CN103491319A - 成像装置 - Google Patents

成像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103491319A
CN103491319A CN201310218345.XA CN201310218345A CN103491319A CN 103491319 A CN103491319 A CN 103491319A CN 201310218345 A CN201310218345 A CN 201310218345A CN 103491319 A CN103491319 A CN 103491319A
Authority
CN
China
Prior art keywords
imaging device
pixel
transmissivity
unit
image capturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201310218345.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103491319B (zh
Inventor
宋奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Semiconductor Solutions Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN103491319A publication Critical patent/CN103491319A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103491319B publication Critical patent/CN103491319B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H01L27/14627—Microlenses
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/1462—Coatings
    • H01L27/14621—Colour filter arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/741—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by increasing the dynamic range of the image compared to the dynamic range of the electronic image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/75—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing optical camera components
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/133—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements including elements passing panchromatic light, e.g. filters passing white light
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
    • H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
    • H04N25/135—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on four or more different wavelength filter elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

成像装置包括图像捕获单元，配置为捕获在屏幕中包括的各像素中的对应一个像素的光学图像，并且，在所述屏幕中的部分像素的图像捕获单元包括调节单元，包含电场响应材料并且配置为通过电场响应材料调节光的透射率；以及光接收单元，配置为接收已由所述调节单元对其调节了透射率的光。

Description

成像装置
技术领域
本技术涉及成像装置，并且尤其涉及在通过使用电场响应材料（electricfield responsive material）改进图像捕获的灵敏度和动态范围的同时实现缩小的尺寸的成像装置。
背景技术
近年来，随着图像传感器的像素的小型化而要求改进图像捕获的灵敏度和动态范围。
因此，已设计成了这样的像装置，在其中在CCD（电荷耦合器件）图像传感器的前级排列能够部分地改变可见光的透射率的液晶面板，并且根据从CCD图像传感器输出的图像信号进行液晶面板的液晶的浓度的反馈控制（例如，参见日本未审查专利申请公开号2003-9007）。在这样的成像装置中，即使当被摄体图像的亮与暗之间的差异很大时，也不出现高亮，并且可能生成具有高动态范围的图像信号。
另外，已设计通过在光电二极管的前级形成光致变色膜扩展动态范围的成像装置，该光致变色膜具有根据入射光量而变化的透射率（例如，参见日本未审查专利申请公开号2011-216701）。
发明内容
然而，在日本未审查专利申请公开号2003-9007中描述的成像装置具有这样的配置：其中除CCD图像传感器之外还提供液晶面板，由此增加了成像装置的尺寸。因此，期望在通过使用诸如液晶之类的电场响应材料改进图像捕获的灵敏度和动态范围的同时缩小成像装置的尺寸。
本技术已经考虑以上情形被设计，并且在通过使用电场响应材料改进图像捕获的灵敏度和动态范围的同时实现缩小的尺寸的成像装置。
根据本技术的实施例的成像装置包括：图像捕获单元，配置为捕获在屏幕中包括的各像素中的对应一个像素的光学图像，并且在屏幕中的部分像素的图像捕获单元包括调节单元，包含电场响应材料并且配置为通过电场响应材料调节光的透射率；以及光接收单元，配置为接收已由调节单元对其调节了透射率的光。
附图说明
图1是图示根据本技术的实施例的成像装置的配置示例的框图;
图2图示图像传感器的像素阵列的示例；
图3是沿着图像传感器的第一配置示例的线III-III截取的横截面图；
图4图示当未施加电压时电场响应材料的行为；
图5图示当施加电压时电场响应材料的行为；
图6图示图像传感器的像素阵列的另一示例；
图7是沿着图像传感器的第二配置示例的线VII-VII截取的横截面图；
图8是沿着图像传感器的第三配置示例的线VIII-VIII截取的横截面图；
图9图示透明电极的配置示例；以及
图10图示透明电极的另一配置示例。
具体实施方式
[实施例]
[成像装置的实施例的配置示例]
图1是图示根据本技术的实施例的成像装置的配置示例的框图。
成像装置10包括：光学块11、图像传感器12、相机信号处理单元13、图像数据处理单元14、显示单元15、外部接口（I/F）单元16、存储器单元17、介质驱动器18、OSD单元19和控制单元20。控制单元20连接到用户接口（I/F）单元21。
另外，图像数据处理单元14、外部接口单元16、存储器单元17、介质驱动器18、OSD单元19以及控制单元20经由总线22彼此连接。成像装置10捕获被摄体的图像，并且在显示单元15上显示所捕获的图像或记录图像数据在介质驱动器18中。
具体地，成像装置10的光学块11包括聚焦镜头和光圈机构。光学块11在图像传感器12的光接收表面上形成被摄体的光学图像。
该图像传感器12包括CCD图像传感器、表面照射型CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器以及后表面照射型CMOS图像传感器。图像传感器12通过相机信号处理单元13的控制，允许来自光学块11的光以预定透射率通过并且接收光，该光对应于构成屏幕的部分像素。图像传感器12直接从光学块11接收与剩余像素对应的光。图像传感器12进行从所接收的光获得的光学图像的光电转换以生成电信号。图像传感器12向相机信号处理单元13供应所产生的电信号。
相机信号处理单元13用作确定单元或控制单元，并根据在用户发出图像捕获命令之前从图像传感器12供应的电信号（即，在监控模式期间）确定当前透射率为最大透射率或最小透射率。相机信号处理单元13随后控制图像传感器12以根据所确定的透射率允许光通过并接收光，该光与构成屏幕的部分像素对应。也就是说，相机信号处理单元13根据在监控模式下的电信号在图像捕获时进行透射率的反馈控制。
具体地，相机信号处理单元13根据例如在监控模式下的电信号确定在整个屏幕上的光量是否大于预定阈值。当在整个屏幕上的光量大于预定阈值时，相机信号处理单元13确定当前透射率为最小透射率。相机信号处理单元13根据例如在监控模式下的电信号确定在整个屏幕上的光量是否小于或等于预定的阈值。当在整个屏幕上的光量小于或等于预定的阈值时，相机信号处理单元13确定当前透射率为最大透射率。在这种方式下，相机信号处理单元13根据在整个屏幕上的光量控制透射率，由此改进了图像捕获的灵敏度和动态范围。
相机信号处理单元13进行各种相机信号处理，诸如关于从图像传感器12供应的电信号的拐点校正、伽玛校正或色彩校正之类。相机信号处理单元13供应图像数据到图像数据处理单元14，该图像数据作为相机信号处理的结果而获得。
图像数据处理单元14对从相机信号处理单元13供应的图像数据进行编码。图像数据处理单元14供应已编码数据给外部接口单元16和介质驱动器18，通过进行编码生成已编码数据。图像数据处理单元14对从外部接口单元16或介质驱动器18供应的已编码数据进行解码。
图像数据处理单元14供应图像数据给显示单元15，通过进行解码生成该图像数据。图像数据处理单元14供应图像数据给显示单元15，或叠加从OSD单元19获得的显示数据在图像数据上并且供应叠加后的数据到显示单元15，该图像数据从相机信号处理单元13供应。
OSD单元19生成诸如图标或包括符号、字符或图形的菜单屏幕之类的显示数据，并输出显示数据到图像数据处理单元14。
外部接口单元16包括例如USB（通用串行总线）输入/输出端子，并且当打印图像时使得被连接到打印机。外部接口单元16根据需要使得被连接到驱动器，诸如磁盘或光盘之类的可移除介质被插入驱动器（如适用的话），并按照需要将从驱动器读取的计算机程序安装到存储器单元17。
外部接口单元16具有连接到诸如LAN（局域网）或因特网之类的预定网络的网络接口。控制单元20可以例如根据来自用户接口单元21的命令从介质驱动器18读取已编码数据，并且可以向经由网络连接的其他装置供应来自外部接口单元16的已编码数据。相反，控制单元20可以经由外部接口单元16获得已编码数据和图像数据，以向图像数据处理单元14供应该数据，经由网络从其他装置供应已编码数据和图像数据。
诸如磁盘、磁光盘、光盘或半导体存储器之类的可读/可写可移除介质可以作为由介质驱动器18驱动的记录介质使用。记录介质可以是任何类型的可移动介质，并因此可以是磁带装置、磁盘或存储卡。不必说，记录介质可以是非接触式IC（集成电路）卡。
记录介质可以与介质驱动器18集成，并可以例如用作诸如内置硬盘驱动器或SSD（固态驱动器）之类的非可运输记录介质。
通过使用CPU（中央处理器）等形成控制单元20。存储器单元17存储要由控制单元20执行的程序和控制单元20进行处理所需的各种类型的数据。在存储器单元17中存储的任何程序可以以诸如成像装置10的激活定时之类的预定定时由控制单元20读取和执行。控制单元20执行程序，由此控制对应单元以根据用户的操作而操作成像装置10。
[图像传感器的像素阵列的示例]
图2图示图1中的图像传感器12的像素阵列的示例。
以下，为了描述方便，假定图像传感器12为具有4×4像素。
这里，（i，j）像素表示在左起的第i列（i是大于或等于1的整数）和上起的第j行（j是大于或等于1的整数）上的像素。在图2的示例中，（1,1）像素是红色（R）像素。此外，（2,1）像素是绿色（G）像素，（1,2）像素是透射率可调节像素a（以下将描述细节），而（2,2）像素是蓝色（B）像素。类似于在左上以此方式形成的2×2像素，形成在右上的2×2像素。
在左下的2×2像素包括作为R像素的（1,3）像素、作为G像素的（2,3）像素、作为透射率可调节像素b的（1,4）像素以及作为B像素的（2,4）像素。类似于在左下的2×2像素，形成在右下的2×2像素。
要注意，透射率可调节像素是其中通过电场响应材料调节光的透射率的像素。向透射率可调节像素a和透射率可调节像素b分别施加不同电压。以下，透射率可调节像素a和透射率可调节像素b统称为透射率可调节像素，除非两个透射率可调节像素意图彼此区分。
如上所述，通过用透射率可调节像素来替换拜耳（Bayer）阵列中的G像素的部分而获得图像传感器12的像素阵列。要用透射率可调节像素替换的像素可以是R像素或B像素（取代G像素）。然而，当用透射率可调节像素替换在拜耳阵列中的G像素的部分时，可保持拜耳阵列的分辨率。
[图像传感器的第一配置示例的横截面图]
图3是沿着具有图2所示的像素阵列的图像传感器12的第一配置示例的线III-III截取的横截面图。
如图3所示，图像传感器12包括透明电极31、透明电极32、对每一个屏幕提供的衬底33和对每一个像素提供的图像捕获单元34。
例如用ITO（氧化铟锡）形成透明电极31和透明电极32。按像素用绝缘材料装备透明电极31和透明电极32，并且对应于相邻像素的透明电极彼此绝缘。图像捕获单元34捕获对应于每个像素的光学图像。
具体地，与作为（3,1）像素的R像素对应的图像捕获单元34-1包括被连续地布置在透明电极31和透明电极32之间的片上透镜41和滤色器42以及布置在透明电极32之下且排列在衬底33之上的光电二极管43。
来自被摄体的光通过透明电极31进入片上透镜41。片上透镜41聚集入射光以在光电二极管43上形成图像。由片上透镜41聚集的光进入只允许入射光的红色分量发射的滤色器42。
从滤色器42发射的光通过透明电极32以在光电二极管43的光接收表面上形成图像。光电二极管43对在光接收表面上形成的光学图像进行光电转换，并将产生的电信号供应到图1中的相机信号处理单元13。
至此，已描述与作为（3,1）像素的R像素对应的图像捕获单元34-1，并且以类似的方式形成与另一R像素对应的图像捕获单元。也就是说，例如，以与作为（3,1）像素的R像素对应的图像捕获单元34-1类似的方式形成与作为（3,3）像素的R像素对应的图像捕获单元。
除了各自的滤色器发射绿色光或蓝色光之外，也以与R像素对应的图像捕获单元类似的方式形成与G像素或B像素对应的任何图像捕获单元。
另一方面，如图3所示，与作为（3，2）像素的透射率可调节像素对应的图像捕获单元34-2包括在透明电极31和透明电极32之间布置的片上透镜51和排列于衬底33上的光电二极管52。
来自被摄体的光通过透明电极31进入片上透镜51。片上透镜51是包括电场响应材料51A的有机层并用作调节单元。可以使用的电场响应材料51A包括例如功能液晶聚合物材料、诸如聚合物网络液晶（液晶聚合物）、PDLC（聚合物分散液晶）或液晶凝胶之类的电致变色材料或诸如石墨烯膜之类的固体材料。
由图1中的相机信号处理单元13控制，根据透射率的电压被施加到透明电极31和透明电极32，并且透明电极31和透明电极32施加电压到片上透镜51。电场响应材料51A根据电压调节入射光的透射率。
因此，从片上透镜51发射的光具有关于到片上透镜51的入射光的透射率而调节了的透射率，并聚集以在光电二极管52上形成图像。从片上透镜51发射的光通过透明电极32以在光电二极管52的光接收表面上形成图像。
光电二极管52用作光接收单元，即，接收从光接收表面上的片上透镜51发射的光，并对在光接收表面上形成的光学图像进行光电转换。光电二极管52向相机信号处理单元13供应产生的电信号。
至此，已描述与作为（3,2）像素的透射率可调节像素对应的图像捕获单元34-2，并且以类似的方式形成与另一透射率可调节像素对应的图像捕获单元。
[电场响应材料的行为的描述]
图4图示当电压未被透明电极31和透明电极32施加时电场响应材料51A的行为；而图5图示当预定电压被透明电极31和透明电极32施加时电场响应材料51A的行为。
如图4所示，当电压未被透明电极31和透明电极32施加时，电场响应材料51A的朝向是随机的，并且因此入射光的透射率具有最小值。其结果是，光电二极管52接收到的光对应于黑色图像数据。
另一方面，如图5所示，当预定电压被透明电极31和透明电极32施加时，电场响应材料51A的朝向与电场的方向一致，并且因此入射光的透射率具有最大值。其结果是，由光电二极管52接收到的光对应于白色图像数据。
因而，当电压未被图2中的透射率可调节像素a的透明电极31和透明电极32施加时，以及电压被透射率可调节像素b的透明电极31和透明电极32施加时，图像传感器12的像素阵列如图6所示。也就是说，透射率可调节像素a改变为黑色（BK）像素，而透射率可调节像素b改变为白色（W）像素。
[图像传感器的第二配置示例的横截面图]
图7是沿着具有图2所示的像素阵列的图像传感器12的第二配置示例的线VII-VII截取的横截面。
图7所示的配置中与图3中的配置中的组件相同的组件用相同的参考符号标记，并且将适当省略多余说明。
图7的图像传感器12的配置不同于图3的配置，因为提供透明电极71取代透明电极31，并且图像捕获单元34-2是不同的。在图7的图像传感器12中，电场响应材料51A不包含在片上透镜51中，而是在作为滤色器提供的过滤器82中。
具体地，图像传感器12的透明电极71未布置在片上透镜41上，而是在滤色器42上。
图像捕获单元34-2的配置不同于图3的配置，因为提供片上透镜81取代片上透镜51，并且额外提供过滤器82。
图像捕获单元34-2的片上透镜81以与片上透镜41类似的方法形成。片上透镜81聚集来自被摄体的光以在光电二极管52上形成图像，并允许光通过透明电极71进入过滤器82。该过滤器82为包括电场响应材料51A的有机层并且用作调节单位。
根据透射率的电压由图1中的相机信号处理单元13控制被施加到透明电极71和透明电极32，并且透明电极71和透明电极32施加电压到过滤器82。电场响应材料51A根据该电压调节入射光的透射率。
因此，从过滤器82发射的光已经经历了已经进入滤光器82的全部色彩的光的透射率的调节。从过滤器82发射的光通过透明电极32以在光电二极管52的光接收表面上形成图像。
如图7所示，当包括电场响应材料51A的过滤器82作为滤色器使用时，滤色器42在透射率可调节像素彼此不相邻的情况下用作绝缘材料（像素分离单元）。因此，在这样的情况下，可能不对每一个像素用绝缘材料装备透明电极71和透明电极32。
[图像传感器的第三配置示例的横截面图]
图8是沿着具有图2所示的像素阵列的图像传感器12的第三配置示例的线VIII-VIII截取的横截面。
图8所示的配置中与图3所示的配置中的组件相同的组件用相同的参考符号标记，并且将适当省略多余说明。
图8中的图像传感器12的配置不同于图3的配置，因为图像捕获单元34-2具有不同结构。在图8中的图像传感器12中，也用滤色器101装备图像捕获单元34-2。
具体地，图8中的图像捕获单元34-2的配置不同于图3的配置，因为额外提供滤色器101。
因此，调整具有由片上透镜51调节的透射率的光进入滤色器101，以在光电二极管52上形成图像。滤色器101通过透明电极32向光电二极管52仅发射入射光的预定色彩分量。
如上所述，图8中的图像捕获单元34-2只接收与透射率可调节像素对应的光中的预定色彩光，并且因此相机信号处理单元13可以获得预定色彩光的电信号作为与透射率可调节像素对应的电信号。其结果是，可以改进图像数据的色彩再现。
[透明电极的配置示例]
图9图示透明电极31（71）和透明电极32的配置示例。
如图9所示，对每一个屏幕提供透明电极31（71）和透明电极32。因此，对每一个屏幕调节透射率可调节像素a和透射率可调节像素b的透射率。也就是说，在屏幕中提供的透射率可调节像素a和透射率可调节像素b两者可以改变为黑色像素、白色像素，或者一个像素可以改变到黑色像素而其他像素可以改变到白色像素。
要注意，透明电极31（71）也可以不对每一个屏幕提供而是对每一个列或行提供。
[透明电极的另一配置示例]
图10图示当对每一列提供透明电极31（71）时透明电极的另一配置示例。
在图10中，提供用于各自的列的透明电极121到124来取代透明电极31（71），并且透明电极121到124向在对应列中的一个上排列的每一个透射率可调节像素的电场响应材料51A施加电压。因此，对每一列调节透射率可调节像素a和透射率可调节像素b的透射率。
因此，当图像传感器12是CCD图像传感器时，相机信号处理单元13可以根据例如在监控模式下的电信号对每一列或像素识别拖尾光源（smearlight source）的区域，并且可以确定最小值作为在该区域附近的每一列中的透射率可调节像素a和/或透射率可调节像素b的透射率。其结果是，仅与拖尾光源的区域对应的每一列中的透射率可调节像素a和/或透射率可调节像素b可以改变为黑色像素，并且因此可以显著地减少拖尾。
可选地，相机信号处理单元13可以根据在监控模式下的电信号确定透射率可调节像素a和/或透射率可调节像素b中的至少一个的透射率为最小值，以改变具有该最小值的任何像素为黑色像素，该像素a和b位于具有大于预定阈值的光量的列上。相机信号处理单元13可以根据在监控模式下的电信号确定透射率可调节像素a和/或透射率可调节像素b中的至少一个的透射率为最大值，以改变具有该最大值的任何像素为白色像素，该像素a和b位于具有小于或等于预定阈值的光量的列上。因此，可以改进图像捕获的灵敏度和动态范围。
如上所述，对比在图9中的情况，用于各自的列的透明电极121到124的提供允许在屏幕中白色像素的数量与黑色像素的数量的比率灵活地改变。
在成像装置10中，对于透射率可调节像素的图像捕获单元34中的图像捕获单元34-2，在片上透镜51和过滤器82中包括电场响应材料51A。因而，可以不提供不同于图像传感器12的液晶面板，并且因此成像装置10的尺寸可以缩少并小型化。
另外，成像装置10可以根据从图像传感器12输出的电信号确定透射率，由此使得能够进行透射率的反馈控制。另一方面，在日本未审查专利申请公开号2011-216701中描述的成像装置中，光的透射率由具有根据入射光量变化的透射率的光致变色膜来控制，并且因此，透射率的反馈控制可能无法进行。
成像装置10通过施加到电场响应材料51A的电压控制透射率，并且因此对比如在日本未审查专利申请公开号2003-9007中描述的成像装置中通过液晶的浓度来控制透射率的情况，透射率可以容易地被控制。
另外，成像装置10使用固体材料作为电场响应材料51A，由此防止由于液晶泄漏引起的可靠性降低。此外，不使用偏振片或分子朝向膜，并且因此对比于如日本未审查专利申请公开号2003-9007中描述的成像装置中将低分子液晶单元用作电场响应材料的情况，可以减小制造工艺的数量。其结果是，可以减少图像传感器12的工艺的难度。
成像装置10通过电场响应材料51A控制透射率，并且因此对比如在日本未审查专利申请公开号2011-216701中描述的成像装置中通过通常可逆的光致变色反应控制透射率的情况，较不易受室外气温的影响。
在本实施例中，相机信号处理单元13根据在监控模式下的电信号确定透射率。然而，控制单元20可以根据通过用户接口单元21的用户操作输入的图像捕获条件或请求确定透射率。
例如，当通过用户接口单元21的用户操作将夜景拍摄模式选择为拍摄模式时，控制单元20可以对每一个透射率可调节像素施加预定电压以改变像素为白色像素。可替代地，当通过用户接口单元21的用户操作将白天场景拍摄模式选择为拍摄模式时，控制单元20可以不对每一个透射率可调节像素施加预定电压以改变像素为黑色像素。
铁电材料也可用作电场响应材料51A以便于改进响应速度。
当电场响应材料51A在来自被摄体的入射光路上形成有机层（该有机层被包括在图像传感器12中）时，电场响应材料51A可以包含在不同于上述片上透镜或过滤器的组件中。
由相机信号处理单元13确定的透射率不限于最大透射率或最小透射率，并且可以是在从最小透射率或更大和最大透射率或更小的范围的任何透射率。
根据本技术的实施例不限于上述实施例，并且可以在不背离本技术的精神的范围内以各种方式修改。
本技术也可以采用以下配置。
（1）一种成像装置，包括：图像捕获单元，配置为捕获在屏幕中包括的各像素中的对应一个像素的光学图像，并且在屏幕中的部分像素的图像捕获单元包括调节单元，包含电场响应材料并且配置为通过电场响应材料调节光的透射率；以及光接收单元，配置为接收已由调节单元对其调节了透射率的光。
（2）根据以上表述（1）的成像装置，进一步包括确定单元，配置为根据由图像捕获单元捕获的光学图像确定透射率。
（3）根据以上表述（2）的成像装置，其中，确定单元根据在图像捕获之前由图像捕获单元捕获的光学图像来确定图像捕获时的透射率。
（4）根据以上表述（1）到（3）的任一个的成像装置，其中，调节单元调节透射率为最大透射率或最小透射率。
（5）根据以上表述（1）到（4）的任一个的成像装置，其中，部分像素的图像捕获单元进一步包括：电极单元，配置为向调节单元施加电压；和控制单元，配置为通过控制要施加到电极单元的电压来控制透射率。
（6）根据以上表述（5）的成像装置，其中，电极单元按屏幕的列向排列在每一列上的像素的任何调节单元施加电压。
（7）根据以上表述（1）到（6）的任一个的成像装置，其中，调节单元是片上透镜。
（8）根据以上表述（7）的成像装置，其中，部分像素的图像捕获单元进一步包括滤色器。
（9）根据以上表述（1）到（6）的任一个的成像装置，其中，调节单元是过滤器。
（10）根据以上表述（1）到（9）的任一个的成像装置，其中，电场响应材料是液晶聚合物材料。
（11）根据以上表述（1）到（9）的任一个的成像装置，其中，电场响应材料是电致变色材料。
（12）根据以上表述（1）到（9）的任一个的成像装置，其中，电场响应材料是石墨烯膜。
（13）根据以上表述（1）到（12）的任一个的成像装置，其中，图像捕获单元是CMOS（互补金属氧化物半导体）图像传感器。
（14）根据以上表述（1）到（12）的任一个的成像装置，其中，图像捕获单元是CCD（电荷耦合器件）图像传感器。
本技术包含涉及公开在于2012年6月11日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2012-131679的主题的主题，其整体内容通过引用并入于此。

Claims (14)

1.一种成像装置，包括
图像捕获单元，配置为捕获在屏幕中包括的各像素中的对应一个像素的光学图像，
其中，在所述屏幕中的部分像素的图像捕获单元包括
调节单元，包含电场响应材料并且配置为通过所述电场响应材料调节光的透射率，以及
光接收单元，配置为接收已由所述调节单元对其调节了透射率的光。
2.根据权利要求1所述的成像装置，进一步包括
确定单元，配置为根据由所述图像捕获单元捕获的光学图像确定所述透射率。
3.根据权利要求2所述的成像装置，
其中，所述确定单元根据在所述图像捕获之前由所述图像捕获单元捕获的光学图像来确定图像捕获时的所述透射率。
4.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述调节单元调节所述透射率为最大透射率或最小透射率。
5.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述部分像素的图像捕获单元进一步包括：
电极单元，配置为向所述调节单元施加电压；和
控制单元，配置为通过控制要施加到所述电极单元的电压来控制所述透射率。
6.根据权利要求5所述的成像装置，
其中，所述电极单元按所述屏幕的列向排列在每一列上的像素的任何调节单元施加电压。
7.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述调节单元是片上透镜。
8.根据权利要求7所述的成像装置，
其中，所述部分像素的图像捕获单元进一步包括滤色器。
9.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述调节单元是过滤器。
10.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述电场响应材料是液晶聚合物材料。
11.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述电场响应材料是电致变色材料。
12.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述电场响应材料是石墨烯膜。
13.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述图像捕获单元是互补金属氧化物半导体图像传感器。
14.根据权利要求1所述的成像装置，
其中，所述图像捕获单元是电荷耦合器件图像传感器。
CN201310218345.XA 2012-06-11 2013-06-04 成像装置 Active CN103491319B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012131679A JP6198235B2 (ja) 2012-06-11 2012-06-11 撮像装置
JP2012-131679 2012-06-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103491319A true CN103491319A (zh) 2014-01-01
CN103491319B CN103491319B (zh) 2018-03-13

Family

ID=49715025

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310218345.XA Active CN103491319B (zh) 2012-06-11 2013-06-04 成像装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9654705B2 (zh)
JP (1) JP6198235B2 (zh)
CN (1) CN103491319B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016078617A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 Byd Company Limited Image forming system and image sensor
CN108598099A (zh) * 2018-05-18 2018-09-28 上海华虹宏力半导体制造有限公司 图像传感器结构以及图像传感器
WO2019119452A1 (zh) * 2017-12-22 2019-06-27 深圳配天智能技术研究院有限公司 图像传感器及其获取图像的方法、智能设备
CN110291534A (zh) * 2017-02-17 2019-09-27 指纹卡有限公司 消除指纹图像中的损伤数据
CN111025435A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 中国兵器装备研究院 基于聚合物网络液晶的可变焦超透镜及制备方法
CN111119950A (zh) * 2019-11-29 2020-05-08 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种具有吸音显像的复合内壁及其应用
CN114079719A (zh) * 2020-08-20 2022-02-22 深圳市万普拉斯科技有限公司 图像传感器、成像装置和电子设备

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104850172A (zh) * 2014-02-14 2015-08-19 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种具备屏幕镜子功能的电子终端
CN104965338A (zh) * 2015-07-20 2015-10-07 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板和显示装置
CN109616486A (zh) * 2018-11-23 2019-04-12 德淮半导体有限公司 图像传感器及其制造方法
CN114072347B (zh) * 2019-06-26 2022-11-29 三菱电机楼宇解决方案株式会社 电梯的门导轨清扫辅具

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05244609A (ja) * 1991-10-18 1993-09-21 Olympus Optical Co Ltd カラー撮像装置
CN102347341A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 索尼公司 固态摄像器件、其驱动方法和电子装置
WO2012017607A1 (ja) * 2010-08-04 2012-02-09 パナソニック株式会社 固体撮像装置、撮像装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2612914B2 (ja) * 1988-10-19 1997-05-21 オリンパス光学工業株式会社 複数の液晶素子を備えた光学系
US6952233B2 (en) * 1992-07-23 2005-10-04 Canon Kabushiki Kaisha Video camera having a material element for controlling light transmission
US6388709B1 (en) * 1995-04-21 2002-05-14 Canon Kabushiki Kaisha Image sensing apparatus with optical modulation elements having transmission characteristics controllable by pixel
ATE298098T1 (de) * 1997-02-06 2005-07-15 Univ Dublin Elektrochromes system
JP4451583B2 (ja) * 2001-12-27 2010-04-14 富士フイルム株式会社 撮像装置、撮像方法、及びプログラム
US7419314B2 (en) * 2004-05-19 2008-09-02 Fujifilm Corporation Optical density changing element, optical element and photographing unit
JP5697377B2 (ja) * 2010-08-20 2015-04-08 キヤノン株式会社 エレクトロクロミック調光素子及び撮像装置
US8618588B2 (en) * 2010-10-29 2013-12-31 International Business Machines Corporation Anti-blooming pixel sensor cell with active neutral density filter, methods of manufacture, and design structure
JP5539162B2 (ja) * 2010-11-04 2014-07-02 キヤノン株式会社 エレクトロクロミック素子
JP5948837B2 (ja) * 2011-03-29 2016-07-06 ソニー株式会社 固体撮像素子及び電子機器
US8508830B1 (en) * 2011-05-13 2013-08-13 Google Inc. Quantum dot near-to-eye display
US20130088637A1 (en) * 2011-10-11 2013-04-11 Pelican Imaging Corporation Lens Stack Arrays Including Adaptive Optical Elements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05244609A (ja) * 1991-10-18 1993-09-21 Olympus Optical Co Ltd カラー撮像装置
CN102347341A (zh) * 2010-07-30 2012-02-08 索尼公司 固态摄像器件、其驱动方法和电子装置
WO2012017607A1 (ja) * 2010-08-04 2012-02-09 パナソニック株式会社 固体撮像装置、撮像装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016078617A1 (en) * 2014-11-21 2016-05-26 Byd Company Limited Image forming system and image sensor
CN105681771A (zh) * 2014-11-21 2016-06-15 比亚迪股份有限公司 阵列成像系统及图像传感器
CN110291534A (zh) * 2017-02-17 2019-09-27 指纹卡有限公司 消除指纹图像中的损伤数据
WO2019119452A1 (zh) * 2017-12-22 2019-06-27 深圳配天智能技术研究院有限公司 图像传感器及其获取图像的方法、智能设备
CN108598099A (zh) * 2018-05-18 2018-09-28 上海华虹宏力半导体制造有限公司 图像传感器结构以及图像传感器
CN111119950A (zh) * 2019-11-29 2020-05-08 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种具有吸音显像的复合内壁及其应用
CN111119950B (zh) * 2019-11-29 2021-09-03 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 一种具有吸音显像的复合内壁及其应用
CN111025435A (zh) * 2019-12-27 2020-04-17 中国兵器装备研究院 基于聚合物网络液晶的可变焦超透镜及制备方法
CN114079719A (zh) * 2020-08-20 2022-02-22 深圳市万普拉斯科技有限公司 图像传感器、成像装置和电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20130329105A1 (en) 2013-12-12
JP6198235B2 (ja) 2017-09-20
JP2013258458A (ja) 2013-12-26
US9654705B2 (en) 2017-05-16
CN103491319B (zh) 2018-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103491319A (zh) 成像装置
US8223188B2 (en) Monitor having integral camera and method of operating the same
US11333947B2 (en) Display panel, display apparatus, imaging method, and depth detection method
CN103067651B (zh) 拍摄设备和方法
US9992479B2 (en) Devices and methods for an imaging system with a dual camera architecture
US7978244B2 (en) Image sensor and an electronic information device
CN109188824B (zh) 一种显示面板、显示装置及其驱动方法
US20230262346A1 (en) Imaging device and camera system
CN108732801A (zh) 全面屏模组及智能手机
CN104284106A (zh) 固态摄像装置和电子设备
US11659294B2 (en) Image sensor, imaging apparatus, electronic device, image processing system, and signal processing method
US20140285703A1 (en) Liquid crystal optical device, solid state imaging device, portable information terminal, and display device
US20200342805A1 (en) Display panel and device, image processing method and device, and virtual reality system
US11181671B2 (en) Image sensor and electronic camera
CN105741748A (zh) 一种显示面板、显示设备及制作方法
US11412197B2 (en) Electronic device including image sensor
US9398281B2 (en) Image pickup apparatus, color correction method, and color correction program
US11846845B2 (en) Electronic shutters to enhance privacy
US20160127629A1 (en) Digital image capture device having an image sensor mechanism to compensate for occurrences of exposure blowouts
US10712595B2 (en) Full screen module and smartphone
CN108141545A (zh) 光控制驱动器件、成像设备和光控制驱动方法
US11196969B2 (en) Image capture display
TW201807998A (zh) 根據多個圖像感測器幀進行高解析度數位攝影的方法和設備
JP4543309B2 (ja) 光学装置、レンズ鏡筒および撮像装置
Fujieda Introduction to Image Acquisition and Display Technologies: Photon manipulation in image sensors and displays

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20160920

Address after: Kanagawa

Applicant after: SONY semiconductor solutions

Address before: Tokyo, Japan, Japan

Applicant before: Sony Corp

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant