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Paramétrages

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1. KR1020090083932 - INTERNAL NOISE REDUCING STRUCTURES IN CAMERA SYSTEMS EMPLOYING AN OPTICS STACK AND ASSOCIATED METHODS

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명 세 서
광학 스택을 이용해 카메라 시스템의 내부 노이즈를 줄이는 구조 및 방법 {Internal noise reducing structures in camera systems employing an optics stack and associated methods}
기 술 분 야
 본 발명은 카메라 시스템 및 관련 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로 말해, 본 발명은 노이즈 감소를 위한 내부 구조를 포함하는 카메라 시스템, 및 관련 방법에 관한 것이다.
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
 카메라는 평평한 부분에서 서로에 대해 고정되는 광학 기판들로 된 광학 스택을 포함할 수 있다. 복수의 광학 스택들은 가령 웨이퍼 레벨에서 동시에 만들어질 수 있다.
 또, 광학 시스템은 서로에 대해 고정된 기판들의 수직 스택으로 이뤄질 수 있으므로, 배럴 (barrel)과 같이, 광학 시스템 안에 렌즈들을 탑재하기 위한 하우징은 생략될 수 있다. 기판들 사이에 에어 갭 (air gap)들을 포함한 적절한 스페이싱 (spacing)을 제공하기 위해, 기판들 사이에 스탠드오프들 (standoffs)이나 기타 스페이싱 구조들이 제공될 수 있다. 스페이싱 구조들 중 한 종류에, 위에 홀들 (holes)을 포함하는 기판이 포함된다. 이러한 스페이서 (spacer) 기판은 웨이퍼 레벨에서 용이하게 생성될 수 있으며, 특히 기판들 사이에 보다 넓은 에어 갭들을 제공하는데 유용하다.
 스페이서 기판 내 에어 갭들의 측벽들이 광학 스택에서 어디에 위치하는가에 따라, 이들은 측벽에서의 반사로 인해 원치않는 빛이 디텍터 (detector)로 향하게 도와 노이즈를 증가시킬 수 있다. 그러나, 비반사형 소재로 스페이서 기판을 만드는 것은 실용적이지 못할 것이다. 단순히 불투명 소재로 일반적인 하우징을 충분히 만들 수 있겠지만, 불투명 소재들은 여전히 빛을 반사할 수 있고, 이는 카메라 시스템 안쪽의 구조들에 있어 바람직하지 못하다.
 또, 광학 스택이, 그 광학 스택의 적어도 한 표면 상에 둘 이상의 렌즈들과 같은 렌즈 시스템들의 어레이를 포함하고, 그 각각은 디텍터 내 해당 액티브 영역 상에 빛을 영사하는 것일 때, 정당하게 이미지의 일부가 되는 빛이 한 액티브 영역 에 입사되더라도, 다른 액티브 영역에 입사될 때 디텍터가 크로스토크 (crosstalk)를 일으켜 노이즈를 증가시킬 수 있다.
발명의 상세한 설명
 따라서 본 발명은 관련 기술의 한계와 단점으로 인한 문제들 중 하나 이상을 실질적으로 극복하는, 광학 스택을 채용하는 카메라 시스템 및 관련 방법들에 관한 것이다.
 따라서 본 발명의 특징은 노이즈가 카메라 시스템의 디텍터에 도달하는 것을 줄이기 위한 내부 구조를 제공하기 위한 것이다.
 본 발명의 또 다른 특징은 원치않는 빛을 카메라 시스템의 디텍터로부터 멀리 향하게 하는, 스페이서의 내부 측벽들을 제공하기 위한 것이다.
 본 발명의 역시 또 다른 특징은 카메라 시스템의 디텍터들 간 크로스토크를 줄이기 위한 내부 구조를 제공하기 위한 것이다.
 본 발명에 대한 상기 적어도 한 가지 및 기타 특징들 및 이점들은 카메라 시스템에, 스택 방향으로 함께 고정된 제1 및 제2기판들을 포함하고, 제1 및 제2기판들 중 하나가 광학 요소를 포함하는 광학 스택, 센서 기판 상의 디텍터 (detector); 및 카메라 시스템의 시계 (field of view) 보다 넓은 각도로 들어오는 광이 디텍터에 도달하는 양을 줄이는 것으로, 제1 및 제2기판들 중 다른 한 개 위에 있는 피처 (feature)를 제공함으로써 구현될 수 있다.
 광학 요소는 제1기판 위에 있을 수 있고, 제2기판은 광학 요소 및 디텍터 사이에 에어 갭 (air gap)을 제공하는 스페이서 (spacer) 기판일 수 있다. 스페이서 기판의 피처는 스페이서 기판의 상부 면에서 스페이서 기판의 하부 면까지 이어지는 각진 측벽일 수 있다. 이 측벽은 스페이서 기판의 하부 면에서 보다 스페이서 기판의 상부 면에서 작은 개구 (opening)를 규정할 수 있다. 반사 방지 (anti-reflective) 코팅 또는 흡수 코팅이 측벽 상에 존재해 있을 수 있다. 스페이서 기판의 피처는 비스듬한 측벽일 수 있다. 측벽은 스페이서 기판의 상부 면 및 스페이서 기판의 하부 면에서 동일한 사이즈의 개구를 규정하거나, 스페이서 기판의 하부 면에서보다 스페이서 기판의 상부 면에서 작은 개구를 규정할 수 있다.
