传感器像素和传感器系统技术方案

本申请涉及传感器像素和传感器系统。传感器系统包括像素阵列，每个像素包括第一像素和第二像素。提供在第一像素上方的第一颜色滤光片被配置为通过在光谱中的可见光部分之内且小于可见部分的第一颜色部分。提供在第二像素上方的红外颜色滤光片被配置为通过光谱中的近红外部分和红外部分，但不通过光谱中的可见部分。干涉滤光片被提供在第一像素和第二像素上方，其中干涉滤光片被配置为通过光谱中的可见部分和光谱中的近红外部分。第一像素检测在第一颜色部分中所感测到的光并且第二像素检测在近红外部分中所感测到的光。处理电路将根据所感测到的近红外部分来校正所感测到的第一颜色部分。解决了与彩色成像传感器中的IR/NIR波长的接收相关联的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本申请的目的就在于解决上述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。根据本申请的一个方面，提供一种传感器像素，其特征在于，包括：包括第一像素和第二像素的颜色像素的子阵列；在所述第一像素上方的红色滤光片；在所述第二像素上方的红外滤光片；在所述第一像素和所述第二像素上方的干涉滤光片；其中所述红色滤光片包括第一透射通带，所述第一透射通带通过光谱中高于第一波长的区域；其中所述红外滤光片包括第二透射通带，所述第二透射通带通过光谱中高于第二波长的区域，所述第二波长大于所述第一波长；并且其中所述干涉滤光片包括第三透射通带，所述第三透射通带通过光谱中低于第三波长的区域，所述第三波长大于所述第二波长。在一个实施例中，所述第一像素被配置为生成指示在光谱中处于所述第一波长和所述第三波长之间的第一感测区域中所感测到的光的红色值；并且其中所述第二像素被配置为生成指示在光谱中处于所述第二波长和所述第三波长之间的第二感测区域中所感测到的光的红外颜色值。在一个实施例中，传感器像素进一步包括处理电路，所述处理电路被配置为接收所述红色值和所述红外颜色值并且根据所述红色值和所述红外颜色值之间的差值计算经校正的红色值。在一个实施例中，所述处理电路被配置为依据以下公式计算所述经校正的红色值：经校正的红色值＝红色值-(α*红外颜色值)；其中α是比例因数。在一个实施例中，颜色像素的所述子阵列进一步包括第三像素和第四像素，所述传感器像素进一步包括：在所述第三像素上方的蓝色滤光片；以及在所述第四像素上方的绿色滤光片；其中所述干涉滤光片进一步处于所述第三像素和所述第四像素上方。在一个实施例中，其中所述第一波长大约为580nm；其中所述第二波长大约为650nm；并且其中所述第三波长大约为700nm。根据本申请的另一方面，提供一种传感器系统，其特征在于，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，所述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；在感测元件的所述阵列上方的干涉滤光片，所述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，所述第二波长大于所述第一波长；并且其中所述第一像素进一步被配置为生成指示感测所述第一可见颜色的第一颜色值；其中所述第二像素被配置为生成指示在光谱中处于所述第一波长和所述第二波长之间的感测区域中的感测的红外颜色值；以及处理电路，被配置为接收所述第一颜色值和红外颜色值，并且根据所述第一颜色值和所述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，所述处理电路依据以下公式计算所述经校正的第一颜色值：经校正的第一颜色值＝第一颜色值-(α*红外颜色值)；其中α是比例因数。在一个实施例中，颜色像素的所述子阵列进一步包括被配置为主要感测第三可见颜色的第三像素以及被配置为主要感测第四可见颜色的第四像素，其中所述干涉滤光片进一步处于所述第三像素和所述第四像素上方。在一个实施例中，其中所述第一波长大约为650nm；并且其中所述第二波长大约为700nm。在一个实施例中，所述第一可见颜色为红色。根据本申请的另一方面，提供一种传感器系统，其特征在于，包括：颜色像素的子阵列，包括第一像素和第二像素；在所述第一像素和所述第二像素上方的干涉滤光片，其中所述干涉滤光片被配置为通过光谱中的可见部分和光谱中的近红外部分；在所述第一像素上方的第一颜色滤光片，其中所述第一颜色滤光片被配置为通过在光谱中的可见部分之内且小于所述可见部分的第一颜色部分；以及在所述第二像素上方的红外滤光片，其中所述红外滤光片被配置为通过光谱中的近红外部分和红外部分，但是并不通过光谱中的可见部分。在一个实施例中，所述第一像素被配置为生成指示在所述第一颜色部分中所感测到的光的第一颜色值；并且其中所述第二像素被配置为生成指示在所述近红外部分中所感测到的光的近红外颜色值。在一个实施例中，该传感器系统进一步包括处理电路，所述处理电路被配置为接收第一颜色值和红外颜色值，并且根据所述第一颜色值和所述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，所述处理电路被配置为依据以下公式计算所述经校正的第一颜色值：经校正的第一颜色值＝第一颜色值-(α*红外颜色值)；其中α是比例因数。根据本申请的方案，可以提供一种改进的传感器像素和传感器系统，使得能够感测多种颜色的可见光以及红外\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传感器像素元件，其特征在于，包括：包括第一像素元件和第二像素元件的颜色像素元件的子阵列；在所述第一像素元件上方的红色滤光片；在所述第二像素元件上方的红外滤光片；在所述第一像素元件和所述第二像素元件上方的干涉滤光片；其中所述红色滤光片具有第一透射通带，所述第一透射通带通过光谱中高于第一波长的区域；其中所述红外滤光片具有第二透射通带，所述第二透射通带通过光谱中高于第二波长的区域，所述第二波长大于所述第一波长；并且其中所述干涉滤光片具有第三透射通带，所述第三透射通带通过光谱中低于第三波长的区域，所述第三波长大于所述第二波长。

【技术特征摘要】
2014.12.09 US 14/564,8071.一种传感器像素元件，其特征在于，包括：
包括第一像素元件和第二像素元件的颜色像素元件的子阵列；
在所述第一像素元件上方的红色滤光片；
在所述第二像素元件上方的红外滤光片；
在所述第一像素元件和所述第二像素元件上方的干涉滤光片；
其中所述红色滤光片具有第一透射通带，所述第一透射通带通过光谱中高于第一波长的区域；
其中所述红外滤光片具有第二透射通带，所述第二透射通带通过光谱中高于第二波长的区域，所述第二波长大于所述第一波长；并且
其中所述干涉滤光片具有第三透射通带，所述第三透射通带通过光谱中低于第三波长的区域，所述第三波长大于所述第二波长。
2.根据权利要求1所述的传感器像素元件，其特征在于，所述第一像素元件被配置为生成指示在光谱中处于所述第一波长和所述第三波长之间的第一感测区域中所感测到的光的红色值；并且其中所述第二像素元件被配置为生成指示在光谱中处于所述第二波长和所述第三波长之间的第二感测区域中所感测到的光的红外颜色值。
3.根据权利要求2所述的传感器像素元件，其特征在于，进一步包括处理电路，所述处理电路被配置为接收所述红色值和所述红外颜色值并且根据所述红色值和所述红外颜色值之间的差值计算经校正的红色值。
4.根据权利要求3所述的传感器像素元件，其特征在于，所述处理电路被配置为依据以下公式计算所述经校正的红色值：
经校正的红色值＝红色值-(α*红外颜色值)；
其中α是比例因数。
5.根据权利要求1所述的传感器像素元件，其特征在于，颜色像素元件的所述子阵列进一步包括第三像素元件和第四像素元件，所述传感器像素元件进一步包括：
在所述第三像素元件上方的蓝色滤光片；以及
在所述第四像素元件上方的绿色滤光片；
其中所述干涉滤光片进一步处于所述第三像素元件和所述第四像素元件上方。
6.根据权利要求1所述的传感器像素元件，其特征在于，
其中所述第一波长大约为580nm；
其中所述第二波长大约为650nm；并且
其中所述第三波长大约为700nm。
7.一种传感器系统，其特征在于，包括：
感测元件的阵列，其中每个感测元件包括传感器像素元件的子阵列，所述子阵列包括被配置为主要感测第一可见颜色的第一像素元件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元件；
在感测元件的所述阵列上方的干涉滤光片，所述干涉滤光片具有通过光谱中低于第二波长的区域的...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·汤森，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：新型
国别省市：英国;GB