JP2013044537A - 光学センサー及び電子機器 - Google Patents
光学センサー及び電子機器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013044537A JP2013044537A JP2011180192A JP2011180192A JP2013044537A JP 2013044537 A JP2013044537 A JP 2013044537A JP 2011180192 A JP2011180192 A JP 2011180192A JP 2011180192 A JP2011180192 A JP 2011180192A JP 2013044537 A JP2013044537 A JP 2013044537A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical sensor
- angle
- light
- photodiode
- angle limiting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
Abstract
【解決手段】光学センサーは、半導体基板10に位置するフォトダイオード用の不純物領域31、32と、フォトダイオードの受光領域に対する入射光の波長を制限するための光バンドパスフィルター61、62と、フォトダイオードの受光領域に対する入射光の入射角度を制限するための角度制限フィルター41、42と、を含む。光バンドパスフィルター61、62は、フォトダイオード用の不純物領域31、32と角度制限フィルター41、42の間に位置し、角度制限フィルター41、42は、半導体プロセスによって形成された遮光物質(光吸収物質または光反射物質)によって形成される。
【選択図】図2
Description
上述のように、医療・健康等の分野では常時装着等が可能な小型の分光センサーが求められており、分光センサーの小型化が必要であるという課題がある。例えば、測定対象の波長が既知である場合には、連続スペクトルを取得せず、その既知の波長のみを測定するセンサーを設ければよい。
上記実施形態では、傾斜構造体50を半導体プロセスにより形成する構成例について説明したが、本実施形態では、種々の変形実施が可能である。
図4には、傾斜構造体50を用いず、半導体基板10に平行な多層薄膜を形成する第2の変形例を示す。図4に示す分光センサーは、半導体基板10、フォトダイオード31、32、角度制限フィルター41、42、光バンドパスフィルター61、62、絶縁層70を含む。
図5には、フォトダイオード用の不純物領域をトレンチにより区切る第3の変形例を示す。図5に示す分光センサーは、半導体基板10、フォトダイオード31、32、角度制限フィルター41、42、傾斜構造体50、光バンドパスフィルター61〜63、絶縁層70を含む。なお、フォトダイオード32はフォトダイオード31と同様のため図示及び説明を省略する。
図6には、マイクロレンズアレイ(MLA:Micro-Lens Array)により入射光量を増加させる第4の変形例を示す。図6に示す分光センサーは、半導体基板10、フォトダイオード31、32、角度制限フィルター41、42、傾斜構造体50、光バンドパスフィルター61、62、絶縁層70、マイクロレンズアレイ95を含む。なお、フォトダイオード32はフォトダイオード31と同様のため図示及び説明を省略する。
上述のように、光バンドパスフィルターの透過波長帯域は、多層薄膜の傾斜角度と角度制限フィルターの制限角度により設定される。この点について、図7(A)、図7(B)を用いて具体的に説明する。なお、説明を簡単にするために、以下では多層薄膜61、62の膜厚が同じ場合を例に説明するが、本実施形態では、多層薄膜61、62の膜厚が傾斜角θ1、θ2に応じて異なってもよい。例えば、薄膜のデポジションにおいて、半導体基板に対して垂直な方向に薄膜を成長させた場合、多層薄膜61、62の膜厚がcosθ1、cosθ2に比例してもよい。
図8〜図14を用いて、傾斜構造体を半導体プロセスにより形成する場合の本実施形態の分光センサーの製造方法の例について説明する。
図15及び図16を用いて、傾斜構造体を別部材で形成する第1の変形例の製造方法の例について説明する。
図17に、本実施形態の分光センサーを含む電子機器の構成例を示す。例えば、電子機器として、脈拍計、パルスオキシメーター、血糖値測定器、果実糖度計などが想定される。
41,42 角度制限フィルター、50 傾斜構造体、60 多層薄膜、
61,62 光バンドパスフィルター、70 絶縁層、80 接着層、
90 トレンチ、95 マイクロレンズアレイ、
900 分光センサー装置、910 分光センサー、920 フォトダイオード、
930 検出回路、940 A/D変換回路、950 LED、
960 LEDドライバー、970 マイクロコンピューター、980 記憶装置、
990 表示装置、
BW1,BW2 透過波長帯域、LRA 受光領域、θ1,θ2 傾斜角度、
λ1,λ2 透過波長
Claims (18)
- 半導体基板に位置するフォトダイオード用の不純物領域と、
前記フォトダイオードの受光領域に対する入射光の波長を制限するための光バンドパスフィルターと、
前記フォトダイオードの受光領域に対する入射光の入射角度を制限するための角度制限フィルターと、
を含み、
前記光バンドパスフィルターは、
前記フォトダイオード用の不純物領域と前記角度制限フィルターの間に位置し、
前記角度制限フィルターは、
半導体プロセスによって形成された遮光物質によって形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1において、
前記角度制限フィルターは、
前記半導体基板上に形成される他の回路の配線層形成工程により形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1または2において、
前記角度制限フィルターは、
前記半導体基板の上に積層された絶縁膜に空けられたコンタクトホールの導電性プラグにより形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
前記角度制限フィルターは、
前記半導体プロセスにより形成される導電層または導電性プラグにより形成され、前記フォトダイオード用の不純物領域からの信号を取得する電極であることを特微とする光学センサー。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記角度制限フィルターは、
前記半導体基板に対する平面視において、前記フォトダイオードの受光領域の外周に沿って形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1乃至4のいずれかにおいて、
前記角度制限フィルターは、
前記フォトダイオード用の不純物領域の上に形成された複数の開口を有し、
前記複数の開口は、
前記フォトダイオードの受光領域の外周に沿って形成され、前記受光領域に対する入射光の入射角度を制限することを特徴とする光学センサー。 - 請求項1において、
前記光バンドパスフィルターは、
