TW201436178A - 受光發光裝置 - Google Patents

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Atsushi Toda
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Abstract

本技術係關於一種可以小型之構成進行圖像之拍攝與向所期望之位置照射光兩者之受光發光裝置。受光發光器件包含接收光且進行輸出與光之光量對應之電信號之光電轉換的複數個像素、及發出光之複數個發光部,且2以上之個數之發光部針對每2以上之個數之像素而配置。利用成像光學系統於受光發光器件之像素上形成像。關於複數個發光部,該等複數個發光部各者之發光獨立地控制。本技術可應用於例如進行光通訊之通訊系統、或進行檢查等之醫療用內視鏡系統等。

Description

受光發光裝置
本技術係關於一種受光發光裝置,尤其關於一種例如可以小型之構成進行圖像之拍攝與光向所期望之位置之照射兩者之受光發光裝置。
例如,於專利文獻1中記載有如下技術:一方面,於預先設定之讀出期間依序讀出與二維排列且具有發光受光兩功能之元件群之各元件之受光狀態對應之信號,另一方面,於與讀出期間錯開之顯示期間以與自對象發送之影像信號對應之電壓之顯示信號使元件群之各元件依序發光。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平9-198001號公報
然而,於專利文獻1之技術中,由於無成像透鏡等用於形成像之成像光學系統,故而難以進行被攝體之像之拍攝,而難以獲得被攝體之詳細之位置或形狀等資訊。
又,於專利文獻1之技術中,由於僅以與影像信號對應之電壓之顯示信號使元件群之各元件依序發光,故而難以僅對所期望之位置照射光。
本技術係鑒於上述狀況而完成者,其可以小型之構成進行圖像之拍攝與光向所期望之位置之照射兩者。
本技術之受光發光裝置為包含受光發光部、成像光學系統、及控制部之受光發光裝置,上述受光發光部包含接收光且進行輸出與上述光之光量對應之電信號之光電轉換之複數個像素、及發出光之複數個發光部,且2以上之個數之發光部針對每2以上之個數之像素而配置,上述成像光學系統用以於上述受光發光部之上述像素上形成像,上述控制部獨立地控制上述複數個發光部各者之發光。
本技術之受光發光裝置中,於包含接收光且進行輸出與上述光之光量對應之電信號之光電轉換之複數個像素、及發出光之複數個發光部的受光發光部中,2以上之個數之發光部針對每2以上之個數之像素而配置。而且,於成像光學系統中,於上述受光發光部之上述像素上形成像。又,獨立地控制上述複數個發光部各者之發光。
受光發光裝置可為獨立之裝置,亦可為構成1個裝置之內部區塊。
根據本技術,可以小型之構成進行圖像之拍攝與光向所期望之位置之照射兩者。
10‧‧‧成像光學系統
11‧‧‧成像透鏡
12‧‧‧光闌
20‧‧‧受光發光器件
30‧‧‧影像感測器部
31‧‧‧像素
32‧‧‧彩色濾光片
41‧‧‧發光部
51‧‧‧攝像發光裝置
52‧‧‧控制裝置
60、61‧‧‧行動終端
61A‧‧‧攝像發光裝置
62‧‧‧行動終端
62A‧‧‧攝像發光裝置
63‧‧‧行動終端
63A‧‧‧攝像發光裝置
71‧‧‧發光裝置
91‧‧‧光纖
92‧‧‧分光器
93‧‧‧光纖
94‧‧‧照明裝置
95‧‧‧光纖
96‧‧‧成像透鏡
100‧‧‧影像感測器部
101‧‧‧Si基板
102‧‧‧n-Si小區域
103‧‧‧FD
104‧‧‧電晶體
110‧‧‧氧化膜
111‧‧‧佈線層
120‧‧‧發光部
121‧‧‧p-化合物半導體
122‧‧‧n-化合物半導體
123‧‧‧下部電極
124‧‧‧發光層
125‧‧‧層
126‧‧‧接觸層
127‧‧‧層
128‧‧‧接觸層
129‧‧‧上部電極
151‧‧‧基板
152、153‧‧‧多層反射鏡
154‧‧‧共振器
155‧‧‧上部電極
201‧‧‧儲氫瓶
202‧‧‧閥
203‧‧‧氫純化裝置
2041~2044‧‧‧MFC
2051~2054‧‧‧有機金屬原料槽
2061~2064、2071~2074‧‧‧閥
208‧‧‧氣體原料儲瓶
209‧‧‧MFC
210、211‧‧‧閥
212‧‧‧MFC
221‧‧‧反應管
222‧‧‧基座
223‧‧‧基板
224‧‧‧RF線圈
241‧‧‧腔室
242‧‧‧基板固持器
243‧‧‧基板
2441~2443‧‧‧努特生池
245‧‧‧RHEED電子槍
246‧‧‧螢光屏
247‧‧‧QMS
248‧‧‧電漿池
300‧‧‧讀出部
301、302‧‧‧Si基板
303‧‧‧Si區域
304‧‧‧縱向電晶體
305‧‧‧Si區域
306‧‧‧縱向電晶體
307‧‧‧MOS閘極
308‧‧‧FD
309‧‧‧MOS閘極
310‧‧‧Si區域
321‧‧‧光電轉換部
322‧‧‧電子障壁層
323‧‧‧電極
324‧‧‧鈍化層
325‧‧‧高分子層
326‧‧‧OCCF
327‧‧‧OCL
400‧‧‧讀出部
401‧‧‧Si基板
402‧‧‧Si區域
403‧‧‧MOS閘極
404‧‧‧FD
405‧‧‧像素電極
410‧‧‧氧化膜
411‧‧‧金屬插塞
412‧‧‧像素電極
413‧‧‧電子傳輸層
414‧‧‧發光光電轉換部
415‧‧‧電洞傳輸層
416‧‧‧透明電極
417‧‧‧OCCF
418‧‧‧OCL
圖1係表示應用本技術之攝像發光裝置之一實施形態之構成例之圖。
圖2係表示受光發光器件20之構成例之概要之剖面圖。
圖3係表示受光發光器件20中之發光部41之配置之例之平面圖。
圖4係說明光線逆行之原理之圖。
圖5係表示利用攝像發光裝置之攝像發光系統之一實施形態之構 成例之方塊圖。
圖6係說明由攝像發光系統之攝像發光裝置51進行之圖像拍攝之圖。
圖7係表示由攝像發光裝置51所拍攝之圖像與發光部41之發光之圖。
圖8係表示使用攝像發光系統之通訊系統之第1構成例之圖。
圖9係表示使用攝像發光系統之通訊系統之第2構成例之圖。
圖10係表示使用攝像發光系統之通訊系統之第3構成例之圖。
圖11係表示使用攝像發光系統之醫療用內視鏡系統之第1構成例之圖。
圖12係表示使用攝像發光系統之醫療用內視鏡系統之第2構成例之圖。
圖13係表示使用攝像發光系統之醫療用內視鏡系統之第3構成例之圖。
圖14係表示受光發光器件20之第1構成例之詳情之剖面圖。
圖15係說明受光發光器件20之製造方法之例之流程圖。
圖16係表示發光部120之構成例之剖面圖。
圖17係說明製造發光部120之製造方法之例之流程圖。
圖18係表示發光部120之另一構成例之剖面圖。
圖19係表示以MOCVD法進行結晶成長之MOCVD裝置之構成例之方塊圖。
圖20係表示以MBE法進行結晶成長之MBE裝置之構成例之方塊圖。
圖21係表示受光發光器件20之第2構成例之詳情之剖面圖。
圖22係表示晶格常數與帶隙之關係之圖。
圖23係說明形成於Si基板302上之光電轉換部321之結晶成長之 圖。
圖24係說明受光發光器件20之製造方法之例之流程圖。
圖25係表示受光發光器件20之第3構成例之詳情之剖面圖。
圖26係表示成為電子傳輸層413之材料之例之圖。
圖27係表示成為發光光電轉換部414之材料之例之圖。
圖28係表示成為電洞傳輸層415之材料之例之圖。
圖29係說明受光發光器件20之製造方法之例之流程圖。
<應用本技術之攝像發光裝置之構成例>
圖1係表示應用本技術之攝像發光裝置之一實施形態之構成例之圖。
於圖1中,攝像發光裝置包含成像光學系統10及受光發光器件20。
成像光學系統10使來自外部(被攝體)之光於受光發光器件20(之下述之像素)上聚光並成像。
圖1中,成像光學系統10包含成像透鏡11與光闌12。
成像透鏡11使來自外部之光經由光闌12而於受光發光器件20上聚光並成像。
光闌12控制自成像透鏡11入射至受光發光器件20之光之光量。
受光發光器件20為可進行受光與發光兩者之器件,其進行接收經由成像光學系統10入射之光且輸出與該光之光量對應之電信號的光電轉換。
又,受光發光器件20發出光,該光經由成像光學系統10而出射至外部。
再者,受光發光器件20例如可由單晶片之半導體晶片而構成。
<受光發光器件20之構成例之概要>
圖2係表示圖1之受光發光器件20之構成例之概要之剖面圖。
受光發光器件20例如形成為平板形狀,作為其構成之一例,可採用例如於CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor,互補金氧半導體)影像感測器或CCD(Charge Coupled Device,電荷耦合器件)影像感測器等影像感測器設置有進行發光之元件之構成等。
即,於圖2中,受光發光器件20包含影像感測器部30及複數個發光部41。
影像感測器部30包含複數個像素31及彩色濾光片32。
複數個像素31配置成(二維之)格子狀,進行接收經由彩色濾光片32入射之光且輸出與該光之光量對應之電信號的光電轉換。
於複數個像素31上,藉由成像光學系統10(圖1)而結成被攝體之像。因此,根據複數個像素31(包含其之影像感測器部30),將被攝體之像進行光電轉換而拍攝被攝體(之圖像)。
彩色濾光片32為R、G、B等色以拜耳排列等特定排列配置而成之濾光片,於各色之排列部分中,藉由使入射至彩色濾光片32之光中的對應之色(波長)之光通過,而使該色之光入射至對應之像素。藉此,由影像感測器部30(之像素31)拍攝彩色之圖像。
