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CN111094915A - 具有芯片上滤波器及延展频谱响应的固态图像传感器 - Google Patents

具有芯片上滤波器及延展频谱响应的固态图像传感器 Download PDF

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CN111094915A
CN111094915A CN201880060527.XA CN201880060527A CN111094915A CN 111094915 A CN111094915 A CN 111094915A CN 201880060527 A CN201880060527 A CN 201880060527A CN 111094915 A CN111094915 A CN 111094915A
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CN
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light
image sensor
sensor
photodetector
light pipe
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Application number
CN201880060527.XA
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B-C·谢
T·G·格奥尔基耶夫
马建
S·戈马
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Qualcomm Inc
Original Assignee
Qualcomm Inc
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Publication date
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Abstract

各个实施例涉及一种图像传感器，其包含第一传感器部分及第二传感器部分。所述第二传感器部分可相对于所述第一传感器部分定位，使得所述第二传感器部分最初可检测进入所述图像传感器的光，且所述光中的一些通过所述第二传感器部分且可由所述第一传感器部分检测。在一些实施例中，一多个光学滤波器可安置于所述图像传感器内。所述一或多个光学滤波器可包含以下各者中的至少一者：双带通滤波器，其安置于第二光检测器上方；或窄带通滤波器，其安置于第一光检测器与所述第二光检测器之间。

Description

具有芯片上滤波器及延展频谱响应的固态图像传感器
根据35U.S.C.§119的优先权主张
本专利申请案主张2017年9月22日申请并转让给本受让人且特此明确地以引用的方式并入本文中的名为“具有芯片上滤波器及延展频谱响应的固态图像传感器(SOLIDSTATE IMAGE SENSOR WITH ON-CHIP FILTER AND EXTENDED SPECTRAL RESPONSE)”的非临时申请案第15/713,217号的优先权。
技术领域
本发明涉及一种图像传感器，且尤其涉及一种具有延展频谱范围的具有芯片上滤波器的图像传感器。
背景技术
例如数字相机、智能电话或平板计算机的图像处理装置依赖于图像传感器来捕获图像。图像传感器接收光并将所述光转换成电信号。图像处理装置接着将这些电信号变换成数字图像。
不同类型的图像传感器是当前可用的。举例来说，图像处理装置通常利用正面照明(FSI)图像传感器或背面照明(BSI)图像传感器。FSI图像传感器通常经定向使得光进入FSI图像传感器的顶部并在照在光感测表面上之前通过金属互连层。与此对比，BSI图像传感器经定向以允许光从BSI图像传感器的顶部进入并照在光感测表面上而不通过BSI图像传感器的金属互连层。虽然FSI图像传感器及BSI图像传感器中的每一者具有有利成像特性，但其皆具有有限频谱响应。
发明内容
本发明描述包含至少一个芯片上滤波器的具有延展频谱响应的图像传感器的各个实施例。
各个实施例可包含一种图像传感器，其包含第一传感器部分及定位于所述第一传感器部分的顶部上的第二传感器部分。在一些实施例中，所述第一传感器部分可包含第一光检测器及第一金属互连层。在这些实施例中，所述第二传感器部分可包含第二光检测器及第二金属互连层。在一些实施例中，所述图像传感器可包含以下各者中的至少一者：双带通滤波器，其安置于所述第二光检测器上方；或窄带通滤波器，其安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间。
在一些实施例中，所述图像传感器可经配置以接收至少包含第一部分及第二部分的光，使得所述所接收到的光的所述第一部分包含在第一波长范围内的光，且所述所接收到的光的所述第二部分包含在第二波长范围内的光。在一些实施例中，所述双带通滤波器可经配置以至少发送所述所接收到的光的所述第一部分及所述所接收到的光的所述第二部分。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可经配置以至少发送所述所接收到的光的所述第一部分。在一些实施例中，所述所接收到的光的所述第一部分可包含红外或近红外光，且所述所接收到的光的所述第二部分可包含可见光。
在一些实施例中，所述第一光检测器可经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第一部分，且所述第二光检测器可经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第二部分。在一些实施例中，所述第一光检测器可经配置以将所述所接收到的光的所述至少第一部分转换成第一电信号，且所述第二光检测器可经配置以将所述所接收到的光的所述至少第二部分转换成第二电信号。
在一些实施例中，所述图像传感器可包含于装置内。所述装置可包含耦合至所述图像传感器的处理器。所述处理器可经配置以从所述第一电信号产生第一数字信号。所述处理器可经进一步配置以从所述第二电信号产生第二数字信号。所述处理器可经进一步配置以从所述第一数字信号及所述第二数字信号产生组合数字信号。所述处理器可经进一步配置以至少部分地基于所述组合数字信号产生数字图像。
在一些实施例中，所述第一传感器部分可包含形成于所述第一金属互连层内的第一光管，且所述第二传感器部分可包含形成于所述第二金属互连层内的第二光管。所述第一光管及所述第二光管可经配置以将所述所接收到的光从所述第二光检测器导引至所述第一光检测器。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可安置于所述第一光管与所述第二光管之间。
在一些实施例中，所述第一光管可包含第一宽度，且所述第二光管可包含小于所述第一宽度的第二宽度。
在一些实施例中，所述第一光管可耦合至第一内部微透镜，且所述第二光管可耦合至定位于所述第一内部微透镜的顶部上的第二内部微透镜。在一些实施例中，所述第一内部微透镜可围封于具有平坦或大致上平坦表面的第一物质内，且所述第二内部微透镜可围封于第二物质内，所述第二物质具有定位于所述第一物质的所述平坦或大致上平坦表面的顶部上的平坦或大致上平坦表面。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可安置于所述第一物质与所述第二物质之间。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可安置于所述第一光管的顶部上及所述第一内部微透镜下方。
在一些实施例中，所述图像传感器可包含安置于所述第二光检测器上方的彩色滤光片。
各个实施例可包含一种用于经由图像传感器捕获图像的方法。在一些实施例中，所述方法可包含经由光学发送器发送源光。所述方法还可包含经由光学接收器接收包含所述源光的反射的光。在一些实施例中，所述光学接收器可包含图像传感器。所述图像传感器可包含第一传感器部分及定位于所述第一传感器部分的顶部上的第二传感器部分。在一些实施例中，所述第一传感器部分可包含第一光检测器及第一金属互连层。在这些实施例中，所述第二传感器部分可包含第二光检测器及第二金属互连层。在一些实施例中，所述图像传感器可包含以下各者中的至少一者：双带通滤波器，其安置于所述第二光检测器上方；或窄带通滤波器，其安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间。
在一些实施例中，所述所接收到的光可至少包含第一部分及第二部分，使得所述所接收到的光的所述第一部分包含在第一波长范围内的光，且所述所接收到的光的所述第二部分包含在第二波长范围内的光。在一些实施例中，所述双带通滤波器可经配置以至少发送所述所接收到的光的所述第一部分及所述所接收到的光的所述第二部分。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可经配置以至少发送所述所接收到的光的所述第一部分。在一些实施例中，所述所接收到的光的所述第一部分可包含红外或近红外光，且所述所接收到的光的所述第二部分可包含可见光。
在一些实施例中，所述第一光检测器可经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第一部分，且所述第二光检测器可经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第二部分。在一些实施例中，所述第一光检测器可经配置以将所述所接收到的光的所述至少第一部分转换成第一电信号，且所述第二光检测器可经配置以将所述所接收到的光的所述至少第二部分转换成第二电信号。
在一些实施例中，所述光学发送器及所述光学接收器可包含于装置内。所述装置可包含耦合至所述图像传感器的处理器。所述处理器可经配置以从所述第一电信号产生第一数字信号。所述处理器可经进一步配置以从所述第二电信号产生第二数字信号。所述处理器可经进一步配置以从所述第一数字信号及所述第二数字信号产生组合数字信号。所述处理器可经进一步配置以至少部分地基于所述组合数字信号产生数字图像。
在一些实施例中，所述第一传感器部分可包含形成于所述第一金属互连层内的第一光管，且所述第二传感器部分可包含形成于所述第二金属互连层内的第二光管。所述第一光管及所述第二光管可经配置以将所述所接收到的光从所述第二光检测器导引至所述第一光检测器。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可安置于所述第一光管与所述第二光管之间。
在一些实施例中，所述第一光管可包含第一宽度，且所述第二光管可包含小于所述第一宽度的第二宽度。
在一些实施例中，所述第一光管可耦合至第一内部微透镜，且所述第二光管可耦合至定位于所述第一内部微透镜的顶部上的第二内部微透镜。在一些实施例中，所述第一内部微透镜可围封于具有平坦或大致上平坦表面的第一物质内，且所述第二内部微透镜可围封于第二物质内，所述第二物质具有定位于所述第一物质的所述平坦或大致上平坦表面的顶部上的平坦或大致上平坦表面。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可安置于所述第一物质与所述第二物质之间。在一些实施例中，所述窄带通滤波器可安置于所述第一光管的顶部上及所述第一内部微透镜下方。
在一些实施例中，所述图像传感器可包含安置于所述第二光检测器上方的彩色滤光片。
各个实施例可包含一种用于经由图像传感器捕获图像的设备。在一些实施例中，所述设备可包含用于经由光学发送器发送源光的装置。所述设备还可包含用于经由光学接收器接收包含所述源光的反射的光的装置。在一些实施例中，所述光学接收器可包含图像传感器。所述图像传感器可包含第一传感器部分及定位于所述第一传感器部分的顶部上的第二传感器部分。在一些实施例中，所述第一传感器部分可包含第一光检测器及第一金属互连层。在这些实施例中，所述第二传感器部分可包含第二光检测器及第二金属互连层。在一些实施例中，所述图像传感器可包含以下各者中的至少一者：双带通滤波器，其安置于所述第二光检测器上方；或窄带通滤波器，其安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间。
附图说明
图1为绘示装置及包含装置的视场的场景的实例图。
图2A为展示正面照明图像传感器的横截面图的组件图。
图2B为展示背面照明图像传感器的横截面图的组件图。
图3为展示根据一些实施例的包含双带通滤波器的图像传感器的横截面图的组件框图。
图4为展示根据一些实施例的包含双带通滤波器的图像传感器的另一横截面图的组件框图。
图5为展示根据一些实施例的包含窄带通滤波器的图像传感器的横截面图的组件框图。
图6为展示根据一些实施例的包含窄带通滤波器的图像传感器的另一横截面图的组件框图。
图7为展示根据一些实施例的包含双带通滤波器及窄带通滤波器的图像传感器的横截面图的组件框图。
图8为展示根据一些实施例的未对准图像传感器的横截面图的组件框图。
图9为展示根据一些实施例的包含不同宽度的光管的图像传感器的横截面图的组件框图。
图10为展示根据一些实施例的包含内部微透镜的图像传感器的横截面图的组件框图。
图11为展示根据一些实施例的图像传感器的横截面图的组件框图。
图12至13为根据一些实施例的用于经由图像传感器捕获图像的方法的流程图。
图14为展示根据一些实施例的图像传感器的俯视图的组件框图。
图15为绘示适合于与一些实施例一起使用的装置的实例的组件框图。
具体实施方式
如本文中所描述，图像传感器(例如FSI或BSI图像传感器)的一些组件有时可被称作相对于一些其它组件定位于“上方”、“顶部上”、“下面”、“下方”或类似术语。为易于描述，图像传感器中的组件之间的空间关系可相对于图像传感器的“顶部”及“底部”而描述。在一些实施例中，图像传感器的“顶部”可与光最初照在图像传感器上及/或进入图像传感器所处的点对应。因此，与图像传感器的顶部相比，图像传感器的“底部”可在图像传感器的相对侧。因此，比第一组件更接近于图像传感器的顶部的图像传感器的第二组件或元件可被描述为在第一组件的“顶部上”或“上方”。
