JP2005294825A - 改良型カラーフォトディテクタアレイ及びその製造方法 - Google Patents

改良型カラーフォトディテクタアレイ及びその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005294825A
JP2005294825A JP2005076762A JP2005076762A JP2005294825A JP 2005294825 A JP2005294825 A JP 2005294825A JP 2005076762 A JP2005076762 A JP 2005076762A JP 2005076762 A JP2005076762 A JP 2005076762A JP 2005294825 A JP2005294825 A JP 2005294825A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
trim
wavelength
color
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005076762A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4899008B2 (ja
JP2005294825A5 (ja
Inventor
Keat Tan Boon
ブーン・キート・タン
Chin Hin Oon
チン・ヒン・ウー
Kean Loo Keh
キーン・ロー・キー
Sumio Shimonishi
純雄 下西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Agilent Technologies Inc
Original Assignee
Agilent Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agilent Technologies Inc filed Critical Agilent Technologies Inc
Publication of JP2005294825A publication Critical patent/JP2005294825A/ja
Publication of JP2005294825A5 publication Critical patent/JP2005294825A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4899008B2 publication Critical patent/JP4899008B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/51Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/46Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
    • G01J3/50Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
    • G01J3/51Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
    • G01J3/513Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters having fixed filter-detector pairs
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/201Filters in the form of arrays
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B27/00Photographic printing apparatus
    • G03B27/72Controlling or varying light intensity, spectral composition, or exposure time in photographic printing apparatus
    • G03B27/80Controlling or varying light intensity, spectral composition, or exposure time in photographic printing apparatus in dependence upon automatic analysis of the original
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/02Details
    • G01J3/0205Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
    • G01J3/0213Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using attenuators

Abstract

【課題】設計によって期待される性能により近い性能を有することのできるカラーセンサを提供する。
【解決手段】光源からの光を測定する為のカラーセンサ(50、200)は、複数のフォトディテクタ(51〜53)と、各々が前記光源と前記フォトディテクタ(51〜53)のうちの対応する1つとの間に材料層を含み、各々が特性波長付近の対応する波長帯域にある光を選択的に透過する複数のプライマリカラーフィルタ(61〜63)と、前記光源と前記フォトディテクタ(51〜53)の間に位置し、2つの前記特性波長の間にある第1のトリム波長の光を選択的に減衰させる材料層を含む第1のトリムフィルタ(70、210)とを具備する。
【選択図】図4

