CN113596292B - 图像传感器、摄像模组和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种图像传感器、摄像模组和电子设备，所述图像传感器包括透镜层、滤光层、光电二极管和镀膜，所述透镜层位于所述滤光层的第一表面，所述光电二极管位于所述滤光层远离所述透镜层的一侧。本申请实施例提供的所述图像传感器通过在所述透镜层和/或所述滤光层上贴合所述第一镀膜和第二镀膜，所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率，可以调节透过所述第一透光单元和所述第一滤光单元光线的光电子通过率以及透过所述第二透光单元和所述第二滤光单元光线的光电子通过率，在不需要较高能耗和数据处理的基础上，可以快速得到曝光自然的拍摄图像和影像，提高了所述图像传感器的图像效果和用户的拍摄体验。
Description
技术领域
本申请属于成像组件技术领域，具体涉及一种图像传感器、摄像模组和电子设备。
背景技术
随着电子设备的不断升级换代，电子设备的功能也越来越多样化。以手机的摄像功能为例，为了提高用户的拍摄体验，手机的摄像功能逐渐出现了夜景拍照和暗态录像等拍摄功能。
传统手机主要通过高动态范围(High Dynamic Range，HDR)技术来获取高质量的拍摄影像。比如三曝光HDR(3exposure－HDR)技术针对同样通道采用不同的曝光时间，通过芯片控制长、中、短时间的同时曝光，具体为短曝光像素点对应的曝光开关优先关闭，然后依次将中曝光和长曝光像素点对应的曝光开关关闭，进而获得一帧不同曝光时长的图像数据，然后再对相同通道的像素输出的数据进行合并，得到曝光自然的拍摄图像和影像。
但传统的HDR技术存在耗电高、数据处理量大、处理时间长以及存在运动拖影的问题，降低了用户的拍摄体验。
发明内容
本申请旨在提供一种图像传感器、摄像模组和电子设备，至少解决背景技术的问题之一。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提出了一种图像传感器，包括：
透镜层、滤光层和光电二极管，所述透镜层位于所述滤光层的第一表面，所述第一表面为所述滤光层接收光线的一侧表面，所述光电二极管位于所述滤光层远离所述透镜层的一侧，所述透镜层包括多个呈阵列分布的透镜单元，所述透镜单元包括第一透光单元和第二透光单元，所述第一透光单元和所述第二透光单元的颜色相同，所述滤光层包括多个呈阵列分布的滤光单元，所述滤光单元包括第一滤光单元和第二滤光单元，所述第一滤光单元和第二滤光单元的颜色相同，所述第一滤光单元与所述第一透光单元相对，所述第二滤光单元与所述第二透光单元相对；
镀膜，所述镀膜贴合于所述滤光层的第一表面，或者所述镀膜贴合于所述透镜层远离所述滤光层的一侧；
所述镀膜包括多个呈阵列分布的镀膜单元，所述镀膜单元包括第一镀膜和第二镀膜，所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率，所述第一镀膜与所述第一透光单元和/或所述第一滤光单元贴合设置，所述第二镀膜与所述第二透光单元和/或所述第二滤光单元贴合设置。
第二方面，本申请实施例提出了一种摄像模组，包括电路板和第一方面所述的图像传感器；
所述光电二极管电连接于所述电路板上。
第三方面，本申请实施例提出了一种电子设备，包括第二方面所述的摄像模组。
在本申请的实施例中，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括透镜层、滤光层、光电二极管和镀膜。所述图像传感器通过在所述透镜层和/或所述滤光层上贴合所述第一镀膜和第二镀膜，所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率，可以调节透过所述第一透光单元和所述第一滤光单元光线的光电子通过率以及透过所述第二透光单元和所述第二滤光单元光线的光电子通过率，在不需要较高能耗和数据处理的基础上，可以快速得到曝光自然的拍摄图像和影像，提高了所述图像传感器的图像效果和用户的拍摄体验。
本申请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，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请实施例的一种图像传感器的示意图；
