CN108701699B - 彩色滤波器传感器 - Google Patents

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Abstract

创新包含感测装置，所述感测装置具有：包括多个传感器的传感器阵列，各传感器具有长度尺寸及宽度尺寸且经配置以产生响应于入射于所述传感器上的辐射的信号；及包括多个滤波器的滤波器阵列，所述滤波器阵列经安置以在光入射于所述传感器阵列上之前对所述光进行滤波，所述滤波器阵列相对于所述传感器阵列布置，因此所述多个传感器中的每一者接收经由至少一个对应滤波器传播的辐射。各滤波器具有长度尺寸及宽度尺寸，且滤波器的所述长度尺寸与对应传感器的所述长度尺寸的比率、滤波器的所述宽度尺寸与对应传感器的所述宽度尺寸的比率或其二者为大于1的非整数。

Description

彩色滤波器传感器
技术领域
本申请案大体上涉及用于数字成像的彩色滤波器阵列(CFA)。
背景技术
包含互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器及电荷耦合装置(CCD)的图像传感器可用于数字成像应用中以捕获场景。图像传感器包含传感器阵列。阵列中的各传感器包含用于输出具有与接触感光元件的入射光或辐射的强度成比例的量值的信号的至少一感光元件。当暴露于从场景反射或发射的入射光时，阵列中的各传感器输出具有对应于场景中的一个点处的光的强度的量值的信号。从各感光元件输出的信号可经处理以形成表示所捕获场景的图像。
为捕获彩色图像，感光元件应能够单独地检测与不同颜色相关联的光波长。举例来说，传感器可经设计以检测第一色彩、第二色彩及第三色彩(例如，红色波长，绿色波长及蓝色波长)。为实现此设计，可用单色滤波器(例如，红色滤波器、绿色滤波器或蓝色滤波器)覆盖传感器阵列中的各传感器。单色滤波器可经布置为图案以在传感器阵列上形成彩色滤波器阵列(CFA)，使得CFA中的各单独滤波器与阵列中的一个单独传感器对准。因此，阵列中的各传感器可检测对应于与其对准的滤波器的光的单个色彩。
CFA图案的一个实例为拜耳(Bayer)CFA，其中阵列部分由交替的红色及绿色滤波器与交替的蓝色及绿色滤波器的行组成。每一彩色滤波器对应于底层传感器阵列中的一个传感器。在拜耳CFA中，一半的彩色滤波器为绿色滤波器，四分之一的彩色滤波器为蓝色滤波器，且四分之一的彩色滤波器为红色滤波器。使用分别是红色滤波器和蓝色滤波器的两倍数目的绿色滤波器模仿人眼的与看见红光及蓝光相比看见绿光的更大能力。在一些布置中，拜耳CFA中的各传感器对与在阵列中以水平及垂直布置安置的其最接近相邻者色彩不同的光敏感。举例来说，各绿色滤波器的最接近相邻者为红色滤波器及蓝色滤波器，各红色滤波器的最接近相邻者为绿色滤波器，及各蓝色滤波器的最接近相邻者为绿色滤波器。因为各滤波器的最接近相邻者具有与其不同的色彩指定，所以各滤波器仅上覆于一个对应传感器。
彩色滤波器材料由染料或更常见的颜料组成以定义彩色滤波器的光谱。各彩色滤波器的大小以(例如)1:1的比率对应于传感器的大小。然而，在实现此程度的空间分辨率方面的制造困难及物理局限性对于小于1.1μm分辨率的传感器来说已变得不切实际。当前，技术趋势要求较高图像分辨率，且因此要求较小传感器大小；然而，技术无法可靠地减少色素沉着及对大小低于1.1μm的彩色滤波器进行着色。将滤波器元件与其对应传感器对准也为较困难的。因此，使用CFA的新的方法可改进使用亚微米大小的彩色图像传感器的实施方案。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干方面，所述方面中的单一方面并不仅仅负责其合乎需要的属性。在不限制如由以下权利要求书所表达的本发明的范围的情况下，现将简洁地论述一些特征。在考虑此论述之后，且尤其在阅读标题为“实施方式”的部分之后，将理解本发明的特征如何提供优势。
一个创新包含感测装置，其包含：包括多个传感器的传感器阵列，各传感器具有长度尺寸及宽度尺寸且经配置以产生响应于入射于传感器上的辐射的信号；及包括多个滤波器的滤波器阵列，所述滤波器阵列经安置以在光入射于传感器阵列上之前对所述光进行滤波，滤波器阵列相对于传感器阵列经布置，因此多个传感器中的每一者接收经由至少一个对应滤波器传播的辐射，各滤波器具有长度尺寸及宽度尺寸，其中滤波器的长度尺寸与对应传感器的长度尺寸的比率、滤波器的宽度尺寸与对应传感器的宽度尺寸的比率或其二者为大于1的非整数。
此创新可包含其它方面。举例来说，滤波器阵列可包含滤波器的重复布置，所述重复布置包含：具有第一长度及宽度尺寸的第一滤波器，其经配置以通过第一范围的波长；具有第二长度及宽度尺寸的第二滤波器，其经配置以通过第二范围的波长；具有第三长度及宽度尺寸的第三滤波器，其经配置以通过第三范围的波长；及具有第四长度及宽度尺寸的第四滤波器，其经配置以通过第一、第二或第三范围的波长中的任一者。在一个方面中，滤波器的重复布置经布置以使得第一滤波器安置于第一传感器上方及邻接第一传感器的至少三个其它传感器的至少一部分的上方。在另一方面中，滤波器的长度尺寸与对应传感器的长度尺寸的比率为大于1的非整数。在另一方面中，滤波器的宽度尺寸与对应传感器的宽度尺寸的比率为大于1的非整数。在另一方面中，多个传感器中的至少一些相对于滤波器元件经定位以接收通过第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器及第四滤波器中的不多于两者所滤波的辐射。在另一方面中，第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器及第四滤波器的长度尺寸为相同的。在另一方面中，第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器及第四滤波器的宽度尺寸为相同的。在另一方面中，第一滤波器通过在约570nm至约750nm的范围内的光波长，第二滤波器通过在约450nm至约590nm的范围内的光波长，且第三滤波器通过在约380nm至约570nm的范围内的光波长。在另一方面中，滤波器阵列包括聚合物材料。在另一方面中，多个传感器中的每一者包括由基本上相同大小的区域尺寸定义的光接收表面。在另一方面中，感测装置可在自一个传感器的中心至相邻传感器的中心的距离低于1.1μm的情况下配置。在另一方面中，滤波器的长度尺寸与对应传感器的长度尺寸的比率在1.0与2.0之间。在另一方面中，滤波器的宽度尺寸与对应传感器的宽度尺寸的比率在1.0与2.0之间。
