图像像素阵列和照相机模块制造技术

本实用新型专利技术涉及图像像素阵列和照相机模块。本实用新型专利技术的一个目的是解决与现有技术中存在的一个或更多个问题相关的问题。一种图像像素阵列。该图像像素阵列包括：多个光电二极管；微透镜阵列，其中每一个微透镜将光聚焦到所述光电二极管中的相应一个上；和图案化的红外光阻挡材料的层，置于所述微透镜阵列和所述多个光电二极管之间，其中所述红外光阻挡材料透射可见光并且阻挡红外光。根据本实用新型专利技术的实施例的一个有益技术效果是：能够同时捕捉可见以及红外线光谱范围内的图像。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】图像像素阵列和照相机模块本申请要求提交于2014年6月26日的美国专利申请N0.14/316,648的优先权，通过引用将其完整结合在此。
本申请一般地涉及成像设备，并且更具体地，涉及具有可见成像能力和红外线成像能力两者的成像设备。
技术介绍
现代电子设备诸如蜂窝电话、照相机和计算机通常使用数字图像传感器。成像器(即，图像传感器)可以由图像感测像素的二维阵列形成。每一个像素可以包括光传感器(诸如光电二极管)，所述光传感器接收入射光子(光)并且将光子转换为电信号。图像传感器有时被设计为使用联合影像专家组(JPEG)格式或者任何其它适合的图像格式向电子设备提供图像。成像设备可以配置为捕捉红外线光谱范围以及可见光谱范围两者内的图像。红外线成像可用于若干不同应用，诸如三维(3D)成像、自动聚焦以及其它应用。然而，在常规的图像传感器中，难以将对应于红外光的信号与对应于可见光的信号分离开。如果不小心，由图像传感器中的颜色像素接收到的红外光可能降低在可见光谱中捕捉的图像的质量。有时将红外线截止滤波器放置在图像传感器前面，以便防止红外光触及图像传感器。为了在红外线光谱范围内捕捉图像，为红外线成像使用单独的成像传感器。然而，使用两个单独的成像传感器成本高，并且会给电子设备增加不希望的体积。因此，希望能够提供用于捕捉红外线和可见光谱范围内的图像的改进的成像设备。
技术实现思路
本技术的一个目的是解决与现有技术中存在的一个或更多个问题相关的问题。根据本技术的一个方面，提供一种图像像素阵列。该图像像素阵列包括:多个光电二极管；微透镜阵列，其中每一个微透镜将光聚焦到所述光电二极管中的相应一个上；和图案化的红外光阻挡材料的层，置于所述微透镜阵列和所述多个光电二极管之间，其中所述红外光阻挡材料透射可见光并且阻挡红外光。根据一个实施例，所述图像像素阵列包括用于检测可见光谱中的光的可见成像像素以及用于检测红外光谱中的光的红外线成像像素。根据一个实施例，所述图案化的红外光阻挡材料的层包括与所述红外线成像像素中的相应一个对齐的至少一个开口。根据一个实施例，所述图像像素阵列还包括:所述开口中的红外线通滤波器元件，其中所述红外线通滤波器元件阻挡可见光，并且透射红外光到与所述红外线成像像素中的相应一个相关联的相应光电二极管。根据一个实施例，所述红外线通滤波器元件包括黑色聚合物。根据一个实施例，所述图像像素阵列还包括:滤色器元件阵列，置于所述微透镜阵列和所述多个光电二极管之间，其中所述滤色器元件阵列中的每一个滤色器元件与所述红外光阻挡材料的相应部分重叠。根据一个实施例，所述图案化的红外光阻挡材料的层置于所述滤色器元件阵列和所述多个光电二极管之间。根据一个实施例，所述图案化的红外光阻挡材料的层置于所述微透镜阵列和所述滤色器元件阵列之间。根据一个实施例，所述红外光阻挡材料包括允许所有波长的可见光通过的光可成像聚合物。根据本技术的另一个方面，提供一种照相机模块。该照相机模块包括:具有像素阵列的图像传感器，所述像素阵列具有阻挡红外光并且透射可见光的红外光阻挡材料层；布置在所述图像传感器之上的将光聚焦在所述图像传感器上的透镜；和置于所述透镜和所述图像传感器之间的双带通滤波器，其中所述双带通滤波器透射对应于可见光的第一波长带以及对应于红外光的第二波长带。根据本技术的实施例的一个有益技术效果是:能够同时捕捉可见以及红外线光谱范围内的图像。【附图说明】图1是根据本技术的实施例的具有照相机模块的例示性电子设备的图。图2是示出了根据本技术的实施例，可以在图1所示类型的照相机模块中使用的双带通滤波器的频谱响应的曲线。图3是根据本技术的实施例，具有在滤色器阵列之下形成的图案化红外线截止滤波器的例示性图像传感器的一部分的剖面侧视图。图4是根据本技术的实施例，具有在滤色器阵列之上形成的图案化红外线截止滤波器的例示性图像传感器的一部分的剖面侧视图。图5是示出了根据本技术的实施例，可以在红外线成像像素中使用的红外线通滤波器元件的频谱响应的曲线。图6是示出了根据本技术的实施例，可以在可见成像像素中使用的红外线截止滤波器元件的频谱响应的曲线。图7是根据本技术的实施例的例示性红外光阻挡材料层的俯视图，该红外光阻挡材料层被图案化为包括多个开口，用于允许红外光到达像素阵列中的红外线成像像素。图8是根据本技术的实施例的例示性红外光阻挡材料层的俯视图，该红外光阻挡材料层被图案化为包括开口，用于允许红外光到达连续地布置在一行内的红外线成像像素。图9是根据本技术的实施例，采用图1-8的实施例的系统的方框图。【具体实施方式】电子设备诸如数字照相机、计算机、蜂窝电话以及其它电子设备包括收集进入的图像光以便捕捉图像的图像传感器。图像传感器可以包括成像像素的阵列。图像传感器内的像素可以包括光敏元件，诸如将进入的图像光转换为图像信号的光电二极管。图像传感器可以具有任意数目的像素(例如，数百或者数千或更多)。典型的图像传感器可以，例如，具有几十万或几百万像素(例如，兆像素)。图像传感器可以包括控制电路，诸如用于操作成像像素的电路和用于读出对应于光敏元件所产生的电荷的图像信号的读出电路。图1是使用图像传感器捕捉图像的例示性电子设备的图。图1的电子设备10可以是便携电子设备，诸如照相机、蜂窝电话、摄像机或者捕捉数字图像数据的其它成像设备。照相机模块12可被用于将进入光转换为数字图像数据。照相机模块12可以包括一个或多个透镜14和一个或多个对应的图像传感器16。图像传感器16可以是图像传感器芯片上系统(SOC)，其具有带有附加的处理和控制电路，诸如图像像素阵列的公共图像传感器集成电路管芯上的模拟控制电路和数字控制电路。在图像捕捉操作过程中，来自场景的光可被透镜14聚焦在图像像素阵列上(例如，图像像素22的阵列24)。图像传感器16向模拟电路30提供对应的数字图像数据。模拟电路30可以向数字电路32提供经处理的图像数据，以便进一步处理。电路30和/或32还可以用于控制图像传感器16的操作。图像传感器16可以是背面照明图像传感器，或者如果希望，可以是正面照明图像传感器。如果希望，照相机模块12可设置有透镜14的阵列和对应的图像传感器16的阵列。设备10可以包括附加控制电路，诸如存当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像像素阵列，其特征在于包括：多个光电二极管；微透镜阵列，其中每一个微透镜将光聚焦到所述光电二极管中的相应一个上；和图案化的红外光阻挡材料的层，置于所述微透镜阵列和所述多个光电二极管之间，其中所述红外光阻挡材料透射可见光并且阻挡红外光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：U·博提格，R·S·约翰森，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国;US