JPS59163993A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＣＣＤ固体撮像装置やＭＯ８型撮像装置等の固
体撮像装置に関し、特に、カラー化に対応した固体撮像
装置に関する。

〔背景技術とその問題点〕

固体撮像装置は、一般に、画像情報となる外部からの入
射光を受けて電荷を発生する受光部と、この受光部に発
生した電荷を転送するための転送部とを多数配列してな
るものであるが、その受光エリア内に光電変換機能を有
していない上記転送部が含まれているために、画像・情
報の一部が電気信号に変換されず、したがって光感度が
低いという欠点を有している。

そこで、このような固体撮像装置の光感度の向上を図る
ために、固体撮像装置の各受光部に対してマイクロ集光
レンズの如き屈折光学素子を設は実効的１ζ開口率を上
げたり、捷だ、上記固体撮像装置がカラー撮像装置であ
る場合には、上記屈折光学素子と受光部の間に色フィル
タを形成して光効率を良好なものとすることが提案され
ている。

ところで、このように固体０．撮像装置に上記屈折光学
素子や色フィルタを形成する場合には、種々の困Ｂが伴
う。たとえば、上記屈折光学素子は混色を避けるため上
記受光部との距離を十分に小さくする必要がちバこのた
め色フィルタ上に密着して形成することが好ましい。そ
して、上記屈折光学素子を直接色フイ、ルタ上に被着成
形することは非常に困難であるため、従来は、上記屈折
光学素子として所謂レンチキュラーレンズ等をレンズシ
ートとじてガラス等により極めて薄く成形し、このレン
ズシートを貼着するという方法が用いられている。しか
しながら、上記レンズシートは非常に薄いのでその取り
扱いが著しく煩雑で、舶に、貼り合わせは技術的に非常
に難しい。また、従来は、上記屈折光学素子や色フィル
タを別々に形成して上記撮像装置に貼着しているために
、これら屈折光学素子や色フィルタを入射した光が撮像
装置の受光部に導かれるように受光部に対してそれぞれ
位置合わせする必要があり、作業性が極めて悪く生産効
率を著しく低下している。

〔発明の目的〕

そこで、本発明は上述の従来のものの有する欠点を解消
するために提案されたものであり、屈折光学素子や色フ
ィルタの取り扱いを容易なものとなして、簡単に感度の
向上やカラー化を図ることができる固体撮像装置を提供
することを目的とするものである。

〔発明の概要〕

上述の目的を達成するために、本発明による固体撮像装
置ケ：ｊ二、屈折光学素子の外形に相当する形状に四部
を形成しこの凹部に上記基体よりも屈折率の高い光学材
料を埋め込み屈折光学素子を形成してなる基体上に、あ
らかじめ所定のパターンを有する色フィルタを一体的に
設け、これら一体化した屈折光学素子及び色フィルタを
撮像素子を形成してなる半導体基板上に貼り合わぜてな
るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を単板式のカラー固体撮像装置に適用した
具体的な一実施例について図面に従って詳細に説明する
。

第１図に示すように、本発明による固体撮像装置１は、
画像情報となる入射光２を受けて電荷を発生蓄積する受
光部３とこの受光部３に発生蓄積した電荷を転送するだ
めの転送部４（光電変換機能を有さす）とを多数配列形
成し撮像素子を機成してなる半導体基板５上に、高屈折
拐料＋／１ｍより形成されレンズとしての機能を果す屈
折光学素子６や色フィルタ７を一体的に形成してなる基
体８を貼着して成っている。この屈折光学素子６は後述
の工程により基体８に高屈折率材料を埋設することによ
り形成され、さらに、この屈折光学素子６上にこの屈折
光学素子６の単位要素６ａ１すなわちレンズの一つ一つ
に対応して８ｍ部７ａ、（ＪＪ１部７ｂ、Ｂ（イ）部Ｉ
Ｃの３色からなる色フイルり７がゼラチンやカゼイン等
の水溶性有機樹脂をモザイク状あるいはストライブ状等
に染色することにより形成されている。

そして、上記屈折光学素子６の単位要素６ａの幅りが上
記受光部３と転送部４の幅を加え７４幅ｄと等しくなさ
れており、また、上記屈折光学素子６の形状は各単位要
素６ａに入射した入射光２がすべてこれら各単位要素６
ａに対向する受光部３にそれぞれ導かれるような形状に
なされている。

したがって、この固体撮像装置１に入射する入射光２は
、すべて受光部３に導かれてこの入射光２に対応する電
荷に変換され、有効に使用されるので、この固体撮像装
置１の感度を著しく向上することが可能となり、捷だ、
色フィルタ７によりカラー化に差ＪＬｍｌ、することが
可能となる。

ところで、このような構成の固体撮像装置１ば、増、下
に示すような製造工程を経て製造される。

先ず、ガラス等からなる透明な平板状の基体８を用意し
、この基体８の一平面に第２図に示すように上記屈折光
学素子６の外形形状に相当する形！ 状、たとえは球面状や断面略半円形の四部９を切削やｌ
・ライエツチング等の加工手段により設ける。

次に、第３図に示すように、上記基体８の凹部９にこの
基体８の利料よりも大きな屈折率を有する高屈折率材料
をたとえば溶融して流し込みレンズの一つ一つに相当す
る単位要素６ａの集合体である屈折光学素子６を形成す
る。

そして、上記基体８に形成した屈折光学素子６上に、第
４図に示すように、ゼラチンやカゼイン、ポリビニルア
ルコール等の水溶性有機樹脂を有機性染料によって染色
してなる色フィルタ７を形成する。この色フィルターは
、所謂レリーフ染色法やマスク染色法、マスク脱色染色
法等の方法をもつてＲ赤部７ａ、Ｇ緑部７ｂ、Ｂ■部７
Ｃに染め分けられ、各部γａ、７ｂ、γＣかそれぞれ上
記屈折光学素子６の単位要素６ａと対応するように形成
されている。

次に、上述の工程で屈折光学素子６と色フィルタ７を一
体的に形成した基体８を第５図に示すように、多数の受
光部３や転送部４を配列形成してなる半導体基板５上に
貼着固定する。このとき、上記屈折光学素子６の各単位
要素６ａによって集光される入射光２がそれぞれ対向す
る上記受光部３に導かれるように位置合わせを行なう。

このようにして本発明による固体撮像装置１は完成され
る。

このように、本発明による固体撮像装置１は、あらかじ
め基体８に一体的に形成される屈折光学素子６及び色フ
ィルタ７を一度の位置合わせを行なうだけで半導体基板
５に対して取シ付けているため、これら屈折光学素子６
や色フィルタ７の貼着作業が極めて簡単フｔものとなっ
ている。

さらに、」＝記基体８の厚さ１は任意に選定できるので
、上記屈折光学素子６や色フィルタ７の取り扱いか著し
く容易なものとなシ、シたかつて貼着作業＋Ｃ技術的困
難が伴うことはないさらにまた、上記屈折光学素子６は
色フィルタγ上に密着するような構成となっているため
、この屈折光学素子６と受光部３との距離を十分に小さ
くすることができ、混色等の虞れもなくなっている。

さらに寸だ、基体８を用いずに屈折光学素子６のみから
成るレンズシートを使用する場合に比べ、上述のように
基体８にＪＣＣ指折学素子６を坤め込み形成したものを
用いる場合には、未開が平坦なものとなり塵埃術のイ」
着を防市する等屈折光学素子６の保獲を図ることが可能
となり、また、上記屈折光学素子６の強度等を考慮する
必要がなくなるので拐料選択の自由度が犬となり屈折率
も広範に設計することが可能となる。

上述のように、上記実施例の固体撮像装置１においては
、屈折光学素子６や色フィルタ７を極めて簡単に貼着し
て感度の向上やカラー化を容易に図ることが可能となっ
ている。

なお、本発明は一ヒ述の実施例に限定されるものではな
く、３板式や２板式の固体撮像装置等、あらゆる種類の
固体撮像装置に適用するととができることは椙う１でも
ない。

さらに、上記屈折光学素子６の形伏もどのようなもので
もよく、たとえばプリズム状の屈折光学素子としてもよ
い。

〔発明の効果〕

上述の実施例の説明からも叩らかなように、本発明によ
れば、感度の向上及びカラー化に対応した固体撮像装置
を簡単に得ることがＩＩＪ能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した固体撮像装置の一実繍例を示
す要部縦断面図である。 第２図ないし第５図は、この固体撮像装置の製造工程に
おける工程順序を示す要部縦断面図であり、第２図は凹
部形成工程、第３図は屈折光学素子形成工程、第４図は
色フイルタ形成工程、第５図は貼着工程、をそれぞれ示
す。 １・・固体撮１永装置 ５・・・半導体基板 ６・・・屈折光学素子 ７・・・色フィルタ ８・・・基体 ９・・・凹部 時許出１頭人　ソニー株式会社 代理人弁理士　小　池　　　晃 園　　　　　　　　　１）　　村　　　榮　　　−第１
図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 屈折光学素子の外形に相当する形状に凹部を形成しこの
   凹部に上記基体よりも屈折率の高い光学材料を埋め込み
   屈折光学素子を形成してなる基体上に、あらかじめ所定
   のパターンを有する色フィルタを一体的に設け、これら
   一体化した屈折光学素子及び色フィルタを撮像素子を形
   成してなる半導体基板上に貼シ合わせてなる固体撮像装
   置。