CN103167252A - 固体图像传感器和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体图像传感器和电子设备。所述固体图像传感器包括像素单元,各所述像素单元具有形成多边形外形的像素组以覆盖整个光接收平面。所述多边形外形具有至少六条等长的边,并且所述像素组包括接收至少四种不同颜色的光的像素。根据本发明,能够在同时实现多种颜色和高分辨率的前提下获得高质量图像。

Description

固体图像传感器和电子设备
相关申请的交叉参考
本申请包含与2011年12月14日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-273817所公开的内容相关的主题,因此将该日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。
技术领域
本发明涉及固体图像传感器和电子设备,特别地,涉及能够获取高质量图像的固体图像传感器和电子设备。
背景技术
在普通的固体图像传感器中,像素在光接收平面上接收例如从三原色滤色器透过来的光,在该光接收平面中,具有光电转换元件的像素以平面的方式排列着,所述光电转换元件将光转换为电荷。例如,在普通的采用了呈Bayer排列的滤色器的固体图像传感器中,使用的是包含相互结合的四个像素(即,一个红色像素、两个绿色像素和一个蓝色像素)的像素单元。
而且,近年来,已经提出了除了包含三原色之外还包含其它颜色的像素单元。例如,曾经提出的一种像素单元可以包含相互结合的如下四个像素,即:一个红色像素、一个绿色像素、一个蓝色像素和一个白色像素。在这样的像素单元中加入了不具有滤色器的白色像素。通过这种方式,当增加了在固体图像传感器中使用的滤色器的颜色数量时,颜色再现性得以改善。
现在例如参照图1A和图1B,将会说明采用了六种颜色(即,红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色)的滤色器的固体图像传感器。图1A示意性地图示了固体图像传感器的光接收平面的结构。图表1B图示了CIExy色度,其是由国际照明协会(Commission Internationale del'Eclairage:CIE)定义的色彩***。
如图1A所描述的那样,固体图像传感器11包含以矩阵形式布置的多个像素12且包含垂直传输路径13,各垂直传输路径13传送从像素12输出的像素信号,并且各垂直传输路径13布置于像素12的列之间。
固体图像传感器11还包含有像素单元14,各像素单元是通过将像素12-1、像素12-2、像素12-3、像素12-4、像素12-5和像素12-6相互结合起来而构成的,像素12-1接收红色(R)光,像素12-2接收绿色(G)光,像素12-3接收蓝色(B)光,像素12-4接收青色(C)光,像素12-5接收品红色(M)光,像素12-6接收黄色(Y)光。然后,接收六种颜色光束的像素单元14周期性地布置在固体图像传感器11的整个光接收平面上。
尽管能够接收多种颜色光的固体图像传感器11具有高的颜色再现性,但是分辨率降低了。具体地,在固体图像传感器11中,接收相同颜色光的各像素在行方向上以对应于三个像素的节距相互分隔,在列方向上以对应于两个像素的节距相互分隔。
图1B描绘的是:用六种颜色表现的颜色区域(图1B中由以三角形标示的顶点界定的六边形区域)比用三原色表现的颜色区域(图1B中由以圆圈标示的顶点界定的三角区域)拥有更高的再现性。
然而,能够进行多种颜色(包括四种以上颜色)的颜色处理的固体图像传感器虽然具有高的颜色再现性,但是分辨率比较低。此外,人类视网膜对颜色的检测是基于三原色的,因此即使当增加了颜色数量的时候,也不能期望会产生很大的效果。另一方面,由于当增加了颜色数量时分辨率会降低,所以需要一种即使当增加了颜色数量时仍能防止分辨率降低的方法。
我们注意到,设置有四种颜色(即红色、绿色、蓝色和黄色)的滤色器以改善颜色再现性的显示设备已经研发成功。而且,在将来,还期望研发出用于专业用途且设置有四种以上颜色的滤色器以进一步改善颜色再现性的显示设备。然而,受到由摄像装置进行的信号处理的颜色是包括红色、蓝色和绿色的三种颜色(或者四种颜色,即额外包括了白色)。
目前,日本专利申请特开第2006-270364号公报披露了一种固体图像传感器,该固体图像传感器包含了嵌入在红色像素、绿色像素和蓝色像素之间的间隙中的小的补色像素。然而,由于在该固体图像传感器中每个补色像素都包含双波长信号,所以由补色像素生成的电荷达到了由红色像素、绿色像素和蓝色像素生成的那些电荷的几乎两倍。因此,可以认为,在上述小的补色像素中电荷量饱和了,并且产生了伪色(falsecolor)。
此外,日本专利申请特开第2006-165567号公报披露了一种固体图像传感器,在该固体图像传感器中,通过用六边形像素覆盖平面而提高了像素的平面覆盖率。
另外,日本专利申请特开第2010-161200号公报披露了一种固体图像传感器,在该固体图像传感器中,通过由七个六边形像素组成的单元来构造出周期性结构。然而,该固体图像传感器具有复杂的周期性结构,因此为了输出像素信号而进行的信号处理也就变得复杂。
发明内容
总之,如上所述,获得了多颜色信号的固体图像传感器的分辨率会降低。因此,需要开发一种能够在同时实现多种颜色和高分辨率的前提下获得高质量图像的固体图像传感器。
因此,期望获得高质量的图像。
本发明一个实施方式的固体图像传感器包括像素单元,各所述像素单元具有像素组,所述像素组形成被设计成覆盖整个光接收平面的多边形外形。所述多边形外形具有至少六条等长的边,并且所述像素组包括分别接收至少四种不同颜色的光的像素。
本发明另一实施方式的固体图像传感器包括像素单元,并且各所述像素单元具有像素组,所述像素组形成被设计成覆盖整个光接收平面的多边形外形。所述多边形外形具有至少六条等长的边,并且所述像素组包括分别接收诸如红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色等至少六种不同颜色的光的像素。此外,所述不同颜色与补色呈对角地布置着。例如,红色与青色呈对角地布置着,绿色与品红色呈对角地布置着,并且黄色与蓝色呈对角地布置着。
本发明再一实施方式的固体图像传感器包括像素单元,各所述像素单元具有像素组,所述像素组形成的外形限定了八个六边形区域的外边界。所述像素组包括六个像素,所述六个像素分别位于所述八个六边形区域中的六个六边形区域内,所述六个像素具有相同的六边形形状。所述像素单元被构造成覆盖整个光接收平面。所述像素组接收至少四种不同颜色的光。
本发明又一实施方式的电子设备包含摄像装置,所述摄像装置包括前述各种实施方式之一的固体图像传感器。
于是,可以获得高质量的图像。
附图说明
图1A和图1B图示了普通的固体图像传感器;
图2图示了在采用了本技术的固体图像传感器中所包含的像素单元的第一实施例的构造;
图3图示了像素单元的第一构造;
图4图示了周期性布置着的像素单元;
图5A和图5B图示了像素单元的第二构造和第三构造;
图6图示了像素单元的第二实施例的构造;
图7图示了周期性布置着的像素单元;
图8图示了按照第一布置示例包含布置于其中的像素的像素单元的构造;
图9图示了第一布置示例的像素单元的第一构造;
图10图示了在第一布置示例中周期性布置着的像素单元;
