CN105451006A - 彩色滤光器阵列、图像传感器以及用于减少光谱串扰的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及彩色滤光器阵列、图像传感器以及用于减少光谱串扰的方法。彩色滤光器阵列包含多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元包括M×N个别滤光器组。每一最小重复单元包含：多个成像滤光器，其包含具有至少第一、第二及第三光响应的个别滤光器；及至少一个参考滤光器，其具有参考光响应，其中所述参考滤光器定位在所述成像滤光器之间，且其中所述参考光响应实质上透射所述多个成像滤光器未从入射在所述彩色滤光器阵列上的光中过滤的串扰光谱。本发明揭示及主张其它实施例。

Description

彩色滤光器阵列、图像传感器以及用于减少光谱串扰的方法

技术领域

所揭示的实施例大体上涉及图像传感器，且尤其(但非排他性地)涉及包含彩色滤光器阵列的图像传感器，彩色滤光器阵列包含参考像素以减少光谱串扰。

背景技术

图像传感器能够通过组合光敏像素的像素阵列与彩色滤光器组来捕获彩色图像。像素阵列中的每一像素耦合到滤光器，其从入射在图像传感器上的光中移除除了特定波长(即，光的特定颜色)以外的所有波长。结果是，像素图像中的每一像素捕获单一颜色的光，且针对每一像素，内插其它颜色的颜色值。

光谱串扰是发生在过滤单独波长的装置中的问题，当本应终止于特定信道中—即，本应由特定滤光器输出—的光功率的小部分实际上终止于另一信道(例如，邻近信道)中时，耦合到彩色图像传感器中的像素阵列的彩色滤光器也发生光谱串扰问题。在具有彩色滤光器阵列的图像传感器中，光谱串扰通常是不完善的彩色滤光的结果：举例来说，蓝色滤光器能够使一些红色及绿色光通过，使得与蓝色滤光器耦合的像素将不仅仅接收其应该接收的蓝色光。在CMOS图像传感器中，串扰造成空间分辨率降级、颜色混合及图像噪声。此能够严重地影响传感器的信噪比(SNR)且因此严重地影响系统的错误率。在RGB图像传感器中，能够通过使用滤光器阵列中的透明滤光器获得灵敏度，但其增加串扰。

已尝试用于减少光谱串扰的各种方法，但所有方法都具有缺陷。通过像素之间的处理断面控制能够减少一些其它类型的串扰，但光谱串扰为自然材料性质，其不能够通过处理而减少。用于减少光谱串扰的另一方式为使用较厚彩色滤光器；此能够显著地减少串扰，但其也减少像素的信号强度及量子效率(QE)。用于减少光谱串扰的另一方式为增加滤光器的颜料浓度，但材料的折射率将增加及引发较高的光学串扰。

发明内容

一方面，本发明涉及一种彩色滤光器阵列。所述彩色滤光器阵列包括：多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元包括M×N个别滤光器组，其中每一最小重复单元包含：多个成像滤光器，其包含具有至少第一、第二及第三光响应的个别滤光器；及至少一个参考滤光器，其具有参考光响应，其中所述参考滤光器定位在所述成像滤光器之间，且其中所述参考光响应实质上透射所述多个成像滤光器未从入射在所述彩色滤光器阵列上的光中过滤的串扰光谱。

另一方面，本发明涉及一种图像传感器。所述图像传感器包括：像素阵列，其包含多个个别像素；彩色滤光器阵列，其定位在所述像素阵列上方且光学耦合到所述像素阵列，所述彩色滤光器阵列包括多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元包括M×N个别滤光器组，其中每一最小重复单元包含：多个成像滤光器，其包含具有至少第一、第二及第三光响应的个别滤光器，及至少一个参考滤光器，其具有参考光响应，其中所述参考滤光器定位在所述成像滤光器之间，且其中所述参考光响应实质上仅透射所述多个成像滤光器未从入射在所述彩色滤光器阵列上的光中过滤的串扰光谱；读出电路，其耦合到所述像素阵列以读出来自所述个别像素的信号；及功能逻辑，其耦合到所述读出电路以处理来自所述个别像素的所述信号。

