JP6738904B2 - カメラ感光素子、カメラ及び撮影端末 - Google Patents

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関連出願との相互参照
本願は、２０１７年１０月２７日に出願された国際出願第２０１７１１０２５２２７．１号に基づく優先権を主張し、その全ての内容をここで援用する。

本発明は、撮影技術分野に関し、特にカメラ感光素子、カメラ及び撮影端末に関する。

光がカメラ感光素子内の画素の感光面に射し込んで画像を形成し、そのため、光の透過率は、結像のキーとなる。

従来技術において、カメラ感光素子は、赤緑青ＲＧＢ光学フィルターを含み、光がＲＧＢ光学フィルターを透過してから、画素の感光面に入射する。

従来技術に係る課題を解決するために、本発明は、カメラ感光素子、カメラ及び撮影端末を提供する。

本発明の実施例における第１態様に基づいて、カメラ感光素子を提供し、前記カメラ感光素子は、シリコン基板層と、前記シリコン基板層の一面に貼着された画素アレイ層と、前記画素アレイ層に向き合って平行に設置されるマイクロプリズム層とを含み、
前記マイクロプリズム層内のマイクロプリズムは、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射し、ここで、ｎ＜＝ｍである。

選択肢として、マイクロプリズム毎に１個の画素が対応し、しかも前記画素は、ｎ個の副画素を含み、
前記マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射する。

選択肢として、前記マイクロプリズムの底面は、前記画素アレイ層の所在する平面と垂直し、しかも前記画素において、前記マイクロプリズムの頂点から前記底面に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶ前記ｎ個の副画素が順次に設置されている。

選択肢として、隣接の二つのマイクロプリズム毎に、二つの隣接する画素が対応し、ここで、第１画素と第２画素のいずれもｎ個の副画素を含み、しかも前記第１画素が前記第２画素内の第ｎ個の副画素と隣接し、
第１マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が前記第１画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射し、第２マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記第２画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射する。

選択肢として、前記第１マイクロプリズムの底面が、前記第２マイクロプリズムの底面に向き合って平行しており、しかも、前記第１マイクロプリズムの底面は、前記画素アレイ層の所在する平面と垂直し、前記第２マイクロプリズムの底面は、前記画素アレイ層の所在する平面と垂直し、
前記第１画素において、前記第１マイクロプリズムの頂点から前記底面に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶ前記ｎ個の副画素が順次に設置されており、前記第２画素において、前記第２マイクロプリズムの頂点から前記底面に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶ前記ｎ個の副画素が順次に設置されている。

選択肢として、二つの隣接するマイクロプリズム毎に、二つの隣接する画素が対応し、第１画素と第２画素は、合計２ｎ−１個の副画素を含み、しかも、前記第１画素と前記第２画素は第ｎ個の副画素を共有し、
第１マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記第１画素のうちの対応する色のｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とにそれぞれ入射し、第２マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記第２画素のうちの対応する色のｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とにそれぞれ入射する。

選択肢として、前記第１マイクロプリズムの底面が、前記第２マイクロプリズムの底面に向き合って平行しており、しかも、前記第１マイクロプリズムの底面は、前記画素アレイ層の所在する平面と垂直し、前記第２マイクロプリズムの底面は、前記画素アレイ層の所在する平面と垂直し、
前記第１画素において、前記第１マイクロプリズムの頂点から前記底面に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶ前記ｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とが順次に設定されており、前記第２画素において、前記第２マイクロプリズムの頂点から前記底面に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶ前記ｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とが順次に設置されている。

選択肢として、前記カメラ感光素子は、マイクロレンズ層をさらに含み、前記マイクロレンズ層が前記画素アレイ層と前記マイクロプリズム層との間に位置し、
前記マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、
前記マイクロレンズ層内のマイクロレンズは、前記マイクロプリズムより射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光のうちの各種類の色の光を一つずつ収束してから、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射するように構成される。

選択肢として、前記カメラ感光素子は、マイクロレンズ層をさらに含み、前記マイクロレンズ層が前記マイクロプリズム層に向き合って平行し、しかも前記マイクロレンズ層が、前記画素アレイ層と隣接しておらず、
前記マイクロレンズ層内のマイクロレンズは、入射光を収束してから射出するように構成され、
前記マイクロプリズムは、前記マイクロレンズより射出された、収束した光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射する。