另一创新包含一种方法，其包含滤波通过包括多个滤波器的滤波器阵列朝向传感器阵列传播的光，所述滤波器阵列相对于传感器阵列经定位以在光入射于传感器阵列上之前对所述光进行滤波，各滤波器具有长度尺寸及宽度尺寸，其在传感器阵列上接收经滤波的光，所述传感器阵列包括各自经配置以产生响应于入射于传感器上的光的信号的多个传感器，传感器阵列相对于滤波器阵列经布置，因此多个传感器中的每一者接收经由对应于传感器的至少一个滤波器传播的光，各传感器具有长度尺寸及宽度尺寸，其中滤波器的长度尺寸与对应传感器的长度尺寸的比率、滤波器的宽度尺寸与对应传感器的宽度尺寸的比率或其二者为大于1的非整数。
此创新可包含其它方面。举例来说，在一个方面中，滤波器阵列包括滤波器的重复布置，所述重复布置包含：具有第一长度及宽度尺寸的第一滤波器，其经配置以通过第一范围的波长；具有第二长度及宽度尺寸的第二滤波器，其经配置以通过第二范围的波长；具有第三长度及宽度尺寸的第三滤波器，其经配置以通过第三范围的波长；及具有第四长度及宽度尺寸的第四滤波器，其经配置以通过第一、第二或第三范围的波长中的任一者。在一些方面中，滤波器的重复布置经布置以使得第一滤波器安置于第一传感器上方及邻接第一传感器的至少三个其它传感器的至少一部分的上方。在另一方面中，滤波器的长度尺寸与对应传感器的长度尺寸的比率为大于1的非整数。在另一方面中，滤波器的宽度尺寸与对应传感器的宽度尺寸的比率为大于1的非整数。在另一方面中，第一滤波器通过在约570nm至约750nm的范围内的光波长，第二滤波器通过在约450nm至约590nm的范围内的光波长，且第三滤波器通过在约380nm至约570nm的范围内的光波长。
在另一创新中，感测装置包含：包括多个传感器的传感器阵列，各传感器具有长度尺寸及宽度尺寸；及用于滤波朝向传感器阵列传播的光的装置，用于滤波光的装置中的每一者相对于传感器阵列经定位以在光入射到一或多个对应传感器上之前对所述光进行滤波，用于滤波光的装置中的每一者其具有长度尺寸及宽度尺寸。在这些创新中，用于滤波光的装置中的每一者的长度尺寸与对应传感器的长度尺寸的比率、用于滤波光的装置中的每一者的宽度尺寸与相对应的传感器的宽度尺寸的比率或其二者为大于1的非整数。
此创新可包含其它方面。举例来说，在一方面中，用于滤波感测装置的光的装置包括滤波器阵列。在另一方面中，用于滤波光的装置包括滤波器的重复布置，所述重复布置包含：具有第一长度尺寸及第一宽度尺寸的第一滤波器，其经配置以通过第一范围的波长；具有第二长度尺寸及第二宽度尺寸的第二滤波器，其经配置以通过第二范围的波长；具有第三长度尺寸及第三宽度尺寸的第三滤波器，其经配置以通过第三范围的波长；及具有第四长度尺寸及第四宽度尺寸的第四滤波器，其经配置以通过第一、第二或第三范围的波长中的任一者。在另一方面中，滤波器的重复布置经布置以使得第一滤波器安置于第一传感器上方及邻接第一传感器的至少三个其它传感器的至少一部分的上方。在另一方面中，多个传感器中的至少一些相对于滤波器元件经定位以接收通过第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器及第四滤波器中的不多于两者所滤波的辐射。在另一方面中，第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器及第四滤波器的长度尺寸为相同的。在另一方面中，第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器及第四滤波器的宽度尺寸为相同的。在另一方面中，第一滤波器通过在约570nm至约750nm的范围内的光波长，第二滤波器通过在约450nm至约590nm的范围内的光波长，且第三滤波器通过在约380nm至约570nm的范围内的光波长。在另一方面中，用于滤波光的装置的长度尺寸与对应传感器的长度尺寸的比率在1.0与2.0之间。在另一方面中，用于滤波光的装置的宽度尺寸与对应传感器的宽度尺寸的比率在1.0与2.0之间。
另一创新包含一设备，所述设备包含：包括多个传感器的传感器阵列，多个传感器中的每一者具有长度尺寸及宽度尺寸；及包括多个滤波器的滤波器阵列，所述滤波器阵列邻近所述传感器阵列布置，使得穿过所述滤波器阵列的光入射于传感器阵列上，多个滤波器中的每一者具有长度尺寸及宽度尺寸，其中滤波器长度及宽度尺寸中的至少一者分别相对于传感器长度及宽度尺寸经设定大小，使得滤波器具有大于传感器长度尺寸且小于传感器长度尺寸的两倍的滤波器长度尺寸，及大于传感器宽度尺寸且小于传感器宽度尺寸的两倍的滤波器宽度尺寸中的至少一者。
另一创新包含一种制造感测装置的方法，所述方法包含提供传感器阵列，各传感器元件具有用于接收辐射的表面，所述表面由长度尺寸及宽度尺寸定义，且各传感器元件经配置以基于入射于传感器元件上的辐射信号；及邻近传感器阵列布置滤波器元件阵列，从而滤波朝向传感器阵列中的传感器的表面传播的辐射，各滤波器元件具有长度尺寸及宽度尺寸，将滤波器元件的长度尺寸及宽度尺寸的大小中的至少一者设定成大于接收已穿过各滤波器元件的辐射的对应传感器元件的相应长度尺寸及宽度尺寸，各滤波器元件经设定大小以使得滤波器元件的长度及宽度尺寸中的至少一者除以传感器元件的相应长度或宽度尺寸的结果为大于1的非整数。
附图说明
图1说明传感器阵列的6×6部分的经简化实例。
图2说明彩色滤波器阵列的4×4部分的经简化实例。
图3说明具有替代彩色滤波器阵列配置的图2的实例。
图4说明具有替代彩色滤波器配置的图2及3的实例。
图5说明具有应用于其的4×4部分的彩色滤波器的6×6部分的传感器阵列，其中彩色滤波器元件的长度及宽度为传感器的1.5倍。
图6说明图3的实例，其相对于传感器区域强调彩色滤波器元件，其中彩色滤波器元件的长度及宽度为传感器的1.5倍。
图7说明彩色滤波器阵列及传感器阵列的大小经减小图案的实例，其中彩色滤波器元件的长度及宽度为传感器的1.5倍。
图8说明为1.5:1的彩色滤波器元件比传感器元件配置的实例。
图9说明具有可贯穿滤波器重复的3×3模式的彩色滤波器布置的实例。
图10说明其中彩色滤波器元件为传感器的大小的2.5倍的配置的实例。
图11说明其中彩色滤波器元件为传感器的大小的1.1倍的配置的实例。
图12说明彩色滤波器阵列及传感器阵列的大小经减小图案的实例，其中彩色滤波器元件的长度及宽度为传感器的1.5倍，且传感器阵列中的传感器具有2:1的纵横比。
图13说明彩色滤波器元件与传感器元件为1.5:1配置的实例，其中传感器具有2:1的纵横比。
具体实施方式
词语“示范性”在本文中用以意味着“充当实例、例项或说明”。本文中被描述为“示范性”的任何实施例未必被认作理解为比其它实施例优选或有利。
在本文中将术语“非整数比率”用于定义比率，其中当所述比率经简化使得比率的第一个数字或比率的第二个数字为“1”时，比率的数字中的至少一者将用分数分量来表达。举例来说，比率1:1.5含有为整数的数字1，且用分数分量表达数字1.5；小数部分为“0.5”或二分之一。在本文所描述的比率的上下文中，任何相对于彼此而测量的事物不一定具有所描述的完全一致的尺寸，而是本文中的任何数字意味着经描述使得两个事物大体上等于所表达的测量结果。
除非另行说明，否则如本文所使用的术语“约”及“基本上”指示所表达的测量结果的10％以内的公差。
如本文所使用的术语“光”是指为人眼可见及不可见的辐射波长。
词语“彩色滤波器阵列”、“滤波器阵列”及“滤波器元件”为广泛术语且在本文中用以意味着与电磁辐射的滤波光谱相关联的滤波技术的任何形式，包含光的可见波长及不可见波长。
如本文中所使用的术语“图像传感器”也可被称为“传感器”。
术语“彩色滤波器阵列”或CFA可被称为“滤波器阵列”、“彩色滤波器”、“RGB滤波器”或“电磁辐射滤波器阵列”。当滤波器被称为红色滤波器、蓝色滤波器或绿色滤波器时，这些滤波器经配置以分别允许具有与颜色红色、蓝色或绿色相关联的一或多个波长的光穿过。
在本文中所使用的术语“分别”用以意味着与主体相关联的对应设备。当滤波器参照某种色彩(例如，红色滤波器、蓝色滤波器、绿色滤波器)时，这些术语是指经配置以允许所述颜色的光的光谱(例如，通常与所述颜色相关联的光波长)穿过的滤波器。
以下详细描述是针对本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以多种不同方式实施。应显见，可以广泛多种形式来体现本文中的方面，且本文中所揭示的任何特定结构、功能或两者仅为代表性的。基于本文中的教示，本领域的技术人员应了解，可独立于任何其它方面来实施本文中所揭示的方面且可以各种方式来组合这些方面中的两者或多于两者。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备或可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实践方法。另外，除本文中所阐述的一或多个方面或在本文中所阐释的一或多个方面之外，还可使用其它结构、功能或结构和功能来实施所述设备或实践所述方法。
相对于数码相机技术来描述本文中所描述的实例、系统及方法。本文中所描述的系统及方法可实施于各种不同感光装置或图像传感器上。这些包含通用或专用图像传感器、环境或配置。可适用于与本发明一起使用的感光装置、环境及配置的实例包含(但不限于)半导体电荷耦合装置(CCD)或CMOS中的有源传感器或N型金属-氧化物-半导体(NMOS)技术，其皆可与多种应用密切相关，所述应用包含：数码相机、手持式装置或膝上型装置及移动装置(例如，电话、智能电话、个人数据助理(PDA)、超移动个人计算机(UMPC)及移动因特网装置(MID))。
本文所揭示的实施例可包含用于克服与生产具有可为单独传感器提供精确滤波功能的彩色滤波器阵列(CFA)(例如，图2)的亚微米传感器(例如，大小低于1.1μm的传感器)相关联的制造困难的解决方案。当前最先进的CFA技术仅可使用标准的1:1滤波器传感器的比率来支持分辨率低至约1.1μm的传感器大小。为在维持可接受的色彩误差及实现较高色彩保真度及均一性时适应较小传感器大小，单独彩色滤波器元件可延伸跨越多个传感器，且单独传感器可共用遮罩单独传感器的独立片段的多个彩色滤波器元件的部分。
在一些实例中，使用分数的彩色滤波器比传感器的比率，其中CFA的各单独彩色滤波器元件的大小大于传感器阵列中的传感器的大小。结果为多个色彩在单独传感器上重叠。举例来说，在其中彩色滤波器为单独传感器的大小的1.5倍(例如，1.5:1的比率)，且彩色滤波器中使用的色彩为红色、绿色及蓝色(RGB)的实施例中，如经由彩色滤波器由传感器所见的色彩的组合可使色彩的光谱扩展超出RGB至也包含青色、黄色及白色，从而表示通过单独传感器所见的光的经扩展光谱。
图1展示了传感器阵列(或传感器)100的示例，其中各单独传感器101表示为具有1:1的传感器纵横比、具有基本上等于所述单独传感器101的长度的单独传感器101的宽度的方块。此实例不应理解为限制，因为本发明可应用于使用替代传感器元件纵横比(例如，传感器纵横比2:1、4:3及5:4)的传感器阵列100。图1提供实例传感器的6×6方块阵列100，其总共包含36个单独传感器。此实例不应理解为限制，因为各种实施方案可应用于含有任何数目个传感器的传感器阵列。
在一个实例实施例中，传感器阵列100可包括半导体CCD或由与耦合至移位暂存器的传输区域集成的光敏区域(或硅的磊晶层)组成的任何装置。在用于捕获图像的CCD的实例实施例中，可经由镜头将图像投射至包含电容器阵列的传感器阵列100上，使得各电容器积聚与所述位置处的光强度成比例的电荷。
替代地，传感器阵列100可包括有源传感器(在本文中也被称为CMOS传感器)，或由含有传感器阵列100的集成电路组成的任何装置，各传感器含有光检测器及有源放大器。在此实施例中，可以行及列布置传感器阵列100。在一些实例中，给定行中的单独传感器可共用复位线，使得整行可一次性复位。还可连接一行中的各传感器的行选择线接。任何给定列中的各传感器的输出可经连接以共同形成单输出端子(或线)。在给定时间仅选择一个行，因此对于输出线不出现“竞争”。可在列基础上提供用于放大传感器输出的放大器电路。
在另一实例实施例中，传感器阵列100可包括NMOS或由构造图像传感器的芯片上逻辑的n型晶体管组成的任何图像传感器。
图2说明包含单独滤波器阵列的实例彩色滤波器阵列(CFA)200。在图2、3及8中，水平线、对角线及垂直线与水平线的剖面线的所说明图案仅为滤波器的经描绘表示且这些线不表示滤波器的任何物理结构。在此实例中，CFA 200由经说明为图案化方块的4×4CFA200组成，各方块表示经设计以通过具体范围的波长的单独滤波器201，且用字母标记的各方块表示可穿过特定滤波器的光的颜色：字母R是指红色，字母G是指绿色，且字母B是指蓝色。CFA 200可包括2×2滤波器阵列，所述阵列表示如通过图2的CFA 200的左上角中的粗体边框方块所说明的循环滤波器元件230的可重复图案。举例来说，循环滤波器元件230的图案可包含位于循环滤波器元件230的图案的左上角的第一滤波器元件210，所述第一滤波器元件通过水平线图案在图2中表示且中心的字母“R”指示第一滤波器元件210为经配置以通过具有与颜色红色相关联的一或多个波长的光的红色滤波器。循环滤波器元件230的图案还可包含经安置邻接第一滤波器元件210且在其右方的第二滤波器元件215，及经安置邻接第一滤波器元件210且在其下方的第三滤波器元件220。第二滤波器元件215及第三滤波器元件220皆经说明为具有中心带字母“G”的对角线图案，从而指示第二滤波器元件215及第三滤波器元件220二者为经配置以通过具有与颜色绿色相关联的一或多个波长的光的绿色滤波器。循环滤波器元件230的图案还可包含位于直接邻接第二滤波器元件215及第三滤波器元件220二者且对角地邻接第一滤波器元件210的第四滤波器元件225。第四滤波器元件225经说明为具有垂直线与水平线的剖面线图案的方块，且含有指示经配置以通过具有通常与颜色蓝色相关联的一或多个波长的光的蓝色滤波器的字母“B”。重复此2×2布置(循环滤波器元件230的图案的实例(通过具有粗边界线的方块来强调说明))以创建由图2说明的4×4CFA 200。
