[发明专利]使用具有组合的RGB和IR感测的像素的图像传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像传感器，尤其涉及一种具有被配置为感测多 种颜色的可见光以及红外/近红外光的像素的图像传感器。

背景技术

参考图1。一种常规的彩色图像传感器利用像素的拜耳(Bayer) 模式和像素滤光片，其中传感器像素10包括像素的2×2子阵列，该 子阵列包括红色(R)像素12、两个绿色(G)像素14和16以及蓝 色(B)像素18。像素化的成像阵列20通过在如图2所示的行和列 的矩阵中排列多个颜色传感器像素10而形成。如图3所示，传感器 像素10内的每个颜色像素(12-18)包括衬底30，在该衬底30内形 成有光电二极管32(或者其它CMOS半导体感测结构)，其中在光 电二极管32上方布置有颜色滤光片层34和光学透镜36。颜色滤光片 层34的特性取决于光电二极管32是被提供用于红色像素12、绿色像 素14或16还是蓝色像素18，其中每个滤光片层34被设计为通过光 谱中的具体可见光区域或带。光学透镜36可以包括为个体像素12-18 自身所提供的一个或多个微透镜以及为整个阵列20所提供的宏透镜。

颜色滤光片层34不仅通过光谱的可见光部分中与像素的颜色 (即，红色、绿色或蓝色)相关联的波长范围，而且还通过光谱的红 外(IR)或近红外(NIR)区域或带中的光的波长。对于红色像素12 而言尤其是这种情形。光电二极管32对于IR或NIR波长的响应可以 与该光电二极管针对具体可见颜色范围中的可见光的响应相当。因 此，每个光电二极管32所接收到的IR或NIR可能会对传感器感测所 期望的可见光的能力具有不利影响。这种现象在现有技术中被称作 IR/NIR污染，并且除其它问题之外，其是洗掉光电二极管32在可见 光谱中的颜色响应的原因。

本领域需要解决与彩色成像传感器中的IR/NIR波长的接收相关 联的该问题和其它问题。

发明内容

在一个实施例中，一种传感器像素，包括：包括第一像素和第二 像素的颜色像素的子阵列；在第一像素上方的红色滤光片；在第二像 素上方的红外滤光片；在第一像素和第二像素上方的干涉滤光片；其 中该红色滤光片包括第一透射通带，第一透射通带通过光谱中高于第 一波长的区域；其中该红外滤光片包括第二透射通带，第二透射通带 通过光谱中高于第二波长的区域，该第二波长大于该第一波长；并且 其中干涉滤光片包括第三透射通带，第三透射通带通过光谱中低于第 三波长的区域，该第三波长大于该第二波长。

在一个实施例中，一种传感器系统包括：感测元件的阵列，其中 每个感测元件包括传感器像素的子阵列，该子阵列包括被配置为主要 感测第一可见颜色的第一像素以及被配置为主要在高于光谱中的第 一波长的红外颜色中进行感测的第二像素；在感测元件的阵列上方的 干涉滤光片，该干涉滤光片具有通过光谱中低于第二波长的区域的透 射通带，该第二波长大于该第一波长；并且其中该第一像素进一步被 配置为生成指示感测第一可见颜色的第一颜色值；其中该第二像素被 配置为生成指示在光谱中处于该第一波长和第二波长之间的感测区 域中的感测的红外颜色值；和处理电路，被配置为接收该第一颜色值 和红外颜色值，并且根据该第一颜色值和红外颜色值之间的差值来计 算经校正的第一颜色值。

在一个实施例中，一种方法，包括：利用颜色像素的子阵列中的 第一像素感测光谱中第一波长和第二波长之间的第一区域中的辐射， 其中该第一波长由第一颜色滤光片针对第一像素所设置，并且其中该 第二波长由干涉滤光片针对颜色像素的子阵列进行设置；生成指示对 第一区域进行感测的第一颜色值；利用颜色像素的子阵列中的第二像 素感测光谱中处于第三波长和第二波长之间的第二区域中的辐射，其 中该第三波长由红外滤光片针对该第二像素进行设置，并且其中该第 三波长大于该第一波长并且小于该第二波长；生成指示对该第二区域 进行感测的红外颜色值；以及根据该第一颜色值和红外颜色值之间的 差值来计算经校正的第一颜色值。