JP2010098055A - Light-shielding structure, imaging apparatus, method for manufacturing the same, and biological information acquisition apparatus - Google Patents

Light-shielding structure, imaging apparatus, method for manufacturing the same, and biological information acquisition apparatus Download PDF

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裕一 助川
Seiji Kishimoto
清治 岸本
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Shinichi Arai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light shielding structure capable of effectively suppressing generation of noise light. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes a transparent substrate 30 with a plurality of lenses and a sensor substrate 10 with a plurality of pixels, corresponding to the plurality of lenses has a light-shielding structure part 20, which is disposed in between the transparent substrate 30 and the sensor substrate 10 and provided with a plurality of translucent holes 25, corresponding to the plurality of lenses, and a mortar-like inclined surface and a projection part 29 are provided on the wall surface of at least a part of the translucent holes 25 so as to reduce the reflected light of the wall surfaces 26 and 27 of the translucent holes 25 among the lights received by the pixel PX from the transparent substrate 30 through the translucent holes 25. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、遮光構造、撮像装置及びその製造方法に関する。さらに、前記撮像装置を備える生体情報取得装置に関する。   The present invention relates to a light shielding structure, an imaging device, and a manufacturing method thereof. Furthermore, it is related with a biometric information acquisition apparatus provided with the said imaging device.

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、レンズに対応する複数の開口部を有する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、レンズに対応する複数の開口部を有する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 having a plurality of openings corresponding to a lens is arranged between a lens array plate and a sensor. Patent Document 2 discloses a technique in which a light shielding layer having a plurality of openings corresponding to lenses is disposed between a microlens array and a light receiving unit.
Japanese Patent Laid-Open No. 3-157602 JP 2008-36058 A

高精度な生体認証を実現するためには、より高精度にノイズ光を低減する技術が望まれるところである。   In order to realize highly accurate biometric authentication, a technique for reducing noise light with higher accuracy is desired.

本発明は、上記背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ノイズ光の発生をより効果的に抑制できる遮光構造、及び撮像装置を提供することである。   The present invention has been made in view of the above background, and an object thereof is to provide a light shielding structure and an imaging apparatus that can more effectively suppress the generation of noise light.

本発明に係る撮像装置は、複数のレンズを有する透明基板、及び複数の前記レンズに対応する複数の画素を有するセンサ基板を備える撮像装置であって、前記透明基板と前記センサ基板の間に配置され、複数の前記レンズに対応する複数の透光孔を有する遮光構造部を備え、前記透明基板から前記透光孔を通過して前記画素に受光される光のうち、前記透光孔の壁面の反射光を低減するように、前記透光孔の少なくとも一部の壁面にすり鉢状の傾斜面と突起部を有するものである。   An imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus including a transparent substrate having a plurality of lenses and a sensor substrate having a plurality of pixels corresponding to the plurality of lenses, and is disposed between the transparent substrate and the sensor substrate. A light shielding structure portion having a plurality of light transmission holes corresponding to the plurality of lenses, and out of the light received from the transparent substrate through the light transmission holes and received by the pixels. In order to reduce the reflected light, at least a part of the wall surface of the light transmitting hole has a mortar-shaped inclined surface and a protrusion.

本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、透明基板とセンサ基板の間に遮光構造部を配置し、入射光のクロストークが透光孔の壁面に当たるように設計しても、その一部が反射してセンサ基板の画素に受光され、ノイズ光となることを突き止めた。ここで、受光部に到達する反射光は、壁面で複数回反射される場合も考えられるが、本発明においては、遮光構造としてその名称の如く遮光部材を用いているので、大半は遮光部材に吸収される。従って、反射光は減衰していくため、壁面に1回反射して受光部に受光される光を低減することが重要となる。本発明に係る撮像装置によれば、遮光構造部を備え、かつ透光孔の壁面にすり鉢状の傾斜面と突起部を備えているので、入射光のクロストークが透光孔の壁面に反射して、その反射光が画素に受光されることを低減することができる。従って、ノイズ光の発生をより効果的に抑制することができる。   As a result of extensive investigations by the present inventors, even if a light shielding structure is arranged between the transparent substrate and the sensor substrate and the crosstalk of incident light hits the wall surface of the light transmitting hole, a part of it is designed. It was determined that the reflected light was received by the pixel of the sensor substrate and became noise light. Here, the reflected light reaching the light receiving unit may be reflected on the wall surface a plurality of times, but in the present invention, since the light shielding member is used as the name of the light shielding structure, most of the light is reflected on the light shielding member. Absorbed. Therefore, since the reflected light attenuates, it is important to reduce the light reflected once on the wall surface and received by the light receiving unit. According to the imaging device of the present invention, since the light shielding structure portion is provided, and the wall surface of the light transmission hole is provided with the mortar-shaped inclined surface and the protrusion, the crosstalk of incident light is reflected on the wall surface of the light transmission hole. Thus, the reflected light can be reduced from being received by the pixel. Therefore, generation of noise light can be more effectively suppressed.

本発明に係る撮像装置の製造方法は、複数のレンズを有する透明基板、及び複数の前記レンズに対応する複数の画素を有するセンサ基板を備える撮像装置の製造方法であって、遮光構造部を前記センサ基板上に配置する工程と、
前記遮光構造部に、複数の前記レンズに対応する複数の透光孔を形成する工程とを備え、前記透光孔は、その壁面の少なくとも一部にすり鉢状の傾斜面を有する壁面と突起部を備えるように加工するものである。
An image pickup apparatus manufacturing method according to the present invention is an image pickup apparatus manufacturing method including a transparent substrate having a plurality of lenses and a sensor substrate having a plurality of pixels corresponding to the plurality of lenses, wherein the light shielding structure portion is Placing on the sensor substrate;
Forming a plurality of light transmitting holes corresponding to the plurality of lenses in the light shielding structure, and the light transmitting holes have a wall surface and a protrusion having a mortar-shaped inclined surface on at least a part of the wall surface. It processes so that it may be equipped with.

本発明に係る生体情報取得装置は、被検体に対する光照射に基づいて生体情報を取得する生体情報取得装置であって、上記撮像装置を備えるものである。   A biological information acquisition apparatus according to the present invention is a biological information acquisition apparatus that acquires biological information based on light irradiation on a subject, and includes the imaging device.

本発明に係る遮光構造は、複数の透光孔を有する遮光構造であって、前記透光孔の一方から光が入射し、他方から出射する際に、前記透光孔の壁面に反射して出射する光を低減するように、前記透光孔の少なくとも一部の壁面にすり鉢状の傾斜面と突起部を有するものである。   The light blocking structure according to the present invention is a light blocking structure having a plurality of light transmitting holes, and when light enters from one of the light transmitting holes and exits from the other, is reflected on the wall surface of the light transmitting hole. In order to reduce the emitted light, at least a part of the wall surface of the light transmitting hole has a mortar-shaped inclined surface and a protrusion.

本発明によれば、ノイズ光の発生をより効果的に抑制できる遮光構造及び撮像装置を提供することができるという優れた効果を有する。   According to the present invention, there is an excellent effect that it is possible to provide a light shielding structure and an imaging apparatus that can more effectively suppress the generation of noise light.

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〜図14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図である。図3は、撮像装置の部分的な断面構成を示す模式図である。図4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5及び図6は、遮光構造部の説明図である。図7〜図10は、撮像装置の製造方法を示す工程図である。図11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12は、折りたたまれた状態の携帯電話の上面図である。図13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14は、生体認証装置の動作を示すためのフローチャートである。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention will be described below 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 cross-sectional view of the imaging apparatus. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a partial cross-sectional configuration of the imaging apparatus. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship between the lens and the aperture. 5 and 6 are explanatory diagrams of the light shielding structure. 7 to 10 are process diagrams showing a method for manufacturing the imaging device. FIG. 11 is an explanatory diagram showing a configuration of a mobile phone in which the biometric authentication device is incorporated. FIG. 12 is a top view of the cellular phone in a folded state. FIG. 13 is a schematic block diagram illustrating a system configuration of the biometric authentication apparatus. FIG. 14 is a flowchart for illustrating 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で吸収される近赤外線を出力する。   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 near infrared rays that are 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の像を撮像する。そして、撮像装置150は、取得した静脈像(生体情報)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 and captures an image of the vein 201. Then, the imaging apparatus 150 outputs the acquired vein image (biological information) 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. In addition, the controller 120 drives the imaging device 150 to capture an image of the vein 201 of the finger 200.

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13及び図14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. 13 and 14.

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(センサ基板)10、遮光構造部として機能する黒色シート状の遮光シート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。遮光シート20は、複数の開口である透光孔25を有するようにパターニングされている。遮光シート20とレンズアレイ基板30間には、接着シート(接着層)50が配置されている。接着シート50も、遮光シート20と同様にパターニングされている。レンズアレイ基板30の具体的な構成については後述する。遮光シート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 (sensor substrate) 10, a black sheet-shaped light shielding sheet 20 that functions as a light shielding structure, and a lens array substrate 30 in this order. The light shielding sheet 20 is patterned so as to have a light transmitting hole 25 that is a plurality of openings. An adhesive sheet (adhesive layer) 50 is disposed between the light shielding sheet 20 and the lens array substrate 30. The adhesive sheet 50 is also patterned similarly to the light shielding sheet 20. A specific configuration of the lens array substrate 30 will be described later. An optical component is formed by a laminate of the light shielding sheet 20 and the lens array substrate 30.

遮光シート20は、図2に示すように第1遮光層21、第2遮光層22の2層構造となっている。第1遮光層21には、透光孔25の壁面の一部となる、イメージセンサ10に近づくにつれて開口面積が狭くなるすり鉢状の傾斜面を有する第1壁面26が形成されている。同様にして、第2遮光層22には、透光孔25の壁面の一部となる、イメージセンサ10に近づくにつれて開口面積が狭くなるすり鉢状の傾斜面を有する第2壁面27が形成されている。換言すると、開口面積が狭くなるように形成された第1壁面26と第2壁面27とにより形成された空間により透光孔25が形成されている。第1壁面26と第2壁面27の形状、及びサイズは、本実施形態1においては同一とした。無論、サイズや形状は、適宜変更可能であることは言うまでもない。   As shown in FIG. 2, the light shielding sheet 20 has a two-layer structure of a first light shielding layer 21 and a second light shielding layer 22. The first light shielding layer 21 is formed with a first wall surface 26 having a mortar-shaped inclined surface that becomes a part of the wall surface of the light transmitting hole 25 and whose opening area becomes narrower as the image sensor 10 is approached. Similarly, the second light shielding layer 22 is formed with a second wall surface 27 having a mortar-shaped inclined surface that becomes a part of the wall surface of the light transmitting hole 25 and whose opening area becomes narrower as the image sensor 10 is approached. Yes. In other words, the light transmitting hole 25 is formed by the space formed by the first wall surface 26 and the second wall surface 27 formed so that the opening area becomes narrow. The first wall surface 26 and the second wall surface 27 have the same shape and size in the first embodiment. Of course, it goes without saying that the size and shape can be appropriately changed.

第1遮光層21と第2遮光層22の接合面は、図2に示すように、透光孔25内において第2遮光層22が第1遮光層21よりも突出するように突起部29が形成されている。換言すると、開口面積の広い第1遮光層21の接合面と、開口面積の狭い第2遮光層22の接合面とが互いに接合され、第2遮光層22が第1遮光層21に比して突出することにより透光孔25の突起部29が形成されている。第1遮光層21と第2遮光層22は、互いに密着性の高い材料を選定することが望ましい。これにより、接着層を設けずに相互に接着させることができる。無論、接着層を介して第1遮光層21と第2遮光層22を接着させてもよい。   As shown in FIG. 2, the joint surface between the first light shielding layer 21 and the second light shielding layer 22 has a protrusion 29 so that the second light shielding layer 22 projects beyond the first light shielding layer 21 in the light transmitting hole 25. Is formed. In other words, the bonding surface of the first light shielding layer 21 having a large opening area and the bonding surface of the second light shielding layer 22 having a small opening area are bonded to each other, and the second light shielding layer 22 is compared with the first light shielding layer 21. The protruding portion 29 of the light transmitting hole 25 is formed by protruding. For the first light shielding layer 21 and the second light shielding layer 22, it is desirable to select materials having high adhesion to each other. Thereby, it can adhere to each other without providing an adhesive layer. Of course, you may adhere the 1st light shielding layer 21 and the 2nd light shielding layer 22 through an contact bonding layer.

以下、図3を参照しながら具体的に説明する。   Hereinafter, this will be specifically described with reference to FIG.

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。イメージセンサ10は、光源110の出射光波長に対して感度を有する。   The image sensor 10 is a general imaging device (CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor, CCD (Charge Coupled Device) sensor, etc.). The image sensor 10 has sensitivity with respect to the emission light wavelength of the light source 110.

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.

配線層12中には、遮光層12aが埋め込まれている。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、後述の他の遮光シート20、遮光層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。   A light shielding layer 12 a is embedded 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 sheets 20 and the light shielding layer 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には、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。   The light shielding layer 12a is a metal layer such as aluminum (Al). An opening OP3 corresponding to the lens 32 is formed in the light shielding layer 12a. 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.

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についても同様である。また、透光孔25の開口OP2に関しても同様である。開口の技術的な意味内容は広義に解釈されるべきである。   The opening means an opening in an optical sense, and the opening may be filled with some substance. This also applies to the other openings OP1. The same applies to the opening OP2 of the light transmitting hole 25. The technical meaning of the opening should be interpreted broadly.

遮光シート20は、前述したようにイメージセンサ10とレンズアレイ基板30間に配置される。本実施形態1に係る遮光シート20は、感光性樹脂により形成されている。例えば、ネガ型のアクリル系樹脂を用いることができる。光源110の出射光は、遮光シート20によって吸収される。換言すると、遮光シート20は、赤外線吸収層として機能する。遮光シート20は、光軸AX上に開口OP2を有する。なお、遮光シート20の層厚は、70μm〜150μm程度に設定されている。イメージセンサ10を保護する観点からは、遮光シート20は、弾性及び可撓性を有する板状部材により構成することが好ましい。   The light shielding sheet 20 is disposed between the image sensor 10 and the lens array substrate 30 as described above. The light shielding sheet 20 according to the first embodiment is formed of a photosensitive resin. For example, a negative acrylic resin can be used. Light emitted from the light source 110 is absorbed by the light shielding sheet 20. In other words, the light shielding sheet 20 functions as an infrared absorption layer. The light shielding sheet 20 has an opening OP2 on the optical axis AX. In addition, the layer thickness of the light shielding sheet 20 is set to about 70 μm to 150 μm. From the viewpoint of protecting the image sensor 10, the light shielding sheet 20 is preferably configured by a plate-like member having elasticity and flexibility.

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。対応するレンズ32と隣接するレンズ32から入射するクロストークは、遮光シート20により大半が吸収される。しかしながら、本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、クロストークの一部や対応するレンズ32から入射した光の一部が、透光孔25の壁面で反射して、イメージセンサ10の画素に受光され、ノイズ光となってしまうことを突き止めた。本実施形態1に係る遮光シート20により、この反射光を低減することができるが、その理由については後述する。   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. Most of the crosstalk incident from the lens 32 adjacent to the corresponding lens 32 is absorbed by the light shielding sheet 20. However, as a result of intensive studies by the present inventors, a part of the crosstalk and a part of the light incident from the corresponding lens 32 are reflected by the wall surface of the light transmitting hole 25 and are applied to the pixels of the image sensor 10. It was found that the light was received and became noise light. The reflected light can be reduced by the light shielding sheet 20 according to the first embodiment, and the reason will be described later.

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には、複数の開口OP1が光軸AX上に形成されている。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. In the light shielding layer 33, a plurality of openings OP1 are formed on the optical axis AX. The opening OP1 is formed by partially removing the light shielding layer 33.

なお、上述の接着シート50は、感光性の熱硬化樹脂である。エネルギー線硬化樹脂(例えば、紫外線硬化樹脂等)で接着シート50を形成しても良い。   In addition, the above-mentioned adhesive sheet 50 is a photosensitive thermosetting resin. The adhesive sheet 50 may be formed of an energy ray curable resin (for example, an ultraviolet curable resin).

レンズ32から出力された光は、透明基板31、遮光層33の開口OP1、遮光シート20の開口OP2、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 output from the lens 32 passes through the transparent substrate 31, the opening OP1 of the light shielding layer 33, the opening OP2 of the light shielding sheet 20, and the opening OP3 of the light shielding layer 12a in this order, and enters 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.

図4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。レンズ32のマトリクス配置に対応して、各開口OP1〜OP3はマトリクス状に配置されている。各開口OP1〜OP3の開口幅は、例えば、開口OP2>開口OP1≧開口OP3である。但し、開口OP2は、遮光シート20の開口平均値とする。   As shown in FIG. 4, corresponding to the lens 32, an opening OP1, an opening OP2, an opening OP3, and a pixel PX are arranged on the same axis. Corresponding to the matrix arrangement of the lenses 32, the openings OP1 to OP3 are arranged in a matrix. The opening width of each opening OP1 to OP3 is, for example, opening OP2> opening OP1 ≧ opening OP3. However, the opening OP2 is the average value of the openings of the light shielding sheet 20.

図2及び図3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、遮光シート20、及び遮光層12a)の積層によって遮光構造を形成する。中間の遮光層を遮光シート20は、第1遮光層21及び第2遮光層22を積層することによって構成されている。第1遮光層21及び第2遮光層22の其々のシート厚は、予め実質的に平面内で一定に確保されている。これによって、イメージセンサ10上に配置される遮光層の平面内の層厚ばらつきを効果的に抑制することができる。   As is apparent from the description of FIGS. 2 and 3, in this embodiment, the light shielding structure is formed by stacking three light shielding layers (the light shielding layer 33, the light shielding sheet 20, and the light shielding layer 12a) along the optical axis AX. . The light shielding sheet 20 having an intermediate light shielding layer is configured by laminating a first light shielding layer 21 and a second light shielding layer 22. The sheet thicknesses of the first light-shielding layer 21 and the second light-shielding layer 22 are secured substantially in advance in a plane. Thereby, it is possible to effectively suppress variations in the layer thickness in the plane of the light shielding layer disposed on the image sensor 10.

次に、本実施形態1に係る遮光構造がノイズの発生を効果的に抑制できる理由について説明する。まず、比較例に係る遮光構造について図17を用いつつ説明する。図17の遮光シート20Yは、同図に示すように、透光孔が実質的に図中のY軸方向(イメージセンサ10の主面の法線方向)に延在されている。ここで、透光孔25Yの壁面26Yにおいて、1回反射して受光部に到達してしまう入射光のX軸方向との最小角度をa°とする。なお、説明を簡便化するために、遮光層12a、遮光層33が存在しないものとして説明する。   Next, the reason why the light shielding structure according to the first embodiment can effectively suppress the generation of noise will be described. First, a light shielding structure according to a comparative example will be described with reference to FIG. In the light shielding sheet 20Y of FIG. 17, the light transmitting holes substantially extend in the Y-axis direction (normal direction of the main surface of the image sensor 10) in the drawing, as shown in FIG. Here, on the wall surface 26Y of the light transmitting hole 25Y, the minimum angle with respect to the X-axis direction of incident light that is reflected once and reaches the light receiving portion is defined as a °. In order to simplify the description, it is assumed that the light shielding layer 12a and the light shielding layer 33 are not present.

次に、本実施形態1に係る遮光構造において、図17の比較例に係る遮光シート20Yの最小角度a°で入射した場合を考える。図5(a)に示すように、遮光シート20は、第1遮光層21と第2遮光層22により構成され、透光孔25は、第1壁面26、第2壁面27により構成されている。ここで、第1壁面26及び第2壁面27のすり鉢状の傾斜面のY軸方向に対する傾き角をb°とする。   Next, in the light shielding structure according to the first embodiment, consider a case where the light shielding sheet 20Y according to the comparative example of FIG. As shown in FIG. 5A, the light shielding sheet 20 is composed of a first light shielding layer 21 and a second light shielding layer 22, and the light transmitting hole 25 is composed of a first wall surface 26 and a second wall surface 27. . Here, the inclination angle of the mortar-shaped inclined surfaces of the first wall surface 26 and the second wall surface 27 with respect to the Y-axis direction is b °.

図5(a)に示すように、入射角a°で遮光シート20に入射した場合、傾き角b°の壁面で反射される。このときの反射角は、Y軸方向に対して90−a+b°となる。従って、比較例に係る遮光シート20Yの反射角90−a°に比して、反射角度が大きくなる。このため、比較例に係る遮光シート20Yの最少入射角a°で遮光シート20に入射した場合、当該入射光は受光部に到達しない。なお、受光部に到達する反射光は、壁面で複数回反射される場合も考えられるが、遮光シート20の名称の如く遮光材料を用いているので、大半は壁面において吸収される。従って、反射光は減衰していくので、透光孔25の壁面に1回反射して受光部に受光される光を低減することが重要となる。   As shown in FIG. 5A, when the light is incident on the light shielding sheet 20 at the incident angle a °, the light is reflected by the wall surface having the inclination angle b °. The reflection angle at this time is 90−a + b ° with respect to the Y-axis direction. Therefore, the reflection angle is larger than the reflection angle 90-a ° of the light shielding sheet 20Y according to the comparative example. For this reason, when the light is incident on the light shielding sheet 20 at the minimum incident angle a ° of the light shielding sheet 20Y according to the comparative example, the incident light does not reach the light receiving unit. The reflected light reaching the light receiving unit may be reflected on the wall surface a plurality of times, but since the light shielding material is used as the name of the light shielding sheet 20, most of it is absorbed on the wall surface. Therefore, since the reflected light attenuates, it is important to reduce the light reflected once on the wall surface of the light transmitting hole 25 and received by the light receiving unit.

次に、本実施形態1に係る遮光構造において、1回反射して受光部に到達してしまう入射光の最小角度を図5(b)に示すようにc°とする。このときの角度cは、角度aよりも大きい角度となる。換言すると、比較例に比して本実施形態1における遮光構造とすることにより、受光部に到達する入射光の角度幅を狭くすることができる。なお、1回反射で受光部に到達してしまう入射光の角度の幅を比較例に係る場合より狭くする必要がない場合には、イメージセンサー10側の開口幅W2を比較例の開口幅と同一とし、透明基板30側の開口幅W1をより多くすることができる。開口径を大きくすることにより現像残等の発生を抑制し、歩留まりを向上させることができる。   Next, in the light shielding structure according to the first embodiment, the minimum angle of incident light that is reflected once and reaches the light receiving unit is set to c ° as shown in FIG. The angle c at this time is larger than the angle a. In other words, the angle width of the incident light reaching the light receiving portion can be narrowed by using the light blocking structure in the first embodiment as compared with the comparative example. In addition, when it is not necessary to make the width of the angle of the incident light that reaches the light receiving portion by one-time reflection smaller than in the case of the comparative example, the opening width W2 on the image sensor 10 side is set as the opening width of the comparative example. It is possible to increase the opening width W1 on the transparent substrate 30 side. By increasing the opening diameter, it is possible to suppress the occurrence of development residue and the like and improve the yield.

図6に、変形例に係る遮光構造の模式的断面図を示す。同図に係る遮光シート20aは、第1遮光層21a、第2遮光層22a、第3遮光層23aの3層構造からなる。3層以上積層する場合においても、同様の効果が得られる。なお、本実施形態1においては、遮光層のすり鉢状の傾斜面の傾斜角が、各層間で同一である例について説明したが、適宜変更可能である。   FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a light shielding structure according to a modification. The light shielding sheet 20a according to the figure has a three-layer structure of a first light shielding layer 21a, a second light shielding layer 22a, and a third light shielding layer 23a. The same effect can be obtained when three or more layers are stacked. In the first embodiment, the example in which the angle of inclination of the mortar-shaped inclined surface of the light shielding layer is the same between the layers has been described, but can be changed as appropriate.

本実施形態1に係る遮光構造によれば、イメージセンサ10と透明基板30の間に遮光シート20を設けることによりクロストークを抑制することができる。さらに、遮光シート20の透光孔25の壁面をすり鉢状の傾斜面とし、さらに突起部を形成したので、透光孔25の壁面に1回反射して受光部に検知される光を効果的に抑制できる。その結果、ノイズ光を低減し、より高精度な撮像装置を提供することができる。   According to the light shielding structure according to the first embodiment, the crosstalk can be suppressed by providing the light shielding sheet 20 between the image sensor 10 and the transparent substrate 30. Furthermore, since the wall surface of the light transmitting hole 25 of the light shielding sheet 20 has a mortar-shaped inclined surface and further has a protrusion, the light reflected once on the wall surface of the light transmitting hole 25 and detected by the light receiving unit is effective. Can be suppressed. As a result, noise light can be reduced and a more accurate imaging device can be provided.

本実施形態1に係る遮光シートは、予め平面内でシート厚が一定のシートをラミネートにより積層しているので、膜厚の均一性を確保することができる。これにより、平面内での遮光層の層厚のばらつきに起因して、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。その結果、高品質の撮像装置を提供することができる。   Since the light-shielding sheet according to the first embodiment is laminated in advance by laminating sheets having a constant sheet thickness within a plane, it is possible to ensure uniformity in film thickness. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of partial luminance unevenness in the acquired image due to the variation in the layer thickness of the light shielding layer in the plane. As a result, a high quality imaging device can be provided.

さらに、本実施形態1においては、黒色状の遮光シートを採用することにより、黒色メッキ又はエッチング等の工程数が不要となるため、金属板で遮光構造を形成する場合に比して、全体的に製造工程の簡略化を図ることができる。また、可撓性を有する遮光シートを用いることにより、金属の反りや突起などのようにイメージセンサ10を傷つけるおそれもない。   Furthermore, in the first embodiment, since the number of steps such as black plating or etching is not required by adopting a black light shielding sheet, the entire structure is compared with the case where the light shielding structure is formed with a metal plate. In addition, the manufacturing process can be simplified. Further, by using a light-shielding sheet having flexibility, there is no possibility of damaging the image sensor 10 such as metal warp or protrusion.

無論、遮光構造を構成する材料としては、遮光シートに限定されるものではなく、遮光特性を備えるように黒色メッキ等を施した金属等を含めた遮光材料により構成することができる。本発明を適用することにより、同一材料で構成される比較例に係る構造に比して1回反射で受光部に受光される光を抑制することができる。本発明を適用することにより、反射光を効果的に低減できるため、遮光構造を構成する材料の選択肢を高めることも可能である。   Of course, the material constituting the light-shielding structure is not limited to the light-shielding sheet, and may be composed of a light-shielding material including a metal plated with black plating or the like so as to have a light-shielding property. By applying the present invention, it is possible to suppress the light received by the light receiving portion by one reflection as compared with the structure according to the comparative example made of the same material. By applying the present invention, reflected light can be effectively reduced, so that choices of materials constituting the light shielding structure can be increased.

また、本実施形態1では、遮光シート20をイメージセンサ10の保護層として機能させることで、イメージセンサ10を機械的に保護することができる。   In the first embodiment, the image sensor 10 can be mechanically protected by causing the light shielding sheet 20 to function as a protective layer of the image sensor 10.

図7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 for manufacturing the lens array substrate 30 will be described with reference to FIG.

まず、図7(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。なお、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. 7A, 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). In addition, the lens 32 is shape | molded as follows, for example. 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1〜2μm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 1 to 2 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7(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. 7B, the light shielding layer 33 is irradiated with exposure light through a photomask 90.

次に、図7(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。無論、ポジ型のレジストを用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 7 (c), the portion of the developer that has not been 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. Of course, a positive resist may be used.

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7(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. 7A to 7C do not take a long time.

図8乃至図10を参照して、撮像装置150の製造方法について更に説明する。   A method for manufacturing the imaging device 150 will be further described with reference to FIGS.

まず、図8(a)に示すように、ウェハー(基板)10Wの上面に遮光シート20を構成する第1遮光層21をラミネートする。このラミネート工程によって、ウェハー10W上に第1遮光層21が配置され、第1遮光層21がウェハー10Wの上面に貼り合わされる。なお、ウェハー10Wには、ダイシングによって個片化される前の複数のイメージセンサ(撮像素子)10が形成されている。   First, as shown in FIG. 8A, a first light shielding layer 21 constituting the light shielding sheet 20 is laminated on the upper surface of a wafer (substrate) 10W. By this laminating step, the first light shielding layer 21 is disposed on the wafer 10W, and the first light shielding layer 21 is bonded to the upper surface of the wafer 10W. A plurality of image sensors (imaging devices) 10 before being diced by dicing are formed on the wafer 10W.

ラミネートの具体的な方法は任意である。例えば、一対のロールでウェハー10Wを弾性保持した状態でウェハー10Wに第1遮光層21をラミネートすると良い。ラミネート時のロール温度は、上下とも約100℃に設定すると良い。   The specific method of laminating is arbitrary. For example, the first light shielding layer 21 may be laminated on the wafer 10W in a state where the wafer 10W is elastically held by a pair of rolls. The roll temperature at the time of lamination is preferably set to about 100 ° C. on both the upper and lower sides.

次に、図8(b)に示すように、クロムなどからなるフォトマスク90を介して露光光を第1遮光層21に対して照射する。これによって、フォトマスク90のマスクパターンに応じて第1遮光層21は変質する。露光後、べークを実施して硬化を促進させる。なお、第1遮光層21は、平面内で実質的に一定の層厚を有するシート状の感光性レジスト層である。ここでは、第1遮光層21は、ネガ型のアクリル系レジストである。フォトリソグラフィーによって第1遮光層21に開口OP2を形成することによって、画素PXに対する開口OP2の位置決めを±3μm程度で行うことができる。   Next, as shown in FIG. 8B, the first light shielding layer 21 is irradiated with exposure light through a photomask 90 made of chromium or the like. As a result, the first light shielding layer 21 is altered according to the mask pattern of the photomask 90. After exposure, baking is performed to promote curing. The first light shielding layer 21 is a sheet-like photosensitive resist layer having a substantially constant layer thickness in a plane. Here, the first light shielding layer 21 is a negative acrylic resist. By forming the opening OP2 in the first light shielding layer 21 by photolithography, the opening OP2 can be positioned with respect to the pixel PX at about ± 3 μm.

次に、図8(c)に示すように、現像液(例えば、1.0wt%炭酸ナトリウム)で第1遮光層21をシャワー洗浄し、第1遮光層21の未変質部分を除去する。これによって、第1遮光層21は、フォトマスク91のマスクパターンに応じてパターニングされる。また、第1遮光層21は、複数のイメージセンサ10に対応する部分に分割される。第1遮光層21をフォトリソグラフィーでウェハー10W上に形成することで、画素PXに対して開口OP2を高精度に位置決めすることができる。   Next, as shown in FIG. 8C, the first light-shielding layer 21 is shower-washed with a developing solution (for example, 1.0 wt% sodium carbonate), and the unmodified portion of the first light-shielding layer 21 is removed. Thereby, the first light shielding layer 21 is patterned according to the mask pattern of the photomask 91. The first light shielding layer 21 is divided into portions corresponding to the plurality of image sensors 10. By forming the first light shielding layer 21 on the wafer 10W by photolithography, the opening OP2 can be positioned with high accuracy with respect to the pixel PX.

フォトリソグラフィー工程においては、図3に示すように、透光孔25の壁面を構成する第1遮光層21の第1壁面26を、イメージセンサ10に近づくにつれて開口面積が狭くなるすり鉢状の傾斜面が形成されるように条件を設定する。例えば、ネガ型のレジストの場合、通常よりラミネート温度を高くしたり、露光後べークを追加したりすることにより、感光性シートの硬化を促進させて、図5に示すような開口径が徐々に狭くなるような傾斜面を有する壁面を有する孔部を形成することができる。また、露光量や現像を通常より多く設定することによっても、図5に示すような開口径が徐々に狭くなるような傾斜面を有する壁面を有する孔部を形成することができる。   In the photolithography process, as shown in FIG. 3, the first wall surface 26 of the first light shielding layer 21 constituting the wall surface of the light transmitting hole 25 is a mortar-shaped inclined surface whose opening area becomes narrower as it approaches the image sensor 10. The conditions are set so that. For example, in the case of a negative resist, by increasing the laminating temperature than usual or adding a post-exposure bake, the curing of the photosensitive sheet is promoted, and the opening diameter as shown in FIG. It is possible to form a hole having a wall surface having an inclined surface that becomes gradually narrower. Also, by setting the exposure amount and development to be larger than usual, it is possible to form a hole portion having a wall surface having an inclined surface such that the opening diameter gradually decreases as shown in FIG.

次に、図8(d)に示すように、第1遮光層21の上面に遮光シート20を構成する第2遮光層22を前述と同様にラミネートする。このラミネート工程によって、第1遮光層21上に第2遮光層22が配置され、第2遮光層22がウェハー上に貼り合わされる。   Next, as shown in FIG. 8D, the second light shielding layer 22 constituting the light shielding sheet 20 is laminated on the upper surface of the first light shielding layer 21 in the same manner as described above. By this laminating step, the second light shielding layer 22 is disposed on the first light shielding layer 21, and the second light shielding layer 22 is bonded onto the wafer.

次に、図9(e)に示すように、フォトマスク91を介して露光光を第2遮光層22に対して照射する。これによって、フォトマスク91のマスクパターンに応じて第2遮光層22は変質する。その後、第1遮光層21と同様に露光後べークを行う。なお、第2遮光層22は、前述の第1遮光層21と同じものを用いたが、異なる材料としてもよい。   Next, as shown in FIG. 9E, the second light shielding layer 22 is irradiated with exposure light through a photomask 91. As a result, the second light shielding layer 22 is altered according to the mask pattern of the photomask 91. Thereafter, post-exposure baking is performed in the same manner as the first light shielding layer 21. In addition, although the same thing as the above-mentioned 1st light shielding layer 21 was used for the 2nd light shielding layer 22, it is good also as a different material.

次に、図9(f)に示すように、現像液(例えば、1.0wt%炭酸ナトリウム)で第2遮光層22をシャワー洗浄し、第2遮光層22の未変質部分を除去する。これによって、第2遮光層22は、フォトマスク91のマスクパターンに応じてパターニングされる。また、第2遮光層22は、複数のイメージセンサ10に対応する部分に分割される。第2遮光層22をフォトリソグラフィーでウェハー10W上に形成することで、画素PXに対して開口OP2を高精度に位置決めすることができる。   Next, as shown in FIG. 9 (f), the second light-shielding layer 22 is shower-washed with a developer (for example, 1.0 wt% sodium carbonate), and the unmodified portion of the second light-shielding layer 22 is removed. Thereby, the second light shielding layer 22 is patterned according to the mask pattern of the photomask 91. The second light shielding layer 22 is divided into portions corresponding to the plurality of image sensors 10. By forming the second light shielding layer 22 on the wafer 10W by photolithography, the opening OP2 can be positioned with high accuracy with respect to the pixel PX.

フォトリソグラフィー工程は、図3に示すように、透光孔25の壁面を構成する第2遮光層22の第2壁面27を、イメージセンサ10に近づくにつれて開口面積が狭くなるすり鉢状の傾斜面が形成されるように実施する。   In the photolithography process, as shown in FIG. 3, the second wall surface 27 of the second light shielding layer 22 constituting the wall surface of the light transmitting hole 25 has a mortar-shaped inclined surface whose opening area becomes narrower as it approaches the image sensor 10. Implement to form.

次に、図9(g)に示すように、接着シート50を遮光シート20上にラミネートする。なお、ラミネートする際にロール温度は、約100℃に設定すると良い。このラミネート工程によって、遮光シート20上に接着シート50が配置され、両者が互いに貼り合わされる。なお、接着シート50は、接着性を有するシート状の樹脂層である。ラミネート法によらず、スピンコート法等の他の薄膜形成技術で遮光シート20上に接着シート50を形成しても良い。   Next, as shown in FIG. 9G, the adhesive sheet 50 is laminated on the light shielding sheet 20. In addition, when laminating, the roll temperature is preferably set to about 100 ° C. By this laminating process, the adhesive sheet 50 is disposed on the light shielding sheet 20, and the two are bonded to each other. The adhesive sheet 50 is a sheet-like resin layer having adhesiveness. The adhesive sheet 50 may be formed on the light shielding sheet 20 by another thin film forming technique such as a spin coating method, without using the laminating method.

次に、図9(h)に示すように、フォトマスク91を介して露光光を接着シート50に対して照射する。これによって、フォトマスク91のマスクパターンに応じて接着シート50は変質する。なお、接着シート50は、平面内で実質的に一定の層厚を有するシート状のネガ型のレジストである。   Next, as shown in FIG. 9H, exposure light is irradiated to the adhesive sheet 50 through a photomask 91. As a result, the adhesive sheet 50 is altered according to the mask pattern of the photomask 91. The adhesive sheet 50 is a sheet-like negative resist having a substantially constant layer thickness in a plane.

次に、図10(i)に示すように、現像液(例えば、1.0wt%炭酸ナトリウム)で接着シート50をシャワー洗浄し、接着シート50の未変質部分を除去する。これによって、接着シート50は、フォトマスク91のマスクパターンに応じてパターニングされる。そして、接着シート50は、複数のイメージセンサ10に対応する部分に分割される。   Next, as shown in FIG. 10 (i), the adhesive sheet 50 is shower-washed with a developer (for example, 1.0 wt% sodium carbonate), and the undenatured portion of the adhesive sheet 50 is removed. Thereby, the adhesive sheet 50 is patterned according to the mask pattern of the photomask 91. The adhesive sheet 50 is divided into portions corresponding to the plurality of image sensors 10.

次に、図10(j)に示すように、個々のイメージセンサ10に対応づけて複数のレンズアレイ基板30を、接着シート50を挟んで、遮光シート20上に載置する。この状態でこれらの積層体を加熱する。これによって、レンズアレイ基板30を遮光シート20に対して接着固定する。接着シート50は、熱硬化型の接着剤からなる。まず100℃で仮固定し、150℃で3時間の加熱処理を施すと良い。このようにして、ウェハー10W、遮光シート20、及びレンズアレイ基板30の積層体が形成される。なお、ウェハー10Wにアライメントマークを形成しておくことで、レンズアレイ基板30の配置位置を制御すると良い。   Next, as shown in FIG. 10 (j), a plurality of lens array substrates 30 are placed on the light shielding sheet 20 with the adhesive sheet 50 interposed therebetween, corresponding to the individual image sensors 10. In this state, these laminates are heated. Thus, the lens array substrate 30 is bonded and fixed to the light shielding sheet 20. The adhesive sheet 50 is made of a thermosetting adhesive. First, it is preferably temporarily fixed at 100 ° C. and then subjected to heat treatment at 150 ° C. for 3 hours. In this way, a laminated body of the wafer 10W, the light shielding sheet 20, and the lens array substrate 30 is formed. In addition, the arrangement position of the lens array substrate 30 may be controlled by forming an alignment mark on the wafer 10W.

次に、図10(k)に示すように、ウェハー10Wの露出面上に設定されたダイシングライン(切断予定ライン)に沿ってスクライブ(けがき線)を形成し、スクライブに沿って回転刃によりウェハー10Wを切断する。これによって、複数の撮像装置150を得ることができる。切断対象物をウェハー10Wに限定することによって、切断工程の負荷を低減することができる。また、レンズに対する開口OP1〜OP3及び画素PXの位置ずれを抑制することができる。   Next, as shown in FIG. 10 (k), a scribe line is formed along the dicing line (scheduled cutting line) set on the exposed surface of the wafer 10W, and a rotating blade is used along the scribe line. The wafer 10W is cut. Thereby, a plurality of imaging devices 150 can be obtained. By limiting the object to be cut to the wafer 10W, the load of the cutting process can be reduced. In addition, it is possible to suppress displacement of the openings OP1 to OP3 and the pixel PX with respect to the lens.

図10の説明から明らかなように、本実施形態1では、個々のイメージセンサ10に対応づけて、複数のレンズアレイ基板30を遮光シート20上に貼り合せ、レンズアレイ基板30を遮光シート20上に固定した後に、ウェハー10Wをダイシングし、複数の撮像装置150を得る。ダイシング工程で発生したシリコン屑が、遮光シート20に形成させた開口OP2に入りこむことを抑制することで、撮像装置150の製造歩留まりが劣化することを効果的に抑制することができる。   As is clear from the description of FIG. 10, in the first embodiment, a plurality of lens array substrates 30 are bonded to the light shielding sheet 20 in association with each image sensor 10, and the lens array substrate 30 is attached to the light shielding sheet 20. Then, the wafer 10W is diced to obtain a plurality of imaging devices 150. By suppressing the silicon scrap generated in the dicing process from entering the opening OP2 formed in the light shielding sheet 20, it is possible to effectively suppress the deterioration of the manufacturing yield of the imaging device 150.

上述の説明から明らかなように、本実施形態1では、半導体ウェハー10W上に直接的に遮光シート20をラミネートし、両者を貼り合せる。遮光シート20のシート厚は、予め実質的に平面内で一定に確保されている。これによって、イメージセンサ10上に配置される遮光層の平面内の層厚ばらつきを効果的に抑制することができる。   As is clear from the above description, in the first embodiment, the light shielding sheet 20 is directly laminated on the semiconductor wafer 10W, and the two are bonded together. The sheet thickness of the light shielding sheet 20 is secured in advance substantially in a plane. Thereby, it is possible to effectively suppress variations in the layer thickness in the plane of the light shielding layer disposed on the image sensor 10.

また、遮光層33の層厚を薄く設定し、遮光シート20の層厚を厚く設定する。また、遮光層33に形成する開口OP1の開口幅を狭く設定し、遮光シート20に形成する開口OP2の開口幅を広く設定する。これによって、遮光シート20と遮光層33全体で、層厚が厚く、かつ狭い開口を有する遮光構造を実現することができる。つまり、所望の特性を有し、かつ簡易に製造可能な遮光構造を形成できる。   Moreover, the layer thickness of the light shielding layer 33 is set thin, and the layer thickness of the light shielding sheet 20 is set thick. Further, the opening width of the opening OP1 formed in the light shielding layer 33 is set narrow, and the opening width of the opening OP2 formed in the light shielding sheet 20 is set wide. Thereby, the light shielding sheet 20 and the entire light shielding layer 33 can realize a light shielding structure having a thick layer and a narrow opening. That is, it is possible to form a light shielding structure that has desired characteristics and can be easily manufactured.

また、本実施形態1では、イメージセンサ10に対して遮光シート20を貼り合わせることによって両者を積層する。また、遮光シート20に対してレンズアレイ基板30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。   Further, in the first embodiment, the light shielding sheet 20 is bonded to the image sensor 10 to laminate them. In addition, the lens array substrate 30 is bonded to the light shielding sheet 20 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.

本実施形態1においては、貼り合わせ技術及びラミネート技術を用いて遮光構造部を形成する例について説明したが、これに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の製造方法を適用することができる。例えば、ラミネートに代えて、スピンコートにより第1遮光層21、第2遮光層22を其々積層するようにしてもよい。   In this Embodiment 1, although the example which forms a light shielding structure part using a bonding technique and a lamination technique was demonstrated, it is not limited to this, In the range which does not deviate from the meaning of this invention, various manufacturing methods Can be applied. For example, instead of laminating, the first light shielding layer 21 and the second light shielding layer 22 may be laminated by spin coating.

図11及び図12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.11 and FIG.12, the structure of the mobile telephone (electronic device) in which the biometrics apparatus 100 (imaging device 150) is integrated is demonstrated.

図11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. 11 shows a mobile phone (mobile communication terminal) 60. The cellular phone 60 incorporates the above-described biometric authentication device (vein authentication device) 100.

図11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. 11, 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12に、携帯電話60の前面(上面)の構成を示す。図12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. 12 shows the configuration of the front surface (upper surface) of the mobile phone 60. As shown in FIG. 12, on the front surface of the upper main body 61, a surface region R80 and a display region R90 are arranged.

表面領域R80上には、図12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. 12, 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13、14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13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. 13, 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13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14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実施形態]
次に、上記実施形態1とは異なる遮光構造の例について説明する。なお,以降の説明において,上記実施形態1と同一の要素部材は,同一符号を付し,適宜その説明を省略する。また,上記実施形態1と同様の点については適宜説明を省略し,異なる点について詳述する。
[Second Embodiment]
Next, an example of a light shielding structure different from the first embodiment will be described. In the following description, the same element members as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate. Further, description of the same points as in the first embodiment will be omitted as appropriate, and different points will be described in detail.

本実施形態2に係る撮像装置は,以下の点を除く基本的な構成は上記実施形態1に係る撮像装置と同じある。すなわち、上記実施形態1に係る遮光シート20は、イメージセンサ10に近づくにつれて透光孔25の幅が狭くなるのに対し、本実施形態2に係る遮光構造部は、イメージセンサに近づくにつれて透光孔の幅が広くなる点において相違する。このような形状は、ネガ型レジストを用いた場合には、例えば、露光量を通常より少なくすることにより得ることができる。   The basic configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment is the same as that of the imaging apparatus according to the first embodiment except for the following points. That is, in the light shielding sheet 20 according to the first embodiment, the width of the light transmission hole 25 becomes narrower as it approaches the image sensor 10, whereas the light shielding structure unit according to the second embodiment transmits light as it approaches the image sensor. The difference is that the width of the hole becomes wider. Such a shape can be obtained, for example, by reducing the exposure amount than usual when a negative resist is used.

図15に、本実施形態2に係る撮像装置の遮光構造を説明するための説明図を示す。図15に示すように、本実施形態2の遮光シート20bは、第1遮光層21b、第2遮光層22bにより構成され、透光孔25bは、第1壁面26b、第2壁面27bにより形成されている。第1遮光層21bの第1壁面26bは、イメージセンサに近づくにつれて透光孔の幅が広くなるように構成されている。同様に、第2遮光層22bの第2壁面27bもイメージセンサに近づくにつれて透光孔の幅が広くなるように構成されている。   FIG. 15 is an explanatory diagram for explaining the light shielding structure of the imaging apparatus according to the second embodiment. As shown in FIG. 15, the light shielding sheet 20b of Embodiment 2 is composed of a first light shielding layer 21b and a second light shielding layer 22b, and the light transmitting hole 25b is formed by a first wall surface 26b and a second wall surface 27b. ing. The first wall surface 26b of the first light shielding layer 21b is configured such that the width of the light transmitting hole becomes wider as it approaches the image sensor. Similarly, the second wall surface 27b of the second light shielding layer 22b is also configured so that the width of the light transmitting hole becomes wider as it approaches the image sensor.

ここで、第2遮光層22bのレンズアレイ基板30側の主面の透光孔25bの開口幅をW1とする。また、第1遮光層21bにおいて、第2遮光層22b側の主面の開口幅をW3とし、イメージセンサ側の主面の開口幅をW4とする。ここで、図15に示すように、W1>W3とする。従って、透光孔25b内において、第1遮光層21bが第2遮光層22bよりも突出するように突起部29bが形成されている。換言すると、開口面積の広い第2遮光層22bの接合面と、開口面積の狭い第1遮光層21bの接合面とが互いに接合され、第1遮光層21bが第2遮光層22bに比して突出することにより透光孔25bの突起部29bが形成されている。   Here, the opening width of the light transmitting hole 25b on the main surface of the second light shielding layer 22b on the lens array substrate 30 side is defined as W1. In the first light shielding layer 21b, the opening width of the main surface on the second light shielding layer 22b side is W3, and the opening width of the main surface on the image sensor side is W4. Here, as shown in FIG. 15, it is assumed that W1> W3. Therefore, in the light transmitting hole 25b, the protruding portion 29b is formed so that the first light shielding layer 21b protrudes more than the second light shielding layer 22b. In other words, the bonding surface of the second light shielding layer 22b having a large opening area and the bonding surface of the first light shielding layer 21b having a small opening area are bonded to each other, and the first light shielding layer 21b is compared to the second light shielding layer 22b. The protrusion 29b of the light transmitting hole 25b is formed by protruding.

本実施形態2に係る遮光構造において、図17の比較例に係る遮光シート20Yの最小角度a°(透光孔の壁面に1回反射されて受光部に受光される最小角度)で入射した場合を考える。図15(a)に示すように、入射角a°で入射した光は、突起部29bにより反射される。これにより、当該入射光は受光部に到達しない。従って、比較例に比して1回反射によって受光部に受光される光を低減することができる。その結果、ノイズ光をより効果的に抑制する遮光構造を有する撮像装置を提供することができる。   In the light shielding structure according to the second embodiment, the light shielding sheet 20Y according to the comparative example of FIG. 17 is incident at the minimum angle a ° (minimum angle reflected once on the wall surface of the light transmitting hole and received by the light receiving unit). think of. As shown in FIG. 15A, the light incident at the incident angle a ° is reflected by the protrusion 29b. Thereby, the incident light does not reach the light receiving unit. Therefore, it is possible to reduce the light received by the light receiving unit by one reflection compared to the comparative example. As a result, it is possible to provide an imaging device having a light shielding structure that more effectively suppresses noise light.

次に、入射角a°よりも入射角が小さい場合(ここでは、その角度を入射角度d°とする)を考える。入射角d°で遮光シート20bに入射した場合、図15(b)に示すように、壁面が傾斜しているために、反射角度が小さくなる。そして、その入射光の反射光は、突起部29bにより反射されることになる。これにより、当該入射光は受光部に到達しない。従って、比較例に比して1回反射によって受光部に受光される光を低減することができる。その結果、ノイズ光をより効果的に抑制する遮光構造を有する撮像装置を提供することができる。   Next, consider a case where the incident angle is smaller than the incident angle a ° (here, the angle is defined as the incident angle d °). When the light enters the light shielding sheet 20b at an incident angle d °, the reflection angle becomes small because the wall surface is inclined as shown in FIG. 15B. The reflected light of the incident light is reflected by the protrusion 29b. Thereby, the incident light does not reach the light receiving unit. Therefore, it is possible to reduce the light received by the light receiving unit by one reflection compared to the comparative example. As a result, it is possible to provide an imaging device having a light shielding structure that more effectively suppresses noise light.

[第3実施形態]
本実施形態3に係る撮像装置は,以下の点を除く基本的な構成は実施形態1に係る撮像装置と同じある。すなわち、上記実施形態1に係る遮光シート20は、第1遮光層21と第2遮光層22の壁面の其々がすり鉢状となっていたのに対し、本実施形態3に係る遮光シート20cは、第1遮光層21cのみがすり鉢状であり、第2遮光層22cがY軸方向と略平行な壁面となっている点において相違する。
[Third Embodiment]
The imaging apparatus according to the third embodiment has the same basic configuration as that of the imaging apparatus according to the first embodiment except for the following points. That is, in the light shielding sheet 20 according to the first embodiment, the wall surfaces of the first light shielding layer 21 and the second light shielding layer 22 are mortar-shaped, whereas the light shielding sheet 20c according to the third embodiment is Only the first light shielding layer 21c has a mortar shape, and the second light shielding layer 22c is different in that it is a wall surface substantially parallel to the Y-axis direction.

図16に、本実施形態3に係る撮像装置の遮光構造を説明するための説明図を示す。図16に示すように、本実施形態3の遮光シート20cは、第1遮光層21c、第2遮光層22cにより構成され、透光孔25cは、第1壁面26c、第2壁面27cにより形成されている。第1遮光層21cの第1壁面26cは、イメージセンサに近づくにつれて透光孔の幅が広くなるように構成されている。一方、第2遮光層22bの第2壁面27cは、実質的に同一幅の開口となっている。   FIG. 16 is an explanatory diagram for explaining the light shielding structure of the imaging apparatus according to the third embodiment. As shown in FIG. 16, the light shielding sheet 20c of Embodiment 3 is composed of a first light shielding layer 21c and a second light shielding layer 22c, and the light transmitting hole 25c is formed by a first wall surface 26c and a second wall surface 27c. ing. The first wall surface 26c of the first light shielding layer 21c is configured such that the width of the light transmitting hole becomes wider as it approaches the image sensor. On the other hand, the second wall surface 27c of the second light shielding layer 22b is an opening having substantially the same width.

ここで、第2遮光層22cのレンズアレイ基板30側の主面の透光孔25cの開口幅をW1とする。また、第1遮光層21cにおいて、第2遮光層22c側の主面の開口幅をW4とし、イメージセンサ側の主面の開口幅をW5とする。ここで、図16に示すように、W1>W3とする。従って、透光孔25c内において、第1遮光層21cが第2遮光層22cよりも突出するように突起部29cが形成されている。換言すると、開口面積の広い第2遮光層22cの接合面と、開口面積の狭い第1遮光層21cの接合面とが互いに接合され、第1遮光層21cが第2遮光層22cに比して突出することにより透光孔25cの突起部29cが形成されている。   Here, the opening width of the light transmitting hole 25c on the main surface of the second light shielding layer 22c on the lens array substrate 30 side is defined as W1. In the first light shielding layer 21c, the opening width of the main surface on the second light shielding layer 22c side is W4, and the opening width of the main surface on the image sensor side is W5. Here, as shown in FIG. 16, it is assumed that W1> W3. Accordingly, the projection 29c is formed in the light transmitting hole 25c so that the first light shielding layer 21c projects more than the second light shielding layer 22c. In other words, the bonding surface of the second light shielding layer 22c having a large opening area and the bonding surface of the first light shielding layer 21c having a small opening area are bonded to each other, and the first light shielding layer 21c is compared to the second light shielding layer 22c. The protrusion 29c of the light transmission hole 25c is formed by protruding.

本実施形態3に係る遮光構造において、図17の比較例に係る遮光シート20Yの最小角度a°で入射した場合を考える。図16に示すように、遮光シート20cは、入射角a°で遮光シート20cに入射した場合、突起部29cに反射して、当該入射光は受光部に到達しない。従って、比較例に比して1回反射によって受光部に受光される光を低減することができる。従って、ノイズ光をより効果的に抑制する遮光構造を有する撮像装置を提供することができる。   In the light shielding structure according to the third embodiment, consider a case where the light shielding sheet 20Y according to the comparative example of FIG. 17 is incident at the minimum angle a °. As shown in FIG. 16, when the light shielding sheet 20c is incident on the light shielding sheet 20c at an incident angle a °, the light shielding sheet 20c is reflected by the protrusion 29c, and the incident light does not reach the light receiving part. Therefore, it is possible to reduce the light received by the light receiving unit by one reflection compared to the comparative example. Therefore, it is possible to provide an imaging apparatus having a light shielding structure that more effectively suppresses noise light.

なお、上記実施形態においては、生体情報として静脈像を用いる例について述べたが、それ以外の生体情報についても適用可能である。また、遮光構造部は、上記実施形態のものに限定されるものではなく、透光孔の少なくとも一部の壁面にすり鉢状の傾斜面と突起部を有するものであればよい。また、上述の遮光構造部は、撮像装置に限定されず、種々の遮光構造が必要な用途に適用可能である。   In the above-described embodiment, an example in which a vein image is used as biological information has been described. However, the present invention can also be applied to other biological information. Further, the light shielding structure portion is not limited to that of the above-described embodiment, and any light shielding structure portion may be used as long as it has a mortar-shaped inclined surface and a protrusion on at least a part of the wall surface of the light transmitting hole. Further, the above-described light shielding structure is not limited to the imaging device, and can be applied to applications that require various light shielding structures.

本発明の第1の実施形態に係る生体認証装置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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の部分的な断面構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating a partial cross-sectional configuration of an imaging apparatus according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施形態に係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 and opening which concern on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る遮光構造部を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the light-shielding structure part which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の変形例に係る遮光構造説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the light-shielding structure which concerns on the modification of this invention. 本発明の第1の実施形態に係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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention is integrated. 本発明の第1の実施形態に係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の実施形態に係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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る遮光構造を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the light-shielding structure which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る遮光構造を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the light-shielding structure which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 比較例に係る遮光構造を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the light-shielding structure which concerns on a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

10 イメージセンサ
10W ウェハー
11 半導体基板
12 配線層
12a 遮光層
20 遮光シート
21 第1遮光層
22 第2遮光層
25 透光孔
26 第1壁面
27 第2壁面
29 突起部
30 レンズアレイ基板
31 透明基板
32 レンズ
33 遮光層
50 接着シート
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
150 撮像装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image sensor 10W Wafer 11 Semiconductor substrate 12 Wiring layer 12a Light shielding layer 20 Light shielding sheet 21 1st light shielding layer 22 2nd light shielding layer 25 Translucent hole 26 1st wall surface 27 2nd wall surface 29 Projection part 30 Lens array substrate 31 Transparent substrate 32 Lens 33 Light-shielding layer 50 Adhesive sheet 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 150 Imaging device

Claims (13)

複数のレンズを有する透明基板、及び複数の前記レンズに対応する複数の画素を有するセンサ基板を備える撮像装置であって、
前記透明基板と前記センサ基板の間に配置され、複数の前記レンズに対応する複数の透光孔を有する遮光構造部を備え、
前記透明基板から前記透光孔を通過して前記画素に受光される光のうち、前記透光孔の壁面の反射光を低減するように、前記透光孔の少なくとも一部の壁面にすり鉢状の傾斜面と突起部を有する撮像装置。
An imaging apparatus comprising a transparent substrate having a plurality of lenses, and a sensor substrate having a plurality of pixels corresponding to the plurality of lenses,
A light shielding structure portion disposed between the transparent substrate and the sensor substrate and having a plurality of light transmitting holes corresponding to the plurality of lenses;
A mortar-like shape is formed on at least a part of the wall of the light transmitting hole so as to reduce the reflected light of the wall of the light transmitting hole out of the light received by the pixel through the light transmitting hole from the transparent substrate. An imaging device having an inclined surface and a protrusion.
前記遮光構造部は、2層以上の遮光層により構成され、
少なくとも1つの前記遮光層の壁面が、すり鉢状の傾斜面を有し、
前記透光孔の突起部は、開口面積の異なる前記遮光層面を互いに接合することにより形成されたものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
The light shielding structure is composed of two or more light shielding layers,
The wall surface of at least one light shielding layer has a mortar-shaped inclined surface;
The imaging device according to claim 1, wherein the projecting portion of the light transmitting hole is formed by joining the light shielding layer surfaces having different opening areas to each other.
前記すり鉢状の傾斜面は、前記遮光層毎に形成され、
前記遮光層は互いに、同一方向に前記透光孔の開口面積が狭くなるように配置され、
かつ、前記透光孔の前記突起部は、前記開口面積が狭い方が、前記開口面積が広い方に対して突出するように積層されている請求項2に記載の撮像装置。
The mortar-shaped inclined surface is formed for each light shielding layer,
The light shielding layers are arranged so that the opening areas of the light transmitting holes are narrow in the same direction,
The imaging device according to claim 2, wherein the protrusions of the light transmitting holes are stacked so that the one with the smaller opening area protrudes toward the one with the larger opening area.
前記遮光構造部が、感光性樹脂により形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the light shielding structure is formed of a photosensitive resin. 前記遮光構造部が、ラミネートシートにより構成されている特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the light shielding structure portion is formed of a laminate sheet. 前記遮光構造部は、少なくとも近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1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置。   The imaging device according to claim 1, wherein the light shielding structure portion has a characteristic of absorbing at least near infrared rays. 複数のレンズを有する透明基板、及び複数の前記レンズに対応する複数の画素を有するセンサ基板を備える撮像装置の製造方法であって、
遮光構造部を前記センサ基板上に配置する工程と、
前記遮光構造部に、複数の前記レンズに対応する複数の透光孔を形成する工程とを備え、
前記透光孔は、その壁面の少なくとも一部にすり鉢状の傾斜面を有する壁面と突起部を備えるように加工する撮像装置の製造方法。
A manufacturing method of an imaging device including a transparent substrate having a plurality of lenses and a sensor substrate having a plurality of pixels corresponding to the plurality of lenses,
Placing a light shielding structure on the sensor substrate;
A step of forming a plurality of light transmitting holes corresponding to the plurality of lenses in the light shielding structure portion,
The translucent hole is a method for manufacturing an imaging device, wherein the translucent hole is processed to include a wall surface having a mortar-shaped inclined surface and a protrusion on at least a part of the wall surface.
前記遮光構造部は、2層以上の遮光層からなり、
前記すり鉢状の傾斜面を有する壁面を前記遮光層の少なくとも1つに形成し、
前記開口面積の異なる前記遮光層を互いに接合することにより前記突起部を形成することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置の製造方法。
The light shielding structure portion is composed of two or more light shielding layers,
Forming a wall surface having the mortar-shaped inclined surface on at least one of the light shielding layers,
The method of manufacturing an imaging apparatus according to claim 7, wherein the protrusion is formed by bonding the light shielding layers having different opening areas to each other.
前記透光孔を構成するすり鉢状の傾斜面を、前記遮光層毎に同一方向に開口面積が狭くなるように形成し、
前記突起部は、前記開口面積が狭い方が、前記開口面積が広い方に対して突出するように積層することを特徴とする請求項8に記載の撮像装置の製造方法。
A mortar-shaped inclined surface constituting the light transmitting hole is formed so that an opening area is narrowed in the same direction for each light shielding layer,
The method of manufacturing an imaging apparatus according to claim 8, wherein the protrusions are stacked such that the narrower opening area protrudes toward the wider opening area.
被検体に対する光照射に基づいて生体情報を取得する生体情報取得装置であって、
請求項1〜6の撮像装置を備える生体情報取得装置。
A biological information acquisition device that acquires biological information based on light irradiation on a subject,
A biological information acquisition apparatus provided with the imaging device of Claims 1-6.
複数の透光孔を有する遮光構造であって、
前記透光孔の一方から光が入射し、他方から出射する際に、
前記透光孔の壁面に反射して出射する光を低減するように、前記透光孔の少なくとも一部の壁面にすり鉢状の傾斜面と突起部を有する遮光構造。
A light shielding structure having a plurality of light transmitting holes,
When light enters from one of the light transmitting holes and exits from the other,
A light shielding structure having a mortar-shaped inclined surface and a protrusion on at least a part of a wall surface of the light transmitting hole so as to reduce light reflected and emitted from the wall surface of the light transmitting hole.
前記遮光構造は、2層以上の遮光層により構成され、
少なくとも1つの前記遮光層の壁面が、すり鉢状の傾斜面を有し、
前記透光孔の前記突起部は、開口面積の異なる前記遮光層を互いに接合することにより形成されたものであることを特徴とする請求項11に記載の遮光構造。
The light shielding structure is composed of two or more light shielding layers,
The wall surface of at least one light shielding layer has a mortar-shaped inclined surface;
The light shielding structure according to claim 11, wherein the protrusion of the light transmitting hole is formed by joining the light shielding layers having different opening areas.
前記すり鉢状の傾斜面は、前記遮光層毎に形成され、
前記すり鉢状の傾斜面を有する壁面は、前記遮光層間において、同一方向に開口面積が狭くなるように形成され、かつ、前記透光孔の前記突起部は、開口面積が狭い方が、開口面積が広い方に対して突出するように積層されている請求項12に記載の遮光構造。
The mortar-shaped inclined surface is formed for each light shielding layer,
The wall surface having the mortar-shaped inclined surface is formed so that the opening area is narrowed in the same direction between the light shielding layers, and the projection area of the light transmitting hole has a smaller opening area. The light shielding structure according to claim 12, wherein the light shielding structure is laminated so as to protrude toward the wider side.
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