JP2007079325A - Microlens array - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、妨害光を低減した近接撮像用マイクロレンズアレイ及びそれを用いた個人認証装置に関する。 The present invention relates to a microlens array for proximity imaging with reduced interference light and a personal authentication device using the same.
光を受光し、電気信号を出力する受光部が二次元的に配列されているイメージセンサ上に配置されたマイクロレンズアレイにおいて、一般的にはイメージセンサ内に配置された受光素子開口部の上部に、凸レンズ状の透明層を配置することが多い。この透明層は、大きさが小さく受光部毎に凸レンズ形状となっているため、マイクロレンズアレイと呼ばれる。その製造方法としては、半導体プロセスなどを使い、開口部を含む半導体チップ上に、一様な光学的透明な材料の層を生成し、しかる後に、エッチング等により表面を削って凸レンズ形状にする方法や、表面に生成したマスクの親和性などで光学的に透明な材料を、表面張力で水滴のよう盛り上げて凸レンズ形状にする方法などが知られている。この方法では、開口率を向上させる目的で、半導体チップ上にマイクロレンズアレイを構成するのは効果があるが、空間の像を撮影するには材料選択上の制限による屈折率の制限や曲率の制限、また精度的な問題などがあり不適である。それに対し、微細形状を有する金型を用いてレプリカを作製する方法のマイクロレンズアレイ作成方法では、材料選択上の制限による屈折率の制限や曲率の制限が緩くなり空間の像を撮影するに必要充分な精度が得られる。 In a microlens array arranged on an image sensor in which light receiving parts that receive light and output electrical signals are arranged two-dimensionally, generally above the light receiving element opening arranged in the image sensor In addition, a convex lens-shaped transparent layer is often disposed. Since this transparent layer is small in size and has a convex lens shape for each light receiving portion, it is called a microlens array. As a manufacturing method thereof, a method of forming a uniform optically transparent material layer on a semiconductor chip including an opening using a semiconductor process or the like, and then scraping the surface by etching or the like to form a convex lens shape. In addition, there is known a method in which an optically transparent material due to the affinity of a mask generated on the surface is raised to form a convex lens by swelling like a water drop with surface tension. In this method, it is effective to construct a microlens array on a semiconductor chip for the purpose of improving the aperture ratio. However, in order to take an image of a space, the refractive index is limited or the curvature is limited by the material selection. There are limitations and accuracy problems. On the other hand, in the microlens array creation method, which is a method of making a replica using a mold having a fine shape, the restriction of the refractive index and the restriction of the curvature due to the restriction on the material selection are relaxed, and it is necessary to take an image of the space. Sufficient accuracy can be obtained.
しかしながら、金型でレプリカを作製する方法のマイクロレンズアレイのレンズとレンズの間の接続部は、入射光が、反射,屈折をし迷光の原因となる可能性がある。迷光が撮像素子に入力すると妨害信号となり画像のコントラスト低下、ひどい場合には、撮像が不可能となっていた。 However, there is a possibility that incident light may be reflected and refracted to cause stray light at the connection part between the lenses of the microlens array in the method of producing a replica with a mold. When stray light is input to the image sensor, it becomes a disturbing signal and the contrast of the image is lowered.
また、これに対して、他の遮光板などで遮光することも提案されてはいるが、金型でレプリカを作製する方法では、位置あわせや一体化が難しかった。 On the other hand, it has been proposed to shield the light with another light shielding plate or the like, but it is difficult to align and integrate the replica with the mold.
課題を解決するためには、微細印刷技術を用いて、マイクロレンズアレイをビルドアップ式に堆積して構成する時、レンズ同士の接続部に目的の波長の光を遮光する材質を積層させる。 In order to solve the problem, when a microlens array is deposited and constructed using a fine printing technique, a material that blocks light of a target wavelength is laminated on a connection portion between the lenses.
微細印刷技術を用いて、マイクロレンズアレイをビルドアップ式に堆積して構成し、接続部に目的の波長の光を遮光する材質を積層させる技術を用いれば、マイクロレンズの接続部による迷光の妨害が排除できる。 Using micro printing technology, a microlens array is built up in a build-up manner, and if the technology is used to laminate a material that blocks light of the desired wavelength at the connection, stray light is blocked by the connection of the microlens. Can be eliminated.
