TWI359500B - - Google Patents

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1359500 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於：一種固態影像捕捉裝置，其中在各像素 單元内的相鄰光電轉換區段之該等位置係依據一序列而不 同，且來自一物件之影像光係在該等光電轉換區段之各光 電轉換區段處加以光電轉換，接著影像捕捉成為一像素； 7種用於製造該固態影像捕捉裝置之方法u將該固 態影像捕捉裝置用作一影像輸入裝置用於其—影像捕捉區 段之電子資訊裝置（例如數位相機（數位攝像機、數位靜態 相機或類似等）、影像輸入相機、掃描機、傳真機、配備 相機及類似物之蜂巢式電話裝置）。 【先前技術】 最近，在一傳統固態影像捕捉裝置（例如CCD影像感測 器或CMOS影像感測器）中，—直廣泛地進行著減小像素單 凡大小。特定言之，在一 CM〇s影像感測器中，為了減小 像素單凡大小，藉由使複數個光二極體（光接收區段；光 電轉換區段)共用一輸出放大器來減小每像素所需之電晶 體數目在迅速發展中。 。本文中’首先將參考圖14說明―情況，其中_輸出放大 器係針對-光二極體而提供，且光二極體係在一列方向及 一仃方向上，以一矩陣而均勻間隔地配置。接著，將參考 圖15至17說明一情況，其中兩個光二極體共用-輪出放大 器，且該等光二極體位置係依據一序列而不同。輪出放大 圖14係示意性說明在-傳統固態影像捕捉裝置1〇〇中一 121091.doc 1359500 像素區段 < 冑例性基本結構之—縱向斷面圖。 在圖14傳統固態影像捕捉裝置100中，-微透鏡2係配置 於各構成-像素的光二極體i上方，以便對應於光二極體 1入射於像素上之影像光係由微透鏡2來加以聚焦，接著 其入射在光二極體1 μ 上在該專光二極體1上的入射光係在 该等光二極體1處加以光電轉換。 圖15係不意性說明在另一傳統固態影像捕捉裝置⑽a中 -像素區段之-範例性基本結構之_縱向斷面圖。 在圖15傳統固態影像捕捉裝置罐中該等相鄰光二極 體1A之各光二極體之位置在各像素内不同。例如，在一 CMOS影像感測n或類似物中，當複數個光二極體共用一 輸出放大器時’相鄰光二極體1A之位置不均勻地間隔，如 圖15所示。在各群組内的該等兩個相鄰光二極體ia相互靠 近微透鏡2A係提供於一構成-像素的對應光二極體 、 在干面圖内，该等微透鏡2A之中心位 置並不匹配光二極體1A之中心位置。從正上方入射於該等 微透鏡2A之各微透鏡上之影像光並不聚焦在該等個別光二 極體1A之各光二極體之中心部分上。 此處顯示-情況，其中影像光係從由上方入射在該等微 透鏡2A上。在此情況下，影像光係在一光接收區域之垂直 部分處從正上方人射在微㈣2Α±。然而，影像光係在該 光接收區紅-周邊部分處從—傾斜方向人射在該等微透 鏡2 Α上。接著，將參考圖16說明此情況。 圖16係示意性顯示相對於從—傾斜方向人射之光圖_ I21091.doc 1359500 態影像捕捉裝置100A之聚光特性之一縱向斷面圖。

如圖16所示，當影像光從一傾斜方向入射在各微透鏡2A 上k，在一光一極體上的聚光位置對於各像素係不同 的°該光無法聚焦在光二極體1A之中心部分上。如此，降 低光二極體1A之光接收靈敏度。此外，該光無法聚焦在該 等光一極體1 A之各光二極體上的相同部分上，故在各像素 内，聚光特性係相互不同的，從而在各像素内顯示一不同 亮度陰影特性。

為了解決此類問題，例如參考文件丨提出一下述傳統固 態衫像捕捉裝置。接著，將參考圖丨7說明此裝置。 圖17係示意性顯示參考文件1内所述之另一傳統固態影 像捕捉裝置10GB中-像素區段之—^例性基本結構之一縱 向斷面圖。 在圖17傳統固態影像捕捉裝置1麵中，該等相鄰光二極 體B之各光—極體之位置係不同的，且在各群組内的兩個 相鄰，—=體18之位置相互靠近。針對由兩個像素組成之 群’’提供一共用凸球面透明部分3 ^兩個微透鏡2B係 形成凸球面透明邮八<5 w P刀3上，以便向内改變聚光方向，使得

影像光可在光二# # T U 一極體1B之各光二極體上入射在中心 ；L在固態影像捕捉裝置（CCD影像感測器 使在兩像素式單元中的光二極體a且在各兩像清 :“等光一極體1B之位置依據一序列而不同，八 °又到提供U覆蓋：像素之凸球面透明部分3之表 •2l09l.doc 1359500 度的彎曲。因而’光更可能入射在該等光二極體ib之各光 二極體上的中心部分上。 參考文件2揭示另一傳統固態影像捕捉裝置，其中類似 於圖14, 一輸出放大器係針對一光二極體而提供，且該等 光一極體係在一列方向及—, N乃门及仃方向上以一矩陣均勻間隔而 配置。在此情況下’相鄰微透鏡係相互附著，以便排除由 於該等相鄰微透鏡之間的_間隙所引起的_光無效區域。 參考文件1:日本特許公告案第2〇〇2 27〇8ιι號 參考文件2:日本特許公告案第2〇〇3_22955〇號 【發明内容】 ~ 如上述，在圖14所示之傳統固態影像捕捉裝置100中， 光二極W在-行方向及—列方向上均句間隔地配置且 在-平面圖内，一光二極體對應微透鏡2之位置相互 匹配。因…入射影像光係聚焦在光二極⑴之中心部 分上。然而’纟圖15所示之傳統固態影像捕捉裝置祖 中，該等微透鏡2讀均勻間隔地提供於該等不均勻間隔配 置的光二極體1Α上方。因此，在_平_，一光二極體 1Α及一對應微透鏡2Α之該等位置相互不匹配，且入射在 該等微透鏡2A之各微透鏡上之影像光不人射在該等個別光 二極體1A之各光二極體之中心部分上。如此則發生下列問 題。 首先’檢查光接收靈敏度。_般而言，自_微透鏡上入 射並接著聚焦在-CCD感測器或CMC^測器上之影像光 依據光㈣包括傾斜入射光。透鏡之曲率係不恆定 121091.doc 時，影像光不會聚焦在一點上。即便影像光從正上方入 射，該影像光仍在某種程度散佈下聚焦。考慮到此點，故 欲入射於一光二極體上之影像光不會聚焦在一點上，而是 在某種程度散佈下分佈於一特定點之中心附近。如此，公 認在將從正上方入射之影像光儘可能聚焦在一光二極體t 中心部分上時會獲得一更佳光接收靈敏度。出於上述原 因’在圖1 5所示之傳統固態影像捕捉裝置100A中，相對於 影像光（包括傾斜入射光）之光接收靈敏度從圖14所示傳統 固態影像捕捉裝置100的光接收靈敏度進一步降低。 其次，檢查亮度陰影。亮度陰影係在一 CCD感測器或 CMOS感測器之一晶片之一周邊（一光接收區域之邊緣部 分）處光接收靈敏度相對於該CCD感測器或CMOS感測器之 該晶片之中心（該光接收區域之中心部分）處光接收靈敏度 之一比率。一般而言，從一微透鏡入射於一（：(：1)感測器或 CMOS感測器上之影像光之入射角（相對於一垂直於一基板 表面之線之角度）從一晶片之中心位置向一周邊位置增加 (從該垂直線起更加傾斜）。從一 CCD感測器或CM〇s感測 器側查看與一微透鏡之距離係稱為出射曈位置。影像光入 射在一 CCD感測器或CM〇S感測器之一晶片之一周邊部分 所採用之入射角依據出射瞳位置而變化。在一晶片之一周 邊部分處的傾斜入射光係在各像素内的一光二極體丨人處聚 焦於不同位置上，>圖16所示。如此，難以同時改良每一 像素内的亮度陰影特性。由此，不僅會劣化亮度陰影特 I·生而且還會使亮度陰影特性在各像素中不同的問題會發 121091.doc 1359500 生。 一推 杜歹哼文件1中所揭示之另 一傳統固態影像捕捉裝置100B中，針對二像素普遍提供一 凸球面透明部分13，將兩個微透鏡2B形成於^面透I 分13上，以便改變聚光方向，且將光入射在該等光二極體 1B之各光二極體之中心部分上，如圖17所示。

