CN105611136B - 一种图像传感器以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像传感器以及电子设备，该图像传感器包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；其中，所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息。所述图像传感器设置有用于感应红外光信息的第一子像素单元以及用于感应可见光的第二子像素单元，所述图像传感器既可以感应可见光，进行可见光成像，又可以感应红外光，进行虹膜成像。因此，电子设备只需要采用一个包括镜头模组以及所述图像传感器的摄像模组即可具有可见光成像功能以及虹膜成像功能，相对于采用两个摄像模组的现有电子设备，体积小，制作成本低。

Description

一种图像传感器以及电子设备
技术领域
本发明涉及电子设备技术领域，更具体的说，涉及一种图像传感器以及电子设备。
背景技术
随着科学技术的不断发展，具有照相功能的电子设备，如手机、平板电脑以及门禁系统等，越来越多的应用到人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。
电子设备的信息安全性是电子设备的一个重要特性。虹膜识别由于准确率高以及安全性好，成为了身份识别的一种重要手段。因此，越来越多的电子设备通过虹膜识别的方式进行身份识别，以保证电子设备的信息安全。进行虹膜识别时，需要进行虹膜成像，虹膜成像需要感应红外光，但是普通的可见光成像需要用滤光片滤除红外光以提升图像的画面品质。
现有技术为了避免虹膜成像与可见光成像的相互干扰，一般是在电子设备中集成两个摄像模组，一个用于进行可见光成像，一个用于虹膜成像。但是，这样会导致电子设备体积增大，且增加了制作成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种图像传感器以及电子设备，可以使得电子设备同时具有虹膜成像以及可见光成像功能，且电子设备体积较小，制作成本较低。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种图像传感器，用于具有虹膜成像功能的电子设备，该图像传感器包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；
其中，所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息。
优选的，在上述图像传感器中，所述第二子像素单元包括：红色子像素单元、绿色子像素单元以及蓝色子像素单元。
优选的，在上述图像传感器中，所述红外像素单元包括：一个所述第一子像素单元、一个所述红色子像素单元、一个所述绿色子像素单元以及一个所述蓝色子像素单元；
其中，在所述红外像素单元中：所述第一子像素单元、所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排布。
优选的，在上述图像传感器中，所述图像传感器具有第一像素区以及包围所述第一像素区的第二像素区；
其中，所述红外像素单元设置在所述第一像素区。
优选的，在上述图像传感器中，还包括：设置在所述第二像素区的可见光像素单元；
其中，所述可见光像素单元包括所述第二子像素单元。
优选的，在上述图像传感器中，所述可见光像素单元包括：一个所述红色子像素单元、两个所述绿色子像素单元以及一个蓝色子像素单元；
其中，在所述可见光像素单元中：所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排布。
优选的，在上述图像传感器中，所述可见光像素单元包围所述红外像素单元；
所述图像传感器中：所述红外像素单元的个数小于二分之一的所述可见光像素单元的个数。
本发明还提供了一种具有虹膜成像功能的电子设备，该电子设备包括：镜头模组、图像传感器、滤光片以及控制器；
所述镜头模组与所述图像传感器相对设置，所述滤光片设置在所述镜头模组与所述图像传感器之间，所述控制器与所述图像传感器连接；
所述图像传感器包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息以及红外光信息；
所述控制器用于控制所述电子设备处于可见光成像模式或是处于虹膜成像模式；
当所述电子设备处于所述可见光成像模式时，所述控制器用于根据所有所述第二子像素单元的可见光信息进行可见光成像；当所述电子设备处于所述虹膜成像模式时，所述控制器用于根据所有所述第一子像素单元的红外光信息进行虹膜成像。
优选的，在上述电子设备中，所述第二子像素单元包括：红色子像素单元、绿色子像素单元以及蓝色子像素单元；
所述图像传感器还包括：可见光像素单元，所述可见光像素单元包括所述第二子像素单元；所述可见光像素单元包括：一个所述红色子像素单元、两个所述绿色子像素单元以及一个蓝色子像素单元；在所述可见光像素单元中：所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排；
