CN105633105B - 用以最小化颜色混叠的rgbc彩色滤光器阵列图案 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用以最小化颜色混叠的RGBC彩色滤光器阵列图案。彩色滤光器阵列的实施方案包括多个平铺式最小重复单元。每一最小重复单元至少包含：第一组滤光器，其包括三个或三个以上彩色滤光器，所述第一组包含至少一个具有第一光谱光响应的彩色滤光器、至少一个具有第二光谱光响应的彩色滤光器及至少一个具有第三光谱光响应的彩色滤光器；以及第二组滤光器，其包括一或多个定位在所述第一组的所述彩色滤光器之中的宽带滤光器，其中所述一或多个宽带滤光器中的每一者具有与所述第一、第二及第三光谱光响应中的任一者相比具有更宽光谱的第四光谱光响应，且其中所述第二组的个别滤光器与所述第一组中的个别滤光器中的任一者相比具有更小区域。揭示及主张其它实施方案。

Description

用以最小化颜色混叠的RGBC彩色滤光器阵列图案
技术领域
所揭示的实施例大体上涉及图像传感器，且尤其(但非排他性地)涉及与图像传感器一起使用以最小化颜色混叠的彩色滤光器阵列图案。
背景技术
在数码相机、手机及安全相机、医疗、汽车及其它应用中广泛使用图像传感器。用于制造图像传感器(且尤其是互补金属氧化物半导体(“COMS”)图像传感器)的技术已持续以迅猛的速度进步，且对更高分辨率及更低能耗的需求已促进图像传感器的进一步微型化及集成化。
常规COMS图像传感器使用具有布置成所谓拜耳(Bayer)图案的原色组(例如，红色、绿色及蓝色(RGB))的彩色滤光器阵列(CFA)。在一些实施例中，透明像素(也称作无色、透明或全色像素)可包含于所述彩色滤光器阵列中以增加所述图像传感器的灵敏度。包含透明滤光器与RGB彩色滤光器的彩色滤光器阵列被称作RGBC像素图案。
一些RGBC图案虽增加灵敏度，但却可能遭受颜色混叠。颜色混叠导致错误的颜色出现在图像的区域中。举例来说，颜色(例如，红色或蓝色)可出现在本应为绿色的图像部分中。在颜色混叠的另一实例中，在黑色或其它深色背景上、寄存在个别像素上的小白色线将被解释为含有所寄存的原色中的一者的单个像素的线。颜色混叠的发生至少部分是由于RGBC图案内的透明滤光器的对准。具有透明像素的图像传感器更容易出现颜色混叠，因为透明像素不产生其自身的除了光的强度以外的任何颜色信息。
颜色混叠通常为通过使用具有电荷耦合装置(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(COMS)图像传感器的某些彩色滤光器阵列(CFA)而导致的不良影响。因此，希望设计最小化颜色混叠的CFA图案。
发明内容
本发明的一实施例涉及一种彩色滤光器阵列。所述彩色滤光器阵列包括：多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元至少包含：第一组滤光器，其包括三个或三个以上彩色滤光器，所述第一组包含至少一个具有第一光谱光响应的彩色滤光器、至少一个具有第二光谱光响应的彩色滤光器及至少一个具有第三光谱光响应的彩色滤光器；以及第二组滤光器，其包括一或多个定位在所述第一组的所述彩色滤光器之中的宽带滤光器，其中所述一或多个宽带滤光器中的每一者具有与所述第一、第二及第三光谱光响应中的任一者相比具有更宽光谱的第四光谱光响应，且其中所述第二组的个别滤光器与所述第一组中的个别滤光器中的任一者相比具有更小区域。
本发明的另一实施例涉及一种图像传感器。所述图像传感器包括：像素阵列，其包含多个个别像素；彩色滤光器阵列，其定位在所述像素阵列的上方，使得所述像素阵列中的每一个别像素光学耦合到所述彩色滤光器阵列的对应滤光器，所述彩色滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元至少包含：第一组滤光器，其包括三个或三个以上彩色滤光器，所述第一组包含至少一个具有第一光谱光响应的彩色滤光器、至少一个具有第二光谱光响应的彩色滤光器及至少一个具有第三光谱光响应的彩色滤光器，及第二组滤光器，其包括一或多个定位在所述第一组的所述彩色滤光器之中的宽带滤光器，其中所述一或多个宽带滤光器中的每一者具有与所述第一、第二及第三光谱光响应中的任一者相比具有更宽光谱的第四光谱光响应，且其中所述第二组的所述个别滤光器与所述第一组中的所述个别滤光器中的任一者相比具有更小区域；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
参考以下诸图描述非限制性及非穷尽实施例，其中相同参考数字贯穿各视图指代相同部分，除非另有指定。
图1为包含彩色滤光器阵列的图像传感器的实施例的示意图。
图2A到2B分别为一对前侧照明像素的实施例及一对背侧照明像素的实施例的横截面。
图3为通过平铺多个最小重复单元(MRU)而形成的彩色滤光器阵列(CFA)的实施例的图。
图4A到4E为最小重复单元的实施例的图。
图5A到5D为最小重复单元的其它实施例的图。
图6A到6D为最小重复单元的其它实施例的图。
图7A到7F为最小重复单元的其它实施例的图。
图8A到8D为最小重复单元的其它实施例的图。
图9A到9B为耦合到彩色滤光器阵列的像素阵列的实施例的横截面图。
具体实施方式
描述用于与图像传感器一起使用以最小化颜色混叠的彩色滤光器阵列图案的设备、系统及方法的实施例。描述特定细节以提供对所述实施例的透彻理解，但所属领域的技术人员将认识到，可在不具有一或多个所描述的细节的情况下或具有其它方法、组件、材料等等的情况下实践本发明。在一些情况下，未展示或详细地描述众所周知的结构、材料或操作，但这些仍涵盖于本发明的范围内。
贯穿此描述对“一个实施例”或“一实施例”的参考意指所描述的特征、结构或特性可包含于至少一个所描述实施例中。结果，“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必皆是指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性可以任何合适方式组合于一或多个实施例中。
图1说明互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器100的实施例，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器100包含彩色像素阵列105、耦合到所述像素阵列的读出电路170、耦合到所述读出电路的功能逻辑115，及耦合到所述像素阵列的控制电路120。彩色像素阵列105为具有X个像素列及Y个像素行的个别成像传感器或像素(例如，像素P1、P2、……、Pn)的二维(2D)阵列。彩色像素阵列105可实施在前侧照明图像传感器中，如图2A所展示；或实施为背侧照明图像传感器，如图2B所展示。如所说明，将所述阵列中的每一像素布置成行(例如，行R1到Ry)及列(例如，列C1到Cx)以获取人员、位置或对象的图像数据，所述图像数据可随后用于呈现人员、位置或对象的2D图像。彩色像素阵列105使用耦合到所述像素阵列的彩色滤光器阵列(“CFA”)指派颜色到每一像素，如下文结合所揭示的彩色滤光器阵列的实施例所进一步论述。
在像素阵列105中的每一像素已获取其图像数据或图像电荷之后，图像数据由读出电路170读出且传送到功能逻辑115用于存储、额外处理等等。读出电路170可包含放大电路、模/数(“ADC”)转换电路或其它电路。功能逻辑115可存储图像数据及/或通过应用后图像效果(例如，裁剪、旋转、移除红眼、调整亮度、调整对比度或以其它方式)操纵图像数据。在一个实施例中，功能逻辑115也可用于处理图像数据以校正(即，减少或移除)固定模式噪声。控制电路120耦合到像素阵列105以控制彩色像素阵列105的操作特性。举例来说，控制电路120可产生用于控制图像获取的快门信号。
图2A说明CMOS图像传感器中的一对前侧照明(FSI)像素200的实施例的横截面。FSI像素200的前侧为衬底202的在其上安置光敏区域204及相关联像素电路且在其上方形成用于重新分布信号的金属堆叠206的侧。金属堆叠206包含金属层M1及M2，其经图案化以创建光学通道，通过所述光学通道，入射在FSI像素200上的光可到达光敏或光电二极管(“PD”)区域204。为了实施彩色图像传感器，前侧可包含彩色滤光器阵列201，其中将其个别彩色滤光器(在此特定横截面中说明个别滤光器203及205)中的每一者安置于微透镜206下方，微透镜206辅助将入射光聚焦到PD区域204上。彩色滤光器阵列201可为本文所论述的任何彩色滤光器阵列。
图2B说明CMOS图像传感器中的一对背侧照明(BSI)像素250的实施例的横截面。如在FSI像素200中，像素250的前侧为衬底202的在其上安置光敏区域204及相关联像素电路且在其上方形成用于重新分布信号的金属堆叠206的侧。背侧为衬底202的与前侧相对的侧。为了实施彩色图像传感器，背侧可包含彩色滤光器阵列201，其中将其个别彩色滤光器(在此特定横截面中说明个别滤光器203及205)中的每一者安置于微透镜206下方。彩色滤光器阵列201可为本文所论述的任何彩色滤光器阵列。微透镜206辅助将入射光聚焦到光敏区域204上。像素250的背侧照明意指金属堆叠206中的金属互连线不使正被成像的对象与光敏区域204之间的路径变混乱，从而引起光敏区域204进行更大信号产生。
图3说明彩色滤光器阵列(CFA)及平铺以形成所述CFA的一组最小重复单元(MRU)。CFA 300包含若干个别滤光器，所述个别滤光器实质上对应于所述像素阵列中的若干个别像素，所述CFA耦合或将耦合到所述像素阵列。每一个别滤光器光学耦合到所述像素阵列中的对应个别像素且具有从一组光响应中选择的特定彩色光响应。特定光响应对电磁光谱的某些部分具有高灵敏度，而同时对所述光谱的其它部分具有低灵敏度。所述像素自身未被染色，但因为CFA通过在所述像素上方放置滤光器来指派单独光响应到每一像素，所以常常将像素称为具有那一特定光响应的像素。因此，如果像素不具有滤光器或其耦合到透明(即，全色或无色)滤光器，那么像素可被称为“透明像素”；如果像素耦合到蓝色滤光器，那么像素可被称为“蓝色像素”；如果像素耦合到绿色滤光器，那么像素可被称为“绿色像素”；或如果像素耦合到红色滤光器，那么像素可被称为“红色像素”，等等。
经选择以供在传感器中使用的所述组彩色光响应通常具有至少三个颜色，但在一些实施例中可包含四个或四个以上颜色。在具有四个彩色光响应的CFA 300的实施例中，所述组彩色光响应可为红色、绿色、蓝色及透明或全色(即，中性或无色)。但在其它实施例中，CFA 300可包含除了所列出的那些光响应之外或代替所列出的那些光响应的其它光响应。例如，其它实施例可包含青色(C)、品红色(M)及黄色(Y)滤光器、透明(即，无色)滤光器、红外线滤光器、紫外线滤光器、x射线滤光器等等。
如本文中所使用，白色、透明、无色或全色光响应是指与在所选择的所述组彩色光响应中所表示的那些光谱灵敏度相比具有更宽光谱灵敏度的光响应。全色光灵敏度可具有跨越整个可见光谱的高灵敏度。术语全色像素将指具有全色光响应的像素。尽管全色像素通常具有与彩色光响应组相比更宽的光谱灵敏度，但每一全色像素可具有相关联滤光器。此滤光器为中性密度滤光器或彩色滤光器。
将CFA 300中的个别滤光器分组成最小重复单元(MRU)(例如，MRU 302)，且MRU302垂直地及水平地平铺(如箭头所指示)以形成CFA 300。最小重复单元为使得无其它重复单元具有更少个别滤光器的重复单元。彩色滤光器阵列可包含若干不同重复单元，但如果在所述阵列中存在具有更少个别滤光器的另一重复单元，那么重复单元不是最小重复单元。其它实施例还可包含具有MRU的滤光器阵列，所述MRU包含与针对MRU 302所说明的像素数目相比更多或更少的像素。
图4A说明最小重复单元(MRU)400的实施例。MRU 400包含经布置以形成四边形环的四个四边形滤光器402a到402d。四边形环为当将一个四边形的区域从与其具有相同形状及相同中心的更大四边形的内部减去时所形成的形状。在所说明的实施例中，所述四边形环为正方形环，但在其它实施例中，其形状无需为正方形。
在所说明的实施例中，滤光器402a到402d为矩形且实质上具有相同的大小，但在其它实施例中，滤光器402a到402d可为其它四边形形状。在另一实施例中，所有四个滤光器402到402d无需具有相同的大小。在由滤光器402a到402d所形成的四边形环的中心处为四边形滤光器404，其与滤光器402a到402d中的任一者相比具有更小区域。滤光器404的边缘与滤光器402a到402d的边缘重合，使得由滤光器402a到402d所形成的四边形环的内部对滤光器404定形及定边界。在所说明的实施例中，滤光器404为正方形，但在其它实施例中，滤光器404可取决于四边形滤光器402a到402d的形状及相对大小而为非正方形四边形。
为了将光谱光响应指派到MRU 400中的个别滤光器，所述个别滤光器可分成两个群组：第一群组，其包含具有三个不同彩色光谱光响应S1、S2及S3的滤光器；以及第二群组，其包含具有第四光响应S4的宽带滤光器。宽带意指具有光谱光响应S4的滤光器通过与具有光谱光响应S1、S2及S3的滤光器中的任一者相比波长更宽的光谱，且实际上，在一些实施例中，S4可涵盖S1到S3所有三者。在MRU 400中，指派三个光谱光响应S1到S3到四个滤光器402a到402d，意指光响应S1到S3中的任一者可在MRU400中出现两次；换句话说，相同彩色光响应滤光器可在MRU中出现一次以上。例如，在所说明的实施例中，光谱光响应S2出现两次，使得在此实施例中，所述相同彩色光响应滤光器对角地相对且非邻接。但在其它实施例中，相同彩色光响应滤光器可不同于所展示者而定位。举例来说，所述相同光响应滤光器可沿不同的对角线而定位，或可水平抑或垂直地邻接。
图4B到4E说明具有光谱光响应的特定指派的MRU 400的实施例。图4B说明MRU400的实施例，其中光谱光响应S1到S3是从包含红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的原色组(也称为RGB颜色组)中选择。在所说明的实施例中，S1为红色，S2为绿色，且S3为蓝色。光谱光响应S4(其具有与S1到S3相比更宽的光谱)为全色。
图4C说明其中光谱光响应S1到S3是从图4B中所展示的相同原色组(RGB)中选择但颜色指派不同的实施例。在所说明的实施例中，S1为绿色，S2为蓝色，且S3为红色。如在先前实施例中，S4仍为全色。
图4D说明以下实施例：两个相同彩色光响应滤光器不同于图4A中而布置：在此实施例中，一对相同彩色光响应滤光器(在此实施例中为绿色)垂直邻接而非对角地相对。在所说明的实施例中，彩色光响应S1到S3是从RGB原色组中选择，且S4仍为全色。
图4E说明以下实施例：光谱光响应S1到S3如图4A中所展示而布置，但其中光谱光响应S1到S3使用不同的原色组。在所说明的实施例中，所述原色组为青色(C)，品红色(M)及黄色(Y)颜色组，且所述光谱光响应被指派在所述MRU中，使得S1为青色，S2为黄色且S3为品红色。
