一种图像传感器以及成像模组制造技术

本申请涉及图像处理技术领域，提供一种图像传感器以及成像模组，图像传感器包括衍射光栅组件和感光组件；衍射光栅组件包括至少一个衍射光栅；感光组件包括多个感光像素，感光像素设于衍射光栅的出光侧，用于获取经衍射光栅衍射的光波；衍射光栅包括光栅基底以及多个同心设置的第一圆环和第二圆环，第一圆环和第二圆环均设于光栅基底上；第一圆环由第一介质制成，第二圆环由第二介质制成，相邻两第一圆环之间设有一第二圆环，第一圆环和第二圆环的折射率不同；实现了通过一个图像传感器实现3D成像，降低衍射光栅的制作难度和制作成本，可以有效控制制作精度，提高衍射光栅质量。

An Image Sensor and Imaging Module

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器以及成像模组
本申请涉及图像处理
，更具体地说，是涉及一种图像传感器以及成像模组。
技术介绍
随着科技的发展，3D成像技术已经进入消费电子领域，为人们带来了更好的拍照体验。3D成像技术不仅具有对目标物体进行2D成像的能力，而且可以获得目标物体的深度信息，根据深度信息可以进一步实现3D扫描、场景建模、手势交互等功能。目前主流的3D成像技术方案包括深度相机方案和多摄像头方案。深度相机方案主要包括结构光方案以及飞行时间方案(TOF)，其中结构光的核心部件包括红外光发射模组以及成像模组，红外光发射模组向空间投射经过编码的结构光图案光束，该图案光束经目标物体反射后被成像模组接收，根据相应的算法即可获得目标物体的深度信息。基于时间飞行法原理(ToF)的深度相机的核心部件也投影模组和成像模组，此时投影模组用于发射经过调制的光束，该光束经目标物体反射后被成像模组接收，成像模组通过解调可以获得光束在空间中的飞行时间，进而计算出对应的目标物体的距离。多摄像头方案即是在摄像头模组中增加摄像头的数量，通过多个摄像头的方式来获得图像的深度信息。然而，上述的3D成像技术方案中均需要采用多个摄像头的方式才能实现对目标物体深度信息的获取，例如在深度相机方案中，可见光图像和红外光图像采用两个镜头分别获取，会导致深度相机采集到的可见光图像与红外光图像带有视差，从而影响获取目标物体深度信息的准确度。同时，采用多个摄像头会显著增加摄像头模组的体积和重量，不利于摄像头模组的小型化。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种图像传感器，以解决现有3D成像需要采用多个摄像头的技术问题。为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种图像传感器，包括衍射光栅组件和感光组件；所述衍射光栅组件包括至少一个衍射光栅；所述衍射光栅包括光栅基底以及多个同心设置的第一圆环和第二圆环，所述第一圆环和所述第二圆环均设于所述光栅基底上；所述第一圆环由第一介质制成，所述第二圆环由第二介质制成，相邻两所述第一圆环之间设有一所述第二圆环，所述第一圆环和所述第二圆环的折射率不同；所述感光组件包括多个感光像素，所述感光像素设于所述衍射光栅的出光侧，用于获取经所述衍射光栅衍射的光波。在一个实施例中，所述衍射光栅为透射光栅，所述感光组件设于所述光栅基底与所述第一圆环相对的一侧。在一个实施例中，所述第一圆环的宽度和所述第二圆环的宽度比值为2/3～3/2。在一个实施例中，所述第一圆环的宽度和所述第二圆环的宽度之和为1微米～20微米；所述第一圆环的宽度和所述第二圆环的宽度之和不小于两相邻所述感光像素的中心之间的间距。在一个实施例中，所述第二圆环的顶部距离所述光栅基底的高度为0.2微米～1微米。在一个实施例中，所述第一介质为空气或者二氧化硅或者玻璃或者有机材料。在一个实施例中，所述图像传感器还包括滤光组件；所述滤光组件包括滤光片，所述滤光片设于所述衍射光栅和所述感光像素之间。在一个实施例中，所述滤光组件包括红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片；或者，所述滤光组件包括红色滤光片、白色滤光片和蓝色滤光片；或者，所述滤光组件包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片以及白色滤光片；或者，所述滤光组件包括红色滤光片、绿色滤光片、蓝色滤光片以及红外滤光片；或者，所述滤光组件包括红外滤光片。在一个实施例中，所述图像传感器还包括微透镜组件；所述微透镜组件包括微透镜，所述微透镜设于所述衍射光栅和所述感光像素之间。本申请的目的还在于提供一种成像模组，包括上述的图像传感器和透镜组件；所述透镜组件设于所述衍射光栅组件的入光路径上，用于将入射光波聚焦至所述衍射光栅组件。本申请提供的一种图像传感器的有益效果在于：(1)通过在感光组件的入光路径上设置衍射光栅，入射光波经衍射光栅衍射后形成衍射光波，衍射光波再入射至感光像素处，从而感光像素获得的图像信息在用于后期进行图像处理时，可以同时获得2D图像和深度信息，实现了通过一个图像传感器实现3D成像。一方面，由于2D图像和深度信息是通过一个图像传感器来实现的，有效避免了采用两个镜头分别成像的视差问题，有效提高了获取深度信息的准确度，改善3D成像质量。另一方面，采用一个图像传感器来同时获得2D图像和深度信息可以有效降低摄像头模组的体积和重量，有利于摄像头模组的小型化和轻量化，具有非常广阔的应用前景。(2)传统衍射光栅多为成阵列排布的条纹形式，条纹排布可以是横向、纵向或横纵交错，采用上述方式排布时衍射光栅的制作工艺复杂，制作成本高昂，不利于进行大规模生产。而本实施例中衍射光栅的第一介质和第二介质通过同心圆环的形式进行排布，可极大降低衍射光栅的制作难度和制作成本，同时在制作时也可以有效控制制作精度，有助于提高衍射光栅的质量。同时，在将衍射光栅组件中多个衍射光栅排布成衍射光栅阵列时，由于衍射光栅的对称性高，因此在排布时更加方便。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的图像传感器的一种俯视结构示意图；图2为本申请实施例提供的图像传感器中一种衍射光栅的俯视结构示意图；图3为本申请实施例提供的图像传感器的第一种截面的爆炸结构示意图；图4为本申请实施例提供的图像传感器的另一种俯视结构示意图；图5为本申请实施例提供的图像传感器中另一种衍射光栅的俯视结构示意图；图6为本申请实施例提供的图像传感器的第二种截面结构示意图；图7为本申请实施例提供的图像传感器的第二种截面的爆炸结构示意图；图8为本申请实施例提供的图像传感器的第三种截面结构示意图；图9为本申请实施例提供的图像传感器中滤光组件的一种结构示意图；图10为本申请实施例提供的图像传感器中滤光组件的另一种结构示意图；图11为本申请实施例提供的图像传感器的第四种截面结构示意图；图12为本申请实施例提供的图像传感器的第五种截面结构示意图；图13为本申请实施例提供的图像传感器的第六种截面结构示意图；图14为本申请实施例提供的成像模组的结构示意图一；图15为本申请实施例提供的成像模组的结构示意图二。其中，图中各附图标记：11-入射光波；12-衍射光波；20-图像传感器；21-衍射光栅组件；210-衍射光栅；211-光栅基底；212-第一圆环；213-第二圆环；22-感光组件；220-感光像素；23-滤光组件；230-滤光片；24-微透镜组件；240-微透镜；30-透镜组件；40-滤光膜。具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，其特征在于：包括衍射光栅组件和感光组件；所述衍射光栅组件包括至少一个衍射光栅；所述衍射光栅包括光栅基底以及多个同心设置的第一圆环和第二圆环，所述第一圆环和所述第二圆环均设于所述光栅基底上；所述第一圆环由第一介质制成，所述第二圆环由第二介质制成，相邻两所述第一圆环之间设有一所述第二圆环，所述第一圆环和所述第二圆环的折射率不同；所述感光组件包括多个感光像素，所述感光像素设于所述衍射光栅的出光侧，用于获取经所述衍射光栅衍射的光波。

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，其特征在于：包括衍射光栅组件和感光组件；所述衍射光栅组件包括至少一个衍射光栅；所述衍射光栅包括光栅基底以及多个同心设置的第一圆环和第二圆环，所述第一圆环和所述第二圆环均设于所述光栅基底上；所述第一圆环由第一介质制成，所述第二圆环由第二介质制成，相邻两所述第一圆环之间设有一所述第二圆环，所述第一圆环和所述第二圆环的折射率不同；所述感光组件包括多个感光像素，所述感光像素设于所述衍射光栅的出光侧，用于获取经所述衍射光栅衍射的光波。2.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述衍射光栅为透射光栅，所述感光组件设于所述光栅基底与所述第一圆环相对的一侧。3.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述第一圆环的宽度和所述第二圆环的宽度比值为2/3～3/2。4.如权利要求1所述的图像传感器，其特征在于：所述第一圆环的宽度和所述第二圆环的宽度之和为1微米～20微米；所述第一圆环的宽度和所述第二圆环的宽度之和不小于两相邻所述感光像素的中心之间的间距。5.如权利要求4所述的图像传感器，其特征在于：所述第二圆环的顶部距离所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鑫，
申请(专利权)人：OPPO广东移动通信有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44