专利名称：具有双元件彩色滤波器阵列和三信道彩色输出的图像传感器的利记博彩app
技术领域：
本发明一般涉及图像传感器，且更具体地但非排他地涉及彩色图像传感器。背景技术：
彩色图像传感器用在各种应用中，自简单且低廉的移动电话相机及数字相机至复杂且昂贵的医学及科学设备。常规彩色图像传感器包括具有覆盖光敏元件阵列的彩色滤波器阵列(“CFA”)的像素阵列，光敏元件将经滤色的光的强度转换成电信号。CFA通常包括用于产生三信道彩色输出的三个彩色滤波器元件。通常，使用三原色滤波器来产生三原色信号红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)信号。因此，像素阵列中的每一像素对三原色中之一敏感，且输出相应色彩信号。举例而言，为了产生R信号，藉由红色滤波器元件来覆盖该像素，为了产生G信号，藉由绿色滤波器元件来覆盖该像素，且为了产生 B信号，藉由蓝色滤波器元件来覆盖该像素。因此，使用至少三个不同的彩色滤波器元件。 该三个不同的彩色滤波器元件使用三个单独的制造程序来制造整个三色元件CFA。图1说明使用R像素、G像素及B像素形成的示例拜尔(Bayer)图样CFA 10。CFA 10产生R、G及B信号的三信道彩色输出。CFA 10可具有数百或甚至数千个列及行。拜尔图样CFA使用宏像素(macropixel)组20的重复图样。每一宏像素组20包括四个微像素 30:—个R像素、一个B像素及两个G像素。单一宏像素组20产生一 R信号、一 G信号(将两个G信号组合)及一 B信号。每一宏像素组20可被视为由彩色图像传感器产生的彩色图像的最小元素，其中每一宏像素组20对应于输出图像数据中的单一图像像素。换言之， 输出图像的分辨率直接对应于宏像素组20的线性密度。由单一宏像素组20的个别微像素 30输出的R、G及B信号经组合以形成输出彩色图像数据中的个别彩色图像像素。R、G及B信号自每一宏像素组20的提取是直接的。R像素产生R信号，G像素产生G信号，且B像素产生B信号。当然，对于相同光强度，G信号大于R或B信号，其仿真人眼对绿光比对红光及蓝光高的敏感度。因此，常规彩色图像传感器具有CFA的滤波器元件中的相异色彩的数目与输出色彩信道的数目之间的一一对应。
参考以下附图描述本发明的非限制性及非详尽实施例，在以下附图中，除非另有指明，否则贯穿各个视图，相同参考数字指代相同部分。图1 (现有技术)示出常规拜尔图样彩色滤波器阵列(“CFA”)。图2是示出根据本发明的实施例的彩色成像系统的功能框图，该彩色成像系统包括具有含两个彩色滤波器元件的CFA的像素阵列，但该成像系统能够产生三信道彩色输出ο图3是示出根据本发明的实施例的红色、绿色、蓝色、青色、洋红色及黄色信号的归一化敏感度函数的示意图。
图4是示出根据本发明的实施例的绿色敏感度函数如何为青色敏感度函数与黄色敏感度函数的乘积的示意图。图5是示出根据本发明的实施例的青色及黄色滤波器元件的敏感度函数的曲线图。图6A至图6C示出根据本发明的实施例制造使用两种类型的彩色滤波器元件产生图像信号的宏像素组，这些图像信号可经组合以产生三信道彩色输出。图7A至图7C示出根据本发明的实施例制造使用能够直接输出三个色彩信道的两种彩色滤波器元件的宏像素组。图8是示出根据本发明的实施例的蓝色敏感度函数如何为青色敏感度函数与洋红色敏感度函数的乘积的示意图。图9是示出根据本发明的实施例的红色敏感度函数如何为洋红色敏感度函数与黄色敏感度函数的乘积的示意图。图10是示出根据本发明的实施例的成像系统内两个4T像素的像素电路的电路图。