然而，在圖17所示之另一傳統固態影像捕捉裝置i〇〇B 中，將兩個微透鏡2B形成於一凸球面透明部分3上。如 此，另一傳統固態影像捕捉裝置1〇〇B具有下述問題。首 先，在製造該等微透鏡時，一微透鏡之表面係凹凸的。如 此存在難以處理一微透鏡2B之問題。其次，需對齊一凸 球面透明部分3及微透鏡28之位置。因而，需高精度地控 制該對齊。第三’從一對應微透鏡2B入射在—光二極體 1B上之光之角度取決於一凸球面透明部分3之形狀。如

為了解決此問題，如上 此，存在一問題’即難以使影像光依據相鄰光二極體之 位置而最佳入射。 另一方面，在參考文件2所揭示之另一傳統固態影像捕 捉裝置中’光一極體係均勻間隔地配置’且一光二極體之 中心位置與一對應微透鏡之光轴最初相互匹配。延伸微透 鏡之外圍部分’故相鄰微透鏡係相互附著，以便排除由於 該等微透鏡之間的一間隙所引起之光無效區域。參考文件 2之先決技術、技術概念及結構總體上不同於本發明之該 等内容’稍後予以詳細說明。在本發明中，使兩個微透鏡 向内並減小其間距離，以便相互附著該兩個微透鏡，使得 121091.doc 1359500 在二光二極體共用-輸出放大器時，該兩個微透鏡之各微 透鏡之光轴匹配該等個別二光二極體之各光二極體之中心 位置，且在各像素單元中的該等光二極體之該等位置係依 據-序列而不同，以便減小一像素單元之大小，如圖15至 圖17所示。 本發明希望解決上述傳統問題^本發明之目標係提供： -種固態影像捕捉裝置，其能夠防止相對於影像光(包括 傾斜入射光）降低靈敏度，能夠防止亮度陰影特性之減小 及不均勻性，還能夠使影像光依據一光二極體之位置最佳 地入射且其易於處理；一種用於製造該固態影像捕捉裝置 之方法；以及一種使用該固態影像捕捉裝置用於其一影像 捕捉區段之電子資訊裝置。 依據本發明之一固態影像捕捉裝置，其包括：複數個光 接收區段，其係配置使得其在各像素單元内的位置係依據 一序列而不同；及微透鏡，其係配置於該複數個光接收區 段上方，以便對應於該複數個光接收區段，其中在該等微 透鏡之中一些或全部相鄰微透鏡係相互靠近，使其個別周 邊部分重疊，且該等微透鏡經形成為具有一其重疊透鏡部 分已切除之透鏡形狀’故該等微透鏡係彼此相鄰使得入射 在該等微透鏡之各微透鏡上之光係聚焦於一對應光接收區 段上的相同位置上，藉此實現上述目標。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 相鄰微透鏡係形成使得該等微透鏡之周邊部分之至少—部 分重疊其相鄰微透鏡。 121091.doc -11 - 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 相鄰微透鏡係形成，使得該等具有一其該等重疊透鏡部分 已刀除之透鏡形狀之相鄰微透鏡經配置以致使相互接觸。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 相鄰微透鏡係形成，使得該等具有一其該等重疊透鏡部分 已切除之透鏡形狀之相鄰微透鏡經配置以致使相互遠離一 預定間隙。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 微透鏡之位置係依據該等個別光接收區段之間的間隙而不 同。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段及該等微透鏡係配置使得在各兩像素式單元中 該等光接收區段與該等微透鏡之位置係依據一序列而不 同。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段及該等微透鏡係配置使得在各N像素式單元（N 係大於或等於3之一整數）中該等光接收區段與該等微透鏡 之位置係依據一序列而不同。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段與該等透鏡係以一矩陣而配置，且在各四像素 式單元内的該等光接收區段及該等微透鏡之位置係依據一 序列而不同’四個光接收區段之二者與四個微透鏡之對應 二者係在一列方向上配置而該等其他二光接收區段與微透 鏡係在一行方向上配置。 121091.doc •12- 1359500 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段與該等微透鏡係以一矩陣而配置，且在各艮像 素式單元（K=lxj)内的該等光接收區段與該等微透鏡之位 置係依據一序列而不同，I個像素（1係大於或等於2之一整 數）係在一列方向上而J個像素（J係大於或等於2之一整數） 係在一行方向上。

較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段與該等微透鏡係配置使得在各兩像素式單元内 的該等光接收區段與該等微透鏡之位置係依據一序列而不 同，且兩個微透鏡係配置於在各兩像素式單元内的兩個相 鄰光接收區段上方，以便對應於該兩個相鄰光接收區段， 且該兩個微透鏡重疊或相互接觸。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段及該等微透鏡係以一矩陣配置，且在各兩像素 式單元内的該等相鄰微透鏡之位置係在一列方向及一行方 向之一者上依據一序列而不同。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段及該等微透鏡係配置使得在各N像素式單元 係大於或等於3之一整數）内的該等光接收區段與該等微透 鏡之位置係依據-序列而不g，且在㈣像素式單元_ 大於或等於3之-|數）内的N個微透鏡係配置於雜相鄰光 接收區段上方，以便對應於該等N個相鄰光接收區段，且 該N個微透鏡重疊或相互接觸。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 121091.doc 1359500 光接收區段及該等微透鏡係以一矩陣配置，且在各N像素 式單元（N係大於或等於3的一整數）内的該等相鄰微透鏡之 位置係在一列方向及一行方向之一者上依據一序列而不 同。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段及該等透鏡係以一矩陣而配置，且在各四像素 式單元内的該等微透鏡之位置係依據一序列而不同，四個 光接收區段之二者與四個微透鏡之對應二者係在一列方向 上配置而該等其他二光接收區段與微透鏡係在一行方向上 配置，且該四個微透鏡係配置於在各四像素式單元内的四 個相鄰光接收區段上方’以便對應於該四個相鄰光接收區 段’且該四個微透鏡重疊或相互接觸。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段及該等微透鏡係以一矩陣配置且在各κ像素式 單元（K=I xj)内的該等微透鏡之位置係依據一序列而不 同，I個像素（I係大於或等於2之一整數）係在一列方向上而 J個像素（J係大於或等於2之一整數）係在一行方向上且該 等微透鏡係配置於在各Κ像素式|元内的相㈣接收區段 上方，以便對應於該等相鄰光接收區段，且該等微透鏡重 疊或相互接觸。 較佳的係，在依據本發明之一固態影像捕捉裝置中，該 等微透鏡之一形狀係在一平面圖中以一圓形、一大致圓= 或一橢圓形而形成，且其曲率係設定為恆定。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 121091.doc -14 - 1359500 微透鏡之周邊部分係形成，以便在兩個方向（二橫向方向 或二縱向方向）或四個方向（二橫向方向及二縱向方向）上重 叠或接觸其相鄰微透鏡。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，位於 該等個別光接收區段上方之該等微透鏡經形成以致使相互 重邊’大數量之微透鏡係處於相鄰光接收區段相互靠近之 位置且位於該等個別光接收區段上方之該等微透鏡經形成 以致使相互重疊，小數量之微透鏡係處於相鄰光接收區段 相互遠離之位置。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在各 像素單元内的該等微透鏡之位置係依據一序列而不同，且 在該等光接收區段與該等個別微透鏡之間的該等相對位置 從一晶片之中心向該晶片之一週邊而偏移，使得將光聚焦 在該等光接收區段之各光接收區段上。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在該 等其上聚焦光之光接收區段之各光接收區段上的位置係在 該等光接收區段之各光接收區段上的中心部分。 較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在該 等其上聚焦光之光接收區段之各光接收區段上的位置係在 該光接收區段上的一預定位置範圍，其在各像素内顯示相 同亮度特性》 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在該 等其上聚焦光之光接收區段之各光接收區段上的位置係在 該等光接收區段之各光接收區段上的相同位置。 121091 .doc 1359500 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，在該 等其上聚焦光之光接收區段之各光接收區段上的位置係在 該等光接收區段之各光接收區段上的中心部分。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，該等 光接收區段係用於在光上執行光電轉換之光電轉換區段。 較佳的係’依據本發明之固態影像捕捉裝置係一 CCD影 像感測器或一 CMOS影像感測器。

較佳的係’在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，一輸 出放大器係由各一預定數目的光接收區段群組所共用。 一種用於製造依據本發明之固態影像捕捉裝置之依據本 發明之固態影像捕捉裝置製造方法包括：一第一步驟，其 在複數個微透鏡之中形成不相互接觸的微透鏡；及一第二 步驟，其在一列方向及一行方向之至少一者上，在仍未形 成的該複數個微透鏡之中形成不相互接觸的微透鏡，使其 重疊或接觸該等先前形成相鄰微透鏡，其中該第二步驟係

