、223、224、225、226、227、228时，可以被分别过滤而得到红色、绿色、蓝色、黄色、青色、紫色及白色共七种颜色的出射光线，该七种单色出射光线的比例由透过该像素220的光线的具体颜色确定。上述七种单色出射光线依照不同比例混合在一起从该像素220上射出，即可使该像素220整体上呈现出各种不同的色彩。根据透过每个像素220的光线的具体颜色，多个像素220可以分别显示不同的色彩，组合成与被拍摄影像颜色相符的彩色光学影像信号。该彩色光学影像信号被影像感测器接收，即可被转换为可以传输及存储的电子影像信号。该电极层23则可为影像感测器的光/电转换工作提供必要的辅助电场。

如前所述，该彩色滤光片200的每个像素220都含有八个次像素221、222、223、224、225、226、227、228，一共可形成红色、绿色、蓝色、黄色、青色、紫色及白色七种颜色的出射光线。而上述现有彩色滤光片100中，每个像素120仅含有四个次像素121、122、123、124，且只能形成红色、绿色、蓝色三种颜色的出射光线。显然，与现有技术相比，该彩色滤光片200可提供的出射光线的色彩种类较多，混合在一起可以使其获得比现有彩色滤光片100更加宽广的色域。

另外，在上述现有彩色滤光片100中，其每个像素120含有的四个次像素121、122、123、124面积大致相等，各占复合像素总透光面积的约1/4。由于光学影像信号由红色、绿色、蓝色三种基本单色光组成，使用中，光学影像信号中含有的红色光只能透过上述次像素121，绿色光只能透过上述次像素122及124，蓝色光只能透过上述次像素123。因此，红色光和蓝色光都只能透过每个像素120的总透光面积的约1/4，绿色光只能透过每个像素120的总透光面积的约1/2。这样可能导致该现有彩色滤光片100的透光性能较差，对光学影像信号的能量利用率较低。

而在本发明提供的彩色滤光片200中，每个像素220的八个次像素221、222、223、224、225、226、227、228各占该像素220的总透光面积的约1/8。由于黄光由红光与绿光混合形成，青光由绿光与蓝光混合形成，紫光由蓝光与红光混合形成，白光由红光、绿光、蓝光三者混合形成，所以上述的黄色次像素223允许红光与绿光透过，青色次像素224允许绿光与蓝光透过，紫色次像素225允许蓝光与红光透过，白色次像素226允许红光、绿光与蓝光均透过。当光学影像信号到达该彩色滤光片200的任一像素220时，该像素220中的红色次像素221、黄色次像素223、紫色次像素225、白色次像素226均允许红光透过，即红色光可以透过该像素220的总透光面积的约1/2。类似地，绿、黄、青、白四色的次像素227、228、223、224、226均允许绿光透过，即绿色光可以透过该像素220的总透光面积的约5/8。蓝、青、紫、白三色的次像素222、224、225、226均允许蓝光透过，即蓝色光可以透过该像素220的总透光面积的约1/2。由此可见，在该彩色滤光片200的每个像素220的总透光面积与现有彩色滤光片100的每个像素120的总透光面积相等的前提下，该彩色滤光片200对于每种单色光都可提供比现有彩色滤光片100更大的透光面积，具有更好的透光性能，对光学影像信号的能量利用率较高。

可以理解，遮光部21的网格也可制作成其他形状，对应地，每个像素220及其中包含的八个次像素221、222、223、224、225、226、227、228也可以是其他形状，只要确保每个像素220均包含八个次像素221、222、223、224、225、226、227、228，光学影像信号透过该像素220一共可形成上述七种颜色的出射光线即可。

Claims (10)

1.一种彩色滤光片，包括一用于使光学影像信号透过而形成彩色影像的滤光部，其特征在于：该滤光部包括多个用以形成彩色影像的像素，其中每个像素包括八个次像素，该八个次像素共具有七种不同的颜色，透过该八个次像素形成的七种颜色的出射光线混合在一起从该像素上射出，使该像素整体上呈现彩色。

2.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：该八个次像素中两个的颜色分别为红色及蓝色。

3.如权利要求2所述的彩色滤光片，其特征在于：该八个次像素中两个的颜色为绿色。

4.如权利要求3所述的彩色滤光片，其特征在于：该八个次像素中四个的颜色分别为黄色、青色、紫色、白色。

5.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：所有次像素的面积相等。

6.如权利要求1所述的彩色滤光片，其特征在于：该彩色滤光片还包括一遮光部，该遮光部具有网状结构，该滤光部形成于该遮光部的网格中。

7.如权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于：该遮光部的每个网格都被该遮光部进一步分隔成八个大小相等的次网格。

8.如权利要求7所述的彩色滤光片，其特征在于：该滤光部的每个像素都形成于该遮光部的一个网格中，在每个网格的八个次网格中分别形成有该八个次像素。

9.如权利要求6所述的彩色滤光片，其特征在于：该彩色滤光片还包括一透明的基板，该滤光部及该遮光部均形成于该基板上。

10.如权利要求9所述的彩色滤光片，其特征在于：该彩色滤光片还包括一电极层，该电极层为一透明导电薄膜，其形成在该遮光部及该滤光部表面上，从而将遮光部及滤光部封装在该电极层与基板之间。

Images