FR2968877A1 - Image sensor for detecting color on surface of substrate semiconductor, has pixels arranged in rows adjacent to each other based on pixel width, where pixels of adjacent rows are being offset relative to each other than half of pixel length - Google Patents

Abstract

The sensor has a matrix of rectangular pixels (30) comprising a microlens that focuses light rays reaching an entire surface of a pixel area related to respective photodetectors (36-44). The pixels are arranged in multiple rows (L1-L3) adjacent to each other based on width of each pixel. The pixels of adjacent rows are being offset relative to each other than half of length of the individual pixel, where the width pixel lies in a range between 25 and 75 percent of the pixel length. Each pixel comprises a color filter formed next to the entire surface of the pixel.

Description

B10646 - 10-GR3-268 1 PIXEL D'UN CAPTEUR D'IMAGE B10646 - 10-GR3-268 1 PIXEL OF AN IMAGE SENSOR

Domaine de l'invention La présente invention concerne un capteur d'image intégré comprenant des pixels présentant un éclairement relatif et une résolution élevés, ainsi qu'une bonne réponse angulaire. Field of the Invention The present invention relates to an integrated image sensor comprising pixels having high relative illumination and resolution, as well as a good angular response.

Exposé de l'art antérieur Un capteur d'image intégré est généralement constitué de pixels, ou cellules élémentaires, répartis sous forme d'une matrice en surface d'un substrat semiconducteur. Chaque pixel comprend une zone de photodétection, généralement constituée d'une région présentant une concentration de dopants différente de celle du substrat semiconducteur, surmontée d'une micro-lentille prévue pour focaliser des rayons lumineux incidents vers la zone de photodétection. Des éléments de transfert des charges photogénérées et capturées dans la zone de photodétection sont également prévus. Dans le cas de capteurs d'image CMOS, le transfert des charges photogénérées est réalisé à l'aide de transistors MOS. D'autres transistors sont prévus pour associer chaque zone de photodétection de pixel à des lignes et colonnes de la matrice de pixels de façon à réaliser la lecture des informations contenues dans les zones de photodétection. Dans le cas de capteurs d'image couleur, des filtres colorés sont formés en B10646 - 10-GR3-268 DISCUSSION OF THE PRIOR ART An integrated image sensor generally consists of pixels, or elementary cells, distributed in the form of a surface matrix of a semiconductor substrate. Each pixel comprises a photodetection zone, generally consisting of a region having a concentration of dopants different from that of the semiconductor substrate, surmounted by a micro-lens designed to focus incident light rays towards the photodetection zone. Transfer elements photogenerated charges and captured in the photodetection area are also provided. In the case of CMOS image sensors, the transfer of the photogenerated charges is carried out using MOS transistors. Other transistors are provided for associating each pixel photodetection zone with rows and columns of the pixel matrix so as to perform the reading of the information contained in the photodetection zones. In the case of color image sensors, color filters are formed in B10646 - 10-GR3-268

2 regard des pixels selon un agencement propre à assurer l'obtention d'une information de la couleur de l'image détectée. Dans la suite de la description, on appellera pixel d'un capteur d'image l'ensemble constitué d'une zone de photodétection associée à une microlentille et éventuellement, si le pixel est un pixel couleur, d'un filtre coloré. La "surface" du pixel est définie par la surface de la microlentille. Les éléments de transfert des charges photo-générées, extérieurs au pixel, peuvent prendre toute forme connue, et notamment être communs à plusieurs pixels. La figure 1 illustre la structure de pixels d'un capteur d'image couleur classique éclairé par la face avant, ainsi que de certains éléments de transfert de charges. Sur un substrat semiconducteur 10 sont formés des pixels de différentes couleurs, dans l'exemple représenté un pixel bleu 12B, un pixel vert 12G et un pixel rouge 12R. Chaque pixel comprend une zone de photodétection 14B, 14G et 14R formée dans le substrat 10. Des éléments de transfert de charges photogénérées 16B, 16G et 16R, dans l'exemple représenté des transistors MOS, sont prévus. Les zones de photodétection sont isolées les unes des autres par des murs isolants 18 formés dans le substrat 10. Au-dessus du substrat 10 est prévu un empilement de niveaux d'interconnexion comprenant des pistes métalliques 20 entourées d'un matériau isolant 22. On évite généralement de former des pistes métalliques 20 en regard des zones de photodétection 14R, 14B et 14G pour ne pas perturber la détection. Des filtres colorés 24B, 24G et 24R sont formés en surface de l'empilement de niveaux d'interconnexion et sont recouverts de microlentilles 26. Différentes structures de pixels ont été proposées. On prévoit généralement de former des pixels de forme carrée, dans lesquels les éléments de transfert et de lecture de charges occupent un espace donné. Les zones de photodétection sont formées dans l'espace restant disponible de la surface du pixel. 2 pixels in a suitable arrangement to ensure obtaining information of the color of the detected image. In the remainder of the description, the pixel of an image sensor will be called the assembly consisting of a photodetection zone associated with a microlens and possibly, if the pixel is a color pixel, of a color filter. The "surface" of the pixel is defined by the surface of the microlens. The photo-generated charge transfer elements, external to the pixel, can take any known shape, and in particular be common to several pixels. Figure 1 illustrates the pixel structure of a conventional front-illuminated color image sensor, as well as some charge transfer elements. On a semiconductor substrate 10 are formed pixels of different colors, in the example shown a blue pixel 12B, a green pixel 12G and a red pixel 12R. Each pixel comprises a photodetection zone 14B, 14G and 14R formed in the substrate 10. Photogenerated charge transfer elements 16B, 16G and 16R, in the illustrated example of the MOS transistors, are provided. The photodetection zones are isolated from each other by insulating walls 18 formed in the substrate 10. Above the substrate 10 there is provided a stack of interconnection levels comprising metal tracks 20 surrounded by an insulating material 22. generally avoids forming metal tracks 20 opposite photodetection areas 14R, 14B and 14G so as not to disturb the detection. Colored filters 24B, 24G and 24R are formed on the surface of the stack of interconnection levels and are covered with microlenses 26. Different pixel structures have been proposed. It is generally expected to form square-shaped pixels, in which the transfer and charge reading elements occupy a given space. The photodetection areas are formed in the remaining space of the pixel surface.

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3 Cependant, les structures connues présentent l'inconvénient de présenter un éclairement relatif ("relative illumination" en anglais), correspondant au rapport entre la quantité de lumière détectée par des pixels situés en périphérie du capteur et par des pixels situés au centre du capteur sous un éclairement uniforme, de faible valeur. Il en est de même dans la réponse angulaire de ces capteurs, illustrant la capacité d'un capteur à détecter des faisceaux lumineux de forte incidence. However, the known structures have the disadvantage of having a relative illumination ("relative illumination" in English), corresponding to the ratio between the amount of light detected by pixels located at the periphery of the sensor and by pixels located at the center of the sensor. under uniform illumination, of low value. It is the same in the angular response of these sensors, illustrating the ability of a sensor to detect high incidence light beams.

Pour augmenter la valeur de l'éclairement relatif d'un pixel, on pourrait penser à augmenter la taille de la zone de photodétection des pixels, et donc des pixels. Cependant, une augmentation de la taille des pixels n'est généralement pas souhaitée, la tendance actuelle étant à la diminution de la taille des pixels d'un capteur d'image pour en augmenter la résolution (nombre de pixels par unité de surface du capteur). Un besoin existe donc d'une structure de pixels d'un capteur d'image présentant un éclairement relatif élevé et une bonne réponse angulaire. To increase the value of the relative illumination of a pixel, one could think of increasing the size of the photodetection zone of the pixels, and therefore of the pixels. However, an increase in the size of the pixels is generally not desired, the current tendency being to decrease the size of the pixels of an image sensor to increase the resolution (number of pixels per unit area of the sensor ). A need therefore exists for a pixel structure of an image sensor having a high relative illumination and a good angular response.

Résumé Un objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un capteur d'image comprenant des pixels dont la structure permet d'obtenir un éclairement relatif élevé et une bonne réponse angulaire. Summary An object of an embodiment of the present invention is to provide an image sensor comprising pixels whose structure allows to obtain a high relative illumination and a good angular response.

