TW202306140A - 影像感測器 - Google Patents

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大官 金
鄭小榮
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南韓商三星電子股份有限公司
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Abstract

一種影像感測器包含：多個紅色像素群組，第一紅色像素及第二紅色像素在第一方向上彼此鄰近；多個綠色像素群組，第一綠色像素及第二綠色像素在第一方向上彼此鄰近；多個藍色像素群組，第一藍色像素及第二藍色像素在第一方向上彼此鄰近；以及至少一個色彩像素群組，包含各自組態成感測特定色彩的第一色彩像素及第二色彩像素，第一色彩像素及第二色彩像素在第二方向上彼此鄰近，至少一個色彩像素群組在紅色像素群組與綠色像素群組之間以及綠色像素群組與藍色像素群組之間。

Description

影像感測器
[相關申請的交叉參考]
本申請案基於且主張在韓國智慧財產局於2021年5月31日申請的韓國專利申請案第10-2021-0070194號及2021年8月13日申請的韓國專利申請案第10-2021-0107536號的優先權，所述申請案的揭露內容以全文引用的方式併入本文中。
本發明概念是關於影像感測器。
擷取影像且將影像轉換成電信號的影像感測器用於諸如面向一般消費者的數位攝影機、行動電話攝影機以及攜帶型攝錄影機的電子裝置中，且亦用於安裝在汽車、安全裝置以及機器人上的攝影機中。影像感測器可包含像素陣列，且像素陣列中的每一像素可包含光二極體。需要影像感測器執行自動聚焦（AF）功能，使得影像擷取可快速且準確地執行。
本發明概念提供用於感測各種色彩且在豎直方向及水平方向上執行自動聚焦（auto-focus；AF）功能的影像感測器。
根據本發明概念的一態樣，提供一種影像感測器，包含：多個紅色像素群組，各自包含各自組態成感測紅色的第一紅色像素及第二紅色像素，第一紅色像素及第二紅色像素在第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡；多個綠色像素群組，各自包含各自組態成感測綠色的第一綠色像素及第二綠色像素，第一綠色像素及第二綠色像素在第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡；多個藍色像素群組，各自包含各自組態成感測藍色的第一藍色像素及第二藍色像素，第一藍色像素及第二藍色像素在第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡；以及至少一個色彩像素群組，包含各自組態成感測特定色彩的第一色彩像素及第二色彩像素，第一色彩像素及第二色彩像素在第二方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡，第一方向垂直於第二方向；特定色彩與紅色、藍色以及綠色不同；且至少一個色彩像素群組在紅色像素群組與綠色像素群組之間以及綠色像素群組與藍色像素群組之間。
根據本發明概念的另一態樣，提供一種在第一色彩模式及第二色彩模式中操作的影像感測器。影像感測器包含：第一像素群組，包含各自組態成感測紅色、綠色以及藍色中的一者的多個像素；以及第二像素群組，包含各自組態成感測青藍色、洋紅色以及黃色中的一者的多個像素，包含於第一像素群組中的像素的數目大於包含於第二像素群組中的像素的數目，且影像感測器組態成使用自第一像素群組輸出的像素信號在第一色彩模式中產生RGB影像資料且使用自第二像素群組輸出的像素信號在第二色彩模式中產生CMY影像資料。
根據本發明概念的再一態樣，提供一種影像感測器，包含：多個紅色共用像素群組，各自包含組態成感測紅色且彼此共用浮動擴散區的多個紅色像素；多個綠色共用像素群組，各自包含組態成感測綠色且彼此共用浮動擴散區的多個綠色像素；多個藍色共用像素群組，各自包含組態成感測藍色且彼此共用浮動擴散區的多個藍色像素；以及多個色彩像素群組，各自包含組態成感測特定色彩且彼此共用浮動擴散區的多個色彩像素，特定色彩與紅色、綠色以及藍色不同；包含於多個綠色共用像素群組中的每一者中的綠色像素的數目大於包含於多個紅色共用像素群組中的每一者中的紅色像素的數目；且包含於多個紅色共用像素群組中的每一者中的紅色像素的數目大於包含於多個色彩像素群組中的每一者中的色彩像素的數目。
根據本發明概念的另一態樣，提供一種影像感測器，包含組態成感測紅色的多個紅色像素、組態成感測綠色的多個綠色像素、組態成感測藍色的多個藍色像素以及組態成感測黃色的多個黃色像素，其中紅色像素、綠色像素、藍色像素以及黃色像素的數目的比率為6:8:6:4。
在下文中，參看隨附圖式詳細描述實施例。
圖1為根據一些實例實施例的示出數位成像裝置10的結構的圖。提供圖1以描述數位成像裝置10執行自動-聚焦（AF）功能。
根據一些實例實施例，數位成像裝置10可包含成像單元11、影像感測器100以及處理器12。數位成像裝置10可具有聚焦功能。
數位成像裝置10的一般操作可由處理器12控制。處理器12可向透鏡驅動器11_2及控制器120中的每一者提供用於每一元件的操作的控制信號。
成像單元11接收光，且可包含透鏡11_1及透鏡驅動器11_2。透鏡11_1可包含多個透鏡。成像單元11可更包含光圈及光圈驅動器。
透鏡驅動器11_2可與處理器12交換關於焦點偵測的資訊，且可根據來自處理器12的控制信號控制透鏡11_1的位置。透鏡驅動器11_2可在遠離或朝向物件20的方向上移動透鏡11_1。因此，可控制透鏡11_1與物件20之間距離。物件20可根據透鏡11_1的位置而聚焦或離焦。
舉例而言，當透鏡11_1與物件20之間的距離相對彼此接近時，透鏡11_1可自相對於物件20的聚焦位置移位，且由影像感測器100擷取的影像之間可能存在相位差。透鏡驅動器11_2可基於由處理器12提供的控制信號將透鏡11_1移動遠離物件20。
當透鏡11_1與物件20之間的距離相對彼此遠離時，透鏡11_1可自相對於物件20的聚焦位置移位，且由影像感測器100擷取的影像之間可能存在相位差。透鏡驅動器11_2可基於由處理器12提供的控制信號朝向物件20移動透鏡11_1。
影像感測器100可將入射光轉換成影像信號（例如可組態成將入射光轉換成影像信號）。影像感測器100可包含像素陣列110、控制器120以及信號處理器130。已穿過透鏡11_1的光信號可在光信號到達像素陣列110的光接收表面時形成物件20的影像。
像素陣列110可包含互補金屬氧化物半導體（complementary metal-oxide semiconductor；CMOS）影像感測器（complementary metal-oxide semiconductor image sensor；CIS），其將光信號轉換成電信號。像素陣列110的靈敏度或類似者可由控制器120控制。像素陣列110可包含將光信號轉換成電信號的多個像素。像素中的每一者可根據所感測光的強度產生像素信號。
影像感測器100可提供影像資訊至處理器12，且處理器12可使用影像資訊執行相位差計算。舉例而言，處理器12可自信號處理器130接收對應於由像素產生的像素信號的影像資訊，且執行可藉由對影像資訊執行相關性操作而獲得的相位差計算。處理器12可獲得焦點的位置、焦點的方向、物件20與影像感測器100之間的距離或類似者作為相位差計算結果。處理器12可基於相位差計算結果將控制信號輸出（例如組態成將控制信號輸出）至透鏡驅動器11_2以移動透鏡11_1。
處理器12可減少輸入信號中的雜訊，且執行影像信號處理，諸如伽瑪校正、色彩濾光片陣列內插、色彩矩陣、色彩校正或色彩增強，以改良影像品質。此外，處理器12可藉由壓縮已自用於改良影像品質的影像信號處理獲得的影像資料來產生影像檔案，或可自影像檔案恢復影像資料。
圖2為根據一些實例實施例的示出影像感測器100的組態的方塊圖。
參考圖2，影像感測器100可包含像素陣列110、控制器120、信號處理器130、列驅動器140以及信號讀取器150。信號讀取器150可包含相關二重取樣（correlated double sampling；CDS）電路151、類比數位轉換器（analog-to-digital converter；ADC）153以及緩衝器155。在一些實例實施例中，諸如替代圖2，信號處理器130可包含於影像感測器100外部的處理器（例如圖1中的處理器12）中。
