CN108305883A - 图像传感器 - Google Patents

Abstract

本公开涉及图像传感器。图像传感器包括至少一个滤色器单元，该至少一个滤色器单元中的每个滤色器单元包含绿色滤色器、红色滤色器、蓝色滤色器和白色滤色器。其中，在每个滤色器单元中，绿色、红色和蓝色滤色器关于白色滤色器交替地布置。其中，在每个滤色器单元中，绿色滤色器所占面积大于红色滤色器和蓝色滤色器中每一个所占的面积，白色滤色器所占面积小于等于绿色滤色器所占的面积。

Description

图像传感器

技术领域

本发明涉及图像传感器，并且更具体地涉及用于图像传感器的滤色器。

背景技术

随着图像传感器的发展，数字摄像技术得到了普及，各种数字照相设备和成像设备得到了长足的发展和应用，尤其在诸如便携式设备(手机，PAD等)上得到了广泛的应用。

图像传感器是一种将光学图像转换成电子信号的电子设备。图像传感器可以用于数码相机和成像设备，将相机或成像设备接收到的光线转换为数字图像。转换的方法因图像传感器的类型而异。目前常见的图像传感器包括CCD图像传感器和CMOS图像传感器。

无论是CCD还是CMOS，图像传感器都采用感光元件作为影像捕获的基本手段，CCD/CMOS感光元件的核心可以是光电二极管(photodiode)，该光电二极管在接受光线照射之后能够产生输出电流，而电流的强度则与光照的强度对应。然后，通过处理器对于从光线所得到的数据进行还原，从而可以得到彩色图像。CCD和CMOS图像传感器的其它布置略有不同，这里将不再详细描述。

感光元件可以实现为点的阵列，每个感光元件对应图像传感器中的一个像素点。由于感光元件只能感应光的强度，无法捕获色彩信息，因此在感光元件上方覆盖有彩色滤色片，每个感光元件一个滤色片。在这方面，最常用的做法是覆盖RGB红绿蓝三色滤色片，以1：2：1的构成由四个像素点构成一个彩色像素单元(即红蓝滤色片分别覆盖一个像素点，剩下的两个像素点都覆盖绿色滤色片)，采取这种比例的原因是人眼对绿色较为敏感。图1A示出了示例性的常规RGB滤色片单元布置，也被称为RGBG布置，并且多个RGBG滤色片单元相互邻接地布置成滤色片阵列，如图1B所示。

此外，另外的一种滤色片布置是RGBW布置，其中将上述的常规RGBG单元布置中的一个绿色滤色片替换为白色滤色片或者直接没有放置滤色片，如图1B所示。这时候该像素点接收的就是整个“白光”的信息，强度自然会比经绿色滤色片削减的绿光更大，因此与RGBG相比，RGBW布置的低光拍摄能力更好。如图2B示出了多个RGBW滤色片单元相互邻接地布置成滤色片阵列。

发明内容

本公开提出了改进的图像传感器的设计，尤其是改进的用于图像传感器的滤色器的设计。

根据本公开的实施例，提供了一种图像传感器，包括至少一个滤色器单元，该至少一个滤色器单元中的每个滤色器单元包含绿色滤色器、红色滤色器、蓝色滤色器和白色滤色器，其中，在每个滤色器单元中，绿色、红色和蓝色滤色器关于白色滤色器交替地布置，并且其中，在每个滤色器单元中，绿色滤色器所占面积大于红色滤色器和蓝色滤色器中每一个所占的面积，白色滤色器所占面积小于等于绿色滤色器所占的面积。

根据本公开的实施例，提供了一种数字成像设备，包括根据本公开的实施例的图像传感器。

从参照附图的示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清晰。

附图说明

并入说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且与描述一起用于解释本发明的原理。在附图中，相似的附图标记指示相似的项目。出于简单明了表示图中元件的目的，图中元件并不是按照比例进行绘制的。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，

图1A和1B分别示出了常规的RGBG滤色片单元布置以及RGBG滤色片层布置。

图2A和2B分别示出了常规的RGBW滤色片单元布置和RGBW滤色片层布置。

图3A和3B分别示出了根据本发明的第一实施例的滤色器单元布置和滤色器阵列布置。

图4A示出了根据本发明的第二实施例的滤色器单元布置。

图4B-4D示出了根据本发明的第二实施例的滤色器阵列布置。

图5A和5B分别示出了根据本发明的第三实施例的滤色器单元布置和滤色器阵列布置。

图6A和6B示出了根据本发明的第四实施例的滤色器单元布置和滤色器阵列布置。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

注意，在以下说明的实施例中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于理解，在附图等中所示的各结构的位置、尺寸及范围等有时不表示实际的位置、尺寸及范围等。因此，所公开的发明并不限于附图等所公开的位置、尺寸及范围等。

虽然在接收光强度方面，RGBW会比RGBG高出一些。但就颜色方面来讲，RGBW相比RGBG在绝对的颜色信息上又损失了一部分。具体而言，当把四分之一的滤色片去掉或者换成白色滤色片，就意味着在其上采集色彩的滤色片单元面积下降了四分之一。意味着，色彩信号下降了四分之一，对于彩色图像来说，原始信号的减少意味着色彩饱和度的下降和色彩层次的丢失。由此，亮度的提升是以色彩灵敏度的下降为代价的，这是一把双刃剑。

本公开正是针对这一点做出的，并且提出了改进的图像传感器的滤色器设计。

根据一个方面，本公开提出了改进的用于图像传感器的滤色器单元，其中相比于常规的RGBW滤色器，增加了滤色器单元中绿色、红色和蓝色滤色器所占据的面积，尤其是绿色滤色器所占面积，从而可以在引入了白色滤色器以保证低光照下的光接收强度的前提下，进一步增加通过滤色器单元所获取的色彩信息。

根据另一方面，本公开中还提出了改进的滤色器单元在滤色器阵列中的布置方式。在滤色器阵列的布置中，滤色器单元彼此至少部分相邻、但不重叠地布置，从而使得在滤色器阵列中各色滤色器的分布更加均匀，从而也有助于色彩信息的采集和处理。

以下首先简要描述本公开所提及的一些概念以便有助于更清楚地理解本公开的实现。

在本公开的上下文中，滤色器指的是在图像传感器中置于感光元件上方，对于入射光线进行颜色过滤的器件，包括对应于三原色的红色(R)，蓝色(B)和绿色(G)滤色器以及对应于白色(W)的白色(W)滤色器，而具体实现中，白色滤色器也等同于在该位置没有放置滤色器，因此在本公开的上下文中，采用白色滤色器的表述来指代放置白色滤色器以及不放置滤色器这两者的情况。滤色器可以有多种实现方式，例如滤色片等等，而且在本公开中其的具体实现方式并不受限，只要可实现相应的功能即可。

在图像传感器的实现中，滤色器是与感光元件一一对应地布置的，并且与单个感光元件相对应的布置的滤色器可以被称为单位滤色器。作为示例，在感光元件以像素为单位布置的情况下，与之对应的单位滤色器也即具有与像素相同的大小和形状，也可称为像素滤色器。例如，像素为方形的情况下，单位滤色器也可为方形。应指出，依赖于具体的应用和实现，在感光元件可以实现为其它形状和大小的情况下，滤色器也可以具有相应的其它形状和大小。

依赖于感光元件的布置，滤色器也可以具有相应的布置方式。例如在感光元件成平面二维布置的情况下，滤色器也可布置成平面二维阵列。以下为了便于说明，将以二维滤色器阵列为例来描述根据本公开的滤色器的布置。应指出，对应于感光元件的布置，滤色器的其它方式的布置也是可以的，本公开的实施例也同样适用。

在本公开中，滤色器阵列可以划分为至少一个滤色器单元，这里滤色器单元也可被称为可重复滤色器单元或者最小可重复滤色器单元。这些滤色器单元在滤色器阵列中被重复地、相邻而不重叠地二维布置。

每个滤色器单元中均包括红色、蓝色、绿色和白色滤色器。这些红色、蓝色、绿色和白色滤色器均可以表现为离散分布的相应颜色的单位滤色器，或者表现为彼此相邻地布置的至少一个相应颜色的单位滤色器(也可被称为滤色器块)。取决于感光元件的形状，滤色器块可以为各种形状，例如，在单位滤色器为方形的情况下，滤色器块可以为矩形，方形，L形等等。例如，在矩形情况下，滤色器块可以等同于相邻布置的N*M个单位滤色器，其中N，M均为大于等于1的整数。滤色器块的形状并不受限制，并且可以根据具体的生产过程而采用合适的形状。

根据一些实施例，本公开提供了一种图像传感器，包括至少一个滤色器单元，该至少一个滤色器单元中的每个滤色器单元包含绿色滤色器、红色滤色器、蓝色滤色器和白色滤色器，其中，在每个滤色器单元中，绿色、红色和蓝色滤色器关于白色滤色器交替地布置，并且其中，在每个滤色器单元中，绿色滤色器所占面积大于红色滤色器和蓝色滤色器中每一个所占的面积，白色滤色器所占面积小于等于绿色滤色器所占的面积。

这里，交替布置指的是在关于白色滤色器布置绿色、红色和蓝色滤色器时，相邻的两个滤色器的颜色并不相同。作为示例，在上述的滤色器表现为离散的单位滤色器的情况下相邻的单位滤色器的颜色不相同，而在上述表现为滤色器块的情况下相邻的滤色器块的颜色不相同。

这里，关于白色滤色器进行布置指的是绿色、红色和蓝色滤色器绕着白色滤色器布置，例如完全包围(围绕)，半包围，部分包围等等，并且至少绿色、红色和蓝色滤色器之一与白色滤色器相邻。

作为示例，滤色器所占面积可以等同于该滤色器所包含的单位滤色器的数量，因此绿色、红色和蓝色滤色器所占面积的比也可以等同于绿色、红色和蓝色滤色器所包含的单位滤色器的数量的比。根据一些实施例，在每个滤色器单元中，绿色、红色和蓝色滤色器所占面积的比可以为2:1:1，也就是说，绿色、红色和蓝色滤色器所包含的相应颜色的单位滤色器的数量比为2:1:1。

根据一些实施例，滤色器阵列可以包括多个滤色器单元，滤色单元在第一方向和第二方向上均彼此相邻地排列。第一方向和第二方向是相互垂直的。例如，第一方向和第二方向可以分别是水平方向和垂直方向。当然，第一方向和第二方向也可指示其它方向，只要它们互相垂直即可。这里的相邻指的是至少部分相邻，即在任一方向上，滤色器单元可以完全对齐地相互邻接，或者彼此交错、但是仍有部分边界相互邻接。而且，根据一些实施例，滤色器单元在每一方向上都是重复的排列的，这里的重复指的是在任一方向上的布置中，每一滤色器单元中所包含的滤色器的布置方式都为相同的。

以下将结合附图来示例性地描述本公开的一些实施例。应指出，这些实施例仅仅是示例性的，而且在本公开的基本原理的范围中，还可以提出其他的实施例。

根据本发明的第一实施例提出改进的滤色器单元和滤色器阵列。在滤色器单元中，绿色滤色器包括第一绿色滤色器和第二绿色滤色器，红色滤色器，蓝色滤色器、第一绿色滤色器和第二绿色滤色器中的每一个均包含以矩形方式彼此相邻地布置的预定数量的相应颜色的单位滤色器。在每个滤色器单元中，白色滤色器位于中心，而第一绿色、第二绿色和红色、蓝色滤色器围绕白色滤色器交替地布置。在第一方向和第二方向中的任一个方向上，滤色器单元对齐地或者交错地排列。

图3A和3B示例性地示出了根据本公开的第一实施例。在附图中，R，G，B，W所处的块分别指的是红色、蓝色、绿色和白色滤色器。

如图3A所示，在该滤色器单元中，白色滤色器位于中心，等同于1个单位滤色器，而第一绿色、第二绿色、红色和蓝色滤色器均为等同于1*2个单位滤色器的矩形滤色器块，围绕白色滤色器交替地布置，相邻的两个滤色器块是不同颜色的。

图3A示例性示出的本实施例的滤色器单元等同于3*3个单位滤色器构成的方形滤色器单元，绿色、红色、蓝色和白色滤色器所占面积比为4:2:2:1。由此可见，相对比常规的RGBW滤色器单元布置(其包括四个滤色器，绿色、红色、蓝色和白色滤色器各一个，也就是说，绿色、红色、蓝色和白色滤色器所占面积比为1:1:1:1)，滤色器单元中的绿色、红色和蓝色滤色器所占的面积基本加倍，这样使得光接收区域基本加倍，从而光灵敏度也基本加倍。而且，通过引入白色滤色器，保证低光照下的光接收强度。从而通过本公开的此实施例的滤色器单元，能够在图像的亮度和色彩灵敏度之间获得很好的折中。

应指出，这里所示的等同于3*3个单位滤色器的方形滤色器单元仅仅是示例性的，并且其布置方式可以类似地扩展到包含更多数量的单位滤色器的方形滤色器单元，例如4*4个单位滤色器，5*5个单位滤色器、更多数量的单位滤色器。在此情况下，位于中心的白色滤色器并不仅限于单个单位白色滤色器，而可以是对应于若干数量的单位白色滤色器的方形白色滤色器块。而围绕白色滤色器的其它颜色的滤色器块也可以是单位滤色器，或者是具有其它大小的矩形滤色器块。

例如，在滤色器单元为等同于4*4个单位滤色器的方形滤色器单元的情况下，白色滤色器块可以为位于中心的等同于2*2个单位滤色器的方形滤色器块，而第一绿色、第二绿色、红色和蓝色滤色器块均可以为围绕白色滤色器块交替布置的等同于1*3个单位滤色器的矩形滤色器块。

例如，在滤色器单元为等同于5*5个单位滤色器的方形滤色器单元的情况下，白色滤色器块为位于中心的等同于3*3单位滤色器的方形滤色器块，而第一绿色、第二绿色、红色和蓝色滤色器块均为围绕白色滤色器块交替布置的等同于1*4个单位滤色器的矩形滤色器块，或者白色滤色器为位于中心的单位滤色器，而第一绿色、第二绿色、红色和蓝色滤色器块均为围绕白色滤色器块交替布置的等同于2*3个单位滤色器的矩形滤色器块。

图3B示例性地示出了由多个滤色器单元组成的滤色器阵列的布置，其中多个滤色器单元在第一方向和第二方向上二维排列，所述第一方向和第二方向相互垂直，用不同线条指示相邻的滤色器单元。其中，在第二方向上的滤色器单元彼此相邻且对齐地排列，而第一方向上的滤色器单元彼此相邻且在第二方向上交错开一个单位滤色器。

应指出，本公开的滤色器阵列可以包括比图中所示的滤色器单元更多的滤色器单元。

在图3B所示的实施例中，相邻的滤色器单元在第二方向上彼此错开一个单位滤色器的距离，但是应指出，这仅仅示例性的，相邻的滤色器单元在第二方向上还可以相互错开其他的距离，该距离对应于预数量的单位滤色器，例如为两个或更多个单位滤色器的距离，这也与滤色器单元的大小有关，滤色器单元越大，则可以错开更大的距离。此外，相邻的滤色器单元在第二方向上也可以对齐地排列。这取决于具体的设计思路和应用要求。

这里，第一方向被示出为横向方向，而第二方向示出为垂直方向。但是应理解，第一方向也可以是垂直方向，第二方向也可是横向方向，从而将图3B所示的滤色器阵列的布置转动90度所得到的布置仍属于本公开的此实施例的滤色器阵列布置。此外，应理解，第一方向和第二方向也可是其它的方向，例如倾斜方向等等，只要这两者相互垂直即可，而第一方向和第二方向的选择可取决于具体生产过程中的合适的布置方向。

根据本发明的第二实施例提出改进的滤色器单元和滤色器阵列。在每个滤色器单元中，红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器均包括离散的相应颜色的单位滤色器。每个滤色器单元中，白色滤色器位于中心，而红色单位滤色器、蓝色单位滤色器和绿色单位滤色器围绕白色滤色器交替地布置。在第一方向和第二方向中的任一个方向上，滤色器单元对齐地或者交错地排列。

图4A到4D示例性地示出了根据本公开的第二实施例。在附图中，R，G，B，W分别指的是红色、蓝色、绿色和白色滤色器。这里，红色、蓝色、绿色滤色器均包含离散的单位滤色器。

如图4A所示，在每个滤色器单元中，白色单位滤色器位于中心，而绿色、红色和蓝色滤色器围绕白色滤色器交替地布置，相邻的两个单位滤色器是不同颜色的。因此，单位绿色、红色和蓝色滤色器可以位于围绕白色滤色器的任何位置，只要相邻的两个单位滤色器不是相同颜色即可。

在图4A示例性示出的本实施例的滤色器单元等同于3*3个单位滤色器，绿色、红色、蓝色和白色滤色器所包含的单位滤色器的数量为4:2:2:1。如上文结合第一实施例所论述的，相对比常规的RGBW滤色器单元布置，每个滤色器单元中的绿色、红色和蓝色滤色器所占的面积基本加倍，能够在图像的亮度和色彩灵敏度之间获得很好的折中。

应指出，这里所示的等同于3*3个单位滤色器的方形子滤色器单元仅仅是示例性的，并且其布置方式可以扩展到包含更多数量的单位滤色器的方形滤色器单元，例如4*4个单位滤色器，5*5个单位滤色器以及更多数量的单位滤色器。在此情况下，位于中心的白色滤色器并不仅限于单个单位白色滤色器，而可以是对应于若干数量的单位白色滤色器的方形白色滤色器块。例如，在滤色器单元为等同于4*4个单位滤色器的方形滤色器单元的情况下，白色滤色器块可以为位于中心的等同于四个单位滤色器的方形滤色器块，而绿色、红色和蓝色滤色器块可以为围绕白色滤色器块交替布置的单位滤色器。更多数量的单位滤色器的滤色器单元可以类似的布置。

图4B-4D示出了由多个滤色器单元组成的滤色器阵列的布置。在整个滤色器阵列的布置中，所述多个滤色器单元在第一方向和第二方向上二维排列，所述第一方向和第二方向相互垂直。用不同线条指示相邻的滤色器单元。

图4B中示出了在第一方向和第二方向中的每一个上，滤色器块均彼此相邻且对齐地排列。

图4C示出了根据本实施例的另一种实现方式。其中，在第一方向上的滤色器单元彼此相邻且对齐地排列，而第二方向上的滤色器单元彼此相邻且在第一方向上相差一个单位滤色器的大小交错地排列。

图4D示出了根据本实施例的另一种实现方式。在第一方向上的滤色器单元彼此相邻且对齐地排列，而第二方向上的滤色器单元彼此相邻且在第一方向上相差两个单位滤色器的大小交错地排列。

应指出，所示出的相邻的滤色器单元的交错布置仅仅是示例性的，根据滤色器单元的大小，它们在第二方向上还可以相互错开其他的距离，该距离对应于预数量的单位滤色器，例如为三个或更多个单位滤色器的距离。滤色器单元越大，则可以错开更大的距离。

这里，第一方向被示出为横向方向，而第二方向示出为垂直方向。但是应理解，第一方向也可以是垂直方向，第二方向也可是横向方向，从而将图4B-4D所示的滤色器阵列的布置转动90度所得到的布置仍属于本公开的滤色器阵列布置的一个实施例。

此外，应理解，第一方向和第二方向也可是其它的方向，例如倾斜方向等等，只要这两者相互垂直即可，而第一方向和第二方向的选择可取决于具体生产过程中的合适的布置方向。

根据本发明的第三实施例提出改进的滤色器单元和滤色器阵列。每个滤色器单元包括两个子滤色器单元，在每个子滤色器单元中，白色滤色器位于中心，而红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器围绕白色滤色器交替地布置。该两个子滤色器单元在第一或者第二方向上彼此镜像对称地相邻并置。在第一方向和第二方向中的任一个方向上，滤色器单元对齐地或者交错地排列。

每个子滤色器单元可以如根据本公开的第一实施例或者第二实施例那样实现。

图5A示例性地示出了根据本公开的第二实施例的滤色器单元。在附图中，R，G，B，W分别指的是红色、蓝色、绿色和白色滤色器。，这里，红色、蓝色、绿色滤色器均包含离散的单位滤色器。

如图5A所示，一个滤色器单元是由镜像对称地并置的两个子滤色器单元构成的，在每个子滤色器单元中，白色滤色器位于中心，而绿色、红色和蓝色滤色器围绕对应的白色滤色器(即，该子滤色器单元的中心白色滤色器)交替地布置，相邻的两个滤色器是不同颜色的。

应指出，图中示出了两个子滤色器单元在横向方向(第一方向)上并置，但是应理解，这两个子滤色器单元也可以在纵向方向(第二方向)上并置，而不会脱离本实施例的范围。

应指出，上述的子滤色器单元仅仅是示例性的，每个子滤色器单元可以如前述第一实施例或者第二实施例那样实现，这里将不再详细描述。

在图5A示例性示出的本实施例的滤色器单元等同于2个3*3个单位滤色器，绿色、红色、蓝色和白色滤色器所包含的单位滤色器的数量为4:2:2:1。如上文结合所论述的，相对比常规的RGBW滤色器单元布置，每个滤色器单元中的绿色、红色和蓝色滤色器所占的面积基本加倍，能够在图像的亮度和色彩灵敏度之间获得很好的折中。

应指出，这里所示的等同于3*3个单位滤色器的方形子滤色器单元仅仅是示例性的，并且其布置方式可以如上文结合第一和第二实施例描述地那样扩展到包含更多数量的单位滤色器的方形滤色器单元，这里将不再详细描述。

图5B示出了由多个滤色器单元组成的滤色器阵列的布置。其中多个滤色器单元在第一方向和第二方向上二维排列，所述第一方向和第二方向相互垂直，其中，在第一方向和第二方向上的滤色器单元彼此相邻且对齐地排列。用不同线条指示相邻的滤色器单元。

这里，第一方向被示出为横向方向，而第二方向示出为垂直方向。但是应理解，第一方向也可以是垂直方向，第二方向也可是横向方向，从而将图5B所示的滤色器阵列的布置转动90度所得到的布置仍属于本公开的滤色器阵列布置的一个实施例。此外，应理解，第一方向和第二方向也可是其它的方向，例如倾斜方向等等，只要这两者相互垂直即可，而第一方向和第二方向的选择可取决于具体生产过程中的合适的布置方向。

在图5B所示的实施例中，相邻的滤色器单元在任一方向上彼此对齐地布置，但是应指出，这仅仅示例性的，相邻的滤色器单元在任一方向上还可以相互错开预定距离，该预定距离对应于预数量的单位滤色器的大小，例如为至少一个单位滤色器的距离，这取决于具体的设计思路和应用要求。

尽管上文描述了在滤色器阵列中被重复布置的滤色器单元包括两个相互镜像对称布置地子滤色器单元，但是上述提及的两个子滤色器单元也可以被认为是同一子滤色器单元的不同放置状态，即相邻的子滤色器单元成镜像对称地放置。因此，本实施例也可以包括如下情况，图像传感器包括多个滤色器单元，每个滤色器单元如上述的子滤色器单元那样布置，而在滤色器阵列中，所述多个滤色器单元在第一方向和第二方向上二维排列，所述第一方向和第二方向相互垂直，其中，在第一方向和第二方向之一中，滤色器单元成镜像对称地相邻排列。

根据本发明的第四实施例提出改进的滤色器单元和滤色器阵列。在滤色器单元中，绿色滤色器包括第一绿色滤色器和第二绿色滤色器，白色滤色器还包括第一白色滤色器和第二白色滤色器，第一绿色滤色器、第二绿色滤色器、第一白色滤色器、第二白色滤色器、蓝色滤色器以及红色滤色器中的每一个均包含以矩形方式彼此相邻地布置的预定数量的相应颜色的单位滤色器。绿色、红色、蓝色滤色和白色滤色器所包含的相应颜色的单位滤色器的数量比为2:1:1:2。其中，在所述滤色器单元中，第一绿色、第二绿色、红色和蓝色滤色器交替地布置成阶梯状。在第一方向和第二方向中的每一个方向上，滤色器单元彼此相邻地排列。

图6A和6B示例性地示出了根据本公开的第四实施例。在附图中，R，G，B，W分别指的是红色、蓝色、绿色和白色滤色器。这里，红色、蓝色、绿色和白色滤色器均对应于1*2个单位滤色器。

如图6A所示，第一方向为左右方向，第二方向为上下方向。其中，第一绿色滤色器横向放置；红色滤色器邻接第一绿色滤色器的右端垂直地放置，其上端与第一绿色滤色器的上端平齐；第二绿色滤色器邻接所述红色滤色器的底端横向放置，其左端与所述红色滤色器的左侧平齐，并且蓝色滤色器邻接第二绿色滤色器的右端垂直地放置，其上端与第二绿色滤色器的上端平齐地垂直放置，并且其中，在所述滤色器单元中，第一白色滤色器与所述第一绿色滤色器下侧和所述红色滤色器的左侧两者相邻地垂直放置，第二白色滤色器与所述第二绿色滤色器下侧和所述蓝色滤色器的左侧两者相邻地垂直放置。

应指出，上文所述的各色滤色器的布置仅仅是示例性，并且还可以采用其他的布置，只要红色、蓝色、第一和第二绿色滤色器相互交替的布置即可。例如，上述布置中可以自上而下按照红色、第一绿色、蓝色、第二绿色滤色器的顺序来布置。再例如，上述布置中的红色和蓝色滤色器的位置可以互换。

如上文所论述的，相对比常规的RGBW滤色器单元布置，每个滤色器单元中的绿色、红色和蓝色滤色器所占的面积基本加倍，能够大大提高色彩灵敏度。此外，滤色器单元中的白色滤色器所占的面积也大大增加，显著大于单个单位白色滤色器，从而能够进一步提高低亮度下获取的光强度，从而能够在图像的亮度和色彩灵敏度之间获得更号的折中。

图6B示出了由多个滤色器单元组成的整个滤色器阵列的布置。其中，在第二方向上，相邻的两个滤色器单元彼此相邻地布置，作为示例，在第二方向为上下方向的情况下，位于前一滤色器单元中的由两个白色滤色器形成的凹部与后一滤色器单元中的位于上方的凸部邻接。用不同线条指示相邻的滤色器单元。

这里，第一方向被示出为横向方向，即左右方向，而第二方向示出为垂直方向，即上下方向。而滤色器单元的布置也正是基于这样的设定来描述的。但是应理解，第一方向也可以是垂直方向，第二方向也可是横向方向，因此图6B所示的滤色器阵列的布置转动90度所得到的布置仍属于本公开的滤色器阵列布置的一个实施例。

此外，应理解，第一方向和第二方向也可是其它的方向，例如倾斜方向等等，只要这两者相互垂直即可，而第一方向和第二方向的选择可取决于具体生产过程中的合适的布置方向。而且不管第一方向和第二方向为何，滤色器单元的布置总是以与上述的排列方式相似的方式来排列。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

除非上下文清楚地另有指示，否则以下术语在整个说明书和权利要求书中采用本文中明确地关联的含义。“一”和“所述”的含义包括复数引用，“在…中”的含义包括“在…中”和“在…上”。术语“连接”是指所连接项目之间的直接电连接，或经由一个或一个以上被动或主动中间装置的间接连接。术语“电路”是指单一组件，或连接在一起以提供所要功能的多个组件(主动或被动)。术语“信号”是指至少一个电流、电压或数据信号。

另外，参考正描述的图式的定向来使用例如“在…上”、“在…上方”、“顶部”、“底部”等方向术语。因为本发明的示例性实施例的组件可定位在许多不同定向上，所以方向术语仅出于说明的目的而使用且决不为限制性的。当结合图像传感器晶圆或对应图像传感器的层使用时，方向术语意欲被广泛地解释，且因此不应被解译成排除一个或一个以上介入层或其它介入图像传感器特征或元件的存在。因此，在本文中描述为形成于另一层上或形成于另一层上方的给定层可通过一个或一个以上额外层而与所述另一层分离。

在说明书及权利要求中的词语“前”、“后”、“顶”、“底”、“之上”、“之下”等，如果存在的话，用于描述性的目的而并不一定用于描述不变的相对位置。应当理解，这样使用的词语在适当的情况下是可互换的，使得在此所描述的本公开的示例性实施例，例如，能够在与在此所示出的或另外描述的那些取向不同的其他取向上操作。

如在此所使用的，词语“示例性的”意指“用作示例、实例或说明”，而不是作为将被精确复制的“模型”。在此示例性描述的任意实现方式并不一定要被解释为比其它实现方式优选的或有利的。而且，本公开不受在上述技术领域、背景技术、发明内容或具体实施方式中所给出的任何所表述的或所暗示的理论所限定。

如在此所使用的，词语“基本上”意指包含由设计或制造的缺陷、器件或元件的容差、环境影响和/或其它因素所致的任意微小的变化。词语“基本上”还允许由寄生效应、噪音以及可能存在于实际的实现方式中的其它实际考虑因素所致的与完美的或理想的情形之间的差异。

上述描述可以指示被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所使用的，除非另外明确说明，“连接”意指一个元件/节点/特征与另一种元件/节点/特征在电学上、机械上、逻辑上或以其它方式直接地连接(或者直接通信)。类似地，除非另外明确说明，“耦合”意指一个元件/节点/特征可以与另一元件/节点/特征以直接的或间接的方式在机械上、电学上、逻辑上或以其它方式连结以允许相互作用，即使这两个特征可能并没有直接连接也是如此。也就是说，“耦合”意图包含元件或其它特征的直接连结和间接连结，包括利用一个或多个中间元件的连接。

另外，仅仅为了参考的目的，还可以在下面描述中使用某种术语，并且因而并非意图限定。例如，除非上下文明确指出，否则涉及结构或元件的词语“第一”、“第二”和其它此类数字词语并没有暗示顺序或次序。

还应理解，“包括/包含”一词在本文中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件以及/或者它们的组合。

在本公开中，术语“提供”从广义上用于涵盖获得对象的所有方式，因此“提供某对象”包括但不限于“购买”、“制备/制造”、“布置/设置”、“安装/装配”、和/或“订购”对象等。

本领域技术人员应当意识到，在上述操作之间的边界仅仅是说明性的。多个操作可以结合成单个操作，单个操作可以分布于附加的操作中，并且操作可以在时间上至少部分重叠地执行。而且，另选的示例性实施例可以包括特定操作的多个实例，并且在其他各种示例性实施例中可以改变操作顺序。但是，其它的修改、变化和替换同样是可能的。因此，本说明书和附图应当被看作是说明性的，而非限制性的。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定示例性实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。在此公开的各示例性实施例可以任意组合，而不脱离本公开的精神和范围。本领域的技术人员还应理解，可以对示例性实施例进行多种修改而不脱离本公开的范围和精神。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括至少一个滤色器单元，该至少一个滤色器单元中的每个滤色器单元包含绿色滤色器、红色滤色器、蓝色滤色器和白色滤色器，

其中，在每个滤色器单元中，绿色、红色和蓝色滤色器关于白色滤色器交替地布置，并且

其中，在每个滤色器单元中，绿色滤色器所占面积大于红色滤色器和蓝色滤色器中每一个所占的面积，白色滤色器所占面积小于等于绿色滤色器所占的面积。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，在每个滤色器单元中，绿色、红色和蓝色滤色器所占面积的比为2:1:1。

3.根据权利要求2所述的图像传感器，其特征在于，多个滤色器单元在第一方向和第二方向上二维排列，所述第一方向和第二方向相互垂直，

其中，在第一方向和第二方向中的每一个方向上，滤色器单元彼此相邻地排列。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的图像传感器，其特征在于，在每个滤色器单元中，绿色、红色和蓝色滤色器围绕白色滤色器交替地布置，并且

其中，绿色、红色和蓝色滤色器所包含的相应颜色的单位滤色器的数量比为2:1:1。

5.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，绿色滤色器包括第一绿色滤色器和第二绿色滤色器，红色滤色器，蓝色滤色器、第一绿色滤色器和第二绿色滤色器中的每一个均包含以矩形方式彼此相邻地布置的预定数量的相应颜色的单位滤色器，

其中，在每个滤色器单元中，白色滤色器位于中心，而第一绿色、第二绿色和红色、蓝色滤色器围绕白色滤色器交替地布置，并且

其中，在第一方向和第二方向中的任一个方向上，滤色器单元对齐地或者交错地排列。

6.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，在每个滤色器单元中，红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器均包括离散的相应颜色的单位滤色器，

其中，每个滤色器单元中，白色滤色器位于中心，而红色单位滤色器、蓝色单位滤色器和绿色单位滤色器围绕白色滤色器交替地布置，并且

其中，在第一方向和第二方向中的任一个方向上，滤色器单元对齐地或者交错地排列。

7.根据权利要求4所述的图像传感器，其特征在于，每个滤色器单元包括两个子滤色器单元，在每个子滤色器单元中，白色滤色器位于中心，而红色滤色器、蓝色滤色器和绿色滤色器围绕白色滤色器交替地布置，

其中，该两个子滤色器单元在第一或者第二方向上彼此镜像对称地相邻并置，并且

其中，在第一方向和第二方向中的任一个方向上，滤色器单元对齐地或者交错地排列。

8.根据权利要求1-3任一项所述的图像传感器，其特征在于，绿色滤色器包括第一绿色滤色器和第二绿色滤色器，白色滤色器还包括第一白色滤色器和第二白色滤色器，第一绿色滤色器、第二绿色滤色器、第一白色滤色器、第二白色滤色器、蓝色滤色器以及红色滤色器中的每一个均包含以矩形方式彼此相邻地布置的预定数量的相应颜色的单位滤色器，

其中，绿色、红色、蓝色滤色和白色滤色器所包含的相应颜色的单位滤色器的数量比为2:1:1:2，并且

其中，在所述滤色器单元中，第一绿色、第二绿色、红色和蓝色滤色器交替地布置成阶梯状，

其中，在第一方向和第二方向中的每一个方向上，滤色器单元彼此相邻地排列。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，第一方向为左右方向，第二方向为上下方向，

其中第一绿色滤色器横向放置；红色滤色器邻接第一绿色滤色器的右端垂直地放置，其上端与第一绿色滤色器的上端平齐；第二绿色滤色器邻接所述红色滤色器的底端横向放置，其左端与所述红色滤色器的左侧平齐，并且蓝色滤色器邻接第二绿色滤色器的右端垂直地放置，其上端与第二绿色滤色器的上端平齐地垂直放置，并且

其中，在所述滤色器单元中，第一白色滤色器与所述第一绿色滤色器下侧和所述红色滤色器的左侧两者相邻地垂直放置，第二白色滤色器与所述第二绿色滤色器下侧和所述蓝色滤色器的左侧两者相邻地垂直放置。

10.一种数字成像设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的图像传感器。