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特許7450070画素ユニット、光電センサ、撮像モジュール及び電子機器
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-03-06
(45)【発行日】2024-03-14
(54)【発明の名称】画素ユニット、光電センサ、撮像モジュール及び電子機器
(51)【国際特許分類】
   H04N 25/10 20230101AFI20240307BHJP
   H04N 25/70 20230101ALI20240307BHJP
   H04N 23/12 20230101ALI20240307BHJP
【FI】
H04N25/10
H04N25/70
H04N23/12
【請求項の数】 13
(21)【出願番号】P 2022571284
(86)(22)【出願日】2021-05-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-26
(86)【国際出願番号】 CN2021095530
(87)【国際公開番号】W WO2021238869
(87)【国際公開日】2021-12-02
【審査請求日】2022-12-28
(31)【優先権主張番号】202010456160.2
(32)【優先日】2020-05-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】517372494
【氏名又は名称】維沃移動通信有限公司
【氏名又は名称原語表記】VIVO MOBILE COMMUNICATION CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】No.1, vivo Road, Chang’an, Dongguan,Guangdong 523863, China
(74)【代理人】
【識別番号】100108833
【弁理士】
【氏名又は名称】早川 裕司
(74)【代理人】
【識別番号】100162156
【弁理士】
【氏名又は名称】村雨 圭介
(72)【発明者】
【氏名】郭 遠明
【審査官】鈴木 明
(56)【参考文献】
【文献】特開2001-309395(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2002/0005471(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第102510447(CN,A)
【文献】特開平11-313334(JP,A)
【文献】特表2020-500431(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0131335(US,A1)
【文献】特開2011-159967(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04N 25/00-25/79
H04N 23/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
取付空間が設けられているベースと、
前記取付空間内に取り付けられたフォトダイオードであって、互いに間隔を置いて設けられた赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードを含むフォトダイオードと、
前記ベースに取り付けられ、少なくとも一部が前記取付空間内に位置し、入光面、第1出光面、第2出光面及び第3出光面を有し、前記入光面に入射された光線を分散させてから前記第1出光面、前記第2出光面及び前記第3出光面から出射するための分光器であって、前記第1出光面は前記赤色フォトダイオードに向けられ、前記第2出光面は前記緑色フォトダイオードに向けられ、前記第3出光面は前記青色フォトダイオードに向けられる分光器と、を備える、画素ユニット。
【請求項2】
前記ベースは、
底板、第1側囲板、第2側囲板、第3側囲板及び第4側囲板を含み、前記第1側囲板、前記第2側囲板、前記第3側囲板及び前記第4側囲板は、この順にリング状に接続され、前記第1側囲板、前記第2側囲板、前記第3側囲板及び前記第4側囲板は、それぞれ前記底板のエッジに接続され、前記底板、前記第1側囲板、前記第2側囲板、前記第3側囲板及び前記第4側囲板の間に前記取付空間が形成されており、前記フォトダイオード及び前記分光器は、いずれも前記取付空間内に取り付けられている、請求項1に記載の画素ユニット。
【請求項3】
前記ベースは、
底板、第1側囲板及び第3側囲板を含み、前記第1側囲板と前記第3側囲板は、対向して設けられているとともに、いずれも前記底板のエッジに接続され、前記底板、前記第1側囲板及び前記第3側囲板の間に前記取付空間が形成されており、前記取付空間は凹状構造であり、前記フォトダイオード及び前記分光器は、いずれも前記取付空間内に取り付けられている、請求項1に記載の画素ユニット。
【請求項4】
前記底板、前記第1側囲板及び前記第3側囲板には、それぞれ前記赤色フォトダイオード、前記緑色フォトダイオード及び前記青色フォトダイオードのうちの1つが取り付けられている、請求項2に記載の画素ユニット。
【請求項5】
前記分光器の横断面は台形であり、前記台形の一方の底の位置する面は前記入光面として形成され、前記台形の他方の底の位置する面及び前記台形の2つの脚の位置する面は、それぞれ前記第1出光面、前記第2出光面及び前記第3出光面のうちの1つとして形成されている、請求項1に記載の画素ユニット。
【請求項6】
前記取付空間は外部に連通する光透過口を有し、前記分光器は前記取付空間内に取り付けられ、前記分光器の横断面は等脚台形であり、前記等脚台形の下底は前記光透過口に向けられる、請求項5に記載の画素ユニット。
【請求項7】
前記ベースはシリカゲル部材である、請求項1に記載の画素ユニット。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載の画素ユニットと、
第1感光制御回路、第2感光制御回路及び第3感光制御回路を含み、前記赤色フォトダイオード、前記緑色フォトダイオード及び前記青色フォトダイオードは、それぞれ前記第1感光制御回路、前記第2感光制御回路及び前記第3感光制御回路に接続され、それぞれ受信された光信号を電気信号に変換する感光制御回路と、を備える、光電センサ。
【請求項9】
前記感光制御回路は前記ベースに設けられている、請求項8に記載の光電センサ。
【請求項10】
接続されてアレイ状に配列されている複数の前記画素ユニットを含む、請求項8に記載の光電センサ。
