CN220823169U - 一种摄像头模组及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种摄像头模组及电子设备，涉及成像设备技术领域，所述摄像头模组包括：多个横纵紧密排列的微凸透镜和光电二极管，其中，每个微凸透镜的上表面镀有增透膜，所述增透膜的折射率大于微凸透镜的折射率且小于空气折射率；所述微凸透镜将入射光线汇聚到光电二极管。本申请通过在微凸透镜上镀增透膜，减少反射光从而增加微凸透镜的进光量，提升光电二极管效率，从而提高低照度下摄像头模组的成像效果。

Description

一种摄像头模组及电子设备

技术领域

本申请涉及成像设备领域，特别涉及一种摄像头模组及电子设备。

背景技术

摄像头camera是一种光感器件，环境光的亮度对摄像头成像有直接的影响。当光线较暗的时候，摄像头的成像画面会出现噪声增多，帧率降低，影像不清晰等问题，因此低照度下提升camera的感光能力，可以大幅度提升成像效果。

目前，通常采用如下方式提升camera的感光能力：

一是采用大像素尺寸的光电二极管(sensor)，增大感光面积，从而获取更多进光量；但对于笔电产品来说，camera尺寸受限，同像素级别大像素尺寸的sensor的尺寸较大，无法适配于现有产品需求；

二是sensor采用BSI制程增加感光区域面积；但BSI工艺复杂，难度高，良率低，整体产品可靠性较低；

三是提高ISO感光度，低照度环境下，改变感光芯片里讯号放大器的放大倍数来提高每个像素的亮度；但提升ISO值时，放大器也会把讯号中的噪声放大，产生粗微粒的影像。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提出了一种摄像头模组及电子设备，以解决现有提升camera的感光能力的方式存在的无法适配于现有产品需求、整体产品可靠性较低和产生粗微粒的影像等技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种摄像头模组，包括：多个横纵紧密排列的微凸透镜和光电二极管，其中，每个微凸透镜的上表面镀有增透膜，所述增透膜的折射率大于微凸透镜的折射率且小于空气折射率；所述微凸透镜将入射光线汇聚到光电二极管。

在一种的可能实现中，所述增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的1/4。

在一种的可能实现中，所述微凸透镜为球面微透镜。

在一种的可能实现中，所述光电二极管包括多个感光单元，每个微凸透镜的焦点在对应的感光单元上。

在一种的可能实现中，所述微凸透镜和光电二极管之间设置彩色滤光片。

在一种的可能实现中，当所彩色滤光片为蓝色滤光片，所述增透膜的厚度为112.3nm。

在一种的可能实现中，当所彩色滤光片为绿色滤光片，所述增透膜的厚度为97.8nm。

在一种的可能实现中，当所彩色滤光片为红色滤光片，所述增透膜的厚度为81.5nm。

在一种的可能实现中，所述彩色滤光片按照拜耳滤光片阵列RGGB进行排列。

第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：本申请实施例的摄像头模组。

本申请通过在微凸透镜上镀增透膜，减少反射光从而增加微凸透镜的进光量，提升光电二极管效率，从而提高低照度下摄像头模组的成像效果。

附图说明

图1为本申请的一个实施例的摄像头模组的结构示意图；

图2为本申请实施例的增透膜的原理示意图；

图3为本申请的另一个实施例的摄像头模组的结构示意图。

附图标识：

101：微凸透镜；102：光电二极管；103：增透膜；

104：印刷电路板；105：入射光线；106：透射光线

107：反射光线；108：彩色滤光片。

具体实施方式

此处参考附图描述本申请的各种方案以及特征。

应理解的是，可以对此处申请的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本申请的范围和精神内的其他修改。

包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且与上面给出的对本申请的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本申请的原理。

通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本申请的这些和其它特性将会变得显而易见。

还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本申请进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本申请的很多其它等效形式。

当结合附图时，鉴于以下详细说明，本申请的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。

此后参照附图描述本申请的具体实施例；然而，应当理解，所申请的实施例仅仅是本申请的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本申请模糊不清。因此，本文所申请的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本申请。