具体实施方式本文中描述具有双元件彩色滤波器阵列(“CFA”)及三信道彩色输出的图像传感器的装置及其操作及制造方法的实施例。在以下描述中，陈述众多具体细节以提供对各实施例的透彻理解。然而，相关领域技术人员将认识到，本文中所描述的技术可在没有这些具体细节中之一或多者的情况下加以实践或以其它方法、组件、材料等来加以实践。在其它情况下，不详细展示或描述公知结构、材料或操作以避免混淆某些方面。遍及本说明书对“一个实施例”或“一实施例”的引用是指结合该实施例所描述的特定特征、结构或特性被包括于本发明至少一个实施例中。因此，在本说明书全文各处的词组“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必均指同一实施例。此外，可在一个或多个实施例中以任何合适方式组合特定特征、结构或特性。图2是示出根据本发明的实施例的彩色成像系统100(亦称作彩色图像传感器 100)的框图。彩色成像系统100的所示出实施例包括像素阵列105、读出电路110、控制电路115及输出端口 125。所示出的实施例进一步包括色彩信号组合电路(“CSCC”)120，但一些实施例可在无CSCC 120或CSCC 120被停用或绕过的情况下操作。在一个实施例中， 彩色成像系统100的所示出组件均集成在单一半导体管芯上，该单一半导体管芯具有仅含两种类型的彩色滤波器元件的CFA但自该管芯输出三信道彩色图像数据。像素阵列105为像素(例如，像素P1、P2、…、Pn)的二维(“2D”)阵列。在一个实施例中，每一像素为互补金属氧化物半导体(“CMOS”)成像像素。如所示出的，将每一像素配置成行(例如，行Rl至Ry)及列(例如，列Cl至Cx)以获取人、地点或对象的图像数据，该图像数据接着可用来呈现人、地点或对象的2D图像。在一个实施例中，像素阵列105 为背照式(“BSI”)图像阵列。在一个实施例中，像素阵列105为前照式(“FSI”)图像阵列。像素阵列105包括安置于像素阵列105的光入射侧之上的个别彩色滤波器元件或彩色滤波器阵列(“CFA”)的图样。彩色滤波器元件图样跨像素阵列105在每一宏像素组135 内重复。每一宏像素组135由多个个别像素Pl至Pn(亦称作微像素以强调其作为给定宏像素组的成员的关系)组成。在一个实施例中，每一宏像素组135对应于输出彩色图像137 内的个别图像像素且包括四个像素(例如，Pl至P4、P5至P8等)。在每一像素已获取其图像数据或图像电荷之后，藉由读出电路110读出图像数据。读出电路110可包括放大电路、模数(“ADC”)转换电路或其它电路。在一个实施例中，读出电路110可沿着读出列线而一次读出一行图像数据(所示出的)，或可使用各种其它技术来读出图像数据(未示出的)，诸如，串行读出或同时对所有像素的完全并行读出。本发明的实施例使用色彩组合器单元来组合两个色彩信道以产生彩色图像的三个色彩信道。在第一实施例中，色彩组合器单元包括用于将由像素阵列105输出的两个色彩信号组合以产生三色彩信道图像数据的电路(例如，数字逻辑、模拟求和电路、模拟乘法电路、其它模拟/数字电路、微处理器及软件/固件逻辑等)。在第二实施例中，色彩组合器单元使用两个单独彩色滤波器的滤波器堆栈来实施以在光学上组合与彩色滤波器元件中的每一个相关联的色彩信道以产生第三色彩信道。在此第二实施例中，像素阵列105输出三个色彩信号。在一个实施例中，像素阵列105将读出线140上的图像信号输出至读出电路110， 读出电路110包括两个合成色信道，诸如青色(C)信道及黄色⑴信道(已示出)、c信道及洋红色(M)信道、M信道及Y信道，或其它信道。