CN110620861B - 图像传感器、相机模组和终端 - Google Patents

图像传感器、相机模组和终端 Download PDF

Info

Publication number
CN110620861B
CN110620861B CN201910906739.1A CN201910906739A CN110620861B CN 110620861 B CN110620861 B CN 110620861B CN 201910906739 A CN201910906739 A CN 201910906739A CN 110620861 B CN110620861 B CN 110620861B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pixel
edge
light
area
image sensor
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.)
Active
Application number
CN201910906739.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110620861A (zh
Inventor
张海裕
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.)
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Original Assignee
Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
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 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd filed Critical Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd
Priority to CN201910906739.1A priority Critical patent/CN110620861B/zh
Publication of CN110620861A publication Critical patent/CN110620861A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110620861B publication Critical patent/CN110620861B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/54Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50Constructional details
    • H04N23/55Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70SSIS architectures; Circuits associated therewith

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本申请公开一种图像传感器、相机模组和终端。图像传感器包括像素层,像素层包括多个像素单元,像素层包括位于像素层中心的中心区域和位于中心区域周围的至少一个边缘区域,边缘区域内的像素单元的面积大于中心区域的像素单元的面积。图像传感器、相机模组和终端中,越靠近像素层的中心的像素区域的像素单元越小,使得接收光量较多的中心区域的像素单元较小,可分布较多的像素,以减小中心区域的每个像素单元接收的光量;而接收光量较少的边缘区域的像素较大,可分布较少的像素,以增大边缘区域的每个像素单元接收的光量,从而使得整个像素层的每个像素单元获取的光量基本相同,从而减少渐晕效应,有利于提高成像质量。

Description

图像传感器、相机模组和终端
技术领域
本申请涉及消费性电子技术领域,尤其是涉及一种图像传感器、相机模组和终端。
背景技术
一般的,图像传感器上的像素的大小均相同,并均匀分布在图像传感器的像面上,然后,由于凸透镜的中心区域的聚光能力远大于边缘区域,导致图像传感器的中心区域的光量较多而边缘区域的光量较少,会导致渐晕效应,影响成像质量。
发明内容
本申请的实施方式提供一种图像传感器、相机模组和终端。
本申请实施方式的图像传感器包括像素层,所述像素层包括多个像素单元,所述像素层包括位于所述像素层中心的中心区域和位于所述中心区域周围的至少一个边缘区域,所述边缘区域内的像素单元的面积大于所述中心区域的像素单元的面积。
本申请实施方式的相机模组包括图像传感器和镜头模组。所述图像传感器设置在所述透镜组的像侧。所述图像传感器包括像素层,所述像素层包括多个像素单元,所述像素层包括位于所述像素层中心的中心区域和位于所述中心区域周围的至少一个边缘区域,所述边缘区域内的像素单元的面积大于所述中心区域的像素单元的面积。
