CN110166677A - 一种用于成像设备的透射体以及相应成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于成像设备的透射体，其中所述透射体被配置为允许光透过所述透射体，其中所述透射体的第一表面为光滑表面，并且所述透射体的背向第一表面的第二表面具有散射结构，其中所述散射结构被配置为对光进行散射。此外，本发明还涉及一种采用该透射体的成像设备以及一种用于制造透射体的方法。通过本发明，可以显著地减小鬼像和重影而不会明显减少入射光强度。

Description

一种用于成像设备的透射体以及相应成像设备

技术领域

本发明总的来说涉及图像传感器领域，具体而言涉及一种用于成像设备的透射体。此外，本发明还涉及一种采用该透射体的成像设备以及一种用于制造透射体的方法。

背景技术

成像设备是一种利用光电转换原理将入射光转换成电信号或图像的设备。图像设备一般包括镜头和图像传感器，其中镜头用于保护图像传感器或者对光进行处理、如聚焦或滤波等，而图像传感器在光路上布置在镜头之后以用于感测被镜头透射的光。在现有成像设备中，当强光入射时，强光在经过表面光滑的镜头之后会在镜头与图像传感器之间被多次反射，从而造成鬼像(ghost image)或重影。

发明内容

从现有技术出发，本发明的任务是提供一种用于成像设备的透射体、一种采用该透射体的成像设备以及一种用于制造透射体的方法，通过透射体、该成像设备和/或该方法，可以显著地减小鬼像和重影而不会明显减少入射光强度。

在本发明的第一方面，该任务通过一种用于成像设备的透射体来解决，其中所述透射体被配置为允许光透过所述透射体，其中所述透射体的第一表面为光滑表面，并且所述透射体的背向第一表面的第二表面具有散射结构，其中所述散射结构被配置为对光进行散射。

在此应当指出，在本发明中，术语“成像设备不仅”涵盖了可生成图像的设备或器件、如摄像头或图像传感器等，而且还涵盖了根据光信号仅生成电信号的感光设备或器件、如光学传感器、光电传感器等。

在本发明的一个优选方案中规定，所述散射结构的横截面为三角形。通过该优选方案，可以较好地保证正向入射的光能够较好地透过并将强光分散，同时较好地分散并衰减被传感器反射到散射结构的光，从而减少或甚至避免光再次被反射至传感器，由此更好地减少鬼影和重影。所述散射结构例如可以为角锥形突起、方锥形突起或圆锥形突起。在本发明的教导下，其它形状的散射结构也是可设想的。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述散射结构的材料包括下列各项中的一个或多个：树脂、二氧化硅、玻璃、塑料以及凝胶。在本发明的教导下，也可以设想使用其它透明材料作为散射结构的材料。

在本发明的一个优选方案中规定，所述散射结构的高度为500μm至1000μm，并且其节距为500μm至1500μm。通过该优选方案，可以实现较好的透光和抗反射特性。在此，术语“节距”是指，散射结构的两个相邻子结构(如圆锥、角锥、方锥等)之间的间距。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述散射结构通过下列方式中的一种或多种制成：压铸、注塑、干化学刻蚀以及湿化学刻蚀。通过该扩展方案，可以较好地形成散射结构。在本发明的教导下，也可以设想使用其它工艺来形成散射结构、例如一体化成形。

在本发明的第二方面，前述任务通过一种成像设备来解决，该成像设备包括：

透射体，其中所述透射体被配置为允许光透过所述透射体，其中所述透射体的背向图像传感器的第一表面为平坦表面，并且所述透射体的朝向图像传感器的第二表面具有散射结构，其中所述散射结构被配置为散射入射到第二表面的光；以及

图像传感器，其在成像设备的光路上布置在透射体之后，所述图像传感器被配置为感测被透射体透射的光。

在本发明的一个优选方案中规定，所述散射结构的横截面为三角形。通过该优选方案，可以较好地保证正向入射的光能够较好地透过，同时较好地分散并衰减被传感器反射到散射结构的光，从而减少或甚至避免光再次被反射至传感器，由此更好地减少鬼影和重影。所述散射结构例如可以为角锥形突起、方锥形突起或圆锥形突起。在本发明的教导下，其它形状的散射结构也是可设想的。

在本发明的另一优选方案中规定，所述散射结构的高度为500μm至1000μm，并且其节距为500μm至1500μm。通过该优选方案，可以实现较好的透光和抗反射特性。在此，术语“节距”是指，散射结构的两个相邻子结构(如圆锥、角锥、方锥等)之间的间距。

在本发明的第三方面，前述任务通过一种用于制造透射体的方法来解决，该方法包括下列步骤：

提供透光片材，其中所述透光片材允许光透过所述片材；以及

对透光片材的第一表面进行平坦化；以及

在透光片材的背向第一表面的第二表面上形成散射结构，其中所述散射结构能够散射入射到第二表面的光。

在本发明的一个扩展方案中规定，在透光片材的背向第一表面的第二表面上形成散射结构包括：

通过压铸、注塑、干化学刻蚀或湿化学刻蚀在第二表面上形成散射结构。

本发明至少具有下列有益效果：通过在朝向传感器的一侧布置透明且可散射光的散射结构，一方面可以较好地保证正向入射的光能够较好地透过并将其中的强光分散，另一方面，该散射结构可以较好地分散并衰减被传感器反射到散射结构的光，从而显著减少光在第一表面与第二表面之间以及光在第二表面与传感器之间的多次反射，由此显著地减少鬼影和重影。

