具有2个不同滤色器大小的宽度Ζ。对于图2中示出的亲过滤器 12和子过滤器14的值"η"是4,意味着每个亲滤色器12是相对于每个子滤色器14在大小 上的四倍。针对亲过滤器12和子过滤器14的颜色变化的图案类似于图1的Bayer图案。 具体地，亲过滤器12的奇数行包括交替的蓝色和绿色亲过滤器（Β和G)，且亲过滤器12的 偶数行包括交替的绿色和红色亲过滤器（G和R)。相同的颜色变化图案用于子过滤器14。 然而，可以使用其他颜色变化图案，包括随机和伪随机颜色变化图案。滤色器形成和/或沉 积过程是本领域众所周知的，并不在本文中详细描述。
[0028] 图3示出常规的光电二极管(像素）阵列的布局，其中在阵列18中形成像素16的 行和列。每个像素16包括光电转换器(通常称为光电检测器或光电二极管)。优选地，每个 像素16还包括模数转换器、以及电路由和读出电路(读出电路可以在多个或者甚至全部光 电检测器间被共享)。常规的光电二极管像素阵列是数字图像传感器产业中众所周知的。图 3中的每个正方形表示单个像素16。图3示出没有对像素形状或大小的变更的常规的像素 布局设计（即，所有像素16是相同大小）。图2的滤色器阵列10可以应用于图3的光电二 极管像素阵列18,其中亲过滤器12均被分配到(例如覆盖）多个像素，而子过滤器14均覆 盖较少或仅一个像素。通过将多个像素分配到单个滤色器，在坏像素的情况下产生冗余（由 此在该相同滤色器下的其他像素将生成信号)。对于图2和3的特定情况，每个亲过滤器12 将覆盖四个像素16,并且每个子过滤器14将覆盖仅一个像素16。
[0029] 图4图示出光电二极管(像素）阵列18的布局的替换实施例，由此像素16的形状 和大小以与叠加的滤色器11相同的方式变化（即，在像素16与叠加的滤色器11的大小和 定位之间的一对一对应性)。在该示例中，像素16的大小和位置匹配图2的滤色器11的大 小和位置。
[0030] 图5图示出三个示例性像素16a、16b、16c连同其叠加的滤色器11a、11b、Ilc的横 截面视图，其中滤色器11和像素16的变化的位置和大小彼此匹配。每个像素16包括光电 检测器20、模数转换器22和连接二者的电路由24。优选地，在硅衬底23上或在其中形成像 素16的一个或多个部分。在该示例中，像素16b及其关联的滤色器Ilb横向地（laterally) 小于像素16a和16c及其关联的滤色器Ila和11c。具体地，光电检测器20b和电路由24b 小于像素16a和16c中的那些光电检测器和电路由。模数转换器22b的大小可以与像素 16a和16c中的那些模数转换器的大小相同或小于像素16a和16c中的那些模数转换器的 大小。
[0031] 图6图示出提供半平衡颜色分配的滤色器图案25,给定用于光电检测器的材料的 吸收系数而同时仍维持高亮度。光电检测器20可以是有机膜、硅或本领域已知的任何其他 光电转换器材料。以下的表2示出其中光电检测器20由硅制成的情况下颜色蓝、绿和红的 示例性吸收系数。应注意的是，可以考虑除了蓝色/绿色/红色/白色组合之外的其他颜 色。从吸收系数得出不同颜色之间的比值。使用所述比值，对于每个颜色所需的表面积的 百分比被得出以实现跨所选颜色谱的经平衡的吸收率。 表2〇
[0032] 在图6中，在大小上为4X4正方形的滤色器11的重复块26(即，总共十六个滤色 器）被用作创建半平衡滤色器图案的示例。然而，还可以使用其他大小和形状(例如，矩形、 不规则形状)。在重复块26中包括的滤色器越多，可以实现的平衡性越好。每个4X4正 方形中的十六个滤色器11中，四个滤色器被选为白色，以使得这些白色滤色器占总面积的 25%。在滤色器图案上使用的白色滤色器的相对数目可以基于期望的亮度而变化。优选的 是，使用白色滤色器来改进总体亮度，但并不要求使用白色滤色器。当计算为了颜色平衡而 要分配用于每个非白颜色的正方形的数目时，从表面积计算中排除白色滤色器。因此，对于 图6中的重复图案，从原始十六个过滤器中排除四个白色过滤器，这留下十二个可用过滤 器来填充。
[0033] 要填充剩余面积的滤色器的比值被选择为针对用于光电检测器的特定材料和重 复块26中的过滤器的数目而尽可能地接近于"优选的表面积（％)"。如以下的表3中所示， 针对每个4X4重复块26选择两个蓝色过滤器、三个绿色过滤器和七个红色过滤器导致以 下的表面积百分比：25%白色、18. 75%绿色、12. 5%蓝色和43. 75%红色。因此，该半平衡滤 色器图案具有接近于RGBW图案的亮度效率，还具有几乎红颜色吸收的双倍。4X4正方形中 每个滤色器的放置可以是随机或伪随机的。优选的是，使颜色尽可能大地散布开，而不是具 有单个颜色的较大的组群。图6的用于半平衡颜色分配的该重复图案技术可以与图2-4的 边缘量子效率技术相组合（即，亲过滤器12可以结合半平衡重复块26,如子过滤器所可以 的那样)。该组合导致在光电检测器阵列中心以及其边缘处的更好的颜色平衡，以及阵列边 缘处的更好的量子效率。
表3〇
[0034] 图7-10图示出用于完全滤色器平衡的技术。与使用相等大小和形状的过滤器以 带来尽可能多的平衡的上述半平衡配置相对比，通过从相等大小和形状的过滤器和光电检 测器移开来实现完全颜色平衡。光电检测器及其关联的滤色器具有独特的形状和大小以提 供百分比表面积，该百分比表面积接近地或确切地匹配光电检测器吸收系数所要求的优选 表面积百分比。滤色器的图案可以是随机或伪随机的，这是由于该配置不限于任何特定图 案。如同上述示例那样，优选的(但不是必需的）是具有一些量的白色像素以增强附近像素 的亮度。
[0035] 图7示出可以提供完美颜色平衡的滤色器图案28的一个示例。各种滤色器被配 置在滤色器的重复块30中，其中每个重复块30包含白色过滤器32、红色过滤器34、绿色过 滤器36和蓝色过滤器38。该配置通过具有形状不规则(例如，不是正方形或矩形）的滤色 器中的至少一个而实现红色、绿色和蓝色过滤器之间的完美的期望表面积百分比。在该示 例中，红色过滤器34是不规则形状的(伪"L"形状的）。这允许正方形或矩形形状的绿色和 蓝色过滤器实现相对于红色过滤器的期望相对大小(在该情况下，对于硅光电检测器，分别 为对于蓝色、绿色和红色过滤器的11. 99%、19. 78%和68. 23%的相对大小）。这还允许白色 过滤器的期望相对大小。应注意的是，可以考虑除了红色/绿色/蓝色和白色组合之外的 其他颜色。
[0036] 图8示出对于图7的滤色器图案8而言理想的像素阵列40,其中像素16具有与重 复块30中的滤色器相同的形状和大小。应注意的是，图7和8的重复块30可以与图2-4 的边缘量子效率技术相组合（即，亲过滤器和子过滤器可以结合重复块30,以使得接近阵列 边缘的重复块30大于更接近阵列中心的那些重复块)。
[0037] 图9示出滤色器图案50的另一示例，其与图7的滤色器图案类似，除了红色过滤 器34的不规则形状是伪"U"形状之外。图10示出对于图8的滤色器图案50而言理想的 像素阵列60,其中像素16具有与图案50的重复块30中的滤色器相同的形状和大小。应注 意的是，图9和10的重复块30可以与图2-4的边缘量子效率技术相组合（即，亲过滤器和 子过滤器可以结合重复块30,以使得接近阵列边缘的重复块30大于更接近阵列中心的那 些重复块)。
[0038] 图11和12图示出滤色器图案70和80的附加示例，其在没有形状不规则的过滤 器形状的情况下实现完美颜色平衡。在这些图案中，所有过滤器形状都是正方形或矩形，这 简化了在制造滤色器图案和下层像素二者中的复杂度。
[0039] 要理解的是，本发明不限于以上描述的以及本文中图示的一个或多个实施例，而 是涵盖落入所附权利要求范围内的任何和所有变型。例如，本文中对本发明的引用不意图 限制任何权利要求或权利要求项的范围，而是代替地仅仅对可以由权利要求中的一个或多 个所覆盖的一个或多个特征进行引用。上述材料、过程和数字的示例仅仅是示例性的，并且 不应被视为限制权利要求。最后，材料的单层可以被形成为此类或类似材料的多个