光學(xué)成像系統(tǒng)以及包括該光學(xué)成像系統(tǒng)的3d圖像獲取裝置的制造方法
【專利摘要】一種用于三維圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)包括：物鏡，聚焦光；第一圖像傳感器，感測由物鏡聚焦的光中可見光波段的光；以及第二圖像傳感器，感測透射通過第一圖像傳感器的光中紅外線波段的光。三維圖像獲取裝置包括用于三維圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)。
【專利說明】
光學(xué)成像系統(tǒng)以及包括該光學(xué)成像系統(tǒng)的3D圖像獲取裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及用于三維(“3D”)圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)和包括該光學(xué)成像系統(tǒng)的3D圖像獲取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近來，因為對于能夠顯示具有深度感的圖像的3D顯示裝置的發(fā)展和需求增加，已經(jīng)在3D內(nèi)容領(lǐng)域中進(jìn)行了研究。因此，正在對能夠使使用者產(chǎn)生3D內(nèi)容的各種3D圖像獲取裝置進(jìn)行研究。這樣的3D照相機(jī)可以被用來同時獲得深度信息和常規(guī)的二維(“2D”)彩色圖像信息。
[0003]使用兩個照相機(jī)的雙目立體視覺方法或使用結(jié)構(gòu)光和照相機(jī)的三角法可以被用來獲得關(guān)于3D圖像獲取裝置與對象的表面之間的距離的深度信息。然而，在這樣的方法中，因為深度信息的精確度取決于對象的表面狀態(tài)并隨著與對象相隔的距離增加快速退化，所以精確的深度信息可能沒有被有效地獲得。
[0004]為了改善深度信息的精確度，可以使用飛行時間(“T0F”)方法。TOF技術(shù)是測量光在照射光被照射到對象上之后直到從對象反射的光被光接收部單元接收的飛行時間的方法。根據(jù)TOF技術(shù)，包括發(fā)光二極管(“LED”)或激光二極管(“LD”)的照明光學(xué)系統(tǒng)被用來投射預(yù)定波長(例如850nm近紅光)的光到對象上，從對象反射的相同波長的光被光接收部接收。然后，進(jìn)行一系列處理操作，諸如通過具有已知增益波形的光學(xué)快門對所接收的光的調(diào)制，來推導(dǎo)出深度信息。已經(jīng)根據(jù)所述一系列光學(xué)處理操作引入了各種TOF技術(shù)。
[0005]采用TOF技術(shù)的3D圖像獲取裝置典型地包括用于發(fā)射照射光的照射光學(xué)系統(tǒng)以及用于獲取對象的圖像以獲得深度信息的光學(xué)成像系統(tǒng)。光學(xué)成像系統(tǒng)通過感測從對象反射的可見光產(chǎn)生一般的彩色圖像并且通過感測從對象反射的照射光而同時產(chǎn)生僅具有深度信息的深度圖像。因此，光學(xué)成像系統(tǒng)可以包括用于可見光的物鏡和圖像傳感器以及用于照射光的物鏡和圖像傳感器(即，雙透鏡和雙傳感器結(jié)構(gòu))。然而，在雙透鏡和雙傳感器結(jié)構(gòu)中，彩色圖像和深度圖像具有不同的視場，因而，進(jìn)行單獨的處理以使所述兩個圖像精確匹配。因此，3D照相機(jī)的尺寸和其制造成本增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]已經(jīng)提出了一種具有一個公共物鏡和兩個圖像傳感器(S卩，單透鏡和雙傳感器結(jié)構(gòu))的三維(〃3D〃)照相機(jī)以減小其尺寸和制造成本。在使用具有單透鏡和雙傳感器結(jié)構(gòu)的3D照相機(jī)的光學(xué)成像系統(tǒng)中，包括3D照相機(jī)的光學(xué)成像系統(tǒng)的體積和重量會增加且其制造成本會增加。
[0007]本發(fā)明的實施方式提供一種能夠以更簡單的工藝制造具有一對公共物鏡和兩個圖像傳感器的更小的3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)。
[0008]本發(fā)明的實施方式提供包括該光學(xué)成像系統(tǒng)的3D圖像獲取裝置。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，一種用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)包括:公共物鏡，聚焦光;第一圖像傳感器，感測由物鏡聚焦的光中可見光波段的光；以及第二圖像傳感器，感測透射通過第一圖像傳感器的光中紅外線波段的光。
[0010]在實施方式中，第一圖像傳感器可以包括在其中限定多個像素部的有機(jī)圖像傳感器，其中有機(jī)圖像傳感器可以包括:多個第二像素電極，彼此間隔開地布置且與所述多個像素部相應(yīng);光敏層，以連續(xù)膜的形式設(shè)置在第二像素電極上，包括感測基本上在全可見光區(qū)中的光的有機(jī)光吸收材料，并且交疊所述多個像素部;第一像素電極，以連續(xù)膜的形式設(shè)置在光敏層上，交疊所述多個像素部，并且設(shè)置在光入射側(cè)；以及多個濾色器，設(shè)置在第一像素電極上在與所述多個像素部相應(yīng)的位置中，所述多個濾色器中的每個透射在某些波長區(qū)域中的光以被與其相應(yīng)的像素部感測。
[0011]在實施方式中，所述多個濾色器可以包括第一濾色器、第二濾色器和第三濾色器，第一濾色器可以選擇性地透射具有在大約400nm至大約500納米(nm)的范圍內(nèi)的波長的光，第二濾色器可以選擇性地透射具有在大約500nm至大約580nm的范圍內(nèi)的波長的光，第三濾色器可以選擇性地透射具有在大約580nm至大約700nm的范圍內(nèi)的波長的光。
[0012]在實施方式中，第一圖像傳感器包括藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素。在這樣的實施方式中，藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素的每個可以包括:設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極;面對第一光透射電極的第二光透射電極；以及插置在第一光透射電極和第二光透射電極之間的光敏層，其中藍(lán)色像素的光敏層可以包括吸收藍(lán)色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料，綠色像素的光敏層可以包括吸收綠色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料，紅色像素的光敏層可以包括吸收紅色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料。
[0013]在實施方式中，藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素可以彼此水平地相鄰。
[0014]在實施方式中，藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素中的其中兩個可以彼此水平地相鄰，藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素中的其它顏色的像素可以豎直地設(shè)置在由藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素中的所述其中兩個限定的層上。
[0015]在實施方式中，藍(lán)色像素和紅色像素可以彼此水平地相鄰，綠色像素可以豎直地設(shè)置在由藍(lán)色像素和紅色像素限定的層上。
[0016]在實施方式中，藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素可以豎直地一個設(shè)置在另一個上。
[0017]在實施方式中，藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素可以從物鏡起順序地一個設(shè)置在另一個上。
[0018]在實施方式中，藍(lán)色像素的光敏層的有機(jī)材料可以具有在大約400nm至大約500nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Xmax)，綠色像素的光敏層的有機(jī)材料可以具有在大約500nm至大約580nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Amax)，紅色像素的光敏層的有機(jī)材料可以具有在大約580nm至大約700nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Xmax)。
[0019]在實施方式中，第二圖像傳感器可以包括:設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極;面對第一光透射電極的第二光透射電極；以及光敏層，插置在第一光透射電極和第二光透射電極之間并且包括吸收紅外線波段中的光的有機(jī)材料。
[0020]在實施方式中，第二圖像傳感器可以包括感測紅外線波段中的光的硅光電二極管。
[0021]在另一實施方式中，光學(xué)成像系統(tǒng)還包括光學(xué)快門模塊，該光學(xué)快門模塊設(shè)置在第一圖像傳感器和第二圖像傳感器之間并且傳輸透過第一圖像傳感器的光中的紅外線波段中的光。
[0022]在實施方式中，光學(xué)快門模塊可以包括光學(xué)快門，該光學(xué)快門將紅外線波段中的光調(diào)制為預(yù)定增益波形。
[0023]在實施方式中，光學(xué)快門模塊還可以包括波長選擇反射鏡，該波長選擇反射鏡設(shè)置在光學(xué)快門上且反射可見光波段中的光并且透射紅外線波段中的光。
[0024]在實施方式中，第一圖像傳感器、光學(xué)快門模塊和第二圖像傳感器可以沿著光軸順序地布置為基本上垂直于所述光軸。
[0025]在本發(fā)明的另一實施方式中，一種3D圖像獲取裝置包括:此處描述的光學(xué)成像系統(tǒng);光源，產(chǎn)生在紅外線波段中的光并且將紅外線波段中的光照射到對象上;視頻信號處理器，利用分別來自光學(xué)成像系統(tǒng)的第一圖像傳感器和第二圖像傳感器的第一和第二視頻信號產(chǎn)生3D圖像；以及控制器，控制光源和視頻信號處理器的操作。
[0026]在本發(fā)明的另一實施方式中，一種包括此處描述的3D圖像獲取裝置的3D照相機(jī)。
[0027]在本發(fā)明的另一實施方式中，一種包括此處描述的3D圖像獲取裝置的測距裝置。
[0028]在本發(fā)明的另一實施方式中，一種包括此處描述的3D圖像獲取裝置的手勢識別器。
[0029]在本發(fā)明的另一實施方式中，一種包括此處描述的3D圖像獲取裝置的游戲機(jī)。
【附圖說明】
[0030]通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和/或其它特征將變得明顯且更易于理解，在附圖中:
[0031]圖1示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于三維(“3D”)圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)的實施方式的結(jié)構(gòu)和包括該光學(xué)系統(tǒng)的3D圖像獲取裝置的實施方式的結(jié)構(gòu)；
[0032]圖2是根據(jù)本發(fā)明的在用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)中第一圖像傳感器的實施方式的示意圖；
[0033]圖3是根據(jù)本發(fā)明的在用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)中第一圖像傳感器的備選實施方式的示意圖；
[0034]圖4是在用于圖2和3顯示的3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)中第一圖像傳感器的另一備選實施方式的示意性俯視平面圖；
[0035]圖5是根據(jù)本發(fā)明的在用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)中第一圖像傳感器的另一備選實施方式的示意圖；
[0036]圖6是根據(jù)本發(fā)明的在用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)中第一圖像傳感器的另一備選實施方式的示意圖；
[0037]圖7是根據(jù)本發(fā)明的在用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)中第二圖像傳感器的實施方式的示意圖；
[0038]圖8是示意圖，示例性地顯示用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)的備選實施方式的結(jié)構(gòu)和包括該光學(xué)成像系統(tǒng)的3D圖像獲取裝置的實施方式的結(jié)構(gòu)；以及
[0039]圖9是根據(jù)本發(fā)明的在用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)中光學(xué)快門模塊的實施方式的示意圖。
【具體實施方式】
[0040]以下將參考附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實施方式。如同本領(lǐng)域的技術(shù)人員能了解的，所描述的實施方式可以以各種不同的方式修改，所有修改都不脫離本發(fā)明的精神或范圍。
[0041 ]將理解，當(dāng)元件或?qū)颖环Q為“在”另一元件或?qū)印吧稀?、“連接到”或“聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，它可以直接在所述另一元件或?qū)由?、直接連接到或直接聯(lián)接到所述另一元件或?qū)?，或者可以存在居間元件或?qū)?。相反，?dāng)元件被稱為“直接在”另一元件或?qū)印吧稀薄ⅰ爸苯舆B接到”或“直接聯(lián)接到”另一元件或?qū)訒r，沒有居間元件或?qū)哟嬖凇Ｏ嗤母綀D標(biāo)記始終指代相同的元件。在此使用時，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列舉項目的任意和所有組合。
[0042]將理解，雖然術(shù)語第一、第二等可以用于此來描述不同的元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于區(qū)分一個元件、組件、區(qū)域、層或部分與另一區(qū)域、層或部分。因而，以下討論的第一元件、組件、區(qū)域、層或部分可以被稱為第二元件、組件、區(qū)域、層或部分，而不脫離本發(fā)明的教導(dǎo)。
[0043]為了便于描述，可以在此使用空間關(guān)系術(shù)語，諸如“在……下面”、“以下”、“下”、“在……上”、“上”等來描述一個元件或特征與另一元件(或多個元件)或特征(或多個特征)如圖中所示的關(guān)系。將理解，除了圖中所描繪的取向之外，空間關(guān)系術(shù)語還旨在包含裝置在使用或操作中的其它不同取向。例如，在一示例性實施方式中，如果在圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則被描述為“在”其它元件或特征“下”或“下面”的元件可以取向為“在”所述其它元件或特征“上〃。因而，示例性術(shù)語“在……下”可以包含上和下兩種取向。裝置可以被另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或其它取向)，并且在此使用的空間關(guān)系描述語可以被相應(yīng)地解釋。
[0044]在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實施方式，不意欲限制本發(fā)明。在此使用時，單數(shù)形式“一”和“該”也旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清晰地另外表示。還將理解，當(dāng)在本說明書中使用時，術(shù)語“包括”和/或“包含”說明所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除一個或多個其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組的存在或添加。
[0045]當(dāng)在此使用時，考慮到對測量的質(zhì)疑和與特定量的測量相關(guān)的誤差(S卩，測量系統(tǒng)的限制)，“大約”或“大致”包括所述值在內(nèi)，并表示在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員確定的對于特定值的可接受的偏差范圍內(nèi)。例如，“大約”可以表示在一個或多個標(biāo)準(zhǔn)偏差之內(nèi)，或者在所述值的 ±30%、20%、10%、5% 之內(nèi)。
[0046]除非另外限定，在此使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。還將理解，術(shù)語(諸如在通常使用的字典中所定義的那些)應(yīng)被理解為具有與其在相關(guān)領(lǐng)域的背景中的含義一致的含義，將不被理解為理想化或過度正式的意義，除非在此清楚地如此定義。
[0047]在此參考截面圖示描述示例性實施方式，該截面圖示是理想化示例性實施方式的示意性圖示。因此，由于例如制造技術(shù)和/或公差引起的圖示形狀的偏離是可以預(yù)期的。因而，在此描述的實施方式不應(yīng)被理解為限于在此示出的區(qū)域的特定形狀，而是將包括例如由制造引起的形狀的偏差。例如，被示為或描述為平坦的區(qū)域一般可以具有粗糙的和/或非線性的特征。此外，所示出的銳角可以是圓化的。因而，在圖中示出的區(qū)域本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀不旨在示出區(qū)域的精確形狀，并且不旨在限制所給出的權(quán)利要求的范圍。
[0048]在下文中，參考附圖，說明根據(jù)一個實施方式的用于三維(“3D”)圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)的第一圖像傳感器、第二圖像傳感器和光學(xué)快門模塊、包括這些的3D圖像獲取裝置、以及用于3D圖像獲取裝置的該光學(xué)成像系統(tǒng)。
[0049]在以下附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的組成元件，為了清晰且為了方便起見，可以夸大組成元件的尺寸。將理解，當(dāng)元件諸如層、膜、區(qū)域或基板被稱為“在”另一元件“上”時，它可以直接在所述另一元件上，或者也可以存在居間元件。相反，當(dāng)元件被稱為“直接在”另一元件“上”時，不存在居間元件。
[0050]在下文中，將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施方式。
[0051]圖1是示意圖，顯示了根據(jù)本發(fā)明的用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)的實施方式的結(jié)構(gòu)和包括該光學(xué)成像系統(tǒng)的3D圖像獲取裝置的實施方式的結(jié)構(gòu)。
[0052]參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的3D圖像獲取裝置700的實施方式包括產(chǎn)生具有預(yù)定波長的照射光的光源710、聚焦可見光和從外部對象(未示出)反射的照射光的物鏡720、感測被物鏡720聚焦的可見光且產(chǎn)生彩色圖像的第一圖像傳感器730、感測從第一圖像傳感器730傳輸?shù)恼丈涔獠⑶耶a(chǎn)生深度圖像的第二圖像傳感器750、利用所述彩色圖像和深度圖像產(chǎn)生3D圖像的視頻信號處理器770以及控制器780，該控制器780控制光源710、第一圖像傳感器730、第二圖像傳感器750和視頻信號處理器770的操作。在實施方式中，3D圖像獲取裝置700還可以包括用于存儲最后的3D圖像的存儲器790以及用于顯示最后的3D圖像的顯示面板800。
[0053]在實施方式中，光源710可以包括能夠發(fā)射為了安全而具有大約850納米(nm)的近紅外線(“NIR”)波長以及肉眼可見的照射光的發(fā)光二極管(“LED”)或激光二極管(“LD”)，但是不限于此。在備選的實施方式中，可以根據(jù)設(shè)計要求使用適當(dāng)?shù)牟煌ǘ蔚恼丈涔夂筒煌愋偷墓庠础Ｔ趯嵤┓绞街?，光?10可以響應(yīng)從控制器780接收的控制信號而發(fā)射具有預(yù)定波長的各種形式例如正弦波、斜坡波或方波的照射光。
[0054]在實施方式中，如圖1所示，如虛線所示，物鏡720、第一圖像傳感器730和第二圖像傳感器750可以限定3D圖像獲取裝置700的光學(xué)成像系統(tǒng)500。為了圖示方便，圖1示出了具有簡單結(jié)構(gòu)的物鏡720，但是不限于此。在這樣的實施方式中，物鏡720可以是包括多個透鏡組的變焦鏡頭。
[0055]在實施方式中，如上所述，在通過物鏡720聚焦的光的可見光區(qū)域中的光(例如，圖1所示的紅光R、綠光G和藍(lán)光B)通過第一圖像傳感器730感測以產(chǎn)生彩色圖像。如上所述，參考圖2至6，第一圖像傳感器730可以包括一個或多個像素部分，具體地，可以包括彩色像素，該彩色像素包括含有感測可見光區(qū)域中的光的材料的有機(jī)光電元件。因此，在通過物鏡720聚焦的光的可見光區(qū)域中的光主要被第一圖像傳感器730的有機(jī)光電元件吸收，該有機(jī)光電元件包括選擇性吸收可見光區(qū)域中的光的材料，除了可見光之外的其它光的紅外區(qū)中的光，例如近紅外區(qū)(例如，圖1所示的紅外線IR)中的光，也就是，大約700nm至大約11 OOnm的波長范圍，或大約800nm至大約IlOOnm的波長范圍，被感測紅外區(qū)中的光的第二圖像傳感器750吸收以產(chǎn)生深度圖像。
[0056]在這樣的實施方式中，因為感測可見光的第一圖像傳感器730設(shè)置在物鏡720的正后方并且感測紅外光的第二圖像傳感器750設(shè)置在第一圖像傳感器730的正后方，所以用于3D圖像獲取裝置700的光學(xué)成像系統(tǒng)500可以操作而不需要用于分離可見光與紅外光的單獨復(fù)雜構(gòu)造。在這樣的實施方式中，第一圖像傳感器730包括選擇性地吸收和感測可見光的材料，因而被傳輸通過第一圖像傳感器730的光很少包括可見光，而除可見光之外的光，例如紅外光，進(jìn)入第二圖像傳感器750。在這樣的實施方式中，因為第二圖像傳感器750僅選擇性地感測紅外光，所以用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)500有效地操作而不需要用于從入射光分離可見光和紅外光的單獨構(gòu)造，因而光學(xué)成像系統(tǒng)500和包括該光學(xué)成像系統(tǒng)500的3D圖像獲取裝置可具有減小的尺寸，例如，薄的厚度。在這樣的實施方式中，光學(xué)成像系統(tǒng)500或包括該光學(xué)成像系統(tǒng)500的3D圖像獲取裝置的制造成本可以降低，其光效率可以提尚O
[0057]在下文中，將參考圖2至6描述圖1所示的3D圖像獲取裝置700的光學(xué)成像系統(tǒng)500的第一圖像傳感器730的各種實施方式。
[0058]在實施方式中，如圖2所示，在光學(xué)成像系統(tǒng)500中包括的第一圖像傳感器730包括感測可見光波段中的光的多個像素部100，所述多個像素部分別包括包含感測在某些或特定可見光區(qū)中的光的有機(jī)材料。
[0059]圖2是示意性地顯示根據(jù)本發(fā)明的第一圖像傳感器730的實施方式的截面圖，其包括設(shè)置在入射側(cè)的第一像素電極120、面對第一像素電極并且一個像素接著一個像素分開設(shè)置的第二像素電極110B、I1R和110G、設(shè)置在第一像素電極120與第二像素電極110B、I1R和I1G之間并且包括吸收可見光波段的全波長區(qū)中的光的有機(jī)材料的光敏層130W、以及與第一像素電極120上的像素相應(yīng)地設(shè)置的多個濾色器170B、170R和170G。在這樣的實施方式中，如圖2所示，第一像素電極120和光敏層130W可具有交疊所有的第二像素電極110B、11OR和11OG的連續(xù)膜形狀。
[0060]在下文中，參考符號中包括‘B’的組成元件指的是限定藍(lán)色像素的組成元件，參考符號中包括‘G’的組成元件指的是限定綠色像素的組成元件，參考符號中包括‘R’的組成元件指的是限定紅色像素的組成元件。
[0061 ] 在實施方式中，濾色器170B是選擇性地透射具有在大約400nm到大約500nm范圍中的波長的光的藍(lán)色濾色器，濾色器170G是選擇性地透射具有在大約500nm到大約580nm范圍中的波長的光的綠色濾色器，濾色器170R是選擇性地透射具有在大約580nm到大約700nm范圍中的波長的光的紅色濾色器。
[0062]第一像素電極120和第二像素電極110B、IlOG和IlOR是透明電極，因而第一圖像傳感器730可以通過每個像素選擇性地吸收在可見光波段的某些或特定波長區(qū)中的光并且使得包括紅外光的其余光穿過其透射。
[0063]第一像素電極120和第二像素電極I 1BUlOg和I1R可以是用于制造圖像傳感器的有機(jī)光電元件的光透射電極。在一個實施方式中，例如第一像素電極120和第二像素電極I1B、I1G和11OR可以包括例如透明導(dǎo)體諸如銦錫氧化物(“IT0” )、銦鋅氧化物(“IZ0” )、鋅氧化物(ZnO)、錫氧化物(SnO)、鋁錫氧化物(“A1T0”)和氟摻雜的錫氧化物(“FT0”)，或可以包括具有幾納米或幾十納米的薄厚度的金屬薄膜、用金屬氧化物摻雜的具有幾納米至幾十納米的薄厚度的金屬薄膜、導(dǎo)電聚合物電極或其組合。
[0064]包括吸收可見光波段的全波長區(qū)中的光的有機(jī)材料的光敏層130W可以基本上吸收在全可見光區(qū)域中的光，例如，具有在從大約400nm到大約700nm范圍中的波長的光。光敏層130W可以包括p型半導(dǎo)體材料和η型半導(dǎo)體材料，p型半導(dǎo)體材料和η型半導(dǎo)體材料的至少一種可以例如吸收全可見光區(qū)域中的光。
[0065]光敏層130W可以包括例如從聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚對苯撐乙烯、苯并二噻吩、噻吩并噻吩、聚[2-甲氧基-5-(2’_乙基-己氧基)-1,4-苯撐乙烯撐]、(“MEH-PPV”)、聚[2-甲氧基-5-(3，7-二甲基辛氧基)-1，4-苯乙炔](“10^0^^疒)、并五苯、二萘嵌苯、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(“PED0T”)、聚(3-烷基噻吩)、聚((4，8-二( 2-辛氧基)苯并[I，2_b: 4，5_b ’ ] 二噻吩)-2，6-二基-交替-(2-((十二烷氧基)羰基)噻吩并([3，4-b ]噻吩)-3，6-二基)(“PTBI” )、聚((4，8_二 (2_乙基己氧基)苯并[1,2~b: 4,5_b ’ ] 二噻吩)-2,6-二基-交替-(2-( (2-乙基己氧基)羰基)-3-氟噻吩并([3,4-b]噻吩)-3，6-二基)(“PTB7”)、酞菁、錫(I I)酞菁(SnPc)、銅酞菁、三芳胺、對二氨基聯(lián)苯、吡唑啉、苯乙烯胺、腙、咔唑、噻吩、3，4-乙烯二氧噻吩(“ED0T”)、吡咯、菲、并四苯、萘、紅熒烯、I，4，5，8-萘-二萘嵌苯四甲酸二酐(“NT⑶A” )、三-(8-羥基喹啉)鋁(“Al q3” )、富勒烯(例如C60、C70、C74、C76、C78、C82、C84、C720、C860等)、1-(3-甲氧基-羧基)丙基-1-苯基(6，6)061(叩081”)、富勒烯衍生物諸如071-?081工84-?〇81和二-PCBM、無機(jī)半導(dǎo)體諸如CdS、CdTe、CdSe和ZnO、其衍生物和其共聚物中選擇的至少兩種，而不受限制。
[0066]濾色器170B、170R和170G分別透射在通過物鏡720聚焦到第一像素電極120上的光當(dāng)中的某些或特定波段中的光，使得吸收可見光的全波長區(qū)域中的光且設(shè)置在每個濾色器170B、170R和170G下面的光敏層130W可以選擇性地吸收和感測從與其相應(yīng)的濾色器傳輸?shù)墓獠⑶彝ㄟ^設(shè)置在光敏層130W下面的第二像素電極110B、I1G和I1R將所吸收的光轉(zhuǎn)換成電信號。因此，每個像素有效地感測在與其相應(yīng)的某些或特定波長區(qū)域中的光并且輸出相應(yīng)的電信號。所輸出的電信號可以為了第一圖像傳感器730的透明性而被傳輸?shù)酵该鞯谋∧ぞw管(“TFT”)并且基于來自每個像素的電信號而被傳送到設(shè)置在圖1所示的3D圖像獲取裝置700中的視頻信號處理器770。
[0067]圖3顯示了用于圖1所示的3D圖像獲取裝置700的光學(xué)成像系統(tǒng)500的第一圖像傳感器730的備選實施方式。
[0068]在這樣的實施方式中，光學(xué)成像系統(tǒng)500的第一圖像傳感器730包括感測可見光波段中的光的多個像素，所述多個像素包括光電元件，每個光電元件包括感測在與其相應(yīng)的某些或特定可見光區(qū)域中的光的有機(jī)材料。
[0069]在這樣的實施方式中，如圖3所示，第一圖像傳感器包括藍(lán)色像素100B、綠色像素100G和紅色像素100G、設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極20B、20G和20R、分別面對第一光透射電極20B、20G和20R的第二光透射電極1B、1G和1R、以及設(shè)置在第一光透射電極20B、20G和20R與第二光透射電極10B、1G和1R之間并且每個包括吸收在與其相應(yīng)的某些或特定波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料的光敏層30B、30G和30R，這樣的像素在同一層中水平地布置。
[0070]在這樣的實施方式中，如圖3所示，可以省略在第一光透射電極20B、20G和20R上的濾色器。在圖2所示的實施方式中，光敏層130W包括吸收在用于第一圖像傳感器的可見光的全波長區(qū)域中的光的材料或由其形成，因而用于傳輸在某些或特定波長區(qū)域中的光的濾色器設(shè)置在光通過其進(jìn)入的第一光透射電極上，以吸收與每個像素相應(yīng)的在某些或特定波長區(qū)域中的光。然而，在圖3所示的實施方式中，每個像素分別包括選擇性地吸收在彼此不同的波長區(qū)域中的光的光敏層30B、30G和30R的其中之一，從而可以省略濾色器。
[0071]藍(lán)色像素100B的光敏層30B可以包括選擇性地吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料，綠色像素100G的光敏層30G可以包括選擇性地吸收在綠色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在綠色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料，紅色像素100R的光敏層30R可以包括選擇性地吸收在紅色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在紅色波長范圍中的光的η型半導(dǎo)體材料。
[0072]在圖3顯示的第一圖像傳感器的實施方式中，第一光透射電極20Β、20G和20R、以及第二光透射電極10B、10G和1R可以包括與圖2顯示的第一圖像傳感器的第一像素電極120和第二像素電極110B、110R和IlOG相同的材料，因而將省略其任何重復(fù)的詳細(xì)描述。
[0073]圖4是示意性地顯示在圖2或3顯示的第一圖像傳感器的實施方式中的像素的布置的平面圖。圖2或3顯示的第一圖像傳感器的這樣的實施方式可以在平面圖中具有相同的形狀。在這樣的實施方式中，如圖2所示，第一圖像傳感器的每個像素可以通過透射像素感測的在某些或特定波長區(qū)域中的光的濾色器170B、170R和170G限定或分隔，或如圖3所示，第一圖像傳感器的每個像素可以通過每個像素自身100B、100G和100R或第一光透射電極20B、20G和20R限定或分隔。
[0074]圖5是示意性地顯示在圖1所示的3D圖像獲取裝置700中的光學(xué)成像系統(tǒng)500的第一圖像傳感器730的另一備選實施方式的視圖。
[0075]在實施方式中，如圖5所示，第一圖像傳感器包括藍(lán)色像素100B、紅色像素100R和綠色像素100G ο在這樣的實施方式中，如圖5所示，藍(lán)色像素100B和紅色像素100R可以在同一層中關(guān)于彼此水平地設(shè)置或布置，而綠色像素100G可以豎直地設(shè)置或?qū)盈B在水平布置的藍(lán)色像素100B和紅色像素100R上。藍(lán)色像素100B、紅色像素100R和綠色像素100G可以每個包括有機(jī)光電元件。
[0076]在這樣的實施方式中，藍(lán)色像素100B可以包括設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極120、面對第一光透射電極120的第二光透射電極110、以及設(shè)置在第一光透射電極120和第二光透射電極110之間并且包括吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料的光敏層130B。在這樣的實施方式中，紅色像素100R可以包括設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極120、面對第一光透射電極120的第二光透射電極110、以及設(shè)置在第一光透射電極120和第二光透射電極110之間并且包括吸收在紅色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料的光敏層130R。在這樣的實施方式中，綠色像素100G可以包括設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極120、面對第一光透射電極120的第二光透射電極110、以及設(shè)置在第一光透射電極120和第二光透射電極110之間并且包括吸收在紅色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料的光敏層130G。在這樣的實施方式中，藍(lán)色像素的光敏層的有機(jī)材料可具有在大約400nm至大約500nm范圍內(nèi)的最大吸收波長(Amax)，綠色像素的光敏層的有機(jī)材料可具有在大約500nm至大約580nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Amax)，紅色像素的光敏層的有機(jī)材料可具有在大約580nm至大約700nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Xmax)。
[0077]藍(lán)色像素的光敏層130B可以包括選擇性地吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料，紅色像素的光敏層130R可以包括選擇性地吸收在紅色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在紅色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料，綠色像素的光敏層130G可以包括選擇性地吸收在綠色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在綠色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料。
[0078]在圖5顯不的第一圖像傳感器中的每個像素的第一光透射電極120和第二光透射電極110與圖2顯示的第一圖像傳感器的第一像素電極120和第二像素電極110B、1 1R和IlOG基本上相同，將省略其任何重復(fù)的詳細(xì)描述。
[0079]圖5顯示了具有其中藍(lán)色像素100Β和紅色像素100R水平地設(shè)置并且綠色像素100G豎直地設(shè)置或?qū)盈B在其上的結(jié)構(gòu)的實施方式，但是其不限于此。在備選的實施方式中，第一圖像傳感器可具有其中藍(lán)色像素100Β、紅色像素100R和綠色像素100G中的任何兩個像素在同一層中水平地并排布置而藍(lán)色像素100Β、紅色像素100R和綠色像素100G中的剩余像素豎直地設(shè)置在其上，例如，豎直地設(shè)置在由藍(lán)色像素100Β、紅色像素100R和綠色像素100G中的兩個像素限定的同一層上。
[0080]圖6顯示了圖1所示的3D圖像獲取裝置700的光學(xué)成像系統(tǒng)500的第一圖像傳感器730的另一備選實施方式。
[0081]在實施方式中，如圖6所示，第一圖像傳感器包括包含像素的有機(jī)光電元件，該像素包括吸收且感測在與其相應(yīng)的某些或特定波長區(qū)域中的光的光敏層。在由這些光電元件分別感測的每個波長區(qū)域中的光通過在每個器件中的第二光透射電極被轉(zhuǎn)換為電信號，因而每個像素可以分別感測在與其相應(yīng)的某些或特定波長區(qū)域中的光，并且輸出與所感測的光相應(yīng)的電信號。所輸出的電信號被傳送到圖1的3D圖像獲取裝置700中的視頻信號處理器770，并且可以基于來自每個像素的電信號產(chǎn)生彩色圖像。
[0082]參考圖6，第一圖像傳感器的實施方式包括藍(lán)色像素100Β、綠色像素100G和紅色像素100R，并且具有其中藍(lán)色像素100Β、綠色像素100G和紅色像素100R順序地豎直設(shè)置例如層疊的結(jié)構(gòu)。藍(lán)色像素100Β、綠色像素10G和紅色像素10R可以每個是有機(jī)光電元件。
[0083]在這樣的實施方式中，藍(lán)色像素100Β包括設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極20Β、面對第一光透射電極20Β的第二光透射電極10Β、以及設(shè)置在第一光透射電極20Β和第二光透射電極1B之間并且包括吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料的光敏層30Β。在這樣的實施方式中，綠色像素10G可以包括設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極20G、面對第一光透射電極20G的第二光透射電極10G、以及設(shè)置在第一光透射電極20G和第二光透射電極1G之間并且包括吸收在綠色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料的光敏層30Gο在這樣的實施方式中，紅色像素100R可以包括設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極20R、面對第一光透射電極20R的第二光透射電極10R、以及設(shè)置在第一光透射電極20R和第二光透射電極1R之間并且包括吸收在紅色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料的光敏層30R。
[0084]藍(lán)色像素100Β的光敏層30Β可以包括選擇性地吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在藍(lán)色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料，綠色像素100G的光敏層30G可以包括選擇性地吸收在綠色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在綠色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料，紅色像素100R的光敏層30R可以包括選擇性地吸收在紅色波長區(qū)域中的光的P型半導(dǎo)體材料和選擇性地吸收在紅色波長區(qū)域中的光的η型半導(dǎo)體材料。
[0085]在圖6顯示的第一圖像傳感器的實施方式中，紅色像素100R、綠色像素100G和藍(lán)色像素100Β自下而上順序地一個豎直設(shè)置在另一個上，但是不限于此。在備選的實施方式中，藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素可以以不同的順序豎直地設(shè)置或?qū)盈B。
[0086]在圖6中顯示的第一圖像傳感器中的第一光透射電極20B、20G、20R和第二光透射電極10B、10G、1R可以與圖2中示出的第一圖像傳感器的第一像素電極120和第二像素電極110B、110R和IlOG基本上相同，將省略其任何重復(fù)的詳細(xì)描述。
[0087]在實施方式中，在圖1中顯示的3D圖像獲取裝置700的光學(xué)成像系統(tǒng)500的第二圖像傳感器750可以包括有機(jī)光電兀件，該有機(jī)光電兀件包括第一光透射電極20IR、面對第一光透射電極20IR的第二光透射電極10IR、以及設(shè)置在第一光透射電極20IR和第二光透射電極1IR之間并且包括選擇性地感測紅外區(qū)中的光的材料的光敏層30IR，如圖7所示。
[0088]在這樣的實施方式中，包括選擇性地感測紅外區(qū)中的光的材料的光敏層30IR可以包括選擇性地吸收紅外區(qū)中的光的P型半導(dǎo)體材料以及與P型半導(dǎo)體材料形成PN結(jié)的η型半導(dǎo)體材料。
[0089]選擇性地吸收紅外區(qū)中的光的P型半導(dǎo)體材料可以是，例如，能夠吸收大于或等于大約700nm的波段中的光的酞菁基化合物作為其中空穴成為多數(shù)載流子的半導(dǎo)體材料。在一個實施方式中，例如，酞菁基化合物可以包括錫基、鋁基、鈉基、銫基和錳基酞菁化合物、酞菁氧鈦(oxy titanium phthalocyanine)等等。在實施方式中，錫基酞菁化合物可以是表現(xiàn)出在從大約600nm到大約900nm范圍的波段的光吸收特性的SnPC。
[0090]在一個實施方式中，例如，η型半導(dǎo)體材料可以包括富勒烯諸如C6q或C7Q等等作為其中電子成為多數(shù)載流子的半導(dǎo)體有機(jī)材料。備選地，η型半導(dǎo)體材料可以包括萘四羧酸酯酐(“NTCDA” )、Alq3、雙(苯并喹啉)鈹(“Bebq2”)等等。
[0091]第二圖像傳感器的第一光透射電極20IR和第二光透射電極1IR可以分別與圖2所示的第一像素電極120和第二像素電極110B、I1R和IlOG基本上相同，將省略其任何重復(fù)的詳細(xì)描述。
[0092]在這樣的實施方式中，包括吸收可見光波長區(qū)域中的光的材料的可見光吸收層(未示出)可以進(jìn)一步設(shè)置在第二圖像傳感器750的第一光透射電極20IR上。在實施方式中，可見光吸收層可以被選擇性地提供在第二圖像傳感器750的第一光透射電極20IR上以阻擋在可見光波長區(qū)域中的光，盡管可見光波長區(qū)域中的光很少沒有在第一圖像傳感器730中被吸收而到達(dá)第二圖像傳感器750。備選地，飛行時間(“T0F”)傳感器可以另外地設(shè)置在第二圖像傳感器750上以調(diào)制通過第二圖像傳感器750進(jìn)入的照射光或紅外光。
[0093]在實施方式中，用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)500的第一圖像傳感器730可以包括有機(jī)光電元件，該有機(jī)光電元件包括吸收并感測某些或特定可見光區(qū)中的光的材料。在這樣的實施方式中，第二圖像傳感器750可以不包括有機(jī)光電元件。在這樣的實施方式中，與設(shè)置在第二圖像傳感器750前面的第一圖像傳感器730不同，設(shè)置在第一圖像傳感器730后面的第二圖像傳感器750可以包括無機(jī)光電元件，例如電荷耦合器件(“CCD”)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(“CMOS” )，并且吸收在可見光區(qū)域中的光并將其余的光傳送到第二圖像傳感器750。
[0094]第一圖像傳感器730感測在可見光區(qū)中的光以產(chǎn)生彩色圖像，因而第一圖像傳感器720包括感測藍(lán)色、綠色和紅色波長區(qū)域中的光的多個像素，將入射光的量轉(zhuǎn)換成關(guān)于每個像素的電信號，然后輸出該電信號。與用于產(chǎn)生僅具有深度信息的深度圖像的第二圖像傳感器750相比，用于產(chǎn)生彩色圖像的第一圖像傳感器730可具有高分辨率。因此，第二圖像傳感器750可以小于第一圖像傳感器730。當(dāng)?shù)谝粓D像傳感器730和第二圖像傳感器750的尺寸彼此不同時，由第一圖像傳感器730產(chǎn)生的彩色圖像和由第二圖像傳感器750產(chǎn)生的深度圖像可具有不同的視場。在這樣的實施方式中，具有較大尺寸的第一圖像傳感器730可以產(chǎn)生具有寬視場的彩色圖像，第二圖像傳感器750可以產(chǎn)生具有窄視場的深度圖像。因而，在這樣的實施方式中，其放大倍率小于I的用于縮小圖像的縮放光學(xué)系統(tǒng)(未示出)可以進(jìn)一步設(shè)置在第一圖像傳感器730和第二圖像傳感器750之間以使第一圖像傳感器730和第二圖像傳感器750之間的視場匹配。在實施方式中，在包括縮放光學(xué)系統(tǒng)的情形下，通過縮放光學(xué)系統(tǒng)縮小的圖像入射在第二圖像傳感器750上，使得由第二圖像傳感器750產(chǎn)生的圖像的視場可以通過該縮放而加寬。
[0095]如此處描述的，包括第一圖像傳感器730以及第二圖像傳感器750的光學(xué)成像系統(tǒng)500可以被包括在各種3D圖像獲取裝置中，例如3D照相機(jī)、測距裝置、手勢識別器、游戲機(jī)等，但是不限于此，其中第一圖像傳感器730包括有機(jī)光電元件并且產(chǎn)生彩色圖像，第二圖像傳感器750感測從對象反射的照射光中在可見光區(qū)的光被吸收在第一圖像傳感器730中之后其余的照射光并且產(chǎn)生立體圖像。
[0096]用于3D圖像獲取裝置700的光學(xué)成像系統(tǒng)500的備選實施方式包括物鏡720、第一圖像傳感器730和第二圖像傳感器750，如圖1所示，還可以包括設(shè)置在第一圖像傳感器730和第二圖像傳感器750之間并且透射照射光(例如，從第一圖像傳感器730透射的光當(dāng)中的紅外區(qū)中的光)的光學(xué)快門模塊740(圖8中顯示)。
[0097]圖8是顯示根據(jù)本發(fā)明的用于3D圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)600的實施方式以及包括光學(xué)系統(tǒng)600的3D圖像獲取裝置900的實施方式的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0098]參考圖8，根據(jù)本發(fā)明的3D圖像獲取裝置900的實施方式包括產(chǎn)生具有預(yù)定波長的照射光的光源710、聚焦可見光和從外部對象(未示出)反射的照射光的物鏡720、感測被物鏡720聚焦的可見光且產(chǎn)生彩色圖像的第一圖像傳感器730、透射從第一圖像傳感器730傳輸?shù)墓庵械恼丈涔獾墓鈱W(xué)快門模塊740、配置為感測從光學(xué)快門模塊740發(fā)出的照射光并且產(chǎn)生深度圖像的第二圖像傳感器750、利用彩色圖像和深度圖像產(chǎn)生3D圖像的視頻信號處理器770、以及控制光源710、第一圖像傳感器730、光學(xué)快門模塊740、第二圖像傳感器750和視頻信號處理器770的操作的控制器780。在這樣的實施方式中，3D圖像獲取裝置900還可以包括用于存儲最后的3D圖像的存儲器790以及用于顯示最后的3D圖像的顯示面板800。
[0099]在圖8的實施方式中，如虛線所指示的，物鏡720、第一圖像傳感器730、光學(xué)快門模塊740和第二圖像傳感器750可以限定3D圖像獲取裝置900的光學(xué)成像系統(tǒng)600。光學(xué)快門模塊740可以設(shè)置在感測可見光波段中的光的第一圖像傳感器730的后面，光學(xué)快門模塊740可以朝向第二圖像傳感器750傳輸照射光(例如，在透過第一圖像傳感器730的光當(dāng)中的紅外線波段中的光)。在實施方式中，第一圖像傳感器、光學(xué)快門模塊和第二圖像傳感器可以沿著光學(xué)成像系統(tǒng)600的光軸順序地布置為基本上垂直于光軸。
[0100]在3D圖像獲取裝置900的實施方式中，如圖8所示，由物鏡720聚焦的光的可見光波段中的光被第一圖像傳感器730感測以產(chǎn)生彩色圖像。如上所述，參考圖2至6，第一圖像傳感器730可以包括多個像素部，例如，可以包括彩色像素，該彩色像素包括含有感測可見光區(qū)域中的光的材料的有機(jī)光電元件。因此，由物鏡720聚焦的光的可見光區(qū)域中的光主要被第一圖像傳感器730的有機(jī)光電元件吸收，該第一圖像傳感器730包括選擇性地吸收可見光區(qū)域中的光的材料，除可見光之外的其它光透過第一圖像傳感器730并且傳送到光學(xué)快門模塊740。光學(xué)快門模塊740可以透射其余光當(dāng)中的照射光，例如紅外區(qū)中的光，例如，近紅外區(qū)中的光，也就是，具有從大約700nm到大約1100]11]1或從大約800111]1到大約1100111]1范圍中的波長的光，因而僅通過光學(xué)快門模塊740的紅外區(qū)中的光可以到達(dá)第二圖像傳感器750，因此由第二圖像傳感器750產(chǎn)生深度圖像。
[0101]如上所述，用于3D圖像獲取裝置900的光學(xué)成像系統(tǒng)600的實施方式包括在物鏡720后面的感測可見光區(qū)中的光的第一圖像傳感器730，在第一圖像傳感器730后面的透射紅外線波段中的光的光學(xué)快門模塊740、以及在光學(xué)快門模塊740后面的感測紅外線波段中的光的第二圖像傳感器750，使得光學(xué)快門模塊740有效地操作而不需要用于從照射光分離可見光(也就是，使可見光與紅外光分離)的單獨復(fù)雜結(jié)構(gòu)。在這樣的實施方式中，第一圖像傳感器730包括選擇性地吸收可見光并因而吸收通過第一圖像傳感器730的可見光中的大部分光的材料，而包括紅外光的其余光通過光學(xué)快門模塊740，因此，光學(xué)快門模塊740有效地操作而不需要使可見光從入射光分離以將紅外光傳輸?shù)降诙D像傳感器750的單獨構(gòu)造。在這樣的實施方式中，第二圖像傳感器750選擇性地吸收并感測僅紅外光，光學(xué)快門模塊740可以在用于3D圖像獲取裝置900的光學(xué)成像系統(tǒng)600中沒有用于使可見光和紅外光從入射光分離的構(gòu)造的情況下操作，因而光學(xué)快門模塊740可具有減小的尺寸，例如光學(xué)成像系統(tǒng)600和3D圖像獲取裝置900可以被制造得更薄。因此，3D圖像獲取裝置900可以以低成本被有效地制造。
[0102]光學(xué)快門模塊740可以通過能夠傳輸照射光(也就是，通過第一圖像傳感器730的光中的紅外區(qū)中的光)的任何材料制造，而沒有用于使照射光或紅外區(qū)中的光與可見光或其它波長區(qū)中的光分離的任何額外構(gòu)造。
[0?03] 在實施方式中，波長選擇反射鏡(wavelength selectivity mirror)，也就是，用于反射可見光的反射層可以進(jìn)一步設(shè)置在光學(xué)快門模塊740的一側(cè)或兩側(cè)，例如設(shè)置在光學(xué)快門模塊740的面對第一圖像傳感器730的表面上以通過去除可見光區(qū)中沒有被吸收到第一圖像傳感器730中的一部分光而更有效地傳輸紅外區(qū)中的光。此處，沒有被吸收而是從第一圖像傳感器730透射的一部分光可以在波長選擇反射鏡處被反射并且被去除，但是紅外線波長區(qū)域中的光通過波長選擇反射鏡并經(jīng)過調(diào)制紅外線波段中的光的光學(xué)快門，然后被第二圖像傳感器750感測。在實施方式中，光學(xué)快門根據(jù)TOF方法將從圖像傳感器第一次傳輸?shù)恼丈涔饫缂t外光調(diào)制成預(yù)定增益波形以獲得關(guān)于對象的深度信息。在一個實施方式中，例如，光學(xué)快門可以是用于以幾十至幾百兆赫高速驅(qū)動的GaAs基半導(dǎo)體調(diào)制器。
[0104]在圖8中顯示的3D圖像獲取裝置900的實施方式中，光源710、物鏡720、第一圖像傳感器730、第二圖像傳感器750、視頻信號處理器770、控制器780、存儲器790、用于顯示3D圖像的顯示面板800等等與圖1至7中示出的那些相同，將省略其任何重復(fù)的詳細(xì)描述。
[0105]圖9是顯示根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)快門模塊740的實施方式的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0106]參考圖9，光學(xué)快門模塊740的實施方式包括設(shè)置在基板10上并且反射與其相應(yīng)的某些或特定波段中的光(例如可見光區(qū)域中的光)的第一和第二反射層11和16、設(shè)置在第一和第二反射層11和16之間并且具有取決于電場變化的折射率的晶體電光薄膜層14、設(shè)置在第一和第二反射層11和16之間并且以電光薄膜層14設(shè)置在其間的方式彼此間隔開以及向電光薄膜層14施加電場的第一和第二電極12和15、以及設(shè)置在第一電極12和電光薄膜層14之間或在第二電極15和電光薄膜層14之間的區(qū)域中以防止電流流入電光薄膜層14的電流防止層13。
[0107]基板1可以包括能夠透射光的透明非晶材料例如玻璃、藍(lán)寶石、硅、II1-V族GaAs等等，或者由其形成。基板10的材料可以取決于用于調(diào)制的光波段或基于光學(xué)快門模塊的類型(例如，光學(xué)快門模塊是反射型或透射型)而被選擇。
[0108]在實施方式中，通過可選地層疊具有彼此不同的折射率的兩種透明電介質(zhì)材料薄膜，第一和第二反射層11和16可具有關(guān)于某些或特定波段中的光的高反射率。在這樣的實施方式中，同時具有光的透射和反射特性的層，諸如薄金屬等而不是電介質(zhì)材料薄膜，可以被用作第一和第二反射層11和16。在實施方式中，第一反射層11和第二反射層16可以基本上彼此相同，例如可以具有相同的材料以及相同的結(jié)構(gòu)，第一反射層11或第二反射層16可以被省略。
[0109]第一反射層11和第二反射層16可具有大于或等于大約97%的相同反射率。然后，在與諧振模式相應(yīng)的窄波段中的光可以被透射，而入射光在第一反射層11和第二反射層16之間諧振，其中電光薄膜層14在第一反射層11和第二反射層16的中間。因此，包括第一反射層11、電光薄膜層14和第二反射層16的結(jié)構(gòu)是具有可控制的短波長透射特性的法布里-珀羅濾光器。透射光的波段可以取決于電光薄膜層14的折射率和厚度被控制。
[0110]電光薄膜層14可以包括具有當(dāng)電場被施加到其上時變化的折射率的材料(也就是，顯示電光(“E0”)效應(yīng)的材料)或由其形成，這樣的材料可以取決于電場的大小而改變諧振光的波長。這樣的材料可以包括例如KTN、LiNb03、PZT、PLZT和液晶中的至少一種。
[0111]電光薄膜層14可以包括具有當(dāng)電場被施加到其上時變化的光吸收率的材料(也就是，顯示電吸附(“EA”)效應(yīng)的材料)，或由其形成。在一個實施方式中，例如，電光薄膜層14可通過利用II1-V族半導(dǎo)體并因而利用多量子阱(“MQW”)中的吸收波長根據(jù)電場的施加移動的性能而具有MQW結(jié)構(gòu)。
[0112]第一電極12和第二電極15設(shè)置為施加電壓，使得電場形成在包括透明導(dǎo)電材料的電光薄膜層14中。
[0113]電流防止層13防止第一和第二電極12和15中的至少一個的電流流入電光薄膜層14。電流防止層13可以包括包含2抑2、1102、]\%0、0602^12(^、!1?)2、他0、3丨02和3丨必4的至少之一的絕緣材料，或由其形成。在這樣的實施方式中，電流防止層13的絕緣材料可以基于電光薄膜層14的材料特性而被不同地選擇。
[0114]電流防止層13可以設(shè)置在如圖9所示的第一電極12和電光薄膜層14之間。然而，電流防止層13也可以設(shè)置在電光薄膜層14和第二電極15之間。備選地，電流防止層13可以設(shè)置在第一電極12和電光薄膜層14之間以及第二電極15和電光薄膜層14之間。
[0115]雖然已經(jīng)結(jié)合目前被認(rèn)為可行的示例性實施方式描述了本公開，但是將理解，本公開不限于所公開的實施方式，而是相反地，本公開旨在覆蓋權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)包括的各種變形和等效布置。
[0116]本申請要求享有2015年I月30日提交的韓國專利申請N0.10-2015-0015218的優(yōu)先權(quán)以及由此產(chǎn)生的所有權(quán)益，其內(nèi)容通過引用被整體合并于此。
【主權(quán)項】
1.一種用于三維圖像獲取裝置的光學(xué)成像系統(tǒng)，所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括: 物鏡，聚焦光； 第一圖像傳感器，感測由所述物鏡聚焦的所述光中可見光波段的光；以及 第二圖像傳感器，感測透射通過所述第一圖像傳感器的光中紅外線波段的光。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述第一圖像傳感器包括在其中限定多個像素部的有機(jī)圖像傳感器， 其中所述有機(jī)圖像傳感器包括: 多個第二像素電極，彼此隔開地布置且與所述多個像素部相應(yīng)； 光敏層，以連續(xù)膜的形式設(shè)置在所述第二像素電極上，包括感測在全可見光區(qū)中的光的有機(jī)材料，并且交疊所述多個像素部； 第一像素電極，以連續(xù)膜的形式設(shè)置在所述光敏層上，交疊所述多個像素部，并且設(shè)置在光入射側(cè)；以及 多個濾色器，設(shè)置在所述第一像素電極上在與所述多個像素部相應(yīng)的位置處，所述多個濾色器中的每個透射在某些波長區(qū)域中的光以被與其相應(yīng)的像素部感測。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述多個濾色器包含第一濾色器、第二濾色器和第三濾色器， 所述第一濾色器選擇性地透射具有在400nm至500nm的范圍內(nèi)的波長的光， 所述第二濾色器選擇性地透射具有在500nm至580nm的范圍內(nèi)的波長的光，以及 所述第三濾色器選擇性地透射具有在580nm至700nm的范圍內(nèi)的波長的光。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述第一圖像傳感器包括藍(lán)色像素、綠色像素和紅色像素， 所述藍(lán)色像素、所述綠色像素和所述紅色像素的每個包括: 設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極； 面對所述第一光透射電極的第二光透射電極；以及 插置在所述第一光透射電極和所述第二光透射電極之間的光敏層， 所述藍(lán)色像素的所述光敏層包括吸收藍(lán)色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料， 所述綠色像素的所述光敏層包括吸收綠色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料，以及 所述紅色像素的所述光敏層包括吸收紅色波長區(qū)域中的光的有機(jī)材料。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述藍(lán)色像素、所述綠色像素和所述紅色像素彼此水平地相鄰。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述藍(lán)色像素、所述綠色像素和所述紅色像素中的兩個彼此水平地相鄰，以及所述藍(lán)色像素、所述綠色像素和所述紅色像素中的其它顏色像素豎直地設(shè)置在由所述藍(lán)色像素、所述綠色像素和所述紅色像素中的所述兩個限定的層上。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述藍(lán)色像素和所述紅色像素彼此水平地相鄰，以及 所述綠色像素豎直地設(shè)置在由所述藍(lán)色像素和所述紅色像素限定的層上。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述藍(lán)色像素、所述綠色像素和所述紅色像素豎直地一個設(shè)置在另一個上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述藍(lán)色像素、所述綠色像素和所述紅色像素從所述物鏡起順序地一個設(shè)置在另一個上。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述藍(lán)色像素的所述光敏層的所述有機(jī)材料具有在400nm至500nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Xmax)， 所述綠色像素的所述光敏層的所述有機(jī)材料具有在500nm至580nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Xmax)，以及 所述紅色像素的所述光敏層的所述有機(jī)材料具有在580nm至700nm的范圍內(nèi)的最大吸收波長(Xmax)。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中所述第二圖像傳感器包括: 設(shè)置在光入射側(cè)的第一光透射電極； 面對所述第一光透射電極的第二光透射電極；以及 光敏層，插置在所述第一光透射電極和所述第二光透射電極之間，其中所述光敏層包括吸收紅外線波段中的光的有機(jī)材料。12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述第二圖像傳感器包括感測所述紅外線波段中的光的硅光電二極管。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，還包括: 光學(xué)快門模塊，設(shè)置在所述第一圖像傳感器和所述第二圖像傳感器之間并且將透射通過所述第一圖像傳感器的光中的所述紅外線波段中的光傳送到所述第二圖像傳感器。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中所述光學(xué)快門模塊包括: 波長選擇反射鏡，反射所述可見光波段中的光并且透射所述紅外線波段中的光；以及 光學(xué)快門，將所述紅外線波段中的光調(diào)制為預(yù)定的增益波形。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的光學(xué)成像系統(tǒng)，其中 所述第一圖像傳感器、所述光學(xué)快門模塊和所述第二圖像傳感器沿著光軸順序地布置為垂直于所述光軸。16.—種三維圖像獲取裝置，包括: 權(quán)利要求1所述的光學(xué)成像系統(tǒng)； 光源，產(chǎn)生在所述紅外線波段中的光并且將所述紅外線波段中的所述光照射到對象上； 視頻信號處理器，利用分別來自所述光學(xué)成像系統(tǒng)的所述第一圖像傳感器和所述第二圖像傳感器的第一和第二視頻信號產(chǎn)生三維圖像;以及控制器，控制所述光源和所述視頻信號處理器的操作。17.—種三維照相機(jī)，包括權(quán)利要求16所述的三維圖像獲取裝置。18.—種測距裝置，包括權(quán)利要求16所述的三維圖像獲取裝置。19.一種手勢識別器，包括權(quán)利要求16所述的三維圖像獲取裝置。20.—種游戲機(jī)，包括權(quán)利要求16所述的三維圖像獲取裝置。
【文檔編號】H04N13/02GK105847784SQ201610028856
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月15日
【發(fā)明人】金奎植, 樸勇和, 佐藤竜, 佐藤竜一, 柳長雨
【申請人】三星電子株式會社