TWI613802B - 用於高動態範圍影像感測器的光二極體及濾光器組態 - Google Patents
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Abstract
一種影像感測器像素包含一第一光二極體、一第二光二極體、一第一微透鏡、一第二微透鏡及一濾光器。該第一光二極體及該第二光二極體安置在半導體材料中鄰近於彼此。該第一光二極體之一第一最大井容量實質上等於該第二光二極體之一第二最大井容量。該第一微透鏡安置在該第一光二極體上且該第二微透鏡安置在該第二光二極體上。該第二微透鏡與該第一微透鏡實質上相同。該濾光器安置在該第二微透鏡與該第二光二極體之間以減小入射在該第二光二極體上之影像光之一強度。該濾光器實質上不影響引導朝向該第一光二極體之影像光。
Description
本發明大體上係關於影像感測器，且特定而言但不排他地，係關於高動態範圍影像感測器中之像素。
高動態範圍(「HDR」)影像感測器可用於許多應用。一般而言，普通影像感測器(包含(例如)電荷耦合裝置(「CCD」)及互補金屬氧化物半導體(「CMOS」)影像感測器)具有大約70dB之動態範圍之一動態範圍。相比之下，人眼具有高達大約100dB之一動態範圍。存在其中具有一增加之動態範圍之一影像感測器係有益之各種情形。舉例而言，在汽車工業中需要具有大於100dB之一動態範圍之影像感測器以處置不同行駛條件，諸如自一黑暗之隧道行駛至明亮之日光中。實際上，許多應用可能需要具有至少90dB或更大之動態範圍之影像感測器以適應自低光條件變化至亮光條件之範圍寬廣之照明情形。
一種用於實施HDR影像感測器之已知方式係使用一組合像素。一子像素可用於感測亮光條件而另一子像素可用於感測低光條件。然而，此方式通常包含子像素中之不同光二極體之間之物理及電氣差異。此等差異可產生處理自不同光二極體產生之影像信號方面之挑戰。因此，可能需要選擇更複雜且更低效之讀出及量測電子裝置來以所要之精確度讀出不同光二極體。
100‧‧‧HDR成像系統
102‧‧‧像素陣列
104‧‧‧讀出電路
106‧‧‧功能邏輯
108‧‧‧控制電路
110‧‧‧成像感測器/像素
112‧‧‧讀出行
210‧‧‧HDR像素/像素
212‧‧‧讀出行
222‧‧‧重設電晶體
224‧‧‧放大器電晶體
226‧‧‧列選擇電晶體
229‧‧‧浮動擴散區域
231‧‧‧第一轉移信號
233‧‧‧轉移電晶體
235‧‧‧第一光二極體/光二極體
241‧‧‧第二轉移信號
243‧‧‧第二轉移電晶體/轉移電晶體
245‧‧‧第二光二極體/光二極體
310‧‧‧矽基板
311‧‧‧第一光二極體/光二極體
312‧‧‧第二光二極體/光二極體
320‧‧‧介電層
330‧‧‧彩色濾光器
341‧‧‧透明材料
342‧‧‧半透明材料
351‧‧‧第一微透鏡/微透鏡
352‧‧‧第二微透鏡/微透鏡
399‧‧‧影像光
441‧‧‧彩色濾光器
442‧‧‧變暗之彩色濾光器
500‧‧‧多色影像感測器像素500
550‧‧‧藍色像素
551‧‧‧光二極體
552‧‧‧光二極體
560‧‧‧綠色像素
561‧‧‧光二極體
562‧‧‧第二光二極體/光二極體
570‧‧‧綠色像素
571‧‧‧光二極體
572‧‧‧第二光二極體
580‧‧‧紅色像素
581‧‧‧第一光二極體/光二極體
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600‧‧‧多色影像感測器像素
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651‧‧‧光二極體
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684‧‧‧光二極體
C1-CX‧‧‧行1至行1
P1-Pn‧‧‧像素1至像素n
R1-RX‧‧‧列1至列X
參考以下圖式描述本發明之非限制性及非詳盡實施例，其中除非另有指示否則相同參考數字在各種視圖中指代相同部件。
圖1為繪示根據本發明之一實施例之一高動態範圍(「HDR」)成像系統之一實例之一示意方塊圖。
圖2為繪示根據本發明之一實施例之可在圖1中繪示之HDR影像感測器中實施之一HDR像素之一實例之一示意圖。
圖3為根據本發明之一實施例之可在一實例HDR像素中使用之兩個光二極體及兩個微透鏡之一橫截面繪示。
圖4為根據本發明之一實施例之可在一實例HDR像素中使用之兩個光二極體及兩個微透鏡之一橫截面繪示。
圖5為根據本發明之一實施例之用於一HDR影像感測器中之一多色影像感測器像素之一平面圖繪示，該多色影像感測器像素包含四個色彩像素，該四個色彩像素各自包含具有兩個光二極體之一HDR子像素。
圖6為根據本發明之一實施例之用於一HDR影像感測器中之一多色影像感測器像素之一平面圖繪示，該多色影像感測器像素包含四個色彩像素，該四個色彩像素各自包含具有四個光二極體之一HDR子像素。
圖7A繪示根據本發明之一實施例之包含一HDR子像素之一實例電路示意圖，該HDR子像素包含接收來自一特定色彩光譜之光之四個光二極體。
圖7B繪示根據本發明之一實施例之與圖7A之實例電路示意圖對應之一實例時序圖。
本文中描述用於一高動態範圍(「HDR」)成像系統之一成像系統
及影像像素之實施例。在以下描述中，陳述許多具體細節以提供對實施例之一透徹理解。然而，熟悉此項技術者將認知，本文中描述之技術可在沒有該等具體細節之一或多者之情況下實踐或以其他方法、組件或材料等等實踐。在其他例項中，未詳細展示或描述熟知之結構、材料或操作以避免模糊某些態樣。
貫穿本說明書之對「一項實施例」或「一實施例」之參考表示結合該實施例描述之特定特徵、結構或特性包含在本發明之至少一實施例中。因此，片語「在一項實施例中」或「在一實施例中」在貫穿本說明書之各種地方之出現不一定全都指代相同實施例。此外，在一或多項實施例中，特定特徵、結構或特性可以任何合適方式組合。
圖1為繪示根據本發明之一實施例之一HDR成像系統100之一實例之一示意性方塊圖。HDR成像系統100包含一實例像素陣列102、控制電路108、讀出電路104及功能邏輯106。如所描繪之實例中所展示，HDR成像系統100包含像素陣列102，其耦合至控制電路108及讀出電路104。讀出電路104耦合至功能邏輯106。控制電路108耦合至像素陣列102以控制像素陣列102之操作特性，以擷取由藉由像素陣列102接收之影像光產生之影像。舉例而言，控制電路108可產生用於控制影像獲取之快門信號。在一實例中，該快門信號為用於同時啟用像素陣列102內之所有像素以在一單個獲取窗期間同時擷取其等各自影像資料之一全域快門信號。在另一實例中，該快門信號為一捲動快門信號，使得在連續獲取窗期間循序啟用各列像素、各行像素或各像素群組。
在一實例中，像素陣列102為成像感測器或像素110(例如，像素P1、P2...，Pn)之一二維(「2D」)陣列。在一實施例中，各像素110為具有一個以上光二極體之一CMOS成像像素。如所繪示，各像素110被配置至一列(例如，列R1至Ry)及一行(例如，行C1至Cx)中以獲取一
人物、場所或物體等等之影像資料，接著可使用該影像資料呈現人物、場所、物體等等之一影像。
