JP2003174155A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JP2003174155A JP2003174155A JP2001371744A JP2001371744A JP2003174155A JP 2003174155 A JP2003174155 A JP 2003174155A JP 2001371744 A JP2001371744 A JP 2001371744A JP 2001371744 A JP2001371744 A JP 2001371744A JP 2003174155 A JP2003174155 A JP 2003174155A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軽量、薄型でかつ撮像特性に優れた撮像装置
を提供する。 【解決手段】 本発明に係る撮像装置１０は、半導体基
板１２の主面１３上に２次元状に配列形成された光電変
換部１４を有する固体撮像素子１１と、固体撮像素子１
１上に設けられており、所定間隙をおいて２次元状に配
列形成された透光性を有する材料からなる導光部２２及
び該導光部２２の間に設けられた吸光部２３を有する導
光膜２１と、を備える。
を提供する。 【解決手段】 本発明に係る撮像装置１０は、半導体基
板１２の主面１３上に２次元状に配列形成された光電変
換部１４を有する固体撮像素子１１と、固体撮像素子１
１上に設けられており、所定間隙をおいて２次元状に配
列形成された透光性を有する材料からなる導光部２２及
び該導光部２２の間に設けられた吸光部２３を有する導
光膜２１と、を備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に関し、よ
り詳細には指紋などのように測定対象物の表面に存在す
る凹凸パターンを検出するのに好適な撮像装置に関す
る。
り詳細には指紋などのように測定対象物の表面に存在す
る凹凸パターンを検出するのに好適な撮像装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】かかる撮像装置として、例えば特開平７
−１７４９４７号公報（以下、文献１という）には、複
数の光ファイバを一体化してなるファイバ光学プレート
と、ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサなどの固体
撮像素子とを接合してなる指紋検出装置が開示されてい
る。
−１７４９４７号公報（以下、文献１という）には、複
数の光ファイバを一体化してなるファイバ光学プレート
と、ＣＣＤ（電荷結合素子）イメージセンサなどの固体
撮像素子とを接合してなる指紋検出装置が開示されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た文献１に開示の撮像装置では、固体撮像素子にファイ
バ光学プレートを接合して構成されていたため、装置全
体としての重量が重たく、また薄型化も十分でなかっ
た。
た文献１に開示の撮像装置では、固体撮像素子にファイ
バ光学プレートを接合して構成されていたため、装置全
体としての重量が重たく、また薄型化も十分でなかっ
た。
【０００４】そこで本発明は、軽量、薄型でかつ撮像特
性に優れた撮像装置を提供することを目的とする。
性に優れた撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る撮像装置
は、半導体基板の主面上に２次元状に配列形成された光
電変換部を有する固体撮像素子と、固体撮像素子上に設
けられており、所定間隙をおいて２次元状に配列形成さ
れた透光性を有する材料からなる導光部及び該導光部の
間に設けられた吸光部を有する導光膜と、を備える。
は、半導体基板の主面上に２次元状に配列形成された光
電変換部を有する固体撮像素子と、固体撮像素子上に設
けられており、所定間隙をおいて２次元状に配列形成さ
れた透光性を有する材料からなる導光部及び該導光部の
間に設けられた吸光部を有する導光膜と、を備える。
【０００６】この撮像装置では、導光膜に入射した光
は、導光部に案内され固体撮像素子の光電変換部に受光
される。このように、ファイバ光学プレートと比べて非
常に薄い導光膜により、指向性を持って固体撮像素子に
光を案内して受光させることができるため、良好な画像
が得られると共に、撮像装置の軽量化、薄型化が図られ
る。
は、導光部に案内され固体撮像素子の光電変換部に受光
される。このように、ファイバ光学プレートと比べて非
常に薄い導光膜により、指向性を持って固体撮像素子に
光を案内して受光させることができるため、良好な画像
が得られると共に、撮像装置の軽量化、薄型化が図られ
る。
【０００７】本発明に係る撮像装置では、導光膜の導光
部の光軸は、固体撮像素子の主面と平行でなく且つ垂直
でない所定の角度で傾斜していてもよい。このように導
光部の光軸を傾斜させることで、空気中から導光部に直
接入射する光の影響を低減することができる。
部の光軸は、固体撮像素子の主面と平行でなく且つ垂直
でない所定の角度で傾斜していてもよい。このように導
光部の光軸を傾斜させることで、空気中から導光部に直
接入射する光の影響を低減することができる。
【０００８】また本発明に係る撮像装置では、導光膜の
導光部は、固体撮像素子の光電変換部に対応して設けら
れていてもよい。このようにすれば、導光部に案内され
た光がそれぞれ光電変換部に受光される。
導光部は、固体撮像素子の光電変換部に対応して設けら
れていてもよい。このようにすれば、導光部に案内され
た光がそれぞれ光電変換部に受光される。
【０００９】また本発明に係る撮像装置では、固体撮像
素子と導光膜との間にはマイクロレンズが設けられてい
てもよい。このようにすれば、導光部に案内されて固体
撮像素子に受光される光の利用効率が高まり、よりコン
トラストの高い良好な画像を得ることが可能となる。
素子と導光膜との間にはマイクロレンズが設けられてい
てもよい。このようにすれば、導光部に案内されて固体
撮像素子に受光される光の利用効率が高まり、よりコン
トラストの高い良好な画像を得ることが可能となる。
【００１０】また本発明に係る撮像装置では、導光膜の
厚みは１μｍ〜１００μｍであると好ましい。このよう
にすれば、導光膜の厚みは非常に薄く、撮像装置の軽量
化、薄型化がより一層図られる。
厚みは１μｍ〜１００μｍであると好ましい。このよう
にすれば、導光膜の厚みは非常に薄く、撮像装置の軽量
化、薄型化がより一層図られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明に係る撮像装置の好適な実施形態について説明す
る。なお、図面において同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。
発明に係る撮像装置の好適な実施形態について説明す
る。なお、図面において同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。
【００１２】（第１実施形態）図１は、第１実施形態に
係る撮像装置としての指紋検出装置の構成を示す図であ
る。図１に示すように、指紋検出装置１０は、固体撮像
素子１１と導光膜２１とを備えている。
係る撮像装置としての指紋検出装置の構成を示す図であ
る。図１に示すように、指紋検出装置１０は、固体撮像
素子１１と導光膜２１とを備えている。
【００１３】固体撮像素子１１は、半導体基板の主面上
に２次元状に配列形成された光電変換部を有している。
かかる固体撮像素子としては、ＣＣＤイメージセンサや
ＣＭＯＳイメージセンサなどが挙げられる。本実施形態
では、固体撮像素子としてインターライン転送方式ＣＣ
Ｄイメージセンサ（ＩＴＣＣＤ）について説明する。
に２次元状に配列形成された光電変換部を有している。
かかる固体撮像素子としては、ＣＣＤイメージセンサや
ＣＭＯＳイメージセンサなどが挙げられる。本実施形態
では、固体撮像素子としてインターライン転送方式ＣＣ
Ｄイメージセンサ（ＩＴＣＣＤ）について説明する。
【００１４】固体撮像素子１１としてのＩＴＣＣＤで
は、半導体基板１２の主面１３上に光電変換部１４が２
次元状に配列形成されている。光電変換部１４それぞれ
の間には、該光電変換部１４に蓄積された信号電荷を垂
直方向及び水平方向に転送する垂直ＣＣＤ１５及び水平
ＣＣＤ（図示しない）が形成されており、その上部には
遮光膜１６が設けられている。これにより、遮光膜１６
の間を通り光電変換部１４で受光された光は、光電変換
されて信号電荷として蓄積される。そして、この信号電
荷が垂直ＣＣＤ１５及び水平ＣＣＤ（図示しない）によ
り転送され、図示しない出力部から画像処理系に向けて
出力される。
は、半導体基板１２の主面１３上に光電変換部１４が２
次元状に配列形成されている。光電変換部１４それぞれ
の間には、該光電変換部１４に蓄積された信号電荷を垂
直方向及び水平方向に転送する垂直ＣＣＤ１５及び水平
ＣＣＤ（図示しない）が形成されており、その上部には
遮光膜１６が設けられている。これにより、遮光膜１６
の間を通り光電変換部１４で受光された光は、光電変換
されて信号電荷として蓄積される。そして、この信号電
荷が垂直ＣＣＤ１５及び水平ＣＣＤ（図示しない）によ
り転送され、図示しない出力部から画像処理系に向けて
出力される。
【００１５】この固体撮像素子１１では、遮光膜１６の
上に保護膜１７が設けられている。そして、この保護膜
１７や光電変換部１４の上から半導体基板１２の主面１
３の全面に、透明樹脂により平坦化層１８が形成されて
いる。
上に保護膜１７が設けられている。そして、この保護膜
１７や光電変換部１４の上から半導体基板１２の主面１
３の全面に、透明樹脂により平坦化層１８が形成されて
いる。
【００１６】導光膜２１は、固体撮像素子１１の平坦化
層１８上に設けられている。この導光膜２１は、所定間
隙をおいて２次元状に配列形成された導光部２２と導光
部２２同士の隙間を埋めるように設けられた吸光部２３
とを有している。導光膜２１の厚みは１μｍ〜１００μ
ｍ程度であり、互いに略平行な光入射面２４と光出射面
２５とを有している。
層１８上に設けられている。この導光膜２１は、所定間
隙をおいて２次元状に配列形成された導光部２２と導光
部２２同士の隙間を埋めるように設けられた吸光部２３
とを有している。導光膜２１の厚みは１μｍ〜１００μ
ｍ程度であり、互いに略平行な光入射面２４と光出射面
２５とを有している。
【００１７】導光部２２は、透光性を有する材料から形
成されている。ここで、「透光性」とは、可視光及び近
赤外光領域における透光性を意味する。かかる透光性を
有する材料としては、例えばアクリル酸エステル系ポリ
マー等の樹脂、ホウ素リン・シリケートガラス（ＢＰＳ
Ｇ）等のガラスが挙げられる。この導光部２２の屈折率
は１．４６〜１．５８程度が好ましい。一方、吸光部２
３は、光を吸収する部材、例えば黒色フィルタなどから
形成されている。この黒色フィルタは、例えば黒色に染
色されたゼラチン薄膜、黒色のポリイミドなどから形成
することができる。この吸光部２３は、導光部２２に入
射した光が導光部２２の外部へ進行すると光を吸収し、
隣接する導光部２２への導光を抑制する。なお、吸光部
２３の可視光領域における透過率は、０．１％以下であ
ると好ましい。
成されている。ここで、「透光性」とは、可視光及び近
赤外光領域における透光性を意味する。かかる透光性を
有する材料としては、例えばアクリル酸エステル系ポリ
マー等の樹脂、ホウ素リン・シリケートガラス（ＢＰＳ
Ｇ）等のガラスが挙げられる。この導光部２２の屈折率
は１．４６〜１．５８程度が好ましい。一方、吸光部２
３は、光を吸収する部材、例えば黒色フィルタなどから
形成されている。この黒色フィルタは、例えば黒色に染
色されたゼラチン薄膜、黒色のポリイミドなどから形成
することができる。この吸光部２３は、導光部２２に入
射した光が導光部２２の外部へ進行すると光を吸収し、
隣接する導光部２２への導光を抑制する。なお、吸光部
２３の可視光領域における透過率は、０．１％以下であ
ると好ましい。
【００１８】ここで、導光部２２の光軸と固体撮像素子
１１の主面１３とのなす傾斜角θ１は、主面１３と平行
でなく垂直でない所定の角度θ１を有すると好ましい。
より好ましくは、傾斜角θ１は、空気中から導光部２２
に入射した光が、直接固体撮像素子１１の光電変換部１
４に受光されないような角度に設定されていると好まし
い。例えば、導光部２２の屈折率が１．５のときは、傾
斜角θ１を４８．１°以下の角度に設定すると好まし
い。このようにすれば、空気中から導光部２２へ入射し
た光が導光膜２１の光出射面２５から出射されることな
く、光入斜面２４に接触した物を通じて導光部２２へ入
射された光のみが光出射面２５から出射されることとな
り、不要な光による影響を抑えて撮像特性の向上が図ら
れる。
１１の主面１３とのなす傾斜角θ１は、主面１３と平行
でなく垂直でない所定の角度θ１を有すると好ましい。
より好ましくは、傾斜角θ１は、空気中から導光部２２
に入射した光が、直接固体撮像素子１１の光電変換部１
４に受光されないような角度に設定されていると好まし
い。例えば、導光部２２の屈折率が１．５のときは、傾
斜角θ１を４８．１°以下の角度に設定すると好まし
い。このようにすれば、空気中から導光部２２へ入射し
た光が導光膜２１の光出射面２５から出射されることな
く、光入斜面２４に接触した物を通じて導光部２２へ入
射された光のみが光出射面２５から出射されることとな
り、不要な光による影響を抑えて撮像特性の向上が図ら
れる。
【００１９】この指紋検出装置１０では、導光膜２１の
導光部２２は固体撮像素子１１の光電変換部１４と対応
するように設けられており、導光部２２のピッチと光電
変換部１４のピッチは３μｍ〜２５μｍで一致してい
る。ただし、必ずしも一致の必要はない。
導光部２２は固体撮像素子１１の光電変換部１４と対応
するように設けられており、導光部２２のピッチと光電
変換部１４のピッチは３μｍ〜２５μｍで一致してい
る。ただし、必ずしも一致の必要はない。
【００２０】次に、上記した構成の指紋検出装置１０の
製造方法の一例について説明する。
製造方法の一例について説明する。
【００２１】まず図２（ａ）に示すように、固体撮像素
子１１を準備する。固体撮像素子１１の主面１３が平坦
化されていないときは、透明樹脂材料により平坦化を行
う。次に、図２（ｂ）に示すように、無色のゼラチンを
用いてゼラチン薄膜３１を固体撮像素子１１の平坦化層
１８上に形成する。ゼラチン薄膜３１の厚みは、１μｍ
〜１００μｍ程度が好ましい。
子１１を準備する。固体撮像素子１１の主面１３が平坦
化されていないときは、透明樹脂材料により平坦化を行
う。次に、図２（ｂ）に示すように、無色のゼラチンを
用いてゼラチン薄膜３１を固体撮像素子１１の平坦化層
１８上に形成する。ゼラチン薄膜３１の厚みは、１μｍ
〜１００μｍ程度が好ましい。
【００２２】次に、図３（ａ）に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術を用いてゼラチン薄膜３１のパターニン
グを行い、導光部２２を形成すべき部分のゼラチン薄膜
３１を所望の傾斜角θ１で除去する。そして、図３
（ｂ）に示すように、残存するゼラチン薄膜３１を酸性
染料を用いて黒色に染色し、吸光部２３を形成する。こ
のとき、酸性染料のｐHを調節して染色の度合いを調整
する。
ソグラフィ技術を用いてゼラチン薄膜３１のパターニン
グを行い、導光部２２を形成すべき部分のゼラチン薄膜
３１を所望の傾斜角θ１で除去する。そして、図３
（ｂ）に示すように、残存するゼラチン薄膜３１を酸性
染料を用いて黒色に染色し、吸光部２３を形成する。こ
のとき、酸性染料のｐHを調節して染色の度合いを調整
する。
【００２３】その後、図３（ｂ）に示す吸光部２３の間
にアクリル酸エステル系ポリマーなどの透明樹脂を埋め
込み、導光部２２を形成する。このようにして、図１に
示すように、固体撮像素子１１の上に導光部２２と吸光
部２３とを有する導光膜２１が形成された指紋検出装置
１０の製造を終了する。
にアクリル酸エステル系ポリマーなどの透明樹脂を埋め
込み、導光部２２を形成する。このようにして、図１に
示すように、固体撮像素子１１の上に導光部２２と吸光
部２３とを有する導光膜２１が形成された指紋検出装置
１０の製造を終了する。
【００２４】なお、予め黒色のレジストを用いて固体撮
像素子１１の平坦化層１３上に黒色のレジスト膜を形成
し、これをパターニングすることで吸光部２３を形成す
るようにしてもよい。
像素子１１の平坦化層１３上に黒色のレジスト膜を形成
し、これをパターニングすることで吸光部２３を形成す
るようにしてもよい。
【００２５】次に、本実施形態に係る指紋検出装置１０
の作用及び効果について説明する。
の作用及び効果について説明する。
【００２６】本実施形態に係る指紋検出装置１０では、
導光膜２１に入射した光は、導光部２２に案内され固体
撮像素子１１の光電変換部１４に受光される。このよう
に、ファイバ光学プレートと比べて非常に薄い導光膜２
１により、指向性を持って固体撮像素子１１に光を案内
して受光させることができる。これにより、良好な画像
が得られると共に、装置の軽量化、薄型化を図ることが
可能となる。
導光膜２１に入射した光は、導光部２２に案内され固体
撮像素子１１の光電変換部１４に受光される。このよう
に、ファイバ光学プレートと比べて非常に薄い導光膜２
１により、指向性を持って固体撮像素子１１に光を案内
して受光させることができる。これにより、良好な画像
が得られると共に、装置の軽量化、薄型化を図ることが
可能となる。
【００２７】また、本実施形態に係る指紋検出装置１０
では、高価なファイバ光学プレートを使用することがな
いため、製造コストの抑制を図ることが可能となる。
では、高価なファイバ光学プレートを使用することがな
いため、製造コストの抑制を図ることが可能となる。
【００２８】また、本実施形態に係る指紋検出装置１０
では、固体撮像素子１１と導光膜２１とを一体化して製
造することができるため、接着工程が省け製造作業の効
率化が図られると共に、指紋検出装置１０の取り扱いが
容易になる。
では、固体撮像素子１１と導光膜２１とを一体化して製
造することができるため、接着工程が省け製造作業の効
率化が図られると共に、指紋検出装置１０の取り扱いが
容易になる。
【００２９】（第２実施形態）次に、第２実施形態に係
る撮像装置としての指紋検出装置について説明する。な
お、第１実施形態に係る指紋検出装置と同一の要素には
同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
る撮像装置としての指紋検出装置について説明する。な
お、第１実施形態に係る指紋検出装置と同一の要素には
同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００３０】図４は、第２実施形態に係る撮像装置とし
ての指紋検出装置の構成を示す図である。図４に示すよ
うに、指紋検出装置１０は、固体撮像素子１１と導光膜
４１とを備えている。固体撮像素子１１は、第１実施形
態において説明したものと同じ構成のものであり、説明
を省略する。
ての指紋検出装置の構成を示す図である。図４に示すよ
うに、指紋検出装置１０は、固体撮像素子１１と導光膜
４１とを備えている。固体撮像素子１１は、第１実施形
態において説明したものと同じ構成のものであり、説明
を省略する。
【００３１】導光膜４１は、固体撮像素子１１の平坦化
層１８上に設けられている。この導光膜４１は、所定間
隙をおいて２次元状に配列形成された導光部４２と導光
部４２同士の隙間を埋めるように設けられた吸光部４３
とを有している。導光膜４１の厚みは１μｍ〜１００μ
ｍ程度であり、互いに略平行な光入射面４４と光出射面
４５とを有している。
層１８上に設けられている。この導光膜４１は、所定間
隙をおいて２次元状に配列形成された導光部４２と導光
部４２同士の隙間を埋めるように設けられた吸光部４３
とを有している。導光膜４１の厚みは１μｍ〜１００μ
ｍ程度であり、互いに略平行な光入射面４４と光出射面
４５とを有している。
【００３２】導光部４２は、透光性を有する材料から形
成されている。ここで、「透光性」とは、可視光及び赤
外光領域における透光性を意味する。かかる透光性を有
する材料としては、例えばアクリル酸エステル系ポリマ
ー等の樹脂、ホウ素リン・シリケートガラス（ＢＰＳ
Ｇ）等のガラスが挙げられる。この導光部４２の屈折率
は１．４６〜１．５８程度が好ましい。一方、吸光部４
３は、吸光体４６と透光体４７とが交互に積層されて形
成されている。吸光体４３は、光を吸収する部材、例え
ば黒色フィルタなどから形成されている。この黒色フィ
ルタは、例えば黒色に染色されたゼラチン薄膜、黒色の
ポリイミドなどから形成することができる。透光体４７
は、導光部４２と同じ透光性を有する樹脂から形成する
ことができる。
成されている。ここで、「透光性」とは、可視光及び赤
外光領域における透光性を意味する。かかる透光性を有
する材料としては、例えばアクリル酸エステル系ポリマ
ー等の樹脂、ホウ素リン・シリケートガラス（ＢＰＳ
Ｇ）等のガラスが挙げられる。この導光部４２の屈折率
は１．４６〜１．５８程度が好ましい。一方、吸光部４
３は、吸光体４６と透光体４７とが交互に積層されて形
成されている。吸光体４３は、光を吸収する部材、例え
ば黒色フィルタなどから形成されている。この黒色フィ
ルタは、例えば黒色に染色されたゼラチン薄膜、黒色の
ポリイミドなどから形成することができる。透光体４７
は、導光部４２と同じ透光性を有する樹脂から形成する
ことができる。
【００３３】この吸光部４３は、導光部４２に入射した
光が導光部４２の外部へ進行すると光を吸収し、隣接す
る導光部４２への導光を抑制する。なお、吸光部４３の
吸光体４６の可視光領域における透過率は、０．１％以
下であると好ましい。
光が導光部４２の外部へ進行すると光を吸収し、隣接す
る導光部４２への導光を抑制する。なお、吸光部４３の
吸光体４６の可視光領域における透過率は、０．１％以
下であると好ましい。
【００３４】ここで、導光部４２の光軸と固体撮像素子
１１の主面１３とのなす傾斜角θ１は、主面１３と平行
でなく垂直でない所定の角度θ１を有すると好ましい。
より好ましくは、傾斜角θ１は、空気中から導光部４２
に入射した光が、直接固体撮像素子１１の光電変換部１
４に受光されないような角度に設定されていると好まし
い。例えば、導光部４２の屈折率が１．５のときは、傾
斜角θ１を４８．１°以下の角度に設定すると好まし
い。このようにすれば、空気中から導光部４２へ入射し
た光が導光膜４２の光出射面４５から出射されることな
く、光入射面４４に接触した物を通じて導光部４２へ入
射された光のみが光出射面４５から出射されることとな
り、不要な光による影響を抑えて撮像特性の向上が図ら
れる。
１１の主面１３とのなす傾斜角θ１は、主面１３と平行
でなく垂直でない所定の角度θ１を有すると好ましい。
より好ましくは、傾斜角θ１は、空気中から導光部４２
に入射した光が、直接固体撮像素子１１の光電変換部１
４に受光されないような角度に設定されていると好まし
い。例えば、導光部４２の屈折率が１．５のときは、傾
斜角θ１を４８．１°以下の角度に設定すると好まし
い。このようにすれば、空気中から導光部４２へ入射し
た光が導光膜４２の光出射面４５から出射されることな
く、光入射面４４に接触した物を通じて導光部４２へ入
射された光のみが光出射面４５から出射されることとな
り、不要な光による影響を抑えて撮像特性の向上が図ら
れる。
【００３５】この指紋検出装置１０では、導光膜４１の
導光部４２は固体撮像素子１１の光電変換部１４と対応
するように設けられており、導光部４２のピッチと光電
変換部２４のピッチは３μｍ〜２５μｍで一致してい
る。ただし、必ずしも一致の必要はない。
導光部４２は固体撮像素子１１の光電変換部１４と対応
するように設けられており、導光部４２のピッチと光電
変換部２４のピッチは３μｍ〜２５μｍで一致してい
る。ただし、必ずしも一致の必要はない。
【００３６】次に、上記した構成の指紋検出装置１０の
製造方法の一例について説明する。
製造方法の一例について説明する。
【００３７】まず図５（ａ）に示すように、固体撮像素
子１１を準備する。固体撮像素子１１の主面が平坦化さ
れていないときは、透明樹脂材料により平坦化を行う。
次に、図５（ｂ）に示すように、予め黒色のレジストを
用いて固体撮像素子１１の平坦化層１８上に黒色のレジ
スト膜５１を形成する。レジスト膜５１の厚みは、１μ
ｍ〜３０μｍ程度が好ましい。
子１１を準備する。固体撮像素子１１の主面が平坦化さ
れていないときは、透明樹脂材料により平坦化を行う。
次に、図５（ｂ）に示すように、予め黒色のレジストを
用いて固体撮像素子１１の平坦化層１８上に黒色のレジ
スト膜５１を形成する。レジスト膜５１の厚みは、１μ
ｍ〜３０μｍ程度が好ましい。
【００３８】次に、図５（ｃ）に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術を用いてレジスト膜５１のパターニング
を行い、導光部４２を形成すべき部分のレジスト膜５１
を除去し、下段の吸光体４６を形成する。次に、図６
（ａ）に示すように、吸光体４６の上から平坦化層１８
の全面にアクリル酸エステル系ポリマーなどの透明樹脂
を塗布する。透明樹脂５２の厚みは、平坦化層１８上面
から１μｍ〜５０μｍ程度が好ましい。
ソグラフィ技術を用いてレジスト膜５１のパターニング
を行い、導光部４２を形成すべき部分のレジスト膜５１
を除去し、下段の吸光体４６を形成する。次に、図６
（ａ）に示すように、吸光体４６の上から平坦化層１８
の全面にアクリル酸エステル系ポリマーなどの透明樹脂
を塗布する。透明樹脂５２の厚みは、平坦化層１８上面
から１μｍ〜５０μｍ程度が好ましい。
【００３９】さらに、図６（ｂ）に示すように、塗布さ
れた透明樹脂５２の上に予め黒色のレジストを用いてレ
ジスト膜５３を形成する。このレジスト膜５３の厚み
は、１μｍ〜３０μｍ程度が好ましい。そして、図７
（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて
レジスト膜５３のパターニングを行い、導光部４２を形
成すべき部分のレジスト膜５３を除去して上段の吸光体
４６を形成する。このとき、上段の吸光体４６は、下段
の吸光体４６と比べて所定量だけ位相をずらして形成す
る。位相のずれ量は、後述する導光部４２と半導体基板
１２の主面１３とのなす角度が、所定の傾斜角θ１とな
るように設定する。
れた透明樹脂５２の上に予め黒色のレジストを用いてレ
ジスト膜５３を形成する。このレジスト膜５３の厚み
は、１μｍ〜３０μｍ程度が好ましい。そして、図７
（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて
レジスト膜５３のパターニングを行い、導光部４２を形
成すべき部分のレジスト膜５３を除去して上段の吸光体
４６を形成する。このとき、上段の吸光体４６は、下段
の吸光体４６と比べて所定量だけ位相をずらして形成す
る。位相のずれ量は、後述する導光部４２と半導体基板
１２の主面１３とのなす角度が、所定の傾斜角θ１とな
るように設定する。
【００４０】最後に、上段の吸光体４６の上から全面に
アクリル酸エステル系ポリマーなどの透明樹脂５４を塗
布する。このようにして、導光部４２と吸光部４３とを
有する導光膜４１が固体撮像素子１１の上に形成された
指紋検出装置１０の製造を終了する。
アクリル酸エステル系ポリマーなどの透明樹脂５４を塗
布する。このようにして、導光部４２と吸光部４３とを
有する導光膜４１が固体撮像素子１１の上に形成された
指紋検出装置１０の製造を終了する。
【００４１】なお、第１実施形態と同様に無色のゼラチ
ンを用いてゼラチン薄膜を形成し、これをパターニング
して除去した後、黒色に染色することで吸光体４６を形
成するようにしてもよい。
ンを用いてゼラチン薄膜を形成し、これをパターニング
して除去した後、黒色に染色することで吸光体４６を形
成するようにしてもよい。
【００４２】次に、本実施形態に係る指紋検出装置１０
の作用及び効果について説明する。
の作用及び効果について説明する。
【００４３】本実施形態に係る指紋検出装置１０では、
導光膜４１に入射した光は、導光部４２に案内され固体
撮像素子１１の光電変換部１４に受光される。このよう
に、ファイバ光学プレートと比べて非常に薄い導光膜４
１により、指向性を持って固体撮像素子１１に光を案内
して受光させることができる。これにより、良好な画像
が得られると共に、装置の軽量化、薄型化を図ることが
可能となる。
導光膜４１に入射した光は、導光部４２に案内され固体
撮像素子１１の光電変換部１４に受光される。このよう
に、ファイバ光学プレートと比べて非常に薄い導光膜４
１により、指向性を持って固体撮像素子１１に光を案内
して受光させることができる。これにより、良好な画像
が得られると共に、装置の軽量化、薄型化を図ることが
可能となる。
【００４４】特に、本実施形態に係る指紋検出装置１０
では、複数の層を積み上げて形成することで導光部４２
が長く形成されているため、その分、導光膜４１の光出
射面４５から出射される光の指向性が高められ、より鮮
明な画像を得ることが可能となる。
では、複数の層を積み上げて形成することで導光部４２
が長く形成されているため、その分、導光膜４１の光出
射面４５から出射される光の指向性が高められ、より鮮
明な画像を得ることが可能となる。
【００４５】また、本実施形態に係る指紋検出装置１０
では、高価なファイバ光学プレートを使用することがな
いため、製造コストの抑制を図ることが可能となる。
では、高価なファイバ光学プレートを使用することがな
いため、製造コストの抑制を図ることが可能となる。
【００４６】また、本実施形態に係る指紋検出装置１０
では、固体撮像素子１１と導光膜４１とを一体化して製
造することができるため、製造作業の効率化が図られる
と共に、指紋検出装置１０の取り扱いが容易になる。
では、固体撮像素子１１と導光膜４１とを一体化して製
造することができるため、製造作業の効率化が図られる
と共に、指紋検出装置１０の取り扱いが容易になる。
【００４７】なお、本実施形態に係る指紋検出装置１０
では、吸光部４３の吸光体４６の積層段数は２段に限ら
れず、３段以上積層してもよい。このようにすれば、導
光部４２をより長く形成することができるため、その
分、導光膜４１の光出射面４５から出射される光の指向
性が高められ、より鮮明な画像を得ることが可能とな
る。
では、吸光部４３の吸光体４６の積層段数は２段に限ら
れず、３段以上積層してもよい。このようにすれば、導
光部４２をより長く形成することができるため、その
分、導光膜４１の光出射面４５から出射される光の指向
性が高められ、より鮮明な画像を得ることが可能とな
る。
【００４８】（第３実施形態）次に、第３実施形態に係
る撮像装置としての指紋検出装置について説明する。な
お、第１実施形態に係る指紋検出装置と同一の要素には
同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
る撮像装置としての指紋検出装置について説明する。な
お、第１実施形態に係る指紋検出装置と同一の要素には
同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００４９】図８は、第３実施形態に係る撮像装置とし
ての指紋検出装置の構成を示す図である。図８に示すよ
うに、指紋検出装置１０は、固体撮像素子１１と導光膜
２１と、これら固体撮像素子１１と導光膜２１との間に
設けられたマイクロレンズ６１とを備えている。固体撮
像素子１１及び導光膜２１は、第１実施形態において説
明したものと同じ構成のものであり、説明を省略する。
ての指紋検出装置の構成を示す図である。図８に示すよ
うに、指紋検出装置１０は、固体撮像素子１１と導光膜
２１と、これら固体撮像素子１１と導光膜２１との間に
設けられたマイクロレンズ６１とを備えている。固体撮
像素子１１及び導光膜２１は、第１実施形態において説
明したものと同じ構成のものであり、説明を省略する。
【００５０】マイクロレンズ６１は、固体撮像素子１１
の平坦化層１８の上に設けられている。マイクロレンズ
６１のピッチと光電変換部１４のピッチは、３μｍ〜２
５μｍで一致している。マイクロレンズ６１上には、透
明樹脂により平坦化層６２が形成されている。そして、
この平坦化層６２の上に、導光膜２１が形成されてい
る。なお、導光膜２１は第２実施形態で説明した構成を
用いてもよい。
の平坦化層１８の上に設けられている。マイクロレンズ
６１のピッチと光電変換部１４のピッチは、３μｍ〜２
５μｍで一致している。マイクロレンズ６１上には、透
明樹脂により平坦化層６２が形成されている。そして、
この平坦化層６２の上に、導光膜２１が形成されてい
る。なお、導光膜２１は第２実施形態で説明した構成を
用いてもよい。
【００５１】本実施形態に係る指紋検出装置１０は、第
１実施形態に係る指紋検出装置と同様の作用効果を奏し
得ると共に、特に、マイクロレンズ６１を備えること
で、導光膜２１の導光部２２に案内されて固体撮像素子
１１に受光される光の利用効率が高まり、よりコントラ
ストの高い良好な画像を得ることが可能となる。
１実施形態に係る指紋検出装置と同様の作用効果を奏し
得ると共に、特に、マイクロレンズ６１を備えること
で、導光膜２１の導光部２２に案内されて固体撮像素子
１１に受光される光の利用効率が高まり、よりコントラ
ストの高い良好な画像を得ることが可能となる。
【００５２】
【発明の効果】本発明によれば、軽量、薄型でかつ撮像
特性に優れた撮像装置が提供される。
特性に優れた撮像装置が提供される。
【図１】第１実施形態に係る撮像装置としての指紋検出
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図２】第１実施形態に係る指紋検出装置の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図３】第１実施形態に係る指紋検出装置の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図４】第２実施形態に係る撮像装置としての指紋検出
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
【図５】第２実施形態に係る指紋検出装置の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図６】第２実施形態に係る指紋検出装置の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図７】第２実施形態に係る指紋検出装置の製造工程を
示す図である。
示す図である。
【図８】第３実施形態に係る撮像装置としての指紋検出
装置の構成を示す図である。
装置の構成を示す図である。
１０…指紋検出装置、１１…固体撮像素子、１２…半導
体基板、１３…主面、１４…光電変換部、２１…導光
膜、２２…導光部、２３…吸光部、４１…導光膜、４２
…導光部、４３…吸光部、４６…吸光体、４７…透光
体、６１…マイクロレンズ。
体基板、１３…主面、１４…光電変換部、２１…導光
膜、２２…導光部、２３…吸光部、４１…導光膜、４２
…導光部、４３…吸光部、４６…吸光体、４７…透光
体、６１…マイクロレンズ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4M118 AA01 AA10 AB01 BA13 BA14
FA06 GD04 GD07 GD11
5B047 AA25 AB02 BA02 BB04 BC01
BC04
5C024 AX01 CY47 CY48 CY49 EX42
EX54 EX55 GX02 GZ34
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体基板の主面上に２次元状に配列形
成された光電変換部を有する固体撮像素子と、 前記固体撮像素子上に設けられており、所定間隙をおい
て２次元状に配列形成された透光性を有する材料からな
る導光部及び該導光部の間に設けられた吸光部を有する
導光膜と、を備える撮像装置。 - 【請求項２】 前記導光膜の前記導光部の光軸は、前記
固体撮像素子の前記主面と平行でなく且つ垂直でない所
定の角度で傾斜している請求項１に記載の撮像装置。 - 【請求項３】 前記導光膜の前記導光部は、前記固体撮
像素子の前記光電変換部に対応して設けられている請求
項１に記載の撮像装置。 - 【請求項４】 前記固体撮像素子と前記導光膜との間に
はマイクロレンズが設けられている請求項１に記載の撮
像装置。 - 【請求項５】 前記導光膜の厚みは１μｍ〜１００μｍ
である請求項１に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001371744A JP3954373B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001371744A JP3954373B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003174155A true JP2003174155A (ja) | 2003-06-20 |
| JP3954373B2 JP3954373B2 (ja) | 2007-08-08 |
Family
ID=19180748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001371744A Expired - Fee Related JP3954373B2 (ja) | 2001-12-05 | 2001-12-05 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3954373B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207789A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Nara Institute Of Science & Technology | 固体撮像素子及び該素子を用いた撮像装置 |
| EP2205988A2 (en) * | 2007-10-26 | 2010-07-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A light angle selecting light detector device |
| JP2010225939A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Toshiba Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| JP2011185634A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | 分光センサー装置及び電子機器 |
| JP2015064378A (ja) * | 2014-12-11 | 2015-04-09 | セイコーエプソン株式会社 | 分光センサー装置及び電子機器 |
| JP2016122004A (ja) * | 2015-12-25 | 2016-07-07 | セイコーエプソン株式会社 | 分光センサー及びパルスオキシメーター |
| JP2018005876A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | ３ｄ画像センサおよび３ｄ撮像装置 |
-
2001
- 2001-12-05 JP JP2001371744A patent/JP3954373B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207789A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Nara Institute Of Science & Technology | 固体撮像素子及び該素子を用いた撮像装置 |
| EP2205988A2 (en) * | 2007-10-26 | 2010-07-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | A light angle selecting light detector device |
| JP2010225939A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-10-07 | Toshiba Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
| US8648435B2 (en) | 2009-03-24 | 2014-02-11 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device and method for manufacturing same |
| JP2011185634A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Seiko Epson Corp | 分光センサー装置及び電子機器 |
| US8848187B2 (en) | 2010-03-05 | 2014-09-30 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor device and electronic equipment |
| US9400213B2 (en) | 2010-03-05 | 2016-07-26 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor device and electronic equipment |
| US10241033B2 (en) | 2010-03-05 | 2019-03-26 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic sensor device and electronic equipment |
| JP2015064378A (ja) * | 2014-12-11 | 2015-04-09 | セイコーエプソン株式会社 | 分光センサー装置及び電子機器 |
| JP2016122004A (ja) * | 2015-12-25 | 2016-07-07 | セイコーエプソン株式会社 | 分光センサー及びパルスオキシメーター |
| JP2018005876A (ja) * | 2016-07-07 | 2018-01-11 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司ＶｉｓＥｒａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ | ３ｄ画像センサおよび３ｄ撮像装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3954373B2 (ja) | 2007-08-08 |
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