图5A说明MRU 500的另一实施例。MRU 500包含布置成直线的三个八边形滤光器502、504及506，其中每一滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘。在所说明的实施例中，八边形滤光器502、504、506为大小相等的规则八边形，但在其它实施例中，其无需规则，也无需大小相等。MRU 500还包含三个四边形滤光器508、510及512，意指在八边形与四边形滤光器之间存在1:1的比例。四边形滤光器508、510及512与八边形滤光器502、504及506中的任一者相比具有更小区域。四边形滤光器508、510及512各自具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，使得在通过平铺MRU 500而产生的彩色滤光器阵列中，四边形滤光器508、510及512将占据八边形滤光器之间的间隙且由所述间隙定边界。在所说明的实施例中，四边形滤光器508、510、512为正方形，但在其它实施例中，其可为非正方形四边形，例如，矩形、梯形或菱形。
不同的光响应被指派到MRU 500中的个别滤光器。彩色光响应S1到S3被指派到八边形像素502、504及506，而宽带光谱光响应S4被指派到四边形像素508、510及512。彩色光响应S1到S3可从原色组(例如，RGB或CMY)中选择。在MRU 500中，三个彩色光响应被指派到三个滤光器，意指每一光响应S1到S3在MRU中出现一次。
图5B说明MRU 500的实施例，其中彩色光响应S1到S3是从RGB原色组中选择。在所说明的实施例中，彩色光响应S1到S3经指派使得S1为红色、S2为绿色且S3为蓝色，但在其它实施例中，指派到每一彩色光响应S1到S3的原色可为不同的。指派到四边形滤光器508到512的宽带光谱光响应S4为全色(P)。
图5C说明MRU 550的替代实施例。MRU 550包含经布置以形成直角的三个八边形滤光器552、554及556，其中每一滤光器具有至少一个与至少一个邻接或邻近的八边形滤光器的边缘重合的边缘。在所说明的实施例中，八边形滤光器552、554及556为实质上大小相等的规则八边形，但在其它实施例中，其无需规则，也无需大小相等。MRU550还包含三个四边形滤光器558、560及562，意指在八边形与四边形滤光器之间存在1:1的比例。四边形滤光器558、560及562与八边形滤光器552、554及556中的任一者相比具有更小区域。每一四边形滤光器558、560及562具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，使得在通过平铺MRU 550而产生的彩色滤光器阵列中，四边形滤光器558、560及562将占据八边形滤光器之间的间隙。在所说明的实施例中，四边形滤光器558、560、562为正方形，但在其它实施例中，其可为非正方形四边形，例如，矩形、梯形或菱形(取决于所述八边形滤光器的形状及大小)。
不同的光响应被指派到MRU 550中的个别滤光器。彩色光响应S1到S3被指派到八边形像素502、504及506，而宽带光谱光响应S4被指派到四边形像素508、510及512。彩色光响应S1到S3可从原色组(例如，RGB或CMY)中选择。在MRU 500中，三个彩色光响应被指派到三个滤光器，意指每一光响应S1到S3在MRU中出现一次。
图5D说明MRU 550的实施例，其中彩色光响应S1到S3是从RGB原色组中选择。在所说明的实施例中，彩色光响应S1到S3经指派使得S1为红色、S2为绿色且S3为蓝色，但在其它实施例中，指派到彩色光响应S1到S3的原色可为不同的。指派到四边形滤光器558到562的宽带光谱光响应S4为全色(P)。
图6A说明MRU 600的另一实施例。MRU 600包含布置成直线的四个八边形滤光器602、604、606及608，其中每一滤光器具有至少一个与邻接或邻近八边形滤光器的至少一个边缘重合的边缘。在所说明的实施例中，八边形滤光器602、604、606及608为大小相等的规则八边形，但在其它实施例中，其无需规则，也无需大小相等。MRU 600还包含四个四边形滤光器610、612、614及616，意指在八边形与四边形滤光器之间存在1:1的比例。四边形滤光器610、612、614及616与八边形滤光器602、604、606及608中的任一者相比具有更小区域。四边形滤光器610、612、614及616各自具有至少两个由邻近或邻接八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，使得在通过平铺MRU 600而产生的彩色滤光器阵列中，四边形滤光器610、612、614及616将占据八边形滤光器之间的间隙。在所说明的实施例中，四边形滤光器610、612、614及616为正方形，但在其它实施例中，其可为非正方形四边形，例如，矩形、梯形或菱形(取决于所述八边形滤光器的形状及大小)。
不同的光响应被指派到MRU 600中的个别滤光器。彩色光响应S1到S3被指派到八边形像素602、604、606及608，而宽带光谱光响应S4被指派到四边形像素610、612、614及616。彩色光谱光响应S1到S3可从原色组(例如，RGB或CMY)中选择。在MRU600中，三个彩色光响应被指派到四个滤光器，意指每一光响应S1到S3在所述MRU中出现两次。出现两次的特定光谱光响应以及在这两个相同彩色光响应滤光器的MRU内的位置在不同实施例中可为不同的。
图6B说明MRU 600的实施例，其中彩色光响应S1到S3是从RGB原色组中选择。在所说明的实施例中，彩色光响应S1到S3经指派使得S1为红色，S2为绿色且S3为蓝色，但在其它实施例中，指派到每一彩色光响应S1到S3的原色可为不同的。指派到四边形滤光器610到616的宽带光谱光响应S4为全色(P)。
图6C说明MRU 650的替代实施例。MRU 650包含布置成正方形的四个八边形滤光器652、654、656及658，其中每一八边形滤光器具有至少两个与邻近或邻接八边形滤光器的边缘重合的边缘。在所说明的实施例中，八边形滤光器652、654、656及658为实质上大小相等的规则八边形，但在其它实施例中，其无需规则，也无需大小相等。MRU 650还包含四个四边形滤光器660、662、664及666，意指在八边形与四边形滤光器之间存在1:1的比例。四边形滤光器660、662、664及666与八边形滤光器652、654、656及658中的任一者相比具有更小区域。四边形滤光器660、662、664及666各自具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，使得在通过平铺MRU 650而产生的彩色滤光器阵列中，四边形滤光器660、662、664及666将占据八边形滤光器之间的间隙；四边形滤光器660提供一实例：其占据由八边形滤光器652到658形成的间隙。在所说明的实施例中，四边形滤光器610、612、614及616为正方形，但在其它实施例中，其可为非正方形四边形，例如，矩形、梯形或菱形(取决于所述八边形滤光器的形状及大小)。
不同的光响应可被指派到MRU 650中的个别滤光器。彩色光响应S1到S3被指派到八边形像素652、654、656及658，而宽带光谱光响应S4被指派到四边形像素660、662、664及666。彩色光响应S1到S3可从原色组(例如，RGB或CMY)中选择。在MRU650中，三个彩色光响应被指派到四个滤光器，意指每一光响应S1到S3在MRU中出现两次。出现两次的特定光谱光响应以及在这两个相同彩色光响应滤光器的MRU内的位置在不同实施例中可为不同的。
图6D说明MRU 650的实施例，其中彩色光响应S1到S3是从RGB原色组中选择。在所说明的实施例中，彩色光响应S1到S3经指派使得S1为红色、S2为绿色且S3为蓝色，但在其它实施例中，指派到每一彩色光响应S1到S3的原色可为不同的。指派到四边形滤光器660到666的宽带光谱光响应S4为全色(P)。
图7A到7F说明MRU的替代实施例，其形成可以是通过将两个MRU 600的滤光器分组在一起且改变指派到每一八边形滤光器的彩色光响应，改变所述MRU内的相同彩色光响应滤光器的位置，或改变两者。图7A到7F中的MRU各自包含八个八边形滤光器(布置成两行，每行四个)及八个四边形滤光器，意指在八边形与四边形滤光器之间存在1:1的比例。三个彩色光响应S1到S3中的一者被指派到八个八边形滤光器中的每一者，意指光响应S1到S3中的任何一者可在所述MRU中出现多次。出现多次的特定光谱光响应以及在这些多个相同彩色光响应滤光器的MRU内的位置在不同实施例中可为不同的。在所说明的实施例中，彩色光响应S1到S3是从RGB原色组选择，但在其它实施例中，可使用其它原色组(例如，CMY)。此外，额外MRU实施例可借助于所说明的MRU的镜像(或将所说明的MRU旋转90度、180度或270度的图像)而形成。
图7A说明具有两行(每行四个)八边形滤光器的MRU。顶部行及底部行两者皆包含两对邻接的相同彩色光响应滤光器。在所描述的实施例中，顶部行包含一对邻接红色滤光器及一对邻接绿色滤光器，从而形成从左到右颜色序列RRGG，而在底部行中具有一对邻接绿色滤光器及一对邻接蓝色滤光器，从而形成从左到右颜色序列GGBB。所有四边形滤光器为全色。
图7B说明具有两行(每行四个)八边形滤光器的另一MRU。顶部行包含两对邻接的相同彩色光响应滤光器，而在底部行中，所有滤光器具有相同的光谱光响应。在所说明的实施例中，顶部行具有一对邻接红色像素及一对邻接蓝色像素，使得从左到右颜色序列为RRBB，而底部行包含的滤光器全部为绿色，具有从左到右颜色序列GGGG。所有四边形滤光器为全色。
图7C说明具有两行(每行四个)八边形滤光器的MRU的另一实施例。顶部行及底部行两者皆包含所有三个彩色光响应，但相同彩色光响应滤光器不邻接。在所说明的实施例中，顶部行及底部行两者皆具有从左到右颜色序列RGBG。所有四边形滤光器为全色。
图7D说明具有两行(每行四个)八边形滤光器的MRU的另一实施例。顶部行及底部行两者皆包含所有三个彩色光响应，但相同彩色光响应滤光器不邻接。在所说明的实施例中，八边形滤光器的顶部行具有从左到右颜色序列RGBG，而底部行具有从左到右颜色序列GRGB。所有四边形滤光器为全色。
图7E说明具有两行(每行四个)八边形滤光器的MRU的另一实施例。顶部行及底部行两者皆包含所有三个彩色光响应，但在此实施例中，两个绿色滤光器垂直邻接，而其它相同彩色光响应滤光器不邻接。在所描述的实施例中，八边形滤光器的顶部行具有从左到右颜色序列RGBG，而底部行具有从左到右颜色序列BGRG。所有四边形滤光器为全色。
图7F说明具有两行(每行四个)八边形滤光器的MRU的另一实施例。顶部行及底部行两者皆包含所有三个彩色光响应，但相同彩色光响应滤光器不邻接。在所说明的实施例中，八边形滤光器的顶部行具有从左到右颜色序列RGRG，而底部行具有从左到右颜色序列GBGB。所有四边形滤光器为全色。
图8A到8D说明MRU的替代实施例，其形成可以是通过分组四个MRU 600的滤光器(或替代地，图7A到7F的MRU中的两者的滤光器)且改变指派到每一八边形滤光器的彩色光响应，改变在相同彩色光响应滤光器的MRU内的位置，或改变两者。图8A到8D中的MRU各自包含十六个八边形滤光器(布置成四行，每行四个)及十六个四边形滤光器，意指在八边形与四边形滤光器之间存在1:1的比例。三个彩色光响应S1到S3中的一者被指派到十六个八边形滤光器中的每一者，意指光响应S1到S3中的任何一者可在所述MRU中出现多次。出现多次的特定光谱光响应以及在这些多个相同彩色光响应滤光器的MRU内的位置在不同实施例中可为不同的。在所说明的实施例中，彩色光响应S1到S3是从RGB原色组选择且宽带光响应S4为全色，但在其它实施例中，可使用其它原色组(例如，CMY)用于光响应S1到S3。此外，额外MRU实施例可由所说明的MRU的镜像(或将所说明的MRU旋转90度、180度或270度的图像)形成。
图9A到9B说明彩色图像传感器的实施例。图9A说明具有像素阵列902的彩色图像传感器900，像素阵列902包含多个光电二极管。彩色滤光器阵列904定位在像素阵列902的上方，使得每一光电二极管光学耦合到所述滤光器阵列中的对应滤光器。彩色滤光器阵列904可为本文所论述的任何滤光器阵列。在所说明的实施例中，随后，在整个像素阵列中，光电二极管906光学耦合到彩色滤光器908，光电二极管910光学耦合到宽带滤光器912，以此类推。滤光器阵列904中的每一彩色滤光器也耦合到对应微透镜914。在所说明的实施例中，滤光器阵列901中的每一个别滤光器的大小及形状实质上与其在像素阵列902中的对应光电二极管的大小及形状相匹配(例如，光电二极管906实质上与滤光器908的大小及形状相匹配，光电二极管910实质上与滤光器912的大小及形状相匹配，等等)，但如图9B所展示，在每一实施例中，无需为此情形。
图9B说明具有像素阵列952的彩色图像传感器950，像素阵列952包含多个光电二极管。彩色滤光器阵列954定位在像素阵列952的上方，使得每一光电二极管光学耦合到所述滤光器阵列中的一或多个对应滤光器。彩色滤光器阵列954可为本文所论述的任何滤光器阵列。在所说明的实施例中，滤光器阵列954中的每一个别滤光器的大小与其在滤光器阵列952中的对应光电二极管的大小与形状不匹配。例如，彩色滤光器(例如，滤光器958及963)比其对应光电二极管大，而宽带滤光器(例如，962)比其对应光电二极管小。在一些实施例中，每一滤光器的形状可与其对应光电二极管的形状相匹配，但在其它实施例中，无需为此情形。
由于不同的滤光器大小，像素阵列952中的一些光电二极管可光学耦合到多个滤光器。在所说明的实施例中，在整个像素阵列中，光电二极管956光学耦合到彩色滤光器958，但光电二极管960光学耦合到宽带滤光器962及彩色滤光器958及963，等等。滤光器阵列954中的滤光器中的每一者可光学耦合到微透镜，所述微透镜经设定大小以实质上与所述滤光器的大小相匹配；在所说明的实施例中，微透镜964实质上与滤光器958的大小相匹配，而微透镜966实质上与滤光器962的大小相匹配。
不希望本发明所说明的实施例的以上描述(包含摘要中所描述的内容)为详尽的或将本发明限于所揭示的确切形式。如所属领域的技术人员将认识到，尽管本文出于说明性目的而描述本发明的特定实施例及实例，但在本发明的范围内的各种等效修改是可能的。鉴于以上详细描述，可对本发明做出这些修改。
在所附权利要求书中所使用的术语不应解释为将本发明限于所揭示的实施例。而是，本发明的范围必须完全由所附权利要求书确定，必须根据权利要求书解释的既定原则来解释所附权利要求书。

Claims (34)

1.一种彩色滤光器阵列，其包括：
多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元至少包含：
第一组滤光器，其包括三个或三个以上彩色滤光器，所述第一组包含至少一个具有第一光谱光响应的彩色滤光器、至少一个具有第二光谱光响应的彩色滤光器及至少一个具有第三光谱光响应的彩色滤光器；以及
第二组滤光器，其包括一或多个定位在所述第一组的所述彩色滤光器之中的宽带滤光器，其中所述一或多个宽带滤光器中的每一者具有与所述第一、第二及第三光谱光响应中的任一者相比具有更宽光谱的第四光谱光响应，且其中所述第二组的个别滤光器与所述第一组中的个别滤光器中的任一者相比具有更小区域；
其中：
所述第一组滤光器中的个别滤光器为八边形；且
所述第二组滤光器中的个别滤光器为四边形，其中每一四边形滤光器的至少两个侧由邻近八边形滤光器的非邻接侧形成。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含三个八边形滤光器，所述第二组包含三个四边形滤光器，其中：
