[发明专利]滤光结构及影像感测器

说明书

根据本发明一些实施例，提供一种滤光结构及影像感测器。滤光结构包含设置于基底上的第一滤光层，其在第一波段具有大于50％的穿透率，且第一滤光层为干涉型滤光膜。滤光结构也包含设置于基底上的第二滤光层，其在第二波段具有大于50％的穿透率，且第二滤光层为吸收型滤光膜。第一波段与第二波段部分重叠于第三波段，且第三波段位于红外线区。此外，本发明一些实施例亦提供用来作为时差测距影像感测器的影像感测器。

技术领域

本发明涉及滤光结构，特别有关于将此滤光结构应用于时差测距(time-of-flight；ToF)影像感测器。

背景技术

目前，时差测距(ToF)技术已经广泛地在现代工业中使用，可通过互补式金属氧化半导体(complementary metal oxide semiconductor；CMOS)像素阵列与可调整的光源的结合来提供三维(three-dimensional；3D)影像。三维时差测距(3D ToF)摄影机已经在许多不同的应用中使用，例如已制成的商品的轮廓检查、电脑辅助设计(computer aideddesign；CAD)的验证、地理测量以及物体成像等。

三维时差测距(3D ToF)摄影机的运行是使用可调整的光源来照射景物，观测被景物反射的光线，测量在照射与反射之间的相位偏移，并且将此相位偏移转换成距离来实现三维时差测距。通常照射景物的可调整光源是来自于在约850nm的近红外光范围操作的固态激光或发光二极管，此照射景物的光线为人眼不可见，而影像感测器则设计成对与此可调整光源具有相同光谱的光线具有反应，使得影像感测器可以接收可调整光源照射景物后被反射的光线，并将反射光线的光子能量转变成电流，藉此得到景物的距离(深度)信息。

一般而言，在影像感测器的前面会设置滤光片，藉此让影像感测器所取得的距离(深度)信息具有优选的信号对噪声比(signal-to-noise ratio；SNR)。然而，传统的滤光片通常是由多层膜干涉技术制造而成，当大的倾斜角度的入射光线落在传统滤光片上时，总是会有蓝偏移(blue-shifting)现象发生在传统滤光片上，蓝偏移使得传统滤光片的光谱朝向较低波长的波段偏移。因此，采用传统滤光片的影像感测器需要额外设置具有0°或小的主光线角度(chief ray angle；CRA)的远心透镜(telecentric lens)，来克服大的倾斜角度的入射光线在传统滤光片上造成的蓝偏移。

发明内容

根据本发明一些实施例，提供一种滤光结构。滤光结构包含设置于基底上的第一滤光层，其在第一波段具有大于50％的穿透率，其中第一滤光层为干涉型滤光膜。滤光结构也包含设置于基底上的第二滤光层，其在第二波段具有大于50％的穿透率，其中第二滤光层为吸收型滤光膜。其中第一波段与第二波段部分重叠于第三波段，且第三波段位于红外线区。

根据本发明一些实施例，提供一种影像感测器。影像感测器包含具有光电二极管的基底。影像感测器也包含设置于基底上的第一滤光层，其在第一波段具有大于50％的穿透率，其中第一滤光层为干涉型滤光膜。影像感测器也包含设置于基底上的第二滤光层，其在第二波段具有大于50％的穿透率，其中第二滤光层为吸收型滤光膜。影像感测器还包含设置于基底上的聚光元件，其中第一波段与第二波段部分重叠于第三波段，且第三波段位于红外线区，且影像感测器用于时差测距影像感测器。

附图说明

本公开的各种样态最好的理解方式为阅读以下说明书的详说明并配合说明书附图。应该注意的是，本公开的各种不同特征部件并未依据工业标准作业的尺寸而绘制。事实上，为使说明书能清楚叙述，各种不同特征部件的尺寸可以任意放大或缩小。

图1A及图1B是依据本发明一些实施例，影像感测器的剖面图；

图2是依据一些实施例，说明滤光结构的第一滤光层和第二滤光层的光学特性的穿透率对波长的附图；

图3是依据一些实施例，说明滤光结构的第一滤光层和第二滤光层的光学特性的穿透率对波长的附图；