Description

本発明はカラーセンサアレイ等に用いられるカラーフォトディテクタアレイに関する。
本発明を理解する上で、フォトダイオードから成るカラーセンサアレイを画像記録用に用いたカメラを例に挙げるとより分かりやすい。色感度を得る為に、一般にフォトダイオードは、それぞれ赤色、緑色及び青色光を検出する3クラスのフォトダイオードへと分けられる。各種の色感度を持つフォトダイオードはアレイ中に分散配置される。例えば、ディテクタアレイは、画素アレイから成るもので、各画素は赤色光測定用、緑色光測定用、及び青色光測定用の3つのフォトダイオードを含んでいるものとすることが出来る。
カラーセンサは一般に、赤色、青色及び緑色を含む広いスペクトル範囲の光に感度を持つフォトダイオード上に色素フィルタを設けることにより構成される。例えば、カラーカメラアレイは、従来のフォトリソグラフィー技術を用い、アレイ中の各ダイオード上に選択的に対象となる色素を設けることにより赤色、青色又は緑色フィルタをパターニングして製作することが可能である。しかしながら、このプロセスには色素フィルタに用いることが出来る材料による制約がある。従って、色素フィルタのプロファイルには制約がある。例えば、これらのフィルタは赤外線(IR)光を遮断することが出来ない為、このようなカメラには更にIR遮断フィルタを設けなければならず、カメラのコストが増大してしまうのである。
加えて、色素フィルタにより得られるフィルタプロファイルは、各画素について人が見て感知する色の特定に用いられる標準フィルタプロファイルと一致しない。光源の色を人が目視する為にプリンタで再生する場合のアプリケーションを想定したい。光源は非常に複雑なスペクトルを持っているが、人の目は3つの色源から色を組み合わせて再生することが出来る単一色を持つ光源として認識する。プリンタは、CIE1931標準等の何らかの標準表色系を使って校正される。RGB値が標準表色系におけるRGBスペクトルパターンを持つ光の強度を表すものである場合、プリンタは適正な色を生成する。即ち、用紙に記録される光のスペクトルは光源のものとは異なってはいるものの、人の目は光源と同じ色が用紙に印刷されているものと認識するのである。
色素フィルタを用いたセンサにより測定されるRGB値は、色素フィルタの透過曲線により決まる加重波長帯域で光の強度を測ったものである。色素フィルタを使ったフォトディテクタから測定された強度をR’、G’、B’として説明する。一般に、このR’G’B’はフィルタ重み関数が異なる為に、標準向けの理想的なフィルタにより得られるRGB値とは異なる。よってこの色素ベースの値がプリンタへと送られた場合、プリンタはカラーセンサへと入力された光とは異なる色を生成することになる。
干渉技術を利用すればより望ましいカラープロファイルを持つフィルタを製作することが出来るが、これらのフィルタを面積の小さなフォトダイオード上に作ることは困難である。よってこれらのフィルタは画素寸法が非常に小さくなければならないカラーカメラ等への使用には適していないのである。干渉フィルタは、異なる屈折率を持つ複数の透明誘電体薄膜を設けることにより作られる。波長とフィルタプロファイルは誘電体の厚さ及び屈折率を変えることにより設定される。これによりフィルタプロファイル・デザインには大きな柔軟性が提供される。しかしながら、この技術では高解像度カメラ用の個々の画素をパターニングすることが困難である為、CCDカメラチップには適していない。従ってカメラに干渉フィルタを用いるには、3つの別個のチップ上に3つの別個のアレイを必要とするのである。各チップは1色の光の画像を検出する。次に3つのモノクロ画像が組み合わせられ、最終的なカラー画像が作られる。各チップは一種類のフィルタしか必要としないことから、フォトダイオード・サイズの小型フィルタを個々に作るという問題は回避される。しかしながら、カメラチップを別個に3つも必要とすることからコストとカメラの光学系の複雑性が増大する。加えて、各チップが使える光の強度は3分の1に低下することから、色計測を行う為に必要な光の量が増大する。
従って、本発明は、設計によって期待される性能により近い性能を有することのできるカラーセンサを提供することをその目的とする。
本発明は光源からの光を測定する為のカラーセンサとその製作方法を含む。カラーセンサは複数のフォトディテクタ、複数のプライマリカラーフィルタ及び1つのトリムフィルタを含んでいる。プライマリカラーフィルタの各々は、光源とフォトディテクタの対応する1つとの間に材料層を含んでいる。各プライマリカラーフィルタは特性波長付近の波長帯に対応する光を選択的に透過する。トリムフィルタは光源とフォトディテクタ群との間にあり、2つの特性波長間の第1のトリム波長にある光を選択的に減衰させる材料の層を含んでいる。一実施例においては、トリムフィルタは更に第2のトリム波長にある光も選択的に減衰させるものであるが、ここで第1の波長は特性波長の1つよりも小さく、第2の波長がその特性波長よりも大きい。このトリムフィルタは、本発明の一実施例においては干渉フィルタである。一実施例においては、カラーセンサは更にフォトダイオードが設けられた基板を含んでおり、トリムフィルタはその基板上にトリムフィルタ層を含んでいる。この実施例においては、カラーフィルタはトリムフィルタの上に設けられている。一実施例においては、カラーセンサは更に第2のトリムフィルタを含んでおり、この第2のトリムフィルタは特性波長の各々、及び第1のトリム波長とは異なる第2の波長の光を選択的に減衰させる材料層を持っている。一実施例においては、カラーフィルタは第1及び第2のトリムフィルタ間に配置されている。
以下に添付図面を参照して本発明の最良の実施形態となるカラーセンサについて詳細に説明する。
本発明はCIE1931標準に基づく表色系を参照することでより容易に理解することが出来る。しかしながら、以下の詳細説明からわかるように、本発明の原理は他の表色系にも適用することが可能である。ここで図1を参照するが、これは代表的な赤色素フィルタで得られる波長の関数としての色透過曲線が、CIE1931赤色プロファイルのカラープロファイルとどのように異なるかを示すものである。色素プロファイルは符号10に、CIE1931標準プロファイルは符号11に示した。図からわかるように、色素フィルタのカラープロファイルはCIE1931標準のものを著しく超える伸びを示している。同様に、青色及び緑色用に標準的に使用されている色素フィルタの色透過曲線も、図2及び図3に示したようにCIE1931標準の対応フィルタプロファイルよりも大幅に広い。図2は、代表的な緑色素フィルタで得られる波長の関数としての色透過曲線をCIE1931緑色プロファイルと比較したものである。色素プロファイルは符号20に示し、CIE1931標準プロファイルは符号21に示した。図3は青色素フィルタで得られる波長の関数としての色透過曲線をCIE1931青色プロファイルのカラープロファイルと比較したものである。色素プロファイルは符号30に示し、CIE1931標準プロファイルは符号31に示した。
本発明は、上述した色素フィルタを、これらの色素フィルタが対応する標準プロファイルを透過するように設計されたフィルタよりも大量の光を透過するスペクトル領域において、光を選択的に遮断する第2のフィルタと組み合わせることにより改良されたカラーフィルタを得ることが出来るという考えに基づいたものである。ここで図1に戻るが、赤色素フィルタは符号11に示す標準プロファイルを提供するフィルタよりも、符号12に示すスペクトル領域における光を大量に透過している。本発明は、この過剰に透過された光を除去する為の帯域遮断フィルタを用いている。赤色素フィルタの透過は
Figure 2005294825
として、そして標準フィルタプロファイルを
Figure 2005294825
として示す。この説明の目的上、これらのフィルタの最高透過率は同じものとする。この場合、理想的な帯域遮断フィルタは、以下に挙げる透過率を持っている。
Figure 2005294825
同様の帯域遮断フィルタを、最終的な複合フィルタが所望の標準フィルタに近いものに仕上がるように他の色素フィルタにも設けることが出来る。色素ベースのフィルタは、対応する色に対し、より理想的な標準透過曲線よりも大幅に広い透過曲線を持つ傾向がある。例えば、青色フィルタの透過曲線中で遮断すべき帯域位置を図3における符号32及び符号33で示した。一般に、色素フィルタ透過曲線を所望される透過曲線により近い透過曲線へと変換する為に希釈しなければならない色素フィルタ透過曲線帯域は、1帯域又は2帯域ある。
以下の説明を明確にする為に、上述した色素フィルタをプライマリカラーフィルタと呼び、帯域遮断フィルタをトリムフィルタと呼ぶものとする。本発明は、これらのトリムフィルタを遮断すべき帯域の各々において最低透過率を持つ単一の複合フィルタへと組み合わせることが出来るという考えを利用したものである。このようなフィルタを構築する方法を以下に詳細に説明する。この説明の便宜上、各トリムフィルタは、これが遮断する帯域以外のスペクトル領域においては、基本的に100%の透過率を持つものとして説明する。よってこのようなフィルタが複数積層された場合にも、遮断帯域と遮断帯域の間のスペクトル領域における透過率には基本的に変化は無い。従ってこのようなトリムフィルタのスタックを持つ単一の複合フィルタは、赤、緑及び青色素フィルタの上又は下に配置することが出来る。この結果、単一の色素フィルタよりも大幅に大きい物理寸法を持つトリムフィルタを利用することが出来、従って上述した寸法限界問題はより小さなものとなる。実際、単一の複合トリムフィルタは、何らかの形状パターニングをする場合でもわずかしか必要としない単一層としてカラーセンサアレイ全体の上又は下に配置することが出来るのである。
次に図4を参照するが、これは本発明の一実施例に基づくカラーセンサアレイの断面を描いたものである。カラーセンサ50は3つのフォトディテクタ51〜53を含む。各フォトディテクタは、対応する色素フィルタにより覆われている。フォトディテクタ51〜53に対応するフィルタは、それぞれ符号61〜63で示した。複合トリムフィルタ70は、色素フィルタの透過曲線を上述した方式と同様の方式で「切り取る」為に用いられる。トリムフィルタ70は、フォトディテクタと色素フィルタとの間に配置されることが望ましいが、色素フィルタ上にトリムフィルタを配置した実施例とすることも可能である。
幾つかの代表的な色素フィルタとトリムフィルタの透過曲線を図5に示した。トリムフィルタの正規化された透過曲線は符号70に示し、赤、青、緑色素フィルタの正規化された透過曲線は、それぞれ符号71〜符号73に示した。フィルタの下にある赤色、青色及び緑色光を検出するフォトダイオードの応答曲線は、図6の符号81〜符号83にそれぞれ示した。この説明の便宜上、色素フィルタを、特定波長の光を選択的に吸収してそのフィルタ材料中の2つの原子又は分子エネルギー状態の間における遷移を誘発することにより、それを通過する光のカラースペクトルを変える何らかのフィルタと定義するものとする。従来のフォトリソグラフィー技術によりパターニングすることが出来る色素フィルタとしては、富士フィルム社製のものがある。
次にトリムフィルタを構成する方法を以下に詳細に説明する。推奨される帯域遮断フィルタは、厚さが均一な複数の透明層から構成された干渉フィルタであり、これらの層の隣接するもの同士は異なる屈折率を持っている。この種のフィルタは当該分野においては周知であり、本願においては、これらの詳細については説明しないものとする。説明の便宜上、このような層のスタックが、これらの層の厚さ及び屈折率により決まる波長の光を遮断するものであると述べるに留める。他の波長の光は遮断されない為、わずかに希釈されながらも層スタックを通過する。従ってこのような複数のフィルタを積層することにより、所定の波長群における各波長の光を遮断しつつも、所定波長群以外の波長の光は透過させる複合フィルタが提供されるのである。
ここで図7〜図9を参照するが、これらは本発明の他の実施例に基づくカラーセンサアレイ100の様々な製造プロセス段階における断面図である。図7において、プロセスは基板101に複数のフォトダイオードを製作するステップから始まる。フォトダイオードセット例を符号102及び符号110に示した。フォトダイオードセットの各々は、符号111〜符号113に示した3つの別個のフォトダイオードを含んでいる。
図8を見ると、基板101は堆積チャンバ中に入れられており、複合干渉フィルタの各層が基板表面に形成されている。干渉フィルタは当該分野においては周知である為、フィルタ構成の詳細についてはここでは説明しないものとする。遮断すべき2つの帯域に対応する層は符号121及び123に示した。層の様々な組成及び厚さは、各層に用いられる先駆物質組成及び堆積時間を調節することにより制御することが出来る為、基板を堆積処理中にチャンバから取り出す必要はない。従ってこの処理は経済的でもあり、歩留まりも高い。
次に図9を参照するが、従来のフォトリソグラフィー技術により色素フィルタが帯域遮断フィルタ層の上に形成される。この実施例においては、赤色、青色及び緑色のスペクトル領域で透過性を持つ色素フィルタが使用されている。色素フィルタ例は符号131〜133に示した。
上述した本発明の実施例は原色ろ波機能を得る為の色素フィルタと、色素フィルタの透過曲線端部を調節して目的とする透過関数に近いものを得る為の干渉フィルタを用いている。しかしながら、本発明はこれらのフィルタタイプの特定の組み合わせに限られたものではない。より広義に言えば、充分にパターニングし得るものであれば、これらの色素フィルタの代わりにどのようなフィルタ材料を使用しても良い。例えば、着色したフォトレジストを用いた色素フィルタを利用することも出来る。同様に、色素フィルタの透過曲線を変えて目的とするフィルタ機能に近づける為に1つ以上の色素フィルタ上に使用する帯域遮断フィルタも、どのような形式のものであっても良い。例えば、他の色素に基づく帯域通過フィルタを、それらの色素が異なる色素を利用する領域の作用に干渉する吸収帯を持たないものであれば利用することが出来る。
次に図10を参照するが、これは本発明に基づく他のカラーセンサの実施例を描いた断面図である。上述した実施例では色素フィルタが形成される前にトリムフィルタを設けるものであったが、色素フィルタ上にトリムフィルタを配置した構成の実施例も可能である。その形成に色素フィルタを損傷する恐れのある環境を要する材料からトリムフィルタが作られる場合、そしてトリムフィルタがフォトディテクタ上に形成すべきものである場合、トリムフィルタは先に設けられなければならない。しかしながら、トリムフィルタを別途形成し、色素フィルタ上にボンディングした、或いは取り付けた実施例も可能である。カラーセンサアレイ200は、緩衝層204を色素フィルタ201〜203上に設け、この緩衝層へとトリムフィルタ層210を被着することにより、色素フィルタ上に配置されたトリムフィルタを採用したものである。
加えて、トリムフィルタの一部分を色素フィルタの下に設け、第2の部分を色素フィルタの上に設けたトリムフィルタ構成も、特定の状況下にあっては有利に用いることが出来る。例えば、赤外線を除去するトリムフィルタは、様々な色素フィルタ構成において有用である。従って、このフィルタをフォトダイオード上に設けることにより、複数の異なるカラーセンサアレイを異なる色素フィルタ及び/又はトリムフィルタに基づいて構築する為の新たな出発基板とすることが出来る。このような下地フィルタは図10の符号212に示した。
先に式1に示した理想的なトリムフィルタは推奨されるものではあるが、より理想から離れた他のトリムフィルタを利用しても相当な利益を得ることが出来る。概して本発明は、トリムフィルタと色素フィルタの組み合わせが、色素フィルタのみとした場合の透過曲線よりも目的とするフィルタ機能に近い透過曲線を提供するものであった場合に利点を提供するものであると言える。
上述した本発明の実施例は、CIE1931標準のフィルタを使って説明したものである。しかしながら、本発明の原理は、他のフィルタ標準を利用したカラーセンサアレイの製作にも適用することが出来る。更に、カラーセンサ中の色素フィルタの数は3つとは限らない。
上述したように、理想的なトリムフィルタは、遮断帯域と遮断帯域の間にある波長を持つ光を吸収しない帯域遮断フィルタを利用したものである。しかしながら、これらの領域における若干の吸収は許容範囲に入るものであることに留意が必要である。トリムフィルタの遮断帯域間の透過曲線が実質的に一定である場合、吸収があったとしても対象となるカラーセンサのフォトディテクタの利得を調節することにより修正することが出来る。
上述した本発明の実施例では、フォトディテクタにフォトダイオードを利用したものである。しかしながら、入射した光の強度に関する信号を生成するものであれば、いずれの形態のフォトディテクタを利用しても良い。例えば、上述したフォトダイオードに代えてフォトトランジスタ及びCCDとすることも可能である。
上述の実施形態に即して本発明を説明すると、本発明は、光源からの光を測定する為のカラーセンサ(50、200)であって、複数のフォトディテクタ(51〜53)と、各々が前記光源と前記フォトディテクタ(51〜53)のうちの対応する1つとの間に材料層を含み、各々が特性波長付近の対応する波長帯域にある光を選択的に透過する複数のプライマリカラーフィルタ(61〜63)と、前記光源と前記フォトディテクタ(51〜53)の間に位置し、2つの前記特性波長の間にある第1のトリム波長の光を選択的に減衰させる材料層を含む第1のトリムフィルタ(70、210)とを具備したことを特徴とするカラーセンサを提供する。
好ましくは、前記第1のトリムフィルタ(70、210)は、更に第2のトリム波長の光を選択的に減衰させるものであり、前記第1のトリム波長が前記特性波長の1つよりも小さく、前記第2のトリム波長がその前記特性波長よりも大きいものとされる。
好ましくは、前記第1のトリムフィルタ(70、210)は、干渉フィルタを含む。
好ましくは、前記フォトディテクタ(102、110)を設けた基板(101)を更に具備し、前記第1のトリムフィルタ(210)は、前記基板(101)上に第1のトリムフィルタ層(123)を含む。
好ましくは、前記カラーフィルタ(131〜133)は、前記第1のトリムフィルタ層(123)上に位置する。
好ましくは、前記カラーフィルタ(201〜203)は、前記第1のトリムフィルタ(210)と前記フォトディテクタ(51〜53)の間に位置する。
好ましくは、第2のトリムフィルタ(212)を更に具備し、前記第2のトリムフィルタ(212)は、前記特性波長及び前記第1のトリム波長のそれぞれとは異なる第2の波長の光を選択的に減衰させる材料層を含む。
好ましくは、前記カラーフィルタ(201〜203)は、前記第1及び第2のトリムフィルタ(210、212)の間に位置する。
さらに、本発明は、カラーセンサ(50、200)を製作する為の方法であって、複数のフォトディテクタ(51〜53)を持つ基板(101)を設けるステップと、第1のトリムフィルタ層(123)を前記基板(101)へと被着するステップと、前記第1のトリムフィルタ層(123)へと複数のプライマリカラーフィルタ(61〜63)を含むカラーフィルタ層を被着するステップとを有し、前記プライマリカラーフィルタの各々が前記光源と前記フォトディテクタ(51〜53)の対応する1つとの間に材料層を含み、前記プライマリカラーフィルタの各々が特性波長付近の対応する波長帯域にある光を選択的に透過するものであり、前記第1のトリムフィルタ(70、210)が2つの前記特性波長の間にある第1のトリム波長の光を減衰させるものであることを特徴とする方法を提供する。
好ましくは、前記第1のトリムフィルタ(70、210)は、更に第2のトリム波長の光を減衰させるものであり、前記第1の波長が前記特性波長の1つよりも小さく、前記第2の波長がその前記特性波長よりも大きいものとされる。
好ましくは、前記第1のトリムフィルタ(70、210)は、複数の透明層を含み、その中の隣接する層が異なる屈折率を持つ。
好ましくは、第2のトリムフィルタ層(212)を前記カラーフィルタ層へと被着することにより、前記カラーフィルタ層が前記第1及び第2のトリムフィルタ層(210、212)の間に挟まれるようにするステップを更に含む。
上述した説明及び添付図から、本発明に様々な変更が可能であることは当業者であれば明らかである。よって本発明は、本願請求項の範囲によってのみ限定されるものである。
代表的な赤色素フィルタとCIE1931標準のカラープロファイルから得られる波長の関数として色透過曲線をそれぞれに比較したグラフである。 代表的な緑色素フィルタとCIE1931標準のカラープロファイルから得られる波長の関数として色透過曲線をそれぞれに比較したグラフである。 代表的な青色素フィルタとCIE1931標準のカラープロファイルから得られる波長の関数として色透過曲線をそれぞれに比較したグラフである。 本発明の一実施例に基づくカラーセンサの断面図である。 色素フィルタ及びトリムフィルタの透過曲線を示すグラフである。 赤色、青色及び緑色光を検出するフィルタの下に設けられたフォトダイオードの応答曲線を示すグラフである。 本発明の他の実施形態に基づくカラーセンサアレイ100の一部分の断面図であり、製造プロセスの第1段階を示す図である。 本発明の他の実施形態に基づくカラーセンサアレイ100の一部分の断面図であり、製造プロセスの第2段階を示す図である。 本発明の他の実施形態に基づくカラーセンサアレイ100の一部分の断面図であり、製造プロセスの第3段階を示す図である。 本発明に基づくカラーセンサの他の実施形態を示す断面図である。
符号の説明
50、200 カラーセンサ
51〜53 フォトディテクタ
61〜63 プライマリカラーフィルタ
70、210 第1のトリムフィルタ
101 基板
102、110 フォトディテクタ
123 第1のトリムフィルタ層
201〜203 プライマリカラーフィルタ
210 第1のトリムフィルタ
212 第2のトリムフィルタ

Claims (12)

  1. 光源からの光を測定する為のカラーセンサであって、
    複数のフォトディテクタと、
    各々が前記光源と前記フォトディテクタのうちの対応する1つとの間に材料層を含み、各々が特性波長付近の対応する波長帯域にある光を選択的に透過する複数のプライマリカラーフィルタと、
    前記光源と前記フォトディテクタの間に位置し、2つの前記特性波長の間にある第1のトリム波長の光を選択的に減衰させる材料層を含む第1のトリムフィルタとを具備したことを特徴とするカラーセンサ。
  2. 前記第1のトリムフィルタが更に第2のトリム波長の光を選択的に減衰させるものであり、前記第1のトリム波長が前記特性波長の1つよりも小さく、前記第2のトリム波長がその前記特性波長よりも大きいものであることを特徴とする、請求項1に記載のカラーセンサ。
  3. 前記第1のトリムフィルタが干渉フィルタを含むものであることを特徴とする、請求項1に記載のカラーセンサ。
  4. 前記フォトディテクタを設けた基板を更に具備し、前記第1のトリムフィルタが前記基板上に第1のトリムフィルタ層を含むものであることを特徴とする、請求項1に記載のカラーセンサ。
  5. 前記カラーフィルタが、前記第1のトリムフィルタ層上に位置することを特徴とする、請求項4に記載のカラーセンサ。
  6. 前記カラーフィルタが、前記第1のトリムフィルタと前記フォトディテクタの間に位置することを特徴とする、請求項1に記載のカラーセンサ。
  7. 第2のトリムフィルタを更に具備し、前記第2のトリムフィルタが前記特性波長及び前記第1のトリム波長のそれぞれとは異なる第2の波長の光を選択的に減衰させる材料層を含むことを特徴とする、請求項1に記載のカラーセンサ。
  8. 前記カラーフィルタが、前記第1及び第2のトリムフィルタの間に位置することを特徴とする、請求項7に記載のカラーセンサ。
  9. カラーセンサを製造する為の方法であって、複数のフォトディテクタを持つ基板を設けるステップと、第1のトリムフィルタ層を前記基板へと被着するステップと、前記第1のトリムフィルタ層へと複数のプライマリカラーフィルタを含むカラーフィルタ層を被着するステップとを有し、前記プライマリカラーフィルタの各々が前記光源と前記フォトディテクタの対応する1つとの間に材料層を含み、前記プライマリカラーフィルタの各々が特性波長付近の対応する波長帯域にある光を選択的に透過するものであり、前記第1のトリムフィルタが2つの前記特性波長の間にある第1のトリム波長の光を減衰させるものであることを特徴とする方法。
  10. 前記第1のトリムフィルタが更に第2のトリム波長の光を減衰させるものであり、前記第1の波長が前記特性波長の1つよりも小さく、前記第2の波長がその前記特性波長よりも大きいことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  11. 前記第1のトリムフィルタが複数の透明層を含み、その中の隣接する層が異なる屈折率を持つことを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  12. 第2のトリムフィルタ層を前記カラーフィルタ層へと被着することにより、前記カラーフィルタ層が前記第1及び第2のトリムフィルタ層の間に挟まれるようにするステップを更に含むことを特徴とする、請求項9に記載の方法。

JP2005076762A 2004-03-18 2005-03-17 改良型カラーフォトディテクタアレイ及びその製造方法 Active JP4899008B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/804,272 US7285768B2 (en) 2004-03-18 2004-03-18 Color photodetector array
US804272 2004-03-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2005294825A true JP2005294825A (ja) 2005-10-20
JP2005294825A5 JP2005294825A5 (ja) 2008-04-24
JP4899008B2 JP4899008B2 (ja) 2012-03-21

Family

ID=34985244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005076762A Active JP4899008B2 (ja) 2004-03-18 2005-03-17 改良型カラーフォトディテクタアレイ及びその製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7285768B2 (ja)
JP (1) JP4899008B2 (ja)
CN (1) CN1670493B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007311664A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Sharp Corp カラーセンサー、カラーセンサーの製造方法、センサー、及び電子機器
JP2008070437A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 干渉フィルタ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プロジェクション表示装置
JP2012038938A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Canon Inc 固体撮像素子およびカメラ

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7420680B2 (en) * 2004-11-16 2008-09-02 Datacolor Holding Ag Method for designing a colorimeter having integral CIE color-matching filters
WO2006055682A2 (en) * 2004-11-17 2006-05-26 Datacolor Holding Ag Tristimulus colorimeter having integral dye filters
US7474402B2 (en) * 2005-03-23 2009-01-06 Datacolor Holding Ag Reflectance sensor for integral illuminant-weighted CIE color matching filters
US7580130B2 (en) * 2005-03-23 2009-08-25 Datacolor Holding Ag Method for designing a colorimeter having integral illuminant-weighted CIE color-matching filters
US20070152139A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Moores Mark D Techniques to control illumination for image sensors
JP5008017B2 (ja) * 2006-02-10 2012-08-22 ソニーモバイルディスプレイ株式会社 表示装置
JP2007220832A (ja) * 2006-02-15 2007-08-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体撮像装置及びカメラ
US7649220B2 (en) * 2007-03-29 2010-01-19 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Photodetector having dark current correction
US7435943B1 (en) * 2007-03-29 2008-10-14 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Color sensor with infrared correction having a filter layer blocking a portion of light of visible spectrum
JP5038011B2 (ja) * 2007-04-25 2012-10-03 キヤノン株式会社 情報処理方法、情報処理装置および記録媒体
US20100208266A1 (en) * 2009-02-17 2010-08-19 Colman Shannon Tristimulus colorimeter having integral dye filters
JP6315759B2 (ja) * 2013-10-11 2018-04-25 シャープ株式会社 蛍光検出装置及び掃除機
CN105628190B (zh) * 2014-10-30 2017-12-22 杭州远方光电信息股份有限公司 一种基于滤光单元的光辐射测量方法及其装置
EP3450938B1 (en) * 2017-08-30 2022-10-12 IMEC vzw An image sensor and an imaging apparatus

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5619288A (en) * 1979-07-26 1981-02-23 Dainippon Printing Co Ltd Color solid state image pickup element plate
JPS57184937A (en) * 1981-05-08 1982-11-13 Omron Tateisi Electronics Co Color discriminating element
JPS6298965A (ja) * 1985-10-25 1987-05-08 Canon Inc 原稿読取装置
JPH01154102A (ja) * 1987-12-11 1989-06-16 Fuji Photo Film Co Ltd 干渉フイルタ
JPH01246508A (ja) * 1988-03-29 1989-10-02 Konica Corp 色分解フィルタ装置
JPH07170366A (ja) * 1993-10-22 1995-07-04 Canon Inc イメージセンサー用フィルター、イメージセンサー及び画像情報処理装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3996461A (en) * 1975-03-31 1976-12-07 Texas Instruments Incorporated Silicon photosensor with optical thin film filter
US5073008A (en) * 1987-12-11 1991-12-17 Fuji Photo Film Co., Ltd. Multicolor interference filters with side surfaces to prevent entry of undesirable light
US5648653A (en) * 1993-10-22 1997-07-15 Canon Kabushiki Kaisha Optical filter having alternately laminated thin layers provided on a light receiving surface of an image sensor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5619288A (en) * 1979-07-26 1981-02-23 Dainippon Printing Co Ltd Color solid state image pickup element plate
JPS57184937A (en) * 1981-05-08 1982-11-13 Omron Tateisi Electronics Co Color discriminating element
JPS6298965A (ja) * 1985-10-25 1987-05-08 Canon Inc 原稿読取装置
JPH01154102A (ja) * 1987-12-11 1989-06-16 Fuji Photo Film Co Ltd 干渉フイルタ
JPH01246508A (ja) * 1988-03-29 1989-10-02 Konica Corp 色分解フィルタ装置
JPH07170366A (ja) * 1993-10-22 1995-07-04 Canon Inc イメージセンサー用フィルター、イメージセンサー及び画像情報処理装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007311664A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 Sharp Corp カラーセンサー、カラーセンサーの製造方法、センサー、及び電子機器
US7605354B2 (en) 2006-05-19 2009-10-20 Sharp Kabushiki Kaisha Color sensor, production method thereof, sensor, and electronics device
JP2008070437A (ja) * 2006-09-12 2008-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 干渉フィルタ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、プロジェクション表示装置
JP2012038938A (ja) * 2010-08-06 2012-02-23 Canon Inc 固体撮像素子およびカメラ

Also Published As

Publication number Publication date
JP4899008B2 (ja) 2012-03-21
US7285768B2 (en) 2007-10-23
CN1670493A (zh) 2005-09-21
US20050205765A1 (en) 2005-09-22
CN1670493B (zh) 2010-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4899008B2 (ja) 改良型カラーフォトディテクタアレイ及びその製造方法
US10819922B2 (en) Solid-state imaging element and imaging device
US8227883B2 (en) Solid-state imaging device and camera
US7858921B2 (en) Guided-mode-resonance transmission color filters for color generation in CMOS image sensors
US20210033466A1 (en) Optical filter and spectrometer including the same
CN106612420B (zh) 彩色滤光器阵列及图像传感器
CN105514132B (zh) 具有信号分离的颜色滤波器阵列的双模图像传感器及其方法
JP5037044B2 (ja) カラー・イメージ・センサ
TW200524150A (en) Solid state imaging device, process for fabricating solid state imaging device and camera employing same
CN101369556A (zh) 固态成像装置及其制造方法
JP2000151933A (ja) 撮像素子及びその製造方法
JP2010212306A (ja) 固体撮像装置
JP2012019113A (ja) 固体撮像装置
JP2005266811A (ja) カラーフィルタ及びその製造方法
JP2000180621A (ja) オンチップカラーフィルタ及びこれを用いた固体撮像素子
EP3450938B1 (en) An image sensor and an imaging apparatus
JP2008067058A (ja) 固体撮像装置、信号処理方法およびカメラ
JP4984528B2 (ja) 撮像装置
KR100700264B1 (ko) 이미지센서의 칼라필터 형성방법
JP2005093659A (ja) 固体撮像素子
JP2008153308A (ja) 固体撮像装置及びカメラ
JP2002051350A (ja) 補色顔料を用いたカラー撮像素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20060412

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20070326

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080311

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080311

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110607

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110609

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110830

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110920

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111104

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111122

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20111129

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111201

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4899008

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250