图11A和图11B图示了第一布置示例的像素单元的第二构造和第三构造;
图12图示了按照第二布置示例包含布置于其中的像素的像素单元的构造;
图13图示了第二布置示例的像素单元的第一构造;
图14图示了在第二布置示例中周期性布置着的像素单元;
图15A和图15B图示了第二布置示例的像素单元的第二构造和第三构造;
图16图示了按照第三布置示例包含布置于其中的像素的像素单元的构造;
图17图示了按照第四布置示例包含布置于其中的像素的像素单元的构造;
图18图示了第四布置示例的像素单元的第一构造;
图19图示了在第四布置示例中周期性布置着的像素单元;
图20A和图20B图示了第四布置示例的像素单元的第二构造和第三构造;
图21图示了按照第五布置示例包含布置于其中的像素的像素单元的构造;
图22图示了按照第六布置示例包含布置于其中的像素的像素单元的构造;
图23图示了按照第七布置示例包含布置于其中的像素的像素单元的构造;
图24图示了电子设备中所包含的摄像装置的构造;以及
图25是图示了由摄像装置进行的处理的流程图。
具体实施方式
下面,将参照附图详细说明本发明的实施例。
图2图示了在采用了本技术的固体图像传感器中所包含的像素单元的第一实施例的构造。
如图2所描述,像素单元21包含由六个像素(即像素22-1至像素22-6)构成的像素组。像素22-1至像素22-6各者在平面图中具有三角形状的外形,像素22-1至像素22-6被布置为使得相邻像素22的两条边互相面对。以这样的方式,包含像素22-1至像素22-6这个像素组的像素单元21具有六边形外形。
像素22-1至像素22-6接收穿过不同颜色的滤色器的光,并输出像素信号,所述像素信号是通过将相应颜色的光转换成电信号而获得的。像素22-1至像素22-6被布置为使得相对于彼此具有补色的像素22呈对角地布置着。
举例来说,接收红色(R)光的像素22-1和接收青色(C)光的像素22-4呈对角地布置着。类似的,接收绿色(G)光的像素22-2和接收品红色(M)光的像素22-5呈对角地布置着;接收蓝色(B)光的像素22-3和接收黄色(Y)光的像素22-6呈对角地布置着。通过这种布置,例如当这些像素22中的某个像素产生缺陷并且对该缺陷像素22进行修正的时候,避免了伪色的产生。
这里,将说明对从包括像素22-1至像素22-6的像素单元21输出的像素信号进行的信号处理。
例如,可以通过对青色像素信号C、品红色像素信号M和黄色像素信号Y进行信号处理来合成得到红色像素信号R、绿色像素信号G和蓝色像素信号B。
具体地,红色像素信号R可以按照下面的式(1)用青色像素信号C、品红色像素信号M和黄色像素信号Y获得。类似地,绿色像素信号G可以按照下面的式(2)用青色像素信号C、品红色像素信号M和黄色像素信号Y获得。此外,蓝色像素信号B可以按照下面的式(3)通过青色像素信号C、品红色像素信号M和黄色像素信号Y获得。
R=(-C+Y+M)/2    (1)
G=(C+Y-M)/2    (2)
B=(C-Y+M)/2    (3)
类似地,可以通过对红色像素信号R、绿色像素信号G和蓝色像素信号B进行信号处理来合成得到青色像素信号C、品红色像素信号M和黄色像素信号Y。
具体地,青色像素信号C可以按照下面的式(4)用绿色像素信号G和蓝色像素信号B获得。此外,品红色像素信号M可以按照下面的式(5)用红色像素信号R和蓝色像素信号B获得。黄色像素信号Y可以按照下面的式(6)通过红色像素信号R和绿色像素信号G来获得。
C=G+B    (4)
M=B+R    (5)
Y=G+R    (6)
这里,可以通过对式(1)至式(6)进行计算并且在适当的情况下对像素信号进行加权来合成得到像素信号。例如,可以根据滤色器的光信号透射率和像素22(光电二极管或者光电转换膜)的转换效率,在适当的情况下对像素信号乘以系数。
例如,假设用于显示由摄像装置拍摄的图像的显示装置能够显示由包括红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色这六种颜色表现出来的图像,所述摄像装置包括在光接收平面上具有像素单元21的固体图像传感器。在此情况下,所述摄像装置对从像素22-1至像素22-6输出的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换,并且随后在未执行这些像素信号的合成处理的状况下将这些像素信号输出至该显示装置。
另一方面,假设该显示装置不能够显示由六种颜色表现出来的图像,但能够显示由三种颜色(包括红色、绿色和蓝色)表现出来的图像。在此情况下,所述摄像装置对从像素22-1至像素22-6输出的像素信号进行A/D(模拟/数字)转换,随后进行这些像素信号的合成处理,并将所得到的像素信号输出至该显示装置。
具体地,可以通过利用从接收青色光的像素22-4的坐标输出的像素信号C、从接收品红色光的像素22-5的坐标输出的像素信号M和从接收黄色光的像素22-6的坐标输出的像素信号Y对式(1)至式(3)进行计算来合成红色像素信号R、绿色像素信号G、蓝色像素信号B。红色像素信号R、绿色像素信号G和蓝色像素信号B可以作为位于像素22-4至像素22-6附近的像素信号而被图像处理。
例如,在像素信号的合成处理中获得的像素信号可以作为位于相应像素22的补色的位置中的像素信号而被图像处理。具体地,当确定所获得的红色像素信号R位于像素22-4内、所获得的绿色像素信号G位于像素22-5内并且所获得的蓝色像素信号B位于像素22-6内时,就可以进行图像处理。
如上所述,通过进行像素信号的合成处理,例如当图像被输出到能够显示例如由包括红色、绿色和蓝色的三种颜色表现出来的图像的显示装置时,防止了图像分辨率的降低。具体地,当仅使用相应地输出红色像素信号R、绿色像素信号G和蓝色像素信号B的像素22-1至像素22-3时,由于没有使用像素22-4至像素22-6,因此减少了图像所用的像素的数量。另一方面,在进行图像信号的合成处理的情况下,可以从像素22-4至像素22-6的输出获得红色像素信号R、绿色像素信号G和蓝色像素信号B,因此防止了图像所用的像素数量的减少,并且还防止了分辨率的降低。
此外,在包含固体图像传感器(其含有布置在光接收平面上的像素单元21)的摄像装置中,即使当一个像素22中产生缺陷时,可以通过计算上面的式(1)至式(6)来合成得到该缺陷像素22的像素信号。在此情况下,当在像素信号的合成处理中使用从包含于同一像素单元21中且不同于缺陷像素22的其他像素22之一输出的像素信号(即从位于缺陷像素22附近的另一像素22输出的像素信号)时,可以再现出合适的颜色。
特别地,如图2所示,由于互为补色的像素22对均在对角上布置着,所以提高了对缺陷像素22的像素信号的修正精度。例如,当缺陷发生在接收品红色光的像素22-5中时,那么就使用从位于像素22-5附近的像素22-1输出的像素信号R和从位于像素22-5附近的像素22-3输出的像素信号B来合成得到像素信号M。因此,与使用从远离像素22-5的某个像素22输出的像素信号的情况相比,提高了像素信号的预测精度,并且防止了伪色的产生。
此外,像素单元21具有这样的像素共用构造:其中,像素22-1至像素22-6具有各自的将光转换成电荷的光电转换元件,并且像素22-1至像素22-6共用用于放大电荷的晶体管等。
将参照图3来说明像素单元21的第一构造。
如图3所示,像素单元21包括:分别包含在像素22-1至22-6中的光电转换元件31-1至31-6以及传输栅极32-1至32-6;浮动扩散部(FD)33;放大晶体管34;选择晶体管35;和复位晶体管36。
光电转换元件31-1至光电转换元件31-6(是光电二极管或者光电转换膜)通过接收透过片上透镜(未图示)的光来产生电荷并存储该电荷。此外,光电转换元件31-1至光电转换元件31-6具有三角形外形以与像素22-1至像素22-6的形状相对应。需要注意的是,片上透镜是布置于固体图像传感器的光接收平面上的用来将光聚集到光电转换元件31上的小透镜,并且被布置得从内侧与光电转换元件31的三角形外形接触。此外,片上透镜可以布置在像素22所占的区域中的大于光电转换元件31的范围内,并且可以被布置得从外侧与光电转换元件31的三角形外形接触。
传输栅极32-1至传输栅极32-6被布置为使得光电转换元件31-1至光电转换元件31-6通过传输栅极32-1至传输栅极32-6与FD33相互连接。当用作光电转换元件31-1至光电转换元件31-6的晶体管导通时,储存在光电转换元件31-1至光电转换元件31-6内的电荷就被传输到FD33中。
FD33是具有预定的存储电容的浮动扩散区域,并且存储着在不同的时序下经由传输栅极32-1至传输栅极32-6从光电转换元件31-1至光电转换元件31-6传输来的电荷。此外,FD33与放大晶体管34的栅极电极相连,并且与存储在FD33中的电荷相对应的电位就会施加至放大晶体管34的栅极电极。
放大晶体管34对FD33中存储的电荷进行放大,并且输出与该电荷相对应的电平的像素信号。
选择晶体管35与信号线相连,该信号线将从放大晶体管34输出的像素信号提供至下一级中的电路。当选择晶体管35导通时,要从放大晶体管34输出至信号线的像素信号就准备好可以输出了。
复位晶体管36与电源电位相连接,电源电位是预定的固定电位。当复位晶体管36导通时,存储在FD33中的电荷被排出至电源电位,从而FD33被复位(初始化)以便为下一次电荷传输做准备。
在如上所述构造而成的像素单元21中,在光电转换元件31-1至光电转换元件31-6中生成的电荷在读取各个像素22-1至22-6的像素信号的时序下通过相应的传输栅极32-1至传输栅极32-6依次传输至FD33。然后,对于各个像素22-1至22-6,放大晶体管34放大FD33的电荷并通过选择晶体管35输出像素信号,并且复位晶体管36将FD33的电荷复位。
如上所述,由于通过像素22-1至像素22-6接收六种颜色光束并且在像素单元21中输出像素信号,所以例如与使用三原色的构造相比,改善了颜色再现性。此外,由于像素22-1至像素22-6共用FD33、放大晶体管34、选择晶体管35和复位晶体管36,所以与各个像素22均设置有这些元件的构造相比,可以增大光电转换元件31的面积。由此,改善了像素22-1至像素22-6的特性。
此外,由于像素单元21拥有通过将像素22-1至像素22-6的三角形状结合起来而形成的六边形形状,所以当像素单元21布置于固体图像传感器的光接收平面上时,可以用简单的周期性结构覆盖该平面。
图4例如图示了周期性布置的四个像素单元211至214。如上所述,由于像素单元21拥有六边形形状,所以像素单元21能够以简单的周期性结构覆盖上述平面。由此,在包含布置于光接收平面上的像素单元21的固体图像传感器中,采用了与多种颜色相对应的像素22,并且提高了像素22的平面覆盖率。此外,因为像素单元21是以简单的周期性结构布置的,所以易于进行根据从固体图像传感器中输出的像素信号产生图像的图像处理。此外,由于接收相同颜色光的像素22被布置成具有两个像素的节距,所以防止了分辨率的降低。
请注意,作为像素单元21的构造,可以采用图3中所示的所有像素22-1至像素22-6共用一个FD33的构造,或者采用如下的构造:该构造中,设置有多个FD33并且每个FD33被从像素22-1至像素22-6中选择出的预定数量的像素22共用。此外,可以采用为各个像素22-1至22-6均设置有FD33的构造来代替一个或者多个FD33被共用的构造。
图5A和图5B图示了像素单元21的第二构造和第三构造。请注意,在图5A和图5B中,用与图3的像素单元21的附图标记相同的附图标记来表示与图3的像素单元21的构造相同的构造,并且省略掉详细说明。
图5A所示的像素单元21'包括光电转换元件31-1至光电转换元件31-6、传输栅极32-1至传输栅极32-6、FD33-1和FD33-2、放大晶体管34-1和放大晶体管34-2、选择晶体管35-1和选择晶体管35-2以及复位晶体管36-1和复位晶体管36-2。
在像素单元21'中,光电转换元件31-1通过传输栅极32-1连接至FD33-1,光电转换元件31-2通过传输栅极32-2连接至FD33-1,光电转换元件31-6通过传输栅极32-6连接至FD33-1。类似地,在像素单元21'中,光电转换元件31-3通过传输栅极32-3连接至FD33-2,光电转换元件31-4通过传输栅极32-4连接至FD33-2,光电转换元件31-5通过传输栅极32-5连接至FD33-2。
具体地,在像素单元21'中,在光电转换元件31-1、光电转换元件31-2和光电转换元件31-6中产生的电荷在从像素22-1、像素22-2和像素22-6读取像素信号的时序下依次被传输至FD33-1。此后,对像素22-1、像素22-2和像素22-6各者进行如下处理:用放大晶体管34-1放大FD33-1的电荷、通过选择晶体管35-1输出像素信号并且利用复位晶体管36-1对FD33-1的电荷进行复位。
类似地,在像素单元21'中,在光电转换元件31-3、光电转换元件31-4和光电转换元件31-5中产生的电荷在从像素22-3、像素22-4和像素22-5读取像素信号的时序下依次被传输至FD33-2。此后,对像素22-3、像素22-4和像素22-5各者进行如下处理:用放大晶体管34-2放大FD33-2的电荷、通过选择晶体管35-2输出像素信号并且利用复位晶体管36-2对FD33-2的电荷进行复位。
如上所述,在像素单元21′中,像素22-1、像素22-2和像素22-6这三个像素共用FD33-1、放大晶体管34-1、选择晶体管35-1和复位晶体管36-1。此外,在像素单元21'中,像素22-3、像素22-4和像素22-5这三个像素共用FD33-2、放大晶体管34-2、选择晶体管35-2和复位晶体管36-2。
请注意,像素单元21可以包含有三个FD33,并且每个FD33可以被两个像素22共用。
图5B中所示像素单元21″中包括光电转换元件31-1至光电转换元件31-6、传输栅极32-1至传输栅极32-6、FD33-1至FD33-6、放大晶体管34-1至放大晶体管34-6、选择晶体管35-1至选择晶体管35-6以及复位晶体管36-1至复位晶体管36-6。
在像素单元21″中,在光电转换元件31-1至光电转换元件31-6中产生的电荷通过传输栅极32-1至传输栅极32-6传输至相应的FD33-1至FD33-6中。然后,放大晶体管34-1至放大晶体管34-6将相应的FD33-1至FD33-6的电荷放大,并通过选择晶体管35-1至选择晶体管35-6输出像素信号。另外,复位晶体管36-1至复位晶体管36-6将相应的FD33-1至FD33-6的电荷进行复位。
如上所述,像素单元21″采用了不共用FD并且单独驱动像素22-1至像素22-6的构造。
接下来,图6图示了在采用了本技术的固体图像传感器中所包含的像素单元的第二实施例的构造。
如图6所示,像素单元41包含像素42-1至像素42-8这八个像素的像素组。像素42-1至像素42-8中的各者在平面图中都具有六边形外形。而且,像素42-1至像素42-6这六个像素布置在像素42-7的周围,并且像素42-8布置在包括像素42-1至像素42-7在内的区块的外部并与该区块邻接。因此,像素单元41拥有不规则的形状(是非旋转对称的),其中像素42-8突出在包括像素42-1至像素42-7在内的被形成为旋转对称体的区块之外。
具体地,在像素单元41中,像素42-1至像素42-8被布置在四列上,从而使得在某列中的像素42与在相邻列中的像素42在行方向上相互偏移了半个像素的位置。例如,以像素42-1为参照,像素42-5布置在像素42-1的下方使得像素42-1和像素42-5在第一列中彼此相邻。另一方面,在第二列中,像素42-7被布置在相对于像素42-1的位置向下偏移了半个像素的位置处,像素42-3被布置在像素42-7的下方并与像素42-7相邻,像素42-6被布置在像素42-7的上方并与像素42-7相邻。此外,在第三列中,像素42-2被布置在从像素42-7向上偏移半个像素的位置中,像素42-4被布置在从像素42-7向下偏移半个像素的位置中。此外,在第四列中,像素42-8被布置在像素42-2和像素42-4之间的位置中。
通过这种方式,当像素单元41布置在固体图像传感器的光接收平面中时,形状不规则的像素单元41以简单的周期性结构覆盖了整个平面。
图7例如图示了周期性布置的三个像素单元411至413
如图7中所示,具有简单的周期性结构的像素单元41覆盖了整个平面(使得像素单元41在行方向上和列方向上周期性布置着)。通过这种方式,在包括布置于光接收平面上的像素单元41的固体图像传感器中,当采用了对应于多种颜色的像素42时,提高了像素42的平面覆盖率。而且,由于像素单元41是以简单的周期性结构布置着,所以易于进行根据从固体图像传感器输出的像素信号生成图像的图像处理。
此处,在像素单元41中,对各个像素42-1至像素42-8均设置有滤色器,使得像素42-1至像素42-8能够接收与滤色器相对应的颜色的光。可供选择的是,在像素单元41中,一些像素42也可以不设置有滤色器,并且未设置滤色器的像素42可以接收所有波长的光(以下在适当的时候称为“白色光”)。
此外,在像素单元41中,例如可以不形成像素42-1至像素42-8中的某些像素(如像素42-7和像素42-8)。具体地,只要像素单元41具有能够确保布置八个像素42-1至42-8用的区域的外形,像素单元41可含有布置于其中的八个或者更少数量的像素42。
图8图示了包含像素42a的像素单元41a的构造,该像素单元41a被布置为第一布置示例。
如图8中所示,像素单元41a包含像素42a-1至像素42a-6这六个像素的像素组。具体地,在像素单元41a中,在与图6中所示的像素单元41中的像素42-7和像素42-8的部位相对应的部位中未布置有像素42a。
不同的像素42a-1至42a-6接收穿过不同颜色的滤色器的光,并且输出通过将相应颜色的光转换成电信号而获得的像素信号。例如,像素42a-1接收红色(R)光,像素42a-2接收绿色(G)光,像素42a-3接收蓝色(B)光。而且,像素42a-4接收青色(C)光,像素42a-5接收品红色(M)光,像素42a-6接收黄色(Y)光。如上所述,像素42a-1至像素42a-6被布置为使得彼此为补色的各对像素42a呈对角地布置着。通过这样的布置,例如当在一个像素42a中产生了缺陷并且对该缺陷像素42a进行修正时,防止了伪色的产生。
此外,如在图3中所示的像素单元21的情况一样,像素单元41a也可以采用像素共用结构。
将参照图9说明像素单元41a的第一构造。
如图9所示,像素单元41a包括:分别包含于像素42a-1至像素42a-6中的光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6以及传输栅极52a-1至传输栅极52a-6;由像素42a-1至像素42a-6共用的FD53a、放大晶体管54a、选择晶体管55a和复位晶体管56a。
光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6(光电二极管或者光电转换膜)通过接收透过片上透镜(未图示)的光来产生电荷并存储该电荷。此外,光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6具有六边形外形以与像素42a-1至像素42a-6的形状相对应。需要注意的是,片上透镜被布置为从内侧或者从外侧与光电转换元件51a的六边形形状相接触。
传输栅极52a-1至传输栅极52a-6被布置为使得光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6通过传输栅极52a-1至传输栅极52a-6与FD53a彼此相连。当用作传输栅极52a-1至传输栅极52a-6的晶体管导通时,存储在光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6内的电荷就被传输至FD53a中。
FD53a存储着在不同时序下经由传输栅极52a-1至传输栅极52a-6从光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6传输来的电荷。而且,如图9所示,FD53a形成于被光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6包围的区域中。具体地,在像素单元41a的与图6所示像素单元41中的形成像素42-7用的区域相对应的区域中没有形成像素,而是在该区域中形成了FD53a。如上所述,由于布置了大的FD53a,所以增大了FD53a的电荷存储容量。例如,甚至当光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6接收大量的光时,仍然能够防止存储在FD53a中的电荷溢出。
放大晶体管54a对FD53a中存储的电荷进行放大,选择晶体管55a将放大晶体管54a连接至输出像素信号用的信号线,并且复位晶体管56a将FD53a中存储的电荷复位。
在如上所述构造而成的像素单元41a中,由于通过像素42a-1至像素42a-6来接收六种颜色光束并且输出像素信号,所以改善了颜色再现性。此外,由于像素42a-1至像素42a-6共用FD53a、放大晶体管54a、选择晶体管55a和复位晶体管56a,所以可以获得大面积的光电转换元件51a。通过这种方式,像素42a-1至像素42a-6的特性得以改进。
此外,与图7中的情况一样,当像素单元41a布置在固体图像传感器的光接收平面中时,像素单元41a以简单的周期性结构覆盖整个平面。
图10例如图示了周期性布置的五个像素单元41a1至41a5。如图10中所示,像素单元41a可以用其中周期性地布置有像素41a-1至像素41a-6的简单的周期性结构覆盖整个平面。
此外,作为像素单元41a的构造,与图5A及图5B中的情况一样,FD53a可以由预定数量的像素42a共用或者可以为各像素42a都设置FD53a。
图11A和图11B图示了像素单元41a的第二构造和第三构造。请注意,在图11A和图11B中,用与图9的像素单元41a的附图标记相同的附图标记来表示与图9的像素单元41a的构造相同的构造,并且省略掉详细说明。
图11A所示的像素单元41a'中包含:光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6、传输栅极52a-1至传输栅极52a-6、FD53a-1和FD53a-2、放大晶体管54a-1和放大晶体管54a-2、选择晶体管55a-1和选择晶体管55a-2以及复位晶体管56a-1和复位晶体管56a-2。
与图5A的像素单元21'一样,在像素单元41a'中,三个像素42a-1、42a-2和42a-6共用FD53a-1、放大晶体管54a-1、选择晶体管55a-1和复位晶体管56a-1。此外,在像素单元41a'中,三个像素42a-3、42a-4和42a-5共用FD53a-2、放大晶体管54a-2、选择晶体管55a-2和复位晶体管56a-2。
请注意,像素单元41a'可以包含有三个FD53a,并且每个FD53a被两个像素42a共用。
图11B所示的像素单元41a''包含:光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6、传输栅极52a-1至传输栅极52a-6、FD53a-1至FD53a-6、放大晶体管54a-1至和放大晶体管54a-6、选择晶体管55a-1至选择晶体管55a-6以及复位晶体管56a-1至复位晶体管56a-6。
与图5B的像素单元21″一样,在像素单元41a''中,FD53a不是被共用并且像素42a-1至像素42a-6是单独驱动的。
图12图示了包含像素42b的像素单元41b的构造,该像素单元41b被布置为第二布置示例。
如图12中所示,像素单元41b包含像素42b-1至像素42b-7这七个像素的像素组。具体地,在像素单元41b中,在与图6所示像素单元41中的像素42-8的部位相对应的部位中并没有布置像素42b。
此外,与图8的像素42a-1至像素42a-6一样,像素42b-1至像素42b-6分别接收相应颜色的光,而像素42b-7接收白色(W)光。具体地,在像素单元41b中,像素42b-1至像素42b-6被布置为包围着接收白色光的像素42b-7的***,使得像素42b-7置于中央并且彼此互为补色的各对像素42b呈对角地布置着。通过这种排列方式,例如当在一个像素42b中产生了缺陷并且对该缺陷像素42b进行修正时,避免了伪色的产生。
请注意,当使用了接收白色光的像素42b-7时,除了利用式(1)至式(3)之外,还可以利用白色像素信号W来合成得到红色像素信号R、绿色像素信号G和蓝色像素信号B。
具体地,可以按照下面的式(7)利用品红色像素信号M、黄色像素信号Y和白色像素信号W来获得红色像素信号R。类似地,可以按照下面的式(8)利用青色像素信号C、黄色像素信号Y和白色像素信号W来获得绿色像素信号G。而且,可以按照下面的式(9)利用青色像素信号C、品红色像素信号M和白色像素信号W来获得蓝色像素信号B。
R=Y+M-W     (7)
G=C+Y-W     (8)
B=C+M-W     (9)
请注意,在对式(7)至式(9)进行计算的时候,在适当情况下也可以通过加权来合成得到像素信号。此外,白色像素信号W也可以由红色像素信号R、绿色像素信号G和蓝色像素信号B合成得到,或者由青色像素信号C、品红色像素信号M和黄色像素信号Y合成得到。
另外,与图9中所示的像素单元41a的情况一样,像素单元41b可以采用像素共用结构。
如图13所示,像素单元41b包括:分别包含在像素42b-1至像素42b-7中的光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-7以及传输栅极52b-1至传输栅极52b-7;由像素42b-1至像素42b-7共用的FD53b、放大晶体管54b、选择晶体管55b和复位晶体管56b。此外,将光聚集至光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-7上的片上透镜被布置为从内侧或从外侧与光电转换元件51b的六边形形状相接触。
光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-6和传输栅极52b-1至传输栅极52b-6的构造与光电转换元件51a-1至光电转换元件51a-6和传输栅极52a-1至传输栅极52a-6的构造类似。光电转换元件51b-7布置在中央从而被光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-6包围,并且传输栅极52b-7被布置为将光电转换元件51b-7与FD53b彼此相连。
FD53b存储着在不同的时序下经由传输栅极52b-1至传输栅极52b-7从光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-7传输来的电荷。请注意,如图13所示,FD53b形成在位于光电转换元件51b-7与光电转换元件51b-1至51b-6之间的包围着光电转换元件51b-7的区域中。
另外,放大晶体管54b、选择晶体管55b和复位晶体管56b的构造与图9中所示的放大晶体管54a、选择晶体管55a和复位晶体管56a的构造类似。
在如上所述构造而成的像素单元41b中,由于通过像素42b-1至像素42b-7来接收七种颜色光束并输出像素信号,所以改善了颜色再现性。此外,由于像素42b-1至像素42b-7共用FD53b、放大晶体管54b、选择晶体管55b和复位晶体管56b,所以可以实现大面积的光电转换元件51b。通过这种方式,像素42b-1至像素42b-7的特性得以改进。
此外,与图7的情况一样,当像素单元41b布置在固体图像传感器的光接收平面中时,像素单元41b以简单的周期性结构覆盖整个平面。
图14图示了周期性布置的例如五个像素单元41b1至41b5。如图14所示,像素单元41b能够以其中周期性地布置有像素42b1-1至像素42b1-7的简单的周期性结构覆盖整个平面。
此外,作为像素单元41b的构造,与图11A及图11B中的情况一样,FD53b可以被预定数量的像素42b共用或者各像素42b可以均设置有FD53b。
图15A和图15B图示了像素单元41b中的第二构造和第三构造。请注意,在图15A和图15B中,用与图13中的附图标记相同的附图标记来表示与图13的像素单元41b的构造相同的构造,并且省略掉详细说明。
图15A所示的像素单元41b′中包括:光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-7、传输栅极52b-1至传输栅极52b-7、FD53b-1和FD53b-2、放大晶体管54b-1和放大晶体管54b-2、选择晶体管55b-1和选择晶体管55b-2、以及复位晶体管56b-1和复位晶体管56b-2。
此外,在像素单元41b′中,四个像素42b-1、42b-2、42b-6和42b-7共用FD53b-1、放大晶体管54b-1、选择晶体管55b-1和复位晶体管56b-1。此外,在像素单元41b'中,三个像素42b-3、42b-4和42b-5共用FD53b-2、放大晶体管54b-2、选择晶体管55b-2和复位晶体管56b-2。
请注意,像素单元41b'可以包含有三个FD53b,并且各个FD53b可以被两个像素42b和三个像素42b共用。
