JP2003092395A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 撮像可能な波長領域を拡張する。
【解決手段】 可視光に対して感度を有する光センサー
から成る、ＣＣＤ構造の固体撮像素子４と、被写体から
の光を固体撮像素子４の受光面６に収束させるカメラレ
ンズ８とを含み、固体撮像素子４とカメラレンズ８との
間に蛍光顔料の支持体１０が配置されている。支持体１
０は、透明なガラス板から成り、板面を固体撮像素子４
の受光面６に対向させて配置され、その表面には、紫外
線を受けて可視光を発する有機蛍光顔料が塗布され、有
機蛍光顔料の薄膜１２を形成している。カメラレンズ８
を通じて有機蛍光顔料の薄膜１２に紫外線が入射する
と、有機蛍光顔料の薄膜１２は、紫外線の強さに応じた
強さの可視光を発生する。この可視光は固体撮像素子４
の受光面６に入射して、固体撮像素子４の光センサーに
より充分な感度で光電変換される。よって、紫外線の領
域でも撮像可能となる。
から成る、ＣＣＤ構造の固体撮像素子４と、被写体から
の光を固体撮像素子４の受光面６に収束させるカメラレ
ンズ８とを含み、固体撮像素子４とカメラレンズ８との
間に蛍光顔料の支持体１０が配置されている。支持体１
０は、透明なガラス板から成り、板面を固体撮像素子４
の受光面６に対向させて配置され、その表面には、紫外
線を受けて可視光を発する有機蛍光顔料が塗布され、有
機蛍光顔料の薄膜１２を形成している。カメラレンズ８
を通じて有機蛍光顔料の薄膜１２に紫外線が入射する
と、有機蛍光顔料の薄膜１２は、紫外線の強さに応じた
強さの可視光を発生する。この可視光は固体撮像素子４
の受光面６に入射して、固体撮像素子４の光センサーに
より充分な感度で光電変換される。よって、紫外線の領
域でも撮像可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体撮像素子によ
り構成した撮像装置に関するものである。
り構成した撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ構造の固体撮像素子やＣＭＯＳ型
固体撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサー）などの固体
撮像素子は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカ
メラ、各種携帯端末機器などの画像入力手段として広く
用いられている。このような固体撮像素子は、半導体基
板上に多数配列したフォトダイオードを光センサーとし
て用いており、したがって固体撮像素子の種々の波長の
光に対する感度はフォトダイオードの、各種波長の光に
対する光電変換効率によって決まる。そして、固体撮像
素子に用いられているフォトダイオードの光電変換効率
は通常、光の波長が５００ｎｍ近辺で最も高く、このピ
ークより高い波長領域、および低い波長領域ではピーク
から離れるにしたがって次第に低下している。その結
果、固体撮像素子を用いた従来の撮像装置は、紫外線領
域および遠赤外線領域では撮像不可能となっている。
固体撮像素子（ＣＭＯＳイメージセンサー）などの固体
撮像素子は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカ
メラ、各種携帯端末機器などの画像入力手段として広く
用いられている。このような固体撮像素子は、半導体基
板上に多数配列したフォトダイオードを光センサーとし
て用いており、したがって固体撮像素子の種々の波長の
光に対する感度はフォトダイオードの、各種波長の光に
対する光電変換効率によって決まる。そして、固体撮像
素子に用いられているフォトダイオードの光電変換効率
は通常、光の波長が５００ｎｍ近辺で最も高く、このピ
ークより高い波長領域、および低い波長領域ではピーク
から離れるにしたがって次第に低下している。その結
果、固体撮像素子を用いた従来の撮像装置は、紫外線領
域および遠赤外線領域では撮像不可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、撮像可能な波
長領域を、紫外線領域あるいは遠赤外線領域へ、さらに
は電波あるいはＸ線の領域へと拡張することができれ
ば、固体撮像素子を用いた撮像装置の応用分野は、医療
検査や、電波検出などの分野にまで大きく拡大する。
長領域を、紫外線領域あるいは遠赤外線領域へ、さらに
は電波あるいはＸ線の領域へと拡張することができれ
ば、固体撮像素子を用いた撮像装置の応用分野は、医療
検査や、電波検出などの分野にまで大きく拡大する。
【０００４】本発明はこのような点に着目して為された
もので、その目的は、従来より短い波長領域あるいは長
い波長領域において撮像可能な、固体撮像素子を用いた
撮像装置を提供することにある。
もので、その目的は、従来より短い波長領域あるいは長
い波長領域において撮像可能な、固体撮像素子を用いた
撮像装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、可視光に対して感度を有する光センサーから
成る固体撮像素子によって構成した撮像装置であって、
前記固体撮像素子の受光面の前方に、板面を前記受光面
に対向させて配置した、透明材料から成る板体を含み、
前記板体の表面に、紫外線または紫外線より波長の短い
電磁波を受けて可視光を発する蛍光材料の膜が被着され
ていることを特徴とする。本発明の撮像装置では、固体
撮像素子に向かって入射する紫外線などは、まず、固体
撮像素子の前方に配置されている板体表面の蛍光材料の
膜に入射する。そして、蛍光材料の膜は、入射する紫外
線などの強さに応じた強さの可視光を発生し、この可視
光が固体撮像素子の受光面に入射して、固体撮像素子の
光センサーにより充分な感度で光電変換される。よっ
て、本発明では、紫外線の波長領域、あるいはさらに短
い波長領域においても撮像可能となる。
するため、可視光に対して感度を有する光センサーから
成る固体撮像素子によって構成した撮像装置であって、
前記固体撮像素子の受光面の前方に、板面を前記受光面
に対向させて配置した、透明材料から成る板体を含み、
前記板体の表面に、紫外線または紫外線より波長の短い
電磁波を受けて可視光を発する蛍光材料の膜が被着され
ていることを特徴とする。本発明の撮像装置では、固体
撮像素子に向かって入射する紫外線などは、まず、固体
撮像素子の前方に配置されている板体表面の蛍光材料の
膜に入射する。そして、蛍光材料の膜は、入射する紫外
線などの強さに応じた強さの可視光を発生し、この可視
光が固体撮像素子の受光面に入射して、固体撮像素子の
光センサーにより充分な感度で光電変換される。よっ
て、本発明では、紫外線の波長領域、あるいはさらに短
い波長領域においても撮像可能となる。
【０００６】また、本発明は、可視光に対して感度を有
する光センサーから成る固体撮像素子によって構成した
撮像装置であって、前記固体撮像素子は、前記光センサ
ーの前方に形成された、紫外線または紫外線より波長の
短い電磁波を受けて可視光を発する蛍光材料の膜を有し
ていることを特徴とする。本発明の撮像装置では、固体
撮像素子の光センサーに向かって入射する紫外線など
は、まず、光センサーの前方に形成された蛍光材料の膜
に入射する。そして、蛍光材料の膜は、入射する紫外線
などの強さに応じた強さの可視光を発生し、この可視光
が光センサーに入射して、充分な感度で光電変換され
る。よって、本発明では、紫外線の波長領域、あるいは
さらに短い波長領域において撮像可能となる。
する光センサーから成る固体撮像素子によって構成した
撮像装置であって、前記固体撮像素子は、前記光センサ
ーの前方に形成された、紫外線または紫外線より波長の
短い電磁波を受けて可視光を発する蛍光材料の膜を有し
ていることを特徴とする。本発明の撮像装置では、固体
撮像素子の光センサーに向かって入射する紫外線など
は、まず、光センサーの前方に形成された蛍光材料の膜
に入射する。そして、蛍光材料の膜は、入射する紫外線
などの強さに応じた強さの可視光を発生し、この可視光
が光センサーに入射して、充分な感度で光電変換され
る。よって、本発明では、紫外線の波長領域、あるいは
さらに短い波長領域において撮像可能となる。
【０００７】また、本発明は、可視光に対して感度を有
する光センサーから成る固体撮像素子によって構成した
撮像装置であって、前記固体撮像素子の受光面の前方に
配置され、入射光の高調波を生成して前記固体撮像素子
の前記受光面に入射させる非線形光学結晶を備えたこと
を特徴とする。本発明の撮像装置では、固体撮像素子に
向かって入射した遠赤外線などは、まず非線形光学結晶
に入射し、非線形光学結晶は入射した遠赤外線の強さに
応じた強さの、高調波としての可視光を生成する。そし
て、この可視光は固体撮像素子の光センサーに入射して
充分な感度で光電変換される。よって、本発明では、遠
赤外線の波長領域や、さらに長い波長領域において撮像
可能となる。
する光センサーから成る固体撮像素子によって構成した
撮像装置であって、前記固体撮像素子の受光面の前方に
配置され、入射光の高調波を生成して前記固体撮像素子
の前記受光面に入射させる非線形光学結晶を備えたこと
を特徴とする。本発明の撮像装置では、固体撮像素子に
向かって入射した遠赤外線などは、まず非線形光学結晶
に入射し、非線形光学結晶は入射した遠赤外線の強さに
応じた強さの、高調波としての可視光を生成する。そし
て、この可視光は固体撮像素子の光センサーに入射して
充分な感度で光電変換される。よって、本発明では、遠
赤外線の波長領域や、さらに長い波長領域において撮像
可能となる。
【０００８】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態例につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明による撮像装
置の一例を示す構成図、図２は図１の撮像装置を構成す
る固体撮像素子の概略平面図である。図１に示したよう
に、実施の形態例の撮像装置２は、可視光に対して感度
を有する光センサーから成る、ＣＣＤ構造の固体撮像素
子４と、被写体からの光を固体撮像素子４の受光面６に
収束させるカメラレンズ８とを含み、固体撮像素子４と
カメラレンズ８との間に蛍光顔料の支持体１０が配置さ
れている。
て図面を参照して説明する。図１は本発明による撮像装
置の一例を示す構成図、図２は図１の撮像装置を構成す
る固体撮像素子の概略平面図である。図１に示したよう
に、実施の形態例の撮像装置２は、可視光に対して感度
を有する光センサーから成る、ＣＣＤ構造の固体撮像素
子４と、被写体からの光を固体撮像素子４の受光面６に
収束させるカメラレンズ８とを含み、固体撮像素子４と
カメラレンズ８との間に蛍光顔料の支持体１０が配置さ
れている。
【０００９】支持体１０は、本実施の形態例では透明な
ガラス板から成り、板面を固体撮像素子４の受光面６に
対向させて配置され、その表面には、紫外線を受けて可
視光を発する有機蛍光顔料（昼光蛍光顔料）が塗布さ
れ、有機蛍光顔料の薄膜１２を形成している。
ガラス板から成り、板面を固体撮像素子４の受光面６に
対向させて配置され、その表面には、紫外線を受けて可
視光を発する有機蛍光顔料（昼光蛍光顔料）が塗布さ
れ、有機蛍光顔料の薄膜１２を形成している。
【００１０】固体撮像素子４は、図２に示したように、
半導体基板１４の上に、フォトダイオードによる光セン
サー１５、垂直電荷転送レジスター１６、水平電荷転送
レジスター１８などを形成した構造となっている。光セ
ンサー１５は半導体基板１４上にマトリクス状に配列さ
れ、垂直電荷転送レジスター１６は光センサー１５の各
列ごとに隣接して設けられ、水平電荷転送レジスター１
８は垂直電荷転送レジスター１６の一方の端部側に、光
センサーの行の方向に延設されている。このような構造
において、受光面６に光が入射すると、各光センサー１
５は光量に応じた信号電荷を生成し、信号電荷は対向す
る垂直電荷転送レジスター１６に取り込まれて水平電荷
転送レジスター１８に向け転送される。そして、水平電
荷転送レジスター１８に到達した信号電荷は、今度は水
平電荷転送レジスター１８により矢印Ａの方向に転送さ
れ、水平電荷転送レジスター１８の端部より出力され
る。水平電荷転送レジスター１８から出力された信号電
荷は、フローティングディフュージョン部２０で電圧信
号に変換され、この電圧信号は出力部２２を通じ画像信
号として低インピーダンスで外部に出力される。
半導体基板１４の上に、フォトダイオードによる光セン
サー１５、垂直電荷転送レジスター１６、水平電荷転送
レジスター１８などを形成した構造となっている。光セ
ンサー１５は半導体基板１４上にマトリクス状に配列さ
れ、垂直電荷転送レジスター１６は光センサー１５の各
列ごとに隣接して設けられ、水平電荷転送レジスター１
８は垂直電荷転送レジスター１６の一方の端部側に、光
センサーの行の方向に延設されている。このような構造
において、受光面６に光が入射すると、各光センサー１
５は光量に応じた信号電荷を生成し、信号電荷は対向す
る垂直電荷転送レジスター１６に取り込まれて水平電荷
転送レジスター１８に向け転送される。そして、水平電
荷転送レジスター１８に到達した信号電荷は、今度は水
平電荷転送レジスター１８により矢印Ａの方向に転送さ
れ、水平電荷転送レジスター１８の端部より出力され
る。水平電荷転送レジスター１８から出力された信号電
荷は、フローティングディフュージョン部２０で電圧信
