包括分色透镜阵列的图像传感器和包括图像传感器的电子设备制造技术

提供一种图像传感器，包括：传感器基板，包括配置为感测红外线波段中的第一波长光的多个第一像素和配置为感测可见光波段中的第二波长光的多个第二像素；以及分色透镜阵列，设置在传感器基板上并且配置为改变入射在分色透镜阵列上的第一波长光的相位以使第一波长光会聚到多个第一像素，其中，分色透镜阵列包括配置为使第一波长光分别会聚在多个第一像素上的多个光会聚区域，并且其中多个光会聚区域中每一个的面积大于多个第一像素中每一个的面积。的面积。的面积。

【技术实现步骤摘要】
包括分色透镜阵列的图像传感器和包括图像传感器的电子设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2020年10月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2020
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0143877和于2021年6月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0083124的优先权，所述申请的全部公开内容通过引用合并于此。


[0003]本公开的示例实施例涉及包括分色透镜阵列的图像传感器和包括该图像传感器的电子设备，更具体地，涉及包括能够单独会聚红外光的分色透镜阵列的图像传感器、以及包括该图像传感器的电子设备。

技术介绍

[0004]为了获得三维(3D)图像或人眼检测不到的材料信息，正在开发包括可见光像素和红外像素两者的图像传感器，例如，多谱图像传感器或3D图像传感器。然而，当使用硅基光电转换元件时，红外像素的信号转换率低，并且由于微透镜而出现红外光的串扰，使其难以提高质量。

技术实现思路

[0005]一个或多个示例实施例提供了通过使用能够单独会聚红外光的分色透镜阵列而具有提高的光利用效率的图像传感器、以及包括该图像传感器的电子设备。
[0006]附加方面将部分地在接下来的描述中阐述，且将部分地通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过对本公开的示例实施例的实践来获知。
[0007]根据示例实施例的一个方面，提供了一种图像传感器，包括：传感器基板，包括配置为感测红外线波段中的第一波长光的多个第一像素和配置为感测可见光波段中的第二波长光的多个第二像素；以及分色透镜阵列，设置在所述传感器基板上并且配置为改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长光的相位以使所述第一波长光会聚到所述多个第一像素，其中，所述分色透镜阵列包括配置为使所述第一波长光分别会聚在所述多个第一像素上的多个光会聚区域，并且其中所述多个光会聚区域中每一个的面积大于所述多个第一像素中每一个的面积。
[0008]所述多个光会聚区域配置为改变所述第一波长光的相位，以使穿过所述多个光会聚区域的所述第一波长光可以具有在远离所述多个光会聚区域的中心的方向上减小的相位分布。
[0009]所述多个光会聚区域中每一个的面积可以是所述多个第一像素中每一个的面积的1.5倍至4倍。
[0010]所述分色透镜阵列可以配置为使穿过所述分色透镜阵列的所述第二波长光的相位具有恒定的相位分布。
[0011]所述图像传感器还可以包括：红外滤光器，设置在所述传感器基板与所述分色透镜阵列之间，所述红外滤光器在竖直方向上面对所述多个第一像素，所述红外滤光器配置为阻挡可见光。
[0012]所述图像传感器还可以包括：滤色器，设置在所述传感器基板与所述分色透镜阵列之间，所述滤色器在竖直方向上面对所述多个第二像素，所述滤色器配置为阻挡红外线。
[0013]所述图像传感器还可以包括设置在所述滤色器上的微透镜。
[0014]所述分色透镜阵列可以包括：第一像素对应区域，设置为在竖直方向上面对所述多个第一像素并且包括第一纳米柱；以及第二像素对应区域，设置为在竖直方向上面对所述多个第二像素并且包括第二纳米柱。
[0015]所述第一纳米柱可以设置在所述第一像素对应区域的中心，所述第二纳米柱可以设置在所述第二像素对应区域的中心，并且所述第一纳米柱的截面面积可以大于所述第二纳米柱的截面面积。
[0016]所述光会聚区域可以包括第一波长光会聚区域，所述第二波长光可以包括红光或蓝光，所述分色透镜阵列可以包括配置为使所述第二波长光会聚到所述多个第二像素的第二波长光会聚区域，所述第二波长光会聚区域的面积可以大于所述多个第二像素的面积，并且所述第一波长光会聚区域可以与所述第二波长光会聚区域部分地重叠。
[0017]所述传感器基板可以包括配置为感测第三波长光的多个第三像素和配置为感测第四波长光的多个第四像素，所述第二波长光可以是红光，所述第三波长光可以是蓝光，并且所述第四波长光可以是绿光，并且所述分色透镜阵列还可以配置为改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第二波长光的相位以使所述第二波长光会聚到所述多个第二像素，改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第三波长光的相位以使所述第三波长光会聚到所述多个第三像素，以及改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第四波长光的相位以使所述第四波长光会聚到所述多个第四像素。
[0018]所述传感器基板可以包括配置为感测第三波长光的多个第三像素和配置为感测第四波长光的多个第四像素，所述第二波长光可以是红光，所述第三波长光可以是蓝光，所述第四波长光可以是绿光，并且所述分色透镜阵列可以配置为改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长光的相位和所述第四波长光的相位，以使所述第一波长光和所述第四波长光的组合光会聚到所述多个第一像素和所述多个第四像素。
[0019]所述图像传感器还可以包括设置在所述多个第四像素上的滤色器，该滤色器配置为阻挡红外线。
[0020]所述图像传感器还可以包括设置在所述多个第一像素上的滤色器，该滤色器配置为阻挡可见光。
[0021]所述分色透镜阵列可以配置为改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第二波长光的相位以使所述第二波长光会聚到所述多个第二像素，以及改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第三波长光的相位以使所述第三波长光会聚到所述多个第三像素。
[0022]所述多个光会聚区域可以包括第一波长光会聚区域，所述分色透镜阵列可以包括配置为使所述第二波长光分别会聚在所述多个第二像素上的多个第二波长光会聚区域，并且所述多个第二波长光会聚区域中每一个的面积可以大于所述第一波长光会聚区域的面积。
[0023]根据示例实施例的另一个方面，提供了一种电子设备，包括：图像传感器，配置为将光学图像转换为电信号；以及处理器，配置为控制所述图像传感器，并且存储和输出由所述图像传感器生成的信号，其中，所述图像传感器包括：传感器基板，包括配置为感测红外线波段中的第一波长光的多个第一像素和配置为感测可见光波段中的第二波长光的多个第二像素；以及分色透镜阵列，设置在所述传感器基板上并且配置为改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长光的相位以使所述第一波长光会聚到所述多个第一像素，其中，所述分色透镜阵列可以包括配置为使所述第一波长光分别会聚在所述多个第一像素上的多个光会聚区域，并且所述多个光会聚区域中每一个的面积大于所述多个第一像素中每一个的面积。
[0024]所述多个光会聚区域可以配置为改变所述第一波长光的相位，以使穿过所述多个光会聚区域的所述第一波长光具有在远离所述多个光会聚区域的中心的方向上减小的相位分布。
[0025]所述多个光会聚区域中每一个的面积可以是所述多个第一像素中每一个的面积的1.5倍至4倍。
[0026]所述分色透镜阵列可以配置为使穿过所述分色透镜阵列的所述第二波长光的相位具有恒定的相位分布。
[0027]所述电子设备还可以包括：红外滤光器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，包括：传感器基板，包括配置为感测红外线波段中的第一波长光的多个第一像素和配置为感测可见光波段中的第二波长光的多个第二像素；以及分色透镜阵列，设置在所述传感器基板上，并且配置为改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长光的相位以使所述第一波长光会聚到所述多个第一像素，其中，所述分色透镜阵列包括配置为使所述第一波长光分别会聚在所述多个第一像素上的多个光会聚区域，并且其中，所述多个光会聚区域中每一个的面积大于所述多个第一像素中每一个的面积。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个光会聚区域配置为改变所述第一波长光的相位，以使穿过所述多个光会聚区域的所述第一波长光具有在远离所述多个光会聚区域的中心的方向上减小的相位分布。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个光会聚区域中每一个的面积是所述多个第一像素中每一个的面积的1.5倍至4倍。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述分色透镜阵列配置为使穿过所述分色透镜阵列的所述第二波长光的相位具有恒定的相位分布。5.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：红外滤光器，设置在所述传感器基板与所述分色透镜阵列之间，所述红外滤光器在竖直方向上面对所述多个第一像素，所述红外滤光器配置为阻挡可见光。6.根据权利要求1所述的图像传感器，还包括：滤色器，设置在所述传感器基板与所述分色透镜阵列之间，所述滤色器在竖直方向上面对所述多个第二像素，所述滤色器配置为阻挡红外线。7.根据权利要求6所述的图像传感器，还包括设置在所述滤色器上的微透镜。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述分色透镜阵列包括：第一像素对应区域，设置为在竖直方向上面对所述多个第一像素并且包括第一纳米柱；以及第二像素对应区域，设置为在竖直方向上面对所述多个第二像素并且包括第二纳米柱。9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中，所述第一纳米柱设置在所述第一像素对应区域的中心，其中，所述第二纳米柱设置在所述第二像素对应区域的中心，并且其中，所述第一纳米柱的截面面积大于所述第二纳米柱的截面面积。10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个光会聚区域包括第一波长光会聚区域，其中，所述第二波长光包括红光或蓝光，其中，所述分色透镜阵列包括配置为使所述第二波长光会聚到所述多个第二像素的第二波长光会聚区域，其中，所述第二波长光会聚区域的面积大于所述多个第二像素的面积，并且其中，所述第一波长光会聚区域与所述第二波长光会聚区域部分地重叠。11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述传感器基板包括配置为感测第三波
长光的多个第三像素和配置为感测第四波长光的多个第四像素，其中，所述第二波长光是红光，所述第三波长光是蓝光，并且所述第四波长光是绿光，并且其中，所述分色透镜阵列还配置为：改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第二波长光的相位以使所述第二波长光会聚到所述多个第二像素；改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第三波长光的相位以使所述第三波长光会聚到所述多个第三像素；以及改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第四波长光的相位以使所述第四波长光会聚到所述多个第四像素。12.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述传感器基板包括配置为感测第三波长光的多个第三像素和配置为感测第四波长光的多个第四像素，其中，所述第二波长光是红光，所述第三波长光是蓝光，所述第四波长光是绿光，并且其中，所述分色透镜阵列配置为改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第一波长光的相位和所述第四波长光的相位，以使所述第一波长光和所述第四波长光的组合光会聚到所述多个第一像素和所述多个第四像素。13.根据权利要求12所述的图像传感器，还包括设置在所述多个第四像素上的滤色器，所述滤色器配置为阻挡红外线。14.根据权利要求12所述的图像传感器，还包括设置在所述多个第一像素上的滤色器，所述滤色器配置为阻挡可见光。15.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述分色透镜阵列配置为：改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第二波长光的相位以使所述第二波长光会聚到所述多个第二像素；以及改变入射在所述分色透镜阵列上的所述第三波长光的相位以使所述第三波长光会聚到所述多个第三像素。16.根据权利要求12所述的图像传感器，其中，所述多个光会聚区域包括第一波长光会聚区域，其中，所述分色透镜阵列包括配置为使所述第二波长光分别会聚在所述多个第二像素上的多个第二波长光会聚区域，并且其中，所述多个第二波长光会聚区域中每一个的面积大于所述第一波长光会聚区域的面积。17.一种电子设备，包括：图像传感器，配置为将光学图像转换为电信号；以及处理器，配置为控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢淑英，尹鉐皓，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：