【請求項11】
隣り合う前記画素ユニットは前記ベースを共有する、請求項10に記載の光電センサ。
【請求項12】
回路基板、レンズ及び光電センサを備え、
前記光電センサは、前記回路基板に取り付けられて前記回路基板と電気的に接続され、前記光電センサは請求項8又は9に記載の光電センサであり、
前記レンズは、前記光電センサの前記回路基板から離れた側に設けられている、撮像モジュール。
【請求項13】
請求項12に記載の撮像モジュールを備える、電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願の相互参照)
本発明は、2020年5月26日に中国特許局に提出され、出願番号が2020104561602で、発明の名称が「画素ユニット、光電センサ、撮像モジュール及び電子機器」である中国特許出願の優先権を主張しており、その全ての内容は引用により本発明に取り込まれる。
【0002】
本発明は、光電の技術分野に関し、特に画素ユニット、光電センサ、撮像モジュール及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0003】
現在、カメラにおける光電センサは、その感光方式が人間の目に類似し、光電センサの画素を覆う三原色(Red-Green-Blue,RGB)の3つのカラーフィルターアレイ(color filter array,CFA)は、人間の目の3種類の錐体細胞を模倣して、スペクトル反射曲線をサンプリングし、デジタル信号を形成した後に、画像信号処理(Image Signal Processing,ISP)による処理によって、最終的に画像とする。
【0004】
上記光電センサの感光方式と人間の目の感光方式の区別は、光電センサにおける画素毎にRGBのうちの1つのみが得られるが、人間の目の錐体細胞が非常に密に分布している(画素毎にRGBの3つの信号が同時に得られると同等に理解できる)ことである。上記光電センサを採用すると、人間の目で知覚された画像の細部に対して、生成される画像に偽色が発生し、即ち、色にじみなどの偽色効果のような深刻な人工痕跡が画像に生じる場合がある。
【0005】
このため、光電センサの偽色効果は、早急に解決すべき技術課題になった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の実施例は、撮像モジュールにおける光電センサの偽色効果の技術課題を解決するために、画素ユニット、光電センサ、撮像モジュール及び電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1態様では、本発明の実施例は、
取付空間が設けられているベースと、
前記取付空間内に取り付けられたフォトダイオードであって、互いに間隔を置いて設けられた赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードを含むフォトダイオードと、
前記ベースに取り付けられ、少なくとも一部が前記取付空間内に位置し、入光面、第1出光面、第2出光面及び第3出光面を有し、前記入光面に入射された光線を分散させてから前記第1出光面、前記第2出光面及び前記第3出光面から出射するための分光器であって、前記第1出光面は前記赤色フォトダイオードに向けられ、前記第2出光面は前記緑色フォトダイオードに向けられ、前記第3出光面は前記青色フォトダイオードに向けられる分光器と、
を備える、画素ユニットを提供する。
【0008】
任意に、前記ベースは、
底板、第1側囲板、第2側囲板、第3側囲板及び第4側囲板を含み、前記第1側囲板、前記第2側囲板、前記第3側囲板及び前記第4側囲板は、この順にリング状に接続され、前記第1側囲板、前記第2側囲板、前記第3側囲板及び前記第4側囲板は、それぞれ前記底板のエッジに接続され、前記底板、前記第1側囲板、前記第2側囲板、前記第3側囲板及び前記第4側囲板の間に前記取付空間が形成されており、前記フォトダイオード及び前記分光器は、いずれも前記取付空間内に取り付けられている。
【0009】
任意に、前記ベースは、
底板、第1側囲板及び第3側囲板を含み、前記第1側囲板と前記第3側囲板は、対向して設けられているとともに、いずれも前記底板のエッジに接続され、前記底板、前記第1側囲板及び前記第3側囲板の間に前記取付空間が形成されており、前記取付空間は凹状構造であり、前記フォトダイオード及び前記分光器は、いずれも前記取付空間内に取り付けられている。
【0010】
任意に、前記底板、前記第1側囲板及び前記第3側囲板には、それぞれ前記赤色フォトダイオード、前記緑色フォトダイオード及び前記青色フォトダイオードのうちの1つが取り付けられている。
【0011】
任意に、前記分光器の横断面は台形であり、前記台形の一方の底の位置する面は前記入光面として形成され、前記台形の他方の底の位置する面及び前記台形の2つの脚の位置する面は、それぞれ前記第1出光面、前記第2出光面及び前記第3出光面のうちの1つとして形成されている。
【0012】
任意に、前記取付空間は外部に連通する光透過口を有し、前記分光器は前記取付空間内に取り付けられ、前記分光器の横断面は等脚台形であり、前記等脚台形の下底は前記光透過口に向けられる。
【0013】
任意に、前記ベースはシリカゲル部材である。
【0014】
第2態様では、本発明の実施例は、
第1態様に記載の画素ユニットと、
第1感光制御回路、第2感光制御回路及び第3感光制御回路を含み、前記赤色フォトダイオード、前記緑色フォトダイオード及び前記青色フォトダイオードは、それぞれ前記第1感光制御回路、前記第2感光制御回路及び前記第3感光制御回路に接続され、それぞれ受信された光信号を電気信号に変換する感光制御回路と、
を備える、光電センサを提供する。
【0015】
任意に、前記感光制御回路は前記ベースに設けられている。
【0016】
任意に、前記光電センサは、接続されてアレイ状に配列されている複数の前記画素ユニットを含み、前記画素ユニットは、第1局面に記載の画素ユニットである。
【0017】
任意に、隣り合う前記画素ユニットは前記ベースを共有する。
【0018】
第3態様では、本発明の実施例は、回路基板、レンズ及び光電センサを備え、
前記光電センサは、前記回路基板に取り付けられて前記回路基板と電気的に接続され、前記光電センサは第2態様に記載の光電センサであり、
前記レンズは、前記光電センサの前記回路基板から離れた側に設けられている、撮像モジュールを提供する。
【0019】
第4態様では、本発明の実施例は、第3態様に記載の撮像モジュールを備える、電子機器を提供する。
【発明の効果】
