[发明专利]使用晶圆级集成工艺的光场相机及方法

说明书

相机模块具有光场相机和高分辨率相机，光场相机具有图像传感器上方的多透镜阵列。光场相机具有与高分辨率相机的透镜元件处于同一水平面的透镜元件，透镜元件承载光圈。光场相机的多透镜阵列在图像传感器上方、与高分辨率相机的平坦透明板处于同一水平面。通过接合模塑的透镜板和间隔板来同时制作相机透镜立方体，透镜板和间隔板包括具有上光场相机透镜元件和上高分辨率相机透镜元件且具有应用的光圈的上透镜板、多个间隔板和微透镜板，微透镜板在光场相机中承载微透镜阵列，微透镜板在高分辨率相机的区域中是平坦且透明的。

技术领域

本公开涉及光场相机技术领域，特别涉及使用晶圆级集成工艺的光场相机及方法。

背景技术

光场相机，也称为全光相机，捕获比标准相机所捕获的信息更多的信息。它们可以捕获有关场景中的光强度以及光线在空间中行进的方向的信息。可以对光场相机图像进行处理，以生成像在几个不同的焦距下拍摄的图像，或者以增强图像的焦深，或者以允许选择地减小焦深来使距相机一定距离(不同于期望物体的距离)的物体变得模糊。

一些光场相机100(包括1908年的原始Lippmann设计)在胶片106或图像传感器(现有技术)之前具有微透镜阵列104，如图1所示。聚焦透镜102将来自场景110的光聚焦到微透镜阵列104上并且从那里到达胶片106。透镜102、微透镜阵列104和胶片106或图像传感器被安装在不透明镜筒108中。

发明内容

我们已经将晶圆级图像光学传感器制造技术应用于光场相机的制造。

相机模块具有(一个或多个)光场相机和(一个或多个)高分辨率相机，(一个或多个)光场相机在图像传感器上方具有多透镜阵列。(一个或多个)光场相机具有与高分辨率相机的透镜元件处于同一水平面的透镜元件，透镜元件承载光圈。光场相机的多透镜阵列在图像传感器上方、与高分辨率相机的平坦透明板处于同一水平面。

通过接合模塑的透镜板和间隔板来同时制作相机的透镜立方体。透镜板和间隔板包括具有上光场相机透镜元件和高分辨率相机透镜元件且具有应用的光圈的上透镜板、多个间隔板、在光场相机中承载微透镜阵列的微透镜板。微透镜板是平坦的、透明的且在高分辨率相机的区域中有防反射涂层。

附图说明

图1是传统光场相机的现有技术示意图。

图2和3分别是成对的光场相机和高分辨率相机的镜头和侧视图。

图4是制作光场相机的方法的制造方法的局部流程图。

图5是使用来自光场相机和高分辨率相机的阵列的图像进行图像处理的局部流程图。

具体实施方式

两相机模块被同时形成并且从晶圆级集成光学器件切割而成，该两相机模块具有1×2布局，并且包括光场相机150(图2)、202(图3)和高分辨率传统相机152(图2)、204(图3)的相机对。在可替换实施例中，类似地形成2×2或1×3、4×4、或3×3相机模块，具有各种数量的高分辨率相机和光场相机；例如具有4个相机的2×2矩形模块可以具有2个光场相机和2个高分辨率相机、或者1个光场相机和3个高分辨率相机。具有相关联的纳米透镜的集成图像传感器206位于光场相机202的适当像平面处。第二图像传感器阵列208在高分辨率传统相机204的焦平面处与之并排放置。光场相机202和传统相机204由黑光吸收材料210隔开。同时形成的光场透镜立方体212和高分辨率透镜立方体214被应用在图像传感器阵列206、208的顶部上。

形成透镜立方体212、214的矩形阵列，其中阵列的每个立方体通过叠加一系列模塑板而同时形成，每个模塑板承载透镜、间隔件或类似结构的阵列。这些透镜和间隔板被接合或附接在一起以形成透镜立方体。