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 PDF

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博之 塚本
Shinichi Arai
紳一 新井
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清治 岸本
Toshihiro Yamanaka
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accomplish a light-shielding structure that has desired characteristics and is easily manufactured. <P>SOLUTION: An optical component has a structure where light-shielding layers 22, 33 having a plurality of openings corresponding to a plurality of lenses 32 are laminated on a transparent substrate 31 having the plurality of lenses 32. A transparent substrate 21 is provided which is pasted to the transparent substrate 31 via the light-shielding layer 33, and the transparent substrate 31, the light-shielding layer 33, the transparent substrate 21 and the light-shielding layer 22 are laminated in this order. The light-shielding structure having desired characteristics is easily manufactured by effectively utilizing normal semiconductor process techniques. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

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。
特開平3−157602号公報 特開2008−36058号公報
In order to realize highly accurate biometric authentication, it is necessary to acquire a high-quality biometric image. In this case, it is particularly important to suppress the crosstalk of incident light. In this regard, Patent Document 1 discloses a technique in which a light shielding spacer is disposed between a lens array plate and a sensor. Patent Document 2 discloses a technique in which a light shielding layer is disposed between a microlens array and a light receiving portion.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-157602 JP 2008-36058 A

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 biometric authentication device 100. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic cross-sectional configuration of the imaging apparatus. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the arrangement relationship between the lens and the aperture. 4 to 7 are process diagrams showing a method for manufacturing the imaging device. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a configuration of a mobile phone in which the biometric authentication device is incorporated. FIG. 9 is a top view of the cellular phone in a folded state. FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating a system configuration of the biometric authentication apparatus. FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the biometric authentication apparatus.

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 biometric authentication device 100 includes a light source 110, a controller 120, and an imaging device 150. A light source 110 and an imaging device 150 are connected to the controller 120. As will be apparent from the description below, the imaging device 150 also functions as a biological information acquisition device.

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 light source 110 is a general semiconductor optical element such as an LED (Light Emitting Diode) or an LD (Laser Diode). The light source 110 outputs infrared rays (near infrared rays to far infrared rays) absorbed by the veins 201 of the human finger 200.

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 imaging device 150 receives light transmitted through the human finger 200, captures an image of the vein 201, and outputs the acquired vein image to the controller 120.

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 controller 120 is, for example, a normal computer. The controller 120 implements various functions by executing a program stored in the storage unit by the CPU. Specifically, the controller 120 drives the light source 110 to output infrared light from the light source 110. Further, the controller 120 drives the imaging device 150 to capture an image of the vein 201 of the finger 200 (hereinafter also referred to as a vein image).

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 controller 120 also performs biometric authentication. The controller 120 calculates the degree of approximation of the biometric information acquired this time with respect to biometric information registered in advance, and determines the current authentication result based on the calculation result. The configuration and operation of the biometric authentication device 100 will be described later with reference to FIGS. 10 and 11.

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 imaging device 150. As shown in FIG. 2, the imaging device 150 is formed by laminating an image sensor (imaging device) 10, an intermediate substrate 20, and a lens array substrate 30 in this order. An adhesive layer 40 is formed between the image sensor 10 and the intermediate substrate 20. An adhesive layer 50 is formed between the intermediate substrate 20 and the lens array substrate 30. An optical component is formed by a laminate of the intermediate substrate 20 and the lens array substrate 30.

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 semiconductor substrate 11 and a wiring layer 12. The semiconductor substrate 11 is a normal silicon substrate. A plurality of pixels PX are two-dimensionally formed on the main surface (imaging surface) of the semiconductor substrate 11. The pixel PX is formed by diffusing impurities into the semiconductor substrate. In the pixel PX, an electric signal having a value corresponding to the incident light intensity is generated. The specific configuration of the semiconductor substrate 11 is arbitrary.

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 wiring layer 12 is formed by depositing an insulating layer such as a silicon oxide layer. A metal wiring functioning as a signal transmission path is embedded in the deposited insulating layer.

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 light shielding layer 12 a is formed in the wiring layer 12. In the light shielding layer 12a, an opening OP3 is formed corresponding to each optical axis. The light shielding layer 12a forms a light shielding structure for preventing crosstalk together with other light shielding layers 22 and 33 described later.

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 light shielding layer 12a is a metal layer such as aluminum (Al). In the light shielding layer 12a, an opening OP3 corresponding to the lens 32 is formed. The opening OP3 is formed by partially removing the light shielding layer 12a formed on the insulating layer. The light shielding layer 12 a is formed in the process of forming the wiring layer 12 of the image sensor 10. Therefore, the opening OP3 is positioned with high accuracy with respect to the pixel PX. Compared with the case where a light shielding layer 12 a separate from the image sensor 10 is prepared, the light shielding layer 12 a can be positioned with high accuracy with respect to the image sensor 10. It is not necessary to embed the light shielding layer 12a in the wiring layer 12, and the light shielding layer 12a may be formed on the uppermost layer of the wiring layer 12.
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 light shielding layer 22.

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 transparent substrate 21 is a plate-like member and is substantially transparent to the light emitted from the light source 110. The transparent substrate 21 is, for example, a glass plate.

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 light shielding layer 22 has a characteristic of absorbing light emitted from the light source 110. In other words, the light shielding layer 22 functions as an infrared absorption layer. The light shielding layer 22 is, for example, a black resin. The light shielding layer 22 has an opening OP2 on the optical axis AX. The opening OP2 is formed by partially removing the light shielding layer 22.

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 lenses 32, and a light shielding layer 33.

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 transparent substrate 31 is a plate-like member and is substantially transparent to the light emitted from the light source 110. The transparent substrate 31 is a glass plate, for example.

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 lenses 32 are two-dimensionally formed on the main surface of the transparent substrate 31. Incident light from the object side is subjected to a lens action on the lens surface of the lens 32 and travels along the optical axis AX while converging toward the pixel PX.

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 light shielding layer 33 has a characteristic of absorbing light emitted from the light source 110. In other words, the light shielding layer 33 functions as an infrared absorption layer. The light shielding layer 33 is, for example, a black resin. The light shielding layer 33 has an opening OP1 on the optical axis AX. The opening OP1 is formed by partially removing the light shielding layer 33.

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 adhesive layers 40 and 50 are formed of a normal thermosetting resin or energy ray curable resin (for example, an ultraviolet curable resin).

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 lens 32 passes through the transparent substrate 31, the opening OP1 of the light shielding layer 33, the adhesive layer 50, the transparent substrate 21, the opening OP2 of the light shielding layer 22, the adhesive layer 40, and the opening OP3 of the light shielding layer 12a in this order. And input to the pixel PX. In each pixel PX, input light is photoelectrically converted, and an electric signal having a value corresponding to the intensity of the input light is generated. The electric signal generated in each pixel PX is connected to the external bus by the reading operation of the image sensor 10.

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 light shielding layer 33, the light shielding layer 22, and the light shielding layer 12a) along the optical axis AX. More specifically, the light shielding layer 33 is formed on the main surface of the transparent substrate 31 and the light shielding layer 22 is formed on the main surface of the transparent substrate 21 by utilizing a normal thin film forming technique. Further, the light shielding layer 12 a is formed in the wiring layer 12 by utilizing a normal semiconductor process technology.

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 lens 32, an opening OP1, an opening OP2, an opening OP3, and a pixel PX are arranged on the same axis. The opening width of each opening OP1 to OP3 is opening OP1 ≧ opening OP2 ≧ opening OP3. That is, the opening widths of the openings OP <b> 1 to OP <b> 3 are reduced along the traveling direction of the light emitted from the lens 32. Thereby, the influence of stray light can be effectively reduced.

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 light shielding layer 33 and the light shielding layer 22 is defined as an optical distance OL1, and the distance along the optical axis AX between the light shielding layer 22 and the light shielding layer 12a is optically defined. When the distance OL2 is set, the optical distance OL1 is preferably set to 1.5 to 2 times the optical distance OL2. More preferably, the arrangement interval of the respective light shielding layers is set so that the optical distance OL1 is substantially equal to the optical distance OL2 = 2: 1.

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 lenses 32 adjacent to each other), and the optical distance OL1 is set to 1.. By setting to 5 times to 2 times, it is possible to improve the characteristics of the light shielding structure formed by stacking three light shielding layers. Thereby, crosstalk can be more effectively suppressed.

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 imaging device 150 will be described with reference to FIGS.

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 light shielding layer 33 is formed on the back surface (main surface) of the transparent substrate 31 having the lens 32 formed on the upper surface by a normal thin film forming technique (spin coating or the like). For example, the lens 32 is molded as follows. The lens 32 is molded by irradiating an energy ray curable resin layer (for example, an ultraviolet curable resin) applied to the transparent substrate 31 with an intensity-modulated energy ray and removing an uncured portion of the resin layer. .

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 light shielding layer 33 is controlled so as to be substantially constant in the plane. The thickness of the light shielding layer 33 is set to about 0.5 to 5 μm. In general, as the layer thickness increases, it becomes difficult to control the layer thickness. By setting the thickness of the light shielding layer 33 to be thin, it is possible to effectively prevent the thickness of the light shielding layer 33 from being varied in a plane. In addition, the quality of the image finally acquired with the image sensor 10 can be improved by preventing the dispersion | variation in the thickness of the light shielding layer 33 in a plane. For example, the occurrence of partial luminance unevenness in the acquired image can be suppressed.

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 light shielding layer 33 is irradiated with exposure light through a photomask 90.

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 light shielding layer 33 is a negative resist. Accordingly, a portion that has been deteriorated by exposure to exposure light remains, and a portion that has not been exposed to exposure light is removed by the developer.

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 light shielding layer 33 is thin, the steps of FIGS. 4A to 4C do not take a long time.

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 light shielding layer 22 is formed on the back surface (main surface) of the transparent substrate 21 by a normal thin film forming technique (spin coating or the like).

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 light shielding layer 22 is controlled so as to be substantially constant in the plane. The thickness of the light shielding layer 22 is set to about 0.5 to 5 μm. In general, as the layer thickness increases, it becomes difficult to control the layer thickness. By setting the thickness of the light shielding layer 22 to be thin, the thickness of the light shielding layer 22 is effectively suppressed from varying in a plane. In addition, the quality of the image finally acquired with the image sensor 10 can be improved by preventing the dispersion | variation in the thickness of the light shielding layer 22 in a plane. For example, it is possible to suppress the occurrence of partial brightness unevenness in the acquired image.

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 light shielding layer 22 is irradiated with exposure light through a photomask 91.

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 light shielding layer 22 is a negative resist. Accordingly, a portion that has been deteriorated by exposure to exposure light remains, and a portion that has not been exposed to exposure light is removed by the developer.

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 light shielding layer 22 is thin, the steps of FIGS. 5A to 5C do not take a long time.

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 adhesive layer 50 is formed on the main surface of the transparent substrate 21 by a normal coating technique (spin coating or the like). The layer thickness of the adhesive layer 50 is about 10 to 30 μm.

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 adhesive layer 50. As a result, the intermediate substrate 20 and the lens array substrate 30 are bonded to each other via the adhesive layer 50.

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 light shielding layer 33 and the light shielding layer 22. When a thick resin layer is formed between the light shielding layer 33 and the light shielding layer 22 by a general coating method, the quality of an image acquired by the image sensor 10 due to the thickness variation in the surface of the thick resin layer. May deteriorate. For example, partial brightness and darkness may occur in an image due to in-plane luminance variations.

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 transparent substrate 21 is bonded to the transparent substrate 31 via the light shielding layer 33. The substrate thickness in the plane of the transparent substrate 21 is controlled to be substantially constant during the manufacturing process of the transparent substrate 21. The optical distance between the light shielding layer 33 and the light shielding layer 22 is ensured by the arrangement of the transparent substrate 31 whose substrate thickness is substantially constant in the plane. As a result, it is possible to suppress degradation of the quality of the image acquired by the image sensor 10.

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 adhesive layer 40 is applied on the image sensor 10 by a dispenser (application device) 92.

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 adhesive layer 40. As a result, a laminate (a laminate of the intermediate substrate 20 and the lens array substrate 30) is bonded to the image sensor 10. In this way, the imaging device 150 is manufactured.

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 light shielding layer 33, the light shielding layer 22, and the light shielding layer 12a) along the optical axis AX. More specifically, the light shielding layer 33 is formed on the main surface of the transparent substrate 31 and the light shielding layer 22 is formed on the main surface of the transparent substrate 21 by utilizing a normal thin film forming technique. Further, the light shielding layer 12 a is formed in the wiring layer 12 by utilizing a normal semiconductor process technology.

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 light shielding layer 33 and the light shielding layer 22 is ensured by disposing the transparent substrate 21 between the light shielding layer 33 and the light shielding layer 22. When the resin layer is formed between the light shielding layer 33 and the light shielding layer 22 by utilizing a normal thin film forming technique, the layer thickness of the resin layer may vary in the plane. If the layer thickness of the layers formed between the light shielding layers varies in the plane, the optical distance of the optical channel formed between each lens 32 and each pixel PX varies in the plane, and the quality of the image acquired by the image sensor 10 May deteriorate. In view of this point, in this embodiment, the transparent substrate 21 having a constant substrate thickness in a plane is disposed between the light shielding layer 33 and the light shielding layer 22. Thereby, it is possible to suppress the optical length between the light shielding layer 33 and the light shielding layer 22 from greatly varying in a plane.

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 imaging device 150 can be easily manufactured, and the manufacturing of the imaging device 150 can be prevented from taking a long time. Further, by employing the transparent substrate 21, the layer thickness of the adhesive layers 40 and 50 can be set thin. As a result, it is possible to effectively suppress the channel length of the above-described optical channel from greatly varying in a plane, and promote high-quality image acquisition.

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 cellular phone 60 incorporates the above-described biometric authentication device (vein authentication device) 100.

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 mobile phone 60 includes an upper body (first member) 61, a lower body (second member) 62, and a hinge 63. The upper main body 61 and the lower main body 62 are both plastic plate members and are connected via a hinge 63. The upper main body 61 and the lower main body 62 are configured to be freely opened and closed by a hinge 63. When the upper main body 61 and the lower main body 62 are closed, the mobile phone 60 is a flat plate member in which the upper main body 61 and the lower main body 62 are overlapped.

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 upper body 61 has a display unit 64 on the inner surface thereof. The display unit 64 displays information (name, telephone number) for identifying the called party, an address book stored in the storage unit of the mobile phone 60, and the like. A liquid crystal display device is incorporated under the display unit 64.

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 main body 62 has a plurality of buttons 65 on its inner surface. The operator of the mobile phone 60 operates the button 65 to open the address book, make a call, set the manner mode, and operate the mobile phone 60 as intended. The operator of the mobile phone 60 turns on or off the biometric authentication function of the biometric authentication device 100 in the mobile phone 60 based on the operation of the button 65.

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 mobile phone 60. As shown in FIG. 9, a surface region R80 and a display region R90 are arranged on the front surface of the upper main body 61.

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) finger 200 is placed. The imaging device 150 described above is incorporated under the surface region R80. In the display area R90, characters (time, operation state, destination name, etc.) are displayed. A liquid crystal display device is incorporated under the display region R90.

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 biometric authentication device 100 will be schematically described with reference to FIGS.

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 biometric authentication device 100 includes a processing unit 81, an authentication execution unit 82, a storage unit 84, a light source 85, and a vein image acquisition unit 86. The light source 85 corresponds to the light source 110. The vein image acquisition unit 86 corresponds to the imaging device 150.

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 biometric authentication device 100 is formed including a normal computer in which a vein image acquisition unit 86 and a light source 85 are connected to an interface. The biometric authentication device 100 should not be limited to the configuration shown in FIG.

生体認証装置100は、図11に示すように動作する。   The biometric authentication device 100 operates as shown in FIG.

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 mobile phone 60 in which the biometric authentication device 100 is incorporated is in a non-operating state.

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 mobile phone 60 is activated (S11). A specific method for activating the biometric authentication function is arbitrary. For example, when the operator's finger is placed on the front surface of the cover plate, the capacitance sensor is caused to output a detection signal. The output signal of the capacitance sensor is connected to the processing unit 81 via a flexible wiring. The processing unit 81 drives the light source 85 based on the detection signal from the capacitance sensor, and causes the vein image acquisition unit 86 to acquire a vein image.

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 processing unit 81 instructs the vein image acquisition unit 86 to output an acquired image. The vein image acquisition unit 86 outputs the acquired image data to the bus based on the readout instruction from the processing unit 81.

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 processing unit 81 performs image processing on the acquired image data input via the bus (S13).

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 authentication execution part 82 performs authentication (S14). The authentication execution unit 82 performs biometric authentication based on the authentication image output from the processing unit 81 and the vein image image registered in advance in the storage unit 84. For example, the authentication execution unit 82 determines that the authentication is successful if the branching mode of the veins between the two images matches at N (N: a natural number of 2 or more) or more, and the branching mode of the veins matches between the two images. If there are less than N locations, authentication failure is determined (S15). The specific method of authentication depends on the image processing method, and should not be limited to the above example.

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 biometric authentication device 100 is incorporated is activated (S16). Then, the mobile phone returns to a normal operation state. Note that in the case of authentication failure, the mobile phone in which the biometric authentication device 100 is incorporated maintains a non-operating state.

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 biometric authentication device 100 into a mobile phone, the security performance of the mobile phone is dramatically improved.

〔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 light shielding layer 33 is formed on the upper surface (main surface) of the transparent substrate 21. Even in such a case, the same effect as the first embodiment can be obtained.

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.

本発明の第1の実施形態にかかる生体認証装置100の概略的な構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the biometrics apparatus 100 concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a schematic cross-sectional configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかる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。It is explanatory drawing for demonstrating the arrangement | positioning relationship between the lens concerning 1st Embodiment of this invention, and opening. 本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the imaging device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the imaging device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the imaging device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる撮像装置の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the imaging device concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる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。It is explanatory drawing which shows the structure of the mobile telephone with which the biometrics apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention is integrated. 本発明の第1の実施形態にかかる折りたたまれた状態の携帯電話の上面図である。1 is a top view of a cellular phone in a folded state according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態にかかる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。It is a schematic block diagram which shows the system configuration | structure of the biometrics apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態にかかる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。It is a flowchart for demonstrating operation | movement of the biometrics apparatus concerning the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態にかかる撮像装置の概略的な断面構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic sectional structure of the imaging device concerning the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

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 Image sensor 11 Semiconductor substrate 12 Wiring layer 12a Light shielding layer 20 Intermediate substrate 21 Transparent substrate 22 Light shielding layer 30 Lens array substrate 31 Transparent substrate 32 Lens 33 Light shielding layer 40 Adhesive layer 50 Adhesive layer 60 Mobile phone 61 Upper body 62 Lower body 63 Hinge 64 Display unit 65 Button 81 Processing unit 82 Authentication execution unit 84 Storage unit 85 Light source 86 Vein image acquisition unit 90 Photomask 91 Photomask

100 Biometric authentication device 110 Light source 120 Controller 150 Imaging device

200 finger 201 vein

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)

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、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ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学部品。   3. The optical component according to claim 1, wherein the layer thicknesses of the first and second light shielding layers are substantially constant in a plane. 前記第2基板の基板厚は、平面内で実質的に一定であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の光学部品。   4. The optical component according to claim 1, wherein the substrate thickness of the second substrate is substantially constant in a plane. 5. 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ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の光学部品。   5. The optical component according to claim 1, wherein the first and second light shielding layers have characteristics of absorbing at least infrared rays. 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学部品と、
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、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.
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学部品と、
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、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.
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、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.
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ことを特徴とする請求項10又は11に記載の光学部品の製造方法。   The method of manufacturing an optical component according to claim 10 or 11, wherein the second substrate is bonded to the first substrate via an adhesive.
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