所述红外像素单元包括：一个所述第一子像素单元、一个所述红色子像素单元、一个所述绿色子像素单元以及一个所述蓝色子像素单元；在所述红外像素单元中：所述第一子像素单元、所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排布。
优选的，在上述电子设备中，所述图像传感器具有第一像素区以及包围所述第一像素区的第二像素区；所述红外像素单元设置在所述第一像素区；所述可见光像素单元设置在所述第二像素区；
所述滤光片包括：第一透光区以及包围所述第一透光区的第二透光区；所述第一透光区与所述第一像素区相对设置；所述第二透光区与所述第二像素区相对设置；所述第一透光区可通过可见光以及红外光；所述第二透光区可通过可见光。
通过上述描述可知，本发明实施例提供的图像传感器包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；其中，所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息。所述图像传感器设置有用于感应红外光信息的第一子像素单元以及用于感应可见光的第二子像素单元，所述图像传感器既可以感应可见光，进行可见光成像，又可以感应红外光，进行虹膜成像。因此，电子设备只需要采用一个包括镜头模组以及所述图像传感器的摄像模组即可具有可见光成像功能以及虹膜成像功能，相对于采用两个摄像模组的现有电子设备，体积小，制作成本低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种图像传感器的结构示意图；
图2为图1所示图像传感器的红外像素单元的结构示意图；
图3为图1所示图像传感器中可见光像素单元的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种滤光片的透光曲线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的电子设备的摄像模组一般都是具有可见光成像的摄像模组，该摄像模组包括：镜头模组以及图像传感器。而为了实现虹膜成像功能，现有电子设备一般是直接在电子设备上再集成一个红外成像功能的摄像模组，这样将会大大增加电子设备的体积以及制作成本。
为了解决上述问题，本申请实施例提供的了一种图像传感器，该图像传感器用于具有虹膜成像功能的电子设备，该图像传感器包括：
至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；
其中，所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息。
所述图像传感器设置有用于感应红外光信息的第一子像素单元以及用于感应可见光的第二子像素单元，所述图像传感器既可以感应可见光，进行可见光成像，又可以感应红外光，进行虹膜成像。因此，电子设备只需要采用一个包括镜头模组以及所述图像传感器的摄像模组即可具有可见光成像功能以及虹膜成像功能，相对于采用两个摄像模组的现有电子设备，体积小，制作成本低。
为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，下面结合附图对上述方案进行详细描述。
参考图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种图像传感器的结构示意图，图2为图1所示图像传感器的红外像素单元的结构示意图。图1所示图像传感器11包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元I以及第二子像素单元。其中，所述第一子像素单元I用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息。
所述第二子像素单元包括：红色子像素单元R、绿色子像素单元G以及蓝色子像素单元B。
如图2所示，所述红外像素单元包括：一个所述第一子像素单元I、一个所述红色子像素单元R、一个所述绿色子像素单元G以及一个所述蓝色子像素单元B。其中，在所述红外像素单元中：所述第一子像素单元I、所述红色子像素单元R、所述绿色子像素单元G以及所述蓝色子像素单元B成阵列排布。
图1所示图像传感器中，设置有既可以感应红外光，又可以感应可见光的红外像素单元。所述红外像素单元通过红色子像素单元R、绿色子像素单元G以及蓝色子像素单元B感应可见光，通过第一子像素单元I感应红外光。
可选的，所述图像传感器具有第一像素区112以及包围所述第一像素区112的第二像素区111。其中，所述红外像素单元设置在所述第一像素区112。
所述第一像素区112位于所述图像传感器的中心区域，以便于进行虹膜成像。电子设备进行虹膜成像时，需要近距离(如2米以内)采集虹膜图像。而眼睛的虹膜区域较小，为了保证图像传感器精确的感应虹膜对应的红外光，设置第一像素区112位于所述图像传感器的中心区域。
需要说明的是，图1以及图2所示实施方式仅是用于举例说明本申请技术方案的一种实施方式。本申请实施例所述图像传感器的红外像素单元中，第一子像素单元I、红色子像素单元R、绿色子像素单元G以及蓝色子像素单元B的排布方式不限于图2所示实施方式。本申请实施例中，红外像素单元的个数可以为多个。