图2是根据本申请实施例的另一种图像传感器的示意图；
图3是根据本申请实施例的一种图像传感器的透镜层示意图；
图4是根据本申请实施例的一种图像传感器的滤光层示意图；
图5是根据本申请实施例的一种图像传感器的光电二极管示意图。
附图标记：
1－透镜层；11－第一透光单元；12－第二透光单元；13－第三透光单元；14－第四透光单元；2－滤光层；21－第一滤光单元；22－第二滤光单元；23－第三滤光单元；24－第四滤光单元；3－光电二极管；31－第一感光单元；32－第二感光单元；33－第三感光单元；34－第四感光单元；4－镀膜；
100－电路板。
具体实施方式
下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合图1－图5描述根据本申请实施例的图像传感器、摄像模组和电子设备。
如图1至图4所示，根据本申请一些实施例提供了一种图像传感器，包括：
透镜层1、滤光层2、光电二极管3和镀膜4，所述透镜层1位于所述滤光层2的第一表面，所述第一表面为所述滤光层2接收光线的一侧表面，比如图1和图2中，所述滤光层2的第一表面可以为所述滤光层2的上表面，所述透镜层1位于所述滤光层2的上表面。
所述光电二极管3位于所述滤光层2远离所述透镜层1的一侧，所述透镜层1包括多个呈阵列分布的透镜单元，所述透镜单元包括第一透光单元11和第二透光单元12，所述第一透光单元11和所述第二透光单元12的颜色相同，比如所述第一透光单元11的颜色和所述第二透光单元12的颜色可以均为红色，所述第一透光单元11和所述第二透光单元12在透过红光后可以形成一个大的红色像素通道单元，或者所述第一透光单元11的颜色和所述第二透光单元12的颜色可以均为绿色、蓝色或者黄色中的一种；所述滤光层2包括多个呈阵列分布的滤光单元，所述滤光单元包括第一滤光单元21和第二滤光单元22，所述第一滤光单元21和第二滤光单元22的颜色也可以相同，所述第一滤光单元21与所述第一透光单元11相对，所述第二滤光单元22与所述第二透光单12相对，所述图像传感器接收的光线会依次经过所述透镜层1和所述滤光层2，然后到达所述光电二极管3，所述光电二极管3将光信号转化为电信号，实现所述图像传感器的成像。
所述镀膜4贴合于所述滤光层2的第一表面，或者所述镀膜4贴合于所述透镜层1远离所述滤光层2的一侧；所述镀膜4包括多个呈阵列分布的镀膜单元，所述镀膜单元包括第一镀膜和第二镀膜，所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率，所述第一镀膜与所述第一透光单元11和/或所述第一滤光单元21贴合设置，所述第二镀膜与所述第二透光单元12和/或所述第二滤光单元22贴合设置。由于所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率，使得透过所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21的光线获得长曝光，如图3和图4中的L位置；而透过所述第二透光单元12和所述第二滤光单元22的光线可以获得短曝光，如图3和图4中的S位置，也就是透过所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21的光线的光电子通过率大于透过所述第二透光单元12和所述第二滤光单元22的光线的光电子通过率，进而在所述图像传感器上呈现真实、自然的拍摄图像，提高所述图像传感器的高动态范围(High Dynamic Range，HDR)图像效果。
具体地，所述第一镀膜与所述第一透光单元11和/或所述第一滤光单元21贴合设置可以是，所述第一镀膜为一个，一个所述第一镀膜与所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21中的一个贴合，也可以是所述第一镀膜为两个，其中一个与所述第一透光单元11贴合，另一个与所述第一滤光单元21贴合；所述第二镀膜与所述第二透光单元12和/或所述第二滤光单元22贴合设置可以是，所述第二镀膜为一个，一个所述第二镀膜与所述第二透光单元12和所述第二滤光单元22中的一个贴合，也可以是所述第二镀膜为两个，其中一个与所述第二透光单元12贴合，另一个与所述第二滤光单元22贴合。