图15B中所述的像素单元41b″包括:光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-7、传输栅极52b-1至传输栅极52b-7、FD53b-1至FD53b-6、放大晶体管54b-1至放大晶体管54b-6、选择晶体管55b-1至选择晶体管55b-6、以及复位晶体管56b-1至复位晶体管56b-6。
在像素单元41b″中,光电转换元件51b-6和51b-7共用FD53b-6,像素42b-1至像素42b-5使用对应的FD53b-1至FD53b-5。
图16图示了包含像素42c的像素单元41c的构造,该像素单元41c被布置为第三布置示例。在图16中,五个像素单元41c1至41c5呈周期性地布置着。
如图16中所示,像素单元41c的结构与图12的像素单元41b的结构的相同之处在于:像素单元41c包含有七个像素42c-1至42c-7的像素组。请注意,像素单元41c的构造与图12的像素单元41b的构造的不同之处在于像素42c-7接收绿色光。
具体地,在像素单元41c中,两个像素42c-2和42c-7接收绿色光。因此,绿色光的分辨率得以提高。此外,像素单元41c以简单的周期性结构覆盖整个平面,在所述简单的周期性结构中像素42c-1至像素42c-7周期性地布置着。
此外,在像素单元41c中,与图12的像素单元41b的情况一样,例如当在一个像素42c中发生了缺陷时并且对该缺陷像素42c进行修正时,防止了伪色的产生。另外,像素单元41c可以采用前面参照图13、图15A和图15B说明的像素共用结构。
图17图示了包含像素42d的像素单元41d的构造,该像素单元41d被布置为第四布置示例。
如图17所示,像素单元41d包含八个像素42d-1至42d-8的像素组。
此外,与图12的像素42b-1至像素42b-7一样,像素42d-1至像素42d-7接收相应颜色的光,并且像素42d-8接收白色(W)光。具体地,在像素单元41d中,像素42d-1至像素42d-6被布置为包围着接收白色光的像素42d-7的***,从而使得像素42d-7位于中央并且彼此互为补色的像素42d呈对角地布置着。通过这种排列方式,例如当在一个像素42d中产生了缺陷并且对该缺陷像素42d进行修正时,避免了伪色的产生。
此外,在像素单元41d中,像素42d-7和像素42d-8这两个像素接收白色光。因此,提高了亮度分辨率。
另外,与图9中所示的像素单元41a的情况一样,像素单元41d可以采用像素共用结构。
如图18所示,像素单元41d包括:分别包含于像素42d-1至像素42d-8中的光电转换元件51d-1至光电转换元件51d-8以及传输栅极52d-1至传输栅极52d-8;由像素42d-1至像素42d-8共用的FD53d、放大晶体管54d、选择晶体管55d和复位晶体管56d。
光电转换元件51d-1至光电转换元件51d-7和传输栅极52d-1至传输栅极52d-7的构造与图13中所示的光电转换元件51b-1至光电转换元件51b-7和传输栅极52b-1至传输栅极52b-7的构造类似。光电转换元件51d-8布置在包括光电转换元件51d-1至光电转换元件51d-7在内的区块的外部,并且传输栅极52d-8被布置为使得光电转换元件51d-8与FD53d彼此相连。
FD53d存储着在不同时序下经由传输栅极52d-1至传输栅极52d-8从光电转换元件51d-1至光电转换元件51d-8传输来的电荷。请注意,如图18所示,FD53d形成于如下两个区域中:一个是光电转换元件51d-7与光电转换元件51d-1至51d-6之间的区域,另一个是从光电转换元件51d-2与光电转换元件51d-4之间的部位延伸至光电转换元件51d-8附近的部位的区域。
另外,放大晶体管54d、选择晶体管55d和复位晶体管56d的构造与图13中所示的放大晶体管54b、选择晶体管55b和复位晶体管56b的构造类似。
在如上所述构造而成的像素单元41d中,由于通过像素42d-1至像素42d-8接收七种颜色光束并输出像素信号,因此改善了颜色再现性。此外,由于像素42d-1至像素42d-8共用FD53d、放大晶体管54d、选择晶体管55d和复位晶体管56d,所以可以实现大面积的光电转换元件51d。通过这种方式,像素42d-1至像素42d-8的特性得以改进。
此外,与图7的情况一样,当像素单元41d布置在固体图像传感器的光接收平面中时,像素单元41d以简单的周期性结构覆盖整个平面。
图19图示了周期性布置的例如五个像素单元41d1至41d5。如图19所示,像素单元41d能够以其中周期性地布置有像素42d-1至像素42d-8的简单的周期性结构覆盖整个平面。
此外,作为像素单元41d的构造,与图11A及图11B的情况一样,FD53d可以被预定数量的像素42d共用或者可以为各像素42d都设置FD53d。
图20A和图20B图示了像素单元41d的第二构造和第三构造。请注意,在图20A和图20B中,用与图18中的附图标记相同的附图标记来表示与图18的像素单元41d的构造相同的构造,并且省略掉详细说明。
图20A中所示的像素单元41d'包括:光电转换元件51d-1至光电转换元件51d-8、传输栅极52d-1至传输栅极52d-8、FD53d-1和FD53d-2、放大晶体管54d-1和放大晶体管54d-2、选择晶体管55d-1和选择晶体管55d-2、以及复位晶体管56d-1和复位晶体管56d-2。
此外,在像素单元41d'中,四个像素42d-1、42d-2、42d-6和42d-7共用FD53d-1、放大晶体管54d-1、选择晶体管55d-1和复位晶体管56d-1。此外,在像素单元41d'中,四个像素42d-3、42d-4、42d-5和42d-8共用FD53d-2、放大晶体管54d-2、选择晶体管55d-2和复位晶体管56d-2。
请注意,像素单元41d'可以包含四个FD53d,并且每个FD53d都可以被两个像素42d共用。
图20B所示的像素单元41d″包括:光电转换元件51d-1至光电转换元件51d-8、传输栅极52d-1至传输栅极52d-8、FD53d-1至FD53d-6、放大晶体管54d-1至放大晶体管54d-6、选择晶体管55d-1至选择晶体管55d-6、以及复位晶体管56d-1至复位晶体管56d-6。
在像素单元41d″中,光电转换元件51d-6和光电转换元件51d-7共用FD53d-6,光电转换元件51d-4和光电转换元件51d-8共用FD53d-4,像素42d-1、像素42d-2、像素42d-3和像素42d-5使用对应的FD53d-1、FD53d-2、FD53d-3和FD53d-5。
请注意,像素单元41也可采用如下布置:其中,在图17和图19中所示的像素单元41d中接收白色光的两个像素42d-7和42d-8接收例如绿色光。
具体地,图21图示了包含像素42e的像素单元41e的构造,该像素单元41e被布置为第五布置示例。像素单元41e与图17和图19中所示的像素单元41d的不同之处在于:像素42e-7和像素42e-8接收绿色光。因此,绿色光的分辨率得以提高。
此外,像素单元41也可以采用如下布置:其中,在图17和图19中所示的像素单元41d中接收白色光的像素42d-8接收例如绿色光。