本申请的终端包括壳体和相机模组。所述相机模组安装在所述壳体上。所述相机模组包括图像传感器和镜头模组。所述图像传感器设置在所述透镜组的像侧。所述图像传感器包括像素层,所述像素层包括多个像素单元,所述像素层包括位于所述像素层中心的中心区域和位于所述中心区域周围的至少一个边缘区域,所述边缘区域内的像素单元的面积大于所述中心区域的像素单元的面积。
本申请实施方式的图像传感器、相机模组和终端中,越靠近像素层的中心的像素区域的像素单元越小,使得接收光量较多的中心区域的像素单元较小,可分布较多的像素,以减小中心区域的每个像素单元接收的光量;而接收光量较少的边缘区域的像素较大,可分布较少的像素,以增大边缘区域的每个像素单元接收的光量,从而使得整个像素层的每个像素单元获取的光量基本相同,从而减少渐晕效应,有利于提高成像质量。
本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实施方式的实践了解到。
附图说明
本申请的实施方式的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请某些实施方式的终端的平面示意图。
图2是本申请某些实施方式的终端另一视角的平面示意图。
图3是本申请某些实施方式的相机模组的截面示意图。
图4是本申请某些实施方式的像素层的平面示意图。
图5是本申请某些实施方式的图像传感器截面示意图。
图6是本申请某些实施方式的像素层的平面示意图。
图7是本申请某些实施方式的滤光层的平面示意图。
图8是本申请某些实施方式的图像传感器的平面示意图。
图9是本申请某些实施方式的微透镜和像素单元的偏移示意图。
图10是本申请某些实施方式的超透镜的平面示意图。
图11是本申请某些实施方式的图像传感器中微透镜、微结构组和像素组的立体示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的实施方式作进一步说明。附图中相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
另外,下面结合附图描述的本申请的实施方式是示例性的,仅用于解释本申请的实施方式,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1及图2,本申请实施方式的终端1000包括壳体200和相机模组100。相机模组100安装在壳体200上。
请参阅图3,相机模组100包括图像传感器10和镜头模组20。图像传感器10设置在镜头模组20的像侧。
请参阅图4,本申请实施方式的图像传感器10包括像素层11,像素层11包括多个像素单元111,像素层11包括位于像素层11中心的中心区域112和位于中心区域112周围的至少一个边缘区域113,边缘区域113内的像素单元111的面积大于中心区域112的像素单元111的面积。
本申请的图像传感器10中,越靠近像素层11的中心的像素区域的像素单元111越小,使得接收光量较多的中心区域112的像素单元111较小,可分布较多的像素,以减小中心区域112的每个像素单元111接收的光量;而接收光量较少的边缘区域113的像素较大,可分布较少的像素,以增大边缘区域113的每个像素单元111接收的光量,从而使得整个像素层11的每个像素单元111获取的光量基本相同,从而减少渐晕效应,有利于提高成像质量。
请再次参阅图1及图2,更具体地,终端1000可以是手机、平板电脑、显示器、笔记本电脑、柜员机、闸机、智能手表、头显设备、游戏机等。本申请实施方式以终端1000是手机为例进行说明,可以理解,终端1000的具体形式并不限于手机。
壳体200可用于安装相机模组100,或者说,壳体200可作为相机模组100的安装载体。终端1000包括正面901和背面902,相机模组100可设置在正面901作为前置摄像头,相机模组100还可设置在背面902作为后置摄像头,本申请实施方式中,相机模组100设置在背面902作为后置摄像头。壳体200还可用于安装终端1000的相机模组100、供电装置、通信装置等功能模块,以使壳体200为功能模块提供防尘、防摔、防水等保护。
请参阅图5,更具体地,图像传感器10包括像素层11、滤光层12和微透镜层13。滤光层12位于像素层11和微透镜层13之间。
像素层11包括多个像素单元111。每个像素单元111用于接收入射的光线进行光电转换,以将光信号转化为电信号。
像素层11还包括中心区域112和至少一个边缘区域113。中心区域112为位于像素层11中心的区域,边缘区域113为位于中心区域112周围的区域。
请结合图3,中心区域112可以是以像素层11中心为对角线交点的的矩形区域,也可以是以像素层11中心为圆心的圆形区域等,中心区域112的形状可根据镜头模组20的聚光情况设计,可以理解,目前的镜头模组20的透镜组23一般都是会聚光线的,一般的,以透镜组23会聚平行入射透镜组23,且入射光线的强度基本一致的光线为例,透镜组23的会聚的光线的覆盖区域中,中心位置区域会聚的光线最多(即,光量较多),越靠近边缘位置,会聚的光线越少(即,光量较少)。例如,透镜组23会聚的光线覆盖的区域中,光量较多的中心位置区域为圆形,则可将像素层11的中心区域112设计为圆形与透镜组23的中心位置区域对应,或者同样可将像素层11的中心区域112设计成矩形,以方便像素层11内的像素单元111的排布。此时,透镜组23的圆形的中心位置区域可为像素层11的矩形的中心区域112的外接圆;再例如,透镜组23会聚的光线覆盖的区域中,光量较多的中心位置区域为矩形,则可将像素层11的中心区域112设计为矩形与透镜组23的中心位置区域对应等,在此不再一一列举。本申请以透镜组23会聚的光线的覆盖区域中,光量较多的中心位置区域为圆形,像素层11的中心区域112为矩形,且圆形的中心位置区域可为矩形的中心区域112的外接圆为例进行说明。