Un autre objet d'un mode de réalisation de la présente invention est de prévoir un capteur d'image dont la résolution n'est pas dégradée. Ainsi, un mode de réalisation de la présente invention prévoit un capteur d'image comprenant une matrice de pixels rectangulaires, chaque pixel comprenant une microlentille adaptée à focaliser des rayons lumineux atteignant l'ensemble de la surface du pixel vers une zone de photodétection associée, les pixels étant agencés en lignes et étant voisins dans chaque ligne par leurs largeurs, les pixels de lignes adjacentes étant B10646 - 10-GR3-268 Another object of an embodiment of the present invention is to provide an image sensor whose resolution is not degraded. Thus, an embodiment of the present invention provides an image sensor comprising a matrix of rectangular pixels, each pixel comprising a microlens adapted to focus light rays reaching the entire surface of the pixel to an associated photodetection area, the pixels being arranged in lines and being adjacent in each line by their widths, the pixels of adjacent lines being B10646 - 10-GR3-268

4 décalés les uns par rapport aux autres de la moitié de la longueur d'un pixel. Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque pixel a une largeur comprise entre 25 et 75 % de sa 5 longueur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les zones de photodétection sont centrées dans les pixels, des éléments de transfert de charges photogénérées dans un pixel étant formés dans l'espace restant en bout d'un pixel adjacent 10 d'une ligne adjacente. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les zones de photodétection ont un facteur de forme dans une même orientation que les pixels. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 15 les pixels ont un facteur de forme dans une même orientation que le capteur d'image, et qu'une image détectée par le capteur. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le capteur comprend en outre des moyens de reconstruction de pixels virtuels en regard des extrémités, dans leur longueur, 20 des pixels, à partir de la détection réalisée par les pixels adjacents. Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque pixel comprend en outre un filtre coloré formé en regard de l'ensemble de la surface du pixel. 25 Selon un mode de réalisation de la présente invention, la matrice de pixels est constituée de premières lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur bleue et de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte, et de deuxièmes lignes comprenant une alternance 30 de pixels associés à un filtre coloré de couleur rouge et de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte, les premières et deuxièmes lignes étant disposées alternativement dans la matrice. Selon un mode de réalisation de la présente invention, 35 la matrice de pixels comprend des premières et deuxième lignes B10646 - 10-GR3-268 4 offset from each other by half the length of a pixel. According to one embodiment of the present invention, each pixel has a width between 25 and 75% of its length. According to one embodiment of the present invention, the photodetection areas are centered in the pixels, photogenerated charge transfer elements in one pixel being formed in the remaining space at the end of an adjacent pixel of an adjacent line. . According to one embodiment of the present invention, the photodetection zones have a shape factor in the same orientation as the pixels. According to an embodiment of the present invention, the pixels have a shape factor in the same orientation as the image sensor, and an image detected by the sensor. According to an embodiment of the present invention, the sensor further comprises means for reconstructing virtual pixels opposite the ends, in their length, of the pixels, from the detection carried out by the adjacent pixels. According to an embodiment of the present invention, each pixel further comprises a color filter formed facing the entire surface of the pixel. According to one embodiment of the present invention, the pixel array consists of first lines comprising alternating pixels associated with a blue color filter and pixels associated with a green color filter, and second lines comprising an alternation of pixels associated with a red color filter and pixels associated with a green color filter, the first and second lines being arranged alternately in the matrix. According to an embodiment of the present invention, the pixel array comprises first and second lines B10646 - 10-GR3-268

formées alternativement, les premières lignes comprenant des pixels associés à un filtre coloré de couleur verte et les deuxièmes lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur bleue et de pixels associés à un 5 filtre coloré de couleur rouge. Selon un mode de réalisation de la présente invention, la matrice de pixel comprend des premières lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte et de pixels associés à un filtre coloré de couleur rouge, et des deuxièmes lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte et de pixels associés à un filtre coloré de couleur bleue, chaque pixel associé à un filtre coloré de couleur bleue ou rouge étant entouré de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte. formed alternately, the first lines comprising pixels associated with a green color filter and the second lines comprising alternating pixels associated with a blue color filter and pixels associated with a red color filter. According to one embodiment of the present invention, the pixel matrix comprises first lines comprising an alternation of pixels associated with a green color filter and pixels associated with a red color filter, and second lines comprising an alternation pixels associated with a green color filter and pixels associated with a blue color filter, each pixel associated with a blue or red color filter being surrounded by pixels associated with a green color filter.

Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1, précédemment décrite, illustre la structure d'un capteur d'image couleur éclairé par la face avant ; la figure 2 illustre une structure de pixels selon un mode de réalisation de la présente invention ; les figures 3 et 4 sont des agrandissements de la structure de la figure 2 illustrant la forme et le fonctionnement de ces pixels ; et les figures 5, 6 et 7 illustrent des agencements de filtres colorés de pixels d'un capteur d'image selon différents 30 modes de réalisation de la présente invention. Par souci de clarté, de mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références aux différentes figures et, de plus, comme cela est habituel dans la représentation des pixels de capteurs d'image, les diverses figures ne sont pas tracées à 35 l'échelle. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS These and other objects, features, and advantages will be set forth in detail in the following description of particular embodiments in a non-limiting manner with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. , illustrates the structure of a color image sensor illuminated by the front face; Fig. 2 illustrates a pixel structure according to an embodiment of the present invention; Figures 3 and 4 are enlargements of the structure of Figure 2 illustrating the shape and operation of these pixels; and Figures 5, 6 and 7 illustrate arrangements of color pixel filters of an image sensor according to various embodiments of the present invention. For the sake of clarity, the same elements have been designated with the same references in the various figures and, moreover, as is customary in the representation of the pixels of image sensors, the various figures are not drawn to scale. .

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6 Description détaillée On propose ici une nouvelle structure de pixels permettant d'améliorer l'éclairement relatif et la réponse angulaire du capteur, tout en ne dégradant pas la résolution, c'est-à-dire le nombre de pixels par unité de surface. La figure 2 illustre les contours de pixels 30 d'une telle structure (contour des microlentilles associées aux zones photosensibles). Dans cette structure, les pixels 30 sont agencés les uns à côté des autres en lignes, L1 à L5, et présentent une forme rectangulaire dont la longueur définit les lignes de la matrice. Les lignes de la matrice sont décalées les unes par rapport aux autres de façon que les extrémités, dans la longueur, d'un pixel d'une première ligne se trouvent sensiblement au niveau du centre de la longueur de pixels des lignes adjacentes (décalage d'une demi-longueur d'un pixel). Chaque pixel rectangulaire de la matrice de pixels comprend une microlentille adaptée à focaliser des rayons incidents atteignant l'ensemble de la surface d'un pixel vers le centre de celui-ci, vers une zone de photodétection. La forme rectangulaire des pixels permet d'améliorer la réponse angulaire du capteur. En effet, cette forme assure que des faisceaux présentant une incidence fortement oblique dans un plan perpendiculaire au plan des lignes de la matrice soient plus facilement détectés par le pixel. De plus, les capteurs d'image présentent généralement une forme rectangulaire pour une acquisition d'images rectangulaires. Pour assurer une bonne détection, on prévoira de former les pixels rectangulaires selon un agencement correspondant à la forme générale du capteur et des images détectées, c'est-à-dire que les zones de photodétection des pixels, ainsi que les pixels eux-mêmes, présentent un facteur de forme (rapport entre longueur et largeur) du même ordre que celui de la matrice du capteur et donc de l'image obtenue. Cela permet de corriger les défauts d'angle de vue que la lentille B10646 - 10-GR3-268 DETAILED DESCRIPTION A new pixel structure is proposed here that makes it possible to improve the relative illumination and the angular response of the sensor, while not degrading the resolution, that is to say the number of pixels per unit area. FIG. 2 illustrates the outlines of pixels 30 of such a structure (outline of the microlenses associated with the photosensitive zones). In this structure, the pixels 30 are arranged next to each other in lines, L1 to L5, and have a rectangular shape whose length defines the lines of the matrix. The rows of the matrix are offset from one another so that the lengthwise ends of a pixel of a first line are substantially at the center of the pixel length of the adjacent lines half a length of one pixel). Each rectangular pixel of the pixel matrix comprises a microlens adapted to focus incident rays reaching the entire surface of a pixel towards the center thereof towards a photodetection area. The rectangular shape of the pixels makes it possible to improve the angular response of the sensor. Indeed, this form ensures that beams having a strongly oblique incidence in a plane perpendicular to the plane of the rows of the matrix are more easily detected by the pixel. In addition, the image sensors generally have a rectangular shape for acquiring rectangular images. To ensure good detection, provision will be made to form the rectangular pixels in an arrangement corresponding to the general shape of the sensor and the detected images, that is to say that the photodetection zones of the pixels, as well as the pixels themselves. , have a form factor (ratio between length and width) of the same order as that of the sensor matrix and therefore of the image obtained. This corrects the angle of view defects that the lens B10646 - 10-GR3-268

