CN207251823U

CN207251823U - 成像设备和成像系统

Info

Publication number: CN207251823U
Application number: CN201720934981.6U
Authority: CN
Inventors: R·S·约翰森
Original assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Current assignee: Semiconductor Components Industries LLC
Priority date: 2016-08-10
Filing date: 2017-07-31
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: US20180048871A1; US10218944B2

Abstract

本实用新型涉及成像设备和成像系统。本实用新型技术的各种实施方案可包括用于改善成像设备的光谱响应的方法和设备。所述方法和设备可结合像素阵列和滤色器阵列操作。所述滤色器阵列可包括成组布置的滤色器的图案。至少一组可包括多个相同颜色的滤波器和至少一个不同颜色的滤波器。本实用新型的一个方面的技术效果在于所提供的成像设备在变化的光照水平下产生更高质量的图像。本实用新型的一个方面的目的在于提供一种具有增强的光谱响应的成像设备。

Description

成像设备和成像系统

技术领域

本实用新型涉及成像设备，并且具体地，涉及具有增强的光谱响应的图像传感器及对应的成像系统。

背景技术

图像传感器利用位于像素阵列上的滤色器阵列，根据波长来过滤入射光。常规滤色器采用红色、绿色和蓝色滤波器的2×2图案，其中绿色滤波器占总面积的50％，红色滤波器占总面积的25％，并且蓝色滤波器占总面积的25％。为了获得全色图像，可利用各种去马赛克算法和颜色校正以为每个像素内插一组颜色值。

图像传感器的光谱灵敏度是随波长变化的光检测的相对效率。然而随着像素尺寸减小，串扰会给信号带来负面影响，因为预期用于一个像素的波长会在相邻像素中捕获并造成错误的信号。串扰减小了受影响的颜色通道的颜色信号，并且增加了不同颜色通道的光谱响应中的重叠。

为了补偿光谱响应中增加的重叠，密集的颜色校正可再现减小的色域，但也可放大噪声。这导致总体降低的信噪比(SNR)性能。适用于具有串扰增加的图像传感器的颜色校正矩阵牺牲了颜色再现精度或SNR或两者。因此，在弱光条件下，像素信号已较低且处于低SNR的风险，因而为实现全色再现所做的校正进一步降低了SNR。在强光条件下，像素信号具有足够的SNR，并且全色校正所引起的增加的噪声不那么严重。

实用新型内容

本实用新型的一个方面的目的在于提供一种具有增强的光谱响应的成像设备。

在一个方面中，本实用新型是成像设备，其特征在于包括：像素阵列；以及位于像素阵列上的滤色器阵列，其中滤色器阵列包括多组滤波器；并且其中至少一组包括：多个相同颜色的滤波器；以及至少一个不同颜色的滤波器。

在上述成像设备的一个实施方案中，所述多个相同颜色的滤波器形成具有仅四个等长的边的形状。

在上述成像设备的一个实施方案中，不同颜色的滤波器位于该组的几何中心中。

在上述成像设备的一个实施方案中，不同颜色的滤波器是透明滤波器。

在上述成像设备的另选实施方案中，不同颜色的滤波器是绿色滤波器。

在上述成像设备的一个实施方案中，该组包括至少四个滤波器。

在上述成像设备的一个实施方案中：至少一组具有大于不同组的几何面积；并且至少一组形成不对称形状。

在另一个方面中，本实用新型是用于在变化的光照水平下产生更高质量的图像的成像系统，其特征在于包括：彩色像素的像素阵列，其中每个像素包括滤色器，其中彩色像素成组布置；其中至少一组包括：多个相同颜色的滤波器；和至少一个不同颜色的滤波器；耦接到像素阵列的图像信号处理器，其中图像信号处理器应用颜色校正矩阵；以及输出设备，该输出设备耦接到图像信号处理器用于显示经校正的图像。

在上述成像系统的一个实施方案中，还包括共享的浮动扩散区，其中与至少一组滤色器相对应的多个像素耦接到共享的浮动扩散区。

在上述成像系统的一个实施方案中，不同颜色的滤波器是透明滤波器。

本实用新型的一个方面的技术效果在于所提供的成像设备在变化的光照水平下产生更高质量的图像。

附图说明

当结合以下示例性附图考虑时，可参照具体实施方式更全面地了解本实用新型技术。在以下附图中，通篇以类似附图标记指代各附图当中的类似元件和步骤。

图1代表性地示出了根据本实用新型技术的示例性实施方案的系统；

图2是根据本实用新型技术的示例性实施方案的成像设备的框图；

图3是根据本实用新型技术的示例性实施方案的像素的电路图；

图4代表性地示出了根据本实用新型技术的第一实施方案的滤色器阵列图案；

图5代表性地示出了根据本实用新型技术的第二实施方案的滤色器阵列图案；

图6代表性地示出了根据本实用新型技术的第三实施方案的滤色器阵列图案；

图7代表性地示出了根据本实用新型技术的第四实施方案的滤色器阵列图案；

图8代表性地示出了根据本实用新型技术的第五实施方案的滤色器阵列图案；

图9代表性地示出了根据本实用新型技术的第六实施方案的滤色器阵列图案；

图10代表性地示出了图7所示的像素阵列的光谱响应；

图11代表性地示出了图8所示的像素阵列的光谱响应；

图12代表性地示出了图9所示的像素阵列的光谱响应；以及

图13是根据本实用新型技术的示例性实施方案的合并过程的流程图。

具体实施方式

本实用新型技术可在功能块组件和各种加工步骤方面进行描述。此类功能块可通过被配置成执行指定功能并获取各种结果的任何数量的部件实现。例如，本实用新型技术可采用可执行多种功能的各种滤色器阵列、像素架构、读出与合并操作以及半导体器件，诸如晶体管、电容器等。另外，本实用新型技术可结合任何数量的成像系统来实施，并且所述设备仅为所述技术的一种示例性应用。此外，本实用新型技术可采用用于捕获光并将光转换成电荷、将电荷读出为具有电压值的像素信号、对像素信号的电压进行采样、将模拟像素信号转换成数字信号等的任何数量的常规技术。

根据本实用新型技术的各个方面的用于增强图像传感器的光谱响应的方法和设备可结合任何合适的成像系统(诸如计算机系统、照相机系统、机器视觉系统、车辆导航系统、视频电话、监视系统、自动对焦系统、运动检测系统、图像稳定系统、智能手机等)操作。

参见图1，根据本实用新型的各种方面的成像系统包括电子设备，诸如数字照相机105。在一个实施方案中，该系统可包括通过总线115与各种设备通信的中央处理单元(CPU)110。

输入/输出(I/O)设备120可连接到总线115，并且可提供进出系统的通信。例如，I/O设备120可包括外部设备，诸如计算机显示器、存储卡或一些其他外部单元或接口，用于连接到此类外部单元。I/O设备120可从成像设备145接收数字图像数据，诸如视频数据、图像数据、帧数据和/或增益信息。在其他实施方案中，I/O设备120可包括用于直接查看和/或存储数字图像数据的内部设备，诸如显示屏或存储器部件。

连接到总线115的其他设备提供存储器，例如，随机存取存储器(RAM)125、硬盘驱动器以及一个或多个可移动存储器设备130，诸如软盘驱动器、光盘(CD)驱动器、USB驱动器、存储卡和SD卡。虽然总线115被示为单条总线，但可使用任何数量的总线来提供通信路径以使设备互连。

成像系统还可包括用于捕获图像数据的成像设备145。例如，光可通过镜头135进入照相机并照到成像设备145。在各种实施方案中，镜头135可被配置成聚焦图像。例如，镜头135可包括固定镜头和/或可调镜头，并且可包括在成像设备145的表面上形成的微镜头。

成像设备145可例如通过将波的可变衰减(在它们穿过物体或被物体反射时)转换成电子信号来检测并传送构成图像的信息。成像设备145可结合任何适当的技术(诸如使用半导体电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)中的有源像素传感器、模拟传感器和/或平板检测器)来实施。

成像设备145可与处理器(诸如，CPU 110、数字信号处理器或微处理器)组合在单个集成电路中，或者可位于单独的芯片上。成像设备145还可从系统接收诸如快门释放的控制或其他数据。

参见图2，在本实用新型技术的示例性实施方案中，成像设备145可包括成行和列布置以形成像素阵列210的多个像素205。像素100可经由金属布线或其他合适的连接件进行电连接。像素阵列210可例如使用合适的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术和/或制造工艺用硅形成。

参见图3，示例性像素205可包括光敏元件305和浮动扩散节点310。在示例性实施方案中，光敏元件305通过将光转换成电荷操作，并且可包括光电二极管、光栅或响应于光的任何其他合适的半导体器件。在各种实施方案中，光敏元件305可包括能够在耗尽电压下完全耗尽的钉扎光电二极管。

浮动扩散节点310(也称为“浮动扩散区”或“FD节点”)可充当感测节点，并且可包括例如高导电性掺杂区，而没有向其中或从其中转移电荷的欧姆连接。浮动扩散节点310可用适于存储电荷的任何设备或结构(诸如二极管或电容器)形成。在各种实施方案中，浮动扩散节点310可被一个或多个光敏元件305共享，使得可在读出之前对来自多个光敏元件305的电荷进行求和。

在本实用新型实施方案中，光敏元件305可经由转移门315选择性地耦接到浮动扩散节点115。转移门315可包括具有栅极端子、漏极端子和源极端子的晶体管，其中栅极端子可用作控制端子，而源极端子和漏极端子用于承载电流或转移电荷。例如，转移门315的栅极端子可从控制单元(未示出)接收第一控制信号TX。在其他实施方案中，转移门315可包括用于提供电流或电荷转移的任何其他合适的设备。

浮动扩散节点310也可经由重置门320选择性地耦接到电压源V_DD。重置门320可包括具有栅极端子、漏极端子和源极端子的晶体管，其中栅极端子可用作控制端子，而源极端子和漏极端子用于承载电流。例如，重置门320的栅极端子可从控制单元(未示出)接收控制信号RST。

像素205还可包括放大器325和行选择门330。在示例性实施方案中，放大器325可包括源极跟随器电路，该电路使用具有栅极端子、漏极端子和源极端子的晶体管。行选择门330还可包括具有栅极端子、漏极端子和源极端子的晶体管，其中栅极端子可用作控制端子，而源极端子和漏极端子用于承载电流。行选择门330的栅极端子可从控制单元接收行选择控制信号RS。在示例性实施方案中，放大器325的源极端子可耦接到行选择门330的漏极端子，例如以在行选择门330激活时将来自放大器325的放大信号转移到输出V_out。

再次参见图2，成像设备145还可包括滤色器阵列(CFA)215，该滤色器阵列具有位于像素阵列210上的滤色器255的图案。在示例性实施方案中，每个像素205用一种颜色的CFA 215覆盖，并且被滤色器覆盖的像素205可称为彩色像素270。例如，CFA 215可包括拜耳滤色器阵列，该滤色器阵列包括红色R、蓝色B和绿色G滤波器的图案。在其他实施方案中，CFA 215可使用其他颜色诸如CYYM滤波器(青色、黄色和品红色)、CYGM滤波器(一个青色、黄色、绿色和品红色)、RGBE滤波器(青色、红色、绿色和蓝色)以及任何其他合适的颜色来形成。在各种实施方案中，CFA 215可包括“白色”或透明滤色器。CFA 215可形成9×9颜色图案、4×4颜色图案或任何其他合适的图案尺寸和构型。在各种实施方案中，CFA 215可重复以覆盖整个像素阵列210。

在包括拜耳CFA的实施方案中，具有红色R滤波器的像素205可称为“红色像素”，具有蓝色B滤波器的像素205可称为“蓝色像素”，具有绿色G滤波器的像素205可称为“绿色像素”，并且具有透明T滤波器的像素205可称为“透明像素”。

现在参见图4-图9，在各种实施方案中，滤色器阵列215可包括任何数量的颜色。例如，滤色器阵列215可包括绿色(G)、红色(R)、蓝色(B)和透明(T)滤色器。红色(R)滤波器透过红色带中的光谱能量，绿色(G)滤波器透过绿色带中的光谱能量，蓝色(B)滤波器透过蓝色带中的光谱能量，并且透明(T)滤波器透过所有色带中的可见光谱能量。

在各种实施方案中，滤色器可形成组460。每组460可包括多个相同颜色的滤波器。例如，图4所示的滤色器阵列215包括四(4)组460(1a)、460(2a)、460(3a)、460(4a)，其中第二组和第三组460(2a)、460(3a)分别包括多个红色(R)滤色器和多个蓝色(B)滤色器。在各种实施方案中，该组还可包括至少一个不同颜色的滤波器。例如，第一组和第四组460(1a)、460(4a)包括多个绿色(G)滤色器(在此例中，九(9)个绿色(G)滤色器)和一(1)个透明(T)滤色器。

在其他实施方案中，滤色器可形成具有不同形状、颜色组成和布置方式的组460。例如，参见图5，滤色器阵列215可包括四(4)组460(1b)、460(2b)、460(3b)、460(4b)，其中第一组和第四组460(1b)、460(4b)包括多个绿色(G)滤色器(在此例中，十(10)个绿色(G)滤色器)和一(1)个透明(T)滤色器。

在各种实施方案中，组460可包括大多数相同颜色的滤波器和至少一(1)个不同颜色的滤波器。例如，不同颜色的滤波器可包括绿色(G)滤色器，然而在其他实施方案中，不同颜色的滤波器可包括透明(T)滤色器。例如，如图4所示，第一组460(1)包括大多数绿色(G)滤色器和一(1)个透明(T)滤色器。在另选实施方案中，例如如图9所示，滤色器阵列215可包括四(4)组460(1f)、460(2f)、460(3f)、460(4f)，其中第一组和第四组460(1f)、460(4f)中的每个组包括九(9)个绿色(G)滤色器，第二组460(2f)包括八(8)个红色(R)滤色器和一(1)个绿色(G)滤色器，并且第三组包括八(8)个蓝色(B)滤色器和一(1)个绿色(G)滤色器。

在各种实施方案中，组460可形成不对称形状。例如在图4-图5中，每组460形成具有六(6)个边缘的几何形状，其中这些边缘不等长。在其他实施方案中，组460可形成对称形状，例如如图6-图9所示，每组460形成具有四(4)个等长的边缘的几何形状。在各种实施方案中，包括多个绿色(G)滤色器的组460的总面积可大于由红色(R)和蓝色(B)滤色器形成的组460中的每个组。在各种实施方案中，至少一个滤色器255可位于另一种颜色的多个滤波器的几何中心中。例如，图6-图9示出了位于组460的几何中心中的透明(T)滤色器或绿色(G)滤色器任一者。

再次参见图2，在各种实施方案中，成像设备145还可包括行电路220、列电路225以及定时和控制单元230，以选择性地激活连续像素行并将像素信号读出到采样保持电路235。然后，像素信号可被传输至放大器240，以在信号被模数转换器245转换为数字信号之前放大这些信号。然后，数字像素信号可被传输并且存储在图像信号处理器140中，用于进一步处理。每个像素信号可包括图像数据(诸如场景照明度以及行和列标识符)。

成像设备145还可包括图像信号处理器140。图像信号处理器140可包括用于执行计算、发送和接收图像数据的任何数量的半导体器件(诸如晶体管、电容器等)以及用于存储图像数据的存储单元。在各种实施方案中，图像信号处理器140可用可编程逻辑器件(诸如现场可编程门阵列(FPGA))或具有可重构数字电路的任何其他设备实施。在其他实施方案中，图像信号处理器140可以使用不可编程器件的硬件实现。在另选实施方案中，图像信号处理器140可部分或完全地使用任何合适的互补金属氧化物半导体(CMOS)技术或制造工艺形成于含硅的集成电路内，使用处理器和存储器系统形成于ASIC中，或使用其他合适的实施方式形成。