在本文中所描述的实施例中，将图像传感器特定地称作具有“第一传感器部分”(或“第一图像传感器”)或“第二传感器部分”(“第二图像传感器”)仅为易于标记及描述。因而，将图像传感器描述为“第一传感器部分”或“第二图像传感器”并不意欲为限制性的。
术语“传感器元件”可在本文中用以是指可经配置以捕获光信息的图像传感器的基本组件。特定地说，传感器元件可经配置以捕获照相对象的一部分，使得整个照相图像(或较大部分)的表示可使用图像传感器的多个传感器元件来捕获。图像传感器可被描述为包含或具有经布置为二维阵列或矩阵的一或多个传感器元件。此二维阵列可与相关数字图像的特定分辨率对应。更多传感器元件通常与较高分辨率数字图像对应。举例来说，与包括具有传感器元件的4000×3000阵列的图像传感器(例如12兆像素图像传感器)的另一图像处理装置相比，包括具有传感器元件的640×480阵列的图像传感器(例如0.3兆像素图像传感器)的图像处理装置可捕获较低分辨率数字图像。除非另外指明，否则对具有某一数目个传感器元件的图像传感器的任何引用仅为易于描述且不意欲将任何图像传感器限制于具有任何特定数目个传感器元件。
用于常规背面照明(BSI)图像传感器的硅晶片可足够薄，使得光从BSI晶片的顶部进入并照在光接收表面(例如光检测器)上而不通过BSI图像传感器的金属互连层。因为光不通过BSI晶片(例如BSI图像传感器)中的金属互连层，所以光并不被散射或被阻挡至与正面照明(FSI)图像传感器中所观测相同的程度。因此，与FSI图像传感器相比，BSI图像传感器在检测可见光时通常体验较佳性能。然而，因为BSI图像传感器比FSI图像传感器薄(例如BSI图像传感器通常小于三微米，而FSI图像传感器通常大于七微米)，所以BSI图像传感器以及FSI图像传感器归因于NIR/IR光的相对较长波长可未检测到近红外(“NIR”)或红外(“IR”)光。
概括地说，各个实施例提供一种图像传感器，所述图像传感器经配置以与BSI图像传感器同等水平地感测可见光，而同时经配置以与FSI图像传感器同等水平地感测IR或NIR光。在这些实施例中，图像传感器可包含经配置以类似于FSI图像传感器起作用的第一传感器部分(其也可被称作第一图像传感器)。图像传感器可进一步包含经配置以类似于BSI图像传感器起作用的第二传感器部分(其可被称作第二图像传感器)。第二传感器部分可定位于第一传感器部分的顶部上(例如耦合、附接、结合等等至第一传感器部分)。经配置以类似于FSI图像传感器起作用的第一传感器部分及经配置以类似于BSI图像传感器起作用的第二传感器部分仅仅出于示范性目的且并不意指限制本发明。举例来说，第一传感器部分可经配置以类似于BSI图像传感器起作用，且第二传感器部分可经配置以类似于FSI图像传感器起作用。替代地，第一传感器部分及第二传感器部分可皆经配置以类似于BSI图像传感器起作用，或第一传感器部分及第二传感器部分可皆经配置以类似于FSI图像传感器起作用。
在各个实施例中，图像传感器可经配置使得第二传感器部分定位于第一传感器部分的顶部上。“顶部”可用于是指使得光可进入第二传感器部分并被检测且所述光中的一些可通过第二传感器部分且可在第一传感器部分内被检测的位置。通过将第二传感器部分定位于第一传感器部分的顶部上，可形成堆叠图像传感器。在一些实施例中，第二传感器部分可经配置以例如通过执行晶片变薄或研磨而具有适合于感测可见光的厚度。第一传感器部分可经配置以具有适合于感测IR或NIR光的厚度，这可并不需要晶片研磨或可需要较小研磨程度。通过将第二传感器部分定位于第一传感器部分上方，使得每一传感器部分能够从同一源(例如来自同一方向及/或同一环境)捕获一些光，可改进由图像传感器捕获的总光。
在一些实施例中，图像传感器可包含一或多个光学滤波器。一或多个光学滤波器可包含安置于第二传感器部分的第二光检测器上方的双带通滤波器中的一或多者。一或多个光学滤波器可包含安置于第一传感器部分的第一光检测器与第二传感器部分的第二光检测器之间的IR或NIR窄带通滤波器中的至少一者。光学带通滤波器通常经配置以选择性地发送在某一范围内的波长，同时抑制在所述范围外部的波长。双带通滤波器通常经配置以发送两个通带(例如频谱的两个部分，例如可见光及NIR/IR光)。通过将双带通滤波器定位于第二光检测器上方(例如双带通滤波器可安置于第二光检测器上方的任何地方，例如第二传感器部分的顶部上)，双带通滤波器可发送可见及NIR/IR光，同时抑制在与可见及/或NIR/IR光相关联的一或多个波长范围外部的光。已由双带通滤波器滤波的光接着可进入图像传感器的第二传感器部分。以此方式，仅仅与双带通滤波器相关联的波长范围内的光可经由双带通滤波器进入图像传感器(例如第二传感器部分)，例如可见光及NIR/IR光。
窄带通滤波器通常经配置以发送频谱的窄区(例如当使用IR或NIR窄带通滤波器时，NIR或IR频谱的窄区)，同时抑制在频谱的窄区外部的光(例如如果窄带通滤波器为IR或NIR窄带通滤波器，那么抑制可见光)。通过将窄带通滤波器安置于第一传感器部分的第一光检测器与第二传感器部分的第二光检测器之间(例如窄带通滤波器可安置于第一光检测器与第二光检测器之间的任何地方)，窄带通滤波器可在光进入第一光检测器之前对未被第二传感器部分感测的光(例如未被第二光检测器检测到的光)滤波。举例来说，窄带通滤波器可发送在窄波长范围内的光，同时抑制在窄波长范围外部的光。已由窄带通滤波器滤波的光接着可进入第一光检测器并由第一光检测器检测。以此方式，仅仅在窄波长范围内的光(例如NIR及/或IR光)可经由窄带通滤波器进入图像传感器的第一光检测器并由所述第一光检测器检测。
在一些实施例中，图像传感器的第一传感器部分及第二传感器部分可各自具有一或多个传感器元件。第一传感器部分及第二传感器部分可物理地耦合或贴附在一起，使得第一传感器部分的每一传感器元件与第二传感器部分的对应传感器元件对准。特定地说，第一传感器部分的每一传感器元件可定位于第二传感器部分的对应传感器元件下方。在第一传感器部分及第二传感器部分中的每一者具有两个传感器元件(例如2×1传感器阵列)的实例中，第一传感器部分的第一传感器元件可与第二传感器部分的对应传感器元件(被称作第二传感器元件，这是因为对应传感器元件可包含于第二传感器部分内)对准。
在一些实施例中，第一传感器部分及第二传感器部分的传感器元件的对准可包含对准图像传感器的第一及第二传感器部分中的光检测器及光管(例如如参看图3所论述)，这可确保来自源的光由图像传感器中的对应传感器元件捕获或感测。在这些实施例中，图像传感器的此配置可使第二传感器部分中的光检测器(在本文中被称作第二光检测器，这是因为其包含于第二传感器部分内)能够从源接收可见光，且还可使第一传感器部分中的对应光检测器(在本文中被称作第一光检测器，这是因为其包含于第一传感器部分内)能够从同一源接收NIR或IR光。图像传感器的第一及第二传感器部分的配置及对准促进使用两个光检测器(例如第一光检测器及第二光检测器)从同一源捕获光。结果，从运用这些光检测器捕获的光创建的数字图像可特别地在低光情形中具有较高详细程度。
在一些实施例中，图像传感器的第一传感器部分及第二传感器部分可通过结合第一传感器部分的第一金属互连层与第二传感器部分的第二金属互连层以形成组合金属互连层而物理地耦合或贴附在一起。举例来说，第一及第二传感器部分的第一及第二金属互连层可通过施加金属氧化物粘着剂而耦合。在另一实例中，第一及第二传感器部分的第一及第二金属互连层可经由范德瓦尔斯力(Van der Waals force)耦合，使得经耦合以形成组合金属互连层的第一传感器部分的第一金属互连层的顶部部分(例如第一传感器部分的第一金属互连层的顶部部分或顶部表面)及第二传感器部分的第二金属互连层的底部部分(例如第二传感器部分的第二金属互连层的底部部分或底部表面)可为光滑表面，使得当两个相应表面接触时，可能不会在两个表面之间发现空气，且第一传感器部分及第二传感器部分可经结合以形成组合金属互连层。
将参考附图来详细地描述各个实施例。一般来说，贯穿图式将使用相同参考数字以是指相同或类似部分。对特定实例及实施方案的参考仅仅是出于说明的目的，且并不意欲限制本发明或权利要求书的范围。
在一些实施例中，本文中所描述的图像传感器可检测在可见范围内的光或近红外(“NIR”)或较长波长光(例如红外(“IR”)等等)。为描述清楚起见，“NIR光”将是指具有在NIR范围内的波长及/或具有长于NIR光的波长的任何光。
图1为绘示场景、装置102以及在场景内及在装置102的视场内的各个对象的图式。如图1中所示，装置102可包含光学接收器104及光学发送器105。装置102的实例可包含图像捕获装置(例如相机)，其可为以下各者或可为以下各者的部分：桌上型计算机、膝上型计算机、平板计算机、个人数字助理、个人相机、数字相机、运动相机、安装式相机(mountedcamera)、连接式相机、可穿戴式装置、汽车、无人机、无线通信装置、电话、电视、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台或视频流式处理装置。装置102可能能够捕获静态或移动图像，而不管格式(例如数字、影片等等)或类型(例如视频相机、静态相机、网络相机等等)。
光学发送器105的实例可包含投影仪、激光器或其类似者。光学接收器104的实例可包含一或多个光学传感器(例如图像传感器)。在一些实例中，光学发送器105可将源光(例如IR光、NIR光、包含图案或码字的结构化光、闪光等等)发送至场景中，且光学接收器104可接收可见光及/或从场景内的对象反射的源光。
装置102的视场(“FOV”)可包含对象108a至108c，包含灌木108a、人108b及树108c。场景100可包含独立于装置102的外部光源110。实例外部光源110可包含自然光源(例如太阳)或在装置102外部的人工光源。反射光106a至106c可分别表示从对象108a至108c反射的光的路径。所发射光112a可表示从外部光源110发射的光的路径。所发射光112b可表示从光学发送器105发送的源光的路径。
光学接收器104可例如经由此图中未展示的装置102的光学件感测光(例如可见信号、IR信号及/或NIR信号)，且因此基于所感测光捕获装置102的FOV的图像。由光学接收器104接收的光可包含经由光学发送器105发送的源光的反射。由光学接收器104接收的光可包含来自外部光源110的光及/或来自外部光源110的光的反射。换句话说，光学接收器104可直接吸收从外部光源110发射的光或在所述光从装置102的FOV内的对象108a至108c反射之后吸收所述光。在一些实施例中，当装置102用以捕获图像时，光学发送器105可发送源光112b。在其它实施例中，光学发送器105可在光学接收器104的感测周期的持续时间内提供恒定照明。在一些实施例中，光学接收器104及光学发送器105可为经配置以在一起操作的两个独立(例如单独)组件。光学接收器104可经配置以基于所接收到的光产生FOV的图像。
如同光学发送器105，外部光源110可独立于装置102起作用(例如作为不断照明的源，例如太阳)或可依赖于装置102起作用(例如作为外部闪光装置)。举例来说，外部光源110可包含在装置102的FOV内或在装置102的FOV的一部分中不断发射所发射光112a的外部灯。
装置102可能能够基于在光学接收器104处接收的光确定场景的深度或对象的深度。图1的实例实施例展示从装置102的FOV内的对象108a至108c接收反射光106a至106c的光学接收器104。如所示，对象108a至108c可在距装置102的各种深度处。然而，在一些实施例中，对象108a至108c可在距装置102的单一深度处。
图2A为FSI图像传感器200的实例实施例的横截面的侧视图。在此实例中，FSI图像传感器200可包含衬底层202、外延层204、金属互连层208及一或多个微透镜(例如微透镜212a及212b)。在意欲捕获彩色图像的一些实施例中，FSI图像传感器200可包含一或多个彩色滤光片(例如彩色滤光片210a及210b)。应注意，一或多个彩色滤光片210a及210b是任选的，这是因为FSI图像传感器200可能不意欲捕获彩色图像。举例来说，彩色滤光片210a及210b可并非为捕获黑白图像所必要。
FSI图像传感器200可经定向使得光(例如光218a或218b)可从FSI图像传感器200的顶部进入。在图2A中所绘示的实例中，光218a或218b可经由微透镜212a及212b进入FSI图像传感器200，所述微透镜聚焦光218a或218b。光218a及218b接着可通过彩色滤光片210a、210b。特定地说，彩色滤光片210a、210b可阻挡在某些波长(例如某些颜色)中的光，使得通过彩色滤光片210a、210b的光可具有特定颜色或可与特定波长或颜色范围相关联。
在由微透镜212a、212b聚焦及由彩色滤光片210a、210b滤波之后，光218a或218b可通过金属互连层208(通常经由一或多个光管216a及216b)以由包含于外延层204内的一或多个光检测器214a及214b接收。光管216a及216b可嵌入(例如形成)于金属互连层208中且可通过将光218a及218b限制于光管216a及216b内而促进光218a及218b通过金属互连层208。结果，光218a及218b的部分可避免直接通过金属互连层208，直接通过金属互连层208原本可能会造成光218a及218b中的一些被散射或阻挡。
在通过光管216a及216b之后，光218a及218b可照在光检测器214a及214b上，所述光检测器可经配置以检测光218a及218b。光检测器214a及214b可将光218a及218b的光能转换成电能。此电能可经由金属氧化物半导体场效应晶体管(例如MOSFET 220)传递至金属互连层208。金属氧化物半导体场效应晶体管(例如MOSFET 220)可将电能驱动至将电能转换成数字信号的一或多个处理器或其它组件(图中未示)，所述数字信号可与其它数字信号组合以形成数字图像。一般来说，光检测器214a及214b中的每一者可与FSI图像传感器200中的不同传感器元件对应。因而，图2A中所绘示的FSI图像传感器200可被表征为展示对应于光检测器214a及214b的两个传感器元件。
光检测器214a及214b可包含或嵌入于外延层204中。外延层204可通常由氮化镓制成，或由镓、铟、铝、氮、磷或砷的某一组合制成。在图2A中所绘示的实例中，外延层204可经由从衬底层202的外延生长的工艺而形成于衬底层202的顶部上。衬底层202可由各种半导体材料(例如结晶硅)制成。在一些情况下，外延层204可由与衬底层202相同的材料或另一材料制成。在一些情况下，外延层204可为掺杂硼p型半导体材料。
图2B为BSI图像传感器250的实例实施例的横截面的侧视图。在所绘示的实例中，BSI图像传感器250可包含虚设衬底层252、金属互连层254、外延层256及一或多个微透镜260a及260b。在意欲捕获彩色图像的一些实施例中，BSI图像传感器250可包含一或多个彩色滤光片(例如彩色滤光片258a及258b)。应注意，一或多个彩色滤光片258a及258b是任选的，这是因为BSI图像传感器250可并不意欲捕获彩色图像。举例来说，彩色滤光片258a及258b可并非为捕获黑白图像所必要。
BSI图像传感器250的一些组件可类似于参考FSI图像传感器200所描述的组件，且可用于与参考FSI图像传感器200所描述的组件类似的用途。然而，不同于需要光通过金属互连层(例如FSI图像传感器200的金属互连层20)的FSI图像传感器(例如FSI图像传感器200)，BSI图像传感器250可经配置以在光通过BSI图像传感器250的金属互连层254之前感测光(例如经由一或多个光检测器262a及262b)。
在图2B中所绘示的实例中，光264a及264b可从BSI图像传感器250的顶部接收。如参考FSI图像传感器200所描述，光264a及264b可分别通过微透镜260a及260b并通过彩色滤光片258a及258b，所述微透镜可聚焦光264a及264b，所述彩色滤光片可滤除光264a及264b中的某些颜色或波长。然而，与FSI图像传感器200的上述描述对比，光264a及264b可通过彩色滤光片258a及258b且可由嵌入于外延层256内的光检测器262a及262b接收。因而，光264a及264b可由光检测器262a及262b感测而不必通过金属互连层254，这是因为如图2B中所示，光检测器262a及262b在金属互连层254的顶部上包含于BSI图像传感器250内。BSI图像传感器250的金属互连层254可定位于外延层256下面且可经由MOSFET 266与外延层256电接触。
除了外延层256可能已被研磨(变薄)使得从BSI图像传感器250的顶部进入的光照在光接收表面(例如光检测器262a、262b)上而不通过金属互连层254以外，BSI图像传感器250的外延层256可类似于FSI图像传感器200的外延层204。因为光不通过BSI图像传感器250中的金属互连层254的配线，所以光可不被散射或阻挡至与FSI图像传感器200中所观测相同的程度。另外，与上文所描述的FSI图像传感器200对比，归因于光检测器262a及262b在金属互连层254上方的位置，BSI图像传感器250可并不需要光管以引导光更深进入BSI图像传感器250中。因此，与FSI图像传感器(例如FSI图像传感器200)相比，BSI图像传感器250通常在检测到可见光时可体验较佳性能。然而，如上文所提及，使BSI图像传感器250能够有效地捕获可见光的薄配置还导致BSI图像传感器250以及FSI图像传感器200捕获NIR或IR光的能力的减损。特定地说，因为BSI图像传感器250的外延层256比FSI图像传感器200的外延层204薄，所以BSI图像传感器250以及FSI图像传感器200可归因于NIR/IR光的相对较长波长而不能够检测NIR或IR光。
本文中所描述的各个实施例涉及改进常规BSI及FSI图像传感器的堆叠图像传感器。堆叠图像传感器可提供比个别BSI图像传感器及/或个别FSI图像传感器优良的可见及/或NIR/IR光检测能力。本文中所描述的堆叠图像传感器可在单一图像传感器中包含类似于BSI图像传感器(或两个BSI图像传感器)及/或FSI图像传感器(或两个FSI图像传感器)的特征，以及额外特征。
图3绘示图像传感器300的示范性实施例的横截面的侧视图。一般来说，图像传感器300可表示BSI图像传感器(例如图2B的BSI图像传感器250)及/或FSI图像传感器(例如图2A的FSI图像传感器200)的一些方面的组合，由此对应于BSI图像传感器的组件(例如第二传感器部分320)可定位于对应于FSI图像传感器的组件(例如第一传感器部分322)的顶部上。
图像传感器300可包含第一传感器部分322、第二传感器部分320及组合金属互连层302。第一传感器部分可包含第一衬底340、第一外延层304、第一光检测器314a及314b(各自对应于图像传感器300的传感器元件)、第一MOSFET 368、第一金属互连层318以及第一光管316a及316b(各自对应于图像传感器300的传感器元件)。第二传感器部分320可包含第二外延层356、第二光检测器362a及362b(各自对应于图像传感器300的传感器元件)、第二MOSFET 366、第二金属互连层319以及第二光管306a及306b(各自对应于图像传感器300的传感器元件)。
图像传感器300可包含微透镜360a及360b。在意欲捕获彩色图像的一些实施例中，图像传感器300可包含彩色滤光片358a及358b。图像传感器300可包含一或多个光学滤波器370a及370b。一或多个光学滤波器可包含任何光学滤波器，其包含(但不限于)干涉滤波器、二向色滤波器、吸收性滤波器、单色滤波器、红外滤波器、紫外滤波器、长通滤波器、带通滤波器、短通滤波器及/或其它光学滤波器。如上文所描述，双带通滤波器可经配置以发送两个通带(例如频谱的两个部分，例如可见光及NIR/IR光)。仅仅出于示范性目的，光学滤波器370a及370b可被称作安置于图像传感器300内的双带通滤波器，但并不意指限制本发明。实例双带通滤波器包含DB940、DB850及/或其它双带通滤波器。在一些实施例中，光学滤波器370a及370b可指窄带通滤波器、红外滤波器、近红外滤波器或任何其它光学滤波器。在一些实施例中，光学滤波器370a可指一种类型的光学滤波器，而光学滤波器370b可指不同于第一类型的光学滤波器的第二类型的光学滤波器。
光330a及330b在由图像传感器300接收之前可包含源光(例如经由图1的光学发送器105发送的源光)的反射，及/或可包含来自外部光源的光(被反射或直接)。光330a及330b可包含可包含在第一波长范围(例如与NIR/IR光相关联的波长范围)内的光的第一部分及可包含在第二波长范围(例如与可见光相关联的波长范围)内的光的第二部分。第一及第二波长范围可不同，及/或第一及第二波长范围的部分可重叠。通过将光学滤波器370a及370b(例如双带通滤波器)安置于第二光检测器362a及362b上方(例如在第二传感器部分320的顶部上)，光学滤波器370a及370b可经配置以发送在与光学滤波器370a及370b相关联的波长范围内的光330a及330b的第一部分及光330a及330b的第二部分，同时抑制在与光学滤波器370a及370b相关联的波长范围外部的光。
光学滤波器370a及370b可涂布或嵌入于第二光检测器362a及362b(例如第二传感器部分320的顶部部分内)上方，使得光学滤波器370a及370b可被认为是图像传感器300的“芯片上”。光学滤波器370a及370b的材料不受特别限制，只要光学滤波器370a及370b的材料可发送在适合于图像传感器300的波长内的光即可。举例来说，与光学滤波器370a及370b相关联的波长范围中的至少一者可对应于经由图1的光学发送器105发送的源光的波长。已由光学滤波器370a及370b滤波的光330a及330b接着可进入第二传感器部分320。以此方式，仅仅在与光学滤波器370a及370b相关联的波长范围内的光可经由光学滤波器370a及370b进入第二传感器部分320，例如可见光及/或NIR/IR光。
虽然图3被展示为具有紧接或直接在彩色滤光片358a及358b下面并紧接或直接在第二光检测器362a及362b顶部上安置的光学滤波器370a及370b的图像传感器300，但这仅仅出于示范性目的且并不意指限制本发明。光学滤波器370a及370b(例如双带通滤波器)可安置于第二光检测器362a及362b上方任何地方，使得光330a及330b在进入第二光检测器362a及362b之前被滤波。举例来说，在另一实例实施例中，光学滤波器370a及370b可紧接或直接在微透镜360a及360b下面并紧接或直接在彩色滤光片358a及358b的顶部上安置。在一些实施例中，当彩色滤光片358a及358b包含于图像传感器300内时，光学滤波器370a及370b可仅仅包含于图像传感器300内。在其它实施例中，图像传感器300可包含光学滤波器370a及370b而不具有彩色滤光片358a及358b。在其它实施例中，光学滤波器370a及370b可安置于微透镜360a及360b上方。在此实施例中，微透镜360a及360b可包覆于具有低折射率的物质内，使得所述物质可形成平坦或大致上平坦表面以供光学滤波器370a及370b紧接或直接在包覆微透镜360a及360b的平坦或大致上平坦表面的顶部上或紧接或直接在包覆微透镜360a及360b的平坦或大致上平坦表面下方安置。
如上文所描述(例如参看图2B)，微透镜360a及360b可经配置以聚焦进入图像传感器300的顶部的光330a及330b，彩色滤光片358a及358b可经配置以选择性地滤除光330a及330b的某些颜色，且光学滤波器370a及370b可经配置以选择性地滤除光330a及330b的某些波长，同时发送光330a及330b的某些波长。图像传感器300的第二传感器部分320可包含第二外延层356，其可能已经研磨或变薄至适合于接收可见光的厚度。举例来说，第二外延层356可具有大约三至五微米的厚度。第二外延层356可包含第二光检测器362a及362b。第二光检测器362a及362b可经配置以至少接收通过微透镜360a及360b、任选彩色滤光片358a及358b以及光学滤波器370a及370b的光330a及330b的第一部分。第二外延层356可经由第二MOSFET 366与组合金属互连层302电接触。
在一些实施例中，图像传感器300的组合金属互连层302可通过将第二传感器部分320的第二金属互连层319的底部部分贴附或结合至第一传感器部分322的第一金属互连层318的顶部部分而制造。举例来说，BSI图像传感器250(图2B)的金属互连层254的底部可物理地结合或耦合至FSI图像传感器200(图2A)的金属互连层208的顶部以形成组合金属互连层302。然而，不同于BSI图像传感器250的金属互连层254(例如如参看图2B所描述)，组合金属互连层302可包含形成于组合金属互连层302的第二金属互连层319内以导引光330a及330b(特定地说，IR及/或NIR光)以从第二传感器部分320传递/行进至图像传感器300的第一传感器部分322的第二光管306a及306b。
在一些实施例中，图像传感器300的第一传感器部分322可包含第一金属互连层318(例如组合金属互连层302的底部部分)，其可对应于FSI图像传感器的金属互连层(例如如参看图2A所描述的金属互连层208)。因而，组合金属互连层302的底部部分(例如第一金属互连层318)可包含形成于组合金属互连层302的第一金属互连层318内的第一光管316a及316b。如图3中所示，第二光管306a及306b可定位于第一光管316a及316b的顶部上。第一光管316a及316b及第二光管306a及306b可在组合金属互连层302内形成空腔，使得第一光管316a及316b及第二光管306a及306b可将光330a及330b从第二光检测器362a及362b导引至第一光检测器314a及314b。
第一光检测器314a及314b可经配置以至少接收光330a及330b的第一部分。第一光检测器314a及314b可包含或嵌入于第一传感器部分322的第一外延层304中。另外，第一外延层304可由第一衬底层340形成或耦合至第一衬底层340。第一外延层304可经由第一MOSFET 368与组合金属互连层302电接触。
如上文所描述，图像传感器300的第二传感器部分320可被表征为具有与至少两个第二光检测器362a及362b对应的两个传感器元件。类似地，图像传感器300的第一传感器部分322可被表征为具有与至少两个第一光检测器314a及314b对应的两个传感器元件。在一些实施例中，第二传感器部分320的传感器元件及第一传感器部分322的对应传感器元件可对准。特定地说，在这些实施例中，第一传感器部分322的第一光检测器314a及314b以及第一光管316a及316b可与第二传感器部分320的第二光检测器362a及362b以及第二光管306a及306b对准以允许光330a及330b通过图像传感器300的传感器部分320及322两者。举例来说，第二传感器部分320的第二光检测器362a可与第一传感器部分322的第一光检测器314a对准，且第二传感器部分320的第二光管306a可与第一传感器部分的第一光管316a对准，以便使光330a能够由光检测器314a及362a两者捕获。
在一些实施例中，第一光管316a及第二光管306a可关于第一共同轴线对准。类似地，第一光管316b及第二光管306b可关于第二共同轴线对准。第一及第二共同轴线可不同。在一些实施例中，第一光检测器314a及第二光检测器362a可关于第三共同轴线对准。类似地，第一光检测器314b及第二光检测器362b可关于第四共同轴线对准。第三及第四共同轴线可不同。第一及第三共同轴线可相同或不同。第二及第四共同轴线可相同或不同。
图4绘示参考图3所描述的图像传感器300的放大横截面侧视图。特定地说，图像传感器300的所绘示部分可集中于图3中所绘示的图像传感器300的单一传感器元件。在一些实施例中，图像传感器300可经配置以充分利用第二传感器部分320中的第二光检测器362a以及单一传感器元件内的第一传感器部分322中的第一光检测器314a的存在，以有效地捕获可见光及IR/NIR光两者。
