具有色彩滤光器的分割图像传感器的透镜阵列制造技术

本发明专利技术涉及一种具有色彩滤光器的分割图像传感器的透镜阵列。一种设备包含图像传感器，所述图像传感器包含布置于其上的N个图像传感器区域。N个透镜结构包含于接近于所述图像传感器安置的透镜阵列中。所述N个透镜结构中的每一者经布置以将单个图像聚焦到所述N个图像传感器区域中的相应一者上。所述N个透镜结构包含具有红色滤光器的第一透镜结构、具有绿色滤光器的第二透镜结构及具有蓝色滤光器的第三透镜结构。所述N个透镜结构中的每一者包含玻璃晶片及形成于所述玻璃晶片上的透镜。所述红色滤光器、所述绿色滤光器及所述蓝色滤光器中的每一者为以下形式中的一者：涂覆于所述透镜下方的所述玻璃晶片上及涂覆于所述玻璃晶片上的所述透镜上方。

【技术实现步骤摘要】
具有色彩滤光器的分割图像传感器的透镜阵列相关申请案的参考本申请案涉及2012年6月I日提出申请的标题为“分割图像传感器的透镜阵列(LENS ARRAY FOR PARTITIONED IMAGE SENSOR) ”且受让于本申请案的受让人的同在申请中的第13/486，787号专利申请案。
本专利技术大体来说涉及图像传感器，且更具体来说涉及具有色彩滤光器的分割图像传感器的透镜阵列。
技术介绍
图像捕获单元通常包含图像传感器及成像透镜。成像透镜将光聚焦到图像传感器上以形成图像，且图像传感器将光转换成电信号。电信号从图像捕获单元输出到主机电子系统或子系统中的其它单元。所述电子系统可为移动电话、计算机、数码相机或医学装置。随着图像捕获单元在电子系统中的使用增加，因此对图像捕获单元特征、容量及装置尺寸的要求也增加。举例来说，越来越需要图像捕获单元具有较低轮廓以使得包含图像捕获单元的电子系统的总体大小可减小而同时不牺牲所捕获的光学图像的质量。图像捕获单元的轮廓可与从图像传感器的底部到成像透镜的顶部的距离相关联。
技术实现思路
在一个方面中，本申请案提供一种设备，其包括:图像传感器，其包含布置于其上的N个图像传感器区域；及N个透镜结构，其包含于接近于所述图像传感器安置的透镜阵列中，所述N个透镜结构中的每一者经布置以将单个图像聚焦到所述N个图像传感器区域中的相应一者上，所述N个透镜结构包含具有红色滤光器的第一透镜结构、具有绿色滤光器的第二透镜结构及具有蓝色滤光器的第三透镜结构，所述N个透镜结构中的每一者包含玻璃晶片及形成于所述玻璃晶片上的透镜，其中所述红色滤光器、所述绿色滤光器及所述蓝色滤光器中的每一者为以下形式中的一者:涂覆于所述透镜下方的所述玻璃晶片上及涂覆于所述玻璃晶片上的所述透镜上方。在另一方面中，本申请案提供一种成像系统，其包括:像素阵列，其包含其中布置有N个图像传感器区域的图像传感器，其中所述N个图像传感器区域中的每一者在其中布置有多个像素；N个透镜结构，其包含于接近于所述图像传感器安置的透镜阵列中，所述N个透镜结构中的每一者经布置以将单个图像聚焦到所述N个图像传感器区域中的相应一者上，所述N个透镜结构包含具有红色滤光器的第一透镜结构、具有绿色滤光器的第二透镜结构及具有蓝色滤光器的第三透镜结构，所述N个透镜结构中的每一者包含玻璃晶片及形成于所述玻璃晶片上的透镜，其中所述红色滤光器、所述绿色滤光器及所述蓝色滤光器中的每一者为以下形式中的一者:涂覆于所述透镜下方的所述玻璃晶片上及涂覆于所述玻璃晶片上的所述透镜上方；控制电路，其耦合到所述像素阵列以控制所述像素阵列的操作；及读出电路，其耦合到所述像素阵列以从所述多个像素读出图像数据。【附图说明】参考以下图描述本专利技术的非限制性及非穷举性实施例，其中除非另有规定，否则贯穿各个图式相同参考编号指代相同部件。图1A是包含成像透镜及图像传感器的图像捕获单元的示意图。图1B是包含低轮廓成像透镜及图像传感器的低轮廓图像捕获单元的示意图。图2图解说明根据本专利技术的教示的具有四个分割区的图像传感器的一个实例。图3A是图解说明根据本专利技术的教示的低轮廓图像捕获单元的一个实例的具有不同焦距的两个透镜及两个分割区的横截面。图3B是图解说明根据本专利技术的教示的低轮廓图像捕获单元的一个实例的具有不同曲率半径的两个透镜及两个分割区的横截面。图4图解说明用于红色、绿色及蓝色滤光器的光致抗蚀剂材料的实例性透射光-1'TfeP曰。图5图解说明根据本专利技术的教示的分割图像传感器的2X2透镜阵列的一个实例。图6图解说明根据本专利技术的教示的分割图像传感器上的2X2透镜阵列的一个实例。图7A图解说明根据本专利技术的教示的分割图像传感器上的2X2透镜阵列的一个实例的横截面。图7B图解说明根据本专利技术的教示的分割图像传感器上的2X2透镜阵列的一个实例的另一横截面。图8A图解说明根据本专利技术的教示的IR截止滤光器与红色滤光器的实例性经组合透射光谱。图SB图解说明根据本专利技术的教示的绿色滤光器的实例性透射光谱。图SC图解说明根据本专利技术的教示的蓝色滤光器的实例性透射光谱。图8D图解说明根据本专利技术的教示的透射穿过UV-1R截止滤光器的实例性日光光-1'TfeP曰。图SE图解说明根据本专利技术的教示的UV-1R截止滤光器针对0°、25。、30°及35°入射光的实例性透射光谱。图9图解说明根据本专利技术的教示的多层电介质涂层红色、绿色及蓝色带通滤光器的实例性透射光谱。图10图解说明的根据本专利技术的教示的分割图像传感器上的透镜阵列的透镜立方体的横截面。图11是图解说明根据本专利技术的教示的图像传感器的一个实例的框图。【具体实施方式】在以下说明中，陈述众多特定细节以提供对本专利技术的透彻理解。然而，所属领域的技术人员应了解，无需采用所述特定细节来实践本专利技术。在其它例子中，尚未详细描述众所周知的材料或方法以避免使本专利技术模糊。本说明书通篇但凡提及“一个实施例”、“一实施例”、“一个实例”或“一实例”意指连同所述实施例或实例一起描述的特定特征、结构或特性包含于本专利技术的至少一个实施例中。因此，本说明书通篇的各个地方中出现的短语“在一个实施例中”、“在一实施例中”、“一个实例”或“ 一实例”未必均指同一实施例或实例。此外，在一个或一个以上实施例或实例中，所述特定特征、结构或特性可组合于任何适合组合及/或子组合中。特定特征、结构或特性可包含于集成电路、电子电路、组合式逻辑电路或提供所描述功能性的其它适合组件中。另外，应了解，此处所提供的图是为了向所属领域的技术人员解释的目的，且图式不必按比例绘制。揭示涉及低轮廓图像捕获单元的实例性方法及设备。应了解，根据本专利技术的教示的低轮廓图像捕获单元可包含具有安置于分割图像传感器上的个别滤光器的透镜的阵列。此外，未针对根据本专利技术的教示的低轮廓牺牲所捕获的光学图像的质量(举例来说，其可在分辨率(即，像素的数目)及/或清晰度方面表达)。为了图解说明，图1A是包含成像透镜202及图像传感器204的图像捕获单元200的示意图。透镜202与图像传感器204之间的距离为约f，其中f为透镜202的焦距。由透镜202覆盖的图像传感器204的宽度为W，且透镜直径为D。为了比较，图1B展示包含成像透镜212及图像传感器214的低轮廓图像捕获单元210的示意图。透镜212与图像传感器214之间的距离为约f/2，其中f/2为透镜212的焦距。由透镜212覆盖的图像传感器214的宽度为W/2，且透镜直径为D/2。在低轮廓图像捕获单元中，用低轮廓成像透镜替代成像透镜，而未改变图像传感器。图像传感器204及214为相同图像传感器，且两个图像传感器具有相同像素阵列结构。由于图像传感器214的宽度为图像传感器204的宽度的一半，因此与图像传感器204相比，图像传感器214将在一个维度上具有一半数目的像素。在两个维度上，与图像传感器204相比，图像传感器214将具有四分之一数目个像素。换句话说，所捕获的图像的像素的数目同透镜与图像传感器之间的距离的比例的平方约成比例。图2图解说明根据本专利技术的教示的具有彼此紧密接近地布置的四个分割区222、224,226及228的图像传感器220。每一分割区222、224、226及228由相应成像透镜(例如，图1B的透镜21本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，其包括：图像传感器，其包含布置于其上的N个图像传感器区域；及N个透镜结构，其包含于接近于所述图像传感器安置的透镜阵列中，所述N个透镜结构中的每一者经布置以将单个图像聚焦到所述N个图像传感器区域中的相应一者上，所述N个透镜结构包含具有红色滤光器的第一透镜结构、具有绿色滤光器的第二透镜结构及具有蓝色滤光器的第三透镜结构，所述N个透镜结构中的每一者包含玻璃晶片及形成于所述玻璃晶片上的透镜，其中所述红色滤光器、所述绿色滤光器及所述蓝色滤光器中的每一者为以下形式中的一者：涂覆于所述透镜下方的所述玻璃晶片上及涂覆于所述玻璃晶片上的所述透镜上方。

【技术特征摘要】
2012.08.09 US 13/570,4491.一种设备，其包括: 图像传感器，其包含布置于其上的N个图像传感器区域；及 N个透镜结构，其包含于接近于所述图像传感器安置的透镜阵列中，所述N个透镜结构中的每一者经布置以将单个图像聚焦到所述N个图像传感器区域中的相应一者上，所述N个透镜结构包含具有红色滤光器的第一透镜结构、具有绿色滤光器的第二透镜结构及具有蓝色滤光器的第三透镜结构，所述N个透镜结构中的每一者包含玻璃晶片及形成于所述玻璃晶片上的透镜，其中所述红色滤光器、所述绿色滤光器及所述蓝色滤光器中的每一者为以下形式中的一者:涂覆于所述透镜下方的所述玻璃晶片上及涂覆于所述玻璃晶片上的所述透镜上方。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述N个透镜结构进一步包含第四透镜结构，所述第四透镜结构具有包含多层电介质涂层的UV-1R截止滤光器，其中所述UV-1R截止滤光器为以下形式中的一者:涂覆于所述透镜下方的所述玻璃晶片上及涂覆于所述玻璃晶片上的所述透镜上方。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一透镜结构进一步包含IR截止滤光器，所述IR截止滤光器包含多层电介质涂层，其中所述IR截止滤光器为以下形式中的一者:涂覆于所述透镜下方的所述玻璃晶片上及涂覆于所述玻璃晶片上的所述透镜上方。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述红色滤光器、所述绿色滤光器及所述蓝色滤光器包括光致抗蚀剂涂层。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述红色滤光器、所述绿色滤光器及所述蓝色滤光器包括多层电介质涂层。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述N个透镜结构包含:第一透镜结构，其具有第一焦距且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的所述第一焦距处；第二透镜结构，其具有第二焦距且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的所述第二焦距处，及第三透镜结构，其具有第三焦距且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的所述第三焦距处，其中所述第一焦距、所述第二焦距及所述第三焦距为不同的，其中所述第一焦距与具有红色的光对应，其中所述第二焦距与具有绿色的光对应，且其中所述第三焦距与具有蓝色的光对应。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述N个透镜结构进一步包含第四透镜结构，所述第四透镜结构具有第四焦距且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的所述第四焦距处，其中所述第四焦距大致等于所述第一焦距、所述第二焦距及所述第三焦距中的一者。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述N个透镜结构包含:第一透镜结构，其具有第一曲率半径且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的焦距处；第二透镜结构，其具有第二曲率半径且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的所述焦距处；及第三透镜结构，其具有第三曲率半径且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的所述焦距处，其中所述第一曲率半径、所述第二曲率半径及所述第三曲率半径为不同的，其中所述第一曲率半径与具有红色的光对应，其中所述第二曲率半径与具有绿色的光对应，且其中所述第三曲率半径与具有蓝色的光对应。9.根据权利要求8所述的设备，其中所述N个透镜结构进一步包含第四透镜结构，所述第四透镜结构具有第四曲率半径且定位于远离所述N个图像传感器区域中的所述相应一者的所述焦距处，其中所述第四曲率半径大致等于所述第一曲率半径、所述第二曲率半径及所述第三曲率半径中的一者。10.一种成像系统，其包括: 像素阵列，其包含其中布置有N个图像传感器区域的图像传感器，其中所述N个图像传感器区域中的每一者在其中布置有多个像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉靖，邓兆展，徐运强，
申请(专利权)人：全视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：