(57)【要約】 【課題】  イメージセンサによって生成された画像信号の品質を改善するイメージセンサを提供する。【解決手段】  感知層、感知層に配置された第１のフィルターユニット、感知層に配置された複数の第２のフィルターユニット、第１のフィルターユニットと第２のフィルターユニットに接続されてそれらを囲み、第１のグリッドと第２のグリッドを含み、且つ第１のフィルターユニットは、第１のグリッドと第２のグリッドの間に接続された配置されるグリッド構造、第１のフィルターユニットに配置された第１のマイクロレンズ、および第２のフィルターユニットにそれぞれ配置され、第１のマイクロレンズに隣接する複数の第２のマイクロレンズを含み、第１のマイクロレンズの直径は、第２のマイクロレンズの直径より大きく、第１のマイクロレンズの直径は、第１のグリッドと第１のフィルターユニットを合せた幅と等しいまたは大きいイメージセンサ。【選択図】  図１
2016225584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知層、
前記感知層に配置された第１のフィルターユニット、
前記感知層に配置された複数の第２のフィルターユニット、
前記第１のフィルターユニットと前記第２のフィルターユニットに接続されてそれらを囲み、第１のグリッドと第２のグリッドを含み、且つ前記第１のフィルターユニットが前記第１のグリッドと前記第２のグリッドの間に接続されて配置されるグリッド構造、
前記第１のフィルターユニットに配置された第１のマイクロレンズ、および
前記第２のフィルターユニットにそれぞれ配置され、前記第１のマイクロレンズに隣接する複数の第２のマイクロレンズを含み、
前記第１のマイクロレンズの直径は、前記第２のマイクロレンズの直径より大きく、前記第１のマイクロレンズの直径は、第１のグリッドと前記第１のフィルターユニットを合せた幅と等しいまたは大きい、イメージセンサ。
【請求項２】
前記第１のフィルターユニットの断面は、長方形であり、前記第１のフィルターユニットの体積は、各前記第２のフィルターユニットの体積と等しく、前記第１のフィルターユニットの幅は、各前記第２のフィルターユニットの幅と等しい請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記第１のフィルターユニットの体積は、前記第２のフィルターユニットの各々の体積より大きく、前記第１のフィルターユニットの最大幅は、各前記第２のフィルターユニットの最大幅より大きく、前記第１のグリッドと前記第２のグリッドは、前記感知層に対して傾斜し、前記第１のグリッドと前記第２のグリッドは、前記第１のフィルターユニットの中心に対して対称である請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記第１のフィルターユニットの断面は、平行四辺形であり、前記第１のグリッドと前記第２のグリッドは、前記感知層に対して傾斜し、前記第１のグリッドと前記第２のグリッドは、互いに平行する請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記第１のグリッドと前記第２のグリッドは、互いに平行し、前記感知層に垂直し、且つ前記第１のマイクロレンズの幅は、前記第１のグリッド、前記第１のフィルターユニット、および前記第２のグリッドを合せた幅と実質的に等しい請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記感知層は、
前記第１と前記第２のフィルターユニットの下方に配置された複数の感知ユニット、および
前記感知ユニットを囲み、前記グリッド構造の下方に配置されたブロッキング構造を含み、
前記ブロッキング構造は、同じ間隔を有する複数のブロッキング部を含む請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
感知層、および
前記感知層に配置され、
前記感知層に配置された複数の第１のマイクロレンズと、
前記第１のマイクロレンズに隣接する前記感知層に配置された複数の第２のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイを含み、
前記第１のマイクロレンズは、前記マイクロレンズアレイの中央領域から前記マイクロレンズアレイのエッジ領域に徐々に増加する複数の第１の直径を有し、
前記第２のマイクロレンズは、複数の第２の直径を有し、前記エッジ領域の前記第１のマイクロレンズの第１の直径は、前記エッジ領域の前記第２のマイクロレンズの前記第２の直径より大きいイメージセンサ。
【請求項８】
前記第１のマイクロレンズと前記感知層との間に配置された複数の第１のフィルターユニット、
前記第２のマイクロレンズと前記感知層との間に配置された複数の第２のフィルターユニット、および
前記第１のフィルターユニットと前記第２のフィルターユニットに接続されてそれらを囲むグリッド構造を更に含む請求項７に記載のイメージセンサ。
【請求項９】
前記グリッド構造は、複数の第１のグリッドと複数の第２のグリッドを含み、前記第１のフィルターユニットの各々は、前記第１のグリッドの１つと前記第２のグリッドの１つの間に接続されて配置され、且つ各第１のグリッドと隣接する第２のグリッドとの間の距離は、前記中央領域から前記エッジ領域に徐々に増加する請求項８に記載のイメージセンサ。
【請求項１０】
前記グリッド構造は、複数の第１のグリッドと複数の第２のグリッドを含み、前記第１のフィルターユニットの各々は、前記第１のグリッドの１つと前記第２のグリッドの１つの間に接続されて配置され、且つ前記第１のグリッドと前記感知層との間の角度は、前記中央領域から前記エッジ領域に徐々に増加する請求項９に記載のイメージセンサ。
【請求項１１】
前記第１のマイクロレンズの幅は、前記第１のグリッド、前記第１のフィルターユニット、および前記第２のグリッドを合せた幅と実質的に等しい請求項９に記載のイメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサに関し、特に、異なるサイズのマイクロレンズを有するイメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、デジタルカメラは、イメージセンサを用いて光を感知して、画像信号を生成するため、デジタルカメラによって撮影された画像は、画像信号に対応して生成されることができる。
【０００３】
デジタルカメラの発展に伴い、高品質の画像信号が必要とされている。裏面照射（ＢＳＩ）技術を用いたイメージセンサは、優れた感光性と高い画像品質のために、光線をフォトダイオードに導く光パイプ構造を有している。
【０００４】
イメージセンサは、通常、その意図された目的に適合しているが、全てにおいて完全に満足できるものではない。従って、イメージセンサを向上させる解決策を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、画像センサによって生成された画像信号の品質を改善するイメージセンサを提供する。
【０００６】
本発明は、感知層、第１のマイクロレンズ、および複数の第２のマイクロレンズを含む画像センサを提供する。第１のマイクロレンズは、感知層上に配置される。第２のマイクロレンズは、感知層上に配置され、第１のマイクロレンズに隣接する。第１のマイクロレンズの直径は、各第２のマイクロレンズの直径より大きい。
【０００７】
本発明は、感知層とマイクロレンズアレイを含むイメージセンサを提供する。マイクロレンズアレイは、感知層上に配置され、感知層上に配置された複数の第１のマイクロレンズ、および感知層上に配置され第１のマイクロレンズに隣接する複数の第２のマイクロレンズを含む。第１のマイクロレンズは、マイクロレンズアレイの中央領域からマイクロレンズアレイのエッジ領域に徐々に増加する複数の第１の直径を有する。第２のマイクロレンズは、複数の第２の直径を有し、エッジ領域の第１のマイクロレンズの第１の直径は、エッジ領域の第２のマイクロレンズの第２の直径より大きい。
【０００８】
従って、第１のマイクロレンズの直径は、第２のマイクロレンズの直径より大きいため、第１のマイクロレンズを通過する光の量は、第２のマイクロレンズを通過する光の量より大きい。従って、第１のマイクロレンズに対応する特定色（例えば、緑色）の量子効率が向上され、それに伴い、イメージセンサの画質が向上される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る、イメージセンサの上面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図６】本発明の第５の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図７】本発明の第６の実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
