[发明专利]光感测模块

说明书

本发明提供一种光感测模块，包括光电二极管阵列基板、距离增加层及聚光元件阵列。光电二极管阵列基板包括多个呈阵列排列的感光单元及线路区。线路区配置于这些感光单元周边，其中每一感光单元包括多个相邻的且呈阵列排列的光电二极管。距离增加层配置于光电二极管阵列基板上。聚光元件阵列配置于距离增加层上，且包括排成阵列多个聚光元件。来自外界的反射光分别被这些聚光元件会聚于这些感光单元上。

技术领域

本发明涉及一种感测模块，且特别是涉及一种光感测模块。

背景技术

随着光电技术的发展，各种光电传感器被发展出来，包括光雷达(LiDAR)的传感器、飞行时间测距传感器(time-of-flight ranging sensor)或影像传感器。在光雷达的传感器或飞行时间测距传感器中，有一种技术是采用单光子雪崩二极管(single photonavalanche diode,SPAD)阵列基板来量测光的飞行时间。

在习知的单光子雪崩二极管中，排成阵列的感光单元的每一个的周围围绕有相当大的宽度的周边线路，当镜头将来自外界的反射光成像于感光单元外的周边线路时，这部分的光将无法被感测而导致浪费。此外，这部分的光在外在空间所对应的位置处将形成无法被感测的盲区，导致采用上述单光子雪崩二极管阵列基板的感测模块在外在空间中的感测范围并不连续，而是有多个彼此分离的盲区存在。当待测物体恰好落在盲区的位置时，将无法感测到待测物体的距离。

发明内容

本发明是针对一种光感测模块，其具有较高的收光效率，且可有效解决周边线路造成的盲区问题。

本发明的一实施例提出一种光感测模块，包括单光子雪崩二极管阵列基板、距离增加层及聚光元件阵列。单光子雪崩二极管阵列基板包括多个呈阵列排列的感光单元及线路区。线路区配置于这些感光单元周边，其中每一感光单元包括多个相邻的且呈阵列排列的单光子雪崩二极管。距离增加层配置于单光子雪崩二极管阵列基板上，且覆盖这些感光单元或感光单元及在其周边的部分线路区。聚光元件阵列配置于距离增加层上，且包括排成阵列多个聚光元件。来自外界的反射光分别被这些聚光元件会聚于这些感光单元上，且每一聚光元件覆盖对应的感光单元及在其周边的部分线路区。

本发明的一实施例提出一种光感测模块，包括光电二极管阵列基板、距离增加层及聚光元件阵列。光电二极管阵列基板包括多个呈阵列排列的感光单元及线路区。线路区配置于这些感光单元周边，其中每一感光单元包括多个相邻的且呈阵列排列的光电二极管，其中这些感测单元的面积与线路区的面积的比值是落在20％至80％的范围内。距离增加层配置于光电二极管阵列基板上。聚光元件阵列配置于距离增加层上，且包括排成阵列多个聚光元件。每一聚光元件覆盖对应的感光单元及在其周边的部分线路区。

在本发明的实施例的光感测模块中，采用了配置于距离增加层上的聚光元件阵列，每一聚光元件覆盖对应的感光单元及在其周边的部分线路区，且来自外界的反射光分别被这些聚光元件会聚于这些感光单元上。因此，来自外界的反射光能够被感光单元有效地感测，而较不会照射在周边的线路区上而造成无效的感测，也因此有效避免了周边的线路区在空间中产生盲区的问题。如此一来，本发明的实施例的光感测模块便能够具有较高的收光效率，且可有效解决周边线路造成的盲区问题。

附图说明

图1为本发明的一实施例的光感测模块的剖面示意图。

图2为图1中的一个聚光元件将来自外界的反射光会聚于一个对应的感光单元的剖面示意图。

图3为图1中的光电二极管阵列基板的正视示意图。

图4A是图1的光感测模块的对照组的光路示意图，其中此对照组不具有距离增加层与聚光元件阵列。

图4B绘示了在图4A的对照组中加了一个聚光元件及其下的距离增加层后的光路变化。

图5为图4A的光感测模块的对照组在采用不同的半导体制程时所产生的盲区宽度与物距的关系图。