ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ СЪЕМОЧНОЙ КАМЕРЫ, СЪЕМОЧНАЯ КАМЕРА И ТЕРМИНАЛ СЪЕМКИ СЪЕМОЧНОЙ КАМЕРЫ
PHOTOSENSITIVE COMPONENT OF FILMING CAMERA, FILMING CAMERA AND CAMERA FILMING CAMERA TERMINAL

Перекрестная ссылка на родственную заявку
Настоящая заявка подана на основании и испрашивает приоритет патентной заявки Китая № 201711025227.1, поданной 27 октября 2017 г., содержание которой в полном объеме включено в настоящий документ путем ссылки.
Область техники
Настоящее изобретение относится, в целом, к области съемки съемочной камерой и, в частности, к фоточувствительному компоненту съемочной камеры, съемочной камере и к терминалу съемки съемочной камеры.
Уровень техники
Для формирования изображения, в фоточувствительном компоненте съемочной камеры происходит излучение света на фоточувствительную поверхность пикселя. Таким образом, для формирования изображений решающую роль играет коэффициент пропускания света.
В сопутствующей технологии, фоточувствительный компонент съемочной камеры содержит RGB-фильтр (фильтр на основе красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов), при этом излучаемый свет попадает на фоточувствительную поверхность пикселя после его фильтрации через RGB-фильтр.
Раскрытие изобретения
Для решения проблемы в сопутствующей технологии, в настоящем изобретении предложен фоточувствительный компонент съемочной камеры, съемочная камера и терминал съемки съемочной камеры.
Согласно первому аспекту в настоящем изобретении предложен фоточувствительный компонент съемочной камеры, который может содержать: кремниевую подложку, слой с массивом пикселей, прикрепленный к одной поверхности кремниевой подложки, и слой микропризм, расположенный параллельно слою с массивом пикселей.
Микропризмы в слое микропризм могут быть выполнены с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах могут соответственно излучаться в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют указанным микропризмам, причем n не может быть больше m.
Опционально, каждая микропризма может соответствовать некоторому пикселю, причем указанный пиксель может содержать n субпикселей.
Микропризма может быть выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах могут излучаться в субпиксели в соответствующих цветах пикселя.
Опционально, нижняя поверхность микропризмы может быть перпендикулярна плоскости, в которой находится слой с массивом пикселей, причем n субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, могут быть последовательно расположены в пикселе вдоль направления от вершины микропризмы к нижней поверхности.
Опционально, каждые две смежные микропризмы могут соответствовать двум смежным пикселям, причем каждый из первого пикселя и второго пикселя может содержать n субпикселей, причем n-ые субпиксели в первом пикселе и во втором пикселе могут быть смежными.
Первая микропризма может быть выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах могут соответственно излучаться в субпиксели в соответствующих цветах первого пикселя, а вторая микропризма может быть выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах могут соответственно излучаться в субпиксели в соответствующих цветах второго пикселя.
Опционально, нижняя поверхность первой микропризмы может быть противоположна и параллельна нижней поверхности второй микропризмы, причем нижняя поверхность первой микропризмы может быть перпендикулярна плоскости, в которой находится слой с массивом пикселей, и нижняя поверхность второй микропризмы может быть перпендикулярна плоскости, в которой находится слой с массивом пикселей.
При этом n субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, могут быть последовательно расположены в первом пикселе вдоль направления от вершины первой микропризмы к нижней поверхности первой микропризмы, а n субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, могут быть последовательно расположены во втором пикселе вдоль направления от вершины второй микропризмы к нижней поверхности второй микропризмы.
Опционально, каждые две смежные микропризмы могут соответствовать двум смежным пикселям, причем первый пиксель и второй пиксель могут содержать суммарно 2n-1 субпикселей, причем n-ый субпиксель может быть общим для первого пикселя и второго пикселя.
Первая микропризма может быть выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах могут соответственно излучаться в n-1 субпиксели в соответствующих цветах первого пикселя и общий n-ый субпиксель, а вторая микропризма может быть выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах могут соответственно излучаться в n-1 субпиксели в соответствующих цветах второго пикселя и общий n-ый субпиксель.
Опционально, нижняя поверхность первой микропризмы может быть противоположна и параллельна нижней поверхности второй микропризмы, причем нижняя поверхность первой микропризмы может быть перпендикулярна плоскости, в которой находится слой с массивом пикселей, и нижняя поверхность второй микропризмы может быть перпендикулярна плоскости, в которой находится слой с массивом пикселей.
При этом n-1 субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, и общий n-ый субпиксель могут быть последовательно расположены в первом пикселе вдоль направления от вершины первой микропризмы к нижней поверхности, а n-1 субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, и общий n-ый субпиксель могут быть последовательно расположены во втором пикселе вдоль направления от вершины второй микропризмы к нижней поверхности.
Опционально, фоточувствительный компонент съемочной камеры может дополнительно содержать слой микролинз, расположенный между слоем с массивом пикселей и слоем микропризм.
Микропризмы могут быть выполнены с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения.
Микролинзы в слое микролинз могут быть выполнены с возможностью обеспечения независимого схождения каждого типа цветного света n цветных световых лучей в m цветных световых лучах, излучаемых микропризмами для соответствующего излучения, в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам.
Опционально, фоточувствительный компонент съемочной камеры может дополнительно содержать слой микролинз, причем слой микролинз может быть параллелен слою микропризм, при этом слой микролинз может не являться смежным со слоем с массивом пикселей.
Микролинзы в слое микролинз могут быть выполнены с возможностью обеспечения схождения падающего слоя для излучения.
Микропризмы могут быть выполнены с возможностью разложения сходящегося света, излучаемого микролинзами, на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах могут излучаться в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, соответствующих микропризмам.
Опционально, слой микропризм может содержать массив микропризм.
Опционально, слой микропризм может быть сформирован травлением подложки, изготовленной из предварительно заданного материала.
Согласно второму аспекту в настоящем изобретении предложена съемочная камера, которая может содержать фоточувствительный компонент съемочной камеры согласно первому аспекту.
Согласно третьему аспекту в настоящем изобретении предложен терминал съемки съемочной камеры, который может содержать съемочную камеру согласно второму аспекту.
Технические решения, предложенные в различных аспектах настоящего изобретения, могут обеспечивать следующие положительные эффекты.
Микропризмы обеспечивают разложение падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах соответственно излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам. Таким образом, n цветных световых лучей может быть создано разложением с помощью микропризм, причем не полученная после этого часть цветного света поглощается RGB-фильтром, в результате чего может быть улучшен коэффициент пропускания цветного света, излучаемого в пиксели, так что время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается, при этом эффект съемки съемочной камеры в условиях плохой освещенности может быть дополнительно улучшен, а также может быть улучшен эффект съемки съемочной камерой движущегося объекта.
N-ые субпиксели являются общими для первых пикселей и вторых пикселей. Соответственно, общие субпиксели могут иметь относительно большие площади, благодаря чему фоточувствительные области субпикселей могут быть увеличены. Таким образом, коэффициент пропускания света субпикселей улучшается, а время выдержки, требуемое для формирования изображений, сокращается.
Слой микролинз расположен между слоем с массивом пикселей и слоем микропризм, при этом микролинзы могут независимо обеспечивать схождение каждого типа цветного света n цветных световых лучей, излучаемых слоем микропризм для соответствующего излучения в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам, в результате чего может быть обеспечено полное излучение каждого типа цветного света в субпиксели в соответствующих цветах, так что происходит улучшение коэффициента пропускания света субпикселей, а время выдержки, требуемое для формирования изображений, сокращается.
Слой микролинз сформирован травлением подложки, изготовленной из предварительно заданного материала, так что отпадает необходимость в изготовлении и компоновке микропризм с одинаковыми или приблизительно одинаковыми размерами пикселей, благодаря чему возможно устранение трудностей в реализации слоя микропризм.
Следует понимать, что вышеизложенное общее описание и нижеследующее подробное описание приведены лишь для примера и пояснения и не ограничивают настоящее изобретение.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, включенные в настоящий документ и образующие часть описания, иллюстрируют различные аспекты настоящего изобретения и совместно с описанием служат для пояснения принципов настоящего изобретения.
На фиг. 1 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры в соответствии с сопутствующей технологией.
На фиг. 2 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 3 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения. На фиг. 4 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 5 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 6 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения.
На фиг. 7 представлена блочная схема устройства, содержащего фоточувствительный компонент съемочной камеры, согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Далее будет приведено подробное описание примерных аспектов, примеры которых проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. Нижеследующее описание относится к прилагаемым чертежам, на которых на разных чертежах одинаковые номера позиций обозначают одни и те же или схожие элементы, если не указано иное. Реализации, раскрытые в нижеследующем описании примерных аспектов, не отражают все возможные варианты реализации, соответствующие настоящему изобретению. Напротив, данные реализации являются лишь примерами аппаратов и способов, соответствующими аспектам настоящего изобретения, изложенным в пунктах прилагаемой формулы.
На фиг. 1 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры в соответствии с сопутствующей технологией. Фоточувствительный компонент съемочной камеры содержит кремниевую подложку, слой с массивом пикселей, прикрепленный к одной поверхности кремниевой подложки, слой с RGB-фильтром, расположенный параллельно слою с массивом пикселей, и слой микролинз, расположенный параллельно слою с RGB-фильтром, причем слой микролинз не является смежным со слоем с массивом пикселей.
Например, пиксель может содержать три или четыре или даже больше субпикселей. Далее приведено описание в отношении случая, когда пиксель, например, содержит три субпикселя. При этом, три субпикселя представляют собой красный субпиксель, зеленый субпиксель и синий субпиксель, соответственно. Таким образом, RGB-фильтр содержит три световых фильтра, то есть, фильтр красного света, фильтр зеленого света и фильтр синего света, соответственно. Над каждым световым фильтром расположена микролинза.
Падающий свет перпендикулярно излучается в каждую микролинзу в слое микролинз, причем каждая микролинза отражает падающий свет в соответствующий световой фильтр ниже. Фильтр красного света поглощает свет помимо красного света и излучает красный свет в красный субпиксель; фильтр зеленого света поглощает свет помимо зеленого света и излучает зеленый свет в зеленый субпиксель; а фильтр синего света поглощает свет помимо синего света и излучает синий свет в синий субпиксель.
Коэффициент пропускания падающего света через RGB-фильтр является очень низким, при этом в среднем передается примерно 40% света, а остальные 60% света поглощаются, так что время выдержки, требуемое для формирования изображений, является значительным. Рассматриваемая в данный момент заявка позволяет решить данную проблему посредством аспектов, представленных на фиг. 2 - 6.
На фиг. 2 показана структурная схема фоточувствительного компонента съемочной камеры согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения. Фоточувствительный компонент съемочной камеры может быть реализован в съемочной камере, а съемочная камера пригодна для применения в терминале съемки съемочной камеры. Как показано на фиг. 2, фоточувствительный компонент съемочной камеры содержит: кремниевую подложку 210, слой 220 с массивом пикселей, прикрепленный к одной поверхности кремниевой подложки 210, и слой 230 микропризм, расположенный параллельно слою 220 с массивом пикселей.
Микропризмы 231 в слое 230 микропризм выполнены с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах соответственно излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселях, которые соответствуют микропризмам 231. При этом n не больше m.
Например, m может равняться 7, а также может представлять собой другое числовое значение, что не ограничивается в данном аспекте. Если m=7, микропризмы 231 могут разложить падающий свет на семь типов цветных световых лучей.
В рассматриваемом аспекте, пиксель может содержать три или четыре или даже больше субпикселей. Далее приведено описание для случая, когда пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя. При этом каждая микропризма 231 в слое 230 микропризм выполнена с возможностью разложения падающего света на семь цветных световых лучей для излучения, причем излучаемый красный свет излучается в красный субпиксель 221 пикселя, соответствующий микропризме 231, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 пикселя, а излучаемый синий свет излучается в синий субпиксель 223 пикселя.
Из вышеизложенного следует, что в фоточувствительном компоненте съемочной камеры, предлагаемом в настоящем изобретении, микропризмы обеспечивают разложение падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах соответственно излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам. Таким образом, n цветных световых лучей может быть создано разложением с помощью микропризм, причем не полученная после этого часть цветного света поглощается RGB-фильтром, в результате чего может быть улучшен коэффициент пропускания цветного света, излучаемого в пиксели, так что время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается, при этом эффект съемки съемочной камеры в условиях плохой освещенности может быть дополнительно улучшен, а также может быть улучшен эффект съемки съемочной камерой движущегося объекта.
Как показано на фиг. 2, фоточувствительный компонент съемочной камеры содержит: кремниевую подложку 210, слой 220 с массивом пикселей, прикрепленный к одной поверхности кремниевой подложки 210, и слой 230 микропризм, расположенный параллельно слою 220 с массивом пикселей.
Слой 220 с массивом пикселей содержит массив пикселей, причем каждый пиксель содержит три или четыре или даже больше субпикселей. Если пиксель содержит три субпикселя, то эти три субпикселя могут представлять собой красный субпиксель, зеленый субпиксель и синий субпиксель, соответственно. Если пиксель содержит четыре субпикселя, то эти четыре субпикселя представляют собой красный субпиксель, зеленый субпиксель, синий субпиксель и желтый субпиксель, соответственно. Как альтернатива, четыре субпикселя представляют собой красный субпиксель, зеленый субпиксель, синий субпиксель и белый субпиксель, соответственно. Количество субпикселей, содержащихся в каждом пикселе, и субпиксели не ограничены в данном аспекте.
В поверхности кремниевой подложки 210, прикрепленной к слою 220 с массивом пикселей, выполнены канавки, причем каждый субпиксель в каждом пикселе расположен в канавке.
Микропризмы 231 в слое 230 микропризм выполнены с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам 231, соответственно, причем n≤m.
Например, m может составлять 7, а также может равняться другому числовому значению, что не ограничивается в данном аспекте настоящего изобретения. Если m=7, то микропризмы 231 могут разложить падающий свет на семь цветных световых лучей.
Далее будет приведено описание для случая, когда пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя. При этом каждая микропризма 231 в слое 230 микропризм выполнена с возможностью разложения падающего света на семь цветных световых лучей для излучения, причем излучаемый красный свет излучается в красный субпиксель 221 пикселя, соответствующий микропризме 231, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 пикселя, а излучаемый синий свет излучается в синий субпиксель 223 пикселя.
Слой 230 микропризм выполнен с возможностью разложения падающего света для излучения в пиксели. Таким образом, n цветных световых лучей может быть создано разложением с помощью микропризм 231, причем не полученная после этого часть цветного света поглощается RGB-фильтром, в результате чего может быть улучшен коэффициент пропускания цветного света, излучаемого в пиксели, так что время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается, при этом эффект съемки съемочной камеры в условиях плохой освещенности может быть дополнительно улучшен, а также может быть улучшен эффект съемки съемочной камерой движущегося объекта.
В данном аспекте возможно несколько соотношений между положениями микропризм 231 и пикселей. Далее, в качестве примера, будет приведено описание аспекта с тремя из них.
1) В соответствии с первым соотношением положений, каждая микропризма 231 соответствует пикселю, причем пиксель содержит n субпикселей. В этом случае, микропризма 231 выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселя.
Далее также будет приведено описание в отношении случая, в котором пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя. При этом, красный свет, излучаемый микропризмой 231, излучается в красный субпиксель 221 пикселя, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 пикселя, а излучаемый синий свет излучается в синий субпиксель 223 пикселя.
Как показано на фиг. 2, нижняя поверхность 232 микропризмы 231 перпендикулярна плоскости, в которой находится слой 220 с массивом пикселей, причем n субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления (то есть, от маленького до большого показателя преломления) соответствующих цветов, последовательно расположены в пикселе вдоль направления от вершины 233 микропризмы 231 к нижней поверхности 232.
Далее описание также приведено в отношении случая, в котором пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя. Поскольку показатель преломления красного света является наименьшим, а показатель преломления синего света является наибольшим, красный субпиксель 221, зеленый субпиксель 222 и синий субпиксель 223 последовательно расположены в пикселе вдоль направления от вершины 233 микропризмы 231 к нижней поверхности 232.
2) В соответствии со вторым соотношением положений, каждые две смежные микропризмы 231 соответствуют двум смежным пикселям, причем каждый из первого пикселя и второго пикселя содержит n субпикселей, причем n-ые субпиксели в первом пикселе и во втором пикселе являются смежными. Первая микропризма 231 выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в субпиксели в соответствующих цветах первого пикселя, соответственно. Вторая микропризма 231 выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в субпиксели в соответствующих цветах второго пикселя, соответственно.
Далее описание также приведено для случая, в котором пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя. При этом, красный свет, излучаемый первой микропризмой 231, излучается в красный субпиксель 221 первого пикселя, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 первого пикселя, а излучаемый синий свет излучается в синий субпиксель 223 первого пикселя. По аналогии, красный свет, излучаемый второй микропризмой 231, излучается в красный субпиксель 221 второго пикселя, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 второго пикселя, а излучаемый синий свет излучается в синий субпиксель 223 второго пикселя.
Как показано на фиг. 3, нижняя поверхность 232 первой микропризмы 231 противоположна и параллельна нижней поверхности 232 второй микропризмы 231, причем нижняя поверхность 232 первой микропризмы 231 перпендикулярна плоскости, в которой находится слой 220 с массивом пикселей, и нижняя поверхность 232 второй микропризмы 231 перпендикулярна плоскости, в которой находится слой 220 с массивом пикселей, причем n субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, последовательно расположены в первом пикселе вдоль направления от вершины 233 первой микропризмы 231 к нижней поверхности 232, причем n субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, последовательно расположены во втором пикселе вдоль направления от вершины 233 второй микропризмы 231 к нижней поверхности 232. Как показано на фиг. 3, направление пунктирной стрелки с левой стороны представляет собой направление от вершины 233 первой микропризмы 231 к нижней поверхности 232, а направление пунктирной стрелки с правой стороны представляет собой направление от вершины 233 второй микропризмы 231 к нижней поверхности 232.
Далее снова приведено описание в отношении случая, в котором, в качестве примера, пиксель содержит три субпикселя. Поскольку показатель преломления красного света является наименьшим, а показатель преломления синего света является наибольшим, красный субпиксель 221, зеленый субпиксель 222 и синий субпиксель 223 последовательно расположены в первом пикселе вдоль направления от вершины 233 первой микропризмы 231 к нижней поверхности 232. По аналогии, красный субпиксель 221, зеленый субпиксель 222 и синий субпиксель 223 последовательно расположены во втором пикселе вдоль направления от вершины 233 второй микропризмы 231 к нижней поверхности 232. Кроме того, синий субпиксель 223 в первом пикселе является смежным с синим субпикселем 223 во втором пикселе.
3) В соответствии с третьим соотношением положений, каждые две смежные микропризмы 231 соответствуют двум смежным пикселям, причем первый пиксель и второй пиксель содержат суммарно 2n-1 субпикселей, причем n-ый субпиксель является общим для первого пикселя и второго пикселя. Первая микропризма 231 выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в n-1 субпиксели в соответствующих цветах первого пикселя и общий n-ый субпиксель, соответственно. Вторая микропризма 231 выполнена с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в n-1 субпиксели в соответствующих цветах второго пикселя и общий n-ый субпиксель, соответственно.
Далее описание также приведено в отношении случая, в котором пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя, При этом красный свет, излучаемый первой микропризмой 231, излучается в красный субпиксель 221 первого пикселя, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 первого пикселя, а излучаемый синий свет излучается в общий субпиксель 223, при этом красный свет, излучаемый второй микропризмой 231, излучается в красный субпиксель 221 второго пикселя, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 второго пикселя, а излучаемый синий свет излучается в общий субпиксель 223.
N-ые субпиксели являются общими для первых пикселей и вторых пикселей, причем общие субпиксели имеют относительно большие площади, благодаря чему фоточувствительные области субпикселей могут быть увеличены. Таким образом, коэффициент пропускания света субпикселей улучшается, а время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается.
Как показано на фиг. 4, нижняя поверхность 232 первой микропризмы 231 противоположна и параллельна нижней поверхности 232 второй микропризмы 231, нижняя поверхность 232 первой микропризмы 231 перпендикулярна плоскости, в которой находится слой 220 с массивом пикселей, а нижняя поверхность 232 второй микропризмы 231 перпендикулярна плоскости, в которой находится слой с массовом пикселей, причем n-1 субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, и общий n-ый субпиксель последовательно расположены в первом пикселе вдоль направления от вершины 233 первой микропризмы 231 к нижней поверхности 232, а n-1 субпикселей, расположенных в порядке возрастания показателей преломления соответствующих цветов, и общий n-ый субпиксель последовательно расположены во втором пикселе вдоль направления от вершины 233 второй микропризмы 231 к нижней поверхности 232. Как показано на фиг. 4, направление пунктирной стрелки с левой стороны представляет собой направление от вершины 233 первой микропризмы 231 и указывает на нижнюю поверхность 232, а направление пунктирной стрелки с правой стороны представляет собой направление от вершины 233 второй микропризмы 231 и указывает на нижнюю поверхность 232.
Далее также приведено описание в отношении случая, в котором пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя. Поскольку показатель преломления красного света является наименьшим, а показатель преломления синего света является наибольшим, красный субпиксель 221, зеленый субпиксель 222 и общий синий субпиксель 223 последовательно расположены в первом пикселе вдоль направления от вершины 233 первой микропризмы 231 к нижней поверхности 232, а красный субпиксель 221, зеленый субпиксель 222 и общий синий субпиксель 223 последовательно расположены во втором пикселе вдоль направления от вершины 233 второй микропризмы 231 к нижней поверхности 232.
В данном аспекте, между слоем 220 с массивом пикселей и слоем 230 микропризм дополнительно может быть предусмотрен слой 240 микролинз. Слой 240 микролинз выполнен так, чтобы обеспечить схождение света, и не может влиять на коэффициент пропускания света, причем возможно несколько соотношений между положениями слоя 240 микролинз и слоя 230 микропризм. Далее, в качестве примера, будет приведено описание в отношении аспекта с двумя из них.
1) В соответствии с первым соотношением положений, фоточувствительный компонент съемочной камеры дополнительно содержит слой 240 микролинз. Слой 240 микролинз расположен между слоем 220 с массивом пикселей и слоем 230 микропризм. Микропризмы 231 выполнены с возможностью разложения падающего света на m цветных световых лучей для излучения, причем микролинзы 241 в слое 240 микролинз выполнены с возможностью обеспечения независимого схождения каждого типа цветного света n цветных световых лучей в m цветных световых лучах, излучаемых микропризмами 231, для соответствующего излучения в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам 231.
В варианте реализации, проиллюстрированном на фиг. 5, каждая микролинза 241 соответствует некоторому субпикселю. Далее, описание также будет приведено для случая, в котором, в качестве примера, пиксель содержит три субпикселя. При этом красный свет, излучаемый микропризмой 231, сходится посредством микролинзы 241 для излучения в красный субпиксель 221 пикселя, соответствующего микропризме 231, излучаемый зеленый свет сходится посредством микролинзы 241 для излучения в зеленый субпиксель 222 пикселя, а излучаемый синий свет сходится посредством микролинзы 241 для излучения в синий субпиксель 223 пикселя.
Слой 240 микролинз находится между слоем 220 с массивом пикселей и слоем 230 микропризм, причем слой 240 микролинз может независимо обеспечивать схождение каждого типа цветного света в n цветных световых лучах, излучаемых слоем 230 микропризм, для соответствующего излучения в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, соответствующих микропризмам 231, причем может быть обеспечено полное излучение каждого цветного света в субпиксели в соответствующих цветах, благодаря чему улучшается коэффициент пропускания света субпикселей, а время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается.
2) В соответствии со вторым соотношением положений, фоточувствительный компонент съемочной камеры дополнительно содержит слой 240 микролинз, причем слой 240 микролинз противоположен и параллелен слою 230 микропризм, при этом слой 240 микролинз не является смежным со слоем 220 с массивом пикселей. Микролинзы 241 в слое 240 микролинз выполнены с возможностью обеспечения схождения падающего света для излучения, причем микропризмы 231 могут разложить сходящийся свет, излучаемый микролинзами 241, на m цветных световых лучей для излучения, причем n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам 241.
В одном из вариантов реализации, каждая микролинза 241 соответствует некоторому субпикселю, что показано на фиг. 6. Далее описание также приведено в отношении случая, в котором пиксель, в качестве примера, содержит три субпикселя. При этом микропризма 231 раскладывает падающий свет, сходящийся посредством микролинз 241, на семь цветных световых лучей для излучения, причем излучаемый красный свет излучается в красный субпиксель 221 пикселя, соответствующего микропризме 231, излучаемый зеленый свет излучается в зеленый субпиксель 222 пикселя, а излучаемый синий свет излучается в синий субпиксель 223 пикселя.
Существует несколько способов изготовления слоя 230 микропризм. Далее, в качестве примера, будет приведено описание двух из них.
1) Согласно первому способу изготовления, слой 230 микропризм формируют путем компоновки каждой микропризмы 231. В этом случае, для формирования слоя 230 микропризм можно изготовить и скомпоновать микропризмы 231 с одинаковыми или приблизительно одинаковыми размерами пикселей в соответствии с соотношением между положениями каждой микропризмы 231 и пикселя.
2) Согласно второму способу изготовления, относительно сложно изготовить микропризмы 231 с одинаковыми или приблизительно одинаковыми размерами пикселей и скомпоновать такие микропризмы 231, вследствие чего слой 230 микропризм формируют травлением подложки, изготовленной из предварительно заданного материала. В этом случае, для формирования слоя 230 микропризм травление может быть осуществлено в соответствии с соотношениями между положениями микропризм 231 и пикселей. Предварительно заданный материал может представлять собой оптическое стекло, кварцевое стекло, щелочно-галоидный кристалл, пластмассы или другой подобный материал, что не ограничивается в данном аспекте.
Из вышесказанного следует, что в предлагаемом в настоящем изобретении фоточувствительном компоненте съемочной камеры микропризмы раскладывают падающий свет на m цветных световых лучей для излучения, при этом n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам, соответственно. Таким образом, n цветных световых лучей может быть создано разложением с помощью микропризм, причем не полученная после этого часть цветного света поглощается RGB-фильтром, в результате чего может быть улучшен коэффициент пропускания цветного света, излучаемого в пиксели, так что время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается, при этом эффект съемки съемочной камеры в условиях плохой освещенности может быть дополнительно улучшен, а также может быть улучшен эффект съемки съемочной камерой движущегося объекта.
В одном из примеров, n-ые субпиксели являются общими для первых пикселей и вторых пикселей. Соответственно, общие субпиксели имеют относительно большие площади, благодаря чему фоточувствительные области субпикселей увеличиваются. В результате, улучшается коэффициент пропускания света субпикселей, а время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается.
Слой микролинз расположен между слоем с массивом пикселей и слоем микропризм, при этом слой микролинз может независимо обеспечивать схождение каждого типа цветного света n цветных световых лучей, излучаемых слоем микропризм, для соответствующего излучения в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, соответствующих микропризмам, причем может быть обеспечено полное излучение каждого цветного света в субпиксели в соответствующих цветах, что приводит к улучшенному коэффициенту пропускания света субпикселей, а также уменьшению времени выдержки, необходимого для формирования изображений.
Слой микропризм создают травлением подложки, изготовленной из предварительно заданного материала, так что отпадает необходимость в изготовлении и компоновке микропризм с одинаковыми или приблизительно одинаковыми размерами пикселей, в результате чего устраняются трудности в реализации слоя микропризм.
На фиг. 7 показана блочная схема устройства 700, содержащего фоточувствительный компонент съемочной камеры, согласно одному из примерных аспектов настоящего изобретения. Например, устройство 700 может представлять собой мобильный телефон, компьютер, цифровой широковещательный терминал, устройство для обмена сообщениями, игровую консоль, планшет, медицинский прибор, тренажер для физических упражнений, персональный цифровой помощник или другое подобное устройство.
Как показано на фиг. 7, устройство 700 может содержать один или несколько из следующих компонентов: обрабатывающий компонент 702, память 704, компонент 706 питания, мультимедийный компонент 708, аудио-компонент 710, интерфейс 712 ввода/вывода, сенсорный компонент 714 и коммуникационный компонент 716.
Обрабатывающий компонент 702, как правило, обеспечивает управление всеми операциями устройства 700, например, операциями, связанными с отображением информации, телефонными звонками, передачей данных, функционированием съемочной камеры и записывающими операциями. Обрабатывающий компонент 702 может содержать один или более процессоров 718 для исполнения инструкций и выполнения всех или некоторых из этапов упомянутого выше способа. Кроме того, обрабатывающий компонент 702 может содержать один или более модулей, обеспечивающих взаимодействие между указанным обрабатывающим компонентом 702 и другими компонентами. Например, обрабатывающий компонент 702 может содержать мультимедийный модуль, обеспечивающий взаимодействие между мультимедийным компонентом 708 и обрабатывающим компонентом 702.
Память 704 выполнена с возможностью хранения различных типов данных для поддержания функционирования устройства 700. К указанным данным относятся, например, инструкции для любых прикладных программ или способов, выполняемых в устройстве 700, контактная информация, телефонный справочник, сообщения, картинки, видео и т.д. Память 704 может быть реализована с использованием любого типа из энергозависимых или энергонезависимых запоминающих устройств, или их комбинации, например, статистического запоминающего устройства с произвольной выборкой (СЗУПВ), электрически стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (ЭСППЗУ), стираемого программируемого постоянного запоминающего устройства (СППЗУ), программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), магнитной памяти, флэш-памяти, магнитного или оптического диска.
Указанный компонент 706 питания обеспечивает подачу питания к различным компонентам устройства 700. При этом компонент 706 питания может содержать систему управления энергопотреблением, один или более источников питания и любых других компонентов, связанных с генерированием, управлением и распределением электроэнергии в устройстве 700.
Указанный мультимедийный компонент 708 содержит экран, обеспечивающий выводной интерфейс между устройством 700 и пользователем. В некоторых аспектах указанный экран может содержать жидкокристаллический дисплей (ЖКД) и сенсорную панель (СП). Если экран содержит сенсорную панель, то экран может быть реализован в виде сенсорного экрана для приема входных сигналов от пользователя. Сенсорная панель содержит один или более контактных датчиков для обнаружения касаний, скользящих движений пальца и жестов по сенсорной панели. Контактные датчики могут не только обнаруживать границы касания или скользящего движения пальца, но также обнаруживать продолжительность времени или давление, связанные с касанием или скользящим движением пальца. В некоторых аспектах мультимедийный компонент 708 содержит фронтальную камеру и/или заднюю камеру. Фронтальная камера и/или задняя камера могут принимать внешние мультимедийные данные, когда устройство 700 находится в рабочем режиме, например, в режиме фотографирования или в режиме видеосъемки. Каждая из указанных камер, то есть указанная фронтальная камера и указанная задняя камера, может представлять собой фиксированную систему оптических линз или иметь возможность оптической фокусировки и изменения масштаба изображения.
Аудио-компонент 710 выполнен с возможностью вывода и/или ввода аудио-сигналов. Например, аудио-компонент 710 содержит микрофон (МИК), при этом микрофон выполнен с возможностью приема внешнего аудио-сигнала, когда устройство 700 находится в рабочем режиме, например, в режиме звонка, в режиме записи или в режиме распознавания голоса. Принятый аудио-сигнал может далее быть сохранен в памяти 704 или передан через коммуникационный компонент 716. В некоторых аспектах аудио-компонент 710 дополнительно содержит громкоговоритель для вывода аудио-сигналов.
Интерфейс 712 ввода/вывода обеспечивает взаимодействие между обрабатывающим компонентом 702 и периферическим интерфейсным модулем, причем периферический интерфейсный модуль может представлять собой, например, клавиатуру, сенсорное колесо с предусмотренными на нем кнопками, кнопку и другой подобный элемент. Указанная кнопка, помимо прочего, может представлять собой кнопку возврата в исходное положение, кнопку регулирования громкости, кнопку включения и кнопку блокировки.
Указанный сенсорный компонент 714 содержит один или более датчиков для обеспечения оценки состояния различных аспектов указанного устройства 700. Например, сенсорный компонент 714 выполнен с возможностью обнаружения состояния включен/выключен устройства 700 и относительного позиционирования компонентов, например, дисплея и маленькой клавиатуры устройства 700, причем указанный сенсорный компонент 714 может также выявлять изменение положения устройства 700 или компонента устройства 700, наличие или отсутствие контакта пользователя с устройством 700, ориентацию или ускорение/замедление устройства 700 и изменение температуры устройства 700. Сенсорный компонент 714 может содержать датчик приближения, выполненный с возможностью обнаружения наличия объекта на близком расстоянии без какого-либо физического контакта. Сенсорный компонент 714 может также содержать светочувствительный датчик, например, датчик изображения на комплементарной структуре «металл-оксид-полупроводник» (КМОП) или датчик изображения на приборе с зарядовой связью (ПЗС), для использования в приложениях редактирования изображений. В некоторых аспектах сенсорный компонент 714 может также содержать датчик ускорения, гиродатчик, магнитный датчик, датчик давления или датчик температуры.
Коммуникационный компонент 716 выполнен с возможностью обеспечения проводной или беспроводной передачи данных между устройством 700 и другим оборудованием. Указанное устройство 700 может получить доступ к беспроводной сети на основании стандартов связи, например, сети WiFi, сети 2-го поколения (2G) или 3-го поколения (3G), или их комбинации. В одном из примерных аспектов коммуникационный компонент 716 принимает сигнал оповещения или информацию, связанную с оповещением, от внешней системы управления оповещением через широковещательный канал. В одном из аспектов коммуникационный компонент 716 дополнительно содержит модуль связи ближнего радиуса действия (NFC, от англ. Near Field Communication) для обеспечения связи малого покрытия. Например, указанный NFC-модуль может быть реализован на основе технологии радиочастотной идентификации (RFID, от англ. Radio Frequency Identification), технологии передачи данных в инфракрасном диапазоне (IrDA, от англ. Infrared Data Association), сверхширокополостной (UWB, от англ. Ultra-WideBand) технологии, технологи Bluetooth (BT) и других технологий.
В одном из примерных аспектов устройство 700 может быть реализовано посредством одной или более специализированных интегральных микросхем (ASIC, от англ. Application Specific Integrated Circuits), процессоров цифровой обработки сигналов (ЦОС), устройств цифровой обработки сигналов (УЦОС), программируемых логических устройств (ПЛУ), программируемых пользователем вентильных матриц (ППВМ), контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров или других электронных компонентов, для выполнения раскрытого выше способа.
В одном из примерных аспектов, также может быть предусмотрен энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, содержащий инструкции, например, память 704, содержащую инструкции, причем указанные инструкции могут быть исполнены процессором 718 устройства 700 для реализации упомянутого выше способа. Например, указанный энергонезависимый машиночитаемый носитель данных может представлять собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), устройство магнитного типа, дискету, оптическое запоминающее оборудование или другое подобное устройство.
Другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными специалистам в данной области техники при изучении настоящего описания и при реализации на практике настоящего изобретения. Предполагается, что данная заявка охватывает любые вариации, варианты применения или модификации настоящего изобретения в соответствии с его основными принципами и включает в себя общеизвестные и общепринятые сведения, которые не раскрыты в настоящем изобретении. Предполагается, что описание и примеры следует рассматривать исключительно в качестве иллюстративных, при этом истинный объем и сущность настоящего изобретения заданы приведенной ниже формулой изобретения.
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается конкретной конструкцией, которая была описана выше и проиллюстрирована на прилагаемых чертежах, и что в настоящее изобретение могут быть внесены различные модификации и изменения, не выходящие за пределы его объема. Предполагается, что объем настоящего изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения.
Промышленная применимость
Технические решения, предложенные в различных аспектах настоящего изобретения, могут обеспечивать следующие положительные эффекты. Микропризмы раскладывают падающий свет на m цветных световых лучей для излучения, при этом n цветных световых лучей в излучаемых m цветных световых лучах соответственно излучаются в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, которые соответствуют микропризмам. Таким образом, n цветных световых лучей может быть создано разложением с помощью микропризм, причем не полученная после этого часть цветного света поглощается RGB-фильтром, в результате чего может быть улучшен коэффициент пропускания цветного света, излучаемого в пиксели, так что время выдержки, требуемое для формирования изображений, уменьшается, при этом эффект съемки съемочной камеры в условиях плохой освещенности может быть дополнительно улучшен, а также может быть улучшен эффект съемки съемочной камерой движущегося объекта.
N-ые субпиксели являются общими для первых пикселей и вторых пикселей. Соответственно, общие субпиксели имеют относительно большие площади, благодаря чему фоточувствительные области субпикселей могут быть увеличены. Таким образом, коэффициент пропускания света субпикселей улучшается, а время выдержки, требуемое для формирования изображений, сокращается.
Слой микролинз расположен между слоем с массивом пикселей и слоем микропризм, при этом слой микролинз может независимо обеспечивать схождение каждого типа цветного света n цветных световых лучей, излучаемых слоем микропризм, для соответствующего излучения в субпиксели в соответствующих цветах пикселей, соответствующих микропризмам, в результате чего может быть обеспечено полное излучение каждого типа цветного света в субпиксели в соответствующих цветах, так что происходит улучшение коэффициента пропускания света субпикселей, а время выдержки, требуемое для формирования изображений, снижается.
Слой микропризм сформирован травлением подложки, изготовленной из предварительно заданного материала, так что отпадает необходимость в изготовлении и компоновке микропризм с одинаковыми или приблизительно одинаковыми размерами пикселей, благодаря чему могут быть устранены трудности в реализации слоя микропризм.