[发明专利]无间隙微透镜阵列及其制造方法

权利要求书

1.一种成像器，其包含：

像素阵列，其包括多个像素，每一像素具有嵌入在衬底中的光传感器；

彩色滤光片阵列，其包括位于所述像素阵列之上的多个彩色滤光片；和

形成于所述像素阵列上的大体上无间隙的微透镜阵列，其中微透镜之间的总间隙面积少于或等于整个所述微透镜阵列面积的3％，所述微透镜阵列包含：

形成于第一材料层中的多个第一球状微透镜；和

形成于第二材料层中的多个第二球状微透镜，且其经排列以使得所述第二球状微透镜的每一者与所述第一球状微透镜的至少四者邻接；

其中所述多个第一球状微透镜具有与所述多个第二球状微透镜的焦距不同的焦距以将入射光聚焦在所述衬底中的不同深度处。

2.根据权利要求1所述的成像器，其中所述成像器是CMOS成像器。

3.根据权利要求1所述的成像器，其中所述成像器是CCD成像器。

4.根据权利要求1所述的成像器，其中所述光传感器包含光电二极管。

5.根据权利要求1所述的成像器，其中所述光传感器包含光闸。

6.根据权利要求1所述的成像器，其中所述微透镜阵列的小于2％的总表面面积为空隙，其未被第一球状微透镜或第二球状微透镜覆盖。

7.一种图像处理系统，其包含：

处理器；和

成像器，其连接到所述处理器，且包含：

衬底，其具有形成于其上的多个像素单元，每一像素单元具有光传感器；

彩色滤光片阵列，其包括位于所述多个像素单元之上的多个彩色滤光片；和无间隙微透镜阵列，其形成于所述像素单元上且包括相邻微透镜之间总间隙面积少于或等于整个所述微透镜阵列面积的3％的多个球状微透镜，

所述微透镜被组织为第一和第二微透镜，其中所述多个第一微透镜具有与所述多个第二微透镜的焦距不同的焦距以将入射光聚焦在所述衬底中的不同深度处。

8.根据权利要求7所述的图像处理系统，其中所述成像器是CMOS成像器。

9.根据权利要求7所述的图像处理系统，其中所述成像器是CCD成像器。

10.根据权利要求7所述的图像处理系统，其中所述微透镜阵列的小于2％的总表面面积未被球状微透镜覆盖。

11.一种形成成像器的方法，其包含：

形成像素阵列，所述像素阵列包含衬底中的多个像素，每一像素具有光传感器；和

在所述像素阵列上形成包含多个球状微透镜的大体上无间隙的微透镜阵列，其中微透镜之间的总间隙面积少于或等于整个所述微透镜阵列面积的3％，且以使得每一球状微透镜位于所述阵列的一像素上以便将入射光聚焦于所述像素阵列中的相关联的光传感器上，每一微透镜与所述阵列上的至少四个其它微透镜邻接，所述微透镜被组织为第一和第二微透镜，其中所述多个第一微透镜具有与所述多个第二微透镜的焦距不同的焦距以将入射光聚焦在所述衬底中的不同深度处。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述无间隙的微透镜阵列的小于2％的表面面积未被微透镜覆盖。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述形成大体上无间隙的微透镜阵列的动作包含在第一材料层中形成所述第一微透镜作为多个第一球状微透镜并在第二材料层中形成所述第二微透镜作为多个第二球状微透镜。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述形成多个第一球状微透镜的动作包含使用圆形材料的重复图案将所述微透镜材料图案化为所述多个第一球状微透镜。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述形成多个第二球状微透镜的动作包括使用正方形材料的重复图案将所述透镜材料图案化为所述多个第二球状微透镜。

16.根据权利要求11所述的方法，其进一步包含形成彩色滤光片阵列，所述彩色滤光片阵列包括位于所述像素阵列之上的多个彩色滤光片。