[发明专利]图像传感器的光波导器

权利要求书

1.一种图像传感器，其包含：(a)一光学管，其包含一核心及一包覆层，及(b)一对光敏元件，其包含一中央光敏元件及一周边光敏元件，其中该中央光敏元件是可操作地耦合至该核心且该周边光敏元件是可操作地耦合至该包覆层。

2.如权利要求1所述的图像传感器，其中该图像传感器不包含滤光器。

3.如权利要求1所述的图像传感器，其中该光学管是圆形的、非圆形的或圆锥形的。

4.如权利要求1所述的图像传感器，其中该核心具有一核心折射率(n₁)，该包覆层具有一包覆层折射率(n₂)，且该堆叠具有一堆叠折射率(n₃)，且进一步其中n₁＞n₂＞n₃。

5.如权利要求1所述的图像传感器，其中该光学管经组态以透过该核心及该包覆层以一截止波长分离入射于该图像传感器上的一电磁辐射束的波长。

6.如权利要求1所述的图像传感器，其中该光学管经组态在不使用一滤光器的情形下以透过该核心及该包覆层以一截止波长分离入射于该图像传感器上的一电磁辐射束的波长。

7.如权利要求1所述的图像传感器，其中该光学管的一电磁辐射束接收端包含一曲面。

8.如权利要求1所述的图像传感器，其中该核心在该核心的一电磁辐射束接收端处具有比在该核心的一电磁辐射束发射端处的横截面面积大的一横截面面积。

9.如权利要求1所述的图像传感器，其中该对光敏元件是位于一衬底上或一衬底内。

10.如权利要求1所述的图像传感器，其进一步包含在该光学管上方的一透镜结构或一光学耦合器，其中该透镜结构或该光学耦合器是可操作地耦合至该光学管。

11.如权利要求1所述的图像传感器，其中该核心包含一第一波导器，其具有一截止波长以使得波长大于该截止波长的电磁辐射自该核心泄漏至该包覆层中。

12.如权利要求11所述的图像传感器，其中该包覆层包含一第二波导器，其准许波长大于该截止波长的电磁辐射保留于该包覆层内且被透射至该周边光敏元件。

13.如权利要求1所述的图像传感器，其中该核心在该核心的一电磁辐射束发射端的一横截面面积大致等于该中央光敏元件的一面积。

14.如权利要求1所述的图像传感器，其中该包覆层在该包覆层的一电磁辐射束发射端的一横截面面积大致等于该周边光敏元件的一面积。

15.如权利要求1所述的图像传感器，进一步包含在该光学管周围的一堆叠，该堆叠包含嵌入于介电层中的金属层，其中该等介电层具有比该包覆层的折射率低的一折射率。

16.如权利要求15所述的图像传感器，其中该堆叠的一表面包含一反射表面。

17.如权利要求1所述的图像传感器，其中该图像传感器是一互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。

18.如权利要求1所述的图像传感器，其中入射于该图像传感器上的一电磁辐射束的被透射至该光敏元件的一量大于入射于该图像传感器上的该电磁辐射束的约三分之一。

19.如权利要求15所述的图像传感器，其中该核心具有一核心折射率(n₁)，该包覆层具有一包覆层折射率(n₂)，及该堆叠具有一堆叠折射率(n₃)，且进一步其中n₁＞n₂＞n₃。

20.如权利要求1所述的图像传感器，其中该光敏元件包含一光电二极管。

21.一种复合像素，其包含至少两个不同图像传感器，每一图像传感器包含：(a)一光学管，其包含一核心及一包覆层，及(b)一对光敏元件，其包含一中央光敏元件及一周边光敏元件，其中该中央光敏元件可操作地耦合至该核心且该周边光敏元件可操作地耦合至该包覆层，其中该至少两个不同图像传感器中的每一者经组态以一截止波长分离入射于该复合像素上的一电磁辐射束的波长，且该复合像素经组态以重构电磁辐射束的波长的一光谱。