像素陣列110可包含將光信號轉換成電信號的多個像素。像素中的每一者可根據所感測光的強度產生像素信號。
像素陣列110可包含第一像素群組PG1及第二像素群組PG2。第一像素群組PG1可包含用於感測（例如第一像素群組PG1可組態成感測）與第二像素群組PG2不同的色彩空間中的色彩的像素。根據色彩模式，影像感測器100可在第一色彩模式中使用由第一像素群組PG1產生的像素信號輸出紅-綠-藍（red-green-blue；RGB）影像資料，且在第二色彩模式中使用由第二像素群組PG2產生的像素信號輸出青藍-洋紅-黃（cyan-magenta-yellow；CMY）影像資料。影像感測器100可在第三色彩模式中使用由第一像素群組PG1產生的像素信號及由第二像素群組PG2產生的像素信號輸出紅-綠-藍-青藍-洋紅-黃（red-green-blue-cyan-magenta-yellow；RGBCMY）影像資料。
舉例而言，第一像素群組PG1可包含：紅色像素群組GR，其包含感測（例如組態成感測）紅色的紅色像素；綠色像素群組GG，其包含感測綠色的綠色像素；以及藍色像素群組GB，其包含感測藍色的藍色像素。舉例而言，第二像素群組PG2可包含：青藍色像素群組GC，其包含感測青藍色的青藍色像素；洋紅色像素群組GM，其包含感測洋紅色的洋紅色像素；以及黃色像素群組GY，其包含感測黃色的黃色像素。然而，第二像素群組PG2可僅包含青藍色像素群組GC及黃色像素群組GY，或僅包含感測白色的白色像素群組。以上描述僅為例示性的，且第二像素群組PG2不限於此。在一實施例中，第二像素群組PG2可對應於至少一個色彩像素群組。至少一個色彩像素群組可包含第一色彩像素及第二色彩像素。第一色彩像素及第二色彩像素各自組態成感測特定色彩。舉例而言，特定色彩可與紅色、藍色以及綠色不同。在一非限制性實例中，特定色彩可為（但不限於）青藍色、洋紅色、黃色以及白色中的一或多者。
根據色彩特性，感測青藍色、洋紅色或黃色的像素的靈敏度可高於感測紅色、綠色或藍色的像素的靈敏度。亦即，感測青藍色、洋紅色或黃色的像素的靈敏度可比感測紅色、綠色或藍色的像素的靈敏度更能夠感測色彩。在一些實例實施例中，像素陣列110的青藍色像素、洋紅色像素以及黃色像素的數目中的每一者可小於像素陣列110的紅色像素（或藍色像素或綠色像素）的數目。
像素陣列110可包含可執行AF功能或距離量測功能的多個像素。像素可產生用於執行AF功能的像素信號以及用於擷取影像的像素信號。因此，影像感測器100可產生AF資料及影像資料。
像素陣列110中的每一像素可經由第一行輸出線CLO_0至第n行輸出線CLO_n-1中的對應一者將像素信號輸出至CDS 151。在AF模式中，自各別像素輸出的像素信號可對應於用於計算相位差的相位信號。相位信號可包含關於形成在影像感測器100上的影像的位置的資訊，且可基於所計算相位差來計算透鏡（例如圖1中的透鏡11_1）的焦點位置。舉例而言，使相位差為零的透鏡11_1的位置可為焦點位置。
相位信號可用於聚焦於物件（例如圖1中的物件20）上，且亦用於量測物件20與影像感測器100之間的距離。為量測物件20與影像感測器100之間的距離，亦可參考額外資訊，諸如形成在影像感測器100上的影像之間的相位差、透鏡11_1與影像感測器100之間的距離、透鏡11_1的大小或透鏡11_1的焦點位置。
在一些實例實施例中，紅色像素群組GR、綠色像素群組GG以及藍色像素群組GB中的每一者可包含第一像素及第二像素，所述第一像素及所述第二像素在第一方向上彼此鄰近且彼此共用微透鏡。在一些實例實施例中，青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY中的每一者可包含第一像素及第二像素，所述第一像素及所述第二像素在垂直於第一方向的第二方向上彼此鄰近且彼此共用微透鏡。因此，影像感測器100可使用由第一像素群組PG1產生的像素信號在第一方向（例如左右方向或水平方向）上執行AF功能，且使用由第二像素群組PG2產生的像素信號在第二方向（例如上下方向或豎直方向）上執行AF功能。在一些實例實施例中，至少一個色彩像素群組可包含第一色彩像素及第二色彩像素，所述第一色彩像素及所述第二色彩像素在垂直於第一方向的第二方向上彼此鄰近且彼此共用微透鏡。
控制器120可控制列驅動器140，使得像素陣列110吸收光，累積電荷，暫時儲存所累積電荷，且輸出對應於所儲存電荷的電信號。控制器120亦可控制信號讀取器150以量測由像素陣列110提供的像素信號的位準。
列驅動器140可產生用於控制像素陣列110的信號，例如重置控制信號RS、轉移控制信號TS以及選擇信號SELS，且將信號提供至多個像素。列驅動器140可判定重置控制信號RS、轉移控制信號TS以及選擇信號SELS的提供至像素以執行AF功能或影像拍攝功能的激活及去激活時序。列驅動器140亦可判定重置控制信號RS、轉移控制信號TS以及選擇信號SELS的提供至像素以執行電荷合併操作的激活及去激活時序。
CDS 151可對由像素陣列110提供的像素信號進行取樣且保持像素信號。CDS 151可對特定雜訊的位準及像素信號的位準執行二重取樣，且輸出對應於樣本位準之間的差的位準。CDS 151可自斜坡信號產生器157接收斜坡信號，比較斜坡信號與像素信號，且輸出比較結果。ADC 153可將對應於自CDS 151接收到的位準的類比信號轉換成數位信號。緩衝器155可鎖存數位信號，且將經鎖存信號依序輸出至信號處理器130或影像感測器100外部。
信號處理器130可基於自多個像素接收到的像素信號執行信號處理。舉例而言，信號處理器130可執行雜訊降低、增益調諧、波形整形、內插、白平衡、伽瑪過程、邊緣增強或類似者。此外，信號處理器130可在AF操作期間基於自多個像素輸出的相位信號執行信號處理，且將經處理信號資訊輸出至處理器12，使得處理器12執行用於AF操作的相位差計算。
信號處理器130可在第一色彩模式中輸出RGB影像資料，且在第二色彩模式中輸出CMY影像資料。影像感測器100可在第三色彩模式中輸出RGBCMY影像資料。
在一些實例實施例中，信號處理器130可接收由多個紅色像素群組GR產生的紅色影像資訊及由多個黃色像素群組GY產生的黃色影像資訊，且藉由對紅色影像資訊及加權黃色影像資訊求和來產生經處理紅色影像資訊。信號處理器130可接收由多個藍色像素群組GB產生的藍色影像資訊及由多個青藍色像素群組GC產生的青藍色影像資訊，且藉由對藍色影像資訊及加權青藍色影像資訊求和來產生經處理藍色影像資訊。信號處理器130可接收由多個綠色像素群組GG產生的綠色影像資訊及由多個洋紅色像素群組GM產生的洋紅色影像資訊，且藉由對綠色影像資訊及加權洋紅色影像資訊求和來產生經處理綠色影像資訊。
圖3為根據一些實例實施例的提供以描述影像感測器的像素陣列的圖。圖3繪示圖2中的像素陣列110的一部分的實例。
參考圖3，像素陣列110可包含多個紅色像素群組GR、多個綠色像素群組GG、多個藍色像素群組GB、多個青藍色像素群組GC、多個洋紅色像素群組GM以及多個黃色像素群組GY。可針對紅色像素群組GR提供紅色（R）濾光片，可針對綠色像素群組GG提供綠色（G）濾光片，可針對藍色像素群組GB提供藍色（B）濾光片，可針對青藍色像素群組GC提供青藍色（C）濾光片，可針對洋紅色像素群組GM提供洋紅色（M）濾光片，且可針對黃色像素群組GY提供黃色（YY）濾光片。
紅色像素群組GR可包含紅色像素，例如在第一方向X上彼此鄰近的第一紅色像素PXR1及第二紅色像素PXR2。單個微透鏡MLX可設置於第一紅色像素PXR1及第二紅色像素PXR2上方。換言之，第一紅色像素PXR1及第二紅色像素PXR2可彼此共用微透鏡MLX。綠色像素群組GG可包含綠色像素，例如在第一方向X上彼此鄰近且彼此共用微透鏡MLX的第一綠色像素PXG1及第二綠色像素PXG2。藍色像素群組GB可包含藍色像素，例如在第一方向X上彼此鄰近且彼此共用微透鏡MLX的第一藍色像素PXB1及第二藍色像素PXB2。
根據微透鏡MLX的形狀及折射率，由第一紅色像素PXR1及第二紅色像素PXR2中的每一者產生的電荷的量可不同，由第一綠色像素PXG1及第二綠色像素PXG2中的每一者產生的電荷的量可不同，且由第一藍色像素PXB1及第二藍色像素PXB2中的每一者產生的電荷的量可不同。因此，可基於分別自第一紅色像素PXR1、第一綠色像素PXG1以及第一藍色像素PXB1輸出的第一像素信號及分別自第二紅色像素PXR2、第二綠色像素PXG2以及第二藍色像素PXB2輸出的第二像素信號執行第一方向X上的AF功能。
青藍色像素群組GC可包含青藍色像素，例如在第二方向Y上彼此鄰近且彼此共用微透鏡MLY的第一青藍色像素PXC1及第二青藍色像素PXC2。洋紅色像素群組GM可包含洋紅色像素，例如在第二方向Y上彼此鄰近且彼此共用微透鏡MLY的第一洋紅色像素PXM1及第二洋紅色像素PXM2。黃色像素群組GY可包含黃色像素，例如在第二方向Y上彼此鄰近且彼此共用微透鏡MLY的第一黃色像素PXY1及第二黃色像素PXY2。
根據微透鏡MLY的形狀及折射率，由第一青藍色像素PXC1及第二青藍色像素PXC2中的每一者產生的電荷的量可不同，由第一洋紅色像素PXM1及第二洋紅色像素PXM2中的每一者產生的電荷的量可不同，且由第一黃色像素PXY1及第二黃色像素PXY2中的每一者產生的電荷的量可不同。因此，可基於分別自第一青藍色像素PXC1、第一洋紅色像素PXM1以及第一黃色像素PXY1輸出的第一像素信號及分別自第二青藍色像素PXC2、第二洋紅色像素PXM2以及第二黃色像素PXY2輸出的第二像素信號執行第二方向Y上的AF功能。
在一些實例實施例中，包含於每一綠色共用像素群組SGG中的綠色像素的數目大於包含於每一紅色共用像素群組SGR中的紅色像素的數目。在一些實例實施例中，包含於每一紅色共用像素群組SGR中的紅色像素的數目大於包含於至少一個色彩像素群組中的每一者中的色彩像素的數目。
紅色共用像素群組SGR可包含在第二方向Y上連續地配置的三個紅色像素群組GR。換言之，紅色共用像素群組SGR可包含總共六個彼此鄰近的紅色像素，在第一連續列至第三連續列中的每一者中兩個。在一些實例實施例中，紅色共用像素群組SGR的紅色像素可彼此共用浮動擴散區，且可連接至一個行輸出線。在一些實例實施例中，紅色共用像素群組SGR與至少一個色彩像素群組中的一者可彼此共用浮動擴散區。
綠色共用像素群組SGG可包含在連續的第一列至第三列中配置的四個綠色像素群組GG。配置於第二列中的兩個綠色像素群組GG可在第一方向X上彼此鄰近，且可鄰近於第一列的綠色像素群組GG及第三列的綠色像素群組GG兩者。換言之，綠色共用像素群組SGG可包含總共八個彼此鄰近的綠色像素，在第一連續列至第三連續列中的每一者中兩個、四個以及兩個。在一些實例實施例中，綠色共用像素群組SGG的綠色像素可彼此共用浮動擴散區，且可連接至一個行輸出線。
藍色共用像素群組SGB可包含在第二方向Y上連續地配置的三個藍色像素群組GB。換言之，藍色共用像素群組SGB可包含總共六個彼此鄰近的藍色像素，在第一連續列至第三連續列中的每一者中兩個。在一些實例實施例中，藍色共用像素群組SGB的藍色像素可彼此共用浮動擴散區，且可連接至一個行輸出線。
紅色共用像素群組SGR、綠色共用像素群組SGG以及藍色共用像素群組SGB可具有拜耳（Bayer）圖案。圖2中的影像感測器100可使用自紅色共用像素群組SGR輸出的像素信號、自綠色共用像素群組SGG輸出的像素信號以及自藍色共用像素群組SGB輸出的像素信號產生拜耳影像資料。
紅色共用像素群組SGR、綠色共用像素群組SGG以及藍色共用像素群組SGB中的每一者可鄰近於青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY。青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY中的每一者可鄰近於紅色共用像素群組SGR、綠色共用像素群組SGG以及藍色共用像素群組SGB。青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY中的每一者可在紅色共用像素群組SGR與綠色共用像素群組SGG之間以及綠色共用像素群組SGG與藍色共用像素群組SGB之間。
像素陣列110的青藍色像素、洋紅色像素以及黃色像素的數目中的每一者可小於像素陣列110的紅色像素、藍色像素或綠色像素的數目。在一些實例實施例中，像素陣列110中的紅色像素、綠色像素、藍色像素、青藍色像素、洋紅色像素以及黃色像素的數目的比率可為6:8:6:2:4:2。根據色彩特性，感測C、M或YY的像素的靈敏度可高於感測R、G或B的像素的靈敏度。因此，雖然存在相對較小數目的青藍色像素、洋紅色像素以及黃色像素，但影像感測器100的CMY靈敏度與影像感測器100的RGB靈敏度相比可能並不減小。
由於影像感測器100可感測CMY色彩以及RGB色彩，因此影像感測器100的感色靈敏度可增強。此外，影像感測器100可提供第一方向X上的AF功能及第二方向Y上的AF功能兩者。
圖4A及圖4B為根據一些實例實施例的提供以描述影像感測器在不同色彩模式中的操作的圖。圖4A及圖4B提供以描述包含圖3的像素陣列110的影像感測器100的操作。
參考圖4A，圖1中的影像感測器100可藉由同時累積由紅色共用像素群組SGR的六個紅色像素產生的光電荷（亦即，對光電荷執行合併）來如同單個像素一般驅動紅色共用像素群組SGR。類似地，影像感測器100可藉由同時累積由綠色共用像素群組SGG的八個綠色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動綠色共用像素群組SGG，且藉由同時累積由藍色共用像素群組SGB的六個藍色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動藍色共用像素群組SGB。因此，影像感測器100可實質上增加像素的滿井容量（full well capacity；FWC）。
紅色共用像素群組SGR、綠色共用像素群組SGG以及藍色共用像素群組SGB可重複地配置成彼此分隔開第一距離D1。在一些實例實施例中，紅色共用像素群組SGR、綠色共用像素群組SGG以及藍色共用像素群組SGB可配置成具有拜耳圖案。換言之，自紅色共用像素群組SGR的中心至最接近於紅色共用像素群組SGR的綠色共用像素群組SGG的中心的距離可為第一距離D1，且自藍色共用像素群組SGB的中心至最接近於藍色共用像素群組SGB的綠色共用像素群組SGG的中心的距離亦可為第一距離D1。
影像感測器100可藉由同時累積由青藍色像素群組GC的兩個青藍色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動青藍色像素群組GC。類似地，影像感測器100可藉由同時累積由洋紅色像素群組GM的兩個洋紅色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動洋紅色像素群組GM，且藉由同時累積由黃色像素群組GY的兩個黃色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動黃色像素群組GY。
青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY可重複地配置成彼此分隔開第二距離D2。在一些實例實施例中，青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY可配置於圖案中，其中青藍色像素群組GC可在拜耳圖案中的紅色的位置處，洋紅色像素群組GM可在拜耳圖案中的藍色的位置處，且黃色像素群組GY可在拜耳圖案中的綠色的位置處。換言之，自青藍色像素群組GC的中心至最接近於青藍色像素群組GC的黃色像素群組GY的中心的距離可為第二距離D2，且自洋紅色像素群組GM的中心至最接近於洋紅色像素群組GM的黃色像素群組GY的中心的距離亦可為第二距離D2。在一些實例實施例中，第一距離D1可與第二距離D2相同，但實施例不限於此。根據像素的形狀，第一距離D1可與第二距離D2不同。
參考圖4B，圖1中的影像感測器100可使用由紅色共用像素群組SGR、綠色共用像素群組SGG以及藍色共用像素群組SGB產生的像素信號在第一色彩模式中產生RGB影像資料。影像感測器100的信號處理器130（圖2中）或處理器12（圖1中）可經由解馬賽克操作自RGB影像資料產生紅色影像資料、綠色影像資料以及藍色影像資料。
影像感測器100可使用由青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY產生的像素信號在第二色彩模式中產生CMY影像資料。影像感測器100的信號處理器130或處理器12可經由解馬賽克操作自CMY影像資料產生青藍色影像資料、洋紅色影像資料以及黃色影像資料或紅色影像資料、綠色影像資料以及藍色影像資料。
影像感測器100可藉由使用由紅色共用像素群組SGR、綠色共用像素群組SGG、藍色共用像素群組SGB、青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY產生的像素信號來在第三色彩模式中產生RGBCMY影像資料。
在一些實例實施例中，影像感測器100可藉由對像素執行電荷合併來如同單個像素一般驅動感測不同色彩的像素。舉例而言，影像感測器100可藉由同時累積由紅色共用像素群組SGR的六個紅色像素產生的光電荷及由至多兩個黃色像素群組GY的四個（或兩個）黃色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動十個（或八個）像素。舉例而言，影像感測器100可藉由同時累積由藍色共用像素群組SGB的六個藍色像素產生的光電荷及由青藍色像素群組GC的兩個青藍色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動八個像素。舉例而言，影像感測器100可藉由同時累積由綠色共用像素群組SGG的八個綠色像素產生的光電荷及由洋紅色像素群組GM的兩個洋紅色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動十個像素。
由於影像感測器100可感測CMY色彩以及RGB色彩且根據色彩模式產生RGB影像資料或CMY影像資料，因此影像感測器100的感色靈敏度可增強。
圖5A及圖5B為根據一些實例實施例的提供以描述影像感測器在不同色彩模式中的操作的圖。圖5A及圖5B提供以描述包含圖3的像素陣列110的影像感測器100的操作。
參考圖5A，圖1中的影像感測器100可藉由同時累積由紅色像素群組GR的兩個紅色像素產生的光電荷（亦即，對光電荷執行合併）來如同單個像素一般驅動紅色像素群組GR。類似地，影像感測器100可藉由同時累積由綠色像素群組GG的兩個綠色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動綠色像素群組GG，且藉由同時累積由藍色像素群組GB的兩個藍色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動藍色像素群組GB。
影像感測器100可藉由同時累積由青藍色像素群組GC的兩個青藍色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動青藍色像素群組GC。類似地，影像感測器100可藉由同時累積由洋紅色像素群組GM的兩個洋紅色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動洋紅色像素群組GM，且藉由同時累積由黃色像素群組GY的兩個黃色像素產生的光電荷來如同單個像素一般驅動黃色像素群組GY。
參考圖5B，可假定藉由調整紅色像素群組GR中的一些及藍色像素群組GB中的一些的位置來形成虛擬紅色像素群組GRV及虛擬藍色像素群組GBV，且自虛擬紅色像素群組GRV及虛擬藍色像素群組GBV輸出像素信號。舉例而言，可假定藉由調整三個紅色像素群組GR中間的紅色像素群組GR的位置而自虛擬紅色像素群組GRV輸出像素信號，所述三個紅色像素群組GR在第二方向Y（圖3中）上、在第一方向X（圖3中）以及第一方向X的反向方向上連續地配置。
因此，紅色像素群組GR、虛擬紅色像素群組GRV、綠色像素群組GG、藍色像素群組GB以及虛擬藍色像素群組GBV可配置於四邊形圖案（tetra pattern）中。換言之，感測一個色彩的四個像素群組可以菱形形狀重複地配置。
影像感測器100（圖1中）可使用由紅色像素群組GR、綠色像素群組GG以及藍色像素群組GB產生的像素信號在第一色彩模式中產生RGB影像資料。處理器12（圖1中）或信號處理器130（圖2中）可藉由對具有菱形形狀的四邊形圖案的RGB影像資料執行重新馬賽克過程來產生紅色影像、綠色影像以及藍色影像。舉例而言，根據照度，影像感測器100可產生上文參考圖4B所描述的RGB資料以增加靈敏度，或產生參考圖5B所描述的RGB資料以增加解析度。
影像感測器100可使用由青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY產生的像素信號在第二色彩模式中產生CMY影像資料。影像感測器100可使用由紅色像素群組GR、綠色像素群組GG、藍色像素群組GB、青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY產生的像素信號在第三色彩模式中產生RGBCMY影像資料。由於影像感測器100可感測CMY色彩以及RGB色彩且根據色彩模式產生RGB影像資料或CMY影像資料，因此影像感測器100的感色靈敏度可增強。
圖6及圖7為根據實例實施例的提供以描述影像感測器的像素陣列的圖，且展示圖3的像素陣列110的不同實例。省略對圖3、圖6以及圖7中的相同附圖標號的冗餘描述。
參考圖6，像素陣列110a可包含多個紅色像素群組GR、多個綠色像素群組GG、多個藍色像素群組GB、多個青藍色像素群組GC以及多個黃色像素群組GY。在一些實例實施例中，紅色像素、綠色像素、藍色像素、青藍色像素以及黃色像素的數目的比率可為6:8:6:4:4。與圖3的像素陣列110相比，在圖3的像素陣列110的洋紅色像素群組GM的位置處，像素陣列110a可具有青藍色像素群組GC。然而，像素陣列110a不限於圖6中的像素陣列110a。在一些實例實施例中，像素陣列110a可包含多個紅色像素群組GR、多個綠色像素群組GG、多個藍色像素群組GB以及多個黃色像素群組GY，其中紅色像素、綠色像素、藍色像素以及黃色像素的數目的比率可為6:8:6:4。
參考圖7，像素陣列110b可包含多個紅色像素群組GR、多個綠色像素群組GG、多個藍色像素群組GB以及多個白色像素群組GW。
白色像素群組GW可包含白色像素，例如在第二方向Y上彼此鄰近且彼此共用微透鏡MLY的第一白色像素PXW1及第二白色像素PXW2。與圖3的像素陣列110相比，在圖3的像素陣列110的青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY的位置處，像素陣列110b可具有白色像素群組GW。因此，像素陣列110b包含執行第二方向Y上的AF功能的白色像素群組GW，藉此增加影像感測器在第二方向Y上的AF功能。
圖8為根據一些實例實施例的提供以描述提供至影像感測器的像素的轉移控制信號的圖。提供圖8以描述提供至圖3的像素陣列110的轉移控制信號。在圖8中，像素中的連接件CNT可指示經由連接件CNT將特定轉移控制信號提供至像素。參考圖8所描述的轉移控制信號可包含於圖2中的轉移控制信號TS中。
參考圖3及圖8，在第一方向X上成直線的黃色像素群組GY及青藍色像素群組GC可接收相同轉移控制信號。舉例而言，黃色像素群組GY的第一黃色像素PXY1及青藍色像素群組GC的第一青藍色像素PXC1可接收第一轉移控制信號TS_CY_U，且黃色像素群組GY的第二黃色像素PXY2及青藍色像素群組GC的第二青藍色像素PXC2可接收第二轉移控制信號TS_CY_D。當激活第一轉移控制信號TS_CY_U時，可根據由第一黃色像素PXY1及第一青藍色像素PXC1產生的光電荷輸出第一像素信號。當激活第二轉移控制信號TS_CY_D時，可根據由第二黃色像素PXY2及第二青藍色像素PXC2產生的光電荷輸出第二像素信號。因此，圖2的影像感測器100可使用第一像素信號及第二像素信號執行第二方向Y上的AF功能。
在第一方向X上成直線的紅色像素群組GR及綠色像素群組GG可接收相同轉移控制信號。當紅色共用像素群組SGR及綠色共用像素群組SGG在第一方向X上成直線時，紅色共用像素群組SGR的紅色像素群組GR及綠色共用像素群組SGG的綠色像素群組GG可接收相同轉移控制信號。
舉例而言，紅色共用像素群組SGR的第一紅色像素PXR1及綠色共用像素群組SGG的第一綠色像素PXG1可接收第三轉移控制信號TS_RG_L，且紅色共用像素群組SGR的第二紅色像素PXR2及綠色共用像素群組SGG的第二綠色像素PXG2可接收第四轉移控制信號TS_RG_R。當激活第三轉移控制信號TS_RG_L時，可根據由第一紅色像素PXR1及第一綠色像素PXG1產生的光電荷輸出第一像素信號。當激活第四轉移控制信號TS_RG_R時，可根據由第二紅色像素PXR2及第二綠色像素PXG2產生的光電荷輸出第二像素信號。因此，影像感測器100可使用第一像素信號及第二像素信號執行第一方向X上的AF功能。
在第一方向X上成直線的洋紅色像素群組GM及黃色像素群組GY可接收相同轉移控制信號。舉例而言，洋紅色像素群組GM的第一洋紅色像素PXM1及黃色像素群組GY的第一黃色像素PXY1可接收第五轉移控制信號TS_MY_U，且洋紅色像素群組GM的第二洋紅色像素PXM2及黃色像素群組GY的第二黃色像素PXY2可接收第六轉移控制信號TS_MY_D。當激活第五轉移控制信號TS_MY_U時，可根據由第一洋紅色像素PXM1及第一黃色像素PXY1產生的光電荷輸出第一像素信號。當激活第六轉移控制信號TS_MY_D時，可根據由第二洋紅色像素PXM2及第二黃色像素PXY2產生的光電荷輸出第二像素信號。因此，影像感測器100可使用第一像素信號及第二像素信號執行第二方向Y上的AF功能。
在第一方向X上成直線的綠色像素群組GG及藍色像素群組GB可接收相同轉移控制信號。當綠色共用像素群組SGG及藍色共用像素群組SGB在第一方向X上成直線時，綠色共用像素群組SGG的綠色像素群組GG及藍色共用像素群組SGB的藍色像素群組GB可接收相同轉移控制信號。
舉例而言，藍色共用像素群組SGB的第一藍色像素PXB1及綠色共用像素群組SGG的第一綠色像素PXG1可接收第七轉移控制信號TS_BG_L，且藍色共用像素群組SGB的第二藍色像素PXB2及綠色共用像素群組SGG的第二綠色像素PXG2可接收第八轉移控制信號TS_BG_R。當激活第七轉移控制信號TS_BG_L時，可根據由第一藍色像素PXB1及第一綠色像素PXG1產生的光電荷輸出第一像素信號。當激活第八轉移控制信號TS_BG_R時，可根據由第二藍色像素PXB2及第二綠色像素PXG2產生的光電荷輸出第二像素信號。因此，影像感測器100可使用第一像素信號及第二像素信號執行第一方向X上的AF功能。然而，提供至圖8中的像素陣列的轉移控制信號僅為實例，且影像感測器100不限於圖8。
圖9為根據一些實例實施例的提供以描述連接至影像感測器的像素的行輸出線的圖。提供圖9以描述連接至圖3的像素陣列110的行輸出線。在圖9中，像素群組或共用像素群組中的輸出節點OP可指示像素群組或共用像素群組經由輸出節點OP連接至行輸出線。參考圖9所描述的行輸出線可包含於圖2中的第一行輸出線CLO_0至第n行輸出線CLO_n-1中。
參考圖3及圖9，在第二方向Y上成直線的紅色共用像素群組SGR及綠色共用像素群組SGG可連接至第一行輸出線CLO_RG1抑或第二行輸出線CLO_RG2。舉例而言，在第二方向Y上彼此鄰近的紅色共用像素群組SGR及綠色共用像素群組SGG可連接至第一行輸出線CLO_RG1；且在第二方向Y上彼此鄰近的另一紅色共用像素群組SGR及另一綠色共用像素群組SGG可連接至第二行輸出線CLO_RG2。此連接圖案可在第二方向Y上重複。
在第二方向Y上成直線的綠色共用像素群組SGG及藍色共用像素群組SGB可連接至第三行輸出線CLO_BG1抑或第四行輸出線CLO_BG2。舉例而言，在第二方向Y上彼此鄰近的綠色共用像素群組SGG及藍色共用像素群組SGB可連接至第三行輸出線CLO_BG1；且在第二方向Y上彼此鄰近的另一綠色共用像素群組SGG及另一藍色共用像素群組SGB可連接至第四行輸出線CLO_BG2。此連接圖案可在第二方向Y上重複。
在第二方向Y上成直線的黃色像素群組GY及洋紅色像素群組GM可連接至同一行輸出線，例如行輸出線CLO_MY。在第二方向Y上成直線的青藍色像素群組GC及黃色像素群組GY可連接至同一行輸出線，例如行輸出線CLO_CY。
在根據一些實例實施例的（圖2的）影像感測器100中，連接至感測RGB色彩的像素的行輸出線可與連接至感測CMY色彩的像素的行輸出線分隔開。因此，影像感測器100可同時感測RGB色彩及CMY色彩。然而，圖9中的像素陣列與行輸出線之間的連接關係僅為實例，且影像感測器100不限於圖9。在連接至感測RGB色彩的像素的行輸出線及連接至感測CMY色彩的像素的行輸出線當中，至少一些行輸出線可共同使用。
圖10為圖3中的紅色共用像素群組SGR的實例電路圖。參考圖10給出的紅色共用像素群組SGR的描述亦可應用於圖3中的綠色共用像素群組SGG、藍色共用像素群組SGB、青藍色像素群組GC、洋紅色像素群組GM以及黃色像素群組GY。
參考圖10，紅色共用像素群組SGR的第一列中的第一紅色像素群組GR1的第一紅色像素PXR1可包含第一光二極體PDR11及第一轉移電晶體TXR11，且第一紅色像素群組GR1的第二紅色像素PXR2可包含第二光二極體PDR12及第二轉移電晶體TXR12。
紅色共用像素群組SGR的第二列中的第二紅色像素群組GR2的第一紅色像素PXR1可包含第一光二極體PDR21及第一轉移電晶體TXR21，且第二紅色像素群組GR2的第二紅色像素PXR2可包含第二光二極體PDR22及第二轉移電晶體TXR22。
紅色共用像素群組SGR的第三列中的第三紅色像素群組GR3的第一紅色像素PXR1可包含第一光二極體PDR31及第一轉移電晶體TXR31，且第三紅色像素群組GR3的第二紅色像素PXR2可包含第二光二極體PDR32及第二轉移電晶體TXR32。
第一光二極體PDR11、第一光二極體PDR21以及第一光二極體PDR31及第二光二極體PDR12、第二光二極體PDR22以及第二光二極體PDR32中的每一者可產生隨著光的強度而變化的光電荷。舉例而言，作為P-N接面二極體，第一光二極體PDR11、第一光二極體PDR21以及第一光二極體PDR31及第二光二極體PDR12、第二光二極體PDR22以及第二光二極體PDR32中的每一者可產生與入射光的量成比例的電荷，亦即對應於負電荷的電子及對應於正電荷的電洞。第一光二極體PDR11、第一光二極體PDR21以及第一光二極體PDR31及第二光二極體PDR12、第二光二極體PDR22以及第二光二極體PDR32中的每一者為光電轉換元件的實例，且可包含選自光電晶體、光閘、針筒光二極體（pinned photodiode；PPD）及其組合中的至少一者。
第一轉移電晶體TXR11、第一轉移電晶體TXR21以及第一轉移電晶體TXR31及第二轉移電晶體TXR12、第二轉移電晶體TXR22以及第二轉移電晶體TXR32中的每一者可回應於例如上文參考圖8所描述的第三轉移控制信號TS_RG_L及第四轉移控制信號TS_RG_R的轉移控制信號中的對應一者而接通。第一轉移電晶體TXR11、第一轉移電晶體TXR21以及第一轉移電晶體TXR31及第二轉移電晶體TXR12、第二轉移電晶體TXR22以及第二轉移電晶體TXR32中的每一者可將光電荷自對應光二極體轉移至浮動擴散區FD，且光電荷可累積及儲存於浮動擴散區FD中。亦即，浮動擴散區FD可組態成累積光電荷。
紅色共用像素群組SGR可包含選擇電晶體SX、源極隨耦器SF、重置電晶體RX、轉換增益電晶體CGX以及電容器CS。在一些實例實施例中，諸如替代圖10，可省略選自選擇電晶體SX、源極隨耦器SF、重置電晶體RX、轉換增益電晶體CGX以及電容器CS中的至少一者。
紅色共用像素群組SGR的第一紅色像素PXR1及第二紅色像素PXR2可彼此共用浮動擴散區FD、選擇電晶體SX、源極隨耦器SF、重置電晶體RX、轉換增益電晶體CGX以及電容器CS。
重置電晶體RX可週期性地重置已累積於浮動擴散區FD中的電荷。重置電晶體RX的源電極可連接至浮動擴散區FD，且重置電晶體RX的汲電極可連接至電源電壓VPIX。當重置電晶體RX回應於重置控制信號RS而接通時，連接至重置電晶體RX的汲電極的電源電壓VPIX可施加至浮動擴散區FD。當重置電晶體RX接通時，累積於浮動擴散區FD中的電荷可放電，使得浮動擴散區FD可重置。
轉換增益電晶體CGX的第一端子可連接至浮動擴散區FD，且轉換增益電晶體CGX的第二端子可連接至電容器CS。當轉換增益電晶體CGX回應於轉換增益控制信號CG而接通時，電容器CS連接至浮動擴散區FD，且因此，浮動擴散區FD的等效電容可增加。紅色共用像素群組SGR的FWC可增加。在一些實例實施例中，替代圖10，轉換增益電晶體CGX可連接至浮動擴散區FD及重置電晶體RX，且電容器CS的端子可連接至轉換增益電晶體CGX及重置電晶體RX所連接至的節點。換言之，轉換增益電晶體CGX及重置電晶體RX可串聯連接至浮動擴散區FD。
在一些實例實施例中，（圖2的）影像感測器100可藉由在低轉換增益（low conversion gain；LCG）模式及高轉換增益（high conversion gain；HCG）模式中操作來支援雙重轉換增益（dual conversion gain；DCG）。在LCG模式中，轉換增益控制信號CG可處於高位準以在浮動擴散區FD及電容器CS中累積光電荷。因此，浮動擴散區FD的等效電容可實質上增加，且轉換增益可減少。
相反地，在HCG模式中，轉換增益控制信號CG可處於低位準。因此，浮動擴散區FD的等效電容可相對減少，且轉換增益可增加。因此，影像感測器100可相對於單個訊框在LCG模式及HCG模式兩者中操作，且可擴展動態範圍。
可根據累積於浮動擴散區FD中的光電荷的量控制源極隨耦器SF。作為緩衝放大器，源極隨耦器SF可緩衝對應於浮動擴散區FD的電荷的信號。源極隨耦器SF可放大浮動擴散區FD中的電位變化且將放大結果作為像素信號VOUT輸出至行輸出線，例如圖9中的第一行輸出線CLO_RG1。
選擇電晶體SX的汲極端子可連接至源極隨耦器SF的源極端子，且選擇電晶體SX的源極端子可連接至輸出節點OP。選擇電晶體SX可回應於選擇信號SELS而經由第一行輸出線CLO_RG1將像素信號VOUT輸出至CDS 151（圖2中）。
圖11為圖3中的紅色共用像素群組SGR及黃色像素群組GY的實例電路圖。圖12為提供至圖11中的紅色共用像素群組SGR及黃色像素群組GY的控制信號的時序圖。參考圖11給出的紅色共用像素群組SGR及黃色像素群組GY的描述亦可應用於圖3中的藍色共用像素群組SGB、青藍色像素群組GC、綠色共用像素群組SGG以及洋紅色像素群組GM。省略對圖10及圖11中的相同附圖標號的冗餘描述。
參考圖11，黃色像素群組GY的第一黃色像素PXY1可包含第一光二極體PDY1及第一轉移電晶體TXY1，且黃色像素群組GY的第二黃色像素PXY2可包含第二光二極體PDY2及第二轉移電晶體TXY2。
第一轉移電晶體TXY1可回應於第一轉移控制信號TS_Y_U而接通，且第二轉移電晶體TXY2可回應於第二轉移控制信號TS_Y_D而接通。第一轉移控制信號TS_Y_U可對應於圖8中的第一轉移控制信號TS_CY_U或第五轉移控制信號TS_MY_U。第二轉移控制信號TS_Y_D可對應於圖8中的第二轉移控制信號TS_CY_D或第六轉移控制信號TS_MY_D。第一轉移電晶體TXY1及第二轉移電晶體TXY2中的每一者可將光電荷自對應光二極體轉移至浮動擴散區FD，且光電荷可累積及儲存於浮動擴散區FD中。
黃色像素群組CY及紅色共用像素群組SGR可彼此共用浮動擴散區FD、選擇電晶體SX、源極隨耦器SF、重置電晶體RX、轉換增益電晶體CGX以及電容器CS。黃色像素群組CY及紅色共用像素群組SGR可將像素信號VOUT輸出至行輸出線CLO，例如圖2中的第一行輸出線CLO_0至第n行輸出線CLO_n-1中的一者。
參考圖11及圖12，選擇信號SELS可相對於單個訊框自低位準轉變至高位準，且在特定週期期間保持在高位準處。在重置控制信號RS及轉換增益控制信號CG自低位準轉變至高位準時，可執行重置操作以重置儲存於浮動擴散區FD及電容器CS中的光電荷。
當重置操作完成時，轉換增益控制信號CG可自高位準轉變至低位準。在第三轉移控制信號TS_RG_L及第四轉移控制信號TS_RG_R在轉換增益控制信號CG處於低位準的狀態中自低位準轉變至高位準時，在HCG模式中由紅色共用像素群組SGR產生的像素信號VOUT可輸出至行輸出線CLO。此後，轉換增益控制信號CG可自低位準轉變至高位準，且在LCG模式中由紅色共用像素群組SGR產生的像素信號VOUT可輸出至行輸出線CLO。因此，（圖2的）影像感測器100可在HCG模式及LCG模式兩者中操作以感測單個訊框中的紅色，且因此擴展動態範圍。
此後，在重置控制信號RS及轉換增益控制信號CG自低位準轉變至高位準時，可執行另一重置操作以重置儲存於浮動擴散區FD及電容器CS中的光電荷。
當重置操作完成時，轉換增益控制信號CG可自高位準轉變至低位準。在第一轉移控制信號TS_Y_U及第二轉移控制信號TS_Y_D在轉換增益控制信號CG處於低位準的狀態中自低位準轉變至高位準時，在HCG模式中由黃色像素群組GY產生的像素信號VOUT可輸出至行輸出線CLO。此後，轉換增益控制信號CG可自低位準轉變至高位準，且在LCG模式中由黃色像素群組GY產生的像素信號VOUT可輸出至行輸出線CLO。因此，影像感測器可在HCG模式及LCG模式兩者中操作以感測單個訊框中的黃色，且因此擴展動態範圍。
然而，圖12為在影像感測器100不執行AF功能時的控制信號的時序圖，且控制信號的時序圖可與在影像感測器100執行AF功能時的圖12的時序圖不同。舉例而言，當影像感測器100執行AF功能時，第一轉移控制信號TS_Y_U及第二轉移控制信號TS_CY_D可能不同時而是依序自低位準轉變至高位準。舉例而言，當影像感測器100執行AF功能時，第三轉移控制信號TS_RG_L及第四轉移控制信號TS_RG_R可能不同時而是依序自低位準轉變至高位準。換言之，為執行第二方向Y上的AF功能，影像感測器100可分別讀取對應於黃色像素群組GY的第一黃色像素PXY1的像素信號及對應於黃色像素群組GY的第二黃色像素PXY2的像素信號。為執行第一方向X上的AF功能，影像感測器100可分別讀取對應於紅色共用像素群組SGR的第一紅色像素（例如第三轉移控制信號TS_RG_L所提供至的像素）的像素信號及對應於紅色共用像素群組SGR的第二紅色像素（例如第四轉移控制信號TS_RG_R所提供至的像素）的像素信號。
圖13為根據一些實例實施例的影像感測器100的示意圖。
參考圖13，影像感測器100可包含堆疊影像感測器，所述堆疊影像感測器包含在豎直方向上堆疊的第一晶片CP1及第二晶片CP2。影像感測器100可為圖2的影像感測器100的實施。
第一晶片CP1可包含像素區PR1及襯墊區PR2，且第二晶片CP2可包含周邊電路區PR3及下部襯墊區PR2'。包含多個像素PX的像素陣列可形成於像素區PR1中，且可包含圖3的像素陣列110、圖6的像素陣列110a或圖7的像素陣列110b。
第二晶片CP2的周邊電路區PR3可包含邏輯電路區塊LC及多個電晶體。舉例而言，邏輯電路區塊LC可包含已參考圖2描述的控制器120、信號處理器130、列驅動器140以及信號讀取器150中的至少一者。周邊電路區PR3可將某一信號提供至像素區PR1的像素PX中的每一者，且讀取自像素PX中的每一者輸出的像素信號。
第二晶片CP2的下部襯墊區PR2'可包含下部導電襯墊PAD'。可能存在多個下部導電襯墊PAD'，其可分別對應於導電襯墊PAD。下部導電襯墊PAD'可由通孔結構VS電連接至第一晶片CP1的導電襯墊PAD。
圖14為包含多攝影機模組的電子裝置1000的方塊圖。圖15為圖14中的攝影機模組1100b的詳細方塊圖。參考圖15描述攝影機模組1100b的詳細組態，且所述詳細組態亦可應用於其他攝影機模組1100a及攝影機模組1100c。
參考圖14，電子裝置1000可包含攝影機模組群組1100、應用程式處理器1200、功率管理積體電路（power management integrated circuit；PMIC）1300以及外部記憶體1400。攝影機模組群組1100可包含多個攝影機模組，例如攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c。雖然圖14中繪示三個攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c，但實施例不限於此。
參考圖14及圖15，攝影機模組1100b可包含稜鏡1105、光學路徑摺疊元件（optical path folding element；OPFE）1110、致動器1130、影像感測裝置1140以及儲存器1150。
影像感測裝置1140可包含影像感測器1142、控制邏輯1144以及記憶體1146。影像感測器1142可使用經由光學透鏡提供的光L來感測物件的影像。記憶體1146可儲存校準資料1147。在一些實例實施例中，影像感測器1142可對應於參考圖1及圖2所描述的影像感測器100，且可包含選自參考圖3、圖6以及圖7所描述的像素陣列110、像素陣列110a以及像素陣列110b中的至少一者。換言之，影像感測器1142可產生RGB影像資料、CMY影像資料或RGBCMY影像資料。
控制邏輯1144可大體上控制攝影機模組1100b的操作。舉例而言，控制邏輯1144可根據經由控制信號線CSLb提供的控制信號控制攝影機模組1100b的操作。控制邏輯1144可控制影像感測器1142的操作模式。舉例而言，控制邏輯1144可控制影像感測器1142以在第一色彩模式中操作以產生RGB影像資料，在第二色彩模式中操作以產生CMY影像資料，以及在第三色彩模式中操作以產生RGBCMY影像資料。
返回參考圖14，應用程式處理器1200可包含影像處理單元1210、記憶體控制器1220以及內部記憶體1230。應用程式處理器1200可與攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c分別實施。舉例而言，應用程式處理器1200及攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c可實施於不同半導體晶片中。
影像處理單元1210可包含多個子影像處理器1212a、子影像處理器1212b以及子影像處理器1212c、影像產生器1214以及攝影機模組控制器1216。在一些實例實施例中，影像處理單元1210可對應於圖1中的處理器12。在一些實例實施例中，影像處理單元1210可藉由處理自攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c中的每一者輸出的RGB影像資料值而產生紅色影像資料、綠色影像資料以及藍色影像資料，或藉由處理自攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c中的每一者輸出的CMY影像資料值而產生青藍色影像資料、洋紅色影像資料以及黃色影像資料。在一些實例實施例中，影像處理單元1210可藉由處理自攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c中的每一者輸出的RGBCMY影像資料值而產生紅色影像資料、綠色影像資料以及藍色影像資料。
影像處理單元1210可包含與攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c一樣多的子影像處理器1212a、子影像處理器1212b以及子影像處理器1212c。自攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c中的每一者產生的影像資料值可經由彼此分隔開的影像信號線ISLa、影像信號線ISLb以及影像信號線ISLc中的對應一者提供至子影像處理器1212a、子影像處理器1212b以及子影像處理器1212c中的對應一者。攝影機模組控制器1216可將控制信號提供至攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c中的每一者。由攝影機模組控制器1216產生的控制信號可經由彼此分隔開的控制信號線CSLa、控制信號線CSLb以及控制信號線CSLc中的對應一者提供至攝影機模組1100a、攝影機模組1100b以及攝影機模組1100c中的對應一者。
雖然本發明概念已參考其的實例實施例具體展示及描述，但應理解，可在不偏離以下申請專利範圍的精神及範疇的情況下作出形式及細節的各種改變。
10:數位成像裝置 11:成像單元 11_1:透鏡 11_2:透鏡驅動器 12:處理器 20:物件 100,1142:影像感測器 110,110a,110b:像素陣列 120:控制器 130:信號處理器 140:列驅動器 150:信號讀取器 151:相關二重取樣電路 153:類比數位轉換器 155:緩衝器 157:斜坡信號產生器 1000:電子裝置 1100:攝影機模組群組 1100a,1100b,1100c:攝影機模組 1105:稜鏡 1110:光學路徑摺疊元件 1130:致動器 1140:影像感測裝置 1144:控制邏輯 1146:記憶體 1147:校準資料 1150:儲存器 1200:應用程式處理器 1210:影像處理單元 1212a,1212b,1212c:子影像處理器 1214:影像產生器 1216:攝影機模組控制器 1220:記憶體控制器 1230:內部記憶體 1300:功率管理積體電路 1400:外部記憶體 CG:轉換增益控制信號 CGX:轉換增益電晶體 CLO,CLO_0~CLO_n-1,CLO_MY,CLO_CY:行輸出線 CLO_BG1:第三行輸出線 CLO_BG2:第四行輸出線 CLO_RG1:第一行輸出線 CLO_RG2:第二行輸出線 CNT:連接件 CP1:第一晶片 CP2:第二晶片 CS:電容器 CSLa,CSLb,CSLc:控制信號線 D1:第一距離 D2:第二距離 FD:浮動擴散區 GB:藍色像素群組 GBV:虛擬藍色像素群組 GC:青藍色像素群組 GG:綠色像素群組 GM:洋紅色像素群組 GR:紅色像素群組 GR1:第一紅色像素群組 GR2:第二紅色像素群組 GR3:第三紅色像素群組 GRV:虛擬紅色像素群組 GW:白色像素群組 GY:黃色像素群組 ISLa,ISLb,ISLc:影像信號線 L:光 LC:邏輯電路區塊 MLY,MLX:微透鏡 OP:輸出節點 PAD:導電襯墊 PAD':下部導電襯墊 PDR11,PDR21,PDR31,PDY1:第一光二極體 PDR12,PDR22,PDR32,PDY2:第二光二極體 PG1:第一像素群組 PG2:第二像素群組 PR1:像素區 PR2:襯墊區 PR2':下部襯墊區 PR3:周邊電路區 PX:像素 PXB1:第一藍色像素 PXB2:第二藍色像素 PXC1:第一青藍色像素 PXC2:第二青藍色像素 PXG1:第一綠色像素 PXG2:第二綠色像素 PXM1:第一洋紅色像素 PXM2:第二洋紅色像素 PXR1:第一紅色像素 PXR2:第二紅色像素 PXW1:第一白色像素 PXW2:第二白色像素 PXY1:第一黃色像素 PXY2:第二黃色像素 RS:重置控制信號 RX:重置電晶體 SELS:選擇信號 SF:源極隨耦器 SGB:藍色共用像素群組 SGG:綠色共用像素群組 SGR:紅色共用像素群組 SX:選擇電晶體 TS:轉移控制信號 TS_BG_L:第七轉移控制信號 TS_BG_R:第八轉移控制信號 TS_CY_D,TS_Y_D:第二轉移控制信號 TS_CY_U,TS_Y_U:第一轉移控制信號 TS_MY_D:第六轉移控制信號 TS_MY_U:第五轉移控制信號 TS_RG_L:第三轉移控制信號 TS_RG_R:第四轉移控制信號 TXR11,TXR21,TXR31,TXY1:第一轉移電晶體 TXR12,TXR22,TXR32,TXY2:第二轉移電晶體 VOUT:像素信號 VPIX:電源電壓 VS:通孔結構 X:第一方向 Y:第二方向
將自結合隨附圖式進行的以下詳細描述更清晰地理解本發明概念的實施例，其中： 圖1為根據一些實例實施例的示出數位成像裝置的結構的圖。 圖2為根據一些實例實施例的示出影像感測器的組態的方塊圖。 圖3為根據一些實例實施例的提供以描述影像感測器的像素陣列的圖。 圖4A及圖4B為根據一些實例實施例的提供以描述影像感測器在不同色彩模式中的操作的圖。 圖5A及圖5B為根據一些實例實施例的提供以描述影像感測器在不同色彩模式中的操作的圖。 圖6及圖7為根據實例實施例的提供以描述影像感測器的像素陣列的圖。 圖8為根據一些實例實施例的提供以描述提供至影像感測器的像素的轉移控制信號的圖。 圖9為根據一些實例實施例的提供以描述連接至影像感測器的像素的行輸出線的圖。 圖10為圖3中的紅色共用像素群組的實例電路圖。 圖11為圖3中的紅色共用像素群組及黃色像素群組的實例電路圖。 圖12為提供至圖11中的紅色共用像素群組及黃色像素群組的控制信號的時序圖。 圖13為根據一些實例實施例的影像感測器的示意圖。 圖14為包含多攝影機模組的電子裝置的方塊圖。 圖15為圖14中的攝影機模組的詳細方塊圖。
100:影像感測器
110:像素陣列
120:控制器
130:信號處理器
140:列驅動器
150:信號讀取器
151:相關二重取樣電路
153:類比數位轉換器
155:緩衝器
157:斜坡信號產生器
CLO_0~CLO_n-1:行輸出線
GB:藍色像素群組
GC:青藍色像素群組
GG:綠色像素群組
GM:洋紅色像素群組
GR:紅色像素群組
GY:黃色像素群組
PG1:第一像素群組
PG2:第二像素群組