在各种实施方案中，图像信号处理器120可执行颜色处理和色调映射操作，诸如去马赛克、白平衡、颜色校正、伽马校正等。

再次参见图3，在像素级别操作的各种实施方案中，可通过使重置信号RST和转移信号TX暂时生效，来重置光敏元件305和浮动扩散节点310。聚积窗(即，曝光周期)一开始是使转移信号TX失效并允许入射光对光敏元件305充电。光敏元件305上的电压或电荷指示在曝光周期期间入射到光敏元件305上的光的强度。在曝光周期结束时，重置信号RST失效以隔离浮动扩散节点310，并且转移信号TX生效以将光电二极管101耦接到浮动扩散节点106。电荷转移使得浮动扩散节点310的电压下降与曝光周期期间聚积在光敏元件305上的光生电子成比例的量。

在各种实施方案中，经由使行选择RS信号生效来读出图像数据可沿着读出列线Vout一次一行地执行，或使用多种其他技术执行，诸如串行读出、沿着读出行线的列读出、所有像素同时完全的并行读出或任何其他合适的读出技术。

在各种实施方案中，可由定时和控制单元230生成重置RST、行选择RS和转移信号TX，以产生用于控制图像采集的快门信号。在一个实施方案中，快门信号是全局快门信号，用于同时启用像素阵列210内的所有像素，以在单个采集窗期间同时捕获其相应的图像数据。在另选实施方案中，快门信号是卷帘快门信号，由此在连续采集窗期间顺序地启用每行、每列或每组的像素。

参见图13，像素信号可被读出和合并(即，求和)以增加成像设备145的动态范围。在各种实施方案中，来自前一帧600的像素信号可用于确定该组中的所有像素信号是否都将包括在合并操作中。例如，来自前一帧600的像素信号可与预定阈值电平进行比较605。阈值电平可根据系统部件(诸如颜色再现和SNR要求)来选择。

在各种实施方案中，如果前一帧数据600高于预定阈值，则仅来自组460的子组的数据被选择用于合并610。例如，如图所示，合并操作中不包括具有透明T滤波器的像素，但包括组460内的所有其他像素。在各种实施方案中，如果前一帧数据600不高于预定阈值，则合并操作615中包括组460内的所有像素。

在一个实施方案中，合并决策可在全局基础上应用，其中对于每一帧而言，合并操作以相同方式应用于每一组。在另选实施方案中，合并决策可在每过组基础上应用，其中对于每一帧而言，合并操作可对一些组执行，而不对其他组执行。

一旦已读出像素，就可根据各种方法合并像素信号。在一个实施方案中，可将像素信号单独地读出，并且在信号已被ADC转换为数字值之后进行数字求和620(即，在数字域中求和)。在另一个实施方案中，可通过收集和聚积来自共同浮动扩散区上的多个像素的电荷，对像素信号进行求和625(即，电荷求和)。在这种情况下，多个像素可共享一些或所有读出电路。在另一个实施方案中，可将模拟像素信号单独地读出，并且在数字转换之前进行求和630(即，在模拟域中求和)。对模拟信号求和可在读出之后的任何时间执行。

在各种实施方案中，像素信号可在每过组基础上合并。例如，来自第一像素组460(1)的彩色像素信号可合并在一起，来自第二像素组460(2)的像素信号可合并在一起，来自第三像素组460(3)的像素信号可合并在一起，并且来自第四像素组460(4)的像素信号可合并在一起。

在其他实施方案中，像素信号可在不同组之间合并。例如，来自一组的透明像素信号可与来自一个或多个不同组的像素信号合并。

在各种实施方案中，在已合并像素信号之后，图像信号处理器140(图1)可对像素信号(图像)应用颜色校正矩阵635，以形成经校正的输出图像640。在所有像素信号被合并615的情况下，应用颜色校正矩阵以优化信噪比。在各种实施方案中，颜色校正矩阵可能对颜色校正不完全(使饱和度更低)，以增加信噪比。在仅像素信号的子组被合并610的情况下，应用颜色校正矩阵以优化组460的颜色保真度。

在各种实施方案中，可随后将经校正的输出图像640保存或显示于输出设备(未示出)上。输出设备可包括外部设备，诸如计算机显示器、存储卡或一些其他外部单元。输出设备可从图像信号处理器140接收数字图像数据，诸如视频数据、图像数据、帧数据和/或增益信息。输出设备可包括用于查看和/或存储数字图像数据的内部设备，诸如显示屏或存储器部件。

对于图6-图8中的CFA图案中的每个CFA图案而言，在使用计算机模拟进行测试期间的光谱响应分别示于图10-图12中。图10-图12是显示蓝色、绿色和红色灵敏度的光谱响应，其中红色和蓝色响应是固定的，而不论信号阈值如何。绿色响应基于所选的阈值而改变，其中这些曲线图示出了高曝光条件和低曝光条件下的绿色光谱响应。图10示出了光谱响应，其中透明像素占460(1c)、460(4c)这两组的1/9，这两组中的其余像素是绿色像素。图11示出了光谱响应，其中透明像素占组460(1d)、460(2d)、460(3d)、460(4d)中的每个组(所有颜色平面)的1/9，并且在低曝光条件下，透明像素的灵敏度仅与具有绿色像素的组的灵敏度合并。图12示出了光谱响应，其中透明像素占460(2e)、460(3e)这两组(红色和蓝色平面)的1/9，并且在低曝光条件下，透明像素与具有绿色像素的组合并。

根据一个实施方案，一种成像设备，包括：像素阵列；以及位于像素阵列上的滤色器阵列，其中滤色器阵列包括多组滤波器；并且其中至少一组包括：多个相同颜色的滤波器；以及至少一个不同颜色的滤波器。

根据权利要求1所述的成像设备，其中所述多个相同颜色的滤波器形成具有仅四个等长的边的形状。

根据一个实施方案，不同颜色的滤波器位于该组的几何中心中。

根据一个实施方案，不同颜色的滤波器是透明滤波器。

根据另选实施方案，不同颜色的滤波器是绿色滤波器。

根据一个实施方案，该组包括至少四个滤波器。

根据一个实施方案，至少一组具有大于不同组的几何面积。

根据一个实施方案，至少一组形成不对称形状。

根据一种操作，一种基于光照条件来增强像素阵列的光谱响应的方法，包括：用成像设备捕获光，该成像设备包括：多个像素，其中每个像素包括光敏元件；位于像素阵列上的多个多色滤波器，其中滤波器成组布置；并且其中至少一组包括：多个相同颜色的滤波器；和至少一个不同颜色的滤波器；获得每个像素的信号，其中该信号与光敏元件上的光量成比例；以及对至少具有相同颜色的滤波器的像素的信号进行求和。

根据一种操作，该方法还包括基于预定阈值来选择性地启用与不同颜色的滤波器相关联的像素信号的利用。

根据一种操作，该方法还包括将与不同颜色的滤波器相关联的像素信号和与相同颜色的滤波器相关联的像素信号合并。

根据一种操作，对信号求和包括对共享的浮动扩散区上的组中的信号求和。

根据另选操作，对信号求和包括对模拟域中的组中的信号求和。

根据一种操作，该方法还包括单独地读出像素信号，并且其中对信号求和包括对数字域中的信号求和。

根据一种操作，该方法包括将颜色校正矩阵应用于求和的像素信号。

根据一个实施方案，一种用于在变化的光照水平下产生更高质量的图像的系统，包括：彩色像素的像素阵列，其中每个像素包括滤色器，其中彩色像素成组布置；其中至少一组包括：多个相同颜色的滤波器；和至少一个不同颜色的滤波器；耦接到像素阵列的图像信号处理器，其中图像信号处理器应用颜色校正矩阵；以及输出设备，该输出设备耦接到图像信号处理器用于显示经校正的图像。

根据一个实施方案，该系统还包括共享的浮动扩散区，其中与滤色器中的至少一组滤色器相对应的多个像素耦接到共享的浮动扩散区。

根据一个实施方案，不同颜色的滤波器是透明滤波器。

根据一个实施方案，颜色校正矩阵优化经校正的图像的信噪比。

根据一个实施方案，颜色校正矩阵优化经校正的图像的颜色保真度。

在上述描述中，已结合具体示例性实施方案描述了所述技术。所示和所述特定具体实施方式用于展示所述技术及其最佳模式，而不旨在以任何方式另外限制本实用新型技术的范围。实际上，为简洁起见，方法和系统的常规制造、连接、制备和其他功能方面可能未详细描述。此外，各种附图中示出的连接线旨在表示各种元件之间的示例性功能关系和/或步骤。在实际系统中会存在许多另选的或另外的功能关系或物理连接件。

虽然参照具体的示例性实施方案描述了本技术，但在不脱离本实用新型技术范围的情况下可以进行各种修改和变化。以例证性而非限制性方式考虑说明书和附图，并且所有此类修改旨在包括在本实用新型技术的范围内。因此，应通过所述的一般实施方案及其在法律意义上的等同形式，而不是仅通过上述具体示例确定所述技术的范围。例如，除非另外明确说明，否则可以任何顺序执行任何方法或方法实施方案中列举的步骤，并且这些步骤不限于具体示例中提供的明确顺序。另外，任何设备实施方案中列举的部件和/或元件可以多种排列组装或者以其他方式进行操作配置，以产生与本实用新型技术基本上相同的结果，并且因此不限于具体示例中阐述的具体配置。

上文已经针对具体实施方案描述了有益效果、其他优点和问题解决方案。然而，任何有益效果、优点、问题解决方案或者可使任何具体有益效果、优点或解决方案出现或变得更明显的任何要素都不应被解释为关键、所需或必要特征或部件。

术语“包含”、“包括”或其任何变型形式旨在提及非排他性的包括，使得包括一系列要素的过程、方法、制品、组合物或装置不仅仅包括这些列举的要素，而且还可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品、组合物或设备固有的其他要素。除了未具体引用的那些，本实用新型技术的实施所用的上述结构、布置、应用、比例、元件、材料或部件的其他组合和/或修改可在不脱离其一般原理的情况下变化或以其他方式特别适于具体环境、制造规范、设计参数或其他操作要求。

上文已结合示例性实施方案描述了本实用新型技术。然而，可在不脱离本实用新型技术的范围的情况下对示例性实施方案作出变化和修改。这些和其他变化或修改旨在包括在本实用新型技术的范围内，如随附权利要求所述。

Claims

1.一种成像设备，其特征在于包括：

像素阵列；和

位于所述像素阵列上的滤色器阵列，其中所述滤色器阵列包括多组滤波器；并且

其中至少一组包括：

多个相同颜色的滤波器；以及

至少一个不同颜色的滤波器。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于所述多个相同颜色的滤波器形成具有仅四个等长的边的形状。

3.根据权利要求2所述的成像设备，其特征在于所述不同颜色的滤波器位于所述组的几何中心中。

4.根据权利要求3所述的成像设备，其特征在于所述不同颜色的滤波器是透明滤波器。

5.根据权利要求3所述的成像设备，其特征在于所述不同颜色的滤波器是绿色滤波器。

6.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于所述组包括至少四个滤波器。

7.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于：

至少一组具有大于不同组的几何面积；并且

至少一组形成不对称形状。

8.一种成像系统，所述成像系统用于在变化的光照水平下产生更高质量的图像，其特征在于包括：

彩色像素的像素阵列，其中每个像素包括滤色器，其中所述彩色像素成组布置；

其中至少一组包括：

多个相同颜色的滤波器；和

至少一个不同颜色的滤波器；

耦接到所述像素阵列的图像信号处理器，其中所述图像信号处理器应用颜色校正矩阵；以及

输出设备，所述输出设备耦接到所述图像信号处理器用于显示经校正的图像。

9.根据权利要求8所述的成像系统，其特征还在于包括共享的浮动扩散区，其中与至少一组滤色器相对应的多个像素耦接到所述共享的浮动扩散区。

10.根据权利要求8所述的成像系统，其特征在于所述不同颜色的滤波器是透明滤波器。