CN113055575A - 图像传感器、摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种图像传感器、摄像头模组及电子设备。图像传感器包括多个感光单元及多个偏振单元，感光单元包括同层排列的第一感光部和第二感光部。偏振单元包括同层排列的第一偏振部和第二偏振部，第一偏振部与第一感光部相对设置，第二偏振部与第二感光部相对设置，第一偏振部与第二偏振部皆用于透过外部场景中的线偏振光，第一偏振部的透射轴的角度与第二偏振部的透射轴的角度不同，第一偏振部在第一感光部上的正投影的面积大于第二偏振部在第二感光部上的正投影的面积。摄像头模组包括光学镜头及图像传感器。电子设备包括显示屏及摄像头模组。本申请提供的图像传感器、摄像头模组及电子设备可提高感光效率以及成像质量。

Description

图像传感器、摄像头模组及电子设备

技术领域

本申请涉及成像技术领域，具体涉及一种图像传感器、摄像头模组及电子设备。

背景技术

偏振是光的基本特性之一，通过检测光波的偏振态可以对目标物进行区别和特性表征，实现对目标物的探测和识别。为实现光波的偏振态检测需要在图像传感器内设置偏振片。然而，偏振片对光线的作用会导致图像传感器的感光面上的进光量减少，降低感光效率。

发明内容

本申请提供了一种可提高感光效率的图像传感器、摄像头模组及电子设备。

一方面，本申请提供了一种图像传感器，包括：

多个感光单元，所述感光单元包括同层排列的第一感光部和第二感光部，所述第一感光部和所述第二感光部皆用于将接收到的光信号转换为电信号；及

多个偏振单元，所述偏振单元包括同层排列的第一偏振部和第二偏振部，所述第一偏振部与所述第一感光部相对设置，所述第二偏振部与所述第二感光部相对设置，所述第一偏振部与所述第二偏振部皆用于透过外部场景中的线偏振光，所述第一偏振部的透射轴的角度与所述第二偏振部的透射轴的角度不同，所述第一偏振部在所述第一感光部上的正投影的面积大于所述第二偏振部在所述第二感光部上的正投影的面积。

另一方面，本申请还提供了一种摄像头模组，包括光学镜头及所述的图像传感器，所述光学镜头装设于所述镜座上，所述图像传感器设于所述镜座内，并与所述光学镜头相对设置，所述光学镜头用于将光线透射至所述图像传感器上。

再一方面，本申请还提供了一种电子设备，包括显示屏及所述的摄像头模组，所述显示屏与所述摄像头模组电连接，所述显示屏用于显示所述摄像头模组所拍摄的图像。

本申请提供的图像传感器设置多个偏振单元，由于偏振单元的第一偏振部和第二偏振部皆用于透过线偏振光且两者的透射轴的角度不同，从而可获取第一偏振部和第二偏振部透过的线偏振光信息，实现入射光线的偏振检测。同时，由于第一偏振部在第一感光部上的正投影的面积大于第二偏振部在第二感光部上的正投影的面积，故经第一偏振部射于第一感光部的光量较多，经第二偏振部射于第二感光部的光量较少，在外部光线的主偏振角度与第一偏振部的透射轴的角度相同的应用场景中，相较于一个偏振单元具有两个投影面积相同的偏振部，经第一偏振部与经第二偏振部射于感光单元的总光量增加，从而，可提高感光单元的感光效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图2是图1所示电子设备设有主板的结构示意图；

图3是图1所示电子设备中摄像头模组的平面示意图；

图4是图3所示摄像头模组中图像传感器包括多个感光单元和多个偏振单元的结构示意图；

图5是图4所示感光单元包括第一感光部和第二感光部的平面示意图；

图6是图4所示一个感光单元与一个偏振单元的侧面示意图；

图7是图4所示偏振单元包括第一偏振部和第二偏振部的平面示意图；

图8是图5所示第一感光部与第二感光部呈对角设置的平面示意图；

图9是图7所示第一偏振部与第二偏振部呈对角设置的平面示意图；

图10是图9所示第一偏振部与第二偏振部呈方形的平面示意图；

图11是图8所示第一感光部与第二感光部呈方形的平面示意图；

图12是图11所示第一感光部的尺寸等于第二感光部的尺寸的平面示意图；

图13是图11所示感光单元还包括至少一个第三感光部的平面示意图；

图14是图10所示偏振单元还包括至少一个第三偏振部的平面示意图；

图15是图13所示感光单元包括两个第三感光部的平面示意图；

图16是图14所示偏振单元包括两个第三偏振部的平面示意图；

图17是图14所示第三偏振部的第一侧面朝向第一偏振部，第二侧面朝向第二偏振部的平面示意图；

图18是图16所示第一子偏振部与第一偏振部、第二偏振部相对，第二子偏振部与第一偏振部、第二偏振部相对的平面示意图；

图19是图16所示两个第三偏振部被替换为透光部的平面示意图；

图20是图16所示一个第三偏振部被替换为透光部，另一个第三偏振部被替换为遮光部的平面示意图；

图21是图4所示图像传感器还包括多个滤光单元的结构示意图；

图22是图21所示多个滤光单元包括第一滤光单元、第二滤光单元、第三滤光单元及第四滤光单元的结构示意图；

图23是图6所示图像传感器还包括多个透镜组件及多个引线线路的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请所列举的实施例之间可以适当的相互结合。

如图1所示，图1为本申请实施例提供的一种电子设备100的外部结构示意图。电子设备100可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、计算机、车辆、无人机、手表、电视机、数码相机、便携式摄像机等能够进行偏振成像的设备。本申请实施例以手机为例。电子设备100包括摄像头模组1和显示屏2。

具体的，如图2所示，电子设备100还包括外壳3和主板4。外壳3包括中框30和背板31。中框30与背板31可以一体成型也可以连接为一体。显示屏2连接于中框30背离背板31的一侧。显示屏2、中框30及背板31之间形成收容空间32。摄像头模组1至少部分收容于收容空间32内。可选的，摄像头模组1为前置摄像头模组或后置摄像头模组。当摄像头模组1为前置摄像头时，摄像头模组1可以设于显示屏2内，或者设于显示屏2朝向背板31的一侧。当摄像头模组1为后置摄像头时，摄像头模组1可以设于背板31朝向显示屏2的一侧，或者，摄像头模组1还可以部分伸出于背板31外。一实施例中，主板4设于显示屏2与背板31之间，并与背板31相对设置。摄像头模组1设于主板4上，并朝向背板31。摄像头模组1通过背板31上的透光区域获取光线，以进行摄像。

其中，显示屏2与摄像头模组1电连接。显示屏2用于显示摄像头模组1所拍摄的图像。一实施例中，显示屏2与摄像头模组1皆电连接于主板4上，主板4用于将摄像头模组1所拍摄的图像显示于显示屏2上。

请参照图2和图3，摄像头模组1包括图像传感器10、光学镜头11和镜座12。其中，光学镜头11可以是P型、E型、L型或自动变焦等任意一种镜头。光学镜头11装设于镜座12上。可选的，光学镜头11与镜座12固定连接。例如：光学镜头11与镜座12之间的连接方式可以为粘接、螺纹连接、卡扣连接等。光学镜头11用于采集光线，并将采集到的光线透射至图像传感器10上。图像传感器10设于镜座12内，并与光学镜头11相对设置。可以理解的，图像传感器10与光学镜头11沿光线的传播方向相对设置。其中，光线的传播方向请参照图3中Z轴方向。一实施例中，图像传感器10用于接收光学镜头11透射的光线，并将接收到的光线转换为电信号，并通过主板4以图像的形式显示于显示屏2上；或者，存储于主板4上的存储器内。

如图4所示，图4为本申请实施例提供的一种图像传感器10的结构示意图。图像传感器10包括多个感光单元101和多个偏振单元102。

其中，请参照图5和图6，感光单元101可以是电荷耦合(Charge-coupled Device，CCD)元件、互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)。多个感光单元101呈阵列形式排布，或者，多个感光单元101呈蜂窝状形式排列。感光单元101的形状可以是正方形、长方形，也可以是八边形等。本申请实施例中，多个感光单元101呈阵列形式排布。每个感光单元101呈方形。每个感光单元101包括同层排列的第一感光部110和第二感光部112。第一感光部110和第二感光部112可选为大小相同或不同的光敏电阻、光电二极管或光电三极管等。第一感光部110和第二感光部112同层排列可以理解为第一感光部110与第二感光部112在沿图像传感器10的厚度方向上齐平。图像传感器10的厚度方向请参照图6中Z轴方向。可以理解的，图像传感器10的厚度方向即光线的传播方向。可选的，第一感光部110与第二感光部112相间隔，以避免第一感光部110与第二感光部112之间发生干涉。第一感光部110和第二感光部112分别用于将接收到的光线转换为电信号。可以理解的，第一感光部110将其接收到的光线转换为电信号。第二感光部112将其接收到的光线转换为电信号。

请参照图5和图7，本申请实施例中，偏振单元102的数量与感光单元101的数量相同，且一个偏振单元102对应一个感光单元101。当然，在其他实施例中，偏振单元102与感光单元101的数量可以不同。其中，多个偏振单元102设于多个感光单元101的感光侧。换言之，外部光线经多个偏振单元102后入射于相应的感光单元101上。多个偏振单元102的排列方式与多个感光单元101的排列方式相同。偏振单元102的形状可以为圆形、正方形、长方形、其他多边形等。本申请实施例中，偏振单元102呈方形。