CFA 200可遮罩传感器阵列100以便滤波辐射且仅允许特定范围的波长，使得包括于CFA 200中的各单独滤波器201基于单独滤波器的配置(例如，CFA 200的第一滤波器元件210、第二滤波器元件215、第三滤波器元件220及第四滤波器元件225)允许对应传感器暴露于仅特定范围的电磁光谱。图2为说明如上文所论述的拜耳滤波器配置的实例，其中RGB彩色滤波器将暴露于传感器的光限制为RGB波长范围。该实例不应理解为限制，因为本发明可包括彩色图案及彩色滤波器的大小的替代配置，以及允许通过包含红外线、紫外线的电磁频率的范围或超出可见光的电磁光谱的其它范围的滤波器。
举例来说，图3说明替代CFA配置，其包含表示如通过CFA 300的左上角中的粗体边框方块所说明的循环滤波器元件230的可重复图案的2×2滤波器阵列。循环滤波器元件230的图案可包含位于循环滤波器元件230的图案的左上角的第一滤波器元件210，所述第一滤波器元件通过具有垂直线与水平线的剖面线的方块表示于图3中，且含有指示蓝色滤波器的字母B。循环滤波器元件230的图案还可包含经安置邻接第一滤波器元件210且在其右方的第二滤波器元件215，及经安置邻接第一滤波器元件210且在其下方的第三滤波器元件220。第二滤波器元件215及第三滤波器元件220皆经说明为具有中心带字母G的对角线图案，从而指示第二滤波器元件215及第三滤波器元件220二者皆为绿色滤波器。循环滤波器元件230的图案还可包含位于直接邻接第二滤波器元件215及第三滤波器元件220二者且对角地邻接第一滤波器元件210的第四滤波器元件225。第四滤波器元件225经说明为水平线图案且中心的字母R指示第四元件225为红色滤波器。重复此2×2布置(循环滤波器元件230的图案的实例(通过具有粗边界线的方块来强调说明))以形成由图3说明的4×4CFA 300。
替代配置的另一实例提供于图4中。图4说明替代CFA配置，其包含表示如通过CFA400的左上角中的粗体边框方块所说明的循环滤波器元件230的可重复图案的2×2滤波器阵列。举例来说，循环滤波器元件230的图案可包含位于循环滤波器元件230的图案的左上角的第一滤波器元件210，所述第一滤波器元件在图4中表示为具有中心带字母G的对角线图案的方块，所述字母G指示第一滤波器元件210为经设计以通过相关波长的绿色滤波器。循环滤波器元件230的图案还可包含经安置邻接第一滤波器元件210且在其右侧的第二滤波器元件215，及经安置邻接第一滤波器元件210且在其下方的第三滤波器元件220。第二滤波器元件215经说明为水平线图案且中心的字母R指示可通过波长的大体范围。第三滤波器元件220经说明为具有垂直线与水平线的剖面线图案，且含有指示经设计以通过相关波长的蓝色滤波器的字母B。循环滤波器元件230的图案还可包含位于直接邻接第二滤波器元件215及第三滤波器元件220二者且对角地邻接第一滤波器元件210的第四滤波器元件225。第四滤波器元件225经说明为在中心具有字母G的对角线图案，所述字母G指示第四滤波器元件225为经设计以通过相关波长的绿色滤波器。重复此2×2布置(循环滤波器元件230的图案的实例(通过具有粗边界线的方块来强调说明))以形成由图4说明的4×4CFA 400。
如先前所论述，典型CFA 200的各单独滤波器201的大小在与传感器阵列100中的单独传感器101的大小相比时，使用1:1的比率进行操作，其中单独滤波器201经设计以滤波对应于单个传感器的特定范围的波长且经安置邻接所述单个传感器。举例来说，典型CFA的单独滤波器对应于单独传感器，使得通过滤波器滤波的光仅传播至所述传感器。图5说明实例实施例，其中CFA200的各单独滤波器201与传感器阵列100的各单独传感器101的大小比率为1.5:1。在此实例中，各单独滤波器201为单独传感器101(所述单独滤波器安置于其上)的长度及宽度的1.5倍，导致各单独滤波器201安置于多个传感器上方。图5进一步说明将图1的传感器的6×6阵列100合并至图2的CFA 200中以得到在本发明中体现的CFA 200与传感器阵列100的实例配置。在此配置中，CFA 200的单独滤波器为传感器阵列100中的单独传感器的大小的1.5倍，且各单独传感器101具有使单独传感器101的宽度基本上等于所述单独传感器101的长度的标准1:1的长度及宽度比。如下文更详细解释的，此配置可以一次在九个传感器的每个3x3阵列310中创建安置于中心传感器305上方的至多四个独立邻接滤波器。该实例不应被理解为限制。
如先前所提及，图5说明实例配置可如何导致单独传感器101由多于一个单独滤波器201遮罩。在此实例中，可通过两个绿色滤波器、一红色滤波器及一蓝色滤波器遮罩中心传感器305，所述滤波器各自覆盖传感器的感光表面的四分之一。直接位于中心传感器305上方且直接位于其左方的两个传感器510、520各自由两个滤波器遮罩，其中传感器的感光表面的一半由红色滤波器遮罩，且另一半由绿色滤波器遮罩。直接位于中心传感器305下方且直接位于其右方的两个传感器525、515各自由两个滤波器遮罩，其中传感器的感光表面的一半由蓝色滤波器遮罩，且另一半由绿色滤波器遮罩。此可产生将经滤波至某些传感器的光谱范围扩展至不仅包含红色/绿色及黄色波长，而且还包含青色、黄色及白色波长(RGBCYW)的附加益处。
图5中的CFA 200为单独彩色滤波器的嵌合体。CFA 200由经说明为图案化方块的4×4CFA 200组成，各方块表示单独滤波器201且用表示可穿过所述特定滤波器的光的颜色的字母标记。字母R是指红色，字母G是指绿色，且字母B是指蓝色。CFA 200包含位于矩阵的左上角的第一滤波器元件210，其由水平线图案组成且中心的字母R指示可通过波长的大体范围。CFA 200还包含经安置邻接第一滤波器元件210且在第一滤波器元件210的右方(相对于图5的定向)的第二滤波器元件215及经安置邻接第一滤波器元件210且在第一滤波器元件210下方(相对于图5的定向)的第三滤波器元件220。第二滤波器元件215及第三滤波器元件220皆经说明为具有在中心带字母G的对角线图案，所述字母G指示第二滤波器元件215及第三滤波器元件220二者为经设计以通过相关波长的绿色滤波器。CFA还包含位于直接邻接绿色滤波器215、220二者且对角地邻接红色滤波器210，所述第四滤波器元件由垂直线与水平线的剖面线图案组成，且含有指示蓝色滤波器的字母B。
图5进一步展示传感器阵列100中的循环元件315的实例配置500及滤波器CFA 200配置。通过图5的左上角中的深色轮廓方块来强调循环元件315，所述深色轮廓方块含有呈3×3方阵的九个单独传感器及安置于单独传感器上方呈2×2方阵的四个彩色滤波器元件。四个彩色滤波器元件分别表示红色210、绿色215、蓝色225及绿色220(自左上角顺时针)。
图6提供循环滤波器元件230及传感器阵列100的图案的示范性视图，其中在图中通过粗边界线给单独滤波器201划界且通过较细的线给传感器100的阵列划界以得到本发明的一个实施例的额外透视图，其中CFA200与传感器阵列100的比率为1.5:1。图6经提供以展示本发明的实例实施例的明确性，且包括图1与图2的组合，但移除包括于图2中的图案，且替代地使用垂直405边界线及水平410边界线来说明本发明的实例实施例。轻质边界线指代各单独传感器101的边界，而较重线指代各单独滤波器201的边界。应注意，仅出于观测目的来描绘所述线。
图6进一步说明传感器阵列100中的循环元件315及滤波器CFA 200配置的实例。通过图6的左上角中的深色轮廓方块来强调循环元件315，深色轮廓方块含有呈3×3方阵的九个单独传感器，及邻接所述单独传感器呈2×2方阵的四个彩色滤波器元件。四个彩色滤波器元件分别表示红色、绿色、蓝色及绿色(从左上角顺时针)。
图5及6皆提供使用定义于图3及4中的1.5:1的比率的CFA 200的循环图案及传感器方阵100的额外示范性视图。
图7包括2×2布置、包围四个方块的循环滤波器元件230(出于观测目的使用围绕各滤波器元件的粗边框来强调)的实例图案，各方块表示四个彩色滤波器的阵列中的单独滤波器201，左上滤波器(例如，第一滤波器元件210)含有代表红色的字母R，紧邻所述左上滤波器的两者第二滤波器元件215及第三滤波器元件220含有指代绿色的字母G，及第四滤波器元件225的字母B代表蓝色。这些滤波器的色彩标记通常表示允许穿过各滤波器的波长。图7的2×2彩色滤波器阵列经安置邻接九个传感器的3×3阵列310，使得彩色滤波器比传感器的比率为1.5:1，导致彩色滤波器的2×2布置基本上匹配九个传感器的3×3阵列310。
图8说明上文简要论述的概念，其中在一个传感器上使用多个彩色滤波器使色彩的光谱从RGB扩展至RGBCYW。在此实例实施例中，可将2×2彩色滤波器阵列安置于九个传感器(出于观测目的使用围绕各传感器元件的粗边框来强调)的3×3阵列310上方，使得彩色滤波器比传感器的比率为1.5:1。这导致彩色滤波器的2×2布置基本上匹配九个传感器的3×3阵列310。在此，可通过第一滤波器元件210来完全遮罩第一传感器103，其中第一滤波器元件210可经配置以通过红色光的光谱。因此，第一传感器103可暴露于由第一滤波器元件210限制的光的光谱。基本上位于第一传感器103下方(在图8的定向中)的第二传感器104可通过两个CFA滤波器(在此实例中，第一滤波器元件210及第二滤波器元件215)遮罩。各CFA滤波器元件可经定位以遮罩第二传感器104的部分。在此实例中，第二传感器104可暴露于绿色及红色波长的组合，从而关于第二传感器104产生可足够宽以包含橙色(590nm至620nm波长)、黄色(570nm至590nm波长)及较浅的绿色(490nm至550nm波长)的光谱。位于邻接第一传感器103且直接位于其右方的第三传感器109可经历由滤波器元件的类似组合产生的光的一样宽的光谱。可通过第一滤波器元件210及第二滤波器元件215来遮罩第三传感器109。归因于第二传感器104及第三传感器109二者经历可包含颜色黄色的辐射的较宽光谱，故用“Y”来标记两个传感器。
图8进一步说明在九个传感器的3×3阵列310的底部行上的第四传感器105，所述第四传感器邻接第二传感器104且直接位于其下方。2×2滤波器矩阵可经布置以使得第四传感器105由第三滤波器元件220完全遮罩，其中第三滤波器元件220可经配置以通过绿色光的光谱。因此，第四传感器105的感光元件可暴露于由第三滤波器元件220限制的光谱。邻接第三传感器109且直接位于其右方的第五传感器110可如第四传感器105经历同样经滤波的光谱。归因于第四传感器105及第五传感器110二者经历可经限制为颜色绿色的辐射光谱，用“G”来标记两个传感器。
另外，图8进一步说明在九个传感器的3×3阵列310的底部行上的第六传感器106，其邻接第四传感器105且直接位于其右方(在图8的定向中)。可通过两个单独CFA滤波器(在此实例中，第三滤波器元件220及第四滤波器元件225)来遮罩第六传感器106。各CFA滤波器元件可经定位以遮罩第六传感器106的部分。在此实例中，第六传感器106可暴露于绿色波长及蓝色波长的组合，从而产生可包含颜色青色(490nm至520nm波长)的光谱。位于邻接第五传感器110且直接位于其下方(在图8的定向中)的第七传感器111可经历由遮罩第六传感器106的滤波器元件的类似组合产生的光的相同光谱。可通过第二滤波器元件215及第四滤波器元件225来遮罩第七传感器111。归因于第六传感器106及第七传感器111二者经历可包含颜色青色的辐射的较宽光谱，用“C”来标记两个传感器。
图8进一步说明九个传感器的3×3阵列310的底部行上的第八传感器107，其邻接第七传感器111且直接位于其下方(在图8的定向中)。2×2滤波器矩阵可经布置以使得通过第四滤波器元件225来完全遮罩第八传感器107，其中第四滤波器元件225可经配置以通过蓝色光的光谱。因此，第八传感器107的感光元件可暴露于由第四滤波器元件225所限制的光的光谱。归因于第八传感器107经历可经限制于颜色蓝色的辐射光谱，用“B”来标记所述第八传感器。
图8说明在九个传感器的3×3阵列310的中心的第九传感器108。2×2滤波器矩阵可经布置以使得第九传感器108由第一滤波器元件210遮罩25％，由第二滤波器元件215遮罩25％，由第三滤波器元件220遮罩25％，且由第四滤波器元件225遮罩25％。因此，第九传感器108的感光元件可暴露于比暴露于九个传感器的3×3阵列310中的剩余的传感器的光谱更宽的光的光谱。归因于第九传感器108所被暴露的宽的光谱，可用指示像素可暴露于滤波器元件所允许的频率的混合物的“W”来标记所述第九传感器。所得阵列具有分别为11％R、11％W、11％B及分别为22％G及22％C的有效传感器成分。
图9说明应用于图1的传感器阵列100的图8的实例实施例。图9还包含各单独传感器101上的一个字母标记，所述字母标记使用图8中所描述的实例实施例识别暴露于单独传感器101的光的光谱。
图9展示表示传感器阵列900的较小方块的6×6阵列，或传感器阵列900的部分，其中各方块含有字母。阵列900可被视为四个3×3传感器阵列的重复图案。各3×3传感器阵列901含有表示在传感器的左上角的第一传感器103(由第一方块表示)及含有意味通过所述传感器接收的光为红色的字母R。两个传感器104、109紧邻左上传感器103且含有指示由那些传感器接收的光为黄色的字母“Y”。直接邻接黄色传感器104、109二者且对角地邻接红色传感器103的为用“W”标记的传感器(第九传感器108)，所述W指示归因于RGB滤波器的组合(例如，先前所论述的四个滤波器元件)与第九传感器108重叠，故第九传感器108接收白色光。对角地邻接第九传感器108且直接邻接黄色传感器104、109的为具有字母“G”的两个传感器105、110，所述字母G意味归因于绿色滤波器，此传感器接收绿光。直接邻接第九传感器108且相对于黄色传感器在第九传感器108的相对端的为用字母“C”标记的两个传感器106、111。归因于绿色滤波器及蓝色滤波器重叠于这些传感器(第六传感器106及第七传感器111)上，这些传感器所暴露于的颜色为青色。最后，直接邻接青色传感器(第六传感器106及第七传感器111)且对角地邻接第九传感器108的为用B标记的传感器(第八传感器107)，所述B表示接收经由蓝色滤波器传播的光的传感器。
如下文所解释，单独滤波器201的大小可相对于单独传感器101而变化，从而产生暴露于通过多个单独彩色滤波器遮罩的单独传感器101的光的变化光谱。为说明此情况，在为1.1:1的CFA200比传感器阵列100的比率中(在下文论述)，其中滤波器元件仅比对应传感器元件大1.1倍，相对于其所接收的绿色光谱，第二传感器104具有小的多的红色光谱。
图10说明其中单独彩色滤波器为单独传感器101的大小的2.5倍的实例配置。类似于图5，图10提供与电磁辐射滤波器阵列1005合并的传感器的6×6阵列100。应注意，单独滤波器201的大小可相对于单独传感器101的大小及形状而变化。
图10说明实例实施例1000，其中电磁辐射滤波器阵列1005的单独滤波器201与传感器元件阵列100中的各单独传感器101的大小比率为2.5:1。在此实例中，单独滤波器201的长度为单独传感器101的长度及宽度的2.5倍。在此配置中，各单独传感器101具有标准的1:1的长度及宽度比，使得单独传感器101的宽度基本上等于所述单独传感器101的长度。如下文更详细地解释，此配置可创建安置于邻接中心传感器305的至多四个独立滤波器完全在三十六个传感器的每一组中的例项。此实例不应理解为限制，此系因为本发明可使用替代传感器纵横比(例如，2:1、4:3、5:4等的传感器纵横比)应用于传感器元件阵列100或使用替代纵横比应用于电磁辐射滤波器阵列1005。
图10中的电磁辐射滤波器阵列1005包含单独彩色滤波器的嵌合体。电磁辐射滤波器阵列1005由经说明为图案化方块的2×2滤波器阵列组成，各方块表示单独滤波器201且用表示可穿过所述特定滤波器的光的颜色的字母标记。在此实例中，字母R是指红色，字母G是指绿色，且字母B是指蓝色。电磁辐射滤波器阵列1005包含位于矩阵的左上角的第一滤波器1010，所述第一滤波器由水平线图案组成且中心的字母R指示可通过波长的实例范围。电磁辐射滤波器阵列1005还包含经安置邻接第一滤波器元件210且直接位于其右方(在图10的定向中)的第二滤波器1015，及经安置邻接第一滤波器1010且直接位于其下方的第三滤波器1020。第二滤波器1015及第三滤波器1020皆经说明为具有中心带字母G的对角线图案，所述字母G指示第二滤波器1015及第三滤波器1020二者经设计以通过相关联的波长。CFA200也包括第四滤波器1025，其经定位以直接邻接第二滤波器1015及第三滤波器1020二者且对角地邻接第一滤波器1010，所述第四滤波器由垂直线与水平线的剖面线图案组成，且含有字母B以指示可通过波长的实例范围。
图11说明其中单独滤波器201与对应传感器101的大小比率为1.1:1的实例实施例。在此实例中，单独滤波器201的长度为单独传感器101的长度及宽度的1.1倍。在此配置中，各单独传感器101具有标准的1:1的长度及宽度比，使得单独传感器101的宽度基本上等于所述单独传感器101的长度。
图11的传感器元件阵列中的循环元件315及滤波器CFA配置包含滤波器元件的10×10矩阵及传感器元件的11×11矩阵。出于观测目的用比传感器元件的边界更粗的轮廓来强调滤波器元件。用指示其所暴露于的电磁辐射的范围的字母来标记各传感器元件。举例来说，含有字母R的传感器元件是指红色，G是指绿色，B是指蓝色，C是指青色，Y是指黄色，且W是指白色。应注意，在此实例配置中，存在暴露于R、G及B的所有三种光谱的大量传感器元件。此类配置可谓用于响应所有颜色的光的光电二极体的适用CFA；即，其中传感器元件中的一些或全部为“全色的(panchromatic)”，且与传统的拜耳矩阵相比，检测到而非吸收更多的光。
图12包括实例2×2布置，为相关像素的大小的1.5倍的彩色滤波器元件230的实例图案，所述像素具有2:1的纵横比。循环滤波器元件230的此实例图案由四个方块(使用围绕各滤波器元件的粗边框来强调)表示，各方块表示四个彩色滤波器阵列中的单独滤波器201，左上滤波器(例如，第一滤波器元件210)含有代表红色的字母R，紧邻所述左上滤波器的两者第二滤波器元件215及第三滤波器元件220含有指代绿色的字母G，且第四滤波器元件225的字母B指代蓝色。这些滤波器的色彩标记通常表示允许穿过各滤波器的波长。图12的2×2彩色滤波器阵列经安置邻接九个传感器的3×3阵列310，使得彩色滤波器和传感器的比率是1.5:1，从而产生基本上匹配九个传感器的3×3阵列310的彩色滤波器的2x2的布置。
图13关于具有2:1的纵横比的多色滤波器及传感器的使用说明上文及12中简要论述的概念。在此实例实施例中，2×2彩色滤波器阵列可上覆于九个传感器的3×3阵列310，使得彩色滤波器比传感器的比率为1.5:1。这导致彩色滤波器的2×2布置基本上匹配九个传感器的3×3阵列310。在此，可通过第一滤波器元件210来完全遮罩第一传感器103，其中第一滤波器元件210可经配置以通过红色光的光谱。因此，第一传感器103的感光元件可暴露于由第一滤波器元件210限制的光的光谱。基本上位于第一传感器103下方的第二传感器104由两个CFA滤波器元件(在此实例中，第一滤波器元件210及第二滤波器元件215)遮罩。各CFA滤波器元件可经定位以遮罩第二传感器104的部分。在此实例中，第二传感器104可暴露于绿色及红色波长的组合，从而关于第二传感器104产生可足够宽以包含橙色(590nm至620nm波长)、黄色(570nm至590nm波长)及较浅的绿色(490nm至550nm波长)的光谱。位于邻接第一传感器103且直接位于其右方的第三传感器109可经历由滤波器元件的类似组合产生的光的一样宽的光谱。可通过第一滤波器元件210及第二滤波器元件215来遮罩第三传感器109。归因于第二传感器104及第三传感器109二者经历可包含颜色黄色的辐射的较宽光谱，故用“Y”来标记两个传感器。
图13进一步说明在九个传感器的3×3阵列310的底部行上的第四传感器105，所述第四传感器邻接第二传感器104且直接位于其下方。2×2滤波器矩阵可经布置以使得第四传感器105由第三滤波器元件220完全遮罩，其中第三滤波器元件220可经配置以通过绿色光的光谱。因此，第四传感器105的感光元件可暴露于由第三滤波器元件220限制的光的光谱。位于邻接第三传感器109且直接位于其右方的第五传感器110可如第四传感器105经历同样经滤波的光谱。归因于第四传感器105及第五传感器110二者经历可经限制为颜色绿色的辐射光谱，用“G”来标记两个传感器。
另外，图13进一步展示在九个传感器的3×3阵列310的底部行上的第六传感器106，所述第六传感器邻接第四传感器105且直接位于其右方(在图8的定向中)。可通过两个单独CFA滤波器(在此实例中，第三滤波器元件220及第四滤波器元件225)来遮罩第六传感器106。各CFA滤波器元件可经定位以遮罩第六传感器106的部分。在此实例中，第六传感器106可暴露于绿色波长及蓝色波长的组合，从而产生可足够宽以包含颜色青色的光谱。位于邻接第五传感器110且直接位于其下方(在图8的定向中)的第七传感器111可经历由滤波器元件的类似组合产生的光的同样宽的光谱。可通过第二滤波器元件215及第四滤波器元件225来遮罩第七传感器111。归因于第六传感器106及第七传感器111二者经历可包含颜色青色的辐射的较宽光谱，故用“C”来标记两个传感器。
图13进一步说明在九个传感器的3×3阵列310的底部行上的第八传感器107，所述第八传感器邻接第七传感器111且直接位于其下方(在图8的定向中)。2×2滤波器矩阵可经布置以使得通过第四滤波器元件225来完全遮罩第八传感器107，其中第四滤波器元件225可经配置以通过蓝色光的光谱。因此，第八传感器107的感光元件可暴露于由第四滤波器元件225所限制的光的光谱。归因于第八传感器107经历可经限制于颜色蓝色的辐射光谱，故用“B”来标记所述第八传感器。
图13说明在九个传感器的3×3阵列310的中心的第九传感器108。2×2滤波器矩阵可经布置以使得第九传感器108由第一滤波器元件210遮罩25％，由第二滤波器元件215遮罩25％，由第三滤波器元件220遮罩25％，且由第四滤波器元件225遮罩25％。因此，第九传感器108的感光元件可暴露于比暴露于九个传感器的3×3阵列310中的剩余的传感器的光谱更宽的光的光谱。归因于第九传感器108可暴露于的光的较宽光谱，可用指示像素可暴露于滤波器元件所允许的频率的混合物的“W”来标记所述第九传感器。
实施系统和术语
本文的实施例给出了用于使用从成像二极体接收的值来计算供在相位检测自动对焦过程中所使用的值的系统、方法及设备。本领域的技术人员将认识到这些实施例可以硬件、软件、固件，或其任何组合实施。
在一些实施例中，上文所论述的电路、方法及系统可用于无线通信装置中。无线通信装置可为一种用以与其它电子装置无线通信的电子装置。无线通信装置的实例包含蜂窝电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、电子阅读器、游戏系统、音乐播放机、上网本、无线数据机、膝上型计算机、平板计算机装置等。
无线通信装置可包含用于执行上文所论述的方法的一或多个图像传感器、两个或多于两个图像信号处理机、包含指令或模块的存储器。装置还可具有数据、处理器加载指令及/或来自存储器的数据、一或多个通信接口、一或多个输入装置、诸如显示装置的一或多个输出装置及电源/接口。无线通信装置可额外包含传输器及接收器。传输器及接收器可共同被称为收发器。收发器可耦合至用于传输及/或接收无线信号的一或多个天线。
无线通信装置可无线地连接至另一电子装置(例如，基站)。无线通信装置可替代地被称为移动装置、移动站、订户站、用户设备(UE)、远程站、存取终端、移动终端、终端、用户终端、用户单元等。无线通信装置的实例包含膝上型计算机或桌上型计算机、蜂窝电话、智能电话、无线数据机、电子阅读器、平板计算机装置、游戏系统等。可根据诸如第三代合作伙伴计划(3GPP)的一或多个工业标准来操作无线通信装置。因此，通用术语“无线通信装置”可包含通过根据工业标准变化的命名法所描述的无线通信装置(例如，存取终端、用户设备(UE)、远端终端等)。
可将本文中所描述的功能作为一或多个指令存储于处理器可读或计算机可读媒体上。术语“计算机可读媒体”指代任何可由计算机或处理器存取的可用媒体。借助于实例(且非限制)，此类媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、快闪存储器、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置，或可用于存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。如本文中所使用，磁盘及光盘包含紧密光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘及
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光盘，其中磁盘通常以磁性方式再现数据，而光盘用激光以光学方式再现数据。应注意，计算机可读媒体可为有形且非暂时性的。术语“计算机程序产品”是指计算装置或处理器，其与可由所述计算装置或处理器执行、处理或计算的代码或指令(例如，“程序”)组合。如本文所使用，术语“代码”可指可由计算装置或处理器执行的软件、指令、代码或数据。
