具有以不同的周期布置的微透镜的图像传感器制造技术

一种具有以不同的周期布置的微透镜的图像传感器。描述了一种图像传感器，该图像传感器包括像素区域和围绕像素区域的外围区域。像素区域可包括第一微透镜。外围区域可包括第二微透镜。第一微透镜可以以第一周期布置。第二微透镜可以以与第一周期不同的第二周期布置。

Image Sensors with Microlenses Arranged in Different Periods

【技术实现步骤摘要】
具有以不同的周期布置的微透镜的图像传感器
本专利文档中公开的技术和实施方案涉及一种图像传感器和包括该图像传感器的相机系统。
技术介绍
近来，随着信息通信产业的发展和电子设备的数字化，具有改进的性能的图像传感器已经被应用于诸如数码相机、便携式摄像机、移动电话、PCS(个人通信系统)、游戏机、安全摄像机和医疗微型摄像机之类的各种领域。
技术实现思路
本专利文档提供了一种避免了炫光现象的图像传感器的设计以及其它。另外，各种实施方式涉及一种包括微透镜的图像传感器，微透镜在像素区域和外围区域分别以不同的周期布置。此外，各种实施方式涉及一种包括图像传感器的相机系统。在一种实施方式中，一种图像传感器可包括：像素区域；以及围绕像素区域的外围区域。像素区域可包括第一微透镜。外围区域可包括第二微透镜。第一微透镜可以以第一周期布置。第二微透镜可以以与第一周期不同的第二周期布置。在一种实施方式中，一种图像传感器可包括：第一像素区域；以及围绕第一像素区域的外围区域。第一像素区域可包括：第一像素网格图案，第一像素网格图案设置在基板上方；第一像素滤色器，第一像素滤色器形成在第一像素网格图案之间的空间中；第一像素外涂层，该第一像素外涂层在第一像素滤色器上方；以及第一像素微透镜，第一像素微透镜设置在第一像素外涂层上方。外围区域可包括：遮蔽层，该遮蔽层设置在基板上方；外围外涂层，该外围外涂层设置在遮蔽层上方；以及外围微透镜，外围微透镜设置在外围外涂层上方。第一像素微透镜可以以第一周期布置。外围微透镜可以以与第一周期不同的第二周期布置。其他实施方式的细节包括在具体实施方式和附图中。由于根据实施方式的图像传感器包括以第一周期布置的像素微透镜和以第二周期布置的外围微透镜，所以能够通过利用外围区域中的反射衍射光来避免炫光现象。根据所公开技术的各种实施方式的其它优点已经在文中描述。附图说明图1是示意性示出根据一种实施方式的图像传感器的示例表示的框图。图2是示出根据实施方式的图像传感器的示例表示的示意性块件布局图。图3是根据图2所示的实施方式的图像传感器的沿线I-I'截取的示意性纵向截面图。图4A到图4D是示意性示出图3的图像传感器的内部像素区域、外部像素区域、外围像素遮蔽区域和外围逻辑遮蔽区域的放大图。图5是示出根据实施方式的图像传感器的示例表示的放大示意性顶视图。图6是示出根据一种实施方式的图像传感器的示例表示的示意性纵向截面图。图7A和图7B是示出根据实施方式的图像传感器的示例表示的示意性纵向截面图。图8是示出根据一种实施方式的图像传感器的示例表示的示意性纵向截面图。图9是示出根据一种实施方式的图像传感器的示例表示的示意性纵向截面图。图10是帮助解释相机系统中的光的反射路径和衍射路径的示意图的示例表示。图11是在包括根据常规技术的图像传感器的相机系统中捕获的图像的照片的示例表示。图12A是在包括根据常规技术的图像传感器的相机系统中测量的根据反射衍射光的角度的光强度的图表的示例表示。图12B是在包括根据实施方式的图像传感器中的一个的相机系统中测量的根据反射衍射光的角度的光强度的图表的示例表示。图12C是特别地通过放大来比较图12A和图12B中的第二级衍射光的强度的曲线图的示例表示。图13是在包括根据实施方式的图像传感器中的一个的相机系统中捕获的图像的照片的示例表示。图14是示意性示出包括根据实施方式的图像传感器中的一个的相机系统的示例表示的图。具体实施方式所公开的技术可被实现以提供一种可以减少或防止不期望的光的散射或炫光的图像传感器。所公开技术的实施方案提供了针对包括像素区域和外围区域的光学区域的各种设计。在所公开的技术中，在结合附图阅读以下示例性实施方式之后，优点、特征和用于实现这些优点和特征的方法将变得更加明显。然而，所公开的技术可以以不同的形式实现，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施方式。贯穿本公开的全部内容，在本专利技术的各个附图和实施方式中，相同的附图标记表示相同的部件。本说明书中使用的术语用于描述各种实施方式，并且并不限制所公开的技术。如本文所用，除非上下文另有明确说明，否则单数形式也旨在包括复数形式。还将理解，当在本说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，表明存在至少一个所述及的特征、步骤、操作和/或元件，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、步骤、操作和/或元件。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。因此，尽管相同或相似的附图标记在相应的附图中没有提及或描述，但是可参考其他附图而描述这些附图标记。此外，即便元件没有由附图标记表示，但是也可参考其他附图来描述这些元件。图1是示意性地示出根据一种实施方式的图像传感器100的示例表示的框图。参照图1，根据实施方式的图像传感器100可包括：像素阵列110、相关双采样器(CDS)120、模数转换器(ADC)130、缓冲器140、行驱动器150、时序发生器160、控制寄存器170和斜坡信号发生器180。像素阵列110可包括以矩阵结构布置的多个像素块115(例如，以列和行布置的像素阵列)。每个像素块115被构造为感测入射光，将入射光携带的光学图像信息转换成电图像信号，并通过列线将电图像信号发送或传输到CDS120。像素块115中的每个可与行线中的一个和列线中的一个连接。CDS120可对从像素阵列110中的像素块115接收的电图像信号进行采样或处理。例如，CDS120可根据从时序发生器160提供的时钟信号执行对基准电压电平和所接收的电图像信号的电压电平的采样，并且将与两者之间的差对应的模拟信号发送到ADC130。ADC130可将所接收的模拟信号转换成数字信号，并将数字信号发送到缓冲器140。缓冲器140可锁存或保持所接收的数字信号，并且将锁存的数字信号相继地输出到外部图像信号处理器。缓冲器140可包括用于锁存或保持数字信号的存储器和用于放大数字信号的感测放大器。行驱动器150可根据时序发生器160的信号驱动像素阵列110的像素块115。例如，行驱动器150可生成用于选择行线中的一个的选择信号和/或用于驱动行线中的一个的驱动信号。时序发生器160可生成用于控制CDS120、ADC130、行驱动器150和斜坡信号发生器180的定时信号。控制寄存器170可生成用于控制缓冲器140、时序发生器160和斜坡信号发生器180的控制信号。根据时序发生器160的控制，斜坡信号发生器180可生成用于控制从ADC130输出到缓冲器140的图像信号的斜坡信号。图2是示意性示出根据所公开的技术的一种实施方式的图像传感器100的示例表示的块件布局图。参照图2，根据实施方式的图像传感器100可包括像素区域10和外围区域50。像素区域10可包括内部像素区域20和围绕内部像素区域20的外部像素区域30。内部像素区域20可以以四边形的形式设置在图像传感器100的中心。外部像素区域30可以以围绕内部像素区域20的四边形框架的形式设置。内部像素区域20可作为用于感测光并将光转换成像素信号的像素区域而操作。外部像素区域30和外围区域50可不作为用于感测光并将光转换成像素信号的像素区域而操作。外围区域50可包括外围像素遮蔽区域50A和外围逻辑遮蔽区域50B。外围像素遮蔽区域50A可以以围绕像素区域10的外围的四边形框本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，该图像传感器包括：像素区域，该像素区域被构造为包括感光像素，所述感光像素检测场景的光，以产生表示所检测的场景的像素信号，所述像素信号包括所检测的场景的空间信息；以及外围区域，该外围区域被构造为围绕所述像素区域并遮蔽光，其中，所述像素区域包括第一微透镜，所述第一微透镜以具有第一空间周期的周期性阵列设置在所述感光像素的上方，而所述外围区域包括以具有不同的第二空间周期的周期性阵列设置的第二微透镜。

【技术特征摘要】
2018.02.19 KR 10-2018-00192101.一种图像传感器，该图像传感器包括：像素区域，该像素区域被构造为包括感光像素，所述感光像素检测场景的光，以产生表示所检测的场景的像素信号，所述像素信号包括所检测的场景的空间信息；以及外围区域，该外围区域被构造为围绕所述像素区域并遮蔽光，其中，所述像素区域包括第一微透镜，所述第一微透镜以具有第一空间周期的周期性阵列设置在所述感光像素的上方，而所述外围区域包括以具有不同的第二空间周期的周期性阵列设置的第二微透镜。2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，每个所述第一微透镜和每个所述第二微透镜具有相同的微透镜设计，所述微透镜设计包括透镜形状、透镜宽度或透镜厚度。3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一周期与所述第一微透镜的水平宽度或直径相同，并且其中，第二周期大于所述第二微透镜的水平宽度或直径。4.根据权利要求3所述的图像传感器，其中，所述第二周期是所述第一周期的整数倍。5.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一微透镜沿水平方向和竖直方向布置在所述像素区域中，并且其中，所述第二微透镜沿所述水平方向或所述竖直方向布置在所述外围区域中。6.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一微透镜在所述像素区域中具有第一间距，并且其中，所述第二微透镜在所述外围区域中具有第二间距。7.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述第一微透镜在所述像素区域中具有第一图案密度，其中，所述第二微透镜在所述外围区域中具有第二图案密度，并且其中，所述第一图案密度大于所述第二图案密度。8.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述像素区域包括：内部像素区域；以及外部像素区域，该外部像素区域围绕所述内部像素区域，其中，所述内部像素区域包括：内部像素光电二极管，所述内部像素光电二极管形成在基板中；内部像素网格图案，所述内部像素网格图案设置在所述基板的顶表面上方；内部像素滤色器，所述内部像素滤色器设置在所述内部像素网格图案之间的空间中；内部像素外涂层，该内部像素外涂层设置在所述内部像素滤色器上方；以及内部像素微透镜，所述内部像素微透镜设置在所述内部像素外涂层上方，其中，所述外部像素区域包括：外部像素光电二极管，所述外部像素光电二极管形成在所述基板中；外部像素网格图案，所述外部像素网格图案设置在所述基板的所述顶表面上方；外部像素滤色器，所述外部像素滤色器设置在所述外部像素网格图案之间的空间中；外部像素外涂层，该外部像素外涂层设置在所述外部像素滤色器上方；以及外部像素微透镜，所述外部像素微透镜设置在所述外部像素外涂层上方，并且其中，所述第一微透镜包括所述内部像素微透镜和所述外部像素微透镜。9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，所述外围区域包括内部外围区域和围绕所述内部外围区域的外部外围区域，其中，所述内部外围区域和所述外部外围区域中的每一个包括：遮蔽层，该遮蔽层设置在基板的顶表面上方；外围外涂层，该外围外涂层设置在所述遮蔽层上方；以及外围微透镜，所述外围微透镜设置在所述外围外涂层上方，并且其中，所述第二微透镜包括所述外围微透镜。10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述内部外围区域还包括形成在所述遮蔽层上方的外围滤色器，其中，所述外部外围区域还包括形成在所述遮蔽层上方的上滤色器，并且其中，所述上滤色器具有比所述外围滤色器厚的垂直厚度。11.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述上滤色器包括蓝色滤色器。12.根据权利要求10所述的图像传感器，其中，所述外围滤色器形成在所述外部外围区域中，并且其中，所述上滤色器形成在所述外围滤色器之间。13.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，所述遮蔽层具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹成旭，赵民洙，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR