TW200818481A - Solid-state image capturing device, method for manufacturing the same and electronic information device - Google Patents

Description

200818481 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μ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—像素； 一種用於製造該固態影像捕捉裝置之方法；及一種將該固 態影像捕捉裝置用作-影像輸入裳置用於其―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: 相機及類似物之蜂巢式電話裝置）。 【先前技術】 取近，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；乏地進行著減小像素單 元大：。特定言之，在-CM〇S影像感測器中，為了減小 像素單元大小，藉由使複數個光二極體（光接收區段丨光

電轉換區段）共用-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。 M 本文中，百先將參考圖14說明一情況，其中—輸出放大 器係針對一光二極體而提供，且光二極體係在一列方向及 -行方向上’以-矩陣而均勻間隔地配置。接著，將參考 ㈣至^說明-情況中兩個光二極體共用_輸纽大 為，且邊等光二極體位置係依據一序列而不同。 圖14係不意性說明在一傳統固態影像捕捉裴置1⑽中一 121091.doc 200818481 像素區段之-範例性基本結構之一縱向斷面圖。 在圖14傳統固態影像捕捉裝置1〇〇中，一微透鏡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 其入射在光二極體丨上。在該等光二極體丨上的人射光係在 該等光二極體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中 一像素區段之一範例性基本結構之一縱向斷面圖。 在圖15傳統固態影像捕捉裝置隐中，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影像感測器或類似物中，當複數個光二極體共用一 輸出放大器時，相鄰光二極體“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丨八相互靠 近。一微透鏡2A係提供於一構成一像素的對應光二極體 1A上方。然而，在一平面圖内，該等微透鏡^八之中心位 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。 此處顯示一情況，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 部分處從正上方入射在微透鏡2A上。然而，影像光係在該 光接收區域之一周邊部分處從一傾斜方向入射在該等微透 鏡2 A上。接著，將參考圖16說明此情況。 圖1 6係示意性顯示相對於從一傾斜方向入射之光圖1 $固 121091.doc 200818481 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 上時，在一光二極體丨八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 等光二極體1A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 悲影像捕捉裝置。接著，將參考圖17說明此裝置。 圖17係示意性顯示參考文件丨内所述之另一傳統固態影 像捕捉裝置1_中—像素區段之—範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100B中，該等相鄰光二極 體1B之各光二極體之位置係不同的，且在各群組内的兩個 相鄰光二極體⑺之位置相互靠近。針對由兩個像素組成之 各群組，提供-共用凸球面透明部分3。兩個微透鏡_ =成凸球面透明部分3上，以便向内改變聚光方向，使得 〜像光可在光二極體1B之各光二極體上入射在中心部分 上0 如上述，在固態影像捕捉裝置(CCD影像感測器 中使在兩像素式單元中的光二極體1β且在各兩像素式單 兀中的该等光二極體1B之位置依據一序列而不同，入射光 方向又到提供以覆蓋二像素之凸球面透明部分3之表面傾 12109I.doc 200818481 度的弯曲。因而’光更可能入射在該等光二極體1B之各光 一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 光二極體係在一列方向及一行方向上以一矩陣均勾間隔而 置在此情況下，相鄰微透鏡係相互附$，以便排除由 於該等相鄰微透鏡之間的_間隙所引起的__光無效區域。 筝考文件1:日本特許公告案第2〇〇2_27〇811號 參考文件2:日本特許公告案第2〇〇3_22955〇號 【發明内容】 如上述，在圖14所示之傳統固態影像捕捉裝置1〇()中， 光一極體1在一行方向及一列方向上均勻間隔地配置，且 在平面圖内，一光二極體1及一對應微透鏡2之位置相互 匹配。因此，一入射影像光係聚焦在光二極體1之中心部 分上。然而，在圖15所示之傳統固態影像捕捉裝置1〇〇Α 中，該等微透鏡2 A係均勻間隔地提供於該等不均勻間隔配 置的光二極體1A上方。因此，在一平面圖内，一光二極體 1A及一對應微透鏡2A之該等位置相互不匹配，且入射在 该等微透鏡2 A之各微透鏡上之影像光不入射在該等個別光 一極體1A之各光二極體之中心部分上。如此則發生下列問 題0 首先’檢查光接收靈敏度。一般而言，自一微透鏡上入 射並接著聚焦在一 CCD感測器或CMOS感測器上之影像光 依據光圈數包括傾斜入射光。當一透鏡之曲率係不恆定 121091.doc 200818481 時，影像光不會聚焦在一點上。即便影像光從正上方入 射’該影像光仍在某種程度散佈下聚焦。考慮到此點，故 欲入射於一光二極體上之影像光不會聚焦在一點上，而是 在某種程度散佈下分佈於一特定點之中心附近。如此，公 認在將從正上方入射之影像光儘可能聚焦在一光二極體之 中心部分上時會獲得一更佳光接收靈敏度。出於上述原 因，在圖1 5所不之傳統固態影像捕捉裝置i 〇〇A中，相對於 影像光（包括傾斜入射光）之光接收靈敏度從圖丨4所示傳統 固悲影像捕捉裝置1 〇〇的光接收靈敏度進一步降低。 其次，檢查亮度陰影。亮度陰影係在一 CCD感測器或 CMOS感測器之一晶片之一周邊（一光接收區域之邊緣部 分）處光接收靈敏度相對於該CCD感測器或(：1^[〇8感測器之 該晶片之中心（該光接收區域之中心部分）處光接收靈敏度 之一比率。一般而言，從一微透鏡入射於一 感測器或 CMOS感測器上之影像光之入射角（相對於一垂直於一基板 表面之線之角度）從一晶片之中心位置向一周邊位置增加 (從该垂直線起更加傾斜）。從一 CCD感測器或CM〇s感測 器側查看與一微透鏡之距離係稱為出射瞳位置。影像光入 射在一 CCD感測态或CMOS感測器之一晶片之一周邊部分 所採用之入射角依據出射瞳位置而變化。在一晶片之一周 邊部分處的傾斜入射光係在各像素内的一光二極體丨八處聚 焦於不同位置上’如圖1 6所示。如此，難以同時改良每一 像素内的亮度陰影特性。由此，不僅會劣化亮度陰影特 性，而且還會使to度陰衫特性在各像素中不同的問題會發 I21091.doc 200818481 生。 為了解決此問題，如上述，在參考文件丨中所揭示之另 一傳統固態影像捕捉裝置100B中，針對二 凸球面透明部分13,將兩個微透鏡聊成於凸二透明部 分13上，以便改變$光方向，以光入射在該等光二極體 1B之各光二極體之中心部分上，如圖丨7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10〇3具有下述問題。首 凡，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2Β之問題。其次，需對齊一凸 球面透明部分3及微透鏡2Β之位置。因而，需高精度地控 制該對齊。第三，從一對應微透鏡2Β入射在一光二極體 1Β上之光之角度取決於一凸球面透明部分3之形狀。如 此，存在一問題，即難以使影像光依據相鄰光二極體⑺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 捉衣置中’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 -10- 200818481 在一光一極體共用一輸出放大器時，該兩個微透鏡之各微 透鏡之光軸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 據一序列而不同，以便減小-像素單元之大小，如圖15至 圖17所示。 本毛月希望解決上述傳統問題。本發明之目標係提供： 一種固態影像捕捉裝置，其能夠防止相對於影像光（包括

C； 傾斜入射光)降低靈敏度，能夠防止亮度陰影特性之減小 及不均勾1生，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；_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-固態影像捕捉裝置，其包括：複數個光 ^收區其係置使得其在各像素單元㈣位置係依據 Y序列而不同；及微透鏡，其係配置於該複數個光接收區 #又上方以便對應於該複數個光接收區段，其中在該等微 透，之中—些或全部相鄰微透鏡係相互靠近，使其個別周 $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 相鄰微透鏡係形成使得該等微透鏡之周邊部分之至少一X杳 分重疊其相鄰微透鏡。 σΡ 12109l.doc 200818481 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0

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-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—矩陣而㉟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二 J而不同⑼固光接收區段之二者與四個微透鏡之對靡 二者係在-列方向上配置而該等其他二光接收區段與微： 鏡係在一行方向上配置。 121091.doc -12- 200818481 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，1在各【像 素式單元（κ中j)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，1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。 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纟各兩像素式單元内 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4兩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

U 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 光接收區段及料微透鏡係配置使得在各N像素式軍元 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 大於或等於3之—整數）内的N個微透鏡係配置於N個相鄰光 接收區段上方’以便對應於該等N個相鄰光接收區段，且 忒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 -13- 200818481 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（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，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。 車乂 t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、一大致圓形 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- 200818481 微透鏡之周邊部分係形成，以便在兩個方向（二橫向方向 ^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。 較佳的係，在依據本發明之固態影像捕捉裝置中，位於 該f個別光接收區段上方之該等微透鏡經形成以致使相互 重豐，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 Ο

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 «—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。 車父佳的係，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 -15- 200818481 車父佳的係，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 像感测器或一 CMOS影像感測器。 η ϋ 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 毛明之固怨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㈣複數個微透鏡之中形成不相互接觸的微透鏡，使其 重璺或接觸該等先前形成相鄰微透鏡，其中該第二步驟係 重複f至在該複數微透鏡之巾^存在任何仍未形成之微透 鏡’藉此實現上述目標。 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 方向及订方向之至少一者上形成具有一其重疊透鏡部分 已刀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—預定間隔，藉此實現上述目標。 提供依據本發明 固態影像捕捉裝置 之電子資訊裝置，其使用依據本發明之 用於其一影像捕捉區段，藉此實現上述 121091.doc 200818481 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 部分重疊或接觸相鄰微透鏡。在各像素單元内的該等微透 鏡之位置係依據-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 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 叙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 靈敏度及亮度陰影特性，並還可改良亮度陰影特性之均勻 性。 藉由以複數個步驟來形成微透鏡，可考慮到該等光二極 體之各光二極體之位置、光接收靈敏度及亮度陰影特，分 別將4等微透鏡容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—在各像素内的該 等光接收區#又之位置係依據一序列而$同之方向上依據一 序列而不同。如此，可改良各像素中的光接收靈敏度並還 α良各像素中的免度陰影特性。此外，影像光可入射在 121091.doc •17- 200818481 β亥專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10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！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11，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η。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1 1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1以及 12109l.d〇, •18· 200818481 i二各其別對應於兩個相鄰光二極體11。該等光二極體 兩個微透鏡以致使匹配該等個別 心現12a及12b之各微透鏡之光軸c2。 Ο u 户=’在-CMOS影像感測器中，當複數個光二極體(此 ::極體)共用一輸出放大器時’相鄰光二極體可能 不"間隔地配置。在具體實施料，在一列方向(水平 ::)上的該等相鄰光二極體"之各光二極體之位置在各 像素内不僅均勾而且不同，且在各兩像素式單元内的該等 光一極體11之位置係依據一序列而不同。 位於構成像素的該㈣職三極體u上方之兩個微透鏡 12經T成以致使在該兩個相鄰光二極體i}靠近之位置處相 互重®，使得該等微透鏡12係配置於該等光二極體I〗之正 上方以便對應於該等光二極體12。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極體i i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12 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- 200818481 態影像捕捉裝置10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 示在口 I、〜像捕捉裝置10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11之一對應者 之中^邛刀上。如上述，該光可藉由該等微 在光二極體u之中心部分上。因此，可獲得—具有一= 光接收1敏度及度陰景彡特性之固態影像捕捉裝置1 〇。 接著’將參考圖3說明-情況，其中影像光係相對於一 ^(政透鏡12從一傾钭方6 X — , 彳貝斜方向入射在一光接收區域之周邊部分 處。 圖3係示意性顯示在圖i固態影像捕捉裝置ι〇中相對於從 -傾斜方向人射在—晶片之—周邊（_光接收區域之邊緣 部分）之光之聚光特性的一縱向斷面圖。 ϋ ^態影像捕捉裝置_的晶片料，#傾斜光係入射 l〇〇At透鏡12上時’在圖16所示傳統固態影像捕捉裝置 舰中，在-光二極體上之光聚焦位置在各像素中不同。 :之：广广/康具體實施例1之固態影像捕捉裝置1。 光可聚焦在該等光二極體i i之 ^ ^ 各先一極體上的大致相 冋位置（例如中心部分或中心）上，如 陰影特性在各像素内不同的問 大此，亮度 裝置職内《發生。如此，傳統固態影像捕捉 心部分與周邊部分處在每-料^^接收區域之中 #素内的相同亮度陰影特性。 121091.doc -20- 200818481 下文中將參考圖4 A及4B說明依據具體實施例i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4 A及圖B各係用於說明用於製造依據具體實施例工之 固態影像捕捉裝置1〇之方法之一部分平面圖。 百先，如圖4A所#，在一以二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—序列具有不同位置之該等二 光極體1 1之。在该等透鏡材料上執行—熱處理，使得 在每隔光一極體11上形成具有一預定透鏡形狀（藉由切 口1J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，#由粗線封閉之該等第—微透鏡心與 該等第二微透鏡12 b係在一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—序列具有不同位 置之该等二光二極體另一光二極體ιι(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 =疋透鏡形狀（藉由切割一球體或大致球體或類似物之一 4刀所獲侍之形狀）之第一微透鏡12a及第二微透鏡以 便重疊該等成對的個別先前形成第二微透鏡12b及第一微 透鏡12a之一側與該等對應第一微透鏡12&及第二微透 12b 〇 121091.doc -21- 200818481 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一不能 使用該等透鏡之狀態。如此，在具體實施例1中，形成並 硬化该專欲重疊微透鏡12之一，接著形成並硬化該等欲重 • 疊微透鏡12之另一者。因而，藉由以兩步驟來單獨形成該 . 專彳政透鏡12(弟一微透鏡12a及第二微透鏡12b)，解決上述 問題。因此，即便該等微透鏡12之一相互重疊，可使該等 第一微透鏡12a與該等微透鏡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c丨匹配該 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 具體實施例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係示意性顯示以圖5線B_B，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- 200818481 中，微透鏡22係配置於構成像素之光二極體幻上方，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 2 1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之光軸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10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上方之兩個微透鏡 22經形成以致使相互重疊，大數量之微透鏡在該兩個相鄰 光一極體2 1相互罪近之位置處，使得該等微透鏡係配置 於該等光二極體21之正上方以便對應於該等光二極體21。 此外，位於該等個別光二極體2丨上方之兩個微透鏡U經形 U 成以致使相互重疊，小數量之微透鏡位於該兩個相鄰光二 極體21相互遠離之位置。如此，微透鏡12係配置於一其中 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，從正上方入射在該等微透鏡22之各微透鏡上之影 像光係聚焦在該等個別光二極體2丨之各光二極體之中心位 置C1 (中心部分）上，如圖6所示。如此，可將光聚焦在兮 等光二極體21之各光二極體之中心部分上。因此，可獲得 一具有一極佳光接收靈敏度及亮度陰影特性之固態影像捕 121091.doc -23- 200818481 捉裝置20。當傾斜光係入射在該等微透鏡22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所示具體實施例丨之固態影像捕捉裝置丨〇之情 況。因此，可在每一像素内獲得相同亮度陰影特性。

C/ 此外，一微透鏡22之曲率係恆定。如此，可將影 焦在-點。因Λ，可進一步改良光接收靈敏度。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。 下=中，將参考圖7Α及7Β詳細說明一種用於製造依據 具體實施例2之固態影像捕捉裝置2〇之方法之—範例。 圖7Α及圖7Β·各係用於說明用於在用於製造依據具體實 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。 自尤，如圖7Α所示，在一以一 ^ 矩陣形成禝數個光二極體 之土板上，精由光微影術或類 ^ 似專來提供透鏡材料，以 便對應於在各像素單元内其 ，、位置依據一序列而不同之該等 一先一極體21之一。在該等透 ^ m ^ 糸比 、才枓上執行一熱處理，使 付具有一透鏡形狀之該等第一 ^ ^ ^ 彳政透鏡22&及該等第二微透 鏡22b係形成於母隔一光二極 右杯打拉總冰 體1上在各微透鏡之間沒 有任何接觸。換言之，在一 (切判,,^ .立、 圖内具有一部分球體形狀 (切割一球體之一部分所獲得之 及m %、狀）之邊專弟一微透鏡22a 及該4第一微透鏡22b係在— J方向及一行方向上以一棋 121091.doc -24- 200818481 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2孔係形成使得 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 该等第一微透鏡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 况’其中該等透鏡在其硬化之後會被相互拉開，從而造成 该等透鏡之表面變形，由於内部應力產生引起一裂縫或一 不此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工 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- 200818481 透鏡22可分別容易地配置於最佳位置，使得該等光二極體 之各光二極體之中心位置C1匹配該等個別微透鏡η之各 微透鏡之光轴C2。 一般而言’從-微透鏡人射在—咖感測器或〇刪感 測益上之影像光之入射角從一晶片之中心部分卜光接收 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，使用二 ^來從一晶片之中心位置(一光接收區域之中心位置)向 该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，甚至在依墟且舻 ^依據具體貫Mi之固態影像捕捉 衣置ίο與依據具體實施例2之固態影像捕捉裝置中，可 從-晶片之令心位置(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。 ϋ :外，具體實施例i與具體實施例2已說明固態影像捕捉 與固態影像捕捉裝置20,各具有一藉由對應於一光 -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匹配該等個別微透肋之各微透鏡之光軸位置〇之结 構）。該些結構用於 體之中心部分…而:: 極體之各光二極 相對位置並…匹極體與個別微透鏡之間的 塞·u +始、，、匹配，尤其在-晶片之-周邊部分處。 只’只需將光聚焦在該等光二極體之各光二極體上的 121091.doc -26- 200818481 相同位置上，且其不一定必須聚焦在該等光二極體之各光 :極體之中心部分上。而且關於一微透鏡之曲率，當其曲 率盡可能怪定時，會改良光接收靈敏度。然而，一微透鏡 之曲率不必恆定。 沖此外，具體實施例！與具體實施例2已說明採用二步驟來 早獨形成微透鏡之情況，但本發明不侷限於此。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微透鏡位：係 依據一序列而不同。 此外，具體實施例丨與具體實施例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。^ 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N# 驟形成微透鏡，使得相鄰微透鏡相互重疊。此外，可採= 一步驟來形成微透鏡，使得一微透鏡之一圓周部分之2少 一部为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 光二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- 200818481 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—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U或21以二像素分組之 • ’匱況，且在各兩像素式單元内的該等光二極體η或21之位 • 置係僅在—列方向（水平方向）上依據-序列而不同。具體 〇 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 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。 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30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 楗透鏡32係在一橫向方向與一縱向方向上提供於構成四個 (J 像素之四個光二極體3 1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32&至32(1。該等光二極體31之各 光二極體之中心位置C1在一晶片之中心部分處匹配該等個 ， 別微透鏡32&至32d之各微透鏡之光軸位置C2，且中心位置 C114光轴位置c 2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 CMOS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勾間 121091.doc -28- 200818481 隔而配置。在具體實施例3中， _ τ — τ 在一列方向（水平方向）與一 行方向（垂直方向）上的該等相 π 4日砷九一極體3 1之各光二極體 之位置在各像素内不同。在各 押一 仗谷兩像素式早tl内的光二極體 31之位置係在一列方向及一 1 丁万向上依據一序列而不同。 忒4光二極體3 I係在各四像辛彳- |豕|式早兀内依據一序列而定 位0 換言之，位於該等構成四個像素的個別光二極體31上方 之四個微透鏡32a至似經結構化以致使重疊該等個別微透 j32a至32d ’其相同數量處於該四個相鄰光二極體31相互 靠近之位置，使得該等微透鏡32係形成於該等光二極體31 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-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取 各光二極體上。如此，由於可將光聚焦在該等光二極體^ ^各光二極體之中心部分上’故可獲得具有—極佳光接收 靈敏度及亮度陰影特性之_ @態影像捕㈣置30。此外， 即便傾斜光在一晶片之一周邊部分處入射在—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 個別光二極體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31之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3〗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獐 121091.doc -29- 200818481 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3〇之方法之一範例。 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32d係形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32a至32d 之部分。 如上述’藉由以四步驟形成該等微透鏡32&至32d，可依 據該等個別光二極體31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32&至32(1)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匸丄 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· 200818481 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 況其中光一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 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32^及

Ο 42Bb)係提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10係顯示在依據本發明之具體實施例4之固態 捉裝置40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 體之中，一微透鏡42A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， ^在其下，一锨透鏡42B係在該橫向方向上配置於兩個相 郇光一極體4 1上方，以便對應於該兩個相鄰光二極體4工。 該等微透鏡42A及42B分別包括兩個微透鏡42八&及42Ab鱼 :個微透鏡4施及42Bb，其在一平面圖内分別對應於在一 松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 =二極體之相同位置（例如中心部分）上的最佳位置處，使 往菔W之谷九一極體之中心位置c i匹配該等個 別微透鏡42 Aa、42 Ab、伽及42Bb之各微透鏡之光轴位 121091.doc •31 - 200818481 置C2。 當製造具有上述結構之固態影像捕捉裝置辦，以兩個 步驟依序形成第一微透鏡42Aa與第四微透鏡侧以及第 三微透鏡42Ba與第二微透鏡42Ab，使#第二微透鏡4湯 重疊第一微透鏡42Aa，而第二撒读庐去田姑 矛一倣逯鏡42Ba重璺第四微透鏡 42Bb，如圖1〇所示。

Ο 在此情況下，儘管該等微透鏡42(第一微透鏡42心至第 四微透鏡42Bb)之位置相對於該等光二極㈣之各光二極 體之位置在-行方向上略微偏移，但可將形成該等微透鏡 42(第-微透鏡42Aa至第四微透鏡42叫之步驟數目減小至 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之該等微透鏡仏至咖係圓形（或大致圓形或 橢圓性），且其曲率係恆定。 圖Π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-像素區段之—範例性基本結構之—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5丨上方，以便對應於該四個光二極體“。在各四 像素式單元内的該等微透鏡51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山匹 配該等個別微透鏡52a至52d之各微透鏡之光軸位置〇，使 得在一平面圖内，影像光係聚焦在該等光二極體51之各光 121091.doc -32- 200818481 二極體上的一預定γ立署「办丨上 位置（例如中心部分）上。在依據具體實 施例5之固態影傻插妞驻里，λ 豕捕捉破置30内的微透鏡52a至52d之曲率 比依據具體實施例3之固態影像捕捉裝置内的微透鏡曲 率更恆定。在一平面圖内，該等微透鏡52a至52d之形狀係 圓形並係-部分球體(藉由切割一球體或大致球體之一部 分所獲得之形狀；此處一側具有一透鏡球體，但替代性地 兩側均可具有一透鏡球體）。纟一列方向（橫肖方向）及一行 Γ ϋ 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f的個別光二極體51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5丨上方以便對 應於該等光二極體51。此外，位於該等個別光二極體”上 方之四個微透鏡52a至52d經形成以致使相互重疊，其在一 秘向方向及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52&至524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5丨之各光 121091.doc -33- 200818481 二極體之中心部分上。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5〇。當傾斜光 係入射在該等個別微透鏡52&至52(1之各微透鏡上時，可將 光聚焦在該等光二極體51之各光二極體上的大致相同位置 (例如中心部分）上。因此，可在每一像素内獲得相同亮度 * 陰影特性。 ' 此外，在一平面圖内具有一圓形形狀之微透鏡52a至52d 〇 之曲率係恆定。如此，可將影像光聚焦在一點。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50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 U 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 1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52&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 豐部分）’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 力X P又疋因此，考慮到該等光二極體5 1之各光二極體之 121091.doc -34 - 200818481 可分別將該等微透鏡 位置、光接收敏感性及陰影特性 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-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⑽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52a至52d經結構化.以 致使相互重璺。然而，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52以系分別形成以便不相互 重豐，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52&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 測裔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 121091.doc -35 - 200818481 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 形成一微透鏡以便對應於一光二極體將影像光聚焦於該光 二極體之中心部分上之結構（使該等光二極體之各光二極 體之中心位置C!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 之各光二極體之一預定位置（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終匹 配，尤其在一晶片之一周邊部分處。事實上，只需將光聚 焦在4等光一極體之各光二極體上的相同位置（靠近中心 部分之位置）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，當 其曲率盡可能恆定時改良光接收靈敏度。然而，一微透鏡 之曲率不必恆定。 此外，具體實施例3至5已說明以二步驟或四步驟形成微 透鏡之情況。然而，本發明並不侷限於此。可採用一步驟 121091.doc •36· 200818481 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一 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尺像素式單元 (K=lxj)内依據一序列而不同，j個像素（1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-行方向上之情況。在此情況下，可採則步驟、二 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—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!至5已說明其中當在該等微透鏡之中 該等相鄰微透鏡之-些或全部係相互#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 =相同位置（中心部分）上之情況。實際上，將光聚焦在咳 等光二極體之各光二極體上的相同位置（中心部分）上係車六 理想。然而，存在該等微透鏡之各微透鏡由於製程限制而父 無法形成於該等個別光二極體之各光二極體上的相同位置 121091.doc -37- 200818481 Ο Ο 正上方之情況。如此，聚光範圍包括在該等光二極體之各 光一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i包括㈣％二極體上的一預定 位置範圍，其在各像素内顯示相同亮度特性且在各像素内 不顯不一不同売度陰影特性。在任何情況下，言亥等相鄰微 透鏡之-些或全部係相互靠近且該等個別微透鏡之周邊部 分重疊使得人射在料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⑴已說明其中依據本發明之固態影 像捕捉裝置係應用於_ CMQS影像感測器，a —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 不偈限於此。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。 一此Ί體實施例⑴未曾作具體說明。此處，將說明 /電子貝成裝置’其具有使用依據具體實施例1至5之固態 p像捕捉裝置1〇至5〇之任_者用於其—影像捕捉區段的 =列如）-數位相機（例如數位攝像機、數位靜態相機）、一 影像輸入相機及一影德^ 〜像輪入裝置（例如掃描機、傳真機及 配備相機之蜂巢式Φ ★工壯 ϋ裝置）。依據本發明之電子資訊裝 置包括至少以下一去· “ y •一圮憶區段（例如，記錄媒體），其 係用於在影像資料上執一 仃 預疋#號處理用於記錄之後資 料記錄藉由使用依撼+ 、 本务明之具體實施例1至5之固態影像 捕捉裝置10至5〇之杯—土 m 口 者用於影像捕捉區段所獲得之一高 口口貝影像資料；顯千士塞μ ^ ”、、/、構件（例如，液晶顯示裝置），其係用 121091.doc -38- 200818481 於在影像資料上執行一預定信號處理用於顯示之後在一顯 示螢幕（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；及影像輸 出構件其係用於列印（打出）及輸出（印出）此影像資料。

Ο 如上述本發明係藉由使用其較佳具體實施例1至5來做 示範。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i至5之說明之常識來實 施等效技術範脅。此外，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，在以下韻祕φ . ^ T員坟中·一種固態影像捕捉裝置， 其中在各像素單元㈣相鄰光電轉換區段位置係依據一序 列而不同’且來自一物件之影像光係在該等光電轉換區段 之各區段處加以光雷鐘施 轉換，接者加以影像捕捉；一種用於 製造該固態影像捕捉裝置之方 万居，及一種使用該固態影像 捕捉裝置作為-影像輸人裝置用於其—影像捕捉區段之電 子貧訊裝置⑼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 讨描機、傳真機、配備相機及 類似物之行動電話裝置），在 一 谷像素早疋内該等微透鏡位 置係在-該等光二極體位置 卜I< 万向上依據一序列而 121091.doc -39· 200818481 =特Γ，可在各像素内改良靈敏度，並還可改良亮度 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&，可在各像素單元内宜 位置依據-序列而不同之像素上使亮度陰影特性均勺、。夢 由以複數個步驟來形成微透鏡，可考慮到該等光二極體之 各光-極體之位置、光接收$敏度及亮度陰影特性，將該 等微透鏡容易地設定在最佳位置。此外，使該等微透狀

ϋ 圓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—序_不同，可減小形成㈣微 透鏡之數目。 【圖式簡單說明】 士圖1係顯示在依據本發明之具體實施例k固態影像捕捉 裝置内-像素區段之—範例性基本結構之—平面圖。 圖2係示意性顯示以圖1中線A_A，切割之一部分之一縱向 斷面圖。 圖3係不意性顯示在圖j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4A係用於5兒明在_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。 匕圖4B係用於5兒明在—種用於製造依據具體實施例1之固 像捕捉裝置之方法中一製造步驟⑺之一部分平面圖。 圖5係，員不在依據本發明之具體實施例2之固態影像捕捉 裝置中—像素區段之-範例性基本結構之—平面圖。 121091.doc 200818481 圖6係示意性顯示以圖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 態影像捕捉裝置之方法中一製造步驟（1)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 態影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 影像捕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係顯示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I2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 悲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15係不意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_縱向斷面圖。 121091.doc 41 - 200818481 圖1 7係示意性顯示在參考文件1所揭示之另一傳統固態 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。 【主要元件符號說明】 10、 20、30、40、50、50A 固態影像捕捉裝置 11、 21、31、41、51 光二極體 12、 22、32、42A、42B、微透鏡 52

12a、22a、3 2a、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 u 121091.doc -42-

Claims (1)

1. 200818481 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 、在該等微透鏡之中的-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-其重疊部分已切除之透鏡形狀，故該等微透鏡係 =互相鄰以致使人射在該等微透鏡之各微透鏡上之光係 聚焦在一對應光接收區段上的相同位置上。 2.如請求们之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰微透鏡 經形成以致使該等微透鏡之周邊部分之至少一部分重疊 其相鄰微透鏡。 1如明求項1之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰微透鏡 經形成，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。 如明求項丨之固態影像捕捉裝置，其中該等相鄰微透鏡 I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。 5’如明求項丨之固態影像捕捉裝置，其中該等微透鏡之位 系依據δ亥等個別光接收區段之間的間隙而不同。 121091.doc 200818481 6·如請求項！或5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。 7.如請求項1或5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h(N係大 於或等於3之-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。 8·如請求項鴻5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二序 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。 9·如請求項丨或5之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收區 段與該等微透鏡係以一矩陣而配置，且在各尺像素式單 元（KMXJ)内的該等光接收區段與該等微透鏡之位置^依 據一序列而不同，I個像素（1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。 10.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 121091.doc 200818481 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。 U.依據請求項1或10之固態影像捕捉裝置，其中該等光接 收區&及4等微透鏡係以_矩陣而配置，且在各兩像素 式單元内的該等相鄰微透鏡之位置係在-列方向及一行 方白之者上依據一序列而不同。 12.如請求項1之固態影像捕捉裝置，#中該等光接收區段 及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-整數）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’且在各N像素式單元(N係大 於或等於3之一整數)内的N個微透鏡係配置於N個相鄰光 品1又上方，以便對應於該等N個相鄰光接收區段， 且该N個微透鏡重疊或相互接觸。 13. ^求項！或12之固態影像捕捉裝置，其中該等光接收 j段及該#微透鏡係以一料而酉己置，在各N像素式 早兀（N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—列方向及—行方向之—者上依據-序列而不 同0 月求項1之固悲影像捕捉裝置，其中該等光接收區段 及該等透鏡係以一矩陣而配置，且在各四像素式單元内 的7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及微透鏡係在一行方向上 配置且该四個微透鏡係配置於在各四像素式單元内的 121091.doc 200818481 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。 η ο 15.如請求項態影像捕捉裝置，#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=lxj)内的該等微透鏡之位置係依據一序列而不同，】 個像素⑽大於或等於2之一整數）係在一列方向上而㈣ 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 鏡重璺或相互接觸。 16.如請求項丨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。 π如請求W之固態影像捕捉裝置，其中該等微透鏡之周 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)上重疊或接觸 其相鄰微透鏡。 1如請求項17之固態影像捕捉裝置，其中位於該等個別光 接收區段上方之該等微透鏡經形成以致使相互重疊，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±方之該等微透鏡經形成以 致使相互重g ’小數量之微透鏡係處於相鄰光接收區段 相互遠離之位置。 .如請求们之固態影像捕捉褒置，彡中在各像素單元内 121091.doc 200818481 的该專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周邊而偏移，以致使光係聚焦在 該等光接收區段之各光接收區段上。 20. 如請求項i、18及19中任一項之固態影像捕捉裝置，其 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。 21. 如請求項1、18至2〇中任一項之固態影像捕捉裝置，其 中在17亥專其上t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。 22·如請求項i、18至21中任一項之固態影像捕捉裝置，其 中’為專其上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。 23 ·如明求項i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。 戈明求項1之固態影像捕捉裝置，其中該固態影像捕捉 装置係一CCD影像感測器或一 CMOS影像感測器。 25·如請2項1之固態影像捕捉裝置，其中一輸出放大器係 由預疋數目光接收區段的每一群組所共用。 26·種用於製造如請求項i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： 121091.doc 200818481 —第一步驟，其在複數個微透鏡之中步 的微透鏡；以及 ^成不相互接觸 一第二步驟，其在一列方向及一行方 之至少一者 上’在仍未形成的該複數個微透鏡之中形成 微透鏡，以致使其重疊或接觸該等先前 相互接觸 鏡， $成的相鄰微透 其中 Γ Ο 重複该第二步驟，直到在該複數個微透鏡之中 仍未形成的微透鏡。 不子在 27. —種用於製造如請求項i、3及4 唄之固態影像插 捉裝置之固態影像捕捉裝置製造方法，其包含以^ 驟· 在一列方向及一行方合々/1、 L 至乂 一者上形成具有一发會 疊透鏡部分已切除之读# w m 1 〃 透鏡形狀之相鄰透鏡，以便相互 觸或以便相互遠離一預定間隔。 28. 一種電子資訊裝置，其使用如請求項⑽中任—項之 固態影像捕捉裝置用於其-影像捕捉區段。 121091.doc