CN111614917A - 具有风化检测像素的成像系统 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“具有风化检测像素的成像系统”。本发明提供了一种成像设备，该成像设备可具有图像传感器像素阵列。该图像传感器像素阵列可具有与光学叠堆重叠的主要像素和参考像素。该参考像素可比该主要像素更耐受风化诸如太阳光退化。例如，与主要像素重叠的光学叠堆可包括防反射涂层，而与参考像素重叠的光学叠堆可不包括防反射涂层。另选地或附加地，与主要像素重叠的光学叠堆可包括由第一颜料形成的滤色器抗蚀剂，并且与参考像素重叠的光学叠堆可包括由比第一颜料更耐受风化的第二颜料形成的滤色器抗蚀剂。处理电路可比较主要像素和参考像素的输出以确定阵列中的像素是否已损坏。

Description

具有风化检测像素的成像系统
背景技术
本发明整体涉及成像设备，并且更具体地讲，涉及包括风化检测像素的成像传感器。
图像传感器常常在电子设备诸如移动电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型的布置中，电子设备设置有布置成像素行和像素列的图像像素阵列。阵列中的每个图像像素包括经由转移栅极耦接到浮动扩散区域的光电二极管。每个像素接收入射光子(光)并将这些光子转换成电信号。将列电路耦接到每个像素列以用于读出来自图像像素的像素信号。有时，图像传感器被设计为使用联合图像专家组(JPEG)格式将图像提供给电子设备。
常规成像系统采用其中通过布置在图像像素阵列中的不同颜色的图像像素对可见光谱进行采样的图像传感器。例如，图像像素阵列可包括布置在拜耳马赛克图案中的红色、绿色和蓝色(RGB)图像像素。然而，在典型的布置中，成像系统可能无法确定阵列中的图像像素是否已由于风化而损坏。
因此，可能有利的是能够提供具有改进的图像传感器像素的成像设备。
附图说明
图1是根据一个实施方案的示例性电子设备的示意图，该电子设备具有图像传感器和处理电路以用于使用图像像素阵列捕获图像。
图2是根据一个实施方案的示例性像素阵列以及用于从该像素阵列读出图像信号的相关联读出电路的示意图。
图3是根据一个实施方案的其中在不同时间下已随着波长变化绘制透光率的曲线图。
图4是根据一个实施方案的可应用于图像传感器像素上的光学叠堆的横截面侧视图。
图5A是根据一个实施方案的其中针对一组参考像素在不同时间下已随着波长变化绘制透光率的曲线图。
图5B是根据一个实施方案的其中针对一组主要像素在不同时间下已随着波长变化绘制透光率的曲线图。
图6是根据一个实施方案的具有主要像素和参考像素的滤色器阵列的示意图。
图7是示出根据一个实施方案的比较主要像素和参考像素以确定风化是否已使像素阵列的部份劣化的方法的示意图。
具体实施方式
本发明的实施方案涉及图像传感器，并且更具体地讲，涉及具有可用于检测风化是否已使图像像素阵列的部份劣化的参考像素的图像传感器。本领域技术人员应该认识到，本发明的示例性实施方案可在缺少一些或所有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，并未详细描述众所周知的操作，以免不必要地模糊本实施方案。
具有数字相机模块的成像系统广泛用于电子设备，诸如数字相机、计算机、移动电话和其它电子设备中。数字相机模块可包括一个或多个图像传感器，这些图像传感器收集入射光以捕捉图像。图像传感器可包括图像像素阵列。图像传感器中的像素可包括光敏元件，诸如将入射光转换成电荷的光电二极管。图像传感器可具有任何数量(例如，数百或数千或更多)的像素。典型的图像传感器可(例如)具有数百、数千或数百万的像素(如，百万像素)。图像传感器可包括控制电路(诸如，用于操作图像像素的电路)和用于读出图像信号的读出电路，该图像信号与光敏元件所生成的电荷相对应。
图像传感器像素可被允许特定波长的光通过的滤色器覆盖。例如，图像传感器像素可被红色滤色器、蓝色滤色器、绿色滤色器或任何其他期望的滤色器覆盖。此外，图像传感器像素可被其他层覆盖，其他层包括玻璃层、微透镜层和防反射涂层。这些层(可统称为光学叠堆)可经调整以减少图像传感器像素阵列内的图像传感器像素中的至少一些的风化，并且这些像素可用作确定风化是否已使图像像素阵列的部份劣化的参考。
图1为示例性成像系统(诸如，电子设备)的示意图，该成像系统使用图像传感器捕获图像。图1的电子设备10可为便捷式电子设备，诸如相机、蜂窝电话、平板计算机、网络相机、摄像机、视频监控系统、机动车成像系统、具有成像能力的视频游戏系统或者捕获数字图像数据的任何其他所需的成像系统或设备。相机模块12可用于将入射光转换成数字图像数据。相机模块12可包括一个或多个透镜14以及一个或多个对应图像传感器16。透镜14可包括固定透镜和/或可调透镜，并且可包括形成于图像传感器16的成像表面上的微透镜。在图像捕获操作期间，可通过透镜14将来自场景的光聚焦到图像传感器16上。图像传感器16可包括用于将模拟像素数据转换成要提供给存储和处理电路18的对应的数字图像数据的电路。如果需要，相机模块12可设置有透镜14的阵列和对应图像传感器16的阵列。
存储和处理电路18可包括一个或多个集成电路(例如，图像处理电路、微处理器、诸如随机存取存储器和非易失性存储器的存储设备等)，并且可使用与相机模块12分开和/或形成相机模块12的一部分的部件(例如，形成包括图像传感器16的集成电路或者与图像传感器16相关的模块12内的集成电路的一部分的电路)来实施。可使用处理电路18处理和存储已被相机模块12捕获的图像数据(例如，使用处理电路18上的图像处理引擎、使用处理电路18上的成像模式选择引擎等)。可根据需要使用耦接到处理电路18的有线通信路径和/或无线通信路径将处理后的图像数据提供给外部设备(例如，计算机、外部显示器或其他设备)。
如图2所示，图像传感器16可包括含有被布置成行和列的图像传感器像素22(有时在本文称为图像像素或像素)的像素阵列20以及控制和处理电路24。阵列20可包含例如数百或数千行以及数百或数千列的图像传感器像素22。控制电路24可耦接到行控制电路26和图像读出电路28(有时称为列控制电路、读出电路、处理电路或列解码器电路)。行控制电路26可从控制电路24接收行地址，并且通过行控制路径30将对应的行控制信号，诸如复位控制信号、行选择控制信号、电荷转移控制信号、双转换增益控制信号和读出控制信号提供给像素22。可将一根或多根导线(诸如，列线32)耦接到阵列20中的像素22的每一列。列线32可用于从像素22读出图像信号以及用于将偏置信号(例如，偏置电流或偏置电压)提供给像素22。如果需要，在像素读出操作期间，可使用行控制电路26选择阵列20中的像素行，并且可沿列线32读出由该像素行中的图像像素22生成的图像信号。
图像读出电路28(有时称为列读出和控制电路28)可通过列线32接收图像信号(例如，由像素22产生的模拟像素值)。图像读出电路28可包括用于对从阵列20读出的图像信号进行采样和暂时存储的采样保持电路、放大器电路、模拟-数字转换(ADC)电路、偏置电路、列存储器、用于选择性启用或禁用列电路的锁存电路，或者耦接到阵列20中的一个或多个像素列以用于操作像素22和用于从像素22读出图像信号的其它电路。读出电路28中的ADC电路可将从阵列20接收的模拟像素值转换成对应数字像素值(有时称为数字图像数据或数字像素数据)。图像读出电路28可针对一个或多个像素列中的像素通过路径25将数字像素数据提供给控制和处理电路24和/或处理器18(图1)。
如果需要，图像像素22可包括一个或多个光敏区，以响应于图像光而生成电荷。图像像素22内的光敏区可成行成列地布置在阵列20上。图像阵列20可设置有滤色器阵列，该滤色器阵列具有多个滤色器元件以允许单个图像传感器对不同颜色的光进行采样。例如，诸如阵列20中的图像像素的图像传感器像素可设置有滤色器阵列，该滤色器阵列允许单个图像传感器使用对应的被布置成拜耳马赛克图案的红色、绿色和蓝色图像传感器像素对红光、绿光和蓝光(RGB)进行采样。拜耳马赛克图案由2×2个图像像素的重复单元格组成，其中两个绿色图像像素沿对角线彼此相对，并且邻近与蓝色图像像素沿对角线相对的红色图像像素。在另一个合适示例中，拜耳图案中的绿色像素被替换为具有宽带滤色器元件(例如，透明滤色器元件、黄色滤色器元件等)的宽带图像像素。这些示例仅仅是示例性的，并且一般来讲，可在任何期望数量的图像像素22上方形成任何期望颜色和任何期望图案的滤色器元件。