此两信道彩色数据接着输入至CSCC 120 中，CSCC 120为组合该两信道图像数据以产生彩色图像137的三信道图像数据的色彩组合器单元。举例而言，三信道图像数据可包括C、Y及绿色(G)色彩信道(已示出)；C、M及蓝色(B)色彩信道；M、Y及红色(R)色彩信道；或其它色彩信道。在一个实施例中，CSCC 120 包括将两个合成色信道变换成三个原色信道R/G/B的其它电路，R/G/B为常见彩色图像格式。在一个实施例中，像素阵列105将读出线140上的图像信号输出至包括三个色彩信道的读出电路110。在此实施例中，可能不包括CSCC 120，或CSCC 120以其它方式被停用/绕过。或者，可启用CSCC 120以将来自像素阵列105的三个色彩信道变换至三信道原色组合，或甚至自包括两个合成色的一个组合变换至包括不同合成色的另一组合。直接自像素阵列105输出的三色彩信道组合的示例包括C/Y/G、C/M/B、M/Y/R或其它组合。虽然CSCC 120被示为与读出电路110分离，但在一些实施例中，CSCC 120的功能性和/或逻辑可完全或部分地并入至读出电路110中。在一个实施例中，CSCC 120甚至可在外部耦合至管芯，像素阵列105、读出电路110及控制电路115集成在该管芯上。在一个实施例中，CSCC 120使用硬件来实施。在一个实施例中，CSCC 120甚至可部分或完全地用软件来实施。控制电路115耦合至像素阵列105以控制像素阵列105的操作特性。举例而言， 控制电路115可产生用于控制图像获取的快门信号。在一个实施例中，该快门信号为用于同时使像素阵列105内的所有像素能够在单一获取窗口期间同时撷取它们各自的图像数据的全局快门信号。在一替代实施例中，该快门信号为一滚动快门信号，藉此在连续获取窗口期间依次地启用每一行、每一列或每一组像素。如与常规拜尔图样中所使用的三个彩色滤波器元件相反，本发明的实施例可使用仅两个彩色滤波器元件的各种组合来实施宏像素135。拜尔图样中所使用的R、G、B色彩称作原色或原色信道，而R、G及B的组合称作原色组。拜尔图样亦可使用替代合成色，诸如青色(C)、洋红色(M)及黄色(Y)。根据以下方程序(方程式1)至(方程式6)，使原色与合成色相关0 = 8+6(方程式1)M = B+R(方程式 2)Y = R+G(方程式 3) R = (Y+M-C) /2 (方程式 4)G = (Y-M+C) /2 (方程式 5)B = (C+M-Y) /2 (方程式 6)基于上述方程式，为获得R、G及B信号，常规CFA使用三个单独的R、G及B彩色滤波器元件或三个单独的C、M及Y彩色滤波器元件。在任一种常规情况下，使用三个单独的彩色滤波器元件，其在制造期间要求三个相异的制造程序以敷设三种不同色彩的滤波器材料。方程式(1)至方程式C3)在图3中示意性地表示，其中每一图的垂直轴为归一化敏感度，且水平轴为波长。图4示出C敏感度函数与Y敏感度函数的乘积得出G敏感度函数(例如，G = C*Y)。因此，G色彩信号可由藉由分别被C彩色滤波器元件及Y彩色滤波器元件覆盖的光传感器输出的C信号及Y信号产生(亦即，G = C*Y)。此外，参考方程式(1)， B信号可由C色彩信号及G色彩信号产生(亦即，B = C-G)，且R色彩信号可由Y色彩信号及G色彩信号产生(亦即，R = Y-G)。图5示出分别用于C彩色滤波器元件及Y彩色滤波器元件的两个示例敏感度函数。亦示出C敏感度函数与Y敏感度函数的乘积，其为G敏感度函数。图6A至图6C示出根据本发明的实施例制造使用两种类型的彩色滤波器元件产生两信道图像信号的宏像素组，该图像信号可经组合以产生第三信道用于三信道彩色输出。 宏像素组600为图2中所示的宏像素组135的一个可能实现。宏像素组600包括四个像素 605,610,615及620。像素605及620包括由具有第一色彩的彩色滤波器元件631 (例如， 作为示例示出青色滤波器元件)覆盖的单独光传感器630(在图6C的横截面图中仅示出一个)。像素610及615包括由具有与第一色彩不同的第二色彩的彩色滤波器元件636 (例如，黄色滤波器元件)覆盖的光传感器635。图6A示出第一制造步骤，其中将第一彩色滤波器层安置于像素阵列之上，且将其图案化以在自像素610及615移除时覆盖像素605及 620。图6B示出第二制造步骤，其中在剩余的暴露像素610及615之上形成第二彩色滤波器层。图6C示出沿图6B中的线A-A’的横截面图。在图6A至图6C所示出的实施例中，像素605及620贡献于C色彩信号。然而，C 色彩信号可来自像素605、像素620或两者的组合。像素610及615贡献于Y色彩信号。然而，Y色彩信号可来自像素610、像素615或两者的组合。G色彩信号基于C色彩信号与Y 色彩信号的乘积而产生。在操作期间，藉由宏像素组600实施的像素阵列105输出具有两种类型色彩信号的图像数据(亦即，两色彩信道图像数据)。此两色彩信道图像数据由读出电路110读出且提供至CSCC 120。在一个实施例中，CSCC 120包括用于组合两个彩色图像信号以产生额外的第三彩色图像信号，使得可自输出端口 125输出三信道图像信号的操作。在C及Y彩色滤波器元件的示例中，CSCC 120可包括将C色彩信号与Y色彩信号相乘以产生G色彩信号的乘法器。然而，如下文所论述，彩色滤波器元件的其它组合可能要求加法或减法函数以基于自像素阵列105输出的两个色彩信道而产生第三色彩信道信号。在一个实施例中，CSCC 120可进一步包括色彩变换器，使得合成色信号(例如，C、 M、Y)可变换成原色信号(例如，R、G、B)或甚至促进两组不同合成色信号之间的变换。以此方式，彩色成像系统100可能能够选择并输出多种不同的三信道色彩组(例如，RGB、CYG、 CMB、MYR或其它色彩组)。如下文所论述，该变换器可包括加法和/或减法函数。举例而言， 如果宏像素组600包括C及Y彩色滤波器元件，且由CSCC 120经由C色彩信号与Y色彩信号相乘而产生G色彩信号，则CSCC 120内包括的变换器函数可包括用以经由C-G(方程式1) 产生B色彩信号或经由Y-G (方程式幻产生R色彩信号的差函数(difference function) 0图7A至图7C示出根据本发明的实施例制造使用能够直接输出三个色彩信道的两种类型的彩色滤波器元件的宏像素组700。宏像素组700为图2中所示出的宏像素组135 的一个可能实现。宏像素组700包括四个像素705、710、715及720。像素710及715包括各自由两个彩色滤波器元件731及732覆盖的光传感器730 (在图7C的横截面图中仅示出一个)，该两个彩色滤波器元件各自具有不同色彩(例如，彩色滤波器元件731为青色，且彩色滤波器元件732为黄色，其它色彩组合是可能的)。像素705及720各自包括由单一类型的彩色滤波器元件覆盖的光传感器。在所示出的实施例中，像素705由C彩色滤波器元件覆盖，而像素720由Y彩色滤波器元件覆盖。在一个实施例中，透明(clear)平坦化层可安置于像素705及720之上，使得像素阵列105的顶面变平以用于微透镜应用。