CN115136034A - Cmos传感器上的角度滤光器的结构 - Google Patents

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lens
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Abstract

本发明涉及一种具有叠堆的装置(1)，该叠堆按以下顺序至少包括：MOS技术中的图像传感器(17)，该图像传感器可适于检测辐射(27)；第一透镜阵列(19)；结构(21)，该结构由至少第一穿孔矩阵形成，所述至少第一穿孔矩阵由对所述辐射不透光的壁限定；以及第二透镜阵列(23)。

Description

CMOS传感器上的角度滤光器的结构
本专利申请要求法国专利申请FR2001613的优先权益，其内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及一种图像采集装置。
背景技术
图像采集装置通常包括图像传感器和光学***。光学***可以是介于传感器的敏感部分和待成像的物体之间的角度滤光器或一组透镜。
图像传感器通常包括能够产生与接收到的光强度成比例的信号的光电探测器的阵列。
角度滤光器是一种能够根据这种辐射的入射来过滤入射辐射的装置，从而阻挡具有大于期望角度(称为最大入射角)的入射角度的光线，这使得能够在图像传感器的敏感部分上形成待成像物体的清晰图像。
发明内容
存在改进图像采集装置的需要。
实施例克服了已知图像采集装置的全部或部分缺点。
实施例提供了一种包括叠堆的装置，该叠堆按顺序至少包括：
MOS技术的图像传感器，该图像传感器适于检测辐射；
第一透镜阵列；
结构，该结构至少由对所述辐射不透光的壁限定的第一开口矩阵形成；以及
第二透镜阵列。
根据一个实施例，第二阵列的透镜的数量大于第一阵列的透镜的数量。
根据一个实施例，第二阵列的透镜的数量比第一阵列的透镜的数量大2到10倍，优选地大2倍。
根据一个实施例，该装置包括在所述结构和第一透镜阵列之间的粘合剂层。
根据一个实施例，该装置包括在所述结构和第一透镜阵列之间的折射率匹配层。
根据一个实施例：
第一矩阵的每个开口与第二阵列的单个透镜相关联；以及
第二阵列的每个透镜的光轴与第一矩阵的开口的中心对准。
根据一个实施例，该结构包括在第一开口矩阵下方的第二开口矩阵，该第二开口矩阵由对所述辐射不透光的壁限定。第一矩阵的开口的数量与第二矩阵的开口的数量相同。第一矩阵的每个开口的中心与第二矩阵的开口的中心对准。
根据一个实施例，第二阵列的透镜和第一阵列的透镜为平凸的。第一阵列的透镜的平坦表面和第二阵列的透镜的平坦表面位于传感器侧。
根据一个实施例，开口填充有对所述辐射至少部分地透光的材料。
根据一个实施例，第一阵列的透镜的直径大于第二阵列的透镜的直径。
根据一个实施例，该结构包括第三平凸透镜阵列，第二透镜阵列的透镜的平坦表面和第三透镜阵列的透镜的平坦表面彼此面对。第三透镜阵列位于第一开口矩阵和第一透镜阵列之间，或者位于第一开口矩阵和第二透镜阵列之间。
根据一个实施例，第二阵列的每个透镜的光轴与第三阵列的透镜的光轴对准。
根据一个实施例，第二阵列的透镜的图像焦平面与第三阵列的透镜的物体焦平面重合。
根据一个实施例，第三阵列的透镜的数量大于第二阵列的透镜的数量。
根据一个实施例，第二阵列的透镜的直径大于第三阵列的透镜的直径。
附图说明
上述特征和优点以及其它特征和优点将在下文参照附图对特定实施例的描述中进行详细描述，这些实施例以说明而非限制性的方式给出，其中：
图1示出了图像采集***的示例的局部简化框图；
图2示出了图像采集装置的示例的局部简化截面视图；
图3示出了图2所示的图像采集装置的实施例的局部简化截面视图；
图4示出了图2所示的图像采集装置的另一个实施例的局部简化截面视图；
图5示出了图2所示的图像采集装置的另一个实施例的局部简化截面视图；
图6示出了图2所示的图像采集装置的又一个实施例的局部简化截面视图；
图7示出了图2所示的图像采集装置的又一个实施例的局部简化截面视图；以及
图8示出了图2所示的图像采集装置的又一个实施例的局部简化截面视图。
具体实施方式
在不同的附图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，在各种实施例中共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以布置相同的结构、尺寸和材料性能。
为了清楚起见，仅详细示出和描述了有助于理解本文描述的实施例的步骤和元件。特别地，在本描述中将不会精确地详细描述图像传感器的结构。
除非另有明确规定，当提及连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外不存在任何中间元件的直接连接，而当提及联接在一起的两个元件时，这表示这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或更多个其他元件联接。
在以下公开内容中，除非另有明确规定，当提及绝对位置限定词时，比如术语“前部”、“后部”、“顶部”、“底部”、“左”、“右”等、或相对位置限定词时，比如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等、或取向的限定词时，比如“水平”、“竖直”等，参考附图中所示的方向。
除非另有规定，表述“大约”、“近似”、“基本上”和“约为”表示在10％以内，优选在5％以内。
在下文的描述中，除非另有明确规定，当射线通过薄膜层的透射率小于10％时，该层或薄膜被称为对射线不透光。在本公开的其余部分中，当射线通过层或薄膜的透射率大于10％时，优选地大于50％时，该层或薄膜被称为对射线透光。根据一个实施例，对于同一光学***，光学***的对射线不透光的所有元件的透射率小于光学***的对所述射线透光的元件的最低透射率的一半，优选地小于五分之一，更优选地小于十分之一。在本公开的其余部分中，表述“有用辐射”表示在操作中穿过光学***的电磁辐射。
在下文的描述中，表述“微米级光学元件”指的是在支撑件的表面上形成的光学元件，该光学元件具有平行于所述表面测量的大于1μm且小于1mm的最大尺寸。
在每个微米级光学元件对应于由两个屈光镜形成的微米级透镜或微透镜的情况下，光学***的实施例将不针对包括微米级光学元件的阵列的光学***进行描述。然而，应当清楚的是，这些实施例也可以用其他类型的微米级光学元件来实施，例如，其中每个微米级光学元件可以对应于微米级菲涅耳(Fresnel)透镜、对应于微米级折射率梯度透镜或对应于微米级衍射光栅。
在下文的描述中，“可见光”表示波长在400nm至700nm范围内的电磁辐射，“红外辐射”表示波长在700nm至1mm范围内的电磁辐射。在红外辐射中，人们可以特别地区分波长在700nm至1.7μm范围内的近红外辐射。
在下文的描述中，材料的折射率对应于用于由图像传感器捕获的辐射的波长范围的材料的折射率。除非另有明确规定，否则折射率在有用辐射的波长范围内视为基本恒定，例如，等于由图像传感器捕获的辐射的波长范围内的折射率的平均值。
图1示出了图像采集***的示例的部分简化框图。
图1所示的图像采集***包括：
a.图像采集装置1(DEVICE)；以及
b.处理单元13(PU)。
处理单元13优选地包括用于处理由装置1传送的信号的器件，图1中未示出。例如，处理单元13包括微处理器。
装置1和处理单元13优选地通过链路15联接。例如，装置1和处理单元集成在同一电路中。
图2示出了图像采集装置1的示例的局部简化截面视图。
更具体地，图2示出了图像采集装置1和发射射线27的源25。
图2所示的图像采集装置1从底部到顶部包括：
互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的图像传感器17(SENSOR)，该图像传感器可以联接到适于检测辐射27的光电探测器或无机(多晶硅)光电二极管或有机光电二极管；
第一透镜阵列19(LENS1)；
阵列结构21(LAYER(S))；
第二透镜阵列23(LENS2)；以及
物体24。
结构21和第二透镜阵列23优选地形成光学滤光器2或角度滤光器。图像传感器17和第一透镜阵列19优选地形成CMOS成像器3。
例如，辐射27在可见光范围和/或红外范围内。它可以是单一波长的辐射或多个波长(或波长范围)的辐射。
在图2中所示，光源25位于物体24上方。然而，作为变型，该光源可以位于物体24和滤光器2之间。
在应用于指纹确定的情况下，物体24对应于用户的手指。
图3示出了图2所示的图像采集装置的实施例的局部简化截面视图。
更具体地，图3示出了图像采集装置101，其中阵列结构21由层211形成，该层包括第一开口41矩阵，该第一开口矩阵限定了对所述射线不透光的壁39。
图3所示的图像采集装置101从底部到顶部包括：
CMOS成像器3，由以下部分组成：
图像传感器17(附图中未详细示出)，其优选地由衬底、读出电路、导电轨道和光电二极管构成，
第一钝化(绝缘)层29，该第一钝化层位于图像传感器17的顶部并与该图像传感器接触，
第二层31，该第二层起滤色器的作用，并覆盖第一层29全板，以及第一平凸透镜阵列19，其具有位于传感器17的一侧的平坦表面，并覆盖有第三钝化层33；
第四光学指数匹配层35，该第四光学指数匹配层覆盖层33；
第五层37或粘合剂，其在层35的顶部并与层35接触；以及
角度滤光器2，该角度滤光器由以下部分组成：
结构21，该结构包括开口41的层211，并具有位于第五层37的顶部并与该第五层37接触的壁39，
衬底43，该衬底覆盖结构21，以及
第二平凸透镜阵列23，其具有位于传感器侧的平坦表面，并覆盖有第六层45。
例如，第一透镜阵列19能够将入射到透镜19的光线聚焦在图像传感器17中存在的光电探测器上。
根据一个实施例，成像器3内的透镜阵列19形成像素阵列，例如，在其中像素基本上对应于方形，该方形具有与透镜19的表面对应的圆，该圆内接在该方形中。因此，每个像素包括基本上以该像素为中心的透镜19。例如，所有透镜19具有基本上相同的直径。优选地，透镜19的直径基本上与像素边的长度相同。
根据实施例，CMOS成像器3的像素基本上为方形。像素边的长度优选地在从0.7μm到50μm的范围内，并且更优选地大约在30μm。
根据实施例，成像器3基本上为方形。成像器3的边的长度优选在5mm到50mm的范围内，更优选地大约在10mm。
层31优选地由吸收波长在大约400nm到600nm(青色)，优选地从470nm到600nm(绿色)的范围内的材料制成。
层29可以由无机材料制成，例如由二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)或这两种材料的组合(例如多层叠堆)制成。
绝缘层29可以由氟化聚合物(尤其是以商品名为“Cytop”命名的Bellex氟化聚合物)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)、聚对二甲苯、聚酰亚胺(PI)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、环烯烃聚合物(COP)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、光刻树脂、环氧树脂、丙烯酸酯树脂或这些化合物中的至少两种的混合物制成。
作为变型，层29可以由无机电介质制成，尤其是由氮化硅、二氧化硅或氧化铝(Al2O3)制成。
层33优选为钝化层，该钝化层采用微透镜19的形状，并且能够绝缘并使成像器3的表面平坦化。层33可以由无机材料制成，例如，二氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiN)，或者这两种材料的组合(例如，多层叠堆)。
根据图3所示的实施例，通过第二透镜23阵列和层211的关联，光学滤光器2适于根据入射辐射相对于第二透镜23阵列的光轴的入射角来过滤入射辐射。
根据图3所示的实施例，角度滤光器2适于使得图像传感器17的光电探测器仅接收相对于透镜23的光轴具有小于最大入射角的相应入射角的光线，该最大入射角小于45°，优选地小于20°，更优选地小于5°，更优选地小于3°。角度滤光器2能够阻挡入射辐射的相对于滤光器2的透镜23的光轴具有大于最大入射角的相应入射角的光线。
根据图3所示的实施例，层211的每个开口41与第二阵列的单个透镜23相关联，并且每个透镜23与单个开口41相关联。透镜23优选地接触。透镜23的光轴优选地与开口41的中心对准。第二阵列的透镜23的直径优选地大于开口41的最大横截面(垂直于透镜23的光轴测量的)。
例如，壁39对辐射27不透光，例如吸收和/或反射辐射27。优选地，壁39对于用于成像(生物统计学成像和指纹成像)的400nm至600nm范围内的波长(青色和绿色)不透光。称“h”为壁39的高度(在平行于透镜23的光轴的平面上测量)。
根据一个实施例，开口41成行和成列地布置。开口41可以具有基本相同的尺寸。称“w1”为开口41的直径(在开口的基部测量，即在与衬底43的接合处测量)。每个透镜23的直径优选地大于与透镜23相关联的开口41的直径w1。
根据一个实施例，开口41规则地成行和成列地布置。称“p”为开口41的重复间距，即，在俯视图中一行或一列的两个连续开口41的中心之间的距离。
在图3中，开口41显示为具有梯形横截面。通常，开口41可以是方形、三角形、矩形、漏斗形。在所示的示例中，开口41在层211的上表面的水平处的宽度(或直径)大于开口41在层211的下表面的水平处的宽度(或直径)。
在俯视图中，开口41可以是圆形、椭圆形或多边形，例如三角形、方形、矩形或梯形。在俯视图中，开口41优选为圆形。
在横截面(平面XZ或YZ)中，光学滤光器2的分辨率优选地大于图像传感器17的分辨率，优选地大2至10倍。换句话说，在横截面(平面XZ或YZ)中，开口41比第一阵列的透镜19大2到10倍。因此，透镜19与至少四个开口41(平面YZ中的两个开口和平面XZ中的两个开口)相关联。
一个优点在于，成像器的分辨率和角度滤光器2的分辨率之间的差异能够减少滤光器2与成像器3的对准的限制。
例如，透镜23具有基本相同的直径。因此，第一阵列的透镜19的直径大于第二阵列的透镜23的直径。
实际上，宽度w1优选地小于透镜23的直径，使得层39与衬底43具有充分的结合。宽度w1优选地在0.5μm至25μm的范围内，例如大约等于10μm。间距p可以在1μm至25μm的范围内，优选地在12μm至20μm的范围内。例如高度h在1μm至1mm的范围内，优选地在12μm至15μm的范围内。
根据本实施例，微透镜23和衬底43优选地由透光或部分透光的材料制成，即，在与曝光期间使用的波长相对应的波长范围内，对于目标场(例如成像)，在所考虑的光谱的一部分中为透光的。
衬底43可以由透光聚合物制成，该透光聚合物在本文中在可见光和红外范围内至少不吸收所考虑的波长。聚合物尤其可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、环烯烃聚合物(COP)、聚酰亚胺(PI)或聚碳酸酯(PC)制成。衬底43优选地由PET制成。例如，衬底43的厚度可以在1到100μm之间变化，优选地从10到50μm之间变化。衬底43可以对应于滤色器、偏振器、半波片或四分之一波片。
根据一个实施例，微透镜23和19由折射率在1.4至1.7的范围内并且优选地大约为1.6的材料制成。微透镜23和19可以由二氧化硅、PMMA、正性抗蚀剂、PET、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、COP、聚二甲基硅氧烷(PDMS)/硅树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂制成。微透镜23和19可以通过抗蚀剂块的流动形成。微透镜19和23还可以通过在PET、PEN、COP、PDMS/硅树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂的层上模制形成。微透镜19和23最终可以通过纳米压印形成。
作为一种变型，每个微透镜由另一种类型的微米级光学元件代替，尤其是微米级菲涅耳透镜、微米级指数梯度透镜或微米级衍射光栅。微透镜是会聚透镜，每个微透镜的焦距f在1μm到100μm的范围内，优选地在1μm到50μm的范围内。根据一个实施例，所有微透镜19基本相同，且所有微透镜23基本相同。
根据实施例，层45是遵循微透镜23的形状的填充层。层45可以由光学透明粘合剂(OCA)，特别是液体光学透明粘合剂(LOCA)，或具有低折射率的材料，或环氧树脂/丙烯酸酯胶，或气体或气体混合物(例如空气)的膜获得。
优选地，层45由具有低折射率的材料制成，该低折射率小于微透镜23的材料的折射率。例如，透镜23的材料的折射率和层45的材料的折射率之间的差值优选在0.5到0.1的范围内。透镜23的材料的折射率和层45的材料的折射率之间的差值更优选地大约为0.15。层45可以由非粘性透光材料的填充材料制成。
根据另一个实施例，层45对应于施加在微透镜阵列23上的膜，例如OCA膜。在这种情况下，层45和微透镜23之间的接触面积可以减小，例如，限制在微透镜23的顶部。
根据一个实施例，开口41填充有空气或填充材料，该填充材料对于由光电探测器检测的辐射至少部分地透光，例如PDMS、环氧树脂或丙烯酸树脂或以商品名SU8命名的树脂。作为一种变型，开口41可以填充有部分吸收材料，即，吸收针对目标场(例如成像场)所考虑的光谱中的一部分的材料，以对由滤光器2角度滤光的光线按色度滤光。作为变型，开口41的填充材料对于近红外辐射不透光。在开口41填充有材料的情况下，所述材料例如可以在壁39和下层37之间形成层，使得壁39不与层37接触。
角度滤光器2优选地具有大约50μm的厚度。
例如，角度滤光器2和成像器3通过粘合层37组装。例如，层37由选自丙烯酸胶、环氧树脂胶或OCA的材料制成。层37优选地由丙烯酸酯胶制成。
层35是折射率匹配层，即它能够通过在角度滤光器(开口41的填充材料)和钝化层33之间的接合处的反射来减少光线的损失。层35优选地由折射率在层33的折射率与开口41的填充材料的折射率之间的材料制成。
根据一种实施模式，在成像器3的制造结束时，层35通过印刷、膜的转移(层压)或通过蒸发沉积在成像器3的前表面上(图3的取向中的上表面)。
根据一种实施模式，层37通过印刷或膜的转移(层压)沉积在角度滤光器2的后表面上(图3的取向中的下表面)。
作为变体，层37沉积在成像器3的层35的前表面上。
例如，滤光器2和成像器3的组装是在通过滤光器2的层压将层37沉积在成像器3的表面上(更具体地在层35的表面上)之后执行的。
根据一种实施模式，在组装之后进行退火、紫外线交联或高压釜加压的步骤，以优化机械粘合性能。
根据图3中未示出的实施例，例如，装置101包括在滤光器2和成像器3之间的附加层。该层对应于能够过滤具有大于600nm的波长的辐射的红外滤光器。该红外滤光器的透光率优选小于0.1％(OD3(光密度为3))。
根据所考虑的材料，形成至少某些层的方法可以对应于所谓的增材工艺，例如，通过在所需位置直接印刷形成层的材料，尤其是以溶胶-凝胶形式，例如，通过喷墨印刷、照相凹版印刷、丝网印刷、苯胺印刷、喷涂或滴铸。
根据所考虑的材料，形成至少某些层的方法可以对应于所谓的减材方法，其中形成层的材料沉积在整个结构上，且随后例如通过光刻法或激光烧蚀去除未使用的部分。
根据所考虑的材料，整个结构上的沉积可以通过例如液体沉积、阴极溅射或蒸发执行。尤其可以使用比如旋转涂布、喷雾涂布、照相平版印刷、狭缝挤压涂布、刮刀涂层、苯胺印刷或丝网印刷的方法。当层为金属时，例如金属通过蒸发或阴极溅射沉积在整个支撑件上，并且金属层通过蚀刻限定。
有利地，至少一些层可以通过印刷技术形成。上述层的材料可以通过喷墨打印机以液体形式(例如以导电和半导体油墨的形式)沉积。本文中“液体形式的材料”也指能够通过印刷技术沉积的凝胶材料。可以在不同层的沉积之间设置退火步骤，但退火温度可以不超过150℃，并且沉积和可能的退火可以在大气压下进行。
图4示出了图2所示的图像采集装置的另一个实施例的局部简化截面视图。
更具体地，图4示出了类似于图3所示的图像采集装置101的图像采集装置102，不同之处在于第二透镜阵列包括小于透镜23(图3)的透镜23′。
装置102中透镜23′的数量优选地大于开口41的数量(在平面XY中)。例如，透镜23′的数量比开口41的数量大四倍。根据图4所示的实施例，透镜23′的直径小于开口41的直径w1。
图4所示实施例的优点在于，其无需第二透镜23′阵列与开口41的矩阵的对准。
图5以局部简化截面视图示出了图2所示的图像采集装置的示例的另一个实施例。
更具体地，图5示出了类似于图3所示的图像采集装置101的图像采集装置103，不同之处在于阵列结构21包括第三透镜阵列47。
第三平凸透镜47阵列用于准直由联接到第二透镜阵列23的开口41的矩阵透射的光。透镜47的平坦表面面向透镜23的平坦表面。第三阵列位于层211和成像器3之间。
在图5所示的实施例中，第三阵列的透镜47的数量等于第二阵列的透镜23的数量。第三阵列的透镜47和第二阵列的透镜23通过它们的光轴对准。
作为变型，第三阵列的透镜47的数量显著多于第二阵列的透镜23的数量。
透镜47接触或不接触。
光线相对于入射到透镜23的光线的相应方向成角度α，从透镜23和层211射出。角度α特定于透镜23，并且取决于其直径和该同一透镜23的焦距。
当光线从层211出来时，光线与第三阵列的透镜47接触。因此，当光线从透镜47出来时，该光线相对于入射到透镜47的光线的相应方向偏离角度β。角度β特定于透镜47，并且取决于其直径和该透镜47的焦距。
总发散角对应于透镜23和透镜47连续产生的偏差。选择第三阵列的透镜47，例如使得总发散角小于或等于大约5°。
图5所示的实施例示出了一种理想配置，其中第二阵列的透镜23的图像焦平面与第三阵列的透镜47的物体焦平面相同。平行于光轴到达的所示光线聚焦在透镜23的图像焦点或透镜47的物体焦点上。因此，从透镜47射出的光线平行于其光轴传播。在这种情况下，总发散角为零。
在图5中，第三透镜阵列47位于第七层40下方并与该第七层接触。源自开口41的填充的第七层40覆盖壁39的后表面。
作为一种变型，第三透镜47阵列位于壁39的顶部并与该壁的后表面接触。随后用空气或填充材料填充开口41。
透镜47和透镜23具有相同或不同的成分。
根据图5的实施例，透镜47的后表面覆盖有第八填充层49。层49和层45可以具有相同的成分或不同的成分。优选地，层49的折射率小于透镜47的材料的折射率。
在不存在第三透镜47阵列的情况下，如果发散角太大，则从透镜23射出的光线将有照射多个光电探测器或像素的风险。这导致最终图像的质量的分辨率损失。
显现的优点是，第三透镜47阵列的存在使得角度滤光器2的输出处的发散角减小。发散角的减小能够降低在成像器3的水平处出现的光线相交的风险。
图6以局部简化截面视图示出了图2所示的图像采集装置的示例的另一个实施例。
更具体地，图6示出了类似于图5所示的图像采集装置103的图像采集装置104，不同之处在于该图像采集装置包括小于透镜47(图5)的透镜47′。
装置104中透镜47′的数量优选地大于开口41的数量。例如，透镜47′的数量比开口41(在平面XY中)数量大四倍。
图6所示实施例的优点在于，其无需第三透镜阵列47′与开口41的矩阵的对准。
图7以局部简化截面视图示出了图2所示的采集装置的示例的另一个实施例。
更具体地，图7示出了类似于图5所示的图像采集装置103的图像采集装置105，不同之处在于第三透镜阵列47″位于第二透镜阵列23和开口41的层211之间。
在所示示例中，装置105包括覆盖透镜47的后表面的填充层51。层51类似于图5所示的装置103的层49，不同之处在于该层搁置在层211的上表面上。
图8以局部简化截面视图示出了图2所示的采集装置的示例的另一个实施例。
更具体地，图8示出了类似于图3所示的图像采集装置101的图像采集装置106，不同之处在于阵列结构21包括由开口53的第二矩阵形成的第九层213，该第九层限定了对辐射27不透光的壁55(图2)。
根据图8所示的实施例，层213位于第七层40下方并与之接触，这是由于用填充材料填充开口41而产生的。第七层40覆盖壁39的后表面。
作为一种变型，层213位于壁39的顶部并与该壁的后表面接触。随后用空气或填充材料填充开口41。
例如，开口53具有与开口41基本相同的形状，不同之处在于开口41和53的尺寸可能不同。例如，壁55具有与壁39基本相同的形状和相同的成分，不同之处在于壁39和55的尺寸可能不同。
根据图8所示的实施例，层213包括与存在于层211的矩阵中的开口41的数量基本相同的多个开口53。优选地，开口41的数量与开口53的数量相同。每个开口41优选地与开口53对准，例如，每个开口41的中心与开口53的中心对准。
根据一个实施例，开口53和开口41具有相同的尺寸，也就是说，开口53具有的直径“w2”(在开口的基部，即在与层40的接合处测量)与开口41的直径w1基本相同。优选地，直径w1和w2相同。例如，壁55的高度h2与壁39的高度h基本上相同。优选地，高度h和h2相同。
作为变型，直径w1和w2不同。在这种情况下，直径w2优选地小于直径w1。
根据另一变型，高度h和h2不同。
根据一个实施例，开口53填充有空气，或者优选地，填充有与开口41的填充材料具有类似成分的填充材料。更优选地，填充材料填充开口53并在壁55的后表面上形成层57。
已描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些不同实施例和变型的某些特征，并且本领域技术人员将想到其他变型。特别地，图4至图8所示的实施例可以组合。此外，例如所描述的实施例和实施模式不限于上述尺寸和材料的示例。
最后，基于上文给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实施方式将在本领域技术人员的能力内。

Claims (14)

1.一种包括叠堆的装置(1；101；102；103；104；105；106)，所述堆叠按顺序至少包括：
MOS技术的图像传感器(17)，其适于检测辐射(27)；
第一透镜阵列(19)；
结构(21)，所述结构至少由对所述辐射不透光的壁(39)限定的第一开口(41)矩阵形成；以及
第二透镜阵列(23；23′)，
所述第二阵列的透镜(23；23′)的数量大于所述第一阵列的透镜(19)的数量。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二阵列的透镜(23；23′)的数量比所述第一阵列的透镜(19)的数量大2到10倍，优选地大2倍。
3.根据权利要求1或2所述的装置，所述装置包括在所述结构(21)和所述第一透镜阵列(19)之间的粘合剂层(37)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，所述装置包括位于所述结构(21)和所述第一透镜阵列(19)之间的折射率匹配层(35)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中：
所述第一矩阵的每个开口(41)与所述第二阵列的单个透镜(23)相关联；以及
所述第二阵列的每个透镜的光轴与所述第一矩阵的开口(41)的中心对准。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其中，所述结构(21)包括位于第一开口(41)矩阵下方的第二开口(53)矩阵，所述第二开口矩阵由对所述辐射(27)不透光的壁(55)限定，所述第一矩阵的开口的数量和第二矩阵的开口的数量相同，并且所述第一矩阵的每个开口的中心与第二矩阵的开口的中心对准。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述第二阵列的透镜(23)和第一阵列的透镜(19)是平凸的，所述第一阵列和第二阵列的透镜的平坦表面位于所述传感器侧(17)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述开口(41，53)填充有对所述辐射(27)至少部分透光的材料。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，所述第一阵列的透镜(19)的直径大于第二阵列的透镜(23；23′)的直径。
10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的装置，其中，所述结构包括第三平凸透镜阵列(47；47′；47″)，所述第二透镜阵列的透镜(23；23′)的平坦表面和第三透镜阵列的透镜的平坦表面彼此面对，所述第三透镜阵列位于所述第一开口(41)矩阵和第一透镜阵列(19)之间或者位于所述第一开口矩阵和第二透镜阵列之间。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述第二阵列的每个透镜(23)的光轴与第三阵列的透镜(47；47″)的光轴对准。
12.根据权利要求10或11所述的装置，其中，所述第二阵列的透镜(23；23′)的图像焦平面与第三阵列的透镜(47；47′；47″)的物体焦平面重合。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其中，所述第三阵列的透镜(47；47′；47″)的数量大于第二阵列的透镜(23；23′)的数量。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的装置，其中，所述第二阵列的透镜(23；23′)的直径大于第三阵列的透镜(47；47′；47″)的直径。
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