前記半導体基板に対して、透過波長に応じた角度で傾斜する多層薄膜により形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項7において、
前記光バンドパスフィルターは、
透過波長が異なる複数組の多層薄膜により形成され、
前記複数組の多層薄膜は、
前記半導体基板に対する傾斜角度が透過波長に応じて異なり、同時の薄膜形成工程で形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項7において、
前記フォトダイオード用の不純物領域は、
トレンチ構造の絶縁体により複数の領域に区切られ、
前記光バンドパスフィルターは、
透過波長が異なる複数のバンドパスフィルターにより形成され、
前記複数のバンドパスフィルターの各バンドパスフィルターは、
前記トレンチ構造の絶縁体により区切られた1または複数の領域に対応して設けられることを特徴とする光学センサー。 - 請求項7において、
前記フォトダイオード用の不純物領域の上に設けられた傾斜構造体を含み、
前記傾斜構造体は、
前記半導体基板に対して、前記光バンドパスフィルターの透過波長に応じた角度で傾斜する傾斜面を有し、
前記多層薄膜は、
前記傾斜面の上に形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項10において、
前記傾斜構造体は、
前記フォトダイオード用の不純物領域の上に半導体プロセスにより形成されることを特微とする光学センサー。 - 請求項11において、
前記傾斜構造体は、
前記半導体プロセスにより積層された透明膜に段差または粗密パターンが形成され、前記段差または粗密パターンに対して研磨及びエッチングの少なくとも一方が行われることで形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1乃至12のいずれかにおいて、
前記フォトダイオードの出力信号を処理する処理回路を含み、
前記処理回路は、
前記角度制限フィルターを形成する半導体プロセスにより形成されることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1乃至13のいずれかにおいて、
前記角度制限フィルターを形成する前記遮光物質は、
光吸収物質または光反射物質であることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1乃至14のいずれかにおいて、
入射光を分光するための分光センサーであることを特微とする光学センサー。 - 請求項1乃至14のいずれかにおいて、
入射光の照度を測定するための照度センサーであることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1乃至14のいずれかにおいて、
光源の仰角を測定するための仰角センサーであることを特徴とする光学センサー。 - 請求項1乃至17のいずれかに記載された光学センサーを含むことを特徴とする電子機器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011180192A JP5970685B2 (ja) | 2011-08-22 | 2011-08-22 | 光学センサー及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011180192A JP5970685B2 (ja) | 2011-08-22 | 2011-08-22 | 光学センサー及び電子機器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013044537A true JP2013044537A (ja) | 2013-03-04 |
JP5970685B2 JP5970685B2 (ja) | 2016-08-17 |
Family
ID=48008574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011180192A Active JP5970685B2 (ja) | 2011-08-22 | 2011-08-22 | 光学センサー及び電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5970685B2 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104051554A (zh) * | 2013-07-10 | 2014-09-17 | 傲迪特半导体(南京)有限公司 | 光电探测元件及其制作方法 |
WO2016140493A1 (ko) * | 2015-03-02 | 2016-09-09 | 엘지이노텍(주) | 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 |
TWI679404B (zh) * | 2018-03-01 | 2019-12-11 | 美商梅瑞堤儀器公司 | 基於可適應性模組化光學感測器的製程控制系統及其操作方法 |
CN111863977A (zh) * | 2019-04-26 | 2020-10-30 | 采钰科技股份有限公司 | 滤光结构 |
JP2020187339A (ja) * | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited | 光フィルタ構造 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6182230U (ja) * | 1984-11-02 | 1986-05-31 | ||
JPH05256691A (ja) * | 1992-03-13 | 1993-10-05 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子用アパーチャおよびその取り付け方法 |
JPH06129908A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光イメージングセンサ |
JPH0894831A (ja) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Olympus Optical Co Ltd | カラーフィルター |
JPH09318446A (ja) * | 1996-05-27 | 1997-12-12 | Yokogawa Electric Corp | マイクロ分光分析器 |
JP2007080918A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Seiko Epson Corp | 固体撮像素子 |
-
2011
- 2011-08-22 JP JP2011180192A patent/JP5970685B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6182230U (ja) * | 1984-11-02 | 1986-05-31 | ||
JPH05256691A (ja) * | 1992-03-13 | 1993-10-05 | Fujitsu Ltd | 赤外線検知素子用アパーチャおよびその取り付け方法 |