重複直至在該㈣料鏡之中不#在任何仍未形成之微透 鏡’藉此實現上述目標。 一種用於製造依據本發明之固態影像捕捉裝置之依據本 發明之固態影像捕捉裝置製造方法包括以下步驟：在一列 方向及-行方向之至少一者上形成具有一其重疊透鏡部分 已切除之透鏡形狀之相鄰微透鏡，以便相互接觸或以便相 互遠離一預定間隔，藉此實現上述目標。 提供依據本發明之電子資訊裝置，其使用依據本發明之 固態影像魏裝置用於其—影像捕捉區段，藉此實現上述 121091.doc • !6· 1359500 目標。 下文中，將說明具有上述結構之本發明之功能。 依據本發明，複數個微透鏡係形成，使得該等配置於個 別光接收區段上方之該等微透鏡之該等圓周部分之至少一 郤分重疊或接觸相鄰微透鏡。在各像素單元内的該等微透 .· 豸之位置係、依據—序列而不同。在-固態影像捕捉裝置 - 中，使在各像素單元内的相鄰光接收區段之位置依據一序 Φ 列而不同，在各像素内配置於個別光接收區段上方之微透 鏡之位置係在一配置在各像素單元内的該等光接收區段之 位置之方向上依據一序列而不同。如此，入射於該等微透 鏡之各微透鏡上之光係入射在在對應光接收區段上的大致 相同位置(例如中心部分或中心)上。因此，可改良光接收 靈敏度及冗度陰影特性，並還可改良亮度陰影特性之均句 性。 藉由以複數個步驟來形成微透鏡，可考慮到該等光二極 Φ 各光一極體之位置、光接收靈敏度及亮度陰影特，分 j字i等微透鏡谷易地設定在最佳位置，同時維持微透鏡 之品質。 如上述，依據本發明，在一固態影像捕捉裝置中，使在 . 各像素單元内的相鄰光接收區段之位置依據一序列而不 同，在各像素中該等微透鏡之位置係在一在各像素内的該 等光接收區段之位置係依據—序列而不同之方向上依據一 f列而不同。如此’可改良各像素中的光接收靈敏度並還 可改良各像素中的亮度陰影特性。此外，影像光可入射在 121091.doc -17- 1359500 該等光接收區段之各光接收區段上的大致相同位置上。因 此，可在各像素單元中在依據一序列具有不同位置之像素 中使亮度陰影特性均勻。 【實施方式】 下文將參考附圖詳細說明依據本發明之固態影像捕捉裝 置之具體實施例1至5。 (具體實施例1) 圖1係顯示在依據本發明之具體實施例1之固態影像捕捉 裝置1 0内一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。圖 2係示意性顯示以圖i線Α_Α，切割之一部分之一縱向斷面 圖。 在圖1及圖2中，依據具體實施例丨之固態影像捕捉裝置 10包括：複數個光二極體1 i，其作為複數個光接收區段， 配置使得其在各像素單元内的位置係依據一序列而不同； 及微透鏡12，其係配置於該複數個光二極體丨丨上方，以便 對應於該複數個光二極體11 ^當在該等微透鏡12之中的該 等相鄰微透鏡12之一些或全部係相互靠近使得該等微透鏡 12之周邊部分重疊時，形成該等具有一其重疊透鏡部分已 筆直切除之透鏡形狀之微透鏡12，故該等微透鏡12係相 鄰，使得入射於該微透鏡12之各微透鏡上之影像光係聚焦 在對應光二極體11上的相同位置上。 一微透鏡12係在一橫向方向上配置於構成二像素之光二 極體11上方，以便對應於該等光二極體。在一平面圖内， 在一橫向方向上，此一微透鏡12包括兩個微透鏡12a及 121091.doc -18- 1359500 1 2b ’其分別對應於兩個相鄰光二極體丨丨。該等光二極體 Π之各光二極體之中心位置C 1經配置以致使匹配該等個別 兩個微透鏡12a及12b之各微透鏡之光軸C2。 例如，在一 CMOS影像感測器中，當複數個光二極體（此 處一光一極體）共用一輸出放大器時，相鄰光二極體可能 不均勻間隔地配置。在具體實施例1中，在一列方向（水平 方向）上的該等相鄰光二極體Η之各光二極體之位置在各

像素内不僅均勻而且不同，且在各兩像素式單元内的該等 光二極體11之位置係依據一序列而不同。 位於構成像素的該等個別光二極體丨丨上方之兩個微透鏡 12經形成以致使在該兩個相鄰光二極體丨丨靠近之位置處相 互重疊，使得該等微透鏡12係配置於該等光二極體丨丨之正 上方以便對應於該等光二極體Π。如此，微透鏡12係在一 方向（列方向）以均勻間隔配置於由兩個像素組成之各群 組’其中各像素單元内的光二板體U之位置係依據一序列

而不同（或微透鏡12之位置係在各兩像素式單元内依據一 序列而不同）。換言之，在各兩像素式單元内的兩個微透 鏡12之間的間隔不同於在兩像素式單元内的一由兩個微透 鏡12所組成之群組與在兩像素式單元内的由兩個微透鏡^ 所組成之另一群組之間的間隔 在兩像素式單元内的由兩 個微透鏡12所組成之群組與在兩像素式單元内的由兩個微 透鏡12所組成之另一群組之間的間隔比在兩像素式單元内 的兩個微透鏡12之間的間隔更遠離。 下文中 將說明依據具有上述結構之 具體實施例1之固 121091.doc 19 1359500 態影像捕捉裝置l 〇之特性。 首先，將參考圖2說明一情況，其中影像光係從一微透 鏡12正上方入射在一光接收區域之中心部分處。如圖2所 示，在固態景；> 像捕捉裝置1 〇内的一晶片之中心部分（光接 收區域之中心部分）内，從正上方入射在該等微透鏡12之 各微透鏡上之影像光係聚焦在該等光二極體丨丨之一對應者 之中心部分上。如上述，該光可藉由該等微透鏡丨2而聚焦

在光二極體11之中心部分上。因此，可獲得__具有一極佳 光接收靈敏度及亮度陰影特性之固態影像捕捉裝置ι〇 ^ 接者，將參考圖3說明一情況，其中影像光係相對於一 微透鏡12從一傾_方向入射在一光接收區域之周邊部分 處0 圖3係示意性顯示在圖1固能呈#屯，λ丄 U心'5V像捕捉裝置1 〇中相對於從 一傾斜方向入射在一晶g夕—田 月之一周邊（一光接收區域之邊緣 部分）之光之聚光特性的一縱向斷面圖。

在固態影像捕捉裝置10内的晶片周邊，當傾斜光係入射 在试透鏡12上時’在圖16所示傳統固態影像捕捉裝置 1 00A中，在一光二極體上之氺 光t '、、、位置在各像素中不同。 與之對比，在依據且魏杳& , 媒〆、體實施例1之固態影像捕捉裝置！ 〇 中’光可聚焦在該等光二極體】丨夕女丄 梭體11之各光二極體上 同位置（例如中心部分或中心 致相 ) 如圖3所不。因此，宾声 陰影特性在各像素内不同的問題儿-^ 會像傳統固態影像捕捉 裒置100A内那樣發生。如此’ . b 』獲付在一光接收區域之中 心部分與周邊部分處在每一僮参如 碘怎宁 *母像素内的相同亮度陰影特性。 121091.doc •20- 1359500 下文中，將參考圖4A及4B說明依據具體實施例丨之一種 用於製造固態影像捕捉裝置1〇之方法之一範例。 圖4A及圖B各係用於說明用於製造依據具體實施例R 固態影像捕捉裝置10之方法之一部分平面圖。 首先如圖4A所示，在一以；維形成複數個光二極體" 之基板上，藉由光微影術或類似等來提供透鏡材料，以便 對應於在各像素單元内依據一序列具有不同位置之該等二 光二極體11之一。在該等透鏡材料上執行一熱處理，使得 在每隔一光二極體11上形成具有一預定透鏡形狀（藉由切 割一球體或大致球體或類似物之一部分所獲得之形狀）的 一第一微透鏡12a與第二微透鏡12b，同時各微透鏡之間沒 有接觸。換言之，藉由粗線封閉之該等第一微透鏡12a與 該等第二微透鏡12b係在—列方向及一行方向上以一棋格 圖案而形成於每隔一光二極體丨丨上。 接著，如圖4B所示，藉由光微影術或類似等來提供透鏡 材料，以便對應於在各像素單元内依據一序列具有不同位 置之該等二光二極體丨丨之另一光二極體11(其上不形成該 等第一微透鏡12a及該等第二微透鏡12b的該等光二極體 11)。在该等透鏡材料上執行一熱處理，使得形成具有一 預定透鏡形狀（藉由切割一球體或大致球體或類似物之— 4刀所獲待之形狀）之第一微透鏡12a及第二微透鏡12b以 便重疊该等成對的個別先前形成第二微透鏡i2b及第一微 透鏡12a之一侧與該等對應第一微透鏡12&及第二微透鏡 12b。 121091.doc -21 - 1359500 傳統上，當微透鏡相互重疊並附著時，存在一些情況， 其中該等透鏡在其硬化之後會被相互拉開，從而造成該等 透鏡之表面變形，由於產生内部應力引起一裂縫或_不能 使用該等透鏡之狀態。如此，在具體實施例1中，形成並 硬化該等欲重疊微透鏡12之一，接著形成並硬化該等欲重 ©微透鏡12之另一者。因而，藉由以兩步驟來單獨形成該 等微透鏡12(第一微透鏡12a及第二微透鏡12b)，解決上述 問通。因此’即便該等微透鏡12之一相互重疊，可使該等 第 从透鏡12a與έ玄等微透鏡12b之位置以一任意方式相互 緊密地形成一對》如上述’可減小該等微透鏡丨2之間的位 置間隙並可以一任意方式設定該等位置。因此，例如，該 等微透鏡12可分別容易地配置於最佳位置，使得考慮到該 等光二極體11之各光二極體之位置、光接收靈敏度及陰影 特性’該等光二極體11之各光二極體之中心位置C1匹配該 等個別微透鏡12之各微透鏡之光軸C2。 (具體實施例2) 具體實施例2將說明一情況，其中在一平面圖内，依據 具體貫施例1之該等第一微透鏡2a及第二微透鏡2b係圓形 (或大致圓形或橢圓性），且其曲率係恆定。 圖5係顯示在依據本發明之具體實施例2之固態影像捕捉 裝置20内一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。圖 6係不意性顯示以圖5線Β·Β’切割之一部分之一縱向斷面 圖。 在依據圖5及6中具體實施例2之固態影像捕捉裝置2〇 121091.doc •22· 1359500 中’微透鏡22係配置於構成像素之光二極體21上方，以便 對應於該等光二極體21。在各像素單元内，該等光二極體 21之位置係依據一序列而不同。在一平面圖中，一光二極 體21之中心位置C1匹配一對應微透鏡22之光轴c2。在固 態影像捕捉裝置20内的一微透鏡22之曲率比依據具體實施

例1之固態影像捕捉裝置〗〇内的微透鏡曲率更恆定。該等 微透鏡22之形狀係圓形並在一平面圖内為一部分球體。在 一列方向（橫向方向）上的兩個相鄰像素經形成以致使相互 重豐。此處，在各像素單元内光二極體21之位置僅在一行 方向（縱向方向）上依據一序列而不同。 位於該等構成像素的個別光二極體21上彳之兩個微透鏡 22經形成以致使相互重疊，大數量之微透鏡在該兩個相鄰 光-極體21相互靠近之位置處，使得料微透鏡22係配置 於該等光二極體21之正上方以便對應於該等光二極體21。

匕外位於該等個別光二極體2 i上方之兩個微透鏡22經形 成以致使相互重疊，小數量之微透鏡位於該兩個相鄰光二 杈體21相互遠離之位置。如此，微透鏡⑵系配置於一其中 在各兩像素式單元内微透鏡22之該等位置係、依據一序列 (列方向）而不同之方向上。 因此’從正上方人射在該等微透鏡22之錢透鏡上之影 像光係聚焦在該等個別光二極體21之各光二極體之中心位 置C1(中心部分)上，如圖6所示。如此，可將光聚焦在节 等光二極體21之各光-榀鲈 由 〇Λ 谷九一極體之中心部分上。因此，可獲得 -具有-極佳光接收靈敏度及亮度陰影特性之固態影像： 12109l.doc -23- 1359500 捉裝置20。當傾斜光係入射在該等微透似之各微透鏡上 時’可在一晶片之中心部分處將光聚焦在該等光二極體U 之各光二極體之大致相同位置（例如中心部分或中心）上， 如依據圖3所示具體實施例1之固態影像捕捉裝置10之情 況。因此，可在每-像素内獲得相同亮度陰影特性。 二外’-微透鏡22之曲率係值定。如此，可將影像光聚 焦在一點。因此，可推_丰；μ· ώ , 進ν改良光接收靈敏度。此外，此 處微透鏡22之圓周部分在所有四個方向（二縱向方向與二 橫向方向）上相互重疊，因而可抑制間隙存在。因此，可 進一步改良光接收靈敏度。 2中，將參考圖W7B詳細說明一種用於製造依據 ，、體實施例2之固態影像捕捉裝置2〇之方法之一範例。 圖7A及圖7B各係用於說明用於在用於製造依 施例2之固態影像捕捉裝置2〇之方法中一步驟之一部分平 面圖。 二^:^所示’在—以—矩陣形成複數個光二極體 便對二於2藉由光微影術或類似等來提供透鏡材料，以 :應於在各像素單元内其位置依據一序列而不同之該等 體21之—。在該等透鏡材料上執行-教處理，使 付具有一透鏡形狀之該等第一微 * 鏡22b係形成於每隔 ：::等第二微透 有任何接觸。換言之，纟各微透鏡之間沒 (切割一域辦、 ’面圖内具有一部分球體形狀 及^等第之一部分所獲得之形狀）之該等第-微透鏡22a 錢鏡2域在—时向及—行方向上以-棋 121091.doc •24· 1359500 格圖案形成於每隔一光二極體21上。 接著，如圖7B所示，藉由光微影術或類似等來提供透鏡 材料，以便對應於在各像素單元内依據一序列具有不同位 置之該等二光二極體21之另一光二極體11。在該等透鏡材 料上執行一熱處理，使得各具有一透鏡形狀位於每隔一光 一極體21上之第一微透鏡22a與第二微透鏡22b係形成使得 其不相互附著。換言之，在一平面圖内具有一部分球體形 狀（藉由切割一球體之一部分所獲得之形狀）之該等第一微 透鏡22a及該等第二微透鏡22b係形成於該等其上仍未形成 該等第一微透鏡22a及該等第二微透鏡22b的光二極體21 上，以便重疊該等個別先前形成第二微透鏡22b及第二微 透鏡22a之該等微透鏡。 傳統上，如上述，當微透鏡相互附著時，存在一些情 況’其中該等透鏡在其硬化之後會被相互拉開，從而造成 該等透鏡之表面變形，由於内部應力產生引起一裂縫或一 不能使用該等透鏡之狀態。如此，在具體實施例2中，形 成並硬化該等欲重疊微透鏡22之一，接著形成並硬化該等 欲重疊微透鏡22之另一者。因而，藉由以兩步驟來單獨形 成該等微透鏡22(第一微透鏡22a及第二微透鏡22b)，解決 上述問題。因此，藉由提供較大重疊部分與較小重疊部 分，可以一任意方式設定該等第一微透鏡22a及該等第二 微透鏡22b之位置。如上述，該等微透鏡22之位置可採用 一任意方式來設定。因此，例如，考慮到該等光二極體2 i 之各光二極體之位置、光接收靈敏度及陰影特性，該等微 121091.doc •25- 1359500 透鏡22可分別容易地配置於最佳位置，使得該等光二極體 21之各光二極體之中心位置C1匹配該等個別微透鏡22之各 微透鏡之光轴C2。 一般而言，從一微透鏡入射在—CCD感測器或(：河〇5感 測器上之影像光之入射角從一晶片之中心部分（一光接收 區域之中心部分）向一周邊位置增加。因而，在該<:(:0感 測器或CMOS感測器中，為了改良亮度陰影特性，使用一

方法來從一晶片之中心位置（一光接收區域之中心位置）向 該晶片之一周邊位置偏移光二極體與個別微透鏡之間的相 對位置。當然，甚至在依據具體實施例丨之固態影像捕捉 裝置10與依據具體實施例2之固態影像捕捉裝置2〇中，可 從a曰片之中〜位置（一光接收區域之中心部分）向該晶片 之一周邊位置依序偏移該等光二極體與該等個別微透鏡之 間的相對位置，同時在各像素單元内該等微透鏡之位置係 依據一序列而不同。

此外具體實施例1與纟體實施例2已說明固態影像捕捉 裝置10與固態影像捕捉裝置20,各具有一藉由對應於一光 二極體形成-微透鏡來將影像光聚焦於該光二極體之中心 部分上之結構(使該等光二極體21之各光二極體之中心位 置C1匹配該等個別微透鏡22之各微透鏡之光軸位置C2之結 構）。該些結構用於將光聚焦在該等光二極體之各光二極 體之中心部分上。炔而 .. …、而’在先二極體與個別微透鏡之間的 相對位置並不始終匹配，尤其在一晶片之一周邊部分處。 事實上’卩需將光聚焦在該等光二極體之各光二極體上的 12109I.doc •26- 1359500 相同位置上，且其不一定必須聚焦在該等光二極體之各光 二極體之中心部分上。而且關於一微透鏡之曲率，當其曲 率盡可能恆定時，會改良光接收靈敏度。然而，一微透鏡 之曲率不必恆定。 此外，具體實施例1與具體實施例2已說明採用二步驟來 單獨形成微透鏡之情況，但本發明不偈限於此。可採用— 步驟來形成微透鏡，使得一微透鏡之一圓周部分之至少—

部分接觸一相鄰微透鏡且在各像素單元内的微透鏡位置係 依據 序列而不同。

此外’具體實施例1與具體實施例2已說明在各兩像素式 單元内的該等微透鏡位置係依據一序列而不同之情況。然 而，本發明並不侷限於此。本發明可應用於一在各N像素 式單元（N係大於或等於2之一整數）内的該等微透鏡位置係 依據一序列而不同之情況。在此情況下，可採用至少 驟形成微透鏡’使得相鄰微透鏡相互重疊。此外，可採用 一步驟來形成微透鏡，使得一微透鏡之一圓周部分之至少 一部分接觸一相鄰微透鏡且在各像素單元内的該等微透鏡 位置係依據一序列而不同。 此外，具體實施例1與具體實施例2已說明在各像素單元 内的該等微透鏡位置係僅在一列方向（水平方向）上依據一 序列而不同之情況。然而，本發明並不侷限於此。在各像 素單元内的該等微透鏡位置只需在一各像素單元内的個別 光一極體之位置係依據一序列而不同之方向上依據一序列 而不同。該等微透鏡之位置可僅在一行方向（垂直方向）上 121091.doc -27· 在各像素單元内依據一序列而不同。或者，在各像素單元 内的該等微透鏡之位置可同時在一列方向（水平方向）及一 行方向（垂直方向）上依據一序列而不同。 (具體實施例3 ) 具體實施例1及2已說明光二極體11或21以二像素分組之 情況’且在各兩像素式單元内的該等光二極體^或2丨之位 置係僅在一列方向（水平方向）上依據一序列而不同。具體 實施例3將說明一情況，其中光二極體係以四像素而分 組，且在各四像素式單元内該等光二極體之位置係同時在 —列方向（水平方向）與一行方向（垂直方向）上依據一序列 而不同。 圖8係顯示在依據本發明之具體實施例3之固態影像捕捉 裝置3 0内一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。 在圖8中依據具體實施例3之固態影像捕捉裝置3〇中 一 微透鏡32係在一橫向方向與一縱向方向上提供於構成四個 像素之四個光二極體3丨上方，以便對應於該四個光二極體 31 °在一平面圖内’此一微透鏡32包括分別對應於該四個 光二極體31之四個微透鏡323至32(1。該等光二極體31之各 光一極體之中心位置C1在一晶片之中心部分處匹配該等個 別微透鏡32a至32d之各微透鏡之光軸位置C2，且中心位置 C 1與光軸位置C2向該晶片之一周邊部分偏移，使得光聚 焦在該等光二極體31之各光二極體之一預定位置上。 例如’在一 CM〇s影像感測器中，當複數個光二極體共 用一輸出放大器時’相鄰光二極體之該等位置並不均勻間 121091.doc 1359500

隔而配置。在具體實施例3中，A — j T在一列方向（水平方向）與一 行方向（垂直方向）上的該等相鄰 州7t —極體31之各光二極體 之位置在各像素内不同。在各兩 _ 合兩像素式早兀内的光二極體 3 1之位置係在一列方向及一 ^ 久仃方向上依據一序列而不同。 〇亥等光一極體31係在各四傻音+ 像素式早兀内依據一序列而定 位〇 . 換言之’位於該等構成四個像素的個別光二極體31上方 <四個微透鏡仏至咖經結構化以致使重疊該等個別微透 :32a至32d’其相同數量處於該四個相鄰光二極體”相互 *近之位置’使付該等微透鏡32係形成於該等光二極體η 上方。如此，四個微透鏡係配置於一四像素式單元内，同 時四個微透鏡之二者係在兩像素式單元内在一列方向上配 置而其他二者係在兩像素式單元内在_行方向上配置。 因此從正上方入射於該等微透鏡32之各微透鏡上之影 像光在-晶片之中心部分處聚焦在該等個別光二極體以 • 纟光二極體上。如此’由於可將光聚焦在該等光二極體31 之各光二極體之中心部分上，故可獲得具有一極佳光接收 靈敏度及売度陰影特性之一固態影像捕捉裝置3〇。此外， 即便傾斜光在晶片之一周邊部分處入射在一微透鏡32 * 上，該光仍可藉由該等微透鏡32之各微透鏡而聚焦在該等 個別光一極體3 1之各光二極體上的大致相同位置上（在該 等微透鏡32與該等個別光二極體3 κ間的相對位置係取決 於該等微透鏡32與該等個別光二極體31是否位於該晶片之 中〜部分或周邊部分處而偏移），因而可在每一像素内獲 I21091.doc -29- 得相同亮度陰影特性。 下文中，將參考圖9詳細說明一種用於製造依據具體實 施例3之固態影像捕捉裝置30之方法之一範例。 圖9係用於說明用於製造依據具體實施例3之固態影像捕 捉裝置30之方法之一部分平面圖。 如圖9所示，在一四像素式單元中的光二極體31之中， 一第一微透鏡32a係形成於一左上光二極體31上方，一第 二微透鏡32b係形成於一右上光二極體31上方，一第三微 透鏡32a係形成於一左下光二極體31上方，而一第四微透 鏡32cH系开> 成於一右下光二極體31上方。其係以四步驟依 序形成’以便以其相同數量重疊該等個別微透鏡32&至32d 之部分。 如上述，藉由以四步驟形成該等微透鏡32&至32(1，可依 據該等個別光二極體3 1以一任意方式設定第一微透鏡 32a、第二微透鏡32b、第三微透鏡32c及第四微透鏡32d之 該等位置。如上述’由於可採用一任意方式設定該等微透 鏡32(微透鏡32a至32d)之位置，故可（例如）考慮到該等光 二極體之各光二極體之位置、光接收靈敏度及陰影特性， 分別將該等微透鏡32(該等微透鏡32a至32d)輕鬆配置於最 佳位置’使得該等光二極體3 1之各光二極體之中心位置c 1 匹配該等個別微透鏡32a至32d之各微透鏡之光軸C2。 (具體實施例4) 具體實施例3將說明一情況，其中光二極體係在四像素 内分組，且在各四像素式單元内的該等光二極體之位置係 121091.doc •30- 同時在一列方向（水平方向）與一行方向（垂直方向）上依據 一序列而不同’且微透鏡32(微透鏡32a至32d)經配置以致 使分別對應於該四個光二極體。具體實施例4將說明一情 況’其中光二極體係在四像素内分組，在各四像素式單元 内的該等光二極體之位置係同時在一列方向（水平方向）及 一行方向（垂直方向）上依據一序列而不同，且微透鏡 42A(微透鏡32Aa及42Ab)與微透鏡42B(微透鏡32Ba及 42Bb)係供以便在一橫向方向或一縱向方向上分別對應 於各兩個相鄰光二極體群組。 圖1〇係顯示在依據本發明之具體實施例4之固態影像捕 捉裝置4 0内一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。 在依據圖10中具體實施例4之固態影像捕捉裝置4〇中， 在一橫向方向及一縱向方向上構成四個像素之四個光二極 體41之中，一微透鏡42 A係在一縱向方向上配置於兩個相 鄰光二極體41上方，以便對應於該兩個相鄰光二極體41， 且在其下，一微透鏡42B係在該橫向方向上配置於兩個相 鄰光二極體41上方，以便對應於該兩個相鄰光二極體41。 該等微透鏡42A及42B分別包括兩個微透鏡42八8及42八1?與 兩個微透鏡42Ba及42Bb，其在一平面圖内分別對應於在;; 橫向方向上配置的二光二極體41。該等光二極體及該等個 別微透鏡係配置於（例如）將光聚焦在該等光二極體41之各 光二極體之相同位置（例如中心部分）上的最佳位置處，使 得該等光二極體41之各光二極體之中心位置C1匹配該等個 別微透鏡42Aa、42Ab、42Ba及42Bb之各微透鏡之光軸位 121091.doc -31 · 1359500 *· 置 C2。 當製造具有上述結構之固態影像捕捉裝置40時，以兩個 步驟依序形成第一微透鏡42 Aa與第四微透鏡42Bb以及第 三微透鏡42Ba與第二微透鏡42Ab，使得第二微透鏡42Ab • 重疊第一微透鏡42Aa，而第三微透鏡42Ba重疊第四微透鏡 .- 42Bb，如圖10所示。 . 在此情況下，儘管該等微透鏡42(第一微透鏡42Aa至第 四微透鏡42Bb)之位置相對於該等光二極體41之各光二極 ® 體之位置在一行方向上略微偏移’但可將形成該等微透鏡 42(第一微透鏡42Aa至第四微透鏡42Bb)之步驟數目減小至 兩個步驟。 (具體實施例5) 具體實施例5將說明一情況，其中在一平面圖内，依據 具體實施例3之該等微透鏡32a至32d係圓形（或大致圓形或 橢圓性），且其曲率係恆定。 _ 圖11係顯示在依據本發明之具體實施例5之固態影像捕 捉裝置50内一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。 在依據圖11中具體實施例5之固態影像捕捉裝置5〇中， • 微透鏡52係在在一四像素式單元内配置於構成像素之四個 - 光二極體51上方，以便對應於該四個光二極體51。在各四 像素式單元内的該等微透鏡5丨之位置係依據一序列而不 同。例如，該等光二極體51之各光二極體之中心位置以匹 配該等個別微透鏡523至52(1之各微透鏡之光軸位置^，使 '寻在平面圖内，影像光係聚焦在該等光二極體51之各光 12109l.doc -32- 1359500 二極體上的一預定位置（例如中心部分）上。在依據具體實 施例5之固㈣像捕捉裝置3〇内的微透鏡m至似之曲率 比依據具體實施例3之固態影像捕捉裝置洲的微透鏡曲 率更J·亙疋在平面圖内，該等微透鏡52a至52d之形狀係 圓形並係-部 >球體（藉由切割—球體或大致球體之一部 刀所獲得之形狀，此處一側具有一透鏡球體，但替代性地 兩側均可具有-透鏡球體）。在一列方向（橫肖方向）及一行 方向（縱向方向）上的相鄰微透鏡經形成以致使相互重疊。 此處，在各像素單元内的光二極體51之位置係在列方向 (橫向方向）及行方向（縱向方向）上依據一序列而不同。 位於該等構成像素的個別光二極體5 1上方之四微透鏡 52a至52d經形成以致使相互重疊，大數量之微透鏡在該四 個相鄰光二極體51相互靠近之位置處，使得該等微透鏡 52(微透鏡52a至52d)係配置於該等光二極體51上方以便對 應於該等光二極體5 1。此外，位於該等個別光二極體57上 方之四個微透鏡52a至52d經形成以致使相互重疊，其在一 橫向方向及一縱向方向上的一較小數量位於該四個相鄰光 二極體51相互遠離之位置處。如此，在一四像素式單元内 的四個微透鏡52a至52d係依據一序列而配置’四個微透鏡 之二者係在兩像素式單元内在一列方向上配置而其他二者 係在兩像素式單元内在一行方向上配置。 因此，從正上方入射在該等微透鏡52a至52d之各微透鏡 上之影像光係聚焦在該等個別光二極體5丨之各光二極體之 中心部分上。如此，可將光聚焦在該等光二極體51之各光 121091.doc •33- =極體之中心、部分上。因此’可獲得-具有-極佳光接收 靈敏度及亮度陰影特性之固態影像捕捉裝置50。當傾斜光 係入射在該等個別微透鏡523至52d夂 、， 谷微透鏡上時，可將 光聚焦在該等光二極體51之各光-搞舻 亢一極體上的大致相同位置 (例如中心部分）上。因此，可在每一 像素内獲仔相同亮度 陰影特性。 此外，在-平面圖内具有一圓形形狀之微透鏡仏至52d 之曲率係怪定。如此，可將影像光聚焦在—點。因此，可 改良光接收靈敏度。此外，此處微透鏡52a至52d之圓周部 分在所有四個方向（縱向（行）方向與橫向（列）方向）上相互重 疊。如此，一間隙之大小較小。因此，還在此情況下，可 進一步改良光接收靈敏度。 下文中，將參考圖12來說明一種用於製造依據具體實施 例5該固態影像捕捉裝置5 〇之方法之一範例。 如圖12所示，各具有一部分球體形狀之第一微透鏡 52a、第二微透鏡52b、第三微透鏡52c及第四微透鏡52d係 以四步驟依序形成於該等個別光二極體5丨上，以便相互重 疊。 依此方式，藉由以四個步驟單獨形成該等微透鏡52a至 52d並提供相同數量的重疊部分（或較大重疊部分與較小重 疊部分）’可採用一任意方式設定第一微透鏡52a、第二微 透鏡52b、第三微透鏡52c及第四微透鏡52d之該等位置。 如上述，該等微透鏡52a至52d之位置可採用一任意方式來 加以設定。因此，考慮到該等光二極體51之各光二極體之 121091.doc •34- 1359500 位置' 光接收敏感性及陰影特性’可分別將該等微透鏡 52a至52d容易地配置於最佳位置。 如上述，依據具體實施例1至5,配置於個別光二極體上 方之微透鏡係形成使得該等微透鏡之周邊部分重疊其個別 相鄰微透鏡，且在各像素單位内的該等微透鏡之位置係依 據一序列而不同。入射在該等微透鏡之各微透鏡上之影像 光係入射在該等個別光二極體之各光二極體上的大致相同 位置（例如中心部分）上。如此，在具有各像素單元内光二 極體位置依據一序列而不同之一固態影像捕捉裝置中，可 改良光接收靈敏度及亮度陰影特性。 在具體實施例5中，該四個微透鏡52&至52d經結構化以 致使相互重疊。然而，第一微透鏡52a與第四微透鏡52d以 及第一微透鏡52b與第二微透鏡52c係分別形成以便不相互 重疊，如圖13所示。在此情況下，第一微透鏡52a與第四 微透鏡52d以及第二微透鏡52b與第三微透鏡52c係採用二 步驟依序形成。在此情況下，儘管相對於該等個別光二極 體51之各光二極體之位置該四個微透鏡52a至52d之各微透 鏡之位置在一行方向上略微偏移，但可將形成該等微透鏡 之步驟數目減小至兩個步驟。 一般而言，從一微透鏡入射在一 CCD感測器或CMOS感 測器上之影像光之入射角從一晶片之中心位置（一光接收 區域之中心部分）向一周邊位置增加。因而，在該CCD感 測器或CMOS感測器中’為了改良亮度陰影特性，使用一 方法來將光二極體與個別微透鏡之間的相對位置從一晶片 12109i.doc -35- 1359500 之中心位置（一光接收區域之中心位置）向該晶片之一周邊 位置偏移。當然，甚至在依據具體實施例3之固態影像捕 捉裝置30、依據具體實施例4之固態影像捕捉裝置4〇及依 據具體實施例5之固態影像捕捉裝置5〇中，可將該等光二 極體與該等個別微透鏡之間的相對位置從一晶片之中心位 置（一光接收區域之中心部分）向該晶片之一周邊位置依序 偏移，同時在各像素單元内的該等微透鏡位置係依據一序 列而不同。

此外，具體實施例3至5已說明固態影像捕捉裝置3〇、固 態影像捕捉裝置40及固態影像捕捉裝置5〇，各具有一藉由 形成-微透鏡以便對應&一光二極體將影像光聚焦於^光 冬體之中分上之結構（使該等光二極體之各光二極 體之中〜位置C i匹配該等個別微透鏡之各微透鏡之光轴位 置C2之結構）。該些結構係用於將光聚焦在該等光二極體 之各光一極體之一預定位置（中心部分）上。然而，在該等

光二極體與該等個別微透鏡之間的相對位置並不始2匹 1尤其在-日日日片之_周邊部分處。事實上，s需將光聚 …、該等光一極體之各光二極體上的相同位置（靠近中心 邛刀之位置)上，故其不一定必須聚焦在該等光二極體之 各光二極體之中心部分上。而且關於一微透鏡之曲率，舍 盡可能怪定時改良光接收靈敏度。然而，一微透二 之曲率不必丨亙定。 此外’具體實施例3至5已嘮明以-半I® μ 已說步驟或四步驟形成微 透鏡之情況'然而，本發明並不倡限於此。可採用一步驟 121091.doc -36 - 形成微透鏡，使得一微透鏡之一圓周部分之至少一部分接 觸一相鄰微透鏡且在各像素單元内的微透鏡位置係依據_ 序列而不同。 此外，具體實施例3至5已說明在各四像素式單元内該等 微透鏡位置係依據一序列而不同，在兩像素式單元内四個 微透鏡之兩個微透鏡在一列方向上配置且在兩像素式單元 内其他兩個微透鏡在一行方向上配置之情況。然而，本發 明可應用於一即便該等微透鏡之位置係在各K像素式單元 (K=I xj)内依據一序列而不同’ I個像素（I係大於或等於2之 一整數）在一列方向上而J個像素（J係大於或等於2之一整 數）在一行方向上之情況《在此情況下，可採用I步驟、^步 驟或K步驟形成微透鏡，使得相鄰微透鏡相互重疊。此 外’可採用一步驟形成微透鏡，使得一微透鏡之一圓周部 分之至少一部分接觸其一相鄰微透鏡且在各像素單元内該 等微透鏡位置係依據一序列而不同。 此外，具體實施例1至5已說明其中當在該等微透鏡之中 該等相鄰微透鏡之一些或全部係相互靠近，使得該等個別 微透鏡之周邊部分重疊，具有一其該等重疊透鏡部分已切 除之透鏡形狀之微透鏡經配置以致使相互相鄰，使得入射 在該等微透鏡之各微透鏡上之光係聚焦在對應光二極體上 的相同位置（中心部分）上之情況。實際上’將光聚焦在該 等光一極體之各光二極體上的相同位置（令心部分）上係較 理心然而存在該等微透鏡之各微透鏡由於製程限制而 無法形成於該等個另j力二極體之各光二極體上的相同位置 •3*7· I2I091.doc 1359500 正上方之情況。如此’聚光範園包括在該等光二極體之各 光二極體上的相同位置及其附近位置》換言之，在其上聚 焦光之一光二極體上的位置包括在該光二極體上的—預定 位置範圍，其在各像素内顯示相同亮度特性且在各像素内 不顯示一不同亮度陰影特性。在任何情況下，該等相鄰微 透鏡之一些或全部係相互靠近且該等個別微透鏡之周邊部 分重疊使得入射在該等微透鏡之各微透鏡上之光不會從對

應光二極體上溢出並將其僅聚焦在對應光二極體上。 此外，具體實施例m已說明其中依據本發明之固態影 像捕捉裝置係應用於一CM0S影像感測器’且一輸出放大 器係由-預定數目光二極體共用之情況。然而，本發明並 不揭限於此。依據本發明之固態影像捕捉裝置可應用於一 CCD影像感測器。 腹I她例1至5未曾作具體 队7|、 «，「TV «a w 处，將說明 一電子資訊裝置’其具有使用依據具體實施例⑴之固離 影像捕捉裝置1Q线之任-者用於其-影像捕捉區㈣ (:如)一數位相機(例如數位攝像機 '數位靜態相機)、一 衫像輸入相機及—影傻 輪入裝置（例如掃描機、傳真機及 配備相機之蜂巢式f w ^ ^ ^ , 電話裝置）。依據本發明之電子資訊裝 直巴枯至少以下一去· . 5己憶區段（例如，記錄媒體），其 ’、；在影像資料上執行一箱…•站占 料記錄藉由使用依據^ 核理用於記錄之後資 捕捉裝置1()至5()之任—^明之具體實施例1至5之固態影像 品質影像資像捕捉區段所獲得之一高 ‘不冓件（例如’液晶顯示裝置），其係用 121091.doc -38- 1359500 於在影像資料上執行一預定信號處理用於顯示之後在—顯 示榮幕（例如’液晶顯示螢幕）上顯示此影像資料；通信構 件（例如，傳輸及接收裝置），其係用於在影像資料上執行 一預定信號處理用於通信之後傳達此影像資料；及影像輪 出構件’其係用於列印（打出）及輸出（印出）此影像資料。 如上述，本發明係藉由使用其較佳具體實施例1至5來做 不範。然而，本發明不應僅基於上述具體實施例丨至5來闡 釋。應明白，應僅基於申請專利範圍來闡釋本發明之範 嘴。還應明白’習知此項技術者可基於本發明之說明以及 來自本發明之詳細較佳具體實施例丨至5之說明之常識來實 施等效技術料。料，應明白，在本規格書中所引用之 任何專利、任何專利申請案及任何參考文獻應以引用形式 併入本規格書，方式上如同在本文中明確說明該等内容。 產業適用性 依據本發明’在以下領域中：一種固態影像捕捉裝置， 中在各像素單χ内的相鄰光電轉換區段位置係依據一序 列而不同’且來自—物件之影像光係在該等光電轉換區段 之各區段處加以光電轉換，接著加以影像捕捉；一種用於 製造該固態影像捕捉萝¥ 执瑕置之方法，及一種使用該固態影像 捕捉裝置作為一影傻赵^人驶班也 : 像輸入裝置用於其一影像捕捉區段之電 子資訊裝置（例如數位相機（數位攝像機、數位靜態相機或 類似等）、影像輸入相機、 恢你描機、傳真機、配備相機及 類似物之行動雷每# $、 . ° )’在各像素單元内該等微透鏡位 置係在一該等光二極體 4置係不同之方向上依據一序列而 I2I091.doc •39· 1359500 不同。因此，可在各像素内改良靈敏度，並還可改良亮度 陰影特性。因此’可在該等光二極體之各光二極體上使光 入射在大致相同位置上。因此，可在各像素單元内具有其 #置依據—序列而不同之像素上使亮度陰影特性均勻。藉 由以複數個步驟來形成微透鏡，可考慮到該等光二極體之 • I光二極體之位置、光接收靈敏度及亮度陰影特性，將該 . $微透鏡容易地設定在最佳位置。此外，使㈣微透鏡之 % K周部分之至少一部分接觸其相鄰微透鏡並使在各像素内 該等微透鏡之位置依據一序列而不同，可減小形成該等微 透鏡之數目。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示在依據本發明之具體實施例丨之固態影像捕捉 裝置内一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。 圖2係示意性顯示以圖J中線Α Α，切割之一部分之一縱向 斷面圖。 • 圖3係示意性顯示在圖1固態影像捕捉裝置中相對於從一 傾斜方向入射在一晶片之一周邊處之光之聚光特性的一縱 向斷面圖。 圖4Α係用於說明在—種用於製造依據具體實施例1之固 ^ 態、影像捕捉裝置之方法中-製造步驟⑴之-部分平面圖。 圖4Β係用於說明在—種用於製造依據具體實施例^之固 態影像捕捉裝置之方法中一製造步驟（2)之一部分平面圖。 圖5係顯示在依據本發明之具體實施例2之固態影像捕捉 裝置中一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。 12109I.doc 圖6係示思性顯示以圖5線B_B，切割之一部分之一縱向斷 面圖。 圖7A係用於說明在一種用於製造依據具體實施例2之固 惑衫像捕捉裝置之方法中一製造步驟（丨）之一部分平面圖。 圖7B係用於說明在一種用於製造依據具體實施例2之固 態衫像捕捉裝置之方法中一製造步驟（2)之一部分平面圖。 圖8係顯示在依據本發明之具體實施例3之固態影像捕捉 裝置之一範例性基本結構之一平面圖。 圖9係用於說明在一種用於製造依據具體實施例3之固態 影像據捉裝置之方法中製造步驟之一部分平面圖。 圖10係顯示在依據本發明之具體實施例4之固態影像捕 捉裝置之一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。 圖11係顯不在依據本發明之具體實施例5之固態影像捕 捉裝置中一像素區段之一範例性基本結構之一平面圖。 圖12係用於說明在一種用於製造依據具體實施例5之固 態衫像捕捉裝置之方法中製造步驟之一部分平面圖。 圖13係用於說明在一種用於製造依據具體實施例5之固 態影像捕捉裝置之方法中另一製造步驟之一部分平面圖。 圖14係不意性顯示在—傳統固態影像捕捉裝置中一像素 區#又之一範例性基本結構之一縱向斷面圖。 圖15係不思性顯示在另一傳統固態影像捕捉裝置中一像 素區段之一範例性基本結構之一縱向斷面圖。 圖16係示意性顯示相對於從一傾斜方向入射之光，圖15 固態影像捕捉裝置之聚光特性之一縱向斷面圖。 12109i.doc •41 · 义圖17係不思性顯示在參考文件1所揭示之另-傳統固態 〜像捕捉裝置中—像素區段之-範例性基本結構之-縱向 斷面圖。 【主要元件符號說明】 1〇、20 ' 30 ' 40、50、50A固態影像捕捉裴置 11、 21、31、41、51 光二極體 12、 22、32、42A、42B、微透鏡 52

12a、22a、32a、42Aa、52a 第一微透鏡 12b、22b、32b、42Ab、第二微透鏡 52b 32c、42Ba、52c 第三微透鏡 32d、42Bb、52d 第四微透鏡

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Claims (1)

1359500 … 第096117428號專利申請案 I如日…口攸J 中文申請專利範圍替換本(100年7月）卜#7取?曰修正本 十、申請專利範圍： 1 · 一種固態影像捕捉裝置，其包含： 複數個光接收區段，其經配置以致使其在各像素單元 内的位置係依據一序列而不同；以及 微透鏡，其係配置於該複數個光接收區段上方，以便 對應於該複數個光接收區段； 其中 Φ ㈣等微透鏡之中的—些或全部相鄰微透鏡係相互靠 近以致使其個別周邊部分重疊，且該等微透鏡經形成為 具有一其重疊部分已切除之透鏡形狀，故該等微透鏡係 相互相鄰以致使入射在該等微透鏡之各微透鏡上之光係 聚焦在—對應光接收區段上的相同位置上；且 其中該等微透鏡之位置係依.據該等個別光接收區段之 間的間隙而不同。 2·如請求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰微透鏡 _ 丄开/成以致使該荨微透鏡之周邊部分之至少一部分重疊 其相鄰微透鏡。 3. 如咕求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰微透鏡 纹形成，以致使具有一其該等重疊透鏡部分已切除之透 鏡形狀之該等相鄰微透鏡經配置以致使相互接觸。 4. 如明求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰微透鏡 ’”巫形成’以致使具有一其該等重疊透鏡部分已切除之透 鏡形狀之該等相鄰微透鏡經配置以致使相互遠離一預定 間隙。 121091-1000729.doc 月求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 及該等微透鏡經配置以致使在各兩像素式單元内的該等 光接收區段與該等微透鏡之位置係依據__序列而不同。 如喷求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 =該等微透鏡經配置以致使在各N像素式單元（N係大於 或等於3之一整數）内的該等光接收區段與該等微透鏡之 位置係依據一序列而不同。 7·如請求項！之固態影像捕捉裝置’其中該等光接收區段 與該等微透鏡係配置成一矩陣，且在各四像素式單元内 的亥等光接收區#又及該等微透鏡之位置係依據一序列而 不同，其中四個光接收區段之二者與四個微透鏡之對應 二者係在一列方向上配置，而該等其他二光接收區段與 微透鏡係在一行方向上配置。 8·如請求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 與该等微透鏡係配置成一矩陣’且在各K像素式單元 (K=lxj)内的該等光接收區段與該等微透鏡之位置係依據 一序列而不同’ I個像素（I係大於或等於2之一整數）在一 列方向上’而J個像素（J係大於或等於2之一整數）在一行 方向上。 9.如請求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 及該等微透鏡經配置以致使在各兩像素式單元内的該等 光接收區段與該等微透鏡之位置係依據一序列而不同， 且兩個微透鏡係配置於在各兩像素式單元内的兩個相鄰 光接收區段上方，以便對應於該兩個相鄰光接收區段， 121091-1000729.doc 1359500 且该兩個微透鏡重疊或相互接觸。 10. 依據請求項！或9之固態景Η象捕捉裝置，其中該等光接收 區段及該等微透鏡係配置成一矩Ρ車，且S各兩像素式單 元内的該等相鄰微透鏡之位置係在—列方向及—行方向 之一者上依據一序列而不同。 11. 如請求们之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 及該等微透鏡經配置以致使在各Ν像素式單元（Ν係大於 或等於3之-整數）内的該#光接收區段及該等微透鏡之 位置係依據一序列而不同，且在像素式單元係大 於或等於3之一整數）内的Ν個微透鏡係配置於ν個相鄰光 接收區#又上方，以便對應於該等Ν個相鄰光接收區段， 且該Ν個微透鏡重疊或相互接觸。 12_如請求項丨或丨丨之固態影像捕捉裝置’其中該等光接收 區段及該等微透鏡係配置成一矩陣，且在各Ν像素式單 元（Ν係大於或等於3之一整數）内的該等相鄰微透鏡之位 置係在一列方向及一行方向之一者上依據一序列而不 同。 13.如請求項丨之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 及該等透鏡係配置成一矩$ m四像素式單元内的 該等微透鏡之位置係依據-序列而*同，四個光接收區 段之二者與四個微透鏡之對應二者係在一列方向上配 置，而該等其他二光接收區段及微透鏡係在—行方向上 配置，且該四個微透鏡係配置於在各四像素式單元内的 四個相鄰光接收區段上方，以便對應於該四個相鄰光接 121091-1000729.doc 1359500 收區段，且該四個微透鏡重疊或相互接觸。 μ.如請求項丨之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 及该等微透鏡係配置成一矩陣，且在各尺像素式單元 (Κ IXJ)内的該等微透鏡之位置係依據一序列而不同，其 中I個像素（I係大於或等於2之一整數）係在一列方向上而J 個像素（J係大於或等於2之一整數）係在一行方向上，且 該等微透鏡係配置於在各K像素式單元内的相鄰光接收 區段上方，以便對應於該等相鄰光接收區段，且該等微 透鏡重疊或相互接觸。 15. 如請求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等微透鏡之一 形狀係在一平面圖内以一圓形、一大致圓形或一橢圓形 而形成，且其一曲率設定為恆定。 16. 如請求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等微透鏡之周 邊部分係形成為在兩個方向（二橫向方向或二縱向方向） 或四個方向（二橫向方向及二縱向方向）上重疊或接觸其 相鄰微透鏡。 17·如請求項16之固態影像捕捉裝置，其中位於該等個別光 接收區^又上方之该專微透鏡經形成以致使處於相鄰光接 收區段較靠近之位置之微透鏡係相互重疊量大，且位於 該等個別光接收區段上方之該等微透鏡經形成以致使處 於相鄰光接收區段較遠離之位置之微透鏡係相互重疊量 小 〇 18·如請求項丨之固態影像捕捉裝置，其中在各像素單元内 的該等微透鏡之位置係依據一序列而不同，且在該等光 I21091-1000729.doc 1359500 接收區段與該等個別微透鏡之間的該等相對位置從一晶 ^中心向該晶片之-周邊而偏移，以致使光係聚焦： 該等光接收區段之各光接收區段上。 如明求項丨、17及18中任一項之固態影像捕捉裝置其 :在該等光接收區段上光所聚焦的位置係在該光接收區 段上的一預定位置範圍，其在各像素内顯示相同亮度特 性。 2〇.如吻求項1、17及丨8中任一項之固態影像捕捉裝置，其 中在該等光接收區段上光所聚焦的位置係在該等光接收 區段的相同位置。 如求項19之固態影像捕捉裝置，其中在該等光接收區 k上光所聚焦的位置係在該等光接收區段的相同位置。 2.如叫求項1、17及18中任一項之固態影像捕捉裝置其 中在該等光接收區段上光所聚焦的位置係在該等光接收 區段的中心部分。 月长項19之固態景夕像捕捉裝置，其中在該等光接收區 •k上光所聚焦的位置係在該等光接收區段的中心部分。 24. 如吻求項2〇之固態影像捕捉裝置，其中在該等光接收區 段上光所聚焦的位置係在該等光接收區段的中心部分。 25. 如凊求項21之固態影像捕捉裝置，其中在該等光接收區 奴上光所聚焦的位置係在該等光接收區段的中心部分。 士 °月求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 係用於在光上執行光電轉換之光電轉換區段。 .如明求項1之固態影像捕捉裝置，其中該固態影像捕捉 121091-1000729.doc 1359500 裝置係一 CCD影像感測器或一 CMOS影像感測器。 28. 如請求項i之固態影像捕捉裝置，其中一輸出放大器係 由預定數目光接收區段的每一群組所共用。 29. —種用於製造如請求項1至3中任一項之固態影像捕捉裝 置之固態影像捕捉裝置製造方法，其包含： 一第一步驟’其在複數個微透鏡之中形成不相互接觸 的微透鏡；以及 一第二步驟，其在一列方向及一行方向之至少一者 上’在仍未形成的該複數個微透鏡之中形成不相互接觸 微透鏡’以致使其重疊或接觸該等先前形成的相鄰微透 鏡， 其中 重複該第二步驟，直到在該複數個微透鏡之中不存在 仍未形成的微透鏡。 30. —種用於製造如請求項1、3及4中任一項之固態影像捕 捉裝置之固態影像捕捉裝置製造方法，其包含以下步 驟： 在一列方向及一行方向之至少一者上形成具有一其重 豐透鏡部分已切除之透鏡形狀之相鄰透鏡，以便相互接 觸或以便相互遠離一預定間隔。 31. —種電子貝訊裝置，其使用如請求項1至28中任一項之 固態影像捕捉裝置用於其一影像捕捉區段。 121091-1000729.doc -6-