在图4中所绘示的实例中，所接收到的光的第一部分(在本文中被称为NIR/IR光406及408)及所接收到的光的第二部分(在本文中被称为可见光402及404)可从图像传感器300的顶部进入。所接收到的光还可包含其它光。光可通过微透镜360a及彩色滤光片358a(例如如参看图3所描述)。光接着可经由光学滤波器370a而滤波。在光学滤波器370a包含双带通滤波器的例子中，光学滤波器370a可经配置以发送在第一波长范围内的光的第一部分(例如IR/NIR光406及408)及在第二波长范围内的光的第二部分(例如可见光402及404)，同时反射或吸收在与光学滤波器370a相关联的第一及第二波长范围外部的光。举例来说，仅仅意欲用于经由图像传感器300捕获的IR/NIR光406及408以及可见光402及404可进入第二传感器部分320。
归因于可见光402及404的较短波长，图像传感器300的第二外延层356可向下研磨至一厚度(例如三至五微米厚度)以促进由第二光检测器362a捕获可见光402及404。因而，第二光检测器362a可经配置以接收光的至少第二部分(可见光402及404)。第二光检测器362a可将光的至少所接收的第二部分(例如可见光402及404)转换成经传送至组合金属互连层302的第二电信号。第二电信号可通过组合金属互连层302传递至可将第二电信号转换成第二数字信号的处理资源(图中未示)。此第二数字信号可与例如来自图像传感器300中的其它传感器元件的其它数字信号组合以产生组合数字图像。
然而，因为IR/NIR光406及408的波长长于可见光402及404，所以IR/NIR光406及408可通过第二光检测器362a而不由第二光检测器362a检测。实际上，IR/NIR光406及408(例如所接收到的光的第一部分)可继续行进通过光管306a及316a(例如分别为第二光管306a及第一光管316a)。在一些实施例中，光管306a及316a可经配置以控制IR/NIR光406及408的方向性以便减小传感器元件之间的信号串扰。
在通过光管306a及316a之后，第一光检测器314a可经配置以至少接收光的第一部分(例如IR/NIR光406及408)。在一些实施例中，第一光检测器314a的厚度可经配置为足够厚以确保IR/NIR光406及408可被捕获/检测。举例来说，第一外延层304可经配置以具有八至二十微米的厚度。另外，虽然第一光检测器314a被描述为捕获IR/NIR光406及408，但在一些实施例中，第一光检测器314a还可捕获已通过第二光检测器362a的可见光。第一光检测器314a可接收光的第一部分(例如IR/NIR光406及408)的至少一部分并将其转换成第一电信号，所述第一电信号经由第一MOSFET 368传送至组合金属互连层302中并被驱动至处理资源(现在展示)。这些处理资源可将第一电信号转换成可与来自其它传感器部分的其它数字信号组合以产生组合数字图像的第一数字信号。举例来说，第一数字信号及第二数字信号可经组合以产生组合数字信号。数字图像接着可至少部分地基于组合数字信号而产生。
在一些实施例中，由第二光检测器362a及第一光检测器314a产生的第一及第二电信号可经组合以增加最终由这些信号产生的数字信号的质量。特定地说，因为第二光检测器362a可经配置以对可见光402及404特别敏感，且因为第一光检测器314a可定位于图像传感器300内以有效地感测IR/NIR光406及408，所以表示来自这些光检测器314a及362a的可见光及NIR/IR光两者的信号可经组合并转换成数字图像。与使用仅仅一个传感器部分(例如仅仅一个FSI图像传感器或BSI图像传感器)产生的数字图像相比，此数字图像可反映可见光信息(例如白天视觉)及NIR/IR光信息(例如夜晚视觉)两者的较佳表示。另外，因为光检测器362a及314a两者检测来自同一环境及/或源的光，所以图像传感器300可归因于光学滤波器370a抑制来自环境的任何不需要或非预期的光而在没有任何额外噪音的情况下有效地捕获两倍于常规图像传感器的光量。结果，图像传感器300可使用较小光检测器产生更多信息。
另外，除了减少光检测器362a与314a之间的信号串扰以外，光管306a及316a可经配置以保持图像传感器300的第一传感器部分322及第二传感器部分320中的对应光检测器362a及314a对准。特定地说，光管306a及316a可经配置以使已通过第二光检测器362a的光能够到达第一光检测器314a。结果，光检测器314a及362a产生的电信号可对应于从同一环境及/或源接收到的光，这可改进由这些电信号产生的数字图像的总体质量。
图5绘示实例图像传感器500的横截面的侧视图。除了一或多个光学滤波器550a及550b可在图像传感器500内安置于第一光检测器214a及514b与第二光检测器562a及562b之间(例如一或多个光学滤波器550a及550b可在图像传感器500内安置于第一传感器部分522与第二传感器部分520之间)，而非一或多个光学滤波器370a及370b安置于第二传感器部分的第二光检测器上方/顶部上(如参考图像传感器300所示)以外，图像传感器500可类似于图3及4的图像传感器300。
图像传感器500可包含第一传感器部分522及第二传感器部分520。第一传感器部分可包含第一衬底540、第一外延层504、第一光检测器514a及514b(各自对应于图像传感器500的传感器元件)、第一MOSFET 568、第一金属互连层518以及第一光管516a及516b(各自对应于图像传感器300的传感器元件)。第二传感器部分520可包含第二外延层556、第二光检测器562a及562b(各自对应于图像传感器300的传感器元件)、第二MOSFET 566、第二金属互连层519以及第二光管506a及506b(各自对应于图像传感器300的传感器元件)。
光530a及530b在由图像传感器300接收之前可包含源光(例如经由图1的光学发送器105发送的源光)的反射，及/或可包含来自外部光源的光(被反射或直接)。光530a及530b可包含可包含在第一波长范围(例如与NIR/IR光相关联的波长范围)内的光的第一部分及可包含在第二波长范围(例如与可见光相关联的波长范围)内的光的第二部分。第一及第二波长范围可不同，及/或第一及第二波长范围的部分可重叠。
图像传感器500可包含微透镜560a及560b。在意欲捕获彩色图像的一些实施例中，图像传感器500可包含彩色滤光片358a及358b。如上文所描述，微透镜560a及560b可经配置以聚焦进入图像传感器500的顶部的光530a及530b，且彩色滤光片558a及558b可经配置以选择性地滤除光530a及530b的某些颜色。图像传感器500的第二传感器部分520可包含第二外延层556，其可能已经研磨或变薄至适合于接收可见光的厚度。举例来说，第二外延层556可具有大约三至五微米的厚度。第二外延层556可包含第二光检测器562a及562b，其可经配置以至少接收已通过微透镜560a及560b及任选彩色滤光片558a及558b的第一部分光530a及530b。如上文所论述，第二光检测器562a及562b可包含或嵌入于第二外延层556中。第二外延层556可经由第二MOSFET 566与组合金属互连层502电接触。
在一些实施例中，图像传感器500的组合金属互连层502可通过将第二传感器部分520的第二金属互连层519的底部部分贴附或结合至第一传感器部分522的第一金属互连层518的顶部部分而制造。举例来说，BSI图像传感器250(图2B)的金属互连层254的底部可物理地结合或耦合至FSI图像传感器200(图2A)的金属互连层208的顶部以形成组合金属互连层502。然而，不同于BSI图像传感器250的金属互连层254(例如如参看图2B所描述)，组合金属互连层502可包含形成于组合金属互连层502的第二金属互连层518内以导引光530a及530b(特定地说，IR或NIR光)以从第二传感器部分520传递/行进至图像传感器300的第一传感器部分522的第二光管506a及506b。
在一些实施例中，图像传感器500的第一传感器部分522可包含第一金属互连层518(例如组合金属互连层502的底部部分)，其可对应于FSI图像传感器的金属互连层(例如如参看图2A所描述的金属互连层208)。因而，组合金属互连层502的底部部分(例如第一金属互连层518)可包含形成于组合金属互连层502的第一金属互连层518内的第一光管516a及516b。如图5中所示，第二光管506a及506b可定位于第一光管516a及516b的顶部上。第一光管516a、516b以及第二光管506a、506b可在组合金属互连层502内形成空腔，且可将光530a及530b从第二光检测器562a及562b导引至第一光检测器514a及514b。
在图5的示范性实施例中，图像传感器500可包含安置于第一光检测器516a及516b与第二光检测器562a及562b之间的一或多个光学滤波器550a及550b。一或多个光学滤波器可包含任何光学滤波器，其包含(但不限于)干涉滤波器、二向色滤波器、吸收性滤波器、单色滤波器、红外滤波器、紫外滤波器、长通滤波器、带通滤波器、短通滤波器及其它滤波器。如上文所描述，IR及/或NIR带通滤波器可经配置以发送与NIR及/或IR频谱相关联的窄通带(例如NIR/IR光)。仅仅出于示范性目的，光学滤波器550a及550b可被称作安置于图像传感器500内的IR或NIR带通滤波器，但并不意指限制本发明。实例窄带通滤波器可包含830纳米、940纳米及/或其它窄带通滤波器。在一些实施例中，光学滤波器550a及550b可指双带通滤波器或任何其它滤波器。在一些实施例中，光学滤波器550a可指一种类型的滤波器，而光学滤波器550b可指不同于第一类型的滤波器的第二类型的滤波器。
光学滤波器550a及550b(例如IR或NIR窄带通滤波器)可安置于第一光检测器516a及516b与第二光检测器562a及562b之间。举例来说，光学滤波器550a及550b可安置于第一传感器部分522的第一金属互连层518(包含第一光管516a及516b)的顶部上，使得光学滤波器550a及550b可安置于第一金属互连层518及/或第一光管516a及516b的顶部上。光学滤波器550a及550b可嵌入于第一光管516a及516b内。替代地，光学滤波器550a及550b可安置于第二传感器部分520的第二金属互连层519(包含第二光管506a及506b)的底部上，使得光学滤波器550a及550b可安置于第二金属互连层519及/或第二光管506a及506b的底部上。光学滤波器550a及550b可嵌入于第二光管506a及506b内。通过将光学滤波器550a及550b(例如IR或NIR窄带通滤波器)安置于第一光检测器516a及516b与第二光检测器562a及562b之间，光学滤波器550a及550b可发送在与光学滤波器550a及550b相关联的波长范围内的光530a及530b的第一部分(例如NIR/IR光)(例如NIR或IR光)，同时在光530a及530b的第一部分(例如NIR/IR光)进入第一光检测器514a及514b之前抑制在与光学滤波器550a及550b相关联的波长范围外部的光。
光学滤波器550a及550b可在结合第一传感器部分522及第二传感器部分520之前涂布或嵌入于第一传感器部分522的第一金属互连层518的顶部部分内，使得光学滤波器550a及550b可被认为是图像传感器500的“芯片上”。替代地，光学滤波器550a及550b可在结合第一传感器部分522及第二传感器部分520之前涂布或嵌入于第二传感器部分520的第二金属互连层的底部部分内，使得光学滤波器550a及550b可被认为是图像传感器500的“芯片上”。光学滤波器550a及550b可在形成第一光管516a及516b或第二光管506a及506时涂布或嵌入于第一光管516a及516b或第二光管506a及506内，使得光学滤波器550a及550b可被认为是图像传感器500的“芯片上”。替代地，光学滤波器550a及550b可在结合第一传感器部分522及第二传感器部分520时涂布或嵌入于第一传感器部分522与第二传感器部分520之间，使得光学滤波器550a及550b可被认为是图像传感器500的“芯片上”。光学滤波器550a及550b的材料不受特别限制，只要光学滤波器550a及550b的材料发送在适合于图像传感器500的波长内的光即可。举例来说，与光学滤波器550a及550b相关联的波长范围中的至少一者可对应于经由图1的光学发送器105发送的源光的波长。
虽然图5被展示为具有分别安置于第二光管506a与第一光管516a之间的光学滤波器550a，及分别安置于第二光管506b与第一光管516b之间的光学滤波器550b的图像传感器500，但这仅仅出于示范性目的且并不意指限制本发明。举例来说，在另一实例实施例中，光学滤波器550a及550b可紧接或直接在第一光管516a及516b下面并紧接或直接在第一光检测器514a及514b的顶部上安置。在一些实施例中，当彩色滤光片558a及558b不包含于图像传感器500内时，及/或当光学滤波器370a及370b(例如图3的双带通滤波器)不包含于图像传感器500内时，光学滤波器550a及550b可仅仅包含于图像传感器500内。在其它实施例中，可涵盖光学滤波器550a及550b可紧接或直接在第二光管506a及506b上方或顶部上并紧接或直接在第二光检测器562a及562b下方安置。
已由光学滤波器550a及550b滤波的光530a及530b接着可从第二传感器部分520进入第一传感器部分522。以此方式，仅仅在与光学滤波器550a及550b相关联的波长范围内的光可经由光学滤波器550a及550b进入第一传感器部分522，例如NIR及/或IR光。第一光检测器514a及514b可经配置以至少接收光330a及330b的第一部分。第一光检测器514a及514b可包含或嵌入于第一传感器部分522的第一外延层504中。另外，第一外延层504可由第一衬底层540形成或耦合至第一衬底层540。第一外延层304可经由第一MOSFET 368与组合金属互连层502电接触。
如上文所描述，图像传感器500的第二传感器部分520可被表征为具有与至少两个第二光检测器562a及562b对应的两个传感器元件。在一些实施例中，第一光管516a及第二光管506a可关于第一共同轴线对准。类似地，第一光管516b及第二光管506b可关于第二共同轴线对准。第一及第二共同轴线可不同。在一些实施例中，第一光检测器514a及第二光检测器562a可关于第三共同轴线对准。类似地，第一光检测器514b及第二光检测器562b可关于第四共同轴线对准。第三及第四共同轴线可不同。第一及第三共同轴线可相同或不同。第二及第四共同轴线可相同或不同。
图6绘示参考图5所描述的图像传感器500的放大横截面侧视图。特定地说，图像传感器500的所绘示部分可集中于图5中所绘示的图像传感器500的单一传感器元件。在一些实施例中，图像传感器500可经配置以充分利用第二传感器部分520中的第二光检测器562a以及单一传感器元件内的第一传感器部分522中的第一光检测器514a的存在，以有效地捕获可见光及IR/NIR光两者。
在图6中所绘示的实例中，所接收到的光的第一部分(在本文中被称为NIR/IR光606及608)及所接收到的光的第二部分(在本文中被称为可见光602及604)可从图像传感器500的顶部进入。所接收到的光还可包含其它光。光可通过微透镜560a及任选彩色滤光片558a(例如如参看图5所描述)。归因于可见光602及604的较短波长，图像传感器500的第二外延层556可向下研磨至一厚度(例如三至五微米厚度)以促进由第二光检测器562a捕获可见光602及604。因而，第二光检测器562a可经配置以接收光的至少第二部分(例如可见光402及404)。第二光检测器562a可经配置以将光的至少所接收的第二部分(例如可见光602及604)转换成经传送至组合金属互连层502的第二电信号。第二电信号可通过组合金属互连层502传递至可将第二电信号转换成第二数字信号的处理资源(图中未示)。此第二数字信号可与例如来自图像传感器500中的其它传感器元件的其它数字信号组合以产生组合数字图像。
然而，因为IR/NIR光606及608的波长长于可见光602及604，所以IR/NIR光606及608可通过第二光检测器562a而不由第二光检测器562a检测。实际上，IR/NIR光606及608(例如所接收到的光的第一部分)可继续行进通过光管506a及516a(例如分别为第二光管506a及第一光管516a)。在一些实施例中，光管506a及516a可经配置以控制IR/NIR光606及608的方向性以便减小传感器元件之间的信号串扰。另外，光管506a及516a可形成准直导引以减小光的第一部分(例如IR/NIR光606及608)可照在/入射于光学滤波器550a上所处的入射角。
光接着可经由光学滤波器550a而滤波。在光学滤波器550a包含IR或NIR窄带通滤波器的例子中，光学滤波器550a可发送在与光学滤波器550a相关联的特定波长范围(例如与光的第一部分相关联的第一波长范围)内的IR/NIR光606及608同时反射或吸收在与光学滤波器550a相关联的波长范围外部的光(例如在NIR/IR波长范围的外部的可见光)，使得仅仅意欲用于经由图像传感器500捕获的IR/NIR光606及608可进入第一传感器部分522。
在通过光管506a及516a之后，IR/NIR光606及608可入射于光学滤波器550a上。当光以大于阈值的入射角照在光学滤波器上时，一些光学滤波器使光偏移波长。在此情况下，意欲由图像传感器检测的光被抑制。第二光管506a有助于准直IR/NIR光606及608以减小IR/NIR光606及608照在光学滤波器550a上所处的入射角。如上文所论述，光学滤波器550a安置于第一光516a与第二光管506a之间是仅仅出于示范性目的，这是因为光学滤波器550a可安置于第一光检测器514a与第二光检测器562a之间的任何地方(例如紧接在第二光检测器562a下方或紧接在第一光检测器514a上方或嵌入于第一光管516a或第二光管506a内的某处)。
在光由光学滤波器550(例如IR/NIR窄带通滤波器)滤波后，第一光检测器514a可经配置以至少接收光的第一部分(例如IR/NIR光406及408)。在一些实施例中，第一光检测器514a的厚度可经配置为足够厚以确保IR/NIR光606及608可被捕获/检测。举例来说，第一外延层504可经配置以具有八至二十微米的厚度。第一光检测器514a可接收光的第一部分(例如IR/NIR光606及608)的至少一部分并将其转换成第一电信号，所述第一电信号经由第一MOSFET 568传送至组合金属互连层502中并被驱动至处理资源(现在展示)。这些处理资源可将第一电信号转换成可与来自其它传感器部分的其它数字信号组合以产生组合数字图像的第一数字信号。举例来说，第一数字信号及第二数字信号可经组合以产生组合数字信号。数字图像接着可至少部分地基于组合数字信号而产生。
在一些实施例中，由第二光检测器562a及第一光检测器514a产生的第一及第二电信号可经组合以增加最终由这些信号产生的数字信号的质量。特定地说，因为第二光检测器562a可经配置以对可见光602及604特别敏感，且因为第一光检测器514a可定位于图像传感器500内以有效地感测IR/NIR光606及608，所以表示来自这些光检测器514a及562a的可见光及NIR/IR光两者的信号可经组合并转换成数字图像。与使用仅仅一个图像传感器产生的数字图像相比，此数字图像可反映可见光信息(例如白天视觉)及NIR/IR光信息(例如夜晚视觉)两者的较佳表示。另外，因为光检测器562a及514a两者检测来自同一环境及/或源的光，所以图像传感器500可归因于光学滤波器550a抑制来自环境的任何不需要或非预期的光而在没有任何额外噪音的情况下有效地捕获两倍于常规图像传感器的光量。结果，图像传感器500可使用较小光检测器产生更多信息。
另外，除了减少光检测器562a与514a之间的信号串扰以外，光管506a及516a可经配置以保持图像传感器500的第一传感器部分522及第二传感器部分520中的对应光检测器562a及514a对准。特定地说，光管506a及516a可经配置以使已通过第二光检测器562a的光能够到达第一光检测器514a。结果，光检测器514a及562a产生的电信号可对应于从同一环境及/或源接收到的光，这可改进由这些电信号产生的数字图像的总体质量。
图7绘示图像传感器700的横截面侧视图，类似于参考图3及4所描述的图像传感器300及参考图5及6所描述的图像传感器500的横截面侧视图。图7绘示包含图3及4的光学滤波器370a以及图5及6的550a两者的示范性图像传感器700。即，图像传感器700可包含安置于第二传感器部分720上方/顶部上的光学滤波器770(例如双带通滤波器)及安置于第一传感器部分722与第二传感器部分720之间的光学滤波器750(例如IR或NIR窄带通滤波器)。如上文所论述，包含光学滤波器770及750两者可并不是必要的，这是因为光学滤波器770或光学滤波器750可基于意欲由图像传感器700捕获的图像及/或数据的类型而是有效的。
图像传感器700的所绘示部分可集中于图像传感器700的单一传感器元件。如参考图3及5所论述，可包含任何数目个传感器元件。为易于描述而使用单一传感器元件。在一些实施例中，图像传感器700可经配置以充分利用第二传感器部分720中的第二光检测器762以及单一传感器元件内的第一传感器部分722中的第一光检测器714的存在，以有效地捕获可见光及IR/NIR光两者。
在图7中所绘示的实例中，至少包含第一部分(例如IR/NIR光705及707)及第二部分(例如可见光710及715)的所接收到的光可从图像传感器700的顶部进入。所接收到的光可包含除了第一部分及第二部分以外的其它光。所接收到的光可包含经由图1的光学发送器105发送的源光的反射。所接收到的光可包含来自外部源(例如灯或日光)的光。如上文所论述，所接收到的光的第一部分可包含在第一波长范围内(例如在NIR/IR波长范围内)的光，且所接收到的光的第二部分可包含在第二波长范围内(例如在可见光波长范围内)的光。所接收到的光可通过微透镜760及任选彩色滤光片758。光学滤波器770可经配置以发送光的第一部分及光的第二部分。在光学滤波器770包含双带通滤波器的例子中，光学滤波器770可发送在与光学滤波器770相关联的波长范围内的所接收到的光的第一部分(例如IR/NIR光705及707)及所接收到的光的第二部分(例如可见光710及715)，同时反射或吸收在与光学滤波器770相关联的波长范围外部的光，使得仅仅意欲用于经由图像传感器700捕获的光(例如IR/NIR光705及707以及可见光710及715)可进入第二传感器部分720。
归因于可见光710及715的较短波长，图像传感器700的第二外延层756可向下研磨至一厚度(例如三至五微米厚度)以促进由第二光检测器762捕获可见光710及715。因而，第二光检测器762可将可见光710及715转换成经传送至组合金属互连层702的第二电信号。第二电信号可通过组合金属互连层702传递至可将第二电信号转换成第二数字信号的处理资源(图中未示)。此第二数字信号可与例如来自图像传感器700中的其它传感器元件的其它数字信号组合以产生组合数字图像。
然而，因为IR/NIR光705及707的波长长于可见光710及715，所以IR/NIR光705及707可通过第二光检测器762而不由第二光检测器762检测。实际上，IR/NIR光705及707(例如所接收到的光的第一部分)可继续行进通过嵌入/形成于组合金属互连层702内的光管706及716(例如分别为第二光管706及第一光管716)(例如第二光706可形成于第二金属互连层719内，且第一光管716可形成于第一金属互连层718内)。在一些实施例中，光管706及716可经配置以控制IR/NIR光705及707的方向性以便减小传感器元件之间的信号串扰。另外，光管706及716可形成准直导引以减小光的第一部分(例如IR/NIR光705及707)可照在光学滤波器750上所处的入射角。
光接着可经由光学滤波器750而滤波。在光学滤波器750包含IR或NIR窄带通滤波器的例子中，光学滤波器750可发送在与光学滤波器750相关联的特定波长范围内的IR/NIR光705及707，同时反射或吸收在与光学滤波器750相关联的特定波长范围外部的光(例如在NIR/IR波长范围外部的可见光)，使得仅仅意欲用于经由图像传感器700捕获的IR/NIR光705及707可进入第一传感器部分722。
在通过光管706及716之后，IR/NIR光705及707可入射于光学滤波器750上。当光以大于阈值的入射角照在光学滤波器上时，一些光学滤波器使光偏移波长。在此情况下，意欲由图像传感器感测的光被抑制。第二光管706有助于准直IR/NIR光705及707以减小IR/NIR光705及707照在光学滤波器750上所处的入射角。如上文所论述，光学滤波器750安置于第一光716与第二光管706之间是仅仅出于示范性目的，这是因为光学滤波器750可安置于第一光检测器714与第二光检测器762之间的任何地方(例如紧接在第二光检测器762下方或紧接在第一光检测器714上方或嵌入于第一光管716或第二光管706内的某处)。
在光由光学滤波器750(例如IR/NIR窄带通滤波器)滤波后，第一光检测器714可经配置以至少接收光的第一部分(例如IR/NIR光705及707)。在一些实施例中，第一光检测器714的厚度可经配置为足够厚以确保IR/NIR光705及707可被捕获/检测。举例来说，第一外延层704可经配置以具有八至二十微米的厚度。第一光检测器714可接收光的第一部分(例如IR/NIR光705及707)的至少一部分并将其转换成第一电信号，所述第一电信号经由第一MOSFET 768传送至组合金属互连层702中并被驱动至处理资源(现在展示)。这些处理资源可将第一电信号转换成可与来自其它图像传感器的其它数字信号组合以产生组合数字图像的第一数字信号。举例来说，第一数字信号及第二数字信号可经组合以产生组合数字信号。数字图像接着可至少部分地基于组合数字信号而产生。
在一些实施例中，由第二光检测器762及第一光检测器714产生的第一及第二电信号可经组合以增加最终由这些信号产生的数字信号的质量。特定地说，因为第二光检测器762可经配置以对可见光710及715特别敏感，且因为第一光检测器714可定位于图像传感器700内以有效地感测IR/NIR光705及707，所以表示来自这些光检测器714及762的可见光及NIR/IR光两者的信号可经组合并转换成数字图像。与使用仅仅一个图像传感器产生的数字图像相比，此数字图像可反映可见光信息(例如白天视觉)及NIR/IR光信息(例如夜晚视觉)两者的较佳表示。另外，因为光检测器762及714两者检测来自同一环境及/或源的光，所以图像传感器700可归因于光学滤波器770及/或750抑制来自环境的任何不需要或非预期的光而在没有任何额外噪音的情况下有效地捕获两倍于常规图像传感器的光量。结果，图像传感器700可使用较小光检测器产生更多信息。
另外，除了减少光检测器762与714之间的信号串扰以外，光管706及716可经配置以保持图像传感器700的第一传感器部分722及第二传感器部分720中的对应光检测器762及714对准。特定地说，光管706及716可经配置以使已通过第二光检测器762的光能够到达第一光检测器714。结果，光检测器762及714产生的电信号可对应于从同一环境及/或源接收到的光，这可改进由这些电信号产生的数字图像的总体质量。
图7内的个别图像传感器元件可类似于图像传感器300及500的图像传感器元件。图像传感器300及500的任何图像传感器元件可包含于图像传感器700内。类似地，图7的图像传感器元件的对准可类似于图像传感器300及500的对应图像传感器元件的对准。举例来说，如参考图像传感器300所描述，第二光管706可定位于第一光管716的顶部上。光管706及716可经配置以将光从第二光检测器162导引至第一光检测器714。第二光管706可与第一光管716关于第一共同轴线对准。在一些实施例中，第一光检测器714及第二光检测器762可关于第二共同轴线对准。第一及第二共同轴线可相同或不同。
图8为图像传感器800的横截面侧视图。在一些情况下，当结合第一传感器部分与第二传感器部分以形成图像传感器时，可在第一传感器部分与第二传感器部分之间形成未对准。替代地，第二传感器部分或第一传感器部分可能已移位。未对准(在图8中被展示为802)可使第一光管及第二光管不再关于共同轴线对准。虽然未对准可为边际的，但其可使光在经由第二光管至第一光管从第二传感器部分至第一传感器部分传递时溢出。另外，在未对准802处的空隙可使光从第一传感器部分反射并反射回至第二传感器部分中。溢出的光及/或反射光可造成光耗损及串扰，使得第一传感器部分并不能够检测从第二传感器部分传递至第一传感器部分的全部光。
图9为根据实施例的用以归因于堆叠图像传感器(例如结合至第二传感器部分的第一传感器部分)的未对准而减小光耗损的图像传感器900的横截面侧视图。在图9中所绘示的实例中，IR/NIR光905及907以及可见光910及915两者可从图像传感器900的顶部进入且可通过微透镜960及任选彩色滤光片958。IR/NIR光905及907以及可见光910及915接着可经由光学滤波器970而滤波。在光学滤波器970包含双带通滤波器的例子中，光学滤波器970可发送在与光学滤波器970相关联的特定波长范围内的IR/NIR光905及907以及可见光910及915，同时反射或吸收在与光学滤波器970相关联的特定波长范围外部的光，使得仅仅意欲用于经由图像传感器900捕获的IR/NIR光905及907以及可见光910及915可进入第二传感器部分920。归因于可见光910及915的较短波长，图像传感器900的第二外延层956可向下研磨至一厚度(例如三至五微米厚度)以促进由第二光检测器962捕获可见光910及915。因而，第二光检测器962可将可见光910及915转换成经传送至组合金属互连层902的第二电信号。第二电信号可通过组合金属互连层902传递至可将第二电信号转换成第二数字信号的处理资源(图中未示)。此第二数字信号可与例如来自图像传感器900中的其它传感器元件的其它数字信号组合以产生组合数字图像。
然而，因为IR/NIR光905及907的波长长于可见光910及915，所以IR/NIR光905及907可通过第二光检测器962而不由第二光检测器962检测。实际上，IR/NIR光905及907可继续行进通过嵌入于组合金属互连层902中的光管906及916(例如第二光管906可形成于第二金属互连层919内，且第一光管916可形成于第一金属互连层918内)。第二光点906可定位于第一光管916的顶部上。在一些实施例中，光管906及916可经配置以控制IR/NIR光905及907的方向性以便减小传感器元件之间的信号串扰。另外，光管906及916可形成准直导引以减小IR/NIR光905及907可照在光学滤波器950上所处的入射角。
在一些实施例中，且如图9中所示，第一光管916可具有第一宽度，且第二光管906可具有第二宽度。如图9中所示，第二光管906的第二宽度可小于第一光管906的第一宽度。以此方式，如果第一传感器部分922及第二传感器部分920并未关于共同轴线对准(例如如果第一光管916及第二光管906并未关于共同轴线对准)，那么具有大于第二光管906的宽度的第一光管916可以最小光耗损、反射及/或串扰捕获通过第二光管906(相对于第一光管916具有更小宽度)至第一光管916/从第二光管906导引至第一光管916光的全部或尽可能多的所述光。
虽然第二光管906的第二宽度在图9中被展示为跨越第二光管906均匀且第一光管916的第一宽度被展示为跨越第一光管916均匀，但这仅仅出于说明的目的且并不意指限制本发明。在未描绘的其它实施例中，第二光管的底部部分(例如表面、开口等等)可小于第一光管的顶部部分(例如表面、开口等等)，使得第一光管及/或第二光管可采取任何形状及/或形式(例如锥形及/或漏斗形状，使得任一光管的宽度从顶部至底部变化)，使得光(例如IR/NIR光905及907)可通过第二光管的较小底部部分/开口传递至第一光管的较大顶部部分/开口中，使得第二光管的底部部分的大小与第一光管的顶部部分的大小相关。举例来说，第一光管的顶部部分可仅大于第二光管的底部部分，且第二光管的底部部分可仅小于第一光管的顶部部分。
在一些实施例中，图像传感器900可包含安置于第一光检测器914与第二光检测器962之间的光学滤波器950。在图像传感器900的示范性描述中，光学滤波器950可安置于第一传感器部分922与第二传感器部分920之间(例如第一光管916与第二光管906之间)。在光学滤波器950包含IR或NIR窄带通滤波器的例子中，光学滤波器950可发送在与光学滤波器950相关联的特定波长范围内的IR/NIR光905及907，同时反射或吸收在与光学滤波器950相关联的特定波长范围外部的光(例如可见光)，使得仅仅意欲用于经由图像传感器900捕获的IR/NIR光905及907可进入第一传感器部分922。
在IR/NIR光905及907由光学滤波器950(例如IR/NIR窄带通滤波器)滤波后，IR/NIR光905及907可照在图像传感器900的第一传感器部分922中的第一光检测器914上。在一些实施例中，第一光检测器914的厚度可经配置为足够厚以确保IR/NIR光905及907可被捕获/检测。举例来说，第一外延层904可经配置以具有八至二十微米的厚度。另外，虽然第一光检测器914被描述为捕获IR/NIR光905及907，但在一些实施例中，第一光检测器914还可捕获已通过第二光检测器962的可见光。光检测器914可捕获IR/NIR光905及907的至少一部分并将其转换成第一电信号，所述第一电信号经由MOSFET 968传送至组合金属互连层902中并被驱动至处理资源(现在展示)。这些处理资源可将第一电信号转换成可与来自其它图像传感器的其它数字信号组合以产生组合数字图像的第一数字信号。
在一些实施例中，由第二光检测器962及第一光检测器914产生的第一及第二电可经组合以增加最终由这些信号产生的数字信号的质量。特定地说，因为第二光检测器962可经配置以对可见光910及915特别敏感，且因为第一光检测器914可定位于图像传感器900内以有效地感测IR/NIR光905及907，所以表示来自这些光检测器914及962的可见光及NIR/IR光两者的信号可经组合并转换成数字图像。与使用仅仅一个图像传感器(例如FSI图像传感器或BSI图像传感器中的仅仅一者)产生的数字图像相比，此数字图像可反映可见光信息(例如白天视觉)及NIR/IR光信息(例如夜晚视觉)两者的较佳表示。另外，因为光检测器962及914两者检测来自同一环境及/或源的光，所以图像传感器900可归因于光学滤波器970及/或950抑制来自环境的任何不需要或非预期的光而在没有任何额外噪音的情况下有效地捕获两倍于常规图像传感器的光量。
图10为根据实施例的用以归因于堆叠图像传感器(例如结合至第二传感器部分的第一传感器部分)的未对准而减小光耗损的图像传感器1000的横截面侧视图。图10的图像传感器1000被展示为具有两个传感器元件，但其并不意指限制所绘示实施例。如上文所论述，图像传感器1000可具有任何数目个传感器元件。在图10中所绘示的实例中，IR/NIR光(图中未示)及可见光(图中未示)两者可从图像传感器1000的顶部进入且可通过微透镜1060a及1060b以及任选彩色滤光片1058a及1058b。如果光学滤波器1070a及1070b包含于图像传感器(如图10中所描绘，然而这并不意指限制所绘示实施例)内，那么IR/NIR光及可见光接着可经由光学滤波器1070a及1070b来滤波。在光学滤波器1070a及1070b包含双带通滤波器的例子中，光学滤波器1070a及1070b可发送在与光学滤波器1070a及1070b相关联的特定波长范围内的IR/NIR光及可见光，同时反射或吸收在与光学滤波器1070a及1070b相关联的波长范围外部的光，使得仅仅意欲用于经由图像传感器1000捕获的IR/NIR光及可见光可进入第二传感器部分1020。如上文所论述，第二光检测器1062a及/或1062b可将可见光转换成经传送至第二金属互连层1002a及1002b的第二电信号。第二电信号可通过第二金属互连层1002a及1002b传递至可将第二电信号转换成第二数字信号的处理资源(图中未示)。此第二数字信号可与例如来自图像传感器1000中的其它传感器元件的其它数字信号组合以产生组合数字图像。
然而，因为IR/NIR光的波长长于可见光，所以IR/NIR光可通过第二光检测器1062a及1062b而不被第二光检测器1062a及1062b检测。实际上，IR/NIR光可继续行进通过形成(例如嵌入)于第二金属互连层1002a及1002b内的第二光管1006a及1006b。在一些实施例中，第二光管1006a及1006b可经配置以控制从第二传感器部分1020传递至第一传感器部分1022的IR/NIR光的方向性以便减小传感器元件之间的信号串扰。
如图10中所示，第二内部微透镜1030a及1030b可安置(例如耦合)至第二传感器部分1020的底部部分(例如底部表面)。更特定地说，第二光管1006a可耦合至第二内部微透镜1030a，且第二光管1006b可耦合至第二内部微透镜1030b。第二光管1006a及1006b的底部部分(例如底部开口、底部表面等等)可分别耦合(例如附接、结合、安置等等)至第二内部微透镜1030a及/或1030b。
类似地，第一内部微透镜1032a及/或1032b可安置(例如耦合)至第一传感器部分1022的顶部部分(例如顶部表面)。更特定地说，第一光管1016a可耦合至第一内部微透镜1032a，且第一光管1016b可耦合至第一内部微透镜1032b。第一光管1016a及1016b的顶部部分(例如顶部开口、顶部表面等等)可分别耦合(例如附接、结合、安置等等)至第一内部微透镜1032a及1032b。
如图10中所示，第一内部微透镜1032a、1032b及/或第二内部微透镜1030a、1030b可具有弯曲形状，可能类似于拋物线或半椭圆的形状。第一内部微透镜1032a、1032b及/或第二内部微透镜1030a、1030b可由具有高折射率的一或多种有机及/或无机材料构造及/或构成。第一内部微透镜1032a、1032b及/或第二内部微透镜1030a、1030b的形状及/或材料可并不受特别限制，只要退出第二光管1006a及1006b的光可经由第一内部微透镜1032a及1032b朝向进入第一光管1016a及1016b而聚焦即可。以此方式，光可经由第一内部微透镜1032a、1032b及/或第二内部微透镜1030a、1030b折射一或多次以控制光的方向，使得光可从第二光管1006a及1006b进入第一光管1016a及1016b。
归因于第一微型内部透镜1032a及1032b及第二微型内部透镜1030a及1030b的形状并非平坦或大致上平坦，可难以结合第一传感器部分1022及第二传感器部分1020以形成图像传感器1000。在一些实施例中，第一内部微透镜1032a及1032b可围封于第一物质1036a及1036b内。类似地，在一些实施例中，第二内部微透镜1030a及1030b可围封于第二物质1034a及1034b内。第一物质1036a、1036b及第二物质1034a、1034b可包含具有1.5或接近1.5的折射率的一或多种低折射率材料，例如玻璃。然而，第一及第二物质的形状及/或材料不受特别限制，只要光可从第二内部微透镜1030a及1030b通过第一及第二物质行进至第一内部微透镜1032a及1032b即可。第一物质1036a、1036b及第二物质1034a、1034b可由相同材料或不同材料构成，只要结果相同(例如光可从第二内部微透镜1030a、1030b通过第一及第二物质行进至第一内部微透镜1032a、1032b)即可。
第一物质1036a、1036b可包含至少一个平坦或大致上平坦表面。第二物质1034a、1034b可包含至少一个平坦或大致上平坦表面，使得第一物质1036a、1036b的至少一个平坦或大致上平坦表面中的一者可结合(例如附接、耦合等等)至第二物质1034a、1034b的至少一个平坦或大致上平坦表面中的一者。以此方式，第一传感器部分1022可经由围封第一内部微透镜1032a、1032b的第一物质1036a、1036b及围封第二内部微透镜1030a、1030b的第二物质1034a、1034b结合至第二传感器部分1020。
在如图10中所示的图像传感器1000的示范性实施例中，经由第二光管1006a及1006b从第二传感器部分1020传递至第一传感器部分1022的光可首先通过第二内部微透镜1030a及1030b，接着通过第二物质1036a及1036b，且接着可经由第一物质1034a、1034b及第一内部微透镜1032a、1032b进入第一传感器部分1022。因为内部微透镜可并非大致上平坦，所以可难以将第一传感器部分1022附接及/或结合至第二传感器部分1020。因而，第一物质1034a及1034b以及第二物质1036a及1036b可提供平坦表面或大致上平坦表面以便将第一传感器部分1022附接及/或结合至第二传感器部分1020。另外，如果未对准发生在图像传感器1000的结合、附接或制造工艺期间(例如在第一传感器部分1022结合或附接至第二传感器部分1022期间)，那么第一传感器部分1022及第二传感器部分1020的内部微透镜可确保在从第二光管1006a、1006b行进至第一光管1016a、1016b的同时最小光损耗。
在一些实施例中，如图10中所描绘，图像传感器1000可包含安置(例如嵌入、涂布等等)于第一物质1034a、1034b与第二物质1036a、1036b之间的光学滤波器1050a、1050b。然而，包含于图像传感器1000内的光学滤波器1050a、1050b并不意指限制所绘示实施例，如光学滤波器1050a、1050b可并不包含于图像传感器1000内。在光学滤波器1050a、1050b包含IR或NIR窄带通滤波器的例子中，光学滤波器1050a、1050b可发送在与光学滤波器1050a、1050b相关联的特定波长范围内的IR/NIR光，同时反射或吸收在与光学滤波器1050a、1050b相关联的波长范围外部的光(例如可见光)，使得仅仅意欲用于经由图像传感器1000捕获的IR/NIR光可从第二传感器部分1020进入第一传感器部分1022。
虽然在图10的图像传感器1000的示范性实施例中，光学滤波器1050a、1050b被展示为安置于第一物质1034a、1034b与第二物质1036a、1036b之间，但这并不意指限制本发明。举例来说，光学滤波器1050a、1050b可安置于图像传感器1000内的另一部位中，例如在第一光管1016a及1016b的顶部上及在第一内部微透镜1032a、1032b下方。替代地，光学滤波器1050a、1050b可安置于第二光管1006a、1006b下面及第二内部微透镜1030a、1030b的顶部上。在另一实施例中，光学滤波器1050a、1050b可安置于第一光管1016a、1016b的底部部分处并安置于第一光检测器层1014a、1014b上方。在另一实施例中，光学滤波器1050a、1050b可安置于第二光检测器1062a、1062b下方并安置在第二光管1006a、1006b的顶部上。光学滤波器1050a、1050b的部位及/或位置不受特别限制，只要光学滤波器1050a、1050b在图像传感器1000内安置或嵌入于第一光检测器1016a、1016b与第二光检测器1062a、1062b之间即可，使得光进入第一光检测器1014a、1014b之前照在光学滤波器1050a、1050b上。
在IR/NIR光由光学滤波器1050a、1050b(例如IR/NIR窄带通滤波器)滤波后，IR/NIR光可照在图像传感器1000的第一传感器部分1022中的第一光检测器1014a、1014b上。在一些实施例中，第一光检测器1014a、1014b的厚度可经配置为足够厚以确保IR/NIR光可被捕获/检测。另外，虽然第一光检测器1014a、1014b被描述为捕获IR/NIR光，但在一些实施例中，第一光检测器1014a、1014b还可捕获已通过第二光检测器1062a、1062b的可见光。如上文所论述，第一光检测器1014a、1014b可将可见光转换成传送至第一金属互连层1003a及1003b的第一电信号。第一电信号可通过第一金属互连层1003a及1003b传递至可将第一电信号转换成第一数字信号的处理资源(图中未示)。此第一数字信号可与例如来自图像传感器1000中的其它传感器元件的其它数字信号组合以产生组合数字图像。举例来说，第一数字信号及第二数字信号可经组合以产生组合数字信号。数字图像接着可至少部分地基于组合数字信号而产生。
在一些实施例中，由第一光检测器1014a、1014b及第二光检测器1006a、1006b产生的第一电信号及第二电信号可经组合以增加最终由这些信号产生的数字信号的质量。特定地说，因为第二光检测器1006a、1006b可经配置以对可见光特别敏感，且因为第一光检测器1014a、1014b可定位于图像传感器1000内以有效地感测IR/NIR光，所以表示来自这些光检测器1014a、1014b及1006a、1006b的可见光及NIR/IR光两者的信号可经组合并转换成数字图像。与使用仅仅一个图像传感器产生的数字图像相比(例如与仅仅使用FSI图像传感器或BSI图像传感器中的一者相比)，此数字图像可反映可见光信息(例如白天视觉)及NIR/IR光信息(例如夜晚视觉)两者的较佳表示。另外，因为第一光检测器1014a、1014b及第二光检测器1006a、1006b检测来自同一环境及/或源的光，所以图像传感器1000可归因于光学滤波器1070a、1070b及/或1050a、1050b抑制来自环境的任何不需要或非预期的光而在没有任何额外噪音的情况下有效地捕获两倍于常规图像传感器的光量。
图11为根据一些实施例的图像传感器1100的横截面侧视图。如所示，图像传感器1100可包含第一传感器部分1122及第二传感器部分1120。第一传感器部分1122及第二传感器部分1120可类似于堆叠于彼此顶部上的两个BSI图像传感器。图像传感器1100的第二传感器部分1120可包含形成于第二金属互连层1002a、1002b内的光管1106a及1106b。然而，第一传感器部分1122可不包含光管。实际上，光管1106a及1106b可分别定位于第二光检测器1162a及1162b与第一光检测器1114a及1114b之间。即，光管1106a可形成于在第二光检测器1162a下方的第二金属互连层1102a内，且光管1106b可形成于在第二光检测器1162b下方的第二金属互连层1102b内。第二传感器部分1120可定位于第一传感器部分1122的顶部上(例如结合、耦合、附接等等)，使得光管1002a定位于第一光检测器1114a的顶部上且光管1106b定位于1114b的顶部上。因而，光管1106a可将光导引至第一光检测器1114a且光管1106b可将光导引至第一光检测器1114b，使得NIR/IR光的较长波长可仍由第一光检测器1114a及1114b检测，而可见光的较短波长可由第二光检测器1162a及1162b检测。可归因于第一传感器部分1122与第二传感器部分1120的未对准而耗损较少光，这是因为光管1106a及1106b直接将光导引至第一光检测器1114a及1114b。
图12为根据一些实施例的经由图像传感器捕获图像的方法的流程图。方法1200可在框1202处开始且继续进行至框1204。在框1204处，方法1200可发送源光。如参看图1所论述，源光可经由光学发送器发送。方法1200接着可继续进行至框1206。在框1206处，方法1200可接收包含源光的反射的光。所接收到的光可包含来自外部源的光。如参看图1所论述，所接收到的光可在光学接收器处接收。光学接收器可包含图像传感器，本文中所描述的图像传感器中的此任一者。方法1200可在框1208处结束。
图13为根据一些实施例的经由图像传感器捕获图像的方法的流程图。方法1300可在框1302处开始且继续进行至框1304。在框1304处，方法1300可从第一电信号产生第一数字信号。如本文中所描述，光可在包含于图像传感器的第一传感器部分内的第一光检测器处接收。第一光检测器可将所接收到的光的至少一部分转换成第一电信号。可从第一电信号产生第一数字信号。方法1300接着可继续进行至框1306。在框1306处，方法1300可从第二电信号产生第二数字信号。如本文中所描述，光可在包含于图像传感器的第二传感器部分内的第二光检测器处接收。第二光检测器可将所接收到的光的至少一部分转换成第二电信号。可从第二电信号产生第二数字信号。方法1300接着可继续进行至框1308。在框1308处，方法1300可基于第一数字信号及第二数字信号产生组合数字信号。方法1300接着可继续进行至框1310。在框1310处，方法1300可基于组合数字信号产生数字图像。方法1300可在框1312处结束。
图14绘示根据一些实施例的图像传感器1400的俯视图。特定地说，图像传感器1400可经布置为传感器元件1402a、1402b、1402c及1402d的2×2阵列。在一些实施例中，传感器元件1402a至1402d的阵列可与通过将某些彩色滤光片选择性地放置于阵列中的单元中的每一者上而形成的各种彩色滤光片阵列或彩色滤光片嵌合体中的一者对应。举例来说，传感器元件1402a至1402d的阵列可对应于拜耳滤波器，其中传感器元件1402a及1402d包含选择性地允许仅仅在绿色频谱中的光通过的彩色滤光片，传感器单元1402b可选择性地允许仅仅在红色、NIR或IR频谱中的光通过，且传感器单元1402c可选择性地允许在蓝色频谱中的光通过。替代地，传感器元件1402a、1402b、1402c及1402d可配置有不同彩色滤光片阵列，例如青色-黄色-黄色-洋红(CYYM)滤波器。另外，如上文所描述，图像传感器1400的传感器元件1402a至1402d中的每一者可与包含于第二传感器部分(图中未示)中的至少一个光检测器(图中未示)及包含于第一传感器部分(图中未示)中的对应光检测器(图中未示)对应。
虽然图像传感器1400在图14中被绘示为具有传感器元件1402a至1402d的2×2阵列，但图像传感器1400可配置有以传感器元件的二维阵列形式布置的一或多个传感器元件中的任意数目个传感器元件。举例来说，图像传感器1400可包含传感器元件的1×1、640×480或4000×3000矩阵。
图15描绘根据各个实施例的包含图像传感器1518的装置1500(例如在本文中被称为图像处理装置)的一般架构。图15中所描绘的图像处理装置1500的一般架构包含可用于实施本发明的方面的计算机硬件及软件组件的布置。图像处理装置1500可包含比图15中所展示的那些元件更多(或更少)的元件。然而，并不需要所有这些通常常规元件被展示以便提供允许的揭示内容。尽管各个组件被绘示为单独组件，但在一些实例中所述组件中的两者或多于两者可经组合以形成系统单芯片(SoC)。图15中所绘示的各个组件可形成于一或多种微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)或其它等效集成或离散逻辑电路中。
如所绘示，图像处理装置1500(例如在本文中被称为图像处理装置)可包含处理单元1504、任选网络接口1506、任选计算机可读媒体驱动器1508、输入/输出装置接口1510、任选显示器1520及任选输入装置1522，其皆可借助于通信总线1523彼此通信。通信总线1523可为多种总线结构中的任一者，例如第三代总线(例如超传输(HyperTransport)总线或无线带宽(InfiniBand)总线)、第二代总线(例如高级图形端口总线、外围组件互连(PCI)高速总线或高级可扩展接口(AXI)总线)或另一类型的总线或装置互连件。应注意，图15中所示的不同组件之间的总线及通信接口的特定配置仅为示范性的，且装置的其它配置及/或具有相同或不同组件的其它图像处理装置可用以实施本发明的技术。
处理单元1504可包括控制图像处理装置1500的操作的通用或专用处理器。网络接口1506可提供至一或多个网络或计算系统的连接性。举例来说，处理单元1504可经由一或多个网络(图中未示)从其它计算系统或服务接收信息及指令及/或将信息及指令传送至其它计算系统或服务。处理单元1504还可向存储器1512进行传达及从存储器1512进行传达，且可进一步经由输入/输出装置接口1510提供输出信息用于任选显示器1520。
任选显示器1520可在图像处理装置1500外部，或在一些实施例中，可为图像处理装置1500的部分。显示器1520可包括LCD、LED或OLED屏幕，且可实施触敏式技术。输入/输出装置接口1510还可从任选输入装置1522(例如键盘、鼠标、数字笔、麦克风、触摸屏、手势识别系统、话音辨识系统或所属领域中已知的另一输入装置)接受输入。
存储器1512可包含处理单元1504可执行以便执行各种操作的计算机或处理器可执行指令(在一些实施例中，被分组为模块或组件)。存储器1512通常可包含随机存取存储器(“RAM”)、只读存储器(“ROM”)及/或其它持久性辅助或非暂时性计算机可读媒体。存储器1512可存储提供计算机程序指令以供处理单元1504用于图像处理装置1500的一般管理及操作的操作系统1514。存储器1512可进一步包含计算机程序指令及其它信息以用于实施本发明的方面。另外，存储器1512可与任选远程数据存储装置1524通信。
在一些实施例中，存储器1512可存储或包含在图像处理装置1500上获得的图像1516的数字表示。在一些实施例中，存储于存储器1512中的图像1516可包含使用图像传感器1518(例如本文中所描述的任何图像传感器)捕获的图像。虽然图15中未展示，但图像处理装置1500可包含图1的光学发送器105及光学接收器104。光学接收器104可包含图像传感器1518。图像传感器1518可将可见、NIR或IR光转换成数字信号，其可作为一或多个图像存储于存储器1512中。图像可以一或多个图像文件格式(例如位图或光栅格式(例如JPEG、GIF及BMP)或向量图形格式(例如可缩放向量图形或“SVG”格式))存储。在一些实施例中，图像1516可包含经由网络接口1506在网络(图中未示)上接收的图像。在这些实例中，图像1516可包含从网站、网络装置或任选远程数据存储装置1524接收的图像文件。
在一些实施例中，处理单元1504可利用输入/输出装置接口1510以在显示器1520上显示或输出图像。举例来说，处理单元1504可使输入/输出装置接口1510向所述图像处理装置1500的用户显示图像1516中的一者。
具体实施方式涉及本发明的某些特定实施例。然而，本发明可以许多不同方式体现。应显而易见，可以广泛多种形式来体现本文中的方面，且本文中所揭示的任何特定结构、功能或两者仅为代表性的。基于本文中的教示，所属领域的技术人员应了解，可独立于任何其它方面来实施本文中所揭示的方面，且可以各种方式来组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐明的任何数目个方面来实施设备，或可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实践方法。另外，使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者以外的或不同于本文中所阐述的方面中的一或多者的其它结构、功能性或结构与功能性，可实施此设备或可实践此方法。
应理解，根据本文中所描述的任何特定实施例可能未必实现所有目标或优势。因此，举例来说，所属领域的技术人员将认识到，某些实施例可经配置以按照如本文中所教示来实现或优化一个优势或一组优势而不一定实现本文中可能教示或推荐的其它目标或优势的方式来操作。
本文中所描述的所有过程可体现于由包含一或多个计算机或处理器的计算系统执行的软件代码模块中，并完全经由所述软件代码模块而自动化。代码模块可存储于任何类型的或其它计算机存储装置中。一些或全部方法可体现于专用计算机硬件中。
除了本文中所描述的那些变化以外的许多其它变化将从本发明显而易见。举例来说，取决于实例，本文中所描述的算法中的任一者的某些动作、事件或功能可以不同序列被执行、可被添加、合并或完全省去(例如并非所有所描述动作或事件皆为实践算法所必要)。此外，在某些实施例中，动作或事件可例如经由多线程处理、中断处理或多个处理器或处理器核心或其它平行架构同时而非顺序地执行多线程处理。另外，不同任务或过程可由不同机器及/或计算系统(其可共同起作用)执行。
结合本文中所揭示的实施例描述的各个说明性逻辑块及模块可由机器实施或执行，所述机器是例如处理单元或处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或经设计以执行本文中所描述功能的其任何组合。处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为控制器、微控制器或状态机、其组合，或其类似者。处理器可包含经配置以处理计算机可执行指令的电气电路。在另一实施例中，处理器包含FPGA或在没有处理计算机可执行指令情况下执行逻辑运算的其它可编程装置。处理器还可被实施为计算装置的组合(例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一或多个微处理器，或任何其它此类配置)。本文中主要关于数字技术进行描述，但处理器还可包含主要模拟组件。计算环境可包含任何类型的计算机系统，包含(但不限于)基于微处理器的计算机系统、大型主机计算机、数字信号处理器、便携式计算装置、装置控制器或电气设备内的计算引擎，仅举几例。
除非另外特定陈述，否则条件性语言(例如“可”、“可以”、“可能”或“也许”)在上下文中应被另外理解为大体上用以传达某些实施例包含而其它实施例不包含某些特征、元件及/或步骤。因此，此条件性语言通常并非意欲暗示特征、元件及/或步骤无论如何是一或多个实施例所需要的，或一或多个实施例必需包括用于在具有或不具有用户输入或提示情况下决定这些特征、元件及/或步骤是包含于任一特定实施例中还是有待于在任一特定实施例中执行的逻辑。
除非另外特别陈述，否则分离性语言(例如短语“X、Y或Z中的至少一者”)在上下文中应被另外理解为大体上用于呈现项目、术语等等可为X、Y或Z，或其任何组合(例如X、Y及/或Z)。因此，此类分离性语言通常并非意欲且不应暗示某些实施例需要X中的至少一者、Y中的至少一者或Z中的至少一者各自呈现。
术语“确定”涵盖多种动作，且因此“确定”可包含估算(calculating)、计算(computing)、处理、导出、研究、查找(例如在表、数据库或另一数据结构中查找)、查明及其类似者。此外，“确定”可包含接收(例如接收信息)、存取(例如存取存储器中的数据)及其类似者。此外，“确定”可包含分辨、选择、挑选、建立及其类似者。
除非另外明确地指定，否则短语“基于”并不意指“仅基于”。换句话说，短语“基于”描述“仅基于”及“至少基于”两者。
本文中所描述及/或附图中所描绘的流程图中的任何过程描述、元件或块应被理解为潜在地表示代码的模块、片段或部分，其包含用于在过程中实施特定逻辑功能或元件的一或多个可执行指令。替代实施方案包含于本文中所描述的实施例的范围内，其中不同于所展示或论述的情形，可无序地删除、执行元件或功能，包含大致上同时或以相反次序执行，这取决于所涉及的功能性，这将为所属领域的技术人员所理解。
除非另外明确陈述，否则例如“一”的数词通常应被解释为包含一或多个所描述项目。因此，例如“经配置以...的装置”的短语意欲包含一或多个所叙述装置。此类一或多个所叙述装置还可共同地经配置以实行所陈述叙述。举例来说，“经配置以实行叙述A、B及C的处理器”可包含结合经配置以实行叙述B及C的第二处理器起作用的经配置以实行叙述A的第一处理器。
应强调，可对上文所描述的实施例进行许多变化及修改，其元素应被理解为在其它可接受的实例中。所有这些修改及变化欲包含于本文中，在本发明的范围内且受所附权利要求书保护。

Claims (43)

1.一种图像传感器，其包括：
第一传感器部分，其包含第一光检测器及第一金属互连层；
第二传感器部分，其定位于所述第一传感器部分的顶部上，所述第二传感器部分包含第二光检测器及第二金属互连层；及
以下各者中的至少一者：
双带通滤波器，其安置于所述第二光检测器上方；或
窄带通滤波器，其安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间。
2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述图像传感器经配置以接收至少包含第一部分及第二部分的光，其中所述所接收到的光的所述第一部分包含在第一波长范围内的光，且所述所接收到的光的所述第二部分包含在第二波长范围内的光。
3.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述双带通滤波器经配置以至少发送所述所接收到的光的所述第一部分及所述所接收到的光的所述第二部分。
4.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述窄带通滤波器经配置以至少发送所述所接收到的光的所述第一部分。
5.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述所接收到的光的所述第一部分包含红外或近红外光，且所述所接收到的光的所述第二部分包含可见光。
6.根据权利要求2所述的图像传感器，其中所述第一光检测器经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第一部分，且所述第二光检测器经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第二部分。
7.根据权利要求6所述的图像传感器，其中所述第一光检测器经配置以将所述所接收到的光的所述至少第一部分转换成第一电信号，且所述第二光检测器经配置以将所述所接收到的光的所述至少第二部分转换成第二电信号。
8.根据权利要求7所述的图像传感器，其中所述图像传感器包含于装置内，所述装置包含光学发送器、光学接收器及耦合至所述图像传感器的处理器，所述处理器经配置以：
从所述第一电信号产生第一数字信号；
从所述第二电信号产生第二数字信号；及
从所述第一数字信号及所述第二数字信号产生组合数字信号。
9.根据权利要求8所述的图像传感器，其中所述处理器经进一步配置以：
至少部分地基于所述组合数字信号产生数字图像。
10.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述第一传感器部分包含形成于所述第一金属互连层内的第一光管，且所述第二传感器部分包含形成于所述第二金属互连层内的第二光管，所述第一光管及所述第二光管经配置以将所述所接收到的光从所述第二光检测器导引至所述第一光检测器。
11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述第一光管包含第一宽度，且所述第二光管包含小于所述第一宽度的第二宽度。
12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一光管与所述第二光管之间。
13.根据权利要求10所述的图像传感器，其中所述第一光管耦合至第一内部微透镜，且所述第二光管耦合至定位于所述第一内部微透镜的顶部上的第二内部微透镜。
14.根据权利要求13所述的图像传感器，其中所述第一内部微透镜围封于具有平坦或大致上平坦表面的第一物质内，且所述第二内部微透镜围封于第二物质内，所述第二物质具有定位于所述第一物质的所述平坦或大致上平坦表面的顶部上的平坦或大致上平坦表面。
15.根据权利要求14所述的图像传感器，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一物质与所述第二物质之间。
16.根据权利要求13所述的图像传感器，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一光管的顶部上及所述第一内部微透镜下方。
17.根据权利要求1所述的图像传感器，其进一步包括：
彩色滤光片，其安置于所述第二光检测器上方。
18.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述图像传感器包含安置于所述第二光检测器上方的所述双带通滤波器及安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间的所述窄带通滤波器两者。
19.根据权利要求1所述的图像传感器，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一传感器部分与所述第二传感器部分之间。
20.一种方法，其包括：
经由光学发送器发送源光；及
经由光学接收器接收包含所述源光的反射的光，所述光学接收器包含图像传感器，所述图像传感器包含：
第一传感器部分，其包含第一光检测器及第一金属互连层；
第二传感器部分，其定位于所述第一传感器部分的顶部上，所述第二传感器部分包含第二光检测器及第二金属互连层；及
以下各者中的至少一者：
双带通滤波器，其安置于所述第二光检测器上方；或
窄带通滤波器，其安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述所接收到的光至少包含所接收到的光的第一部分及所接收到的光的第二部分，其中所接收到的光的所述第一部分包含在第一波长范围内的光，且所述所接收到的光的所述第二部分包含在第二波长范围内的光。
22.根据权利要求19所述的方法，其中所述双带通滤波器经配置以发送所述所接收到的光的所述第一部分及所述所接收到的光的所述第二部分。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述窄带通滤波器经配置以至少发送所述所接收到的光的所述第一部分。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述所接收到的光的所述第一部分包含红外或近红外光，且所述所接收到的光的所述第二部分包含可见光。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述第一光检测器经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第一部分，且所述第二光检测器经配置以至少接收所述所接收到的光的所述第二部分。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述第一光检测器经配置以将所述所接收到的光的所述至少第一部分转换成第一电信号，且所述第二光检测器经配置以将所述所接收到的光的所述至少第二部分转换成第二电信号。
27.根据权利要求25所述的方法，其中所述光学发送器及所述光学接收器包含于装置内，所述装置包含耦合至所述光学接收器的处理器，所述处理器经配置以：
从所述第一电信号产生第一数字信号；
从所述第二电信号产生第二数字信号；及
从所述第一数字信号及所述第二数字信号产生组合数字信号。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述处理器经进一步配置以：
至少部分地基于所述组合数字信号产生数字图像。
29.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一传感器部分包含形成于所述第一金属互连层内的第一光管，且所述第二传感器部分包含形成于所述第二金属互连层内的第二光管，所述第一光管及所述第二光管经配置以将所述所接收到的光从所述第二光检测器导引至所述第一光检测器。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述第一光管包含第一宽度，且所述第二光管包含小于所述第一宽度的第二宽度。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一光管与所述第二光管之间。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述第一光管耦合至第一内部微透镜，且所述第二光管耦合至定位于所述第一内部微透镜的顶部上的第二内部微透镜。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述第一内部微透镜围封于具有平坦或大致上平坦表面的第一物质内，且所述第二内部微透镜围封于第二物质内，所述第二物质具有定位于所述第一物质的所述平坦或大致上平坦表面的顶部上的平坦或大致上平坦表面。
34.根据权利要求33所述的方法，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一物质与所述第二物质之间。
35.根据权利要求32所述的方法，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一光管的顶部上及所述第一内部微透镜下方。
36.根据权利要求20所述的方法，其中所述图像传感器包含安置于所述第二光检测器上方的彩色滤光片。
37.根据权利要求20所述的方法，其中所述图像传感器包含安置于所述第二光检测器上方的所述双带通滤波器及安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间的所述窄带通滤波器两者。
38.根据权利要求20所述的方法，其中所述窄带通滤波器安置于所述第一传感器部分与所述第二传感器部分之间。
39.根据权利要求20所述的方法，其中所述所接收到的光包含来自外部源的光。
40.一种设备，其包括：
用于经由光学发送器发送源光的装置；及
用于经由光学接收器接收包含所述源光的反射的光的装置，所述光学接收器包含图像传感器，所述图像传感器包含：
第一传感器部分，其包含第一光检测器及第一金属互连层；
第二传感器部分，其定位于所述第一传感器部分的顶部上，所述第二传感器部分包含第二光检测器及第二金属互连层；及
以下各者中的至少一者：
双带通滤波器，其安置于所述第二光检测器上方；或
窄带通滤波器，其安置于所述第一光检测器与所述第二光检测器之间。
41.根据权利要求40所述的设备，其中所述第一传感器部分包含形成于所述第一金属互连层内的第一光管，且所述第二传感器部分包含形成于所述第二金属互连层内的第二光管，所述第一光管及所述第二光管经配置以将所述所接收到的光从所述第二光检测器导引至所述第一光检测器。
42.根据权利要求41所述的设备，其中所述第一光管包含第一宽度，且所述第二光管包含小于所述第一宽度的第二宽度。
43.根据权利要求41所述的设备，其中所述第一光管耦合至第一内部微透镜，且所述第二光管耦合至定位于所述第一内部微透镜的顶部上的第二内部微透镜。
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