JP2018529297A - 色フィルタセンサー - Google Patents

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Abstract

発明は、複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、各センサーが、長さ寸法と幅寸法とを有し、センサーに入射する放射に応答して信号を生成するように構成された、複数のフィルタを備えるフィルタアレイと、フィルタアレイは、光がセンサーアレイに入射する前にそれをフィルタ処理するために配設され、フィルタアレイは、複数のセンサーの各々が少なくとも１つの対応するフィルタを通って伝搬する放射を受けるようにセンサーアレイに対して配列された、を有する検知デバイスを含む。各フィルタは長さ寸法と幅寸法とを有し、フィルタの長さ寸法の、対応するセンサーの長さ寸法に対する比、フィルタの幅寸法の、対応するセンサーの幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である。

Description

[0001]本出願は、一般に、デジタルイメージングのための色フィルタアレイ（ＣＦＡ：color filter array）に関する。
[0002]相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）画像センサーと電荷結合デバイス（ＣＣＤ：charge-coupled device）とを含む画像センサーは、シーンをキャプチャするためにデジタルイメージング適用例において使用され得る。画像センサーはセンサーのアレイを含む。アレイ中の各センサーは、少なくとも、感光性要素（photosensitive element）に接触する入射光または放射の強度に比例する大きさを有する信号を出力するための感光性要素を含む。シーンから反射または放出される入射光に感光されたときに、アレイ中の各センサーは、シーン中の１つのポイントにおける光の強度に対応する大きさを有する信号を出力する。各感光性要素から出力された信号は、キャプチャされたシーンを表す画像を形成するために処理され得る。
[0003]色画像をキャプチャするために、感光性要素は、異なる色に関連する光の波長を別々に検出することが可能であるべきである。たとえば、センサーは、第１、第２、および第３の色（たとえば、赤、緑および青波長）を検出するように設計され得る。これを達成するために、センサーのアレイ中の各センサーは、単一色フィルタ（たとえば、赤、緑または青フィルタ）でカバーされ得る。単一色フィルタは、色フィルタアレイ（ＣＦＡ：color filter array）中の各個々のフィルタがアレイ中の１つの個別のセンサーと整合されるようにセンサーのアレイ上でＣＦＡを形成するためにパターンに配列され得る。したがって、アレイ中の各センサーは、それと整合されたフィルタに対応する光の単一色を検出し得る。
[0004]ＣＦＡパターンの一例は、アレイ部分が交互の赤色フィルタおよび緑色フィルタの行と、交互の青色フィルタおよび緑色フィルタの行とからなる、ベイヤーＣＦＡである。各色フィルタは、下にあるセンサーアレイ中の１つのセンサーに対応する。ベイヤーＣＦＡでは、色フィルタの１／２は緑色フィルタであり、色フィルタの１／４は青色フィルタであり、色フィルタの１／４は赤色フィルタである。それぞれ、赤フィルタおよび青フィルタの２倍の数の緑フィルタの使用は、赤色光および青色光を見る人間の眼の能力よりも、緑色光を見る人間の眼の能力が大きいことを模倣する。ある配列では、ベイヤーＣＦＡ中の各センサーは、アレイ中の水平および垂直配列において配設されたそれの最も近い近傍とは異なる、光の色に反応する。たとえば、各緑フィルタに対する最近傍は赤フィルタおよび青フィルタであり、各赤フィルタに対する最近傍は緑フィルタであり、各青フィルタに対する最近傍は緑フィルタである。各フィルタの最も近い近傍がそれとは異なる色指定を有するので、各フィルタは、１つの対応するセンサーのみの上にある。
[0005]色フィルタ材料は、色フィルタのスペクトルを画定するための、染料、またはより一般的には顔料からなる。各色フィルタのサイズは、センサーのサイズに対応し、たとえば、１：１の比である。しかしながら、空間解像度のこのレベルを達成することにおける製造困難および物理的制限は、１．１μｍ解像度よりも小さいセンサーの場合、非現実的になった。現在、技術傾向は、より高い画像解像度、したがって、より小さいセンサーサイズを要求するが、技術は、染色および染料色フィルタサイズを１．１μｍ未満に確実に低減することができない。また、フィルタ要素をそれらの対応するセンサーと整合させることが、より困難である。したがって、ＣＦＡを使用することに対する新しい手法が、サブミクロンサイズの色画像センサーを使用する実装形態を改善し得る。
[0006]本発明のシステム、方法、およびデバイスは、それぞれいくつかの態様を有し、それらのうちの単一の態様が単独で本発明の望ましい属性を担当するとは限らない。次に、以下の特許請求の範囲によって表される本発明の範囲を限定することなしに、いくつかの特徴が手短に説明される。この説明を考察すれば、特に「発明を実施するための形態」と題するセクションを読めば、本発明の特徴が、利点をどのように提供するかが理解されよう。
[0007]１つの発明は、複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、各センサーが、長さ寸法と幅寸法とを有し、センサーに入射する放射に応答して信号を生成するように構成された、複数のフィルタを備えるフィルタアレイと、フィルタアレイは、光がセンサーアレイに入射する前にそれをフィルタ処理するために配設され、フィルタアレイは、複数のセンサーの各々が少なくとも１つの対応するフィルタを通って伝搬する放射を受けるようにセンサーアレイに対して配列され、各フィルタが長さ寸法と幅寸法とを有する、を含む検知デバイスを含み、ここで、フィルタの長さ寸法の、対応するセンサーの長さ寸法に対する比、フィルタの幅寸法の、対応するセンサーの幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である。
[0008]そのような発明は他の態様を含み得る。たとえば、フィルタアレイはフィルタの反復配列（repeated arrangement）を含み得、反復配列は、波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さおよび幅寸法を有する第１のフィルタと、波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さおよび幅寸法を有する第２のフィルタと、波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さおよび幅寸法を有する第３のフィルタと、波長の第１の範囲、波長の第２の範囲、または波長の第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さおよび幅寸法を有する第４のフィルタとを含む。一態様では、フィルタの反復配列は、第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列される。別の態様では、フィルタの長さ寸法の、対応するセンサーの長さ寸法に対する比は、１よりも大きい非整数である。別の態様では、フィルタの幅寸法の、対応するセンサーの幅寸法に対する比は、１よりも大きい非整数である。別の態様では、複数のセンサーのうちの少なくともいくつかが、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタおよび第４のフィルタのうちの２つ以下によってフィルタ処理された放射を受けるためにフィルタ要素に対して配置される。別の態様では、第１のフィルタの長さ寸法と、第２のフィルタの長さ寸法と、第３のフィルタの長さ寸法と、第４のフィルタの長さ寸法とは等しい。別の態様では、第１のフィルタの幅寸法と、第２のフィルタの幅寸法と、第３のフィルタの幅寸法と、第４のフィルタの幅寸法とは等しい。別の態様では、第１のフィルタは約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、第２のフィルタは約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、第３のフィルタは約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す。別の態様では、フィルタアレイはポリマー材料を備える。別の態様では、複数のセンサーの各々は、実質的に同じサイズであるエリア寸法によって画定された受光面それを備える。別の態様では、検知デバイスは構成され得、ここにおいて、１つのセンサーの中心から隣接するセンサーの中心までの距離が１．１μｍよりも小さい。別の態様では、フィルタの長さ寸法と、対応するセンサーの長さ寸法との比は、１．０から２．０の間にある。別の態様では、フィルタの幅寸法と、対応するセンサーの幅寸法との比は、１．０から２．０の間にある。
[0009]別の発明は、複数のフィルタを備えるフィルタアレイをもつセンサーアレイのほうへ伝搬する光をフィルタ処理することと、フィルタアレイは、それがセンサーアレイに入射する前に光をフィルタ処理するためにセンサーアレイに対して配置され、各フィルタが長さ寸法と幅寸法とを有する、センサーアレイ上でフィルタ処理された光を受けることと、センサーアレイが複数のセンサーを備え、複数のセンサーが、それぞれ、センサーに入射する光に応答して信号を生成するように構成され、センサーアレイは、複数のセンサーの各々が、センサーに対応する少なくとも１つのフィルタを通って伝搬する光を受けるようにフィルタアレイに対して配列され、各センサーが長さ寸法と幅寸法とを有し、ここにおいて、フィルタの長さ寸法の、対応するセンサーの長さ寸法に対する比、フィルタの幅寸法の、対応するセンサーの幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である、を含む方法を含む。
[0010]そのような発明は他の態様を含み得る。たとえば、一態様では、フィルタアレイはフィルタの反復配列を備え、反復配列は、波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さおよび幅寸法を有する第１のフィルタと、波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さおよび幅寸法を有する第２のフィルタと、波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さおよび幅寸法を有する第３のフィルタと、波長の第１の範囲、波長の第２の範囲、または波長の第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さおよび幅寸法を有する第４のフィルタとを含む。いくつかの態様では、フィルタの反復配列は、第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列される。別の態様では、フィルタの長さ寸法の、対応するセンサーの長さ寸法に対する比は、１よりも大きい非整数である。別の態様では、フィルタの幅寸法の、対応するセンサーの幅寸法に対する比は、１よりも大きい非整数である。別の態様では、第１のフィルタは約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、第２のフィルタは約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、第３のフィルタは約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す。
[0011]別の発明では、検知デバイスは、複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、各センサーが長さ寸法と幅寸法とを有する、センサーアレイのほうへ伝搬する光をフィルタ処理するための手段と、光をフィルタ処理するための手段の各々は、光が１つまたは複数の対応するセンサーに入射する前にそれをフィルタ処理するために、センサーアレイに対して配置され、光をフィルタ処理するための手段が、それぞれ長さ寸法と幅寸法とを有する、を含む。そのような発明では、光をフィルタ処理するための手段の各々の長さ寸法の、対応するセンサーの長さ寸法に対する比、光をフィルタ処理するための各手段の幅寸法の、対応するセンサーの幅寸法に対する比、またはその両方は、１よりも大きい非整数である。
[0012]そのような発明は他の態様を含み得る。たとえば、一態様では、検知デバイスの光をフィルタ処理するための手段は、フィルタのアレイを備える。別の態様では、光をフィルタ処理するための手段はフィルタの反復配列を備え、反復配列は、波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さ寸法と第１の幅寸法とを有する第１のフィルタと、波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さ寸法と第２の幅寸法とを有する第２のフィルタと、波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さ寸法と第３の幅寸法とを有する第３のフィルタと、波長の第１の範囲、波長の第２の範囲、または波長の第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さ寸法と第４の幅寸法とを有する第４のフィルタとを含む。別の態様では、フィルタの反復配列は、第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列される。別の態様では、複数のセンサーのうちの少なくともいくつかが、第１のフィルタ、第２のフィルタ、第３のフィルタおよび第４のフィルタのうちの２つ以下によってフィルタ処理された放射を受けるためにフィルタ要素に対して配置される。別の態様では、第１のフィルタの長さ寸法と、第２のフィルタの長さ寸法と、第３のフィルタの長さ寸法と、第４のフィルタの長さ寸法とは等しい。別の態様では、第１のフィルタの幅寸法と、第２のフィルタの幅寸法と、第３のフィルタの幅寸法と、第４のフィルタの幅寸法とは等しい。別の態様では、第１のフィルタは約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、第２のフィルタは約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、第３のフィルタは約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す。別の態様では、光をフィルタ処理するための手段の長さ寸法と、対応するセンサーの長さ寸法との比は、１．０から２．０の間にある。別の態様では、光をフィルタ処理するための手段の幅寸法と、対応するセンサーの幅寸法との比は、１．０から２．０の間にある。
[0013]別の発明は、複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、複数のセンサーの各々が長さ寸法と幅寸法とを有する、複数のフィルタを備えるフィルタアレイと、フィルタアレイは、フィルタアレイを通過する光がセンサーアレイに入射するように、センサーアレイに隣接して配設され、複数のフィルタの各々が長さ寸法と幅寸法とを有する、を含む装置を含み、ここで、フィルタ長さ寸法とフィルタ幅寸法とのうちの少なくとも１つは、フィルタが、センサー長さ寸法よりも大きく、センサー長さ寸法の２倍よりも小さいフィルタ長さ寸法と、センサー幅寸法よりも大きく、センサー幅寸法の２倍よりも小さいフィルタ幅寸法とのうちの少なくとも１つを有するように、それぞれ、センサー長さ寸法とセンサー幅寸法とに対してサイズ決定される。
[0014]別の発明は、センサーのアレイを設けることと、各センサー要素が放射を受けるための表面を有し、表面が長さ寸法と幅寸法とによって画定され、各センサー要素が、センサー要素に入射する放射に基づいて信号を生成するように構成された、センサーのアレイ中のセンサーの表面のほうへ伝搬する放射をフィルタ処理するためにセンサーのアレイに隣接するフィルタ要素のアレイを配列することと、各フィルタ要素が長さ寸法と幅寸法とを有し、フィルタ要素の長さ寸法および幅寸法のうちの少なくとも１つが、各フィルタ要素を通過した放射を受ける対応するセンサー要素のそれぞれの長さ寸法および幅寸法よりも大きくなるようにサイズ決定され、各フィルタ要素が、センサー要素のそれぞれの長さ寸法または幅寸法によって除算されたフィルタ要素の長さ寸法および幅寸法のうちの少なくとも１つの結果が１よりも大きい非整数であるようにサイズ決定される、を含む、検知デバイスを製造する方法を含む。
[0015]センサーアレイの６×６部分の簡略化された例を示す図。 [0016]色フィルタアレイの４×４部分の簡略化された例を示す図。 [0017]代替の色フィルタアレイ構成を用いた図２の例を示す図。 [0018]代替の色フィルタ構成を用いた図２および図３の例を示す図。 [0019]色フィルタ要素の長さおよび幅がセンサーの１．５倍である、色フィルタの４×４部分が適用されたセンサーアレイの６×６部分を示す図。 [0020]色フィルタ要素の長さおよび幅がセンサーの１．５倍である、センサーエリアに対して色フィルタ要素を強調する、図３の例を示す図。 [0021]色フィルタ要素の長さおよび幅がセンサーの１．５倍である、色フィルタアレイとセンサーアレイとのサイズ縮小パターンの一例を示す図。 [0022]１．５：１の色フィルタ要素対センサー要素構成の一例を示す図。 [0023]フィルタ全体にわたって反復され得る３×３パターンを有する色フィルタ配列の一例を示す図。 [0024]色フィルタ要素が２．５×センサーのサイズである構成の一例を示す図。 [0025]色フィルタ要素が１．１×センサーのサイズである構成の一例を示す図。 [0026]色フィルタ要素の長さおよび幅がセンサーの１．５倍であり、センサーアレイのセンサーが２：１のアスペクト比を有する、色フィルタアレイとセンサーアレイとのサイズ縮小パターンの一例を示す図。 [0027]センサーが２：１のアスペクト比を有する、１．５：１の色フィルタ要素対センサー要素構成の一例を示す図。
詳細な説明
[0028]「例示的」という単語は、本明細書では、「例、事例、または例示の働きをすること」を意味するために使用される。「例示的」として本明細書で説明されるいかなる実施形態も、必ずしも他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきであるとは限らない。
[0029]「非整数比」という用語は、本明細書では、比の第１の数または比の第２の数が「１」になるように比が簡略化されるときに比の数のうちの少なくとも１つが小数成分を用いて表されることになる比を定義するために使用される。たとえば、１：１．５の比は、整数である数１と、小数成分を用いて表されている数１．５とを含んでおり、小数成分は「０．５」または１／２である。本明細書で説明される比のコンテキストでは、互いに対して測定される２つの物は、説明される厳密なサイズでないことがあるが、数は、本明細書では、２つの物が、表される測定値に実質的に等しくなるように説明されるように意図されている。
[0030]本明細書で使用される「約」および「実質的に」という用語は、別段に明記されていない限り、表される測定値の１０％内の許容差を示す。
[0031]本明細書で使用される「光」という用語は、人間の眼にとって可視および非可視である放射の波長を指す。
[0032]「色フィルタアレイ」、「フィルタアレイ」、および「フィルタ要素」という語は広義の用語であり、本明細書では、光の可視および非可視の波長を含む、電磁放射のスペクトルをフィルタ処理することに関連する任意の形態のフィルタ処理技術を意味するために使用される。
[0033]本明細書で使用される「画像センサー」という用語は、「センサー」と呼ばれることもある。
[0034]「色フィルタアレイ」またはＣＦＡという用語は、「フィルタアレイ」、「色フィルタ」、「ＲＧＢフィルタ」、または「電磁放射フィルタアレイ」と呼ばれることがある。フィルタが赤フィルタ、青フィルタ、または緑フィルタと呼ばれるとき、そのようなフィルタは、それぞれ、赤色、青色、または緑色に関連する１つまたは複数の波長を有する光が通過することを可能にするように構成される。
[0035]「それぞれ」という用語は、本明細書では、主題に関連する対応する装置を意味するために使用される。フィルタがある色を基準とするとき（たとえば、赤フィルタ、青フィルタ、緑フィルタ）、そのような用語は、光のその色のスペクトル（たとえば、概してその色に関連する光の波長）が通過することを可能にするように構成されたフィルタを指す。
[0036]以下の発明を実施するための形態は、本発明のいくつかの特定の実施形態を対象とする。ただし、本発明は多数の異なる方法で実施され得る。本明細書の態様は多種多様な形態で実施され得、本明細書で開示される特定の構造、機能、またはその両方は代表的なものにすぎないことは明らかであろう。本明細書の教示に基づいて、本明細書で開示される態様は他の態様から独立して実装され得ること、およびこれらの態様のうちの２つまたはそれ以上は様々な方法で組み合わせられ得ることを、当業者は諒解されたい。たとえば、本明細書に記載される態様をいくつ使用しても、装置は実装され得、または方法は実施され得る。さらに、本明細書に記載される態様のうちの１つまたは複数に加えて、あるいはそれら以外の他の構造、機能、または構造および機能を使用して、そのような装置が実装され得、またはそのような方法が実施され得る。
[0037]本明細書で説明される例、システム、および方法は、デジタルカメラ技術に関して説明される。本明細書で説明されるシステムおよび方法は、様々な異なる感光デバイスまたは画像センサー上に実装され得る。これらは、汎用または専用画像センサー、環境、または構成を含む。本発明とともに使用するのに好適であり得る感光デバイス、環境、および構成の例としては、限定はしないが、ＣＭＯＳまたはＮ形金属酸化物半導体（ＮＭＯＳ）技術における半導体電荷結合デバイス（ＣＣＤ）またはアクティブセンサーがあり、それらのすべてが、デジタルカメラ、ハンドヘルドまたはラップトップデバイス、およびモバイルデバイス（たとえば、フォン、スマートフォン、個人情報端末（ＰＤＡ）、ウルトラモバイルパーソナルコンピュータ（ＵＭＰＣ）、およびモバイルインターネットデバイス（ＭＩＤ））を含む様々な適用例において適切であり得る。
[0038]本明細書で開示される実施形態は、正確なフィルタ機能を個々のセンサーに与えることができる色フィルタアレイ（ＣＦＡ）（たとえば、図２）をもつサブミクロンセンサー（たとえば、サイズが１．１μｍ未満のセンサー）を生成することに関連する製造困難を克服するためのソリューションを含み得る。現在の最先端のＣＦＡ技術は、標準的な１：１の色フィルタ対センサー比を使用して解像度において約１．１μｍまでのセンサーサイズをサポートすることができるにすぎない。許容できる色誤差を維持し、高い色忠実度および均一性を達成しながら、より小さいセンサーサイズに適応するために、個々の色フィルタ要素は、複数のセンサーにわたって延在し得、個々のセンサーは、個々のセンサーの別個のセグメントをマスキングする複数の色フィルタ要素の部分を共有し得る。
[0039]いくつかの例では、ＣＦＡの各個々の色フィルタ要素のサイズがセンサーアレイ中のセンサーのサイズよりも大きい場合、分数(fractional)色フィルタ対センサー比が使用される。結果は、個々のセンサー上の複数の色の重なりである。たとえば、色フィルタが１．５×個々のセンサーのサイズ（たとえば、１．５：１比）であり、色フィルタ中で使用される色が赤、緑、および青（ＲＧＢ）である一実施形態では、色フィルタを通してセンサーから見た色の組合せは、個々のセンサーから見た光の拡大されたスペクトルを表す、シアン、黄および白をも含むように、ＲＧＢを超えて色のスペクトルを拡大することができる。
[0040]図１は、各個々のセンサー１０１が、１：１のセンサーアスペクト比を有し、その個々のセンサー１０１の長さに実質的に等しい個々のセンサー１０１の幅を有する矩形として表される、例示的なセンサーのアレイ（またはセンサー）１００を示す。この例は、本発明が代替のセンサー要素アスペクト比（たとえば、センサーアスペクト比２：１、４：３、および５：４）を使用してセンサーのアレイ１００に適用され得るので、限定的なものとして解釈されるべきでない。図１は、合計３６個の個々のセンサーを含む例示的な６×６正方形のセンサーのアレイ１００を与える。この例は、様々な実装形態が、任意の数のセンサーを含んでいるセンサーアレイに適用され得るので、限定的なものとして解釈されるべきでない。
[0041]例示的な一実施形態では、センサーのアレイ１００は、半導体ＣＣＤ、またはシフトレジスタに結合された送信領域と一体化された感光性領域（またはシリコンのエピタキシャル層）からなる任意のデバイスを備え得る。画像をキャプチャするためのＣＣＤの例示的な実施形態では、画像は、キャパシタアレイを含むセンサーのアレイ１００上にレンズを通して投影され、それにより、各キャパシタは、そのロケーションにおける光強度に比例する電荷を蓄積し得る。
[0042]代替的に、センサーのアレイ１００は、（本明細書ではＣＭＯＳセンサーとも呼ばれる）アクティブセンサーを備えるか、または各センサーが光検出器とアクティブ増幅器とを含んでいる、センサーのアレイ１００を含んでいる集積回路からなる任意のデバイスを備え得る。この実施形態では、センサーのアレイ１００は、行および列で配列され得る。いくつかの例では、所与の行中の個々のセンサーは、行全体が一度にリセットされ得るようにリセットラインを共有し得る。また、行中の各センサーの行選択ラインは接続され得る。所与の列中の各センサーの出力は、互いに接続され得、単一の出力端子（またはライン）を形成する。１つの行のみが所与の時間において選択され、したがって出力ラインについての「競合」は行われない。センサー出力を増幅するための増幅器回路が、列ごとに設けられ得る。
[0043]別の例示的な実施形態では、センサーのアレイ１００は、ＮＭＯＳ、または画像センサーのオンチップ論理を構成するためのｎ形トランジスタからなる任意の画像センサーを備え得る。
[0044]図２は、個々のフィルタのアレイを含む例示的な色フィルタアレイ（ＣＦＡ）２００を示す。図２、図３、および図８では、水平線、対角線、および垂直線と水平線とのクロスハッチングの図示されたパターンは、フィルタの図示された表現にすぎず、そのようなラインはフィルタの物理的構造を表さない。この例では、ＣＦＡ２００は、パターン化された矩形として示される４×４ＣＦＡ２００からなり、各矩形は、波長の特定の範囲を通すように設計された個々のフィルタ２０１を表し、各矩形は、その特定のフィルタを通過し得る光の色を表すアルファベット文字で標示され、すなわち、文字Ｒが赤を指し、文字Ｇが緑を指し、文字Ｂが青を指す。ＣＦＡ２００は、図２のＣＦＡ２００の左上コーナーにおける太い境界線の矩形によって示されるように繰返しフィルタ要素（recurring filter element）の反復可能なパターン２３０を表す２×２フィルタアレイを備え得る。たとえば、繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、繰返しフィルタ要素のパターン２３０の上部左側コーナーに位置する第１のフィルタ要素２１０を含むことができ、第１のフィルタ要素２１０は、図２では、水平線パターンと、中心にある文字「Ｒ」とによって表され、文字「Ｒ」は、第１のフィルタ要素２１０が、赤色に関連する１つまたは複数の波長を有する光を通すように構成された赤フィルタであることを示す。繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、およびそれの右側に配設された第２のフィルタ要素２１５と、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、およびそれの下側に配設された第３のフィルタ要素２２０とをも含み得る。第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０とは、両方とも、中心にある文字「Ｇ」とともに対角線パターンを有するものとして示され、文字「Ｇ」は、第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０の両方が、緑色に関連する１つまたは複数の波長を有する光を通すように構成された緑フィルタであることを示す。繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０の両方に直接隣接して、および第１のフィルタ要素２１０に対角線方向に隣接して位置する第４のフィルタ要素２２５をも含み得る。第４のフィルタ要素２２５は、垂直線と水平線とのクロスハッチパターンをもち、文字「Ｂ」を含んでいる矩形として示され、文字「Ｂ」は、青色に概して関連する１つまたは複数の波長を有する光を通すように構成された青フィルタを示す。この２×２配列、繰返しフィルタ要素のパターン２３０の一例（濃い境界線をもつ矩形によって強調された例示）は、図２によって示されている４×４ＣＦＡ２００を作成するために反復される。
[0045]ＣＦＡ２００は、ＣＦＡ２００中に含まれる各個々のフィルタ２０１が、個々のフィルタ、たとえば、ＣＦＡ２００の第１のフィルタ要素２１０、第２のフィルタ要素２１５、第３のフィルタ要素２２０、および第４のフィルタ要素２２５の構成に基づいて、対応するセンサーが電磁スペクトルの特定の範囲のみに露出されることを可能にするように、放射をフィルタ処理し、波長の特定の範囲のみを可能にするために、センサーのアレイ１００をマスキングし得る。図２は、ＲＧＢ色フィルタが、センサーに露出される光をＲＧＢ波長領域に限定する、上記で説明されたベイヤーフィルタ構成を示す一例である。本発明は、色フィルタ、ならびに赤外線、紫外線、または可視光を越えた電磁スペクトルの他の範囲を含む電磁周波数の範囲を通すことを可能にするフィルタの色パターンおよびサイズの代替構成を備え得るので、この例は、限定するものとして解釈されるべきでない。
[0046]たとえば、図３は、ＣＦＡ３００の左上コーナーにおける太い境界線の矩形によって示されるように繰返しフィルタ要素の反復可能なパターン２３０を表す２×２フィルタアレイを含む代替のＣＦＡ構成を示す。繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、繰返しフィルタ要素のパターン２３０の上部左側コーナーに位置する第１のフィルタ要素２１０を含むことができ、第１のフィルタ要素２１０は、図３では、垂直線と水平線とのクロスハッチパターンをもち、青フィルタを示す文字Ｂを含んでいる矩形によって表される。繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、およびそれの右側に配設された第２のフィルタ要素２１５と、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、およびそれの下側に配設された第３のフィルタ要素２２０とをも含み得る。第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０とは、両方とも、中心にある文字「Ｇ」とともに対角線パターンを有するものとして示され、文字「Ｇ」は、第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０の両方が緑フィルタであることを示す。繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０の両方に直接隣接して、および第１のフィルタ要素２１０に対角線方向に隣接して位置する第４のフィルタ要素２２５をも含み得る。第４のフィルタ要素２２５は、水平線パターン、および中心にある文字Ｒとして示され、文字Ｒは、第４の要素２２５が赤フィルタであることを示す。この２×２配列、繰返しフィルタ要素のパターン２３０の一例（濃い境界線をもつ矩形によって強調された例示）は、図３によって示されている４×４ＣＦＡ３００を作成するために反復される。
[0047]代替構成の別の例が図４中に与えられる。図４は、ＣＦＡ４００の左上コーナーにおける太い境界線の矩形によって示されるように繰返しフィルタ要素の反復可能なパターン２３０を表す２×２フィルタアレイを含む代替のＣＦＡ構成を示す。たとえば、繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、繰返しフィルタ要素のパターン２３０の上部左側コーナーに位置する第１のフィルタ要素２１０を含むことができ、第１のフィルタ要素２１０は、図４では、中心にある文字Ｇとともに対角線パターンを有する矩形として表され、文字Ｇは、第１のフィルタ要素２１０が、関連する波長を通すように設計された緑フィルタであることを示す。繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、およびそれの右側に配設された第２のフィルタ要素２１５と、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、およびそれの下側に配設された第３のフィルタ要素２２０とをも含み得る。第２のフィルタ要素２１５は、水平線パターン、および通過可能な波長の概略的な範囲を示すための中心にある文字Ｒとして示される。第３のフィルタ要素２２０は、垂直線と水平線とのクロスハッチパターンを有し、文字Ｂを含んでいるものとして示され、文字Ｂは、関連する波長を通すように設計された青フィルタを示す。繰返しフィルタ要素のパターン２３０は、第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０の両方に直接隣接して、および第１のフィルタ要素２１０に対角線方向に隣接して位置する第４のフィルタ要素２２５をも含み得る。第４のフィルタ要素２２５は、中心にある文字Ｇとともに対角線パターンとして示され、文字Ｇは、第４のフィルタ要素２２５が関連する波長を通すように設計された緑フィルタであることを示す。この２×２配列、繰返しフィルタ要素のパターン２３０の一例（濃い境界線をもつ矩形によって強調された例示）は、図４によって示されている４×４ＣＦＡ４００を作成するために反復される。
[0048]前に説明されたように、典型的なＣＦＡ２００の各個々のフィルタ２０１のサイズは、センサーのアレイ１００中の個々のセンサー１０１のサイズと比較したとき、１：１の比を使用して動作し、ここで、波長の特定の範囲をフィルタ処理するように設計された個々のフィルタ２０１が、単一のセンサーに対応し、その単一のセンサーに連続して配設される。たとえば、典型的なＣＦＡの個々のフィルタは、フィルタによってフィルタ処理されている光がそのセンサーのみに伝搬するように、個々のセンサーに対応する。図５は、ＣＦＡ２００の各個々のフィルタ２０１対センサーのアレイ１００の各個々のセンサー１０１のサイズ比が１．５：１である、例示的な実施形態を示す。この例では、各個々のフィルタ２０１は、それがその上に配設された個々のセンサー１０１の長さおよび幅の１．５倍であり、それにより、各個々のフィルタ２０１が複数のセンサーの上に配設される。図５は、本発明で実施されるＣＦＡ２００とセンサーのアレイ１００との例示的な構成を与えるために、図２のＣＦＡ２００にマージされた図１の６×６のセンサーのアレイ１００をさらに示す。この構成では、ＣＦＡ２００の個々のフィルタは、１．５×センサーのアレイ１００の個々のセンサーのサイズであり、各個々のセンサー１０１は、その個々のセンサー１０１の長さに実質的に等しい個々のセンサー１０１の幅を有する標準的な１：１の長さおよび幅比のものである。この構成は、以下でより詳細に説明されるように、９つのセンサーのあらゆる３×３アレイ３１０中で１回中心センサー３０５の上に配設された最高４つの別個の隣接するフィルタのインスタンスを作成し得る。この例は、限定的なものとして解釈されるべきでない。
[0049]前述のように、図５は、例示的な構成が、２つ以上の個々のフィルタ２０１によってマスキングされている個々のセンサー１０１をどのように生じることができるかを示す。この例では、中心センサー３０５は２つの緑フィルタと、赤フィルタと、青フィルタとによってマスキングされ得、フィルタは、それぞれ、センサーの光検知面の１／４をカバーする。中心センサー３０５の直接上側、および直接左側の２つのセンサー５１０、５２０は、各々、２つのフィルタによってマスキングされ、ここで、センサーの光検知面の１／２は赤フィルタによってマスキングされ、残りの１／２は緑フィルタによってマスキングされる。中心センサー３０５の直接下側、および直接右側の２つのセンサー５２５、５１５は、各々、２つのフィルタによってマスキングされ、ここで、センサーの光検知面の１／２は青フィルタによってマスキングされ、残りの１／２は緑フィルタによってマスキングされる。これは、赤波長、緑波長、および青波長だけでなく、シアン、黄、および白（ＲＧＢＣＹＷ）をも含むように、いくつかのセンサーへのフィルタ処理されるスペクトル範囲を拡大するさらなる追加された利益を作成する。
[0050]図５中のＣＦＡ２００は、個々の色フィルタのモザイクである。ＣＦＡ２００は、パターン化された矩形として示される４×４ＣＦＡ２００からなり、各矩形は個々のフィルタ２０１を表し、その特定のフィルタを通過し得る光の色を表すアルファベット文字で標示される。赤を指す文字Ｒ、緑を指す文字Ｇ、および青を指す文字Ｂ。ＣＦＡ２００は、水平線パターンと、通過可能な波長の概略的な範囲を示すための中心にある文字Ｒとからなる、行列の上部左側コーナーに位置する、第１のフィルタ要素２１０を含む。ＣＦＡ２００はまた、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、および（図５配向に対して）第１のフィルタ要素２１０の右側に配設された第２のフィルタ要素２１５と、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、および（図５配向に対して）第１のフィルタ要素２１０の下側に配設された第３のフィルタ要素２２０とを含む。第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０とは、両方とも、中心にある文字「Ｇ」とともに対角線パターンを有するものとして示され、文字「Ｇ」は、第２のフィルタ要素２１５と第３のフィルタ要素２２０の両方が、関連する波長を通すように設計された緑フィルタであることを示す。ＣＦＡは、緑フィルタ２１５と緑フィルタ２２０の両方に直接隣接して、および赤フィルタ２１０に対角線方向に隣接して位置する第４のフィルタ要素２２５をも含み、垂直線と水平線とのクロスハッチパターンからなり、青フィルタを示す文字Ｂを含んでいる。
[0051]図５は、センサーのアレイ１００およびフィルタＣＦＡ２００構成での繰返し要素３１５の例示的な構成５００をさらに示す。繰返し要素３１５は、図５の左上コーナーにおける黒い輪郭の矩形によって強調され、黒い輪郭の矩形は、矩形３×３フォーメーションにおいて９つの個々のセンサーを含んでおり、個々のセンサーの上に配設された矩形２×２フォーメーションにおいて４つの色フィルタ要素を含んでいる。それぞれ（左上コーナーから時計回りに）赤２１０、緑２１５、青２２５、および緑２２０を表す４つの色フィルタ要素。
[0052]図６は、ＣＦＡ２００対センサーのアレイ１００比が１．５：１である、本発明の一実施形態のさらなる観点を与えるために、個々のフィルタ２０１が濃い境界線によって図において分画され、センサーのアレイ１００がより薄い線によって分画される、繰返しフィルタ要素のパターン２３０およびセンサーのアレイ１００の例示的なビューを与える。図６は、本発明の例示的な実施形態の明快を示すために与えられ、図１と図２との組合せを備えるが、図２中に含まれているパターンを除去し、代わりに、本発明の例示的な実施形態を示すために垂直境界線４０５と水平境界線４１０とを使用する。軽く重み付けされた（light-weighted）境界線は各個々のセンサー１０１の境界を示すが、より重く重み付けされた（heavier weighted）線は各個々のフィルタ２０１の境界を示す。それらの線は可視化目的のために示されるにすぎないことに留意されたい。
[0053]図６は、センサーのアレイ１００およびフィルタＣＦＡ２００構成での繰返し要素３１５の一例をさらに示す。繰返し要素３１５は、図６の左上コーナーにおける黒い輪郭の矩形によって強調され、黒い輪郭の矩形は、矩形３×３フォーメーションにおいて９つの個々のセンサーを含んでおり、個々のセンサーに隣接する矩形２×２フォーメーションにおいて４つの色フィルタ要素を含んでいる。それぞれ（左上コーナーから時計回りに）赤、緑、青、および緑を表す４つの色フィルタ要素。
[0054]図５および図６は、両方とも、図３および図４において定義されている１．５：１比を使用して、ＣＦＡ２００およびセンサーのアレイ１００の繰返しパターンのさらなる例示的なビューを与える。
[0055]図７は、４つの矩形を囲む（可視化目的のために各フィルタ要素の周りの濃い境界を使用して強調される）２×２配列、例示的な繰返しフィルタ要素のパターン２３０を備え、各矩形は、４つの色フィルタ、赤のための文字Ｒを含んでいる左上フィルタ（たとえば、第１のフィルタ要素２１０）、緑を指す文字Ｇを含んでいる、第２のフィルタ要素２１５および第３のフィルタ要素２２０に直接隣接する２つ、および青を指す文字Ｂを含んでいる第４のフィルタ要素２２５のアレイ中の個々のフィルタ２０１で表す。各フィルタを通過することを可能にされた波長を概して表す、これらのフィルタの色ラベル。図７の２×２色フィルタアレイは、色フィルタ対センサーの比が１．５：１であるように、９つのセンサーの３×３アレイ３１０に隣接して配設され、これは、９つのセンサーの３×３アレイ３１０に実質的に一致する色フィルタの２×２配列を生じる。
[0056]図８は、１つのセンサー上の複数の色フィルタの使用が色のスペクトルをＲＧＢからＲＧＢＣＹＷに拡大する、上記で手短に説明された概念を示す。この例示的な実施形態では、２×２色フィルタアレイは、色フィルタ対センサーの比が１．５：１であるように、（可視化目的のために各センサー要素の周りの濃い境界を使用して強調される）９つのセンサーの３×３アレイ３１０の上に配設され得る。これは、９つのセンサーの３×３アレイ３１０に実質的に一致する色フィルタの２×２配列を生じる。ここで、第１のセンサー１０３は第１のフィルタ要素２１０によって完全にマスキングされ得、ここで、第１のフィルタ要素２１０は、赤色光のスペクトルを通すように構成され得る。したがって、第１のセンサー１０３は、第１のフィルタ要素２１０によって限定される光のスペクトルに露出され得る。（図８の配向において）第１のセンサー１０３の実質的に下側にある第２のセンサー１０４は、２つのＣＦＡフィルタ（この例では、第１のフィルタ要素２１０および第２のフィルタ要素２１５）によってマスキングされ得る。各ＣＦＡフィルタ要素は第２のセンサー１０４のマスク部分に配置され得る。この例では、第２のセンサー１０４は、第２のセンサー１０４に対して橙（５９０〜６２０ｎｍ波長）と、黄（５７０〜５９０ｎｍ波長）と、より薄い濃淡の緑（４９０〜５５０ｎｍ波長）とを含むのに十分広くなり得る光スペクトルを生じる、緑波長と赤波長との組合せに露出され得る。第１のセンサー１０３に隣接して、およびそれの直接右側にある第３のセンサー１０９は、フィルタ要素の同様の組合せによって引き起こされる光の同じ広いスペクトルを経験し得る。第３のセンサー１０９は、第１のフィルタ要素２１０と第２のフィルタ要素２１５とによってマスキングされ得る。第２のセンサー１０４と第３のセンサー１０９の両方が、黄色を含み得る放射のより広いスペクトルを経験することにより、両方のセンサーは「Ｙ」で標示される。
[0057]図８は、第２のセンサー１０４に隣接する、およびそれの直接下側の、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の最下行の第４のセンサー１０５をさらに示す。２×２フィルタ行列は、第４のセンサー１０５が第３のフィルタ要素２２０によって完全にマスキングされるように配列され得、ここで、第３のフィルタ要素２２０は、緑色光のスペクトルを通すように構成され得る。したがって、第４のセンサー１０５の光検知要素は、第３のフィルタ要素２２０によって限定される光のスペクトルに露出され得る。第３のセンサー１０９に隣接して、およびそれの直接右側にある第５のセンサー１１０は、第４のセンサー１０５と同じフィルタ処理された光スペクトルを経験し得る。第４のセンサー１０５と第５のセンサー１１０の両方が、緑色に限定され得る放射のスペクトルを経験することにより、両方のセンサーは「Ｇ」で標示される。
[0058]さらに、図８は、第４のセンサー１０５に隣接する、および（図８の配向において）それの直接右側の、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の最下行の第６のセンサー１０６をさらに示す。第６のセンサー１０６は、２つの個々のＣＦＡフィルタ（この例では、第３のフィルタ要素２２０および第４のフィルタ要素２２５）によってマスキングされ得る。各ＣＦＡフィルタ要素は第６のセンサー１０６のマスク部分に配置され得る。この例では、第６のセンサー１０６は、シアン色（４９０〜５２０ｎｍ波長）を含むことができる光スペクトルを生じる、緑波長と青波長との組合せに露出され得る。第５のセンサー１１０に隣接して、および（図８の配向において）それの直接下側にある第７のセンサー１１１は、第６のセンサー１０６をマスキングするフィルタ要素の組合せによって引き起こされる光の同じスペクトルを経験し得る。第７のセンサー１１１は、第２のフィルタ要素２１５と第４のフィルタ要素２２５とによってマスキングされ得る。第６のセンサー１０６と第７のセンサー１１１の両方が、シアン色を含み得る放射の広いスペクトルを経験することにより、両方のセンサーは「Ｃ」で標示される。
[0059]図８は、第７のセンサー１１１に隣接する、および（図８の配向において）それの直接下側の、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の最下行の第８のセンサー１０７をさらに示す。２×２フィルタ行列は、第８のセンサー１０７が第４のフィルタ要素２２５によって完全にマスキングされるように配列され得、ここで、第４のフィルタ要素２２５は、青色光のスペクトルを通すように構成され得る。したがって、第８のセンサー１０７の光検知要素は、第４のフィルタ要素２２５によって限定される光のスペクトルに露出され得る。第８のセンサー１０７が、青色に限定され得る放射のスペクトルを経験することにより、それは「Ｂ」で標示される。
[0060]図８は、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の中心にある第９のセンサー１０８を示す。２×２フィルタ行列は、第９のセンサー１０８が第１のフィルタ要素２１０によって２５％マスキングされ、第２のフィルタ要素２１５によって２５％マスキングされ、第３のフィルタ要素２２０によって２５％マスキングされ、第４のフィルタ要素２２５によって２５％マスキングされるように配列され得る。したがって、第９のセンサー１０８の光検知要素は、９つのセンサーの３×３アレイ３１０中の残りのセンサーに露出されるスペクトルよりも広い光のスペクトルに露出され得る。第９のセンサー１０８がそれに露出され得る光の広いスペクトルにより、それは、フィルタ要素によって可能にされる周波数の混合にピクセルが露出され得ることを示す「Ｗ」で標示される。得られたアレイは、それぞれ１１％のＲ、Ｗ、およびＢと、それぞれ２２％のＧおよびＣとの有効センサー組成を有する。
[0061]図９は、図１のセンサーのアレイ１００に適用される、図８の例示的な実施形態を示す。図９は、図８で説明される例示的な実施形態を使用して個々のセンサー１０１に露出される光のスペクトルを識別する各個々のセンサー１０１上の１つの文字ラベルをも含む。
[0062]図９は、センサーアレイ９００またはセンサーアレイ９００の一部分を表す、小さい矩形の６×６アレイを示し、各矩形はアルファベット文字を含んでいる。アレイ９００は、４つの３×３センサーアレイの反復パターンであるものとして見なされ得る。センサーを表す左上コーナーにおける（第１の矩形によって表される）第１のセンサー１０３を含んでおり、そのセンサーによって受けられた光が赤であることを示す文字Ｒを含んでいる各３×３センサーアレイ９０１。左上センサー１０３に直接隣接する、およびそれらのセンサーによって受けられた光が黄であることを示す文字「Ｙ」を含んでいる２つのセンサー１０４、１０９。黄センサー１０４と黄センサー１０９の両方に直接隣接して、および赤センサー１０３に対角線方向に隣接して、「Ｗ」で標示されたセンサー（第９のセンサー１０８）があり、「Ｗ」は、第９のセンサー１０８が、第９のセンサー１０８と重なるＲＧＢフィルタ（たとえば、前に説明された４つのフィルタ要素）の組合せにより白色光を受けることを示す。第９のセンサー１０８に対角線方向に隣接して、および黄センサー１０４、１０９に直接隣接して、文字「Ｇ」をもつ２つのセンサー１０５、１１０があり、「Ｇ」は、このセンサーが緑色フィルタにより緑色光を受けることを示す。第９のセンサー１０８に直接隣接して、および黄センサーに対して第９のセンサー１０８の反対側に、文字「Ｃ」で標示された２つのセンサー１０６、１１１がある。これらのセンサーが露出される色は、これらのセンサー（第６のセンサー１０６および第７のセンサー１１１）上の緑フィルタと青フィルタとの重なりによるシアンである。最終的に、シアンセンサー（第６のセンサー１０６および第７のセンサー１１１）に直接隣接して、および第９のセンサー１０８に対角線方向に隣接して、Ｂで標示されたセンサー（第８のセンサー１０７）があり、Ｂは、青フィルタを通って伝搬する光を受けるセンサーを表す。
[0063]以下で説明されるように、個々のフィルタ２０１のサイズは個々のセンサー１０１に関して変動し得、複数の個々の色フィルタによってマスキングされる個々のセンサー１０１に露出される光の変動するスペクトルを生じる。これを示すために、フィルタ要素が対応するセンサー要素よりも１．１倍だけ大きい（以下で説明される）１．１：１のＣＦＡ２００対センサーのアレイ１００比では、第２のセンサー１０４は、それが受ける緑色光のスペクトルに関して赤色光のはるかに小さいスペクトルを有することになる。
[0064]図１０は、個々の色フィルタが２．５×個々のセンサー１０１のサイズである例示的な構成を示す。図５と同様に、図１０は、電磁放射フィルタアレイ１００５とマージされる６×６のセンサーのアレイ１００を与える。個々のフィルタ２０１のサイズは、個々のセンサー１０１のサイズおよび形状に関して変動し得ることに留意されたい。
[0065]図１０は、電磁放射フィルタアレイ１００５の個々のフィルタ２０１対センサー要素のアレイ１００の各個々のセンサー１０１のサイズ比が２．５：１である、例示的な実施形態１０００を示す。この例では、個々のフィルタ２０１の長さは、個々のセンサー１０１の長さおよび幅の２．５倍である。この構成では、各個々のセンサー１０１は、その個々のセンサー１０１の長さに実質的に等しい個々のセンサー１０１の幅を有する標準的な１：１の長さおよび幅比のものである。この構成は、以下でより詳細に説明されるように、３６個のセンサーのあらゆるグループ中で１回中心センサー３０５に隣接して配設された最高４つの別個のフィルタのインスタンスを作成し得る。この例は、本発明が代替のセンサー要素アスペクト比（たとえば、センサーアスペクト比２：１、４：３、および５：４など）を使用してセンサー要素のアレイ１００に適用されるか、または代替のアスペクト比を使用して電磁放射フィルタアレイ１００５に適用され得るので、限定的なものとして解釈されるべきでない。
[0066]図１０中の電磁放射フィルタアレイ１００５は、個々の色フィルタのモザイクを含む。電磁放射フィルタアレイ１００５は、パターン化された矩形として示される２×２フィルタアレイからなり、各矩形は個々のフィルタ２０１を表し、その特定のフィルタを通過し得る光の色を表すアルファベット文字で標示される。この例では、赤を指す文字Ｒ、緑を指す文字Ｇ、および青を指す文字Ｂ。電磁放射フィルタアレイ１００５は、水平線パターンと、通過可能な波長の例示的な範囲を示すための中心にある文字Ｒとからなる、行列の上部左側コーナーに位置する、第１のフィルタ１０１０を含む。電磁放射フィルタアレイ１００５は、第１のフィルタ要素２１０に隣接して、および（図１０の配向において）それの直接右側に配設された第２のフィルタ１０１５と、第１のフィルタ１０１０に隣接して、およびそれの直接下側に配設された第３のフィルタ１０２０とをも含む。第２のフィルタ１０１５と第３のフィルタ１０２０とは、両方とも、中心にある文字「Ｇ」とともに対角線パターンを有するものとして示され、文字「Ｇ」は、第２のフィルタ１０１５と第３のフィルタ１０２０の両方が、関連する波長を通すように設計されたことを示す。ＣＦＡ２００は、第２のフィルタ１０１５と第３のフィルタ１０２０の両方に直接隣接して、および第１のフィルタ１０１０に対角線方向に隣接して位置する第４のフィルタ要素１０２５をも含み、垂直線と水平線とのクロスハッチパターンからなり、通過可能な波長の例示的な範囲を示すための文字Ｂを含んでいる。
[0067]図１１は、個々のフィルタ２０１対、対応するセンサー１０１のサイズ比が１．１：１である、例示的な実施形態を示す。この例では、個々のフィルタ２０１の長さは、個々のセンサー１０１の長さおよび幅の１．１倍である。この構成では、各個々のセンサー１０１は、その個々のセンサー１０１の長さに実質的に等しい個々のセンサー１０１の幅を有する標準的な１：１の長さおよび幅比のものである。
[0068]図１１のセンサー要素のアレイおよびフィルタＣＦＡ構成における繰返し要素３１５は、フィルタ要素の１０×１０行列とセンサー要素の１１×１１行列とを含む。フィルタ要素は、可視化目的のためにセンサー要素の境界よりも太い輪郭を用いて強調される。各センサー要素は、それが露出される電磁放射の範囲を示す文字で標示される。たとえば、文字Ｒを含んでいるセンサー要素は赤を指し、Ｇは緑を指し、Ｂは青を指し、Ｃはシアンを指し、Ｙは黄を指し、Ｗは白を指す。Ｒ、Ｇ、およびＢのすべての３つのスペクトルに露出される多数のセンサー要素があるというこの例示的な構成において、それに留意されたい。この種類の構成は、光のすべての色に応答するフォトダイオードについて有用なＣＦＡであり得、すなわち、ここで、センサー要素の一部または全部は「パンクロマティック（panchromatic）」であり、光のうちのより多くが、旧来のバイヤー行列と比較して、吸収されるのではなく検出される。
[0069]図１２は、例示的な２×２配列、１．５×関連するピクセルのサイズである色フィルタ要素の例示的なパターン２３０を備え、ピクセルは２：１のアスペクト比を有する。繰返しフィルタ要素のこの例示的なパターン２３０は、（各フィルタ要素の周りの濃い境界を使用して強調される）４つの矩形によって表され、各矩形は、４つの色フィルタ、赤のための文字Ｒを含んでいる左上フィルタ（たとえば、第１のフィルタ要素２１０）、緑を指す文字Ｇを含んでいる、第２のフィルタ要素２１５および第３のフィルタ要素２２０に直接隣接する２つ、および青を指す文字Ｂを含んでいる第４のフィルタ要素２２５のアレイ中の個々のフィルタ２０１を表す。各フィルタを通過することを可能にされた波長を概して表す、これらのフィルタの色ラベル。図１２の２×２色フィルタアレイは、色フィルタ対センサーの比が１．５：１であるように、９つのセンサーの３×３アレイ３１０に隣接して配設され、これは、９つのセンサーの３×３アレイ３１０に実質的に一致する色フィルタの２×２配列を生じる。
[0070]図１３は、２：１のアスペクト比をもつ複数の色フィルタセンサーの使用に関して、上記で、および図１２において手短に説明された概念を示す。この例示的な実施形態では、２×２色フィルタアレイは、色フィルタ対センサーの比が１．５：１であるように、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の上にあり得る。これは、９つのセンサーの３×３アレイ３１０に実質的に一致する色フィルタの２×２配列を生じる。ここで、第１のセンサー１０３は第１のフィルタ要素２１０によって完全にマスキングされ得、ここで、第１のフィルタ要素２１０は、赤色光のスペクトルを通すように構成され得る。したがって、第１のセンサー１０３の光検知要素は、第１のフィルタ要素２１０によって限定される光のスペクトルに露出され得る。第１のセンサー１０３の実質的に下側にある第２のセンサー１０４は、２つのＣＦＡフィルタ要素（この例では、第１のフィルタ要素２１０および第２のフィルタ要素２１５）によってマスキングされ得る。各ＣＦＡフィルタ要素は第２のセンサー１０４のマスク部分に配置され得る。この例では、第２のセンサー１０４は、第２のセンサー１０４に対して橙（５９０〜６２０ｎｍ波長）と、黄（５７０〜５９０ｎｍ波長）と、より薄い濃淡の緑（４９０〜５５０ｎｍ波長）とを含むのに十分広くなり得る光スペクトルを生じる、緑波長と赤波長との組合せに露出され得る。第１のセンサー１０３に隣接して、およびそれの直接右側にある第３のセンサー１０９は、フィルタ要素の同様の組合せによって引き起こされる光の同じ広いスペクトルを経験し得る。第３のセンサー１０９は、第１のフィルタ要素２１０と第２のフィルタ要素２１５とによってマスキングされ得る。第２のセンサー１０４と第３のセンサー１０９の両方が、黄色を含み得る放射のより広いスペクトルを経験することにより、両方のセンサーは「Ｙ」で標示される。
[0071]図１３は、第２のセンサー１０４に隣接する、およびそれの直接下側の、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の最下行の第４のセンサー１０５をさらに示す。２×２フィルタ行列は、第４のセンサー１０５が第３のフィルタ要素２２０によって完全にマスキングされるように配列され得、ここで、第３のフィルタ要素２２０は、緑色光のスペクトルを通すように構成され得る。したがって、第４のセンサー１０５の光検知要素は、第３のフィルタ要素２２０によって限定される光のスペクトルに露出され得る。第３のセンサー１０９に隣接して、およびそれの直接右側にある第５のセンサー１１０は、第４のセンサー１０５と同じフィルタ処理された光スペクトルを経験し得る。第４のセンサー１０５と第５のセンサー１１０の両方が、緑色に限定され得る放射のスペクトルを経験することにより、両方のセンサーは「Ｇ」で標示される。
[0072]さらに、図１３は、第４のセンサー１０５に隣接する、および（図８の配向において）それの直接右側の、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の最下行の第６のセンサー１０６をさらに示す。第６のセンサー１０６は、２つの個々のＣＦＡフィルタ（この例では、第３のフィルタ要素２２０および第４のフィルタ要素２２５）によってマスキングされ得る。各ＣＦＡフィルタ要素は第６のセンサー１０６のマスク部分に配置され得る。この例では、第６のセンサー１０６は、シアン色を含むのに十分広くなることができる光スペクトルを生じる、緑波長と青波長との組合せに露出され得る。第５のセンサー１１０に隣接して、および（図８の配向において）それの直接下側にある第７のセンサー１１１は、フィルタ要素の同様の組合せによって引き起こされる光の同じ広いスペクトルを経験し得る。第７のセンサー１１１は、第２のフィルタ要素２１５と第４のフィルタ要素２２５とによってマスキングされ得る。第６のセンサー１０６と第７のセンサー１１１の両方が、シアン色を含み得る放射の広いスペクトルを経験することにより、両方のセンサーは「Ｃ」で標示される。
[0073]図１３は、第７のセンサー１１１に隣接する、および（図８の配向において）それの直接下側の、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の最下行の第８のセンサー１０７をさらに示す。２×２フィルタ行列は、第８のセンサー１０７が第４のフィルタ要素２２５によって完全にマスキングされるように配列され得、ここで、第４のフィルタ要素２２５は、青色光のスペクトルを通すように構成され得る。したがって、第８のセンサー１０７の光検知要素は、第４のフィルタ要素２２５によって限定される光のスペクトルに露出され得る。第８のセンサー１０７が、青色に限定され得る放射のスペクトルを経験することにより、それは「Ｂ」で標示される。
[0074]図１３は、９つのセンサーの３×３アレイ３１０の中心にある第９のセンサー１０８を示す。２×２フィルタ行列は、第９のセンサー１０８が第１のフィルタ要素２１０によって２５％マスキングされ、第２のフィルタ要素２１５によって２５％マスキングされ、第３のフィルタ要素２２０によって２５％マスキングされ、第４のフィルタ要素２２５によって２５％マスキングされるように配列され得る。したがって、第９のセンサー１０８の光検知要素は、９つのセンサーの３×３アレイ３１０中の残りのセンサーに露出されるスペクトルよりも広い光のスペクトルに露出され得る。第９のセンサー１０８がそれに露出され得る光の広いスペクトルにより、それは、フィルタ要素によって可能にされる周波数の混合にピクセルが露出され得ることを示す「Ｗ」で標示される。
システムを実装することおよび用語
[0075]本明細書で開示される実装形態は、位相検出オートフォーカスプロセスにおいて使用するための値を計算するためにイメージングダイオードから受け取られる値を使用するためのシステム、方法、および装置を提供する。これらの実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せで実装され得ることを当業者は認識されよう。
[0076]いくつかの実施形態では、上記で説明された回路、プロセス、およびシステムは、ワイヤレス通信デバイスにおいて利用され得る。ワイヤレス通信デバイスは、他の電子デバイスとワイヤレス通信するために使用される一種の電子デバイスであり得る。ワイヤレス通信デバイスの例としては、セルラー電話、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、電子リーダー、ゲームシステム、音楽プレーヤ、ネットブック、ワイヤレスモデム、ラップトップコンピュータ、タブレットデバイスなどがある。
[0077]ワイヤレス通信デバイスは、１つまたは複数の画像センサー、２つまたはそれ以上の画像信号プロセッサ、上記で説明されたプロセスを行うための命令またはモジュールを含むメモリを含み得る。デバイスはまた、データと、メモリから命令および／またはデータをロードするプロセッサと、１つまたは複数の通信インターフェースと、１つまたは複数の入力デバイスと、ディスプレイデバイスなどの１つまたは複数の出力デバイスと、電源／電力インターフェースとを有し得る。ワイヤレス通信デバイスは、さらに、送信機と受信機とを含み得る。送信機と受信機とはまとめてトランシーバと呼ばれることがある。トランシーバは、ワイヤレス信号を送信および／または受信するために、１つまたは複数のアンテナに結合され得る。
[0078]ワイヤレス通信デバイスは、別の電子デバイス（たとえば、基地局）にワイヤレスに接続し得る。ワイヤレス通信デバイスは、代替的に、モバイルデバイス、移動局、加入者局、ユーザ機器（ＵＥ）、遠隔局、アクセス端末、モバイル端末、端末、ユーザ端末、加入者ユニットなどと呼ばれることがある。ワイヤレス通信デバイスの例としては、ラップトップまたはデスクトップコンピュータ、セルラーフォン、スマートフォン、ワイヤレスモデム、電子リーダー、タブレットデバイス、ゲームシステムなどがある。ワイヤレス通信デバイスは、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ（登録商標））など、１つまたは複数の業界規格に従って動作し得る。したがって、「ワイヤレス通信デバイス」という一般的な用語は、業界規格に従って異なる名称を用いて表されるワイヤレス通信デバイス（たとえば、アクセス端末、ユーザ機器（ＵＥ）、リモート端末など）を含み得る。
[0079]本明細書で説明された機能は、１つまたは複数の命令としてプロセッサ可読媒体またはコンピュータ可読媒体上に記憶され得る。「コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータまたはプロセッサによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体を指す。限定ではなく例として、そのような媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、フラッシュメモリ、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気ストレージデバイス、あるいは命令またはデータ構造の形態の所望のプログラムコードを記憶するために使用され得、コンピュータによってアクセスされ得る、任意の他の媒体を備え得る。本明細書で使用されるディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（disc）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（disc）、光ディスク（disc）、デジタル多用途ディスク（disc）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（disk）およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（disc）を含み、ここで、ディスク（disk）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（disc）は、データをレーザーで光学的に再生する。コンピュータ可読媒体は有形で非一時的であり得ることに留意されたい。「コンピュータプログラム製品」という用語は、コンピューティングデバイスまたはプロセッサによって実行、処理または算出され得るコードまたは命令（たとえば、「プログラム」）と組み合わせたコンピューティングデバイスまたはプロセッサを指す。本明細書で使用される「コード」という用語は、コンピューティングデバイスまたはプロセッサによって実行可能であるソフトウェア、命令、コードまたはデータを指すことがある。
[0080]本明細書で開示された方法は、説明された方法を達成するための１つまたは複数のステップまたはアクションを備える。方法のステップおよび／またはアクションは、特許請求の範囲から逸脱することなく、互いに交換され得る。言い換えれば、説明された方法の適切な動作のためにステップまたはアクションの特定の順序が必要とされない限り、特定のステップおよび／またはアクションの順序および／または使用は、特許請求の範囲を逸脱することなく修正され得る。
[0081]「結合する（couple）」、「結合すること（coupling）」、「結合される（coupled）」という用語、または本明細書で使用される結合するという単語の他のバリエーションは、間接接続または直接接続のいずれかを示し得ることに留意されたい。たとえば、第１の構成要素が第２の構成要素に「結合される」場合、第１の構成要素は、第２の構成要素に間接的に接続されるか、または第２の構成要素に直接的に接続されるかのいずれかであり得る。本明細書で使用される「複数」という用語は、２つまたはそれ以上を示す。たとえば、複数の構成要素は、２つまたはそれ以上の構成要素を示す。
[0082]「決定すること」という用語は多種多様なアクションを包含し、したがって、「決定すること」は、計算すること、算出すること、処理すること、導出すること、調査すること、ルックアップすること（たとえば、テーブル、データベースまたは別のデータ構造においてルックアップすること）、確認することなどを含むことができる。また、「決定すること」は、受信すること（たとえば、情報を受信すること）、アクセスすること（たとえば、メモリ中のデータにアクセスすること）などを含むことができる。また、「決定すること」は、解決すること、選択すること、選定すること、確立することなどを含むことができる。
[0083]「に基づいて」という句は、別段に明示されていない限り、「のみに基づいて」を意味しない。言い換えれば、「に基づいて」という句は、「のみに基づいて」と「に少なくとも基づいて」の両方を表す。
[0084]上記の説明では、例の完全な理解を与えるために具体的な詳細が与えられた。ただし、例はこれらの具体的な詳細なしに実施され得ることを当業者は理解されよう。たとえば、電気的構成要素／デバイスは、例を不必要な詳細で不明瞭にしないためにブロック図で示されることがある。他の事例では、そのような構成要素、他の構造、および技法は、例をさらに説明するために詳細に図示されることがある。
[0085]開示された実装形態の以上の説明は、当業者が本発明を実施または使用することができるようにするために提供されたものである。これらの実装形態への様々な変更は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義された一般原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実装形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書で示された実装形態に限定されるものではなく、本明細書で開示された原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
[0085]開示された実装形態の以上の説明は、当業者が本発明を実施または使用することができるようにするために提供されたものである。これらの実装形態への様々な変更は当業者には容易に明らかになり、本明細書で定義された一般原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実装形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書で示された実装形態に限定されるものではなく、本明細書で開示された原理および新規の特徴に一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に本願発明の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
検知デバイスであって、
複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、各センサーが、長さ寸法と幅寸法とを有し、前記センサーに入射する放射に応答して信号を生成するように構成された、および
複数のフィルタを備えるフィルタアレイと、前記フィルタアレイは、光が前記センサーアレイに入射する前にそれをフィルタ処理するために配設され、前記フィルタアレイは、前記複数のセンサーの各々が少なくとも１つの対応するフィルタを通って伝搬する放射を受けるように前記センサーアレイに対して配列され、各フィルタが長さ寸法と幅寸法とを有する、
を備え、
ここにおいて、フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する比、フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である、
検知デバイス。
［Ｃ２］
前記フィルタアレイがフィルタの反復配列を備え、前記反復配列が、
波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さおよび幅寸法を有する第１のフィルタと、
波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さおよび幅寸法を有する第２のフィルタと、
波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さおよび幅寸法を有する第３のフィルタと、および
波長の前記第１の範囲、波長の前記第２の範囲、または波長の前記第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さおよび幅寸法を有する第４のフィルタと
を含む、Ｃ１に記載の検知デバイス。
［Ｃ３］
フィルタの前記反復配列は、前記第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および前記第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列された、Ｃ２に記載の検知デバイス。
［Ｃ４］
フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する前記比が、１よりも大きい非整数である、Ｃ１に記載の検知デバイス。
［Ｃ５］
フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比が、１よりも大きい非整数である、Ｃ１に記載の検知デバイス。
［Ｃ６］
前記複数のセンサーのうちの少なくともいくつかが、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタおよび前記第４のフィルタのうちの２つ以下によってフィルタ処理された放射を受けるために前記フィルタ要素に対して配置された、Ｃ２に記載の検知デバイス。
［Ｃ７］
前記第１のフィルタの前記長さ寸法と、前記第２のフィルタの前記長さ寸法と、前記第３のフィルタの前記長さ寸法と、前記第４のフィルタの前記長さ寸法とが等しい、Ｃ２に記載の検知デバイス。
［Ｃ８］
前記第１のフィルタの前記幅寸法と、前記第２のフィルタの前記幅寸法と、前記第３のフィルタの前記幅寸法と、前記第４のフィルタの前記幅寸法とが等しい、Ｃ２に記載の検知デバイス。
［Ｃ９］
前記第１のフィルタが約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
前記第２のフィルタが約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
前記第３のフィルタが約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す、
Ｃ２に記載の検知デバイス。
［Ｃ１０］
前記フィルタアレイがポリマー材料を備える、Ｃ１に記載の検知デバイス。
［Ｃ１１］
フィルタの前記長さ寸法と、対応するセンサーの前記長さ寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、Ｃ１に記載の検知デバイス。
［Ｃ１２］
フィルタの前記幅寸法と、対応するセンサーの前記幅寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、Ｃ１に記載の検知デバイス。
［Ｃ１３］
複数のフィルタを備えるフィルタアレイをもつセンサーアレイのほうへ伝搬する光をフィルタ処理することと、前記フィルタアレイは、それが前記センサーアレイに入射する前に前記光をフィルタ処理するために前記センサーアレイに対して配置され、各フィルタが長さ寸法と幅寸法とを有する、
前記センサーアレイ上で前記フィルタ処理された光を受けることと、前記センサーアレイが複数のセンサーを備え、前記複数のセンサーが、それぞれ、前記センサーに入射する光に応答して信号を生成するように構成され、前記センサーアレイは、前記複数のセンサーの各々が、前記センサーに対応する少なくとも１つのフィルタを通って伝搬する光を受けるように前記フィルタアレイに対して配列され、各センサーが長さ寸法と幅寸法とを有し、ここにおいて、フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する比、フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である、
を備える、方法。
［Ｃ１４］
前記フィルタアレイがフィルタの反復配列を備え、前記反復配列が、
波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さおよび幅寸法を有する第１のフィルタと、
波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さおよび幅寸法を有する第２のフィルタと、
波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さおよび幅寸法を有する第３のフィルタと、および
波長の前記第１の範囲、波長の前記第２の範囲、または波長の前記第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さおよび幅寸法を有する第４のフィルタと
を含む、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１５］
フィルタの前記反復配列は、前記第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および前記第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列された、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１６］
フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する前記比が、１よりも大きい非整数である、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１７］
フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比が、１よりも大きい非整数である、Ｃ１３に記載の方法。
［Ｃ１８］
前記第１のフィルタが約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
前記第２のフィルタが約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
前記第３のフィルタが約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す、
Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１９］
検知デバイスであって、
複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、各センサーが長さ寸法と幅寸法とを有する、および
前記センサーアレイのほうへ伝搬する光をフィルタ処理するための手段と、光をフィルタ処理するための前記手段の各々は、前記光が１つまたは複数の対応するセンサーに入射する前にそれをフィルタ処理するために、前記センサーアレイに対して配置され、光をフィルタ処理するための前記手段が、それぞれ長さ寸法と幅寸法とを有する、
を備え、
ここにおいて、光をフィルタ処理するための前記手段の各々の前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する比、光をフィルタ処理するための各手段の前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である、
検知デバイス。
［Ｃ２０］
光をフィルタ処理するための前記手段がフィルタのアレイを備える、Ｃ１９に記載の検知デバイス。
［Ｃ２１］
光をフィルタ処理するための前記手段がフィルタの反復配列を備え、前記反復配列が、
波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さ寸法と第１の幅寸法とを有する第１のフィルタと、
波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さ寸法と第２の幅寸法とを有する第２のフィルタと、
波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さ寸法と第３の幅寸法とを有する第３のフィルタと、および
波長の前記第１の範囲、波長の前記第２の範囲、または波長の前記第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さ寸法と第４の幅寸法とを有する第４のフィルタと
を含む、Ｃ１９に記載の検知デバイス。
［Ｃ２２］
フィルタの前記反復配列は、前記第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および前記第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列された、Ｃ２２に記載の検知デバイス。
［Ｃ２３］
前記複数のセンサーのうちの少なくともいくつかが、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタおよび前記第４のフィルタのうちの２つ以下によってフィルタ処理された放射を受けるために前記フィルタ要素に対して配置された、Ｃ２２に記載の検知デバイス。
［Ｃ２４］
前記第１のフィルタの前記長さ寸法と、前記第２のフィルタの前記長さ寸法と、前記第３のフィルタの前記長さ寸法と、前記第４のフィルタの前記長さ寸法とが等しい、Ｃ２２に記載の検知デバイス。
［Ｃ２５］
前記第１のフィルタの前記幅寸法と、前記第２のフィルタの前記幅寸法と、前記第３のフィルタの前記幅寸法と、前記第４のフィルタの前記幅寸法とが等しい、Ｃ２２に記載の検知デバイス。
［Ｃ２６］
前記第１のフィルタが約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
前記第２のフィルタが約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
前記第３のフィルタが約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す、
Ｃ２２に記載の検知デバイス。
［Ｃ２７］
前記フィルタ長さ寸法と前記フィルタ幅寸法とのうちの少なくとも１つは、前記フィルタの各々が、
前記センサー長さ寸法よりも大きく、前記センサー長さ寸法の２倍よりも小さいフィルタ長さ寸法と、
前記センサー幅寸法よりも大きく、前記センサー幅寸法の２倍よりも小さいフィルタ幅寸法と
のうちの一方または両方を有するように、それぞれ、前記センサー長さ寸法と前記センサー幅寸法とに対してサイズ決定される、Ｃ１９に記載の検知デバイス。
［Ｃ２８］
光をフィルタ処理するための手段の前記長さ寸法と、対応するセンサーの前記長さ寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、Ｃ１９に記載の検知デバイス。
［Ｃ２９］
光をフィルタ処理するための手段の前記幅寸法と、対応するセンサーの前記幅寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、Ｃ１９に記載の検知デバイス。
［Ｃ３０］
複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、前記複数のセンサーの各々が長さ寸法と幅寸法とを有する、および
複数のフィルタを備えるフィルタアレイと、前記フィルタアレイは、前記フィルタアレイを通過する光が前記センサーアレイに入射するように、前記センサーアレイに隣接して配設され、前記複数のフィルタの各々が長さ寸法と幅寸法とを有する、
を備え、
ここにおいて、前記フィルタ長さ寸法と前記フィルタ幅寸法とのうちの少なくとも１つは、前記フィルタが、
前記センサー長さ寸法よりも大きく、前記センサー長さ寸法の２倍よりも小さいフィルタ長さ寸法と、
前記センサー幅寸法よりも大きく、前記センサー幅寸法の２倍よりも小さいフィルタ幅寸法と
のうちの一方または両方を有するように、それぞれ、前記センサー長さ寸法と前記センサー幅寸法とに対してサイズ決定される、
装置。

Claims (30)

  1. 検知デバイスであって、
    複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、各センサーが、長さ寸法と幅寸法とを有し、前記センサーに入射する放射に応答して信号を生成するように構成された、および
    複数のフィルタを備えるフィルタアレイと、前記フィルタアレイは、光が前記センサーアレイに入射する前にそれをフィルタ処理するために配設され、前記フィルタアレイは、前記複数のセンサーの各々が少なくとも１つの対応するフィルタを通って伝搬する放射を受けるように前記センサーアレイに対して配列され、各フィルタが長さ寸法と幅寸法とを有する、
    を備え、
    ここにおいて、フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する比、フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である、
    検知デバイス。
  2. 前記フィルタアレイがフィルタの反復配列を備え、前記反復配列が、
    波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さおよび幅寸法を有する第１のフィルタと、
    波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さおよび幅寸法を有する第２のフィルタと、
    波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さおよび幅寸法を有する第３のフィルタと、および
    波長の前記第１の範囲、波長の前記第２の範囲、または波長の前記第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さおよび幅寸法を有する第４のフィルタと
    を含む、請求項１に記載の検知デバイス。
  3. フィルタの前記反復配列は、前記第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および前記第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列された、請求項２に記載の検知デバイス。
  4. フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する前記比が、１よりも大きい非整数である、請求項１に記載の検知デバイス。
  5. フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比が、１よりも大きい非整数である、請求項１に記載の検知デバイス。
  6. 前記複数のセンサーのうちの少なくともいくつかが、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタおよび前記第４のフィルタのうちの２つ以下によってフィルタ処理された放射を受けるために前記フィルタ要素に対して配置された、請求項２に記載の検知デバイス。
  7. 前記第１のフィルタの前記長さ寸法と、前記第２のフィルタの前記長さ寸法と、前記第３のフィルタの前記長さ寸法と、前記第４のフィルタの前記長さ寸法とが等しい、請求項２に記載の検知デバイス。
  8. 前記第１のフィルタの前記幅寸法と、前記第２のフィルタの前記幅寸法と、前記第３のフィルタの前記幅寸法と、前記第４のフィルタの前記幅寸法とが等しい、請求項２に記載の検知デバイス。
  9. 前記第１のフィルタが約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
    前記第２のフィルタが約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
    前記第３のフィルタが約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す、
    請求項２に記載の検知デバイス。
  10. 前記フィルタアレイがポリマー材料を備える、請求項１に記載の検知デバイス。
  11. フィルタの前記長さ寸法と、対応するセンサーの前記長さ寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、請求項１に記載の検知デバイス。
  12. フィルタの前記幅寸法と、対応するセンサーの前記幅寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、請求項１に記載の検知デバイス。
  13. 複数のフィルタを備えるフィルタアレイをもつセンサーアレイのほうへ伝搬する光をフィルタ処理することと、前記フィルタアレイは、それが前記センサーアレイに入射する前に前記光をフィルタ処理するために前記センサーアレイに対して配置され、各フィルタが長さ寸法と幅寸法とを有する、
    前記センサーアレイ上で前記フィルタ処理された光を受けることと、前記センサーアレイが複数のセンサーを備え、前記複数のセンサーが、それぞれ、前記センサーに入射する光に応答して信号を生成するように構成され、前記センサーアレイは、前記複数のセンサーの各々が、前記センサーに対応する少なくとも１つのフィルタを通って伝搬する光を受けるように前記フィルタアレイに対して配列され、各センサーが長さ寸法と幅寸法とを有し、ここにおいて、フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する比、フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である、
    を備える、方法。
  14. 前記フィルタアレイがフィルタの反復配列を備え、前記反復配列が、
    波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さおよび幅寸法を有する第１のフィルタと、
    波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さおよび幅寸法を有する第２のフィルタと、
    波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さおよび幅寸法を有する第３のフィルタと、および
    波長の前記第１の範囲、波長の前記第２の範囲、または波長の前記第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さおよび幅寸法を有する第４のフィルタと
    を含む、請求項１３に記載の方法。
  15. フィルタの前記反復配列は、前記第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および前記第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列された、請求項１４に記載の方法。
  16. フィルタの前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する前記比が、１よりも大きい非整数である、請求項１３に記載の方法。
  17. フィルタの前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比が、１よりも大きい非整数である、請求項１３に記載の方法。
  18. 前記第１のフィルタが約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
    前記第２のフィルタが約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
    前記第３のフィルタが約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す、
    請求項１４に記載の方法。
  19. 検知デバイスであって、
    複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、各センサーが長さ寸法と幅寸法とを有する、および
    前記センサーアレイのほうへ伝搬する光をフィルタ処理するための手段と、光をフィルタ処理するための前記手段の各々は、前記光が１つまたは複数の対応するセンサーに入射する前にそれをフィルタ処理するために、前記センサーアレイに対して配置され、光をフィルタ処理するための前記手段が、それぞれ長さ寸法と幅寸法とを有する、
    を備え、
    ここにおいて、光をフィルタ処理するための前記手段の各々の前記長さ寸法の、対応するセンサーの前記長さ寸法に対する比、光をフィルタ処理するための各手段の前記幅寸法の、対応するセンサーの前記幅寸法に対する比、またはその両方が、１よりも大きい非整数である、
    検知デバイス。
  20. 光をフィルタ処理するための前記手段がフィルタのアレイを備える、請求項１９に記載の検知デバイス。
  21. 光をフィルタ処理するための前記手段がフィルタの反復配列を備え、前記反復配列が、
    波長の第１の範囲を通すように構成された、第１の長さ寸法と第１の幅寸法とを有する第１のフィルタと、
    波長の第２の範囲を通すように構成された、第２の長さ寸法と第２の幅寸法とを有する第２のフィルタと、
    波長の第３の範囲を通すように構成された、第３の長さ寸法と第３の幅寸法とを有する第３のフィルタと、および
    波長の前記第１の範囲、波長の前記第２の範囲、または波長の前記第３の範囲のいずれかを通すように構成された、第４の長さ寸法と第４の幅寸法とを有する第４のフィルタと
    を含む、請求項１９に記載の検知デバイス。
  22. フィルタの前記反復配列は、前記第１のフィルタが、第１のセンサーの上に、および前記第１のセンサーに隣接する少なくとも３つの他のセンサーの少なくとも一部分の上に配設されるように配列された、請求項２２に記載の検知デバイス。
  23. 前記複数のセンサーのうちの少なくともいくつかが、前記第１のフィルタ、前記第２のフィルタ、前記第３のフィルタおよび前記第４のフィルタのうちの２つ以下によってフィルタ処理された放射を受けるために前記フィルタ要素に対して配置された、請求項２２に記載の検知デバイス。
  24. 前記第１のフィルタの前記長さ寸法と、前記第２のフィルタの前記長さ寸法と、前記第３のフィルタの前記長さ寸法と、前記第４のフィルタの前記長さ寸法とが等しい、請求項２２に記載の検知デバイス。
  25. 前記第１のフィルタの前記幅寸法と、前記第２のフィルタの前記幅寸法と、前記第３のフィルタの前記幅寸法と、前記第４のフィルタの前記幅寸法とが等しい、請求項２２に記載の検知デバイス。
  26. 前記第１のフィルタが約５７０ｎｍ〜約７５０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
    前記第２のフィルタが約４５０ｎｍ〜約５９０ｎｍの範囲内の光波長を通し、
    前記第３のフィルタが約３８０ｎｍ〜約５７０ｎｍの範囲内の光波長を通す、
    請求項２２に記載の検知デバイス。
  27. 前記フィルタ長さ寸法と前記フィルタ幅寸法とのうちの少なくとも１つは、前記フィルタの各々が、
    前記センサー長さ寸法よりも大きく、前記センサー長さ寸法の２倍よりも小さいフィルタ長さ寸法と、
    前記センサー幅寸法よりも大きく、前記センサー幅寸法の２倍よりも小さいフィルタ幅寸法と
    のうちの一方または両方を有するように、それぞれ、前記センサー長さ寸法と前記センサー幅寸法とに対してサイズ決定される、請求項１９に記載の検知デバイス。
  28. 光をフィルタ処理するための手段の前記長さ寸法と、対応するセンサーの前記長さ寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、請求項１９に記載の検知デバイス。
  29. 光をフィルタ処理するための手段の前記幅寸法と、対応するセンサーの前記幅寸法との前記比が、１．０から２．０の間にある、請求項１９に記載の検知デバイス。
  30. 複数のセンサーを備えるセンサーアレイと、前記複数のセンサーの各々が長さ寸法と幅寸法とを有する、
    複数のフィルタを備えるフィルタアレイと、前記フィルタアレイは、前記フィルタアレイを通過する光が前記センサーアレイに入射するように、前記センサーアレイに隣接して配設され、前記複数のフィルタの各々が長さ寸法と幅寸法とを有する、
    を備え、
    ここにおいて、前記フィルタ長さ寸法と前記フィルタ幅寸法とのうちの少なくとも１つは、前記フィルタが、
    前記センサー長さ寸法よりも大きく、前記センサー長さ寸法の２倍よりも小さいフィルタ長さ寸法と、
    前記センサー幅寸法よりも大きく、前記センサー幅寸法の２倍よりも小さいフィルタ幅寸法と
    のうちの一方または両方を有するように、それぞれ、前記センサー長さ寸法と前記センサー幅寸法とに対してサイズ決定される、
    装置。
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