所述三个八边形滤光器经布置以形成直角，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻接或邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，且
所述三个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述三个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述三个四边形滤光器。
3.根据权利要求2所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一光谱光响应为红色(R)，所述第二光谱光响应为绿色(G)，所述第三光谱光响应为绿色(G)，且所述第四光谱光响应为全色(P)。
4.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含三个八边形滤光器，所述第二组包含三个四边形滤光器，其中：
所述三个八边形滤光器经布置成直线，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，且
所述三个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述三个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述三个四边形滤光器。
5.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含四个八边形滤光器，所述第二组包含四个四边形滤光器，其中：
所述四个八边形滤光器经布置成正方形，其中每一八边形滤光器具有至少两个与邻近或邻接八边形滤光器的边缘重合的边缘，且
所述四个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述四个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述四个四边形滤光器。
6.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含四个八边形滤光器，所述第二组包含四个四边形滤光器，其中：
所述四个八边形滤光器经布置成直线，其中每一八边形滤光器具有至少一个与邻接或邻近八边形滤光器的至少一个边缘重合的边缘，且
所述四个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述四个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述四个四边形滤光器。
7.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，所述顶部行及所述底部行两者包含两对邻接的相同彩色光响应八边形滤光器，且所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
8.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，所述顶部行包含两对邻接的相同彩色光响应八边形滤光器，而在所述底部行中的四个八边形滤光器具有相同的光谱光响应，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
9.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应，但相同彩色光谱光响应滤光器不水平邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
10.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应，但相同彩色光谱光响应滤光器不邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
11.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应，但具有所述第二光谱光响应的八边形滤光器垂直邻接而其它相同彩色光谱光响应滤光器不邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
12.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含两对相同彩色光响应八边形滤光器，但所述相同彩色光响应滤光器不邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
13.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行及第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S1-S2-S2，
在第三行及第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S2-S3-S3，且
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
14.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S2-S3-S2，
在第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S3-S2-S1，
在第三行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S3-S2-S1-S2，
在第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S1-S2-S3，且
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
15.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S1-S2-S2，
在第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S3-S3-S2-S2，
在第三行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S2-S1-S1，
在第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S2-S3-S3，且
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
16.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S2-S3-S2，
在第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S3-S2-S1，
在第三行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S1-S2-S3，
在第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S3-S2-S1-S2，且
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
17.一种图像传感器，其包括：
像素阵列，其包含多个个别像素；
彩色滤光器阵列，其定位在所述像素阵列的上方，使得所述像素阵列中的每一个别像素光学耦合到所述彩色滤光器阵列的对应滤光器，所述彩色滤光器阵列包括多个平铺式最小重复单元，每一最小重复单元至少包含：
第一组滤光器，其包括三个或三个以上彩色滤光器，所述第一组包含至少一个具有第一光谱光响应的彩色滤光器、至少一个具有第二光谱光响应的彩色滤光器及至少一个具有第三光谱光响应的彩色滤光器，及
第二组滤光器，其包括一或多个定位在所述第一组的所述彩色滤光器之中的宽带滤光器，其中所述一或多个宽带滤光器中的每一者具有与所述第一、第二及第三光谱光响应中的任一者相比具有更宽光谱的第四光谱光响应，且其中所述第二组的所述个别滤光器与所述第一组中的所述个别滤光器中的任一者相比具有更小区域；
其中：
所述第一组滤光器中的个别滤光器为八边形；且
所述第二组滤光器中的个别滤光器为四边形，其中每一四边形滤光器中的至少两个侧由邻接八边形滤光器的非邻接侧形成；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；以及
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。
18.根据权利要求17所述的图像传感器，其中每一滤光器的大小实质上与其对应像素的大小相匹配。
19.根据权利要求17所述的图像传感器，其中每一滤光器的大小与其对应像素的大小不同。
20.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含三个八边形滤光器，所述第二组包含三个四边形滤光器，其中：
所述三个八边形滤光器经布置以形成直角，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻接或邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，且
所述三个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述三个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述三个四边形滤光器。
21.根据权利要求20所述的图像传感器，其中所述第一光谱光响应为红色(R)，所述第二光谱光响应为绿色(G)，所述第三光谱光响应为绿色(G)，且所述第四光谱光响应为全色(P)。
22.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含三个八边形滤光器，所述第二组包含三个四边形滤光器，其中：
所述三个八边形滤光器经布置成直线，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，且
所述三个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述三个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述三个四边形滤光器。
23.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含四个八边形滤光器，所述第二组包含四个四边形滤光器，其中：
所述四个八边形滤光器经布置成正方形，其中每一八边形滤光器具有至少两个与邻近或邻接八边形滤光器的边缘重合的边缘，且
所述四个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述四个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述四个四边形滤光器。
24.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含四个八边形滤光器，所述第二组包含四个四边形滤光器，其中：
所述四个八边形滤光器经布置成直线，其中每一八边形滤光器具有至少一个与邻接或邻近八边形滤光器的至少一个边缘重合的边缘，且
所述四个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，且
其中所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应被指派到所述四个八边形滤光器，且所述第四光谱光响应被指派到所述四个四边形滤光器。
25.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含两对邻接的相同彩色光响应八边形滤光器，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
26.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行包含两对邻接的相同彩色光响应八边形滤光器，而在所述底部行中的四个八边形滤光器具有相同的光谱光响应，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
27.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应，但相同彩色光谱光响应滤光器不水平邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
28.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应，但相同彩色光谱光响应滤光器不邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
29.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含所述第一光谱光响应、所述第二光谱光响应及所述第三光谱光响应，但具有所述第二光谱光响应的八边形滤光器垂直邻接而其它相同彩色光谱光响应滤光器不邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
30.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含八个八边形滤光器，所述第二组包含八个四边形滤光器，其中：
所述八个八边形滤光器经布置成两行，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，其中所述两行包括顶部行及底部行，
所述顶部行及所述底部行两者包含两对相同彩色光响应八边形滤光器，但所述相同彩色光响应滤光器不邻接，且
所述八个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧。
31.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行及第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S1-S2-S2，
在第三行及第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S2-S3-S3，及
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
32.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S2-S3-S2，
在第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S3-S2-S1，