本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本申请的相同或不同实施例中的一个或多个。

首先对本申请实施例的设计思想进行简单介绍。

目前，现有提升camera的感光能力的方式存在的无法适配于现有产品需求、整体产品可靠性较低和产生粗微粒的影像等技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请在微透镜(Micro lens)上镀增透膜，增透膜的折射率介于Micro lens材质和空气折射率之间；利用增透膜减少反射光，增加进光量，提升光电二极管效率，从而改善低照度下camera成像效果。

本申请提供一种摄像头模组，包括：多个横纵紧密排列的微凸透镜和光电二极管，其中，每个微凸透镜的上表面镀有增透膜，所述增透膜的折射率大于微凸透镜的折射率且小于空气折射率；所述微凸透镜将入射光线汇聚到光电二极管。本申请通过在微透镜上镀增透膜，增加进光量，从而改善低照度下camera成像效果。解决了采用大像素尺寸的光电二极管(sensor)产生的无法适配于现有产品需求的技术问题；解决了sensor采用BSI制程增加感光区域面积，产生的整体产品可靠性较低的技术问题；解决了提升ISO值时，放大器也会把讯号中的噪声放大，产生粗微粒的影像的技术问题。

在介绍了本申请实施例的应用场景和设计思想之后，下面对本申请实施例提供的技术方案进行说明。

如图1所示，本申请的一个实施例提供一种摄像头模组，包括：多个横纵紧密排列的微凸透镜101和光电二极管102，其中，每个微凸透镜101的上表面镀有增透膜103，所述增透膜103的折射率大于微凸透镜101的折射率且小于空气折射率；所述微凸透镜101将入射光线105汇聚到光电二极管102。

此外，光电二极管102封装在下方的印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)104上。

本申请的增透膜原理如图2所示，把光当成一种波来考虑,因为光波和机械波一样也具有干涉的性质。当入射光线105光由空气射向Micro lens时，使得膜两面的反射光107均有半波损失，从而使膜的厚度仅仅只满足两反射光的光程差为半个波长。膜的后表面上的反射光107比前表面上的反射光多经历的路程，即为膜的厚度的两倍。所以，当膜厚为光在薄膜介质中波长的1/4，可使两反射光相互抵消，从而使增加透射光线106。由此可知，增透膜的厚度d＝λ/4n，其中n为增透膜的折射率，约为1.38，λ为光在空气中的波长。

其中，所述增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的1/4。示例性的，所述增透膜的厚度d为：d＝λ/4n，λ为光在空气中的波长，n为增透膜的折射率；λ/n为入射光在增透膜中波长。

优选的，所述微凸透镜为球面微透镜。所述光电二极管包括多个感光单元，每个微凸透镜的焦点在对应的感光单元上。平行入射光线穿过微凸透镜，聚焦在对应的感光单元，从而实现成像。

由于光电二极管只能感应光强无法区别颜色，所以在光电二极管上方设置RGGB彩色滤光片(color filter)，光线经过color filter透过相应波段RGGB波长。

如图2所示，本申请的另一个实施例提供一种摄像头模组，包括：多个横纵紧密排列的微凸透镜101和光电二极管102，其中，每个微凸透镜的上表面镀有增透膜103，所述增透膜103的折射率大于微凸透镜的折射率且小于空气折射率；所述微凸透镜101和光电二极管102之间设置彩色滤光片108；所述微凸透镜将入射光线105汇聚到光电二极管102。

此外，光电二极管102封装在下方的印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)104上。

优选的，所述微凸透镜为球面微透镜。所述光电二极管包括多个感光单元，每个微凸透镜的焦点在对应的感光单元上。平行入射光线穿过微凸透镜和彩色滤光片，聚焦在对应的感光单元，从而实现彩色成像。

在本申请的实施例中，所述彩色滤光片按照拜耳滤光片阵列RGGB进行排列。拜尔滤色镜是一种将RGB滤色器排列在光传感组件方格之上所形成的马赛克彩色滤色阵列。数码相机、录影器、扫描仪等使用的单片机数字图像传感器大多数用这种特定排列的滤色阵列来制作彩色影像。这种滤色器的排列有50％是绿色，25％是红色，另外25％是蓝色。

