提供了图像传感器和包括图像传感器的电子设备。所述图像传感器包括：传感器基底，包括被构造为感测光的多个像素；分色透镜阵列，包括面对所述多个像素的多个像素对应区域，其中，所述多个像素对应区域中的每个像素对应区域包括一个或更多个纳米柱，并且所述一个或更多个纳米柱被构造为形成针对每个波长将入射光分离的相位分布，并将不同的波段中的光聚集在所述多个像素上；以及滤光器阵列，位于传感器基底与分色透镜阵列之间，并且包括与对应于单种颜色的多个滤光器交替地布置的多个透明区域。区域。区域。
【技术实现步骤摘要】
图像传感器和包括图像传感器的电子设备
[0001]本申请基于并要求在韩国知识产权局于2021年6月15日提交的第10
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2021
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0077420号韩国专利申请和于2021年10月29日提交的第10
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2021
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0147164号韩国专利申请的优先权，这些韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
[0002]本公开涉及包括能够针对每个波长将入射光分离并使入射光聚集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
[0003]图像传感器可以通过使用滤色器来感测入射光的颜色。然而，因为滤色器吸收除了对应颜色的光之外的颜色的光，所以会降低图像传感器的光利用效率。例如，当红
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绿
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蓝(RGB)滤色器被使用时，仅1/3的入射光被透射，而其余2/3的光被吸收，因此，图像传感器的光利用效率仅为约33％。因此，在彩色显示设备或彩色图像传感器的情况下，大部分的光损失发生在滤色器中。因此，正在不断寻找在图像传感器中在不使用滤色器的情况下高效地分离颜色的方法。
技术实现思路
[0004]提供了一种图像传感器和包括该图像传感器的电子设备，该图像传感器通过使用能够针对每个波长将入射光分离并使入射光聚集的分色透镜阵列而具有改善的光利用效率。
[0005]根据公开的一方面，一种图像传感器包括：传感器基底，包括被构造为感测光的多个像素；分色透镜阵列，包括面对所述多个像素的多个像素对应区域，其中，所述多个像素对应区域中的每个像素对应区域包括一个或更多个纳米柱，并且所述一个或更多个纳米柱被构造为形成针对每个波长将入射光分离的相位分布，并将不同的波段中的光聚集在所述多个像素上；以及滤光器阵列，位于传感器基底与分色透镜阵列之间，并且包括与对应于单种颜色的多个滤光器交替地布置的多个透明区域。
[0006]根据公开的一方面，一种电子设备包括：图像传感器，被构造为将光学图像转换为电信号，并包括传感器基底、分色透镜阵列和滤光器阵列，传感器基底包括被构造为感测光的多个像素，分色透镜阵列包括面对所述多个像素的多个像素对应区域，其中，所述多个像素对应区域中的每个像素对应区域包括一个或更多个纳米柱，所述一个或更多个纳米柱被构造为形成针对每个波长将入射光分离的相位分布并将不同的波段中的光聚集在所述多个像素上，滤光器阵列位于传感器基底与分色透镜阵列之间并包括与对应于单种颜色的多个滤光器交替地布置的多个透明区域；以及处理器，被构造为控制图像传感器的操作，并且存储和输出由图像传感器生成的信号。
[0007]根据公开的一方面，一种图像传感器包括：传感器基底，包括多个像素；透镜阵列，包括一个或更多个纳米柱，所述一个或更多个纳米柱被构造为修改入射在透镜阵列上的光
的相位分布，以将具有特定波长的光聚集到所述多个像素中的像素上；以及滤光器阵列，位于传感器基底与透镜阵列之间，并且包括多个透明区域以及与单种颜色对应的多个滤光器。
附图说明
[0008]通过下面结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本公开的实施例，在附图中：
[0009]图1是根据实施例的图像传感器的框图；
[0010]图2A和图2B是根据实施例的设置在图像传感器中的分色透镜阵列的结构和操作的示意性概念图；
[0011]图3是根据实施例的由图像传感器的像素阵列表示的颜色布置的平面图；
[0012]图4A和图4B是示出根据实施例的图像传感器的像素阵列的不同剖面的剖视图；
[0013]图5A是根据实施例的设置在图像传感器中的分色透镜阵列的像素对应区域的布置的平面图；
[0014]图5B是根据实施例的布置在图5A的分色透镜阵列中的纳米柱的形状和布置的平面图；
[0015]图5C是根据实施例的设置在图像传感器中的滤光器阵列的滤光器布置的平面图；
[0016]图5D是根据实施例的设置在图像传感器中的传感器基底的像素布置的平面图；
[0017]图6A是根据实施例的沿着图5B的线I
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I'截取的穿过分色透镜阵列的绿光和蓝光的相位分布的图；
[0018]图6B是根据实施例的在像素对应区域的中心处穿过分色透镜阵列的绿光的相位的图；
[0019]图6C是根据实施例的在像素对应区域的中心处穿过分色透镜阵列的蓝光的相位的图；
[0020]图6D是根据实施例的入射在第一绿光聚集区域上的绿光的行进方向的图；
[0021]图6E是根据实施例的第一绿光聚集区域的阵列的图；
[0022]图6F是根据实施例的入射在蓝光聚集区域上的蓝光的行进方向的图；
[0023]图6G是根据实施例的蓝光聚集区域的阵列的图；
[0024]图7A是根据实施例的沿着图5B的线II
‑
II'截取的穿过分色透镜阵列的红光和绿光的相位分布的图；
[0025]图7B是根据实施例的在像素对应区域的中心处穿过分色透镜阵列的红光的相位的图；
[0026]图7C是根据实施例的在像素对应区域的中心处穿过分色透镜阵列的绿光的相位的图；
[0027]图7D是根据实施例的入射在红光聚集区域上的红光的行进方向的图；
[0028]图7E是根据实施例的红光聚集区域的阵列的图；
[0029]图7F是根据实施例的入射在第二绿光聚集区域上的绿光的行进方向的图；
[0030]图7G是根据实施例的第二绿光聚集区域的阵列的图；
[0031]图8A和图8B分别是根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的平面图和剖视图；
[0032]图9是根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的在像素布置与对应的滤光器阵
列之间的关系上的概念图；
[0033]图10是根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的在像素布置与对应的滤光器阵列之间的关系上的概念图；
[0034]图11是根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的在像素布置与对应的滤光器阵列之间的关系上的概念图；
[0035]图12是根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的在像素布置与对应的滤光器阵列之间的关系上的概念图；
[0036]图13A至图13C是根据另一实施例的图像传感器的像素阵列的像素布置、对应的分色透镜阵列和对应的滤光器阵列的平面图；
[0037]图14A和图14B是根据实施例的图13A至图13C的图像传感器的高合并驱动和低合并驱动的图；
[0038]图15是根据实施例的包括图像传感器的电子设备的示意性框图；以及
[0039]图16是根据实施例的设置在图15的电子设备中的相机模块的示意性框图。
具体实施方式
[0040]在下文中，将参照附图详细地描述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。将要描述的实施例仅出于说明性的目的，并且可以基于实施例做出各种修改。在所附附图中，相同的附图标记表示相同的组件，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：传感器基底，包括被构造为感测光的多个像素；分色透镜阵列，包括面对所述多个像素的多个像素对应区域，其中，所述多个像素对应区域中的每个像素对应区域包括一个或更多个纳米柱，并且所述一个或更多个纳米柱被构造为形成针对每个波长将入射光分离的相位分布，并将不同的波段中的光聚集在所述多个像素上；以及滤光器阵列，位于传感器基底与分色透镜阵列之间，并且包括多个透明区域以及对应于单种颜色的多个滤光器，所述多个透明区域与所述多个滤光器交替地布置。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，基于所述多个滤光器的所述单种颜色和布置位置，滤光器阵列被构造为阻止在与所述不同的波段对应的波长之中具有最长波长的最长波段中的光的串扰。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素中的每个像素包括被构造为执行自动对焦功能的多个光感测单元。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素包括被构造为感测绿光的多个绿色像素、被构造为感测蓝光的多个蓝色像素以及被构造为感测红光的多个红色像素。5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个滤光器包括被构造为阻挡红光入射在所述多个绿色像素和所述多个蓝色像素上的滤光器。6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个绿色像素、所述多个蓝色像素和所述多个红色像素根据拜耳图案布置。7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述多个滤光器包括布置为面对所述多个绿色像素的绿色滤光器。8.根据权利要求6所述的图像传感器，其中，所述多个滤光器包括布置为面对所述多个绿色像素和所述多个蓝色像素的青色滤光器。9.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个滤光器包括布置为面对所述多个蓝色像素的蓝色滤光器。10.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个滤光器包括布置为面对所述多个绿色像素和所述多个蓝色像素的青色滤光器。11.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述多个像素包括青色像素、品红色像素、黄色像素和绿色像素。12.根据权利要求11所述的图像传感器，其中，所述多个滤光器包括布置为面对青色像素和绿色像素的青色滤光器。13.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，所述多个绿色像素、所述多个蓝色像素和所述多个红色像素利用像素合并来根据拜耳图案布置。14.根据权利要求13所...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁尧焕，金大官，李承峻，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：
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