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決定納米線最佳直徑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及決定納米線最佳直徑。本發(fā)明揭示優(yōu)化納米線光電二極管光傳感器的直徑的方法。該方法包含：比較具有預定直徑的納米線光電二極管像素的回應與標準光譜回應曲線；及決定光電二極管像素的光譜回應與標準光譜回應曲線之間的差異。亦包含具有優(yōu)化納米線直徑的納米線光電二極管光傳感器及場景重建的方法。
【專利說明】決定納米線最佳直徑
[0001] 分案申請的相關信息
[0002] 本案是分案申請。該分案的母案是申請日為2010年5月21日、申請?zhí)枮?201080032638. 3、發(fā)明名稱為"決定納米線最佳直徑"的發(fā)明專利申請案。

【技術領域】
[0003] 該實施例是關于納米線裝置，更特定而言，是關于制造納米線圖像傳感器。

【背景技術】
[0004] 圖像傳感器具有呈笛卡爾（Cartesian)(方形）柵格的通常大于100萬的大量傳 感器組件（像素）。常用色彩圖像傳感器經(jīng)制作而具有以一拜耳（Bayer)設置配置的若干 彩色濾光片。圖6中圖解說明常用拜耳設置的實例。該色彩方案包含紅色、綠色及藍色濾 光片（RGB)。該拜耳濾光片圖案是50 %綠色、25 %紅色及25 %藍色，因此亦用GRGB或例如 RGGB等其他排列來表示。綠色組件是紅色或藍色組件兩倍多，用以模仿人眼對綠色光的較 大解析能力。由于每一像素經(jīng)濾光而僅記錄三個色彩中的一者，因此來自每一像素的數(shù)據(jù) 不可完全地決定其自身上的色彩。為獲得一全色圖像，可使用各種解馬賽克算法來針對所 感測場景中的每一點內(nèi)插一組完整的紅色、綠色及藍色值。
[0005] 實際上，為獲得該場景的全色圖像，需要來自所有三個彩色濾光片的數(shù)據(jù)。由于需 要來自所有三個彩色濾光片的數(shù)據(jù)且濾光片的每一列僅具有兩種類型的彩色濾光片，因此 必須用至少兩列像素以使用一拜耳設置來再現(xiàn)該場景。相應的，這樣對于圖像處理的執(zhí)行 效果有關系。常用數(shù)字圖像處理器一次處理一個列。因此，在處理來自下一列的數(shù)據(jù)的同 時，必須將傳感器的至少一個列數(shù)據(jù)保存于一緩沖器中。以此方式，可處理關于該圖像中的 每一點的紅色、綠色及藍色數(shù)據(jù)，然而，其是以處理速度為代價。
[0006] 色彩圖像傳感器的設計者的一個挑戰(zhàn)是持續(xù)地使傳感器像素的色彩回應與人眼 的回應曲線對準?；跒V光片的色彩傳感器是依賴于裝置的。亦即，不同裝置檢測或再現(xiàn) 不同RGB值。該RGB值通?；谥圃焐虒τ靡灾瞥善錇V光片的染料或磷光體的選擇而因制 造商不同而各不相同。此外，濾光片隨時間推移而降級甚至可導致在相同裝置中該RGB值 隨時間推移而變化。
[0007] 典型傳感器的層在表I中列舉并且由圖1顯示。
[0008] 表I

【權利要求】
1. 一種方法，其包括： 提供或獲取包括至少一第一像素及一第二像素的至少第一納米線裝置，其中該第一像 素包括一第一納米線，該第一納米線包括預定材料及第一直徑，該第一像素經(jīng)設置以檢測 第一預定色彩，且該第二像素包括一第二納米線，該第二納米線包括第二預定材料及第二 直徑，該第二像素經(jīng)設置以檢測第二預定色彩； 確定該第一納米線的該第一預定色彩的第一預定色彩光譜回應與一個或多個標準光 譜回應曲線之間的第一誤差差異； 確定該第二納米線的該第二預定色彩的第二預定色彩光譜回應與該一個或多個標準 光譜回應曲線之間的第二誤差差異；及 至少自該第一和第二誤差差異確定所述第一納米線裝置的總誤差差異。
2. 如權利要求1所述的方法，其進一步包括確定產(chǎn)生所述總誤差差異的最小值的所述 第一直徑和所述第二直徑。
3. 如權利要求1所述的方法，其中該標準光譜回應曲線是Smith-Pokorny眼回應光譜 曲線。
4. 如權利要求3所述的方法，其中設置該第一像素以檢測藍色及黃色且設置該第 二像素設置以檢測青色及紅色，且確定該第一納米線及該第二納米線的該光譜回應與該 Smith-Pokorny眼回應光譜曲線之間的該第一、第二、第三及第四誤差差異包括確定以下方 程式中的常數(shù)： Rsp = Ayr*Ynw+Abr*Bnw+Arr*Rnw+Acr*Cnw, Gsp = Ayg^Ynw+Abg^Bnw+Arg^Rnw+Acg^Cnw, Bsp = Ayb*Ynw+Abb*Bnw+Arb*Rnw+Acb*Cnw, 其中Rsp、Gsp及Bsp是該Smith-Pokorny眼回應光譜曲線，Ynw(黃）、Bnw(藍）與 Rnw(紅）、Cnw(青）分別是該第一納米線及該第二納米線的該光譜回應，且Ayr、Abr、Arr、 Acr、Ayg、Abg、Arg、Acg、Ayb、Abb、Arb 及 Acb 是常數(shù)。
5. 如權利要求1所述的方法，其中該標準光譜回應曲線是CIE標準觀察者曲線。
6. 如權利要求1所述的方法，其中借助最小平方分析來確定該總最小誤差差異。
7. 如權利要求1所述的方法，其中設置該第一像素以檢測藍色及黃色且設置該第二像 素以檢測青色及紅色。
8. 如權利要求1所述的方法，其中該第一納米線裝置包括一光導管，該光導管包括一 核心及一包覆層，其中設置該核心以透射具有高達該預定色彩波長的光。
9. 如權利要求1所述的方法，其中該第一納米線具有大約60納米的直徑，且該第二納 米線具有大約80納米的直徑。
10. 如權利要求1所述的方法，其進一步包括制作具有復數(shù)個第一及第二像素的傳感 器陣列。
11. 如權利要求10所述的方法，其中該傳感器陣列包括交替的第一及第二像素的行及 列。
12. 如權利要求1所述的方法，其進一步包括： 提供復數(shù)個額外納米線裝置，該額外納米線裝置中的每一者包括至少一額外第一像素 及一額外第二像素，其中該額外第一像素中的每一者包括一額外第一納米線，該額外第一 納米線包括與該第一納米線相同的該預定材料但具有與其他額外第一納米線中的每一者 及該第一納米線不同的直徑，且該額外第二像素中的每一者包括一額外第二納米線，該額 外第二納米線包括與該第二納米線相同的該預定材料但具有與每一其他第二額外納米線 及該第二納米線不同的直徑；及 確定所述額外納米線裝置的總誤差差異。
13. -種有形計算機可讀媒介，其包含用于執(zhí)行權利要求1所述的方法的計算機可執(zhí) 行指令。
14. 一種方法，其包括： 接收一納米線光電二極管裝置陣列的經(jīng)數(shù)字化回應，該陣列包括交替的復數(shù)個第一納 米線光電二極管裝置及第二納米線光電二極管裝置，該第一納米線光電二極管裝置經(jīng)設置 以檢測一第一色彩，且該第二納米線光電二極管裝置經(jīng)設置以檢測一第二色彩；及 通過步進跨越交替的第一及第二納米線光電二極管裝置的一行且相繼地自一對近鄰 的第一及第二納米線光電二極管裝置計算該紅色、綠色及藍色場景色彩來變換該經(jīng)數(shù)字化 回應，其中一次一個納米線光電二極管裝置地執(zhí)行步進跨越該行。
15. 如權利要求14所述的方法，其中變換該經(jīng)數(shù)字化回應包括借助以下方程式針對近 鄰于一第二紅色/青色納米線光電二極管裝置的一第一黃色/藍色納米線光電二極管裝置 計算該紅色、綠色及藍色場景色彩： R1 = Ayr*Yl+Abr*Bl+Arr*R2+Acr*C2， G1 = Ayg*Yl+Abg*Bl+Arg*R2+Acg*C2， B1 = Ayb*Yl+Abb*Bl+Arb*R2+Acb*C2， 其中Yl、B1及R2、C2分別是該第一黃色/藍色納米線光電二極管裝置及該第二紅色 /青色納米線光電二極管裝置的光譜回應，且Ayr、Abr、Arr、Acr、Ayg、Abg、Arg、Acg、Ayb、 Abb、Arb及Acb是常數(shù)。
16. 如權利要求15所述的方法，其中變換該經(jīng)數(shù)字化回應包括借助以下方程式針對近 鄰于該第二紅色/青色納米線光電二極管裝置的一第三黃色/藍色納米線光電二極管裝置 計算該紅色、綠色及藍色場景色彩： R2 = Ayr*Y3+Abr*B3+Arr*R2+Acr>i<C2, G2 = Ayg*Y3+Abg*B3+Arg*R2+Acg*C2， B2 = Ayb*Y3+Abb*B3+Arb*R2+Acb*C2, 其中Y3、B3及R2、C2分別是該第三黃色/藍色納米線光電二極管裝置及該第二紅色 /青色納米線光電二極管裝置的光譜回應，且Ayr、Abr、Arr、Acr、Ayg、Abg、Arg、Acg、Ayb、 Abb、Arb及Acb是常數(shù)。
17. -種有形計算機可讀媒介，其包含用于執(zhí)行權利要求14所述的方法的計算機可執(zhí) 行指令。
18. -種方法，其包括： 接收一納米線光電二極管裝置陣列的經(jīng)數(shù)字化回應，該陣列包括交替的復數(shù)個第一納 米線光電二極管裝置及第二納米線光電二極管裝置，該第一納米線光電二極管裝置經(jīng)設置 以檢測一第一色彩，且該第二納米線光電二極管裝置經(jīng)設置以檢測一第二色彩；及 通過步進跨越交替的第一及第二納米線光電二極管裝置的一行且相繼地自一對近鄰 的第一及第二納米線光電二極管裝置計算該場景的明度及色度來變換該經(jīng)數(shù)字化回應， 其中一次一對納米二極管裝置地執(zhí)行步進跨越一行。
19. 如權利要求18所述的方法，其中變換該經(jīng)數(shù)字化回應包括借助以下方程式針對近 鄰于一第一紅色/青色納米線光電二極管裝置的一第一黃色/藍色納米線光電二極管裝置 計算該場景的該明度及色度： 明度 1 = Ly*Yl+Lb*Bl， 明度 2 = Lr*R2+Lc*C2， 色度 1 = Ayu*Yl+Abu*Bl+Aru*R2+Acu*C2， 色度 2 = Ayv*Yl+Abv*Bl+Arv*R2+Acv*C2， 其中Y1、B1及R2、C2分別是該第一納米線光電二極管裝置及該第二納米線光電二極管 裝置的光譜回應且 Ly、Lb、Lr、Lc、Ayu、Ayv、Abu、Abv、Aru、Arv、Acu 及 Acv 是常數(shù)。
20. 如權利要求18所述的方法，其進一步包括使用一4 : 2 : 2子取樣。
21. -種有形計算機可讀媒介，其包含用于執(zhí)行權利要求18所述的方法的計算機可執(zhí) 行指令。
22. -種包括至少一第一像素及一第二像素的裝置，其中該第一像素包括一第一納米 線，該第一納米線包括預定材料及預定直徑，該第一像素經(jīng)設置以檢測一第一預定色彩，且 該第二像素包括一第二納米線，該第二納米線包括第二預定材料及第二預定直徑，該第二 像素經(jīng)設置以檢測一第二預定色彩，其中該第一納米線及該第二納米線具有經(jīng)確定以在該 第一及第二像素的光譜回應與標準光譜回應曲線之間產(chǎn)生最小總誤差差異的直徑。
23. 如權利要求22所述的裝置，其中該裝置是光學傳感器。
24. 如權利要求22所述的裝置，其中該標準光譜回應曲線是Smith-Pokorny眼回應光 譜曲線。
25. 如權利要求22所述的裝置，其中該標準光譜回應曲線是CIE標準觀察者曲線。
26. 如權利要求22所述的裝置，其中該最小總誤差差異是借助最小平方分析來確定。
27. 如權利要求22所述的裝置，其中該第一像素包括一第一光導管， 該第一光導管包括該第一納米線及包圍該第一納米線的一第一包覆層，且該第二像 素包括一第二光導管，該第二光導管包括該第二納米線及包圍該第一納米線的一第二包覆 層。
28. 如權利要求27所述的裝置，其中該第一像素進一步包括包圍該第一光導管的一反 射表面，且該第二像素進一步包括包圍該第二光導管的一反射表面。
29. 如權利要求27所述的裝置，其中該第一像素包括一第一基板及該第一基板中的一 第一光電二極管，該第二像素包括一第二基板及該第二基板中的一第二光電二極管。
30. -種方法，其包括： 提供或獲取包括至少一第一像素及一第二像素的至少第一納米線裝置，其中該第一像 素包括一第一納米線，該第一納米線包括第一預定材料及第一直徑，該第一像素經(jīng)設置以 檢測第一預定波長的光，且該第二像素包括一第二納米線，該第二納米線包括第二預定材 料及第二直徑，該第二像素經(jīng)設置以檢測第二預定波長的光； 確定該第一納米線對所述第一預定波長的所述光的第一光譜回應與一個或多個標準 光譜回應曲線之間的第一誤差差異； 確定該第二納米線對所述第二預定波長的所述光的第二光譜回應與該一個或多個標 準光譜回應曲線之間的第二誤差差異；及 至少自該第一和第二誤差差異確定所述第一納米線裝置的總誤差差異； 其中所述第一預定波長和所述第二預定波長中的至少一者為紅外波長。
31. 如權利要求30所述的方法，其進一步包括確定產(chǎn)生所述總誤差差異的最小值的所 述第一直徑和所述第二直徑。
32. 如權利要求30所述的方法，其中該標準光譜回應曲線包括Smith-Pokorny眼回應 光譜曲線。
33. 如權利要求30所述的方法，其中該標準光譜回應曲線是CIE標準觀察者曲線。
34. 如權利要求30所述的方法，其中借助最小平方分析來確定該總最小誤差差異。
35. 如權利要求30所述的方法，其中所述第一預定材料和所述第二預定材料中的至少 一者為GaAs。
36. 如權利要求30所述的方法，其進一步包括經(jīng)由阻隔可見光并使紅外光通過的濾光 片來過濾光。
37. 如權利要求30所述的方法，其中該第一納米線裝置包括一光導管，該光導管包括 一核心及一包覆層，其中設置該核心以透射具有高達該第一預定波長的光。
38. 如權利要求30所述的方法，其中該第一納米線具有大約100納米的直徑。
39. 如權利要求30所述的方法，其進一步包括制作具有復數(shù)個第一及第二像素的傳感 器陣列。
40. 如權利要求39所述的方法，其中該傳感器陣列包括交替的第一及第二像素的行及 列。
41. 如權利要求30所述的方法，其進一步包括： 提供復數(shù)個額外納米線裝置，該額外納米線裝置中的每一者包括至少一額外第一像素 及一額外第二像素，其中該額外第一像素中的每一者包括一額外第一納米線，該額外第一 納米線包括所述第一預定材料但具有與其他額外第一納米線中的每一者及該第一納米線 不同的直徑，且該額外第二像素中的每一者包括一額外第二納米線，該額外第二納米線包 括所述第二預定材料但具有與每一其他第二額外納米線及該第二納米線不同的直徑；及 確定所述額外納米線裝置的總誤差差異。
42. -種非暫時性計算機可讀媒介，其包含用于執(zhí)行權利要求30所述的方法的計算機 可執(zhí)行指令。
43. -種方法，其包括： 接收一納米線光電二極管裝置陣列的經(jīng)數(shù)字化回應，該陣列包括交替的復數(shù)個第一納 米線光電二極管裝置及第二納米線光電二極管裝置，該第一納米線光電二極管裝置經(jīng)設置 以檢測一第一波長的光，且該第二納米線光電二極管裝置經(jīng)設置以檢測一第二波長的光； 及 通過步進跨越交替的第一及第二納米線光電二極管裝置的一行來變換該經(jīng)數(shù)字化回 應，其中所述第一波長和所述第二波長中的至少一者為紅外波長。
44. 如權利要求43所述的方法，其中一次一個納米線光電二極管裝置地執(zhí)行步進跨越 該行。
45. 如權利要求43所述的方法，其中所述第一納米線光電二極管裝置和所述第二納米 線光電二極管裝置包含GaAs。
46. 如權利要求43所述的方法，其中一次一對納米二極管裝置地執(zhí)行步進跨越該行。
47. 如權利要求46所述的方法，其進一步包括使用一 4 : 2 : 2子取樣。
48. -種非暫時性計算機可讀媒介，其包含用于執(zhí)行權利要求43所述的方法的計算機 可執(zhí)行指令。
49. 一種包括至少一第一像素及一第二像素的裝置，其中該第一像素包括一第一納米 線，該第一納米線包括第一預定材料及第一預定直徑，該第一像素經(jīng)設置以檢測一第一預 定波長的光，且該第二像素包括一第二納米線，該第二納米線包括第二預定材料及第二預 定直徑，該第二像素經(jīng)設置以檢測一第二預定波長的光，其中該第一納米線及該第二納米 線具有經(jīng)確定以在該第一及第二像素的光譜回應與標準光譜回應曲線之間產(chǎn)生最小總誤 差差異的直徑，其中所述第一預定波長和所述第二預定波長中的至少一者為紅外波長。
50. 如權利要求49所述的裝置，其中該裝置是光學傳感器。
51. 如權利要求49所述的裝置，其中所述第一預定材料和所述第二預定材料中的至少 一者為GaAs。
52. 如權利要求49所述的裝置，其中該最小總誤差差異是借助最小平方分析來確定。
53. 如權利要求49所述的裝置，其中該第一像素包括一第一光導管， 該第一光導管包括該第一納米線及包圍該第一納米線的一第一包覆層，且該第二像 素包括一第二光導管，該第二光導管包括該第二納米線及包圍該第一納米線的一第二包覆 層。
54. 如權利要求53所述的裝置，其中該第一像素進一步包括包圍該第一光導管的一反 射表面，且該第二像素進一步包括包圍該第二光導管的一反射表面。
55. 如權利要求53所述的裝置，其中該第一像素包括一第一基板及該第一基板中的一 第一光電二極管，該第二像素包括一第二基板及該第二基板中的一第二光電二極管。
【文檔編號】G01B11/14GK104330042SQ201410469627
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2010年5月21日 優(yōu)先權日:2009年5月26日
【發(fā)明者】穆尼布·沃貝爾 申請人:立那工業(yè)股份有限公司