如图2所示，第一个彩色滤光片为蓝色(B)，第二个彩色滤光片为绿色(G)，第三个彩色滤光片为红色(R)，第四个彩色滤光片为绿色(G)。

由于增加了彩色滤光片，而每个颜色的滤光片需要增透的波长不同，因此对应的增透膜的厚度不同。例如，蓝色滤光片对应的增透膜的波长为λ1，对应的膜厚度为d1；绿色滤光片对应的增透膜的波长为λ2，对应的膜厚度为d2；红色滤光片对应的增透膜的波长为λ3，对应的膜厚度为d3。根据光电二极管上滤光片的RGGB排布，在微凸透镜上镀相应厚度的增透膜来提升进光量。

具体的，基于波长和增透膜厚度的关系，当所述微凸透镜的下方设置蓝色滤光片，则所述增透膜的厚度d1为：d1＝λ1/4n，其中，λ1为蓝色像素需要增透的波长。当所述微凸透镜的下方设置绿色滤光片，则所述增透膜的厚度d2为：d2＝λ2/4n，其中，λ2为绿色像素需要增透的波长。当所述微凸透镜的下方设置红色滤光片，则所述增透膜的厚度d3为：d3＝λ3/4n，其中，λ3为红色像素需要增透的波长。

示例性的，根据蓝色滤光片的滤波光谱图得到波峰位置的波长为：

λ1＝450nm，可得蓝色滤光片上方增透膜厚度d1＝450/4*1.38＝81.5nm。

根据绿色滤光片的滤波光谱图得到波峰位置的波长为：λ2＝540nm，可得绿色滤光片上方增透膜厚度d2＝540/4*1.38＝97.8nm。

根据红色滤光片的滤波光谱图得到波峰位置的波长为：λ3＝620nm，可得红色滤光片上方增透膜厚度d3＝620/4*1.38＝112.3nm。

基于同样的发明构思，本申请实施例提供一种电子设备，包括：本申请实施例的摄像头模组。

该电子设备可以是例如手机、平板计算机、笔记本电脑等具有摄像功能的电子设备；本申请实施例不作具体限定。

本实施例中的电子设备采用了摄像头模组，由此具备和摄像头模组同样的技术效果。通过在微凸透镜上镀增透膜，减少反射光从而增加微凸透镜的进光量，提升光电二极管效率，从而提高低照度下摄像头模组的成像效果。

此外，尽管在此描述了说明性的实施例，但是范围包括具有基于本公开的等效要素、修改、省略、组合(例如，跨各种实施例的方案的组合)、调整或变更的任何和所有实施例。权利要求中的要素将基于权利要求中使用的语言进行宽泛地解释，而不限于本说明书中或在本申请的存续期间描述的示例。此外，所公开的方法的步骤可以以任何方式进行修改，包括通过重新排序步骤或插入或删除步骤。因此，意图仅仅将描述视为例子，真正的范围由以下权利要求及其全部等同范围表示。

以上描述旨在是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或其一个或多个方面)可以彼此组合使用。在阅读以上描述之后，例如本领域普通技术人员可以使用其他实施例。而且，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意图未请求保护的公开特征对于任何权利要求是必不可少的。因此，以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中，其中每个权利要求自身作为单独的实施例，并且可以预期这些实施例可以以各种组合或置换彼此组合。应参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定本实用新型的范围。

Claims (10)

1.一种摄像头模组，其特征在于，包括：多个横纵紧密排列的微凸透镜和光电二极管，其中，每个微凸透镜的上表面镀有增透膜，所述增透膜的折射率大于微凸透镜的折射率且小于空气折射率；所述微凸透镜将入射光线汇聚到光电二极管。

2.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述增透膜的厚度为入射光在增透膜中波长的1/4。

3.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述微凸透镜为球面微透镜。

4.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述光电二极管包括多个感光单元，每个微凸透镜的焦点在对应的感光单元上。

5.根据权利要求1所述的摄像头模组，其特征在于，所述微凸透镜和光电二极管之间设置彩色滤光片。

6.根据权利要求5所述的摄像头模组，其特征在于，所彩色滤光片为蓝色滤光片，所述增透膜的厚度为112.3nm。

7.根据权利要求5所述的摄像头模组，其特征在于，所彩色滤光片为绿色滤光片，所述增透膜的厚度为97.8nm。

8.根据权利要求5所述的摄像头模组，其特征在于，所彩色滤光片为红色滤光片，所述增透膜的厚度为81.5nm。

9.根据权利要求5所述的摄像头模组，其特征在于，所述彩色滤光片按照拜耳滤光片阵列RGGB进行排列。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项的摄像头模组。