[发明专利]成像层、成像装置、电子设备、波带片结构及感光像元

说明书

本申请公开一种成像层、成像装置、电子设备、波带片结构及感光像元，包括成像层和位于所述成像层下侧的图像传感器，所述成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构，所述波带片结构包括遮光带和透光带，所述波带片结构使经目标物反射的光线汇聚于所述图像传感器上成像。在成像层上设置波带片结构，波带片结构是根据光干涉的原理计算设计得到，使得经过透光带的单色光相干增强汇聚于图像传感器上，进而使得汇聚在图像传感器上的光均为相干增强光线，极大的放大了光强。同时，由于增加了透光面积，由光的波动性产生的干涉/衍射的次峰的相对高度和其与主峰之间的距离也会降低。从而进一步提高了光学分辨率。

本申请要求于2019年5月22日提交中国国知局、申请号为201910430939.4的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请涉及图像采集技术领域，具体涉及一种成像装置。此外，本申请还涉及一种成像层、电子设备、波带片结构及感光像元。

背景技术

现有的移动终端，如手机等，希望做到全面屏设计，并且将指纹识别和前置摄像头集成于显示屏下同时不影响显示。现有技术中已经有将指纹识别集成于显示屏下的技术，例如在先专利CN201710086890.6中提出了一种矩阵式小孔成像系统(Matrix PinholeImaging System，MAPIS)，用于近距离采集物体表面图像，如指纹图像、人脸图像等。MAPIS可以被应用在手机、平板电脑、智能手环等多种电子设备中。

MAPIS一般包括小孔板和图像传感器。在小孔板上开设有多个成像孔。图像传感器设置在小孔板的一侧，并且与成像孔的位置对应。这样，根据小孔成像原理，小孔板另一侧的目标物上的光线，就可以穿过成像孔，在图像传感器上形成目标物的倒立的像。穿过每一个成像孔的光线都可以在图像传感器上形成一个相应的像，将这多个像进行拼接，就可以得到一个相对完整的关于目标物的图像。

上述的MAPIS可以应用在具有显示屏的电子设备中，以用于采集指纹图像、人脸图像等。电子设备的显示屏包括阵列排布的发光像素，以及用于控制发光像素的电路。电路通常是不透明的，但是电路之间具有间隙，使显示屏上方的光线可以通过这些间隙，到达显示屏的下方。在显示屏的下方设置小孔板，通过小孔板上的成像孔的位置、大小和形状，来规范光线可以通过的区域。理想的小孔板上的成像孔孔径约为10-15μm。此时，通过成像孔的光线强度合适，衍射很小，故而在图像传感器上所形成的像的清晰度较高，分辨率较好，能够满足应用在具有显示屏的电子设备中的需求。

但是，随着显示屏的分辨率越来越高，发光像素的排布越来越紧密，相应的电路也越来越多，这导致电路之间的间隙大幅减小(例如减小到约5μm)，难以达到理想的成像孔孔径的要求。在成像孔孔径受到间隙的限制而大幅减小的情况下，通过成像孔的光线强度减小，衍射严重，进而导致这些光线难以被图像传感器接收，容易淹没在图像传感器的热噪声之中。

另一方面，现有技术中还不存在将前置摄像头集成于显示屏下并不影响显示的方案。最接近的方案有升降摄像头，水滴框，显示屏上开孔等。但是后两者都对显示有影响。

在专利201811271636.4(申请号，尚未公开，有同日申请的实用新型)中，提出了一种屏下摄像头的方案。但是该方案也需要开一个相对较大的中心孔，并且需要搭配透镜使用。而由于透镜需要安置在显示屏下方，透镜的厚度会阻碍组装。

发明内容

本申请通过充分利用光的干涉增强特性，提供解决上述技术问题的成像层、应用该成像层的成像装置及电子设备。

第一方面，本申请提供一种成像装置，包括成像层和位于所述成像层下侧的图像传感器，所述成像层上设有若干个成像孔，每个所述成像孔内设有波带片结构，所述波带片结构包括遮光带和透光带，所述波带片结构使经目标物反射的光线汇聚于所述图像传感器上成像。