请参照图6和图7，每个偏振单元102包括同层排列的第一偏振部120和第二偏振部121。第一偏振部120和第二偏振部121可以是偏振晶体、偏振薄膜、线栅等。本申请实施例中，第一偏振部120和第二偏振部121为不同排列方向的金属线栅。第一偏振部120和第二偏振部121同层排列可以理解为第一偏振部120与第二偏振部121在沿图像传感器10的厚度方向上齐平。可选的，第一偏振部120与第二偏振部121相间隔，以避免第一偏振部120与第二偏振部121之间发生干涉。当然，在其他实施例中，第一偏振部120与第二偏振部121可以相接触。第一偏振部120与第一感光部110相对设置。第二偏振部121与第二感光部112相对设置。具体的，第一偏振部120与第一感光部110沿图像传感器10的厚度方向相对设置。第二偏振部121与第二感光部112沿图像传感器10的厚度方向相对设置。经第一偏振部120偏振后的光线入射于第一感光部110上。经第二偏振部121偏振后的光线入射于第二感光部112上。其中，第一偏振部120与第二偏振部121皆用于透过外部场景中的线偏振光。可以理解的，第一偏振部120用于透过沿一个方向固定振动的光线。第二偏振部121用于透过沿另一个方向固定振动的光线。第一偏振部120的透射轴的角度与第二偏振部121的透射轴的角度不同。换言之，第一偏振部120用于透过的光线的偏振化方向与第二偏振部121用于透过的光线的偏振化方向不同。可以理解的，当外部场景中的光线射于偏振单元102时，第一偏振部120透过与其透射轴的角度相同的部分光线。第二偏振部121透过与其透射轴的角度相同的另一部分光线。

第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积大于第二偏振部121在第二感光部112上的正投影的面积。换言之，第一偏振部120的有效偏振区域的面积大于第二偏振部121的有效偏振区域的面积。其中，第一偏振部120的有效偏振区域是指第一偏振部120上与第一感光部110正对的区域。可以理解的，经第一偏振部120的有效偏振区域射出的光线能够射于第一感光部110，从而，使得第一感光部110能够接收到相应的线偏振光。经第二偏振部121的有效偏振区域射出的光线能够射于第二感光部112，从而，使得第二感光部112能够接收到相应的线偏振光。

可以理解的，由于第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积大于第二偏振部121在第二感光部112上的正投影的面积，因此，经第一偏振部120射于第一感光部110的线偏振光的光量较多，经第二偏振部121设于第二感光部112的线偏振光的光量较少。相较于一个偏振单元具有两个投影面积相同的偏振部而言，相当于将部分第二偏振部121的有效偏振区域替换为第一偏振部120的有效偏振区域。在外部光线的主偏振角度与第一偏振部120的透射轴的角度相同的应用场景中，能够增加射于感光单元101的总光量。

本申请提供的图像传感器10设置多个偏振单元102，由于偏振单元102的第一偏振部120和第二偏振部121的透射轴的角度不同，因此第一偏振部120射出的线偏振光和第二偏振部121射出的线偏振光的偏振角度不同，通过获取第一偏振部120射出的线偏振光分量和第二偏振部121射出的线偏振光分量，可实现入射光线的偏振检测。同时，由于第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积大于第二偏振部121在第二感光部112上的正投影的面积，故经第一偏振部120射于第一感光部110的光量较多，经第二偏振部121射于第二感光部112的光量较少，在外部光线的主偏振角度与第一偏振部120的透射轴的角度相同的应用场景中，相较于两个投影面积相同的偏振部，经第一偏振部120与经第二偏振部121射于感光单元101的总光量增加，从而，可提高感光单元101的感光效率。

可选的，如图7所示，第一偏振部120的透射轴与第二偏振部121的透射轴正交。换言之，经第一偏振部120射出的线偏振光的偏振化方向与经第二偏振部121射出的线偏振光的偏振化方向正交。

通过将第一偏振部120的透射轴与第二偏振部121的透射轴正交设置，可以使得第一感光部110与第二感光部112上感应得到两个偏振化方向正交的线偏振光分量。由于各种偏振态的光线皆能够通过两个偏振化方向正交的线偏振光分量表示。因此，根据第一感光部110与第二感光部112上感应得到的线偏振光分量可以解析出各种入射光线(例如：自然光、反射光、折射光等)的偏振态，实现各种入射光线的偏振检测。此外，第一偏振部120的透射轴与第二偏振部121的透射轴正交设置，经第一偏振部120射出的线偏振光与经第二偏振部121射出的线偏振光的振动方向正交，即使两束线偏振光相交也不易干涉或干涉量较小，从而能够提高入射光线偏振检测的精度。

可选的，第一偏振部120的透射轴的角度取值范围为0°～20°，第二偏振部121的透射轴的角度取值范围为80°～100°；或者，第一偏振部120的透射轴的角度取值范围为80°～100°，第二偏振部121的透射轴的角度取值范围为0°～20°。本申请实施例中，以第一偏振部120的透射轴的角度取值范围为0°～20°，第二偏振部121的透射轴的角度取值范围为80°～100°为例。当然，在其他实施例中，第一偏振部120还可以包括其他角度的透射轴，第二偏振部121还可以包括其他角度的透射轴。

一实施例中，第一偏振部120的透射轴的角度为0°，第二偏振部121的透射轴的角度为90°。可以理解的，经第一偏振部120射出的线偏振光的偏振化方向为0°，经第二偏振部121射出的线偏振光的偏振化方向为90°。

通过使第一偏振部120的透射轴的角度取值范围靠近0°，使第二偏振部121的透射轴的角度取值范围靠近90°，可在水平拍摄(入射光线的主偏振角度为0°)时，增加射于感光单元101的总光量，提高感光单元101的感光效率。通过使第一偏振部120的透射轴的角度取值范围靠近90°，使第二偏振部121的透射轴的角度取值范围靠近0°，可在垂直拍摄(入射光线的主偏振角度为90°)时，增加射于感光单元101的总光量，提高感光单元101的感光效率。此外，在多数应用场景中用户通过水平或垂直的方式拍摄，因此通过使第一偏振部120的透射轴的角度取值范围为0°～20°，第二偏振部121的透射轴的角度取值范围为80°～100°；或者，第一偏振部120的透射轴的角度取值范围为80°～100°，第二偏振部121的透射轴的角度取值范围为0°～20°能够扩大图像传感器10的应用，提高图像传感器10的适应性。

可选的，请参照图8和图9，感光单元101呈长方形或正方形。本申请实施例以感光单元101呈正方形为例。第一感光部110与第二感光部112呈对角设置。偏振单元102呈长方形或正方形。本申请实施例以偏振单元102呈正方形为例。第一偏振部120与第二偏振部121呈对角设置。其中，第一感光部110与第二感光部112呈对角设置可以理解为第一感光部110与第二感光部112沿正方形的对角线设置。第一偏振部120与第二偏振部121呈对角设置可以理解为第一偏振部120与第二偏振部121沿正方形的对角线设置。

通过使第一感光部110与第二感光部112呈对角设置，可减少第一感光部110与第二感光部112同层排列时两者并列的区域，增加第一感光部110与第二感光部112之间的错位，从而，在第一感光部110与第二感光部112之间的间隔距离较小时，减少第一感光部110与第二感光部112之间发生的光线信号的干涉或电信号的干扰。第一偏振部120与第二偏振部121呈对角设置，可减少第一偏振部120与第二偏振部121同层排列时两者并列的区域，增加第一感光部110与第二感光部112之间的错位，从而减少第一偏振部120与第二偏振部121之间两个线偏振光干涉。其中，感光单元101、偏振单元102皆呈方形有利于多个感光单元101呈阵列形式排布，及多个偏振单元102呈阵列形式排布。

可选的，如图10所示，第一偏振部120呈长方形或正方形。第二偏振部121呈长方形或正方形。一实施例中，第一偏振部120呈正方形。第二偏振部121呈正方形。当然，在其他实施例中，第一偏振部120可呈长方形，第二偏振部121呈正方形；或者，第一偏振部120可呈正方形，第二偏振部121呈长方形；再或者，第一偏振部120与第二偏振部121皆呈长方形。

本实施例中，通过使第一偏振部120呈长方形或正方形，第二偏振部121呈长方形或正方形，有利于实现多个偏振单元102呈阵列形式排布，以及偏振单元102与感光单元101的对应。此外，当第一偏振部120呈长方形或正方形，第二偏振部121呈长方形或正方形，且第一偏振部120与第二偏振部121呈对角设置时，第一偏振部120与第二偏振部121之间并列的区域可进一步减少，可以避免第一偏振部120射出的线偏振光与第二偏振部121射出的线偏振光干涉。

可选的，请参照图10和图11，第一偏振部120在感光单元101上的正投影皆位于第一感光部110内。第二偏振部121在感光单元101上的正投影皆位于第二感光部112内。换言之，第一偏振部120与第一感光部110沿图像传感器10的厚度方向正对设置。第二偏振部121与第二感光部112沿图像传感器10的厚度方向正对设置。

本实施例中，通过使第一偏振部120在感光单元101上的正投影皆位于第一感光部110内，第二偏振部121在感光单元101上的正投影皆位于第二感光部112内，从而可提高第一偏振部120的有效偏振区域的面积，提高第二偏振部121的有效偏振区域的面积。换言之，使第一偏振部120在感光单元101上的正投影皆位于第一感光部110内，可提高第一偏振部120的偏振效率，减少与第一偏振部120的透射轴的角度相同的线偏振光的损耗；使第二偏振部121在感光单元101上的正投影皆位于第二感光部112内，可提高第二偏振部121的偏振效率，减少与第二偏振部121的透射轴的角度相同的线偏振光的损耗。

可选的，如图11所示，第二感光部112的尺寸小于或者等于第一感光部110的尺寸。一实施例中，第二感光部112的尺寸小于第一感光部110的尺寸。本申请实施例中，由于第二感光部112用于接收非主偏振方向的线偏振光，因此，通过使第二感光部112的尺寸小于或等于第一感光部110的尺寸，可减小感光单元101的尺寸，提高第二感光部112的利用率，以及实现图像传感器10的小型化。另一实施例中，如图12所示，第二感光部112的尺寸等于第一感光部110的尺寸，以有利于一次成型第一感光部110和第二感光部112。

进一步的，请参照图13和图14，感光单元101还包括至少一个第三感光部113。第三感光部113与第一感光部110同层排列。可以理解的，第三感光部113、第一感光部110及第二感光部112在沿图像传感器10的厚度方向上齐平。第三感光部113可选为光电二极管。偏振单元102还包括至少一个第三偏振部122。第三偏振部122与第一偏振部120同层排列。可以理解的，第三偏振部122、第一偏振部120及第二偏振部121在沿图像传感器10的厚度方向上齐平。第三偏振部122用于透过线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光中的至少一种。以下实施例以偏振部122用于透过线偏振光为例。当第三偏振部122用于透过线偏振光时，第三偏振部122的透射轴的角度与第一偏振部120的透射轴的角度、第二偏振部121的透射轴的角度皆不同。换言之，第三偏振部122用于透过的光线的偏振化方向与第一偏振部120用于透过的光线的偏振化方向、第二偏振部121用于透过的光线的偏振化方向皆不同。第三偏振部122与第三感光部113相对设置。具体的，第三偏振部122与第三感光部113沿图像传感器10的厚度方向相对设置。

第三偏振部122在第三感光部113上的正投影的面积小于第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积。可以理解的，第三偏振部122与第三感光部113正对的区域的面积小于第一偏振部120与第一感光部110正对的区域的面积。换言之，第三偏振部122的有效偏振区域的面积小于第一偏振部120的有效偏振区域的面积。其中，第三偏振部122在第三感光部113上的正投影的面积可以大于、等于或小于第二偏振部121在第二感光部112上的正投影的面积。本申请实施例中，当第三感光部113与第三偏振部122的数量皆为一个时，第三偏振部122在第三感光部113上的正投影的面积小于第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积。当第三感光部113与第三偏振部122的数量皆为多个时，每个第三偏振部122在对应的第三感光部113上的正投影的面积小于第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积。

请参照图15和图16，本申请对于第三感光部113及第三偏振部122的数量不作限定。一实施例中，感光单元101包括两个第三感光部113，两个第三感光部113分别记为第一子感光部1130和第二子感光部1131。第一子感光部1130和第二子感光部1131呈对角设置。偏振单元102包括两个第三偏振部122，两个第三偏振部122分别记为第一子偏振部1220和第二子偏振部1221。第一子偏振部1220和第二子偏振部1221呈对角设置。第一子偏振部1220的透射轴的角度与第二子偏振部1221的透射轴的角度可以相同也可以不同。本实施例中，第一子偏振部1220的透射轴的角度与第二子偏振部1221的透射轴的角度不同。其中，第一子偏振部1220与第一子感光部1130相对设置。第二子偏振部1221与第二子感光部1131相对设置。换言之，第一子偏振部1220的正投影位于第一子感光部1130上，第二子偏振部1221的正投影位于第二子感光部1131上。第一子偏振部1220在第一子感光部1130上的正投影的面积小于第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积。第二子偏振部1221在第二子感光部1131上的正投影的面积小于第一偏振部120在第一感光部110上的正投影的面积。在其他实施例中，第一子偏振部1220与第二子偏振部1221所在区域可以设置为遮光部125和/或透光部124等。

本实施例中，通过设置第三感光部113和第三偏振部122，使第三感光部113和第三偏振部122相对设置，且第三偏振部122的透射轴的角度与第一偏振部120的透射轴的角度、第二偏振部121的透射轴的角度皆不同，使得第三偏振部122能够从入射光线中提取出与第一偏振部120射出的线偏振光和第二偏振部121射出的线偏振光的偏振化方向皆不相同的线偏振光，并射至第三感光部113上，从而可根据第一感光部110上的线偏振光分量、第二感光部112上的线偏振光分量及第三感光部113上的线偏振光分量解析入射光线的偏振态，使得偏振单元102的分束效果增加，从而提高入射光线偏振检测的精度。

可选的，第三偏振部122的透射轴的角度为30°～70°，和/或，第三偏振部122的透射轴的角度为110°～170°。一实施例中，第一偏振部120的透射轴的角度为0°，第二偏振部121的透射轴的角度为90°，第一子偏振部1220的透射轴的角度为45°，第二子偏振部1221的透射轴的角度为135°。本实施例中，第三偏振部122透射轴角度的取值位于第一偏振部120透射轴角度的取值与第一偏振部120透射轴角度的取值之间，偏振单元102的四个偏振部在透射轴的角度范围0～180°之间均匀分配，可通过增加偏振部的数量，使得偏振单元102的分束效果增加，提高入射光线偏振检测的精度。

可选的，第三偏振部122呈长方形或正方形。通过使第三偏振部122呈长方形或正方形，有利于第三偏振部122与第一偏振部120、第二偏振部121排列形成长方形或正方形的偏振单元102，从而便于多个偏振单元102呈阵列形式排布。此外，第三偏振部122呈长方形或正方形有利于形成下述图17所示的实施例中两个相邻的第一侧面122a和第二侧面122b，使第一侧面122a与第一偏振部120能够正对，第二侧面122b与第二偏振部121能够正对，从而提高第一偏振部120、第二偏振部121及第三偏振部122之间的紧凑性，减小偏振单元102的体积。

可选的，第三偏振部122在感光单元101上的正投影皆位于第三感光部113内。换言之，第三偏振部122与第三感光部113沿图像传感器10的厚度方向正对设置。本申请实施例中，即第一子偏振部1220与第一子感光部1130正对，第二子偏振部1221与第二子感光部1131正对。通过使第三偏振部122在感光单元101上的正投影皆位于第三感光部113内，可提高第三偏振部122的有效偏振区域的面积。换言之，使第三偏振部122在感光单元101上的正投影皆位于第三感光部113内，可提高第三偏振部122的偏振效率，减少与第三偏振部122的透射轴的角度相同的线偏振光的损耗。

可选的，第三偏振部122在第三感光部113上的正投影的面积大于或等于第二偏振部121在第二感光部112上的正投影的面积。一实施例中，第三偏振部122在第三感光部113上的正投影的面积大于第二偏振部121在第二感光部112上的正投影的面积。本实施例中，通过使第一偏振部120在第一感光部110上的正投影面积最大、第三偏振部122在第三感光部113上的正投影面积较小，第二偏振部121在第二感光部112上的正投影面积最小，从而可使投影面积的大小与入射光线中线偏振光的分量成正比，即最大投影面积的第一偏振部120用于透射主线偏振光、较小投影面积的第三偏振部122用于透射分量较少的线偏振光，最小投影面积的第二偏振部121用于透射分量最少的线偏振光，从而提高每个偏振部的利用率，以及增加射于第一感光部110、第二感光部112及第三感光部113的总光量，提高图像传感器10的信噪比，以及避免感光单元101上电信号的损失，提高成像质量。当然，在其他实施例中，第三偏振部122在第三感光部113上的正投影的面积可等于第二偏振部121在第二感光部112上的正投影的面积。

可选的，第三感光部113的尺寸小于或等于第一感光部110的尺寸。一实施例中，第三感光部113的尺寸小于第一感光部110的尺寸。本申请实施例中，由于第三感光部113与第二感光部112皆用于接收非主偏振方向的线偏振光，因此，通过使第三感光部113的尺寸小于或等于第一感光部110的尺寸，可减小感光单元101的整体尺寸，提高第三感光部113的利用率，以及实现图像传感器10的小型化。当然，在其他实施例中，第三感光部113的尺寸可等于第一感光部110、第二感光部112的尺寸。

可选的，第三感光部113的尺寸大于或等于第二感光部112的尺寸。一实施例中，第三感光部113的尺寸大于第二感光部112的尺寸。本申请实施例中，由于第三感光部113用于接收入射光线中分量较少的线偏振光，第二感光部112用于接收入射光线中分量最少的线偏振光。因此，通过使第三感光部113的尺寸大于或等于第二感光部112的尺寸，可提高感光单元101整体的利用率。

上述实施例所对应的图7、图9、图10、图14、图16所示的多个偏振单元102中仅示意了第一个偏振单元102的第一偏振部120、第二偏振部121和至少一个第三偏振部122，对于其他偏振单元102的结构可参照相应附图中的第一个偏振单元102。上述实施例所对应的图8、图11、图12、图13、图15所示的多个感光单元101中仅示意了第一个感光单元101的第一感光部110、第二感光部112和至少一个第三感光部113，对于其他感光单元101的结构可参照相应附图中的第一个感光单元101。

其中，如图17所示，第三偏振部122包括相邻的第一侧面122a和第二侧面122b。第一侧面122a朝向第一偏振部120，第二侧面122b朝向第二偏振部121。

一实施例中，如图18所示，第一子偏振部1220包括相邻的第一子侧面122c和第二子侧面122d。第二子偏振部1221包括相邻的第三子侧面122e和第四子侧面122f。第一子侧面122c与第一偏振部120相对设置，第二子侧面122d与第二偏振部121相对设置，且第三子侧面122e与第一偏振部120相对设置，第四子侧面122f与第二偏振部121相对设置。

本实施例中，通过使第三偏振部122的两个侧面分别与第一偏振部120和第二偏振部121相对设置，从而可提高第一偏振部120、第二偏振部121及第三偏振部122的紧凑性，有利于使第一偏振部120、第二偏振部121及第三偏振部122形成长方形或正方形的感光单元101，从而便于多个感光单元101呈阵列形式排布。

上述实施例中，至少一个第三偏振部121可以替换为遮光部125或透光部124。以上述实施例中的两个第三偏振部121为例，即偏振单元102包括第一偏振部120、第二偏振部121、第一子偏振部1220、第二子偏振部1221。第一子偏振部1220与第二子偏振部1221中的至少一者可以被替换为遮光部125，或者，第一子偏振部1220与第二子偏振部1221中的至少一者可以被替换为透光部124。

一实施例中，如图19所示，第一子偏振部1220与第二子偏振部1221皆被替换为透光部124。例如：第一子偏振部1220被替换为第一透光部1230，第二子偏振部1221被替换为第二透光部1231。其中，第一透光部1230与第二透光部1231不用于对入射光线进行偏振。换言之，入射光线中的任何偏振态的光线皆能够通过第一透光部1230和第二透光部1231射出至第三感光部113上。

另一实施例中，如图20所示，第一子偏振部1220被替换为透光部124、第二子偏振部1221被替换为遮光部125。其中，透光部124不用于对入射光线进行偏振。换言之，入射光线中的任何偏振态的光线皆能够通过透光部124射出至相应的第一子感光部1130上。

上述两种实施例中，通过将第一子偏振部1220与第二子偏振部1221中至少一者替换为透光部124，可提高偏振单元102的总透光量，进而提高与其相对的感光单元101的感光效率，使得感光单元101上的总光量增加，以利于感光单元101的感应，进而提高成像质量。此外，将第一子偏振部1220与第二子偏振部1221中至少一者替换为遮光部125，可提高感光单元101上各感光部之间的对比度，以利于形成对比度较高的图像。

进一步的，如图21所示，图像传感器10还包括多个滤光单元103。每个滤光单元103设于一个偏振单元102与一个感光单元101之间。滤光单元103用于透过预设波长范围内的光线。

其中，滤光单元103的数量、感光单元101的数量及偏振单元102的数量相同。偏振单元102、滤光单元103及感光单元101依次沿图像传感器10的厚度方向设置。可以理解的，入射光线依次经偏振单元102、滤光单元103后射出至感光单元101上。其中，多个滤光单元103沿图像传感器10的厚度方向齐平。

其中，相邻的两个滤光单元103用于透过不同颜色的光线，四个呈阵列形式排布的滤光单元103形成一个重复单元。

一实施例中，请参照图21和图22，两两相邻的四个滤光单元103分别记为第一滤光单元131、第二滤光单元132、第三滤光单元133及第四滤光单元134。第一滤光单元131、第二滤光单元132、第三滤光单元133及第四滤光单元134可以形成RGGB(红绿绿蓝)、BGGR(蓝绿绿红)、GRBG(绿红蓝绿)、RYYB(红黄黄蓝)、RGBW(红绿蓝白)等任意一种重复单元。当第一滤光单元131、第二滤光单元132、第三滤光单元133及第四滤光单元134形成RGGB、BGGR、GRBG重复单元时，用于透过绿色光线的两个滤光单元呈对角设置。当第一滤光单元131、第二滤光单元132、第三滤光单元133及第四滤光单元134形成RYYB重复单元时，用于透过黄色光线的两个滤光单元呈对角设置。本实施例中，通过在偏振单元102与感光单元101之间设置滤光单元103，可用于实现偏振信息与色彩信息的提取，从而，有利于形成具有色彩的偏振图像。

当然，在其他实施例中，多个滤光单元103可形成黑白间隔设置的重复单元。换言之，相邻的两个滤光单元103可分别用于透光和遮光，以形成黑白的偏振图像。

进一步的，如图23所示，图像传感器10还包括多个透镜组件104及多个引线线路105。

透镜组件104包括第一透镜140和第二透镜141。第一透镜140设于第一偏振部120背离第一感光部110的一侧，第一透镜140用于汇聚光线至第一偏振部120。第二透镜141设于第二偏振部121背离第二感光部112的一侧，第二透镜141用于汇聚光线至第二偏振部121。在上述图像传感器10包括至少一个第三偏振部122的实施例中，透镜组件104还可以包括至少一个第三透镜。至少一个第三透镜用于汇聚光线至第三偏振部122。本实施例中，通过设置透镜组件104，使光线能够汇聚至相应的偏振部上，能够提高入射光线的利用率，提升成像亮度。

引线线路105包括第一引线151和第二引线152。第一引线151的一端电连接于第一感光部110背离第一偏振部120的一侧，第一引线151用于传输第一感光部110上的电信号。第二引线152的一端电连接于第二感光部112背离第二偏振部121的一侧，第二引线152用于传输第二感光部112上的电信号。在上述图像传感器10包括至少一个第三偏振部122的实施例中，引线线路105还可以包括至少一个第三引线。至少一个第三引线的一端电连接于第三感光部113背离第三偏振部122的一侧，第三引线用于传输第三感光部113上的电信号。可选的，第一引线151、第二引线152及至少一个第三引线中至少一者沿行方向排列，至少一者沿列方向排列，从而实现行控制和列控制，保证各个引线平直，以避免各个引线之间的干扰。

以上是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (21)

1.一种图像传感器，其特征在于，包括：

多个感光单元，所述感光单元包括同层排列的第一感光部和第二感光部，所述第一感光部和所述第二感光部皆用于将接收到的光信号转换为电信号；及

多个偏振单元，所述偏振单元包括同层排列的第一偏振部和第二偏振部，所述第一偏振部与所述第一感光部相对设置，所述第二偏振部与所述第二感光部相对设置，所述第一偏振部与所述第二偏振部皆用于透过外部场景中的线偏振光，所述第一偏振部的透射轴的角度与所述第二偏振部的透射轴的角度不同，所述第一偏振部在所述第一感光部上的正投影的面积大于所述第二偏振部在所述第二感光部上的正投影的面积。

2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一偏振部的透射轴与所述第二偏振部的透射轴正交。

3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一偏振部的透射轴的角度取值范围为0°～20°，所述第二偏振部的透射轴的角度取值范围为80°～100°；或者，

所述第一偏振部的透射轴的角度取值范围为80°～100°，所述第二偏振部的透射轴的角度取值范围为0°～20°。

4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述感光单元呈长方形或正方形，所述第一感光部与所述第二感光部呈对角设置，所述偏振单元呈长方形或正方形，所述第一偏振部与所述第二偏振部呈对角设置。

5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一偏振部呈长方形或正方形，所述第二偏振部呈长方形或正方形。

6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第二感光部的尺寸小于或等于所述第一感光部的尺寸。

7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一偏振部在所述感光单元上的正投影皆位于所述第一感光部内，所述第二偏振部在所述感光单元上的正投影皆位于所述第二感光部内。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的图像传感器，其特征在于，所述感光单元还包括至少一个第三感光部，所述第三感光部与所述第一感光部同层排列，所述偏振单元还包括至少一个第三偏振部，所述第三偏振部与所述第一偏振部同层排列，所述第三偏振部用于透过外部场景中的线偏振光、圆偏振光或椭圆偏振光中的至少一种，当所述第三偏振部用于透过线偏振光时，所述第三偏振部的透射轴的角度与所述第一偏振部的透射轴的角度、所述第二偏振部的透射轴的角度皆不同，所述第三偏振部与所述第三感光部相对设置，且所述第三偏振部在所述第三感光部上的正投影的面积小于所述第一偏振部在所述第一感光部上的正投影的面积。

9.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第三偏振部的透射轴的角度为30°～70°；或者，所述第三偏振部的透射轴的角度为110°～170°。

10.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第三偏振部的数量为多个，至少一个所述第三偏振部的透射轴的角度为30°～70°，且至少一个所述第三偏振部的透射轴的角度为110°～170°。

11.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第三偏振部呈长方形或正方形。

12.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第三偏振部在所述感光单元上的正投影皆位于所述第三感光部内。

13.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第三偏振部在所述第三感光部上的正投影的面积大于或等于所述第二偏振部在所述第二感光部上的正投影的面积。

14.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第三感光部的尺寸小于或等于所述第一感光部的尺寸。

15.根据权利要求14所述的图像传感器，其特征在于，所述第三感光部的尺寸大于或等于所述第二感光部的尺寸。

16.根据权利要求8所述的图像传感器，其特征在于，所述第三偏振部包括相邻的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面朝向所述第一偏振部，所述第二侧面朝向所述第二偏振部。

17.根据权利要求1至7任意一项所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括多个滤光单元，每个所述滤光单元设于一个所述偏振单元与一个所述感光单元之间，所述滤光单元用于透过预设波长范围内的光线。

18.根据权利要求17所述的图像传感器，其特征在于，相邻的两个所述滤光单元用于透过不同颜色的光线，四个呈阵列形式排布的所述滤光单元形成一个重复单元。

19.根据权利要求1至7任意一项所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括多个透镜组件及多个引线线路，所述透镜组件包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜设于所述第一偏振部背离所述第一感光部的一侧，所述第一透镜用于汇聚光线至所述第一偏振部，所述第二透镜设于所述第二偏振部背离所述第二感光部的一侧，所述第二透镜用于汇聚光线至所述第二偏振部；所述引线线路包括第一引线和第二引线，所述第一引线的一端电连接于所述第一感光部背离所述第一偏振部的一侧，所述第一引线用于传输所述第一感光部上的所述电信号，所述第二引线的一端电连接于所述第二感光部背离所述第二偏振部的一侧，所述第二引线用于传输所述第二感光部上的所述电信号。

20.一种摄像头模组，其特征在于，包括光学镜头、镜座及如权利要求1至19任意一项所述的图像传感器，所述光学镜头装设于所述镜座上，所述图像传感器设于所述镜座内，并与所述光学镜头相对设置，所述光学镜头用于将光线透射至所述图像传感器上。

21.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏及如权利要求20所述的摄像头模组，所述显示屏与所述摄像头模组电连接，所述显示屏用于显示所述摄像头模组所拍摄的图像。

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