参考图3，图3为图1所示图像传感器中可见光像素单元的结构示意图。在图1所示图像传感器中还包括图3所示的可见光像素单元。所述可见光像素单元设置在所述第二像素区111。其中，所述可见光像素单元包括所述第二子像素单元。
如图1与图3所示，所述可见光像素单元包括：一个所述红色子像素单元R、两个所述绿色子像素单元G以及一个蓝色子像素单元B。其中，在所述可见光像素单元中：所述红色子像素单元R、所述绿色子像素单元G以及所述蓝色子像素单元B成阵列排布。且在所述可见光像素单元中，两个绿色子像素单元G不同行，且不同列。人眼对于可见光中绿光波段的感应比较灵敏，设置可见光像素单元中具有两个绿色子像素单元，当根据可见光像素单元的感光信息形成可见光图像时，能够真实的还原人眼所见的图像颜色。
所述可见光像素单元包围所述红外像素单元。第一子像素单元I相对于感应可见光的第二子像素单元，制作工艺复杂，制作成本高。而人眼的虹膜区域较小，为了降低制作成本，可以设定在所述图像传感器中：所述红外像素单元的个数小于二分之一的所述可见光像素单元的个数，以减少第二子像素单元的个数。
本申请实施例所述图像传感器设置有用于感应红外光信息的第一子像素单元以及用于感应可见光的第二子像素单元，所述图像传感器既可以感应可见光，进行可见光成像，又可以感应红外光，进行虹膜成像。因此，电子设备只需要采用一个包括镜头模组以及所述图像传感器的摄像模组即可具有可见光成像功能以及虹膜成像功能，相对于采用两个摄像模组的现有电子设备，体积小，制作成本低。
基于上述图像传感器实施例，本申请另一实施例还提供了一种电子设备，该电子设备如图4所示。
参考图4，图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括：镜头模组21、图像传感器23、滤光片22以及控制器。所述镜头模组21与所述图像传感器23构成一个摄像模组。可选的，图像传感器23、滤光片22以及控制器设置在壳体24内。其中，所述镜头模组21与所述图像传感器23相对设置，所述滤光片22设置在所述镜头模组21与所述图像传感器23之间，所述控制器与所述图像传感器23连接。需要说明的是，图4中并未示出所述控制器。
所述图像传感器包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息。
所述控制器用于控制所述电子设备处于可见光成像模式或是处于虹膜成像模式。当所述电子设备处于所述可见光成像模式时，所述控制器用于根据所有所述第二子像素单元的可见光信息进行可见光成像，形成可见光图像；当所述电子设备处于所述虹膜成像模式时，所述控制器用于根据所有所述第一子像素单元的红外光信息进行虹膜成像，形成虹膜图像。
所述镜头模组21可以通过可见光以及红外光，以便于使得电子设备在可见光成像模式时，图像传感器中的第二子像素单元感应可见光，进行可见光成像，使得电子设备在虹膜成像模式时，图像传感器中的第一子像素单元感应红外光，进行虹膜成像。
具体的，所述电子设备的图像传感器中，所述第二子像素单元包括：红色子像素单元、绿色子像素单元以及蓝色子像素单元。所述图像传感器还包括：可见光像素单元，所述可见光像素单元包括所述第二子像素单元；所述可见光像素单元包括：一个所述红色子像素单元、两个所述绿色子像素单元以及一个蓝色子像素单元；在所述可见光像素单元中：所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排。所述红外像素单元包括：一个所述第一子像素单元、一个所述红色子像素单元、一个所述绿色子像素单元以及一个所述蓝色子像素单元；在所述红外像素单元中：所述第一子像素单元、所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排布。
所述图像传感器具有第一像素区以及包围所述第一像素区的第二像素区；所述红外像素单元设置在所述第一像素区；所述可见光像素单元设置在所述第二像素区。所述滤光片包括：第一透光区以及包围所述第一透光区的第二透光区；所述第一透光区与所述第一像素区相对设置；所述第二透光区与所述第二像素区相对设置；所述第一透光区可通过可见光以及红外光；所述第二透光区可通过可见光。
所述图像传感器23为上述实施例中所述的图像传感器。所述图像传感器的结构可以参见上述实施例所述，在此不再赘述。
可选的，当所述电子设备处于虹膜成像模式时，为了提高虹膜图像的分辨率，所述控制器用于根据所有第二子像素单元的亮度信息以及所有第一子像素单元的红外光信息进行虹膜成像。
在所述图像传感器中，红外像素单元相当于将可见光像素单元中的一个绿色子像素单元替换为第一子像素单元。因此，在进行可见光成像时，第二子像素单元的引入会导致可见光图像中绿光信息的缺失，而导致可见光图像颜色失真。因此，当所述电子设备处于所述可见光成像模式时，为了避免图像颜色失真问题，所述控制器还用于获取每一红外像素单元中绿色子像素单元的感光信息，通过所述感光信息对所述可见光图像进行颜色补偿。
本申请实施例所述电子设备中滤光片为双带通滤光片。所述滤光片的透光曲线如图5所示。
参考图5，图5为本申请实施例提供的一种滤光片的透光曲线。所述滤光片的透光波段包括第一波段以及第二波段。所述第二波段范围是400nm-700nm的可见光波段。所述第一波段范围是800nm-900nm的红外光波段。所述滤光片仅允许第一波段以及第二波段的光波透过，可以避免可见光以及红外光以外的其他光波对电子设备的成像质量的干扰。
本申请实施例所述电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本以及门禁系统等具有图像采集功能的电子设备。
通过上述描述可知，本申请实施例所述电子设备只需采用一个摄像模组即可实现可见光成像功能以及虹膜成像功能，制作成本低，体较小。采用一个既可以通过该红外光又可以通过该可见光的镜头模组，通过控制器获取图像传感器不同的子像素单元的感光信息进行成像，无需设置可见光以及红外光的分光装置。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种图像传感器，用于具有虹膜成像功能的电子设备，其特征在于，包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；
其中，所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息；
所述第二子像素单元包括：红色子像素单元、绿色子像素单元以及蓝色子像素单元；
所述图像传感器具有第一像素区以及包围所述第一像素区的第二像素区；
其中，所述红外像素单元设置在所述第一像素区；
还包括：设置在所述第二像素区的可见光像素单元；
其中，所述可见光像素单元包括所述第二子像素单元。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述红外像素单元包括：一个所述第一子像素单元、一个所述红色子像素单元、一个所述绿色子像素单元以及一个所述蓝色子像素单元；
其中，在所述红外像素单元中：所述第一子像素单元、所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排布。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述可见光像素单元包括：一个所述红色子像素单元、两个所述绿色子像素单元以及一个蓝色子像素单元；
其中，在所述可见光像素单元中：所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排布。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述可见光像素单元包围所述红外像素单元；
所述图像传感器中：所述红外像素单元的个数小于二分之一的所述可见光像素单元的个数。
5.一种具有虹膜成像功能的电子设备，其特征在于，包括：镜头模组、图像传感器、滤光片以及控制器；
所述镜头模组与所述图像传感器相对设置，所述滤光片设置在所述镜头模组与所述图像传感器之间，所述控制器与所述图像传感器连接；
所述图像传感器包括：至少一个红外像素单元；所述红外像素单元包括：第一子像素单元以及第二子像素单元；所述第一子像素单元用于感应红外光信息，所述第二子像素单元用于感应可见光信息；所述第二子像素单元包括：红色子像素单元、绿色子像素单元以及蓝色子像素单元；所述图像传感器具有第一像素区以及包围所述第一像素区的第二像素区；所述红外像素单元设置在所述第一像素区；所述图像传感器还包括：可见光像素单元，所述可见光像素单元包括所述第二子像素单元；所述可见光像素单元设置在所述第二像素区；
所述控制器用于控制所述电子设备处于可见光成像模式或是处于虹膜成像模式；
当所述电子设备处于所述可见光成像模式时，所述控制器用于根据所有所述第二子像素单元的可见光信息进行可见光成像；当所述电子设备处于所述虹膜成像模式时，所述控制器用于根据所有所述第一子像素单元的红外光信息进行虹膜成像。
6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述可见光像素单元包括：一个所述红色子像素单元、两个所述绿色子像素单元以及一个蓝色子像素单元；在所述可见光像素单元中：所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排；
所述红外像素单元包括：一个所述第一子像素单元、一个所述红色子像素单元、一个所述绿色子像素单元以及一个所述蓝色子像素单元；在所述红外像素单元中：所述第一子像素单元、所述红色子像素单元、所述绿色子像素单元以及所述蓝色子像素单元成阵列排布。
7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述滤光片包括：第一透光区以及包围所述第一透光区的第二透光区；所述第一透光区与所述第一像素区相对设置；所述第二透光区与所述第二像素区相对设置；所述第一透光区可通过可见光以及红外光；所述第二透光区可通过可见光。
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