在一實例中，在各像素110已獲得其影像資料或影像電荷之後，該影像資料由讀出電路104透過讀出行112予以讀出且接著被轉移至功能邏輯106。在各種實例中，讀出電路104可包含放大電路、類比轉數位(ADC)轉換電路或其他電路。功能邏輯106可簡單地儲存影像資料或甚至藉由施加後影像效果(例如，剪裁、旋轉、移除紅眼、調整亮度、調整對比度或其他)來操縱影像資料。在一實例中，讀出電路104可沿著讀出行線每次讀出一列影像資料(已繪示)或可使用各種其他技術(未繪示)(例如，串列讀出、同時完全並列讀出所有像素)讀出影像資料。可在不同時間週期期間單獨讀出由像素110之不同光二極體產生之影像電荷。
圖2為繪示根據本發明之一實施例之可實施為HDR成像系統100中之像素110之一HDR像素210之一實例之一示意圖。HDR像素210包含一第一光二極體235(PDL)及一第二光二極體245(PDB)。第一光二極體235可經組態以量測低光資料且第二光二極體245可經組態以量測亮光資料。轉移電晶體233(T1L)耦合在第一光二極體235與共用浮動擴散229之間，以將第一影像電荷自第一光二極體235轉移至共用浮動擴散229。轉移電晶體243(T1B)耦合在第二光二極體245與共用浮動擴散229之間，以將第二影像電荷自第二光二極體245轉移至共用浮動擴散229。在一實施例中，轉移電晶體233(T1L)、轉移電晶體243(T1B)、第一光二極體235及第二光二極體245安置在一半導體材料(例如，矽)中。
入射在像素210上之影像光將在光二極體235及245之各者中產生影像電荷。在第一光二極體235中產生第一影像電荷，且在第二光二極體245中產生第二影像電荷。當轉移電晶體233在其轉移閘極處接收
到一第一轉移信號TXL 231時，第一影像電荷被轉移至共用浮動擴散區域229。當第二轉移電晶體243在其轉移閘極處接收到第二轉移信號TXB 241時，來自光二極體245之第二影像電荷被轉移至共用浮動擴散區域229。第一轉移電晶體233及第二轉移電晶體243之閘極經耦合而被單獨啟動(接通)。換言之，可單獨確證第一轉移信號TXL 231及第二轉移信號TXB 241。
為了擷取一影像，回應於在轉移電晶體233之一第一轉移閘極上接收到一控制信號TXL 231，將累積在第一光二極體235中之第一影像電荷通過轉移電晶體233切換至共用浮動擴散區域229中。接著，一第一影像信號(對應於轉移至共用浮動擴散229之第一影像電荷)可藉由放大器電晶體T3 224予以放大，並藉由啟動列選擇電晶體T4 226而讀出至讀出行212上。在一實例中，放大器電晶體T3 224以如所展示之一源極隨耦器組態耦合，放大器電晶體T3 224因此將放大器電晶體T3 224之閘極端子處之影像信號放大成放大器電晶體T3 224之源極端子處之一輸出信號。如所展示，列選擇電晶體T4 226耦合至放大器電晶體T3 224之源極端子，以回應於一控制信號SEL將放大器電晶體T3 224之輸出選擇性地切換至讀出行212。如實例中所展示，像素210亦包含耦合至共用浮動擴散區域229之重設電晶體T2 222，重設電晶體T2 222可用於回應於一重設信號RST而重設累積在像素210中之電荷。在一實例中，根據本發明之實施例，可在像素210之一初始化週期期間重設累積在共用浮動擴散區域229中之電荷，或例如每當已自像素210讀出電荷資訊之後且在第一光二極體235及第二光二極體245中累積電荷以獲取一新HDR影像之前重設累積在共用浮動擴散區域229中之電荷。
可回應於在第二轉移電晶體243之第二轉移閘極上接收到一控制信號TXB 241，而將在第二光二極體245中累積之第二影像電荷通過轉
移電晶體243切換至共用浮動擴散區域229。一第二影像信號(對應於轉移至共用浮動擴散229之第二電荷)可按與第一影像信號類似之一序列讀出至讀出行212，使得可自第一光二極體235讀出一低光影像信號/資料，且可自第二光二極體245讀出一亮光影像信號/資料。來自一像素陣列(例如，像素陣列102)中之多個HDR像素210之亮光影像資料及低光影像資料可經組合以產生一HDR影像。HDR像素210可整合至一前照影像感測器或一背照影像感測器中。
使用不同設計方案，第一光二極體235可經組態以擷取低光，且第二光二極體245可經組態以擷取亮光。圖3為根據本發明之一實施例之一第一光二極體311、第二光二極體312、第一微透鏡351、第二微透鏡352、彩色濾光器330及介電層320之一橫截面繪示。與所繪示之第一光二極體311及第二光二極體312安置在矽基板310中類似，光二極體235及245可安置在一矽基板中。繪示第一光二極體311及第二光二極體312以繪示本發明之實施例之若干方面，然而實際上，光二極體311及312可更接近地配置在一起。
第一光二極體311及第二光二極體312均安置在相同之半導體材料中，該半導體材料被繪示為圖3中之一矽基板310。第一光二極體311及第二光二極體312具有相同之最大井容量或至少經設計成相同的，但當然可歸因於微小之製造程序差異而僅實質上相等。第一光二極體311及第二光二極體312可為相同大小且具有相同之摻雜劑濃度以具有相同之最大井容量。在一實施例中，第一光二極體311及第二光二極體312具有相同之曝光面積，其中該曝光面積被定義為當透過光二極體之對應微透鏡之中心俯視該光二極體時觀察到之光二極體之面積。在一實施例中，第一光二極體311及第二光二極體312之曝光面積之形狀為六邊形。第一光二極體311係用於擷取低光，且第二光二極體312係用於擷取亮光。
第一微透鏡351安置在第一光二極體311上以引導影像光399朝向第一光二極體311。第二微透鏡352安置在第二光二極體312上以引導影像光399朝向第二光二極體312。第一微透鏡315經設計以與第二微透鏡352相同，但當然製造程序之小差異可使第一微透鏡351及第二微透鏡352僅實質上相同。一彩色濾光器330安置在微透鏡351/352與光二極體311/312之間。彩色濾光器330使一特定色彩(例如，紅色、綠色或藍色)之影像光399通過同時實質上阻斷不同於該特定色彩之影像光。在所繪示之實施例中，介電層320安置在矽基板310與彩色濾光器330之間。介電層320可包含低壓化學氣相沈積(「LPCVD」)二氧化矽或旋塗式二氧化矽。
在圖3中，半透明材料342安置在第二微透鏡352與第二光二極體312之間，而透明材料341安置在第一微透鏡351與第一光二極體311之間。透明材料341比半透明材料342更具透射性(使更多可見光通過)。結果是，與入射在第一光二極體311上之影像光399相比，半透明材料342減小入射在第二光二極體312上之影像光399之強度。半透明材料342實質上不影響引導朝向第一光二極體之影像光，此係因為半透明材料342安置在第二光二極體312上而不安置在第一光二極體311上。在一實施例中，半透明材料342之透射性比透明材料341低50%。
在一實施例中，半透明材料342為大約五十奈米厚之一金屬層。在一實施例中，半透明材料342包含受到氮原子之等離子體衝擊以減小透明度之透明光致抗蝕劑。雖然在圖3中半透明材料342被繪示為具有與透明材料341相同之厚度，但半透明材料342可比透明材料342更厚且可由相同物質製成，但可簡單地憑藉具有增加之高度而比透明材料341阻斷更多之光。在此情形中，可能將不阻斷光之一清透平坦化層加至透明材料341之頂部或底部，以將第一微透鏡351支撐在與第二微透鏡352(擱置在更厚之半透明材料342上)相同之平面上。在一實施
例中，半透明材料342及透明材料341由相同物質製成，區別僅在於透明材料341具有貫穿透明材料之厚度之全部或一部分之微狹縫或孔之一陣列，使得穿過透明材料341之影像光399比穿過半透明材料342之影像光399更多。在又另一實施例中，半透明材料342可由包含添加劑(例如，二氧化鈦)以根據需要調整透明度之聚四氟乙烯(「PTFE」)製成。
圖4為根據本發明之一實施例之第一光二極體311、第二光二極體312、第一微透鏡351、第二微透鏡352、彩色濾光器441及變暗之彩色濾光器442之一橫截面繪示。圖4具有與圖3中繪示之實施例之類似性，但存在某些顯著之差異。在圖4中，變暗之彩色濾光器442安置在第二微透鏡352與第二光二極體312之間，以減小入射在第二光二極體312上之影像光399之強度。變暗之彩色濾光器442實質上不影響引導至第一光二極體311之影像光399。彩色濾光器441安置在第一光二極體311與第一微透鏡351之間。在一實施例中，變暗之彩色濾光器442之透射性比彩色濾光器441低50%。變暗之彩色濾光器442及彩色濾光器441可具有類似之透射特性(容許某種色彩光譜通過同時實質上阻斷所有其他可見光光譜)，區別僅在於變暗之彩色濾光器442將容許更低百分比之影像光399通過。彩色濾光器441及變暗之彩色濾光器442容許相同色彩(例如，紅色、綠色或藍色)之光通過。
在圖3中，半透明材料342及透明材料341控制由光二極體311/312接收之影像光399之強度。在圖4中，變暗之彩色濾光器442及彩色濾光器441控制由光二極體311/312接收之影像光之強度。此等實施例容許第一光二極體311為HDR像素中之低光光二極體，且容許第二光二極體312為HDR像素中之亮光光二極體，此係因為光二極體311比光二極體312接收更多之影像光399。使用濾光器控制影像光399之強度容許微透鏡及光二極體在亮光光二極體312及低光光二極體311中保持相
同。因此，圖3及圖4之實施例經組態使得光二極體311/312具有類似(若不相等)之最大井容量。使光二極體具有相同最大井容量可增大精確度並降低信號處理之複雜性。此容許更簡單之讀出電路及/或減少之數位處理步驟，從而產生更快且更廉價之信號處理。圖3及圖4之實施例亦具有實質上相同之微透鏡351/352，此保持光二極體之光學特性(射線角)相同，此亦降低了信號處理複雜性。
圖4之實施例可提供比圖3中繪示之實施例更小之一堆疊高度，此係因為其需要微透鏡與光二極體之間之更少之層。此可提高圖4之實施例之量子效率。可使用比圖4之實施例更少之程序步驟來製造圖3之實施例。
圖5為根據本發明之一實施例之用於一HDR影像感測器中之一多色影像感測器像素500之一平面圖繪示，該多色影像感測器像素500包含四個色彩像素，該四個色彩像素各自包含具有兩個光二極體之HDR子像素。該四個色彩像素包含一紅色像素580、一藍色像素550、一綠色像素560及一綠色像素570。各色彩像素包含一HDR子像素，HDR子像素包含一第一光二極體(PDL)及第二光二極體(PDB)。HDR子像素可具有與HDR像素210相同之電路組態，其中光二極體551及光二極體552分別如光二極體235及光二極體245般放置。可使用上文結合圖3及圖4論述之濾光器實施例來實施HDR子像素。
藍色像素550中之HDR子像素包含第一光二極體551(PDL)及第二光二極體552(PDB)。綠色像素560中之HDR子像素包含第一光二極體561(PDL)及第二光二極體562(PDB)。綠色像素570中之HDR子像素包含第一光二極體571(PDL)及第二光二極體572(PDB)。並且，紅色像素580中之HDR子像素包含第一光二極體581(PDL)及第二光二極體582(PDB)。光二極體552、562、572及582在圖5中各自陰影化以指示其等安置在一半透明材料342(圖3實施例)或變暗彩色濾光器442(圖4
實施例)之下，而其等鄰近光二極體551、561、571及581不安置在半透明材料或變暗之彩色濾光器之下。
圖6為根據本發明之一實施例之用於一HDR影像感測器中之一多色影像感測器像素600之一平面圖繪示，該多色影像感測器像素600包含四個色彩像素，該四個色彩像素各自包含具有四個光二極體之一HDR子像素。該四個色彩像素包含一紅色像素680、一藍色像素650、一綠色像素660及一綠色像素670。各色彩像素包含一HDR子像素，HDR子像素包含一第一光二極體(PDL)、一第二光二極體(PDB)、一第三光二極體(PDL)及一第四光二極體(PDL)。該四個光二極體之各者具有相同之最大井容量。HDR子像素可使用結合圖3及圖4論述之濾光器實施例來實施，其中類似於第一光二極體而組態第三及第四光二極體。在此組態中，第一、第三及第四光二極體收集低光影像資料，而第二光二極體收集亮光影像資料。
藍色像素650中之HDR子像素包含光二極體651(PDL)、光二極體652(PDL)、光二極體653(PDB)及光二極體654(PDL)。綠色像素660中之HDR子像素包含光二極體661(PDL)、光二極體662(PDL)、光二極體663(PDB)及光二極體664(PDL)。綠色像素670中之HDR子像素包含光二極體671(PDL)、光二極體672(PDL)、光二極體673(PDB)及光二極體674(PDL)。並且，紅色像素680中之HDR子像素包含光二極體681(PDL)、光二極體682(PDL)、光二極體683(PDB)及光二極體684(PDL)。光二極體653、663、673及683在圖6中各自經陰影化以指示其等安置在半透明材料342(圖3實施例)或變暗之色彩濾光器442(圖4實施例)之下，而其等對應低光光二極體不安置在半透明材料或變暗之彩色濾光器之下。
圖7A繪示根據本發明之一實施例之包含綠色像素660之一實例電路示意圖，綠色像素660具有包含接收綠色光之光二極體661、662、
663及664之一HDR子像素。雖然僅具體繪示綠色像素660，但適當濾光器可安置在圖7A中之剩餘光二極體上以包含藍色像素650、綠色像素670及紅色像素680。熟悉此項技術者亦將瞭解圖7A中之電路可經擴展以包含更多之列及行以適應一彩色CMOS像素陣列。
在圖7A中，影像光399將行進穿過綠色彩色濾光器以到達光二極體661、662、663及664。光二極體663將比光二極體661、662及664接收更小量之影像光399，此係因為其安置在半透明材料342或變暗之彩色濾光器442之下。影像光399在光二極體661、662、663及664中產生影像電荷。
圖7B繪示根據本發明之一實施例對應於圖7A之實例電路示意圖之一實例時序圖。為了讀出光二極體661、662、663及664中之影像電荷，信號Tx4(n)714及Tx2(n+1)732被確證以啟動轉移電晶體781、782、783及784，此分別將影像電荷轉移至浮動擴散791、792、793及794。轉移至浮動擴散791、792、793及794之影像電荷由源極隨耦器電晶體761、762、763及764予以放大。如圖7B中所展示，在Tx4(n)714及Tx2(n+1)732被確證之同時列選擇信號RS(n)721及RS(n+1)741被確證為高，此同時將經放大影像電荷信號耦合至讀出行751、752、753及754上。因為經放大影像電荷信號同時存在於讀出行751、752、753及754上，所以來自低光光二極體661、662及664之信號可易於求和(在一求和電路中或在類比轉數位之後在韌體中求和)。求和三個低光信號增加總低光信號，此增加各色彩像素之低光靈敏度。
熟悉此項技術者應瞭解，上文未具體論述之光二極體、轉移電晶體及信號線可用於讀出包含未論述之光二極體及轉移電晶體之其他色彩像素。實際上，圖7A中繪示之電路可被重複以包含一多色影像像素陣列以形成一多色影像感測器像素陣列，從而產生HDR色彩像素。重複圖7A中繪示之電路並使圖6中繪示之多色影像像素與該電路
集成可容許對多色HDR影像像素之一系統性讀出。
對本發明之所繪示之實例之以上描述(包含摘要中描述之內容)不希望係詳盡的或將本發明限於所揭示之精確形式。雖然出於闡釋目的在本文中描述了本發明之特定實施例及實例，但如熟悉此項技術者將認知，在本發明之範圍內可能進行各種修改。
可依據以上詳細描述對本發明之實例作出此等修改。隨附申請專利範圍中使用之術語不應理解為將本發明限於說明書中揭示之特定實施例。實情係，本發明之範圍應完全由應根據申請專利範圍解釋之公認準則加以解釋之隨附申請專利範圍確定。
210‧‧‧HDR像素/像素
212‧‧‧讀出行
222‧‧‧重設電晶體
224‧‧‧放大器電晶體
226‧‧‧列選擇電晶體
229‧‧‧浮動擴散區域
231‧‧‧第一轉移信號
233‧‧‧轉移電晶體
235‧‧‧第一光二極體/光二極體
241‧‧‧第二轉移信號
243‧‧‧第二轉移電晶體/轉移電晶體
245‧‧‧第二光二極體/光二極體
Claims (20)
- 一種用於一高動態範圍影像感測器中之影像感測器像素，該影像感測器像素包括：一第一光二極體，其安置在一半導體材料中；一第二光二極體，其安置在該半導體材料中，且具有實質上等於該第一光二極體之一第一最大井容量之一第二最大井容量，其中該第一光二極體安置在該半導體材料中鄰近於該第二光二極體；一第一微透鏡，其安置在該第一光二極體上以引導影像光朝向該第一光二極體；一第二微透鏡，其安置在該第二光二極體上以引導該影像光朝向該第二光二極體，其中該第二微透鏡與該第一微透鏡實質上相同；以及一濾光器，其安置在該第二微透鏡與該第二光二極體之間以減小入射在該第二光二極體上之該影像光之一第一色彩之一強度，其中該濾光器實質上不影響引導朝向該第一光二極體之該影像光之該第一色彩，且其中傳送至該第二光二極體之該影像光少於傳送至該第一光二極體之該影像光。
- 如請求項1之影像感測器像素，其中該濾光器為一變暗之彩色濾光器，其使該影像光之該第一色彩通過同時實質上阻斷不同於該第一色彩之該影像光，該影像感測器像素進一步包括安置在該第一微透鏡與該第一光二極體之間之一未變暗之彩色濾光器，其中該未變暗之濾光器使該第一色彩通過同時實質上阻斷不同於該第一色彩之該影像光。
- 如請求項1之影像感測器像素，其中該濾光器為一半透明材料， 該影像感測器像素進一步包括：比該半透明材料更具透射性之一材料，其中該材料安置在該第一微透鏡與該第一光二極體之間；以及一彩色濾光器，其安置在該第一微透鏡與該第二微透鏡兩者下方，該彩色濾光器使該影像光之第一色彩通過同時實質上阻斷不同於該第一色彩之該影像光。
- 如請求項1之影像感測器像素，其進一步包括：一共用浮動擴散；一第一轉移電晶體，其安置在該半導體材料中以將第一影像電荷自該第一光二極體轉移至該共用浮動擴散，其中由入射在該第一光二極體上之該影像光產生該第一影像電荷；以及一第二轉移電晶體，其安置在該半導體材料中以將第二影像電荷自該第二光二極體轉移至該共用浮動擴散，其中由入射在該第二光二極體上之該影像光產生該第二影像電荷。
- 如請求項4之影像感測器像素，其中該第一轉移電晶體及該第二轉移電晶體經耦合以被單獨啟動。
- 如請求項4之影像感測器像素，其進一步包括一重設電晶體，該重設電晶體安置在該半導體材料中且耦合至該共用浮動擴散。
- 如請求項4之影像感測器像素，其進一步包括：一放大器電晶體，其安置在該半導體材料中且經耦合以放大該共用浮動擴散上之一影像信號；以及一選擇電晶體，其在該半導體材料中安置在該放大器電晶體與一讀出行線之間。
- 如請求項1之影像感測器像素，其中該半導體材料包含一矽基板。
- 如請求項1之影像感測器像素，其中一介電層安置在該濾光器與 該半導體材料之間。
- 如請求項1之影像感測器像素，其中該第一光二極體及該第二光二極體具有一相同之曝光面積。
- 一種用於一高動態範圍(「HDR」)影像感測器中之多色影像感測器像素，該多色影像感測器像素包括：一第一色彩像素，其用於感測影像光之一第一色彩；以及一第二色彩像素，其用於感測不同於影像光之該第一色彩之影像光之一第二色彩，其中第一色彩子像素及該第二色彩像素各自包含一HDR子像素，該HDR子像素包括：一第一光二極體，其安置在一半導體材料中；一第二光二極體，其安置在該半導體材料中，且具有實質上等於該第一光二極體之一第一最大井容量之一第二最大井容量，其中該第一光二極體安置在該半導體材料中鄰近於該第二光二極體；一第一微透鏡，其安置在該第一光二極體上以引導影像光朝向該第一光二極體；一第二微透鏡，其安置在該第二光二極體上以引導該影像光朝向該第二光二極體，其中該第二微透鏡與該第一微透鏡實質上相同；以及一濾光器，其安置在該第二微透鏡與該第二光二極體之間以減小入射在該第二光二極體上之該影像光之一色彩光譜之一強度，其中該濾光器實質上不影響引導朝向該第一光二極體之該影像光之該色彩光譜，且其中傳送至該第二光二極體之該影像光少於傳送至該第一光二極體之該影像光。
- 如請求項11之多色影像感測器像素，其中包含在各HDR子像素中之該濾光器為一變暗之彩色濾光器，該變暗之彩色濾光器使 該影像光之與該多色影像感測器像素之一給定色彩子像素相關聯之該色彩光譜通過同時實質上阻斷不同於與該給定色彩子像素相關聯之該色彩光譜之該影像光，各HDR子像素進一步包括安置在該第一微透鏡與該第一光二極體之間之未變暗之一彩色濾光器，其中該未變暗之濾光器使與該給定色彩子像素相關聯之該色彩光譜通過同時實質上阻斷不同於與該給定色彩子像素相關聯之該色彩光譜之該影像光。
- 如請求項12之多色影像感測器像素，其中影像光之該第一色彩為綠色且影像光之該第二色彩為紅色。
- 如請求項11之多色影像感測器像素，其中該濾光器為一半透明材料，該HDR子像素進一步包括：比該半透明材料更具透射性之一材料，其中該材料安置在該第一微透鏡與該第一光二極體之間；以及一彩色濾光器，其安置在該第一微透鏡與該第二微透鏡兩者下方，該彩色濾光器使影像光之與該多色影像感測器像素之一給定色彩子像素相關聯之該色彩光譜通過同時實質上阻斷不同於與該給定色彩子像素相關聯之該色彩光譜之該影像光。
- 如請求項14之多色影像感測器像素，其中影像光之該第一色彩為綠色且影像光之該第二色彩為紅色。
- 如請求項11之多色影像感測器像素，其進一步包括：一第三色彩像素，其用於感測不同於影像光之該第一色彩及影像光之該第二色彩之影像光之一第三色彩；以及一第四色彩像素，其用於感測影像光之該第一色彩，其中該第三及第四色彩像素各自包含該HDR子像素。
- 如請求項16之多色影像感測器像素，其中該第一色彩為綠色，該第二色彩為紅色且該第三色彩為藍色。
- 如請求項11之多色影像感測器像素，其中該HDR子像素進一步包括：一第三光二極體，其安置在該半導體材料中；一第三微透鏡，其安置在該第三光二極體上以引導影像光朝向該第三光二極體；一第四光二極體，其安置在該半導體材料中；以及一第四微透鏡，其安置在該第四光二極體上以引導影像光朝向該第四光二極體，其中該濾光器實質上不影響引導朝向該第三光二極體及該第四光二極體之該影像光。
- 如請求項18之多色影像感測器像素，其中該等第一、第二、第三及第四光二極體經耦合以分別在一第一、第二、第三及第四讀出節點處被同時讀出。
- 如請求項19之多色影像感測器像素，其中該等第一、第二、第三及第四光二極體分別具有第一、第二、第三及第四轉移電晶體，以自該各自光二極體轉移出影像電荷，且其中該第一轉移電晶體及該第二轉移電晶體之第一及第二閘極耦合在一起，該第三轉移電晶體及該第四轉移電晶體具有耦合在一起之第三及第四閘極。
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