RS:重置控制信號
SELS:選擇信號
TS:轉移控制信號

Claims (20)

  1. 一種影像感測器，包括： 多個紅色像素群組，各自包含各自組態成感測紅色的第一紅色像素及第二紅色像素，所述第一紅色像素及所述第二紅色像素在第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡； 多個綠色像素群組，各自包含各自組態成感測綠色的第一綠色像素及第二綠色像素，所述第一綠色像素及所述第二綠色像素在所述第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡； 多個藍色像素群組，各自包含各自組態成感測藍色的第一藍色像素及第二藍色像素，所述第一藍色像素及所述第二藍色像素在所述第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡；以及 至少一個色彩像素群組，包含各自組態成感測特定色彩的第一色彩像素及第二色彩像素，所述第一色彩像素及所述第二色彩像素在第二方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡，所述第一方向垂直於所述第二方向； 所述特定色彩與所述紅色、所述藍色以及所述綠色不同；且 所述至少一個色彩像素群組在所述紅色像素群組與所述綠色像素群組之間以及所述綠色像素群組與所述藍色像素群組之間。
  2. 如請求項1所述的影像感測器，其中 所述多個紅色像素群組包含在所述第二方向上彼此依序鄰近的第一紅色像素群組、第二紅色像素群組及第三紅色像素群組， 所述多個藍色像素群組包含在所述第二方向上彼此依序鄰近的第一藍色像素群組、第二藍色像素群組及第三藍色像素群組， 所述多個綠色像素群組包含第一綠色像素群組、第二綠色像素群組、第三綠色像素群組及第四綠色像素群組， 所述第一綠色像素群組、所述第二綠色像素群組以及所述第四綠色像素群組在所述第二方向上彼此依序鄰近， 所述第一綠色像素群組、所述第三綠色像素群組以及所述第四綠色像素群組在所述第二方向上彼此依序鄰近，且 所述第二綠色像素群組與所述第三綠色像素群組在所述第一方向上彼此鄰近。
  3. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述特定色彩包含選自青藍色、洋紅色以及黃色中的至少一者。
  4. 如請求項3所述的影像感測器，其中所述至少一個色彩像素群組包含： 青藍色像素群組，組態成感測所述青藍色； 洋紅色像素群組，組態成感測所述洋紅色；以及 黃色像素群組，組態成感測所述黃色， 其中自所述黃色像素群組的中心至所述青藍色像素群組的中心的距離等於自所述黃色像素群組的所述中心至所述洋紅色像素群組的中心的距離。
  5. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述特定色彩包含白色。
  6. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述至少一個色彩像素群組組態成經由與連接至所述多個紅色像素群組、所述多個綠色像素群組以及所述多個藍色像素群組的轉移控制信號線不同的轉移控制信號線接收轉移控制信號，所述轉移控制信號組態成控制光電荷的累積。
  7. 如請求項1所述的影像感測器，其中所述至少一個色彩像素群組組態成經由與連接至所述多個紅色像素群組、所述多個綠色像素群組以及所述多個藍色像素群組的行輸出線不同的行輸出線輸出像素信號。
  8. 一種影像感測器，在第一色彩模式及第二色彩模式中操作，所述影像感測器包括： 第一像素群組，包含各自組態成感測紅色、綠色以及藍色中的一者的多個像素；以及 第二像素群組，包含各自組態成感測青藍色、洋紅色以及黃色中的一者的多個像素， 包含於所述第一像素群組中的像素的數目大於包含於所述第二像素群組中的像素的數目，且 所述影像感測器組態成： 使用自所述第一像素群組輸出的像素信號在所述第一色彩模式中產生紅-綠-藍（RGB）影像資料，且 使用自所述第二像素群組輸出的像素信號在所述第二色彩模式中產生青藍-洋紅-黃（CMY）影像資料。
  9. 如請求項8所述的影像感測器，其中所述第一像素群組包含： 紅色像素，組態成感測所述紅色，所述紅色像素中的兩者在第一連續列至第三連續列中的每一者中彼此鄰近； 綠色像素，組態成感測所述綠色，所述綠色像素中的兩者在第一列中彼此鄰近，所述綠色像素中的四者在第二列中彼此鄰近，且所述綠色像素中的兩者在第三列中彼此鄰近，所述第一列至所述第三列為連續的；以及 藍色像素，組態成感測所述藍色，所述藍色像素中的兩者在第一連續列至第三連續列中的每一者中彼此鄰近。
  10. 如請求項8所述的影像感測器，其中所述第二像素群組包含： 第一青藍色像素及第二青藍色像素，彼此鄰近且組態成感測所述青藍色；以及 第一黃色像素及第二黃色像素，彼此鄰近且組態成感測所述黃色。
  11. 如請求項10所述的影像感測器，其中 單個微透鏡在所述第一青藍色像素及所述第二青藍色像素上方，且 單個微透鏡在所述第一黃色像素及所述第二黃色像素上方。
  12. 如請求項10所述的影像感測器，其中所述第二像素群組更包含彼此鄰近且感測所述洋紅色的第一洋紅色像素及第二洋紅色像素。
  13. 如請求項8所述的影像感測器，其中 所述第一像素群組的第一轉移控制信號線與所述第二像素群組的第二轉移控制信號線不同，且 用於控制光電荷的累積的轉移控制信號組態成提供至所述第一轉移控制信號線及所述第二轉移控制信號線中的每一者。
  14. 一種影像感測器，包括： 多個紅色共用像素群組，各自包含組態成感測紅色且彼此共用浮動擴散區的多個紅色像素； 多個綠色共用像素群組，各自包含組態成感測綠色且彼此共用浮動擴散區的多個綠色像素； 多個藍色共用像素群組，各自包含組態成感測藍色且彼此共用浮動擴散區的多個藍色像素；以及 多個色彩像素群組，各自包含組態成感測特定色彩且彼此共用浮動擴散區的多個色彩像素， 所述特定色彩不同於所述紅色、所述綠色以及所述藍色； 包含於所述多個綠色共用像素群組中的每一者中的綠色像素的數目大於包含於所述多個紅色共用像素群組中的每一者中的紅色像素的數目；且 包含於所述多個紅色共用像素群組中的每一者中的紅色像素的所述數目大於包含於所述多個色彩像素群組中的每一者中的色彩像素的數目。
  15. 如請求項14所述的影像感測器，其中所述多個紅色共用像素群組中的每一者包含六個紅色像素， 所述多個綠色共用像素群組中的每一者包含八個綠色像素，且 所述多個藍色共用像素群組中的每一者包含六個藍色像素。
  16. 如請求項14所述的影像感測器，其中自所述多個紅色共用像素群組當中的一個紅色共用像素群組的中心至所述多個綠色共用像素群組當中的最接近於所述一個紅色共用像素群組的綠色共用像素群組的中心的距離等於自所述多個藍色共用像素群組當中的一個藍色共用像素群組的中心至所述多個綠色共用像素群組當中的最接近於所述一個藍色共用像素群組的綠色共用像素群組的中心的距離。
  17. 如請求項14所述的影像感測器，其中所述多個紅色共用像素群組、所述多個綠色共用像素群組以及所述多個藍色共用像素群組以拜耳圖案配置。
  18. 如請求項14所述的影像感測器，其中所述多個紅色共用像素群組當中的一個紅色共用像素群組及所述多個色彩像素群組當中的一個色彩像素群組彼此共用浮動擴散區。
  19. 如請求項14所述的影像感測器，其中所述特定色彩為青藍色、洋紅色以及黃色中的一者；且所述多個色彩像素群組中的每一者包含兩個色彩像素。
  20. 如請求項14所述的影像感測器，其中所述多個紅色像素包含在第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡的第一紅色像素及第二紅色像素， 所述多個綠色像素包含在所述第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡的第一綠色像素及第二綠色像素， 所述多個藍色像素包含在所述第一方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡的第一藍色像素及第二藍色像素，且 所述多個色彩像素包含在垂直於所述第一方向的第二方向上彼此鄰近且彼此共用單個微透鏡的第一色彩像素及第二色彩像素。
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