附图说明

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的成像设备的示意图；以及

图2示出了根据本发明的透射体的散射结构的示意图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

最后，在本发明中，成像设备不仅涵盖了用于成像的设备、如图像传感器，而且涵盖了其它感光设备或器件、如光学传感器、光电传感器等。而且，尽管此处是以可见光为例说明的，但是本发明也可以适用于其它不可见辐射、如红外线。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的成像设备100的示意图。

如图1所示，成像设备100用于接收光线104，并且通过图像传感器103感测光线104。

成像设备100包括下列部件：

·透射体101，其中所述透射体101被配置为允许光线(或其它辐射)104透过所述透射体101。为此，透射体例如由玻璃、树脂等透明或半透明材料制成。透射体101的背向图像传感器103的第一表面101a为平坦表面，并且所述透射体101的朝向图像传感器103的第二表面101b具有散射结构102，其中所述散射结构102被配置为对光线104进行散射。也就是说，第一表面101具有比第二表面102更低的粗糙度。在此，散射结构102被构造为具有三角形的横截面，散射结构102例如可以为角锥形突起、方锥形突起或圆锥形突起。从图1中可以看出，入射到第一表面101a的强光104在经过第二表面101b处的散射结构102的散射以后，被分散为多个弱光线105。而且，当被图像传感器103反射的弱光线105再次到达散射结构102时，被反射的弱光线105会被散射和衰减，由此较好地减少、甚至避免了鬼像或重影的产生。

·图像传感器103、在此为多个图像传感器103，其在成像设备100的光路上布置在透射体101之后，所述图像传感器103被配置为感测被透射体101透射的光。图像传感器103例如可以是将光信号转换成电信号的各种光学传感器或光电传感器。

图2示出了根据本发明的透射体101的散射结构102的示意图。

如图2所述，散射结构102布置在透射体101的第二表面101b上。所述散射结构具有彼此相继的多个子结构102a。所述子结构102a例如为具有一定几何形状的突起。所述子结构102a的横截面例如为三角形、椭圆形、圆形或者规则或不规则几何形状。子结构102a的高度优选为500μm至1000μm，并且其节距为500μm至1500μm。在此，术语“节距”是指，相邻两个子结构102a的对应点之间的距离。散射结构102可以与透射体101的主体分开制造并接合，也可以与其一体化成形。

例如，可以通过如下方式制造透射体101：

首先，提供透光片材以形成透射体101的主体，其中所述透光片材允许光透过所述片材。例如可以提供透光片材的成品或者通过注塑、压铸、热塑等方式形成。

然后，对透光片材的第一表面101a进行平坦化。例如可以通过机械抛光、化学机械打磨(CMP)等方式降低第一表面101a的粗糙度，使得具有合适入射角度的光线可以基本无障碍地入射到透光片材101a。

其后，在透光片材的背向第一表面101a的第二表面101b上形成散射结构102，其中所述散射结构102能够散射入射到第二表面101b的光。例如，可以通过压铸、注塑、干化学刻蚀或湿化学刻蚀在第二表面101b上形成散射结构。

本发明至少具有下列有益效果：通过在朝向传感器的一侧布置透明且可散射光的散射结构，一方面可以较好地保证正向入射的光能够较好地透过并将其中的强光分散，另一方面，该散射结构可以较好地分散并衰减被传感器反射到散射结构的光，从而显著减少光在第一表面与第二表面之间以及光在第二表面与传感器之间的多次反射，由此显著地减少鬼影和重影。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是本领域技术人员能够理解，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。

Claims (10)

1.一种用于成像设备的透射体，其中所述透射体被配置为允许光透过所述透射体，其中所述透射体的第一表面为光滑表面，并且所述透射体的背向第一表面的第二表面具有散射结构，其中所述散射结构被配置为对光进行散射。

2.根据权利要求1所述的透射体，其中所述散射结构的横截面为三角形。

3.根据权利要求1所述的透射体，其中所述散射结构的材料包括下列各项中的一个或多个：树脂、二氧化硅、玻璃、塑料以及凝胶。

4.根据权利要求1所述的透射体，其中所述散射结构的高度为500μm至1000μm，并且其节距为500μm至1500μm。

5.根据权利要求1所述的透射体，其中所述散射结构通过下列方式中的一种或多种制成：压铸、注塑、干化学刻蚀以及湿化学刻蚀。

6.一种成像设备，包括：

透射体，其中所述透射体被配置为允许光透过所述透射体，其中所述透射体的背向图像传感器的第一表面为平坦表面，并且所述透射体的朝向图像传感器的第二表面具有散射结构，其中所述散射结构被配置为对光进行散射；以及

图像传感器，其在成像设备的光路上布置在透射体之后，所述图像传感器被配置为感测被透射体透射的光。

7.根据权利要求6所述的成像设备，其中所述散射结构的横截面为三角形。

8.根据权利要求6所述的成像设备，其中所述散射结构的高度为500μm至1000μm，并且其节距为500μm至1500μm。

9.一种用于制造透射体的方法，包括下列步骤：

提供透光片材，其中所述透光片材允许光透过所述片材；以及

对透光片材的第一表面进行平坦化；以及

在透光片材的背向第一表面的第二表面上形成散射结构，其中所述散射结构能够散射光。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在透光片材的背向第一表面的第二表面上形成散射结构包括：

通过压铸、注塑、干化学刻蚀或湿化学刻蚀在第二表面上形成散射结构。