另一方面，本发明涉及一种方法。所述方法包括：使用像素阵列捕获图像，所述图像包括多个成像像素值及多个参考像素值，所述像素阵列包含多个个别像素且光学耦合到定位在所述像素阵列上方的彩色滤光器阵列，所述彩色滤光器阵列包括多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元包括M×N个别滤光器组，其中每一最小重复单元包含：多个成像滤光器，每一成像滤光器耦合到成像像素，其中所述多个成像滤光器包含具有至少第一、第二及第三光响应的个别滤光器，及至少一个参考滤光器，其光学耦合到参考像素，所述参考滤光器具有参考光响应，其中所述参考滤光器定位在所述成像滤光器之间，且其中所述参考光响应实质上仅透射所述多个成像滤光器未从入射在所述彩色滤光器阵列上的光中过滤的串扰光谱；基于一或多个参考像素值调整成像像素值以从所述成像像素值中减少或移除光谱串扰。

附图说明

参考以下诸图描述本发明的非限制性及非穷尽实施例，其中相似参考数字是指贯穿各种视图的相似部分，除非另有指定。

图1为包含彩色滤光器阵列的图像传感器的实施例的示意图。

图2A到2B分别为一对前侧照明像素的实施例及一对背侧照明像素的实施例的横截面。

图3A到3C为解释用于描述彩色滤光器阵列及最小重复单元的术语的图解。

图4A到4B为最小重复单元(图4A)及对应彩色滤光器阵列(图4B)的实施例的平面图。

图5为说明彩色滤光器阵列的实施例中的光谱串扰的曲线图。

图6A到6B为说明校正彩色滤光器阵列中的光谱串扰的实施例的曲线图。

图7A到7B为包含参考像素的最小重复单元(图7A)及对应彩色滤光器阵列(图7B)的实施例的平面图。

图8A到8B为包含参考像素的最小重复单元(图8A)及对应彩色滤光器阵列(图8B)的实施例的平面图。

图9A为包含参考像素的红色-绿色-蓝色(RGB)最小重复单元及对应彩色滤光器阵列的实施例的平面图。

图9B为包含参考像素的青色-品红色-黄色(CMY)最小重复单元及对应彩色滤光器阵列的实施例的平面图。

图10为用于校正图像以考虑光谱串扰的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

描述用于图像传感器的设备、系统及方法的实施例，图像传感器包含具有参考像素以减少光谱串扰的彩色滤光器阵列。描述特定细节以提供对所述实施例的透彻理解，但所属领域的技术人员将认识到，能够在不具有一或多个所描述细节的情况下或在具有其它方法、组件、材料等等的情况下实践本发明。在一些情况下，未展示或详细地描述众所周知的结构、材料或操作，但这些仍涵盖于本发明的范围内。

贯穿本说明书的对“一个实施例”或“一实施例”的参考意指所描述的特征、结构或特性能够包含于至少一个所描述实施例中，使得“在一个实施例中”或“在一实施例中”的出现未必皆是指同一实施例。此外，特定特征、结构或特性能够以任何合适方式组合于一或多个实施例中。

图1说明互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器100实施例，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器100包含彩色像素阵列105、耦合到所述像素阵列的读出电路170、耦合到所述读出电路的功能逻辑115，及耦合到所述像素阵列的控制电路120。彩色像素阵列105能够实施在前侧照明图像传感器中，如图2A所展示；或实施为背侧照明图像传感器，如图2B所展示。彩色像素阵列105为布置成X个像素列及Y个像素行的个别成像传感器或像素(例如，像素P1、P2、……、Pn)的二维(2D)阵列。如所说明，将所述阵列中的每一个别像素布置成行(例如，行R1到Ry)及列(例如，列C1到Cx)以获取人员、位置或对象的图像数据。图像数据或像素数据能够随后用于呈现人员、位置或对象的2D图像。彩色像素阵列105(如果存在)使用耦合到所述像素阵列的彩色滤光器阵列(“CFA”)指派颜色到每一像素。

在像素阵列105中的每一像素已获取其图像数据或图像电荷之后，图像数据由读出电路170从个别像素中读出且传送到功能逻辑115用于存储、额外处理等等。读出电路170可包含放大电路、模拟/数字(“ADC”)转换电路或其它电路。功能逻辑115能够存储图像数据及/或通过应用后图像效果(例如，裁剪、旋转、移除红眼、调整亮度、调整对比度、高动态范围(HDR)图像组合或以其它方式)操纵图像数据。在一个实施例中，功能逻辑115也能够用于处理图像数据以校正(即，减少或移除)固定图案噪声。控制电路120耦合到像素阵列105以控制像素阵列105的操作特性。举例来说，控制电路120能够产生用于控制图像获取的快门信号。

图2A说明CMOS图像传感器中的一对前侧照明(FSI)像素200的实施例的横截面。FSI像素200的前侧为衬底202的在其上安置光敏区域204及关联像素电路且在其上方形成用于重新分布信号的金属堆叠206的侧。金属堆叠206包含金属层M1及M2，其经图案化以创建光学通道，通过所述光学通道，入射在FSI像素200上的光能够到达光敏或光电二极管(“PD”)区域204。为了实施彩色图像传感器，前侧可包含彩色滤光器布置201，其中将其个别彩色滤光器(在此特定横截面中说明个别滤光器203及205)中的每一者安置于微透镜206下方，微透镜206援助将入射光聚焦到PD区域204上。

图2B说明CMOS图像传感器中的一对背侧照明(BSI)像素250的实施例的横截面。如在FSI像素200中，像素250的前侧为衬底202的在其上安置光敏区域204及关联像素电路且在其上方形成用于重新分布信号的金属堆叠206的侧。背侧为衬底202的与前侧相对的侧。为了实施彩色图像传感器，背侧可包含彩色滤光器阵列201，其中将其个别彩色滤光器(在此特定横截面中说明个别滤光器203及205)中的每一者安置于微透镜206下方。微透镜206援助将入射光聚焦到光敏区域204上。像素250的背侧照明意指金属堆叠206中的金属互连线未模糊正被成像的对象与光敏区域204之间的路径，从而引起光敏区域204进行较大信号产生。

图3A到3C说明将在彩色滤光器阵列(CFA)及最小重复单元(MRU)的讨论中使用的术语。图3A说明CFA300的实施例。CFA300包含若干个别滤光器。每一个别滤光器具有特定光响应且光学耦合到像素阵列中的对应个别像素。结果是，每一像素具有从光响应组中选择的特定彩色光响应。特定光响应对电磁光谱的某些部分具有高灵敏度，而同时对所述光谱的其它部分具有低灵敏度。因为CFA通过在每一像素上方放置滤光器来指派单独光响应到所述像素，所以将像素称为那个特定光响应的像素是常见的。因此，如果像素不具有滤光器或其耦合到透明(即，全色或无色)滤光器，那么像素可被称为“透明像素”；如果像素耦合到蓝色滤光器，那么像素可被称为“蓝色像素”；如果像素耦合到绿色滤光器，那么像素可被称为“绿色像素”；或如果像素耦合到红色滤光器，那么像素可被称为“红色像素”，等等。

经选择以供在传感器中使用的彩色光响应组通常具有至少三个颜色，但在一些实施例中可包含四个或四个以上颜色。在一个实施例中，彩色光响应组可为红色、绿色、蓝色及透明或全色(即，中性或无色)。在其它实施例中，CFA300可包含除了所列出的那些光响应之外或代替所列出的那些光响应的其它光响应。例如，其它实施例可包含青色(C)、品红色(M)及黄色(Y)滤光器、透明(即，无色)滤光器、红外线滤光器、紫外线滤光器、x射线滤光器等等。其它实施例也可包含具有MRU的滤光器阵列，所述MRU所包含的像素数目大于或小于针对MRU302所说明的像素数目。如本文中所使用，白色、透明或全色光响应是指与在所选择的彩色光响应组中所代表的那些光谱灵敏度相比具有较宽光谱灵敏度的光响应。全色光灵敏度能够具有跨越整个可见光谱的高灵敏度。术语全色像素是指具有全色光响应的像素。尽管全色像素大体上具有与彩色光响应组相比较宽的光谱灵敏度，但每一全色像素能够具有关联滤光器。此类滤光器可为中性密度滤光器或彩色滤光器。

将CFA300中的个别滤光器分组成最小重复单元(MRU)(例如，MRU302)，且MRU垂直地及水平地平铺(如箭头所指示)以形成CFA300。最小重复单元为使得无其它重复单元具有较少个别滤光器的重复单元。给定彩色滤光器阵列可包含若干不同重复单元，但如果在所述阵列中存在包含较少个别滤光器的另一重复单元，那么重复单元不是最小重复单元。

图3B说明MRU302的实施例。MRU302为分组成行及列的个别滤光器的阵列。MRU302包含M个列及N个行，其中列是由索引i测量且行是由索引j测量，使得i的范围为从1到M且j的范围为从1到N。在所说明的实施例中，MRU302为正方形，这意指N＝M，但在其它实施例中，M与N无需相等。MRU302可划分成四个象限，其中第一到第四象限编号为I到IV且从右顶部开始按逆时针方向布置：象限I在右上方，象限II在左上方，象限III在左下方，且象限IV在右下方。

图3C说明下文使用以描述所揭示的MRU的术语，但所述术语也能够用于描述作为整体的彩色滤光器阵列(CFA)。在4×4MRU(M＝N＝4)中，主对角线从左上方向右下方延伸，而次对角线从右上方向左下方延伸。从左顶部向右底部延伸的四个像素长对角线被称为主长对角线。在主长对角线上方，从左上方向右下方延伸的两个像素对角线被称为上方主短对角线。在主长对角线下方，从左上方向右下方延伸的两个像素对角线被称为下方主短对角线。用于次对角线的术语可为类似的，如图所展示。

图4A到4B说明最小重复单元(MRU)402及其对应彩色滤光器阵列(CFA)404的实施例。在使用图3B到3C的术语的情况下，图4A说明为4×4的十六滤光器MRU，这意指其为具有M＝N＝4的正方形。在MRU402中，象限I及III具有沿其次对角线的透明滤光器及沿其主对角线的绿色滤光器。象限II具有沿其次对角线的透明滤光器及沿其主对角线的红色滤光器。最后，象限IV具有沿其次对角线的透明滤光器及沿其主对角线的蓝色滤光器。图4B说明通过如图3A所展示使MRU402平铺而形成的CFA404的实施例。

图5说明红色-绿色-蓝色-透明(RGBC)彩色滤光器阵列(例如，CFA404)的实施例中的光谱串扰问题。在图中，水平轴代表入射光的波长(即，其颜色)，而垂直轴代表那个特定波长的透射百分比。曲线图接着展示由特定颜色的滤光器透射的光的特定波长的百分比。

作为一实例，当入射光的波长为500到550nm(其实质上对应于绿色光)时，绿色滤光器使所述入射光的近65％通过。理想地，蓝色及红色滤光器不应使此入射绿色光通过，这是因为它们应滤去并非蓝色或红色的所有波长。但如在标记为“光谱串扰”的圆形部分中可看出，在500到550nm下，蓝色及红色滤光器仍然透射入射绿色光的约5％。在其它彩色滤光器中的情况也是如此：观察入射波长为约400到450nm(其实质上对应于蓝色光)的蓝色滤光器，蓝色滤光器使在那个波长下的入射光的约65％通过。但如在标记为“光谱串扰”的圆形部分中可看出，在400到450nm下，绿色及红色滤光器使入射蓝色光的约5％通过。此不完善的滤光为光谱串扰的原因。类似影响发生在入射波长为约600到650nm(其实质上对应于红色光)的绿色及蓝色滤光器。

图6A到6B为说明用于减少或消除光谱串扰的方法的实施例的曲线图。如在图5中，在图6A到6B中，水平轴代表入射光的波长(即，其颜色)，而垂直轴代表那个特定波长的透射百分比。图6A到6B接着展示由给定颜色的滤光器透射的特定波长的光的百分比。图6A为说明参考像素的使用的曲线图。针对光学串扰的解决方案的实施例为使用光学耦合到透射串扰光谱的参考滤光器(Re)(一起被称为“参考像素”)的像素。即，在入射光的任何给定波长下，参考滤光器Re实质上透射未由不同于入射波长的颜色的滤光器过滤的那个波长的相同或类似百分比。作为一实例，如果入射光在波长范围500到550nm中，那么Re滤光器使入射光的约5％通过，其实质上对应于由红色及蓝色滤光器通过的入射绿色光的百分比。

图6B说明参考像素(即，如图6A所说明的光学耦合到参考滤光器Re的像素)如何能够被使用以减少或消除光谱串扰的实施例。左曲线图实质上复制图6A，其展示参考滤光器Re的过滤光谱，而右曲线图展示从红色、绿色及蓝色像素中减去参考像素的透射百分比，使得红色、绿色及蓝色值被下移量Δ。使红色、绿色及蓝色值移位会实质上减少或消除光谱串扰，如在右边的曲线图中可看出。在所说明的实施例中，Δ被展示为所有红色、绿色及蓝色值被下移的单一值。但在其它实施例中，Δ无需为单一值，而是可根据波长而变化，使得红色、绿色及蓝色值可被下移不同Δ。确定Δ的其它方式可用于其它实施例中。

图7A到7B说明包含参考滤光器(Re)的最小重复单元(MRU)702以及对应彩色滤光器阵列(CFA)704的实施例。在再次使用图3A到3C的术语的情况下，图7A说明为4×4的16滤光器MRU702，这意指其为具有M＝N＝4的正方形。MRU702类似于MRU302：象限II具有沿其次对角线的透明滤光器及沿其主对角线的红色滤光器；象限III具有沿其次对角线的透明滤光器及沿其主对角线的绿色滤光器；且象限IV具有沿其次对角线的透明滤光器及沿其主对角线的蓝色滤光器。MRU302与702之间的主要差异是象限I用参考滤光器Re替换所述透明滤光器中的一者，使得象限I具有沿其次对角线的透明滤光器及参考滤光器以及沿其主对角线的绿色滤光器。图7B说明通过如图3A所展示使MRU702平铺而形成的CFA704的实施例。

图8A到8B说明包含参考滤光器(Re)的最小重复单元(MRU)802以及对应彩色滤光器阵列(CFA)804的另一实施例。图8A说明为8×8的64滤光器MRU，这意指MRU802为具有M＝N＝8的正方形。在MRU802中，象限I到IV具有沿其主对角线的两个红色及两个蓝色滤光器。象限I及III具有在其次对角线上的透明滤光器，惟沿下方主短对角线定位在次对角线上的参考滤光器除外。象限II及IV具有在其次对角线上的透明滤光器，惟沿上方主短对角线定位在次对角线上的参考滤光器除外。图8B说明通过如图3A所展示使MRU802平铺而形成的CFA804的实施例。

图9A到9B说明MRU及其对应CFA的其它实施例，对应CFA包含参考滤光器。所有前述MRU及CFA实施例为RGBC图案—其皆包含红色、绿色、蓝色及透明滤光器—但在其它实施例中，无需此种情形。图9A说明为RGB图案的MRU902(即，其不包含透明像素)，但其仍然包含参考像素。MRU902具有四个滤光器且为2×2，这意指其为具有M＝N＝2的正方形。MRU902具有参考滤光器及沿其主对角线的绿色滤光器以及沿其次对角线的蓝色及红色滤光器。MRU902为众所周知的拜耳(Bayer)滤光器图案，但其中用参考滤光器替换一个绿色滤光器。在所说明的实施例中，用参考滤光器替换绿色滤光器是因为拜耳图案通常包含两个绿色滤光器，使得替换一个绿色滤光器仍会在所述图案中留下另一绿色滤光器。但在每个实施例中无需此种情形。举例来说，在其它实施例中，可用参考像素替换与图像的亮度分量最接近的滤光器颜色。图的右侧说明通过如图3A所展示使MRU902平铺而形成的CFA904。

图9B说明为青色-品红色-黄色(CMY)图案的另一MRU906(即，其不包含透明像素)，但其仍然包含参考像素。MRU906为2×2，这意指其为具有M＝N＝2的正方形。MRU906具有参考滤光器及沿其主对角线的黄色滤光器以及沿其次对角线的青色及品红色滤光器。MRU906类似于MRU902，但具有不同主要颜色组：已用CMY主要颜色组替换MRU902的RGB颜色组，且其中参考滤光器替换黄色滤光器中的一者。在所说明的实施例中，用参考滤光器替换黄色滤光器是因为在所述图案中通常存在两个黄色滤光器，因此，替换一个黄色滤光器仍会在所述图案中留下另一黄色滤光器。但在其它实施例中，可用参考像素替换与图像的亮度分量最接近的滤光器颜色。图的右侧说明通过如图3A所展示使MRU906平铺而形成的CFA908。

图10说明用于校正图像中的光谱串扰的过程1000的实施例。过程开始于框1002处。在框1004处，过程使用光学耦合到具有参考滤光器的彩色滤光器阵列(例如，前述诸图所展示的任何彩色滤光器阵列)的像素阵列捕获图像。像素阵列可被看作是由两个类型的像素组成：成像像素(例如，耦合到R、G、B、C滤光器的像素)，其产生成像像素值，最终图像将基于所述成像像素值；及参考像素，其产生参考像素值。最初，像素阵列中的每一像素将产生单一像素值，其取决于像素的类型而为成像像素值或参考像素值。

在框1006处，选择第一成像像素以供处理。在框1008处，检索所选择的像素的成像像素值，且在框1010处，使用相关参考像素值调整成像像素值。在一个实施例中，通过简单地减去最接近值正被处理的成像像素的参考像素的参考像素值而调整成像像素值。最接近的参考像素无需在与正被处理的成像像素相同的MRU内。在另一实施例中，可基于最接近成像像素值正被调整的成像像素的两个或两个以上参考像素(例如，2、3、4等等个最接近像素)而计算校正Δ。举例来说，在一个实施例中，Δ可为最接近的参考像素值的加权平均值。不同实施例可对参考像素值不同地加权；举例来说，在一个实施例中，参考像素值可基于与正被校正的成像像素相隔的距离以及强度而加权。

在框1012处，存储经调整的成像像素值，此后，过程继续到框1014且检查是否存在更多的待处理的成像像素。如果在框1014处存在更多的待处理的成像像素，那么过程继续到框1016，在框1016处其选择下一成像像素且随后返回到框1008，且针对新选择的成像像素重复过程。如果在框1014处不存在待处理的成像像素，这意指已调整图像中的所有成像像素值，那么过程继续到框1018。在框1018处，针对所有成像像素内插颜色值以形成最终图像，使得在最终图像中，所有像素将具有对应于主要颜色组的三个成像像素值的组(例如，在RGB或RGBC中的红色、绿色及蓝色)。在针对成像像素内插成像像素值之后，在框1020处输出图像且过程结束于框1022处。

不希望本发明所说明的实施例的以上描述(包含摘要中所描述的内容)详尽或限制本发明于所揭示的确切形式。所属领域的技术人员将认识到，尽管本文描述本发明的特定实施例及用于本发明的实例用于说明性目的，但在本发明的范围内的各种等效修改为可能的。鉴于以上详细描述，可对本发明做这些修改。

在所附权利要求书中所使用的术语不应理解为限制本发明于本说明书及权利要求书中所揭示的特定实施例。而是，本发明的范围将全部由所附权利要求书确定，将根据主张解释的既定原则解释所附权利要求书。

Claims (24)

1.一种彩色滤光器阵列，其包括：

多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元包括M×N个别滤光器组，其中每一最小重复单元包含：

多个成像滤光器，其包含具有至少第一、第二及第三光响应的个别滤光器；及

至少一个参考滤光器，其具有参考光响应，其中所述参考滤光器定位在所述成像滤光器之间，且其中所述参考光响应实质上透射所述多个成像滤光器未从入射在所述彩色滤光器阵列上的光中过滤的串扰光谱。

2.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述多个成像滤光器进一步包括具有第四光响应的个别滤光器。

3.根据权利要求2所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一光响应为全色(C)，所述第二光响应为红色(R)，所述第三光响应为绿色(G)，且所述第四光响应为蓝色(B)。

4.根据权利要求3所述的彩色滤光器阵列，其中M＝N＝4且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cccc}R& C& G& C\\ C& R& \mathrm{Re}& G\\ G& C& B& C\\ C& G& C& B\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

5.根据权利要求3所述的彩色滤光器阵列，其中M＝N＝8且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cccccccc}R& C& G& C& R& C& G& C\\ C& R& \mathrm{Re}& G& W& R& C& G\\ G& C& B& C& G& \mathrm{Re}& B& C\\ C& G& C& B& C& G& C& B\\ R& C& G& C& R& C& G& C\\ C& R& C& G& C& R& \mathrm{Re}& G\\ G& \mathrm{Re}& B& C& G& C& B& C\\ C& G& C& B& C& G& C& B\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

6.根据权利要求1所述的彩色滤光器阵列，其中所述第一光响应为红色(R)，所述第二光响应为绿色(G)，且所述第三光响应为蓝色(B)。

7.根据权利要求6所述的彩色滤光器阵列，其中M＝N＝2且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cc}\mathrm{Re}& R\\ B& G\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

8.一种图像传感器，其包括：

像素阵列，其包含多个个别像素；

彩色滤光器阵列，其定位在所述像素阵列上方且光学耦合到所述像素阵列，所述彩色滤光器阵列包括多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元包括M×N个别滤光器组，其中每一最小重复单元包含：

多个成像滤光器，其包含具有至少第一、第二及第三光响应的个别滤光器，及

至少一个参考滤光器，其具有参考光响应，其中所述参考滤光器定位在所述成像滤光器之间，且其中所述参考光响应实质上仅透射所述多个成像滤光器未从入射在所述彩色滤光器阵列上的光中过滤的串扰光谱；

读出电路，其耦合到所述像素阵列以读出来自所述个别像素的信号；及

功能逻辑，其耦合到所述读出电路以处理来自所述个别像素的所述信号。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述多个成像滤光器进一步包括具有第四光响应的个别滤光器。

10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中所述第一光响应为全色(C)，所述第二光响应为红色(R)，所述第三光响应为绿色(G)，且所述第四光响应为蓝色(B)。

11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中M＝N＝4且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cccc}R& C& G& C\\ C& R& \mathrm{Re}& G\\ G& C& B& C\end{array}$

$\begin{array}{cccc}C& G& C& B\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中M＝N＝8且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cccccccc}R& C& G& C& R& C& G& C\\ C& R& \mathrm{Re}& G& W& R& C& G\\ G& C& B& C& G& \mathrm{Re}& B& C\\ C& G& C& B& C& G& C& B\\ R& C& G& C& R& C& G& C\\ C& R& C& G& C& R& \mathrm{Re}& G\\ G& \mathrm{Re}& B& C& G& C& B& C\\ C& G& C& B& C& G& C& B\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

13.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述第一光响应为红色(R)，所述第二光响应为绿色(G)，且所述第三光响应为蓝色(B)。

14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中M＝N＝2且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cc}\mathrm{Re}& R\\ B& G\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

15.一种方法，其包括：

使用像素阵列捕获图像，所述图像包括多个成像像素值及多个参考像素值，所述像素阵列包含多个个别像素且光学耦合到定位在所述像素阵列上方的彩色滤光器阵列，所述彩色滤光器阵列包括多个平铺最小重复单元，每一最小重复单元包括M×N个别滤光器组，其中每一最小重复单元包含：

多个成像滤光器，每一成像滤光器耦合到成像像素，其中所述多个成像滤光器包含具有至少第一、第二及第三光响应的个别滤光器，及

至少一个参考滤光器，其光学耦合到参考像素，所述参考滤光器具有参考光响应，其中所述参考滤光器定位在所述成像滤光器之间，且其中所述参考光响应实质上仅透射所述多个成像滤光器未从入射在所述彩色滤光器阵列上的光中过滤的串扰光谱；

基于一或多个参考像素值调整成像像素值以从所述成像像素值中减少或移除光谱串扰。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述一或多个参考像素值无需来自同一最小重复单元内的参考像素。

17.根据权利要求15所述的方法，其中所述多个成像滤光器进一步包括具有第四光响应的个别滤光器。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一光响应为全色(C)，所述第二光响应为红色(R)，所述第三光响应为绿色(G)，且所述第四光响应为蓝色(B)。

19.根据权利要求18所述的方法，其中M＝N＝4且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cccc}R& C& G& C\\ C& R& \mathrm{Re}& G\\ G& C& B& C\\ C& G& C& B\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

20.根据权利要求18所述的方法，其中M＝N＝8且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cccccccc}R& C& G& C& R& C& G& C\\ C& R& \mathrm{Re}& G& W& R& C& G\\ G& C& B& C& G& \mathrm{Re}& B& C\\ C& G& C& B& C& G& C& B\\ R& C& G& C& R& C& G& C\\ C& R& C& G& C& R& \mathrm{Re}& G\\ G& \mathrm{Re}& B& C& G& C& B& C\\ C& G& C& B& C& G& C& B\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

21.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一光响应为红色(R)，所述第二光响应为绿色(G)，且所述第三光响应为蓝色(B)。

22.根据权利要求21所述的方法，其中M＝N＝2且所述最小重复单元为：

$\begin{array}{cc}\mathrm{Re}& R\\ B& G\end{array}$

其中Re代表具有所述参考光响应的滤光器。

23.根据权利要求15所述的方法，其中调整所述成像像素的所述值以减少或移除光谱串扰包括：针对每一成像像素，减去最近参考像素的所述参考像素值。

24.根据权利要求15所述的方法，其中调整所述成像像素的所述值以减少或移除光谱串扰包括：针对每一成像像素，从所述成像像素值中减去两个或两个以上所述最近参考像素的加权平均参考像素值。