具体地,图22图示了包含像素42f的像素单元41f的构造,该像素单元41f被布置为第六布置示例。像素单元41f与图17和图19中所示的像素单元41d的不同之处在于:像素42f-8接收绿色光。因此,绿色光的分辨率得以提高。
此外,像素单元41也可以采用如下布置:其中,在图17和图19中所示的像素单元41d中接收白色光的像素42d-7接收绿色光。
具体地,图23图示了包含像素42g的像素单元41g的构造,该像素单元41g被布置为第七布置示例。像素单元41g与图17和图19中所示的像素单元41d的不同之处在于:像素42g-7接收绿色光。因此,绿色光的分辨率得以提高。
请注意,与像素单元41d一样,像素单元41e至像素单元41g各者以简单的周期性结构覆盖整个平面,在所述简单的周期性结构中周期性地布置有八个像素42。此外,当在一个像素42中发生了缺陷并且对该缺陷像素42进行修正时,避免了伪色的产生,并且可以采用如参照图18至图20A和图20B所述的像素共用结构。
此外,包含像素单元21或像素单元41(像素单元21或像素单元41具有上述的构造并且布置于光接收平面上)的固体图像传感器可以应用到诸如包括数码照相机和数码摄像机的摄像***、具有摄像功能的手机和具有摄像功能的其它设备等各种电子设备中。
图24图示了电子设备中含有的摄像装置的构造。
如图24所示,摄像装置101包括固体图像传感器102、信号计算单元103、显示器104、转换器105、输出单元106和记录单元107。摄像装置101能够拍摄静止图像和移动图像。
固体图像传感器102包括像素阵列单元108和A/D转换器109。像素阵列单元108包括具有上述各种构造之一并且覆盖整个光接收平面的像素单元21或像素单元41。像素阵列单元108输出与将要通过光学***(未图示)形成在光接收平面上的图像相对应的像素信号(颜色信号),并且A/D转换器109对像素信号进行A/D转换并输出转换后的像素信号。
信号计算单元103在适当的情况下对从A/D转换器109提供的像素信号进行信号合成处理或者缺陷像素信号修正处理。例如,当设定了要输出多种颜色的信号时,信号计算单元103例如通过合成从像素单元41中的那些像素42中选择的其它像素信号来进行对该像素单元41中的一个缺陷像素42的像素信号的缺陷的修正处理。此外,当设定了要输出三原色的信号时,信号计算单元103进行信号合成处理和缺陷像素信号修正处理。在该信号合成处理中,按照上述的式(1)至式(3)合成三原色(RGB)的颜色信号。请注意,可以根据显示器104的反应和使用摄像装置101的用户的显示环境来设定从信号计算单元103输出的颜色信号。
显示器104包含液晶面板或者有机电致发光(Electro Luminescence:EL)面板,并且显示经过由信号计算单元103进行的信号处理的图像。
转换器105根据作为图像的传输终点的设备对从摄像装置101输出的图像的数据格式进行转换,并将该图像输出到输出单元106和记录单元107。
输出单元106例如与外部显示器连接,并且输出单元106把从转换器105提供的图像输出至该外部显示器,该外部显示器显示该图像。
记录单元107例如是闪存(例如EEPROM:电可擦除可编程只读存储器),并且记录从转换器105提供的图像。
由于具有上述各种构造之一的像素单元21或像素单元41被布置为覆盖固体图像传感器102中的整个光接收平面,所以如上所述构造而成的摄像装置101可以获取高质量的图像。
请注意,在摄像装置101中,当显示器104的分辨率低于固体图像传感器102的分辨率并且由固体图像传感器102获取的图像将要显示在显示器104中时,固体图像传感器102根据显示器104的分辨率来操作像素单元41。例如,固体图像传感器102交替地操作水平方向上的像素单元41,或者交替地操作垂直方向上的像素单元41,或者交替地操作水平方向上和垂直方向上的像素单元41,从而进行信号取出操作。这样,可以减小信号处理过程中的负载和功耗,并且提高了可用性(usability)。
接下来,将参照图25说明摄像装置101所进行的处理。
在步骤S11中,当摄像装置101开始拍摄图像时,在固体图像传感器102中像素阵列单元108将像素信号提供给A/D转换器109。
在步骤S12中,A/D转换器109对从像素阵列单元108提供的像素信号进行A/D转换,并且将转换后的像素信号提供给信号计算单元103。
在步骤S13中,信号计算单元103依据设定来判定要输出的颜色信号是三原色信号还是多种颜色信号。
当在步骤S13中判定要输出的颜色信号是三原色信号时,该处理过程前进至步骤S14,在步骤S14中,信号计算单元103如上所述进行信号合成处理和缺陷像素信号修正处理。
在步骤S15中,信号计算单元103输出经过步骤S14中的处理而获得的像素信号(例如,RGB颜色信号),并且该处理过程结束。
另一方面,在步骤S13中,当判定要输出的颜色信号是多种颜色信号时,该处理过程前进至步骤S16,在步骤S16中,信号计算单元103如上所述进行缺陷像素信号修正处理。
在步骤S17中,信号计算单元103输出经过步骤S16中的处理而获得的像素信号(RGB或CMY颜色信号),并且该处理过程结束。
如前所述,在摄像装置101中,在输出三原色像素信号或多种颜色像素信号之前,根据图像的显示环境来判定是否要进行信号合成处理。
请注意,作为缺陷像素信号的修正处理,可以采用一般的方法,例如通过使用具有相同颜色并且邻近于目标像素的像素的信号来补偿目标像素信号的方法。
请注意,当在摄像装置101上安装了镜头和操作控制器时,就获得了数码照相机。
请注意,参照上述流程图说明的各处理并非是必须按照该流程图中所示的顺序以时间序列的形式进行,而是可以并行地进行各处理或者可以单独地进行各处理(例如,并行处理或对象处理)。
请注意,本发明可以被构造成如下方式。
一种固体图像传感器,其包括像素单元,并且各像素单元具有形成多边形外形的像素组以覆盖整个光接收平面。所述多边形外形具有至少六条等长的边,并且所述像素组包括接收至少四种不同颜色的光的像素。此外,像素组中的每个像素具有三角形状。例如,像素组可以具有六种不同颜色,诸如红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色。例如,红色与青色呈对角地布置着,绿色与品红色呈对角地布置着,黄色与蓝色呈对角地布置着。
在一个实施例中,像素组中的六个像素中的至少两个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
在另一实施例中,像素组中的六个像素中的三个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
在又一实施例中,像素组中的所有六个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
一种固体图像传感器,其包括像素单元,并且各像素单元都具有形成如下外形的像素组:该外形限定了八个六边形区域的外边界。像素单元被构造为覆盖整个光接收平面。像素组包括分别位于八个六边形区域中的六个六边形区域内的六个像素,并且形成环形的这六个像素具有相同的六边形形状。该环形包围着白色像素或者绿色像素。另一个白色像素或者另一个绿色像素可以位于该环形的外部。而且,像素组包含接收至少四种不同颜色的光的像素。例如,像素组可以具有六种不同颜色,诸如红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色。例如,红色与青色呈对角地布置着,绿色与品红色呈对角地布置着,黄色与蓝色呈对角地布置着。
在一个实施例中,像素组中的六个像素中的至少两个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
在另一实施例中,像素组中的六个像素中的三个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
在又一实施例中,像素组中的所有六个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
(1)一种固体图像传感器,其包括像素单元,各所述像素单元包括由多个像素构成的像素组,所述多个像素在平面图中具有相同的多边形形状,所述像素单元规则地布置着以覆盖整个平面,并且所述像素单元接收至少四种颜色的光束。
(2)根据(1)的固体图像传感器,其中,各所述像素单元包括由至少六个像素构成的像素组,并且接收互为补色的光束的像素对呈对角地布置着。
(3)根据(1)或者(2)的固体图像传感器,其中,所述多个像素中的至少一个接收未透过滤色器的光。
(4)根据(1)至(3)中任一者的固体图像传感器,其中,各所述像素单元包括由八个像素构成的像素组,所述八个像素在平面图中都具有六边形外形,并且这些像素按照如下方式布置着:这些像素中的位于中央的一个像素被这些像素中的六个像素包围,并且这些像素中剩下的另一像素布置在上述七个像素组成的区块之外。
(5)根据(1)至(4)中任一者的固体图像传感器,其中,所述像素单元采用多个像素共用特定晶体管的共用结构。
(6)根据(1)至(5)中任一者的固体图像传感器,其中,要从一个像素获得的与特定颜色相对应的像素信号是通过合成与其它颜色相对应的像素信号而得到的,并且输出所得到的像素信号。
请注意,本发明不限于上述各实施例,并且可以在本发明的范围内进行各种修改。

Claims (26)

1.一种固体图像传感器,其包括像素单元,
各所述像素单元包括:像素组,所述像素组形成用于覆盖整个光接收平面的多边形外形,所述多边形外形具有至少六条等长的边,
其中,所述像素组包括用于分别接收至少四种不同颜色的光的像素。
2.根据权利要求1所述的固体图像传感器,其中,所述像素组包括六个像素,并且所述六个像素用于分别接收至少六种不同颜色的光。
3.根据权利要求2所述的固体图像传感器,其中,所述至少六种不同颜色包括红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色。
4.根据权利要求3所述的固体图像传感器,其中,所述不同颜色与补色呈对角地布置着,并且所述补色是红色、绿色、蓝色、青色、品红色和黄色中的一种。
5.根据权利要求3所述的固体图像传感器,其中,红色与青色呈对角地布置着,绿色与品红色呈对角地布置着,并且黄色与蓝色呈对角地布置着。
6.根据权利要求2所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素中的至少两个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
7.根据权利要求6所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素中的三个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
8.根据权利要求6所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
9.根据权利要求1所述的固体图像传感器,其中,所述像素组被构造为形成六边形外形,并且所述像素组中的各像素具有三角形状。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的固体图像传感器,其中,要从一个像素获得的与特定颜色相对应的像素信号是通过合成与其它颜色相对应的像素信号而得到的,并且输出所得到的像素信号。
11.一种固体图像传感器,其包括像素单元,
各所述像素单元包括:像素组,所述像素组形成的外形限定了八个六边形区域的外边界,
其中,所述像素组包括六个像素,所述六个像素分别位于所述八个六边形区域中的六个六边形区域内,所述六个像素具有相同的六边形形状;
所述像素单元被构造成覆盖整个光接收平面;并且
所述像素组接收至少四种不同颜色的光。
12.根据权利要求11所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素形成环形。
13.根据权利要求12所述的固体图像传感器,其中,所述至少四种不同颜色包括红色、绿色、蓝色、青色、品红色、黄色中的至少四种。
14.根据权利要求13所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素包括至少一对彼此呈对角地布置着且互为补色的像素。
15.根据权利要求14所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素包括:与青色像素呈对角地布置着的红色像素、与品红色像素呈对角地布置着的绿色像素、以及与蓝色像素呈对角地布置着的黄色像素。
16.根据权利要求15所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素中的至少两个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
17.根据权利要求16所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素中的三个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
18.根据权利要求16所述的固体图像传感器,其中,所述六个像素共用浮动扩散区域、放大晶体管、选择晶体管和复位晶体管。
19.根据权利要求16所述的固体图像传感器,其中,所述像素组还包括被所述环形包围的白色像素。
20.根据权利要求19所述的固体图像传感器,其中,所述白色像素与所述六个像素一起共用所述浮动扩散区域,并且所述浮动扩散区域位于所述白色像素的外部且位于所述环形的内部。
21.根据权利要求20所述的固体图像传感器,其中,所述像素组还包括位于所述环形的外部的白色像素或绿色像素。
22.根据权利要求16所述的固体图像传感器,其中,所述像素组还包括被所述环形包围的绿色像素。
23.根据权利要求22所述的固体图像传感器,其中,所述绿色像素与所述六个像素一起共用所述浮动扩散区域,并且所述浮动扩散区域位于所述绿色像素的外部且位于所述环形的内部。
24.根据权利要求23所述的固体图像传感器,其中,所述像素组还包括位于所述环形的外部的白色像素或绿色像素。
25.根据权利要求11至24中任一项所述的固体图像传感器,其中,要从一个像素获得的与特定颜色相对应的像素信号是通过合成与其它颜色相对应的像素信号而得到的,并且输出所得到的像素信号。
26.一种电子设备,其包含摄像装置,所述摄像装置包括权利要求1至25中任一项所述的固体图像传感器。
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