CN215118902U - 图像采集设备 - Google Patents

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Abstract

本说明书涉及一种图像采集设备(1)，包括堆叠件，该堆叠件按顺序至少包括：MOS技术中的适用于检测辐射(27)的图像传感器(17)；第一透镜阵列(19)；至少由对所述辐射不透明的壁界定的第一开口矩阵形成的结构(21)；以及第二透镜阵列(23)。

Description

图像采集设备
技术领域
本公开总体上涉及一种图像采集设备。
背景技术
图像采集设备通常包括图像传感器和光学系统。光学系统可以是插入在传感器的敏感部分和待成像的物体之间的角度滤波器或一组透镜。
图像传感器通常包括能够生成与所接收的光强度成比例的信号的光电探测器的阵列。
角度滤波器是这样的设备，其使得能够根据辐射的入射来过滤该入射辐射，并且因此阻挡具有大于所期望的角度(称为最大入射角)的入射的光线，这使得能够在图像传感器的敏感部分上形成待成像的物体的清晰图像。
实用新型内容
需要改进图像采集设备。
实施例克服了已知图像采集设备的缺点中的全部或部分。
实施例提供了一种包括堆叠件的设备，该堆叠件按顺序至少包括：
MOS技术中的适用于检测辐射的图像传感器；
第一透镜阵列；
至少由对所述辐射不透明的壁界定的第一开口矩阵形成的结构；以及
第二透镜阵列。
根据实施例，第二阵列中的透镜的数量大于第一阵列中的透镜的数量。
根据实施例，第二阵列中的透镜的数量是第一阵列中的透镜的数量两到十倍，优选地是两倍。
根据实施例，该设备包括在所述结构和第一透镜阵列之间的粘合层。
根据实施例，该设备包括在所述结构和第一透镜阵列之间的折射率匹配层。
根据实施例：
第一矩阵中的每个开口与第二阵列中的单个透镜相关联；以及
第二阵列中的每个透镜的光轴与第一矩阵中的开口的中心对准。
根据实施例，该结构包括在第一开口矩阵下的由对所述辐射不透明的壁界定的的第二开口矩阵。第一矩阵中的开口的数量与第二矩阵中的开口的数量相同。第一矩阵中的每个开口的中心与第二矩阵的开口的中心对准。
根据实施例，第二阵列中的透镜和第一阵列中的透镜是平凸的。第一阵列中的和第二阵列中的透镜的平坦表面在传感器侧上。
根据实施例，开口填充有对所述辐射至少部分透明的材料。
根据实施例，第一阵列中的透镜具有大于第二阵列中的透镜的直径的直径。
根据实施例，该结构包括第三平凸透镜阵列，第二透镜阵列中的和第三透镜阵列中的透镜的平坦表面彼此面对。第三透镜阵列位于开口的第一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。
根据实施例，第二阵列的每个透镜的光轴与第三阵列中的透镜的光轴对准。
根据实施例，第二阵列中的透镜的像方焦平面与第三阵列中的透镜的物方焦平面重合。
根据实施例，第三阵列中的透镜的数量大于第二阵列中的透镜的数量。
根据实施例，第二阵列中的透镜具有大于第三阵列中的透镜的直径的直径。
附图说明
前述特征和优点以及其他特征和优点将在具体实施例的、通过说明而非限制的方式参照附图给出的以下描述中进行详细描述，在附图中：
图1以部分简化框图示出了图像采集系统的示例；
图2以局部简化剖视图示出了图像采集设备的示例；
图3以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的实施例；
图4以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的另一实施例；
图5以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的再一实施例；
图6以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的再一实施例；
图7以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的再一实施例；以及
图8以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的再一实施例。
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，各种实施例之间共同的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以具有相同的结构、尺寸和材料特性。
为了清楚起见，仅详细示出和描述了对理解本文描述的实施例有用的步骤和元素。特别地，在本说明书中，图像传感器的结构将不被精确地详细描述。
除非另有说明，当参考连接在一起的两个元件时，这表示除了导体之外没有任何中间元件的直接连接，并且当参考耦合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通过一个或多个其他元件耦合。
在下面的公开内容中，除非另有说明，当参考绝对位置限定符(诸如术语“前部”、“背部”、“顶部”、“底部”、“左部”、“右部”等)或参考相对位置限定符(诸如术语“上方”、“下方”、“上部”、“下部”等)或参考取向的限定符(诸如“水平”、“竖直”等)时，参考图中示出的取向。
除非另有说明，否则表述“大约”、“近似”、“基本上”和“在……的量级”表示在10％以内，并且优选地在5％以内。
在下面的描述中，除非另有说明，当辐射通过膜的层的透射率小于10％时，层或膜被称为对辐射不透明。在本公开的其余部分中，当辐射通过层或膜的透射率大于10％，优选地大于50％时，层或膜被称为对辐射透明。根据实施例，对于同一光学系统，对辐射不透明的光学系统的全部元件的透射率小于对所述辐射透明的光学系统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“有用的辐射”指在操作中穿过光学系统的电磁辐射。
在下面的描述中，表述“微米级光学元件”是指形成在支撑件的表面上的、具有平行于所述表面测量的大于1μm且小于1mm的最大尺寸的光学元件。
在每个微米级光学元件对应于由两个屈光度形成的微米级透镜或微透镜的情况下，对于包括微米级光学元件阵列的光学系统，将不描述光学系统的实施例。然而，应该清楚的是，这些实施例也可以利用其他类型的微米级光学元件来实施，其中每个微米级光学元件可以例如对应于微米级菲涅耳透镜、微米级折射率梯度透镜或微米级衍射光栅。
在以下描述中，“可见光”是指波长在从400nm至700nm的范围内的电磁辐射，并且“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。
在以下描述中，材料的折射率对应于材料针对由图像传感器捕获的辐射的波长范围的折射率。除非另有说明，折射率在有用的辐射的波长范围内被认为是基本恒定的，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以部分简化框图示出了图像采集系统的示例。
图1中示出的图像采集系统包括：
a.图像采集设备1(设备)；和
b.处理单元13(PU)。
处理单元13优选地包括用于处理由设备1递送的信号的装置，在图1中未示出。处理单元13例如包括微处理器。
设备1和处理单元13优选地通过链路15耦合。设备1和处理单元例如集成在同一电路中。
图2以局部简化剖视图示出了图像采集设备1的示例。
更特别地，图2示出了图像采集设备1和发射辐射27的源25。
图2中示出的图像采集设备1自下而上包括：
互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS) 技术中的图像传感器17(传感器)，该图像传感器可以耦合到适于检测辐射 27的光电探测器或无机(多晶硅)或有机光电二极管；
第一透镜阵列19(LENS1)；
阵列结构21((多个)层)；
第二透镜阵列23(LENS2)；以及
物体24。
结构21和第二透镜阵列23优选地形成光学滤波器2或角度滤波器。图像传感器17和第一透镜阵列19优选形成CMOS成像器3。
辐射27例如在可见光范围和/或红外范围内。它可以是具有单一波长的辐射或具有多个波长(或波长范围)的辐射。
在图2中，光源25被示出在物体24上方。然而，作为变型，它可以位于物体24和滤波器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以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的实施例。
更特别地，图3示出了图像采集设备101，其中阵列结构21由层211形成，该层包括界定对所述辐射不透明的壁39的第一开口41矩阵。
图3中示出的图像采集设备101自下而上包括：
-CMOS成像器3，其由以下形成：
图像传感器17(图中未详细示出)，该图像传感器优选地由基底、由读出电路、由导电轨迹和由光电二极管形成，
第一钝化(绝缘)层29，该第一钝化(绝缘)层在图像传感器17的顶部上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、覆盖第一层29整个板，以及
第一平凸透镜阵列19，该第一平凸透镜阵列的平坦表面在传感器17的覆盖有第三钝化层33的侧部上；
-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，该第五层或粘合剂在层35的顶部上并与之接触；以及
-角度滤波器2，该角度滤波器由以下形成：
结构21，该结构包括具有开口41的层211，并且其壁39在第五层37的顶部上并与之接触，
基底43，该基底覆盖结构21，以及
第二平凸透镜阵列23，该第二平凸透镜阵列的平坦表面在传感器侧上、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的光线聚焦到图像传感器17 中存在的光电探测器上。
根据实施例，成像器3内的透镜阵列19形成像素阵列，在该像素阵列中像素例如基本上对应于其中刻有对应于透镜19的表面的圆的正方形。因此，每个像素包括基本上在像素上居中的透镜19。例如，全部透镜19具有基本相同的直径。透镜19的直径优选地基本上与像素侧部的长度相同。
根据实施例，CMOS成像器3的像素基本上是正方形的。像素侧部的长度优选地在从0.7μm至50μm的范围内，并且更优选地在30μm的数量级。
根据实施例，成像器3基本上是正方形的。成像器3的侧部的长度优选地在从5mm至50mm的范围内，并且更优选地在10mm的数量级。
层31优选由吸收从大约400nm至600nm(青色)，优选地从470nm至600 nm(绿色)的范围内的波长的材料制成。
层29可以由无机材料制成，例如由氧化硅(SiO2)、由氮化硅(SiN)或由这两种材料的组合(例如多层堆叠件)制成。
绝缘层29可以由氟化聚合物(特别是以商品名“Cytop”已知的Bellex的氟化聚合物)、由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、由聚苯乙烯(PS)、由聚对二甲苯、由聚酰亚胺(PI)、由丙烯腈-丁二烯-苯烯(ABS)、由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、由聚(萘二甲酸乙二醇酯)(PEN)、由环烯烃聚合物(COP)、由聚二甲基硅氧烷(PDMS)、由光刻树脂、由环氧树脂、由丙烯酸酯树脂或由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，特别是由氮化硅、由氧化硅或由氧化铝(Al2O3)制成。
层33优选地是钝化层，该钝化层采用微透镜19的形状，并且能够绝缘和平坦化成像器3的表面。层33可以由无机材料制成，例如由氧化硅(SiO2)、或由氮化硅(SiN)或由这两种材料的组合(例如多层堆叠件)制成。
根据图3中示出的实施例，光学滤波器2通过结合第二透镜阵列23和层211 被适配成根据入射辐射相对于第二阵列中的透镜23的光轴的入射角过滤入射辐射。
根据图3中示出的实施例，角度滤波器2被适配成使得图像传感器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°。角度滤波器2能够阻挡相对于滤波器2的透镜23的光轴具有大于最大入射角的相应入射的入射辐射的光线。
根据图3中示出的实施例，层211的每个开口41与第二阵列中的单个透镜 23相关联，并且每个透镜23与单个开口41相关联。透镜23优选地满足。透镜 23的光轴优选地与开口41的中心对准。第二阵列中的透镜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)。
壁39例如对辐射27不透明，例如吸收和/或反射辐射27。壁39优选地对于用于成像(生物测量和指纹成像)的从400nm至从600nm(青色和绿色)的范围内的波长是不透明的。称“h”为壁39的高度(在平行于透镜23光轴的平面上测量)。
根据实施例，开口41以行和列布置。开口41可以具有基本相同的尺寸。称“w1”为开口41的直径(在开口的基部处，即在与基底43的界面处测量)。每个透镜23的直径优选地大于具有与其相关联的透镜23的开口41的直径w1。
根据实施例，开口41规则地以行和列布置。称“p”为开口41的重复间距，即行或列中的两个连续开口41的中心之间的在俯视图中的距离。
在图3中，开口41被示出为具有梯形横截面。一般而言，开口41可以是正方形、三角形、矩形、漏斗形的。在所示的示例中，在层211的上表面水平处的开口41的宽度(或直径)大于在层211的下表面的水平处的开口41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、正方形、矩形或梯形。在俯视图中，开口41优选地是圆形的。
光学滤波器2在横截面(平面XZ或YZ)中的分辨率优选地大于图像传感器17的分辨率，优选地为从两倍到十倍大。换句话说，在横截面(平面XZ或 YZ)中，相比于第一阵列中的透镜19，存在从两倍到十倍多的开口41。因此，透镜19与至少四个开口41相关联(两个开口在平面YZ中，以及两个开口在平面XZ中)。
优点是成像器的分辨率和角度滤波器2的分辨率之间的差异能够降低滤波器2在成像器3上的对准的约束。
例如，透镜23具有基本相同的直径。因此，第一阵列中的透镜19的直径大于第二阵列中的透镜23的直径。
实际上并且优选地，宽度w1小于透镜23的直径，使得层39与基底43有足够的接合。宽度w1优选地在从0.5μm至25μm的范围内，例如等于大约10 μm。间距p可以在从1μm至25μm的范围内，优选地在12μm至20μm的范围内。高度h例如在1μm至1mm的范围内，优选地在12μm至15μm的范围内。
根据这个实施例，微透镜23和基底43优选地由透明或部分透明(即，在对应于曝光期间使用的波长的波长范围内，在用于目标场(例如成像)的所考虑光谱的一部分中是透明的)的材料制成。
基底43可以由透明聚合物制成，该透明聚合物至少不吸收所考虑的波长，在此在可见光和红外范围内的波长。聚合物特别地可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯PET、由聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、由环烯烃聚合物(COP)、由聚酰亚胺(PI) 或由聚碳酸酯(PC)制成。基底43优选地由PET制成。基底43的厚度可以例如从1μm变化到100μm，优选地从10μm变化到50μm。基底43可以对应于滤色器、对应于偏振器、对应于半波片或对应于四分之一波片。
根据实施例，微透镜23和19由折射率在从1.4至1.7的范围内并且优选地在1.6的数量级的材料制成。微透镜23和19可以由二氧化硅、由PMMA、由正性抗蚀剂、由PET、由聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、由COP、由聚二甲基硅氧烷(PDMS)/硅树脂、由环氧树脂或由丙烯酸酯树脂制成。微透镜23和19 可以通过抗蚀剂块的流动来形成。微透镜19和23还可以通过模制在由PET、 PEN、COP、PDMS/硅树脂、由环氧树脂或由丙烯酸酯树脂形成的层上而形成。微透镜19和23最终可以通过纳米压印形成。
作为变型，每个微透镜被另一类型的微米级光学元件(特别是微米级菲涅耳透镜、微米级折射率梯度透镜或微米级衍射光栅)代替。微透镜是各自的焦距f在从1μm至100μm(优选地在从为1μm至50μm)的范围内的会聚透镜。根据实施例，全部微透镜19基本相同，并且全部微透镜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可以由光学透明的粘合剂(OCA)，特别地由液态光学透明粘合剂(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由具有小于微透镜23的材料的折射率的低折射率的材料制成。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异优选地在从0.5至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异更优选地在0.15的数量级。层45可以由填充材料制成，该填充材料是非粘性透明材料。
根据另一实施例，层45对应于抵靠微透镜阵列23施用的膜，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，被限制到微透镜23的顶部。
根据实施例，开口41填充有空气或填充有对于由光电探测器检测到的辐射至少是部分透明的填充材料，例如，PDMS、环氧树脂或丙烯酸酯树脂、或商品名为SU8的树脂。作为变型，开口41可以填充有部分吸收材料，即，在用于目标场(例如成像)的所考虑的光谱的一部分中进行吸收的材料，以对由滤波器2 成角度地过滤的光线进行色度过滤。作为变型，开口41的填充材料对于近红外中的辐射是不透明的。在开口41填充有材料的情况下，所述材料可以例如在壁 39和下层37之间形成层，使得壁39不与层37接触。
角度滤波器2优选地具有50μm的量级的厚度。
角度滤波器2和成像器3例如通过粘合层37组装。层37例如由选自丙烯酸酯胶、环氧胶或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波器(开口41的填充材料)和钝化层33之间的界面处的反射来减少光线的损失。层35优选地由折射率在层33的折射率和开口41的填充材料的折射率之间的材料制成。
根据实施模式，在成像器3的制造结束时，通过印刷、通过膜转移(叠置) 或通过蒸发，将层35沉积在成像器3的前表面(图3的取向上的上表面)上。
根据实施模式，层37通过印刷或通过膜转移(叠置)沉积在角度滤波器2 的后表面(图3的取向上的下表面)上。
作为变型，层37沉积在成像器3的层35的前表面上。
滤波器2和成像器3的组装例如是在层37沉积之后通过在成像器3的表面 (更特别地在层35的表面上)处叠置滤波器2来进行的。
根据实施模式，退火、紫外线交联或高压釜加压的步骤在组装后以优化机械接合特性。
根据实施例(图3中未示出)，设备101例如在滤波器2和成像器3之间包括附加层。这个层对应于能够过滤波长大于600nm的辐射的红外滤波器。这个红外滤波器的透射率优选地小于0.1％(OD3(光学密度为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加成工艺，例如，通过在期望的位置处直接印刷形成层的材料，特别地以溶胶-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成法，其中形成这些层的材料沉积在整个结构上，并且然后其中例如通过光刻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、通过阴极溅射或通过蒸发来进行。可以特别地使用诸如旋涂、喷涂、日光印刷、槽模涂覆、刮涂、苯胺印刷或丝网印刷的方法。当层是金属的时，金属例如通过蒸发或通过阴极溅射沉积在整个支撑件上，并且金属层通过蚀刻界定。
有利的是，层中的至少一些可以通过印刷技术形成。前述层的材料可以以液体形式沉积，例如通过喷墨打印机以导电和半导体墨水的形式沉积。“呈液体形式的材料”在此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提供退火步骤，但是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实行。
图4以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的另一实施例。
更特别地，图4示出了类似于图3中示出的图像采集设备101的图像采集设备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’。
设备102中的透镜23’的数量优选地大于开口41的数量(在XY平面中)。例如，透镜23’的数量是开口41数量的四倍。根据图4中示出的实施例，透镜 23’具有小于开口41的直径w1的直径。
图4中示出的实施例的优点在于，它不需要第二透镜阵列23’在开口41矩阵上对准。
图5以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的示例的再一实施例。
更特别地，图5示出了类似于图3中示出的图像采集设备101的图像采集设备103，不同之处在于阵列结构21包括第三透镜阵列47。
第三平凸透镜阵列47用于准直由耦合到第二透镜阵列23的开口矩阵41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中示出的实施例中，第三阵列中的透镜47的数量等于第二阵列中的透镜23的数量。第三阵列中的透镜47和第二阵列中的透镜23通过它们的光轴对准。
作为变型，第三阵列中的透镜47的数量比第二阵列的层级23的数量更重要。
透镜47是否满足。
光线以相对于入射到透镜23的光线的相应方向的角度α从透镜23和从层 211射出。角度α是特定于透镜23的，并且取决于其直径并取决于该同一透镜 23的焦距。
当它们从层211出来时，光线遇到第三阵列中的透镜47。因此，在光线从透镜47出来时，这些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，并取决于其直径且取决于该透镜47的焦距。
总发散角对应于由透镜23和透镜47连续生成的偏差。选择第三阵列中的透镜47，使得总发散角例如小于或等于大约5°。
图5中示出的实施例示出了理想的配置，其中第二阵列中的透镜23的像方焦平面与第三阵列中的透镜47的物方焦平面相同。平行于光轴到达的所示光线聚焦在透镜23的像焦点或透镜47的物焦点上。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之下并与之接触。源自开口41 的填充的第七层40覆盖壁39的后表面。
作为变型，第三透镜阵列47位于壁39的后表面顶部上并与之接触。开口 41然后填充有空气或填充有填充材料。
透镜47和透镜23具有相同的成分或不同的成分。
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。层49优选地具有小于透镜47的材料的折射率的折射率。
在没有第三透镜阵列47的情况下，如果发散角太大，则从透镜23射出的光线将有照亮多个光电探测器或像素的风险。这产生最终图像的质量方面的分辨率的损失。
出现的优点是第三透镜阵列47的存在在角度滤波器2的输出处产生发散角的减小。发散角的减小能够降低在成像器3的水平处射出的光线相交的风险。
图6以部分简化剖视图示出了图2中示出的图像采集设备的示例的再一实施例。
更特别地，图6示出了类似于图5中示出的图像采集设备103的图像采集设备104，不同之处在于它包括小于透镜47(图5)的透镜47’。
设备104中的透镜47’的数量优选地大于开口41的数量。例如，透镜47’的数量是开口41的数量的四倍(在XY平面内)。
图6中示出的实施例的优点是它不需要第三透镜阵列47’在开口41矩阵上的对准。
图7以部分简化剖视图示出了图2中示出的采集设备的示例的再一实施例。
更特别地，图7示出了类似于图5中示出的图像采集设备103的图像采集设备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。
在所示的示例中，设备105包括覆盖透镜47的后表面的填充层51。层51 类似于图5中示出的设备103的层49，不同之处在于它搁置在层211的上表面上。
图8以部分简化剖视图示出了图2中示出的采集设备的示例的再一实施例。
更特别地，图8示出了类似于图3中示出的图像采集设备101的图像采集设备106，不同之处在于阵列结构21包括由界定了对辐射27不透明的壁55的第二开口53矩阵形成的第九层213(图2)。
根据图8中示出的实施例，层213位于第七层40下方并与其接触，该第七层是由于利用填充材料填充开口41而生成的。第七层40覆盖壁39的后表面。
作为变型，层213位于壁39的后表面的顶部上并与之接触。开口41然后填充有空气或填充有填充材料。
开口53例如具有与开口41基本相同的形状，不同之处在于开口41和53 的尺寸可以不同。壁55例如具有与壁39基本相同的形状和相同的组成，不同之处在于壁39和55的尺寸可以不同。
根据图8中示出的实施例，层213包括与层211的矩阵中存在的开口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。
根据实施例，开口53和开口41具有相同的尺寸，也就是说，开口53的直径“w2”(在开口的基部处测量，也就是在与层40的界面处测量)基本上等于开口41的直径w1。优选地，直径w1和w2相同。壁55例如具有与壁39的高度 h基本相同的高度h2。优选地，高度h和h2相同。
作为变型，直径w1和w2是不同的。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是不同的。
根据实施例，开口53填充有空气，或者优选地，填充有成分类似于开口41 的填充材料的成分的填充材料。再更优选地，填充材料填充开口53并在壁55 的后表面上形成层57。
已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解的是，这些不同实施例和变型的某些特征可以组合，并且本领域技术人员将想到其他变型。特别地，图4至图8中示出的实施例可以组合。进一步，所描述的实施例和实施模式例如不限于上述尺寸和材料的示例。
最后，基于以上给出的功能指示，所描述的实施例和变型的实际实施方式在本领域技术人员的能力范围内。

Claims (14)

1.一种图像采集设备(1；101；102；103；104；105；106)，其特征在于，包括堆叠件，所述堆叠件按顺序至少包括：
MOS技术中的适用于检测辐射(27)的图像传感器(17)；
第一透镜阵列(19)；
至少由对所述辐射不透明的壁界定的第一开口(41)矩阵形成的结构(21)；以及
第二透镜阵列(23；23'),
第二阵列中的透镜的数量大于第一阵列中的透镜的数量。
2.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述第二阵列中的透镜的数量是所述第一阵列中的透镜的数量的两到十倍。
3.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，包括在所述结构(21)和所述第一透镜阵列(19)之间的粘合层(37)。
4.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，包括在所述结构(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所述的图像采集设备，其特征在于：
所述第一开口矩阵中的每个开口(41)与所述第二阵列中的单个透镜相关联；以及
所述第二阵列中的每个透镜的光轴与所述第一开口矩阵中的开口(41)的中心对准。
6.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述结构(21)在所述第一开口(41)矩阵下包括由对所述辐射(27)不透明的壁界定的第二开口矩阵(53)，所述第一开口矩阵中的开口的数量和所述第二开口矩阵中的开口的数量相同，并且所述第一开口矩阵中的每个开口的中心与所述第二开口矩阵中的开口的中心对准。
7.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述第二阵列中的透镜和所述第一阵列中的透镜是平凸的，并且所述第一阵列中的和所述第二阵列中的透镜的平坦表面在所述传感器(17)侧上。
8.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述开口(41，53)填充有对所述辐射(27)至少部分透明的材料。
9.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述第一阵列中的透镜具有大于所述第二阵列中的透镜的直径的直径。
10.根据权利要求1所述的图像采集设备，其特征在于，所述结构包括第三平凸透镜阵列(47；47'；47”)，所述第二透镜阵列和所述第三平凸透镜阵列中的透镜的平坦表面面对彼此，所述第三平凸透镜阵列位于所述第一开口(41)矩阵和所述第一透镜阵列(19)之间，或者位于所述第一开口矩阵和所述第二透镜阵列之间。
11.根据权利要求10所述的图像采集设备，其特征在于，所述第二阵列中的每个透镜的光轴与所述第三平凸透镜阵列中的透镜(47；47”)的光轴对准。
12.根据权利要求10所述的图像采集设备，其特征在于，所述第二阵列中的透镜的像方焦平面与所述第三平凸透镜阵列中的透镜(47；47'；47”)的物方焦平面重合。
13.根据权利要求10所述的图像采集设备，其特征在于，所述第三平凸透镜阵列中的透镜(47；47'；47”)的数量大于所述第二阵列中的透镜的数量。
14.根据权利要求10所述的图像采集设备，其特征在于，所述第二阵列中的透镜具有大于所述第三平凸透镜阵列中的透镜(47；47'；47”)的直径的直径。
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