[实用新型]图像像素阵列和照相机模块

说明书

本申请要求提交于2014年6月26日的美国专利申请No.14/316,648的优先权，通过引用将其完整结合在此。

技术领域

本申请一般地涉及成像设备，并且更具体地，涉及具有可见成像能力和红外线成像能力两者的成像设备。

背景技术

现代电子设备诸如蜂窝电话、照相机和计算机通常使用数字图像传感器。成像器(即，图像传感器)可以由图像感测像素的二维阵列形成。每一个像素可以包括光传感器(诸如光电二极管)，所述光传感器接收入射光子(光)并且将光子转换为电信号。图像传感器有时被设计为使用联合影像专家组(JPEG)格式或者任何其它适合的图像格式向电子设备提供图像。

成像设备可以配置为捕捉红外线光谱范围以及可见光谱范围两者内的图像。红外线成像可用于若干不同应用，诸如三维(3D)成像、自动聚焦以及其它应用。然而，在常规的图像传感器中，难以将对应于红外光的信号与对应于可见光的信号分离开。如果不小心，由图像传感器中的颜色像素接收到的红外光可能降低在可见光谱中捕捉的图像的质量。

有时将红外线截止滤波器放置在图像传感器前面，以便防止红外光触及图像传感器。为了在红外线光谱范围内捕捉图像，为红外线成像使用单独的成像传感器。然而，使用两个单独的成像传感器成本高，并且会给电子设备增加不希望的体积。

因此，希望能够提供用于捕捉红外线和可见光谱范围内的图像的改进的成像设备。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决与现有技术中存在的一个或更多个问题相关的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种图像像素阵列。该图像像素阵列包括：多个光电二极管；微透镜阵列，其中每一个微透镜将光聚焦到所述光电二极管中的相应一个上；和图案化的红外光阻挡材料的层，置于所述微透镜阵列和所述多个光电二极管之间，其中所述红外光阻挡材料透射可见光并且阻挡红外光。

根据一个实施例，所述图像像素阵列包括用于检测可见光谱中的光的可见成像像素以及用于检测红外光谱中的光的红外线成像像素。

根据一个实施例，所述图案化的红外光阻挡材料的层包括与所述红外线成像像素中的相应一个对齐的至少一个开口。

根据一个实施例，所述图像像素阵列还包括：所述开口中的红外线通滤波器元件，其中所述红外线通滤波器元件阻挡可见光，并且透射红外光到与所述红外线成像像素中的相应一个相关联的相应光电二极管。

根据一个实施例，所述红外线通滤波器元件包括黑色聚合物。

根据一个实施例，所述图像像素阵列还包括：滤色器元件阵列，置于所述微透镜阵列和所述多个光电二极管之间，其中所述滤色器元件阵列中的每一个滤色器元件与所述红外光阻挡材料的相应部分重叠。

根据一个实施例，所述图案化的红外光阻挡材料的层置于所述滤色器元件阵列和所述多个光电二极管之间。

根据一个实施例，所述图案化的红外光阻挡材料的层置于所述微透镜阵列和所述滤色器元件阵列之间。

根据一个实施例，所述红外光阻挡材料包括允许所有波长的可见光通过的光可成像聚合物。

根据本实用新型的另一个方面，提供一种照相机模块。该照相机模块包括：具有像素阵列的图像传感器，所述像素阵列具有阻挡红外光并且透射可见光的红外光阻挡材料层；布置在所述图像传感器之上的将光聚焦在所述图像传感器上的透镜；和置于所述透镜和所述图像传感器之间的双带通滤波器，其中所述双带通滤波器透射对应于可见光的第一波长带以及对应于红外光的第二波长带。

根据本实用新型的实施例的一个有益技术效果是：能够同时捕捉可见以及红外线光谱范围内的图像。

附图说明

图1是根据本实用新型的实施例的具有照相机模块的例示性电子设备的图。

图2是示出了根据本实用新型的实施例，可以在图1所示类型的照相机模块中使用的双带通滤波器的频谱响应的曲线。

图3是根据本实用新型的实施例，具有在滤色器阵列之下形成的图案化红外线截止滤波器的例示性图像传感器的一部分的剖面侧视图。

图4是根据本实用新型的实施例，具有在滤色器阵列之上形成的图案化红外线截止滤波器的例示性图像传感器的一部分的剖面侧视图。

图5是示出了根据本实用新型的实施例，可以在红外线成像像素中使用的红外线通滤波器元件的频谱响应的曲线。

图6是示出了根据本实用新型的实施例，可以在可见成像像素中使用的红外线截止滤波器元件的频谱响应的曲线。