本发明整体涉及图像感测阵列，并且具体地涉及包括色彩马赛克滤波器的阵列及其制造和使用方法。
背景技术：
1、相机系统在许多应用中使用自动聚焦(af)以确保锐聚焦地获取在距相机不同距离处的相关场景部分。一些自动聚焦系统使用由相机的图像传感器输出的图像信息来估计图像传感器与相机透镜的最佳距离。然后，机载机电部件将透镜位置驱动到距图像传感器的最佳距离。
2、为了改善自动聚焦性能，基于由图像感测阵列中的特殊像素(其被分成两个子像素)输出的信号，一些相机使用双像素自动聚焦，并且尤其是基于相位差的自动聚焦。例如，可以通过在某些像素上制造金属屏蔽件来产生这些特殊像素，使得模糊每个此种像素的感测区域的一半。相位差自动聚焦逻辑比较划分的子像素的输出，以便估计图像是否处于聚焦，并因此提供反馈，以便驱动透镜快速会聚到图像在其聚焦的位置。
3、美国专利11,563,910描述了包括像素阵列的图像捕获设备，该专利的公开内容以引用方式并入本文。每个像素包括光电检测器的2×2阵列。图像捕获设备还包括以据说改善相位检测自动聚焦(pdaf)的方式设置在像素阵列之上的1×2片上透镜(ocl)阵列。
4、美国专利申请公布2023/0090827描述了包括像素阵列的图像捕获装备，每个像素包括光电检测器，该申请的公开内容以引用方式并入本文。在像素阵列中的像素的4×4子集上设置拜耳(bayer)模式色彩滤波器。拜耳模式色彩滤波器限定：对红光敏感的像素的第一2×2子集；对绿光敏感的像素的第二2×2子集；对绿光敏感的像素的第三2×2子集；对蓝光敏感的像素的第四2×2子集。在像素上设置ocl的集合，在不同的实施方案中包括1×1ocl、1×2ocl和2×2ocl。
5、在本说明书和权利要求书中，术语“光”和“光学辐射”可互换地使用以指代任何可见、红外和紫外光谱范围内的电磁辐射。
技术实现思路
1、下文描述的本发明的实施方案提供了改进的图像感测阵列及图像捕获设备。
2、因此，根据本发明的实施方案，提供了一种图像感测设备，该图像感测设备包括半导体基板和设置在基板上的光电检测器的第一阵列。读出电路被设置在基板上并且耦合到光电检测器的相应对，并且被配置为在第一模式和第二模式下从该相应对输出信号，在第一模式下，该信号是从该光电检测器中的每个光电检测器单独地读出的，在第二模式下，该信号成对地合并(bin)在一起。设置在光电检测器之上的色彩滤波器层包括红色块、绿色块和蓝色块的矩阵，使得在该光电检测器的对的第一集合中，两个光电检测器被相应的绿色块覆盖，而在该光电检测器的对的第二集合中，光电检测器中的一个光电检测器被第一颜色的第一块覆盖，而光电检测器中的另一个光电检测器被不同的第二颜色的第二块覆盖。
3、在一些实施方案中，该设备包括覆盖第一集合中的光电检测器的相应对的第一微透镜，以及覆盖第二集合中的光电检测器的第二微透镜。在公开的实施方案中，第一集合中的光电检测器的对限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素，并且读出电路被配置为输出由第一集合中的对中的光电检测器输出的信号之间的差。在一个实施方案中，第二微透镜覆盖第二集合中的光电检测器的相应对。另选地，每个第二微透镜覆盖光电检测器中的单个相应光电检测器。
4、在一个实施方案中，在第二集合中的对的至少一些对中，光电检测器中的一个光电检测器被红色块覆盖，而光电检测器中的另一个光电检测器被蓝色块覆盖。另选地或附加地，在第二集合中的对的至少一些对中，光电检测器中的一个光电检测器被红色或蓝色块覆盖，而光电检测器中的另一个光电检测器被绿色块覆盖。
5、在所公开的实施方案中，绿色块累积地覆盖色彩滤波器层的总面积的50％以上或甚至色彩滤波器层的总面积的至少75％。
6、附加地或另选地，光电检测器的对的第一集合和第二集合在基板上以网格图案交错。
7、根据本发明的实施方案，还提供了一种图像感测设备，该图像感测设备包括半导体基板和设置在基板上的光电检测器的阵列。设置在光电检测器之上的色彩滤波器层包括红色块、绿色块和蓝色块的矩阵，使得绿色块累积地覆盖色彩滤波器层的总面积的50％以上。
8、在所公开的实施方案中，绿色块累积地覆盖色彩滤波器层的总面积的至少75％。
9、在一些实施方案中，该设备包括设置在色彩滤波器层之上的微透镜布置，该微透镜布置包括：第一微透镜，该第一微透镜具有不大于光电检测器的阵列的间距的第一横向尺寸并且分别设置于由绿色块覆盖的所有光电检测器之上；以及第二微透镜，该第二微透镜具有大于该间距的第二横向尺寸并且设置于由红色块及蓝色块覆盖的光电检测器之上，每个第二微透镜被配置为将光聚焦到光电检测器中的两个或更多个光电检测器上。在公开的实施方案中，第二微透镜将光聚焦到其上的光电检测器中的两个或更多个光电检测器限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素。
10、根据本发明的一个实施方案，还提供了一种用于图像感测的方法，该方法包括将读出电路耦合到设置在半导体基板上的第一阵列中的光电检测器的相应对。该读出电路在第一模式和第二模式下从该相应对输出信号，在第一模式下，该信号是从该光电检测器中的每个光电检测器单独地读出的，在第二模式下，该信号成对地合并在一起。该光电检测器覆盖有色彩滤波器层，该色彩滤波器层包括红色块、绿色块和蓝色块的矩阵，使得在该光电检测器的对的第一集合中，两个光电检测器被相应的绿色块覆盖，而在该光电检测器的对的第二集合中，光电检测器中的一个光电检测器被第一颜色的第一块覆盖，而光电检测器中的另一个光电检测器被不同的第二颜色的第二块覆盖。
1.一种图像感测设备，所述图像感测设备包括：
2.根据权利要求1所述的设备，并且包括覆盖所述第一集合中的所述光电检测器的相应对的第一微透镜，以及覆盖所述第二集合中的所述光电检测器的第二微透镜。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述第一集合中的所述光电检测器的所述对限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素，并且其中所述读出电路被配置为输出由所述第一集合中的所述对中的所述光电检测器输出的所述信号之间的差。
4.根据权利要求2所述的设备，其中所述第二微透镜覆盖所述第二集合中的所述光电检测器的相应对。
5.根据权利要求2所述的设备，其中所述第二微透镜中的每个微透镜覆盖所述光电检测器中的单个相应光电检测器。
6.根据权利要求1所述的设备，其中在所述第二集合中的所述对的至少一些对中，所述光电检测器中的一个光电检测器被红色块覆盖，而所述光电检测器中的另一个光电检测器被蓝色块覆盖。
7.根据权利要求1所述的设备，其中在所述第二集合中的所述对的至少一些对中，所述光电检测器中的一个光电检测器被红色或蓝色块覆盖，而所述光电检测器中的另一个光电检测器被绿色块覆盖。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述绿色块累积地覆盖所述色彩滤波器层的总面积的50％以上。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述绿色块累积地覆盖所述色彩滤波器层的总面积的至少75％。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述光电检测器的所述对的所述第一集合和所述第二集合在所述基板上以网格图案交错。
11.一种图像感测设备，所述图像感测设备包括：
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述绿色块累积地覆盖所述色彩滤波器层的总面积的至少75％。
13.根据权利要求11所述的设备，并且包括微透镜布置，所述微透镜布置设置在所述色彩滤波器层之上并且包括：
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述第二微透镜将所述光聚焦到其上的所述光电检测器中的所述两个或更多个光电检测器限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素。
15.一种用于图像感测的方法，所述方法包括：
16.根据权利要求15所述的方法，并且包括在所述第一集合中的所述光电检测器的相应对之上覆盖第一微透镜，以及在所述第二集合中的所述光电检测器之上覆盖第二微透镜。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一集合中的所述光电检测器的所述对限定相位检测自动聚焦(pdaf)像素，并且其中输出所述信号包括输出由所述第一集合中的所述对中的所述光电检测器输出的所述信号之间的差。
18.根据权利要求15所述的方法，其中在所述第二集合中的所述对的至少一些对中，所述光电检测器中的一个光电检测器被红色块覆盖，而所述光电检测器中的另一个光电检测器被蓝色块覆盖。
19.根据权利要求15所述的方法，其中在所述第二集合中的所述对的至少一些对中，所述光电检测器中的一个光电检测器被红色或蓝色块覆盖，而所述光电检测器中的另一个光电检测器被绿色块覆盖。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述绿色块累积地覆盖所述色彩滤波器层的总面积的50％以上。