TWI841071B

TWI841071B - 可薄型化的影像感應模組

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Publication number: TWI841071B
Application number: TW111144819A
Authority: TW
Inventors: 羅習五
Original assignee: 羅習五
Priority date: 2022-11-23
Filing date: 2022-11-23
Publication date: 2024-05-01
Also published as: TW202422122A

Abstract

一種可薄型化的影像感應模組，包含至少兩影像感應器、至少兩透鏡單元與至少兩濾光單元，該至少兩影像感應器彼此分離設置，各該影像感應器具有入光面，該至少兩透鏡單元分別設置在該至少兩影像感應器的入光面的外側，該至少兩濾光單元分別設置在該至少兩影像感應器與該至少兩透鏡單元之間，該至少兩濾光單元的濾光特性彼此相異；各影像感應器僅感應部分色光，僅需較小的進光量，故其與透鏡單元之相對距離較短，達成可薄型化的目的。

Description

可薄型化的影像感應模組

本發明涉及一種影像感應模組，特別是指可薄型化的影像感應模組。

為了滿足使用者拍照及錄影需求，影像感應模組(或稱相機模組)已成為諸如智慧型手機或平板電腦等電子裝置的基本配備。請參考圖20，習知影像感應模組基本上包含一影像感應器61、一濾光單元62與一透鏡單元63，且該透鏡單元63耦接一對焦馬達(圖中未示)。

該影像感應器61包含矩陣排列的複數個感光元件610，各該感光元件610例如可為互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)元件。該濾光單元62包含矩陣排列的複數個濾光透鏡，一個濾光透鏡對應設置在一個感光元件610的入光面之上。該透鏡單元63實質上可由多片透鏡所組成，如此一來，外界光線穿透該透鏡單元63與該濾光單元62而被該影像感應器61感應。該對焦馬達用以調整該透鏡單元63的焦距，舉例而言，常見的對焦馬達為音圈馬達(Voice Coil Motor,VCM)。

為了產生彩色影像，該濾光單元62包含不同顏色的濾光透鏡，故該些濾光透鏡又可稱為彩色濾光矩陣(Color filter array)，以圖20為例，包含紅色濾光透鏡621、綠色濾光透鏡622和藍色濾光透鏡623，其中，由一個紅色濾光透鏡621、一個藍色濾光透鏡623和兩個綠色濾光透鏡622構成一個2×2的矩陣單元，其即為知名的拜爾濾鏡(Bayer filter)。也就是說，於該影像感應器61中，僅有四分之一的感光元件610對應於該些紅色濾光透鏡621，僅有四分之一的感光元件610對應於該些藍色濾光透鏡623，僅有二分之一的感光元件610對應於該些綠色濾光透鏡622。以習知影像感應模組包含1200萬個感光元件610為例，僅有300萬個感光元件610對應於該些紅色濾光透鏡621，僅有300萬個感光元件610對應於該些藍色濾光透鏡623，僅有600萬個感光元件610對應於該些綠色濾光透鏡622，最後則由一處理器根據該些感光元件610的輸出訊號演算而生成一彩色影像。

可理解的是，增加該些感光元件610與其對應之濾光透鏡的數量，能有效提升該彩色影像的解析度，惟在維持同樣的影像品質前提下，數量更多的感光元件610之整體分布面積更廣，對應的也必需對應增加透鏡單元63之入光口徑，才能增加總進光量、提升或維持訊噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)、提升該彩色影像的解析度與畫質。

然而，增加透鏡單元63之入光口徑的前提下，同樣焦段的透鏡單元63會變得更長，習知影像感應模組(即：透鏡單元63、感光元件610等元件)的厚度必然增加，從而無法適用於智慧型手機或平板電腦或手機前置鏡頭或筆記型電腦的前置鏡頭或平板電腦的前置鏡頭等薄型裝置。

有鑒於此，本發明的主要目的是提供一種可薄型化的影像感應模組，以期克服先習知影像感應模組為了提高彩色影像的解析度卻導致其整體厚度也必需增加的問題。

本發明可薄型化的影像感應模組包含：至少兩影像感應器，該至少兩影像感應器彼此分離設置，各該影像感應器具有一入光面；至少兩透鏡單元，分別設置在該至少兩影像感應器的入光面的外側；以及至少兩濾光單元，分別設置在該至少兩影像感應器與該至少兩透鏡單元之間，該至少兩濾光單元的濾光特性彼此相異。

根據本發明影像感應模組的構造，該至少兩濾光單元的濾光特性彼此相異，也就是說，本發明每一個影像感應器透過其對應的濾光單元僅感應一部分的色光，非如習知影像感應模組僅利用單一影像感應器感應所有的色光，故本發明採用多個影像感應器整體而言能感應所有的色光(即：正常人眼所能感知的顏色範圍)，當該至少兩影像感應器電性連接一處理器時，該處理器根據該些影像感應器的輸出訊號演算、合成而生成一彩色影像。

當本發明增加每一個影像感應器中感光元件的數量時，因為每一個影像感應器透過其對應的濾光單元而僅感應一部分的色光，其所需單一透鏡單元的進光量小於習知影像感應器所需的單一透鏡單元的進光量，故本發明不用像習知影像感應模組需大幅增加其透鏡單元的體積，以較薄的厚度仍可達成提升訊噪比以及提升該彩色影像的解析度與畫質。是以，本發明影像感應模組能有效達到薄型化的目的，適用於薄型裝置。

另一方面，本發明中之單一透鏡單元只需對該部分的色光進行優化，因此可以降低每個透鏡單元的複雜度，例如在每個透鏡單元中，使用較少、較薄或較廉價的降低色散的透鏡，或者不使用降低色散的透鏡以更進一步的降低該透鏡單元的厚度，進而更適應於薄型裝置，例如當本發明應用於智慧型手機時，各該透鏡單元的表面與智慧型手機的機殼平面可彼此齊平或更趨於齊平。