選択肢として、前記マイクロプリズム層は、各々のマイクロプリズムから、並んで形成されている。

選択肢として、前記マイクロプリズム層が、予定した材料のベースプレートによりエッチングして形成される。

本発明の実施例の第２態様において、カメラを提供し、前記カメラは、第１態様に記載されているようなカメラ感光素子を含む。

本発明の実施例の第３態様において、撮影端末を提供し、前記撮影端末は第２態様に記載されているカメラを含む。

本発明の実施例により提供されている技術案は下記の効果がある。

マイクロプリズムが入射光をｍ種色の光に分解して射出し、しかも射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光を、マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させることによって、マイクロプリズムによってｎ種色の光に分解することができ、ＲＧＢ光学フィルターによって一部色の光を吸収してからｎ種色の光を得ることではなく、カラーライトの入射する画素の透過率を向上させることができ、それによって、結像に必要とする感光時間が低減することができ、それによって低照度の条件での撮影効果が高まり、移動物の撮影効果も高まることができる。

第１画素と第２画素とは、第ｎ個の副画素を共有し、共有される副画素の面積が比較的大きいため、副画素の感光面積を増やすことができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

マイクロレンズ層は、画素アレイ層とマイクロプリズム層との間に位置し、このように、マイクロプリズムレンズ層は、マイクロプリズム層により射出されたｎ種色の光のうちの各種類の色の光を一つずつ収束してから、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させ、全ての種類の色の光が対応する色の副画素に入射するように保証することができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

マイクロプリズム層が、予定した材料のベースプレートによりエッチングして形成されており、このように、画素の大きさと近いマイクロプリズムを作成して並ばなくても良く、マイクロプリズム層を実現する難易度を低減することできる。

なお、上記の概要説明と下記の詳細説明は例示的なものであり、本発明を制限するわけではない。

従来技術により示されているカメラ感光素子の構造を示す図である。 例示的な実施例により示されているカメラ感光素子の構造を示す図である。 例示的な実施例により示されているカメラ感光素子の構造を示す図である。 例示的な実施例により示されているカメラ感光素子の構造を示す図である。 例示的な実施例により示されているカメラ感光素子の構造を示す図である。 例示的な実施例により示されているカメラ感光素子の構造を示す図である。 例示的な実施例により示されている、カメラ感光素子が搭載されている装置のブロック図である。

上記の図面は、明細書に組み込まれて本発明の明細書の一部になり、本発明に適合する実施例を示し、明細書と共に本発明の原理を説明するために用いられる。

ここで、例示的な実施例を詳しく説明し、その具体例は図面に示されている。以下の記載が図面に係った場合、明示的にその他の説明がある以外に、異なる図面における同じ数値は、同様又は類似な要素と示している。下記の例示的な実施例に記載されている実施形態は、本発明と一致しているすべての実施形態になっているとは限らない。逆に、それらは、単に特許請求の範囲に詳しく記載されているように、本発明におけるいくつかの様態と一致している装置及び方法の例に過ぎない。

図１は、従来技術により示されているカメラ感光素子の構造を示す図であり、該カメラ感光素子は、シリコン基板層と、シリコン基板層の一面に貼着された画素アレイ層と、画素アレイ層に向き合って平行に設置されたＲＧＢ光学フィルター層と、ＲＧＢ光学フィルター層に向き合って平行に設置されたマイクロレンズ層と、を含み、マイクロレンズ層が画素アレイ層に隣接していない。

ここで、１個の画素は、３個又は４個、又はもっと多くの副画素を含むことが可能であり、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、該３個の副画素のそれぞれは、赤色の副画素、緑色の副画素及び青色の副画素である。それに応じて、１個のＲＧＢ光学フィルターは、３個の光学フィルターを含み、それぞれは、赤色の光学フィルター、緑色の光学フィルター及び青色の光学フィルターである。各光学フィルターの上方に１個のマイクロレンズが設置されている。

入射光は、マイクロレンズ層内の全てのマイクロレンズに垂直に入射し、各マイクロレンズは、入射光を下方に対応する光学フィルターに屈折させ、赤色の光学フィルターは、赤色の光以外の光を吸収し、赤色の光を赤色の副画素に入射させ、緑色の光学フィルターは、緑色の光以外の光を吸収し、緑色の光を緑色の副画素に入射させ、青色の光学フィルターは、青色の光以外の光を吸収し、青色の光を青色の副画素に入射させる。

入射光は、ＲＧＢ光学フィルターを通過する透過率が極めて低く、平均が４０％前後であり、残りの６０％の光が吸収されてしまい、結像に必要とする感光時間が長くなる。本発明は、図２〜図６に示されている実施例によって上記の課題を解決する。