本文中所揭示的方法包括用于实现所描述方法的一或多个步骤或动作。在不脱离权利要求书的范围的情况下，方法步骤及/或动作可彼此互换。换句话说，除非对于所描述方法的恰当操作需要步骤或动作的特定次序，否则可修改特定步骤及/或动作的次序及/或使用而不脱离权利要求书的范围。
应注意，术语“耦合(couple、coupling、coupled)”或如本文所使用的词语耦合的其它变体可指示间接连接或直接连接。举例来说，若第一组件“耦合”至第二组件，则第一组件可间接连接至第二组件或直接连接至第二组件。如本文所使用，术语“多个”指示两个或多于两个。举例来说，多个组件指示两个或多于两个组件。
术语“确定”涵盖广泛多种动作，且因此“确定”可包含计算(calculating、computing)、处理、推导、研究、查找(例如，在表、数据库或另一数据结构中查找)、确定及其类似者。此外，“确定”可包含接收(例如，接收信息)、存取(例如，存取存储器中的数据)及其类似者。此外，“确定”可包含解析、选择、挑选、建立及其类似者。
用语“基于”并不意味“只能基于”，除非以其它方式明确地指定。换句话说，短语“基于”描述“仅基于”及“至少基于”两者。
在前文描述中，给出特定细节以提供对实例的透彻理解。然而，一般技术者应了解，可在无这些特定细节的情况下实践所述实例。举例来说，可在框图中展示电子组件/装置以便避免以不必要的细节混淆实例。在其它例项中，可详细展示这些组件、其它结构及技术以进一步解释实例。
提供所揭示的实施方案的先前描述以使任何本领域的技术人员能够制作或使用本发明。本领域的技术人员将容易清楚对这些实施方案的各种修改，且本文所定义的通用原理可在不背离本发明精神或范围的情况下应用于其它实施方案。因此，本发明并不希望限于本文所展示的实施方案，而应符合与本文中所揭示的原理及新颖特征一致的最广泛范围。

Claims (14)

1.一种感测装置，包括：
传感器阵列，包括多个传感器，每个传感器具有长度尺寸和宽度尺寸并且被配置为产生响应于入射于所述传感器上的辐射的信号；以及
滤波器阵列，包括多个滤波器，每个滤波器具有长度尺寸和宽度尺寸，所述滤波器阵列被安置为在光入射于所述传感器阵列上之前对所述光进行滤波，所述滤波器阵列被相对于所述传感器阵列布置，以使得
所述传感器阵列的第一传感器接收通过第一滤波器传播的辐射；并且
所述传感器阵列的第二传感器接收通过至少所述第一滤波器和第二滤波器传播的辐射，其中所述第一滤波器和所述第二滤波器被各自配置成通过不同范围的波长；
其中每个滤波器的所述长度尺寸与接收通过所述滤波器传播的光的对应传感器的所述长度尺寸的比率，以及每个滤波器的所述宽度尺寸与接收通过所述滤波器传播的光的对应传感器的所述宽度尺寸的比率，这两者都是大于1的非整数。
2.根据权利要求1所述的感测装置，其中所述滤波器阵列包括滤波器的重复布置，所述重复布置包含：
第一滤波器，具有第一长度和宽度尺寸，被配置为通过第一范围的波长；
第二滤波器，具有第二长度和宽度尺寸，被配置为通过第二范围的波长；
第三滤波器，具有第三长度和宽度尺寸，被配置为通过第三范围的波长；以及
第四滤波器，具有第四长度和宽度尺寸，被配置为通过所述第一、第二或第三范围的波长中的任意一个。
3.根据权利要求2所述的感测装置，其中滤波器的所述重复布置被布置成使得所述第一滤波器被安置于第一传感器上方并且在邻接所述第一传感器的至少三个其它传感器的至少一部分上方。
4.根据权利要求2所述的感测装置，其中所述多个传感器中的至少一些被相对于滤波器元件放置以接收由所述第一滤波器、第二滤波器、第三滤波器和第四滤波器中的不多于两个滤波的辐射。
5.根据权利要求2所述的感测装置，其中所述第一滤波器、所述第二滤波器、所述第三滤波器和所述第四滤波器的所述长度尺寸相等。
6.根据权利要求2所述的感测装置，其中所述第一滤波器、所述第二滤波器、所述第三滤波器和所述第四滤波器的所述宽度尺寸相等。
7.根据权利要求2所述的感测装置，其中：
所述第一滤波器通过在约570nm至约750nm的范围中的光波长；
所述第二滤波器通过在约450nm至约590nm的范围中的光波长；并且
所述第三滤波器通过在约380nm至约570nm的范围中的光波长。
8.根据权利要求1所述的感测装置，其中所述滤波器阵列包括聚合物材料。
9.根据权利要求1所述的感测装置，其中滤波器的所述长度尺寸与对应传感器的所述长度尺寸的所述比率在1.0与2.0之间。
10.根据权利要求1所述的感测装置，其中滤波器的所述宽度尺寸与对应传感器的所述宽度尺寸的所述比率在1.0与2.0之间。
11.一种感测方法，包括：
利用包括多个滤波器的滤波器阵列对朝向传感器阵列传播的光进行滤波，所述滤波器阵列被相对于所述传感器阵列放置以在光入射到所述传感器阵列之前对所述光进行滤波，每个滤波器具有长度尺寸和宽度尺寸；
在所述传感器阵列上接收所滤波的光，所述传感器阵列包括多个传感器，所述多个传感器被各自配置为产生响应于入射于所述传感器上的光的信号，所述传感器阵列被相对于所述滤波器阵列布置，以使得
所述传感器阵列的第一传感器接收通过第一滤波器传播的辐射；并且
所述传感器阵列的第二传感器接收通过至少所述第一滤波器和第二滤波器传播的辐射，其中所述第一滤波器和所述第二滤波器被各自配置成通过不同范围的波长，
其中每个传感器具有长度尺寸和宽度尺寸；并且
其中每个滤波器的所述长度尺寸与接收通过所述滤波器传播的光的对应传感器的所述长度尺寸的比率，以及每个滤波器的所述宽度尺寸与接收通过所述滤波器传播的光的对应传感器的所述宽度尺寸的比率，这两者都是大于1的非整数。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述滤波器阵列包括滤波器的重复布置，所述重复布置包含：
第一滤波器，具有第一长度和宽度尺寸，被配置为通过第一范围的波长；
第二滤波器，具有第二长度和宽度尺寸，被配置为通过第二范围的波长；
第三滤波器，具有第三长度和宽度尺寸，被配置为通过第三范围的波长；以及
第四滤波器，具有第四长度和宽度尺寸，被配置为通过所述第一、第二或第三范围的波长中的任意一个。
13.根据权利要求12所述的方法，其中滤波器的所述重复布置被布置成使得所述第一滤波器被安置于第一传感器的上方并且在邻接所述第一传感器的至少三个其它传感器的至少一部分上方。
14.根据权利要求12所述的方法，其中：
所述第一滤波器通过在约570nm至约750nm的范围中的光波长；
所述第二滤波器通过在约450nm至约590nm的范围中的光波长；并且
所述第三滤波器通过在约380nm至约570nm的范围中的光波长。
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