JPH06129908A (ja) * | 1992-10-15 | 1994-05-13 | Hamamatsu Photonics Kk | 分光イメージングセンサ |
JPH0894831A (ja) * | 1994-09-26 | 1996-04-12 | Olympus Optical Co Ltd | カラーフィルター |
JPH09318446A (ja) * | 1996-05-27 | 1997-12-12 | Yokogawa Electric Corp | マイクロ分光分析器 |
JP2007080918A (ja) * | 2005-09-12 | 2007-03-29 | Seiko Epson Corp | 固体撮像素子 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104051554A (zh) * | 2013-07-10 | 2014-09-17 | 傲迪特半导体(南京)有限公司 | 光电探测元件及其制作方法 |
KR101515119B1 (ko) * | 2013-07-10 | 2015-04-24 | 주식회사 오디텍 | 광검출소자 및 그 제조방법 |
US10908283B2 (en) | 2015-03-02 | 2021-02-02 | Lg Innotek Co., Ltd. | Sensor and portable terminal comprising same |
KR20160106237A (ko) * | 2015-03-02 | 2016-09-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 |
WO2016140493A1 (ko) * | 2015-03-02 | 2016-09-09 | 엘지이노텍(주) | 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 |
KR102436320B1 (ko) * | 2015-03-02 | 2022-08-25 | 엘지이노텍 주식회사 | 근조도 센서 및 이를 포함하는 휴대용 단말기 |
TWI679404B (zh) * | 2018-03-01 | 2019-12-11 | 美商梅瑞堤儀器公司 | 基於可適應性模組化光學感測器的製程控制系統及其操作方法 |
US10763144B2 (en) | 2018-03-01 | 2020-09-01 | Verity Instruments, Inc. | Adaptable-modular optical sensor based process control system, and method of operation thereof |
CN111863977A (zh) * | 2019-04-26 | 2020-10-30 | 采钰科技股份有限公司 | 滤光结构 |
JP2020184058A (ja) * | 2019-04-26 | 2020-11-12 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited | 光フィルター構造 |
CN111863977B (zh) * | 2019-04-26 | 2022-11-11 | 采钰科技股份有限公司 | 滤光结构 |
JP2020187339A (ja) * | 2019-05-10 | 2020-11-19 | 采▲ぎょく▼科技股▲ふん▼有限公司VisEra Technologies Company Limited | 光フィルタ構造 |
US11081600B2 (en) | 2019-05-10 | 2021-08-03 | Visera Technologies Company Limited | Light filter structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5970685B2 (ja) | 2016-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6094652B2 (ja) | 光学センサー、電子機器及び脈拍計 | |
JP5999168B2 (ja) | 光学センサー及び電子機器 | |
JP5663900B2 (ja) | 分光センサー装置及び電子機器 | |
JP5862025B2 (ja) | 光学センサー及び電子機器 | |
US9885604B2 (en) | Optical sensor and electronic apparatus | |
JP5970685B2 (ja) | 光学センサー及び電子機器 | |
TWI514555B (zh) | 光學觸控螢幕成像器 | |
JP5810565B2 (ja) | 光学センサー及び電子機器 | |
JP6112190B2 (ja) | 分光センサー及びパルスオキシメーター | |
JP5862754B2 (ja) | 脈拍センサー及び脈拍計 | |
JP5614339B2 (ja) | 分光センサー及び角度制限フィルター | |
JP5862753B2 (ja) | 分光センサー装置及び電子機器 | |
JP5614540B2 (ja) | 分光センサー及び角度制限フィルター | |
JP5821400B2 (ja) | 分光センサー及び角度制限フィルター | |
JP6079840B2 (ja) | 分光センサー及び角度制限フィルター | |
JP5804166B2 (ja) | 分光センサー及び角度制限フィルター | |
JP2013156325A (ja) | 分光センサー及び角度制限フィルター |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140811 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150518 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150728 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151124 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160121 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160607 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20160609 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20160617 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160620 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5970685 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |