JP2010093124A - Optical component, imaging apparatus, biological information acquisition device, and method of manufacturing optical component - Google Patents
Optical component, imaging apparatus, biological information acquisition device, and method of manufacturing optical component Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010093124A JP2010093124A JP2008262942A JP2008262942A JP2010093124A JP 2010093124 A JP2010093124 A JP 2010093124A JP 2008262942 A JP2008262942 A JP 2008262942A JP 2008262942 A JP2008262942 A JP 2008262942A JP 2010093124 A JP2010093124 A JP 2010093124A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light shielding
- shielding layer
- substrate
- light
- optical component
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光学部品、撮像装置、生体情報取得装置、及び光学部品の製造方法に関する。 The present invention relates to an optical component, an imaging device, a biological information acquisition device, and a method for manufacturing an optical component.
近年、情報セキュリティーの保護強化に伴って、生体認証に関する技術開発の進展が著しい。なお、生体認証とは、検査対象の個体から取得した生体情報が、あらかじめ登録された生体情報に等しいかどうかという判定に基づいて、ある個体を他の個体から識別する技術である。例えば、ヒトの瞳の虹彩に基づいて個体を特定する方法、ヒトの指等の静脈パターンに基づいて個体を特定する方法、及び指の指紋パターンに基づいて個体を特定する方法が挙げられる。 In recent years, with the strengthening of information security protection, the development of technology related to biometric authentication has been remarkable. Biometric authentication is a technique for identifying a certain individual from other individuals based on the determination whether the biometric information acquired from the individual to be examined is equal to biometric information registered in advance. For example, there are a method for identifying an individual based on the iris of a human pupil, a method for identifying an individual based on a vein pattern such as a human finger, and a method for identifying an individual based on a fingerprint pattern of a finger.
生体認証においては、認証に利用する生体情報に応じて様々な得失がある。例えば、静脈パターンを活用した生体認証は、指紋パターンを活用した生体認証よりも認証の偽造が困難であるという利益がある。後者は、前者よりも認証の偽造が簡単であるという不利益がある。 In biometric authentication, there are various advantages and disadvantages depending on biometric information used for authentication. For example, biometric authentication using a vein pattern has the advantage that it is more difficult to forge authentication than biometric authentication using a fingerprint pattern. The latter has the disadvantage that it is easier to forge authentication than the former.
高精度な生体認証を実現するためには、良質な生体画像を取得することが必要になる。この場合、入射光のクロストークを抑制することが特に重要になる。この点に関して、特許文献1には、遮光スペーサをレンズアレイ板とセンサ間に配置する技術が開示されている。また、特許文献2には、遮光層をマイクロレンズアレイと受光部間に配置する技術が開示されている。
クロストークを抑制するためには、光チャネルを相互に分離する遮光構造を採用すると良い。このような遮光構造は、通常の半導体プロセス技術を活用することで高精度に製造することができる。しかしながら、遮光構造の構造が複雑になる場合、製造プロセスが複雑化してしまうおそれがある。プロセス工程の複雑化は、例えば、製品単価の上昇につながってしまうおそれがある。このように、所望の特性を有する遮光構造をより簡易に製造することが強く望まれている。 In order to suppress crosstalk, it is preferable to employ a light shielding structure that separates optical channels from each other. Such a light shielding structure can be manufactured with high accuracy by utilizing a normal semiconductor process technology. However, when the structure of the light shielding structure is complicated, the manufacturing process may be complicated. The complication of process steps may lead to an increase in product unit price, for example. Thus, it is strongly desired to manufacture a light shielding structure having desired characteristics more easily.
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、所望の特性を有し、簡易に製造可能な遮光構造を実現すること、又は所望の特性を有する遮光構造を簡易に製造することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems, and realizes a light-shielding structure having desired characteristics and can be easily manufactured, or a light-shielding structure having desired characteristics can be simplified. The purpose is to manufacture.
本発明にかかる光学部品は、複数のレンズを有する第1基板上に、複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第1及び第2遮光層が積層された光学部品であって、少なくとも前記第1遮光層を介して前記第1基板に対して貼り合わされた第2基板を備え、前記第1基板、前記第1遮光層、前記第2基板、及び前記第2遮光層が、この順で積層されている。 An optical component according to the present invention is an optical component in which first and second light shielding layers having a plurality of openings corresponding to a plurality of lenses are laminated on a first substrate having a plurality of lenses, and at least the A second substrate bonded to the first substrate via the first light shielding layer, the first substrate, the first light shielding layer, the second substrate, and the second light shielding layer in this order; Are stacked.
このような構成を採用すれば、通常の半導体プロセス技術の活用によって、所望の特性を有する遮光構造を簡易に製造することができる。 If such a configuration is adopted, a light shielding structure having desired characteristics can be easily manufactured by utilizing a normal semiconductor process technology.
前記第1遮光層は、前記第1又は第2基板の主面の直上に形成され、前記第2遮光層は、前記第2基板の主面の直上に形成されている、と良い。 The first light shielding layer may be formed immediately above the main surface of the first or second substrate, and the second light shielding layer may be formed immediately above the main surface of the second substrate.
前記第1及び第2遮光層の層厚は、平面内で実質的に一定である、と良い。前記第2基板の基板厚は、平面内で実質的に一定である、と良い。 The thicknesses of the first and second light shielding layers are preferably substantially constant in a plane. The substrate thickness of the second substrate is preferably substantially constant in a plane.
前記第1及び第2遮光層は、少なくとも赤外線を吸収する特性を有する、と良い。 The first and second light shielding layers preferably have a characteristic of absorbing at least infrared rays.
本発明に係る撮像装置は、上述のいずれかの光学部品と、前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、を備える撮像装置であって、複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第3遮光層を更に備え、当該第3遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されている。 An image pickup apparatus according to the present invention is an image pickup apparatus including any one of the optical components described above and an image pickup element having a plurality of pixels that receive light input through the lens. A third light shielding layer having a plurality of corresponding openings is further provided, and the third light shielding layer is formed in the wiring layer of the imaging element.
前記第1乃至第3遮光層に形成された各開口の開口幅は、前記レンズの配置間隔の1/3以下であり、前記第1遮光層と前記第2遮光層間の光学的距離は、前記第2遮光層と前記第3遮光層間の光学的距離の1.5倍以上であり2.5倍以下である、と良い。 The opening width of each opening formed in the first to third light shielding layers is 1/3 or less of the arrangement interval of the lenses, and the optical distance between the first light shielding layer and the second light shielding layer is The optical distance between the second light shielding layer and the third light shielding layer is preferably 1.5 times or more and 2.5 times or less.
本発明に係る生体情報取得装置は、上述のいずれかの光学部品と、前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、を備える生体情報取得装置であって、複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第3遮光層を更に備え、当該第3遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されている。 A biological information acquisition apparatus according to the present invention is a biological information acquisition apparatus including any one of the optical components described above and an imaging element having a plurality of pixels that receive light input through the lens. A third light shielding layer having a plurality of openings corresponding to the lens, and the third light shielding layer is formed in the wiring layer of the imaging element.
前記第1乃至第3遮光層に形成された各開口の開口幅は、前記レンズの配置間隔の1/3以下であり、前記第1遮光層と前記第2遮光層間の光学的距離は、前記第2遮光層と前記第3遮光層間の光学的距離の1.5倍以上であり2.5倍以下である、と良い。 The opening width of each opening formed in the first to third light shielding layers is 1/3 or less of the arrangement interval of the lenses, and the optical distance between the first light shielding layer and the second light shielding layer is The optical distance between the second light shielding layer and the third light shielding layer is preferably 1.5 times or more and 2.5 times or less.
本発明に係る光学部品の製造方法は、複数のレンズを有する第1基板上に、複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第1及び第2遮光層が積層された光学部品の製造方法であって、少なくとも前記第1遮光層を介して前記第1基板に対して前記第2遮光層が主面に形成された第2基板を貼り合わし、前記第1基板、前記第1遮光層、前記第2基板、及び前記第2遮光層を、この順で積層する。 The method for manufacturing an optical component according to the present invention is a method for manufacturing an optical component in which first and second light shielding layers having a plurality of openings corresponding to the plurality of lenses are stacked on a first substrate having a plurality of lenses. A second substrate having the second light-shielding layer formed on the main surface is bonded to the first substrate through at least the first light-shielding layer, and the first substrate, the first light-shielding layer, The second substrate and the second light shielding layer are stacked in this order.
前記第1遮光層を、前記第1又は第2基板の主面の直上に形成し、前記第2遮光層を、前記第2基板の主面の直上に形成する、と良い。 The first light shielding layer may be formed directly on the main surface of the first or second substrate, and the second light shielding layer may be formed on the main surface of the second substrate.
接着剤を介して、前記第1基板に対して前記第2基板を貼り合わせる、と良い。 The second substrate is preferably bonded to the first substrate via an adhesive.
本発明によれば、所望の特性を有し、簡易に製造可能な遮光構造を実現すること、又は所望の特性を有する遮光構造を簡易に製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can implement | achieve the light-shielding structure which has a desired characteristic and can be manufactured easily, or the light-shielding structure which has a desired characteristic can be manufactured easily.
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Each embodiment is simplified for convenience of explanation. Since the drawings are simple, the technical scope of the present invention should not be interpreted narrowly based on the drawings. The drawings are only for explaining the technical matters, and do not reflect the exact sizes or the like of the elements shown in the drawings. The same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Words indicating directions such as up, down, left, and right are used on the assumption that the drawing is viewed from the front.
〔第1の実施形態〕
以下、図1乃至図11を参照して本発明の第1の実施形態について説明する。図1は、生体認証装置100の概略的な構成を示す説明図である。図2は、撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。図3は、レンズと開口の配置関係を説明するための説明図である。図4乃至図7は、撮像装置の製造方法を示す工程図である。図8は、生体認証装置が組み込まれる携帯電話の構成を示す説明図である。図9は、折りたたまれた状態の携帯電話の上面図である。図10は、生体認証装置のシステム構成を示す概略的なブロック図である。図11は、生体認証装置の動作を説明するためのフローチャートである。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the
図1に示すように、生体認証装置100は、光源110、コントローラ120、及び撮像装置150を有する。コントローラ120には、光源110及び撮像装置150が接続される。後述の説明から明らかなように、撮像装置150は、生体情報取得装置としても機能する。
As illustrated in FIG. 1, the
光源110は、LED(Light Emitting Diode)、LD(Laser Diode)等の一般的な半導体光素子である。光源110は、ヒトの指200の静脈201で吸収される赤外線(近赤外線〜遠赤外線)を出力する。
The
撮像装置150は、ヒトの指200内を透過した光を受光して、静脈201の像を撮像し、取得した静脈像をコントローラ120に出力する。
The
コントローラ120は、例えば、通常のコンピュータである。コントローラ120は、記憶部に格納されたプログラムをCPUで実行することで様々な機能を実現させる。具体的には、コントローラ120は、光源110を駆動し、光源110から赤外線を出力させる。また、コントローラ120は、撮像装置150を駆動し、指200の静脈201の像(以下、静脈像と呼ぶこともある)を撮像させる。
The
コントローラ120は、生体認証も実行する。コントローラ120は、予め登録済みの生体情報に対する今回取得した生体情報の近似度を算出し、この算出結果に基づいて今回の認証結果を決定する。生体認証装置100の構成及び動作については、図10及び図11を参照して後述する。
The
図2に撮像装置150の概略的な断面構成を示す。図2に示すように、撮像装置150は、イメージセンサ(撮像素子)10、中間基板20、及びレンズアレイ基板30がこの順で積層されて形成される。なお、イメージセンサ10と中間基板20間には、接着層40が形成されている。また、中間基板20とレンズアレイ基板30間には、接着層50が形成されている。中間基板20とレンズアレイ基板30の積層体によって光学部品が形成される。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional configuration of the
以下、具体的に説明する。 This will be specifically described below.
イメージセンサ10は、一般的な撮像素子(CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサ、CCD(Charge Coupled Device)センサ等)である。 The image sensor 10 is a general imaging device (CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor, CCD (Charge Coupled Device) sensor, etc.).
イメージセンサ10は、半導体基板11、及び配線層12を有する。半導体基板11は、通常のシリコン基板である。半導体基板11の主面(撮像面)には、複数の画素PXが2次元状に形成されている。なお、画素PXは、不純物を半導体基板に拡散させることによって形成される。画素PXでは、入射光強度に応じた値の電気信号が生成される。なお、半導体基板11の具体的な構成は任意である。
The image sensor 10 includes a
配線層12は、シリコン酸化層等の絶縁層の堆積によって形成される。堆積された絶縁層中には、信号の伝送路として機能する金属配線が埋め込まれている。
The
本実施形態では、配線層12中には、遮光層12aが形成されている。遮光層12aには、各光軸に対応して開口OP3が形成される。遮光層12aは、後述の他の遮光層22、33と共に、クロストーク防止のための遮光構造を形成する。
In the present embodiment, a
遮光層12aは、アルミニウム(Al)等の金属層である。遮光層12aは、レンズ32に対応する開口OP3が形成されている。開口OP3は、絶縁層上に形成された遮光層12aを部分的に除去することで形成される。遮光層12aは、イメージセンサ10の配線層12の形成過程で形成される。従って、画素PXに対して開口OP3は高精度に位置決めされる。イメージセンサ10とは別体の遮光層12aを用意する場合と比較して、イメージセンサ10に対して遮光層12aを高精度に位置決めすることができる。なお、遮光層12aを配線層12内に埋め込む必要はなく、配線層12の最上層に遮光層12aを形成しても良い。
なお、開口とは光学的な意味での開口を意味し、開口に何らかの物質が充填されていても良い。この点は、他の開口OP1、OP2についても同様である。このように開口の技術的な意味内容は、技術的に広義に解釈されるべきである。
The
The opening means an opening in an optical sense, and the opening may be filled with some substance. The same applies to the other openings OP1 and OP2. Thus, the technical meaning of the opening should be interpreted broadly technically.
中間基板20は、イメージセンサ10とレンズアレイ基板30間に配置される。中間基板20は、透明基板(第2基板)21、及び遮光層22を有する。
The intermediate substrate 20 is disposed between the image sensor 10 and the lens array substrate 30. The intermediate substrate 20 includes a transparent substrate (second substrate) 21 and a
透明基板21は、板状部材であって、光源110の出射光に対して実質的に透明である。透明基板21は、例えば、ガラス板である。
The
遮光層22は、光源110の出射光を吸収する特性を有する。換言すると、遮光層22は、赤外線吸収層として機能する。遮光層22は、例えば、黒色樹脂である。遮光層22は、光軸AX上に開口OP2を有する。開口OP2は、遮光層22が部分的に除去されることで形成される。
The
レンズアレイ基板30は、透明基板(第1基板)31、複数のレンズ32、及び遮光層33を有する。
The lens array substrate 30 includes a transparent substrate (first substrate) 31, a plurality of
透明基板31は、板状部材であって、光源110の出射光に対して実質的に透明である。透明基板31は、例えば、ガラス板である。
The
複数のレンズ32は、透明基板31の主面上に2次元状に形成される。物体側からの入射光は、レンズ32のレンズ面でレンズ作用を受け、画素PXに向かって収束しながら光軸AXに沿って進行する。
The plurality of
遮光層33は、光源110の出射光を吸収する特性を有する。換言すると、遮光層33は、赤外線吸収層として機能する。遮光層33は、例えば、黒色樹脂である。遮光層33は、光軸AX上に開口OP1を有する。開口OP1は、遮光層33が部分的に除去されることで形成される。
The
なお、上述の接着層40、50は、通常の熱硬化樹脂、エネルギー線硬化樹脂(例えば、紫外線硬化樹脂等)によって形成される。
The above-mentioned
レンズ32を透過した光は、透明基板31、遮光層33の開口OP1、接着層50、透明基板21、遮光層22の開口OP2、接着層40、及び遮光層12aの開口OP3をこの順で通過し、画素PXに入力する。各画素PXでは、入力光が光電変換され、入力光の強度に応じた値の電気信号が生成される。各画素PXで生成された電気信号は、イメージセンサ10の読出し動作によって、外部バスに接続される。
The light transmitted through the
本実施形態では、光軸AXに沿う3層の遮光層(遮光層33、遮光層22、及び遮光層12a)の積層によって遮光構造を形成する。より具体的には、通常の薄膜形成技術を活用して、透明基板31の主面に遮光層33を形成し、透明基板21の主面に遮光層22を形成する。また、通常の半導体プロセス技術を活用して、配線層12中に遮光層12aを形成する。
In the present embodiment, the light shielding structure is formed by stacking three light shielding layers (the
平面内で実質的に一定の層厚の遮光層の積層によって遮光構造を形成することで、各遮光層の層厚を十分に薄く設定できる。従って、工程時間が長時間化することなく、遮光層を形成し、かつ遮光層に容易に開口を形成することができる。また、各遮光層を厚く形成する必要性がないため、各遮光層の層厚が面内でばらつくことを抑制できる。各遮光層の層厚が面内でばらつくことを抑制することで、取得画像に部分的な明暗むらが生じることを抑制することができる。 By forming the light shielding structure by stacking the light shielding layers having a substantially constant layer thickness in the plane, the thickness of each light shielding layer can be set sufficiently thin. Accordingly, the light shielding layer can be formed and the opening can be easily formed in the light shielding layer without increasing the process time. Moreover, since it is not necessary to form each light shielding layer thickly, it can suppress that the layer thickness of each light shielding layer varies in-plane. By suppressing the thickness of each light shielding layer from varying in the plane, it is possible to suppress the occurrence of partial brightness unevenness in the acquired image.
図3に示すように、レンズ32に対応して、同軸上に開口OP1、開口OP2、開口OP3、及び画素PXが配置される。各開口OP1〜OP3の開口幅は、開口OP1≧開口OP2≧開口OP3である。すなわち、レンズ32からの出射光の進行方向に沿って開口OP1〜OP3の開口幅が狭くなる。これによって迷光の影響を効果的に低減することができる。
As shown in FIG. 3, corresponding to the
また、図2及び図3から明らかなように、各開口OP1〜OP3の開口幅は、レンズ32の配置間隔(互いに隣り合うレンズ32の光軸AX間の距離)の1/3以下に設定されている。この場合、図2に示すように、遮光層33と遮光層22間の光軸AXに沿う間隔を光学的距離OL1とし、遮光層22と遮光層12a間の光軸AXに沿う間隔を光学的距離OL2と設定したとき、光学的距離OL1を光学的距離OL2の1.5倍〜2倍に設定すると良い。より好ましくは、実質的に、光学的距離OL1:光学的距離OL2=2:1となるように各遮光層の配置間隔を設定すると良い。
2 and 3, the opening width of each of the openings OP1 to OP3 is set to 1/3 or less of the arrangement interval of the lenses 32 (the distance between the optical axes AX of the adjacent lenses 32). ing. In this case, as shown in FIG. 2, the distance along the optical axis AX between the
各開口OP1〜OP3の開口幅を、レンズ32の配置間隔(互いに隣り合うレンズ32の光軸AX間の距離)の1/3以下に設定し、光学的距離OL1を光学的距離OL2の1.5倍〜2倍に設定することで、3層の遮光層の積層によって形成される遮光構造の特性を向上させることができる。これによって、クロストークをより効果的に抑制することができる。
The opening width of each of the openings OP1 to OP3 is set to 1/3 or less of the arrangement interval of the lenses 32 (the distance between the optical axes AX of the
図4乃至図7を参照して、撮像装置150の製造方法について説明する。
A method for manufacturing the
図4を参照してレンズアレイ基板30の製造方法について説明する。 A method of manufacturing the lens array substrate 30 will be described with reference to FIG.
まず、図4(a)に示すように、上面にレンズ32が形成された透明基板31の背面(主面)に遮光層33を通常の薄膜形成技術(スピンコート等)により形成する。レンズ32は、例えば、次のように成形される。透明基板31に塗布されたエネルギー線硬化樹脂層(例えば、紫外線硬化樹脂等)に対して強度変調されたエネルギー線を照射し、樹脂層の未硬化部分を除去することでレンズ32は成形される。
First, as shown in FIG. 4A, the
遮光層33の層厚を、平面内で実質的に一定になるように制御する。遮光層33の層厚を0.5〜5μm程度に設定する。一般的に、層厚が厚くなると層厚の制御が難しくなる。遮光層33の厚みを薄く設定することによって、遮光層33の厚みが平面内でばらつくことを効果的に抑制する。なお、平面内での遮光層33の厚みのばらつきを防ぐことによって最終的にイメージセンサ10で取得する画像の品質を向上させることができる。例えば、取得画像に部分的な輝度むらが生じることを抑制することができる。
The thickness of the
次に、図4(b)に示すように、フォトマスク90を介して露光光を遮光層33に対して照射する。
Next, as shown in FIG. 4B, the
次に、図4(c)に示すように、現像液で露光光が照射されなかった部分を除去する。遮光層33は、ネガ型のレジストである。従って、露光光が照射されて変質した部分が残存し、露光光が照射されなかった部分が現像液によって除去される。
Next, as shown in FIG. 4C, the portion of the developer not irradiated with the exposure light is removed. The
レンズアレイ基板30は、このような手順によって製造される。露光及び現像工程を含むフォトリソグラフィー工程によって開口OP1を形成する。従って、各開口OP1の配置間隔を高精度に設定することができる。また、開口OP1の開口幅を面内で均一に設定することができる。遮光層33の層厚は薄いため、図4(a)〜(c)の工程が長時間化することはない。
The lens array substrate 30 is manufactured by such a procedure. The opening OP1 is formed by a photolithography process including an exposure process and a development process. Therefore, the arrangement interval of the openings OP1 can be set with high accuracy. In addition, the opening width of the opening OP1 can be set uniformly in the plane. Since the thickness of the
図5を参照して、中間基板20の製造方法について説明する。 With reference to FIG. 5, the manufacturing method of the intermediate substrate 20 will be described.
まず、図5(a)に示すように、透明基板21の背面(主面)に遮光層22を通常の薄膜形成技術(スピンコート等)により形成する。
First, as shown in FIG. 5A, the
遮光層22の層厚を、平面内で実質的に一定になるように制御する。遮光層22の層厚を0.5〜5μm程度に設定する。一般的に、層厚が厚くなると層厚の制御が難しくなる。遮光層22の厚みを薄く設定することによって、遮光層22の厚みが平面内でばらつくことを効果的に抑制する。なお、平面内での遮光層22の厚みのばらつきを防ぐことによって最終的にイメージセンサ10で取得する画像の品質を向上させることができる。例えば、取得画像に部分的な明暗むらが生じることを抑制することができる。
The thickness of the
次に、図5(b)に示すように、フォトマスク91を介して露光光を遮光層22に対して照射する。
Next, as shown in FIG. 5B, the
次に、図5(c)に示すように、現像液で露光光が照射されなかった部分を除去する。遮光層22は、ネガ型のレジストである。従って、露光光が照射されて変質した部分が残存し、露光光が照射されなかった部分が現像液によって除去される。
Next, as shown in FIG.5 (c), the part which was not irradiated with exposure light with a developing solution is removed. The
中間基板20は、このような手順によって製造される。露光及び現像工程を含むフォトリソグラフィー工程によって開口OP2を形成する。各開口OP2の配置間隔を高精度に設定することができる。また、開口OP2の開口幅を面内で均一に設定することができる。遮光層22の層厚は薄いため、図5(a)〜(c)の工程が長時間化することはない。
The intermediate substrate 20 is manufactured by such a procedure. The opening OP2 is formed by a photolithography process including an exposure process and a development process. The arrangement interval of the openings OP2 can be set with high accuracy. Further, the opening width of the opening OP2 can be set uniformly in the plane. Since the thickness of the
図6を参照して中間基板20に対するレンズアレイ基板30の貼合せ工程について説明する。 With reference to FIG. 6, the bonding process of the lens array substrate 30 to the intermediate substrate 20 will be described.
まず、図6(a)に示すように、通常のコート技術(スピンコート等)によって接着層50を透明基板21の主面上に形成する。なお、接着層50の層厚は、10〜30μm程度である。
First, as shown in FIG. 6A, the
次に、図6(b)に示すように、接着層50上にレンズアレイ基板30を配置する。これによって、接着層50を介して中間基板20とレンズアレイ基板30とが互いに貼り合わされる。
Next, as shown in FIG. 6B, the lens array substrate 30 is disposed on the
クロストークを抑制するためには、遮光層33と遮光層22間の光学的距離OL1を十分に確保すると良い。一般的なコート方法で層厚が厚い樹脂層を遮光層33と遮光層22間に形成する場合、厚い層厚の樹脂層の面内での厚みばらつきによって、イメージセンサ10で取得する画像の品質が劣化してしまうおそれがある。例えば、面内での輝度ばらつきに起因して、画像に部分的な明暗が生じてしまうおそれがある。
In order to suppress crosstalk, it is preferable to secure a sufficient optical distance OL1 between the
本実施形態では、透明基板31に対して遮光層33を介して透明基板21を貼り合わせている。透明基板21の面内での基板厚は、透明基板21の製造過程で実質的に一定に制御されている。遮光層33と遮光層22間の光学的な距離を、基板厚が面内で実質的に一定な透明基板31の配置によって確保する。これによって、イメージセンサ10で取得する画像の品質が劣化することを抑制することができる。
In the present embodiment, the
図7を参照して、中間基板20とレンズアレイ基板30の積層体をイメージセンサ10に対して貼り合わせる工程について説明する。 With reference to FIG. 7, the process of bonding the laminated body of the intermediate substrate 20 and the lens array substrate 30 to the image sensor 10 will be described.
まず、図7(a)に示すように、ディスペンサ(塗布装置)92によって、イメージセンサ10上に接着層40を塗布する。
First, as shown in FIG. 7A, the
次に、図7(b)に示すように、接着層40上に、中間基板20とレンズアレイ基板30の積層体を配置する。これによって、イメージセンサ10に対して積層体(中間基板20とレンズアレイ基板30の積層体)が貼り合わされる。このようにして撮像装置150が製造される。
Next, as illustrated in FIG. 7B, a stacked body of the intermediate substrate 20 and the lens array substrate 30 is disposed on the
上述の説明から明らかなように、本実施形態では、光軸AXに沿う3層の遮光層(遮光層33、遮光層22、及び遮光層12a)の積層によって遮光構造を形成する。より具体的には、通常の薄膜形成技術を活用して、透明基板31の主面に遮光層33を形成し、透明基板21の主面に遮光層22を形成する。また、通常の半導体プロセス技術を活用して、配線層12中に遮光層12aを形成する。
As is apparent from the above description, in this embodiment, the light shielding structure is formed by stacking three light shielding layers (the
平面内で実質的に一定の層厚の遮光層の積層によって遮光構造を形成することで、各遮光層の層厚を十分に薄く設定できる。従って、工程時間が長時間化することなく、遮光層を形成し、かつ遮光層に容易に開口を形成することができる。また、各遮光層を厚く形成する必要性がないため、各遮光層の層厚が面内でばらつくことを抑制できる。各遮光層の層厚が面内でばらつくことを抑制することで、取得画像に部分的な明暗むらが生じることを抑制することができる。 By forming the light shielding structure by stacking the light shielding layers having a substantially constant layer thickness in the plane, the thickness of each light shielding layer can be set sufficiently thin. Accordingly, the light shielding layer can be formed and the opening can be easily formed in the light shielding layer without increasing the process time. Moreover, since it is not necessary to form each light shielding layer thickly, it can suppress that the layer thickness of each light shielding layer varies in-plane. By suppressing the thickness of each light shielding layer from varying in the plane, it is possible to suppress the occurrence of partial brightness unevenness in the acquired image.
また、本実施形態では、遮光層33と遮光層22間に透明基板21を配置することで、遮光層33と遮光層22間の光学的な距離を確保する。通常の薄膜形成技術を活用して樹脂層を遮光層33と遮光層22間に形成する場合、その樹脂層の層厚が面内でばらつくおそれがある。遮光層間に形成される層の層厚が面内でばらつくと、各レンズ32と各画素PX間に形成される光チャネルの光学的距離が平面内でばらつき、イメージセンサ10で取得する画像の品質が劣化してしまうおそれがある。この点に鑑みて、本実施形態では、遮光層33と遮光層22間に、平面内で基板厚が一定の透明基板21を配置する。これによって、遮光層33と遮光層22間の光学長が平面内で大きくばらつくことを抑制することができる。
In the present embodiment, the optical distance between the
また、本実施形態では、レンズアレイ基板30に対して中間基板20を貼り合わせることによって両者を積層する。また、イメージセンサ10に対して中間基板20を貼り合わせることによって両者を積層する。貼り合わせ技術の活用によって撮像装置150を簡易に製造することができ、撮像装置150の製造が長時間化してしまうことを抑制できる。また、透明基板21の採用によって、接着層40、50の層厚を薄く設定することができる。これによって、上述の光チャネルのチャネル長が平面内で大きくばらつくことを効果的に抑制し、良質な画像取得を促進させることができる。
In the present embodiment, the intermediate substrate 20 is bonded to the lens array substrate 30 to laminate them. In addition, the intermediate substrate 20 is bonded to the image sensor 10 to laminate them. By utilizing the bonding technique, the
図8及び図9を参照して、生体認証装置100(撮像装置150)が組み込まれる携帯電話(電子機器)の構成について説明する。 With reference to FIG.8 and FIG.9, the structure of the mobile telephone (electronic device) in which the biometrics apparatus 100 (imaging device 150) is integrated is demonstrated.
図8に、携帯電話(移動体通信端末)60を示す。携帯電話60には、上述の生体認証装置(静脈認証装置)100が組み込まれている。
FIG. 8 shows a mobile phone (mobile communication terminal) 60. The
図8に示すように、携帯電話60は、上側本体(第1部材)61、下側本体(第2部材)62、及びヒンジ63を有する。上側本体61と下側本体62とは、共にプラスチック製の平板部材であって、ヒンジ63を介して連結される。上側本体61と下側本体62とはヒンジ63によって開閉自在に構成される。上側本体61と下側本体62とが閉じた状態のとき、携帯電話60は上側本体61と下側本体62とが重ね合わされた平板状の部材になる。
As shown in FIG. 8, the
上側本体61は、その内面に表示部64を有する。表示部64には、着信相手を特定する情報(名前、電話番号)、携帯電話60の記憶部に格納されたアドレス帳等が表示される。表示部64の下には液晶表示装置が組み込まれている。
The
下側本体62は、その内面に複数のボタン65を有する。携帯電話60の操作者は、ボタン65を操作することによって、アドレス帳を開いたり、電話を掛けたり、マナーモードに設定したりし、携帯電話60を意図したように操作する。携帯電話60の操作者は、このボタン65を操作することに基づいて、携帯電話60内の生体認証装置100の生体認証機能をオンさせたり、オフさせたりする。
The lower
図9に、携帯電話60の前面(上面)の構成を示す。図9に示すように、上側本体61の前面には、表面領域R80、および表示領域R90が配置される。
FIG. 9 shows the configuration of the front surface (upper surface) of the
表面領域R80上には、図9に模式的に示すように、ヒト(被検体)の指200が載せられる。表面領域R80の下には、上述の撮像装置150が組み込まれる。表示領域R90には、文字(時間、動作状態、着信相手名など)が表示される。表示領域R90の下には、液晶表示装置が組み込まれる。
On the surface region R80, as schematically shown in FIG. 9, a human (subject)
最後に図10、11を参照して、生体認証装置100の構成及び動作について概略的に説明する。
Finally, the configuration and operation of the
図10に示すように、生体認証装置100は、処理部81、認証実行部82、記憶部84、光源85、及び静脈像取得部86を有する。なお、光源85は、光源110に相当する。静脈像取得部86は、撮像装置150に相当する。
As illustrated in FIG. 10, the
生体認証装置100は、静脈像取得部86及び光源85がインターフェイスに接続された通常のコンピュータを含んで形成される。なお、生体認証装置100は、図10に示す構成に限定されるべきものではない。
The
生体認証装置100は、図11に示すように動作する。
The
初期状態のとき、生体認証装置100が組み込まれた携帯電話60は非動作状態にある。
In the initial state, the
まず、携帯電話60の生体認証機能が活性化される(S11)。なお、生体認証機能を活性化させる具体的な方法は任意である。例えば、操作者の指がカバー板の前面上に載置されたとき、静電容量センサに検出信号を出力させる。静電容量センサの出力信号は、フレキシブル配線を介して処理部81に接続される。処理部81は、静電容量センサからの検出信号に基づいて、光源85を駆動し、静脈像取得部86に静脈像を取得させる。
First, the biometric authentication function of the
次に、像の読出しを実行する(S12)。処理部81は、静脈像取得部86に対して取得像の出力を指示する。静脈像取得部86は、処理部81の読出指示に基づいて取得像データをバスに出力する。
Next, image reading is executed (S12). The
次に、処理部81は、バスを介して入力した取得像データに対して画像処理を実行する(S13)。
Next, the
次に、認証実行部82は認証を実行する(S14)。認証実行部82は、処理部81から出力された認証用画像と記憶部84に予め登録された静脈像画像とに基づいて生体認証を実行する。例えば、認証実行部82は、両画像間で静脈の分岐態様がN(N:2以上の自然数)箇所以上で一致していれば認証成功と判定し、両画像間で静脈の分岐態様が一致する箇所がN箇所未満であれば認証失敗と判定する(S15)。なお、認証の具体的な方法は画像処理方法に依存するため、上述の例に限定されるべきものではない。
Next, the
認証成功の場合、生体認証装置100が組み込まれた携帯電話の機能が活性化される(S16)。そして、携帯電話は、通常の動作状態に復帰する。なお、認証失敗の場合、生体認証装置100が組み込まれた携帯電話は非動作状態を維持する。
If the authentication is successful, the function of the mobile phone in which the
このようにして、生体認証装置100が携帯電話に組み込まれることによって、携帯電話のセキュリティー性能が飛躍的に向上する。
In this way, by incorporating the
〔第2の実施形態〕
以下、図12を参照して本発明の第2の実施形態について説明する。図12は、撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic diagram illustrating a schematic cross-sectional configuration of the imaging apparatus.
本実施形態では、遮光層33は、透明基板21の上面(主面)に形成されている。このような場合であっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
In the present embodiment, the
本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されない。光学部品の用途は、上述の実施形態に限定されない。撮像装置の用途は、上述の実施形態に限定されない。静脈像以外の生体情報についても適用可能である。基板、レンズ等の材料は任意である。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The use of the optical component is not limited to the above-described embodiment. The use of the imaging device is not limited to the above-described embodiment. The present invention can also be applied to biological information other than vein images. Materials such as a substrate and a lens are arbitrary.
10 イメージセンサ
11 半導体基板
12 配線層
12a 遮光層
20 中間基板
21 透明基板
22 遮光層
30 レンズアレイ基板
31 透明基板
32 レンズ
33 遮光層
40 接着層
50 接着層
60 携帯電話
61 上側本体
62 下側本体
63 ヒンジ
64 表示部
65 ボタン
81 処理部
82 認証実行部
84 記憶部
85 光源
86 静脈像取得部
90 フォトマスク
91 フォトマスク
100 生体認証装置
110 光源
120 コントローラ
150 撮像装置
200 指
201 静脈
AX 光軸
OL1 光学的距離
OL2 光学的距離
OP1 開口
OP2 開口
OP3 開口
PX 画素
R80 表面領域
R90 表示領域
10
100
200
AX Optical axis OL1 Optical distance OL2 Optical distance OP1 Opening OP2 Opening OP3 Opening PX Pixel R80 Surface area R90 Display area
Claims (12)
少なくとも前記第1遮光層を介して前記第1基板に対して貼り合わされた第2基板を備え、
前記第1基板、前記第1遮光層、前記第2基板、及び前記第2遮光層が、この順で積層されている、光学部品。 An optical component in which first and second light shielding layers having a plurality of openings corresponding to a plurality of lenses are laminated on a first substrate having a plurality of lenses,
A second substrate bonded to the first substrate through at least the first light shielding layer;
An optical component in which the first substrate, the first light shielding layer, the second substrate, and the second light shielding layer are laminated in this order.
前記第2遮光層は、前記第2基板の主面の直上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学部品。 The first light shielding layer is formed directly on the main surface of the first or second substrate,
The optical component according to claim 1, wherein the second light shielding layer is formed immediately above the main surface of the second substrate.
前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、
を備える撮像装置であって、
複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第3遮光層を更に備え、
当該第3遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されている、撮像装置。 The optical component according to any one of claims 1 to 5,
An imaging device having a plurality of pixels that receive light input through the lens;
An imaging device comprising:
A third light-shielding layer having a plurality of openings corresponding to the plurality of lenses;
The imaging device, wherein the third light shielding layer is formed in a wiring layer of the imaging element.
前記第1遮光層と前記第2遮光層間の光学的距離は、前記第2遮光層と前記第3遮光層間の光学的距離の1.5倍以上であり2.5倍以下であることを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。 The opening width of each opening formed in the first to third light shielding layers is 1/3 or less of the arrangement interval of the lenses,
An optical distance between the first light shielding layer and the second light shielding layer is 1.5 times or more and 2.5 times or less of an optical distance between the second light shielding layer and the third light shielding layer. The imaging device according to claim 6.
前記レンズを介して入力する光を受光する複数の画素を有する撮像素子と、
を備える生体情報取得装置であって、
複数の前記レンズに対応する複数の開口を有する第3遮光層を更に備え、
当該第3遮光層は、前記撮像素子の配線層に形成されている、生体情報取得装置。 The optical component according to any one of claims 1 to 5,
An imaging device having a plurality of pixels that receive light input through the lens;
A biological information acquisition device comprising:
A third light-shielding layer having a plurality of openings corresponding to the plurality of lenses;
The third light shielding layer is a biological information acquisition device formed in a wiring layer of the imaging element.
前記第1遮光層と前記第2遮光層間の光学的距離は、前記第2遮光層と前記第3遮光層間の光学的距離の1.5倍以上であり2.5倍以下であることを特徴とする請求項8に記載の生体情報取得装置。 The opening width of each opening formed in the first to third light shielding layers is 1/3 or less of the arrangement interval of the lenses,
An optical distance between the first light shielding layer and the second light shielding layer is 1.5 times or more and 2.5 times or less of an optical distance between the second light shielding layer and the third light shielding layer. The biological information acquisition apparatus according to claim 8.
少なくとも前記第1遮光層を介して前記第1基板に対して前記第2遮光層が主面に形成された第2基板を貼り合わし、
前記第1基板、前記第1遮光層、前記第2基板、及び前記第2遮光層を、この順で積層する、光学部品の製造方法。 A method of manufacturing an optical component in which first and second light shielding layers having a plurality of openings corresponding to a plurality of lenses are laminated on a first substrate having a plurality of lenses,
Bonding the second substrate having the second light-shielding layer formed on the main surface to the first substrate through at least the first light-shielding layer;
A method of manufacturing an optical component, wherein the first substrate, the first light shielding layer, the second substrate, and the second light shielding layer are laminated in this order.
前記第2遮光層を、前記第2基板の主面の直上に形成することを特徴とする請求項10に記載の光学部品の製造方法。 Forming the first light-shielding layer directly on the main surface of the first or second substrate;
The method of manufacturing an optical component according to claim 10, wherein the second light shielding layer is formed immediately above the main surface of the second substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008262942A JP2010093124A (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Optical component, imaging apparatus, biological information acquisition device, and method of manufacturing optical component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008262942A JP2010093124A (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Optical component, imaging apparatus, biological information acquisition device, and method of manufacturing optical component |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010093124A true JP2010093124A (en) | 2010-04-22 |
Family
ID=42255561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008262942A Withdrawn JP2010093124A (en) | 2008-10-09 | 2008-10-09 | Optical component, imaging apparatus, biological information acquisition device, and method of manufacturing optical component |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010093124A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012199868A (en) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Seiko Epson Corp | Imaging apparatus |
JP2014049614A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Seiko Epson Corp | Imaging apparatus, inspection device, and manufacturing method of electronic device |
JP2014072287A (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Seiko Epson Corp | Image pick-up device, inspection device, and method of manufacturing electronic device |
JP2014075509A (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Seiko Epson Corp | Image pick-up device and inspection device |
JP2015038991A (en) * | 2014-09-03 | 2015-02-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
JP2015095546A (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 株式会社リコー | Imager package and imaging apparatus |
WO2021111297A1 (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 3M Innovative Properties Company | Optical layer and optical system |
CN113555377A (en) * | 2020-04-26 | 2021-10-26 | 上海箩箕技术有限公司 | Light filtering assembly and forming method thereof |
WO2022024586A1 (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Detection device |
-
2008
- 2008-10-09 JP JP2008262942A patent/JP2010093124A/en not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012199868A (en) * | 2011-03-23 | 2012-10-18 | Seiko Epson Corp | Imaging apparatus |
JP2014049614A (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-17 | Seiko Epson Corp | Imaging apparatus, inspection device, and manufacturing method of electronic device |
JP2014072287A (en) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Seiko Epson Corp | Image pick-up device, inspection device, and method of manufacturing electronic device |
JP2014075509A (en) * | 2012-10-05 | 2014-04-24 | Seiko Epson Corp | Image pick-up device and inspection device |
JP2015095546A (en) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | 株式会社リコー | Imager package and imaging apparatus |
JP2015038991A (en) * | 2014-09-03 | 2015-02-26 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device manufacturing method |
WO2021111297A1 (en) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 3M Innovative Properties Company | Optical layer and optical system |
CN114761836A (en) * | 2019-12-06 | 2022-07-15 | 3M创新有限公司 | Optical layer and optical system |
CN113555377A (en) * | 2020-04-26 | 2021-10-26 | 上海箩箕技术有限公司 | Light filtering assembly and forming method thereof |
WO2022024586A1 (en) * | 2020-07-27 | 2022-02-03 | 株式会社ジャパンディスプレイ | Detection device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2010093124A (en) | Optical component, imaging apparatus, biological information acquisition device, and method of manufacturing optical component | |
JP2010094499A (en) | Image acquisition apparatus and biometric information acquisition apparatus | |
JP2010098055A (en) | Light-shielding structure, imaging apparatus, method for manufacturing the same, and biological information acquisition apparatus | |
EP3731133B1 (en) | Under-screen fingerprint recognition apparatus and electronic device | |
EP3620975B1 (en) | Fingerprint identification apparatus and electronic device | |
CN108734073B (en) | Detection device and terminal equipment | |
WO2020133703A1 (en) | Fingerprint recognition device and electronic apparatus | |
WO2020082369A1 (en) | Under-screen biometric feature recognition apparatus and electronic device | |
KR20200127220A (en) | Fingerprint identification devices and electronic devices | |
JP5828371B2 (en) | Image acquisition device, biometric authentication device, electronic device | |
KR20190053732A (en) | Electronic Device which includes Fingerprint Sensor | |
CN109934138B (en) | Display device and mobile terminal | |
CN109065594B (en) | Display substrate and manufacturing method thereof, display panel and manufacturing method thereof, and display device | |
CN214225933U (en) | Fingerprint identification device and electronic equipment | |
JP2010091864A (en) | Optical part, imaging device, biological information acquiring device and method of manufacturing optical part | |
JP2009276976A (en) | Imaging apparatus and biological information acquisition apparatus | |
JP2010033347A (en) | Image pickup device having display function and mobile communication terminal | |
WO2020243936A1 (en) | Under-screen biometric feature identification apparatus and electronic device | |
US8463003B2 (en) | Biometric information acquisition apparatus, biometric authentication apparatus, light guide, and image acquisition apparatus | |
WO2021161882A1 (en) | Display device, electronic apparatus, and method for producing display device | |
JP2010072722A (en) | Optical component, imaging device, biological information acquisition device, and method of manufacturing optical component | |
JP6055167B2 (en) | Imaging device | |
JP6065083B2 (en) | Image acquisition device, biometric authentication device, electronic device | |
JP2012190926A (en) | Imaging device, and biological information acquisition device having the same | |
CN112055133B (en) | Image acquisition device and electronic equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20120110 |