1.本技术涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种图像传感器、摄像头和电子装置。
背景技术：2.多光谱图像传感器广泛应用于如手机、平板以及相机等电子设备中。对于多光源下图像的处理，现有技术大多较为依赖设备程序中的算法进行图像还原，但是，仅通过算法对图像进行还原处理时，图像仍会受到外界混合光源的影响而失真，导致还原效果较差，影响所拍摄图像的真实色彩。
技术实现要素：3.本技术实施方式提供了一种图像传感器、摄像头和电子装置。
4.本技术实施方式的图像传感器包括感光阵列和微透镜阵列。所述感光阵列包括阵列排布的多个感光单元，每个所述感光单元包括多个光电二极管，每个所述光电二极管能够响应一种波段的光线。所述微透镜阵列设置在所述感光阵列的一侧，所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述微透镜与所述感光单元一一对应。
5.其中，所述图像传感器划分形成多个感光区域，每个所述感光区域包括多个所述感光单元和多个所述微透镜。
6.本技术实施方式中的图像传感器中，将图像传感器划分为多个感光区域，多个感光区域能够分区对拍摄视野中的光源光谱信息进行探测，每个感光单元中的多个光电二极管可以实现对微透镜汇聚的多种波段光线进行探测，以准确得到拍摄时外界的光源信息，有利于简化后续对图像分割处理的算法，提升图像的还原效果。
7.本技术实施方式的摄像头包括上述实施方式中所述的图像传感器。如此，摄像头在不同光源下进行拍摄时也能够准确地区分出光源信息，使得图像的还原效果更好。
8.本技术实施方式的电子装置包括上述实施方式中所述的摄像头。如此，电子装置在不同光源条件下进行拍摄能够更加准确地对图像进行还原，提升图像的拍摄效果。
9.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
10.本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
11.图1是本技术实施方式的图像传感器的分解结构示意图；
12.图2是本技术实施方式的图像传感器的感光区域的分区示意图；
13.图3是本技术实施方式的感光区域的立体结构示意图；
14.图4是本技术实施方式的光电二极管在感光单元中的分布示意图；
15.图5是本技术实施方式的光电二极管在不同波长下的灵敏度曲线图；
16.图6是本技术实施方式的微透镜与感光单元的场景示意图；
17.图7是本技术实施方式的感光单元的中心区域与微透镜的位置关系示意图；
18.图8是本技术实施方式的微透镜与感光单元的场景示意图；
19.图9是本技术实施方式的中心感光单元的灵敏度与视场角的关系示意图；
20.图10是本技术实施方式的偏侧感光单元的灵敏度与视场角的关系示意图；
21.图11是本技术实施方式的感光区域内的灵敏度与视场角的关系示意图；
22.图12是本技术实施方式的摄像头的结构示意图；
23.图13是本技术实施方式的电子装置的结构示意图。
24.主要元件符号说明：
25.图像传感器100、感光区域10、感光阵列20、感光单元21、光电二极管22、微透镜阵列30、微透镜31、电路板40、透光封装层50、摄像头200、电子装置300。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
27.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本技术的不同结构。为了简化本技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本技术。此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
28.请参阅图1-图3，本技术实施方式的图像传感器100包括感光阵列20和微透镜阵列30。感光阵列20包括阵列排布的多个感光单元21，每个感光单元21包括多个光电二极管22，每个光电二极管22能够响应一种波段的光线。微透镜阵列30设置在感光阵列20的一侧，微透镜阵列30包括多个微透镜31，微透镜31与感光单元21一一对应。
29.其中，图像传感器100划分形成多个感光区域10，每个感光区域10包括多个感光单元21和多个微透镜31。
30.本技术实施方式中的图像传感器100中，将图像传感器100划分为多个感光区域10，多个感光区域10能够分区对拍摄视野中的光源光谱信息进行探测，每个感光单元21中的多个光电二极管22可以实现对微透镜31汇聚的多种波段光线进行探测，以准确得到拍摄时外界的光源信息，有利于简化后续对图像分割处理的算法，提升图像的还原效果。
31.具体地，如图2所示，用户在拍摄图像时，可以根据自身所需选择不同尺寸比例的图像，图像传感器100可以根据所需图像的不同尺寸比例进行分区。也即是说，当所需图像要按照8*6的比例作为一个方格进行分割时，图像传感器100形成的感光区域10的比例也可以是8*6。当所需图像要按照5*5的比例作为一个方格进行分割时，图像传感器100形成的感光区域10的比例也可以是5*5。其中，图像传感器100按照不同比例所分成的多个区域便可以理解为多个感光区域10。
32.如图1和图3所示，每个感光区域10中均可以包括有感光阵列20和微透镜阵列30，
微透镜阵列30的位置位于感光阵列20的上方且间隔有一定的距离。
33.感光阵列20包括有多个感光单元21，将多个相同的感光单元21按照一定的周期排列在同一平面上便形成了感光阵列20。微透镜阵列30包括有多个微透镜31，将多个相同的微透镜31按照一定的周期排列在同一平面上便形成了微透镜阵列30。
34.其中，微透镜阵列30中的微透镜31与感光阵列20中的感光单元21可以一一对应设置，也即是说，每个感光单元21的靠近镜头的一侧均对应设置有一个微透镜31。例如，感光阵列20可以按照5*5的排列方式进行排列，相对应地，微透镜阵列30也需按照5*5的排列方式进行排列，微透镜31与感光单元21一一对应。本技术对于感光阵列20以及微透镜阵列30的排列方式不做限制。
35.请参阅图3，在某些实施方式中，感光单元21的直径范围为0.2mm-1mm。如此，在一定大小的感光区域10内能够排列更多的感光单元21，多个感光单元21能够更细致地探测该区域的光源光谱信息，有利于增强图像的还原效果。
36.或者可以说，在感光单元21的数量一定时，单个感光单元21的直径范围越小，多个感光单元21所形成的感光阵列20的面积便越小，进而感光区域10以及图像传感器100的整体体积便能够更小，有利于图像传感器100的小型化设计，进一步能够减小摄像头200甚至电子装置300的整体体积。
37.当感光单元21的直径小于0.2mm时，由于尺寸较为微小会导致制作较为困难，提高了制作成本；当感光单元21的直径大于1mm时，感光单元21成阵列排布时会增大感光阵列20的排布面积，进而增大图像传感器100的整体体积，不利于小型化的设计。同时，在图像传感器100体积一定的情况下，如若感光单元21过大，则会导致感光阵列20中感光单元21的排列数量较少，进而会影响图像传感器100的感光精度，影响成像质量。根据多次尝试以感光单元21的直径处于0.2mm-1mm之间为感光单元21的最佳直径范围。
38.请参阅图3，微透镜31即为尺寸缩小到毫米级或微米级的透镜，微透镜31能够将光线汇聚在对应的感光单元21上，使得感光单元21能够准确接收到光源信息。在某些实施方式中，微透镜31的直径范围为0.4mm-3mm。
39.由于微透镜31用于汇聚光线，进而微透镜31的直径需略大于感光单元21的直径，使得微透镜31能够更好地将光线汇聚至对应的感光单元21处，感光单元21能够更准确地探测到更大范围的光源信息。
40.如若微透镜31的直径过大，超过3mm时，微透镜31汇聚的部分光线则会照射在感光单元21外侧，感光单元21无法接收到光源信息，会造成微透镜阵列30面积过大与感光阵列20不匹配的情况，影响感光单元21接收光线；如若微透镜31的直径过小，则会影响接收光线的范围，减小了感光范围。根据多次尝试以微透镜31的直径处于0.4mm-3mm为微透镜31的最佳直径范围。
41.感光单元21包括多个光电二极管22，每个光电二极管22能够响应一种波段的光线，也即是说，感光单元21中可以包括多个能够响应不同颜色波段的光电二极管22，进而多个光电二极管22便能够将不同波段的光线转换为对应颜色的电信号，然后经过处理器进行处理便能够形成色彩鲜明的图像。
42.如图4和图5所示，在某些实施方式中，单个感光单元21内可以包括13种光电二极管22以对不同波段的环境光进行曝光，即单个感光单元21内能够具有13条感光通道来探测
环境光中所包含的光源信息。13种光电二极管22按照一定的排列方式进行排列，并在其外围镀有滤光膜进行滤光，进而每个感光单元21均能够准确的通过多个光电二极管22探测到对应波段的光源信息，以更加精准地还原环境光谱信息。当然，本技术实施方式中，对于感光单元21探测通道的数量，以及光电二极管22在感光单元21内的排列方式不做限制。图6为不同波段的光线在相对应光电二极管上的响应灵敏度。
43.综上所述，图像传感器100在拍摄图像时便直接通过不同的感光区域10对外界的光源进行分区探测，不同感光区域10能够探测到对应区域的光源光谱信息。可以理解的是，每个感光区域10均能够探测到该区域的光源为冷光源、或者为暖光源、或者为混合光源等；或者可以说，每个感光区域10均能够探测到该区域的光源为室外的阳光、室内的灯光或者混合光等。进而，通过每个感光区域10所获取到的光源光谱信息便能够更加精准地将对应区域处的光源颜色进行还原，使得处理后的图像能够更加真实，极大地提升了图像的拍摄效果。
44.请参阅图6，在某些实施方式中，光电二极管22位于对应的微透镜31的焦平面处。如此，微透镜31能够更好地将对应波段的光线汇聚到光电二极管22上进行信号转换。
45.具体地，微透镜31具有一定的聚焦功能，进而便存在有聚焦点，其聚焦点所在的平面即可以理解为焦平面。多个光电二极管22均位于所对应微透镜31的焦平面上，进而微透镜31能够更好地将光线汇聚到光电二极管22上，光电二极管22能够准确地将对应波段的光线进行转换还原，使得图像的还原效果更好。
46.可以理解的是，微透镜31能够增大光源接收的范围，使得光电二极管22能够接收更大范围的光源信息，便于后续图像处理过程中相邻感光区域10之间进行结合处理，使得图像的还原效果更加真实。
47.请参阅图7和图8，在某些实施方式中，位于感光区域10中心以外的感光单元21的中心偏离对应的微透镜31的中心设置。
48.如此，感光单元21能够探测到不同视场角下的环境物体，提升感光区域10所能够探测到的视场角范围，使得图像处理器能够对更大视角范围内的环境信息进行探测。
49.具体地，如图9所示，图中为位于感光区域10中心处的单个感光单元21的视场角范围以及该视场角下的光源信息探测情况；如图10所示，图中为偏离感光区域10中心的单个感光单元21的视场角范围以及该视场角下的光源信息探测情况。
50.图中颜色较深的区域则表示探测到的光源强度越强，颜色较浅的区域则表示探测到的光源强度越弱。
51.如图11所示，在多个感光单元21阵列排布时，中心区域的感光单元21与边缘区域的感光单元21相互配合以使探测的视场角更大，避免相邻感光单元21的视场角过多重叠，进而以能够探测到更大区域内的环境信息。
52.请参阅图7和图8，在某些实施方式中，位于感光区域10中心以外的感光单元21的中心均偏向感光区域10中心设置。
53.如此，感光单元21能够探测到周边视场角下的环境物体，提升感光区域10所能够探测到的视场角范围，使得图像处理器能够对更大视角范围内的环境信息进行探测。
54.具体地，在微透镜31的作用下，每个感光单元21的视场角范围沿远离感光单元21的方向逐渐扩散。为了能够使得相邻感光单元21之间的视场角更好地配合，同时也为了增
大整个感光区域10的视场角范围，可以以每个感光区域10为一个单位，感光区域10内的多个感光单元21的中心均向该感光区域10的中心靠拢。如此，该感光区域10不仅能够更好地处理相邻感光单元21间的光源光谱信息，也增大了该感光区域10的视场角范围。
55.可以理解的是，每个感光区域10的视场角范围增大，也就意味着图像传感器100所能够探测到的视场角范围增大，进而图像传感器100能够更准确地探测更大视角范围内的环境信息，提升图像传感器100的探测效果。
56.如图8和图11所示，在某些实施方式中，图像传感器100的感光视场范围至少为120
°
。由感光区域10的中心向任意方向探测，该感光区域10均能够准确地探测到向外60
°
范围内的光源光谱信息。由于可以将图像传感器100划分为多个感光区域10，进而可以得到的是，图像传感器100至少能够准确地探测到120
°
视场角范围内的光源信息。当然，本技术对于图像传感器100的具体感光视场范围不做限制，具体可根据微透镜31的焦距以及微透镜31与感光单元21之间的位置关系进行确定。
57.请参阅图1，在某些实施方式中，图像传感器100还包括电路板40和透光封装层50，感光阵列20设置在电路板40上，透光封装层50将微透镜阵列30和感光阵列20封装。
58.如此，电路板40能够接收感光单元21所探测到的光源光谱信息并能够进行处理，处理过后便能够形成具有精准颜色的图像，透光封装层50可以对内部的微透镜31以及感光元件等起到动的保护作用。
59.具体地，电路板40可以为柔性电路板40，简称fpc，fpc具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好等优点。感光单元21可以设置在电路板40上且与电路板40电连接，以能够将探测到的光信号转换为相应的电信号。
60.透光封装层50可以为透明玻璃或有色玻璃，透光封装层50可以设置在微透镜31的上方。透光封装层50作为结构遮拦需具有较好的透光性，使得光线能够透过透光封装层50照射在微透镜31上，透光封装层50还需具有较好的结构强度，以对下方的微透镜31以及感光单元21等起到很好地保护作用。
61.当然，本技术对于电路板40以及透光封装层50的种类不做限制，透光封装层50能够透光以及保护好内部元件即可，电路板40能够接收感光单元21所探测到的光电信号即可。
62.请参阅图12，本技术实施方式的摄像头200包括本技术实施方式中的图像传感器100。图像传感器100可以设置在摄像头200的镜片底部。如此，摄像头200在不同光源下进行拍摄时也能够准确地区分出外界环境的光源信息，使得图像的还原效果更好。
63.请参阅图13，本技术实施方式的电子装置300包括本技术实施方式中的摄像头200。电子装置300包括但不限于手机、平板、照相机、摄像机等电子设备。应用有本技术实施方式中摄像头200的电子装置300在不同光源条件下进行拍摄能够更加准确地对图像进行还原，提升图像的拍摄效果。
64.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
65.尽管已经示出和描述了本技术的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本技术的范围由权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种图像传感器，其特征在于，包括：感光阵列，所述感光阵列包括阵列排布的多个感光单元，每个所述感光单元包括多个光电二极管，每个所述光电二极管能够响应一种波段的光线；微透镜阵列，所述微透镜阵列设置在所述感光阵列的一侧，所述微透镜阵列包括多个微透镜，所述微透镜与所述感光单元一一对应；其中，所述图像传感器划分形成多个感光区域，每个所述感光区域包括多个所述感光单元和多个所述微透镜。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述光电二极管位于对应的所述微透镜的焦平面处。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述感光单元的直径范围为0.2mm-1mm。4.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述微透镜的直径范围为0.4mm-3mm。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，位于所述感光区域中心以外的所述感光单元的中心偏离对应的所述微透镜的中心设置。6.根据权利要求5所述的图像传感器，其特征在于，位于所述感光区域中心以外的所述感光单元的中心均偏向所述感光区域中心设置。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器的感光视场范围至少为120
°
。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其特征在于，所述图像传感器还包括电路板和透光封装层，所述感光阵列设置在所述电路板上，所述透光封装层将所述微透镜阵列和所述感光阵列封装。9.一种摄像头，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的图像传感器。10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求9所述的摄像头。
技术总结本申请公开了一种图像传感器、摄像头和电子装置。图像传感器包括感光阵列和微透镜阵列。感光阵列包括阵列排布的多个感光单元，每个感光单元包括多个光电二极管，每个光电二极管能够响应一种波段的光线。微透镜阵列设置在感光阵列的一侧，微透镜阵列包括多个微透镜，微透镜与感光单元一一对应。其中，图像传感器划分形成多个感光区域，每个感光区域包括多个感光单元和多个微透镜。如此，多个感光区域能够分区对拍摄视野中的光源光谱信息进行探测，每个感光单元中的多个光电二极管可以实现对微透镜汇聚的多种波段光线进行探测，以准确得到拍摄时外界的光源信息，有利于简化后续对图像分割处理的算法，提升图像的还原效果。提升图像的还原效果。提升图像的还原效果。
技术研发人员：魏科宇
受保护的技术使用者：OPPO广东移动通信有限公司
技术研发日：2022.07.25
技术公布日：2022/11/1
