具体实施方式

在各个图中，相同的特征由相同的参考标号指定。特别是，在各个实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的参考标号并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。为了清楚起见，仅示出并详细描述了对理解所描述的实施例有用的那些步骤和元件。特别地，没有详细描述下文描述的图像传感器的用途。

在以下公开中，除非另有说明，否则当提及绝对位置限定词时，例如术语“前”、“后”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等.，或相对位置限定词，例如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等，或方向限定词，例如“水平”、“垂直”等，参考图中所示的取向，或参考图像传感器在正常使用过程中的取向。除非另有说明，否则表达式“大约”、“大致”、“基本上”和“约为”表示在10％以内，优选地5％以内。

除非另有说明，否则当提到两个连接在一起的元件时，意味着除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，当提到两个耦合在一起的元件时，意味着这两个元件可以连接在一起，也可以经由一个或多个其他元件耦合在一起。此外，在第一恒定状态(例如，标记为“0”的低电平状态)和第二恒定状态(例如，标记为“1”的高电平状态)之间交替的信号称为“二进制信号”。同一电子电路的不同二进制信号的高低电平状态可能不同。特别是，二进制信号可能对应于在高位或低电平状态下可能不完全恒定的电压或电流。此外，这里认为术语“绝缘的”和“传导的”分别表示“电绝缘”和“电传导”。

层的透射率对应于从该层出来的辐射强度与进入该层的辐射强度之比。在下面的描述中，当辐射透过层或薄膜的透过率小于10％时，则认为层或薄膜对辐射是不透明的。在下面的描述中，当辐射透过层或薄膜的透过率大于10％时，认为层或薄膜对辐射是透明的。在下面的描述中，材料的折射率对应于材料在图像传感器捕获的辐射波长范围内的折射率。除非另有说明，否则折射率被认为在有用辐射的波长范围内基本恒定，等于由图像传感器捕获的辐射波长范围上的折射率的平均值。

在下面的描述中，“可见光”表示波长在400nm至700nm范围内电磁辐射，而“红外辐射”表示波长在700nm至1mm范围内的电磁辐射。在红外辐射中，人们可以特别区分波长在700nm至1.4μm范围内的近红外辐射。

图像的像素对应于由图像传感器捕获的图像的单位元素。当光电器件为彩色图像传感器时，通常对于要获取的彩色图像的每个像素，包括至少三个分量，每个分量都获取基本上为单一颜色的光辐射，即在低于100nm的波长范围内(例如，红色、绿色和蓝色)。每个分量可以特别地包括至少一个光电探测器。

图1是彩色和红外图像传感器1的实施例的局部简化分解透视图，图2是其局部简化截面图。图像传感器1包括能够捕获红外图像的第一光子传感器2的阵列，该光子传感器也称为光电探测器；还包括能够捕获彩色图像的第二光电探测器4的阵列。光电探测器2和4的阵列与测量由光电探测器2和4捕获的信号的读出电路6的阵列相关联。读出电路表示用于读出、寻址和控制由相应的光电探测器2和4定义的像素或子像素的晶体管组件。

对于要获取的彩色图像和红外图像的每个像素，将图像传感器1的彩色子像素RGB-SPix称为包括彩色光电探测器4的图像传感器1的部分，该彩色光电探测器4通过启用获取图像的可见辐射的有限部分中的光辐射；并且将红外像素IR-Pix称为包括红外光电探测电器2的图像传感器1的部分，该红外光电探测电器2通过启用获取红外图像的像素的红外辐射。

图1和图2示出了与彩色和红外图像的一个像素相关联的三个彩色子像素RGB-SPix和一个红外像素IR-Pix。在本实施例中，所获取的彩色图像和红外图像具有相同的分辨率使得红外像素IR-Pix也可以被认为是所获取的彩色图像的像素的另一子像素。为清楚起见，图1中仅示出了图2中存在的图像传感器的某些元件。图2中的图像传感器1从下到上包括：

半导体衬底10，其包括上表面12，优选地为平面；

对于每个彩色子像素RGB-SPix，包括形成在衬底10中并且形成彩色光电二极管4的一部分的至少一个掺杂半导体区域14；

位于衬底10中和/或表面12上的读出电路6的电子组件16，图2示出了单个电子组件16；

覆盖表面12的绝缘层堆叠18、位于堆叠18上以及位于堆叠18的绝缘层之间的导电轨道20；

对于每个红外像素IR-Pix，包括电极22，其位于堆叠18上并经由导电通孔24耦合到衬底10、组件16之一或导电轨道20之一；

对于每个红外像素IR-Pix，包括覆盖电极22并可能覆盖电极22周围的堆叠18的有源层26；在俯视图中，有源层26仅在红外像素IR-Pix的表面上延伸，不在彩色子像素RGB-Pix的表面上延伸；

对于所有彩色子像素RGB-Pix，包括覆盖堆叠18的绝缘层27；

对于每个红外像素IR-Pix，包括电极28，其覆盖有源层26并且可能覆盖绝缘层27，经由导电通孔30耦合到衬底10、组件16之一或导电轨道20之一；

覆盖电极28的绝缘层32；

对于每个彩色子像素RGB-SPix，包括覆盖绝缘层32的彩色滤光片34，以及对于红外像素IR-Pix，包括覆盖绝缘层32的对红外辐射透明的块36；

对于每个彩色子像素RGB-SPix和对于红外像素IR-Pix，包括覆盖彩色滤光片34或透明块36的微透镜38；

覆盖微透镜38的绝缘层；以及

覆盖绝缘层40的滤光片42。

彩色子像素RGB-SPix和红外像素IR-Pix可以按行和列分布。在本实施例中，每个彩色子像素RGB-SPix以及每个红外像素IR-Pix在垂直于表面12的方向上具有正方形或矩形的底，其边长在0.1μm至100μm之间，例如约等于3μm。然而，每个子像素SPix可以具有不同形状的底，例如六边形。

在本实施例中，有源层26仅存在于图像传感器1的红外像素IR-Pix级别。每个红外光电探测器2的有源区域对应于大部分有用的入射红外辐射被吸收并被红外光电探测器2转换为电信号的区域，并且基本对应于位于下电极22和上电极28之间的有源层26的一部分。

根据一个实施例，有源层26能够捕获波长在400nm至1,100nm范围内的电磁辐射。红外光电探测器2可以由有机材料制成。光电探测器可以对应于有机光电二极管(OPD)或有机光敏电阻。在下面的描述中，认为光电探测器2对应于光电二极管。

滤光片42能够允许可见光通过，允许感兴趣的红外波长范围上的一部分红外辐射通过，以获取红外图像，并且能够阻挡其余的入射辐射，特别是感兴趣的红外波长范围之外的其余红外辐射。根据一个实施例，感兴趣的红外波长范围可以对应于以红外辐射的预期波长为中心的50nm范围，例如，以940nm波长或以850nm波长为中心。滤光片42可以是干涉滤光片和/或可以包括吸收层和/或反射层。

彩色滤光片34可以对应于有色树脂块。每个彩色滤光片34能够允许可见光的波长范围内的光通过。对于要获取的彩色图像的每个像素，图像传感器可以包括具有仅能够允许蓝光(例如，在430nm至490nm的波长范围内)通过的彩色滤光片34的彩色子像素RGB-SPix；具有仅能够允许绿光(例如在510nm至570nm的波长范围内)通过的彩色滤光片34的子像素RGB-SPix，以及具有仅能够允许红光(例如在600nm至720nm的波长范围内)通过的彩色滤光片34的子像素RGB-SPix。透明块36能够允许红外辐射以及可见光通过。然后透明块36可以对应于透明树脂块。作为变型，透明块36能够允许红外辐射通过并阻挡可见光。透明块36然后可以对应于黑色树脂块或有源层，例如具有类似于有源层26并且能够仅吸收目标光谱中的辐射的结构。

由于滤光片42仅允许近红外的有用部分通过，因此有源层26仅接收在透明块36能够允许红外辐射通过并阻挡可见光的情况下有用的红外辐射部分。这有利地能够简化具有广泛并且特别包括可见光的吸收范围的有源层26的设计。在透明块36能够允许红外辐射和可见光通过的情况下，红外光电二极管2的有源层26将捕获红外辐射和可见光。然后可以通过由像素的红外光电二极管2和彩色光电二极管4传递的信号的线性组合来确定仅代表由红外光电二极管2捕获的红外辐射的信号。

根据一个实施例，半导体衬底10由硅制成，优选地由单晶硅制成。根据一个实施例，电子组件16包括晶体管，特别是金属氧化物栅极场效应晶体管，也称为MOS晶体管。彩色光电二极管4是无机光电二极管，优选地由硅制成。每个彩色光电二极管4至少包括掺杂的硅区域14，其从表面12开始在衬底10中延伸。根据一个实施例，衬底10是未掺杂的或轻掺杂的，具有第一导电类型，例如P型，并且每个区域14是掺杂区域，其导电类型与衬底10相反，例如N型。从表面12测量的每个区域14的深度可以在500nm至6μm的范围内。彩色光电二极管4可对应于钉扎光电二极管。美国专利6677656中具体描述了钉扎光电二极管的示例。

导电轨道20、导电通孔24、30和电极22可以由金属材料制成，例如银(Ag)、铝(Al)、金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)和铬(Cr)。导电轨道20、导电通孔24、30和电极22可以具有单层或多层结构。堆叠18的每个绝缘层可以由无机材料制成，例如由氧化硅(SiO₂)或氮化硅(SiN)制成。

每个电极28对其接收的光辐射至少部分透明。每个电极28可以由透明导电材料制成，例如由透明导电氧化物或TCO，由碳纳米管，由石墨烯，由导电聚合物，由金属、或这些化合物中的至少两种的混合物或合金制成。每个电极28可以具有单层或多层结构。

能够形成每个电极28的TCO的示例是氧化铟锡(ITO)、氧化铝锌(AZO)和氧化镓锌(GZO)、氮化钛(TiN)、氧化钼(MoO₃)和氧化钨(WO₃)。能够形成每个电极28的导电聚合物的一个示例是称为PEDOT:PSS的聚合物，它是聚(3,4)-乙烯二氧噻吩和聚苯乙烯磺酸钠以及聚苯胺(也称为PAni)的混合物。能够形成每个电极28的金属的示例是银、铝、金、铜、镍、钛和铬。能够形成每个电极28的多层结构的示例是AZO/Ag/AZO型的多层AZO和银结构。

每个电极28的厚度可以在10nm至5μm的范围内，例如大约30nm。在电极28是金属的情况下，电极28的厚度小于或等于20nm，优选地小于或等于10nm。

每个绝缘层27、32、40可以由氟化聚合物制成，特别是由Bellex以商品名Cytop销售的氟化聚合物，以及由以下物质制成：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚对二甲苯、聚酰亚胺(PI)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、环烯烃聚合物(COP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、光刻树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂或这些化合物中至少两种的混合物。作为变型，每个绝缘层27、32、50可以由无机介电材料制成，特别是氮化硅、氧化硅或氧化铝(Al₂O₃)。氧化铝可以通过原子层沉积(ALD)沉积。每个绝缘层27、32、50的最大厚度可以在从50nm至2μm的范围内，例如，约为100nm。

每个红外像素IR-Pix的有源层26可以包括小分子、低聚物或聚合物。这些可以是有机或无机材料，特别是量子点。有源层26可以包括双极半导体材料，或N型半导体材料和P型半导体材料的混合物，例如采取堆叠层的形式或纳米级的紧密混合物的形式以形成体异质结。有源层26的厚度可以在50nm至2μm的范围内，例如约为200nm。

能够形成有源层26的P型半导体聚合物的示例是聚(3-己基噻吩)(P3HT)、聚[N-9'-十七烷基-2,7-咔唑-alt-5,5-(4,7-二-2-噻吩基-2',1',3'-苯并噻二唑)](PCDTBT)、聚[(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并[1,2-b；4,5-b']二噻吩)-2,6-二基-alt-(4-(2-乙基己酰基)-噻吩并[3,4-b]噻吩))-2,6-二基](PBDTTT-C)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基-己氧基)-1,4-亚苯基-亚乙烯基](MEH-PPV)或聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊二烯[2,1-b；3,4-b']二噻吩)-alt-4,7(2,1,3-苯并噻二唑)](PCPDTBT)。

能够形成有源层26的N型半导体材料的示例是富勒烯，特别是C60、[6,6]-苯基-C61-丁酸甲酯([60]PCBM)、[6,6]-苯基-C71-丁酸甲酯([70]PCBM)、苝二亚胺、氧化锌(ZnO)或能够形成量子点的纳米晶体。

每个红外像素IR-Pix的有源层26可以插入在第一和第二界面层(未示出)之间。根据光电二极管偏振模式，界面层促进电荷从电极到有源层26的收集、注入或阻挡。每个界面层的厚度优选地在从0.1nm至1μm的范围内。第一界面层能够使相邻电极的功函数与有源层26中使用的受体材料的电子亲合能对齐。第一界面层可由碳酸铯(CSCO₃)、金属氧化物，特别是氧化锌(ZnO)或这些化合物中至少两种的混合物制成。第一界面层可以包括自组的单分子层或聚合物，例如，(聚乙烯亚胺、乙氧基化聚乙烯亚胺、聚[(9,9-双(3'-(N,N-二甲氨基)丙基)-2,7-芴)-alt-2,7-(9,9-二辛基芴)]。第二界面层能够使用另一电极的功函数与有源层26中使用的供体材料的电离电位对齐。第二界面层可以由氧化铜(CuO)、氧化镍(NiO)、氧化钒(V₂O⁵)、氧化镁(MgO)、氧化钨(WO₃)、氧化钼(MoO₃)、PEDOT:PSS或这些化合物中至少两种的混合物制成。

微透镜38具有微米范围的尺寸。在本实施例中，每个彩色子像素RGB-SPix和每个红外像素IR-Pix包括微透镜38。作为变型，每个微透镜38可以用另一类型的微米范围光学元件代替，特别是微米范围的菲涅耳透镜、微米范围的折射率梯度透镜或微米范围的衍射光栅。微透镜38是各自具有1μm至100μm、优选地具有1μm至10μm范围内的焦距f的会聚透镜。根据一个实施例，所有微透镜38基本上相同。

微透镜38可由二氧化硅、PMMA、正光敏树脂、PET、PEN、COP、PDMS/硅胶或环氧树脂制成。微透镜38可通过树脂块的流动形成。微透镜38还可通过在PET、PEN、COP、PDMS/硅胶或环氧树脂层上模制而形成。

根据一个实施例，层40是遵循微透镜38形状的层。层40可通过光学透明粘合剂(OCA)，特别是液体光学透明粘合剂(LOCA)，或具有低折射率的材料，或环氧树脂/丙烯酸酯胶，或气体或气体混合物(例如空气)的薄膜获得。优选地，当层40遵循微透镜38的形状时，层40由具有低折射率的材料制成，其中折射率低于微透镜48的材料的折射率。层40可以由填充材料制成，该填充材料是非粘性透明材料。根据另一实施例，层40对应于贴靠在微透镜阵列38上的薄膜，例如OCA膜。在这种情况下，层40和微透镜38之间的接触面积可以减小，例如限于微透镜的顶部。然后，层40可以由折射率高于层40遵循微透镜38的形状的情况下的折射率的材料形成。根据另一实施例，层40对应于贴靠在微透镜阵列38上的OCA膜，粘合剂具有使膜40能够完全或基本完全遵循微透镜的表面的特性。

根据所考虑的材料，形成图像传感器1的至少某些层的方法可以对应于所谓的加成法，例如，通过在所需位置直接印刷形成有机层的材料，特别是以溶胶-凝胶的形式，例如，通过喷墨印刷、照相凹版印刷、丝网印刷、柔版印刷、喷涂或滴涂。根据所考虑的材料，形成图像传感器1的层的方法可以对应于所谓的减成法，其中形成有机层的材料沉积在整个结构上，然后去除未使用的部分，例如通过光刻或激光烧蚀。具体可以使用诸如旋涂、喷涂、照相制版法、狭缝式涂布、刮涂、柔版印刷或丝网印刷之类的方法。当层是金属时，金属例如通过蒸镀或通过阴极溅射沉积在整个载体上并通过蚀刻界定金属层。

有利地，图像传感器1的至少一些层可以通过印刷技术形成。前述层的材料可以以液体形式沉积，例如，以导电和半导体墨水的形式通过喷墨打印机沉积。“液体形式的材料”这里也指能够通过印刷技术沉积的凝胶材料。可以在不同层的沉积之间提供退火步骤，但退火温度不能超过150℃，并且沉积和可能的退火可以在大气压下进行。

在图1和图2所示的实施例中，对于彩色和红外图像的每个像素，电极28可以在所有彩色子像素RGB-SPix和红外像素IR-Pix上方延伸，并且通孔30设置在不对应于子像素的区域，例如设置在像素外围。此外，电极28可以由同一行的所有像素和/或图像传感器的所有像素共用。在这种情况下，通孔30可以设置在图像传感器1的外围。根据变型，电极28可以仅在有源层26上延伸并且通孔30可以设置在红外像素IR-Pix的级别上。

图3和4是分别类似于图1和2的图像传感器50的另一实施例的图。图像传感器50包括图1和2所示的图像传感器1的所有元件，不同之处在于绝缘层32插入在微透镜38和彩色滤光片34之间，并且有源层26布置在块36(不存在)的位置，即与彩色滤光片34处于同一级别，另外的区别还包括不存在绝缘层27。此外，电极28仅在有源层26上延伸并且通孔30设置在红外像素IR-Pix的级别上。在这种情况下，红外光电二极管2的有源层26将同时捕获红外辐射和可见光。然后，可以通过由像素的红外光电二极管2和彩色光电二极管4传递的信号的线性组合来确定仅代表由红外光电二极管2捕获的红外辐射的信号。

图5示出了与要获取的彩色图像的像素的彩色子像素RGB-SPix的彩色光电二极管4相关联的读出电路6_R、6_G、6_B，以及与红外像素IR-Pix的红外光电二极管2相关联的读出电路6_IR的实施例的简化电路图。

读出电路6_R、6_G、6_B和6_IR具有相似的结构。在下面的描述中，在指定读出电路6_R的组件的参考标号中添加后缀“_R”，在指定读出电路6_G的相同组件的参考标号中添加后缀“_G”，在指定读出电路6_B的相同组件的参考标号中添加后缀“_B”，在指定读出电路“6_IR”的相同组件的参考标号中添加后缀“_IR”。

每个读出电路6_R、6_G、6_B、6_IR包括跟随器组装的MOS晶体管60_R、60_G、60_B、60_IR，其与MOS选择晶体管62_R、62_G、62_B、62_IR串联，位于第一端子64_R、64_G、64_B、64_IR和第二端子66_R、66_G、66_B、66_IR之间。在形成读出电路的晶体管是N沟道MOS晶体管的情况下，端子64_R、64_G、64_B、64_IR耦合到具有高参考电位VDD的源，或者在形成读出电路的晶体管是P沟道MOS晶体管的情况下，端子64_R、64_G、64_B、64_IR耦合到具有低参考电位的源(例如，地)。端子66_R、66_G、66_B、66_IR耦合到导电轨道68。导电轨道68可以耦合到同一列的所有彩色子像素和所有红外像素，并耦合到不形成读出电路6_R、6_G、6_B、6_IR的一部分的电流源69。晶体管62_R、62_G、62_B、62_IR的栅极旨在接收用于选择彩色子像素/红外像素的信号SEL_R、SEL_G、SEL_B、SEL_IR。晶体管60_R、60_G、60_B和60_IR的栅极耦合到节点FD_R、FD_G、FD_B、FR_IR。节点FD_R、FD_G、FD_B、FR_IR通过复位MOS晶体管70_R、70_G、70_B、70_IR耦合到复位电位Vrst_R、Vrst_G、Vrst_B、Vrst_IR的施加端，该电位可以是VDD。晶体管70_R、70_G、70_B、70_IR的栅极旨在接收用于控制彩色子像素/红外像素的复位的信号RST_R、RST_G、RST_B、RST_IR，特别是能够将节点FD基本复位到电位Vrst。

节点FD_R、FD_G、FD_B连接到彩色子像素的彩色光电二极管4的阴极电极。彩色光电二极管4的阳极电极连接到具有低参考电位GND的源(例如，地)。节点FD_IR耦合到红外光电二极管2的阴极电极22。红外光电二极管4的阳极电极28耦合到具有参考电位V_IR的源。可以设置一个电极耦合到节点FD_R、FD_G、FD_B、FD_IR，另一电极耦合到具有低参考电位GND的源的电容器(未示出)。作为变型，该电容器的作用可以通过存在于节点FD_R、FD_G、FD_B、FD_IR处的杂散电容来实现。

对于与相同颜色相关联的每行彩色子像素，信号SEL_R、SEL_G、SEL_B、RST_R、RST_G、RST_B可以传输到该行中的所有彩色子像素。对于每行红外像素，信号SEL_IR、RST_IRB和电位V_IR可以传输到该行中的所有红外像素。信号Vrst_R、Vrst_G、Vrst_B、Vrst_IR可以相同或不同。根据一个实施例，信号Vrst_R、Vrst_G、Vrst_B相同并且信号Vrst_IR不同于信号Vrst_R、Vrst_G、Vrst_B。

图6是在图5所示的读出电路6_R、6_G、6_B、6_IR的操作方法的实施例期间二进制信号RST_IR、SEL_IR、RST_R、SEL_R、RST_G、SEL_G、RST_B、SEL_B和电位V_IR的时序图。将t0到t10称为一个操作周期的连续时间。在考虑读出电路6_R、6_G、6_B、6_IR的MOS晶体管是N沟道晶体管的情况下建立时序图。

在时间t0处，信号SEL_IR、SEL_R、SEL_G和SEL_B处于低电平状态，使得选择晶体管62_IR、62_R、62_G和62_B关断。该周期包括复位与红色相关联的红外像素和彩色子像素的阶段。为此，信号RST_IR和RST_R处于高电平状态，使得复位晶体管70_IR和70_R导通。然后，在红外光电二极管2中累积的电荷被释放到具有Vrst_IR的源，在与红色相关联的彩色子像素的彩色光电二极管4中累积的电荷被释放到具有电位Vrst_R的源。

就在时间t1之前，电位V_IR被设置为低电平。在标志着新周期开始的时间t1处，信号RST_IR被设置为低电平状态，使得晶体管70_IR关断，并且信号RST_R被设置为低电平状态，使得晶体管70_R关断。然后针对红外光电二极管2开始积分阶段，在此期间，在光电二极管2中产生和收集电荷，并且针对与红色相关联的彩色子像素的光电二极管4开始积分阶段，在此期间，在光电二极管4中产生和收集电荷。在时间t2处，信号RST_G被设置为低电平状态，使得晶体管70_G关断。然后针对与绿色相关联的彩色子像素的光电二极管4开始积分阶段，在此期间，在光电二极管4中产生和收集电荷。在时间t3处，信号RST_B被设置为低电平状态，使得晶体管70_B关断。然后针对与蓝色相关联的彩色子像素的光电二极管4开始积分阶段，在此期间，在光电二极管4中产生和收集电荷。

在时间t4处，电位V_IR被设置为高电平，这停止了红外光电二极管中的电荷收集。红外光电二极管2的积分阶段因此停止。

在时间t5处，信号SEL_R被暂时设置为高电平状态，使得导电轨道68的电位达到代表节点FD_R处电压，并因此代表存储在与红色相关联的彩色子像素的光电二极管4中的电荷量的值。与红色相关联的彩色子像素的光电二极管4的积分阶段因此从时间t1延伸到时间t5。在时间t6处，信号SEL_G被暂时设置为高电平状态，使得导电轨道68的电位达到代表节点FD_G处的电压，并因此代表存储在与绿色相关联的彩色子像素的光电二极管4中的电荷量的的值。与绿色相关联的光电二极管4的积分阶段因此从时间t2延伸到时间t6。在时间t7处，信号SEL_B被暂时设置为高电平状态，使得导电轨道68的电位达到代表节点FD_B处的电压，并因此代表存储在与蓝色相关联的彩色子像素的光电二极管4中的电荷量的值。因此，与蓝色相关联的彩色子像素的光电二极管4的积分阶段从时间t3延伸到时间t7。在时间t8处，信号SEL_IR被暂时设置为高电平状态，使得导电轨道68的电位达到代表节点FD_IR处的电压，并因此代表存储在红外光电二极管2中的电荷量的值。在时间t9处，信号RST_IR和RST_R被设置为高电平状态。时间t10标志着周期的结束并对应于下一周期的时间t1。

如图6所示，与要获取的彩色图像的同一像素相关联的子像素的彩色光电二极管的积分阶段在时间上发生偏移。这样便可实现用于彩色光电二极管的滚动快门类型的读出方法，其中像素行的积分阶段相对于彼此在时间上偏移。此外，由于红外光电二极管2的积分阶段由信号V-IR控制，因此本实施例有利地能够执行全局快门类型的读出方法来获取红外图像，其中所有红外光电二极管的积分阶段同时进行。

在图像传感器具有图3和图4所示的结构或图1和图2所示的具有不阻挡可见光的块36的结构的情况下，红外光电二极管4可以吸收近红外辐射和可见光。在这种情况下，为了确定红外光电二极管在积分阶段仅由于红外辐射而产生的电荷量，可以从红外光电二极管2提供的信号中减去与同一图像像素相关联的子像素的彩色光电二极管4提供的信号。然而，彩色子像素的积分阶段最好与红外光电二极管2的积分阶段同时进行。图5所示的每个读出电路6_R、6_G、6_B、6_IR然后还包括位于节点FD_R、FR_G、FD_B、FD_IR和光电二极管4、2的阴极电极之间的MOS转移晶体管。该转移晶体管使得能够控制彩色光电二极管积分阶段的开始和结束，因此可以实现用于获取彩色图像的全局快门类型的读出方法。

已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解这些实施例的某些特征可以组合并且本领域技术人员将容易想到其他变型。具体地，可以针对图4所示的图像传感器50实现图2所示的覆盖光电二极管4的电极28的结构。此外，在图5所示的每个读出电路6_R、6_G、6_B、6_IR还包括位于节点FD_R、FR_G、FD_B、FD_IR和光电二极管4、2的阴极电极之间的MOS转移晶体管的情况下，可以提供一种读出方法，其中代表节点FD_R、FD_G、FD_B、FD_IR的电位的第一值V1的读取可以在复位晶体管70_R、70_G、70_B、70_IR导通之后立即执行，并且代表节点FD_R、FD_G、FD_B、FD_IR的电位的第二值V2的读取可以在转移晶体管导通之后立即执行。值V2和V1之间的差代表了光电二极管中存储的电荷量，同时抑制了由于复位晶体管70_R、70_G、70_B、70_IR引起的热噪声。最后，基于上文提供的功能描述，本文描述的实施例和变型的实际实现在本领域技术人员的能力范围内。