成像层、成像装置、电子设备、波带片结构及感光像元制造方法及图纸

本申请公开一种成像层、成像装置、电子设备、波带片结构及感光像元，包括成像层和位于所述成像层下侧的图像传感器，所述成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构，所述波带片结构包括遮光带和透光带，所述波带片结构使经目标物反射的光线汇聚于所述图像传感器上成像。在成像层上设置波带片结构，波带片结构是根据光干涉的原理计算设计得到，使得经过透光带的单色光相干增强汇聚于图像传感器上，进而使得汇聚在图像传感器上的光均为相干增强光线，极大的放大了光强。同时，由于增加了透光面积，由光的波动性产生的干涉/衍射的次峰的相对高度和其与主峰之间的距离也会降低。从而进一步提高了光学分辨率。

Imaging layer, imaging device, electronic equipment, band plate structure and photosensitive pixel

【技术实现步骤摘要】
成像层、成像装置、电子设备、波带片结构及感光像元
本申请涉及图像采集
，具体涉及一种成像装置。此外，本申请还涉及一种成像层、电子设备、波带片结构及感光像元。
技术介绍
现有的移动终端，如手机等，希望做到全面屏设计，并且将指纹识别和前置摄像头集成于显示屏下同时不影响显示。现有技术中已经有将指纹识别集成于显示屏下的技术，例如在先专利CN201710086890.6中提出了一种矩阵式小孔成像系统(MatrixPinholeImagingSystem，MAPIS)，用于近距离采集物体表面图像，如指纹图像、人脸图像等。MAPIS可以被应用在手机、平板电脑、智能手环等多种电子设备中。MAPIS一般包括小孔板和图像传感器。在小孔板上开设有多个成像孔。图像传感器设置在小孔板的一侧，并且与成像孔的位置对应。这样，根据小孔成像原理，小孔板另一侧的目标物上的光线，就可以穿过成像孔，在图像传感器上形成目标物的倒立的像。穿过每一个成像孔的光线都可以在图像传感器上形成一个相应的像，将这多个像进行拼接，就可以得到一个相对完整的关于目标物的图像。上述的MAPIS可以应用在具有显示屏的电子设备中，以用于采集指纹图像、人脸图像等。电子设备的显示屏包括阵列排布的发光像素，以及用于控制发光像素的电路。电路通常是不透明的，但是电路之间具有间隙，使显示屏上方的光线可以通过这些间隙，到达显示屏的下方。在显示屏的下方设置小孔板，通过小孔板上的成像孔的位置、大小和形状，来规范光线可以通过的区域。理想的小孔板上的成像孔孔径约为10-15μm。此时，通过成像孔的光线强度合适，衍射很小，故而在图像传感器上所形成的像的清晰度较高，分辨率较好，能够满足应用在具有显示屏的电子设备中的需求。但是，随着显示屏的分辨率越来越高，发光像素的排布越来越紧密，相应的电路也越来越多，这导致电路之间的间隙大幅减小(例如减小到约5μm)，难以达到理想的成像孔孔径的要求。在成像孔孔径受到间隙的限制而大幅减小的情况下，通过成像孔的光线强度减小，衍射严重，进而导致这些光线难以被图像传感器接收，容易淹没在图像传感器的热噪声之中。另一方面，现有技术中还不存在将前置摄像头集成于显示屏下并不影响显示的方案。最接近的方案有升降摄像头，水滴框，显示屏上开孔等。但是后两者都对显示有影响。在专利201811271636.4(申请号，尚未公开，有同日申请的技术)中，提出了一种屏下摄像头的方案。但是该方案也需要开一个相对较大的中心孔，并且需要搭配透镜使用。而由于透镜需要安置在显示屏下方，透镜的厚度会阻碍组装。
技术实现思路
本申请通过充分利用光的干涉增强特性，提供解决上述技术问题的成像层、应用该成像层的成像装置及电子设备。第一方面，本申请提供一种成像装置，包括成像层和位于所述成像层下侧的图像传感器，所述成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构，所述波带片结构包括遮光带和透光带，所述波带片结构使经目标物反射的光线汇聚于所述图像传感器上成像。第二方面，本申请提供一种电子设备，包括所述的成像装置和显示屏，所述显示屏包括电路层；当所述电路层包括若干面积较大的透光部分时，所述成像层上设有若干成像孔，所述成像孔内设有波带片结构，所述成像孔与所述面积较大的透光部分对应。第三方面，本申请提供一种电子设备，包括显示屏、成像层和图像传感器；所述显示屏包括电路层，所述电路层包括若干透光部分；所述成像层位于所述电路层下方；当所述若干透光部分面积较小时，所述成像层包括若干成像孔，所述成像孔内设有波带片结构，所述成像层与所述电路层对齐，使所述成像层的透光带与所述电路层的透光部分的重合面积最大，其中，一个所述波带片结构与多个所述透光部分对应；其中，所述波带片结构包括遮光带和透光带；当目标物接触所述显示屏时，经过目标物反射后，射入的光线穿过所述透光部分和透光带汇聚在所述图像传感上成像。结合第三方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，当所述成像层上开设有至少两个成像孔时，相邻的成像孔的像方视场不重合。结合第三方面及上述可能的实现方式，在第一方面第二种可能的实现方式中，当所述成像层上开设有至少两个成像孔时，相邻的成像孔的物方视场重合。结合第三方面及上述可能的实现方式，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述成像孔的数量为3个。结合第三方面及上述可能的实现方式，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述电路层上还包括阵列排布的发光像素，减少单位面积内的发光像素数量，在缺失的发光像素对应的成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构。结合第三方面及上述可能的实现方式，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述图像传感器与所述成像层之间的距离设置满足使物面上一点发出的光线汇聚于图像传感器上的一点。第四方面，本申请提供一种电子设备，一种成像装置，包括第三方面所述的成像层。第五方面，本申请提供一种电子设备，包括显示屏、成像层和图像传感器；所述显示屏包括电路层，所述电路层包括若干透光部分；所述成像层位于所述电路层下方；所述成像层下方设有至少三个图像传感器，所述三个图像传感器分别用于接收红光、绿光和蓝光；所述成像层与每个所述图像传感器对应的部分均设有波带片结构，所述波带片结构包括遮光带和透光带；当所述显示屏外的目标物发射光线时，每个所述图像传感器对应的波带片结构使对应波长的光线汇聚于对应的图像传感器上，并经过图像处理模块形成彩色图像。第六方面，本申请提供一种成像层，所述成像层包括由电路线排布的遮光部分和透光部分，所述透光部分使经目标物反射的光线汇聚于图像传感器上成像。第七方面，本申请提供一种成像层，所述成像层上设有波带片结构，所述波带片结构包括结构相同的第一波带片和第二波带片，所述第一波带片和第二波带片上下设置，使所述第一波带片和第二波带片的中心点之间的连线方向上的光线能够通过第一波带片和第二波带片并成像。第八方面，本申请提供一种倾斜的波带片结构，所述倾斜的波带片结构由如下方法得到：将正波带片结构放置在入射光线的法平面上，所述正波带片结构与入射光轴正交，其中，所述入射光线的入射角为θ；以正波带片结构的焦平面与入射光光轴的交点为中心，向所述正波带片结构进行中心投影，落在衍射屏所在平面上的投影即是倾斜的波带片结构。结合第八方面的第一种实现方式，倾斜的波带片结构的倾向角度背离环境光的入射方向，所述倾向角度为所述入射光线的入射角为θ。第九方面，本申请提供一种成像层，包括所述的倾斜的波带片结构。第十方面，本申请提供一种窄视场感光像元，在所述感光像元上表面设有视场光阑，所述视场光阑上方设有所述的波带片结构；所述波带片结构包括遮光带和透光带，所述波带片结构使经目标物反射的光线汇聚于所述图像传感器上成像；位于所述感光像元上方设定区域的物面，其像面落在所述视场光阑所在平面上；所述波带片结构和视场光阑使所述感光像元在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像装置，其特征在于，包括成像层和位于所述成像层下侧的图像传感器，所述成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构，所述波带片结构包括遮光带和透光带，所述波带片结构使经目标物反射的光线汇聚于所述图像传感器上成像。/n

【技术特征摘要】
1.一种成像装置，其特征在于，包括成像层和位于所述成像层下侧的图像传感器，所述成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构，所述波带片结构包括遮光带和透光带，所述波带片结构使经目标物反射的光线汇聚于所述图像传感器上成像。


2.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1所述的成像装置和显示屏，所述显示屏包括电路层；
当所述电路层包括若干第一透光部分时，所述成像层上设有若干成像孔，所述成像孔内设有波带片结构，所述成像孔与所述第一透光部分对应；所述第一透光部分的面积足够设置至少一个波带片结构。


3.一种电子设备，其特征在于，包括显示屏、成像层和图像传感器；
所述显示屏包括电路层，所述电路层包括若干第二透光部分；
所述成像层位于所述电路层下方；
所述成像层包括若干成像孔，所述成像孔内设有波带片结构，所述成像层与所述电路层对齐，使所述成像层的透光带与所述电路层的第二透光部分的重合面积最大，其中，一个所述波带片结构与多个所述第二透光部分对应；
其中，所述波带片结构包括遮光带和透光带；当目标物接触所述显示屏时，经过目标物反射后，射入的光线穿过所述第二透光部分和透光带汇聚在所述图像传感器上成像。


4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，当所述成像层上开设有至少两个成像孔时，相邻的成像孔的像方视场不重合。


5.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，当所述成像层上开设有至少两个成像孔时，相邻的成像孔的物方视场重合。


6.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述成像孔的数量为3个。


7.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述电路层上还包括阵列排布的发光像素，减少单位面积内的发光像素数量，在缺失的发光像素对应的成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构。


8.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述图像传感器与所述成像层之间的距离设置满足使物面上一点发出的光线汇聚于图像传感器上的一点。


9.一种成像装置，其特征在于，包括成像层,所述成像层位于电路层下方；
所述电路层包括若干第二透光部分，所述成像层包括若干成像孔，所述成像孔内设有波带片结构，所述成像层与所述电路层对齐，使所述成像层的透光带与所述电路层的第二透光部分的重合面积最大，其中，一个所述波带片结构与多个所述第二透光部分对应；
其中，所述波带片结构包括遮光带和透光带；当目标物接触显示屏时，经过目标物反射后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王曙光，蔡闹闹，
申请(专利权)人：印象认知北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11