7 principale sphérique du capteur peut impliquer, et donc également d'améliorer l'éclairement relatif du capteur dans la direction la plus critique du capteur, à savoir sa longueur. De préférence, on choisira des formes rectangulaires des pixels 30 du capteur d'image présentant une longueur sensiblement égale à deux fois leur largeur, pour optimiser les caractéristiques ci-dessus. Par exemple, on pourra prévoir que la largeur d'un pixel soit comprise entre 25 et 75 % de sa longueur. The sensor's main spherical 7 may involve, and therefore also enhance, the relative illumination of the sensor in the most critical direction of the sensor, namely its length. Preferably, rectangular shapes of pixels 30 of the image sensor having a length substantially equal to twice their width will be chosen to optimize the above features. For example, it may be provided that the width of a pixel is between 25 and 75% of its length.

Les figures 3 et 4 sont des agrandissements de la structure de la figure 2, formés sur trois lignes adjacentes illustrant plus en détail cette structure et son fonctionnement. En figure 3 sont illustrés quatre pixels 30 de la structure de la figure 2. Chaque pixel comprend une zone de photodétection 32 représentée dans cette figure de façon schématique en pointillés. On verra par la suite que, avantageusement, la taille de la zone de photodétection pourra être ajustée pour améliorer la sensibilité du capteur. La formation de pixels présentant une longueur sensiblement deux fois plus importante que leur largeur implique que la résolution de la matrice de pixels diminue d'environ de moitié. Cependant, des techniques d'interpolation de pixels sont connues et permettent de reconstituer des pixels "virtuels" à l'intersection de pixels physiquement formés sur le dispositif. Figures 3 and 4 are enlargements of the structure of Figure 2, formed on three adjacent lines illustrating in more detail this structure and its operation. In FIG. 3 four pixels 30 of the structure of FIG. 2 are illustrated. Each pixel comprises a photodetection zone 32 shown schematically in dashed lines in this figure. It will be seen later that, advantageously, the size of the photodetection zone can be adjusted to improve the sensitivity of the sensor. The formation of pixels having a length substantially twice their width implies that the resolution of the pixel matrix decreases by about half. However, pixel interpolation techniques are known and allow to reconstruct "virtual" pixels at the intersection of physically formed pixels on the device.

De telles techniques sont par exemple décrites dans le document intitulé "A review of Some Image Pixel Interpolation Algorithms" de Don Lancaster, 2007, disponible à l'adresse http://www.tinaja.com/glib/pixintpl.pdf. L'agencement décalé des lignes de la matrice de pixel permet d'utiliser de telles techniques d'interpolation de pixels pour reconstituer un pixel virtuel 34 à l'intersection des pixels 32 : l'information obtenue dans les zones photosensibles des pixels 32 est utilisée pour interpoler le pixel 34 supplémentaire. Ainsi, on obtient un capteur présentant une résolution identique aux capteurs présentant des pixels carrés B10646 - 10-GR3-268 Such techniques are for example described in the document entitled "A Review of Some Image Pixel Interpolation Algorithms" by Don Lancaster, 2007, available at http://www.tinaja.com/glib/pixintpl.pdf. The offset arrangement of the rows of the pixel matrix makes it possible to use such pixel interpolation techniques to reconstruct a virtual pixel 34 at the intersection of the pixels 32: the information obtained in the photosensitive areas of the pixels 32 is used to interpolate the additional pixel 34. Thus, a sensor having a resolution identical to the sensors having square pixels is obtained B10646 - 10-GR3-268

8 de côtés égaux aux largeurs des pixels 30. La formation de pixels rectangulaires ne dégrade donc pas la résolution du capteur. En figure 4 sont représentés plusieurs pixels 30 5 répartis sur trois lignes L1, L2 et L3. Dans chacun de ces pixels sont prévues des zones de photodétection délimitées par des pointillés. Les zones de photodétection 36, 38, 40, 42, 44 sont prévues dans la surface des pixels sur une largeur importante de ceux-ci, voire sur 10 toute la largeur, et sur une longueur supérieure à la moitié de la longueur des pixels, de façon que leurs surfaces soient les plus importantes possibles dans les pixels. Les zones de photodétection sont rectangulaires dans une même orientation que les pixels. Ainsi, on maximise la détection réalisée par ces 15 pixels, ce qui permet d'augmenter la sensibilité de chaque pixel. L'espace restant entre les extrémités de deux pixels d'une même ligne est réservé pour la formation d'éléments de transfert de charges associés à des zones de photodétection. 20 Comme cela est représenté en figure 4, l'espace réservé à des éléments de transfert et de lecture de charges 36', 38', 40', 42', 44' de deux pixels voisins d'une même ligne contient des éléments de transfert des charges d'une zone photosensible d'un pixel 36, 38, 40, 42, 44 formés sur une ligne adjacente. Ainsi, 25 les éléments de transfert de charges sont reliés à des zones de photodétection de façon équidistante des extrémités des pixels sur leurs côtés les plus larges, ce qui permet un bon transfert des charges photogénérées. A titre d'exemple d'application numérique, les pixels 30 pourront avoir une largeur de l'ordre de 1,4 }gym et une longueur de l'ordre de 2,8 }gym. La zone de photodétection pourra avoir une largeur de l'ordre de celle du pixel et une longueur de l'ordre de 2,2 }gym, ce qui laisse une surface entre deux pixels d'une même ligne pour la formation d'éléments de transfert et de B10646 - 10-GR3-268 8 of sides equal to the widths of the pixels 30. The formation of rectangular pixels does not degrade the resolution of the sensor. In FIG. 4 are represented several pixels 5 distributed over three lines L1, L2 and L3. In each of these pixels are provided photodetection zones delimited by dotted lines. The photodetector areas 36, 38, 40, 42, 44 are provided in the surface of the pixels over a large width thereof, or even over the entire width, and over a length greater than half the length of the pixels, so that their surfaces are the largest possible in the pixels. The photodetection zones are rectangular in the same orientation as the pixels. Thus, the detection achieved by these pixels is maximized, which makes it possible to increase the sensitivity of each pixel. The space remaining between the ends of two pixels of the same line is reserved for the formation of charge transfer elements associated with photodetection zones. As shown in FIG. 4, the space reserved for charge transfer and reading elements 36 ', 38', 40 ', 42', 44 'of two neighboring pixels of the same line contains elements of transferring charges from a pixel sensitive area 36, 38, 40, 42, 44 formed on an adjacent line. Thus, the charge transfer elements are connected to photodetection areas equidistantly from the ends of the pixels on their widest sides, which allows a good transfer of the photogenerated charges. As an example of a digital application, the pixels 30 may have a width of the order of 1.4 μm and a length of the order of 2.8 μm. The photodetection zone may have a width of the order of that of the pixel and a length of the order of 2.2 μm, which leaves a surface between two pixels of the same line for the formation of elements. transfer and B10646 - 10-GR3-268

9 lecture de charges d'un pixel d'une ligne adjacente de 0,6 pm par 1,4 pm. Les figures 5, 6 et 7 illustrent des exemples d'agencements de filtres colorés sur un capteur d'image. 9 charge readings of one pixel from an adjacent line of 0.6 μm by 1.4 μm. Figures 5, 6 and 7 illustrate examples of color filter arrangements on an image sensor.

En figure 5, qui est la structure la plus proche des motifs de Bayer connus, des lignes impaires comprennent une alternance de filtres colorés verts G1 et bleus B, tandis que des lignes paires comprennent une alternance de filtres colorés de couleurs rouge R et verte G2. In FIG. 5, which is the closest structure of the known Bayer patterns, odd lines comprise alternating green color filters G1 and blue B, while even lines comprise alternating color filters of red R and green G2 colors. .

En figure 6, un autre agencement de filtres colorés est prévu, comprenant une succession de lignes constituées de pixels surmontés des filtres colorés suivants : une première ligne comprenant une alternance de filtres bleus et rouges ; une deuxième ligne comprenant des filtres verts ; une troisième ligne comprenant une alternance de filtres rouges et bleus, décalés par rapport à la première ligne ; et une quatrième ligne comprenant des filtres verts. En figure 7, un autre agencement de filtres colorés est prévu, comprenant des lignes constituées alternativement de filtres rouges et verts et des lignes constituées alter-nativement de filtres bleus et verts. Chaque pixel de couleur bleue ou rouge est entouré d'une bande de pixels de couleur verte. On notera que les associations de filtres colorés proposées en figures 5, 6 et 7 présentent leurs avantages propres en termes notamment de chrominance ou de luminance que l'homme du métier déterminera aisément. Des modes de réalisation particuliers de la présente invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, on notera que les éléments de transfert et de lecture de charges pourront également être formés au bout des zones de photodétection, dans leurs longueurs, si désiré. De plus, les agencements de filtres colorés présentés 35 en relation avec les figures 5 à 7 ne sont donnés ici qu'à titre B10646 - 10-GR3-268 In FIG. 6, another arrangement of color filters is provided, comprising a succession of lines consisting of pixels surmounted by the following color filters: a first line comprising an alternation of blue and red filters; a second line comprising green filters; a third line comprising an alternation of red and blue filters offset from the first line; and a fourth line comprising green filters. In FIG. 7, another arrangement of color filters is provided, comprising alternately red and green filter lines and alternatively blue and green filter lines. Each pixel of blue or red color is surrounded by a band of pixels of green color. It will be noted that the combinations of color filters proposed in FIGS. 5, 6 and 7 have their own advantages in terms in particular of chrominance or luminance which the person skilled in the art will easily determine. Particular embodiments of the present invention have been described. Various variations and modifications will be apparent to those skilled in the art. In particular, it will be noted that the charge transfer and reading elements may also be formed at the end of the photodetection zones, in their lengths, if desired. In addition, the color filter arrangements shown in connection with FIGS. 5 to 7 are given here only as B10646 - 10-GR3-268

10 d'exemple non limitatif, la structure de pixels présentée ici s'appliquant à toute configuration de filtres colorés. On notera également que le principe présenté ici s'applique à tout type de pixels d'un capteur d'image, et notamment aux capteurs présentant des zones de photodétection éclairées par la face avant ou par la face arrière du substrat sur lesquelles elles sont formées. As a non-limiting example, the pixel structure presented here applies to any color filter configuration. It will also be noted that the principle presented here applies to all types of pixels of an image sensor, and in particular to sensors having photodetection zones illuminated by the front face or the rear face of the substrate on which they are formed. .

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Capteur d'image comprenant une matrice de pixels (30) rectangulaires, chaque pixel comprenant une microlentille adaptée à focaliser des rayons lumineux atteignant l'ensemble de la surface du pixel vers une zone de photodétection (36, 38, 40, 42, 44) associée, les pixels étant agencés en lignes et étant voisins dans chaque ligne par leurs largeurs, les pixels de lignes adjacentes étant décalés les uns par rapport aux autres de la moitié de la longueur d'un pixel. REVENDICATIONS1. An image sensor comprising an array of rectangular pixels (30), each pixel comprising a microlens adapted to focus light rays reaching the entire surface of the pixel to a photodetection area (36, 38, 40, 42, 44) associated, the pixels being arranged in lines and being adjacent in each line by their widths, the pixels of adjacent lines being offset with respect to each other by half the length of a pixel. 2. Capteur selon la revendication 1, dans lequel 10 chaque pixel (30) a une largeur comprise entre 25 et 75 % de sa longueur. The sensor of claim 1, wherein each pixel (30) has a width between 25 and 75% of its length. 3. Capteur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les zones de photodétection (36, 38, 40, 42, 44) sont centrées dans les pixels (30), des éléments de transfert de charges 15 photogénérées dans un pixel étant formés dans l'espace restant (36', 38', 40', 42', 44') en bout d'un pixel adjacent d'une ligne adjacente. The sensor of claim 1 or 2, wherein the photodetection areas (36, 38, 40, 42, 44) are centered in the pixels (30), photogenerated charge transfer elements in a pixel being formed in the remaining space (36 ', 38', 40 ', 42', 44 ') at the end of an adjacent pixel of an adjacent line. 4. Capteur selon la revendication 3, dans lequel les zones de photodétection (36, 38, 40, 42, 44) ont un facteur de 20 forme dans une même orientation que les pixels (30). The sensor of claim 3, wherein the photodetection areas (36, 38, 40, 42, 44) have a shape factor in the same orientation as the pixels (30). 5. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les pixels (30) ont un facteur de forme dans une même orientation que le capteur d'image, et qu'une image détectée par ledit capteur. 25 The sensor of any one of claims 1 to 4, wherein the pixels (30) have a shape factor in the same orientation as the image sensor, and an image detected by said sensor. 25 6. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant en outre des moyens de reconstruction de pixels virtuels (34) en regard des extrémités, dans leur longueur, des pixels (30), à partir de la détection réalisée par les pixels adjacents. 30 6. Sensor according to any one of claims 1 to 5, further comprising means for reconstructing virtual pixels (34) facing the ends, in their length, pixels (30), from the detection performed by the adjacent pixels. 30 7. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chaque pixel (30) comprend en outre un filtre coloré formé en regard de l'ensemble de la surface du pixel. The sensor of any one of claims 1 to 6, wherein each pixel (30) further comprises a color filter formed facing the entire surface of the pixel. 8. Capteur selon la revendication 7, dans lequel la matrice de pixels est constituée de premières lignes comprenantB10646 - 10-GR3-268 12 une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur bleue (B) et de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte (G1), et de deuxièmes lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur rouge (R) et de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte (G2), les premières et deuxièmes lignes étant disposées alternativement dans la matrice. The sensor of claim 7, wherein the pixel array is comprised of first lines comprising alternating pixels associated with a blue color filter (B) and pixels associated with a color filter. of green color (G1), and second lines comprising an alternation of pixels associated with a red color filter (R) and pixels associated with a green color filter (G2), the first and second lines being arranged alternately in the matrix. 9. Capteur selon la revendication 7, dans lequel la matrice de pixels comprend des premières et deuxième lignes formées alternativement, les premières lignes comprenant des pixels associés à un filtre coloré de couleur verte (G1, G2) et les deuxièmes lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur bleue (B) et de pixels associés à un filtre coloré de couleur rouge (R). The sensor of claim 7, wherein the pixel array comprises alternately formed first and second lines, the first lines comprising pixels associated with a green color filter (G1, G2) and the second lines comprising an alternation of pixels associated with a blue color filter (B) and pixels associated with a red color filter (R). 10. Capteur selon la revendication 7, dans lequel la matrice de pixel comprend des premières lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte (G3, G6) et de pixels associés à un filtre coloré de couleur rouge (R), et des deuxièmes lignes comprenant une alternance de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte (G3, G6) et de pixels associés à un filtre coloré de couleur bleue (B), chaque pixel associé à un filtre coloré de couleur bleue ou rouge étant entouré de pixels associés à un filtre coloré de couleur verte (G1, G2, G3, G4, G5, G6). The sensor of claim 7, wherein the pixel matrix comprises first lines comprising an alternation of pixels associated with a green color filter (G3, G6) and pixels associated with a red color filter (R). , and second lines comprising an alternation of pixels associated with a green color filter (G3, G6) and pixels associated with a blue color filter (B), each pixel associated with a blue or red color filter being surrounded by pixels associated with a green color filter (G1, G2, G3, G4, G5, G6).