[发明专利]图像传感器和包括该图像传感器的电子装置

说明书

提供了一种图像传感器，包括：传感器基板，包括被配置为感测光的第一光感测单元和第二光感测单元；间隔层，其是透明的并且设置在传感器基板上；以及分色透镜阵列，设置在间隔层上，并且包括：第一区域，在竖直方向上与第一光感测单元相对设置并且具有第一图案，以及第二区域，在竖直方向上与第二光感测单元相对设置并且具有与第一图案不同的第二图案，并且其中，第一图案被配置为：从入射光分离出第一波长的光并且将第一波长的光汇聚到第一光感测单元，并且第二图案被配置为：从入射光分离出第二波长的光，并且将第二波长的光汇聚到第二光感测单元。

相关申请的交叉引用

本申请要求在韩国知识产权局于2019年10月23日提交的韩国专利申请No.10-2019-0132386、2019年11月14日提交的韩国专利申请No.10-2019-0146233、以及2020年9月10日提交的韩国专利申请No.10-2020-0116388的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的实施例涉及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装置，更具体地，涉及包括能够根据波长分离出入射光并且汇聚被分离的光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装置。

背景技术

图像传感器通常通过使用滤色器来检测入射光的颜色。然而，因为滤色器吸收除了所检测的颜色以外的其他颜色的光，所以滤色器可能具有很低的光利用效率。

例如，当使用RGB(红、绿和蓝)滤色器时，只有1/3的入射光被透射，而另外(即2/3)的入射光被RGB滤色器吸收。因此，光利用效率仅为约33％。因此，在彩色显示装置或彩色图像传感器中，大部分光损失发生在滤色器中。

发明内容

一个或多个示例实施例提供了一种图像传感器，其通过使用被配置为根据波长分离和汇聚入射光的分色透镜阵列而具有更高的光利用效率。

一个或多个示例实施例还提供了一种包括图像传感器的电子装置。

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，或者可以通过对示例实施例的实践来获知。

根据示例实施例的一个方面，提供了一种图像传感器，包括：传感器基板，包括各自被配置为感测光的第一光感测单元和第二光感测单元；间隔层，间隔层是透明的并且设置在传感器基板上；以及分色透镜阵列，与传感器基板相对地设置在间隔层上，分色透镜阵列包括：第一区域，在竖直方向上与第一光感测单元相对设置，第一区域具有第一图案，以及第二区域，在竖直方向上与第二光感测单元相对设置，第二区域具有与第一图案不同的第二图案，并且其中，第一图案被配置为：从入射到分色透镜阵列上的入射光分离出第一波长的光，并将第一波长的光汇聚到第一光感测单元，并且第二图案被配置为：从入射光分离出与第一波长不同的第二波长的光，并将第二波长的光汇聚到第二光感测单元。

间隔层的厚度对应于与要由分色透镜阵列分离的入射光的波段的中心波长相关的分色透镜阵列的焦距。

其中，间隔层的理论厚度是h_t，光感测单元之间的间距是p，间隔层的折射率是n，并且要由分色透镜阵列分离的入射光的波段的中心波长是λ₀，间隔层的理论厚度可以满足并且间隔层的实际厚度h满足h_t-p≤h≤h_t+p。

第一图案和第二图案可以被配置为：使第一波长的光在刚穿过分色透镜阵列之后的位置处，在与第一光感测单元的中心相对应的位置处形成2Nπ的相位分布，并且在与第二光感测单元的中心相对应的位置处形成(2N-1)π的相位分布，其中，N是大于0的整数。

第一图案和第二图案可以被配置为：使第二波长的光在刚穿过分色透镜阵列之后的位置处，在与第一光感测单元的中心相对应的位置处形成(2M-1)π的相位分布，并且在与第二光感测单元的中心相对应的位置处形成2Mπ的相位分布，其中，M是大于0的整数。