図２は、例示的な実施例により示されているカメラ感光素子の構造を示す図であり、該カメラ感光素子は、カメラとして実現することが可能であり、該カメラは、撮影端末に適用される。図２に示すように、該カメラ感光素子は、シリコン基板層２１０、シリコン基板層２１０の一面に貼着された画素アレイ層２２０、および画素アレイ層２２０に向き合って平行に設置されたマイクロプリズム層２３０を含む。

マイクロプリズム層２３０におけるマイクロプリズム２３１は、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光がマイクロプリズム２３１に対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射し、ここで、ｎ＜＝ｍである。

ここで、ｍが７であっても良く、その他の値であっても良く、本実施例において限定しない。ｍが７である場合、マイクロプリズム２３１は、入射光を７色の光に分解することが可能である。

本実施例において、１個の画素は、３個又は４個、ひいてはもっと多くの副画素を含むことが可能である。１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、マイクロプリズム層２３０内の全てのマイクロプリズム２３１は、入射光を７色の光に分解して射出するように構成され、射出された赤色の光は、マイクロプリズム２３１に対応する画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光は、画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光は、画素の青色の副画素２２３に入射する。

上記に説明しているように、本発明によって提供されるカメラ感光素子は、マイクロプリズムが入射光をｍ種色の光に分解して射出し、しかも射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光を、マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させることによって、マイクロプリズムによってｎ種色の光に分解することができ、ＲＧＢ光学フィルターによって一部色の光を吸収してからｎ種色の光を得ることではなく、カラーライトの入射する画素の透過率を向上させることができ、それによって、結像に必要とする感光時間が低減することができ、それによって低照度の条件での撮影効果が高まり、移動物の撮影効果も高まることができる。

図２に示すように、該カメラ感光素子は、シリコン基板層２１０、シリコン基板層２１０の一面に貼着された画素アレイ層２２０、および画素アレイ層２２０に向き合って平行に設置されたマイクロプリズム層２３０を含む。

画素アレイ層２２０は、１個の画素アレイを含み、各画素は、３個又は４個、ひいてはもっと多くの副画素を含む。画素に３個の副画素が含まれる場合、該３個の副画素のぞれぞれは、赤色の副画素、緑色の副画素及び青色の副画素である。画素に４個の副画素が含まれる場合、該４個の副画素は、赤色の副画素、緑色の副画素、青色の副画素、及び黄色の副画素であり、又は、該４個の副画素のそれぞれは、赤色の副画素、緑色の副画素、青色の副画素、及び白色の副画素等々である。本実施例において、画素に含まれる副画素の数と副画素自身に対して限定しない。

シリコン基板層２１０の画素アレイ層２２０と粘着する一面に溝が設置されており、各画素内の各々の副画素のそれぞれは１個の溝の中に位置する。

マイクロプリズム層２３０内のマイクロプリズム２３１は、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光は、マイクロプリズム２３１に対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射し、ここで、ｎ＜＝ｍである。

ここで、ｍは７であっても良く、その他の値であっても良く、本実施例において限定しない。ｍが７である場合、マイクロプリズム２３１は、入射光を７色の光に分解することが可能である。

１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、マイクロプリズム層２３０内の全てのマイクロプリズム２３１は、入射光を７色の光に分解して射出するように構成され、射出された赤色の光をマイクロプリズム２３１に対応する画素の赤色の副画素２２１に入射させ、射出された緑色の光を画素の緑色の副画素２２２に入射させ、射出された青色の光を画素の青色の副画素２２３に入射させる。

マイクロプリズム層２３０は、入射光を分解して画素に入射させるように構成され、このように、マイクロプリズム２３１によって、ｎ種色の光を分解し、ＲＧＢ光学フィルターによって一部色の光を吸収してからｎ種色の光を得ることではなく、カラーライトの入射する画素の透過率を向上させることができ、それによって、結像に必要とする感光時間が低減することができ、それによって低照度の条件での撮影効果が高まり、移動物の撮影効果も高まることができる。

本実施例において、マイクロプリズム２３１は、画素と複数の種類の位置関係を有することが可能であり、本実施例において、その中の三つを例として説明する。

１）第１種類の位置関係において、各々のマイクロプリズム２３１は１個の画素に対応し、該画素は、ｎ個の副画素を含み、この場合、マイクロプリズム２３１は、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光を該画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させる。

同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、マイクロプリズム２３１より射出された赤色の光が画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光が画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光が画素の青色の副画素２２３に入射する。

図２に示すように、ここで、マイクロプリズム２３１の底面２３２が画素アレイ層２２０の所在する平面と垂直し、画素において、マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶｎ個の副画素を順次に設置されている。図に点線矢印の方向は、マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向ける方向である。

同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、赤色の光の屈折率が最も小さく、青色の光の屈折率が最も大きいため、画素において、マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、赤色の副画素２２１、緑色の副画素２２２と青色の副画素２２３が順次に設定されている。

２）第２種類の位置関係において、隣接の二つのマイクロプリズム２３１毎に二つの隣接する画素が対応し、ここで、第１画素と第２画素のいずれもｎ個の副画素を含み、しかも第１画素が第２画素内の第ｎ個の副画素に隣接し、第１マイクロプリズム２３１は、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光を第１画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させ、第２マイクロプリズム２３１は、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光を第２画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させる。

同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、第１マイクロプリズム２３１より射出された赤色の光が第１画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光が第１画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光が第１画素の青色の副画素２２３に入射し、第２マイクロプリズム２３１より射出された赤色の光が第２画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光が第２画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光が第２画素の青色の副画素２２３に入射する。

図３に示すように、ここで、第１マイクロプリズム２３１の底面２３２が第２マイクロプリズム２３１の底面２３２に向き合って平行し、しかも第１マイクロプリズム２３１の底面２３２が画素アレイ層２２０の所在する平面に垂直し、第２マイクロプリズム２３１の底面２３２が画素アレイ層２２０の所在する平面に垂直し、第１画素において、第１マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶｎ個の副画素が順序に設置されており、第２画素において、第２マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶｎ個の副画素が順序に設置されている。図の左側の点線矢印の方向は、第１マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向ける方向であり、右側の点線矢印の方向は、第２マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向ける方向である。

同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、赤色の光の屈折率が最も小さく、青色の光の屈折率が最も大きいため、第１画素において、第１マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて赤色の副画素２２１、緑色の副画素２２２と青色の副画素２２３が順次に設置されており、第２画素において、第２マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、赤色の副画素２２１、緑色の副画素２２２と青色の副画素２２３が順次に設置されており、しかも第１画素内の青色の副画素２２３が第２画素内の青色の副画素２２３に隣接する。

３）第３種類の位置関係において、隣接の二つのマイクロプリズム２３１毎に二つの隣接する画素が対応し、第１画素と第２画素は、合計２ｎ−１個の副画素を含み、しかも第１画素と第２画素とは、第ｎ個の副画素を共有し、第１マイクロプリズム２３１は、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光が第１画素のうちの対応する色のｎ−１個の副画素、および共有する第ｎ個の副画素にそれぞれ入射し、第２マイクロプリズム２３１は、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、第２画素のうちの対応する色のｎ−１個の副画素、および共有する第ｎ個の副画素にそれぞれ入射する。

同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、第１マイクロプリズムが２３１より射出された赤色の光が、第１画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光が、第１画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光が共有する青色の副画素２２３に入射し、第２マイクロプリズム２３１より射出された赤色の光が、第２画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光が、第２画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光が共有する青色の副画素２２３に入射する。

第１画素と第２画素とは、第ｎ個の副画素を共有し、共有される副画素の面積が比較的大きいため、副画素の感光面積を増やすことができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

図４に示すように、第１マイクロプリズム２３１の底面２３２が、第２マイクロプリズム２３１の底面２３２に向きかって平行し、しかも第１マイクロプリズム２３１の底面２３２が、画素アレイ層２２０の所在する平面に垂直し、第２マイクロプリズム２３１の底面２３２が画素アレイ層２２０の所在する平面に垂直し、第１画素において、第１マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶｎ−１個の副画素と、共有する第ｎ個の副画素とが順次に設置されており、第２画素において、第２マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶｎ−１個の副画素と、共有する第ｎ個の副画素とが順次に設置されている。図内の左側の点線矢印の方向は、第１マイクロプリズム２３１の頂点２３３が底面２３２に向ける方向であり、右側の点線矢印の方向は、第２マイクロプリズム２３１の頂点２３３が底面２３２に向ける方向である。

同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、赤色の光の屈折率が最も小さく、青色の光の屈折率が最も大きいため、第１画素において、第１マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、赤色の副画素２２１、緑色の副画素２２２及び共有する青色の副画素２２３が順次に設定されており、第２画素において、第２マイクロプリズム２３１の頂点２３３から底面２３２に向けて、赤色の副画素２２１、緑色の副画素２２２及び共有する青色の副画素２２３が順次に設定されている。

本実施例において、画素アレイ層２２０とマイクロプリズム層２３０との間に、マイクロレンズ層２４０を設置しても良く、該マイクロレンズ層２４０は、光を収束するように構成され、光の透過率に影響を与えない。ここで、マイクロレンズ層２４０とマイクロプリズム層２３０との間は、複数の種類の位置関係を有することができ、本実施例において、その中の二つを例として説明する。

１）第１種類の位置関係において、カメラ感光素子は、マイクロレンズ層２４０をさらに含み、マイクロレンズ層２４０が画素アレイ層２２０とマイクロプリズム層２３０との間に位置し、マイクロプリズム２３１が射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、マイクロレンズ層２４０内のマイクロレンズ２４１は、マイクロプリズム２３１より射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光のうちの各種類の色の光を一つずつ収束してから、マイクロプリズム２３１に対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させるように構成される。

一つの実現方式において、図５に示すように、マイクロレンズ２４１毎に、１個の副画素が対応する。同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、マイクロプリズム２３１より射出された赤色の光がマイクロレンズ２４１によって収束されてから、マイクロプリズム２３１に対応する画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光がマイクロレンズ２４１によって収束されてから、画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光がマイクロレンズ２４１によって収束されてから、画素の青色の副画素２２３に入射する。

マイクロレンズ層２４０が画素アレイ層２２０とマイクロプリズム層２３０との間に位置しているため、マイクロレンズ層２４０は、マイクロプリズム層２３０より射出されたｎ種色の光内の各種類の色の光を一つずつ収束してから前記マイクロプリズム２３１に対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射することが可能であり、全ての種類の色の光が対応する色の副画素に入射するように保証することができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

２）第２種類の位置関係において、カメラ感光素子は、マイクロレンズ層２４０をさらに含み、マイクロレンズ層２４０は、マイクロプリズム層２３０と向き合って平行し、しかもマイクロレンズ層２４０が画素アレイ層２２０に隣接しておらず、マイクロレンズ層２４０内のマイクロレンズ２４１は、入射光を収束して射出するように構成され、マイクロプリズム２３１は、マイクロレンズ２４１より射出された、収束した光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、マイクロプリズム２３１に対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射する。

一つの実現方式において、図６に示すように、マイクロレンズ２４１毎に１個のマイクロプリズム２３１が対応する。同様に、１個の画素に３個の副画素が含まれる場合を例として説明すると、マイクロプリズム２３１がマイクロレンズ２４１より収束した入射光を７色の光に分解してから射出し、射出された赤色の光がマイクロプリズム２３１に対応する画素の赤色の副画素２２１に入射し、射出された緑色の光が画素の緑色の副画素２２２に入射し、射出された青色の光が画素の青色の副画素２２３に入射する。

ここで、マイクロプリズム層２３０を作成する方式は複数があり、本実施例において、その中の二つを例として説明する。

１）第１種類の作成方式において、マイクロプリズム層２３０は、並んでいる各々のマイクロプリズム２３１により形成される。この場合、画素の大きさと近いマイクロプリズム２３１を作成することが可能であり、各々のマイクロプリズム２３１と画素との位置関係に基づいて並び、マイクロプリズム層２３０を形成する。

２）第２種類の作成方式において、画素の大きさと近いマイクロプリズム２３１を作成することと、マイクロプリズム２３１を並ぶこととは難しいため、マイクロプリズム層２３０は、予定した材料のベースプレートによりエッチングして形成される。この場合、マイクロプリズム２３１と画素との位置関係に従ってエッチングして、マイクロプリズム層２３０を形成することができる。ここで、予定した材料は、光学ガラス、石英ガラス、アルカリ金属ハロゲン化物結晶体、プラスチック等々であっても良く、本実施例は限定しない。

以上に説明したように、本発明によって提供されているカメラ感光素子は、マイクロプリズムが入射光をｍ種色の光に分解して射出し、しかも射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光を、マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させることによって、マイクロプリズムによってｎ種色の光に分解することができ、ＲＧＢ光学フィルターによって一部色の光を吸収してからｎ種色の光を得ることではなく、カラーライトの入射する画素の透過率を向上させることができ、それによって、結像に必要とする感光時間が低減することができ、それによって低照度の条件での撮影効果が高まり、移動物の撮影効果も高まることができる。

第１画素と第２画素とは、第ｎ個の副画素を共有し、共有される副画素の面積が比較的大きいため、副画素の感光面積を増やすことができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

マイクロレンズ層は、画素アレイ層とマイクロプリズム層との間に位置し、このように、マイクロレンズ層は、マイクロプリズム層より射出されたｎ種色の光内の各種類の色の光を一つずつ収束してから前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させ、全ての種類の色の光が対応する色の副画素に入射するように保証することができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

マイクロプリズム層が、予定した材料のベースプレートによりエッチングして形成されており、このように、画素の大きさと近いマイクロプリズムを作成して並ばなくても良く、マイクロプリズム層を実現する難易度を低減することできる。

図７は、例示的な実施例により示されているカメラ感光素子を搭載する装置７００のブロック図である。例えば、装置７００は、携帯電話、コンピュータ、デジタル放送端末、メッセージ送受信機器、ゲームコントローラ、タブレット機器、医療設備、フィットネス設備、個人デジタルアシスタント等であっても良い。

図７に示すように、装置７００は、処理コンポーネント７０２、記憶装置７０４、電源コンポーネント７０６、マルチメディアコンポーネント７０８、オーディオコンポーネント７１０、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース７１２、センサコンポーネント７１４、及び通信コンポーネント７１６のうちの一つ、又は複数のコンポーネントを含むことが可能である。

処理コンポーネント７０２は、通常、装置７００における表示、電話コール、データ通信、カメラ操作及び記録操作に関係する操作のような全体操作を制御する。処理コンポーネント７０２は、上記の全部又は一部のステップを完成させるように、一つ又は複数のプロセッサ７１８を含んで命令を実行することが可能である。それ以外、処理コンポーネント７０２は、処理コンポーネント７０２がその他のコンポーネントとのインタラクションするために、一つ又は複数のモジュールを含むことが可能である。例えば、マルチメディアコンポーネント７０８と処理コンポーネント７０２とのインタラクションのために、処理コンポーネント７０２はマルチメディアモジュールを含むことが可能である。

記憶装置７０４は、装置７００の操作をサポートするように様々のデータを記憶するように構成される。これらのデータは、例示的に、装置７００で操作されるいずれのアプリケーション又は方法の命令、連絡先データ、電話帳データ、メッセージ、画像、ビデオなどを含む。記憶装置７０４は、任意タイプの揮発性記憶装置、不揮発性記憶装置、又はそれらの組み合わせで実現されることが可能であり、例えば、静的なランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、電気的消去可能、プログラム可能な読み取り専用な記憶装置（ＥＥＰＲＯＭ）、消去可能、プログラム可能な読み取り専用な記憶装置（ＥＰＲＯＭ）、プログラム可能な読み取り専用な記憶装置（ＰＲＯＭ）、読み取り専用な記憶装置（ＲＯＭ）、磁気記憶装置、フラッシュ記憶装置、磁気ディスク又は光ディスクである。

電源コンポーネント７０６は、装置７００の各コンポーネントに電気を提供する。電源コンポーネント７０６は、電源管理システム、一つ又は複数の電源、及び装置７００のための電力の生成、管理及び割り当てと関係するその他のコンポーネントを含むことが可能である。

マルチメディアコンポーネント７０８は、前記装置７００とユーザとの間に提供される出力インターフェースであるディスプレイを含む。幾つかの実施例において、ディスプレイは、液晶ディスプレー（ＬＣＤ）とタッチパネル（ＴＰ）を含むことができる。ディスプレイがタッチパネルを含む場合、ユーザからの入力信号を受けるために、ディスプレイはタッチスクリーンとして実現されることが可能である。タッチパネルは、タッチ、スライド及びタッチパネルにおけるジェスチャを感知するために、１個又は複数のタッチセンサを含む。前記タッチセンサは、タッチ又はスライドの動作の境界を感知することができるだけではなく、前記タッチ又はスライドの操作に関する持続時間と圧力も感知する。幾つかの実施例において、、マルチメディアコンポーネント７０８は、一つの前置撮影カメラ及び／又は後置撮影カメラを含む。装置７００が操作モード、例えば、撮影モード又はビデオモードである場合、前置撮影カメラ及び／又は後置撮影カメラは、外部マルチメディアのデータを受け取ることができる。前置撮影カメラと後置撮影カメラのいずれも、一つの固定の光学レンズシステムであっても良く、又はフォーカルレングス及び光学可変焦点の能力を備える。

オーディオコンポーネント７１０は、オーディオ信号を入力及び／又は出力するように構成される。例えば、オーディオコンポーネント７１０は、一つのマイク（ＭＩＣ）を含み、装置７００が操作モードである場合、例えばコールモード、記録モード及び音声認識モードである場合、マイクは、外部オーディオ信号を受け取るように構成される。受け取られたオーディオ信号は、さらに記憶装置７０４に記憶され、又は通信コンポーネント７１６を介して送信することができる。幾つかの実施例において、オーディオコンポーネント７１０は一つのスピーカーをさらに、含み、オーディオ信号を出力するように用いられる。

Ｉ／Ｏインターフェース７１２は、処理コンポーネント７０２と周辺インターフェースモジュールとの間にインターフェースを提供し、上記の周辺インターフェースモジュールは、キーボード、クリックホイール、ボタンなどであっても良い。これらのボタンは、ホームページのボタン、ボリュームボタン、起動ボタン及びロックボタンを含むことが可能であるが、それらに限定されない
センサコンポーネント７１４は、一つ又は複数のセンサを含み、装置７００に各種の状態評価を提供するために用いられる。例えば、センサコンポーネント７１４は、装置７００の開／閉状態、コンポーネントの相対定位を検出することができ、例えば、前記コンポーネントが装置７００のディスプレイとキーボードである。センサコンポーネント７１４はさらに、装置７００又は装置７００の一つのコンポーネントの位置変化、ユーザが装置７００にタッチしているか否か、装置７００の位置又は加速／減速、及び装置７００の温度変化も検出することができる。センサコンポーネント７１４は、近接センサを含むことができ、いずれの物理的な接触をせずに、周囲の物体の存在を検出するために用いられるように構成される。センサコンポーネント１７１４は光センサ、例えばＣＭＯＳ又はＣＣＤ画像センサをさらに含むことができ、撮像アプリケーションで使用することに用いられる。幾つかの実施例において、該センサコンポーネント７１４は加速度センサ、ジャイロセンサ、磁気センサ、圧力センサ又は温度センサをさらに含むことが可能である。

通信コンポーネント７１６は、装置７００とその他のデバイスとの間に有線又は無線方式の通信を有利にさせるように構成される。装置７００は、通信規格に基づく無線ネットワーク、例えばＷｉＦｉ、２Ｇ又は３Ｇ、又はそれらの組み合わせにアクセスすることができる。一つの例示的な実施例において、通信コンポーネント７１６は、ブロードキャストチャネルを介して、外部ブロードキャスト管理システムからのブロードキャスト信号を受信し、又は相関情報をブロードキャストする。一つの例示的な実施例において、前記通信コンポーネント７１６は近距離無線通信（ＮＦＣ）モジュールをさらに含み、短距離通信を促進させる。例えば、ＮＦＣモジュールは、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）技術、赤外線データ通信（ＩｒＤＡ）技術、超広帯域無線（ＵＷＢ）技術、ブルートゥース（登録商標）（ＢＴ）技術及びその他の技術に基づいて実現されることが可能である。

例示的な実施例において、装置７００は、１個又は複数のアプリケーション専用集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラム可能なロジックデバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサー又はその他の回路によって実現されることが可能であり、上記方法を実行することに用いられる。

例示的な実施例において、命令を含む非一時的コンピュータ読み取り可能記憶媒体、例えば、命令を含む記憶装置７０４をさらに提供し、上記命令は、装置７００のプロセッサ７１８によって実行され、上記方法を完成させる。例えば、前記非一時的コンピュータ読み取り可能記憶媒体は、ＲＯＭ、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク及び光学データ記憶装置などであっても良い。

当業者は、明細書を参照し、及びここで開示されている発明を実施した後、本発明のその他の実施形態を容易に想到し得ることになる。本出願の趣旨は、本発明のいずれかの変形、用途又は適切な変化を包含することであり、これらの変形、用途、又は適切な変化は、本発明の一般性の原理に従い、そして本発明の開示されていない本技術分野における一般知識又は慣用技術手段も含む。明細書と実施例は、単なる例示的なものとされる。本発明の範囲と精神は特許請求範囲によって示される。

なお、本発明は、上記に記載されている、図面に示されている明確な構成に限らず、その範囲を逸脱せず各種の改修と変化を行うことができる。本発明の範囲は、特許請求範囲のみによって限定される。

産業上の利用可能性
本発明の実施例により提供されている技術案は下記の効果がある。マイクロプリズムが入射光をｍ種色の光に分解して射出し、しかも射出されたｍ種色の光のうちのｎ種色の光を、マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させることによって、マイクロプリズムによってｎ種色の光に分解することができ、ＲＧＢ光学フィルターによって一部色の光を吸収してからｎ種色の光を得ることではなく、カラーライトの入射する画素の透過率を向上させることができ、それによって、結像に必要とする感光時間が低減することができ、それによって低照度の条件での撮影効果が高まり、移動物の撮影効果も高まることができる。

第１画素と第２画素とは、第ｎ個の副画素を共有し、共有される副画素の面積が比較的大きいため、副画素の感光面積を増やすことができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

マイクロレンズ層は、画素アレイ層とマイクロプリズム層との間に位置し、このように、マイクロプリズムレンズ層は、マイクロプリズム層により射出されたｎ種色の光のうちの各種類の色の光を一つずつ収束してから、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射させ、全ての種類の色の光が対応する色の副画素に入射するように保証することができ、それによって副画素の光透過率を増やすことができ、結像に必要とする感光時間を低減させることができる。

マイクロプリズム層が、予定した材料のベースプレートによりエッチングして形成されており、このように、画素の大きさと近いマイクロプリズムを作成して並ばなくても良く、マイクロプリズム層を実現する難易度を低減することできる。

Claims (8)

1. カメラ感光素子であって、
   前記カメラ感光素子は、シリコン基板層と、前記シリコン基板層の一面に貼着された画素アレイ層と、前記画素アレイ層に向き合って平行に設置されたマイクロプリズム層とを含み、
   前記マイクロプリズム層内のマイクロプリズムは、入射光をｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射し、ｎ＜＝ｍであり、
   二つの隣接するマイクロプリズム毎に、二つの隣接する画素が対応し、第１マイクロプリズムは第１画素に対応し、第２マイクロプリズムは第２画素に対応し、前記第１画素および前記第２画素は、合計２ｎ−１個の副画素を含み、前記第１画素および前記第２画素は、第ｎ個の副画素を共有し、共有された第ｎ個の副画素の面積が他の副画素の面積より大きく、
   前記第１マイクロプリズムの底面は、前記第２マイクロプリズムの底面に向き合って平行し、前記第１マイクロプリズムの底面は、前記画素アレイ層の所在する平面と垂直し、前記第２マイクロプリズムの底面は、前記画素アレイ層の所在する平面と垂直し、
   前記第１画素において、前記第１マイクロプリズムの頂点から前記底面に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とが順次に設定されており、前記第２画素において、前記第２マイクロプリズムの頂点から前記底面に向けて、対応する色の屈折率の小さい順に従って並ぶｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とが順次に設置されている、カメラ感光素子。
2. 第１マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記第１画素のうちの対応する色のｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とにそれぞれ入射し、第２マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記第２画素のうちの対応する色のｎ−１個の副画素と、共有する前記第ｎ個の副画素とにそれぞれ入射する、請求項１に記載のカメラ感光素子。
3. 前記カメラ感光素子は、マイクロレンズ層をさらに含み、前記マイクロレンズ層が前記画素アレイ層と前記マイクロプリズム層との間に位置し、
   前記マイクロプリズムは、前記入射光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、
   前記マイクロレンズ層内のマイクロレンズは、前記マイクロプリズムより射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光のうちの各種類の色の光を一つずつ収束してから、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射するように構成される、請求項１に記載のカメラ感光素子。
4. 前記カメラ感光素子は、マイクロレンズ層をさらに含み、前記マイクロレンズ層が前記マイクロプリズム層に向き合って平行し、かつ、前記マイクロレンズ層が前記画素アレイ層と隣接しておらず、
   前記マイクロレンズ層内のマイクロレンズは、入射光を収束してから射出するように構成され、
   前記マイクロプリズムは、前記マイクロレンズより射出された、収束した光を前記ｍ種色の光に分解して射出するように構成され、射出された前記ｍ種色の光のうちのｎ種色の光が、前記マイクロプリズムに対応する画素のうちの対応する色の副画素にそれぞれ入射する、請求項１に記載のカメラ感光素子。
5. 前記マイクロプリズム層は、各々のマイクロプリズムから、並んで形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカメラ感光素子。
6. 前記マイクロプリズム層は、予定した材料のベースプレートによりエッチングして形成される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のカメラ感光素子。
7. カメラであって、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のカメラ感光素子を含むカメラ。
8. 撮影端末であって、
   請求項７に記載のカメラを含む撮影端末。