[发明专利]适于提供额外的颜色信息的光电检测器

说明书

本发明公开了一种用于形成场景的彩色图像的装置和利用该装置的方法。该装置包括多个像素传感器。每个像素传感器包括第一光电检测器，该第一光电检测器包括第一主光电二极管和第一浮动扩散节点。该第一主光电二极管的特征在于具有第一光转换效率，该第一光转换效率是入射在其上的光信号的波长的函数。该第一浮动扩散节点包括寄生光电二极管，其特征在于具有第二光转换效率，该第二光转换效率是波长的函数。该第二光转换效率与作为波长的函数的第一光转换效率不同。控制器利用该光电检测器中的第一主光电二极管和第一寄生光电二极管中的每一个测量光信号，从而生成在该像素传感器的多个波长带的每一个中的光强度。

交叉引用相关申请

本申请要求2016年5月31日提交的美国临时专利申请No.62/343,314的权益，该临时专利申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本发明涉及适于提供额外的颜色信息的光电检测器。

背景技术

用于彩色摄影的成像阵列通常在最终图像中每个像素使用四个光电二极管。光电二极管通常以2×2阵列布置，在一个光电二极管上具有红色滤光器，在第二光电二极管上具有蓝色滤光器，在其余两个光电二极管上具有绿色滤光器。滤光器选择相对宽范围的波长，因此，光电二极管测量红色、蓝色和绿色波长带中的宽波长范围内的光强度的平均值。因此，这些光电二极管对滤光器的接收频带内的波长变化相对不敏感。另外，对于每个图像像素使用四个光电二极管使得成像阵列相对于单色阵列的成本增加大约四倍。最后，滤光器减少了到达光电二极管的光，因此，要么在低光条件下降低阵列的灵敏度，要么需要更大的光电二极管来补偿强度损失。

发明内容

本发明包括用于形成场景的彩色图像的装置和利用该装置的方法。该装置包括多个像素传感器。每个像素传感器包括第一光电检测器，第一光电检测器包括第一主光电二极管和第一浮动扩散节点。第一主光电二极管的特征在于具有第一光转换效率，第一光转换效率是入射在其上的光信号的波长的函数。第一浮动扩散节点包括寄生光电二极管，其特征在于具有第二光转换效率，第二光转换效率是波长的函数。第二光转换效率与作为波长的函数的第一光转换效率不同。浮动扩散节点也被光信号照射。该装置还包括控制器，该控制器利用该光电检测器中的第一主光电二极管和第一寄生光电二极管中的每一个来测量光信号，从而生成在该像素传感器的多个波长带的每一个中的光强度。

在本发明的一个方面，第二光转换效率大于第一光转换效率的百分之三。在另一方面，第二光转换效率大于第一光转换效率的百分之十。

在又一方面，该装置包括多个第二光电检测器，每个像素传感器与多个第二光电检测器中的一个相关联，第二光电检测器具有第二主光电二极管，第二主光电二极管具有第三光转换效率，第三光转换效率是波长的函数，第三光转换效率不同于第一和第二光转换效率。第二光电二极管提供光信号的第三测量，控制器使用第三测量以生成多个波长带中的光强度。

在一个方面，对于每个像素传感器存在一个第二光电检测器。

在另一方面，第二光电检测器比像素传感器少，第二光电检测器中的至少一个由多个像素传感器共享。在又一方面，控制器内插来自多个第二光电检测器的强度测量以到达第三测量。

在另一方面，第二光电二极管是每个像素传感器中的第二光电检测器的一部分，并且第二光电检测器还包括与第一浮动扩散节点分离的第二浮动扩散节点，第二浮动扩散节点包括第二寄生光电二极管，处理器使用来自第二寄生光电二极管的信号来生成在多个波长带的每一个中的强度。