Brevet FR3102007A1 — publié le 20210416

Capteur d’images La présente description concerne un capteur d’images (200) comportant une pluralité de pixels (P) formés dans et sur un substrat semiconducteur (101) et agencés en matrice selon N lignes et M colonnes, avec N entier supérieur ou égal à 1 et M entier supérieur ou égal à 2, et, pour chaque pixel, une microlentille (L) associée au pixel, disposée en vis-à-vis du substrat, les microlentilles étant agencées en matrice selon N lignes et M colonnes, dans lequel, dans la direction des lignes de la matrice de pixels, le pas de la matrice de microlentilles est supérieur au pas de la matrice de pixels. Figure pour l'abrégé : Fig. 2 Capteur d’images La présente description concerne de façon générale le domaine des capteurs d’images. Elle vise plus particulièrement un capteur d’images comportant une matrice de pixels formée dans et sur un substrat semiconducteur et surmontée d’une matrice de microlentilles. Un capteur d’images comprend classiquement une pluralité de pixels formés dans et sur un substrat semiconducteur et agencés en matrice selon des rangées et des colonnes. Chaque pixel comprend typiquement une zone photosensible dans laquelle la lumière incidente est convertie en paires électron-trou, et un ou plusieurs transistors de contrôle permettant de lire un signal représentatif d’une quantité de charges photogénérées dans la zone photosensible. Ainsi, la zone photosensible du pixel n’occupe qu’une partie de la surface du pixel. Pour compenser la perte de surface de collecte liée au facteur de remplissage (fill-factor) du pixel, et augmenter la sensibilité des pixels, on a déjà proposé de disposer, sur chaque pixel, une microlentille s’étendant sur sensiblement toute la surface du pixel et adaptée à concentrer la lumière incidente sur la zone photosensible du pixel. Il serait souhaitable d’améliorer au moins en partie certains aspects des capteurs d’images connus comportant une matrice de pixels formée dans et sur un substrat semiconducteur et surmontée d’une matrice de microlentilles. Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente de façon schématique un exemple d’un capteur d’images ; la figure 2 représente de façon schématique un exemple d’un capteur d’images selon un mode de réalisation ; la figure 3 représente de façon schématique un exemple de réalisation de microlentilles du capteur d’images de la figure 2 ; la figure 4 illustre une variante du capteur d’images de la figure 2 ; la figure 5 représente une autre variante de réalisation du capteur d’images de la figure 2 ; la figure 6 représente un exemple de réalisation de microlentilles du capteur d’images de la figure 5 ; la figure 7 représente une autre variante de réalisation du capteur d’images de la figure 2 ; la figure 8 représente une autre variante de réalisation du capteur d’images de la figure 2 ; et la figure 9 représente une autre variante de réalisation du capteur d’images de la figure 2. Capteur d’images (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800 ; 900) comportant une pluralité de pixels (P) formés dans et sur un substrat semiconducteur (101) et agencés en matrice selon N lignes et M colonnes, avec N entier supérieur ou égal à 1 et M entier supérieur ou égal à 2, et, pour chaque pixel, une microlentille (L) associée au pixel, disposée en vis-à-vis du substrat, les microlentilles étant agencées en matrice selon N lignes et M colonnes, dans lequel, dans la direction des lignes de la matrice de pixels, le pas de la matrice de microlentilles est supérieur au pas de la matrice de pixels. Capteur (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800 ; 900) selon la revendication 1, dans lequel l’axe optique de chaque microlentille (L) passe par le centre d’une zone photosensible (PD) du pixel (P) auquel elle est associée. Capteur (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800 ; 900) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la matrice de microlentilles (L) comprend des microlentilles hors d’axe. Capteur (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel N est supérieur ou égal à 2, et dans lequel, dans la direction des colonnes de la matrice de pixels (P), le pas de la matrice de microlentilles (L) est supérieur au pas de la matrice de pixels. Capteur (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800 ; 900) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel les pixels (P) de ladite pluralité de pixels ont les mêmes dimensions dans la direction des lignes de la matrice de pixels et dans la direction des colonnes de la matrice de pixels. Capteur (200 ; 400 ; 900) selon la revendication 5, dans lequel les microlentilles (L) de ladite pluralité de microlentilles ont toutes les mêmes dimensions dans la direction des lignes de la matrice de pixels (P) et dans la direction des colonnes de la matrice de pixels. Capteur (500 ; 700 ; 800) selon la revendication 5, dans lequel des microlentilles (L) de ladite pluralité de microlentilles ont des dimensions différentes dans la direction des lignes de la matrice de pixels (P) et/ou dans la direction des colonnes de la matrice de pixels. Capteur (500 ; 700 ; 800) selon la revendication 7, dans lequel la surface de chaque microlentille (L) est d’autant plus grande que la distance entre l’axe central de la microlentille et l’axe central du pixel (P) auquel elle est associée est importante. Capteur (400) selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comportant un espaceur optique (401) disposé entre la matrice de pixels (P) et la matrice de microlentilles (L). Capteur (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800 ; 900) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel les microlentilles (L) sont des microlentilles réfractives, ou des lentilles diffractives. Capteur (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800 ; 900) selon la revendication 10, dans lequel les microlentilles (L) sont des microlentilles diffractives de type FZP. Capteur (200 ; 400 ; 500 ; 700 ; 800 ; 900) selon la revendication 10, dans lequel les microlentilles (L) sont des microlentilles diffractives de type métasurface.