TWI822333B - 影像感測器 - Google Patents

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Abstract

一種影像感測器，包含具有光電二極體陣列、設置於光電二極體陣列上的柵格，以及設置於柵格上的多個光學元件。光電二極體陣列包含複數個光電二極體，柵格定義出多個開孔分別對應於光電二極體。光學元件分別對應於開孔，其中光學元件包含第一光學元件，第一光學元件設置於光電二極體中的第一光電二極體上。第一光學元件包含至少一透鏡聚焦於第一光電二極體上，其中於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦為偏離第一光電二極體的中心。

Description

影像感測器
本揭露是關於一種影像感測器。
影像感測裝置已經廣泛地應用於各種各樣的影像擷取設備，諸如數位攝影機、數位相機等等。一般而言，固態影像感測元件，例如電荷耦合元件(charge-coupled device，CCD)感測器或是互補金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor，CMOS)感測器，為具有光電轉換器，如光電二極體 的感測器，用以將光線轉化為電荷輸出。光電二極體為形成在半導體基板，如矽晶片上。由光電二極體所產生之對應於光子的電信號，可進一步由CCD或是CMOS讀取電路所處理。
本揭露之一實施方式提供了一種影像感測器，包含具有光電二極體陣列、設置於光電二極體陣列上的柵格，以及設置於柵格上的多個光學元件。光電二極體陣列包含複數個光電二極體，柵格定義出多個開孔分別對應於光電二極體。光學元件分別對應於開孔，其中光學元件包含第一光學元件，第一光學元件設置於光電二極體中的第一光電二極體上。第一光學元件包含至少一透鏡聚焦於第一光電二極體上，其中於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦為偏離第一光電二極體的中心。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡的聚焦包含焦點、焦線或其組合。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡包含至少兩種尺寸。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡為相同尺寸。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡包含圓形透鏡、柱狀透鏡或其組合。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡為對稱地設置。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡為彼此分隔開來的。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡為彼此耦接或是相切，或者，第一光學元件的透鏡中的至少兩個為彼此耦接或是相切，第一光學元件的透鏡中的至少兩個為彼此分隔開來的。
於一些實施例中，第一光學元件的透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，第一光學元件的透鏡的聚焦皆偏離第一光電二極體的中心，第一光學元件的透鏡的數量為單一一個，第一光學元件的透鏡的形狀為甜甜圈形或是C形。
於一些實施例中，光學元件包含第二光學元件，第二光學元件設置於光電二極體中的第二光電二極體上，第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於第二光電二極體上，其中於上視圖中，第二光學元件的透鏡的聚焦為偏離第二光電二極體的中心，第二光學元件的透鏡的配置方式不同於第一光學元件的透鏡的配置方式。
於一些實施例中，光學元件包含第二光學元件，第二光學元件設置於光電二極體中的第二光電二極體上，第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於第二光電二極體上，其中於上視圖中，第二光學元件的透鏡的聚焦為偏離第二光電二極體的中心，第二光學元件的透鏡的配置方式相同於第一光學元件的透鏡的配置方式。
於一些實施例中，光學元件包含第二光學元件，第二光學元件設置於光電二極體中的第二光電二極體上，第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於第二光電二極體上，其中於上視圖中，第二光學元件的透鏡的聚焦為偏離第二光電二極體的中心，第二光學元件該第一光學元件是相互間隔開來的。
於一些實施例中，光學元件包含第二光學元件，第二光學元件設置於光電二極體中的第二光電二極體上，第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於第二光電二極體上，其中於上視圖中，第二光學元件的透鏡的聚焦為偏離第二光電二極體的中心，第二光學元件與第一光學元件是相互連接的。
於一些實施例中，影像感測器更包含金屬墊，設置於第一光電二極體以及第一光學元件之間，於上視圖中，金屬墊重疊於第一光電二極體的中心。
於一些實施例中，影像感測器更包含複數個濾光元件，分別填充於開孔之中。
以下將以圖式及詳細說明清楚說明本揭露之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本揭露之較佳實施例後，當可由本揭露所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本揭露之精神與範圍。
參照第1圖以及第2圖，其中第1圖是根據本揭露的影像感測器之第一實施例的上視示意圖，第2圖為沿著第1圖中之線段A-A的剖面圖。影像感測器100包含形成在基板102上的光電二極體層110、設置在光電二極體層110上的柵格120，以及設置在柵格120上的多個光學元件130。光電二極體層110包含光電二極體陣列112，光電二極體陣列112具有多個光電二極體114，而柵格120定義出分別對應於光電二極體114的多個開孔122。光學元件130設置於柵格120上並且分別對應於開孔122。
在一些實施例中，每一光學元件130包含多個透鏡132，這些透鏡132為分別設置在對應的光電二極體114上。在一些實施例中，每一個光學元件130中的透鏡132的排列方式是對稱的。舉例而言，每一個光學元件130中的透鏡132的數量為四個，並且這些透鏡132會平均地分布在對應之開孔122的角落處。
透鏡132提供多個焦點FP於對應的光電二極體114上，用以聚集光線於對應的光電二極體114。於上視圖中，這些透鏡132的焦點FP會偏離於對應的光電二極體114的中心C。於上視圖中，每一光電二極體114的中心C是光電二極體114的中心點(centroid)或是幾何中心(geometric center)。
在一些實施例中，每個光學元件130中的透鏡132為圓形透鏡，並且這些透鏡132為實質上相同的。舉例而言，每個光學元件130中的透鏡132可具有相同的形狀、相同的尺寸、相同的曲率半徑、相同的高度等。這些光學元件130的透鏡132為部分重疊於柵格120，且光學元件130的透鏡132的焦點FP會落在對應的光電二極體114上。在一些實施例中，光學元件130的透鏡132不會覆蓋對應的光電二極體114的中心C。
在一些實施例中，這些光學元件130的透鏡132是彼此分隔開的。亦即，光學元件130中之相鄰的透鏡132的邊緣之間會以一距離間隔開來。光學元件130中之相鄰的透鏡132之間不會直接接觸也不會有物理上的連接。
參照第3圖，其為根據本揭露的影像感測器之第二實施例的剖面圖。影像感測器200包含多個光學元件230設置在柵格220上並且分別對應於光電二極體214。光學元件230分別設置在開孔222上。每一光學元件230包含多個透鏡232，這些透鏡232為設置在對應的光電二極體214上。在一些實施例中，影像感測器200更包含多個濾光元件240，濾光元件240分別設置在對應的開孔222之中。濾光元件240為配置以吸收特定波段的光線而讓其他波段的光線得以通過而進入光電二極體214中。
參照第4圖，其為根據本揭露的影像感測器之第三實施例的上視示意圖。影像感測器300包含多個光學元件330設置在柵格320上且分別對應於光電二極體314。光學元件330分別設置在開孔322上。每一光學元件330包含多個透鏡332設置在對應的光電二極體314上。於影像感測器300中，每個光學元件330中的透鏡332是耦接在一起的。亦即，每個光學元件330中相鄰的透鏡332為物理上相互連接。於上視圖中，每個光學元件330的透鏡332的焦點FP則是偏離於對應的光電二極體314的中心C。光學元件330之間是彼此分隔開的。
參照第5圖，其為根據本揭露的影像感測器之第四實施例的上視示意圖。影像感測器400包含多個光學元件430設置於柵格420上且分別對應於光電二極體414。光學元件430為分別設置在開孔422上。光學元件430之間是彼此分隔開的。每一光學元件430包含多個透鏡4321、4322、4323、4324，且這些透鏡4321、4322、4323、4324為設置在對應的光電二極體414上。
在一些實施例中，這些透鏡4321-4324中的至少兩個，例如透鏡4321和4322，是彼此耦接的；而這些透鏡4321-4324中的至少兩個，例如透鏡4323和4324，是彼此分隔開來的。透鏡4321和4322之焦點FP之間的距離小於透鏡4323和4324之焦點FP之間的距離。於上視圖中，透鏡4321-4324的焦點FP則是偏離於對應的光電二極體414的中心C。在一些實施例中，透鏡4321-4324具有相同的尺寸。
參照第6圖，其為根據本揭露的影像感測器之第五實施例的上視示意圖。影像感測器500包含多個光學元件530設置在柵格520上且分別對應於光電二極體514。光學元件530分別設置在開孔522上。每一光學元件530包含多個透鏡5321、5322、5323、5324、5325。這些透鏡5321-5325為設置在對應的光電二極體514上。
在一些實施例中，透鏡5321-5325中的至少兩個，如透鏡5321和5322是耦接或是相切的；透鏡5321-5325中的至少兩個，如透鏡5323、5324和5325則是彼此分隔開來的。於上視圖中，透鏡5321-5325的焦點FP則是偏離於對應的光電二極體514的中心。在一些實施例中，光學元件530的透鏡5321-5325具有至少兩種尺寸。舉例而言，透鏡5323、5324和5325的尺寸小於透鏡5321和5322的尺寸。
參照第7圖，其為根據本揭露的影像感測器之第六實施例的上視示意圖。影像感測器600包含多個光學元件630設置在柵格620的開孔622上且分別對應於光電二極體614。影像感測器600的光學元件630可以具有兩種或是兩種以上的配置方式。而且於上視圖中，這些光學元件630中的所有的透鏡的焦點FP皆是偏離於光電二極體614的中心C。
舉例而言，光學元件630包含第一光學元件630a、第二光學元件630b、第三光學元件630c，以及第四光學元件630d。第一光學元件630a、第二光學元件630b、第三光學元件630c，以及第四光學元件630d分別配置在光電二極體614上。第一光學元件630a以及第四光學元件630d具有相同的配置方式。第一光學元件630a、第二光學元件630b以及第三光學元件630c則是具有不同的配置方式。第一光學元件630a、第二光學元件630b、第三光學元件630c，以及第四光學元件630d是彼此分隔開來的。
更具體地說，每個第一光學元件630a和第四光學元件630d具有四個透鏡632，這些透鏡632具有相同的尺寸並且相互耦接。第二光學元件630b包含四個透鏡6321b-6324b，其中透鏡6321b和6322b為相互耦接或是相切，而透鏡6323b和6324b則是彼此分隔開來。第二光學元件630b中的透鏡6321b-6324b可具有相同的尺寸。
第三光學元件630c包含五個透鏡6321c-6325c，其中透鏡6321c和6322c為相互耦接或是相切，而透鏡6323c、6324c和6325c則是彼此分隔開來。透鏡6323c、6324c和6325c的尺寸小於透鏡6321c和6322c的尺寸。
參照第8圖，其為根據本揭露的影像感測器之第七實施例的上視示意圖。影像感測器700包含多個光學元件730設置在柵格720的開孔722上且分別對應於光電二極體714。於上視圖中，這些光學元件730中的所有透鏡732的焦點FP皆偏離於光電二極體714的中心C。在一些實施例中，光學元件730更進一步相連。舉例而言，每個光學元件730中的透鏡732是相互耦接的，並且相鄰的光學元件730中的透鏡732也是相互耦接的。
參照第9圖，其為根據本揭露的影像感測器之第八實施例的上視示意圖。影像感測器800包含多個光學元件830設置在柵格820的開孔822上且分別對應於光電二極體814。於上視圖中，光學元件830中的所有的透鏡832的焦點FP皆偏離光電二極體814的中心C。在一些實施例中，光學元件830是進一步相連接的。舉例而言，每個光學元件830中的透鏡832是彼此分隔開的，而相鄰的光學元件830中的透鏡832是彼此耦接的。
參照第10圖以及第11圖，其中第10圖是根據本揭露的影像感測器之第九實施例的上視示意圖，第11圖為沿著第10圖中之線段A-A的剖面圖。影像感測器900包含形成在基板902上的光電二極體陣列912、形成在光電二極體陣列912上的柵格920，以及形成在柵格920上的多個光學元件930。光電二極體陣列912包含具有多個光電二極體914的光電二極體陣列。柵格920則是定義出多個開孔922分別對應於光電二極體914光學元件930則是設置在柵格920上且分別對應於開孔922。
影像感測器900更包含多個金屬墊950，分別設置於光電二極體914以及光學元件930之間。於上視圖中，每一金屬墊950會重疊於對應的光電二極體914的中心C。這些金屬墊950為配置以施加偏壓予光電二極體914。光電二極體914為單光子雪崩二極體(single-photon avalanche diode，SPAD)。
金屬墊950的材料為不具透光性的材料。亦即，金屬墊950具有遮光性。於上視圖中，光學元件930中所有的透鏡932的焦點FP不僅僅是偏離光電二極體914的中心C，更偏離金屬墊950。因此，透過光學元件930的透鏡932進行聚集光線的光線便可以直接聚焦在光電二極體914上，而不會被金屬墊950所阻擋。
在一些實施例中，每個光學元件930中的透鏡932為圓形透鏡，且這些透鏡932實質上是相同的。每個光學元件930的透鏡932為彼此分隔開來的。光學元件930之間也是間隔開來的。選擇性地，於一些實施例中，影像感測器900可以更包含多個濾光元件分別填充於開孔922之中。
參照第12圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十實施例的上視示意圖。影像感測器1000包含多個光學元件1030設置於柵格1020上且分別對應於光電二極體1014。光學元件1030分別設置在開孔1022上。金屬墊1050為分別設置在光學元件1030以及光電二極體1014之間。每一金屬墊1050重疊於對應的光電二極體1014的中心C。光學元件1030之間是彼此間隔開來的。
每一光學元件1030包含多個透鏡1032，且每一光學元件1030設置在對應的光電二極體1014上。影像感測器1000中，每一光學元件1030的透鏡1032是相互耦接的。於上視圖中，每一光學元件1030中的透鏡1032的焦點FP皆偏離於金屬墊1050，使得透過光學元件1030之透鏡1032所聚集的光線可以直接聚焦在光電二極體1014上，而不會被金屬墊1050所阻擋。
參照第13圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十一實施例的上視示意圖。影像感測器1100包含多個光學元件1130設置於柵格1120上且分別對應於光電二極體1114。光學元件1130分別設置在開孔1122上。光學元件1130彼此之間是間隔開來的。金屬墊1150為分別設置在光學元件1130以及光電二極體1114之間。於上視圖中，每一金屬墊1150重疊所對應之光電二極體1114的中心C。
每一光學元件1130包含多個透鏡1132。透鏡1132可具有相同的尺寸。這些透鏡1132中的至少兩個是彼此耦接或是相切的；這些透鏡1132中的至少兩個是間隔開來的。於上視圖中，每一光學元件1130中的所有透鏡1132的焦點FP皆偏離於對應的金屬墊1150，使得透過光學元件1130之透鏡1132所聚集的光線可以直接聚焦在光電二極體1114上，而不會被金屬墊1150所阻擋。
參照第14圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十二實施例的上視示意圖。影像感測器1200包含多個光學元件1230設置在柵格1220上且分別對應於光電二極體1214。光學元件1230分別設置在開孔1222上。光學元件1230之間為彼此間隔開來的。金屬墊1250分別設置在光學元件1230以及光電二極體1214之間。每一金屬墊1250重疊於所對應之光電二極體1214的中心C。
每一光學元件1230包含多個透鏡1232。這些透鏡1232中的至少兩個是相互耦接或是相切的；這些透鏡1232中的至少兩個是彼此分隔的。在一些實施例中，光學元件1230中的透鏡1232具有至少兩種尺寸。於上視圖中，每一光學元件1230中的所有透鏡1232的焦點FP皆偏離於對應的金屬墊1250，使得透過光學元件1230之透鏡1232所聚集的光線可以直接聚焦在光電二極體1214上，而不會被金屬墊1250所阻擋。
參照第15圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十三實施例的上視示意圖。影像感測器1300包含多個光學元件1330設置於柵格1320上且分別對應於光電二極體1314。光學元件1330分別設置在開孔1322上。光學元件1330之間彼此分隔開來且具有不同配置方式。金屬墊1350分別設置在光學元件1330以及光電二極體1314之間。每一金屬墊1350重疊所對應之光電二極體1314的中心C。
舉例而言，第一光學元件1330a和第三光學元件1330c具有相同的配置方式。第一光學元件1330a、第二光學元件1330b與第四光學元件1330d則是具有不同的配置方式。於上視圖中，每一光學元件1330中的所有透鏡1332的焦點FP皆偏離於對應的金屬墊1350，使得透過光學元件1330之透鏡1332所聚集的光線可以直接聚焦在光電二極體1314上，而不會被金屬墊1350所阻擋。
參照第16圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十四實施例的上視示意圖。影像感測器1400包含多個光學元件1430設置在柵格1420上且分別對應光電二極體1414。光學元件1430分別設置在開孔1422上。金屬墊1450為分別設置在光學元件1430以及光電二極體1414之間。每一金屬墊1450重疊於所對應之光電二極體1414的中心C。
在一些實施例中，光學元件1430可以進一步被連接。舉例而言，每一光學元件1430中的透鏡1432可以相互耦接，而相鄰的光學元件1430中的透鏡1432亦可以相互耦接。於上視圖中，每一光學元件1430中的所有透鏡1432的焦點FP皆偏離於對應的金屬墊1450，使得透過光學元件1430之透鏡1432所聚集的光線可以直接聚焦在光電二極體1414上，而不會被金屬墊1450所阻擋。
參照第17圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十五實施例的上視示意圖。影像感測器1500包含多個光學元件1530設置於柵格1520上且分別對應於光電二極體1514。光學元件1530分別設置於開孔1522上。金屬墊1550為分別設置在光學元件1530以及光電二極體1514之間。每一金屬墊1550重疊於所對應之光電二極體1514的中心C。
在一些實施例中，光學元件1530之間是進一步相連的。舉例而言，相鄰的光學元件1530中的透鏡1532是相互耦接的，而每一光學元件1530中的透鏡1532則是分隔開來的。於上視圖中，每一光學元件1530中的所有透鏡1532的焦點FP皆偏離於對應的金屬墊1550，使得透過光學元件1530之透鏡1532所聚集的光線可以直接聚焦在光電二極體1514上，而不會被金屬墊1550所阻擋。
參照第18圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十六實施例的上視示意圖。影像感測器1600包含光學元件1630設置於柵格1620的開孔1622上且對應於光電二極體1614。光學元件1630具有單一的一個透鏡1632，且透鏡1632提供一個焦線(focus line)FL在光電二極體1614上，用以聚集光線至光電二極體1614。於上視圖中，透鏡1632的焦線FL偏離於光電二極體1614的中心C。在一些實施例中，光學元件1630的透鏡1632的形狀為甜甜圈狀。
參照第19圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十七實施例的上視示意圖。影像感測器1700包含光學元件1730設置在柵格1720的開孔1722上且對應於光電二極體1714。光學元件1730具有單一的一個甜甜圈狀的透鏡1732。影像感測器1700更包含金屬墊1750設置於光學元件1730以及光電二極體1714之間。金屬墊1750重疊於光電二極體1714的中心C。光電二極體1714的焦線FL落在光電二極體1714上。於上視圖中，透鏡1732的焦線FL偏離金屬墊1750。
參照第20圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十八實施例的上視示意圖。影像感測器1800包光學元件1830設置於柵格1820的開孔1822上且對應於光電二極體1814。光學元件1830具有單一一個透鏡1832，且透鏡1832提供的焦線FL落在光電二極體1814上，用以聚集光線至光電二極體1814。於上視圖中，透鏡1832的焦線FL偏離於光電二極體1814的中心C。在一些實施例中，光學元件1830的透鏡1832的形狀為C形。
參照第21圖，其為根據本揭露的影像感測器之第十九實施例的上視示意圖。影像感測器1900包光學元件1930設置於柵格1920的開孔1922上且對應於光電二極體1914。光學元件1930具有單一一個C形透鏡1932。影像感測器1900更包含金屬墊1950設置於光學元件1930以及光電二極體1914之間。金屬墊1950重疊於光電二極體1914的中心C。透鏡1932的焦線FL落在光電二極體1914上。於上視圖中，透鏡1932的焦線FL偏離金屬墊1950。
參照第22圖，其為根據本揭露的影像感測器之第二十實施例的上視示意圖。影像感測器2000包含光學元件2030設置在柵格2020的開孔2022上且對應於光電二極體2014。光學元件2030具有多個透鏡2032，而這些透鏡2032為柱狀透鏡。這些透鏡2032提供多個焦線FL在光電二極體2014上，以聚集光線至光電二極體2014。於上視圖中，透鏡2032的焦線FL偏離光電二極體2014中心C。在一些實施例中，兩個柱狀透鏡2032平行地設置在光電二極體2014上。
參照第23圖，其為根據本揭露的影像感測器之第二十一實施例的上視示意圖。影像感測器2100包含光學元件2130設置在柵格2120的開孔2122上且對應於光電二極體2114。影像感測器2100更包含金屬墊2150設置於光學元件2130以及光電二極體2114之間。金屬墊2150重疊於光電二極體2114的中心C。光學元件2130包含多個柱狀透鏡2132。柱狀透鏡2132的焦線FL落在光電二極體2114上。於上視圖中，柱狀透鏡2132的焦線FL偏離金屬墊2150。在一些實施例中，柱狀透鏡2132和金屬墊2150為平行地設置在光電二極體2114上。
參照第24圖，其為根據本揭露的影像感測器之第二十二實施例的上視示意圖。影像感測器2200包含光學元件2230設置於柵格2220的開孔2222上且對應於光電二極體2214。光學元件2230具有多個透鏡，包含圓形透鏡2232a以及柱狀透鏡2232b之組合。圓形透鏡2232a提供焦點FP在光電二極體2214上，而柱狀透鏡2232b提供焦線FL在光電二極體2214上。於上視圖中，光學元件2230的對焦，即圓形透鏡2232a提供的焦點FP以及柱狀透鏡2232b提供的焦線FL，皆偏離光電二極體2214的中心C。
參照第25圖，其為根據本揭露的影像感測器之第二十三實施例的上視示意圖。影像感測器2300包含光學元件2330設置於柵格2320的開孔2322上且對應於光電二極體2314。金屬墊2350設置於光學元件2330以及光電二極體2314之間。光學元件2330具有多個透鏡，包含至少一個圓形透鏡2332a與多個柱狀透鏡2332b之組合。圓形透鏡2332a提供焦點FP在光電二極體2314上，而柱狀透鏡2332b提供焦線FL在光電二極體2314上。於上視圖中，光學元件2330的對焦，即圓形透鏡2332a提供的焦點FP以及柱狀透鏡2332b提供的焦線FL，皆偏離光電二極體2314的中心C。
雖然本揭露已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,1700,1800,1900,2000,2100,2200,2300:影像感測器
102,902:基板
110:光電二極體層
112,912:光電二極體陣列
114,214,314,414,514,614,714,814,914,1014,1114,1214,1314,1414,1514,1614,1714,1814,1914,2014,2114,2214,2314:光電二極體
120,220,320,420,520,620,720,820,920,1020,1120,1220,1320,1420,1520,1620,1720,1820,1920,2020,2120,2220,2320:柵格
122,222,322,422,522,622,722,822,922,1022,1122,1222,1322,1422,1522,1622,1722,1822,1922,2022,2122,2222,2322:開孔
130,230,330,430,530,630,630a,630b,630c,630d,730,830,930,1030,1130,1230,1330,1330a,1330b,1330c,1330d,1430,1530,1630,1730,1830,1930,2030,2130,2230,2330:光學元件
132,232,332,432,5321,5322,5323,5324,5325,632,6321b,6322b,6323b,6324b,6321c,6322c,6323c,6324c,6325c,732,832,932,1032,1132,1232,1332,1432,1532,1632,1732,1832,1932,2032,2132,2232a,2232b,2332a,2332b:透鏡
240:濾光元件
950,1050,1150,1250,1350,1450,1550,1750,1950,2150,2350:金屬墊
A-A:線段
C:中心
FP:焦點
FL:焦線
為讓本揭露之目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下： 第1圖是根據本揭露的影像感測器之第一實施例的上視示意圖。 第2圖為沿著第1圖中之線段A-A的剖面圖。 第3圖為根據本揭露的影像感測器之第二實施例的剖面圖。 第4圖為根據本揭露的影像感測器之第三實施例的上視示意圖。 第5圖為根據本揭露的影像感測器之第四實施例的上視示意圖。 第6圖為根據本揭露的影像感測器之第五實施例的上視示意圖。 第7圖為根據本揭露的影像感測器之第六實施例的上視示意圖。 第8圖為根據本揭露的影像感測器之第七實施例的上視示意圖。 第9圖為根據本揭露的影像感測器之第八實施例的上視示意圖。 第10圖是根據本揭露的影像感測器之第九實施例的上視示意圖。 第11圖為沿著第10圖中之線段A-A的剖面圖。 第12圖為根據本揭露的影像感測器之第十實施例的上視示意圖。 第13圖為根據本揭露的影像感測器之第十一實施例的上視示意圖。 第14圖為根據本揭露的影像感測器之第十二實施例的上視示意圖。 第15圖為根據本揭露的影像感測器之第十三實施例的上視示意圖。 第16圖為根據本揭露的影像感測器之第十四實施例的上視示意圖。 第17圖為根據本揭露的影像感測器之第十五實施例的上視示意圖。 第18圖為根據本揭露的影像感測器之第十六實施例的上視示意圖。 第19圖為根據本揭露的影像感測器之第十七實施例的上視示意圖。 第20圖為根據本揭露的影像感測器之第十八實施例的上視示意圖。 第21圖為根據本揭露的影像感測器之第十九實施例的上視示意圖。 第22圖為根據本揭露的影像感測器之第二十實施例的上視示意圖。 第23圖為根據本揭露的影像感測器之第二十一實施例的上視示意圖。 第24圖為根據本揭露的影像感測器之第二十二實施例的上視示意圖。 第25圖為根據本揭露的影像感測器之第二十三實施例的上視示意圖。
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900:影像感測器
914:光電二極體
920:柵格
922:開孔
930:光學元件
932:透鏡
950:金屬墊
A-A:線段
C:中心
FP:焦點

Claims (15)

  1. 一種影像感測器，包含： 一光電二極體陣列，包含複數個光電二極體； 一柵格，設置於該光電二極體陣列上，其中該柵格定義出複數個開孔分別對應於該些光電二極體；以及 複數個光學元件，設置於該柵格上且分別對應於該些開孔，其中該些光學元件包含一第一光學元件，該第一光學元件設置於該些光電二極體中的一第一光電二極體上，該第一光學元件包含至少一透鏡聚焦於該第一光電二極體上，其中於上視圖中，該第一光學元件的該至少一透鏡的聚焦為偏離該第一光電二極體的一中心。
  2. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦皆偏離該第一光電二極體的該中心，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦包含焦點、焦線或其組合。
  3. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦皆偏離該第一光電二極體的該中心，該第一光學元件的該些透鏡包含至少兩種尺寸。
  4. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦皆偏離該第一光電二極體的該中心，該第一光學元件的該些透鏡為相同尺寸。
  5. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦皆偏離該第一光電二極體的該中心，該第一光學元件的該些透鏡包含圓形透鏡、柱狀透鏡或其組合。
  6. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦皆偏離該第一光電二極體的該中心，該第一光學元件的該些透鏡為對稱地設置。
  7. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦皆偏離該第一光電二極體的該中心，該第一光學元件的該些透鏡為彼此分隔開來的。
  8. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為複數個，且於上視圖中，該第一光學元件的該些透鏡的聚焦皆偏離該第一光電二極體的該中心，該第一光學元件的該些透鏡為彼此耦接或是相切，或者，其中該第一光學元件的該些透鏡中的至少兩個為彼此耦接或是相切，該第一光學元件的該些透鏡中的至少兩個為彼此分隔開來的。
  9. 如請求項1所述之影像感測器，其中該第一光學元件的該至少一透鏡的數量為單一一個，該第一光學元件的該透鏡的形狀為甜甜圈形或是C形。
  10. 如請求項1所述之影像感測器，其中該些光學元件包含一第二光學元件，該第二光學元件設置於該些光電二極體中的一第二光電二極體上，該第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於該第二光電二極體上，其中於上視圖中，該第二光學元件的該至少一透鏡的聚焦為偏離該第二光電二極體的一中心，該第二光學元件的該至少一透鏡的配置方式不同於該第一光學元件的該至少一透鏡的配置方式。
  11. 如請求項1所述之影像感測器，其中該些光學元件包含一第二光學元件，該第二光學元件設置於該些光電二極體中的一第二光電二極體上，該第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於該第二光電二極體上，其中於上視圖中，該第二光學元件的該至少一透鏡的聚焦為偏離該第二光電二極體的一中心，該第二光學元件的該至少一透鏡的配置方式相同於該第一光學元件的該至少一透鏡的配置方式。
  12. 如請求項1所述之影像感測器，其中該些光學元件包含一第二光學元件，該第二光學元件設置於該些光電二極體中的一第二光電二極體上，該第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於該第二光電二極體上，其中於上視圖中，該第二光學元件的該至少一透鏡的聚焦為偏離該第二光電二極體的一中心，該第二光學元件與該第一光學元件是相互間隔開來的。
  13. 如請求項1所述之影像感測器，其中該些光學元件包含一第二光學元件，該第二光學元件設置於該些光電二極體中的一第二光電二極體上，該第二光學元件包含至少一透鏡聚焦於該第二光電二極體上，其中於上視圖中，該第二光學元件的該至少一透鏡的聚焦為偏離該第二光電二極體的一中心，該第二光學元件與該第一光學元件是相互連接的。
  14. 如請求項1所述之影像感測器，更包含一金屬墊，設置於該第一光電二極體以及該第一光學元件之間 ，其中於上視圖中，該金屬墊重疊於該第一光電二極體的該中心。
  15. 如請求項1所述之影像感測器，更包含複數個濾光元件，分別填充於該些開孔之中。
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