[发明专利]包括具有两种不同折射率的颜色分离器的图像传感器

说明书

本发明涉及一种图像传感器，其包括用于从入射的可见光获取颜色信息的像元，其中所述图像传感器包括至少两个像元，所述至少两个像元被包括第一部件和第二部件的颜色分离器结构部分地覆盖，所述第一部件和第二部件中的每一者都与介电部件相邻，所述介电部件中的每一者具有第一折射率nsubgt;1/subgt;，所述第一部件具有第二折射率nsubgt;2/subgt;，并且所述第二部件具有第三折射率nsubgt;3/subgt;，其中nsubgt;1/subgt;＜nsubgt;3/subgt;＜nsubgt;2/subgt;，并且其中根据一横截面，所述颜色分离器结构的第一部件具有第一宽度Wsubgt;1/subgt;、高度H，并且所述颜色分离器结构的第二部件具有第二宽度Wsubgt;2/subgt;和相同的高度H，并且其中所述颜色分离器结构在具有不同折射率的部件之间的界面处的第一边缘、第二边缘和第三边缘，每个边缘产生光束或纳米射流，并且其中所述高度H接近值其中Θsubgt;B1/subgt;和Θsubgt;B3/subgt;是tanΘsubgt;B1/subgt;并且分别是由所述第一边缘和第三边缘产生的第一光束和第三光束的辐射角，并且其中所述至少两个像元中的一个像元记录与第一波长λsubgt;1/subgt;相关联的光，并且所述至少两个像元中的另一个像元记录具有其中不存在或存在很少的波长等于λsubgt;1/subgt;的电磁波的光谱的光，其中所述第一波长λsubgt;1/subgt;在可见光范围内的高范围或小范围。

1.技术领域

本公开涉及光学和光子学领域，并且更具体地涉及在图像传感器中使用的光学装置。

2.背景技术

本部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本发明的各个方面相关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本发明的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应就此而论来阅读，而不是作为对现有技术的承认。

为了在图像采集期间采集颜色分量，通常图像传感器可以使用拜耳滤波器(其是一种离散化颜色空间的方式，其在之后需要执行一种插值以生成彩色图像)或者中央凹传感器(其能够经由颜色传感器的堆叠来记录每个像元的三个颜色分量，即颜色传感器被堆叠在彼此之上)。

为了提供已知技术的替代方案，以下提出了用于在图像传感器内实现颜色分离功能的特定结构/架构。

3.发明内容

说明书中对“一个实施例”、“实施例”的引用指示所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指相同的实施例。进一步的，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合其它实施例来影响这种特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识范围内的，而不管是否明确描述。

在一个方面，提出了一种图像传感器，包括用于从入射的可见光获取颜色信息的像元，其中所述图像传感器与由轴x、y和z定义的三维笛卡尔坐标系相关联，其中z轴垂直于所述图像传感器，所述图像传感器包括至少两个像元，所述至少两个像元被包括第一部件和第二部件的颜色分离器结构部分地覆盖，所述第一部件和第二部件沿着所述x轴并排地放置，并且所述第一部件和第二部件中的每一者沿着所述x轴与介电部件相邻，所述介电部件中的每一者具有第一折射率n₁，所述第一部件具有第二折射率n₂，并且所述第二部件具有第三折射率n₃，其中n₁＜n₃＜n₂，并且其中根据在平面xz的横截面，所述颜色分离器结构的所述第一部件具有沿着x轴的第一宽度W₁、沿着z轴的高度H，以及所述颜色分离器结构的所述第二部件具有沿着x轴的第二宽度W₂、沿着z轴的相同的所述高度H，并且其中根据所述横截面，所述颜色分离器结构进一步包括：

-第一边缘，其沿着所述z轴在所述介电部件中的一者与所述颜色分离器结构的所述第一部件之间，所述第一边缘可在近场区中产生第一光束(NJ1)；