在第三行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S3-S2-S1-S2，
在第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S1-S2-S3，且
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
33.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S1-S2-S2，
在第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S3-S3-S2-S2，
在第三行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S2-S1-S1，
在第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S2-S3-S3，且
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
34.根据权利要求17所述的图像传感器，其中所述第一组包含十六个八边形滤光器，所述第二组包含十六个四边形滤光器，其中：
所述十六个八边形滤光器经布置成四行，每行四个滤光器，其中每一八边形滤光器具有至少一个与至少一个邻近八边形滤光器的边缘重合的边缘，
在第一行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S1-S2-S3-S2，
在第二行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S3-S2-S1，
在第三行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S2-S1-S2-S3，
在第四行中的所述八边形滤光器的从左到右光谱光响应序列为S3-S2-S1-S2，且
所述十六个四边形滤光器中的每一者具有至少两个由邻近八边形滤光器的非重合边缘形成的侧，
其中S1为所述第一光谱光响应，S2为所述第二光谱光响应，及S3为所述第三光谱光响应。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6418785B2 (ja) * 2014-05-21 2018-11-07 キヤノン株式会社 撮像素子、その制御方法、および制御プログラム、並びに信号処理装置
US9716868B1 (en) * 2016-03-03 2017-07-25 Omnivision Technologies, Inc. Color filter including diamond-shaped pixels
US9986213B2 (en) 2016-06-29 2018-05-29 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with big and small pixels and method of manufacture
DE102016212797A1 (de) 2016-07-13 2018-01-18 Robert Bosch Gmbh Lichtsensormodul, Verfahren zum Betreiben eines Lichtsensormoduls und Verfahren zum Herstellen eines Lichtsensormoduls
JP7007088B2 (ja) * 2016-12-07 2022-01-24 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 受光素子、撮像素子および電子機器
JP7349806B2 (ja) * 2018-03-28 2023-09-25 ブラックマジック デザイン ピーティーワイ リミテッド 画像処理方法及びフィルタアレイ
RU2711121C1 (ru) * 2018-08-14 2020-01-15 Александр Георгиевич Носков Комплекс четырёхцветного цифрового телевидения Фулл Колорс
US11172142B2 (en) * 2018-09-25 2021-11-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor for sensing LED light with reduced flickering
CN111564117B (zh) * 2019-02-13 2022-08-26 光宝光电(常州)有限公司 显示器
RU2710779C1 (ru) * 2019-04-22 2020-01-13 Вячеслав Михайлович Смелков Устройство "кольцевого" фотоприёмника цветного изображения для панорамного телевизионно-компьютерного наблюдения
CN110266919A (zh) * 2019-06-12 2019-09-20 德淮半导体有限公司 图像传感器
US11367743B2 (en) 2019-10-28 2022-06-21 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with shared microlens between multiple subpixels
US11367744B2 (en) 2019-12-05 2022-06-21 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with shared microlens and polarization pixel
US11252381B2 (en) 2019-12-11 2022-02-15 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with shared microlens
US11509869B2 (en) 2020-02-04 2022-11-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Pixel array reducing loss of image information and image sensor including same
CN111263129A (zh) * 2020-02-11 2020-06-09 Oppo广东移动通信有限公司 图像传感器、摄像头组件及移动终端
CN111385543B (zh) * 2020-03-13 2022-02-18 Oppo广东移动通信有限公司 图像传感器、摄像头组件、移动终端及图像获取方法
US11394935B2 (en) 2020-06-15 2022-07-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Pixel array for reducing image information loss and image sensor including the same
US11412190B2 (en) 2020-08-03 2022-08-09 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with subtractive color filter pattern
WO2022073364A1 (zh) * 2020-10-09 2022-04-14 Oppo广东移动通信有限公司 图像获取方法及装置、终端和计算机可读存储介质
US11670651B2 (en) * 2020-11-13 2023-06-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Pixel array including octagon pixel sensors
CN113921544A (zh) * 2020-11-20 2022-01-11 台湾积体电路制造股份有限公司 像素阵列及其形成方法
JP2023010159A (ja) * 2021-07-09 2023-01-20 株式会社ソシオネクスト 画像処理装置および画像処理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1992821A (zh) * 2005-12-30 2007-07-04 国际商业机器公司 成像传感器和包含该成像传感器的数字摄像机
CN102130139A (zh) * 2010-01-19 2011-07-20 采钰科技股份有限公司 三维彩色图像传感器及三维光学成像系统

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137100A (en) 1998-06-08 2000-10-24 Photobit Corporation CMOS image sensor with different pixel sizes for different colors
JP2001218073A (ja) * 1999-10-14 2001-08-10 Hitachi Kokusai Electric Inc 画像信号処理方法およびその方法を用いた画像信号処理装置およびその方法の手順を表すプログラムコードを記録した記録媒体
AU2001218821A1 (en) 2000-12-14 2002-06-24 3Dv Systems Ltd. 3d camera
KR101072375B1 (ko) * 2003-12-29 2011-10-11 엘지디스플레이 주식회사 화소별 개구율 자동제어가 가능한 액정표시장치
KR101093230B1 (ko) * 2004-04-09 2011-12-13 삼성전자주식회사 고 명도의 디스플레이를 위한 신규한 서브픽셀 레이아웃 및배열
WO2006064564A1 (ja) 2004-12-16 2006-06-22 Fujitsu Limited 撮像装置、撮像素子および画像処理方法
US7688368B2 (en) 2006-01-27 2010-03-30 Eastman Kodak Company Image sensor with improved light sensitivity
JP4946147B2 (ja) * 2006-04-14 2012-06-06 ソニー株式会社 固体撮像装置
US7916362B2 (en) 2006-05-22 2011-03-29 Eastman Kodak Company Image sensor with improved light sensitivity
US7893976B2 (en) 2006-12-01 2011-02-22 Eastman Kodak Company Light sensitivity in image sensors
JP2009026808A (ja) * 2007-07-17 2009-02-05 Fujifilm Corp 固体撮像装置
JP2009265240A (ja) * 2008-03-31 2009-11-12 Nikon Corp 液晶パネル、液晶パネル装置、表示装置およびプロジェクタ
US8446350B2 (en) * 2008-03-25 2013-05-21 Nikon Corporation Liquid crystal panel, liquid crystal panel device, display device, and projector
JP5066476B2 (ja) * 2008-04-04 2012-11-07 富士フイルム株式会社 撮像装置
US8405748B2 (en) 2010-07-16 2013-03-26 Omnivision Technologies, Inc. CMOS image sensor with improved photodiode area allocation
JP2012084814A (ja) * 2010-10-14 2012-04-26 Panasonic Corp 固体撮像装置、半導体装置及びカメラ
JP5263373B2 (ja) * 2011-11-07 2013-08-14 ソニー株式会社 半導体装置および撮像装置
JP2013258168A (ja) 2012-06-11 2013-12-26 Fujifilm Corp 固体撮像素子および撮像装置
US9172892B2 (en) * 2012-09-14 2015-10-27 Semiconductor Components Industries, Llc Imaging systems with image pixels having varying light collecting areas
DE102012110092A1 (de) 2012-10-23 2014-04-24 Conti Temic Microelectronic Gmbh Sensoranordnung zur Bilderfassung
US9215430B2 (en) 2013-03-15 2015-12-15 Omnivision Technologies, Inc. Image sensor with pixels having increased optical crosstalk
JP2014183206A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Sony Corp 固体撮像装置および固体撮像装置の駆動方法ならびに電子機器
TW201514599A (zh) * 2013-10-07 2015-04-16 Novatek Microelectronics Corp 影像感測器及影像擷取系統
US9985063B2 (en) * 2014-04-22 2018-05-29 Optiz, Inc. Imaging device with photo detectors and color filters arranged by color transmission characteristics and absorption coefficients

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1992821A (zh) * 2005-12-30 2007-07-04 国际商业机器公司 成像传感器和包含该成像传感器的数字摄像机
CN102130139A (zh) * 2010-01-19 2011-07-20 采钰科技股份有限公司 三维彩色图像传感器及三维光学成像系统

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