添付の図面とともに以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで、本発明はより完全に理解できる。
次の開示は、本開示の異なる特徴を実施するための、多くの異なる実施の形態または実施例を提供する。本開示を簡素化するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施例が以下に述べられる。例えば、本説明の第２の特徴の上または上方への第１の特徴の形成は、続いて、第１と第２の特徴が直接接触で形成される複数の実施形態を含むことができ、また前記第１と第２の特徴が直接接触でないように、付加的な特徴が前記第１と第２の特徴間に形成される複数の実施形態を含むこともできる。
【００１１】
また、本開示は、種々の実施例において、参照番号および／または文字を繰り返し用いている。この反復は、簡素化と明確さの目的のためであって、種々の実施の形態および／または議論された構成との間の関係を規定するものではない。また、図の形状、大きさ、または厚さは、説明を明確にするために縮尺に描かれない、または簡易化される可能性もある。
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る、イメージセンサ１の上面図である。イメージセンサ１は、画像を取り込むように構成される。画像センサ１は、撮像装置、例えば、デジタルカメラに用いられることができる。イメージセンサ１の種類は、変えられる。いくつかの実施形態では、イメージセンサ１は、相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサ、裏面照射型（ＢＳＩ）ＣＭＯＳセンサ、または他の好適なセンサである。
【００１３】
イメージセンサ１は、感知層１０、複数のフィルターユニット２０、マイクロレンズアレイ３０、およびグリッド構造４０を含む。感知層１０は、基準平面Ｐ１に沿って延伸する。感知層１０は、感知層１０に入射した光線に対応して入射光を検出し、画像信号を生成するように構成される。
【００１４】
感知層１０は、以下の構成要素の全てを含むことができるが、感知層１０の目的が達成できれば、感知層１０が以下の構成要素の全てを含む必要はない。感知層１０は、基板１１、複数の感知ユニット１２、およびブロッキング構造１３を含む。いくつかの実施形態では、感知層１０は、他の光学層、例えば反射防止層（図示されていない）を更に含む。
【００１５】
感知ユニット１２は、基板１１に配置される。感知ユニット１２は、基準平面Ｐ１にアレイ状に配列される。いくつかの実施形態では、感知ユニット１２は、フォトダイオードである。各感知ユニット１２は、光線を感知し、感知ユニットに入射した光線の強度に対応した強度信号を発生する。画像信号は、強度信号によって形成される。いくつかの実施形態では、感知ユニット１２は、同じ間隔を有する。
【００１６】
ブロッキング構造１３は、感知ユニット１２を囲み、グリッド構造４０の下方に配置される。ブロッキング構造１３は、同じ間隔を有する複数のブロッキング部１３１を含む。感知ユニット１２は、２つの隣接するブロッキング部１３１の間に配置される。ブロッキング部１３１は、光線をブロックするように構成される。
【００１７】
フィルターユニット２０は、感知層１０上に配置される。フィルターユニット２０は、基準平面Ｐ１に平行する平面上にアレイ状に配列される。各フィルターユニット２０は、感知ユニット１２の１つの上に配置される。
【００１８】
各フィルターユニット２０は、所定の範囲の波長の光を通過させる。いくつかの実施形態では、フィルターユニット２０は、カラーフィルターユニット２０である。フィルターユニット２０は、複数の第１のフィルターユニット２０ａと複数の第２のフィルターユニット２０ｂを含む。第１のフィルターユニット２０ａと第２のフィルターユニット２０ｂは、アレイ状に交互に配列される。
【００１９】
この実施形態では、第１のフィルターユニット２０ａと第２のフィルターユニット２０ｂの、感知層１０に垂直な断面は、長方形である。第１のフィルターユニット２０ａの体積は、第２のフィルターユニット２０ｂの体積と等しく、第１のフィルターユニット２０ａの幅は、第２のフィルターユニット２０ｂの幅と等しい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、第１のフィルターユニット２０ａは、緑色フィルターユニットである。第２のフィルターユニット２０ｂは、赤色フィルターユニットまたは青色フィルターユニットである。例えば、赤色フィルターユニット２０は、６２０ｎｍ〜７５０ｎｍ（赤色光）の範囲の波長の光を感知ユニット１２に通過させる。緑色フィルターユニット２０は、４９５ｎｍ〜５７０ｎｍ（緑色光）の範囲の波長の光を感知ユニット１２に通過させる。青色フィルターユニット２０は、４７６ｎｍ〜４９５ｎｍ（青色光）の範囲の波長の光を感知ユニット１２に通過させる。
【００２１】
マイクロレンズアレイ３０は、感知層１０とフィルターユニット２０上に配置され、基準平面Ｐ１に平行する。グリッド構造４０は、第１のフィルターユニット２０ａと第２のフィルターユニット２０ｂに接続されてそれらを囲む。グリッド構造４０は、感知層１０に接触し、基準平面Ｐ１に平行する。
【００２２】
いくつかの実施形態では、グリッド構造４０の屈折率は、フィルターユニット２０の屈折率より低いため、フィルターユニット２０とグリッド構造４０は、光パイプ構造を形成する。グリッド構造４０は、フィルターユニット２０内の光線を感知ユニット１２に向けて反射するように構成される。
【００２３】
いくつかの実施形態では、グリッド構造４０は、約１．３〜１．９の範囲の屈折率を有する。フィルターユニットは、約１．７〜３．２の範囲の屈折率を有する。グリッド構造４０は、プロピレン、ポリシロキサン、またはその組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、グリッド構造４０は、少なくとも７０ｗｔ％のプロピレン、ポリシロキサン、またはその組み合わせを含む。
【００２４】
いくつかの実施形態では、グリッド構造４０は、複数の第１のグリッド４１と複数の第２のグリッド４２を含む。第１のフィルターユニット２０ａは、第１のグリッド４１と第２のグリッド４２の間に接続されて配置される。第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、互いに平行し、感知層１０に垂直する。第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、同じ間隔で交互に配置される。第１のグリッド４１と第２のグリッド４２のそれぞれは、ブロッキング部１３１の１つの上に配置される。
【００２５】
光線が画像センサ１に入射したとき、光線はマイクロレンズアレイ３０とフィルターユニット２０から感知ユニット１２に通過する。光線は、マイクロレンズアレイ３０により集光される。各フィルターユニット２０は、所定の範囲の波長の光を通過させる。各感知ユニット１２は、感知ユニットに入射した光線の強度に対応した強度信号を発生し、画像信号は、強度信号によって形成される。
【００２６】
この実施形態では、マイクロレンズアレイ３０は、複数の第１のマイクロレンズ３１と複数の第２のマイクロレンズ３２を含む。図２に示されるように、マイクロレンズアレイ３０の第１のマイクロレンズ３１と第２のマイクロレンズ３２は、基準平面Ｐ１に平行する平面上にアレイ状に配列される。第１のマイクロレンズ３１と第２のマイクロレンズ３２の配置と大きさは、多種多様である。この実施形態では、第１のマイクロレンズ３１と第２のマイクロレンズ３２は、感知層１０上に配置され、アレイ状に交互に配列される。第２のマイクロレンズ３２は、第１のマイクロレンズ３１に隣接する。いくつかの実施形態では、第２のマイクロレンズ３２は、第１のマイクロレンズ３１を囲む。第１のマイクロレンズ３１と第２のマイクロレンズ３２は、光線を感知ユニット１２に集光するように構成される。
【００２７】
各第１のマイクロレンズ３１は、第１のフィルターユニット２０ａの中の１つの上に配置され、各第２のマイクロレンズ３２は、第２のフィルターユニット２０ｂの中の１つの上に配置される。言い換えれば、第１のフィルターユニット２０ａは、第１のマイクロレンズ３１と感知層１０の感知ユニット１２との間に配置され、第２のフィルターユニット２０ｂは、第１のマイクロレンズ３２と感知層１０の感知ユニット１２との間に配置される。
【００２８】
第１のマイクロレンズ３１の第１の照射面３１１の面積は、第２のマイクロレンズ３２の第２の照射面３２１の面積より大きく、第１のマイクロレンズ３１の直径は、第２のマイクロレンズ３２の直径より大きい。
【００２９】
いくつかの実施形態では、第１のマイクロレンズ３１の第１の照射面３１１は、第２のマイクロレンズ３２の第２の照射面３２１より大きく、第１のマイクロレンズ３１の直径は、第２のマイクロレンズ３２の直径より大きい。
【００３０】
いくつかの実施形態では、第１のグリッド４１は、上面４１１を有し、第２のグリッド４２は、上面４２１を有する。上面４１１と上面４２１は、第１のマイクロレンズ３１で完全にカバーされる。第１のマイクロレンズ３１の直径Ｗ１は、第１のグリッド４１、第１のフィルターユニット２０ａ、および第２のグリッド４２を合せた幅Ｗ２と等しいまたは実質的に等しい。言い換えれば、第１のマイクロレンズ３１の直径Ｗ１は、第１のグリッド４１（または第２のグリッド４２）と第１のフィルターユニット２０ａを合せた幅Ｗ２ａと等しいかまたは大きい。
【００３１】
第１のマイクロレンズ３１と第２のマイクロレンズ３２の構造により、第１のマイクロレンズ３１と第１のフィルターユニット２０ａを通過する光の量は、第２のマイクロレンズ３２と第２のフィルターユニット２０ｂを通過する光の量より大きい。従って、第１のマイクロレンズ３１と第１のフィルターユニット２０ａに対応する特定色（例えば、緑色）の量子効率が向上される。
【００３２】
いくつかの実施形態では、第１のフィルターユニット２０ａは、緑色フィルターユニットである。感知ユニット１２の緑色光の量子効率は、向上される。イメージセンサ１によって生成された画像の緑色の品質は、改善される。人間の眼は、緑色に対して敏感であるため、画像の画質が向上される。
【００３３】
図３は、本発明の第２の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、感知層１０に対して傾斜し、第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、第１のフィルターユニット２０ａの中心に対して対称である。いくつかの実施形態では、第１のグリッド４１（または第２のグリッド４２）と感知層１０の間の角度は、約６０度から約８５度の範囲にある。上面４１１と上面４２１は、第２のマイクロレンズ３２で完全にカバーされる。
【００３４】
第１のフィルターユニット２０ａの、感知層１０に垂直な断面は、台形である。第１のフィルターユニット２０ａは、第１のフィルターユニット２０ａの上面２１から底面２２に徐々に狭くなっている。言い換えれば、上面２１の面積は底面２２の面積より大きい。上面２１は、第１のマイクロレンズ３１に接続され、底面２２は、感知層１０に接続される。
【００３５】
第２のフィルターユニット２０ｂの、感知層１０に垂直な断面は、台形である。第２のフィルターユニット２０ｂは、底面２４から上面２３に徐々に狭くなっている。言い換えれば、底面２４の面積は上面２３の面積より大きい。上面２３は、第２のマイクロレンズ３２に接続され、底面２４は、感知層１０に接続される。
【００３６】
第１のフィルターユニット２０ａの体積は、第２のフィルターユニット２０ｂの体積より大きい。第１のフィルターユニット２０ａの最大幅Ｗ３は、第２のフィルターユニット２０ｂの最大幅Ｗ４より大きい。
【００３７】
フィルターユニット２０、第１のマイクロレンズ３１、第２のマイクロレンズ３２、およびグリッド構造４０の構造により、第１のフィルターユニット２０ａを通過する光の量は、第２のフィルターユニット２０ｂを通過する光の量より大きい。
【００３８】
グリッド構造４０は、第１のグリッド４１と第２のグリッド４２の遮蔽部４３を更に含む。遮蔽部４３はＨｆＯｘ、ＳｉＯ２、低屈折率有機材料、またはその組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、遮蔽部４３は、少なくとも７０ｗｔ％、ＨｆＯｘ、ＳｉＯ２、低屈折率有機材料、またはその組み合わせを含む。遮蔽部４３は、約１．３〜１．９の範囲の屈折率を有する。いくつかの実施形態では、遮蔽部４３は、３０％より低い透過率を有し、第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、８０％または９０％より大きい透過率を有する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、遮蔽部４３は、感知層１０に接触する。遮蔽部４３の長さは、第１のグリッド４１（または第２のグリッド４２）の長さより短い。遮蔽部４３は、光が通過するのを遮蔽するように構成される。従って、第２のフィルターユニット２０ｂに伝送された第１のフィルターユニット２０ａの光線は、低下される。
【００４０】
図４は、本発明の第３の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。第１のフィルターユニット２０ａの、感知層１０に垂直な断面は、平行四辺形である。第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、感知層１０に対して傾斜し、第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、互いに平行する。いくつかの実施形態では、第１のグリッド４１（または第２のグリッド４２）と感知層１０の間の角度は、約６０度から約８５度の範囲にある。
【００４１】
上面４１１は、第２のマイクロレンズ３２で完全にカバーされ、上面４２１は、第１のマイクロレンズ３１で完全にカバーされる。第１のフィルターユニット２０ａの最大幅Ｗ３は、第２のフィルターユニット２０ｂの最大幅Ｗ４より大きい。
【００４２】
フィルターユニット２０、第１のマイクロレンズ３１、第２のマイクロレンズ３２、グリッド構造４０の構造により、第１のフィルターユニット２０ａを通過する光の量は、第２のフィルターユニット２０ｂを通過する光の量より大きい。
【００４３】
図５は、本発明の第４の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。この実施形態では、第１のフィルターユニット２０ａの、感知層１０に垂直な断面は、長方形である。第１のフィルターユニット２０ａと第２のフィルターユニット２０ｂの体積は、同じであり、第１のフィルターユニット２０ａの幅は、第２のフィルターユニット２０ｂの幅と等しい。第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、互いに平行し、感知層１０に垂直する。
【００４４】
第１のマイクロレンズ３１の直径は、マイクロレンズアレイ３０の中央領域Ｚ１からマイクロレンズアレイ３０のエッジ領域Ｚ３に徐々に増加する。言い換えれば、エッジ領域Ｚ３の第１のマイクロレンズ３１の直径Ｄ１３は、中間領域Ｚ２の第１のマイクロレンズ３１の直径Ｄ１２より大きく、中間領域Ｚ２の第１のマイクロレンズ３１の直径Ｄ１２は、中央領域Ｚ１の第１のマイクロレンズ３１の直径Ｄ１１より大きい。
【００４５】
中央領域Ｚ１の第１のマイクロレンズ３１の直径Ｄ１１は、中央領域の第２のマイクロレンズ３２の直径Ｄ２１より大きい、または等しい。中間領域Ｚ２の第１のマイクロレンズ３１の直径Ｄ１２は、中間領域Ｚ２の第２のマイクロレンズ３２の直径Ｄ２２より大きい。エッジ領域Ｚ３の第１のマイクロレンズ３１の直径Ｄ１３は、エッジ領域Ｚ３の第２のマイクロレンズ３２の直径Ｄ２３より大きい。
【００４６】
第１のマイクロレンズ３１と第２のマイクロレンズ３２の構造により、中央領域Ｚ１、中間領域Ｚ２、およびエッジ領域Ｚ３の第１のマイクロレンズ３１を通過する光の量は、均一となるため、イメージセンサ１によって生成された画像の品質は向上される。
【００４７】
図６は、本発明の第５の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。この実施形態では、中間領域Ｚ２とエッジ領域Ｚ３における第１のフィルターユニット２０ａの、感知層１０に垂直な断面は、台形である。いくつかの実施形態では、中央領域Ｚ１における第１のフィルターユニット２０ａの、感知層１０に垂直な断面は、長方形または台形である。
【００４８】
第１のフィルターユニット２０ａの体積は、マイクロレンズアレイ３０の中央領域Ｚ１からマイクロレンズアレイ３０のエッジ領域Ｚ３に徐々に増加する。エッジ領域Ｚ３（および中間領域Ｚ２）における第１のフィルターユニット２０ａの最大幅Ｗ３は、エッジ領域Ｚ３（および中間領域Ｚ２）の隣接する第２のフィルターユニット２０ｂの最大幅Ｗ４より大きい。エッジ領域Ｚ３の第１のフィルターユニット２０ａの体積は、エッジ領域Ｚ３の第２のフィルターユニット２０ｂの体積より大きい。
【００４９】
中央領域Ｚ１における第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、互いに平行、または互いに対して傾斜、且つ感知層１０に垂直である。中間領域Ｚ２とエッジ領域Ｚ３における第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、感知層１０に対して傾斜し、第１のグリッド４１の１つと第２のグリッド４２の１つは、第１のフィルターユニット２０ａの１つの中心に対して対称である。
【００５０】
各第１のグリッド４１と隣接する第２のグリッド４２との間の距離は、中央領域Ｚ１からエッジ領域Ｚ３に徐々に増加する。エッジ領域Ｚ３では、上面４１１と上面４２１は第２のマイクロレンズ３２で完全にカバーされる。
【００５１】
図７は、本発明の第６の実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。この実施形態では、中間領域Ｚ２とエッジ領域Ｚ３における第１のフィルターユニット２０ａの、感知層１０に垂直な断面は、平行四辺形である。いくつかの実施形態では、中央領域Ｚ１における第１のフィルターユニット２０ａの、感知層１０に垂直な断面は、長方形または平行四辺形である。
【００５２】
第１のグリッド４１と感知層１０との間の角度Ａ１、Ａ２と、Ａ３は、中央領域Ｚ１からエッジ領域Ｚ３に徐々に増加する。いくつかの実施形態では、角度Ａ１は、約８０度から約９０度の範囲にあり、角度Ａ２は、約７０度から約８５度の範囲にあり、且つ角度Ａ３は、約６０度から約８０度の範囲にある。
【００５３】
中央領域Ｚ１における第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、互いに平行し、且つ感知層１０に垂直である。中間領域Ｚ２とエッジ領域Ｚ３における第１のグリッド４１と第２のグリッド４２は、感知層１０に対して傾斜し、互いに平行する。
【００５４】
エッジ領域Ｚ３では、上面４１１は第２のマイクロレンズ３２で完全にカバーされ、上面４２１は第１のマイクロレンズ３１で完全にカバーされる。
【００５５】
マイクロレンズ３０とフィルターユニット２０の構造により、第５と第６の実施形態の中央領域Ｚ１、中間領域Ｚ２、およびエッジ領域Ｚ３の第１のマイクロレンズ３１を通過する光の量は、均一となり、中間領域Ｚ２とエッジ領域Ｚ３の第１のマイクロレンズ３１と第１のフィルターユニット２０ａを通過する光の量は、増加される。そのため、イメージセンサ１によって生成された画像の品質は向上される。
【００５６】
従って、第１のマイクロレンズの直径は、第２のマイクロレンズの直径より大きいため、第１のマイクロレンズを通過する光の量は、第２のマイクロレンズを通過する光の量より大きい。従って、第１のマイクロレンズに対応する特定色（例えば、緑色）の量子効率が向上され、それに伴い、イメージセンサの画質が向上される。
【００５７】
本発明は、実施例の方法及び望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び同様の配置をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び同様の配置を含むべきである。
【符号の説明】
【００５８】
１  イメージセンサ
１０  感知層
１１  基板
１２  感知ユニット
１３  ブロッキング構造
１３１  ブロッキング部
２０  フィルターユニット
２０ａ  第１のフィルターユニット
２０ｂ  第２のフィルターユニット
２１、２３  上面
２２、２４  底面
３０  マイクロレンズアレイ
３１  第１のマイクロレンズ
３１１  第１の照射面
３２  マイクロレンズ
３２１  第２の照射面
４０  グリッド構造
４１  第１のグリッド
４１１  上面
４２  第２のグリッド
４２１  上面
４３  遮蔽部
Ａ１、Ａ２、Ａ３  角度
Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３  第１の直径
Ｄ２１、Ｄ２２、Ｄ２３  第２の直径
Ｐ１  基準平面
Ｗ１、Ｗ２、Ｗ２ａ  幅
Ｗ３、Ｗ４  最大幅
Ｚ１  中央領域
Ｚ２  中間領域
Ｚ３  エッジ領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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