边缘区域113位于中心区域112的周围,例如,如图4所示,边缘区域113为环形,具体可以呈矩形环形、圆环形等,本申请实施方式中,边缘区域113为矩形环形。边缘区域113刚好与矩形的中心区域112无缝拼接。边缘区域113也可以是矩形,例如,如图6所示,中心区域112为矩形,位于像素层11的中心位置,矩形中心区域112的其中两条边位于像素层11的边缘处,边缘区域113无法形成矩形环形以围绕中心区域112,边缘区域113为多个(如图6中的两个)且均为矩形,分别与中心区域112不在像素层11的边缘处的两边拼接在一起,共同组成完整的像素层11。本申请实施方式中,矩形的中心区域112位于像素层11中心,矩形中心区域112的边缘均不位于像素层11的边缘处。边缘区域113呈矩形环形,刚好与矩形的中心区域112无缝拼接。
边缘区域113至少为一个,即,像素层11至少包括一个中心区域112和一个边缘区域113。边缘区域113可以为多个,例如,边缘区域113可以为两个、三个、四个等,由于透镜组23会聚的光线的覆盖范围中,越靠近边缘的区域的光量越少,则可将多个边缘区域113,以中心区域112为中心,沿着像素层11中心向像素层11边缘的方向,分多层依次分布,中心区域112的像素单元111的面积最小,随着离像素层11中心的距离的增大(此时,单位区域内的光量减少),对应的边缘区域113的像素单元111的面积对应增大,以保证单个像素单元111获取的光量基本一致,即,边缘区域113内的像素单元111的面积和该边缘区域113与像素层11的中心的距离呈正相关,其中,该边缘区域113与像素层11的中心的距离指的是:矩形环形的边缘区域113内,最靠近像素层11中心的像素单元111的中心距离像素层11中心的距离。为了方便像素单元111的排布,每个边缘区域113内的像素单元111的面积相同。当然,每个区域内的像素单元111的面积可设置的不同,例如,每个区域内越靠近像素层11中心的像素单元111的面积越小,从而更为准确的控制进入每个像素单元111的光量。
请参阅图4,本申请实施方式中,边缘区域113为两个,分别为第一边缘区域1131和第二边缘区域1132,第一边缘区域1131环绕中心区域112,第二边缘区域1132环绕第一边缘区域1131,中心区域112、第一边缘区域1131和第二边缘区域1132无缝连接,共同组成整个像素层11。中心区域112内的像素单元111的面积、第一边缘区域1131内的像素单元111的面积、及第二边缘区域1132内的像素单元111的面积依次增大。中心区域112内的像素单元111的面积均相同,第一边缘区域1131内的像素单元111的面积均相同,第二边缘区域1132内的像素单元111的面积均相同,以方便像素单元111的排布。
请参阅图4,第一边缘区域1131内的像素单元111的面积为中心区域112内的像素单元111的面积的M倍,第二边缘区域1132内的像素单元111的面积为中心区域112内的像素单元111的面积的N倍,M大于1且M小于N。即,中心区域112内的像素单元111的面积、第一边缘区域1131内的像素单元111的面积、及第二边缘区域1132内的像素单元111的面积依次增大。在一个例子中,像素单元111为正方形,中心区域112为正方形,第一边缘区域1131和第二边缘区域1132均为正方形环(即,一个正方形外套一个正方形的环形形状),中心区域112内的每个像素单元111的边长均为1,则中心区域112的边长为10,第一边缘区域1131的像素单元111的边长为中心区域112内的每个像素单元111的边长的1.25倍,第二边缘区域1132的像素单元111的边长为中心区域112内的每个像素单元111的边长的1.5倍,即M=1.5625,N=2.25。其中,中心区域112包括第一边,第一边缘区域1131包括第二边,第二边和第一边重合,中心区域112位于第一边的像素单元111的个数为X(本实施方式中X=10),第一边缘区域1131位于第二边的像素单元111的个数为Y(本实施方式中Y=8),则
Figure BDA0002213493980000051
第一边缘区域1131还包括第三边,第二边缘区域1132包括第四边,第三边和第四边重合,第一边缘区域1131位于第三边的像素单元111的个数为Z(本实施方式中Z=12),第二边缘区域1132位于第四边的像素单元111的个数为Q(本实施方式中Q=10),则
Figure BDA0002213493980000052
如此,中心区域112、第一边缘区域1131、及第二边缘区域1132的所有像素单元111可刚好铺满整个像素层11。可以理解,M和N还可以为其他合适的数值,只需保证中心区域112、第一边缘区域1131、及第二边缘区域1132的所有像素单元111可刚好铺满整个像素层11即可。
请参阅图4,像素层11还包括多个像素组114,每个像素组114和图像传感器10的成像图像中的一个像素对应,即,图像传感器10根据每个像素组114内的所有像素单元111的电信号可得到成像图像中的对应的像素的像素值。本申请实施方式中,每个像素组114包括四个像素单元111,四个像素单元111排列成正方形。
请参阅图4和7,滤光层12包括多个滤光片121,滤光片121和像素单元111一一对应。每四个滤光片组122成一个滤光片组122,滤光片组122和像素组114一一对应。像素组114对应的滤光片组122能够过滤入射光线,以使得一种或多种光线穿过滤光片组122,从而射向对应的像素组114。为了减少中心区域112的像素单元111获得的光量,而增大边缘区域113获得的光量,可使得中心区域112内的像素组114接收的一种或多种光线和边缘区域113内的像素组114接收的一种或多种光线中,至少一种光线的波段不同。例如。可将中心区域112的像素组114对应的滤光片组122的排列方式、和边缘区域113的像素组114对应的滤光片组122的排列方式设置为互不相同,例如,中心区域112的像素组114对应的滤光片组122的四个滤光片121分别用于仅使得红光R、第一绿光G1、蓝光B和第二绿光G2穿过(即,排列方式为RG1BG2),其中,第一绿光G1和第二绿光G2的波段可以相同,也可以不同,中心区域112的像素组114的四个像素单元111即可分别接收红光R、第一绿光G1、蓝光B和第二绿光G2。而边缘区域113的像素组114对应的滤光片组122的四个滤光片121分别用于仅使得红光R、绿光G、蓝光B和白光W穿过(即,排列方式为RGBW),边缘区域113的像素组114的四个像素单元111可分别接收红光R、绿光G、蓝光B和白光W。由于白光包含了各种颜色的光线,允许白光穿过的滤光片121基本没有对光线进行过滤。因此,在像素单元111的面积相同的情况下,相较于中心区域112的四个滤光片121的排列方式(即,RG1BG2),每个滤光片121均过滤了部分光线而言,边缘区域113的四个滤光片121的排列方式(即,RGBW)相对可允许更多的光量穿过,从而提高边缘区域113的每个像素单元111获取的光量,进一步保证中心区域112的每个像素单元111获取的光量和边缘区域113的每个像素单元111获取的光量基本一致。
请参阅图4和图8,微透镜层13位于滤光层12与像素层11相背的一侧。微透镜层13包括多个微透镜131。微透镜131可以是凸透镜,用于会聚从镜头模组20射向微透镜131的光线,使得更多光线照射在滤光层12上。微透镜131和滤光片121一一对应,滤光片121与像素单元111一一对应,也即是说,微透镜131、滤光片121和像素单元111三者一一对应。
中心区域112的像素单元111的面积较小,因此,中心区域112的像素单元111对应的微透镜131的大小可设置的较小,边缘区域113的像素单元111的面积较大,因此,边缘区域113的像素单元111对应的微透镜131的大小可设置的较大,即,微透镜131的大小和对应的像素单元111的面积呈正相关。从而保证每个像素单元111对应的微透镜131均有较好的光线会聚效果。
请参阅图4和9,像素层11中心附近的像素单元111(例如,为像素层11中心附近的4个像素单元111)对应的微透镜131和该像素单元111对准,而非像素层11中心附近的像素单元111和对应的微透镜131互相偏移。具体地,以每个像素单元111的边长为1为例,像素层11中心是矩形的像素层11的对角线的交点,以像素层11中心为圆心,以大于
Figure BDA0002213493980000061
(即,像素单元111的对角线长度)且小于像素层11的对角线长度的一半为半径的多个圆均位于非中心位置,同一个圆上分布的像素单元111和对应的微透镜131的偏移量相同,像素单元111和对应的微透镜131的偏移量与半径的大小呈正相关。其中,偏移量指的是微透镜131在像素层11上的正投影的中心和对应的像素单元111的中心的距离。
具体地,微透镜131和对应的像素单元111的偏移量与所处圆的半径的大小呈正相关指的是,随着微透镜131所处圆的半径的逐渐增大,微透镜131和对应的像素单元111的偏移量也逐渐增大。例如,r1、r2和r3三个圆的半径逐渐增大,分布在r1、r2和r3的圆周上的微透镜131和对应的像素单元111偏移量分别为X1、X2和X3,其中,X1<X2<X3。
如此,当微透镜131和像素单元111完全对准而不偏移时,对于像素层11而言,边缘位置的微透镜131会聚的光线中有一部分光线无法被对应像素单元111接收,造成光线的浪费。本申请实施方式的图像传感器10为非中心位置对应的微透镜131和与其对应的像素单元111设置合理的偏移量,可提高微透镜131的会聚效果,使得微透镜131接收的光线被会聚后均可被对应的像素单元111接收。
请参阅图5和图10,在某些实施方式中,滤光层12为超透镜12,超透镜12可将入射的光线分成不同波段的光线射出。超透镜12位于微透镜层13和像素层11之间。超透镜12包括透镜本体123和多个微结构组124。多个微结构组124设置在透镜本体123上。
请参阅图10和图11,透镜本体123包括位于超透镜12的入光侧125的入光面126及位于超透镜12的出光侧127的出光面128。其中,入光侧125为超透镜12的与微透镜层13相对的一侧,出光侧127为超透镜12的与微透镜层13相背的一侧。