 측벽 상의 흡수 코팅이나 반사 방지 코팅은 에어 갭과 인접한다. 스페이서 기판은 광 흡수 물질로 이뤄질 수 있다. 광 흡수 물질은 폴리머 소재일 수 있다. 스페이서 기판은 불투명체일 수 있다. 스페이서 기판은 유리 소재일 수도 있다. 스페이서 기판이 광 흡수 접착 물질일 수도 있다.
 카메라 시스템은 최종 면 (final surface)과 센서 기판 사이에 개재된 흡수 층을 더 포함할 수 있고, 그 흡수 층은 센서 기판에 의해 산란된 빛을 흡수하도록 구성된다. 카메라 시스템은 광학 스택과 센서 기판 사이에 커버 플레이트를 추가로 포함할 수 있고, 흡수 기판이 그 커버 플레이트에 바로 위에 있게 된다.
 본 발명의 위에 설명한 것 및 그 외 특징들과 이점들 중 적어도 하나가, 스택 방향으로 서로 고정된 제1 및 제2기판들을 자체 포함하는 광학 스택, 적어도 두 개의 렌즈들을 위에 포함하고 있는 제1 및 제2기판들 중 적어도 한 개의 표면, 센서 기판 위의 디텍터, 적어도 두 렌즈들 중 해당 렌즈로부터의 이미지를 수용하기 위한 디텍터의 해당 부분들, 및 광학 스택의 마지막 기판의 상부 면 및 센서 기판 사이의 배플 (baffle)을 포함하는 카메라 시스템을 제공함으로써 실현될 수 있다.
 카메라 시스템은 제1 및 제2기판 사이에 스페이서 기판을 포함할 수 있다. 스페이서 기판은 광학 시스템의 시계보다 넓은 각도로 광학 시스템으로 들어와 디텍터로 도달하는 광량을 줄이는 피처를 포함할 수 있다.
 배플은 광학 스택 내 마지막 기판의 하부 면 및/또는 광학 스택 내 마지막 기판의 하부 면에 있는 만입부 (indent) 안에 있을 수 있다.
 카메라 시스템은 센서 기판에 부착되는 커버 플레이트를 포함할 수 있다. 배플이 커버 플레이트 위에 있을 수 있다. 배플은 커버 플레이트 및 광학 스택의 마지막 기판 사이에 있을 수 있다.
 본 발명의 위에 설명한 것 및 그 외 특징들과 이점들 중 적어도 하나가, 스택 방향으로 적층되는 적어도 제1, 제2 및 제3기판들을 포함하는 광학 스택; 각자 하나 이상의 광학 피처들을 구비하는 제1 및 제3기판들; 및 광 흡수 소재로 이뤄지는 제2기판을 포함하는 광학 모듈을 제공함으로써 실현될 수 있다.
  본 발명의 위에 설명한 것 및 그 외 특징들과 이점들 중 적어도 하나가, 원초적 (inchoate) 광학 모듈을 형성하는 방법을 제공함으로써 실현될 수 있으며, 그 방법은 적어도 한 광학 피처를 가지는 제1기판을 제공하는 단계; 제1기판 위에 제2기판으로서 패턴화된 광 흡수 소재를 고체 형태로 제공하는 단계; 및 스택 방향으로 적층되는 제1, 제2 및 제3기판들을 포함하는 광학 스택을 이루도록 제2기판 위에 적어도 하나의 광학 피처를 가지는 제3기판을 제공하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 광 흡수 소재는 가공되지 않은 것이거나 염색된 폴리이미드 (polyimide) 등과 같은 폴리머 소재일 수 있다.
도면의 간단한 설명
 본 발명의 위에 설명한 것 및 그 외 특징들과 이점들은 첨부된 도면을 참조하여 전형적 실시예들을 상세히 설명함으로써 이 분야의 당업자들에게 보다 자명하게 이해될 수 있을 것이다.
 도 1a는 본 발명의 전형적 실시예에 따른 복수의 카메라 시스템들의 단면도를 도시한 것이다.
 도 1b는 도 1a의 카메라 시스템들 중 하나의 단면도를 도시한 것이다.
 도 2a는 본 발명의 다른 전형적 실시예에 따른 복수의 카메라 시스템들의 단면도를 도시한 것이다.
 도 2b는 도 2a의 카메라 시스템들 중 하나의 단면도를 도시한 것이다.
 도 3a는 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 복수의 카메라 시스템들의 단면도를 도시한 것이다.
 도 3b는 도 3a의 카메라 시스템들 중 하나의 단면도를 도시한 것이다.
 도 3c는 (본 발명의 전형적 실시예에 따라) 도 3b에 대한 변형인 카메라 시스템의 단면도를 도시한 것이다.
 도 4는 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 카메라 시스템의 단면도를 도시한 것이다.
 도 5는 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 카메라 시스템의 단면도를 도시한 것이다.
 도 6은 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 카메라 시스템의 단면도를 도시한 것이다.
 도 7은 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 카메라 시스템의 단면도를 도시한 것이다.
 도 8은 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 카메라 시스템의 단면도를 도시한 것이다.
실 시 예
 지금부터 본 발명은 첨부된 도면들을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이며, 첨부된 도면들에는 본 발명의 바람직한 실시예들이 보여진다. 그러나, 본 발명은 다양한 형식으로 구현될 수 있으며 여기 개시된 실시예들에 국한되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 그보다, 이 실시예들은 여기 개시된 사항이 나무랄데 없이 완벽하고, 이 분야의 당업자에게 본 발명의 개념을 충분히 전달 할 수 있게 주어진 것일 따름이다.
 도면에서, 층들 (layers) 및 영역들 (regions)의 두께는 명료성을 위해 과장되었을 수 있다. 한 층이 다른 층이나 기판 "위에 (on)" 있다고 말해질 때, 그것은 그 다른 층이나 기판 바로 위에 있을 수 있고, 아니면 개재 (intervening) 층들이 존재할 수도 있다는 것을 역시 이해해야 한다. 또, 한 층이 다른 층 "아래에 (under)" 있다고 말해질 때, 그것은 바로 아래에 있을 수 있고, 아니면 개재 층들이 역시 존재할 수 있다는 것을 알아야 할 것이다. 그 외에, 한 층이 두 층들 "사이에 (between)" 있다고 말해질 때, 그것은 두 층들 사이에 유일한 층만이 있을 수 있거나, 하나 이상의 개재 층들이 역시 존재할 수도 있다는 것을 알아야 한다. 본원 명세서 전반에 걸쳐 동일 부호는 동일 요소를 언급한다. 여기 사용된, "웨이퍼 (wafer)"라는 용어는, 최종 사용 전에 수직으로 분리될 복수의 컴포넌트들이 상부에 형성되는 임의의 기판을 의미하는 것이라고 이해되어야 한다. 또, 이 명세서에 사용된 "카메라 시스템"이라는 용어는 이미지 등의 정보를 추력하는 이미지 캡처 시스템 같이, 광 신호들을 디텍터 (detector)로 릴레이하는 광 이미지 시스템을 포함하는 임의의 시스템을 의미하는 것임을 알아야 한다. 복수의 카메라 시스템들을 구분하는 점선들은 그를 따라 카메라 시스템들이 다이 (die) 형태로 나뉘어지는 것과 같이, 싱귤레이트될 수 있는 라인들을 나타낸다.
 본 발명의 실시예들에 따르면, 렌즈들을 이용하는 카메라 시스템은 웨이퍼 레벨 상에 고정된 적어도 두 개의 기판들을 가진 광학 스택을 포함할 수 있으며, 이 광학 스택은 광학 이미징 시스템을 포함할 수 있다. 기판들 사이의 스페이서들이 반사형일 때, 이들은 미광 (stray light)을 시스템의 광학 경로로 추가 반사할 수 있고, 이것이 디텍터에 도달하는 미광을 증가시켜 노이즈를 키울 수 있다. 또, 렌즈들의 어레이가 하나의 카메라 시스템을 위해 사용될 때, 크로스토크 (crosstalk)가 문제가 될 수 있다. 카메라 시스템 내 적절한 위치들에서 차단 물질을 제공함으로써, 이러한 미광이 감소되거나 제거될 수 있다.
 본 발명의 전형적 실시예에 따른 복수의 카메라 시스템들(100)이 도 1a에 도시되며, 싱귤레이트된 해당 카메라 시스템(100)이 도 1b에 도시되어 있다. 도 1a 및 도 1b에서, 하나의 렌즈 시스템이 모든 컬러들에 대해 사용될 수 있고, 컬러 필터 (베이어 (Bayer) 필터)가 디텍터 어레이 (즉, 디텍터들/센서들의 어레이 로서, 그 각각은 광을 수광하여 수광된 광의 강도를 나타내는 전기 신호를 생성함) 바로 위에 제공될 수 있다. 이와 달리, 이러한 렌즈 시스템은 셋 혹은 넷과 같이 임의의 개수로 제공될 수도 있으며, 각 카메라 시스템의 서브-카메라들은 컬러 필터들의 디자인 및/또는 위치에 따라 다양할 수 있다. 카메라에 대한 이러한 렌즈 스택 디자인들은, 공동 양수인의 공동 계류중인 2006년 10월 31일자 미국 가출원 번호 60/855,365, 2006년 7월 17일자 미국 출원 번호 11/487,580, 및 2004년 9월 27일자 미국 출원 번호 10/949,807, 및 2007년 7월 17일자 PCT 출원 번호 PCT/US2007/016156 등에서 찾아 볼 수 있고, 이들 모두는 각자 그 전체가 참조의 형태로 이 명세서에 포함된다.
 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 카메라 시스템(100)은 광학 스택(140) 및 센서 기판(170)을 포함할 수 있다. 광학 스택(140)은 하나의 스택으로서 함께 고정된 제1기판(110), 제2기판(120) 및 제3기판(130)을 포함할 수 있다. 도 1a 및 도 1b가 도시되는 방식과 관련해, 스택의 방향은 수직이다. 제1기판(110)은 제1굴절 볼록면(112)을 포함할 수 있고, 그 볼록면(112)은 거기로 광을 영사하는 것 (imaging)을 도울 수 있다. 제1기판(110)의 제2면(114)은 평평할 수 있다. 제1기판(110)은 그 위에 구경 조리개 (aperture stop)로서 기능하도록 하는 코팅(116)을 포함할 수도 있는데, 코팅(116)은 예를 들어 전체가 참조의 형태로 이 명세서에 포함되는 미국 특허 번호 6,096,155에 개시된 것처럼, 그것은 제1굴절 볼록면(112)과 같은 면 및 그 주변의 불투명 소재를 말한다.
 제2기판(120)은 제1 및 제3기판(110, 130) 사이에 에어 갭들(124)을 만드는 측벽들(122)을 가진 스페이서 (spacer) 기판들일 수 있다. 제2기판(120)은 미가공 (raw) 폴리이미드 (예를 들어, 듀퐁 전자의 Kapton�), 염색된 (예를 들어, 검정으로) 폴리이미드, 다른 종류의 폴리머 (예를 들어, Brewer Science Specialty Materials의 PSK TM2000), 블랙 크롬 (chrome), 다른 종류의 메탈, 양극처리된 메탈, 드라이 필름, 세라믹, 블랙 등의 염료, 점성물질, 유리, 실리콘, 감광성 유리 (가령, Schott AG의 Foturan�, 또는 일본 도쿄 소재 Hoya 코포레이션의 PEG3) 등등과 같은 광 흡수 소재로 이뤄질 수 있다. 이러한 광 흡수 소재들은 박판, 즉 고체 형태로 제공되고, 반드시 석판인쇄 (lithographic) 기술들을 사용하지 않고도 펀칭, 드릴링 아니면 패턴화될 수 있다. 이러한 광 흡수 소재들은 스택 방향으로 플렉시블 (flexible), 등각 (conformal) 및/또는 압착형태일 수 있는데, 이런 성격이 그 소재들을, 거친 면을 가지거나 면 위의 피처 (feature)를 부분 커버하는 등, 실질적으로 평평하지 않은 면에 고정하는 것을 도울 수 있다. 이와 달리, 광 흡수 소재가 회전가공되거나, 코팅되거나 인접한 기판 위에 박층화 (laminated)될 수도 있다. 또, 광 흡수 소재들 중 어떤 것은 그 은폐 (suppression) 속성들을 한층 강화하기 위해 추가 코딩될 수도 있다.
 제3기판(130)은 그 안에 굴절 오목면(132)을 포함할 수 있다. 오목면(132)은 이미지의 필드를 평평하게 하여, 모든 이미지 포인트들이 같은 평면에서 센서 기판(170) 위 디텍터 어레이의 액티브 영역 위에 영사될 수 있게 할 수 있다. 도 1a, 1b 및 기타 여기 제시된 다른 실시예들에 도시된 광학 스택(140)의 광학 디자인들은 예로 든 것으로, 오목면, 볼록면, 비구면 (aspheric surface)을 포함하는 다른 모양의 광학면들이 특정 카메라 시스템(100)의 특정 광학 디자인 안에 병합될 수 있다는 것을 알아야 한다.
 광학 스택(140) 및 센서 기판(170) 사이에 정밀한 공간 (spacing)을 제공하는 커버 플레이트(150) 및 스탠드오프 (standoff) (160)가 광학 스택(140)과 센서 기판(170) 사이에 제공될 수 있다. 센서 기판(170)은 디텍터 어레이(172) 및, 디텍터 어레이(172)의 상부에 마이크로렌즈들의 어레이(174)를 포함할 수 있다. 디텍터 어레이(172)는 CMOS 포토다이오드 어레이이거나 CCD 어레이일 수 있다.
 커버 플레이트(150) 및 스탠드오프(160)는 액티브 영역을 밀봉할 수 있다. 스탠드오프(160)는 상술한 광학적 흡수 소재들 중 하나로 이뤄질 수 있다. 커버 플레이트(150)는 스탠드오프(160) 바로 위에서 형성될 수 있다. 스탠드오프(160)는 센서 기판(170)과 커버 플레이트(150)에서 분리된 요소로서 도시되고 있지만, 센서 기판(170)과 커버 플레이트(150) 중 하나나 그 둘 모두와 일체화될 수 있다. 또, 스탠드오프(160)의 측벽들은 다이 형태로 잘리거나 패턴화함으로써 형성되는 식으로 직선으로 보여지고 있지만, 이들은 스탠드오프(160)가 어떻게 형성되느냐에 따라 스탠드오프(160)에 사용되는 특정 재료의 에칭 각도로 각을 이룰 수 있다. 또, 스탠드오프(160)는 가령, 여기에 전체가 참조의 형태로 포함되는 공동 양수인의 미국 특허 6,669,803에 개시된 바와 같이, 센서 기판(170) 및 커버 플레이트(150) 중 하나나 그 둘 모두의 위에 정밀하게 제공되는 접착성 물질 등일 수 있다.
 커버 플레이트(150)는 블랙 크롬 같은 블랙 메탈 등의 고효율 흡수 소재로 된 층(190)을 포함할 수 있다. 이 층(190)은 이를테면 약 1000-2000 Å 정도로 매우 얇을 수 있다, 이 층(190)은 센서 기판(170)을 마주하는 커버 플레이트(150)의 한 면 위에 있을 수 있다. 광이 고효율 흡수 소재에 닿을 때, 대부분의 광은 흡수될 것이다. 또, 광이 완만한 유리/소재 인터페이스에 입사될 때, 나머지 광은 센서 기판(170)에서 멀리 반사될 것이다. 예를 들어, 이 층(190)이 커버 플레이트(150)의 하부면에 주어질 때 시계 (field of view) 바깥에 있는 광은 보다 쉽게 통제될 수 있는데, 이는 이 면으로부터 더 멀리에 있는 구경들 (apertures)은 센서 기판(170)의 한 면에서 산란되는 빛을 줄이는데 있어 덜 효과적일 것이기 때문이다. 변형적으로 커버 플레이트가 사용되지 않을 때, 층(190)은 광학 스택(140)의 최종 면 위에 제공될 수 있다.
 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 기판들(110, 120 및 130)은 광학 요소들(112 및 132)을 가지고 대립하는 평평한 면들뿐 아니라, 그 사이에 형성되는 에어 갭(124)을 포함할 수 있다. 평평한 면들의 사용은, 렌즈 시스템 내 모든 요소들의 경사 (tilt) 조절을 가능하게 할 수 있기 때문에 바람직하다. 평평한 면들의 사용은 또한 요소들의 스택 만들기 및, 그 평평한 면들에 직접 본딩하기 (bonding)를 허용할 수도 있으며, 이것이 웨이퍼 레벨 어셈블리 (조립)를 촉진할 수 있다. 예를 들어, 제2기판(120)의 목적 또는 역할이 본딩 (bonding) 층의 그것일 수 있다. 평평한 면들은 각 요소 주변의 외연에 남겨지거나, 평평한 면들이 적절한 소재의 침적 (deposition)을 통해 각각의 렌즈 요소 외연 주변에 형성될 수 있다.
 스페이서 웨이퍼(120)는 이 명세서에 전체가 참조의 형태로 포함되는 미국 특허 6,669,803 등에 개시된 바와 같이 형성될 수 잇다. 측벽들(122)이 도 1a 및 도 1b에 도시된 것처럼 직선일 때, 카메라 시스템(100)으로 입사되는 미광, 즉 카메라 시스템의 시계보다 넓은 각도에서 입사되는 미광은 센서 기판(170) 위에 액티브 영역 위로 반사될 수 있다. 도 1b에서 도시된 바와 같이, 옵션으로서, 흡수 코팅(126)이 측벽들(122) 위에 주어져서 센서 기판(170)을 향해 반사되는 미광의 양을 줄이도록 도울 수 있다.
 (본 발명의 전형적 실시예에 따른) 제1원초적 (inchoate) 광 모듈들 (아니면, 다른 말로, 카메라 시스템들(100) 등에 대한 복수의 제1전구체들 (precursors))을 형성하는 방법을 지금부터 설명할 것이다. 이 방법은 센서 기판(170)이나 기판(130) 등, 적어도 한 광학 요소를 가진 제1기판을 제공하는 단계; 스탠드오프(160)나 스페이서 기판(120) 등의 스페이서를 제1기판 위에 형성하는 단계; 위에 흡수 소재(190)를 포함하는 커버 플레이트(150)나 기판(120) 등과 같이, 시계보다 넓은 각도의 광이 디텍터에 도달하는 것을 줄이기 위한 피처를 포함하는 제2기판을 제공하는 단계; 및 제1 및 제2기판들을 스택 방향, 즉 z-방향으로 실질적으로 평평한 영역들 안에서 고정시키는 단계를 포함한다.
 스페이서 기판(120)은 폴리머 소재 같이 고체 형태로 주어지는 광 흡수 소재일 수 있다. 폴리머 소재를 제1 및 제3기판과 나란히 정렬하기 전에 에어 갭들이 폴리머 소재 안에서 형성되어, 광학 요소 및 디텍터 사이의 연통을 가능하게 할 수 있다. 스페이서 기판(120)의 두께는, 광학 스택(140)의 적어도 한 광학 요소를 스택 방향으로 센서 기판(170)에서 원하는 거리에 위치시킬 수 있게 선택될 수 있다.
 광학 스택(140)을 형성하는 것 같이 추가 기판들을 이용해 추가적 제2원초적 광학 모듈들이 만들어질 수 있다. 제1 및/또는 제2광학 모듈들의 싱귤레이션 (singulation) 전이나 후에, 그 제2원초적 광학 모듈들이 스택 방향으로 실질적으로 평평한 부분을 따라 제1원초적 광학 모듈들에 고정될 수 있다.
 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같은 다른 전형적 실시예들에 따른 카메라 시스템(200)은 광학 스택(240) 및 센서 기판(170)을 포함할 수 있다. 카메라 시스템(200)에서 스페이서 기판(220)은 비스듬한 측벽들(222a, 222b)을 포함할 수 있다. 그와 같은 비스듬한 측벽들은 실리콘 기판 같은 기판의 상부 및 하부 면으로부터의 비등방성 습식 에칭 (wet etching)에 의해 구현될 수 있다.
 옵션사항인 코팅(226a)이 없어도, 도 2b에 도시된 것과 같이, 상부 측벽(222a)으로 입사되는 미광은 제1기판(110)으로 다시 반사될 수 있다. 코팅(226a)은 카메라 시스템(200)으로부터 미광의 제거를 더 개선할 수 있으며, 반사형 또는 흡수형일 수 있다. 제1기판(110) 상의 코팅(116)은 반사 방지 속성을 가지거나 흡수성일 수 있다. 하부 측벽(222b)은 그 위에 옵션사항일 수 있는 코팅(226b)을 포함할 수 있으며, 그것 역시 반사 방지형이거나 흡수형일 수 있다. 도 2a 및 도 2b의 다른 요소들은 도 1a 및 도 1b의 요소들과 동일하므로, 그에 대한 상세 설명은 생략한다.
 도 3a 및 도 3b에 도시된 것 같은, 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 카메라 시스템(300)은 광학 스택(340) 및 센서 기판(170)을 포함할 수 있다. 카메라 시스템(300)에서, 스페이서 기판(320)은 급한 경사의 (steeply angled) 측벽(322)을 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b와 관련해, 위에서 아래로 이동하는 수직 방향에서 측벽들(322)은 바깥 방향으로 테이퍼 되어 (tapering) 있는 것으로 설명될 수 있다. 아래에서 위로 이동하는 수직 방향에 있어서, 측벽들(322)은 안쪽 방향으로 테이퍼 되어 있는 것으로 설명될 수 있다. 이러한 측벽은 기판의 하부 면에서 습식 에칭을 함으로써 구현될 수 있다.
 코팅(326) 없이도, 도 3b에 도시된 것과 같이, 측벽(322)은 광이 센서 기판(170)의 액티브 영역을 빗맞게 할 수 있다. 코팅(326)은 카메라 시스템(300)으로부터 미광의 제거를 추가 개선할 수 있으며, 반사 방지물질이거나 흡수물질일 수 있다. 또, 스페이서 기판의 상부 면에서 스페이서 기판의 하부 면까지 측벽들에 의해 만들어진 개구 (opening)의 사이즈를 키움으로써, 스페이서 기판(320)은 제1기판(110) 위의 굴절형 볼록 소자(112)의 렌즈 직경이 제3기판(330) 상의 굴절형 오목 소자(332)의 렌즈 직경보다 작을 때 구경 조리개로서 한층 효과적으로 동작할 수 있다. 도 3a 및 도 3b의 다른 요소들은 도 1a 및 도 1b의 요소들과 같으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
 카메라 시스템(300')에서, (본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따라) 도 2b와 도 3b의 양태들을 결합한 대안이 도 3c에 도시된다. 도 2a 및 2b에 도시된 것처럼 실질적으로 수직방향의 중간 지점에서의 교점 (vertex)에서 만나기 보다, 도 3c는 기판(410)과 기판(430) 사이의 중간 지점보다 제1기판(410)에 더 가까운 교점에서 만나는 비스듬한 측벽들(328a, 328b)을 도시하고 있다. 이와 달리, 비스듬한 측벽들(328a, 328b)이 제3기판(330)에 더 가까운 교점에서 만날 수도 있다. 그러한 측벽들(328a, 328b)은 가령, 기판의 상이한 면들에서 서로 다른 시간 동안 에칭을 행함으로써 웨이퍼 레벨 상에 쉽게 생성될 수 있다. 스페이서 웨이퍼(320')는 카메라 시스템(300')으로부터 개선된 반사능력 및/또는 광학 스택(340')에 걸쳐 적절한 구경을 제공할 수 있다. 측벽(328a)은 그 위에 코팅(226a)과 같은 코팅을 포함할 수 있고, 측벽(328b)은 그 위에 코팅(226b 또는 326)과 같은 코팅을 포함할 수 있다.
 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따라 광학 스택(440)의 적어도 한 면에, 가령 2x2 어레이로 정렬된 네 개의 렌즈들과 같은 복수의 렌즈들을 포함하는 카메라 시스템(400)이 도 4에 도시된다. 광학 스택(440)은 제1기판(410), 제2기판(420) 및 제3기판(430)을 포함할 수 있다. 제1기판(410)은 상부 면 위에 제1볼록 굴절면(412) 및 불투명 물질(416)을 포함할 수 있다. 제2기판(420)은 스페이서 기판일 수 있으며, 그측벽들 위에 코팅(126)을 포함할 수 있다. 불투명하거나 흡수성의 물질(480)이 광학 스택(440) 및 커버 플레이트(450) 사이에 제공될 수 있고, 이들은 다시 스탠드오프들(460)를 거쳐 센서 기판(470)에 고정될 수 있다. 센서 기판(470)은 렌즈 어레이 내 렌즈들 각각에 대해, 디텍터 어레이(470) 및 디텍터 어레이(472) 상부에 놓이는 마이크로렌즈 어레이들(474)을 포함할 수 있다. 디텍터 어레이(472)는 CMOS 포토 다이오드 어레이이거나 CCD 어레이일 수 있다. 불투명성 혹은 흡수성 물질(480)이 제3기판(430) 또는 커버 플레이트(450) 위에 제공될 수 있다.
 불투명성 혹은 흡수성 물질(480)은 패턴화되거나 에칭될 수 있으며, 상술한 광 흡수 소재들 중 어느 하나로 이뤄질 수 있다. 예를 들어, 불투명성 혹은 흡수성 물질(480)은 가령 약 50-100 미크론의 조정 두께로 석판인쇄 방식으로 패턴화될 수 있는 SU-8과 같은 폴리머일 수 있다. 그러나, 그러한 폴리머들은 투과형일 수 있으므로, 미광을 줄이기 위해, 폴리머들이 불투명 소재로 코팅되거나 흡수성을 가지도록 염색될 수 있다. 그러한 스탠드오프들(460) 및/또는 물질(480)이 여기에 전체가 참조의 형태로 포함되는 공동 양수인의 미국 특허 5,912,872 및 6,096,155 등에 개시된 것처럼 형성될 수 있다. 마지막으로, 불투명하거나 흡수성 물질(480)은 접착물질이거나 땜납일 수 있다.
 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 광학 스택(540)의 적어도 한 면 위에 렌즈들의 어레이를 포함하는 카메라 시스템(500)이 도 5에 도시된다. 광학 스택(540)은 제1기판(410), 제2기판(420) 및 제3기판(530)을 포함할 수 있다. 여기서, 불투명하거나 흡수성 물질을 제3기판(530)과 커버 플레이트(450) 사이에 제공하는 대신, 제3기판(530)의 하부 면에 다이 형태로 자르거나 에칭 등에 의해 형성되는 요부 (recess) 또는 만입부 (indent)를 포함할 수 있다. 이 만입부(536)는 불투명하거나 흡수성의 물질(580)로 채워질 수 있다. 이와 다른 선택사항으로서, 혹은 그에 추가하여, 커버 플레이트(450)의 상부 면 및/또는 하부 면 안에 만입부를 포함할 수 있고, 그 안에 불투명하거나 흡수성의 물질(580)이 채워질 수 있다. 또 다른 대안으로서, 커버 플레이트(450)가 카메라 시스템(500)에서 제거될 수 있는데, 가령, 제3기판(530)이 센서 기판(470)의 액티브 영역을 밀봉하는 역할을 하게 된다.
 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 광학 스택(640)의 적어도 한 면 위에 렌즈들의 어레이를 포함하는 카메라 시스템(600)이 도 6에 도시된다. 광학 스택(640)은 제1기판(410), 제2기판(620) 및 제3기판(630)을 포함할 수 있다. 이 특정 실시예에서, 제3기판(630) 위의 렌즈들(332)은 제1기판(410) 위의 렌즈들(412)보다 큰 직경을 가질 수 있다. 도 6에서 알 수 있듯이, 메탈 같은 고효율 흡수 물질을 사용할 때, 가령 약 1000-2000 Å 정도의 매우 얇은 층(680)이 가령, 광학 스택(640) 내 마지막 기판의 하부 면, 또는 가령 제3기판(630)의 하부 면, 또는 커버 플레이트(450)의 상부 면에 제공되어, 크로스토크 (crosstalk)를 줄이도록 할 수 있다.
 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 카메라 시스템(700)이 도 7에 도시된다. 도 7에 도시된 카메라 시스템(700)의 방위는 도 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 3c 및 4-6에 도시된 것을 기준으로 회전하지만, 스택 방향은 여전히 z-축을 따라 이어진다, 즉 여전히 수직이다.
 도 7에서 알 수 있듯이, 광학 스택은 제1기판(710), 제2기판(720), 제3기판(730), 및 제4기판(740)을 포함할 수 있다. 제1기판(710)의 면 A는 볼록 굴절면(712) 및 구경 조리개(716)를 포함할 수 있다. 제1기판(710)의 면 B는 회절 (diffractive) 렌즈(714)를 포함할 수 있다. 면 C 및 D를 포함하는 제2기판(720)은 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따른 스페이서 웨이퍼일 수 있다. 제3기판(730)의 면 E는 또 다른 볼록 굴절면(732)을 포함할 수 있다. 제3기판의 면 F는 미광을 추가 차단하기 위해 그 이에 메탈 층(780)을 포함할 수 있다. 제4기판(730)의 면 G는 굴절형 오목면(432)을 그 안에 포함할 수 있다. 디텍터의 커버 플레이트(750) 및 액티브 영역(776) 역시 도시된다. 커버 플레이트(750)의 면 H는 평평할 수 있다.
 본 발명의 또 다른 전형적 실시예에 따라 광학 스택(840)의 적어도 한 면 위에 렌즈들의 어레이를 포함하는 카메라 시스템(800)이 도 8에 도시된다. 수평 기준 라인과 관련해, 도 2a, 2b, 3c 및 6은 비스듬한 측벽들이 볼록한 에어 갭들로 도시되는 반면, 도 8의 에어 갭들(824)은 오목하다고 말할 수 있는 비스듬한 측벽들(828a, 828b)로 도시된다.
 광학 스택(840)은 제1기판(410), 제2기판(820) 및 제3기판(630)을 포함할 수 있다. 이 특정 실시예에서, 제3기판(630) 위의 렌즈들(332)이 제1기판(410) 위 렌즈들(412) 보다 큰 직경을 가진다. 비스듬한 측벽들(828a, 828b)은 기판(410)과 기판(630) 사이의 절반 지점보다 제1기판(410)에 더 가까운 교점에서 만나는 것으로 도시되어 있다. 이와 달리, 교점이 실질적으로 절반 지점이나 기판(410)보다 기판(610)에 더 가까운 지점에 위치될 수도 있을 것이다. 그러한 측벽들(828a, 828b)은, 가령 기판의 서로 다른 면들로부터 서로 다른 시간 동안 에칭을 수행함으로써 웨이퍼 레벨 상에 쉽게 만들어질 수 있다. 스페이서 웨이퍼(820)는 카메라 시스템(800)으로부터 개선된 반사성능, 및/또는 광학 스택(840) 전체에 걸쳐 적절한 구경을 제공할 수 있다. 측벽(828a)은 그 위에 코팅(226a)과 같은 코팅을 포함할 수 있고, 측벽(828b)은 그 위에 코팅(226b이나 326)과 같은 코팅을 포함할 수 있다.
 도 8에서 알 수 있듯이, 블랙 메탈 등의 고효율 흡수성 물질을 사용함으로써, 가령 약 1000-2000 Å 정도의 매우 얇은 층(880)이 제공되어 크로스토크를 줄일 수 있다. 층(880)이 가령, 제3기판(630)의 하부 면 같이 광학 스택(840) 내 마지막 기판의 하부 면 위에 제공될 수 있고/있거나, 층(890)이 커버 플레이트(450)의 한 면에 제공되어, 크로스토크를 줄이게 될 수 있다. 특히, 광이 고효율 흡수 물질에 도달할 때, 대부분의 광은 흡수될 것이다. 또, 빛이 완만한 유리/물질 인터페이스 상에 입사될 때, 나머지 빛은 센서로부터 멀리 반사될 것이다. 예를 들어, 층(890)이 커버 플레이트(450)의 하부 면 위에 주어질 때, 시계 밖의 광은 더 쉽게 통제될 수 있는데, 이는 이 면에서 더 멀리 있는 구경은 센서 기판(470)의 면에서 산란되는 광을 줄이는데 덜 효과적일 것이기 때문이다.
 (본 발명의 전형적 실시예에 따라) 복수의 제1원초적 광학 모듈들 (또는 다른 말로, 카메라 시스템(800) 등에 대한 복수의 제1전구체들)을 형성하는 방법을 지금부터 설명할 것이다. 이 방법은 센서 기판(470)과 같은 적어도 하나의 광학 피처를 가진 제1기판을 제공하는 단계; 제1기판 위에 참조부호 460과 같은 스탠드오프를 형성하는 단계; 커버 플레이트(450)과 같은 제2기판 위에 (가령, 바로 위에) 블랙 크롬 층(890)을 형성하는 단계; 및 제2기판을 스탠드오프 위에 (가령, 바로 위에) 배치하며, 제2기판의 측벽은 제1기판을 마주보도록 위치하는 블랙 크롬 층을 포함시키는 단계를 포함한다.
 도면에서, 에어 갭들을 만드는 측벽들이 실질적으로 직선 세그먼트들로서 도시되었다. 이와 달리, 측벽들이 곡선일 수도 있다. 또, 측벽 면들은 상대적으로 거친 질감의 면을 가질 수 있다. 또, 실시예에 도시된 차단 피처들 중 하나가 다른 실시예들과 함께 사용될 수도 있다.
 따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 카메라 시스템 내 적절한 위치에 차단 물질을 제공함으로써, 미광이 감소되거나 제거될 수 있다.
 본 발명의 전형적 실시예들이 여기 개시되었고, 특정한 용어들이 사용되었지만, 이들은 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되고 해석되어야 하며 한정의 목적으로 주어진 것이 아니다. 예를 들어, 광학 스택 내 기판들은 모두 같은 물질일 수도 있고 아니면 서로 다른 물질일 수도 있다. 또, 광학 스택 내 광학 요소들의 일부나 전부는 기판으로 변형되지 않고 복제되거나 성형될 수 있다. 따라서, 이 분야의 당업자라면 이하의 청구항들에 개시된 거 같은 본 발명의 개념과 범위에서 벗어나지 않고 형태와 세부내용에 있어 다양한 변형이 이뤄질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.