專利名稱：具有根據(jù)左側(cè)和右側(cè)比例以不同比例布置的微透鏡的圖像傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像傳感器，更特別地，涉及用于將穿過微透鏡入射 的光聚焦在光電二極管上以增加感光度的微透鏡布局。
背景技術(shù)：
圖1示出了從像素區(qū)域的中心到邊緣的范圍中、通過外部透鏡入 射到傳感器上的光入射角的變化。
通常，光入射角線性地增加到飽和角，然后在邊緣區(qū)域減少。
圖2示出了入射到外部透鏡的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域上的光的光路。
當(dāng)邊緣區(qū)域的微透鏡的中心和光電二極管的中心彼此對準(zhǔn)時，光電 二極管上的聚焦率(focusing rate )減少。
圖3示出了微透鏡的偏移狀態(tài)，其用于將入射到^:透鏡上的光聚焦 到邊緣區(qū)域的光電二極管上。
如果未將微透鏡偏移到使入射到其上的光被聚焦到邊緣區(qū)域的光電 二極管上，那么入射光將不能被聚焦到光電二極管上。
此外，使用在手機(jī)中的多數(shù)光學(xué)透鏡都是非球面透鏡。因此，入射 到傳感器上的光的入射角與像場之間具有非線性比例。
為了解決這些問題，在微透鏡的生產(chǎn)中，將微透鏡的間距設(shè)計為小 于像素間距，以使得將邊緣區(qū)域的微透鏡偏移到光電二極管PD的中心方 向，用以將光聚焦到光電二極管上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了 一種具有微透鏡的圖像傳感器，所述微透鏡的間距 才艮據(jù)左側(cè)和右側(cè)的比例以不同比例減少，所述微透鏡才艮據(jù)上側(cè)和右側(cè)的 比例以不同比例布置，所述微透鏡在邊緣區(qū)域的間隔與像素間距相等以 按預(yù)定間隔布置所述微透鏡，因此能夠防止環(huán)境敏感度降低并盡可能低
地減少色度亮度干擾(crosstalk )。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像傳感器，其具有以預(yù)先 確定的間隔布置的光電二^1管以及#^居左側(cè)、右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、 以不同比例布置的微透鏡，所述微透鏡與所述光電二極管的上部重疊以 將光聚焦于光電二極管上，其中所述微透鏡在第一區(qū)域(從所述光電二 極管的中心區(qū)域到邊緣區(qū)域之前的區(qū)域)中根據(jù)到+X和-X方向或/和+Y 和-Y方向的距離以預(yù)定的偏移比例(shift ratio )布置，并且在第二區(qū) 域(所述邊緣區(qū)域)中以與第一區(qū)域的最后像素的偏移比例相等的偏 移比例布置。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種圖像傳感器，其具有以預(yù)先 確定的間隔布置的光電二極管以及根據(jù)左側(cè)、右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、 以不同比例布置的微透鏡，所述微透鏡與所述光電二極管的上部重疊以 將光聚焦于光電二極管上，其中所述微透鏡在第一區(qū)域(從所述光電二 極管的中心區(qū)域到邊緣區(qū)域之前的區(qū)域)中以+X和-X方向的斜率互不 相同的比例布置以調(diào)整左側(cè)和右側(cè)的靈敏度，并且在第二區(qū)域(邊緣 區(qū)域)中以與所述第 一 區(qū)域的最后像素的偏移比例相等的偏移比例布 置。


圖1示出了從像素區(qū)域的中心方向到邊緣方向、通過外部透鏡入
射到傳感器上的光入射角；
圖2示出了入射到外部透鏡的中心區(qū)域上和邊緣區(qū)域上的光的光路； 圖3示出了微透鏡的偏移狀態(tài)，其用于將微透鏡上的入射光聚焦到
在邊緣區(qū)域的光電二極管上；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的微透鏡布局，其中根據(jù)左側(cè)、
右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、以不同比例布置樣i透4竟；
圖5示出了多于四條線段的多邊形的光電二極管的實施例；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的、以微透鏡布局中的微透
鏡中心為基準(zhǔn)的微透鏡偏移比例，所述微透鏡布局根據(jù)左側(cè)和右側(cè)比例、
以不同比例布置；以及 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的、以孩吏透鏡布局中的微 透鏡中心為基準(zhǔn)的微透鏡偏移比例，所述微透鏡布局根據(jù)左側(cè)和右側(cè)比 例、以不同比例布置。
具體實施例方式
現(xiàn)在，參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的示例性實施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的微透鏡布局，其中根據(jù)左側(cè)、
右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、以不同比例布置多個孩么透^:。圖4示出了在
第 一 區(qū)域和第二區(qū)域中的微透鏡布局，第 一 區(qū)域是從光電二極管的中 心區(qū)域到邊緣區(qū)域之前的區(qū)域，第二區(qū)域是邊緣區(qū)域。
如果像素間距是A*B,那么在第 一 區(qū)域中的微透鏡間距將小于A 或B,并以預(yù)先確定的比例減少。
這里，在+X、 -X、十Y和-Y方向(分別是第三、第四、第五和第 六方向)上，微透鏡的間距互不相同。
將第二區(qū)域中的微透鏡間距設(shè)計為與像素間距相等。
然而，因為+X、 -X、十Y和-Y方向上預(yù)先確定的比例互不相同， 所以即使第二區(qū)域中的微透鏡間距與像素間距相等，第二區(qū)域中的微
透#;的偏移值也互不相同。
圖5示出了難以將光通過微透鏡聚焦到多邊形的光電二極管上的 實施例。
在難以將通過微透鏡入射的光調(diào)節(jié)到多邊形光電二極管的中心的
情況下，微透鏡的中心與光電二極管的中心未對準(zhǔn)，并且在微透#;的中
心與光電二極管的中心之間具有預(yù)定值的偏離。
因此，第一區(qū)域中的微透鏡以具有偏離值的預(yù)定偏移比例布置， 而第二區(qū)域的偏移比例則保持不變。
第二區(qū)域的偏移比例保持不變是因為光入射角為飽和的。盡管光
入射角增加，但是由于余量(margin)的存在，因此也不會出現(xiàn)問題。 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的、以^t透鏡布局中的微 透鏡中心為基準(zhǔn)的微透鏡偏移比例，所述微透鏡布局基于根據(jù)左側(cè)、右 側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、以不同比例布置。
第一區(qū)域中的微透鏡間距具有預(yù)定的偏離，該偏離為+X和-X方 向的中心之間的距離，并通過增加偏移比例而變化。
第二區(qū)域的偏移比例與第一區(qū)域的最后像素的偏移比例相等。+Y
和-Y方向的偏移比例以同沖羊的方式i殳計。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的、以微透鏡布局中的微 透鏡中心為基準(zhǔn)的微透鏡偏移比例，所述微透鏡布局基于根據(jù)左側(cè)、右 側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、以不同比例布置，所示+X和-X方向的偏移比 例的斜率互不相同。
在微透鏡的偏移比例互不相同的情況下，為了調(diào)整感光度，使+X 和-X方向的偏移比例互不相同，并且使第二區(qū)域中的偏移比例與第一 區(qū)域的最后^f象素的偏移比例相等。+Y和-Y方向的偏移比例以同樣的 方式設(shè)計。
根據(jù)本發(fā)明，像素尺寸變得越小，光電二極管占據(jù)的區(qū)域則越少。 此外，微透鏡的高度越低，入射在光電二極管上的光入射角便增加得越 多。因此，可能減少色度亮度干擾并增加環(huán)境光。
雖然參照示例性實施方式對本發(fā)明進(jìn)行了具體的描述和說明，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解，本發(fā)明在形式和細(xì)節(jié)上可具有各種改 變，而不偏離其精神和范圍，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種圖像傳感器，具有以預(yù)先確定的間隔布置的光電二極管以及根據(jù)左側(cè)、右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、以不同比例布置的微透鏡，所述微透鏡與所述光電二極管的上部重疊以將光聚焦于所述光電二極管，其中所述微透鏡在第一區(qū)域(從所述光電二極管的中心區(qū)域到邊緣區(qū)域之前的區(qū)域)中根據(jù)到+X和-X方向或/和+Y和-Y方向的距離以預(yù)定的偏移比例布置，并且在第二區(qū)域(所述邊緣區(qū)域)中以與所述第一區(qū)域的最后像素的偏移比例相等的偏移比例布置。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中在+X和-X方向或/和 +Y和-Y方向上的所述偏移比例互不相同。
3. 如權(quán)利要求1所述的圖像傳感器，其中所述孩么透鏡的中心和所 述光電二極管的中心未對準(zhǔn)，以使得以所述微透鏡的中心為基準(zhǔn)、存在 +X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的偏離。
4. 如權(quán)利要求l或2所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述 第一區(qū)域的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的間距小于像素間距 (A*B),并且以預(yù)定的比例減少。
5. 如權(quán)利要求4所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述第一 區(qū)i或的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向的間3巨互不一目同。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述 第二區(qū)域的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的間距與像素間距相等。
7. 如權(quán)利要求6所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述第二 區(qū)域的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的間距互不相同。
8. —種圖像傳感器，具有以預(yù)先確定的間隔布置的光電二才及管以及才艮據(jù)左側(cè)、右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、以不同比例布置的孩i透4竟，所 述微透鏡與所述光電二極管的上部重疊以將光聚焦于所述光電二4及管， 其中所述微透鏡在第 一 區(qū)域(從所述光電二極管的中心區(qū)域到邊《彖區(qū)域 之前的區(qū)域)中的+X和-X方向的斜率互不相同，以調(diào)整左側(cè)禾口右側(cè) 的感光度，并且在第二區(qū)域(邊緣區(qū)域)中的偏移比例與所述第一區(qū) 域的最后像素的偏移比例相等。
9. 如權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述第一 區(qū)域的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的間距小于像素間距(A氺B)， 并且以預(yù)定的比例減少。
10. 如權(quán)利要求9所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述第 一區(qū)i或的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的間3巨互不相同。
11. 如權(quán)利要求8所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述第 二區(qū)域的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的間距與像素間3巨(A本B)相等。
12. 如權(quán)利要求11所述的圖像傳感器，其中所述微透鏡在所述第 二區(qū)域的+X和-X方向或/和+Y和-Y方向上的間距互不相同。
全文摘要
提供了一種具有微透鏡的圖像傳感器，所述微透鏡的間距根據(jù)左側(cè)和右側(cè)的比例以不同比例減少，微透鏡根據(jù)上側(cè)和右側(cè)的比例以不同比例布置，所述微透鏡在邊緣區(qū)域的間隔與像素間距相等以按預(yù)定間隔布置所述微透鏡，因此能夠防止環(huán)境敏感度降低并減少色度亮度干擾。還提供了一種圖像傳感器，其具有以預(yù)先確定的間隔布置的光電二極管以及根據(jù)左側(cè)、右側(cè)、上側(cè)和下側(cè)的比例、以不同比例布置的微透鏡，所述微透鏡與所述光電二極管的上部重疊以將光聚焦于光電二極管上，其中所述微透鏡在第一區(qū)域(從所述光電二極管的中心區(qū)域到邊緣區(qū)域之前的區(qū)域)中根據(jù)到+X和-X方向或/和+Y和-Y方向的距離以預(yù)定的偏移比例布置，并且在第二區(qū)域(所述邊緣區(qū)域)中以與第一區(qū)域的最后像素的偏移比例相等的偏移比例布置。此外，像素尺寸變得越小，光電二極管占據(jù)的區(qū)域則越少。此外，微透鏡的高度越低，入射在光電二極管上的光入射角便增加得越多。因此，可能減少色度亮度干擾并增加環(huán)境光。
文檔編號H01L27/146GK101180731SQ200680017657
公開日2008年5月14日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月9日
發(fā)明者申正淳, 閔大晟 申請人:派視爾信息科技有限公司