图像传感器16可被配置为支持全局快门操作(例如，像素22可在全局快门模式下进行操作)。例如，阵列20中的图像像素22各自可包括光电二极管、浮动扩散区和局部电荷存储区。采用全局快门方案，图像传感器中的所有像素被同时复位。然后，使用电荷转移操作，将每个图像像素的光电二极管中收集的电荷同时转移至相关联的电荷存储区。接着例如可从每个存储区逐行读出数据。
图像像素阵列中的每个图像像素诸如图像像素22可设置有在使用期间可能劣化的覆盖层诸如滤色器层。图3是示出针对示例性图像像素(诸如图2的图像像素22中的一个像素)在经过一定时间的风化暴露(这里称为暴露)之后的透光率的曲线图。曲线302可对应于新图像像素的透光率(例如，在时间0处)。如图所示，在500nm至600nm之间以及700nm以上时，曲线302的透射增强。曲线302的峰值透射可例如大于90％、大于95％、小于100％或大于80％。然而，这仅仅是例示性的。可根据需要调整图像传感器像素的初始峰值透射。
曲线304可对应于图像像素在该像素已暴露一段时间后的透光率。例如，曲线304可对应于图像像素在暴露5小时后、在暴露50小时后、在暴露不足500小时后或在暴露超过100小时后的透光率。如曲线304所示，图像像素在所有波长上的透射都已降低，最显著的是在500nm至600nm之间。例如，图像像素的峰值透射可减少至小于90％、小于80％、大于60％或小于70％。
曲线306可对应于图像像素在对应于曲线304的暴露时间后经过了附加暴露时间后的透光率。例如，曲线306可对应于在暴露1000小时后的透光率。如曲线306所示，峰值透射已进一步降低，并且可例如小于60％、小于50％或大于40％。
曲线304和306所示的透射减少可能是由图像像素阵列内的图像像素的风化引起的。例如，如果图像像素阵列长时间暴露在阳光下，太阳能可能会损坏与图像像素重叠的层中的一些层，从而减少到达图像像素阵列中的图像像素中的一些图像像素的光量。太阳能可通过晒白滤色器材料或微透镜材料来减少通过与图像传感器像素重叠的层的透射。晒白这些层可导致在由图像传感器像素生成的图像中产生伪影。可能受这些风化效应影响的图像传感器可用于安全相机、汽车应用或相机长时间暴露在阳光下的任何其他领域。然而，这仅仅是例示性的。任何图像传感器都可能易受来自太阳能的损坏的影响。这带来了风险，特别是在领域诸如汽车应用中，在该领域中，处理电路可通过算法分析由图像传感器捕获的图像。通过图像传感器的部份的透射减少可能会降低此类算法的结果的准确性，并且因此带来安全风险。
图4示出了可与图像像素诸如图2的图像像素22重叠的各种层。这些不同的层在本文中可统称为光学叠堆。如图4所示，光学叠堆400可包括以背照式、前照式或晶圆堆叠技术制造直至需要应用滤色器抗蚀剂404的另外的光学路径制造402的程度的图像传感器。滤色器抗蚀剂404可对应于下层的图像传感器像素被配置为检测的特定颜色(例如，红色、蓝色或绿色)。例如，如果给定像素是红色图像像素，则给定像素可与红色滤色器抗蚀剂重叠。可使用各种颜料为滤色器抗蚀剂404着色。例如，可使用红色颜料为红色滤色器抗蚀剂着色。然而，这仅仅是例示性的。一般来讲，任何颜料或颜料的组合可用于在给定滤色器抗蚀剂上施加期望的颜色。
微透镜406和平面化层408可沉积在滤色器抗蚀剂404上。微透镜406和平面化层408可由丙烯酸类、玻璃、聚合物或任何其他期望的材料形成。一般来讲，微透镜406和平面化层408可由相同的材料形成，或者可由不同的材料形成。微透镜406可将入射光聚焦在下层的图像传感器像素上，或者可在图像传感器像素阵列内重定向光。可调整微透镜406的形状、尺寸或方向以根据需要聚焦入射光。
可选的防反射涂层410可应用于微透镜406和平面化层408上。防反射涂层410可提高环境光线至下层的图像传感器像素的透射。具体地讲，防反射涂层410可在制造期间和制造之后减少附着在图像像素阵列上的颗粒的数量，从而减少在由图像像素阵列产生的图像中的伪影。此外，防反射涂层410可增强下层的图像传感器像素的灵敏度。防反射涂层410可由例如二氧化硅(SiO2)形成。然而，可使用任何期望的材料形成防反射涂层410。
在图像传感器的暴露期间，光学叠堆400(例如，应用于图像传感器中的像素阵列的像素中的至少一个像素上的光学叠堆)的层可能被损坏。例如，用于形成光学叠堆400的层的材料中的一些材料可能由于暴露在阳光下而损坏。具体地讲，太阳能可晒白光学叠堆400的层中的一些层，从而在由图像传感器产生的最终图像数据中形成伪影。
图5A和图5B是示出针对具有不同特性的光学叠堆的透射百分比随着波长变化的曲线图。如图5A所示，覆盖在图像像素(诸如图2的像素22)上的光学叠堆(诸如图4的光学叠堆400)可在不同的暴露时间下显示出不同的透射曲线。例如，曲线502可对应于当像素22为新像素时(例如，在暴露时间0处)通过光学叠堆的透射，曲线504可对应于在暴露5小时后、在暴露50小时、在暴露不足500小时或在暴露超过100小时后通过光学叠堆的透射，曲线506可对应于在暴露1000小时后通过光学叠堆的透射，作为示例。
类似地，图5B示出了针对具有不同于图5A中的光学叠堆的特性的光学叠堆的在不同操作时间下的不同透射曲线。曲线508、510和512可分别对应于在经历与曲线502、504和506相同的暴露时间量之后的透射曲线。然而，与曲线510和512相关联的光学叠堆的透射可比与曲线504和506相关联的光学叠堆的透射低得多。例如，相比于与曲线504和506相关联的光学叠堆，与曲线510和512相关联的光学叠堆的透射可能低10％、20％或任何其他相对透射水平。
曲线504、506、510和512所示的透射减少可能是由覆盖在图像像素阵列内的图像像素上的光学叠堆的风化引起的。例如，如果图像像素阵列长时间暴露在阳光下，太阳能可能会损坏与图像像素重叠的光学叠堆内的层中的一些层，从而减少到达任何给定图像像素的光量。图5A中的曲线和图5B中的曲线之间的透射差值可能是由于在各自的光学叠堆中使用不同材料所致。
在一个实施方案中，对应于图5A的光学叠堆可设置不具有防反射涂层，而图5B可设置有防反射涂层，诸如图4的防反射涂层410。尽管防反射涂层410可提高环境光至下层的图像传感器像素的透射并增强像素的灵敏度，但防反射涂层可由于风化而劣化，从而减少在图像传感器的整个生命周期内通过光学叠堆的整体透射。换句话讲，与具有叠置的防反射涂层的图像传感器相比，不具有叠置的防反射涂层的图像传感器像素可能不那么易于风化劣化。
在另一个实施方案中，对应于图5A的光学叠堆可设置有由第一颜料形成的滤色器抗蚀剂，诸如滤色器抗蚀剂404，而对应于图5B的光学叠堆可设置有由不同于第一颜料的第二颜料形成的滤色器抗蚀剂。一般来讲，颜料可能会因暴露在阳光和太阳能下而退化。颜料的这种退化如公式1所示，
Figure BDA0002339626410000081
其中P是颜料颗粒，P.是颜料颗粒自由基，hv是来自光的能量。因此，当滤色器抗蚀剂中的颜料暴露在阳光下时，该颜料可退化为颜料自由基，这可晒白滤色器抗蚀剂的部份并且/或者导致颜料普遍脱色。
不同类型的颜料能够以不同的速率退化或退化至不同的程度。例如，颜料可由一个或多个金属或有机发色团形成，这些发色团中的每个发色团对阳光暴露的反应不同。然而，这仅仅是例示性的。一般来讲，颜料可包含施加任何期望的颜色的任何期望的材料，并且这些材料对太阳能的反应可不同。
在图5A和图5B的示例中，用于与图5A相关联的滤色器抗蚀剂中的第一颜料可由比用于与图5B相关联的滤色器抗蚀剂中的第二颜料更耐受风化和/或太阳光退化的组分形成。
使用具有对风化和/或太阳光退化有不同程度耐受性的像素可允许在图像像素阵列中检测风化。如图6所示，例如，图像像素阵列600包括主要像素602和参考像素604(每个参考像素被指定为“S”)。参考像素604可具有比主要像素602更耐受风化和太阳光退化的覆盖层(例如，光学叠堆)。例如，与主要像素602重叠的光学叠堆可具有防反射涂层，而与参考像素604重叠的光学叠堆可形成为不具有防反射涂层。因此，参考像素可比主要像素602更耐受由太阳能而引起的退化。然而，由于具有防反射涂层增强了至下层的图像像素的透射，因此可能期望为像素阵列600内的大多数像素提供防反射涂层。另选地或附加地，参考像素604可设置有滤色器抗蚀剂，该滤色器抗蚀剂由比与主要像素602相关联的颜料或一组颜料更耐受太阳光退化的颜料或一组颜料形成。然而，这些仅仅是示例性的。一般来讲，可以与主要像素602相比增强对太阳光退化和/或风化的耐受性的任何期望的方式来修改参考像素604和/或对应的覆盖层。
参考像素604(例如，不具有防反射涂层的像素或对应于对太阳光退化的耐受性增强的颜料的像素)可散布在整个阵列600中。可在阵列600内的至少一个位置中设置单个参考像素、两个或更多个参考像素的分组、四个或更多个参考像素的分组、少于10个参考像素的分组或多于8个参考像素的分组。这些单个参考像素或参考像素的分组可按规则间隔定位在阵列600内，或者可按不规则间隔设置在阵列600内。例如，可在阵列600的四个角落部分和中心部分设置参考像素的分组、可将参考像素的分组按间隔定位在像素阵列中、可为每100个主要像素配置单个参考像素，或者可在整个阵列的主要像素之间散布参考像素。然而，这些仅仅是示例性的。一般来讲，可在阵列600内的任何期望的位置处设置任何数量的参考像素604。
主要像素602和参考像素604两者的存在可允许主要像素602的输出和参考像素604的输出的比较(例如，主要像素602生成的图像信号和参考像素604生成的图像信号之间的比较)。例如，如果主要像素602显示出比参考像素604(参考像素604比主要像素602不那么易于风化)更低的透射曲线，则阵列600内的至少一些像素可由于风化而退化。这样，处理电路可确定风化是否已影响图像像素阵列600的性能并指示是否需要补救措施。例如，如果对应于主要像素602和参考像素604的透射之间的差值高于阈值，则可向成像系统的用户发出警告。该差值阈值可以是主要像素和参考像素之间的差值大于10％、主要像素和参考像素之间的差值大于20％、主要像素和参考像素之间的差值小于30％，或者主要像素和参考像素之间的差值大于25％。然而，这些范围仅仅是示例性的。一般来讲，可使用任何期望的差值阈值。
图7示出了比较参考像素和主要像素以确定是否已发生风化和/或太阳光退化的示例性方法。在步骤710中，处理电路(例如，与成像传感器相关联的处理电路诸如图2的处理电路24，或另一部件中的处理电路)可接收参考像素(诸如图6的参考像素604)的输出和主要像素(诸如图6的主要像素602)的输出。这些像素的输出可以是由像素生成的电荷、由像素生成的图像信号、基于由像素生成的图像信号的图像数据，或已由图像像素直接或间接生成的任何其他期望输出。
在步骤720中，处理电路可比较主要像素的输出和周围主要像素的输出，并且比较参考像素的输出和周围参考像素的输出。可在期望的公差(有时在本文称为差值阈值)内执行这些比较。例如，可存在5％、10％的公差或任何其他期望的公差。处理电路执行此比较以确保正在分析的输出是平场，这意味着输出的任何部分都不会干扰处理电路稍后进行的比较。如果主要像素的输出与周围主要像素的输出在所选公差内不匹配并且/或者参考像素的输出与周围参考像素的输出在所选公差内不匹配，则处理电路可确定输出不是平场，并且该方法可沿路径730继续进行。然后，处理电路可接收来自主要像素和参考像素的新输出。另选地，如果主要像素的输出与周围主要像素的输出在所选公差内匹配并且/或者参考像素的输出与周围主要像素的输出在所选公差内匹配，则处理电路可确定输出是平场，并且该方法可沿路径740继续进行至步骤750。
在步骤750中，处理电路可比较主要像素的输出和参考像素的输出。可在期望的公差(有时在本文称为差值阈值)内执行此比较。例如，可存在5％、10％的公差或任何其他期望的公差。参考像素可由不同于主要像素的层和/或材料形成，并且可因此不那么易于风化和/或太阳光退化。如果参考像素的输出与主要像素匹配，指示主要像素未被退化超过允许公差，则该方法可沿路径760继续进行。然后，处理电路可接收来自主要像素和参考像素的新输出(例如，以执行主要像素和参考像素之间的另一比较)。另选地，如果参考像素的输出与主要像素不匹配，指示主要像素已被退化超过允许公差，则该方法可沿路径770继续进行至步骤780。
在步骤780中，处理电路可对系统(例如，成像系统、电子设备等)进行标记和/或警示以指示已发生像素风化。图7所示的方法可连续地发生、可由处理电路按规则间隔触发、可由处理电路按不规则间隔触发、可由处理电路在每当成像设备通电时触发、可由包含成像电路的设备的用户触发，或者可由任何其他期望的装置触发。
具有主要像素和参考像素两者以及对应的比较电路的图像传感器可用于安全相机、车辆中的成像设备或任何其他期望的设备中。例如，图7所示的方法可作为针对汽车中的成像设备的汽车安全完整性等级(ASIL)测试的一部分来实现。机动车辆可具有用于各种功能的图像传感器。这些可在备用相机、侧视镜相机、自动操纵和/或驾驶相机中实现，或者可实现以用于其他目的。在一些情况下，车辆可包括车载处理器，这些车载处理器以各种算法使用来自这些图像传感器的输出以向驾驶员提供反馈、控制机动车辆或执行其他期望的功能。在一些情况下，这些传感器内的像素的风化可对各种算法的结果产生负面影响，从而可能会使车辆的驾驶员和乘客陷入不安全处境。比较耐受风化的参考像素的输出数据和主要像素的输出数据可允许机动车辆显示警告，使得驾驶员和/或机械师可意识到问题并采取补救措施，诸如修理或更换图像传感器或成像系统。
已描述了各种实施方案，示出了具有主要像素和比主要像素更耐受风化的参考像素的图像传感器，以及比较主要像素和参考像素的输出以确定是否已发生由于风化引起的劣化的方法。
在本发明的各种实施方案中，图像传感器可具有阵列或生成图像信号的像素。像素阵列可包括第一组像素和第二组像素。第二组像素可以是参考像素，并且可比可以是主要像素的第一组像素更耐受太阳光退化。图像传感器可包括接收生成的图像信号并且可比较由第一组像素和第二组像素生成的图像信号的处理电路。
根据一个实施方案，图像像素阵列中的像素中的每个像素可与光学叠堆重叠，并且该光学叠堆可包括滤色器抗蚀剂。第一组像素中的每个像素可与具有由第一颜料形成的第一滤色器抗蚀剂的第一光学叠堆重叠，并且第二组像素中的每个像素可与具有由不同于第一颜料的第二颜料形成的第二滤色器抗蚀剂的第二光学叠堆重叠。在一些实施方案中，第二颜料可比第一颜料更耐受太阳光退化。
在一些实施方案中，第一组像素中的每个像素可与具有防反射涂层的第一光学叠堆重叠，并且第二组像素中的每个像素可与不具有防反射涂层的第二光学叠堆重叠。每个第一光学叠堆的滤色器抗蚀剂可插置在防反射涂层与第一组像素中的相应像素之间。第一光学叠堆中的每个叠堆上的防反射涂层可由二氧化硅形成。
根据一个实施方案，处理电路可被配置为响应于确定由第一组像素生成的图像信号与由第二组像素生成的图像信号不匹配而输出警示信号(例如，标记)。第二组像素可散布在整个像素阵列的第一组像素中的像素之间。附加地或另选地，第二组像素可包括至少两个像素的分组，并且该至少两个像素的分组可按间隔定位在像素阵列中。
在本发明的各种实施方案中，成像系统可包括具有响应于入射光而生成电荷的像素阵列的图像传感器。该像素阵列可包括与第一光学叠堆重叠的第一像素和与不同于第一光学叠堆的第二光学叠堆重叠的第二像素。成像系统还可包括处理电路，该处理电路可接收来自第一像素和第二像素的输出并比较第一像素的输出和第二像素的输出。
根据一个实施方案，第一光学叠堆可包括防反射涂层，第二光学叠堆可不包括防反射涂层。另选地或附加地，第一光学叠堆可包括第一组颜料，第二光学叠堆可包括不同于第一组颜料的第二组颜料。在一些情况下，第一像素可以是主要像素，第二像素可以是参考像素，并且第二组颜料可比第一组颜料更耐受风化。处理电路可响应于确定第一像素和第二像素的输出在差值阈值内不匹配而输出警示。
根据各种实施方案，操作成像系统以确定图像像素阵列中的像素是否已劣化的方法可包括使用图像像素阵列中的第一组图像像素和第二组图像像素来响应于入射光生成电荷并将生成的电荷输出至处理电路。该处理电路可接收来自第一组图像像素和第二组图像像素的输出，并且可确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配。
在一些实施方案中，可对成像系统进行标记和/或警示以响应于确定来自第一组图像像素的输出与来自第二组图像像素的输出不匹配而指示图像像素中的至少一些已经劣化。确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配可包括确定来自第一组图像像素和第二组图像像素的输出是否在差值阈值内匹配。
在一些实施方案中，处理电路可确定来自第一组图像像素的第一分组图像像素的输出是否与来自第一组图像像素的第二分组图像像素的输出匹配，并且可确定来自第二组图像像素的第一分组图像像素的输出是否与第二组图像像素的第二分组图像像素的输出匹配。响应于确定来自第一组图像像素的第一分组图像像素和第二分组图像像素的输出匹配以及来自第二组图像像素的第一分组图像像素和第二分组图像像素的输出匹配，可执行确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配。
根据一个实施方案，图像传感器可包括被配置为生成图像信号的像素阵列，以及被配置为接收生成的图像信号并比较由第一组像素生成的图像信号和由第二组像素生成的图像信号的处理电路。像素阵列可包括第一组像素和第二组像素，并且第二组像素可被配置为比第一组像素更耐受太阳光退化。
根据另一个实施方案，第一组像素和第二组像素的像素中的每个像素可与光学叠堆重叠，每个光学叠堆可包括滤色器抗蚀剂，第一组像素的每个像素可与具有由第一颜料形成的第一滤色器抗蚀剂的第一光学叠堆重叠，第二组像素的每个像素可与具有由不同于第一颜料的第二颜料形成的第二滤色器抗蚀剂的第二光学叠堆重叠，并且第二颜料可比第一颜料更耐受太阳光退化。
根据另一个实施方案，第一组像素和第二组像素的像素中的每个像素可与光学叠堆重叠，每个光学叠堆可包括滤色器抗蚀剂，第一组像素的每个像素可与具有防反射涂层的第一光学叠堆重叠，第二组像素中的每个像素可与不具有防反射涂层的第二光学叠堆重叠，每个第一光学叠堆的滤色器抗蚀剂可插置在防反射涂层与第一组像素中的相应像素之间，并且防反射涂层可由二氧化硅形成。
根据另一个实施方案，处理电路可被配置为响应于确定由第一组像素生成的图像信号与由第二组像素生成的图像信号不匹配而输出警示信号，第二组图像像素中的像素可散布在整个像素阵列的第一组像素中的像素之间，并且第二组像素可包括至少两个像素的分组。
根据一个实施方案，成像系统可包括图像传感器，该图像传感器包括被配置为响应于入射光而生成电荷的像素阵列；以及处理电路，该处理电路被配置为接收来自第一像素和第二像素的输出并比较第一像素的输出和第二像素的输出。该像素阵列可包括与第一光学叠堆重叠的第一像素和与不同于第一光学叠堆的第二光学叠堆重叠的第二像素。
根据另一个实施方案，第一光学叠堆可包括防反射涂层，第二光学叠堆可不包括防反射涂层，并且处理电路可被配置为响应于确定第一像素和第二像素的输出在差值阈值内不匹配而输出警示。
根据另一个实施方案，第一光学叠堆可包括第一组颜料，第二光学叠堆可包括不同于第一组颜料的第二组颜料，第一像素可以是主要像素，第二像素可以是参考像素，并且第二组颜料可比第一组颜料更耐受风化。
根据一个实施方案，操作成像系统以确定图像像素阵列中的图像像素是否已劣化的方法可包括：利用图像像素阵列中的第一组图像像素和第二组图像像素来响应于入射光而生成电荷并将生成的电荷输出至处理电路、利用处理电路来接收来自第一组图像像素和第二组图像像素的输出，以及利用处理电路来确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配。
根据另一个实施方案，该方法还可包括响应于确定来自第一组图像像素的输出与来自第二组图像像素的输出不匹配而对成像系统进行标记以指示图像像素中的至少一些已经劣化。确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配可包括确定来自第一组图像像素和第二组图像像素的输出是否在差值阈值内匹配。
根据另一个实施方案，该方法还包括：在确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配之前，利用处理电路来确定来自第一组图像像素的第一分组图像像素的输出是否与来自第一组图像像素的第二分组图像像素的输出匹配，以及确定来自第二组图像像素的第一分组图像像素的输出是否与第二组图像像素的第二分组图像像素的输出匹配。确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配可包括响应于确定来自第一组图像像素的第一分组图像像素和第二分组图像像素的输出匹配以及来自第二组图像像素的第一分组图像像素和第二分组图像像素的输出匹配而确定来自第一组图像像素的输出是否与来自第二组图像像素的输出匹配。
上述内容仅仅为例示性的，并且可对所描述的实施方案进行各种修改。上述实施方案可单个实施或以任意组合方式实施。

Claims (10)

1.一种图像传感器，包括：
像素阵列，所述像素阵列被配置为生成图像信号，其中所述像素阵列包括第一组像素和第二组像素，并且其中所述第二组像素被配置为比所述第一组像素更耐受太阳光退化；和
处理电路，所述处理电路被配置为接收生成的所述图像信号以及比较由所述第一组像素生成的图像信号和由所述第二组像素生成的图像信号。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一组像素和所述第二组像素中的像素中的每个像素与光学叠堆重叠，其中每个光学叠堆包括滤色器抗蚀剂，其中所述第一组像素的每个像素与具有由第一颜料形成的第一滤色器抗蚀剂的第一光学叠堆重叠，并且所述第二组像素的每个像素与具有由不同于所述第一颜料的第二颜料形成的第二滤色器抗蚀剂的第二光学叠堆重叠，并且其中所述第二颜料比所述第一颜料更耐受太阳光退化。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一组像素和所述第二组像素中的像素中的每个像素与光学叠堆重叠，其中每个光学叠堆包括滤色器抗蚀剂，其中所述第一组像素的每个像素与具有防反射涂层的第一光学叠堆重叠，其中所述第二组像素中的每个像素与不具有防反射涂层的第二光学叠堆重叠，其中每个第一光学叠堆的所述滤色器抗蚀剂插置在所述防反射涂层与所述第一组像素的相应像素之间，并且其中所述防反射涂层由二氧化硅形成。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述处理电路被配置为响应于确定由所述第一组像素生成的所述图像信号与由所述第二组像素生成的所述图像信号不匹配而输出警示信号，其中所述第二组像素中的像素散布在整个所述像素阵列的所述第一组像素中的像素之间，并且其中所述第二组像素包括至少两个像素的分组。
5.一种成像系统，包括：
图像传感器，所述图像传感器包括被配置为响应于入射光而生成电荷的像素阵列，其中所述像素阵列包括与第一光学叠堆重叠的第一像素和与不同于所述第一光学叠堆的第二光学叠堆重叠的第二像素；和
处理电路，所述处理电路被配置为接收来自所述第一像素和所述第二像素的输出以及比较所述第一像素的输出和所述第二像素的输出。
6.根据权利要求5所述的成像系统，其中所述第一光学叠堆包括防反射涂层，其中所述第二光学叠堆不包括防反射涂层，并且其中所述处理电路被配置为响应于确定所述第一像素和所述第二像素的输出在差值阈值内不匹配而输出警示。
7.根据权利要求5所述的成像系统，其中所述第一光学叠堆包括第一组颜料，其中所述第二光学叠堆包括不同于所述第一组颜料的第二组颜料，其中所述第一像素是主要像素，其中所述第二像素是参考像素，并且其中所述第二组颜料比所述第一组颜料更耐受风化。
8.一种操作成像系统以确定图像像素阵列中的图像像素是否已劣化的方法，所述方法包括：
利用所述图像像素阵列中的第一组图像像素和第二组图像像素，响应于入射光而生成电荷并将生成的所述电荷输出至处理电路；
利用所述处理电路，接收来自所述第一组图像像素和所述第二组图像像素的输出；以及
利用所述处理电路，确定来自所述第一组图像像素的输出是否与来自所述第二组图像像素的输出匹配。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
响应于确定来自所述第一组图像像素的输出与来自所述第二组图像像素的输出不匹配，对所述成像系统进行标记以指示所述图像像素中的至少一些已经劣化，其中：
确定来自所述第一组图像像素的输出是否与来自所述第二组图像像素的输出匹配包括确定来自所述第一组图像像素和所述第二组图像像素的输出是否在差值阈值内匹配。
10.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在确定来自所述第一组图像像素的输出是否与来自所述第二组图像像素的输出匹配之前，利用所述处理电路来确定来自所述第一组图像像素的第一分组图像像素的输出是否与来自所述第一组图像像素的第二分组图像像素的输出匹配，以及确定来自所述第二组图像像素的第一分组图像像素的输出是否与来自所述第二组图像像素的第二分组图像像素的输出匹配，其中：
确定来自所述第一组图像像素的输出是否与来自所述第二组图像像素的输出匹配包括响应于确定来自所述第一组图像像素的第一分组图像像素和第二分组图像像素的输出匹配以及来自所述第二组图像像素的第一分组图像像素和第二分组图像像素的输出匹配而确定来自所述第一组图像像素的输出是否与来自所述第二组图像像素的输出匹配。
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