10:影像感應模組

100:鏡頭

11:影像感應器

111:第一影像感應器

112:第二影像感應器

113,114:第三影像感應器

110:感光元件

12:透鏡單元

120:透鏡

121:第一透鏡單元

122:第二透鏡單元

123,124:第三透鏡單元

13:濾光單元

131:紅色濾光單元

131A:紅色濾片

132:綠色濾光單元

132A:綠色濾片

133:藍色濾光單元

133A:藍色濾片

134:黃色濾光單元

135:第一複合式濾光單元

136,139:第二複合式濾光單元

137:複合式濾光單元

138:單色濾光單元

14:對焦驅動單元

141:馬達

142:第二對焦驅動單元

15:框架

16:載板

20:智慧型手機

30:處理器

31,32:馬達控制器

41:第一分光鏡

42:第一分光鏡

43:第一分光鏡

50:自然光

61:影像感應器

610:感光元件

62:濾光單元

63:透鏡單元

621:紅色濾光透鏡

622:綠色濾光透鏡

623:藍色濾光透鏡

圖1：本發明影像感應模組應用在一智慧型手機的平面示意圖。

圖2：本發明影像感應模組之第一實施例的方塊示意圖。

圖3A：本發明影像感應模組之第一實施例中，第一影像感應器與紅色濾光單元的組合示意圖。

圖3B：本發明影像感應模組之第一實施例中，第二影像感應器與綠色濾光單元的組合示意圖。

圖3C：本發明影像感應模組之第一實施例中，第三影像感應器與藍色濾光單元的分解示意圖。

圖4：本發明中，由多片透鏡所組成的透鏡單元、影像感應器和濾光單元的示意圖。

圖5A：本發明中，對焦驅動單元之三個馬達、三個透鏡單元、馬達控制器和處理器的方塊示意圖。

圖5B：本發明中，對焦驅動單元之一個馬達、三個透鏡單元、馬達控制器和處理器的方塊示意圖。

圖6：本發明影像感應模組之第二實施例的示意圖。

圖7：本發明影像感應模組之第三實施例的示意圖。

圖8：本發明影像感應模組之第四實施例的示意圖。

圖9：本發明影像感應模組之第五實施例中，在第二透鏡單元與第二影像感應器之間設置可切換的濾光單元的示意圖(一)。

圖10：本發明影像感應模組之第五實施例中，在第二透鏡單元與第二影像感應器之間設置可切換的濾光單元的示意圖(二)。

圖11：本發明影像感應模組之第六實施例的示意圖。

圖12：本發明影像感應模組之第六實施例中，第一複合式濾光單元之濾片矩陣結構示意圖。

圖13：本發明影像感應模組之第六實施例中，第二複合式濾光單元之濾片矩陣結構示意圖。

圖14：本發明影像感應模組之第七實施例的示意圖。

圖15：本發明影像感應模組之第七實施例中，複合式濾光單元之濾片矩陣結構示意圖。

圖16：本發明影像感應模組之第七實施例中，單色濾光單元之濾片矩陣結構示意圖。

圖17：本發明影像感應模組之第八實施例的示意圖。

圖18：本發明影像感應模組之第九實施例的示意圖。

圖19：本發明影像感應模組之第十實施例的示意圖。

圖20：習知影像感應模組的分解示意圖。

本發明是一種可薄型化的影像感應模組，其又可稱作相機模組，可供安裝在一電子裝置，特別是指以薄型化設計為特色的電子裝置，本發明影像感應模組例如為智慧型手機、平板電腦或膝上電腦的視訊鏡頭，但不以此為限，圖1所示本發明影像感應模組10安裝在一智慧型手機20為例。

請配合參考圖2與圖3A至3C，本發明影像感應模組10包含至少兩影像感應器11、至少兩透鏡單元12與至少兩濾光單元13，或進一步包含一對焦驅動單元14，該些影像感應器11、透鏡單元12、濾光單元13與對焦驅動單元14係設置在一框架15。

該至少兩影像感應器11彼此分離設置，圖2是以三個影像感應器11為例，故於圖1對應呈現三鏡頭100，於其他實施例中，該至少兩影像感應器11可為兩個影像感應器11，容後說明。每個影像感應器11具有用以接收光線的一入光面，其中，每個影像感應器11包含矩陣排列的複數個感光元件110，各該感光元件110例如可為互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor,CMOS)元件。

該至少兩透鏡單元12分別設置在該至少兩影像感應器11的入光面的外側，可理解的是，請參考圖4，每個透鏡單元12實質上可由多片透鏡120所組成，以實現對焦功能。本發明的實施例中，一個透鏡單元12對應一個影像感應器11，而為一對一的對應關係，舉例而言，當影像感應器11的數量有三個，透鏡單元12的數量也為三個。需說明的是，因為影像感應器11、透鏡單元12與濾光單元13設置在該框架15，所以透過該框架15的結構設計，即可決定各該影像感應器11、各該透鏡單元12與各該濾光單元13之間的相對位置與相對距離。

該至少兩濾光單元13分別設置在該至少兩影像感應器11與該至少兩透鏡單元12之間，該至少兩濾光單元13的濾光特性彼此相異，其中濾光特性彼此相異是指過濾之光波長彼此相異，故該至少兩影像感應器11透過該至少兩濾光單元13整體而言能感應所有的色光(即：正常人眼所能感知的顏色範圍)。同理，一個濾光單元13對應一個影像感應器11，而為一對一的對應關係，舉例而言，當影像感應器11的數量有三個，濾光單元13的數量也為三個。

藉上述結構配置，外界光線穿透該些透鏡單元12與該些濾光單元13而分別被該些影像感應器11的感光元件110所感應，該些影像感應器11的感光元件110電性連接一處理器30，該處理器30根據該些影像感應器11的感光元件110的輸出訊號進行演算、合成而生成一彩色影像，該處理器30可為該智慧型手機20的中央處理器(CPU)或圖形處理器(GPU)。另需說明且可理解的是，本發明圖式僅示意繪製感光元件110的形式，例如圖3A至圖3C的感光元件110僅以8×8矩陣為例，實際上，該些感光元件110所形成矩陣的行數、列數可達數千以上。

如果該透鏡單元12需要對焦驅動單元14才可以於感光元件110上準確成像，那麼該對焦驅動單元14耦接該至少兩透鏡單元12以同步驅動該至少兩透鏡單元12中用於對焦的部分透鏡120，該對焦驅動單元14可電性連接該處理器30，由該處理器30驅動該對焦驅動單元14運轉，進而同步驅動該至少兩透鏡單元12中用於對焦的該部分透鏡120進行角度改變或位移，達成調整焦距、對焦的效果。其中，該處理器30可透過一馬達控制器31電性連接該對焦驅動單元14，該對焦驅動單元14的一實施例可包含至少兩馬達，各該馬達可選自對焦馬達、變焦馬達或鏡頭防震馬達，該至少兩馬達分別耦接該至少兩透鏡單元12，故請參考圖5A，如前所述的三個透鏡單元12，該對焦驅動單元14對應包含三個馬達141，各該透鏡單元12配置在各該馬達141內，使一個馬達141對應耦接一個透鏡單元12，馬達141與透鏡單元12為一對一的對應結構。另請參考圖5B，該對焦驅動單元14的另一實施例可包含單一馬達141，該些透鏡單元12配置在該馬達141內而共用該馬達141，也就是說，該馬達141運轉時，能同步驅動該些透鏡單元12中用於對焦的該部分透鏡120進行對焦。

需說明的是，該對焦驅動單元14與該些透鏡單元12的驅動原理非本發明的主要訴求，容不詳述。舉例來說，圖5A、圖5B所示的馬達141可為音圈馬達(Voice Coil Motor,VCM)，通過線圈、磁鐵和彈片的協同運作，產生的磁場強度足以同步調整該些透鏡單元12中之透鏡的角度與位移，以達成同步調整焦距、對焦的效果。本發明的特色，如以下記載的各實施例，結構上各該影像感應器11與各該透鏡單元12已配置為適當的相對距離，該些透鏡單元12中用於對焦的該部分透鏡120可被同步驅動移動而分別對應地對焦於該些影像感應器11，故本發明並不是以個別、非同步方式驅動各馬達141，本發明中，對於該些透鏡單元12而言，圖5A所示的多個馬達141或圖5B所示的單一馬達141邏輯上即可等效於一個馬達。

以下配合圖式說明本發明影像感應模組的實施例。

1、第一實施例

請參考圖2與圖3A至3C，該些影像感應器11為一第一影像感應器111、一第二影像感應器112與一第三影像感應器113；該些透鏡單元12分別為一第一透鏡單元121、一第二透鏡單元122與一第三透鏡單元123；該些濾光單元13依照需求及光學原料的光學特性，可包含一紅色濾光單元131、一綠色濾光單元132與一藍色濾光單元133，或於其他實施例(圖中未示)中可包含一紅色濾光單元、一黃色濾光單元與一藍色濾光單元，本實施例以紅色濾光單元131、綠色濾光單元132與藍色濾光單元133的組合為例；其中，各該濾光單元13所允許通過的光波長對應為人類視網膜對色光的感知的範圍，例如該紅色濾光單元131可供波長為625~740nm的光線通過，該綠色濾光單元132可供波長為500~565nm的光線通過，該藍色濾光單元133可供波長為480~500nm的光線通過，該黃色濾光單元可供波長為565~590nm的光線通過，前述中，紅色、綠色、藍色、黃色濾光單元所允許通過的光波長為概略值。

在第一實施例中，該紅色濾光單元131包含複數個紅色濾片131A，分別設置在該第一影像感應器111的該些感光元件110上，故該些紅色濾片131A亦對應為矩陣排列；同理，該綠色濾光單元132的複數個綠色濾片132A分別設置在該第二影像感應器112的該些感光元件110上，且為矩陣排列；該藍色濾光單元133的複數個藍色濾片133A分別設置在該第三影像感應器113的該些感光元件110上，且為矩陣排列。

就折射率而言，紅色濾片131A的折射率小於綠色濾片132A的折射率，又綠色濾片132A的折射率小於藍色濾片133A的折射率，因此，該第一影像感應器111與該第一透鏡單元121之間的相對距離大於該第二影像感應器112與該第二透鏡單元122之間的相對距離，又該第二影像感應器112與該第二透鏡單元122之間的相對距離大於該第三影像感應器113與該第三透鏡單元123之間的相對距離。

為對應前述相對距離的特性，在圖2所示的第一實施例中，該第一影像感應器111、該第二影像感應器112與該第三影像感應器113彼此位於不同平面，而該第一透鏡單元121、該第二透鏡單元122與該第三透鏡單元123的曲率彼此相同且位於相同平面。圖2所示的第一實施例可以讓該些透鏡單元12共用該對焦驅動單元14，減少因不同對焦距離所產生的干擾問題。例如：磁場的干擾。

2、第二實施例

請參考圖6所示的第二實施例，其與第一實施例的不同在於：在第二實施例中，該第一影像感應器111、該第二影像感應器112與該第三影像感應器113位於相同平面，而該第一透鏡單元121、該第二透鏡單元122與該第三透鏡單元123彼此位於不同平面。圖6所示的第二實施例可以讓該些透鏡單元12共用該對焦驅動單元14，減少因不同對焦距離所產生的干擾問題。例如：磁場的干擾。

3、第三實施例

請參考圖7所示的第三實施例，其與第一實施例的不同在於：在第三實施例中，該第一影像感應器111、該第二影像感應器112與該第三影像感應器113位於相同平面，而該些透鏡單元12的曲率彼此不同，該第一透鏡單元121的曲率大於該第二透鏡單元122的曲率，該第二透鏡單元122的曲率大於該第三透鏡單元123的曲率。可理解的是，請參考圖4，各該透鏡單元12由多片透鏡所組成，故各該透鏡單元12可視為對應於該多片透鏡的一等效透鏡，如前所述各該透鏡單元12的「曲率」指的是該等效透鏡的一「等效曲率」，本發明其他實施例亦依此類推；是以，本實施例透過該第一透鏡單元121、該第二透鏡單元122和該第三透鏡單元123的不同曲率，對於該紅色濾光單元131、該綠色濾光單元132和該藍色濾光單元133產生相等的焦距，使得三種色光可以在該第一至第三透鏡單元121、122、123為耦合的情況下都能正確的於該第一至第三影像感應器111、112、113上成像。圖7所示的第三實施例可以讓該些透鏡單元12共用該對焦驅動單元14，減少因不同對焦距離所產生的干擾問題。例如：磁場的干擾。

4、第四實施例

請參考圖8所示的第四實施例，其與第一實施例的不同在於：在第四實施例中，各該濾光單元13分離於各該影像感應器11，其中，該紅色濾光單元131為設置在該第一影像感應器111上方的一紅色濾光透鏡，該綠色濾光單元132為設置在該第二影像感應器112上方的一綠色濾光透鏡，該藍色濾光單元133為設置在該第三影像感應器113上方的一藍色濾光透鏡。其中，該紅色濾光透鏡、該綠色濾光透鏡與該藍色濾光透鏡係設置在該框架15。

5、第五實施例

第五實施例與第四實施例的不同在於：請參考圖9，第五實施例進一步包含另一顏色的濾光單元，例如一黃色濾光單元134與一載板16，該黃色濾光單元134為一黃色濾光透鏡，該黃色濾光單元134與該綠色濾光單元132沿著一直線設置在該載板16中，其中，該黃色濾光單元134與該綠色濾光單元132的頂面與底面外露於該載板16。該載板16可連接一致動器(圖中未示)，該致動器例如可為線性馬達或超音波馬達，該致動器能驅動該載板16沿著一直線來回移動，其中，該黃色濾光單元134與該綠色濾光單元132所沿著的該直線對應於該載板16移動時所沿著的該直線。該致動器可電性連接該處理器30以受控於該處理器30。於另一實施例中，該載板16可由外部力量進行手動切換。此外，該處理器30可透過檢測元件(例如微動開關)檢測該載板16的位置。

是以，在圖9所示的一第一狀態下，該綠色濾光單元132位於該第二透鏡單元122與該第二影像感應器112之間；當該致動器驅動該載板16移動後，形成圖10所示的一第二狀態，改由該黃色濾光單元134位於該第二透鏡單元122與該第二影像感應器112之間；該處理器30可驅動該致動器，在該第一狀態與該第二狀態之間進行切換，以適應不同拍照場景。

舉例來說，在該第一狀態下，該第一至該第三影像感應器111、112、113的感光元件110整體接收紅、綠、藍的光線，一般適於光線充足(例如白天)的拍照場景，也就是說，能在白天增加該彩色影像的顏色分辨率。在該第二狀態下，該第一至該第三影像感應器111、112、113的感光元件110整體接收紅、黃、藍的光線，一般適於較暗(例如晚上)的拍照場景，也就是說，能在晚上獲得更好的亮度資訊。此外，也為了適應各種拍照環境，該綠色濾光單元132的濾光特性(色調)可為但不限於具有較高遮光率的深綠色、具有較低遮光率的淺綠色、或具有遮光率介於深綠色與淺綠色之間的其他色調綠色；同理，該黃色濾光單元134的濾光特性可為但不限於具有較高遮光率的深黃色、具有較低遮光率的淺黃色、或具有遮光率介於深黃色與淺黃色之間的其他色調黃色。

6、第六實施例

請參考圖11至圖13，該至少兩影像感應器11為一第一影像感應器111與一第二影像感應器112；該至少兩透鏡單元12為一第一透鏡單元121與一第二透鏡單元122；該些濾光單元13為一第一複合式濾光單元135與一第二複合式濾光單元136，該第一複合式濾光單元135包含多種(本實施例為兩種)不同顏色的濾片，該第二複合式濾光單元136也包含多種(本實施例為兩種)不同顏色的濾片。

該第一與該第二影像感應器111、112透過該第一與該第二複合式濾光單元135、136所感應到的光的顏色相當於人眼所能感知的顏色範圍。本實施例中，該第一與該第二複合式濾光單元135、136的濾片顏色不完全相同，其具有一種相同顏色的濾片，且該第一複合式濾光單元135具有一種以上的濾片顏色相異於該第二複合式濾光單元136中的全部濾片顏色；或於其他實施例中，該第一與該第二複合式濾光單元135、136的濾片顏色完全不相同。

舉例而言，當該第一與該第二複合式濾光單元135、136的濾片顏色具有一種相同顏色的濾片時，該第一與該第二複合式濾光單元135、136所具有相同顏色濾片可為綠色濾片132A，其中，該第一複合式濾光單元135包含複數個綠色濾片132A與複數個藍色濾片133A，該些綠色濾片132A與該些藍色濾片133A分別設置在該第一影像感應器111的感光元件110上，如圖12所示，該些綠色濾片132A與該些藍色濾片133A在橫向及縱向係彼此交錯排列。該第二複合式濾光單元136包含複數個綠色濾片132A與複數個紅色濾片131A，該些綠色濾片132A與該些紅色濾片131A分別設置在該第二影像感應器112的感光元件110上，如圖13所示，該些綠色濾片132A與該些紅色濾片131A在橫向及縱向係彼此交錯排列。該第一複合式濾光單元135中的藍色濾片133A的顏色相異於該第二複合式濾光單元136中的全部濾片的顏色(即：綠色濾片132A與紅色濾片131A)。於一實施例中，圖13中的紅色濾片131A與綠色濾片132A的排列順序可作對調，對調後，該第一複合式濾光單元135的綠色濾片132A及該第二複合式濾光單元136的綠色濾片132A相當於可涵蓋所有像素格，而不對調順序(即對應於目前圖12與圖13的態樣)則可以降低產生最終影像的複雜度。

就折射率而言，綠色濾片132A和藍色濾片133A的整體(等效)折射率大於綠色濾片132A和紅色濾片131A的整體(等效)折射率，因此，該第一影像感應器111與該第一透鏡單元121之間的相對距離小於該第二影像感應器112與該第二透鏡單元122之間的相對距離。為了對應不同色光具有不同折射率的需求，可以採用如前所述圖2、圖6、圖7的配置手段，例如：在圖11所示的第六實施例中，採用如圖2的配置手段，讓圖11所示該第一與該第二影像感應器 111、112彼此位於不同平面，而該第一與該第二透鏡單元121、122的曲率彼此相同且位於相同平面。

另一方面，該第一與該第二複合式濾光單元135、136都具有綠色濾片132A，因此該第一與該第二影像感應器111、112所感應到的光的顏色有交集，即綠色的光，如此一來，該處理器30根據該第一與該第二影像感應器111、112的輸出訊號進行影像合成時，相同顏色的像素(本發明實施例為綠色)可以做為參考點，讓影像的合成更加的容易、精準。

再一方面，為了提升高亮度環境的拍攝表現，可加深其中之一複合式濾光單元中的其中之一色光濾片的顏色，也就是說降低該色光濾片的透光率，舉例來說，於該第一複合式濾光單元135的綠色濾片132A上添加灰色以降低其透光率。如此一來，拍照時，該第一複合式濾光單元135於高亮度環境可提供較好的表現，相對的，該第二複合式濾光單元136於低亮度環境可提供較好的表現。

於其他實施例中，當該第一與該第二複合式濾光單元135、136的濾片顏色完全不相同時，該第一複合式濾光單元135例如可包含複數個紅色濾片與複數個黃色濾片，該第二複合式濾光單元136例如可包含複數個綠色濾片和與複數個藍色濾片，其配置可依前述類推，容不重複詳述。

7、第七實施例

請參考圖14至圖16，該些影像感應器11為一第一影像感應器111與一第二影像感應器112；該些透鏡單元12為一第一透鏡單元121與一第二透鏡單元122；該些濾光單元13為一複合式濾光單元137與一單色濾光單元138，其中，該複合式濾光單元137包含多種(本實施例為兩種)不同顏色的濾片，該單色濾光單元138具有單一顏色的濾片，該複合式濾光單元137的濾片顏色相異於該單色濾光單元138的濾片顏色，且該第一與該第二影像感應器111、112分別透過該複合式濾光單元137與該單色濾光單元138所感應到的光的顏色對應於正長人眼所能感知的顏色範圍。

可理解的是，當各該影像感應器11所感知的光譜頻段越窄，所產生色散現象越小，也就是說，光譜上連續色光比非連續色光的色散問題較小。是以，該複合式濾光單元137的兩種濾片顏色較佳的為光譜上連續的色光，例如為紅色濾片與綠色濾片的組合或綠色濾片與藍色濾片的組合。舉例而言，該複合式濾光單元137包含複數個紅色濾片131A與複數個綠色濾片132A，該些紅色濾片131A與該些綠色濾片132A分別設置在該第一影像感應器111的感光元件110上，如圖15所示，該些紅色濾片131A與該些綠色濾片132A在橫向及縱向係彼此交錯排列。如圖16所示，該單色濾光單元138包含複數個藍色濾片133A，該些藍色濾片133A分別設置在該第二影像感應器112的感光元件110上。

就折射率而言，綠色濾片132A與紅色濾片131A的整體(等效)折射率小於藍色濾片133A的折射率，因此，該第一影像感應器111與該第一透鏡單元121之間的相對距離大於該第二影像感應器112與該第二透鏡單元122之間的相對距離。在圖14所示的第七實施例中，該第一與該第二影像感應器111、112彼此位於不同平面，而該第一與該第二透鏡單元121、122的曲率彼此相同且位於相同平面。

因為該複合式濾光單元137採取光譜上連續色光的濾片組合，故相對降低色散鏡的需求，有效簡化該第一透鏡單元121的設計與構造。另一方面，該第二影像感應器112透過該單色濾光單元138只感應單一色光，因此可以直接在該第二影像感應器112上實現一全畫素相位檢測手段，該全畫素相位檢測手段可參考索尼公司(Sony)的2×2 OCL(on-chip lens)技術或Octa PD技術，對於該處理器30而言，由於從該第二影像感應器112接收到的輸出訊號都偵測相同的顏色(因為透過藍色濾片133A)，因此所有的像素都可以與相鄰的像素構成相位對焦，也能達到精度更高的對焦。如圖14所示，可以簡化該第二影像感應器112的結構，在每個顏色都有相同的進光量的前提下，該第二影像感應器112的感光元件110的面積可小於該第一影像感應器111的感光元件110的面積，也就是說該第二影像感應器112每個像素(pixel)的進光量對應於其感光元件110(感光位元)的進光量，對應的，該第二透鏡單元122的面積與體積也可小於該第一透鏡單元121的面積與體積，即可達成節省使用空間的效果。

8、第八實施例

和圖14所示的第七實施例相比，於圖17所示的第八實施例中，該第二影像感應器112的感光元件110的面積等於該第一影像感應器111的感光元件110的面積，此時，將該第一與該第二影像感應器111、112相比，該第一影像感應器111感應到的色光包含兩種顏色，該第二影像感應器112感應到的色光僅為單一顏色，且該第二影像感應器112的感光元件110的面積比第七實施例更大而進光量更高，故當該第一、第二影像感應器111、112中的感光元件110數量相同時，該第二影像感應器112的色光解析度當然大於該第一影像感應器111的光色解析度，亦即該第二影像感應器112的色光解析度是該第一影像感應器111的兩倍，藉此特性，供該處理器在以下不同拍攝情境進行影像合成時，可以獲得更佳影像效果。

9、第九實施例

和圖17所示的第八實施例相比，請參考圖18所示的第九實施例進一步包含一第二複合式濾光單元139、一第三影像感應器114與一第三透鏡單元124，或進一步包含一第二對焦驅動單元142。其中，圖17所示的該對焦驅動單元14可定義為一第一對焦驅動單元；該第二複合式濾光單元139的構造與功能等同於該複合式濾光單元137；該第三影像感應器114的構造與功能等同於該第一影像感應器111，且該第三影像感應器114與該第一影像感應器111可位於同一平面(或不同平面)，以使得該第三透鏡單元124與該第二透鏡單元122具有類似的對焦行程；該第一透鏡單元121為一廣角透鏡單元，可應用於廣角拍攝情境(容後說明)；該第三透鏡單元124為一遠焦透鏡單元，可應用於長焦距拍攝情境(容後說明)；該第一透鏡單元121的焦段與該第二透鏡單元122的焦段相同，例如所述焦段相當於全片幅的28mm；該第二對焦驅動單元142可為音圈馬達，其耦接該第三透鏡單元124，該處理器30透過一馬達控制器32電性連接該第二對焦驅動單元142，以驅動該第三透鏡單元124中的對焦鏡片組進行對焦。

在廣角拍攝情境下，該第一與第二透鏡單元121、122共用該對焦驅動單元14已如前所述；另在長焦距拍攝情境下，該對焦驅動單元14(第一對焦驅動單元)與該第二對焦驅動單元142同步受控於該處理器30，也就是說，該對焦驅動單元14(第一對焦驅動單元)與該第二對焦驅動單元142邏輯上亦可等效於一個馬達。在長焦距拍攝情境下，該對焦驅動單元14只需驅動該第二透鏡單元122，並且該第二對焦驅動單元142只需驅動該第三透鏡單元124。該第二透鏡單元122與該第三透鏡單元124中間為該第一透鏡單元121，該第一透鏡單元121並未參與到長焦距拍攝情境。因此可以將該第一透鏡單元121視為一個避免磁場干擾的隔離空間。例如該對焦驅動單元14在實體上可以為二個較小的對焦馬達，可同時驅動該第二透鏡單元122及該第一透鏡單元121，或者單獨使用驅動該第二透鏡單元122及該第一透鏡單元121。

(1)長焦距拍攝情境：該處理器30執行長焦距拍攝功能時，根據該第二與該第三影像感應器112、114之輸出訊號產生的影像分別定義為一第一影像與一第二影像。由於該第二影像感應器112的色光解析度較該第三影像感應器114高，故當該處理器30對該第一影像與該第二影像進行演算及合成時，可以利用該第一影像的中間部分像素(pixel)與該第二影像進行演算及合成，以產生真實的高解析度的長焦段影像。

(2)廣角拍攝情境：該處理器30執行廣角拍攝功能時，根據該第二與該第一影像感應器112、111之輸出訊號產生的影像分別定義為一第一影像與一第三影像，該處理器30對該第一影像與該第三影像進行演算及合成時，其中該第三影像的全部像素(pixel)可完整與該第一影像合成，如此一來，該處理器30所計算每一個邏輯像素點具有實體的「紅、藍色」或者「綠、藍色」的色彩資訊，其中，「紅、藍色」所需的綠色資訊及「綠、藍色」所需的紅色資訊可以採用去馬賽克(De-mosaicing)方式去完成，例如採用相鄰邏輯像素點的顏色進行內插，由於每個邏輯像素需要推算的顏色較少(僅綠色資訊或紅色資訊)，因此可以獲得更逼真、鮮豔的顏色。

10、第十實施例

本發明第十實施例可進一步包含至少兩分光鏡，該至少兩分光鏡可安裝在框架15且分別設置在該至少兩透鏡單元的入光面的外側，而形成潛望式影像感應模組，各該分光鏡可為稜鏡。舉例而言，請參考圖19，其是以圖2所示的實施例為基礎，該至少兩分光鏡包含一第一分光鏡41、一第二分光鏡42與一第三分光鏡43，該第一分光鏡41設置於該第一透鏡單元121的外側，該第二分光鏡42設置於該第二透鏡單元122的外側，該第三分光鏡43設置於該第三透鏡單元123的外側。藉此結構，該第一至該第三分光鏡41、42、43可分別反射來自外在環境的自然光50，並透過該些透鏡單元12和該些濾光單元13而分別投射到該第一至第三影像感應器111、112、113。依此類推，本發明其他實施例亦可對應設置分光鏡，容不重複贅述。

綜上所述，本發明該些影像感應器11透過該些濾光單元13整體而言能感應正常人眼所能感知的顏色色光範圍，其中每一個影像感應器11透過其對應的濾光單元13而僅感應一部分的色光，當本發明增加每一個影像感應器11中感光元件110的數量時，僅需較小的進光量即可，不需大幅增加該些影像感應器11與該些透鏡單元12之相對距離；再者，該些透鏡單元12共用一馬達141(如圖5B之實施例)，或者在配置多個馬達141時密集安裝該多個馬達141與透鏡單元12(如圖5A之實施例)，由於該些透鏡單元12的對焦原理相同(因為，已針對不同色光的折射率安排鏡頭的折射率或鏡頭與感光元件的距離)，而能避免驅動單元之間的干擾，例如磁干擾，進而精簡驅動機構的設計或使用；另外，本發明在具有不同焦距的影像感應器11的情況下，可以共用部分透鏡單元及影像感應器(如圖18之實施例)。是以，本發明以較薄的厚度(或體積)仍可達成提升訊噪比以及提升該彩色影像的解析度與畫質，能有效達到薄型化的目的。