[發明專利]彩色濾光陣列與應用其的影像感測裝置

有效

• 申請號: 201610350374.5
• 申請日: 2016-05-24
• 公開（公告）號: CN107422407B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 劉家佑
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G02B5/20
• 分類號: G02B5/20;H01L27/146
• 代理公司: 72003 隆天知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭泰強;李昕巍

本發明公開了一種彩色濾光陣列與應用其的影像感測裝置。彩色濾光陣列包括多個排列為矩陣的彩色單元。每個彩色單元上具有中間區域與周圍區域，且周圍區域包圍中間區域。中間區域形成彩色濾光物。部分周圍區域形成多個透光物，且透光物由中間區域的邊緣延伸至彩色單元的部分邊緣。剩下的周圍區域則形成彩色濾光物。彩色濾光物為高折射率材料，且透光物為低折射率材料。據此，在每個色彩單元中，中間區域的彩色濾光物與周圍區域的彩色濾光物的組成可降低光譜干擾，周圍區域的透光物可降低光學干擾，進而提升光電二極管感測到的影像質量。

技術領域

本發明關于一種彩色濾光陣列與應用其的影像感測裝置，且特別涉及一種降低光譜干擾(spectral crosstalk)的彩色濾光陣列與應用其的影像感測裝置。

背景技術

影像感測裝置為目前例如數字照相機與移動電話等光電裝置內的主要構件之一。現有影像感測裝置則包括電耦合裝置(charge coupled device,CCD)影像感測裝置與互補型金氧半導體(complementary metal oxide oxide,CMOS)影像感測裝置。影像感測裝置通常包括微透鏡(Micro-lens)、彩色濾光陣列(color filter array)以及光電二極管(Photodiode)。

彩色濾光陣列是由多個子像素陣列排列而成。子像素陣列為由紅色(R)、藍色(B)與綠色(G)等不同色彩濾光物所構成的周期性圖樣(periodic pattern)。當光線經由透鏡照射到彩色濾光陣列時，對應的紅色光譜、對應的藍色光譜與對應的綠色光譜之間有較小的光譜干擾(spectral crosstalk)。然而，照射在濾光物的光子會因繞射而移動到相鄰的像素以形成光學干擾(optical crosstalk)，進而產生色偏現象且降低分辨率。

因此，在其他現有的彩色濾光陣列中，子像素陣列為由紅色(R)、藍色(B)與綠色(G)等不同色彩濾光物所構成的周期性圖樣(periodic pattern)，且每個色彩濾光物的周圍皆形成有低折射率材料的物質來隔離每個色彩濾光物，以避免相鄰濾光物之間的光學干擾。然而，此種彩色濾光陣列會因低折射率材料的全透光特性而嚴重造成光譜干擾(Spectral cross-talk)，降低紅色光譜、藍色光譜與綠色光譜的純色性，使得影像飽和度變差及訊噪比(Signal to noise ratio,SNR)降低。

因此，若可以同時降低光學干擾與光譜干擾，將可以提升光電二極管所感測到的影像質量。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種彩色濾光陣列與應用其的影像感測裝置，其通過配置彩色濾光物與低折射率材料的物質在彩色濾光陣列上的位置來同時降低光學干擾與光譜干擾，進而可提升光電二極管所感測到的影像質量。

本發明于一實施方式中提供一種彩色濾光陣列，且包括多個彩色單元。多個彩色單元排列為一矩陣。每個彩色單元上具有一中間區域與一周圍區域，且周圍區域包圍中間區域。中間區域形成一彩色濾光物。部分的周圍區域形成透光物，且透光物由中間區域的邊緣延伸至彩色單元的部分邊緣。而剩下的周圍區域形成彩色濾光物。彩色濾光物為一高折射率材料，且透光物為一低折射率材料。

優選地，于每一個彩色單元中，多個透光物對稱地配置在中間區域的部分周圍。

優選地，于每一個彩色單元中，多個透光物根據一光線投射在對應的彩色單元上的光形配置在中間區域的部分周圍。

優選地，于每一個色彩單元中，中間區域為一方形，且多個透光物位于方形的四個側邊。

優選地，于每一個色彩單元中，每一個透光物的寬度小于或等于方形的邊長。

優選地，于每一個色彩單元中，中間區域為一方形，多個透光物位于方形的四個角隅(corner)。

優選地，每一個透光物延伸至方形的相鄰的側邊。