CN213960150U - 电子设备 - Google Patents

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Abstract

提供一种使边框宽度变窄并抑制相机的拍摄图像的画质降低的电子设备。本公开的电子设备具备:显示部,配置于第一面;第一摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧;以及第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面,所述第一摄像部的包括蓝色光的第一波长带的灵敏度高于所述第二摄像部。此外,所述第一摄像部的像素排列中的蓝色光检测像素的比率也可以高于所述第二摄像部。

Description

电子设备
技术领域
本公开涉及电子设备。
背景技术
在智能手机、平板电脑、游戏机、PC(Personal Computer:个人计算机)等电子设备中,一般在显示部的框缘(边框)安装有相机。该相机被称为前置相机,用于视频通话、自拍(selfie)。
用户大多将电子设备放入口袋或包中携带。因此,需要小型壳体的电子设备。另外,为了提高文本的可视性、实现高分辨率图像的显示,还要求画面尺寸大的电子设备。为了响应这些要求,开发出了边框的宽度变窄的电子设备、无边框的电子设备。
前置相机大多安装于边框。在这种情况下,不能使电子设备的边框宽度比相机的外径尺寸窄。另外,在拍摄期间,用户的视线大多朝向显示画面的中央附近。因此,若用配置于边框的相机进行拍摄的话,则有可能形成人物的视线未朝向正面的不自然的图像。
为了避免上述问题,提出了在与显示部的显示面相反的一侧配置相机模块从而利用透过了显示部的光进行拍摄。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2013/187132号公报
实用新型内容
实用新型要解决的技术问题
但是,透过了显示部的光因吸收或反射,包括蓝色光的波长带衰减。因此,与配置在其他部位的相机相比,存在摄像图像的画质降低的技术问题。
因此,本公开提供使边框宽度变窄并抑制相机的摄像图像的画质降低的电子设备。
用于解决技术问题的方案
也可以是,本公开的一方面的电子设备具备:显示部,配置于第一面;第一摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧;以及第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面,所述第一摄像部的包括蓝色光的第一波长带的灵敏度高于所述第二摄像部。
也可以是,所述第一摄像部接收透过了所述显示部的光。
也可以是,所述第一摄像部的像素排列中的蓝色光检测像素的比率高于所述第二摄像部。
也可以是,所述蓝色光检测像素包括蓝色像素、品红色像素、青色像素中的至少任一种。
也可以是,所述第一摄像部包括青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。
也可以是,所述电子设备还具备第一光源,所述第一光源配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出蓝色光。
也可以是,所述电子设备还具备:第二光源,配置于所述第一面,构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出白色光;以及处理电路,构成为生成通过将所述第一摄像部在所述第一光源发光时拍摄到的第一图像与所述第一摄像部在所述第二光源发光时拍摄到的第二图像合成而得的图像。
也可以是,所述电子设备还具备:第一光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发光;第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面;以及第三光源,配置于所述第二面,并且构成为在通过所述第二摄像部进行拍摄时发光,所述第一光源的色温高于所述第三光源。
也可以是,所述电子设备还具备:第三摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且所述第三摄像部的所述第一波长带的灵敏度低于所述第一摄像部;以及处理电路,构成为生成通过将由所述第一摄像部拍摄到的第三图像与由所述第三摄像部拍摄到的第四图像合成而得的图像。
也可以是,所述第一摄像部在基板的深度方向上具有多个光电转换部。
也可以是,所述多个光电转换部中的至少任一个包括有机光电转换膜。
也可以是,本公开的一方面的电子设备具备:显示部,配置于第一面;以及第一摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且具有对经由所述显示部入射后的光进行光电转换的多个像素,所述多个像素中的蓝色光检测像素的比率大于1/4。
也可以是,所述蓝色光检测像素包括蓝色像素、品红色像素、青色像素中的至少任一种。
也可以是,所述第一摄像部包括青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。
也可以是,所述电子设备还具备第一光源,所述第一光源配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出蓝色光。
也可以是,所述电子设备还具备:第二光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出白色光;以及处理电路,构成为生成通过将所述第一摄像部在所述第一光源发光时拍摄到的第一图像与所述第一摄像部在所述第二光源发光时拍摄到的第二图像合成而得的图像。
也可以是,所述电子设备还具备:第一光源,配置于所述第一面,构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发光;第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面;以及第三光源,配置于所述第二面,构成为在通过所述第二摄像部进行拍摄时发光,所述第一光源的色温高于所述第三光源。
也可以是,所述电子设备还具备:第三摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且所述第三摄像部的所述蓝色光检测像素的比率低于所述第一摄像部;以及处理电路,构成为生成通过将由所述第一摄像部拍摄到的第三图像与由所述第三摄像部拍摄到的第四图像合成而得的图像。
也可以是,所述第一摄像部在基板的深度方向上具有多个光电转换部。
也可以是,所述多个光电转换部中的至少任一个包括有机光电转换膜。
附图说明
图1为本公开的电子设备的例子的示意性剖视图。
图2的(a)为图1的电子设备的示意性外观图,图2的(b)为(a)的A-A线方向的剖视图。
图3为示出通过配置于边框的前置相机摄像到的图像的例子的图。
图4为示出通过透过了显示部的光摄像到的图像的例子的图。
图5为示出电子设备的与图2的(a)相反一侧的面的外观图。
图6为后置相机的示意性外观图。
图7为示出本公开的摄像部的详细剖面构造的例子的图。
图8为示出拜耳排列的例子的平面图。
图9为示出红色像素、绿色像素以及蓝色像素中的光谱灵敏度特性的例子的曲线图。
图10为表示青色像素、黄色像素以及品红色像素中的光谱灵敏度特性的例子的曲线图。
图11为示出本实施方式的电子设备的内部构成的框图。
图12为变形例1的电子设备的示意性外观图。
图13为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图14为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图15为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图16为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图17为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图18为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图19为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图20为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图21为示出第一摄像部中的像素排列的例子的平面图。
图22为变形例2的电子设备的示意性外观图。
图23为示出变形例2的电子设备的内部构成的框图。
图24为示出纵向分光型的摄像部的例子的剖视图。
图25为示出纵向分光型的摄像部的例子的剖视图。
图26为将本公开的电子设备应用于胶囊内窥镜时的平面图。
图27为将本公开的电子设备应用于数字单反相机时的后视图。
图28为示出将电子设备1应用于HMD的例子的图。
图29为示出现状的HMD的图。
附图标记说明
1:电子设备;1a:显示画面;1b:边框;2:显示部;3、10:相机模块;4:显示面板;5:圆偏振板;6:触摸面板;6A:指纹传感器;7:防护玻璃;8、8A、8B:摄像部;8a;光电转换部;9、9A:光学系统;23:保护罩;42、43、44:闪光灯。
具体实施方式
下面参照附图,对本公开的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是,在本说明书和附图中,对于实质上具有相同的功能构成的构成要素,通过标以相同的附图标记来省略重复说明。
图1为第一实施方式的电子设备1的示意性剖视图。图1的电子设备1具备图像的显示功能和图像的摄像功能。电子设备1例如是智能手机、平板电脑、游戏机、车载设备或PC。但是,对于电子设备的种类不作限制。
图1的电子设备1具备显示部2和相机模块3(摄像部)。相机模块3安装在与显示部2的显示面(z轴正方向侧的面)相反的一侧。即,当(自z轴正方向侧)正面观察图1的显示部2时,在成为显示部2的后方侧的位置处配置有相机模块3。因此,电子设备1的相机模块3通过透过了显示部2的光进行拍摄。
图2的(a)为图1的电子设备1的示意性外观图。另外,图2的(b)是图2的(a)的A-A线方向的剖视图。在图2的(a)的例子中,显示画面1a扩展到电子设备1的边缘附近。因此,显示画面1a的外周的边框1b的宽度变为了几毫米以下。在图2的(a)的电子设备1中,不是在边框1b,而是在与显示画面1a相反的一侧配置有相机模块3(虚线)。相机模块3能够用作电子设备1的前置相机。这样,若将相机模块3配置在与显示画面1a相反的一侧,那就不需要在边框1b设置前置相机。由此,能够将使边框宽度变窄了的电子设备或者无边框的电子设备提供给用户。
需要说明的是,在图2的(a)中,在从z轴正方向侧正面观察电子设备1时,在作为显示画面1a的大致中央的位置的后方侧配置有相机模块3。但是,相机模块3能够配置在与显示画面1a相反的一侧的任意位置(x坐标以及y坐标)。例如,也可以在与显示画面1a的边缘附近的位置相反的一侧配置相机模块3。本公开的相机模块3能够配置于在正面观察显示画面时成为该显示画面的后方侧的任意位置。
如图1所示,可以使用通过依次层叠显示面板4、圆偏振板5、触摸面板6以及防护玻璃7而成的构造物作为显示部2。显示面板4例如是以电气方式显示图像的板状构造物。显示面板4例如是OLED(Organic Light Emitting Device:有机发光二极管)、液晶面板或MicroLED。但是,对于显示面板4的种类不作限制。
一般,OLED、液晶等的显示面板4具有多个层。例如,部分显示面板4包括彩色滤光片层等使光的透过率降低的部件。因此,如图1所示,也可以根据相机模块3的位置,在妨碍显示面板4内的光透过的部件内设置贯通孔。在贯通孔内通过的光能够不透过该部件而入射到相机模块3。由此,能够抑制用相机模块3拍摄的图像的画质降低。
圆偏振板5例如以眩光的减少或可视性的改善等为目的而被安装。触摸面板6是组装有触摸传感器的板状构造物。作为触摸传感器的例子,可列举出静电电容型的触摸传感器或电阻膜型的触摸传感器。但是,可以使用任何种类的触摸传感器。需要说明的是,在本公开的电子设备中,也可以使用集成了触摸面板的功能的显示面板。防护玻璃7是为了保护显示面板4不受外部影响而设置的。
此外,显示部2也可以具有指纹传感器6A。例如,可以使用光学式的指纹传感器或超声波式的指纹传感器作为指纹传感器6A。不过,对于指纹传感器的方式不作限制。例如,可以将指纹传感器6A安装于显示部2的至少某一层。另外,也可以将指纹传感器6A安装在相机模块3内。
相机模块3例如包括摄像部8和光学系统9。光学系统9配置在显示部2与摄像部8之间。光学系统9使透过了显示部2的光汇聚于摄像部8。光学系统9也可以具备多个透镜。
在显示部2中,例如使用聚酰亚胺、丙烯酸、环氧等材料。这些材料的一部分具有吸收或反射包括蓝色光的波长带的光的性质。因此,在通过透过了显示部2的光进行摄像的摄像部8中,与配置在其他部位的摄像部相比,包括蓝色光的波长带的灵敏度降低。
图3示出了通过配置于边框的前置相机拍摄到的图像的例子。另一方面,图4示出了通过透过了显示部2的光拍摄到的图像的例子。图3和图4的图像均是通过拍摄风景而形成的图像。参照图3,图像中的天空部分的蓝色成分是清晰的。但是,参照图4,图像中的天空部分的蓝色成分变弱,颜色变淡。这样,若摄像部中的包括蓝色光的波长带的灵敏度降低的话,则被拍摄的图像中的颜色再现性、色噪声等特性会劣化。因此,本公开的电子设备对包括蓝色光的波长带的灵敏度进行补偿。由此,即使使用通过透过了显示部2的光进行拍摄的摄像部8,也能够抑制画质的降低。
在图5中示出了电子设备1的与图2的(a)相反的一侧(z轴负方向侧)的面。如图5所示,电子设备1也可以还具备相机模块10和闪光灯44。相机模块10和闪光灯44均安装于电子设备1的与设置有显示部2的面相反的一侧的面。闪光灯44是与通过相机模块10进行的摄像动作联动地向被摄体的方向发光的光源。例如可以使用白色LED作为闪光灯44。但是,对于作为闪光灯44使用的光源的种类不作限制。
在下面将通过透过了显示部2的光进行拍摄的摄像部(例如,摄像部8)称为第一摄像部。另外,将配置于电子设备1的与显示部2相反的一侧的面的摄像部称为第二摄像部。上述的相机模块10相当于第二摄像部。需要说明的是,配置在电子设备1的与显示部2相反的一侧的面的相机模块10也被称为后置相机。
图6为相机模块10(后置相机)的示意性剖视图。图6的相机模块10具备保护罩23、摄像部8A以及光学系统9A。保护罩23由使光透过的材料形成,并保护摄像部8A以及光学系统9A免受外部影响。光学系统9A将入射的光汇聚于摄像部8A。图6的摄像部8A用于摄像的光没有像摄像部8那样透过显示部。因此,在摄像部8A中,不会发生像摄像部8那样的包括蓝色光的波长带中的灵敏度的降低。除了后述的在像素排列方面的不同点之外,摄像部8A的构成与摄像部8相同。
图7示出了摄像部的详细剖面构造的例子。在此,将z轴正方向称为“上”,将z轴负方向称为“下”。在图7的摄像部8中,在基板11内形成有多个光电转换部8a。作为光电转换部8a的例子,可列举出包括光电二极管的CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor:互补金属氧化物半导体)传感器或CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)传感器。另外,也可以使用有机光电转换膜等其他种类的传感器来作为光电转换部8a。
另外,在基板11的第二面11b侧(下侧)形成有层间绝缘膜13。在层间绝缘膜13的内部配置有多个布线层12。在光电转换部8a与布线层12之间,也可以设置触头或贯通电极(未图示)中的至少任一个。同样地,也可以在布线层12之间设置触头或贯通电极中的至少任一个。
另一方面,在基板11的面11a侧(上侧)形成有平坦化层14。在平坦化层14之上形成有基底绝缘层16。另外,也可以在平坦化层14上的局部形成有遮光层15。遮光层15配置在像素的边界或边界附近。遮光层15的至少一部分的面也可以与基底绝缘层16接触。另外,在基底绝缘层16之上形成有绝缘层17。也可以在绝缘层17的内部形成偏振元件。作为偏振元件的例子,可列举出线与间隙构造的线栅偏振元件。但是,关于偏振元件的构造及排列方向不作特别限定。
在包括多个偏振元件8b的绝缘层17之上形成有保护层18和19。并且,在保护层19之上形成有平坦化层20。在平坦化层20之上配置有彩色滤光片层21。彩色滤光片层21选择性地使一部分波长带的光透过,以使得配置在下方的光电转换部能够检测预定的波长带的光。
另外,在彩色滤光片层21之上配置有芯片上透镜22。在图7的剖面构造中,在多个偏振元件8b之上配置有芯片上透镜22。但是,也可以在芯片上透镜22之上配置多个偏振元件8b。这样,也可以变更图7的剖面构造中的各层的层叠顺序。
在摄像部8中,可以按照每个像素形成单独的光电转换部8a。各个光电转换部8a对经由显示部2入射的光进行光电转换,并输出某种颜色信号。即,可以说摄像部8是进行光电转换并输出颜色信号的多个像素的集合。作为颜色信号的例子,可列举出红色、绿色以及蓝色的颜色信号。但是,摄像部8的像素所输出的颜色信号也可以是光的三原色以外的颜色。例如,摄像部8的像素可以输出作为光的三原色的补色的青色、品红色、黄色中的至少任一种的颜色信号。另外,摄像部8的像素也可以输出白色的颜色信号。
在摄像部8可以形成具有针对不同波长带的灵敏度的多个像素。摄像部8的各个像素输出与具有灵敏度的波长带对应的颜色信号。例如,如图7所示,可以在光电转换部8a的上方配置选择性地使预定的波长带的光透过的彩色滤光片层21,并形成具有对预定的波长带的灵敏度的像素。例如,可以在各个像素配置使包括红色的波长带的光透过的彩色滤光片层21、使包括绿色的波长带的光透过的彩色滤光片层21或使包括蓝色的波长带的光透过的彩色滤光片层21中的至少任一个。但是,并非对透过彩色滤光片层21的光的波长带进行限定。
但是,也可以通过与此不同的方法形成对预定的波长带具有灵敏度的像素。例如,也可以使用对预定的波长带具有灵敏度的光电转换部来代替彩色滤光片。例如,通过使用有机光电转换材料,能够形成对预定的波长带具有灵敏度的光电转换部。在这样的光电转换部(有机光电转换部)中,可以根据有机光电转换材料的种类或组合来对不同波长带的光进行检测。
另外,已知被吸收的电磁波的波长带因硅基板的深度而不同。因此,也可以在硅基板内的不同深度配置光电转换部,以进行对多个波长带的光的检测。需要说明的是,在基板的深度方向上具有不同检测波长带的多个光电转换部(受光面)的摄像部被称为纵向分光型的摄像部。本公开的电子设备的摄像部可以组合多种方法来检测不同波长带的光。例如,在摄像部中,可以组合彩色滤光片、对选择的波长带具有灵敏度的光电转换部、或纵向分光中的至少任一种方法。
摄像部的像素排列规定将各个像素设为检测对象的光的波长带(颜色)。即,各个像素的光电转换部8a输出与由像素排列规定的波长带相当的颜色信号。图8的平面图中所示的拜耳排列是一般使用的像素排列的一例。在拜耳排列中,检测包括绿色的波长区域的光,并且输出绿色的颜色信号的像素(绿色像素)被配置为方格状。此外,拜耳排列还包括蓝色像素和红色像素。蓝色像素检测包括蓝色的波长区域的光,并输出蓝色的颜色信号。红色像素检测包括红色的波长区域的光,并输出红色的颜色信号。拜耳排列以2:1:1的比率包括绿色像素、蓝色像素以及红色像素。
在不通过透过了显示部2的光进行摄像的摄像部(例如,相机模块10的摄像部8A)中,可以使用具有拜耳排列的摄像部。需要说明的是,关于能够进行包括蓝色光的波长带的补偿的像素排列的例子,将在后面说明。
需要说明的是,本公开的摄像部也可以包括对包括青色的波长带具有灵敏度的青色像素、对包括品红色的波长带具有灵敏度的品红色像素、对包括黄色(Yellow)的波长带具有灵敏度的黄色像素(Yellow Pixel)中的至少任一种。例如,通过在光电转换部8a之上配置使包括青色的波长带的光透过的彩色滤光片层21,能够形成青色像素。通过同样的方法也可以形成品红色像素以及黄色像素。另外,也可以通过对选择的波长带具有灵敏度的光电转换部或纵向分光,形成红色像素、绿色像素、蓝色像素、青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。
至此,对红色像素、绿色像素、蓝色像素、青色像素、品红色像素、黄色像素的例子进行了说明。但是,本公开的摄像部的像素并不一定是检测这些典型的颜色的像素。例如,本公开的摄像部的像素也可以是输出翡翠绿等上述各种颜色的中间的颜色信号的像素。另外,本公开的摄像部也可以包括检测可见光的白色像素。例如,能够将不具有彩色滤光片层21的像素用作白色像素。
图9的曲线图示出了红色像素、绿色像素以及蓝色像素中的光谱灵敏度特性的例子。图9的曲线图的横轴表示光的波长。另外,图9的曲线图的纵轴表示用1标准化后的灵敏度的值。红色像素、绿色像素以及蓝色像素示出了不同的特性。例如,蓝色像素示出了465nm附近为峰值的特性。另外,绿色像素示出了520nm附近为峰值的特性。另一方面,红色像素示出了610nm附近为峰值的特性。各个像素在以峰值为中心的波长带中具有高的灵敏度。图9中示出的像素的光谱灵敏度特性只不过是例子。因此,并不妨碍使用具有与这些不同的光谱灵敏度特性的红色像素、绿色像素或蓝色像素。
图10的曲线图示出了青色像素、黄色像素以及品红色像素中的光谱灵敏度特性的例子。图10的曲线图的横轴表示光的波长。另外,图10的曲线图的纵轴表示用1标准化后的灵敏度的值。青色像素、黄色像素以及品红色像素示出了不同的特性。例如,青色像素在波长450nm~530nm的频带中具有较高的光谱灵敏度。因此,在青色像素中,能够检测蓝色~绿色范围的光。另外,黄色像素在波长520~600nm的频带内具有比较高的光谱灵敏度。因此,若使用黄色像素的话,则能够检测绿色~红色范围的光。
若参照品红色像素的光谱灵敏度特性,则存在两个峰值。品红色像素在波长460nm附近具有灵敏度的第一峰值。此外,品红色像素在波长620nm附近具有灵敏度的第二峰值。因此,若使用品红色像素的话,则可以检测蓝色光和红色光两者。图10所示的像素的光谱灵敏度特性只不过是例子。因此,并不妨碍使用具有与这些不同的光谱灵敏度特性的青色像素、黄色像素或品红色像素。
如上所述,即便使用青色像素或品红色像素等典型的蓝色像素以外的像素,也能够进行蓝色光的检测。可以说蓝色像素、青色像素、品红色像素均为对蓝色具有灵敏度的像素(蓝色光检测像素)。在基于本公开的电子设备中,为了补偿第一摄像部(摄像部8)中的包括蓝色光的波长带的灵敏度,也可以使第一摄像部中的蓝色光检测像素的比率比第二摄像部高。此外,在本公开的电子设备中,可以使第一摄像部中的蓝色光检测像素的比率大于作为在拜耳排列中的值的1/4。
例如,作为蓝色光检测像素,在450~470nm的波长带内可以使用包括具有40%以上的透光率的彩色滤光片和检测透过了该彩色滤光片的光的光电转换部的像素。另外,作为蓝色光检测像素,在450~470nm的波长带内可以使用包括具有40%以上的量子效率的光电转换部的像素。在此,光电转换部既可以是包括有机光电转换膜的光电转换部,也可以是包括由无机材料形成的光电二极管的光电转换部。需要说明的是,量子效率是指入射到光电转换部的光子变为电子的比率。
需要说明的是,摄像部也可以包括将可见光以外的电磁波作为检测对象的像素。例如,也可以使用使红外光等可见光以外的光透过的滤光片。另外,摄像部也可以包括对红外光等可见光以外的光进行检测的光电转换部。由此,电子设备能够通过摄像部获取深度信息,并生成距离图像。
图11为示出本公开的电子设备的内部构成的框图。图11的电子设备具备显示部2、光学系统9、摄像部8、A/D转换器31、夹持部32、彩色输出部33、缺陷校正部34、线性矩阵部35、伽马校正部36、亮度色度信号生成部37、输出部38、闪光灯42、闪光灯43以及存储部41。例如,在处理电路200上可以安装A/D转换器31、夹持部32、彩色输出部33、缺陷校正部34、线性矩阵部35、伽马校正部36、亮度色度信号生成部37以及输出部38。
例如,光学系统9包括一个以上的透镜9a和IR(Infrared Ray:红外线)截止滤光片9b。但是,也可以省略IR截止滤光片9b。如上所述,摄像部8具有进行光电转换并输出颜色信号的多个像素。
从各个像素输出的颜色信号被输入到A/D转换器31。A/D转换器31通过多个像素的颜色信号生成数字化了的数字像素数据。
夹持部32执行规定黑电平的处理。例如,夹持部32从数字像素数据中减去黑电平数据。从夹持部32输出的数据被输入到彩色输出部33。彩色输出部33例如将数字像素数据分类为各种的颜色信息。缺陷校正部34例如进行噪声成分的去除、信号电平等的校正处理。作为噪声成分的例子,可列举出杂光成分或衍射光成分。例如,缺陷校正部34能够使用位于周围的非变更像素的数字像素数据,针对偏振像素对数据进行插值。但是,缺陷校正部34所执行的校正处理的内容不作限定。
线性矩阵部35进行针对颜色信息(例如RGB)的矩阵运算。由此,能够提高图像的颜色再现性。线性矩阵部35也被称为彩色矩阵部。例如,设想使用包括青色像素、黄色像素或品红色像素中的至少任一种的摄像部的情况。这种情况下,向线性矩阵部35输入青色、黄色或品红色中的至少一种颜色信息。线性矩阵部35能够进行矩阵运算,以将青色、黄色或品红色中的至少一种颜色信息转换为RGB(Red/Green/Blue:红色/绿色/蓝色)形式的颜色信息。
伽马校正部36进行对从线性矩阵部35输出的颜色信息的伽马校正。例如,伽马校正部36通过进行与显示部2的显示特性对应的伽马校正,来改善拍摄图像在显示部2中的可视性。亮度色度信号生成部37基于伽马校正部36的输出数据生成亮度色度信号。亮度色度信号是在显示部2的显示中使用的信号。输出部38将图像的数据传送至显示部2等。
需要说明的是,图11的缺陷校正部34、线性矩阵部35、伽马校正部36或亮度色度信号生成部37的至少一部分的信号处理也可以由包括摄像部8的摄像传感器内的逻辑电路执行。另外,也可以使电子设备1内的信号处理电路执行这些信号处理中的至少一部分。需要说明的是,根据本公开,电子设备也可以进行曝光调整处理、边缘增强处理等其他种类的处理。
存储部41是能够保存用摄像部8拍摄的图像的数据的内存或存储器。作为内存的例子,可以列举出SRAM、DRAM等易失性内存、以及NAND闪存、NOR闪存等非易失性内存。作为存储器的例子,可列举出硬盘或SSD。但是,对于作为存储部41使用的内存或存储器的种类不作限制。例如,线性矩阵部35能够使用保存于存储部41的多个图像,进行图像的合成或者校正。但是,线性矩阵部35以外的构成要素也可以进行图像的合成或校正。
闪光灯42是与摄像部8中的拍摄动作联动地向被摄体照射光的光源。例如可以将白色LED作为闪光灯42来使用。但是,对于作为闪光灯42使用的光源的种类不作限制。
闪光灯43是与摄像部8中的摄像动作联动地向被摄体照射蓝色光的光源。例如,可以将蓝色LED作为闪光灯43来使用。但是,对于作为闪光灯43使用的光源的种类不作限制。例如可以将能够照射色温比配置于电子设备1的相反的一侧的面的闪光灯44更高的光的光源作为闪光灯43来使用。
需要说明的是,上述的闪光灯42、闪光灯43、存储部41是可选构成要素。因此,也可以省略这些构成要素中的至少任一个。
图12为变形例1的电子设备的示意性外观图。图12的电子设备1A为通过向图2的电子设备1追加了闪光灯42和闪光灯43而成的电子设备。闪光灯42和闪光灯43配置在电子设备1A的大致与显示画面1a相同的面上。
在图12的例子中,闪光灯42和闪光灯43均配置于边框1b。但是,闪光灯42和闪光灯43也可以配置在与此不同的位置。例如,闪光灯42或闪光灯43中的至少任一方也可以是外装于电子设备的闪光灯。另外,也可以以显示画面1a在通过相机模块3进行拍摄时发光的方式控制显示部2。在这种情况下,可以说显示部2兼具闪光灯42和闪光灯43的功能。而且,在正面观察显示画面1a时,也可以在成为显示画面1a的后方侧的位置安装闪光灯42或闪光灯43中的至少任一个。需要说明的是,除了追加了闪光灯42和闪光灯43这一点以外,图12的电子设备1A的构成与图2的电子设备1相同。
如后所述,为了补偿包括蓝色光的波长带的灵敏度,闪光灯43向被摄体照射蓝色光。需要说明的是,闪光灯42和闪光灯43既可以由硬件电路控制,也可以由在电子设备1中进行动作的软件控制。
下面对在通过透过了显示部2的光进行拍摄的第一摄像部(摄像部8)中所采用的像素排列的例子进行说明。在此,X像素(在X处加入颜色名)的X表示将各个像素设为检测对象的波长带。例如,X像素检测包括任意颜色的波长带的光。另外,X像素的名称并非意在限定像素的安装。在此,像素的安装例如是指彩色滤光片的有无、光电转换部的种类、纵向分光的有无。因此,可以通过多种方式来安装将相同颜色作为检测对象的像素。
在希望使摄像部8中的包括蓝色光的波长带的灵敏度高于采用了拜耳排列的摄像部的情况下,可以使全部像素中的蓝色光检测像素的比率大于作为在拜耳排列中的比率之1/4。为了补偿包括蓝色光的波长带的灵敏度,也可以将摄像部8(第一摄像部)中的蓝色光检测像素的比率设定为大于摄像部8A(第二摄像部)的值。
图13示出了红色像素、绿色像素以及蓝色像素的比率为1:1:2的像素排列100。在摄像部8中,也可以采用蓝色像素占全部像素的比率比绿色像素的比率高的排列。在像素排列100中,由于蓝色光检测像素在全部像素中的比率为1/2,因此与拜耳排列相比,能够提高包括蓝色光的波长带的灵敏度。包括蓝色光的波长带的灵敏度主要依赖于摄像部中的蓝色光检测像素的比率。因此,像素排列中的像素的列队顺序以及列队的规律性也可以与图13的例子不同。
图14示出了将拜耳排列中的绿色像素的一部分置换为了青色像素的像素排列101。如图10所示,青色像素对与蓝色~绿色相当的波长带的光的灵敏度提高了。在像素排列101中,青色像素和蓝色像素相当于蓝色光检测像素。因此,即便是在像素排列101中,蓝色光检测像素在全部像素中的比率也变为了1/2。因此,若使用像素排列101,那么与拜耳排列相比,能够提高包括蓝色光的波长带的灵敏度。需要说明的是,像素排列中的像素的列队顺序和列队的规律性也可以与图14的例子不同。
图15示出了将拜耳排列中的全部的绿色像素置换为了青色像素的像素排列102。在像素排列102中,由于蓝色光检测像素占据所有像素的比率成为3/4,所以与像素排列101相比,可以进一步提高包括蓝色光的波长带的灵敏度。在像素排列102中,不包括绿色像素。但是,即使在使用像素排列102的情况下,也能够通过信号处理生成绿色的颜色信息。例如,在线性矩阵部35中,从青色的颜色信息中减去蓝色的颜色信息,能够得到绿色的颜色信息(参照图9和图10)。像素排列中的像素的列队顺序和列队的规律性也可以与图15的例子不同。
图16示出了将图14的像素排列101中的红色像素置换为了黄色像素的像素排列103。在图14的像素排列101中,由于将拜耳排列中的绿色像素的一部分置换为了青色像素,所以与红色的颜色信号的电平相比,绿色的颜色信号的电平降低。所以,为了取得红色和绿色的颜色信号的平衡,能够将红色像素置换为黄色像素。在像素排列103中不包括红色像素。但是,能够通过信号处理生成红色的颜色信息。例如,在线性矩阵部35中,从黄色的颜色信息中减去绿色的颜色信息,能够得到红色的颜色信息(参照图9和图10)。像素排列中的像素的列队顺序和列队的规律性也可以与图16的例子不同。
图17示出了将拜耳排列中的红色像素的一部分置换为了蓝色像素的像素排列104。在图17的像素排列104中,4×4的排列所包括的四个红色像素中的一个像素104p被置换为了蓝色像素。在像素排列104中,蓝色光检测像素占全部像素的比率变成了5/16,变为了比在拜耳排列中的比率1/4大的值。因此,若使用像素排列104,那么与拜耳排列相比,能够提高包括蓝色光的波长带的灵敏度。需要说明的是,像素排列中的像素的列队顺序和列队的规律性也可以与图17的例子不同。
这样,也可以通过将拜耳排列中的绿色像素或红色像素中的至少任一种置换为更短波长侧的颜色的像素,来提高第一摄像部中的包括蓝色光的波长带的灵敏度。
需要说明的是,第一摄像部(摄像部8)的像素排列也可以是通过重复2×2的排列而成的像素排列。此外,本公开的第一摄像部的像素排列也可以是通过重复4×4的排列而成的像素排列。但是,对于成为规定像素排列的最小单位的排列的大小和形状不作限定。例如,第一摄像部的像素排列也可以是通过重复线状、L字状或长方形状的排列而成的像素排列。
图18示出了使用了光的三原色(RGB)的补色的像素排列105。在图18的像素排列105中,绿色像素、黄色像素、青色像素以及品红色像素的比率为1:1:1:1。如图10的曲线图所示,青色像素和品红色像素均是包括蓝色光的波长带的灵敏度较高的蓝色光检测像素。因此,像素排列105中的蓝色光检测像素的比率变为了1/2,并且大于拜耳排列中的比率1/4。因此,若使用像素排列104,那么与拜耳排列相比,能够提高包括蓝色光的波长带的灵敏度。需要说明的是,像素排列中的像素的列队顺序以及列队的规律性也可以与图18的例子不同。
需要说明的是,在将像素排列105用于摄像部8(第一摄像部)的情况下,也能够生成RGB的颜色信息。例如,线性矩阵部35通过从青色的颜色信息中减去绿色的颜色信息,并进行与品红色的颜色信息对应的校正,从而能够生成蓝色的颜色信息。另外,线性矩阵部35通过从黄色的颜色信息中减去绿色的颜色信息,能够生成红色的颜色信息。需要说明的是,线性矩阵部35也可以使用品红色的颜色信息的值来校正红色的颜色信息。
本公开的电子设备可以具备:显示部,配置于第一面;第一摄像部,配置于与显示部的显示面相反的一侧;以及第二摄像部,配置于与第一面相反侧的第二面。能够使包括第一摄像部的蓝色光的第一波长带的灵敏度高于第二摄像部。例如,可以使第一摄像部的像素排列中的蓝色光检测像素的比率高于第二摄像部。第一摄像部也可以接收透过了显示部的光。
此外,本公开的电子设备也可以具备:显示部,配置于第一面;以及第一摄像部,配置于与显示部的显示面相反的一侧,并且具有对经由显示部入射到的光进行光电转换的多个像素。在此,也可以使多个像素中的蓝色光检测像素的比率大于1/4。
蓝色光检测像素也可以包括蓝色像素、品红色像素、青色像素中的至少任一种。然而,蓝色光检测像素不限定于这些像素。如上所述,第一摄像部也可以包括青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。此外,第一摄像部也可以具有通过将拜耳排列中的绿色像素或红色像素中的至少任一个替换为更短波长侧的颜色的像素而得的像素排列。
本公开的摄像部(第一摄像部和第二摄像部)的像素也可以具有一个光电转换部(受光面)。另外,本公开的摄像部的像素还可以具有多个光电转换部(受光面)。例如,在采用纵向分光型的摄像部的情况下,在各个像素中,多个光电转换部配置在基板的深度(z轴)方向上。因此,纵向分光型的摄像部的像素具有检测不同波长带的光的多个光电转换部。在图19中,对具有多个光电转换部的像素的例子进行说明。在下面的说明中,将用于进行光电转换部的受光的面称为受光面。
图19示出了纵向分光型第一摄像部中的像素排列的例子。在图19的像素排列106中,由于在基板的深度方向上配置有多个光电转换部,因此各个像素具有多个受光面。像素排列106从上侧(z轴正方向侧)开始依次包括受光面106A、106B和106C三个受光面。受光面106A能够检测包括蓝色光的波长带。比受光面106A靠下侧的受光面106B能够检测包括绿色光的波长带。另外,比受光面106B靠下侧的受光面106C能够检测包括红色光的波长带。需要说明的是,对于形成受光面106A、106B和106C的摄像部内的深度不作特别限定。
在像素排列106中,各个像素具有能够检测包括蓝色光的波长带的受光面。因此,在像素排列106中,可以说在整个面配置有蓝色光检测像素。同样地,在像素排列106中,各个像素具有能够检测包括红色光的波长带的受光面和能够检测包括蓝色光的波长带的受光面。因此,在像素排列106中,可以说在整个面配置有红色像素和绿色像素。若使用像素排列106的话,那么能够在补偿包括蓝色光的波长带的灵敏度的同时,确保其他波长带的光的灵敏度。
图19中示出的在各个受光面上作为检测对象的波长带只不过是一例。例如,可以通过受光面106B或者106C检测包括蓝色光的波长带。另外,也可以在各个受光面中检测与上述不同的波长带的光。例如,也可以在至少任一个受光面检测相当于品红色、青色、黄色的波长带的光。在像素排列106中,在各个受光面检测规定的波长带的光。因此,图19的受光面106A的全部的像素变成了“蓝色(BLUE)”。但是,即使在同一受光面内,也可以对每个像素检测不同的波长带的光。例如,能够在基板内的相同深度形成不同种类的光电转换部。需要说明的是,关于进行纵向分光的摄像部的例子,将在后面说明。
另外,本公开的电子设备也可以使用不同种类的闪光灯进行多次拍摄,进而进行图像的合成或者进行图像的校正。下面以使用图12的电子设备1A的情况为例进行说明。
图20示出了在使用不同种类的闪光灯进行多次拍摄的情况下所使用的像素排列的例子。图20的像素排列107以1:1:1:1的比率具有红色像素、绿色像素、蓝色像素、白色像素。排列中的像素的列队顺序也可以与图20的例子不同。白色像素例如是省略了光电转换部上的彩色滤光片的像素。
例如,电子设备1A在初次拍摄时使用闪光灯43向被摄体照射蓝色光。此时,白色像素实质上作为蓝色像素进行动作。因此,能够提高检测包括蓝色的波长带的光的灵敏度。电子设备1A初次拍摄的强调了蓝色的颜色信息的图像(第一图像)被保存于存储部41。
然后,电子设备1A在第二次拍摄时使用闪光灯42向被摄体照射白色光。在第二次时,能够得到蓝色的颜色信息未像初次拍摄到的图像那样被强调的图像(第二图像)。并且,线性矩阵部35能够将第一图像与第二图像合成,并生成补偿了因显示部2而衰减了的蓝色的颜色信息的图像。另外,线性矩阵部35既可以使用第一图像校正第二图像,也可以使用第二图像校正第一图像。通过组合在不同条件下拍摄到的图像以进行图像处理,从而能够得到高品质的静态图像。
在上述中,在初次拍摄时使闪光灯43(蓝色闪光灯)发光,在第二次拍摄时使闪光灯42(白色闪光灯)发光。但是,对于各个闪光灯发光的顺序不作限制。例如,也可以在初次拍摄时使闪光灯42(白色闪光灯)发光,在第二次拍摄时使闪光灯43(蓝色闪光灯)发光。
另外,在使用不同种类的闪光灯进行多次拍摄,进而进行图像的合成或校正的情况下,在摄像部8(第一摄像部)中,也可以使用与上述像素排列107不同的像素排列。例如,也可以使用像图21的像素排列108那样地以1:2:1的比率具有红色像素、青色像素、蓝色像素的摄像部。排列中的像素的列队顺序也可以与图21的例子不同。
如上所述,本公开的电子设备可以还具备第一光源,该第一光源配置于第一面,并且构成为在通过第一摄像部进行拍摄时发出蓝色光。并且,本公开的电子设备可以还具备:第二光源,该第二光源配置于第一面,并且构成为在通过第一摄像部进行拍摄时发出白色光;和处理电路,该处理电路构成为生成通过将第一摄像部在第一光源发光时拍摄到的第一图像与第一摄像部在第二光源发光时拍摄到的第二图像合成而得的图像。
并且,本公开的电子设备可以具备:第一光源,该第一光源配置于第一面,并且构成为在通过第一摄像部进行拍摄时发光;第二摄像部,该第二摄像部配置于与第一面相反的一侧的第二面;以及第三光源,该第三光源配置于第二面,并构成为在通过第二摄像部进行拍摄时发光。在此,第一光源的色温也可以高于第三光源。
上述的闪光灯43是第一光源的一例。另外,闪光灯42是第二光源的一例。图5的闪光灯44是第三光源的一例。
图22为变形例2的电子设备的示意性外观图。图22的电子设备1B为对图12的电子设备1A追加相机模块3a而成的电子设备。即,电子设备1B在与显示画面1a相反的一侧具备相机模块3和相机模块3a。相机模块3和相机模块3a均通过透过了显示部2的光进行拍摄。相机模块3具备上述的摄像部8(第一摄像部),能够拍摄补偿了包括因显示部2而衰减了的蓝色光的波长带的灵敏度的图像。例如,如上所述,通过使摄像部8的像素排列中的蓝色光检测像素的比率高于拜耳排列,从而能够补偿包括蓝色光的波长带的灵敏度。
另一方面,相机模块3a与通过未透过显示部2的光进行摄像的相机模块(例如,图5和图6的相机模块10)一样是未特别补偿包括蓝色光的波长带的灵敏度的相机模块。相机模块3a的摄像部8B例如具有包括RGB的拜耳排列等公知的像素排列。这样,本公开的电子设备可以在与显示画面相反的一侧具有多个摄像部。
图22中例示的电子设备1B具备闪光灯42和闪光灯43。但是,也可以省略闪光灯42或闪光灯43中的至少任一个。将电子设备1B的显示部2的构成设为是与上述的电子设备1相同的构成。
图23的框图示出了电子设备1B的内部构成的例子。电子设备1B相当于对图11追加了光学系统9B、摄像部8B、A/D转换器31B、夹持部32B、彩色输出部33B、缺陷校正部34B以及图像转换部40而得的电子设备。与相机模块3a对应的光学系统9B、A/D转换器31B、夹持部32B、彩色输出部33B以及缺陷校正部34B的构成分别与光学系统9、A/D转换器31、夹持部32、彩色输出部33以及缺陷校正部34相同。关于摄像部8B的构成,除了像素排列以外,设为与摄像部8相同的构成。
例如,在处理电路201上可以安装A/D转换器31、夹持部32、彩色输出部33、缺陷校正部34、线性矩阵部35、伽马校正部36、亮度色度信号生成部37、输出部38、A/D转换器31B、夹持部32B、彩色输出部33B、缺陷校正部34B以及图像转换部40。
图像转换部40以消除由摄像部8拍摄到的图像(第三图像)与由摄像部8B拍摄到的图像(第四图像)之间的视差的方式进行图像转换。例如,图像转换部40能够通过各种几何学的转换算法来消除第三图像与第四图像之间的视差。但是,关于图像转换部40所使用的算法的种类不作特别限定。在图23的框图中,以消除第四图像与第三图像之间的视差的方式对第四图像进行图像转换。但是,图像转换部40也可以对第三图像进行图像转换。另外,图像转换部40也可以对双方的图像进行图像转换。图像转换部40也可以使用第三图像和第四图像中的任一个作为成为基准的图像。
另外,线性矩阵部35能够合成从图像转换部40输出的第四图像的数据与第三图像的数据,进而生成第五图像。第四图像是蓝色光的灵敏度被补偿了的图像。第三图像可以作为用于保证分辨率的图像来使用。线性矩阵部35通过使用由两方的摄像部拍摄到的图像,能够在抑制分辨率的降低的同时,生成颜色表现准确的图像。
需要说明的是,图23中省略了闪光灯42、闪光灯43以及存储部41。电子设备1B也可以省略这些构成要素。另外,电子设备1B也可以具备这些构成要素中的至少任意一个。
这样,本公开的电子设备可以还具备:第三摄像部,该第三摄像部配置在与显示部的显示面相反的一侧,并且第一波长带的灵敏度低于第一摄像部;以及处理电路,该处理电路构成为生成通过将由第一摄像部拍摄到的第三图像与由第三摄像部拍摄到的第四图像合成而得的图像。
图24为示出变形例1的摄像部的例子的剖视图。在图24中示出了不使用彩色滤光片而能够得到多种颜色信号的摄像部500。摄像部500为纵向分光型的摄像部,并配置成在z轴方向上堆叠有将不同的波长范围作为检测对象的多个光电转换部。在下面的说明中,将z轴正方向称为“上”,将z轴负方向称为“下”。
有机光电转换部511G设置在半导体基板的背面侧(上侧)。另一方面,无机光电转换部511B和511R层叠在半导体基板511的厚度方向(z轴方向)上。例如,能够将无机光电转换部511B和511R以埋入半导体基板511内的方式形成。
有机光电转换层516例如包括由有机半导体材料形成的p型半导体以及n型半导体的本体异质结构造(p/n接合面)。半导体基板511例如是n型的硅基板。半导体基板511的面511S1相当于与半导体基板511的光的入射方向相对的面。另一方面,半导体基板511的面511S2相当于位于与半导体基板511的光的入射方向相反的一侧的面。例如,可以在半导体基板511内形成p阱、浮动扩散层、晶体管等。可以在绝缘层574形成布线层570。
例如可以使用PIN型光电二极管作为无机光电转换部511B和511R。在这种情况下,无机光电转换部511B和511R在半导体基板511的不同深度(z坐标)上具有pn结。在硅基板中,被吸收的电磁波的波长带因深度而不同。因此,配置在半导体基板511内的不同深度的无机光电转换部能够检测不同波长带的光。
无机光电转换部511B配置在可进行蓝色光(例如,波长450nm~495nm)的光电转换的深度处。另一方面,无机光电转换部511R配置在可进行红色光(例如,波长620nm~750nm)的光电转换的深度。因此,从无机光电转换部511B输出蓝色的颜色信号。从无机光电转换部511R输出红色的颜色信号。
无机光电转换部511B和511R均包括空穴蓄积层(图中的p区域)和电子蓄积层(图中的n区域)。无机光电转换部511B的电子蓄积层连接到晶体管520。无机光电转换部511B的空穴蓄积层沿着晶体管520弯曲,并连接到无机光电转换部511R的空穴蓄积层。
沿着半导体基板511的面511S2,形成有p阱530、浮动扩散层521~523以及晶体管520、524~526。晶体管520构成为将无机光电转换部511B中的信号电荷向浮动扩散层521传送。晶体管524构成为将无机光电转换部511R中的信号电荷向浮动扩散层522传送。
晶体管525构成为将在有机光电转换部511G产生的电荷转换为电压信号。晶体管526构成为使从有机光电转换部511G传送到浮动扩散层523的电荷复位。
触头513由各种金属或掺杂的硅等导电性材料形成。
有机光电转换部511G包括上部电极517、有机光电转换层516以及下部电极515。例如,可以按照上部电极517、有机光电转换层516、下部电极515的顺序形成有机光电转换部511G的各层。但是,对于形成有机光电转换部511G的各层的顺序不作限制。下部电极515例如针对每个摄像部500分离地形成。另一方面,有机光电转换层516和下部电极515也可以形成为在多个摄像部500间共用的连续层。
有机光电转换层516例如包括p型半导体或n型半导体中的至少一种。在有机光电转换层516包括作为p型半导体的有机光电转换材料和作为n型半导体的有机光电转换材料两者的情况下,可以选择使可见光透过的材料作为一种材料,可以选择对特定的波长范围的光进行光电转换的材料作为另一种材料。另外,也可以使用对特定的波长范围的光进行光电转换的材料(光吸收体)、对可见光具有透过性的n型半导体以及对可见光具有透过性的p型半导体这三种材料来形成有机光电转换层516。例如,n型半导体作为有机光电转换层516中的电子输送材料发挥功能。另外,p型半导体作为有机光电转换层516中的空穴输送材料发挥功能。
作为有机光电转换层516,例如可以使用亚酞菁、富勒烯C60、富勒烯C70、或它们的衍生物等有机半导体材料。但是,并不限定作为有机光电转换层516使用的材料的种类和材料的组合。
下部电极515和上部电极517例如是具有透光性的导电膜。例如可以使用ITO、IZO、IFO、ATO、FTO等金属氧化物作为下部电极515和上部电极517的材料。但是,对于下部电极515和上部电极517的材料不作限定。
在半导体基板511的面511S1与有机光电转换部511G的下部电极515之间,形成有绝缘层512和绝缘层514。例如,可以在下部电极515上依次形成绝缘层514、绝缘层512。也可以在绝缘层512内交替地层叠固定电荷层和绝缘性的电介质层。另外,在芯片上透镜层519与有机光电转换部511G的上部电极517之间形成有保护层518。芯片上透镜层519例如包括芯片上透镜和平坦化层。
保护层518由具有透光性的材料形成。保护层518例如是由氧化硅、氮化硅以及氮氧化硅等中的至少任一种形成的单层膜。另外,保护层518也可以是使用了多种这些材料的层叠膜。
绝缘层512内的固定电荷层中的固定电荷可以是正的,也可以是负的。作为固定电荷层,例如可以使用各种金属的氧化物或氮化物。绝缘层512内的电介质层例如由氧化硅、TEOS、氮化硅形成。但是,对于电介质层的材料不作限定。另外,固定电荷层也可以由两种以上的膜层叠而成。
芯片上透镜层519例如覆盖保护层518的整个面。在芯片上透镜层519的表面设置有多个芯片上透镜(微透镜)。芯片上透镜使入射的光汇聚到有机光电转换部511G、无机光电转换部511B、511R的各受光面。在图24的例子中,布线层570形成在半导体基板511的面511S2侧。因此,可以将有机光电转换部511G、无机光电转换部511B、511R的各受光面相互接近地配置。由此,依赖于芯片上透镜的F值而产生的各颜色间的灵敏度的偏差降低。
在半导体基板511的面511S1与面511S2之间形成有贯通电极563。有机光电转换部511G经由贯通电极563连接到浮动扩散层523和晶体管525。由此,可以将有机光电转换部511G的电荷在电路中传送到后段。例如,在摄像部500具备多个有机光电转换部511G的情况下,可以针对每个有机光电转换部511G准备贯通电极563。
在贯通电极563与浮动扩散层523和晶体管525之间形成有连接用的布线、触头。贯通电极563例如大致是圆柱形状。但是,也可以使用锥形等其它形状的贯通电极。需要说明的是,设置在浮动扩散层523的附近的晶体管526构成为对蓄积于浮动扩散层523的电荷进行复位。
在有机光电转换层516中,预定的波长范围的光被吸收,并形成电子/空穴对。包括电子和空穴的电荷通过因电极的功函数的差而产生的内部电场和扩散向对应的电极移动。例如,空穴向上部电极517移动。在这种情况下,电子向下部电极515移动。但是,通过在上部电极517与下部电极515之间施加电位,能够控制电荷的移动。
在使用单层的有机光电转换层516的情况下,可以使用p型半导体或n型半导体中的至少任一种。在使用p型半导体和n型半导体两者的情况下,也可以将两者混合,以在有机光电转换层516内形成本体异质构造。另外,有机光电转换层516还可包括对特定的波长范围的光进行光电转换的材料(光吸收体)。
有机光电转换层516也可以是层叠构造。例如,也可以形成p型半导体层/n型半导体层、p型半导体层/混合层(本体异质层)、n型半导体层/混合层(本体异质层)的两层构造。也可以形成p型半导体层/混合层(本体异质层)/n型半导体层的三层构造。另外,作为p型半导体或n型半导体中的至少任一种,也可以使用多种材料的组合。
需要说明的是,有机半导体中的p型/n型表示易于输送的电荷的种类。例如,p型的有机半导体表示易于输送空穴的特性。另外,n型的有机半导体表示易于输送电子的特性。这样,有机半导体中的p型/n型不限定于像无机半导体那样具有空穴或电子以作为热激发的多个载流子的意思。
需要说明的是,在有机光电转换层516与下部电极515之间、有机光电转换层516与上部电极517之间,也可以形成其他层。例如,也可以在下部电极515的下侧依次层叠底涂层、空穴输送层、电子阻挡层、有机光电转换层、空穴阻挡层、缓冲层、电子输送层及功函数调整层。
另外,下部电极515以及上部电极517也可以由绝缘材料覆盖。作为覆盖下部电极515以及上部电极517的材料的例子,可列举出氧化硅系材料、氮化硅(SiNx)及氧化铝(Al2O3)等金属氧化物。但是,也可以使用其他种类的无机绝缘材料。例如,可以通过干式成膜法或湿式成膜法形成覆盖层。
通过使用具有有机光电转换膜的摄像部500,可以从各个像素得到红色、绿色以及蓝色的颜色信号。
图25为示出变形例2的摄像部的例子的剖视图。图25中也示出了不使用彩色滤光片而能够得到多种颜色信号的摄像部600。摄像部600也是纵向分光型的摄像部,配置为在z轴方向上堆叠有将不同的波长范围作为检测对象的多个光电转换部。
半导体基板611的面611S1是位于半导体基板611的光的入射方向(z轴正方向)的面。另外,半导体基板611的面611S2是位于与半导体基板611的光的入射方向相反的方向(z轴负方向)的面。在下面的说明中,将z轴正方向设为“上”,将z轴负方向设为“下”。
在半导体基板611的上侧(面611S1侧),从上起依次形成有有机光电转换部611B、有机光电转换部611G、有机光电转换部611R。在半导体基板611的面611S1与有机光电转换部611R之间形成有绝缘层642。另外,在有机光电转换部611R与有机光电转换部611G之间形成有绝缘层641。并且,在有机光电转换部611G与有机光电转换部611B之间形成有绝缘层640。
另一方面,在半导体基板611的下侧(面611S2侧)配置有绝缘层674。在绝缘层674内可以形成布线层670。在半导体基板611内,可以形成图24中例示的晶体管和浮动扩散层。需要说明的是,在图25中,省略了晶体管和浮动扩散层。
并且,在有机光电转换部611B之上,形成有由具有透光性的材料形成的保护层618。在保护层618之上形成有芯片上透镜层619。芯片上透镜层619例如包括多个芯片上透镜(微透镜)和平坦化层。芯片上透镜使入射到有机光电转换部611R、有机光电转换部611G以及有机光电转换部611B的受光面的光汇聚。
在摄像部600中,摄像部500的无机光电转换部511B和无机光电转换部511R分别被置换为有机光电转换部611B和有机光电转换部611R。因此,在摄像部600中,在对红色光、绿色光、蓝色光的所有的检测使用有机光电转换膜。
有机光电转换部611B包括上部电极617、有机光电转换层616以及下部电极615。下部电极615以及上部电极617与图24的下部电极515以及上部电极517一样,是具有透光性的导电膜。有机光电转换层616例如包括p型的有机半导体、n型的有机半导体、对特定的波长范围的光进行光电转换的材料(光吸收体)中的至少任一种。有机光电转换层616也可以具有本体异质结构造或层叠构造。在有机光电转换层616中,可以使用对包括蓝色光的波长带具有灵敏度的材料。作为这样的材料的例子,可列举在C30中掺杂有富勒烯的材料、香豆素6、二萘并噻吩并噻吩(DNTT)衍生物等。但是,对于在有机光电转换层616中使用的材料的种类不作限制。
有机光电转换部611G包括上部电极627、有机光电转换层626以及下部电极625。上部电极627以及下部电极625与图24的下部电极515以及上部电极517一样,是具有透光性的导电膜。有机光电转换层626的材料以及构成与图24的有机光电转换层516相同。
有机光电转换部611R包括上部电极637、有机光电转换层636以及下部电极635。上部电极637以及下部电极635与图24的下部电极515以及上部电极517一样,是具有透光性的导电膜。有机光电转换层636例如包括p型的有机半导体、n型的有机半导体、对特定的波长范围的光进行光电转换的材料(光吸收体)中的至少任一种。有机光电转换层636也可以具有本体异质结构造或层叠构造。在有机光电转换层636中,可以使用对包括红色光的波长带具有灵敏度的材料。作为这样的材料的例子,可列举出酞菁锌、氯化硼亚酞菁等。但是,对于在有机光电转换层636中使用的材料的种类不作限制。
例如,可以使用ITO、IZO、IFO、ATO、FTO等金属氧化物形成上述的上部电极以及下部电极。但是,关于下部电极以及上部电极的材料不作限定。另外,像图24那样,也可以对每个摄像部分离地形成下部电极。
需要说明的是,在有机光电转换层与下部电极之间、有机光电转换层与上部电极之间,也可以形成其他层,这一点与图24相同。例如,也可以在下部电极的下侧依次层叠底涂层、空穴输送层、电子阻挡层、有机光电转换层、空穴阻挡层、缓冲层、电子输送层及功函数调整层。另外,下部电极以及上部电极也可以由绝缘材料覆盖。
图25中,示出将有机光电转换部611B与布线层670之间电连接的触头613以及贯通电极663。将触头613以及贯通电极663设为由掺杂的半导体材料、金属、金属氧化物等导电性材料形成。同样地,设为在有机光电转换部611G与布线层670之间、以及有机光电转换部611R与布线层670之间,也形成有未图示的触头以及贯通电极。
在各有机光电转换层中,预定的波长范围的光被吸收,并形成电子/空穴对。例如,空穴向上部电极移动,电子向下部电极移动。通过在上部电极与下部电极之间施加电位,能够控制电荷的移动,这一点与图24的情况相同。包括电子和空穴的电荷经由触头以及贯通电极被传送到布线层670。该电荷通过形成在半导体基板611内的传送用的晶体管而蓄积于浮动扩散层。蓄积于浮动扩散层的电荷通过转换用的晶体管而被电压信号转换。由此,能够向后段的电路输出红色、绿色、或蓝色中的每一种颜色的颜色信号。需要说明的是,与图24一样,也可以在半导体基板611内设置用于使蓄积于浮动扩散层的电荷复位的晶体管。
通过使用具有有机光电转换膜的摄像部600,能够从各个像素得到红色、绿色以及蓝色的颜色信号。
这样,本公开的电子设备的第一摄像部也可以在基板的深度方向上具有多个光电转换部。多个光电转换部中的至少一个可以包括有机光电转换膜。即,本公开的电子设备的第一摄像部可以具有多个受光面,并且每个受光面可以检测不同波长带的光。另外,第一摄像部的至少任一个的受光面也可以包括有机光电转换膜。
在本公开的电子设备中,通过在与显示部相反的一侧设置摄像部,从而变得无需在边框配置前置相机。因此,能够使电子设备的边框宽度变窄,或者实现无边框的电子设备。另外,能够不增大电子设备的壳体而安装更大尺寸的显示部。因此,能够满足电子设备的小型化和大画面化这双方的要求。
另外,在本公开的电子设备中,在配置于与显示部相反的一侧的第一摄像部中,可以使蓝色光检测像素的比率高于配置于与显示部相反的一侧的面的第二摄像部。并且,在本公开的电子设备中,在配置于与显示部相反的一侧的第一摄像部中,能够使蓝色光检测像素的比率大于1/4。由此,能够对包括在透过了显示部的光中所衰减的蓝色光的波长带的灵敏度进行补偿,从而抑制所拍摄的图像的画质降低。
需要说明的是,在本公开的电子设备中,可以通过在拍摄时使用蓝色光的闪光灯来补偿包括蓝色光的波长带的灵敏度。另外,本公开的电子设备可以在与显示部相反的一侧配置多个摄像部。在这种情况下,也可以将具有不同的像素排列的摄像部配置在与显示部相反的一侧。例如,能够组合使蓝色光检测像素的比率高于拜耳排列的摄像部和对于包括蓝色光的波长带具有与拜耳排列同样的灵敏度的摄像部。通过使用利用多个摄像部拍摄到的图像来进行图像的合成或校正,从而能够在保证图像的分辨率的同时,补偿包括蓝色光的波长带的灵敏度。
作为具备上述构成的电子设备的具体的候补,可想到各种候补。例如,图26为将本公开的电子设备应用于胶囊内窥镜50的情况下的平面图。图26的胶囊内窥镜50例如在两端面为半球状且中央部为圆筒状的壳体51内具备:相机(超小型相机)52,该相机52用于拍摄体腔内的图像;内存53,该内存53用于记录由相机52拍摄的图像数据;以及无线发送机55,该无线发送机55用于在胶囊内窥镜50被排出到被检者的体外之后将记录的图像数据经由天线54向外部发送。
另外,壳体51内设置有CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)56以及线圈(磁力/电流转换线圈)57。CPU56控制基于相机52的拍摄以及向内存53数据存储动作,并且控制通过无线发送机55进行的从内存53向壳体51外的数据接收装置(未图示)的数据发送。线圈57进行对相机52、内存53、无线发送机55、天线54以及后述的光源52b的电力供给。
并且,在壳体51设置有磁性(导线)开关58,用于在将胶囊内窥镜50放置于数据接收装置时对此进行检测。CPU56在该导线开关58检查向数据接收装置的放置,并在能够发送数据的时刻,进行从线圈57向无线发送机55的电力供给。
相机52例如具有摄像元件52a以及对体腔内进行照明的多个光源52b,该摄像元件52a包括用于拍摄体腔内的图像的物镜光学系统9。具体而言,作为相机52的光源52b例如由具备LED(Light Emitting Diode:发光二极管)的CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor:互补金属氧化物半导体)传感器、CCD(Charge Coupled Device:电荷耦合器件)等构成。
本公开的电子设备中的显示部2是包括图26的光源52b那样的发光体的概念。在图26的胶囊内窥镜50中,例如具有两个光源52b,但这些光源52b可以由具有多个光源部的显示面板4、具有多个LED的LED模块构成。在这种情况下,通过在显示面板4、LED模块的下方配置相机52的摄像部8,从而与相机52的布局配置相关的制约变少,并且能够实现更小型的胶囊内窥镜50。
另外,图27是将本公开的电子设备适用于数字单反相机60的情况下的后视图。数字单反相机60、紧凑型相机在与透镜相反的一侧的背面具有显示预览画面的显示部2。也可以设为在与该显示部2的显示面相反的一侧配置相机模块3,并且能够将拍摄者的面部图像显示于显示部2的显示画面1a。在本公开的电子设备中,由于能够在与显示部2重叠的区域配置相机模块3,所以无需在显示部2的框缘部分设置相机模块3,能够尽可能使显示部2的尺寸大型化。
图28为示出将本公开的电子设备适用于头戴式显示器(下面称为HMD)61的例子的平面图。图28的HMD61用于VR(Virtual Reality:虚拟现实)、AR(Augmented Reality:增强现实)、MR(Mixed Reality:混合现实)或SR(Substituional Reality:代替现实)等。如图29所示,目前的HMD在外表面搭载有相机62,HMD的佩戴者能够视觉辨认周围的图像,而另一方面存在周围的人不知晓HMD的佩戴者的眼睛、脸部的表情这样的问题。
所以,在图28中,在HMD61的外表面设置显示部2的显示面,并且在与显示部2的显示面相反的一侧设置相机模块3。由此,能够使由相机模块3拍摄到的配戴者的面部的表情显示于显示部2的显示面,配戴者周围的人能够实时地掌握配戴者的面部的表情、眼睛的活动。
在图28的情况下,由于在显示部2的背面侧设置相机模块3,所以相机模块3的设置部位不受限制,能够提高HMD61的设计自由度。另外,由于能够将相机配置在最适合的位置,所以能够防止在显示面所显示的配戴者的视线不匹配等不良情况。
这样,能够将本公开的电子设备用于各种用途,能够提高设备的利用价值。
需要说明的是,本技术可以采取如下所述的构成。
(1)一种电子设备,具备:
显示部,配置于第一面;
第一摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧;以及
第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面,
所述第一摄像部的包括蓝色光的第一波长带的灵敏度高于所述第二摄像部。
(2)根据(1)所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部接收透过了所述显示部的光。
(3)根据(1)或(2)所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部的像素排列中的蓝色光检测像素的比率高于所述第二摄像部。
(4)根据(3)所述的电子设备,其中,
所述蓝色光检测像素包括蓝色像素、品红色像素、青色像素中的至少任一种。
(5)根据(1)至(3)中任一项所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部包括青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备第一光源,所述第一光源配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行的拍摄时发出蓝色光。
(7)根据(6)所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备:
第二光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出白色光;以及
处理电路,构成为生成通过将所述第一摄像部在所述第一光源发光时拍摄到的第一图像与所述第一摄像部在所述第二光源发光时拍摄到的第二图像合成而得的图像。
(8)根据(1)至(5)中任一项所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备:
第一光源,配置于所述第一面,构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发光;
第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面;以及
第三光源,配置于所述第二面,并且构成为在通过所述第二摄像部进行拍摄时发光,
所述第一光源的色温高于所述第三光源。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备:
第三摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且所述第三摄像部的所述第一波长带的灵敏度低于所述第一摄像部;以及
处理电路,构成为生成通过将由所述第一摄像部拍摄到的第三图像与由所述第三摄像部拍摄到的第四图像合成而得的图像。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部在基板的深度方向上具有多个光电转换部。
(11)根据(10)所述的电子设备,其中,
所述多个光电转换部中的至少任一个包括有机光电转换膜。
(12)一种电子设备,具备:
显示部,配置于第一面;以及
第一摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且具有对经由所述显示部入射后的光进行光电转换的多个像素,
所述多个像素中的蓝色光检测像素的比率大于1/4。
(13)根据(12)所述的电子设备,其中,
所述蓝色光检测像素包括蓝色像素、品红色像素、青色像素中的至少任一种。
(14)根据(12)或(13)所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部包括青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。
(15)根据(12)至(14)中的任一项所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备第一光源,所述第一光源配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出蓝色光。
(16)根据(15)所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备:
第二光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出白色光;以及
处理电路,构成为生成通过将所述第一摄像部在所述第一光源发光时拍摄到的第一图像与所述第一摄像部在所述第二光源发光时拍摄到的第二图像合成而得的图像。
(17)根据(12)至(14)中任一项所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备:
第一光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发光;
第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面;以及
第三光源,配置于所述第二面,并且构成为在通过所述第二摄像部进行拍摄时发光,
所述第一光源的色温高于所述第三光源。
(18)根据(12)至(17)中任一项所述的电子设备,其中,
所述电子设备还具备:
第三摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且所述第三摄像部的所述蓝色光检测像素的比率低于所述第一摄像部,以及
处理电路,构成为生成通过将由所述第一摄像部拍摄到的第三图像与由所述第三摄像部拍摄到的第四图像合成而得的图像。
(19)根据(12)至(18)中任一项所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部在基板的深度方向上具有多个光电转换部。
(20)根据(19)所述的电子设备,其中,
所述多个光电转换部中的至少任一个包括有机光电转换膜。
(21)根据权利要求(12)至(20)中任一项所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部具有将拜耳排列中的绿色像素或红色像素中的至少任一种替换为更短波长侧的颜色的像素而得的像素排列。
(22)根据(1)至(11)中任一项所述的电子设备,其中,
所述第一摄像部具有将拜耳排列中的绿色像素或红色像素中的至少任一种替换为更短波长侧的颜色的像素而得的像素排列。
本公开的方式不限于上述的各个实施方式,也包括本领域技术人员能够想到的各种变形,本公开的效果也不限定于上述内容。即,在不脱离从权利要求书所规定的内容及其均等的内容中导出的本公开的概念思想和主旨的范围内,能够进行各种追加、变更及部分删除。

Claims (20)

1.一种电子设备,其特征在于,具备:
显示部,配置于第一面;
第一摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧;以及
第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面,
所述第一摄像部的包括蓝色光的第一波长带的灵敏度高于所述第二摄像部。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述第一摄像部接收透过了所述显示部的光。
3.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述第一摄像部的像素排列中的蓝色光检测像素的比率高于所述第二摄像部。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其特征在于,
所述蓝色光检测像素包括蓝色像素、品红色像素、青色像素中的至少任一种。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述第一摄像部包括青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备第一光源,所述第一光源配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出蓝色光。
7.根据权利要求6所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备:
第二光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出白色光;以及
处理电路,构成为生成通过将所述第一摄像部在所述第一光源发光时拍摄到的第一图像与所述第一摄像部在所述第二光源发光时拍摄到的第二图像合成而得的图像。
8.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备:
第一光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发光;以及
第三光源,配置于所述第二面,并且构成为在通过所述第二摄像部进行拍摄时发光,
所述第一光源的色温高于所述第三光源。
9.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备:
第三摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且所述第三摄像部的所述第一波长带的灵敏度低于所述第一摄像部;以及
处理电路,构成为生成通过将由所述第一摄像部拍摄到的第三图像与由所述第三摄像部拍摄到的第四图像合成而得的图像。
10.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述第一摄像部在基板的深度方向上具有多个光电转换部。
11.根据权利要求10所述的电子设备,其特征在于,
所述多个光电转换部中的至少任一个包括有机光电转换膜。
12.一种电子设备,其特征在于,具备:
显示部,配置于第一面;以及
第一摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且具有对经由所述显示部入射后的光进行光电转换的多个像素,
所述多个像素中的蓝色光检测像素的比率大于1/4。
13.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,
所述蓝色光检测像素包括蓝色像素、品红色像素、青色像素中的至少任一种。
14.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,
所述第一摄像部包括青色像素、品红色像素、黄色像素中的至少任一种。
15.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备第一光源,所述第一光源配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出蓝色光。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备:
第二光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发出白色光;以及
处理电路,构成为生成通过将所述第一摄像部在所述第一光源发光时拍摄到的第一图像与所述第一摄像部在所述第二光源发光时拍摄到的第二图像合成而得的图像。
17.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备:
第一光源,配置于所述第一面,并且构成为在通过所述第一摄像部进行拍摄时发光;
第二摄像部,配置于与所述第一面相反的一侧的第二面;以及
第三光源,配置于所述第二面,并且构成为在通过所述第二摄像部进行拍摄时发光,
所述第一光源的色温高于所述第三光源。
18.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,
所述电子设备还具备:
第三摄像部,配置于与所述显示部的显示面相反的一侧,并且所述第三摄像部的所述蓝色光检测像素的比率低于所述第一摄像部;以及
处理电路,构成为生成通过将由所述第一摄像部拍摄到的第三图像与由所述第三摄像部拍摄到的第四图像合成而得的图像。
19.根据权利要求12所述的电子设备,其特征在于,
所述第一摄像部在基板的深度方向上具有多个光电转换部。
20.根据权利要求19所述的电子设备,其特征在于,
所述多个光电转换部中的至少任一个包括有机光电转换膜。
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