具体地，所述透镜层1可以为micro lens(微透镜)，所述透镜层1可以起到汇聚光线的作用，所述滤光层2可以为滤光片阵列(Color FilterArray，CFA)，所述滤光层2可以起到过滤不同颜色光线的作用，所述光电二极管3可以为Photodiode，所述光电二极管3起到光电转换的作用。
具体地，由于所述透镜层1用于直接接收并汇聚光线，使得所述透镜层1位于所述图像传感器的外侧，而所述镀膜4贴合于所述透镜层1远离所述滤光层2的一侧时，也就是所述镀膜4位于所述图像传感器的最外侧。所述镀膜4的第一镀膜和第二镀膜在调节所述透镜层1不同位置的光电子通过率基础上，可以使得所述镀膜4便于更换，提高了所述镀膜4的调节灵活性。或者，参见图2，所述镀膜4贴合于所述滤光层2的第一表面。由于所述透镜层1位于所述滤光层2的第一表面，也就是所述镀膜4可以位于所述透镜层1和所述滤光层2之间，给所述镀膜4提供了很好的防护。
本申请实施例提供的所述图像传感器通过在所述透镜层1和/或所述滤光层2上贴合所述第一镀膜和第二镀膜，所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率，可以调节透过所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21的光线的光电子通过率以及透过所述第二透光单元12和所述第二滤光单元22的光线的光电子通过率，由于所述第一透光单元11和所述第二透光单元12的颜色相同，将所述第一透光单元11和所述第二透光单元12合并后可以形成一个大的像素通道单元，在不需要较高能耗和数据处理的基础上，可以快速得到曝光自然的拍摄图像和影像，提高了所述图像传感器的HDR图像效果和用户的拍摄体验。
可选地，参见图5，所述光电二极管3包括第一感光单元31和第二感光单元32，所述第一感光单元31的面积大于所述第二感光单元32的面积；
所述第一感光单元31与所述第一滤光单元21相对设置，所述第二感光单元32与所述第二滤光单元22相对设置。
具体地，所述第一感光单元31和所述第二感光单元32的面积与所述第一感光单元31和所述第二感光单元32的光电子接收效率呈正比，也就是所述第一感光单元31的光电子接收效率大于所述第二感光单元32的光电子接收效率，可以实现所述第一感光单元31上光线的长曝光和所述第二感光单元32上光线的短曝光，提高了所述图像传感器的HDR图像效果。
可选地，参见图1，所述镀膜4贴合于所述透镜层1远离所述滤光层2的一侧。
可选地，所述第一镀膜为增透膜，所述第二镀膜为减透膜。
具体地，所述增透膜可以减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加透镜、棱镜和平面镜的透光量，提高所述第一镀膜的光电子通过率，减少或消除杂散光。而所述减透膜可以将透镜、棱镜、平面镜等光学表面的部分光线进行反射，进而控制所述第二镀膜的光电子通过率，使得透过所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21的光线的光电子通过率大于透过所述第二透光单元12和所述第二滤光单元22的光线的光电子通过率，保证所述图像传感器的成像效果。
可选地，所述第一镀膜的面积小于所述第二镀膜的面积。具体地，在所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率的基础上，为了保证透过所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21的光线的光电子通过率大于透过所述第二透光单元12和所述第二滤光单元22的光线的光电子通过率，可以使所述第一镀膜的面积小于所述第二镀膜的面积，给所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21留出更多的直接透光和滤光的空间。
可选地，所述第一镀膜和第二镀膜一体成型。为了提高所述镀膜4的设置效率，可以将所述第一镀膜和第二镀膜一体成型为一块镀膜，而所述第一镀膜的所在位置和所述第二镀膜的所在位置保持不同的透光率，以保证所述图像传感器上的HDR图像效果。
可选地，参见图3和图4，所述透镜单元还包括第三透光单元13和第四透光单元14，所述第一透光单元11、所述第二透光单元12、第三透光单元13和第四透光单元14的颜色相同；
所述滤光单元还包括第三滤光单元23和第四滤光单元24，所述第一滤光单元21、第二滤光单元22、第三滤光单元23和第四滤光单元24的颜色也可以相同，所述第三透光单元13与所述第三滤光单元23相对，所述第四透光单元14与所述第四滤光单元24相对。
具体地，所述透镜单元可以为像素单元，所述第一透光单元11、第二透光单元12、第三透光单元13和第四透光单元14分别对应一个像素点，所述第一透光单元11、所述第二透光单元12、第三透光单元13和第四透光单元14的颜色相同时，所述第一透光单元11、所述第二透光单元12、第三透光单元13和第四透光单元14可以合并成一个大的像素单元，所述第一滤光单元21、第二滤光单元22、第三滤光单元23和第四滤光单元24分别对应一个像素点。由于透过所述第一透光单元11和所述第一滤光单元21的光线获得高的第一光电子通过率，而透过所述第二透光单元12和所述第二滤光单元22的光线获得低的第二光电子通过率，所述第三透光单元13和第四透光单元14以及所述第三滤光单元23和第四滤光单元24可以均不设置所述镀膜4，也可以在设置所述镀膜4的情况下使得透过所述第三透光单元13和所述第三滤光单元23的光线的光电子通过率处于所述第一光电子通过率和所述第二光电子通过率之间，透过所述第四透光单元14和所述第四滤光单元24的光线的光电子通过率处于所述第一光电子通过率和所述第二光电子通过率之间，如图3和图4中的M位置。
具体地，所述镀膜4还包括第三镀膜和第四镀膜，所述第三镀膜的透光率等于所述第四镀膜的透光率并处于所述第一镀膜的透光率和所述第二镀膜的透光率之间，所述第三镀膜与所述第三透光单元13和/或所述第三滤光单元23贴合设置，所述第四镀膜与所述第四透光单元14和/或所述第四滤光单元24贴合设置。使得透过所述第三透光单元13和所述第三滤光单元23的光线的光电子通过率处于所述第一光电子通过率和所述第二光电子通过率之间，透过所述第四透光单元14和所述第四滤光单元24的光线的光电子通过率处于所述第一光电子通过率和所述第二光电子通过率之间，提高了所述图像传感器的HDR图像效果。
可选地，参见图5，所述光电二极管3还包括第三感光单元33和第四感光单元34，所述第三感光单元33的面积等于所述第四感光单元34的面积并处于所述第一感光单元31的面积和所述第二感光单元32的面积之间；
所述第三感光单元33与所述第三滤光单元23相对设置，所述第四感光单元34与所述第四滤光单元24相对设置。
具体地，由于所述第三感光单元33和第四感光单元34的面积与所述第三感光单元33和第四感光单元34的光电子接收效率呈正比，所述第三感光单元33和所述第四感光单元34的面积处于所述第一感光单元31的面积和所述第二感光单元32的面积之间时，也就是所述第三感光单元33和所述第四感光单元34的光电子接收效率处于所述第一感光单元31的面积和所述第二感光单元32的光电子接收效率之间，可以实现所述光电二极管3上不同感光单元之间的不同程度曝光，提高了所述图像传感器的HDR图像效果。
本申请实施例还提供了一种摄像模组，包括电路板100和所述的图像传感器；
所述光电二极管3电连接于所述电路板100上。
具体地，所述电路板100可以为所述光电二极管3提供电源，保证所述光电二极管3的光电转换效果。而本申请所述的图像传感器可以在不需要较高能耗和数据处理的基础上，快速得到曝光自然的拍摄图像和影像，提高了所述摄像模组的HDR图像效果和用户的拍摄体验。
本申请实施例还提供了一种电子设备，包括所述的摄像模组。
具体地，所述摄像模组可以在不需要较高能耗和数据处理的基础上，快速得到曝光自然的拍摄图像和影像，提高了所述电子设备的拍摄图像效果和用户的拍摄体验。
另外，所述电子设备包括但不限于智能手表、手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器、MP4播放器、计算机、机顶盒、智能电视和可穿戴设备中的一种。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例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例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、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，包括：
透镜层(1)、滤光层(2)和光电二极管(3)，所述透镜层(1)位于所述滤光层(2)的第一表面，所述第一表面为所述滤光层(2)接收光线的一侧表面，所述光电二极管(3)位于所述滤光层(2)远离所述透镜层(1)的一侧，所述透镜层(1)包括多个呈阵列分布的透镜单元，所述透镜单元包括第一透光单元(11)和第二透光单元(12)，所述第一透光单元(11)和所述第二透光单元(12)的颜色相同，所述滤光层(2)包括多个呈阵列分布的滤光单元，所述滤光单元包括第一滤光单元(21)和第二滤光单元(22)，所述第一滤光单元(21)与所述第一透光单元(11)相对，所述第二滤光单元(22)与所述第二透光单元(12)相对；
镀膜(4)，所述镀膜(4)贴合于所述滤光层(2)的第一表面，或者所述镀膜(4)贴合于所述透镜层(1)远离所述滤光层(2)的一侧；
所述镀膜(4)包括多个呈阵列分布的镀膜单元，所述镀膜单元包括第一镀膜和第二镀膜，所述第一镀膜的透光率大于所述第二镀膜的透光率，所述第一镀膜与所述第一透光单元(11)和/或所述第一滤光单元(21)贴合设置，所述第二镀膜与所述第二透光单元(12)和/或所述第二滤光单元(22)贴合设置，
其中，所述光电二极管(3)包括第一感光单元(31)和第二感光单元(32)，所述第一感光单元(31)与所述第一滤光单元(21)相对设置，所述第二感光单元(32)与所述第二滤光单元(22)相对设置。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一感光单元(31)的面积大于所述第二感光单元(32)的面积。
3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一镀膜为增透膜，所述第二镀膜为减透膜。
4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一镀膜的面积小于所述第二镀膜的面积。
5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述第一镀膜和第二镀膜一体成型。
6.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述透镜单元还包括第三透光单元(13)和第四透光单元(14)，所述第一透光单元(11)、所述第二透光单元(12)、第三透光单元(13)和第四透光单元(14)的颜色相同；
所述滤光单元还包括第三滤光单元(23)和第四滤光单元(24)，所述第三透光单元(13)与所述第三滤光单元(23)相对，所述第四透光单元(14)与所述第四滤光单元(24)相对。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述镀膜(4)还包括第三镀膜和第四镀膜，所述第三镀膜的透光率等于所述第四镀膜的透光率并处于所述第一镀膜的透光率和所述第二镀膜的透光率之间，所述第三镀膜与所述第三透光单元(13)和/或所述第三滤光单元(23)贴合设置，所述第四镀膜与所述第四透光单元(14)和/或所述第四滤光单元(24)贴合设置。
8.根据权利要求6所述的图像传感器，其特征在于，所述光电二极管(3)还包括第三感光单元(33)和第四感光单元(34)，所述第三感光单元(33)的面积等于所述第四感光单元(34)的面积并处于所述第一感光单元(31)的面积和所述第二感光单元(32)的面积之间；
所述第三感光单元(33)与所述第三滤光单元(23)相对设置，所述第四感光单元(34)与所述第四滤光单元(24)相对设置。
9.一种摄像模组，其特征在于，包括电路板(100)和权利要求1－8任一项所述的图像传感器；
所述光电二极管(3)电连接于所述电路板(100)上。
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9所述的摄像模组。
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