光学滤波器、图像传感器和包括光学滤波器的电子设备的制作方法

本公开涉及光学滤波器、包括该光学滤波器的图像传感器以及包括该图像传感器的电子设备。

背景技术：

1、在相关技术中，图像传感器将波段划分为仅红色(r)、绿色(g)和蓝色(b)三个部分。然而，仅检测波长带的三个部分的限制可能限制图像生成中颜色表达的准确度和图像分析中对象识别的性能。因此，期望的是可以开发包括光谱滤波器的图像传感器，该光谱滤波器将波长带划分为三个以上的部分。然而，相关技术中的光谱滤波器被用于包括大型且复杂的光学元件的专用相机，并且目前仍在研究和开发将光谱滤波器与半导体芯片集成的图像传感器的模块的技术。

技术实现思路

1、提供了光学滤波器、包括该光学滤波器的图像传感器以及包括该图像传感器的电子设备。

2、附加方面部分地将在接下来的描述中阐述，且部分地将通过该描述而变得清楚明白，或者可以通过实践本公开所呈现的实施例而获知。

3、根据实施例的一个方面，一种光学滤波器包括：有源滤波区，包括光谱滤波器和偏振滤波器中的至少一个；以及参考滤波区，被配置为感测通过有源滤波区的光的量，其中，参考滤波区包括黑色滤波器和透明滤波器中的至少一个以及灰色滤波器，其中，灰色滤波器的透射率高于黑色滤波器的透射率且低于透明滤波器的透射率。

4、灰色滤波器的透射率可以在5％至90％的范围中。

5、灰色滤波器可以包括具有彼此不同的透射率的多个部分灰色滤波器。

6、参考滤波区可以在有源滤波区外侧。

7、参考滤波区可以包括黑色滤波器和灰色滤波器，黑色滤波器可以在有源滤波区外侧，并且灰色滤波器可以在黑色滤波器外侧。

8、参考滤波区还可以包括透明滤波器，并且透明滤波器可以在灰色滤波器外侧。

9、参考滤波区可以包括灰色滤波器和透明滤波器，灰色滤波器可以在有源滤波区外侧，并且透明滤波器可以在灰色滤波器外侧。

10、光学滤波器还可以包括：多个单元滤波器阵列；包括所述有源滤波区在内的多个有源滤波区；以及包括所述参考滤波区在内的多个参考滤波区，其中，多个单元滤波器阵列中的每一个可以包括多个有源滤波区中的对应有源滤波区、和多个参考滤波区中的对应参考滤波区。

11、多个参考滤波区中的每一个可以包括黑色滤波器和灰色滤波器。

12、多个参考滤波区中的每一个还可以包括透明滤波器。

13、多个参考滤波区中的每一个可以包括灰色滤波器和透明滤波器。

14、有源滤波区可以包括光谱滤波器，并且光谱滤波器可以包括具有彼此不同的中心波长的至少四个单元光谱滤波器。

15、四个或更多个单元光谱滤波器中的每个单元光谱滤波器可以包括下金属反射板和上金属反射板，下金属反射板限定第一空腔，并且上金属反射板可以设置在第一空腔中。

16、至少四个单元光谱滤波器中的每个单元光谱滤波器的第一空腔的有效折射率或厚度对应于该单元光谱滤波器的中心波长。

17、至少四个单元光谱滤波器中的每个单元光谱滤波器还可以包括设置在下金属反射板的下部上的下介电层。

18、至少四个单元光谱滤波器中的每个单元光谱滤波器还可以包括设置在上金属反射板的上部上的上介电层。

19、至少四个单元光谱滤波器中的每个单元光谱滤波器的下介电层和上介电层中的每一个的有效折射率或厚度对应于该单元光谱滤波器的中心波长。

20、有源滤波区可以包括偏振滤波器，并且偏振滤波器可以包括具有彼此不同的中心波长的多个单元偏振滤波器。

21、多个单元偏振滤波器中的每个单元偏振滤波器可以包括下金属反射板和偏振器，下金属反射板限定第二空腔，并且偏振器可以设置在第二空腔中。

22、偏振器可以包括金属栅格。

23、根据实施例的一个方面，一种光学滤波器包括：有源滤波区，包括光谱滤波器和偏振滤波器中的至少一个；以及参考滤波区，被配置为感测通过有源滤波区的光的量，参考滤波区包括黑色滤波器和透明滤波器。

24、参考滤波区可以设置在有源滤波区外侧。

25、黑色滤波器可以在有源滤波区外侧，并且透明滤波器可以在黑色滤波器外侧。

26、光学滤波器还可以包括：多个单元滤波器阵列；包括所述有源滤波区在内的多个有源滤波区；包括所述参考滤波区在内的多个参考滤波区，其中，多个单元滤波器阵列中的每一个可以包括多个有源滤波区中的对应有源滤波区、和多个参考滤波区中的对应参考滤波区。

27、有源滤波区可以包括光谱滤波器，并且光谱滤波器可以包括具有彼此不同的中心波长的至少四个单元光谱滤波器。

28、至少四个单元光谱滤波器中的每个单元光谱滤波器可以包括下金属反射板和上金属反射板，下金属反射板限定第一空腔，并且上金属反射板可以设置在第一空腔中。

29、有源滤波区可以包括偏振滤波器，并且偏振滤波器可以包括具有彼此不同的中心波长的多个单元偏振滤波器。

30、多个单元偏振滤波器中的每个单元偏振滤波器可以包括下金属反射板和偏振器，下金属反射板限定第二空腔，并且偏振器可以设置在第二空腔中。

31、根据示例实施例的一个方面，一种图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素；以及光学滤波器，设置在像素阵列上，其中，光学滤波器包括：有源滤波区，包括光谱滤波器和偏振滤波器中的至少一个；以及参考滤波区，被配置为感测通过有源滤波区的光的量，其中，参考滤波区包括黑色滤波器和透明滤波器中的至少一个以及灰色滤波器，并且其中，灰色滤波器的透射率可以高于黑色滤波器的透射率且低于透明滤波器的透射率。

32、图像传感器还可以包括定时控制器、行解码器和输出电路。

33、根据示例实施例的一个方面，一种电子设备包括图像传感器，图像传感器包括：像素阵列，包括多个像素；以及光学滤波器，设置在像素阵列上，其中，光学滤波器包括：有源滤波区，包括光谱滤波器和偏振滤波器中的至少一个；以及参考滤波区，被配置为感测通过有源滤波区的光的量，其中，参考滤波区包括黑色滤波器和透明滤波器中的至少一个以及灰色滤波器，并且其中，灰色滤波器的透射率可以高于黑色滤波器的透射率且低于透明滤波器的透射率。

34、电子设备还可以包括：移动电话、智能电话、平板计算机、智能平板计算机、数字相机、摄像机、笔记本计算机、电视、智能电视、智能冰箱、安全相机、机器人或医疗相机。

技术特征：

1.一种光学滤波器，包括：

2.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中，所述灰色滤波器的透射率在5％至90％的范围中。

3.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中，所述灰色滤波器包括具有彼此不同的透射率的多个部分灰色滤波器。

4.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中，所述参考滤波区在所述有源滤波区外侧。

5.根据权利要求4所述的光学滤波器，其中，所述参考滤波区包括所述黑色滤波器和所述灰色滤波器，

6.根据权利要求5所述的光学滤波器，其中，所述参考滤波区还包括所述透明滤波器，并且

7.根据权利要求4所述的光学滤波器，其中，所述参考滤波区包括所述灰色滤波器和所述透明滤波器，

8.根据权利要求1所述的光学滤波器，还包括：

9.根据权利要求8所述的光学滤波器，其中，所述多个参考滤波区中的每一个包括所述黑色滤波器和所述灰色滤波器。

10.根据权利要求9所述的光学滤波器，其中，所述多个参考滤波区中的每一个还包括所述透明滤波器。

11.根据权利要求8所述的光学滤波器，其中，所述多个参考滤波区中的每一个包括所述灰色滤波器和所述透明滤波器。

12.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中，所述有源滤波区包括所述光谱滤波器，并且

13.根据权利要求12所述的光学滤波器，其中，所述至少四个单元光谱滤波器中的每个单元光谱滤波器包括下金属反射板和上金属反射板，

14.根据权利要求1所述的光学滤波器，其中，所述有源滤波区包括所述偏振滤波器，并且

15.根据权利要求14所述的光学滤波器，其中，所述多个单元偏振滤波器中的每个单元偏振滤波器包括下金属反射板和偏振器，

16.一种光学滤波器，包括：

17.根据权利要求16所述的光学滤波器，其中，所述参考滤波区在所述有源滤波区外侧。

18.根据权利要求17所述的光学滤波器，其中，所述黑色滤波器在所述有源滤波区外侧，并且所述透明滤波器在所述黑色滤波器外侧。

19.根据权利要求16所述的光学滤波器，还包括：

20.一种图像传感器，包括：

技术总结
一种光学滤波器，包括：有源滤波区，包括光谱滤波器和偏振滤波器中的至少一个；以及参考滤波区，被配置为感测通过有源滤波区的光的量，其中，参考滤波区包括黑色滤波器和透明滤波器中的至少一个以及灰色滤波器，其中，灰色滤波器的透射率高于黑色滤波器的透射率且低于透明滤波器的透射率。

技术研发人员：金孝哲,李文淑,卢永瑾
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13