決定納米線最佳直徑的製作方法
2023-07-15 01:36:56
專利名稱：決定納米線最佳直徑的製作方法
技術領域：
該實施例是關於納米線裝置，更特定而言，是關於製造納米線圖像傳感器。
背景技術：
圖像傳感器具有呈笛卡爾(Cartesian)(方形)柵格的通常大於100萬的大量傳感器組件(像素)。常用色彩圖像傳感器經製作而具有以一拜耳(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。由於每一像素經濾光而僅記錄三個色彩中的一者，因此來自每一像素的數據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插一組完整的紅色、綠色及藍色值。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據。由於需要來自所有三個彩色濾光片的數據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該場景。相應的，這樣對於圖像處理的執行效果有關係。常用數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據的同時，必須將傳感器的至少一個列數據保存於一緩衝器中。以此方式，可處理關於該圖像中的每一點的紅色、綠色及藍色數據，然而，其是以處理速度為代價。色彩圖像傳感器的設計者的一個挑戰是持續地使傳感器像素的色彩回應與人眼的回應曲線對準。基於濾光片的色彩傳感器是依賴於裝置的。亦即，不同裝置檢測或再現不同RGB值。該RGB值通常基於製造商對用以製成其濾光片的染料或磷光體的選擇而因製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。典型傳感器的層在表I中列舉並且由
圖1顯示。表 I
權利要求
1.一種決定納米線裝置的納米線直徑的方法，其包括提供包括至少一第一像素及一第二像素的第一納米線裝置，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預定直徑，該第一像素經設置以檢測第一預定色彩及該第一預定色彩的第一補色，且該第二像素包括一個第二納米線，該第二納米線包括第二預定材料及第二預定直徑，該第二像素經設置以檢測第二預定色彩及該第二預定色彩的第二補色；決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；決定該第一納米線的該第一補色的第一補色光譜回應與一個或多個標準光譜回應曲線之間的第二誤差差異；決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三誤差差異；及決定該第二納米線的該第二補色的第二補色光譜回應與該一個或多個標準光譜回應曲線之間的第四誤差差異；及自該第一、第二、第三及第四誤差差異決定總誤差差異。
2.如權利要求1的方法，其進一步包括提供複數個額外納米線裝置，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且與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且與該第二納米線不同的直徑；決定該複數個額外納米線裝置的光譜回應與該一個或多個標準光譜回應曲線之間的總誤差差異；及決定該第一納米線裝置及該複數個額外納米線裝置中的在該光譜回應與該標準光譜回應曲線之間產生最小總誤差差異的納米線裝置的納米線的直徑。
3.如權利要求1的方法，其中該標準光譜回應曲線是Smith-Pokorny(史密斯-波可尼)眼回應光譜曲線。
4.如權利要求1的方法，其中該標準光譜回應曲線是國際照明委員會(CIE)標準觀察者曲線。
5.如權利要求1的方法，其中藉助最小平方分析來決定該總最小誤差差異。
6.如權利要求1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。
7.如權利要求3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，且決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決定以下方程序中的常數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Smi th-Pokorny眼回應光譜曲線，Ynw (黃色)、Bnw (藍色)與 Rnw (紅色)、Cnw (青色)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。
8.如權利要求1的方法，其中該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2的方法，其進一步包括製作具有複數個第一及第二像素的一傳感器陣列。
11.如權利要求10的方法，其中該傳感器陣列包括交替的第一及第二像素的列及行。
12.—種場景重建方法，其包括接收一納米線光電二極體裝置陣列的經數位化回應，該陣列包括交替的複數個第一納米線光電二極體裝置及第二納米線光電二極體裝置，該第一納米線光電二極體裝置經設置以檢測一第一色彩及與該第一色彩互補的一第一補色，且該第二納米線光電二極體裝置經設置以檢測一第二色彩及與該第二色彩互補的一第二補色；及通過步進跨越交替的第一及第二納米線光電二極體裝置的一列且相繼地自一對近鄰的第一及第二納米線光電二極體裝置計算紅色、綠色及藍色場景色彩來變換該經數位化回應，其中一次一個納米線光電二極體裝置地執行步進跨越該列。
13.如權利要求12的方法，其中變換該經數位化回應包括藉助以下方程序針對近鄰於一第二紅色/青色納米線光電二極體裝置的一第一黃色/藍色納米線光電二極體裝置計算該紅色、綠色及藍色場景色彩Rl = Ayr*Y1+Abr*B1+Arr*R2+Acr*C2,Gl = Ayg*Y1+Abg*B1+Arg*R2+Acg*C2,Bl = Ayb*Yl+Abb*Bl+Arb*R2+Acb*C2，其中Yl、Bl及R2、C2分別是該第一黃色/藍色納米線光電二極體裝置及該第二紅色 /青色納米線光電二極體裝置的光譜回應，且Ayr、Abr、Arr, Acr, Ayg、Abg、Arg、Acg、Ayb, Abb、Arb及Acb是常數。
14.如權利要求13的方法，其中變換該經數位化回應包括藉助以下方程序針對近鄰於該第二紅色/青色納米線光電二極體裝置的一第三黃色/藍色納米線光電二極體裝置計算該紅色、綠色及藍色場景色彩R2 = Ayr*Y3+Abr*B3+Arr*R2+Acr*C2，G2 = Ayg*Y3+Abg*B3+Arg*R2+Acg*C2,B2 = Ayb*Y3+Abb*B3+Arb*R2+Acb*C2,其中Y3、Β3及R2、C2分別是該第三黃色/藍色納米線光電二極體裝置及該第二紅色 /青色納米線光電二極體裝置的光譜回應，且Ayr、Abr、Arr, Acr, Ayg、Abg、Arg、Acg、Ayb, Abb、Arb及Acb是常數。
15.一種場景重建方法，其包括接收一納米線光電二極體裝置陣列的經數位化回應，該陣列包括交替的複數個第一納米線光電二極體裝置及第二納米線光電二極體裝置，該第一納米線光電二極體裝置經設置以檢測一第一色彩及與該第一色彩互補的一第一補色，且該第二納米線光電二極體裝置經設置以檢測一第二色彩及與該第二色彩互補的一第二補色；及通過步進跨越交替的第一及第二納米線光電二極體裝置的一列且相繼地自一對近鄰的第一及第二納米線光電二極體裝置計算該場景的明度及色度來變換該經數位化回應，其中一次一對納米二極體裝置地執行步進跨越一列。
16.如權利要求15的方法，其中變換該經數位化回應包括藉助以下方程序針對近鄰於一第一紅色/青色納米線光電二極體裝置的一第一黃色/藍色納米線光電二極體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*Y 1 +Abu*B 1 +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體裝置及該第二納米線光電二極體裝置的該光譜回應且 Ly、Lb、Lr、Lc、Ayu、Ayv、Abu、Abv、Aru、Arv、Acu 及 Acv 是常數。
17.如權利要求15的方法，其進一步包括使用一4:2:2子取樣。
18.—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，該第一像素經設置以檢測一第一預定色彩及該第一預定色彩的一第一補色，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，該第二像素經設置以檢測一第二預定色彩及該第二預定色彩的一第二補色，其中該第一納米線及該第二納米線具有經決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生最小總誤差差異的直徑。
19.如權利要求18的裝置，其中該裝置是一光學傳感器。
20.如權利要求18的裝置，其中該標準光譜回應曲線是Smith-Pokorny眼回應光譜曲線。
21.如權利要求18的裝置，其中該標準光譜回應曲線是CIE標準觀察者曲線。
22.如權利要求18的裝置，其中該最小總誤差差異是藉助最小平方分析來決定。
23.如權利要求18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。
24.如權利要求23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。
25.如權利要求23的裝置，其中該第一像素包括一第一基板及第一基板中的一第一光電二極體，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體。
26.如權利要求25的裝置，其中由該第一基板中的該第一光電二極體檢測該第一補色且由該第二基板中的該第二光電二極體檢測該第二補色。
27.一種有形電腦可讀媒體，其包括電腦可執行指令以用於模擬包括至少一第一像素及一第二像素的一第一納米線裝置，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預定直徑，該第一像素經設置以檢測一第一預定色彩及該第一預定色彩的一第一補色，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，該第二像素經設置以檢測一第二預定色彩及該第二預定色彩的一第二補色；及決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；決定該第一納米線的該第一補色的第一補色光譜回應與一個或多個標準光譜回應曲線之間的第二誤差差異；決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三誤差差異；及決定該第二納米線的該第二補色的第二補色光譜回應與該一個或多個標準光譜回應曲線之間的第四誤差差異；及自該第一、第二、第三及第四誤差差異決定總誤差差異。
28.如權利要求27的電腦可讀媒體，其進一步包括若干指令以用於模擬複數個額外納米線裝置，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且與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且與該第二納米線不同的直徑；決定該複數個額外納米線裝置的該光譜回應與該一個或多個標準光譜回應曲線之間的該誤差差異；及決定該第一納米線裝置及該複數個額外納米線裝置中的在該光譜回應與標準光譜回應曲線之間產生最小總誤差差異的納米線裝置的納米線的直徑。
29.如權利要求27的電腦可讀媒體，其中該最小誤差差異是藉助最小平方分析來決定。
30.如權利要求27的電腦可讀媒體，其中該模擬包含串擾效應。
全文摘要
本發明揭示優化納米線光電二極體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體像素的回應與標準光譜回應曲線；及決定光電二極體像素的光譜回應與標準光譜回應曲線之間的差異。亦包含具有優化納米線直徑的納米線光電二極體光傳感器及場景重建的方法。
文檔編號G01B11/14GK102483323SQ201080032638
公開日2012年5月30日 申請日期2010年5月21日 優先權日2009年5月26日
發明者穆尼布·沃貝爾 申請人:立那工業股份有限公司