【0020】
本発明の実施例で提供される画素ユニットは、前記分光器を通過した光線が、それぞれ赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードに入り込む異なる方向の3本の光線に分けられることによって、RGBの3つの信号を同時に取得でき、光電センサの偽色効果が効果的に解決される。
【図面の簡単な説明】
【0021】
本発明の実施例又は従来技術における技術的解決手段をより明らかに説明するために、以下、実施例又は従来技術の記述に必要な図面を簡単に説明する。以下の記述における図面は、本発明に記載される一部の実施例に過ぎないことが明らかであり、当業者にとって、進歩性のある労働を費やすことなく、これらの図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
【0022】
図1】本発明の実施例で提供される画素ユニットの断面図である。
図2】本発明の実施例で提供される第1種類のベースの構造模式図である。
図3】本発明の実施例で提供される第2種類のベースの構造模式図である。
図4】本発明の実施例で提供される分光器の構造模式図である。
図5】本発明の実施例で提供される分光器の分光の実現原理の模式図である。
図6】本発明の実施例で提供される光電センサの構造模式図である。
図7】本発明の実施例で提供される撮像モジュールの構造模式図である。
図8】本発明の実施例で提供される電子機器の構造模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明の実施例は、画素ユニット、光電センサ、撮像モジュール及び電子機器を提供する。
【0024】
当業者は、本発明における技術的解決手段をより良好に理解するために、以下、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決手段を明白で完全に説明する。記述される実施例は、本発明の実施例の全てではなく、一部に過ぎないことが明らかである。本発明における実施例に基づいて、当業者が進歩性のある労働を費やすことなく得られる他の実施例は、全て本発明の保護範囲に属するものとする。
【0025】
本発明の実施例は画素ユニットを提供し、図1に示すように、図1は、本発明の実施例で提供される、ベース101、赤色フォトダイオード1021、青色フォトダイオード1023、緑色フォトダイオード1022及び分光器103を備える画素ユニット100の正面断面図であり、前記ベース101内に取付空間が設けられており、赤色フォトダイオード1021、青色フォトダイオード1023、緑色フォトダイオード1022は前記取付空間内に取り付けられ、分光器103は前記ベースに取り付けられ、前記分光器103の少なくとも一部が取付空間内に位置し、分光器103は、入光面1031、第1出光面1032、第2出光面1033及び第3出光面1034を有し、分光器103は、入光面に入射された光線を分散させてから第1出光面1032、第2出光面1033及び第3出光面1034から出射するためのものであり、第1出光面1032は赤色フォトダイオード1021に向けられ、第2出光面1033は緑色フォトダイオード1022に向けられ、第3出光面1034は青色フォトダイオード1023に向けられる。このように、前記分光器103を通過した光線が、それぞれ赤色フォトダイオード1021、緑色フォトダイオード1022及び青色フォトダイオード1023に入り込む異なる方向の3本の光線に分けられることによって、当該画素ユニット100は、RGBの3つの信号を同時に取得でき、光電センサの偽色効果が効果的に解決される。
【0026】
さらには、図2に示すように、前記ベース101は、2つの側囲板及び1つの底板1010を有する凹状構造であってもよく、前記2つの側囲板は、第1側囲板1011及び第3側囲板1013を含んでもよく、第1側囲板1011と第3側囲板1013は、対向して設けられているとともに、いずれも前記底板1010のエッジに接続され、前記底板1010、前記第1側囲板1011及び前記第3側囲板1013の間に取付空間が形成されており、当該取付空間は凹状構造であってもよい。前記フォトダイオード及び前記分光器は、いずれも前記取付空間内に取り付けられている。
【0027】
又は、図3に示すように、前記ベース101は、1つの底板1010及び4つの側囲板を含んでもよく、前記4つの側囲板は、第1側囲板1011、第2側囲板1012、第3側囲板1013及び第4側囲板1014を含んでもよく、前記第1側囲板1011、第2側囲板1012、第3側囲板1013及び第4側囲板1014は、この順にリング状に接続され、前記第1側囲板1011、第2側囲板1012、第3側囲板1013及び第4側囲板1014は、それぞれ前記底板1010のエッジに接続される。前記底板1010、前記第1側囲板1011、前記第2側囲板1012、前記第3側囲板1013及び前記第4側囲板1014の間に前記取付空間が形成されており、前記フォトダイオード及び前記分光器は、いずれも前記取付空間内に取り付けられている。
【0028】
又は、前記ベースは、1つの底板及び複数の側囲板を含んでもよく、前記複数の側囲板は、この順にリング状に接続され、前記複数の側囲板は、それぞれ前記底板のエッジに接続され、前記底板及び前記複数の側囲板の間に前記取付空間が形成されていてもよく、前記フォトダイオード及び前記分光器は、いずれも前記取付空間内に取り付けられている。説明すべきこととして、前記複数の側囲板は、5つの側囲板であってもよいし、6つの側囲板などであってもよい。本出願の実施例では、前記側囲板の数が具体的に限定されない。
【0029】
実施例において、前記底板、第1側囲板及び第3側囲板には、それぞれ前記赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードのうちの1つが取り付けられていてもよい。
【0030】
具体的には、赤色フォトダイオードを第1側囲板の内壁、青色フォトダイオードを第3側囲板の内壁、緑色フォトダイオードを底板の内壁に取り付けてもよいし、又は、赤色フォトダイオードを底板の内壁、青色フォトダイオードを第1側囲板の内壁、緑色フォトダイオードを第3側囲板の内壁に取り付けてもよく、本出願の実施例では、ベースに取り付けられた前記フォトダイオードの取付位置が具体的に限定されない。
【0031】
説明すべきこととして、前記分光器103の構造は、ベース101における前記フォトダイオードの具体的な取付位置と関係がある。前記ベース101内の取付空間は、外部に連通する光透過口を有し、前記分光器103は、当該取付空間の内部に取り付けられてもよく、分光器103を透過した光線を、異なる方向の3本の光線に分散させ、それぞれ取付空間に取り付けられた3つのフォトダイオードに入射するために用いられる。
【0032】
実施例において、前記ベースが1つの底板及び4つの側囲板を有し、赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードのうちの1つが底板に取り付けられ、1つが第1側囲板に取り付けられ、もう1つが第3側囲板に取り付けられたことを例として、前記分光器の横断面は台形構造であってもよく、前記台形の一方の底の位置する面は入光面として形成されてもよく、前記台形の他方の底の位置する面及び前記台形の2つの脚の位置する面は、それぞれ前記第1出光面、前記第2出光面及び前記第3出光面のうちの1つとして形成されている。
【0033】
さらには、前記取付空間は外部に連通する光透過口を有してもよく、前記分光器は前記取付空間内に取り付けられ、前記分光器の横断面は等脚台形であってもよく、前記等脚台形の下底は前記光透過口に向けられる。
【0034】
具体的には、前記ベースは1つの底板及び4つの側囲板を有し、前記底板、前記第1側囲板及び前記第3側囲板には、それぞれ赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードのうちの1つが取り付けられていることを例とする。図4に示すように、図4は、本発明の実施例で提供される分光器103の構造模式図であり、当該ベース101に対応する分光器103の構造は等脚台形構造であり、1つの入光面1031、第1出光面1032、第2出光面1033及び第3出光面1034を有し、前記等脚台形の下底(即ち、入光面1031)は前記光透過口に向けられ、等脚台形の上底(即ち、第1出光面1032)は、前記第2出光面1033及び第3出光面1034のそれぞれとの夾角が45度であり、前記第2出光面1033及び第3出光面1034は、入光面1031を透過して第2出光面1033及び第3出光面1034に照射された光線を90度に屈折し、前記第2出光面1033及び第3出光面1034に対応する前記取付空間にあるフォトダイオードに入射するためのものであり、前記第1出光面1032を透過した光線は、前記取付空間の底板にあるフォトダイオードに入射される。
【0035】
図5に示すように、光線は、当該分光器103の入光面1031を通過して前記ベース101内部の取付空間に入射することができ、前記第1出光面1032を透過した光線は、ベース底板1010にある赤色フォトダイオード1021に直接入射することができる。分光器103の第2出光面1033及び第3出光面1034を通過した光線は、前記第2出光面1033及び第3出光面1034により90度の角に屈折され、前記第2出光面1033及び第3出光面1034に対応する前記ベース101の第1側囲板1011にある緑色フォトダイオード1022及び第3側囲板1013にある青色フォトダイオード1023に入射されることができる。
【0036】
さらには、前記ベースは、シリカゲル部材であってもよい。
【0037】
以上の本発明の実施例で提供される技術的解決手段から見えるように、本発明の実施例は、取付空間が設けられているベースと、取付空間内に取り付けられたフォトダイオードであって、互いに間隔を置いて設けられた赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードを含むフォトダイオードと、ベースに取り付けられ、少なくとも一部が取付空間内に位置し、入光面、第1出光面、第2出光面及び第3出光面を有し、入光面に入射された光線を分散させてから第1出光面、第2出光面及び第3出光面から出射するための分光器であって、第1出光面は赤色フォトダイオードに向けられ、第2出光面は緑色フォトダイオードに向けられ、第3出光面は青色フォトダイオードに向けられる分光器と、を備える、画素ユニットを提供する。このように、前記分光器を通過した光線が、それぞれ赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードに入り込む異なる方向の3本の光線に分けられることによって、当該画素ユニットは、RGBの3つの信号を同時に取得でき、光電センサの偽色効果が効果的に解決される。
【0038】
本出願の実施例に開示された画素ユニットによれば、本出願の実施例は、光電センサをさらに提供する。図6に示すように、図6は、本発明の実施例で提供される光電センサ200を示しており、当該光電センサ200は前記実施例に記載の画素ユニット100を複数含んでもよく、複数の画素ユニット100は接続されてアレイ状に配列される。当該光電センサ200は凹状配列構造である。当業者は、当該光電センサ200を構成する画素ユニット100、画素ユニット100の数、画素ユニット100の配列方式によっては、当該光電センサ200を構成する凹状配列構造は複数種類があることを理解でき、本実施例では、これを限定しない。
【0039】
さらには、前記光電センサは、画素ユニットと感光制御回路とを備えてもよく、当該画素ユニットは、前記実施例における画素ユニットのいずれであってもよい。当該感光制御回路は、第1感光制御回路、第2感光制御回路及び第3感光制御回路を含み、前記赤色フォトダイオード、前記緑色フォトダイオード及び前記青色フォトダイオードは、それぞれ前記第1感光制御回路、前記第2感光制御回路及び前記第3感光制御回路に接続され、それぞれ受信された光信号を電気信号に変換してもよい。
【0040】
さらには、前記感光制御回路は前記ベースに設けられており、前記感光制御回路は金属回路であってもよい。
【0041】
実施例において、前記ベースに感光制御回路(例えば、金属回路)を備えてもよく、感光制御回路は、フォトダイオードに接続され、受信されたフォトダイオードにより変換されたアナログ電気信号をデジタル信号に変換するために用いられる。
【0042】
具体的には、実施例において、赤色フォトダイオードは、赤色光線(波長が異なる)を取得でき、異なる強度の赤色光線の光信号を異なる強度のアナログ電気信号に変換でき、緑色フォトダイオードは、緑色光線(波長が異なる)を取得でき、異なる強度の緑色光線の光信号を異なる強度のアナログ電気信号に変換でき、青色フォトダイオードは、青色光線(波長が異なる)を取得でき、異なる強度の青色光線の光信号を異なる強度のアナログ電気信号に変換できる。前記ベースの内部に感光制御回路(例えば、金属回路)を備えてもよく、当該感光制御回路は、第1感光制御回路、第2感光制御回路及び第3感光制御回路を含み、前記赤色フォトダイオード、前記緑色フォトダイオード及び前記青色フォトダイオードは、それぞれ前記第1感光制御回路、前記第2感光制御回路及び前記第3感光制御回路に接続され、それぞれ受信された光信号を電気信号に変換してもよい。
【0043】
さらには、隣り合う前記画素ユニットは前記ベースを共有する。
【0044】
実施例において、隣り合う2つの画素ユニットの間に1つの側囲板のみがあってもよく、当該側囲板には、隣り合う2つの画素ユニットの感光制御回路が設けられている。
【0045】
以上の本発明の実施例で提供される技術的解決手段から見えるように、本発明の実施例は、複数の画素ユニットを含む光電センサを提供し、当該画素ユニットは、取付空間が設けられているベースと、取付空間内に取り付けられたフォトダイオードであって、互いに間隔を置いて設けられた赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードを含むフォトダイオードと、ベースに取り付けられ、少なくとも一部が取付空間内に位置し、入光面、第1出光面、第2出光面及び第3出光面を有し、入光面に入射された光線を分散させてから第1出光面、第2出光面及び第3出光面から出射するための分光器であって、第1出光面は赤色フォトダイオードに向けられ、第2出光面は緑色フォトダイオードに向けられ、第3出光面は青色フォトダイオードに向けられる分光器と、を備えてもよい。このように、前記分光器を通過した光線が、それぞれ赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードに入り込む異なる方向の3本の光線に分けられることによって、当該画素ユニットは、RGBの3つの信号を同時に取得でき、光電センサの偽色効果が効果的に解決される。
【0046】
さらには、前記光電センサは前記実施例における画素ユニットから構成されてもよく、当該光電センサは凹状配列構造であるため、同一のサイズの光電センサに感光面積を効果的に大きくすることができ、当該光電センサは、より飽和している画像情報を取得し、画像の歪みをさらに減少でき、光電センサの性能を効果的に向上させる。
【0047】
本出願の実施例に開示された光電センサによれば、本出願の実施例は、撮像モジュールをさらに提供し、図7に示すように、当該撮像モジュールは、前記実施例に記載の光電センサ200、レンズ301及び回路基板305を備え、前記光電センサ200は、前記回路基板305に取り付けられて前記回路基板305と電気的に接続され、前記光電センサ200は前記実施例に記載の光電センサであり、前記レンズ301は、前記光電センサ200の前記回路基板305から離れた側に設けられていてもよい。
【0048】
さらには、撮像性能を向上させるために、本発明の実施例に開示された撮像モジュールは、光学フィルター303をさらに備え、光学フィルター303は、前記光電センサ200の上方に位置し、余分な赤外光及び紫外光をフィルタリングするためのものであり、前記光学フィルター303はカラーフィルターであってもよい。
【0049】
具体的には、このような場合に、レンズ301を透過して入射された光線のうちの一部は、前記光電センサ200に照射される前に光学フィルター303を通過し、光学フィルター303は、光をフィルタリングするように作用し、余分な赤外光及び紫外光をフィルタリングすることができ、光電センサ200の感光領域における不要な光線を濾去し、光電センサ200が撮像中に偽色又はモアレを発生することを防止でき、さらに、画像の有効解像度と色還元性を向上させることができる。
【0050】
さらには、本発明の実施例に開示された撮像モジュールは、モータ302をさらに含んでもよく、前記モータ302は前記レンズ301に接続され、レンズ301を移動するように駆動するためのものである。
【0051】
具体的には、当該モータ302は、前記レンズ301の下方に位置してもよく、レンズ301における駆動装置に接続され、前記レンズ301を移動するように駆動することができる。ここで、前記モータ302は、レンズを移動するように駆動する過程中にズーム機能を実現するズームモータであってもよい。前記モータ302は他の種類であってもよく、本発明の実施例では、前記モータの種類が具体的に限定されない。
【0052】
さらには、本発明の実施例に開示された撮像モジュールは、台座304をさらに含んでもよく、前記台座304は前記回路基板305の上方に位置し、前記モータ302は当該台座304上に設けられている。
【0053】
以上の本発明の実施例で提供される技術的解決手段から見えるように、本発明の実施例では、複数の画素ユニットを含む光電センサを備える撮像モジュールであって、前記画素ユニットは、取付空間が設けられているベースと、取付空間内に取り付けられたフォトダイオードであって、互いに間隔を置いて設けられた赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードを含むフォトダイオードと、ベースに取り付けられ、少なくとも一部が取付空間内に位置し、入光面、第1出光面、第2出光面及び第3出光面を有し、入光面に入射された光線を分散させてから第1出光面、第2出光面及び第3出光面から出射するための分光器であって、第1出光面は赤色フォトダイオードに向けられ、第2出光面は緑色フォトダイオードに向けられ、第3出光面は青色フォトダイオードに向けられる分光器と、を備える、撮像モジュールを提供する。このように、前記分光器を通過した光線が、それぞれ赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードに入り込む異なる方向の3本の光線に分けられることによって、当該画素ユニットは、RGBの3つの信号を同時に取得でき、光電センサの偽色効果が効果的に解決される。
【0054】
本発明の実施例に開示された撮像モジュールによれば、本発明の実施例は、上記の実施例に記載の撮像モジュールを備える電子機器を開示する。図8に示すように、図8は、本発明の各実施例を実現する電子機器のハードウェア構造模式図であり、当該電子機器は、前記実施例における撮像モジュールを備えてもよい。当該電子機器は、無線周波数ユニット401、ネットワークモジュール402、オーディオ出力ユニット403、入力ユニット404、センサ405、表示ユニット406、ユーザ入力ユニット407、インタフェースユニット408、メモリ409、プロセッサ410、電源411等の部材を含むが、それらに限定されない。当業者であれば、図8に示す電子機器の構造は電子機器を限定するものではなく、電子機器は図示より多く又は少ない部材、又は一部の部材の組合せ、又は異なる部材配置を含んでもよいことが理解可能である。本発明の実施例において、電子機器は、携帯電話、タブレットパソコン、ノートパソコン、携帯情報端末、車載端末、ウェアラブル機器、及び歩数計等を含むが、それらに限定されない。
【0055】
ここで、電子機器は撮像モジュールを備え、当該撮像モジュールは、回路基板、レンズ及び前記実施例に記載の光電センサを備え、前記光電センサは、前記回路基板に取り付けられて前記回路基板と電気的に接続され、前記光電センサは前記実施例に記載の光電センサであり、前記レンズは、前記光電センサの前記回路基板から離れた側に設けられている。
【0056】
以上の本発明の実施例で提供される技術的解決手段から見えるように、本発明の実施例では、撮像モジュールを備える電子機器であって、当該撮像モジュールは、複数の画素ユニットを含む光電センサを備え、前記画素ユニットは、取付空間が設けられているベースと、取付空間内に取り付けられたフォトダイオードであって、互いに間隔を置いて設けられた赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードを含むフォトダイオードと、ベースに取り付けられ、少なくとも一部が取付空間内に位置し、入光面、第1出光面、第2出光面及び第3出光面を有し、入光面に入射された光線を分散させてから第1出光面、第2出光面及び第3出光面から出射するための分光器であって、第1出光面は赤色フォトダイオードに向けられ、第2出光面は緑色フォトダイオードに向けられ、第3出光面は青色フォトダイオードに向けられる分光器と、を備える、電子機器を提供する。このように、前記分光器を通過した光線が、それぞれ赤色フォトダイオード、緑色フォトダイオード及び青色フォトダイオードに入り込む異なる方向の3本の光線に分けられることによって、当該画素ユニットは、RGBの3つの信号を同時に取得でき、光電センサの偽色効果が効果的に解決される。
【0057】
本発明の実施例において、無線周波数ユニット401は、情報の受送信又は通話中の信号の受送信に用いることができることを理解すべきであり、具体的には、基地局からのダウンリンクデータを受信した後に、プロセッサ410で処理し、また、アップリンクのデータを基地局に送信する。通常、無線周波数ユニット401は、アンテナ、少なくとも1つの増幅器、受送信機、カプラー、低騒音増幅器、デュプレクサ等を含むが、それらに限定されない。また、無線周波数ユニット401は、無線通信システムを介してネットワーク及び他の機器と通信することもできる。
【0058】
電子機器はネットワークモジュール402によって、例えば、電子メールの受送信、ウェブページの閲覧およびストリーミングメディアへのアクセスなどを助けるように、無線ブロードバンドインターネットアクセスをユーザに提供する。
【0059】
オーディオ出力ユニット403は、無線周波数ユニット401又はネットワークモジュール402が受信した又はメモリ409に記憶されているオーディオデータをオーディオ信号に変換して音声として出力することができる。且つ、オーディオ出力ユニット403は、電子機器400が実行する特定の機能に関するオーディオ出力(例えば、コール信号受信音、メッセージ受信音等)を提供することもできる。オーディオ出力ユニット403は、スピーカ、ブザー及び受話器等を含む。
【0060】
入力ユニット404は、オーディオ又はビデオ信号を受信するために用いられる。入力ユニット404は、ビデオキャプチャモード又は画像キャプチャモードで画像キャプチャ装置(例えば、カメラ)が取得したスチル画像又はビデオの画像データを処理するグラフィックスプロセッシングユニット(Graphics Processing Unit,GPU)4041、及びマイクロホン4042を含んでもよい。処理された画像フレームは、表示ユニット406に表示することができる。グラフィックスプロセッシングユニット4041で処理された画像フレームは、メモリ409(又は他の記憶媒体)に記憶するか、又は無線周波数ユニット401もしくはネットワークモジュール402によって送信することができる。マイクロホン4042は、音声を受信することができ、且つこのような音声をオーディオデータとして処理することができる。処理されたオーディオデータは、電話通話モードで、無線周波数ユニット401によって移動通信基地局に送信可能なフォーマットに変換して出力することができる。
【0061】
電子機器400は光センサ、運動センサ及び他のセンサのような少なくとも1つのセンサ405をさらに含む。具体的には、光センサは、環境光の明暗に応じて表示パネル4061の輝度を調整することができる環境光センサと、電子機器400が耳元に移動された時、表示パネル4061及び/又はバックライトを消すことができる近接センサと、を含む。運動センサの1つとして、加速度センサは、各方向(一般的には、三軸)での加速度の大きさを検出することができ、静止時に、重力の大きさ及び方向を検出することができ、電子機器の姿勢(例えば、画面の横縦の切り替え、関連するゲーム、磁力計姿勢校正)の認識、振動認識関連機能(例えば、歩数計、タップ)等に用いることができる。センサ405は、指紋センサ、圧力センサ、虹彩センサ、分子センサ、ジャイロスコープ、気圧計、湿度計、温度計、赤外線センサ等をさらに含んでもよく、ここでは説明を省略する。
【0062】
表示ユニット406は、ユーザが入力した情報又はユーザに提供される情報を表示するために用いられる。表示ユニット406は表示パネル4061を含んでもよく、液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display,LCD)、有机発光ダイオード(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等の形態で表示パネル4061を構成することができる。
【0063】
ユーザ入力ユニット407は、入力される数字又は文字情報の受信、及び電子機器でのユーザ設定及び機能制御に関するキー信号入力の生成に用いることができる。具体的には、ユーザ入力ユニット407は、タッチパネル4071及び他の入力機器4072を含む。タッチパネル4071はタッチスクリーンとも呼ばれ、その上又は付近でのユーザのタッチ操作(例えば、ユーザが指、スタイラス等、あらゆる適切な物体又は付属品を使用してタッチパネル4071上又はタッチパネル4071付近で行う操作)を検出可能であり、タッチ検出装置とタッチコントローラとの2つの部分を含んでもよい。そのうち、タッチ検出装置は、ユーザのタッチ方位を検出するとともに、タッチ操作による信号を検出し、タッチコントローラに伝送する。タッチコントローラは、タッチ検出装置からタッチ情報を受信し、それをタッチポイント座標に変換してプロセッサ410に送信し、そして、プロセッサ410から送信された命令を受信して実行する。また、タッチパネル4071は、抵抗式、容量式、赤外線及び表面弾性波等の様々な形態で実現することができる。タッチパネル4071に加え、ユーザ入力ユニット407は他の入力機器4072をさらに含んでもよい。具体的には、他の入力機器4072は、物理キーボード、機能ボタン(例えば、音量制御ボタン、スイッチボタン等)、トラックボール、マウス、操作レバーを含んでもよいが、それらに限定されず、ここでは説明を省略する。
【0064】
さらには、タッチパネル4071は、表示パネル4061を被覆してもよく、タッチパネル4071はその上又は付近でのタッチ操作を検出すると、それをプロセッサ410に伝送してタッチイベントのタイプを特定し、その後、プロセッサ410は、タッチイベントのタイプに応じて表示パネル4061で対応する視覚出力を提供する。図7において、タッチパネル4071と表示パネル4061は、2つの独立した部材として電子機器の入力と出力機能を実現するが、何らかの実施例では、電子機器の入力と出力機能を実現するように、タッチパネル4071と表示パネル4061を統合してもよく、ここでは具体的に限定しない。
【0065】
インタフェースユニット408は、外部装置と電子機器400を接続するインタフェースである。例えば、外部装置は、有線又は無線ヘッドホンポート、外部電源(又は電池充電器)ポート、有線又は無線データポート、メモリカードポート、認識モジュールを備える装置を接続するためのポート、オーディオ入力/出力(I/O)ポート、ビデオI/Oポート、イヤホンポート等を含んでもよい。インタフェースユニット408は、外部装置からの入力(例えば、データ情報、電力等)を受信し、受信された入力を電子機器400内の1つ又は複数の部材に伝送するか、又は電子機器400と外部装置の間でデータを伝送するために用いることができる。
【0066】
メモリ409は、ソフトウェアプログラム及び様々なデータを記憶するために用いることができる。メモリ409は、オペレーティングシステム、少なくとも1つの機能に必要なアプリケーション(例えば、音声再生機能、画像再生機能等)等を記憶可能なプログラム記憶領域と、携帯電話の使用に応じて作成されたデータ(例えば、オーディオデータ、電話帳等)等を記憶可能なデータ記憶領域と、を主に含んでもよい。また、メモリ409は、高速ランダムアクセスメモリを含んでもよく、不揮発性メモリ、例えば、少なくとも1つの磁気ディスク記憶デバイス、フラッシュメモリデバイス、又は他の揮発性ソリッドステート記憶デバイスをさらに含んでもよい。
【0067】
プロセッサ410は、電子機器の制御センタであり、様々なインタフェース及び回線により電子機器全体の各部分を接続するものであり、メモリ409内に記憶されているソフトウェアプログラム及び/又はモジュールを動作させ又は実行し、及びメモリ409内に記憶されているデータを呼び出すことで、電子機器の様々な機能及びデータ処理を実行し、それにより、電子機器を全体的に監視する。プロセッサ410は、1つ又は複数の処理ユニットを含んでもよく、好ましくは、プロセッサ410に、オペレーティングシステム、ユーザインタフェース及びアプリケーション等を主に処理するアプリケーションプロセッサと、無線通信を主に処理するモデムプロセッサとを統合することができる。上記モデムプロセッサはプロセッサ410に統合されなくてもよいことが理解可能である。
【0068】
電子機器400は各部材に給電する電源411(例えば、電池)をさらに含んでもよく、好ましくは、電源411は、電源管理システムによってプロセッサ410に論理的に接続し、さらに電源管理システムによって充放電の管理、及び電力消費管理等の機能を実現することができる。
【0069】
なお、電子機器400はいくつかの示されていない機能モジュールを含み、ここでは説明を省略する。
【0070】
好ましくは、本発明の実施例は、さらに、プロセッサ410と、メモリ409と、メモリ409に記憶され且つ前記プロセッサ410において実行可能なコンピュータプログラムとを含む電子機器において、当該コンピュータプログラムがプロセッサ410により実行される時、前記実施例の各工程を実現し、且つ同様な技術効果を達成できる電子機器を提供し、繰り返して説明することを回避するために、ここで説明を省略する。
【0071】
本発明の実施例を方法、システム又はコンピュータプログラム製品として提供可能であることが当業者に自明である。従って、本発明は、完全ハードウェア実施例、完全ソフトウェア実施例、又はソフトウェアとハードウェアを組み合わせた実施例の形態としてもよい。また、本発明は、コンピュータ利用可能プログラムコードを含む1つ又は複数のコンピュータ利用可能記憶媒体(磁気ディスク記憶装置、CD-ROM、光学記憶装置等を含むが、それらに限定されない)上で実施されるコンピュータプログラム製品の形態としてもよい。
【0072】
本発明は、本発明の実施例に係る方法、機器(システム)、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート及び/又はブロック図を参照して説明している。フローチャート及び/又はブロック図におけるそれぞれのフロー及び/又はブロック、並びにフローチャート及び/又はブロック図におけるフロー及び/又はブロックの組合せはコンピュータプログラム命令によって実現できることを理解すべきである。これらのコンピュータプログラム命令は、機械を製造するために、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、組み込みプロセッサ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサへ提供されてもよく、それにより、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサによって実行される命令は、フローチャートの1つ又は複数のフロー及び/又はブロック図の1つ又は複数のブロックにおいて指定された機能を実現するための手段を創出する。
【0073】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置を特定の方式で動作させるように指導可能なコンピュータ可読メモリに記憶されてもよく、それによって当該コンピュータ可読メモリに記憶された命令は、フローチャートの1つ又は複数のフロー及び/又はブロック図の1つ又は複数のブロックにおいて指定された機能を実現する命令手段を含む製品を創出する。
【0074】
これらのコンピュータプログラム命令はコンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置にロードすることにより、コンピュータに実現される処理を生成するように、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置において一連の動作ステップを実行させるようにしてもよく、それにより、コンピュータ又は他のプログラマブル機器において実行される命令はフローチャートの1つ又は複数のフロー及び/又はブロック図の1つ又は複数のブロックにおいて指定された機能を実現するためのステップを提供する。
【0075】
1つの典型的な配置において、計算機器は、1つ又は複数のプロセッサ(CPU)、入力/出力インタフェース、ネットワークインタフェース及びメモリを備える。
【0076】
メモリは、読み出し専用メモリ(ROM)又はフラッシュメモリ(flash RAM)のような、コンピュータ可読メディアのうちの非永続的なメモリ、ランダムアクセスメモリ(RAM)及び/又は不揮発性メモリ等の形態を含み得る。メモリは、コンピュータ可読メディアの例示である。
【0077】
コンピュータ可読記憶媒体(メディア)は、いずれの方法又は技術により情報記憶を実現してもよい永続的及び非永続的なメディア、リムーバブル及び非リムーバブルメディアを含む。情報は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムのモジュール又は他のデータであってもよい。コンピュータの記憶媒体の例は、相変化メモリ(PRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、他の種類のランダムアクセスメモリ(RAM)、読み出し専用メモリ(ROM)、電気消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ又は他のメモリ技術、コンパクトディスク読み出し専用メモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)又は他の光学ストレージ、磁気テープカセット、磁気テープ磁気ディスクストレージ又は他の磁気記憶装置、あるいは他の非伝送媒体を含むが、それらに限定されない。コンピュータの記憶媒体は、計算機器によりアクセス可能な情報を記憶するために用いることができる。本明細書における限定のとおり、コンピュータ可読メディアは、変調されたデータ信号及びキャリアのような非永続型のコンピュータ可読媒体(transitory media)を含まない。
【0078】
本発明の実施例に記述したこれらの実施例は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、ミドルウェア、マイクロコード又はそれらの組合せによって実現できることが理解可能である。ハードウェアによる実現について、処理ユニットは、1つ又は複数の特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor,DSP)、デジタル信号処理装置(DSP Device,DSPD)、プログラマブルロジックデバイス(Programmable Logic Device,PLD)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、汎用プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本発明に記載の機能を実行するための他の電子ユニット又はそれらの組合せにおいて実現することができる。
【0079】
ソフトウェアによる実現について、本発明の実施例に記載の機能を実行するためのモジュール(例えば、プロセス、関数等)によって本発明の実施例に記載の技術を実現することができる。ソフトウェアコードはメモリに記憶しプロセッサによって実行することができる。メモリはプロセッサ内又はプロセッサの外部で実現することができる。
【0080】
説明すべきこととして、本明細書において、用語「含む」、「からなる」又はその他のあらゆる変形は、非排他的包含を含むように意図され、それにより一連の要素を含むプロセス、方法、商品又は装置は、それらの要素のみならず、明示されていない他の要素、又はこのようなプロセス、方法、商品又は装置に固有の要素をも含む。特に断らない限り、語句「1つの…を含む」により限定される要素は、前記要素を含むプロセス、方法、商品又は装置に別の同じ要素がさらに存在することを排除するものではない。
【0081】
以上の実施形態に対する説明によって、当業者であれば上記実施例の方法がソフトウェアと必要な汎用ハードウェアプラットフォームとの組合せという形態で実現できることを明確に理解可能であり、当然ながら、ハードウェアによって実現してもよいが、多くの場合において前者はより好ましい実施形態である。このような見解をもとに、本発明の技術的解決手段は実質的に又は従来技術に寄与する部分はソフトウェア製品として具現化されてもよく、当該コンピュータソフトウェア製品は、記憶媒体(例えばROM/RAM、磁気ディスク、光ディスク)に記憶され、1つの端末(携帯電話、コンピュータ、サーバ、エアコン、又はネットワーク機器等であってもよい)に本発明の各実施例に記載の方法を実行させる複数の命令を含む。
【0082】
以上、図面を参照しながら本発明の実施例を説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されず、上記の具体的な実施形態は例示的なものに過ぎず、限定的なものではなく、本発明の示唆をもとに、当業者は、本発明の趣旨及び特許請求の保護範囲から逸脱することなく、本発明に様々な変更及び変形を加えてもよい。本発明の精神と原理内になされるいずれの補正、等価置換、改良も、本発明の特許請求の範囲に含まれるべきである。
【符号の説明】
【0083】
100:画素ユニット
101:ベース
1010:底板
1011:第1側囲板
1012:第2側囲板
1013:第3側囲板
1014:第4側囲板
1021:赤色フォトダイオード
1022:緑色フォトダイオード
1023:青色フォトダイオード
103:分光器
1031:入光面
1032:第1出光面
1033:第2出光面
1034:第3出光面
200:光電センサ
301:レンズ
302:モータ
303:光学フィルター
304:台座
305:回路基板
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8