本発明では、所望光波長で、前記所望光を透過する基板上に、印刷技術を使い前記所望光を透過する材料を複数回積層し、集光力を持つレンズを形成していく。これと同時にレンズ同士の接合部に前記所望光波長を遮光する材料を印刷する。 In the present invention, on the substrate that transmits the desired light at the desired light wavelength, a material that transmits the desired light is laminated a plurality of times using a printing technique to form a lens having a light collecting power. At the same time, a material that blocks the desired light wavelength is printed on the joint between the lenses.
これによって、前記問題点の排除が可能になる。 Thereby, the problem can be eliminated.
図1,図2を用いて本発明の実施例を説明する。1がレンズアレイ基板、2がイメージセンサである。レンズアレイ基板1は、所望光波長で透過する特性を持たせている。前記レンズアレイ基板1の表面に印刷技術を用いて前記所望光波長で透過する特性の材質10を印刷する。このような手順で次々に印刷を繰り返し図1の11,12のように重ねていく。それとともに、図1の13のように前記所望光波長で遮光する特性の材質13を印刷をする。このように印刷を繰り返して最終的には図2の14のレンズをこのようにして構成する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Reference numeral 1 is a lens array substrate, and 2 is an image sensor. The lens array substrate 1 has a characteristic of transmitting at a desired light wavelength. A
前記イメージセンサ2には開口部20が図1の10,11,12、図2の14のレンズと1対1で二次元的に配置される。この様子を図3に示す。
In the
また、図2のよう、前記イメージセンサ2の前記開口部20には、前記レンズ14により3−1,3−2,3−3の位置の像が結像するようになっている。このようにして、空間の像をサンプリングすることが可能である。
Further, as shown in FIG. 2, an image at positions 3-1, 3-2 and 3-3 is formed by the
図4を用いて本発明の他の一実施例を説明する。図1,図2,図3と同様の構成例には同符号を付してある。 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Configuration examples similar to those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals.
図1に示す手順で、レンズアレイ基板1の表面に図4の14のよう集光力のあるレンズ14を構成すると同時に各レンズ同士の接合部に所望光波長で遮光する遮光部13を構成する。さらに他のレンズアレイ基板4の表面にも図1のような手順を使い図4の44のようにレンズを構成すると同時に各レンズ同士の接合部に所望光波長で遮光する遮光部43を構成する。以上のように構成した前記レンズアレイ基板1と前記レンズ14とを前記レンズアレイ基板4と前記レンズ44とを図4の如く前記レンズ14と前記レンズ44とが正対させるよう構成する。これによって、光学的な収差などの影響を少なくする構成が可能となる。
In the procedure shown in FIG. 1, a
図5を用いて本発明のさらに他の一実施例を説明する。図1,図2,図3,図4と同様の構成例には同符号を付してある。 Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Configuration examples similar to those of FIGS. 1, 2, 3, and 4 are denoted by the same reference numerals.
図1では、レンズを構成する部分を印刷する際に遮光材料13を印刷していたが、本実施例では、前記遮光材料13と印刷すると同時に、所望光波長で透過する材料を15のように印刷し、その上部に所望光波長で透過する材料を16,17のように積層し、しかる後に所望光波長で透過する材料を10,11,12のよう積層しレンズを構成する。以上のようにレンズ同士の接合部から離れた構成も可能である。
In FIG. 1, the
以上、実施例を説明したが、図1,図5での所望光波長での透過材料10,11,12,14,15,16,17は、同じ材料でも、屈折率や分散の値の異なる材料でも本発明の意図からはずれない。
Although the embodiments have been described above, the
以上説明したマイクロレンズアレイは、静脈などを利用し個人を認証する認証装置などに用いることができる。 The microlens array described above can be used in an authentication device that authenticates an individual using a vein or the like.
本発明は、イメージセンサとマイクロレンズアレイを独立して製作した、マイクロレンズアレイの迷光対策として有効である。 The present invention is effective as a countermeasure against stray light in a microlens array in which an image sensor and a microlens array are independently manufactured.
1,4…レンズアレイ、2…イメージセンサ、3…像位置、10,11,12,15,16,17…透過材料、13,43…遮光材料、14,44…レンズ、20…開口部。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
A personal authentication device comprising the microlens array according to claim 1 and performing personal authentication.
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2005
- 2005-09-16 JP JP2005269363A patent/JP2007079325A/en active Pending
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