号に変換され、この電圧信号は出力部２２を通じ画像信
号として低インピーダンスで外部に出力される。
【００１１】以上のような構成において、撮像装置２に
紫外線２４（図１）が入射すると、紫外線２４はカメラ
レンズ８を通じて支持体１０の表面に形成された有機蛍
光顔料の薄膜１２に入射する。有機蛍光顔料の薄膜１２
は、紫外線が照射されたことで薄膜１２内で電子が励起
され、その後、励起した電子が励起状態から基底状態に
遷移する際に光が放出される。ここで、電子が励起状態
から基底状態に遷移するとき、電子のエネルギーは分子
の振動や回転に費やされるため、電子が励起状態から基
底状態に遷移する際に放出するエネルギーは、紫外線の
照射によって吸収されたエネルギーよりも低いものとな
る。したがって、電子のエネルギー状態が遷移するとき
放出される光は、波長が紫外線より長波長側にシフト
し、可視光となる。
紫外線２４（図１）が入射すると、紫外線２４はカメラ
レンズ８を通じて支持体１０の表面に形成された有機蛍
光顔料の薄膜１２に入射する。有機蛍光顔料の薄膜１２
は、紫外線が照射されたことで薄膜１２内で電子が励起
され、その後、励起した電子が励起状態から基底状態に
遷移する際に光が放出される。ここで、電子が励起状態
から基底状態に遷移するとき、電子のエネルギーは分子
の振動や回転に費やされるため、電子が励起状態から基
底状態に遷移する際に放出するエネルギーは、紫外線の
照射によって吸収されたエネルギーよりも低いものとな
る。したがって、電子のエネルギー状態が遷移するとき
放出される光は、波長が紫外線より長波長側にシフト
し、可視光となる。
【００１２】その結果、有機蛍光顔料の薄膜１２に入射
した紫外線２４は可視光２６に変換された形で固体撮像
素子４の受光面６に入射する。そして、固体撮像素子４
の光センサーは可視光に対し充分な感度を有しているた
め、可視光２６は固体撮像素子４の光センサーにより光
電変換される。固体撮像素子４の各光センサーが可視光
２６を受光して生成した信号電荷は、垂直電荷転送レジ
スター１６および水平電荷転送レジスター１８により上
述のように転送され、最終的に出力部２２から画像信号
が得られる。
した紫外線２４は可視光２６に変換された形で固体撮像
素子４の受光面６に入射する。そして、固体撮像素子４
の光センサーは可視光に対し充分な感度を有しているた
め、可視光２６は固体撮像素子４の光センサーにより光
電変換される。固体撮像素子４の各光センサーが可視光
２６を受光して生成した信号電荷は、垂直電荷転送レジ
スター１６および水平電荷転送レジスター１８により上
述のように転送され、最終的に出力部２２から画像信号
が得られる。
【００１３】このように、本実施の形態例の撮像装置２
では、入射した紫外線は可視光に変換された形で固体撮
像素子４に入射するので、紫外線の波長領域において撮
像可能となる。なお、本実施の形態例では、薄膜１２が
被着された支持体１０はカメラレンズ８の後方に配置さ
れているとしたが、カメラレンズ８の前方に配置しても
同様の作用効果を得ることができる。
では、入射した紫外線は可視光に変換された形で固体撮
像素子４に入射するので、紫外線の波長領域において撮
像可能となる。なお、本実施の形態例では、薄膜１２が
被着された支持体１０はカメラレンズ８の後方に配置さ
れているとしたが、カメラレンズ８の前方に配置しても
同様の作用効果を得ることができる。
【００１４】次に、本発明の第２の実施の形態例につい
て説明する。図３は本発明の第２の実施の形態例として
の撮像装置を構成する固体撮像素子を詳しく示す断面側
面図である。第２の実施の形態例の撮像装置を構成する
固体撮像素子２８は、平面的な構成は上記固体撮像素子
４と同様であり、半導体基板上に光センサーをマトリク
ス状に配置し、光センサーの各列ごとに垂直電荷転送レ
ジスターを、垂直電荷転送レジスターの一方の端部側に
水平電荷転送レジスターを設けた構造となっている。し
かし、固体撮像素子２８は、その表面部に有機蛍光顔料
の薄膜を形成した点で固体撮像素子４と異なっている。
以下、これについて詳しく説明する。
て説明する。図３は本発明の第２の実施の形態例として
の撮像装置を構成する固体撮像素子を詳しく示す断面側
面図である。第２の実施の形態例の撮像装置を構成する
固体撮像素子２８は、平面的な構成は上記固体撮像素子
４と同様であり、半導体基板上に光センサーをマトリク
ス状に配置し、光センサーの各列ごとに垂直電荷転送レ
ジスターを、垂直電荷転送レジスターの一方の端部側に
水平電荷転送レジスターを設けた構造となっている。し
かし、固体撮像素子２８は、その表面部に有機蛍光顔料
の薄膜を形成した点で固体撮像素子４と異なっている。
以下、これについて詳しく説明する。
【００１５】図３に示したように、固体撮像素子２８
は、半導体基板３０の表面部に光センサー３２が形成さ
れ、その両側に垂直電荷転送レジスター１６が形成され
ている。垂直電荷転送レジスター１６は図２の紙面に直
交する方向に延在し、半導体基板３０の表面部の転送路
３４と転送電極３６などにより構成され、転送電極３６
の箇所は絶縁膜３８を介して遮光膜４０により覆われて
いる。そして、光センサー３２および遮光膜４０の上に
平坦化層４２が形成され、平坦化層４２の上に各光セン
サー３２ごとにオンチップレンズ４４が配置されてい
る。そして、固体撮像素子２８では、このオンチップレ
ンズ４４の表面に、紫外線を受けて可視光を発する有機
蛍光顔料の薄膜４６が形成されている。
は、半導体基板３０の表面部に光センサー３２が形成さ
れ、その両側に垂直電荷転送レジスター１６が形成され
ている。垂直電荷転送レジスター１６は図２の紙面に直
交する方向に延在し、半導体基板３０の表面部の転送路
３４と転送電極３６などにより構成され、転送電極３６
の箇所は絶縁膜３８を介して遮光膜４０により覆われて
いる。そして、光センサー３２および遮光膜４０の上に
平坦化層４２が形成され、平坦化層４２の上に各光セン
サー３２ごとにオンチップレンズ４４が配置されてい
る。そして、固体撮像素子２８では、このオンチップレ
ンズ４４の表面に、紫外線を受けて可視光を発する有機
蛍光顔料の薄膜４６が形成されている。
【００１６】したがって、この第２の実施の形態例の撮
像装置では、たとえば上記撮像装置２で用いたようなカ
メラレンズを通じて、紫外線が固体撮像素子２８に入射
すると、有機蛍光顔料の薄膜４６は、上記薄膜１２の場
合と同様に、入射した紫外線の強さに応じた強さの可視
光を発生し、可視光はオンチップレンズ４４以下の層を
通じて光センサー３２に入射し、充分な感度で光電変換
される。よって、この第２の実施の形態例においても、
紫外線の波長領域における撮像が可能となる。
像装置では、たとえば上記撮像装置２で用いたようなカ
メラレンズを通じて、紫外線が固体撮像素子２８に入射
すると、有機蛍光顔料の薄膜４６は、上記薄膜１２の場
合と同様に、入射した紫外線の強さに応じた強さの可視
光を発生し、可視光はオンチップレンズ４４以下の層を
通じて光センサー３２に入射し、充分な感度で光電変換
される。よって、この第２の実施の形態例においても、
紫外線の波長領域における撮像が可能となる。
【００１７】なお、第２の実施の形態例では、有機蛍光
顔料の薄膜４６はオンチップレンズ４４の上に形成され
ているとしたが、有機蛍光顔料の薄膜４６を形成する箇
所は、光センサー３２の上方であればよく、オンチップ
レンズ４４より下の位置に形成してもよい。また、最初
の実施の形態例および第２の実施の形態例では、紫外線
領域における撮像を例に説明したが、より波長の短いＸ
線などの電磁波の場合であっても、その電磁波を受けて
有機蛍光顔料が可視光を発生できるかぎり、撮像可能で
ある。
顔料の薄膜４６はオンチップレンズ４４の上に形成され
ているとしたが、有機蛍光顔料の薄膜４６を形成する箇
所は、光センサー３２の上方であればよく、オンチップ
レンズ４４より下の位置に形成してもよい。また、最初
の実施の形態例および第２の実施の形態例では、紫外線
領域における撮像を例に説明したが、より波長の短いＸ
線などの電磁波の場合であっても、その電磁波を受けて
有機蛍光顔料が可視光を発生できるかぎり、撮像可能で
ある。
【００１８】次に、本発明の第３の実施の形態例につい
て説明する。図４は本発明の第３の実施の形態例として
撮像装置を示す構成図である。図中、図１と同一の要素
には同一の符号が付されている。図４に示した撮像装置
４８が、図１に示した撮像装置２と異なるのは、有機蛍
光顔料の薄膜１２が表面に形成された支持体１０に換え
て非線形光学結晶５０が、カメラレンズ８と固体撮像素
子４との間に配置されている点である。非線形光学結晶
５０は、たとえば、ＢＢＯ（ＢａＢ２Ｏ４）やＬＢＯ
（ＬｉＢ３Ｏ５）から成り、入射光のたとえば第２高調
波を発生するものである。
て説明する。図４は本発明の第３の実施の形態例として
撮像装置を示す構成図である。図中、図１と同一の要素
には同一の符号が付されている。図４に示した撮像装置
４８が、図１に示した撮像装置２と異なるのは、有機蛍
光顔料の薄膜１２が表面に形成された支持体１０に換え
て非線形光学結晶５０が、カメラレンズ８と固体撮像素
子４との間に配置されている点である。非線形光学結晶
５０は、たとえば、ＢＢＯ（ＢａＢ２Ｏ４）やＬＢＯ
（ＬｉＢ３Ｏ５）から成り、入射光のたとえば第２高調
波を発生するものである。
【００１９】したがって、撮像装置４８では、たとえば
遠赤外線５２（波長はたとえば１０００ｎｍ）がカメラ
レンズ８を通じて入射すると、遠赤外線５２は非線形光
学結晶５０によって第２高調波（波長はたとえば５００
ｎｍ）に変換され、可視光５４として固体撮像素子４に
入射し、充分な感度で光電変換される。よって、この撮
像装置４８では、遠赤外線の波長領域において撮像可能
となる。また、撮像可能な電磁波としては、非線形光学
結晶が生成する第２高調波が可視光となる限り、さらに
波長の長いものであってもよく、電波領域の電磁波であ
ってもよい。
遠赤外線５２（波長はたとえば１０００ｎｍ）がカメラ
レンズ８を通じて入射すると、遠赤外線５２は非線形光
学結晶５０によって第２高調波（波長はたとえば５００
ｎｍ）に変換され、可視光５４として固体撮像素子４に
入射し、充分な感度で光電変換される。よって、この撮
像装置４８では、遠赤外線の波長領域において撮像可能
となる。また、撮像可能な電磁波としては、非線形光学
結晶が生成する第２高調波が可視光となる限り、さらに
波長の長いものであってもよく、電波領域の電磁波であ
ってもよい。
【００２０】なお、第３の実施の形態例では、非線形光
学結晶５０はカメラレンズ８の後方に配置するとした
が、カメラレンズ８の前方に配置しても同様の作用効果
を得ることができる。以上の実施の形態例では、いずれ
の場合も固体撮像素子はＣＣＤ構造を有しているとした
が、固体撮像素子がＣＭＯＳイメージセンサーである場
合にも本発明は無論有効である。また、上記固体撮像素
子は、いずれの場合も光センサーがマトリクス状に配置
され２次元のイメージセンサーであるとしたが、リニア
イメージセンサーにおいても本発明はその効果を発揮す
る。
学結晶５０はカメラレンズ８の後方に配置するとした
が、カメラレンズ８の前方に配置しても同様の作用効果
を得ることができる。以上の実施の形態例では、いずれ
の場合も固体撮像素子はＣＣＤ構造を有しているとした
が、固体撮像素子がＣＭＯＳイメージセンサーである場
合にも本発明は無論有効である。また、上記固体撮像素
子は、いずれの場合も光センサーがマトリクス状に配置
され２次元のイメージセンサーであるとしたが、リニア
イメージセンサーにおいても本発明はその効果を発揮す
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の撮像装置で
は、固体撮像素子に向かって入射する紫外線などは、ま
ず、固体撮像素子の前方に配置されている板体表面の蛍
光材料の膜に入射する。そして、蛍光材料の膜は、入射
する紫外線などの強さに応じた強さの可視光を発生し、
この可視光が固体撮像素子の受光面に入射して、固体撮
像素子の光センサーにより充分な感度で光電変換され
る。よって、本発明では、紫外線の波長領域、あるいは
さらに短い波長領域においても撮像可能となる。
は、固体撮像素子に向かって入射する紫外線などは、ま
ず、固体撮像素子の前方に配置されている板体表面の蛍
光材料の膜に入射する。そして、蛍光材料の膜は、入射
する紫外線などの強さに応じた強さの可視光を発生し、
この可視光が固体撮像素子の受光面に入射して、固体撮
像素子の光センサーにより充分な感度で光電変換され
る。よって、本発明では、紫外線の波長領域、あるいは
さらに短い波長領域においても撮像可能となる。
【００２２】また、本発明の撮像装置では、固体撮像素
子の光センサーに向かって入射する紫外線などは、ま
ず、光センサーの前方に形成された蛍光材料の膜に入射
する。そして、蛍光材料の膜は、入射する紫外線などの
強さに応じた強さの可視光を発生し、この可視光が光セ
ンサーに入射して、充分な感度で光電変換される。よっ
て、本発明では、紫外線の波長領域、あるいはさらに短
い波長領域において撮像可能となる。
子の光センサーに向かって入射する紫外線などは、ま
ず、光センサーの前方に形成された蛍光材料の膜に入射
する。そして、蛍光材料の膜は、入射する紫外線などの
強さに応じた強さの可視光を発生し、この可視光が光セ
ンサーに入射して、充分な感度で光電変換される。よっ
て、本発明では、紫外線の波長領域、あるいはさらに短
い波長領域において撮像可能となる。
【００２３】また、本発明の撮像装置では、固体撮像素
子に向かって入射した遠赤外線などは、まず非線形光学
結晶に入射し、非線形光学結晶は入射した遠赤外線の強
さに応じた強さの、高調波としての可視光を生成する。
そして、この可視光は固体撮像素子の光センサーに入射
して充分な感度で光電変換される。よって、本発明で
は、遠赤外線の波長領域や、さらに長い波長領域におい
て撮像可能となる。
子に向かって入射した遠赤外線などは、まず非線形光学
結晶に入射し、非線形光学結晶は入射した遠赤外線の強
さに応じた強さの、高調波としての可視光を生成する。
そして、この可視光は固体撮像素子の光センサーに入射
して充分な感度で光電変換される。よって、本発明で
は、遠赤外線の波長領域や、さらに長い波長領域におい
て撮像可能となる。
【００２４】その結果、本発明により、固体撮像素子を
用いた撮像装置の撮像可能な波長領域を、紫外線領域あ
るいは遠赤外線領域へ、さらには電波あるいはＸ線の領
域へと拡張することができ、固体撮像素子を用いた撮像
装置の応用分野を、医療検査や、電波検出などの分野に
まで大きく拡大することが可能となる。
用いた撮像装置の撮像可能な波長領域を、紫外線領域あ
るいは遠赤外線領域へ、さらには電波あるいはＸ線の領
域へと拡張することができ、固体撮像素子を用いた撮像
装置の応用分野を、医療検査や、電波検出などの分野に
まで大きく拡大することが可能となる。
【図１】本発明による撮像装置の一例を示す構成図であ
る。
る。
【図２】図１の撮像装置を構成する固体撮像素子の概略
平面図である。
平面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態例としての撮像装置
を構成する固体撮像素子を詳しく示す断面側面図であ
る。
を構成する固体撮像素子を詳しく示す断面側面図であ
る。
【図４】本発明の第３の実施の形態例として撮像装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
２、４８……撮像装置、４、２８……固体撮像素子、６
……受光面、８……カメラレンズ、１０……支持体、１
２、４６……薄膜、１４、３０……半導体基板、１６…
…垂直電荷転送レジスター、１８……水平電荷転送レジ
スター、２０……フローティングディフュージョン部、
２２……出力部、２４……紫外線、２６、５４……可視
光、３２……光センサー、３４……転送路、３６……転
送電極、３８……絶縁膜、４０……遮光膜、４２……平
坦化層、４４……オンチップレンズ、５０……非線形光
学結晶、５２……遠赤外線。
……受光面、８……カメラレンズ、１０……支持体、１
２、４６……薄膜、１４、３０……半導体基板、１６…
…垂直電荷転送レジスター、１８……水平電荷転送レジ
スター、２０……フローティングディフュージョン部、
２２……出力部、２４……紫外線、２６、５４……可視
光、３２……光センサー、３４……転送路、３６……転
送電極、３８……絶縁膜、４０……遮光膜、４２……平
坦化層、４４……オンチップレンズ、５０……非線形光
学結晶、５２……遠赤外線。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2K002 AB12 BA01 CA02 HA20
4M118 AB01 BA10 BA13 BA14 CA02
CA34 CB11 FA06 FA08 GA10
GD01 GD03 GD04 GD07
5F088 BA20 BB03 EA04 EA06 HA06
JA13 LA01 LA05
Claims (8)
- 【請求項１】 可視光に対して感度を有する光センサー
から成る固体撮像素子によって構成した撮像装置であっ
て、 前記固体撮像素子の受光面の前方に、板面を前記受光面
に対向させて配置した、透明材料から成る板体を含み、 前記板体の表面に、紫外線または紫外線より波長の短い
電磁波を受けて可視光を発する蛍光材料の膜が被着され
ていることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項２】 可視光に対して感度を有する光センサー
から成る固体撮像素子によって構成した撮像装置であっ
て、 前記固体撮像素子は、前記光センサーの前方に形成され
た、紫外線または紫外線より波長の短い電磁波を受けて
可視光を発する蛍光材料の膜を有していることを特徴と
する撮像装置。 - 【請求項３】 可視光に対して感度を有する光センサー
から成る固体撮像素子によって構成した撮像装置であっ
て、 前記固体撮像素子の受光面の前方に配置され、入射光の
高調波を生成して前記固体撮像素子の前記受光面に入射
させる非線形光学結晶を備えたことを特徴とするの撮像
装置。 - 【請求項４】 前記固体撮像素子はＣＣＤ固体撮像素子
であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記
載の撮像装置。 - 【請求項５】 前記固体撮像素子はＣＭＯＳイメージセ
ンサーであることを特徴とする請求項１から３のいずれ
かに記載の撮像装置。 - 【請求項６】 被写体からの光を前記固体撮像素子の前
記受光面に収束させるレンズを備え、前記板体はレンズ
の後方または前方に配置されていることを特徴とする請
求項１記載の撮像装置。 - 【請求項７】 被写体からの光を前記固体撮像素子の前
記受光面に収束させるレンズを備え、前記非線形光学結
晶はレンズの後方または前方に配置されていることを特
徴とする請求項３記載の撮像装置。 - 【請求項８】 前記蛍光材料は有機蛍光顔料であること
を特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285514A JP2003092395A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285514A JP2003092395A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003092395A true JP2003092395A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19108656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285514A Pending JP2003092395A (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003092395A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017169755A1 (ja) * | 2016-03-29 | 2017-10-05 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置 |
| JP2019047037A (ja) * | 2017-09-05 | 2019-03-22 | 株式会社東芝 | 光検出器 |
| WO2019194341A1 (ko) * | 2018-04-06 | 2019-10-10 | 한양대학교 산학협력단 | 양자점층을 포함하는 듀얼 이미지 센서 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54107290A (en) * | 1978-02-09 | 1979-08-22 | Fujitsu Ltd | Semiconductor photo sensing unit |
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-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285514A patent/JP2003092395A/ja active Pending
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| US11973091B2 (en) | 2016-03-29 | 2024-04-30 | Sony Corporation | Solid-state imaging apparatus having output circuit unit for outputting a pixel signal |
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| US11258935B2 (en) | 2018-04-06 | 2022-02-22 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University | Dual image sensor including quantum dot layer |
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