TW201233167A - Image sensor with dual element color filter array and three channel color output - Google Patents

Description

201233167 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 且詳言之但非排他 本發明大體上係關於影像感測器 地’係關於彩色影像感測器。 【先前技術】 彩色影像感測器用在各種應用中，自筋 τ目間皁且低廉之行動 電話相機及數位相機至複雜且昂責之醫學及科學設備。習 知彩色影像感測器包括具有覆疊感光元件之陣列的彩色濾 光器陣列(「CFA」)的像素陣列’感光元件將經遽色之: 的強度轉換成電信號。 CFA通常包括用於產生三通道彩色輸出之三個彩色渡光 器元件。通常，使用三原色濾光器來產生三原色信號了紅 色（R)、綠色（G)及藍色（Β)信號。因此，像素陣列中之每一 像素對三原色中之一者敏感’且輸出相應色彩信號。舉例 而言，為了產生R信號，藉由紅色濾光器元件來覆蓋該像 素，為了產生G信號，藉由綠色濾光器元件來覆蓋該像 素，且為了產生Β信號，藉由藍色濾光器元件來覆蓋該像 素。因此，使用至少三個不同之彩色濾光器元件。該三個 不同之彩色濾光器元件使用三個單獨之製造程序來製造整 個三色元件CFA。 圖1說明使用R像素、G像素及Β像素形成的實例拜耳 (Bayer)型樣CFA 10。CFA 10產生r、G及Β信號之三通道彩 色輸出。C F A 10可具有數百或甚至數千個列及行。拜耳型 樣CFA使用巨集像素（macropixel)群組20之重複型樣。每一 155874.doc 201233167 巨集像素群組20包括四個微型像素3〇 : 一個R像素 '一個 B像素及兩個G像素。單一巨集像素群組2〇產生一 r信號、 一 G信號（將兩個G信號組合）及一 B信號。每一巨集像素群 組20可被視為由彩色影像感測器產生之彩色影像的最小元 素其中每一巨集像素群組20對應於輸出影像資料中之單 一影像像素。換言之，輸出影像之解析度直接對應於巨集 像素群組20之，線性密度。由單一巨集像素群組2〇之個別微 型像素3G輸出的R、叹Β信號經組合以形成輸出彩色影像 資料中之個別彩色影像像素。 R、G及Β信號自每一巨集像素群組2〇之提取為直接的。 R像素產生R信號，G像素產生〇信號，且Β像素產生8信 號。當然，對於相同光強度，〇信號大於尺或Β信號，其模 擬人眼對綠光比對紅光及藍光高之敏感度。因此，習知彩 色影像感測器具有CFA之濾光器元件中之相異色彩的數目 與輸出色彩通道之數目之間的一一對應。 【實施方式】 參看以下圖式描述本發明之非限制性及非詳盡實施例， 在以下圖式中，(^非另有指明，否則貫穿各個視圖，相同 參考數字指代相同部分。 本文中描述具有雙元件彩色濾光器陣列（「CFA」）及三 通道彩色輸出之景多像感浪j器的|置及其操作及製造方法的 實施例。在以下描述中，陳述眾多具體細節以提供對該等 實施例之透徹理解。然而，熟習相關技術者將認識到，本 文中所描述之技術可在無該等具體細節中之一或多者的情 I55874.doc 201233167 况下加以實踐或以其他方法、組件、材料等來加以實踐。 在其他情況下，不詳細展示或描述熟知結構、材料或操作 以避免混淆某些態樣。 遍及本說明書對「一實施例」之參考意謂結合該實施例 斤描辻_之特疋特徵、結構或特性包括於本發明之至少一實 施例中。si在匕’在本說明#全文各處之片語「在一實施例 中」的出現未必均指同一實施例。此外，可在一或多個實 施例中以任何合適方式組合特定特徵、結構或特性。 圖2為說明根據本發明之實施例的彩色成像系統1〇〇(亦 稱作彩色影像感測器100)之方塊圆。彩色成像系統1〇〇之 所說明實施例包括一像素陣列1〇5、讀出電路11〇、控制電 路11 5及一輸出埠125。所說明之實施例進一步包括一色彩 信號組合電路（「CSCC」）120,但一些實施例可在無cscc 120或CSCC 120被停用或繞過之情況下操作。在一實施例 中，彩色成像系統1 〇 〇之所說明組件皆整合於單一半導體 晶粒上，該單一半導體晶粒具有僅具有兩種類型之彩色濾 光器元件之一 CFA但自該晶粒輸出三通道彩色影像資料。 像素陣列105為像素（例如，像素P1、p2、…、pn)之二 維（「2D」）陣列。在一實施例中，每一像素為互補金氧半 導體（「CMOS」）成像像素。如所說明，將每一像素配置 成列（例如，列R1至Ry)及行（例如，行(：1至（：?〇以獲取人、 地點或物件之影像資料，該影像資料接著可用來呈現人、 地點或物件之2D影像。在一實施例中，像素陣列} 〇5為背 照式（「BSI」）影像陣列。在一實施例中，像素陣列i 〇5為 155874.doc 201233167 别照式（「FSI」）影像陣列。像素陣列1〇5包括安置於像素 陣列105之光入射側之上的個別彩色濾光器元件或彩色濾 光器陣列（「CFA」）之型樣。彩色濾光器元件型樣跨像素 陣列105在每一巨集像素群組135内重複。每一巨集像素群 組135由多個個別像素ρι至pn(亦稱作微型像素以強調其作 為給定巨集像素群組之成員的關係）組成。在一實施例 中，每一巨集像素群組135對應於輸出彩色影像137内之個 別影像像素且包括四個像素（例如，^至“、^至“等卜 在母-像素已獲取其影像f料或影像電荷之後，藉由讀 出電路110讀出影像資料。讀出電路11〇可包括放大電路、 類比轉數位（「ADC」）轉換電路或其他電路。在一實施例 中，讀出電路110可沿著讀出行線而一次讀出-列影像資 料（心說明）’或可使用各種其他技術來讀出影像資料（未經 說明諸如’串列讀出或同時對所有像素之完全並列讀 出。 本發明之實施例使用色彩组人 心、卫σ器早兀來組合兩個色彩通 道以產生一彩色影像之三個色彩 — w巴知逋道。在第一實施例中， 色彩組合器單元包括用於將由僮去 肝由像素陣列105輸出之兩個色 衫號組合以產生三色彩通道旦彡推这丄， I遇遏衫像貧料的電路（例如，數 位邏輯、類比求和電路、類比桊 貝比乘法電路、其他類比/數位 電路、微處理器及軟體/韌體邏輯 C科寺）。在第二實施例中， 色彩組合器單元使用兩個單獨之彩色遴光器之渡光器堆叠 來貫施以在光學上組合與該等彩色遽光器元件中之每一者 相關聯的色彩通道以產生第=辛 木一巴知通道。在此第二實施例 155874.doc 201233167 中’像素陣列105輸出三個色彩信號。 在一實施例中，像素陣列1〇5將讀出線14〇上之影像信號 輸出至讀出電路110,讀出電路11〇包括兩個辅色通道，諸 如青藍色（C)通道及黃色（γ)通道（經說明）、c通道及洋紅色 (M)通道、M通道及γ通道，或其他通道。此兩通道彩色資 料接著輸人至CSCC 12G中，⑽c 12G為組合該兩通道影 像資料以產生彩色影像137之三通道影像資料的色彩組合 器單元。舉例而言，三通道影像資料可包括C、γ及綠色 (G)色彩通道（經說明）；c、M及藍色（B)色彩通道；Μ、γ 及紅色（R)色彩通道；或其他色彩通道。在一實施例中， cscc 12〇包括將兩個輔色通道變換成三個原色通道r/g/b 的其他電路，R/G/B為常見彩色影像格式。 在一實施例中，像素陣列105將讀出線14〇上之影像信號 輸出至包括三個色彩通道之讀出電路nG。在此實施例 T，可能不包括CSCC 12〇,或CSCC 12〇在其他情況下被 停用/繞過。或者，可啟用CSCC 12〇以將來自像素陣列ι〇5 之三個色彩通道變換至三通道原色組合，或甚至自包括兩 個輔色之-組合變換至包括不同輔色之另一組合。直接自 像素陣列105輸出之二色彩通道組合之實例包括、 C/M/B、M/Y/R或其他組合。 雖然CSCC 120說明為與讀出電路11〇分離，但在一些實 施例中，CSCC 120之功能性及/或邏輯可完全或部分麟 入至讀出電路11G中。在-實施射，cscc 12阿甚至在 外部麵合至晶粒，像素陣列1G5、讀出電路11G及控制電路 155874.doc 201233167 115整合於該晶粒上在__實施例中，cscc 12⑽使用硬 體來實施。在-實施例中’ cscc 120可甚至部分或完全地 用軟體來實施。 控制電路115耦合至像素陣列105以控制像素陣列105之 操作特性。舉例而言’控制電路115可產生用於控制影像 獲取之快Η信號。在-實施例中，該快門信號為用於同時 使像素陣列i 〇 5内之所有像素能夠在單一獲取窗期間同時 擷取其各別影像資料的全域快門信號。在一替代實施例 中’該快門信號為-滾動快η信號，藉此在連續獲取窗期 間依序地啟用每一列、每一行或每一群像素。 如與習知拜耳型樣中所使用之三個彩色濾光器元件相 反，本發明之實施例可使用僅兩個彩色濾光器元件之各種 .、-且〇來實施巨集像素13 5。拜耳型樣中所使用之R、G、Β 色彩稱作原色或原色通道，而R、G及Β之組合稱作原色 組。拜耳型樣亦可使用替代輔色，諸如青藍色（c)、洋紅 色（M)及黃色（Y)。根據以下方程式（方程式1)至（方程式 6) ’使原色與輔色相關： (方程式1) (方程式2) (方程式3) (方程式4) (方程式5)

C=B+G

M=B+R

Y=R+G R=(Y+M-C)/2 G=(Y-M+C)/2 B=(C+M-Y)/2 (方程式 6) 基於上述方程式’為獲得r、G及β信號，習知CFA使用 155874.doc 201233167 三個單獨之R、G及B彩色濾光器元件或三個單獨之c ' M 及Y彩色濾光器元件。在任一種習知情況下，使用三個單 獨之彩色濾光器元件’其在製造期間要求三個相異之製造 程序以敷設三種不同色彩之濾光器材料。 方程式（1)至方程式（3)在圖3中示意性地表示，其中每一 圖之垂直轴為正規化敏感度，且水平軸為波長。圖4說明c 敏感度函數與Υ敏感度函數之乘法導致G敏感度函數（例 如，G=C* Υ)。因此’ G色彩信號可由藉由分別被匸彩色濾 光器元件及Y彩色濾光器元件覆疊之光感測器輸出的C信 號及號產生（亦即，G=C* Y)。此外，參考方程式（1), B信號可由C色彩信號及G色彩信號產生（亦即，b=C_g)， 且R色彩信號可由Y色彩信號及G色彩信號產生（亦即， R=Y- G)。圖5說明分別為C彩色濾光器元件及γ彩色遽光器 元件之兩個實例敏感度函數。亦說明C敏感度函數與γ敏 感度函數之乘積，其為G敏感度函數。 圖6A至圖6C說明根據本發明之實施例製造使用兩種類 型之彩色渡光器元件產生兩通道影像信號之巨集像素群 組’該等影像信號可經組合以產生第三通道用於三通道彩 色輸出。巨集像素群組600為圖2中所說明之巨集像素群組 135之一個可能實施。巨集像素群組6〇〇包括四個像素 605、610、615及620。像素605及620包括由具有第一色彩 之彩色濾光器元件63 1 (例如，作為實例說明青藍色濾光器 元件）覆蓋的單獨之光感測器630(在圖6(：之橫截面圖十僅 說明一個）。像素010及615包括由具有與第一色彩不同之 155874.doc •10· 201233167 第二色彩的彩色濾光器元件636(例如，黃色濾光器元件）覆 蓋的光感測器635。圖6A說明第一製造步驟，其中將第一 彩色濾光器層安置於像素陣列之上，且將其圖案化以在自 像素610及615移除時覆蓋像素6〇5及620。圖6B說明第二製 造步驟’其中在剩餘之暴露像素61〇及615之上形成第二彩 色濾光器層。圖6C說明沿圖6B中之線Α·Α’的橫截面圖。 在圖6Α至圖6C之所說明實施例中，像素605及62〇貢獻 於C色彩信號。然而，c色彩信號可來自像素6〇5、像素 620或兩者之組合。像素610及615貢獻於Υ色彩信號。然 而，Υ色彩信號可來自像素610'像素615或兩者之組合。 G色彩信號係基於C色彩信號與γ色彩信號之乘積而產生。 在操作期間’藉由巨集像素群組6〇〇實施之像素陣列1〇5輸 出具有兩種類型之色彩信號的影像資料（亦即，兩色彩通 道影像資料）。此兩色彩通道影像資料由讀出電路丨1〇讀出 且提供至CSCC 120。在一實施例中，CSCC 120包括用於 組合兩個彩色影像信號以產生額外之第三彩色影像信號， 使得可自輸出埠125輸出三通道影像信號的操作。在c及γ 彩色濾光器元件之實例中’ CSCC 120可包括將C色彩信號 與Y色彩信號相乘以產生G色彩信號的乘法器。然而，如 下文所論述，彩色濾光器元件之其他組合可能要求加法或 減法函數以基於自像素陣列105輸出之兩個色彩通道而產 生第三色彩通道信號。 在一實施例中’ CSCC 120可進一步包括一色彩變換 器’使得輔色信號（例如’ C、Μ ' Y)可變換成原色信號（例 155874.doc 201233167 如’ R、G、B)或甚至促進兩組不同輔色信號之間的變 換。以此方式，彩色成像系統1〇〇可能能夠選擇並輸出多

種不同之三通道色彩組（例如，RGB、CYG、CMB、MYR 或其他色彩組）^如下文所論述，該變換器可包括加法及/ 或減法函數。舉例而言’若巨集像素群組6〇〇包括c及γ彩 色濾光器元件，且藉由CSCC 120經由C色彩信號與γ色彩 信號之相乘而產生C色彩信號，則CSCC 120内包括之變換 器函數可包括用以經由C-G(方程式1)產生B色彩信號或經 由Y-G(方程式2)產生R色彩信號的差函數（difference function) 〇 圖7A至圖7C說明根據本發明之實施例製造使用能夠直 接輸出三個色彩通道的兩種類型之彩色濾光器元件的巨集 像素群組700。巨集像素群組7〇〇為圖2中所說明之巨集像 素群組135之一個可能實施。巨集像素群組7〇〇包括四個像 素705、710、715及720。像素710及715包括各自由兩個彩 色濾光器元件731及732覆蓋的光感測器730(在圖7C之橫截 面圖中僅說明一個），該兩個彩色濾光器元件各自具有不 同色彩（例如，彩色濾光器元件731為青藍色，且彩色濾光 器元件732為黃色，其他色彩組合為可能的像素7〇5及 720各自包括由單一類型之彩色濾光器元件覆蓋的光感測 器。在所說明之實施例中，像素7〇5Κ彩色遽光器元件覆 蓋，而像素720由Υ彩色濾.光器元件覆蓋。在一實施例中， 一透明平坦化層可安置於像素及720之上，使得像素陣 列105之頂面變平以用於微透鏡之應用。 155874.doc 201233167 圖7A說明第一製造步驟，其中第一彩色濾光器層（例 如’青藍色濾光器材料）安置於像素陣列之上，且經圖案 化以在自每一四像素巨集像素群組7〇〇中之一像素（例如， 像素720)移除時覆蓋該巨集像素群組7〇〇中之三個像素（例 如，像素705、7 10及715)。圖6B說明第二製造步驟，其中 第二彩色濾光器層（例如，黃色濾光器材料）形成於每一巨 集像素群組700内之像素中之三者（例如，像素71〇、715及 720)之上。此導致該等像素中之兩者包括兩個彩色濾光器 π件之彩色濾光器堆疊。圖6C說明沿圖冗中之線b_b，的橫 截面圖。在所說明之實施例中，使用一透明平坦化元件 (PL)使Y彩色濾光器元件與相鄰濾光器堆疊齊平。 在圖7A至圖7C中所說明之實施例中，像素71〇及715由 兩種不同類型之彩色濾光器元件覆蓋。像素71〇及715之敏 感度為此兩種不同類型之彩色濾光器元件之乘積。堆疊兩 個不同之彩色濾光器元件造成光學倍增效應，與使兩個不 同之色彩信號相乘類似。在所說明之實施例中，像素7ι〇 及715用於產生〇色彩信號，此係因為G敏感度函數為c敏 感度函數與γ敏感度函數之乘積。 因此，以巨集像素群組700之實施例實施的像素陣列1〇5 能夠以僅兩種相異類型之彩色濾光器元件輸出具有三種不 同類型之色彩信號的影像資料（亦即，三色彩通道影像資 料）°在-實施例中，cscc 12〇可包括用以將自像素陣列 105讀出之影像資料變換成不同之三色彩通道組的變換 器。舉例而言，彩色影像系統1〇〇可輸出包括原色RGB之 155874.doc •13· 201233167

而產生R色彩信號。 F憂換器可基於C與G色 且基於Y與G色彩信號之差

信號組合以使敏感度朝彼特定色彩增加。 返回至圖5，本發明之實施例看起來減少G色彩信號與個 別C或Y色彩信號之間的色彩串擾，此係因為G色彩信號為 個別c與γ色彩信號之乘積。此外，可藉由選擇適當c及γ 敏感度函數使G敏感度函數之頻寬延長或變化來針對給定 應用最佳化G敏感度函數。 在一實施例中，一對像素（例如，605及610)可在邏輯上 成組以形成一巨集像素群組（例如，貢獻於彩色影像丨3 7内 之單一像素的像素之最小邏輯分組）。如圖6A至圖6C中所 見’產生三個色彩通道僅需要兩個像素。因而，可藉由重 新指派一給定巨集像素群組135使之僅包括兩個像素來增 加像素陣列105之解析度。 像素陣列105可以替代彩色濾光器元件組合來加以實 施。舉例而言，可使用一組C及Μ輔色濾光器元件。圖8為 說明Β敏感度函數如何為C敏感度函數與Μ敏感度函數的乘 積之示意圖。因此，Β色彩信號可由C色彩信號及Μ色彩信 號產生（亦即，B = C * Μ)。參考方程式（1)，G色彩信號可由 155874.doc 201233167 C色彩信號及B色彩信號產生（亦即’ G=C-B) ’且參考方程 式（2)，R色彩信號可由M色彩信號及B色彩信號產生（亦 即，R=M_B)。 類似地，可使用一組Μ及Y輔色濾光器元件。圖9為說明 R敏感度函數如何為Μ敏感度函數與Υ敏感度函數的乘積之 示意圖。因此，R色彩信號可由Μ色彩信號及Υ色彩信號產 生（亦即，R=M*Y)。參考方程式（2)，Β色彩信號可由Μ色 彩信號及R色彩信號產生（亦即，B=M-R)，且參考方程式 (3)，G色彩信號可由Y色彩信號及R色彩信號產生（亦即， G=Y-R) 〇 圖10為說明根據本發明之實施例之像素陣列内之兩個四 電晶體（「4T」）像素之像素電路1 〇〇〇的電路圖。像素電路 1000為用於實施圖2之像素陣列1〇5内之每一像素的一個可 能的像素電路架構。然而，應瞭解，本發明之實施例不限 於4T像素架構；實情為，受益於本發明之一般熟習此項技 術者將理解，本發明之教示亦適用於3T設計、5丁設計及各 種其他像素架構。在圖中，像素Pa及Pb配置成兩列及一 行。每一像素電路1000之所說明實施例包括一光感測器 (例如，光二極體PD)、一傳送電晶體T1、—重設電晶體 T2: 一源極隨耦器（「SF」）電晶體T3及一選擇電晶體T4。 ▲操乍期帛傳送電晶體τ 1接收一傳送信號Η，該傳送 將光二極體PD中累積之電荷傳送至浮動擴散節點 在一實施例中，浮動擴散節#FD可耦合至用於臨時 子〜像電何之儲存電容器。重設電晶體T2輕合於電力軌 155874.doc 201233167 VDD與浮動擴散節點FD之間以在重設信號RST之控制下重 設（例如，對FD放電或充電至預設電壓）。浮動擴散節點fd 經麵合以控制SF電晶體T3之閘極。SF電晶體T3耦合於電 力軌VDD與選擇電晶體T4之間。SF電晶體T3用作提供自 像素所輸出之高阻抗的源極隨耦器。最後，選擇電晶體T4 在選擇信號SEL之控制下選擇性地將像素電路1〇〇〇之輸出 耦合至讀出行線。在一實施例中，藉由控制電路115產生 ΤΧ信號、RST信號及SEL信號。 本發明之所說明實施例之以上描述（包括在摘要中所描 述之内容）不意欲為詳盡的或將本發明限於所揭示之精確 形式。如熟習相關技術者將認識到，雖然在本文中出於說 明性目的而描述本發明之具體實施例及實例，但在本發明 之範疇内各種修改係可能的。舉例而言，雖然說明了 CMOS彩色影像感測器之實例，但實施例可包括其他類型 之彩色影像感測器，諸如電荷耦合器件（CCD)及使用三個 相異杀> 色/慮光器產生二色彩通道信號的其他器件。 可根據以上詳細描述而對本發明進行此等修改。在以下 申清專利範圍中所使用之術語不應理解為將本發明限於本 說明書中所揭示之具體實施例。實情為’本發明之範疇將 完全藉由以下中請專利範圍確定，以下中請專利範圍將根 據凊求項解釋之既定準則加以理解。 【圖式簡單說明】 圖U先前技術)說明習知拜耳型樣彩色渡光器陣列 (「CFA」）。 155874.doc • 16 - 201233167 圖2為說月根據本發明之實施例之彩色成像系統的功能 方塊圖，該彩色成像系統包括具有具兩個彩色遽光器元件 之CFA的像素陣列，但該成像系統能夠產生三通道彩色輸 出。 ’ ® 3為說明根據本發明之一實施例之紅色、藍色、綠 I、月藍色、洋紅色及黃色信號之正規化敏感度函數的示 意圖。 圖4為說明根據本發明之實施例’綠色敏感度函數如何 為青藍色敏感度函數與黃色敏感度函數之乘積的示意圖。 圖5為說明根據本發明之實施例之青藍色及黃色濾光器 元件的敏感度函數的曲線圖。 圖6A至圖6C說明根據本發明之實施例製造使用兩種類 型之彩色濾光器元件產生影像信號之巨集像素群組，該等 影像信號可經組合以產生三通道彩色輸出。 圖7A至圖7C說明根據本發明之實施例製造使用能夠直 接輸出三個色彩通道的兩種類型之彩色濾光器元件的巨集 像素群組。 圖8為說明根據本發明之實施例，藍色敏感度函數如何 為青藍色敏感度函數與洋紅色敏感度函數之乘積的示意 圖。 圖9為說明根據本發明之實施例，紅色敏感度函數如何 為洋紅色敏感度函數與黃色敏感度函數之乘積的示意圖。 圖1 〇為說明根據本發明之實施例之一成像系統内之兩個 4T像素之像素電路的電路圖。 155874.doc 201233167 【主要元件符號說明】 10 彩色濾光器陣列 20 巨集像素群組 30 微型像素 100 彩色成像系統/彩色影像感測器 105 像素陣列 110 讀出電路 115 控制電路 120 色彩信號組合電路 125 輸出埠 135 巨集像素群組 137 彩色影像 140 讀出線 600 巨集像素群組 605 像素 610 像素 615 像素 620 像素 630 光感測器 631 彩色濾光器元件 635 光感測器 636 彩色濾光器元件 700 巨像素群組 705 像素 155874.doc •18· 201233167 710 像素 715 像素 720 像素 730 光感測器 731 彩色濾光器元件 732 彩色濾光器元件 1000 像素電路 Cl-Cx 行 FD 浮動擴散節點 Pl-Pn 像素 Pa 像素 Pb 像素 PD 光二極體 Rl-Ry 列 SF 源極隨耦器 T1 傳送電晶體 T2 重設電晶體 T3 源極隨耦器（「SF T4 選擇電晶體 VDD 電力軌 )電晶體 155874.doc -19-

Claims (1)

1. 201233167 七、申請專利範圍： 1. 一種整合於—半導體晶粒上之彩色影像感測器，該彩色 影像感測器包含： * 素車歹!其包括覆疊光感測器之一陣列以獲取一 純影像的-彩色濾光器陣列（「CFA」），其中該CFA包 • 括覆疊該等光感測器之'第-群組的具有-第一色彩之 第心色濾光器元件及覆疊該等光感測器之一第二群組 的具有第—色彩之第二彩色濾光器元件，其中該等第 i衫色濾、光器元件貢獻於該彩色影像之—第—色彩通 '' ο等第—彩色濾光器元件貢獻於該彩色影像之一 第二色彩通道； 、色&組合@單元’其整合至該半導體晶粒中且經麵 口 乂.將該帛&彩通道與該第1色彩通道組合以基於該 第色心通道及该第二色彩通道產生該彩色影像之一第 三色彩通道；及 輸出埠’其耦合至該像素陣列以輸出具有三個色彩 通道之㈣色料，其巾該輸㈣將該三個色彩通道輸 出至該半導體晶粒外。 -I如請求们之彩色影像感測器，其中該色鋒合器單元 包括於該CFA内之複數個據光器堆叠，其中該等渡光 器堆疊覆疊該等光感測器之—第三群虹，纟 器堆疊中之每一者包括具有 』 ，孑第“之一頂部濾光器 該 兀件及具有該第二色彩之—底部滤光器元件，且其中 155874.doc 201233167 等濾光器堆疊之— 度與該底部濾光器 色彩通道。 敏感度等於該頂部濾光器元件之敏感 70件之敏感度的—乘積以產生該第三 3. 如晴求項2之彩色影像感測器，其進一步包含： ;讀出電路’其耦合於該像素陣列與該輸出埠之間以自 该像素陣_出具有該三個色彩通道㈣彩色影像。 4. 如凊求項3之彩色影像感測器，其進一步包含： 中：色彩信號組合器電路，其耗合於該讀出電路與該輸 1之間以將自該像素陣列讀出之該彩色影像的該三個 一彩通道自第一組三種色彩轉變至與該第一組不同的第 二組三種色彩。 5·:::項4之彩色影像感測器’其中該第-組三種色彩 6輔色組，且該第二組三種色彩包含_原色組，該 原色組包括紅色、綠色及藍色通道以供自該半導體 輸出。 6·如叫求項1之彩色影像感測器， 其中該像素陣列輸出僅具有包括該第一色彩通道及該 第一色彩通道的兩個色彩通道之色彩信號， 二其中該色彩組合器單元包含一色彩信號組合器電路， °亥色节信號組合器電路經麵合以接收自該像素陣列輸出 之具有1¾兩個色彩通道的該#色彩@號且經耗合以組合 該：色彩信號以產生三個色彩通道’且經耦合以將該彩 像之該二個色彩通道鏈結至該輸出埠。 如叫求項6之彩色影像感測器，其中該色彩信號組合器 155874.doc 201233167 電路包含用以將具有該苐—色彩通道之第-色彩信號與 具有該第二色彩通道之第二色彩信號相乘的-乘法器。 一種彩色影像感測器，其包含： 像素陣列’其包括覆疊光感測器之-陣列以獲取彩 色影像資料的一彩色濾光器陣列(「CFA」），其中該⑽ 包括覆疊該等光感測H之—第—群組的具有—第一色彩 之第-彩色濾光器元件及覆疊該等光感测器之一第二群 組的具有-第二色彩之第二彩色濾光器元件，豆"第 :群：感測器產生具有一第一色彩通道之第：色彩信 二色彩信號； -產生具彳第—色彩通道之第 組合器電路（「CSCC」），_W 列輪出之該等第-色彩信號及該等第二色彩： 第一色包括一組合器，該組合器經輕合以將該等 第色^號與該等第二色彩信號組 三色彩通道之第三色彩信號； 產生具有-第 9. 之’ Μ合至該以⑽將具有三個色彩通道 /色衫像資料輪出至該彩色影像感測器外。 如請求項8之彩色影像感測器，其中： 該第一色彩通道包含一青藍色通道， 該第一色彩通道包含一黃色通道， 之一乘法的—綠色通道， H色通道 用於自該輪出崞輪出該彩色影像資料的該三個色彩通 155874.doc 201233167 道包含该青藍色通道、該黃色通道及該綠色通道。 10. 如明求項8之彩色影像感測器，其中該。§。。進一步包括 用於在色彩通道之間變換的一變換器，其中： 該第一色彩通道包含一青藍色通道， 該第二色彩通道包含一黃色通道， 用於自該輸出崞輸出該彩色影像資料的該三個色彩通 道包含藉由該變換器產生的一紅色通道、一綠色通道及 一藍色通道》 11. 如凊求項8之彩色影像感測器，其中： 該第一色彩通道包含一青藍色通道， °玄第一色彩通道包含一洋紅色通道， °亥第二色彩通道包含基於該青藍色通道與該洋紅色通 道之—乘法的一藍色通道， 用於自該輸出埠輸出該彩色影像資料的該三個色彩通 道包含該青藍色通道、該洋紅色通道及該藍色通道。 12. 如μ求項8之彩色影像感測器，其中 °玄第一色彩通道包含一洋紅色通道， °亥第二色彩通道包含一黃色通道， D亥第三色彩通道包含基於該洋紅色通道與該黃色通道 之一乘法的一紅色通道。 月求項8之彩色影像感測器，其中該cscc包括用於將 第魬二個色彩通道變換成第二組三個色彩通道的—= 通道變換器。 一 14. 一種彩色影像感測器，其包含： 155874.doc 201233167 像素陣列，其包括覆疊光感測器之一陣列以獲取一 彩色影像的一彩色滤光器陣列（「CFA」），其中該cfa& 括： 具有一第一色彩之第一彩色濾光器元件，其等覆疊 該等光感測器之-第—群組，其中該第一群組產生具 有一第一色彩通道之第一色彩信號； 具有一第二色彩之第二彩色濾光器元件，其等覆疊 遠等光感測器之—第二群組，其中該第二群組產生具 有一第二色彩通道之第二色彩信號；及 複數個濾光器堆疊，其等覆疊該等光感測器之一第 三群組，其中該等濾光器堆疊中之每一者包括具有該 第一色彩之一第一堆疊濾光器及具有該第二色彩之一 第二堆疊濾光器，其中該等滤光器堆疊之一敏感度等 ㈣第-堆疊據光器與該第二堆疊攄光器之敏感度的 一乘積，且其中該等濾光器堆疊產生—第三色彩通 道0 15· 2求項14之彩色影像感測器，其中該彩色影像感測器 =於-半導體晶粒上，該彩色影像感測器進一步包 3 · =出埠’㈣合至該像素陣列以將具有三個色彩通 、之該彩色影像輪出至該半導體晶粒外。 16.如請求項15之彩色影像感測器，其進-步包含： :::路，其輕合於該像素陣列與該輪出蟑之間以自 4素陣列讀出具有該三個色彩通道的該彩色影像。 155874.doc 201233167 17. 如請求項14之彩色影像感測器，其中： 該等第一彩色濾光器元件包含青藍色濾光器， 該等第二彩色濾光器元件包含黃色濾光器，且 s亥等第一濾光器元件及該等第二濾光器元件包括於該 等濾光器堆疊内以形成一組合綠色濾光器。 18. 如請求項14之彩色影像感測器，其中： 該等第一彩色濾光器元件包含洋紅色據光器， 該等第二彩色濾光器元件包含黃色濾光器，且 5玄等第一濾光器元件及該等第二濾光器元件包括於該 等濾光器堆疊内以形成一組合紅色據光器。 19. 如請求項14之彩色影像感測器，其中： 該等第一彩色濾光器元件包含青藍色渡光器， 該等第二彩色濾光器元件包含洋紅色濾光器，且 該等第-滤、光器元件及該等第二渡光器元件包括於該 等濾光器堆疊内以形成一組合藍色據光器。 20. 如請求項16之彩色影像感測器，其進_步包含 一色彩信號組合器電路’其耗合於該讀出電路與該輸 出崞之間以將自該像素陣列讀出之該彩色影像的該第一 色彩通道、該第二色彩通道及該第三色彩通道自第一組 三種色彩變換至第二組三種色彩。 .如請求項19之彩色影像感測器，其中該n種色彩 包含-輔色組，且該第二組三種色彩包含_原色組，該 原色組包括紅色、綠色及藍色通道以供自該彩色影像感 測器輸出。 155874.doc