專利名稱：具有色輪的圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及CMOS圖像傳感器，并且更具體地涉及具有色輪的圖像傳感器，其中濾色器部分靠近玻璃蓋的頂而形成。濾色器部分的驅(qū)動受控制以感測色信息。
背景技術(shù)：
當(dāng)制造圖像傳感器時，色分離可以使用棱鏡的二色性鏡而實現(xiàn)，使得色度信號可以進入多個黑-和-白電荷耦合器件的每個。色分離也可以通過在圖像傳感器的上部形成包括用于每個像素的濾色器的濾色器層而實現(xiàn)。濾色器層被形成作為圖像傳感器的片上型部件，從而對應(yīng)于像素陣列的多個濾色器與待形成在單個芯片上的其他圖像傳感器部件集成。像素之間的色信息通過濾色器層內(nèi)插(interpolate)以從亮度信號分離色度信號。
像素之間的信息可被組合并且由內(nèi)插步驟提取。所述內(nèi)插步驟可以包括色恢復(fù)步驟。因此，圖像傳感器的分辨率與像素數(shù)沒有直接的對應(yīng)。例如，為了獲得電視質(zhì)量分辨率，有效像素的數(shù)量應(yīng)至少加倍。但是，這需要減小單位像素的尺寸并且因此降級了光敏性。直接加倍像素數(shù)受到圖像傳感器尺寸及其制造過程的限制，當(dāng)追求更高分辨率時其變得非常復(fù)雜并且成本高。由于內(nèi)插以及色恢復(fù)導(dǎo)致多種問題包括嚴重的模糊，取得很高水平的分辨率如HDTV質(zhì)量的分辨率是困難的。因此，用于色再現(xiàn)的算法是必要的。
另外，在使用電荷耦合器件的三芯片型黑-和-白圖像傳感器的情況中，該器件的尺寸或體積由棱鏡以及組成像素陣列所必要的相關(guān)部件的數(shù)量來確定。因此，所產(chǎn)生的器件對于一般目的應(yīng)用可能太大。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明涉及一種具有色輪的圖像傳感器，其基本消除了可由于相關(guān)技術(shù)的局限性和缺點所導(dǎo)致的一個或者多個問題。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是提供了具有色輪的圖像傳感器，其中在黑-和-白圖像傳感器中顯示高質(zhì)量色，而沒有對電視質(zhì)量分辨率的惡化且沒有增加器件的整體體積。
本發(fā)明的其他特征以及優(yōu)點將在隨后的描述中被說明，并且將部分地通過本描述而顯而易見，或者可以從本發(fā)明的實踐了解。本發(fā)明的目標以及其他優(yōu)點將通過于此的書面描述和權(quán)利要求以及附圖所特別指出的結(jié)構(gòu)和方法而認識到和達到。
為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并且與本發(fā)明的目的相一致，如所體現(xiàn)和廣泛描述的，提供有圖像傳感器，包括多個像素；圖像感測部分，用于感測用于每個像素的光信號；控制器，用于處理所感測的用于每個像素的光信號；圖像傳感器封裝，用于容納圖像感測部分以及控制器，其中圖像傳感器封裝具有由蓋形成的上側(cè)，且濾色器部分相鄰于蓋而設(shè)置。
應(yīng)理解的是，本發(fā)明前述的一般描述以及隨后的詳細描述都是示范性的和解釋性的，并且旨在提供對如權(quán)利要求的本發(fā)明的進一步解釋。


附圖被包括以提供對本發(fā)明的進一步理解，并且被引入且構(gòu)成本申請的一部分，說明了本發(fā)明的示范實施例并且與本說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。在所述圖中圖1是圖像傳感器的透視圖；
圖2是封裝的圖像傳感器的透視圖；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的具有濾色器部分的封裝的圖像傳感器的圖示。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細對本發(fā)明的示范實施例進行參考，其實例在附圖中說明。只要可能，在整個附圖中相似的參考標記將用來引用相同或類似的部分。
本發(fā)明的圖像傳感器可以使用用于制造CCD型或者CMOS型圖像傳感器的一般過程而形成在硅晶片上。CCD型圖像傳感器是電荷耦合器件型圖像傳感器，而CMOS型圖像傳感器是互補金屬氧化物半導(dǎo)體型圖像傳感器。所述圖像傳感器可以使用用于封裝器件的一般過程來封裝。
參見圖1，CMOS型圖像傳感器包括圖像感測部分10、時序發(fā)生器(未示出)、模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(未示出)、模擬前端(未示出)如數(shù)字信號處理器、以及圖像信號處理器(未示出)，其全部可被集成在一個芯片上。所述圖像感測部分占有整個芯片的表面區(qū)域的大約20％到30％。
參見圖2，說明了封裝的圖像傳感器器件。具有圖像感測部分10的芯片被設(shè)置在具有蓋14的封裝框12中。蓋14可以是透明的。另外，該蓋可以由玻璃制造。因此，蓋14密封圖像傳感器封裝的上側(cè)，所述圖像傳感器封裝包括具有用于容納所述蓋的開放頂?shù)姆庋b框12。圖像感測部分10的頂直接設(shè)置在所述蓋的下表面之下。單獨制造的濾色器部分包括旋轉(zhuǎn)板如色輪，安裝到封裝的圖像感測部分上。所述濾色器部分的旋轉(zhuǎn)板如色輪被安裝在圖像傳感器的封裝上。因此，獲得可使能色分離的色圖像傳感器。
參見圖3，說明了根據(jù)本發(fā)明的具有濾色器部分的封裝的圖像傳感器。色輪16可設(shè)置在圖2的封裝的圖像傳感器上，以及一控制器控制色輪的旋轉(zhuǎn)速度。因此，在根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器中，取代在片上型器件中形成濾色器層，濾色器部分鄰近封裝的圖像傳感器的蓋的上表面而形成，所述蓋可以是透明的。濾色器部分的驅(qū)動可受到控制以感測色信息，例如紅、綠、藍以及白色成分。
在本發(fā)明中，濾色器部分的封裝以及色輪可以形成在一個芯片中。另外，濾色器部分可以各種形狀形成以提供用于三種或者更多色的色分離。本發(fā)明的示范性實施例的正方形色輪提供紅、綠、藍以及白分離。但是，包括其他色組合的本發(fā)明的其他實施例可被提供以使能色分離。例如色組合可以包括紅、綠以及藍色成分。
如圖2所示，濾色器部分可以安裝在非常接近蓋的頂?shù)姆庋b的圖像傳感器上，因為圖像傳感器的封裝具有大約20％到30％的二維區(qū)域。濾色器部分可以使用微馬達驅(qū)動。在此情形中，濾色器部分的旋轉(zhuǎn)速度可以由傳感器的圖像信號處理器控制。濾色器部分如色輪的旋轉(zhuǎn)速度可以由圖像傳感器的幀速率控制。這使色度信號和亮度信號能夠由本發(fā)明的濾色器部分獲得。一旦濾色器部分如色輪獲得色度信號，可以為相同的像素確定進一步的色信息。因此，由于外部色信息在一個像素中獲得，可以獲得對應(yīng)于像素數(shù)量的分辨率而沒有扭曲。
根據(jù)本發(fā)明的圖像傳感器可以進一步包括相鄰于濾色器部分10的一個表面而提供的紅外截止濾波器(未示出)或光低通濾波器(未示出)。該濾波器可以提供在濾色器部分10的頂或底表面。
取代在片上型器件中形成濾色器層，濾色器部分靠近封裝的圖像傳感器的蓋的頂而形成，所述蓋可以是透明的。使用與相關(guān)技術(shù)中相同數(shù)量的像素可以獲得兩倍或者更大的分辨率。由于相鄰像素之間沒有內(nèi)插被執(zhí)行，可以感測到精確圖像。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可進行各種修改和變化。因此，意味著如果對本發(fā)明的修改和變化在所附的權(quán)利要求及其等價物范圍內(nèi)，本發(fā)明覆蓋該修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器，包括多個像素；圖像感測部分，用于感測用于每個像素的光信號；控制器，用于處理所述感測到的用于每個像素的光信號；圖像傳感器封裝，用于容納所述圖像感測部分以及所述控制器，其中所述圖像傳感器封裝具有由蓋形成的上側(cè)；以及濾色器部分，設(shè)置在所述蓋之上的區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1的圖像傳感器，其中所述蓋是透明蓋。
3.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，其中所述濾色器部分包括分成多種色的旋轉(zhuǎn)板。
4.如權(quán)利要求3的圖像傳感器，其中所述旋轉(zhuǎn)板以由所述控制器控制的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，其中所述圖像感測部分以及所述控制器形成在一個芯片上。
6.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，其中所述透明蓋由玻璃形成。
7.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，其中所述透明蓋密封所述圖像傳感器封裝的上側(cè)。
8.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，其中所述圖像傳感器封裝包括具有用于容納所述透明蓋的開放頂?shù)姆庋b框。
9.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，進一步包括紅外線截止濾波器，提供在所述濾色器部分中。
10.如權(quán)利要求9的圖像傳感器，其中所述紅外線截止濾波器相鄰于所述濾色器部分的一個表面而提供。
11.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，還包括光低通濾波器，提供在所述濾色器部分中。
12.如權(quán)利要求11的圖像傳感器，其中所述光低通濾波器相鄰于所述濾色器部分的一個表面而提供。
13.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，其中所述圖像感測部分包括形成在硅晶片上的光電二極管、光透射層以及微透鏡層的組合結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求3的圖像傳感器，其中所述旋轉(zhuǎn)板是色輪。
15.如權(quán)利要求2的圖像傳感器，其中所述濾色器部分相鄰于所述蓋。
16.一種封裝的圖像傳感器，包括圖像感測部分以及用于處理一個芯片中感測到的像素的控制器，所述圖像傳感器設(shè)置在其頂以玻璃蓋密封的封裝框中，所述封裝的圖像傳感器特征在于濾色器部分形成于所述玻璃蓋的頂。
全文摘要
一種具有色輪的圖像傳感器，包括多個像素；圖像感測部分，用于感測用于每個像素的光信號；控制器，用于處理感測到的用于每個像素的光信號；圖像傳感器封裝，用于容納圖像感測部分以及控制器；其中所述控制器具有由蓋所形成的上側(cè)，并且濾色器部分相鄰于所述蓋而設(shè)置。蓋可以是透明的。因此，取代在片上型器件中形成濾色器層，濾色器部分靠近封裝的圖像傳感器的玻璃蓋的頂而形成。濾色器部分的驅(qū)動受控制以便感測色信息。
文檔編號H01L23/02GK1808720SQ20051013760
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日
發(fā)明者金相植 申請人:東部亞南半導(dǎo)體株式會社