透镜本体123可采用透光率较高的材料,例如透镜本体123可采用高透光率(透过率大于90%)的塑料或玻璃等。透镜本体123可以作为微结构组124的载体,且从入光侧125进入的光线经过透镜本体123时基本没有损失,有利于提高光利用率。
请参阅图10和图11,微结构组124设置在入光面126。微结构组124和微透镜131对应。例如,微结构组124和一个微透镜131对应,或者,微结构组124和两个微透镜131对应,或者,微结构组124和三个微透镜131对应,或者,微结构组124和四个微透镜131对应等,微结构组124还可以和更多个(大于4个)微透镜131对应,在此不一一列举。本实施方式中,微结构组124和微透镜131一一对应,微结构组124与像素组114一一对应,所以,像素组114、微结构组124和微透镜131三者一一对应,即,即四个像素单元111对应一个微结构组124和一个微透镜131。
请参阅图10和图11,微结构组124包括多个微结构单元1241。多个微结构单元1241的数量、形状、尺寸、排列和角度根据出射光线L’的波段及出射角度确定。微结构单元1241的形状可以是长方体、正方体、圆柱体、甚至其他不规则形状(如被截取了一部分的长方体)等。本申请实施方式中,微结构单元1241为长方体。微结构单元1241的尺寸可以相同也可以不同,例如,在一个微结构组124中,多个微结构单元1241的尺寸均相同,或者,多个微结构单元1241分成多个部分(例如两部分、三部分等),每部分内的微结构单元1241的尺寸均相同,而不同部分的微结构单元1241的尺寸均不相同。本申请实施方式中,中心区域112的像素组114对应的微结构组124内的微结构单元的尺寸均相同,边缘区域113的像素组114对应的微结构组124内的微结构单元的尺寸均相同,由于中心区域112的像素组114的面积小于边缘区域113的像素组114的面积,中心区域112的像素组114对应的微结构组124内的微结构单元的尺寸可设置小于边缘区域113的像素组114对应的微结构组124内的微结构单元的尺寸,从而保证微结构组124分光的准确性。
微结构组124内的微结构单元1241的排列可以呈规则的图形(例如矩形、圆形、“L”型、“T型”等)排列,也可以呈不规则的图形(如被截取了一部分的矩形、圆形等)。多个微结构单元1241的角度指的是,微结构单元1241和入光面126之间的夹角,该夹角可以是区间[0度,90度]中任一角度。本申请实施方式中,每个微结构组124内的微结构单元1241的和入光面126之间的夹角为90度,也即是说,长方体形状的微结构单元1241的长边和入光面126之间的夹角为90度。
微结构单元1241由纳米级的二氧化钛形成,使得微结构单元1241可实现高平滑度和精确的长宽高比例,有利于微结构组124准确地将入射光线L分成多束不同波段的出射光线L’。
微结构组124用于对从入光侧125射入的入射光线L进行分光以形成多种波段不同的出射光线L’,不同波段的出射光线L’以不同的出射角度从出光侧127射向对应的像素单元111。
在一个例子中,入射光线L经过中心区域112对应的微结构组124后被分为多束不同波段的出射光线L’,分别为红光R、第一绿光G1、蓝光B和第二绿光G2,其中,第一绿光G1和第二绿光G2的波段可以相同也可以不同。
红光R、第一绿光G1、蓝光B和第二绿光G2分别进入到中心区域112内对应的像素组114内的第一像素单元1111、第二像素单元1112、第三像素单元1113和第四像素单元1114以进行光电转换。其中,红光R可包括波段处于区间[622纳米(nm),770nm]内的部分或所有光线,第一绿光R1可包括波段处于区间[492nm,500nm]内的部分或所有光线,第二绿光R2可包括波段处于区间(500nm,577nm]内的部分或所有光线,蓝光B可包括波段处于区间[455nm,492nm)内的部分或所有光线。
在其他实施方式中,入射光线L经过中心区域112对应的微结构组124后被分为多束不同波段的出射光线L’,分别为红光R、第一黄光Y1、蓝光B和第二黄光Y2,红光R、第一黄光Y1、蓝光B和第二黄光Y2分别进入到中心区域112内对应的像素组114内的第一像素单元1111、第二像素单元1112、第三像素单元1113和第四像素单元1114以进行光电转换。其中,红光R可包括波段处于区间[622nm,770nm]内的部分或所有光线,第一黄光Y1可包括波段处于区间[577nm,580nm]内的部分或所有光线,第二黄光Y2可包括波段处于区间(580nm,597nm]内的部分或所有光线,蓝光B可包括波段处于区间[455nm,492nm]内的部分或所有光线。
入射光线L经过边缘区域113对应的微结构组124后被分为多束不同波段的出射光线L’,分别为红光R、绿光G、蓝光B和白光W。红光R、绿光G、蓝光B和白光W分别进入到边缘区域113内对应的像素组114内的第五像素单元1115、第六像素单元1116、第七像素单元1117和第八像素单元1118以进行光电转换。其中,红光R可包括波段处于区间[622纳米(nm),770nm]内的部分或所有光线,绿光G可包括波段处于区间[492nm,577nm]内的部分或所有光线,蓝光B可包括波段处于区间[455nm,492nm)内的部分或所有光线,白光W可包括波段处于区间[390nm,780nm]内的部分或所有光线。如此,边缘区域113内的像素组114的第六像素单元1116和第八像素像素单元1118可获取的更大的波段内的光线,边缘区域113内的像素组114可获取更多的光量。
此时,在微透镜层13与像素层11之间可以不需要再设置滤光片121,相较于滤光片121过滤和吸收光线,以使得对应波段的光线分别进入对应的像素单元111内而言,使用超透镜12替代滤光片121的作用,光线没有被过滤吸收而是被微结构组124直接分成不同波段的多束出射光射L’射向对应的像素单元111,光线几乎没有损失,光利用率较高。且微透镜131也无需像传统的图像传感器中一样,先设置微透镜和像素一一对应,再利用微透镜将光线会聚后射向对应的像素内,而是只需要微透镜131将光会聚后射向对应的微结构组124,然后由对应的微结构组124将光线分为不同波段、且出射角度不同的光线后分别射向对应的像素单元111即可,由于光线没有被过滤损耗,使用更少的微透镜131也可使得像素层11接收的光量满足拍摄要求,降低了微透镜层131的制作要求及成本。
请参阅图3,镜头模组20包括基板21、镜筒22和透镜组23。镜筒22设置在基板21上。
基板21可以是柔性电路板、硬质电路板或软硬结合电路板。本申请实施方式中,基板21为柔性电路板,方便安装。基板21包括承载面211。
镜筒22可通过螺合、卡合、胶合等方式安装在承载面211上。图像传感器10设置在承载面211上并位于镜筒22内,以与透镜组23对应。
透镜组23可通过卡合、胶合等方式设置在镜筒22内。透镜组23可包括一枚或多枚透镜231。例如,透镜组23可包括一枚透镜231,该透镜231可以是凸透镜或凹透镜;再例如,透镜组23包括多枚透镜231(大于和等于两枚),多枚透镜231可均为凸透镜或凹透镜,或部分为凸透镜,部分为凹透镜。
在其他实施方式中,透镜组23中的至少一个透镜231的至少一个表面为自由曲面。可以理解,非球面透镜由于是旋转对称设计,仅有一个对称轴,所以其对应的成像区域一般为圆形。而包括自由曲面的透镜组23为非旋转对称设计,包括多个对称轴,在成像区域的设计上不受圆形的限制,可设计成矩形、菱形、甚至不规则形状(如“D”字形)等。本实施方式中,透镜组23对应的成像区域可呈矩形,成像区域可刚好覆盖整个像素层11。
在本说明书的描述中,参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个,除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种图像传感器,其特征在于,所述图像传感器包括像素层,所述像素层包括多个像素单元,所述像素层包括位于所述像素层中心的中心区域和位于所述中心区域周围的至少一个边缘区域,所述边缘区域内的像素单元的面积大于所述中心区域的像素单元的面积;
所述图像传感器还包括超透镜,所述超透镜为滤光层,所述超透镜包括:
透镜本体,所述透镜本体位于所述超透镜的入光侧的入光面及所述超透镜的出光侧的出光面;
多个微结构组,多个所述微结构组位于所述入光面,所述微结构组与多个所述像素单元对应,所述微结构组包括多个微结构单元,所述边缘区域内的像素单元对应的所述微结构单元的面积大于所述中心区域内的像素单元对应的所述微结构组内的微结构单元的面积,所述微结构组用于对从入光侧射入的光线进行分光以形成多种波段不同的出射光线,多种波段不同的所述出射光线分别射向对应的所述像素单元。
2.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述边缘区域包括第一边缘区域和第二边缘区域,所述第一边缘区域内的像素单元的面积为所述中心区域内的像素单元的面积M倍,所述第二边缘区域内的像素单元的面积为所述中心区域内的像素单元的面积的N倍,其中,M大于1且M小于N。
3.根据权利要求2所述的图像传感器,其特征在于,所述第一边缘区域和所述第二边缘区域均为环形。
4.根据权利要求3所述的图像传感器,其特征在于,所述中心区域为正方形,所述第一边缘区域和所述第二边缘区域均为矩形环形,所述中心区域包括第一边,所述第一边上分布有X个所述像素单元,所述第一边缘区域包括与所述第一边相接的第二边,所述第二边上分布有Y个所述像素单元,
Figure FDA0003170651630000011
所述第一边缘区域还包括第三边,所述第二边缘区域包括与所述第三边相接的第四边,所述第三边分布有Z个所述像素单元,所述第四边分布有Q个所述像素单元,
Figure FDA0003170651630000012
5.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述像素层包括多个像素组,所述中心区域内的所述像素组接收的一种或多种光线和所述边缘区域内的所述像素组接收的一种或多种光线中,至少一种光线的波段不同。
6.根据权利要求5所述的图像传感器,其特征在于,每个所述像素组包括四个所述像素单元,四个所述像素单元排列成正方形,所述中心区域内的所述像素组的四个所述像素单元分别用于接收红光、第一绿光、第二绿光和蓝光,所述边缘区域内的所述像素组的四个所述像素单元分别用于接收红光、绿光、蓝光和白光。
7.根据权利要求1所述的图像传感器,其特征在于,所述图像传感器还包括微透镜层,所述微透镜层包括多个微透镜,所述微透镜和所述像素单元一一对应,所述微透镜用于将射向所述微透镜的光线会聚。
8.根据权利要求7所述的图像传感器,其特征在于,所述微透镜的大小和对应的所述像素单元的面积呈正相关。
9.一种相机模组,其特征在于,包括:
权利要求1至8任一项所述的图像传感器;和
镜头模组,所述图像传感器设置在所述镜头模组的像侧。
10.一种终端,其特征在于,包括:
权利要求9所述的相机模组;和
壳体,所述相机模组安装在所述壳体上。
CN201910906739.1A 2019-09-24 2019-09-24 图像传感器、相机模组和终端 Active CN110620861B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910906739.1A CN110620861B (zh) 2019-09-24 2019-09-24 图像传感器、相机模组和终端

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910906739.1A CN110620861B (zh) 2019-09-24 2019-09-24 图像传感器、相机模组和终端

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110620861A CN110620861A (zh) 2019-12-27
CN110620861B true CN110620861B (zh) 2021-10-15

Family

ID=68924196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910906739.1A Active CN110620861B (zh) 2019-09-24 2019-09-24 图像传感器、相机模组和终端

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110620861B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113132614B (zh) * 2019-12-31 2023-09-01 中兴通讯股份有限公司 一种摄像头光学变焦电子装置、方法、单元及存储器
CN114287127B (zh) * 2020-07-27 2023-10-31 华为技术有限公司 一种滤光阵列、移动终端以及设备
CN112788320B (zh) * 2020-12-25 2022-12-02 Oppo广东移动通信有限公司 图像传感器、图像采集装置、电子设备及其控制方法
CN113271403A (zh) * 2021-05-24 2021-08-17 维沃移动通信(杭州)有限公司 感光芯片、摄像头模组及电子设备

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8502898B2 (en) * 2007-04-23 2013-08-06 Micron Technology, Inc. Method, apparatus, and system providing a rectilinear pixel grid with radially scaled pixels
CN101482630B (zh) * 2008-01-07 2011-01-26 财团法人工业技术研究院 极化色彩分光装置
TWI381218B (zh) * 2008-08-08 2013-01-01 Ind Tech Res Inst 光學色彩分光系統以及所應用的顯示裝置
CN101799589B (zh) * 2009-02-09 2013-05-08 财团法人工业技术研究院 色彩分离光学元件以及影像面板装置
JP2010251489A (ja) * 2009-04-15 2010-11-04 Sony Corp 固体撮像装置および電子機器
CN101692456B (zh) * 2009-10-16 2012-11-14 中国科学院上海技术物理研究所 一种集成滤光微结构的InGaAs线列或面阵探测器
TWI427322B (zh) * 2009-12-10 2014-02-21 Ind Tech Res Inst 色彩分光系統
CN102109681B (zh) * 2009-12-25 2013-10-16 财团法人工业技术研究院 色彩分光系统
JP2011138950A (ja) * 2009-12-28 2011-07-14 Sony Corp 半導体装置及び電子機器
CN102478680A (zh) * 2010-11-24 2012-05-30 奇菱科技股份有限公司 无彩色滤光片的显示装置及其准直装置
TW201235700A (en) * 2011-02-25 2012-09-01 Ind Tech Res Inst Composite color separation system
CN102710904B (zh) * 2011-03-28 2014-08-20 原相科技股份有限公司 可产生均匀分辨率的感测影像的感测像素结构及光传感器
KR102088401B1 (ko) * 2013-05-31 2020-03-12 삼성전자 주식회사 이미지 센서 및 이를 포함하는 촬상 장치
CN105791714A (zh) * 2014-12-26 2016-07-20 格科微电子(上海)有限公司 图像传感器及提高图像传感器性能的方法
CN104536069B (zh) * 2015-01-06 2018-01-12 京东方科技集团股份有限公司 分光膜、背光模组及显示装置
CN104810379B (zh) * 2015-05-05 2019-01-08 苏州晶方半导体科技股份有限公司 影像传感器
CN204651322U (zh) * 2015-05-05 2015-09-16 苏州晶方半导体科技股份有限公司 影像传感器
JP6785429B2 (ja) * 2015-12-03 2020-11-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 撮像装置
CN106959518B (zh) * 2016-01-08 2020-02-18 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板和显示装置
US10510797B2 (en) * 2017-10-31 2019-12-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor image sensor
CN108391069A (zh) * 2018-04-28 2018-08-10 德淮半导体有限公司 图像传感器及成像设备
CN108712622A (zh) * 2018-07-27 2018-10-26 江苏集萃智能传感技术研究所有限公司 一种增强型窄带滤波器及其制造方法
CN109842766B (zh) * 2018-12-28 2021-05-18 上海集成电路研发中心有限公司 一种极坐标图像传感器及其进行图像处理的方法
CN113192993B (zh) * 2019-03-26 2023-04-11 福州鑫图光电有限公司 一种图像传感器的成像方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110620861A (zh) 2019-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110620861B (zh) 图像传感器、相机模组和终端
US20240251179A1 (en) Backside illumination image sensor and image-capturing device
US11978752B2 (en) Aperture-metasurface and hybrid refractive-metasurface imaging systems
US10331932B2 (en) Optical sensor device and a fingerprint sensor apparatus
US7916204B2 (en) Multiple microlens system for image sensors or display
US7157690B2 (en) Imaging device with triangular photodetector array for use in imaging
CN102401978B (zh) 摄像装置和移动信息终端
CN110493504B (zh) 图像传感器、成像系统和终端
US20160252734A1 (en) Lens array modules and wafer-level techniques for fabricating the same
CN110418044B (zh) 光学系统和电子设备
JP2016526294A (ja) フォトセンサ基板上のプレノプティックレンズのモノリシック集積化
US7375312B2 (en) Planar fly's eye detector
CN110677575B (zh) 图像传感器、相机模组和终端
JP2004070268A (ja) 正立等倍レンズアレイ
CN111598068B (zh) 指纹识别装置和电子设备
CN103913822B (zh) 光学成像镜头及应用此镜头之电子装置
CN211480030U (zh) 薄型化光学指纹识别装置
CN114785917A (zh) 摄像模组和电子设备
CN221149014U (zh) 一种阵列式镜头
CN116699748B (zh) 超表面分光模组、图像传感器、镜头模组及电子设备
CN113934039A (zh) 显示装置
CN117476714A (zh) 图像传感器和包括该图像传感器的电子装置
CN115249718A (zh) 包括分色透镜阵列的图像传感器和包括该图像传感器的电子装置
JP2005318542A (ja) 撮像装置及び撮像用光検出装置
KR20160061811A (ko) 어안 렌즈계

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant