图像传感器片上透镜 图像传感器片上透镜，是位于图像传感器每个像素感光区域上方的微型光学透镜。其核心功能是收集并引导光线，使其更有效地照射到像素的光电二极管感光区域，从而提高传感器的集光效率。 光线进入图像传感器芯片前，需要穿过多层结构。最上层是彩色滤光片阵列，其下方即为片上透镜。没有片上透镜时，光线可能照射到非感光区域，如像素间的金属导线或晶体管上，造成光能浪费。片上透镜通过其曲面，将倾斜入射的光线折射并聚焦到下方面积较小的光电二极管区域，增加了有效感光面积。 片上透镜的制造通常采用光刻和回流工艺。首先在传感器晶圆表面沉积一层透明、高折射率的聚合物材料。然后通过光刻技术定义出每个透镜的位置和大致形状，最后通过加热使材料熔化回流，在表面张力作用下形成光滑的球面或非球面透镜形状。透镜的曲率、高度和材料折射率都经过精确设计，以优化特定角度入射光线的聚焦效果。 随着像素尺寸不断微缩，光电二极管在像素中所占面积比例可能下降，片上透镜的作用愈发关键。设计需考虑主光线角，即从相机镜头边缘射向传感器角落像素的光线角度。片上透镜必须能高效收集大角度光线，否则会导致图像边缘出现暗角或色彩失真。为此，角落像素的片上透镜位置会进行偏移设计，使其光学中心对准镜头光轴，以修正大角度入射光路。 除了提升集光效率，片上透镜还能影响串扰和角响应。设计不良的透镜可能导致光线散射到相邻像素，增加色彩串扰。同时，它对不同波长光线的折射率不同，需与微透镜下方的彩色滤光片、光波导等结构协同设计，确保各色彩通道的光线都能被准确收集，维持色彩准确性。因此，片上透镜是连接宏观镜头光学与微观半导体光电转换的关键界面，对图像传感器的整体灵敏度、均匀性和成像质量至关重要。