图7A示出第一制造步骤，其中第一彩色滤波器层(例如，青色滤波器材料)安置于像素阵列之上，且经图案化以在自每一四像素宏像素组700中的一个像素(例如，像素 720)移除时覆盖该宏像素组700中的三个像素(例如，像素705、710及71 。图6B示出第二制造步骤，其中第二彩色滤波器层(例如，黄色滤波器材料)形成于每一宏像素组700 内的像素中的三个(例如，像素710、715及720)之上。这导致这些像素中的两个包括两个彩色滤波器元件的彩色滤波器堆栈。图6C示出沿图7B中的线B-B’的横截面图。在所示出的实施例中，使用透明平坦化元件(PL)使Y彩色滤波器元件与相邻滤波器堆栈齐平。在图7A至图7C中所示出的实施例中，像素710及715由两种不同类型的彩色滤波器元件覆盖。像素710及715的敏感度是这两种不同类型的彩色滤波器元件的乘积。堆栈两个不同的彩色滤波器元件造成光学倍增效应，与使两个不同的色彩信号相乘类似。在所示出的实施例中，像素710及715用于产生G色彩信号，因为G敏感度函数是C敏感度函数与Y敏感度函数的乘积。因此，以宏像素组700的实施例实施的像素阵列105能够以仅两种相异类型的彩色滤波器元件输出具有三种不同类型的色彩信号的图像数据(亦即，三色彩信道图像数据)。在一个实施例中，CSCC 120可包括用以将自像素阵列105读出的图像数据变换成不同的三色彩信道组的变换器。举例而言，彩色图像系统100可输出包括原色RGB的三色彩信道信号。在此种情况下，变换器可基于C与G色彩信号之差而产生B色彩信号，且基于Y 与G色彩信号之差而产生R色彩信号。应了解，彩色滤波器元件的次序可颠倒(例如，青色在顶部且黄色在底部)。此外， 在一些实施例中，仅宏像素组700内的单一像素包括双彩色滤波器堆栈，而由单一彩色滤波器覆盖的其它像素中的两个可使其输出色彩信号组合以使敏感度向该特定色彩增加。返回至图5，本发明的实施例看起来减少G色彩信号与个别C或Y色彩信号之间的色彩串扰，这是因为G色彩信号是个别C与Y色彩信号的乘积。此外，可藉由选择适当C及 Y敏感度函数使G敏感度函数的带宽延长或变化来针对给定应用最佳化G敏感度函数。在一个实施例中，一对像素(例如，605及610)可在逻辑上成组以形成宏像素组 (例如，贡献于彩色图像137内的单一像素的像素的最小逻辑分组)。如图6A至图6C中所见，产生三个色彩信道仅需要两个像素。因而，可藉由重新指派给定宏像素组135使之仅包括两个像素来增加像素阵列105的分辨率。像素阵列105可用替代彩色滤波器元件组合来加以实施。举例而言，可使用一组 C及M合成色滤波器元件。图8是示出B敏感度函数如何为C敏感度函数与M敏感度函数的乘积的示意图。因此，B色彩信号可由C色彩信号及M色彩信号产生(亦即，B = C*M)。 参考方程式(1)，G色彩信号可由C色彩信号及B色彩信号产生(亦即，G = C-B),且参考方程式O)，R色彩信号可由M色彩信号及B色彩信号产生(亦即，R = M-B)。类似地，可使用一组M及Y合成色滤波器元件。图9是示出R敏感度函数如何为 M敏感度函数与Y敏感度函数的乘积的示意图。因此，R色彩信号可由M色彩信号及Y色彩信号产生(亦即，R = M*Y)。参考方程式( ，B色彩信号可由M色彩信号及R色彩信号产生(亦即，B = M-R),且参考方程式(3)，G色彩信号可由Y色彩信号及R色彩信号产生(亦即，G = Y-R)。图10是示出根据本发明的实施例的像素阵列内的两个四晶体管(“4T”)像素的像素电路1000的电路图。像素电路1000是用于实施图2的像素阵列105内的每一像素的一个可能的像素电路架构。然而，应了解，本发明的实施例不限于4T像素架构；实情为，受益于本发明的本领域普通技术人员将理解，本发明的教示也适用于3T设计、5T设计及各种其它像素架构。在图10中，像素1 及1 配置成两行及一列。每一像素电路1000的所示出的实施例包括光传感器(例如，光电二极管PD)、传送晶体管Tl、重设晶体管T2、源跟随器 (“SF”)晶体管T3及选择晶体管T4。在操作期间，传送晶体管Tl接收传送信号TX，该传送信号TX将光电二极管PD中累积的电荷传送至浮动扩散节点FD。在一个实施例中，浮动扩散节点FD可耦合至用于临时储存图像电荷的储存电容器。重设晶体管T2耦合于电力轨 VDD与浮动扩散节点FD之间以在重设信号RST的控制下重设(例如，对FD放电或充电至预设电压)。浮动扩散节点FD经耦合以控制SF晶体管T3的栅极。SF晶体管T3耦合于电力轨VDD与选择晶体管T4之间。SF晶体管T3用作提供自像素所输出的高阻抗的源跟随器。 最后，选择晶体管T4在选择信号SEL的控制下选择性地将像素电路1000的输出耦合至读出列线。在一个实施例中，藉由控制电路115产生TX信号、RST信号及SEL信号。本发明所示出的实施例的以上描述(包括在摘要中所描述的内容)不旨在穷尽的或将本发明限于所揭示的精确形式。如相关领域技术人员将认识到，虽然在本文中出于说明性目的而描述本发明的具体实施例及示例，但在本发明的范畴内各种修改是可能的。举例而言，虽然示出了 CMOS彩色图像传感器的实例，但实施例可包括其它类型的彩色图像传感器，诸如电荷耦合器件(CCD)及使用三个相异彩色滤波器产生三色彩信道信号的其它器件。可根据以上详细描述而对本发明进行此等修改。在以下申请专利范围权利要求中所使用之术语不应理解为将本发明限于本说明书中所揭示的具体实施例。实情为，本发明的范畴将完全藉由以下申请专利范围确定，以下申请专利范围将根据请求项解释的既定准则加以理解。
权利要求
1.一种集成在半导体管芯上的彩色图像传感器，所述彩色图像传感器包括像素阵列，其包括覆盖用于获取彩色图像的光传感器的阵列的彩色滤波器阵列 (“CFA”)，其中所述CFA包括覆盖所述光传感器中的第一组的具有第一色彩的第一彩色滤波器元件和覆盖所述光传感器中的第二组的具有第二色彩的第二彩色滤波器元件，其中所述第一彩色滤波器元件贡献于所述彩色图像的第一色彩信道，且所述第二彩色滤波器元件贡献于所述彩色图像的第二色彩信道；色彩组合器单元，其集成至所述半导体管芯中且经耦合以将所述第一色彩信道与所述第二色彩信道组合以基于所述第一色彩信道和所述第二色彩信道产生所述彩色图像的第三色彩信道；以及输出端口，其耦合至所述像素阵列以输出具有三个色彩信道的彩色图像，其中所述输出端口将所述三个色彩信道输出至所述半导体管芯外。
2.如权利要求1所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述色彩组合器单元包括包括在所述CFA内的多个滤波器堆栈，其中所述滤波器堆栈覆盖所述光传感器中的第三组，其中所述滤波器堆栈中的每一个包括具有所述第一色彩的顶部滤波器元件和具有所述第二色彩的底部滤波器元件，且其中所述滤波器堆栈的敏感度等于所述顶部滤波器元件的敏感度与所述底部滤波器元件的敏感度的乘积以产生所述第三色彩信道。
3.如权利要求2所述的彩色图像传感器，其特征在于，还包括读出电路，其耦合于所述像素阵列与所述输出端口之间以自所述像素阵列读出具有所述三个色彩信道的所述彩色图像。
4.如权利要求3所述的彩色图像传感器，其特征在于，还包括色彩信号组合器电路，其耦合于所述读出电路与所述输出端口之间以将自所述像素阵列读出的所述彩色图像的所述三个色彩信道自第一组三种色彩转变至与该第一组不同的第二组三种色彩。
5.如权利要求4所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述第一组三种色彩包括合成色组，且所述第二组三种色彩包括原色组，该原色组包括红色、绿色及蓝色信道以供自所述半导体管芯输出。
6.如权利要求1所述的彩色图像传感器，其特征在于，其中所述像素阵列输出仅具有包括所述第一色彩信道和所述第二色彩信道的两个色彩信道的色彩信号，其中所述色彩组合器单元包括色彩信号组合器电路，所述色彩信号组合器电路经耦合以接收自所述像素阵列输出的具有所述两个色彩信道的所述色彩信号且经耦合以组合所述色彩信号以产生三个色彩信道，且经耦合以将所述彩色图像的所述三个色彩信道链接至所述输出端口。
7.如权利要求6所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述色彩信号组合器电路包括用以将具有所述第一色彩信道的第一色彩信号与具有所述第二色彩信道的第二色彩信号相乘的乘法器。
8.一种彩色图像传感器，包括像素阵列，其包括覆盖用于获取彩色图像数据的光传感器的阵列的彩色滤波器阵列 (“CFA”)，其中所述CFA包括覆盖所述光传感器中的第一组的具有第一色彩的第一彩色滤波器元件和覆盖所述光传感器中的第二组的具有第二色彩的第二彩色滤波器元件，其中第一光传感器产生具有第一色彩信道的第一色彩信号，且第二组光传感器产生具有第二色彩信道的第二色彩信号；色彩信号组合器电路(“CSCC”)，其经耦合以接收自所述像素阵列输出的所述第一色彩信号和所述第二色彩信号，所述CSCC包括组合器，所述组合器经耦合以将所述第一色彩信号与所述第二色彩信号组合以产生具有第三色彩信道的第三色彩信号；输出端口，其耦合至所述CSCC以将具有三个色彩信道的所述彩色图像数据输出至所述彩色图像传感器外。
9.如权利要求8所述的彩色图像传感器，其特征在于 所述第一色彩信道包括青色信道，所述第二色彩信道包括黄色信道，所述第三色彩信道包括基于所述青色信道与所述黄色信道的乘法的绿色信道， 用于自所述输出端口输出所述彩色图像数据的所述三个色彩信道包括所述青色信道、 所述黄色信道及所述绿色信道。
10.如权利要求8所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述CSCC进一步包括用于在色彩信道之间变换的变换器，其中所述第一色彩信道包括青色信道， 所述第二色彩信道包括黄色信道，用于自所述输出端口输出所述彩色图像数据的所述三个色彩信道包括由所述变换器产生的红色信道、绿色信道及蓝色信道。
11.如权利要求8所述的彩色图像传感器，其特征在于 所述第一色彩信道包括青色信道，所述第二色彩信道包括洋红色信道，所述第三色彩信道包括基于所述青色信道与所述洋红色信道的乘法的蓝色信道， 用于自所述输出端口输出所述彩色图像数据的所述三个色彩信道包括所述青色信道、 所述洋红色信道及所述蓝色信道。
12.如权利要求8所述的彩色图像传感器，其特征在于， 所述第一色彩信道包括洋红色信道，所述第二色彩信道包括黄色信道，所述第三色彩信道包括基于所述洋红色信道与所述黄色信道的乘法的红色信道。
13.如权利要求8所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述CSCC包括用于将第一组三个色彩信道变换成第二组三个色彩信道的三信道变换器。
14.一种彩色图像传感器，包括像素阵列，其包括覆盖用于获取彩色图像的光传感器的阵列的彩色滤波器阵列 (“CFA”)，其中所述CFA包括覆盖所述光传感器中的第一组的、具有第一色彩的第一彩色滤波器元件，其中所述第一组产生具有第一色彩信道的第一色彩信号；覆盖所述光传感器中的第二组的、具有第二色彩的第二彩色滤波器元件，其中所述第二组产生具有第二色彩信道的第二色彩信号；以及多个滤波器堆栈，其覆盖所述光传感器中的第三组，其中所述滤波器堆栈中的每一个包括具有所述第一色彩的第一堆栈滤波器和具有所述第二色彩的第二堆栈滤波器，其中所述滤波器堆栈的敏感度等于所述第一堆栈滤波器与所述第二堆栈滤波器的敏感度的乘积， 并且其中所述滤波器堆栈产生第三色彩信道。
15.如权利要求14所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述彩色图像传感器集成在半导体管芯上，所述彩色图像传感器进一步包括输出端口，其耦合至所述像素阵列以将具有三个色彩信道的所述彩色图像输出至所述半导体管芯外。
16.如权利要求15所述的彩色图像传感器，其特征在于，还包括读出电路，其耦合于所述像素阵列与所述输出端口之间以自所述像素阵列读出具有所述三个色彩信道的所述彩色图像。
17.如权利要求14所述的彩色图像传感器，其特征在于所述第一彩色滤波器元件包括青色滤波器，所述第二彩色滤波器元件包括黄色滤波器，以及所述第一滤波器元件和所述第二滤波器元件包括于所述滤波器堆栈内以形成组合绿色滤波器。
18.如权利要求14所述的彩色图像传感器，其特征在于所述第一彩色滤波器元件包括洋红色滤波器，所述第二彩色滤波器元件包括黄色滤波器，以及所述第一滤波器元件和所述第二滤波器元件包括于所述滤波器堆栈内以形成组合红色滤波器。
19.如权利要求14所述的彩色图像传感器，其特征在于所述第一彩色滤波器元件包括青色滤波器，所述第二彩色滤波器元件包括洋红色滤波器，以及所述第一滤波器元件和所述第二滤波器元件包括于所述滤波器堆栈内以形成组合蓝色滤波器。
20.如权利要求16所述的彩色图像传感器，其特征在于，还包括色彩信号组合器电路，其耦合于所述读出电路与所述输出端口之间以将自所述像素阵列读出的所述彩色图像的所述第一色彩信道、所述第二色彩信道及所述第三色彩信道自第一组三种色彩变换至第二组三种色彩。
21.如权利要求19所述的彩色图像传感器，其特征在于，所述第一组三种色彩包括合成色组，且所述第二组三种色彩包括原色组，该原色组包括红色、绿色及蓝色信道以供自所述彩色图像传感器输出。
全文摘要
本发明揭示一种彩色图像传感器。该彩色图像传感器包括像素阵列，该像素阵列包括覆盖用于获取彩色图像的光传感器的阵列的彩色滤波器阵列(“CFA”)。该CFA包括覆盖光传感器的第一组的具有第一色彩的第一彩色滤波器元件及覆盖光传感器的第二组的具有第二色彩的第二彩色滤波器元件。第一彩色滤波器元件贡献于该彩色图像的第一色彩信道，且第二彩色滤波器元件贡献于该彩色图像的第二色彩信道。该彩色图像传感器进一步包括色彩组合器单元，该色彩组合器单元经耦合以将第一色彩信道与第二色彩信道组合以基于第一色彩信道和第二色彩信道而产生该彩色图像的第三色彩信道。输出端口耦合至像素阵列以输出具有三个色彩信道的彩色图像，该三个色彩信道包括该第一色彩信道、该第二色彩信道及该第三色彩信道。
文档编号H04N9/04GK102348075SQ20111021806
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月22日 优先权日2010年7月23日
发明者D·毛, V·韦内齐亚, 戴幸志, 钱胤 申请人:美商豪威科技股份有限公司