[实用新型]一种应用于彩色成像的滤波单元及滤波芯片

说明书

本实用新型公开了一种应用于彩色成像的滤波单元，其特征在于，多层膜干涉滤波结构的上表面设置染料薄膜层，所述染料薄膜层对入射、反射的非透射光线进行双重吸收。此外还公开了集成上述滤波单元的一种宽光谱彩色滤波芯片及其制备方法，该滤波芯片解决了传统染料滤光薄膜高透过率、低截止透过率之间的矛盾，使得多层膜干涉滤波结构应用于彩色成像与显示领域成为了现实。

技术领域

本实用新型涉及彩色成像与显示领域，尤其涉及一种应用于彩色成像的滤波单元及滤波芯片。

背景技术

目前对于智能手机等移动端应用的摄像拍照性能要求愈来愈高，彩色相机的色彩还原能力直接关乎成像质量，是各大相机生产商看重的关键指标。现今主流彩色成像技术是通过黑白图像传感器结合RGB彩色滤光阵列(CFA)来实现彩色合成与色彩还原，目前最常用的CFA结构通常是由染料与高分子树脂组合成滤光薄膜，通过染料的选择性吸收特性进行滤波。然而，在保持足够透过率时，传统的染料型彩色滤波结构在非透过区域的截止性能较差，不同波长颜色的区分度不高，严重影响色彩复原质量。对于现今所广泛采用的染料型薄膜滤波结构，无法同时兼顾高透过率与低截止透过率，是制约其彩色成像质量进一步提升的关键所在。

因此，在宽光谱彩色滤波应用方面，开发设计同时具备高透过率、低截止透过率和低反射率的宽谱滤波结构芯片，对于弥补现有技术存在的缺陷、进一步提高成像质量尤为重要，对提升移动端应用的彩色成像性能意义重大。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种高质量彩色成像的滤光单元及滤光芯片。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：

(1)传统上与黑白图像传感器结合的彩色滤波装置是：RGB彩色滤光薄膜阵列。这种装置的缺点是：截止性能差，不同波长颜色区分度不高，色彩复原质量低。

(2)多层膜系的干涉滤波片，由于眩光效应的影响，无法应用于彩色成像与显示领域。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种应用于彩色成像的滤波单元，多层膜干涉滤波结构的上表面设置染料薄膜层，所述染料薄膜层对入射、反射的非透射光线进行双重吸收。

进一步地，所述染料薄膜层厚度介于10nm～800nm。

在本实用新型的另一较佳实施例中，提供了一种应用于彩色成像的滤波芯片，包括由滤波单元(在多层膜干涉滤波结构的上表面设置染料薄膜层)重复排列而成的滤波层，滤波层上面设置微透镜结构阵列层，滤波层下面设置图像传感器。

进一步地，所述应用于彩色成像的滤波芯片由上而下依次设置所述滤波层、所述微透镜结构阵列层、所述图像传感器。

进一步地，所述重复排列包括：拜耳阵列排列。

进一步地，所述拜耳阵列排列包括：RGBG、GRGB、RGGB、RGBW。

技术效果

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、宽谱透过能量高。与现有染料滤波结构相比，本实用新型的滤波单元中染料结构层厚度较薄，对可透过波段的吸收减弱，而多层膜干涉滤波结构对可透过波段吸收率极低，而透过率可高达99％。因此，本实用新型的滤波单元可以有效提高可穿透波段的透过率，并且可以根据实际需要灵活设计宽谱覆盖分布，综合提升总体透过能量。

2、截止区透过率低。现有染料滤波结构受限于保持较高透过率，无法采用足够厚度的染料薄膜来提高截止性能，与之不同，本实用新型所采用的多层膜干涉滤波结构主要依靠多层膜干涉滤波结构提供高截止特性，可在保持高透过率的同时，增加多层膜交替沉积的对数以降低截止透过率，在实际应用中可灵活调控，直至满足应用需求。