發光部41為發出光之元件等,於圖2中,其配置於光入射至像素31之側即上側中之彩色濾光片32之上部。發光部41例如可採用如LED(Light Emitting Diode,發光二極體)或有機EL(Electro Luminescence,電致發光)等般藉由電子與電洞之再結合而發光之元件、如雷射等般藉由受激發射而發光之元件、根據其他任意之原理而發光之元件。
再者,圖2中,發光部41係朝上側發出光。
複數個發光部41之配置可以使2以上之個數之發光部41針對每2以上之個數之像素31而配置之方式進行。
此處,將2以上之個數之發光部41針對每2以上之個數之像素31而配置之圖案(以下,亦稱為發光部41之配置圖案)只要為如對2以上之個數之像素31分配2以上之個數之發光部41之形式,則並無特別限定。
即,作為發光部41之配置圖案,可採用例如將2以上之M個發光部41針對每2以上且大於M之N個像素31而配置之圖案、或將2以上之個數之發光部41針對每與該2以上之個數之發光部41相同之個數之像素31而配置之圖案等。
於採用將2以上之M個發光部41針對每2以上且大於M之N個像素31而配置之圖案之情形時,結果可將1個發光部41針對每數個像素、或數百像素、數千像素、數萬像素、數十萬像素等任意複數個像素31而配置。
又,於採用將2以上之個數之發光部41針對每與該2以上之個數之發光部41相同之個數之像素31而配置之圖案之情形時,結果可將1個發光部41針對每1個像素31而配置。
進而,發光部41之配置之密度亦可不固定。即,針對每2以上之個數之像素31而配置之發光部41之個數亦可根據配置之位置而不同。
具體而言,可於影像感測器部30之中央部分(配置成格子狀之複數個像素31之中央部分)密集地配置發光部41,於周邊部分稀疏地配置發光部41。於該情形時,有相較以固定之密度配置發光部41之情形,所需之發光部41之總數變少,可廉價地構成受光發光器件20之情況。
再者,圖2中,發光部41係與像素31分開而設置於像素31之上部,但可將像素31與發光部41一體構成。
即,像素31與發光部41例如可使用由進行光電轉換且進行發光之材料所形成之膜(以下,亦稱為發光光電轉換膜)等而一體構成。
作為發光光電轉換膜,可採用例如具有pn接面之半導體、或有機EL之材料等。該情形時,發光光電轉換膜於被施加逆向偏壓時作為像素31發揮功能,於被施加順向偏壓時作為發光部41發揮功能。
此處,發光部41(包括與像素31一體構成之發光部41(發光光電轉換膜等))可由例如包含AlGaInN系、GaInNAs系、AlGaInP系、AlGaAs系、GaAsInP系、MgZnCdSSe系、CuInGaSSe系等III-V(3-5)族、或II-VI(2-6)族、I-III-VI(1-3-6)族之化合物、該等之量子點或者量子井之化合物半導體材料,有機EL等有機材料及其他進行發光之材料而構成。
又,發光部41發出之光可為LED等發出之非同調光,亦可為如雷射光等之同調光。
再者,發光部41發出之光有於以影像感測器部30(之像素31)進行拍攝時成為雜散光,且由像素31受光,成為雜訊而造成不良影響的情況。
因此,於圖2中,例如於發光部41之下部設置遮斷光之遮光膜,藉此可防止發光部41發出之光於拍攝時成為雜訊而造成不良影響。
此外,例如交替進行等於不同之時序進行例如利用影像感測器部30(之像素31)之拍攝與發光部41之發光,藉此可防止發光部41發出之光於拍攝時成為雜訊而造成不良影響。
圖3係表示圖2之受光發光器件20中之發光部41之配置之例的受光發光器件20之平面圖。
如圖3所示,發光部41例如可設置於左右(或上下)相鄰之2個像素31彼此之間。又,如圖3所示,發光部41例如可以鄰接之2×2(橫×縱)個像素31作為設置發光部41之安裝單位,而配置於該2×2個像素31之中心(重心)之位置(斜向相鄰之2個像素31彼此之間)。
再者,在將發光部41設置於左右(或上下)相鄰之2個像素31彼此 之間之情形時,發光部41以相對於1個像素31而為(大致)1個之比例設置。又,於將發光部41以鄰接之2×2個像素31作為安裝單位而設置之情形時,發光部41以相對於4個像素31而為1個之比例設置。
<利用攝像發光裝置之應用>
如圖1所示,於包含成像光學系統10與受光發光器件20之攝像發光裝置中,可以小型之構成進行圖像之拍攝與光向所期望之位置之照射兩者,根據該效果,可利用於各種應用。
即,根據圖1之攝像發光裝置,例如可拍攝圖像,且可使光照射至映於該圖像上之被攝體之所期望之位置。
於攝像發光裝置中,可拍攝圖像且可使光照射至映於該圖像上之被攝體之所期望之位置的原因在於光線逆行之原理。
圖4係說明光線逆行之原理之圖。
所謂光線逆行之原理係指於表示光之行進之光路之某點,若使光逆行則光沿行進時之光路逆行之原理,且如圖4所示,即便於光路中存在折射率不同之介質,光線逆行之原理亦成立。
圖5係表示利用圖1之攝像發光裝置之攝像發光系統之一實施形態之構成例的方塊圖。
於圖5中,攝像發光系統包含攝像發光裝置51與控制裝置52。
攝像發光裝置51與圖1之攝像發光裝置同樣地構成,包含成像光學系統10與受光發光器件20。
控制裝置52獨立地控制攝像發光裝置51所包含之受光發光器件20之複數個發光部41(圖2)各者之發光。
又,控制裝置52控制攝像發光裝置51所進行之圖像之拍攝。
進而,自攝像發光裝置51對控制裝置52供給該攝像發光裝置51所拍攝之圖像。
控制裝置52視需要對來自攝像發光裝置51之圖像進行處理。例 如,控制裝置52辨識來自攝像發光裝置51之圖像,根據該圖像之辨識結果,而使攝像發光裝置51所包含之(受光發光器件20之)發光部41發光。
此外,控制裝置52根據持有圖5之攝像發光系統之使用者之操作等,而使攝像發光裝置51所包含之發光部41發光。
圖5之攝像發光系統可應用於作為利用光進行資訊之交換之通訊裝置、或拍攝圖像之攝像裝置(數位相機)而發揮功能之行動終端,該行動終端可應用於例如智慧型手機等平板終端或攜帶型遊戲機、及其他電子器件。
圖6係說明由圖5之攝像發光系統之攝像發光裝置51進行之圖像之拍攝之圖。
由攝像發光裝置51進行之圖像之拍攝係藉由如下方式進行:如圖6所示,將來自作為被攝體之物體之光藉由成像光學系統10於受光發光器件20上成像,而於受光發光器件20上形成被攝體之像。
即,受光發光器件20中,將形成於該受光發光器件20上之像由受光發光器件20所包含之複數個像素31進行光電轉換,藉此拍攝被攝體之圖像。
由於被攝體之各點與被攝體之像之各點一對一地對應,故而由受光發光器件20所拍攝之圖像上之某一點與被攝體之一點對應。
圖7係表示形成於受光發光器件20上之被攝體之像,即,由攝像發光裝置51所拍攝之圖像與發光部41之發光之圖。
於受光發光器件20中,複數個發光部41以如對2以上之個數之像素31分配2以上之個數之發光部41之形式可謂為遍佈地配置。
因此,若設為採用與由攝像發光裝置51所攝像之圖像(形成於受光發光器件20上之被攝體之像)上之任意位置最靠近的(1個)發光部41作為與該任意位置對應之發光部41,則攝像發光裝置51可針對由攝像 發光裝置51所拍攝之圖像上之任意位置,使與該任意位置對應之發光部41發光。
藉由在攝像發光裝置51中使與任意位置對應之發光部41發光,圖5之攝像發光系統可進行光通訊。
即,根據圖5之攝像發光系統,可構成利用由攝像發光裝置51進行之圖像之拍攝與發光部41之發光而進行光通訊之通訊系統。
圖8係表示使用圖5之攝像發光系統之通訊系統之第1構成例之圖。
於圖8中,通訊系統包含行動終端60及61。
行動終端60與圖5之攝像發光系統同樣地構成。
行動終端61亦與圖5之攝像發光系統同樣地構成。再者,將行動終端61之與攝像發光裝置51對應之區塊記載為攝像發光裝置61A。
圖8中,使用者A持有行動終端61且使其朝向行動終端60側。
因此,行動終端60之攝像發光裝置51可一併拍攝持有行動終端61且使其朝向行動終端60側之使用者A與行動終端61。
若於攝像發光裝置51中,使與映於由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置(特定位置)對應的發光部41發光,則該發光部41所發出之光根據光線逆行之原理,以聚集至行動終端61之攝像發光裝置61A之方式進行照射。
因此,藉由在行動終端61之攝像發光裝置61A中接收來自攝像發光裝置51(之發光部41)之光,而可進行自行動終端60向行動終端61發送資訊之光通訊。
如以上般,藉由在攝像發光裝置51中,使與映於由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置對應的發光部41發光,而可使光僅照射至作為所期望之位置之行動終端61之攝像發光裝置61A,因此可進行不會使資訊洩漏至外部之光通訊。
另一方面,同樣地,若自行動終端61之攝像發光裝置61A發出光,則該光於行動終端60之攝像發光裝置51中由與映於以該攝像發光裝置51拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置對應的像素31(圖2)接收,從而行動終端60可接收與來自攝像發光裝置61A之光對應之資訊。因此,可進行自行動終端61向行動終端60發送資訊之光通訊。
此處,於攝像發光裝置51中,為使與映於由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置對應的發光部41發光,必須於行動終端60中辨識由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置(特定位置),該辨識係於行動終端60之控制裝置52(圖5)中進行。
即,控制裝置52藉由進行由攝像發光裝置51所拍攝之圖像之圖像辨識,而辨識由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置。
而且,控制裝置52根據圖像辨識之辨識結果,而控制與由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置對應的發光部41,藉此使該發光部41發光,使光僅照射至行動終端61之攝像發光裝置61A。
再者,由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置之辨識可藉由如下之其他方式進行:例如使攝像發光裝置61A僅於特定期間發光或以特定圖案閃爍,且於行動終端60之控制裝置52中檢測由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之特定值以上之亮度之位置(像素31)或以特定圖案閃爍之位置。
又,由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置可藉由例如自看到由攝像發光裝置51所拍攝之圖像之使用者發出指示而辨識。
此處,於以攝像發光裝置51進行拍攝時,於未對焦之情形時,由攝像發光裝置51所拍攝之圖像會產生模糊。該情形時,攝像發光裝置51(之發光部41)所發出之光亦會產生模糊,該光以與某種模糊程度對應之擴散而照射至行動終端61之攝像發光裝置61A。
為使攝像發光裝置51所發出之光儘量聚光至行動終端61之攝像發光裝置61A(之一點),於以攝像發光裝置51進行拍攝時必須進行對焦。
但,實際上於以攝像發光裝置51進行拍攝時,即便進行對焦,由於攝像發光裝置51之成像光學系統10(圖1)所包含之成像透鏡11(進而,聚焦透鏡等未圖示之其他透鏡)存在像差或繞射極限,故而攝像發光裝置51所發出之光亦以某種程度之擴散而聚光至行動終端61之攝像發光裝置61A。
於攝像發光裝置51所發出之光以某種程度之擴散而聚光至行動終端61之攝像發光裝置61A之情形時,於攝像發光裝置61A中有由複數個像素接收攝像發光裝置51所發出之光之情況,但即便如此由複數個像素接收(檢測到)攝像發光裝置51所發出之光,對光通訊亦並無特別影響。
再者,於圖8之通訊系統中,進行僅自行動終端60及61中之一者向另一者發送資訊之單向之光通訊,即,例如自行動終端60向行動終端61之單向之光通訊之情形時,僅接收資訊之行動終端61只要具有進行受光之功能即可,亦可不具有進行發光之功能。
圖9係表示使用圖5之攝像發光系統之通訊系統之第2構成例之圖。
再者,圖中,對於與圖8之通訊系統對應之部分標註相同之符號,且以下適當省略其說明。
圖9中,通訊系統包含行動終端60、61及62。
行動終端62與圖5之攝像發光系統同樣地構成。再者,將行動終端62之與攝像發光裝置51對應之區塊記載為攝像發光裝置62A。
圖9中,與圖8之情形同樣地,使用者A持有行動終端61且使其朝向行動終端60側。進而,於圖9中,處於自行動終端60側觀察時不與使用者A重疊之位置之使用者B同樣持有行動終端62且使其朝向行動終端60側。
因此,行動終端60之攝像發光裝置51可拍攝持有行動終端61且使其朝向行動終端60側之使用者A、與持有行動終端62且使其朝向行動終端60側之使用者B。
如圖8中所說明般,若於攝像發光裝置51中,使與映於由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上的由使用者A所持有之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置對應的發光部41發光,則該發光部41所發出之光根據光線逆行之原理,僅照射至行動終端61之攝像發光裝置61A。
因此,藉由在行動終端61之攝像發光裝置61A中接收來自攝像發光裝置51(之發光部41)之光,而可進行自行動終端60向行動終端61發送資訊之光通訊。
同樣地,若於攝像發光裝置51中,使與映於由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上的由使用者B所持有之行動終端62之攝像發光裝置62A之位置對應的發光部41發光,則該發光部41所發出之光根據光線逆行之原理,僅照射至行動終端62之攝像發光裝置62A。
因此,藉由在行動終端62之攝像發光裝置62A中接收來自攝像發光裝置51(之發光部41)之光,而可進行自行動終端60向行動終端61發送資訊之光通訊。
根據以上,於行動終端60之控制裝置52(圖5)中,例如進行由攝像發光裝置51所拍攝之圖像之圖像辨識,並根據該圖像辨識之辨識結果,個別地控制與由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端61之 攝像發光裝置61A之位置對應的發光部41、及與由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端62之攝像發光裝置62A之位置對應的發光部41使其等發光,藉此可進行自行動終端60向行動終端61及62之各者個別地發送資訊之光通訊。
另一方面,同樣地,若自行動終端61之攝像發光裝置61A發出光,則該光於行動終端60之攝像發光裝置51中由與映於以該攝像發光裝置51拍攝之圖像上之行動終端61之攝像發光裝置61A之位置對應的像素31接收,從而行動終端60可接收與來自攝像發光裝置61A之光對應之資訊。因此,可進行自行動終端61向行動終端60發送資訊之光通訊。
進而,同樣地,若自行動終端62之攝像發光裝置62A發出光,則該光於行動終端60之攝像發光裝置51中由與映於以該攝像發光裝置51拍攝之圖像上之行動終端62之攝像發光裝置62A之位置對應的像素31接收,從而行動終端60可接收與來自攝像發光裝置62A之光對應之資訊。因此,可進行自行動終端62向行動終端60發送資訊之光通訊。
根據以上,行動終端60可於與作為複數之2台行動終端61及62各者之間,同時且獨立地進行不會使資訊洩漏至外部(通訊對象以外)之光通訊。
再者,行動終端60可以同樣之方式於與3台以上之行動終端各者之間進行不會使資訊洩漏至外部之光通訊。
圖10係表示使用圖5之攝像發光系統之通訊系統之第3構成例之圖。
再者,圖中,對於與圖8之通訊系統對應之部分標註相同之符號,且以下適當省略其說明。
圖10中,通訊系統包含行動終端60及63。
行動終端63與圖5之攝像發光系統同樣地構成。但,行動終端63 於新設置有發光裝置71之方面與圖5之攝像發光系統不同。再者,將行動終端63之與攝像發光裝置51對應之區塊記載為攝像發光裝置63A。
於行動終端63中,發光裝置71為與攝像發光裝置63A不同之具有進行發光之功能之區塊,其接近於攝像發光裝置63A而設置。
發光裝置71藉由發出特定圖案之光,而發送用於識別成為行動終端60之通訊對象之行動終端63(持有其之使用者C)之識別資訊。
圖10中,使用者C持有行動終端63且使其朝向行動終端60側,行動終端60之攝像發光裝置51一併拍攝持有行動終端63且使其朝向行動終端60側之使用者C與行動終端63。
因此,於發光裝置71藉由發出光而發送識別資訊之情形時,於行動終端60中攝像發光裝置51接收發光裝置71所發出之光,且控制裝置52(圖5)根據自攝像發光裝置51所接收之發光裝置71之光獲取之識別資訊,而識別作為通訊對象之行動終端63。
此處,識別資訊中包含其為識別資訊之意之資訊(發光裝置71所發出之特定圖案之光中包含表示該光為識別資訊之圖案之光)。
行動終端60於控制裝置52識別出作為通訊對象之行動終端63時,在與該行動終端63之間如圖8中所說明般開始光通訊。
再者,於如上所述般發光裝置71接近於攝像發光裝置63A而設置之情形時,行動終端60將接收來自發光裝置71之作為識別資訊之光之位置作為由攝像發光裝置51所拍攝之圖像上之行動終端63之攝像發光裝置63A之位置予以辨識,且使與該位置對應之發光部41發光,藉此可將資訊發送至行動終端63。
又,由於發光裝置71所發出之光無需照射至特定之位置,故而於發光裝置71中不一定必須設置與攝像發光裝置51所包含之成像光學系統10(圖1)相當之成像光學系統。
進而,於行動終端60中亦可設置與行動終端63之發光裝置71相當之發光裝置。
如以上般,根據圖5之攝像發光系統,可構成進行光通訊之通訊系統,此外,例如可構成用於藉由對人體器官之特定位置照射光而進行該特定位置之檢查或治療之醫療用內視鏡系統。
即,根據圖5之攝像發光系統,可構成利用由攝像發光裝置51進行之圖像之拍攝與發光部41之發光而進行人體之檢查等之醫療用內視鏡系統。
圖11係表示使用圖5之攝像發光系統之醫療用內視鏡系統之第1構成例之圖。
再者,圖中,對於與圖5之攝像發光系統之情形對應之部分標註相同之符號,且以下適當省略其說明。
醫療用內視鏡系統係拍攝人體之胃等器官之內部之圖像,且根據該圖像而辨識器官(之內部)之特定位置。而且,對該特定位置照射光,藉此進行特定位置之檢查或治療等。
圖11中,醫療用內視鏡系統包含攝像發光裝置51、控制裝置52、光纖91、及分光器92。
圖11中,攝像發光裝置51及光纖91係自人體之口或鼻插入至胃之內部。
攝像發光裝置51拍攝胃之內部之表面之圖像,且供給至控制裝置52。
此處,於圖11之醫療用內視鏡系統中,以攝像發光裝置51進行之胃之圖像之拍攝可藉由如下方式進行:使設置於攝像發光裝置51(所具有之受光發光器件20)之複數個發光部41之一部分或全部發光,而對拍攝對象之胃之內部進行照明。
控制裝置52例如根據來自攝像發光裝置51之圖像之圖像辨識、 或來自看到該圖像之醫務工作者之指示,而辨識胃之(內部之)特定位置,並使與來自攝像發光裝置51之圖像上之映出特定位置的位置對應之發光部41(圖2)發光(以發光之方式予以控制)。
其結果為,對胃之特定位置照射光。
此處,醫療用內視鏡系統中,作為發光部41所發出之光,除可見光以外,視需要可採用紫外線等及其他於檢查或治療中必要之一切光。
又,於受光發光器件20(圖2)中,能以可見光與紫外線等不可見光之方式成組地配置發出不同種類之光之複數種發光部,且選擇該複數種發光部中之任意種類之發光部使其發光。
若自攝像發光裝置51對胃之特定位置照射光,則於該特定位置,會因光反射或散射而產生反射光或散射光。
又,於胃之特定位置存在疾病標記物之情形時,當自發光部41發出之光為激發標記物之激發光(例如,紫外線或藍色光等之短波長之光)時,標記物藉由接收來自發光部41之激發光而發出螢光或磷光。
此處,標記物中包含例如膠原蛋白等之生態系之螢光物質、或具有於低氧狀態下強烈發光之性質之銥錯合物(因於癌組織中氧不足,故尤其於癌組織中會發光)等化學系物質。
光纖91將於胃之特定位置產生之反射光、或散射光、螢光、磷光引導至人體外之分光器92。
分光器92以來自光纖91之光,即,於胃之特定位置產生之反射光、或散射光、螢光、磷光為對象,進行例如光柵方式等之分光測定,求出作為分光資料之於胃之特定位置產生之反射光、或散射光、螢光、磷光之分光光譜(分光特性)。
如以上般,根據圖11之醫療用內視鏡系統,可對器官內部之所期 望之位置照射光,而獲得來自該所期望之位置之反射光等之分光光譜。
再者,圖11中係藉由光纖91將於胃之特定位置產生之反射光等引導至人體外之分光器92,而進行該反射光等之分光測定,但分光器92可構成為小型,而與攝像發光裝置51一併插入至胃之內部進行分光測定。
又,於圖11之醫療用內視鏡系統中,控制裝置52藉由使設置於攝像發光裝置51(所包含之受光發光器件20)之複數個發光部41之一部分或全部依序發光,而可掃描光之照射位置,製作由攝像發光裝置51所拍攝之胃之圖像之一部分或全部之各位置之分光光譜即可謂為分光圖。
圖12係表示使用圖5之攝像發光系統之醫療用內視鏡系統之第2構成例之圖。
再者,圖中,對於與圖11之情形對應之部分標註相同之符號,且以下適當省略其說明。
圖12中,醫療用內視鏡系統包含攝像發光裝置51、控制裝置52、光纖91、分光器92、光纖93、及照明裝置94。
因此,圖12之醫療用內視鏡系統於包含攝像發光裝置51、控制裝置52、光纖91、及分光器92之方面與圖11之情形為共同,於新設置有光纖93及照明裝置94之方面與圖11之情形不同。
圖12中,與圖11之情形同樣地,攝像發光裝置51及光纖91係自人體之口或鼻插入至胃之內部。進而,於圖12中,光纖93自人體之口或鼻插入至胃之內部。
照明裝置94例如內置白色光源等,發出白色光等光。照明裝置94所發出之光藉由光纖93而引導至胃之內部,對胃之內部進行照明。
圖12中,以上述方式藉由攝像發光裝置51拍攝以照明裝置94之 光照明之胃之內部(之圖像)。
再者,照明裝置94之光可於利用攝像發光裝置51進行拍攝時設為打開,於使設置於攝像發光裝置51(所包含之受光發光器件20)之發光部41發光以進行分光測定時設為關閉,而使胃之內部變暗。
又,於圖12中係藉由利用光纖93將照明裝置94之光引導至胃之內部而對胃之內部進行照明,但除此以外,例如可採用LED等小型之照明裝置作為照明裝置94,將該小型之照明裝置94本身自人體之口或鼻插入至胃之內部,而對胃之內部進行照明。
圖13係表示使用圖5之攝像發光系統之醫療用內視鏡系統之第3構成例之圖。
再者,圖中,對於與圖11或圖12之情形對應之部分標註相同之符號,且以下適當省略其說明。
於圖13中,醫療用內視鏡系統包含攝像發光裝置51、控制裝置52、光纖91、分光器92、光纖93、照明裝置94、光纖95、及成像透鏡96。
因此,圖13之醫療用內視鏡系統於包含攝像發光裝置51、控制裝置52、光纖91、分光器92、光纖93、及照明裝置94之方面與圖12之情形為共同,於新設置有光纖95及成像透鏡96之方面與圖12之情形不同。
圖13中,將光纖91、93及95、以及成像透鏡96自人體之口或鼻插入至胃之內部。
因此,圖13中,如圖11中所說明般,藉由光纖91將於胃之特定位置產生之反射光等引導至分光器92,且於分光器92中求出該反射光等之分光光譜。
又,於圖13中,如圖12中所說明般,於以攝像發光裝置51拍攝胃之內部(之圖像)時,照明裝置94之光藉由光纖93而引導至胃之內 部,對胃之內部進行照明。
但,於圖13中,在插入至胃之內部之光纖95之於胃之內部側之一端設置有成像透鏡96,於人體外側之另一端配置有攝像發光裝置51之成像光學系統10。
因此,圖13中,於攝像發光裝置51中,胃之內部之拍攝係藉由接收(光電轉換)經由成像透鏡96及光纖95入射之來自胃之內部之光而進行。
又,若攝像發光裝置51之特定之發光部41發光,則該發光部41所發出之光經由光纖95及成像透鏡96而照射至胃之特定位置。
圖13中,無需將攝像發光裝置51插入至胃之內部,僅將光纖91、93及95、以及成像透鏡96此等可(使直徑)極小地構成之構件插入至胃之內部即可,因此與將攝像發光裝置51插入至胃之內部之情形相比,可減小人體之負擔。
再者,於圖13中,成像光學系統10之成像透鏡11可由成像透鏡96代替,該情形時,亦可無成像透鏡11。
以上,對在醫療用內視鏡系統中進行作為檢查之分光測定之情形進行了說明,但醫療用內視鏡系統亦可藉由照射光,而進行如不會對人體器官之患部本身或存在於患部之藥物或治具等造成影響之治療或手術(操作)。
再者,圖11至圖13之醫療用內視鏡系統可僅對器官之特定位置照射光,因此不會對其他位置造成不良影響。
於圖5之攝像發光系統中,可以小型之構成進行圖像之拍攝與光向所期望之位置之照射兩者,因此可如以上般利用於光通訊、或人體之檢查等各種應用。
即,可容易地實現藉由對所期望之位置照射光而進行獲取來自該位置之反射光等之分光光譜之檢查、及其他治療或手術之醫療用內 視鏡系統等醫療用裝置。
又,可容易地實現於與1個以上之行動終端之間進行不會使資訊洩漏至外部(別處)之光通訊之行動終端。
此外,可容易地實現例如藉由圖像之拍攝而獲得與映於該圖像上之被攝體之距離相關之距離資訊、或與形狀相關之形狀資訊之攝像裝置(相機)。
<受光發光器件20之第1構成例>
圖14係表示圖1之受光發光器件20之第1構成例之詳情之剖面圖。
於圖14中,受光發光器件20大致而言成為於CMOS影像感測器上搭載有作為發光部之化合物半導體之構造。
即,於圖14中,影像感測器部100與CMOS影像感測器同樣地構成。
影像感測器部100具有包含p型Si(矽)(p-Si)之Si基板101。
於Si基板101之內部,呈格子狀地形成有複數個n型Si(n-Si)之較小之區域即n-Si小區域102,該n-Si小區域102與Si基板101之p-Si一併構成作為像素之PD(Photo Diode,光二極體)。
於Si基板101內之上部之n-Si小區域102之附近,形成有成為FD(Floating Diffusion,浮動擴散)103之n-Si之區域。
而且,於Si基板101之表面(上側之面)上之n-Si小區域102與其附近之FD103之間,設置有轉移電晶體(FET之閘極)104。
此處,包含n-Si小區域102之PD藉由接收自上部入射之光而產生電荷。由n-Si小區域102(包含其之PD)所產生之電荷藉由轉移電晶體104之導通而轉移至FD103。
轉移至FD103之電荷例如經由所謂之放大電晶體、及選擇電晶體(未圖示)而讀出,藉此轉換為對應之電壓,且作為像素值而輸出。
再者,於Si基板101上,形成有下述驅動發光部120之包含TFT等之驅動電路,但於圖14中,為避免圖變得複雜而省略其圖示。
於影像感測器部100之上部,形成有氧化膜110。
於氧化膜110內之上部(光入射至包含n-Si小區域102之PD之側),設置有佈線層111、及發光部120。
佈線層111為與發光部120相連之佈線,於圖14中,其設置於發光部120之下部。
發光部120例如為由化合物半導體構成之發光部,其具有由p型化合物半導體(p-化合物半導體)121與n型化合物半導體(n-化合物半導體)122所形成之pn接面。發光部120於被施加順向偏壓時,即,於對p-化合物半導體121施加較n-化合物半導體122高之電壓時(於對n-化合物半導體122施加較p-化合物半導體121低之電壓時)發光。
於圖14之發光部120中,於上部配置有p-化合物半導體121,於下部配置有n-化合物半導體122。進而,於n-化合物半導體122之下部,設置有下部電極123,佈線層111係設置於下部電極123之下部。
再者,發光部120係設置於構成作為像素之PD之n-Si小區域102彼此之間等之不會妨礙光入射至n-Si小區域102之位置。於圖14中,發光部120係設置於避開包含n-Si小區域102之PD之上部的FD103之上部。
又,為防止發光部120所發出之光洩漏至影像感測器部100側而成為雜訊,設置於n-化合物半導體122之下部之下部電極123,即,位於發光部120之與影像感測器部100對向之側即下部之下部電極123兼作遮斷發光部120所發出之光之遮光膜。
於發光部120之上部,形成有作為共用電極之透明電極(透明之電極)112,於透明電極112之上部,形成有氧化膜130。
而且,於氧化膜130之構成作為像素之PD之n-Si小區域102之位 置,形成有用於與拜耳排列等對應之R(紅)、G(綠)、或B(藍)之色分離之OCCF(On Chip Color Filter,晶片上彩色濾光片)131。
於OCCF131上,形成有用於聚光之OCL(On Chip Lens,晶片上透鏡)132。
如以上般構成之受光發光器件20藉由對經由OCL132、OCCF131、氧化膜130、透明電極112、及氧化膜110入射至構成作為像素之PD之n-Si小區域102之光進行光電轉換,而拍攝圖像。
又,發光部120進行發光,且發光部120所發出之光經由透明電極112、及氧化膜130出射,藉此對所期望之位置照射光。
再者,關於氧化膜110及130,可代替氧化膜110及130而採用氮化膜、及其他透明之有機材料。
圖15係說明圖14之受光發光器件20之製造方法之例之流程圖。
再者,於圖14之受光發光器件20之製造時,於半導體製程中預先製造影像感測器部100、及發光部120。又,於影像感測器部100之製造時,亦將上述驅動發光部120之驅動電路形成於影像感測器部100之上部。
於步驟S11中,於影像感測器部100上形成佈線層111,且以焊料安裝發光部120,於步驟S12中形成氧化膜110。
進而,於步驟S13中,例如藉由以濺鍍法蒸鍍ITO(Indium Tin Oxide,銦錫氧化物)電極,而佈線成為共用電極之透明電極112。
繼而,於步驟S14中,形成氧化膜130、OCCF131、及OCL132,從而完成受光發光器件20之製造。
再者,作為透明電極112,亦可採用面狀電極、及線狀電極中之任一構造之電極。
又,圖15中係採用ITO電極作為透明電極112,但只要為使來自上部之光入射至影像感測器部100之構成作為像素之PD之n-Si小區域 102之構造或材料,則透明電極112之構造或材料並無特別限定。
進而,OCCF131或OCL132不一定必須設置。
圖16係表示圖14之發光部120之構成例之剖面圖。
如圖14中所說明般,發光部120係由化合物半導體構成,且具有由p-化合物半導體121與n-化合物半導體122所形成之pn接面。
圖14中,作為化合物半導體,例如採用AlGaAs系材料,且於由p-化合物半導體121與n-化合物半導體122所形成之pn接面之部分,設置有GaAs之發光層124。
而且,發光部120成為由p-AlGaAs之層125與n-AlGaAs之層127夾著發光層124之上下之雙異質構造。
進而,於p-AlGaAs之層125上形成有p-GaAs之接觸層126,並且於n-AlGaAs之層127下形成有n-GaAs之接觸層128。
於p-GaAs之接觸層126上,在該接觸層126之周邊部分形成有由Ti/Pt/Au等形成之上部電極129。又,於n-GaAs之接觸層128下,由Al等形成有與佈線層111(圖14)連接之下部電極123。
此處,於發光部120,作為n型及p型之摻雜物,可分別採用Se及Zn。
又,於圖16中,p-AlGaAs之層125與p-GaAs之接觸層126構成p-化合物半導體121,n-AlGaAs之層127與n-GaAs之接觸層128構成n-化合物半導體122。
如以上般構成之發光部120中,於被施加順向偏壓之情形(對p-化合物半導體121側施加較n-化合物半導體122側高之電壓之情形)時,藉由電子與電洞之再結合,發光層124發光,且藉由該發光所產生之光自p-GaAs之接觸層126之未形成上部電極129之中央部分出射。
圖17係說明製造圖16之發光部120之製造方法之例之流程圖。
於步驟S21中,於成為發光層124之GaAs之基板,藉由例如 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition,金屬有機化學氣相沈積)法、或MBE(Molecular Beam Epitaxy,分子束磊晶)法等使p-AlGaAs之層125與n-AlGaAs之層127、進而使p-GaAs之接觸層126與n-GaAs之接觸層128磊晶結晶成長。
於步驟S22中,於p-GaAs之接觸層126上,利用電子束蒸鍍法等形成Ti/Pt/Au之上部電極129。
進而,於步驟S23中,於n-GaAs之接觸層128下,藉由使Al薄膜化且利用電阻加熱法等進行蒸鍍而形成下部電極123。
繼而,於步驟S24中,自於GaAs之基板使p-AlGaAs之層125與n-AlGaAs之層127、及p-GaAs之接觸層126與n-GaAs之接觸層128結晶成長,且形成有上部電極129及下部電極123者,以解理法或切割等切出所需尺寸之發光部120,從而完成發光部120之製造。
此處,若將影像感測器部100之像素(n-Si小區域102)之尺寸設為例如10μm見方,則作為發光部120之尺寸,可採用例如5μm見方。但,發光部120之尺寸並無特別限定。
又,作為結晶成長之方法,除MOCVD法或MBE法以外,可採用例如液相磊晶法(LPE,Liquid Phase Epitaxy)、及其他任意之方法。
進而,Ti/Pt/Au之上部電極129成為歐姆電極,但上部電極129只要為具有歐姆性之電極或以此為准之電極,則並無特別限定。
再者,於圖16中,作為構成發光部120之化合物半導體係採用AlGaAs系材料,但此外,作為化合物半導體,可採用例如包含AlGaInN系、GaInNAs系、AlGaInP系、AlGaAs系、GaAsInP系、MgZnCdSSe系、CuInGaSSe系等III-V(3-5)族、或II-VI(2-6)族、I-III-VI(1-3-6)族之化合物、該等之量子點或量子井之化合物半導體材料等。
作為構成發光部120之化合物半導體,例如於採用AlGaInN系材 料之情形時,發光部120成為以GaInN為發光層且由p型與n型AlGaN之層夾著其上下之雙異質構造。
作為構成發光部120之化合物半導體,例如於採用AlGaInP系材料之情形時,發光部120成為以GaInP為發光層且由p型與n型AlGaInP之層夾著其上下之雙異質構造。
作為構成發光部120之化合物半導體,例如於採用MgZnCdSSe系材料之情形時,發光部120成為以ZnCdSe為發光層且由p型與n型MgZnSSe之層夾著其上下之雙異質構造。
以上說明之發光部120之構造為LED構造,但作為發光部120之構造,除此以外可採用例如面發光雷射構造。
圖18係表示圖14之發光部120之另一構成例之剖面圖。
圖18之發光部120成為藉由AlGaAs與GaAs之多層反射鏡(DBR(Distributed Bragg Reflector,分散式布瑞格反射器)),而在相對於基板垂直之方向上構成有共振器之面發光雷射。
即,圖18中,於GaAs之基板151上,形成有p-AlGaAs與p-GaAs呈層狀地重疊而成之多層反射鏡152,於GaAs之基板151下,形成有n-AlGaAs與n-GaAs呈層狀地重疊而成之多層反射鏡153。
而且,由多層反射鏡152及153而構成共振器154。
於多層反射鏡152上,在該多層反射鏡152之周邊部分形成有由Ti/Pt/Au等形成之上部電極155。又,於多層反射鏡153下,由Al等形成有與佈線層111(圖14)連接之下部電極123。
如以上般構成之發光部120中,經受激發射而獲得之光藉由於共振器154內反射,而成為相位一致之雷射光,且自多層反射鏡152之上部之未形成上部電極155之中央部分出射。
再者,面發光雷射構造之發光部120可使用AlGaAs與GaAs以外之材料而構成。
<結晶成長之方法>
圖19係表示以MOCVD法進行結晶成長之MOCVD裝置之構成例之方塊圖。
如圖17中所說明般,例如於製造圖16之發光部120時,於發光層124進行結晶成長。
圖19表示藉由MOCVD法進行結晶成長之MOCVD裝置之構成例。
於以MOCVD法進行結晶成長之情形時,例如使用以下之有機金屬。
即,作為銅之有機金屬,可使用例如乙醯丙酮銅(Cu(C5H7O2)2)、或環戊二烯基-三乙基膦合銅(h5-(C2H5)Cu:P(C2H5)3)。
作為鎵(Ga)之有機金屬,使用例如三甲基鎵(Ga(CH3)3),作為鋁(Al)之有機金屬,使用例如三甲基鋁(Al(CH3)3)。
作為銦(In)之有機金屬,使用例如三甲基銦(In(CH3)3),作為硒(Se)之有機金屬,使用例如二甲基硒(Se(CH3)2)。
作為硫(S)之有機金屬,使用例如二甲基硫(S(CH3)2),作為鋅(Zn)之有機金屬,使用例如二甲基鋅(Zn(CH3)2)。
作為V族原料,使用例如胂(AsH3)或膦(PH3)或氨(NH3)。
MOCVD裝置中,有機金屬原料槽205i(圖19中,i=1、2、3、4)內之有機金屬原料藉由以作為載氣之氫氣進行起泡而成為飽和蒸氣壓狀態,各有機金屬原料之分子經由閥206i而被輸送至反應管221為止。
作為載氣之氫氣係自儲氫瓶201經由閥202及氫純化裝置203而被供給至MFC(Mass Flow Controller,質量流量控制器)204i
MFC204i控制流經有機金屬原料槽205i之氫氣之流量,藉此決定各有機金屬原料之分子被輸送至反應管221為止之每單位時間之莫耳 量。
再者,視需要將氣體狀之氣體原料自儲氣瓶208經由MFC209及閥210而輸送至反應管221,並且將作為載氣之氫氣自儲氫瓶201經由閥202、氫純化裝置203、及MFC212而輸送至反應管221。
又,視需要將有機金屬原料經由閥207i排出,並且將氣體原料經由閥211排出。
供結晶成長進行之基板223係設置於反應管221內之碳制等之基座222上,基座222由RF(Radio Frequency,射頻)線圈(高頻加熱裝置)224加熱。
輸送至反應管221之有機金屬原料(及必要之氣體原料)在設置於基座222之基板223上被熱分解且被取入至結晶中,藉此發生結晶成長。
此處,輸送至反應管221之有機金屬原料之莫耳量比(輸送莫耳量比)與結晶之組成比存在相關性,因此可利用該相關性而控制結晶之組成比。
又,雖省略圖示,但於圖19之MOCVD裝置中,設置有熱電對、及根據由熱電對測定出之基板223之溫度而控制RF線圈224(中流動之電流)之溫度控制機構,以便可控制由RF線圈224加熱之基板223之溫度。
基板223之溫度一般被控制於有機金屬原料可進行熱分解之400至1000度左右之範圍,但為降低基板223之溫度,例如可利用水銀燈等對基板233之表面照射光,而輔助有機金屬原料之熱分解。
再者,針對環戊二烯基-三乙基膦合銅(h5-(C2H5)Cu:P(C2H5)3)、或乙醯丙酮銅(Cu(C5H7O2)2)、三甲基銦(In(CH3)3)等於室溫下為固相狀態之原料,加熱原料使其成為液相狀態,或者,即便為固相狀態亦僅於設為高溫而使蒸氣壓提高之狀態下使用。
圖20係表示以MBE法進行結晶成長之MBE裝置之構成例之方塊圖。
MBE裝置中,在設置於腔室241內之基板固持器242安裝基板243,且使腔室241內成為超高真空之狀態。
繼而,於MBE裝置中,藉由將例如銅(Cu)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、鋁(Al)、銦(In)、硒(Se)及硫(S)等之各單質原料等放入至各努特生池(Knudsen cell)244i(圖20中,i=1、2、3)中,且加熱至適當之溫度,而使各單質原料之分子束照射至基板243上,藉此進行結晶成長。
再者,硫(S)之類的蒸氣壓特別高之原料有缺乏分子束量之穩定性之情形,因此可使用未圖示之有閥裂化池(valved cracking cell)使分子束量穩定化。
又,關於一部分原料,如氣體源MBE般可採用以形成為有機化合物之形態等方法使之成為氣體之氣體源。
例如,作為N原料,可採用氨(NH3)等,作為Se原料,可採用硒化氫(H2Se)等,作為硫(S)原料,可採用硫化氫(H2S)等。
針對氣體源,可使用電漿池248效率良好地進行結晶成長。
此處,於圖20之MBE裝置中,RHEED(reflection high energy electron diffraction,反射高能電子繞射)電子槍245對基板243照射電子束,螢光屏246投影藉由RHEED電子槍245而照射至基板243之電子束之繞射像。藉此,可觀察基板243上之結晶成長。
又,QMS(quadrupole mass spectrometer,四極質譜儀)247分析基板243之表面。
再者,MBE裝置中,為於低溫下進行結晶成長,可一面對基板243照射光一面進行結晶成長。例如,可以水銀高壓燈等一面對基板243之結晶成長面照射光,一面進行結晶成長。
<受光發光器件20之第2構成例>
圖21係圖1之受光發光器件20之第2構成例之詳情之剖面圖。
圖14之受光發光器件20中,發出光之發光部120與接收光之像素係個別地構成,但於圖21之受光發光器件20中,發出光之發光部與接收光之像素係一體構成。
於圖21中,讀出部300讀出由下述光電轉換部321產生之電子。
即,讀出部300包含p型之Si基板301。於p型之Si基板301內之上部,呈格子狀地配置有複數個成為相當於像素及發光部之部分之n型之Si基板(儲存部)302。
n型之Si基板302為用於讀出由光電轉換部321產生之電子之n型半導體之n型區域,其儲存由光電轉換部321產生之電子。
於p型之Si基板301內之下部的與相當於像素之部分之n型之Si基板302之左端對應的位置,形成有用於排出儲存於該Si基板302之電子的n型之Si之區域即Si區域303。
縱向電晶體304為於縱向(垂直方向)上連接Si基板302與Si區域303之電晶體,藉由使縱向電晶體304導通,而將儲存於n型之Si基板302之電子轉移至n型之Si區域303。轉移至Si區域303之電子例如向電源Vdd排出。
於p型之Si基板301內之下部的n型之Si區域303之右側,形成有用於讀出儲存於n型之Si基板302之電子的n型之Si之區域即Si區域(儲存部)305。
縱向電晶體306為於縱向上連接Si基板302與Si區域305之電晶體,藉由使縱向電晶體306導通,而將儲存於n型之Si基板302之電子轉移並儲存至n型之Si區域305。
於p型之Si基板301內之下部的n型之Si區域305之右側,形成有成為FD308之n型之Si之區域。
而且,於p型之Si基板301之背面(下側之面)上的Si區域305與FD308之間,設置有MOS閘極(轉移電晶體)307。
藉由使MOS閘極307導通,而將儲存於Si區域305之電子轉移至FD308。
轉移至FD308之電荷例如經由未圖示之放大電晶體(Amp)及選擇電晶體(Sel)被讀出,藉此轉換為對應之電壓,且作為像素值而輸出。
於p型之Si基板301內之下部的FD308之右側,形成有n型之Si之區域即Si區域310。Si區域310與電源Vdd連接。
於p型之Si基板301之背面上的FD308與Si區域310之間,設置有MOS閘極(重設電晶體)309。
藉由MOS閘極309導通,FD308經由Si區域310而與連接於該Si區域310之電源Vdd連接而被重設。
如以上般構成之讀出部300中,將由光電轉換部321產生之電子讀出並儲存至Si基板302。
繼而,藉由縱向電晶體306導通,而將儲存於Si基板302之電子轉移並儲存至Si區域305,且藉由MOS閘極307導通,而將儲存於Si區域305之電子轉移至FD308。
轉移至FD308之電荷經由未圖示之放大電晶體(Amp)及選擇電晶體(Sel)被讀出,藉此轉換為對應之電壓,且作為像素值而輸出。
於讀出部300之上部(光入射之側),例如以1000nm之厚度形成有光電轉換部(膜)321。
光電轉換部321例如為與n型之Si基板302晶格匹配之包含銅-鎵-銦-硫(以下,記為CuGaInS)系混晶之黃銅礦系化合物半導體,其可藉由例如以MOCVD法或MBE法等進行結晶成長而形成。
此處,尤其只要為例如Cu組成比為0.25、In組成比為0.12、Ga組成比為0.13、S組成比為0.5、各者之組成比之偏差至多為±10%之範圍 內之化合物半導體,則可形成結晶缺陷較少之晶格匹配之光電轉換部321。
作為光電轉換部321,除CuGaInS系混晶以外,可採用例如包含銅-鋁-鎵-銦-硫-硒(以下,記為CuAlGaInSSe)系混晶之黃銅礦系化合物半導體、及其他直接躍遷型之p型半導體。
於光電轉換部321上,以與成為相當於像素之部分之Si基板302對應之方式呈格子狀地形成有電子障壁層322。
作為電子障壁層322,可採用例如NiO等具有透過性且成為電子自光電轉換部321進入之障壁之材料。電子障壁層322例如以10nm之厚度形成。
於電子障壁層322之上部,例如以100nm之厚度形成有電極323。
電極323例如為具有透光性之p型電極,作為電極323,可採用例如ITO等透明電極材料。
於電極323之上部,為保護該電極323、電子障壁層322、及光電轉換部321,以覆蓋該等電極323、電子障壁層322、及光電轉換部321之方式形成有鈍化層324。
作為鈍化層324,可採用例如SiN。
於鈍化層324之上部,形成有用於平坦化之高分子層325。
於高分子層325之上部,形成有OCCF326,於OCCF326之上部,形成有OCL327。
如以上般構成之受光發光器件20中,由於由包含CuGaInS系混晶之黃銅礦系化合物半導體所形成之光電轉換部321為p型之半導體材料,故而於與n型之Si基板302之接面處構成pn接面。
又,由包含CuGaInS系混晶之黃銅礦系化合物半導體所形成之光電轉換部321由於為直接躍遷型,故而藉由再結合而發光。
進而,由包含CuGaInS系混晶之黃銅礦系化合物半導體所形成之光電轉換部321進行接收經由OCL327、OCCF326、高分子層325、鈍化層324、電極323、及電子障壁層322入射之光且產生與該光之光量對應之電洞與電子的光電轉換。
而且,於對光電轉換部321與Si基板302之pn接面施加有逆向偏壓之情形時,即,於對p型之光電轉換部321施加有較n型之Si基板302低之電壓之情形時,經光電轉換部321之光電轉換而產生之電子與電洞中之電子藉由逆向偏壓所產生之電場而被快速地讀出至讀出部300之Si基板302側,之後以如上方式作為像素值而輸出。
另一方面,經光電轉換部321之光電轉換而產生之電子與電洞中之電洞藉由逆向偏壓所產生之電場而快速地經由電子障壁層322排出至電極323。
因此,光電轉換部321於逆向偏壓之施加時,作為接收光且進行輸出與該光之光量對應之電信號之光電轉換之像素而發揮功能。
於對光電轉換部321與Si基板302之pn接面施加有順向偏壓之情形時,即,於對p型之光電轉換部321施加有較n型之Si基板302高之電壓之情形時,與將電子自Si基板302注入至光電轉換部321同時地,將電洞自電極323經由電子障壁層322注入至光電轉換部321。
光電轉換部321中,藉由電子與電洞之注入而產生電子與電洞之再結合,藉此,光電轉換部321發光。
因此,光電轉換部321於順向偏壓之施加時,作為發出光之發光部而發揮功能。
如以上般,圖21之受光發光器件20中,僅改變對光電轉換部321與Si基板302之pn接面施加之偏壓之方向,便可使光電轉換部321作為像素或發光部發揮功能,與個別地構成像素與受光部之情形相比,可小型且廉價地構成受光發光器件20。
再者,於逆向偏壓之施加時,電子障壁層322成為電子自電極323向光電轉換部321進入之障壁,而抑制洩漏電流,但並未成為由光電轉換部321產生之電洞進入之障壁,因此由光電轉換部321產生之電洞經由電子障壁層322而排出至電極323。
又,受光發光器件20可與圖21之情形相反地使用p型半導體及n型半導體而構成。
該情形時,於圖21中,讀出部300包含n型之Si基板作為Si基板301,且作為於該Si基板301上呈格子狀配置之Si基板302(儲存部),採用用於讀出由光電轉換部321產生之電洞之p型半導體之p型區域。
進而,於圖21中,作為配置於採用p型區域之Si基板302上之光電轉換部321,採用直接躍遷型之n型半導體。
又,於圖21中,代替電子障壁層322而設置例如由ZnO等具有透過性且成為電洞自光電轉換部321進入之障壁之材料構成之電洞障壁層。
如以上般,與圖21之情形相反地使用p型半導體及n型半導體之受光發光器件20中,於對光電轉換部321與Si基板302之pn接面施加有逆向偏壓之情形時,即,於對n型之光電轉換部321施加有較p型之Si基板302高之電壓之情形時,經光電轉換部321之光電轉換而產生之電子與電洞中之電洞藉由逆向偏壓所產生之電場而被快速地讀出至讀出部300之Si基板302側。
此處,與圖21之情形相反地使用p型半導體及n型半導體之受光發光器件20係如上所述般讀出經光電轉換部321之光電轉換而產生之電子與電洞中之電洞而非電子。繼而,將該電洞轉換為對應之電壓,且作為像素值而輸出。
因此,光電轉換部321於逆向偏壓之施加時,仍會作為接收光且進行輸出與該光之光量對應之電信號之光電轉換之像素而發揮功能。
又,於對光電轉換部321與Si基板302之pn接面施加有順向偏壓之情形時,即,於對n型之光電轉換部321施加有較p型之Si基板302低之電壓之情形時,與將電洞自Si基板302注入至光電轉換部321同時地,將電子自電極323經由代替電子障壁層322而設置之電洞障壁層注入至光電轉換部321。
光電轉換部321中,藉由電子與電洞之注入而產生電子與電洞之再結合,藉此,光電轉換部321發光。
因此,光電轉換部321於順向偏壓之施加時,仍會作為發出光之發光部而發揮功能。
如以上般,與圖21之情形相反地使用p型半導體及n型半導體而構成之受光發光器件20中,僅改變對光電轉換部321與Si基板302之pn接面施加之偏壓之方向,便可使光電轉換部321作為像素或發光部發揮功能。
圖22係表示可與Si晶格匹配之組成之晶格常數與帶隙之關係之圖。
成為圖21之光電轉換部321之CuGaInS系混晶係如圖22所示,與n型之Si基板302晶格匹配。
圖23係說明形成於圖21之Si基板302上之光電轉換部321之結晶成長之圖。
於光電轉換部321之結晶成長時,作為Si基板302,如圖23所示,可使用由Si(100)(密勒指數為(100)之Si)向<011>方向傾斜之Si之基板。
藉由使用該Si基板302,而於光電轉換部321中,結晶方位與圖23之區域A不同之逆相區(antiphase domain)即區域B藉由隨著作為光電轉換部321之結晶之成長,閉合成三角形狀而自淬滅,從而結晶性提昇。
再者,圖23中,Si基板302於圖中如虛線所示僅以6度傾斜,但傾斜之程度並不限定於6度,即便不為6度,亦會產生結晶性提昇之效果。
使用傾斜之Si基板302對於MOCVD法、或MBE法、及其他任意之結晶成長方法而言較為有用。
圖24係說明圖21之受光發光器件20之製造方法之例之流程圖。
再者,於圖21之受光發光器件20之製造時,讀出部300係於半導體製程中預先製造。
於步驟S101中,於讀出部300上,藉由以MOCVD法或MBE法等進行結晶成長而形成光電轉換部321。
於步驟S102中,例如藉由濺鍍蒸鍍而於光電轉換部321上成膜NiO之電子障壁層322。
此處,NiO之電子障壁層322除濺鍍蒸鍍以外,可藉由例如利用電子槍或雷射剝蝕之真空蒸鍍等而成膜。
又,作為電子障壁層322,除NiO以外,可採用例如Cu2O或ZnRh2O4等,Cu2O或ZnRh2O4等之電子障壁層322可以與NiO相同之方式成膜。
於步驟S103中,於電子障壁層322上濺鍍蒸鍍成為電極323之ITO。
於步驟S104中,於電極323上,例如利用微影技術以模仿像素(及發光部)之方式選擇性地附加抗蝕劑。進而,以RIE(Reactive Ion Etching,反應性離子蝕刻)加工而局部去除電極323及電子障壁層322,其後,去除抗蝕劑。
於步驟S105中,於電極323之上部,例如利用CVD(Chemical Vapor Deposition,化學氣相沈積)法,以覆蓋電極323、電子障壁層322、及光電轉換部321之方式成膜SiN之鈍化層324。
此處,作為鈍化層324,除SiN以外,可採用例如SiNO或SiO等。
於步驟S106中,為使表面平坦,於鈍化層324上以旋塗機塗佈高分子材料,藉此形成高分子層。
於步驟S107中,利用微影技術針對每一像素(發光部)選擇性地塗佈OCCF材料,藉此形成OCCF326,其後,以通常之OCL製程而於各像素之OCCF326上形成OCL327,從而完成受光發光器件20之製造。
<受光發光器件20之第3構成例>
圖25係表示圖1之受光發光器件20之第3構成例之詳情之剖面圖。
圖25之受光發光器件20中,與圖21之情形同樣地,發出光之發光部與接收光之像素係一體構成。
於圖25中,讀出部400將由下述發光光電轉換部414產生之(光)電子同樣地經由下述之電子傳輸層413、像素電極(Pixel Electrode)412、及金屬插塞411而讀出。
即,讀出部400包含p型之Si基板401。於p型之Si基板401內之上部,呈與像素之配置對應之格子狀地配置有複數個n型之Si之區域即Si區域402。
n型之Si區域402為用於讀出由發光光電轉換部414產生之電子之n型半導體之區域,其儲存由發光光電轉換部414產生之電子。
即,於Si區域402之上部,形成有金屬之像素電極405。由發光光電轉換部414產生之電子經由電子傳輸層413、像素電極412、金屬插塞411、及像素電極405而被讀出並儲存至Si區域402。
於p型之Si基板401內之上部的n型之Si區域402之左側,形成有成為FD404之n型之Si之區域。
而且,於p型之Si基板401之表面上的Si區域402與FD404之間,設置有MOS閘極(轉移電晶體)403。
藉由使MOS閘極403導通,而將儲存於Si區域402之電子轉移至FD404。
轉移至FD404之電荷例如經由未圖示之放大電晶體及選擇電晶體而被讀出,藉此轉換為對應之電壓,且作為像素值而輸出。
於讀出部400之像素電極405上,配置有於周圍填充有氧化膜410之狀態之金屬插塞411,進而,於該金屬插塞411上,配置有成為相當於像素之部分之像素電極412。
而且,於像素電極412上,依序積層有電子傳輸層413、發光光電轉換部414、電洞傳輸層415、透明電極416、OCCF417、及OCL418。
此處,電子傳輸層413例如由n型之材料等構成。發光光電轉換部414例如使用量子點或有機材料而構成。電洞傳輸層415例如由p型之透明材料等構成。透明電極416例如由ITO或摻雜有Al之ZnO等構成。
圖25之受光發光器件20中,於對p型之電洞傳輸層415與n型之電子傳輸層413之間施加有逆向偏壓之情形時,發光光電轉換部414將經由OCL418、OCCF417、透明電極416、及電洞傳輸層415入射之光進行光電轉換。
經發光光電轉換部414進行光電轉換而獲得之(光)電子經由傳輸電子之電子傳輸層413、以及用於將電子讀出至讀出部400之像素電極412及金屬插塞411而被讀出至讀出部400。
因此,發光光電轉換部414於逆向偏壓之施加時,作為接收光且進行輸出與該光之光量對應之電信號之光電轉換之像素而發揮功能。
又,於對p型之電洞傳輸層415與n型之電子傳輸層413之間施加有順向偏壓之情形時,自傳輸電洞之電洞傳輸層415對發光光電轉換部414注入電洞,並且自傳輸電子之電子傳輸層413對發光光電轉換部 414注入電子,藉由該電洞與電子之再結合,發光光電轉換部414發光。
因此,發光光電轉換部414於順向偏壓之施加時,作為發出光之發光部而發揮功能。
此處,對p型之電洞傳輸層415與n型之電子傳輸層413之間施加順向偏壓或逆向偏壓可藉由如下方法進行:例如將透明電極416之電壓固定為0V,對成為相當於像素之部分之像素電極412施加低於0V之-E(<0)之電壓、或者高於0V之+E(>0)之電壓。
藉由對相當於各像素之像素電極412施加+E之電壓,而可讀出成為各像素之像素值之電子,藉由對相當於各像素之像素電極412施加-E之電壓,而可使各像素獨立地發光。
再者,光電轉換不僅可由發光光電轉換部414進行,電子傳輸層413或電洞傳輸層415亦只要於該電子傳輸層413或電洞傳輸層415內形成空乏層,則亦可由其等進行。
又,發光不僅可由發光光電轉換部414進行,電子傳輸層413或電洞傳輸層415亦只要產生電洞與電子之再結合,則亦可其等進行。
圖26係表示成為圖25之電子傳輸層413之材料之例之圖。
作為電子傳輸層413,可採用例如金屬錯合物系(ALQ3)、或二唑(PBD)系、三唑(TAZ)系、BND、OXD等有機EL材料、或者TiO2等n型之無機材料等。
圖27係表示成為圖25之發光光電轉換部414之材料之例之圖。
作為發光光電轉換部414,可採用例如螢光性或磷光性之色素化合物之有機材料。作為該有機材料中之低分子有機材料,有三(8-羥基喹啉)鋁錯合物(Alq)、或雙(羥基苯并喹啉)鈹錯合物(BeBq)、三(二苯甲醯甲烷)啡啉銪錯合物(Eu(DBM)3(Phen))、二甲苯基乙烯基聯苯(DTVBi)等,作為高分子有機材料,有螢光性之聚對苯乙炔、或聚烷 基噻吩之類的π共軛高分子。該等高分子中,可藉由取代基之導入而控制電子傳輸性,從而合成有自電洞傳輸性至電子傳輸性之各種高分子。
又,作為成為發光光電轉換部414之材料之高分子,例如有聚對苯乙炔衍生物等。於將聚衍生物用作發光光電轉換部414之情形時,亦可於聚衍生物中插入例如CdSe、或CdS、InP、ZnSe、ZnTe、GaAs等之直接躍遷型之半導體量子點。又,可代替色素化合物,而將於成為電子傳輸層413之材料(電子傳輸材料)中插入量子點而成者用於發光光電轉換部414。根據由插入有量子點之材料所形成之發光光電轉換部414,可獲得發光或受光較高之量子效率。
圖28係表示成為圖25之電洞傳輸層415之材料之例之圖。
作為電洞傳輸層415,例如於芳香族胺化合物中,可採用TPAC、或PDA、TPD、m-MTDATA等有機EL材料、或者p型之NiO等無機材料等。
此處,於圖25之受光發光器件20中,使用有機材料之電子傳輸層413、發光光電轉換部414、及電洞傳輸層415例如可藉由真空蒸鍍或塗佈,或者使用印刷技術而形成。
又,透明電極416、或使用無機材料之電子傳輸層413、發光光電轉換部414、及電洞傳輸層415例如可藉由濺鍍法而形成。
進而,關於插入有量子點之發光光電轉換部414,若將量子點尤其是混合於高分子之有機材料中而塗佈,則易於製作。
再者,於如圖25所示之使用有金屬插塞411之金屬插塞構造之受光發光器件20中,電子傳輸層413、發光光電轉換部414、及電洞傳輸層415除由如上所述之有機EL材料等構成以外,可使用半導體材料而構成。
即,作為電子傳輸層413,可採用例如摻雜有Se之AlGaAs等n型 半導體。作為電洞傳輸層415,可採用例如摻雜有Zn之AlGaAs等p型半導體。
作為發光光電轉換部414,可採用帶隙較電子傳輸層413或電洞傳輸層415窄之半導體。例如,於採用摻雜有Se之AlGaAs作為電子傳輸層413,且採用摻雜有Zn之AlGaAs作為電洞傳輸層415之情形時,作為發光光電轉換部414,可採用例如GaAs等半導體。
圖29係說明圖25之受光發光器件20之製造方法之例之流程圖。
再者,於圖25之受光發光器件20之製造時,讀出部400係於半導體製程中預先製造。
於步驟S201中,將金屬插塞411安裝於讀出部400之像素電極405上,並形成氧化膜410。
於步驟S202中,配置像素電極412,於步驟S203中,形成電子傳輸層413。
於步驟S204中,形成發光光電轉換部414,於步驟S205中,形成電洞傳輸層415。
於步驟S206中,形成透明電極416,於步驟S207中,形成OCCF417及OCL418,從而完成受光發光器件20之製造。
此處,於本說明書中,所謂系統係指複數個構成要素(裝置、模組(零件)等)之集合,而不論所有構成要素是否處於同一殼體中。因此,收納於不同殼體且經由網路而連接之複數個裝置、及於1個殼體中收納有複數個模組之1個裝置均為系統。
又,本技術之實施形態並不限定於上述實施形態,於不脫離本技術之主旨之範圍內可進行各種變更。
再者,本技術可採取如下之構成。
<1>
一種受光發光裝置,其包含: 受光發光部,其包含複數個像素,琪等接收光且進行輸出與上述光之光量對應之電信號之光電轉換、及發出光之複數個發光部,且2以上之個數之發光部針對每2以上之個數之像素而配置;成像光學系統,其用以於上述受光發光部之上述像素上形成像;及控制部,其獨立地控制上述複數個發光部各者之發光。
<2>
如<1>之受光發光裝置,其中上述控制部辨識藉由上述複數個像素之光電轉換而拍攝之圖像,並根據該圖像之辨識結果而使上述發光部發光。
<3>
如<1>或<2>之受光發光裝置,其中上述像素與上述發光部係一體構成。
<4>
如<3>之受光發光裝置,其中上述受光發光部包含:讀出部,其包含具有用於讀出電子之n型半導體之n型區域的基板;光電轉換部,其為直接遷移型之p型半導體,配置於上述n型區域上且用於進行光電轉換;透明之電子障壁層,其配置於上述光電轉換部上,且成為電子之障壁;及透明之電極,其配置於上述電子障壁層上;或者上述受光發光部包含:讀出部,其包含具有用於讀出電洞之p型半導體之p型區域的基板; 光電轉換部,其為直接遷移型之n型半導體,配置於上述p型區域上且用於進行光電轉換;透明之電洞障壁層,其配置於上述光電轉換部上,且成為電洞之障壁;及透明之電極,其配置於上述電洞障壁層上;且上述光電轉換部係藉由對上述光電轉換部與上述n型區域或上述p型區域之pn接面施加逆向偏壓,而作為上述像素發揮功能;藉由對上述光電轉換部與上述n型區域或上述p型區域之pn接面施加順向偏壓,而作為上述發光部發揮功能。
<5>
如<3>之受光發光裝置,其中上述受光發光部包含:讀出部,其用於讀出電子;像素電極,其用於將上述電子讀出至上述讀出部;電子傳輸層,其配置於上述像素電極上,且傳輸電子;發光光電轉換部,其配置於上述電子傳輸層上,進行發光且進行光電轉換;電洞傳輸層,其配置於上述發光光電轉換部上,且傳輸電洞;及透明之電極,其構成於上述電洞傳輸層上;且上述發光光電轉換部係藉由對上述像素電極施加較上述透明之電極高之電極,而作為上述像素發揮功能;藉由對上述像素電極施加較上述透明之電極低之電極,而作為上述發光部發揮功能。
<6>
如<2>之受光發光裝置,其中上述受光發光部包含:影像感測器部,其中構成有作為上述像素之PD(Photo Diode);及上述發光部,其配置於上述影像感測器部之上述PD彼此之間,且具有雙異質構造或多層膜反射鏡之構造。
<7>
如<6>之受光發光裝置,其中具有上述雙異質構造或上述多層膜反射鏡之構造之上述發光部係於與上述影像感測器部對向之側即下部,包含作為電極之下部電極,且上述下部電極兼作遮光膜。
<8>
如<1>、<2>、<6>或<7>之受光發光裝置,其中2以上之M個發光部針對每2以上且大於上述M之N個像素而配置。
<9>
如<1>、<2>、<6>或<7>之受光發光裝置,其中2以上之個數之發光部針對每與上述2以上之個數之發光部相同之個數之像素而配置。
<10>
如<1>、<2>、<6>或<7>之受光發光裝置,其中針對每上述2以上之個數之像素而配置之上述發光部之個數根據配置之位置而異。
<11>
如<1>之受光發光裝置,其中上述控制部藉由控制上述發光部之發光,而使光照射至所期望之位置。
<12>
如<1>或<11>之受光發光裝置,其中上述控制部藉由控制上 述發光部之發光,並且控制藉由上述複數個像素之光電轉換而進行之圖像之拍攝,而於不同之時序進行上述拍攝與上述發光。
<13>
如<1>、<11>或<12>之受光發光裝置,其中上述發光部係針對每1個或每複數個上述像素而配置於光入射至上述像素之側。
<14>
如<1>、<11>或<12>之受光發光裝置,其中上述像素與上述發光部係一體構成,且根據偏壓之施加方法,而作為上述像素或上述發光部發揮功能。
<15>
如<1>及<11>至<14>中任一項之受光發光裝置,其中上述發光部包括包含3-5族、2-6族或1-3-6族之化合物、或者3-5族、2-6族或1-3-6族之化合物之量子點或量子井之化合物半導體材料構成。
<16>
如<1>及<11>至<14>中任一項之受光發光裝置,其中上述發光部包括有機材料構成。
<17>
如<1>及<11>至<16>中任一項之受光發光裝置,其中上述控制部藉由使與藉由上述複數個像素之光電轉換而拍攝之圖像之特定位置對應之上述發光部發光,而發送資訊。
<18>
如<17>之受光發光裝置,其中上述控制部藉由利用與上述特定位置對應之上述像素接收光,而接收資訊。
<19>
如<18>之受光發光裝置,其中上述控制部藉由使與藉由上述複數個像素之光電轉換而拍攝之圖像之複數個特定位置各者對應之上 述發光部發光,而對複數個裝置各者發送資訊,且藉由利用與上述複數個特定位置各者對應之上述像素接收光,而自上述複數個裝置各者接收資訊。
<20>
如<18>之受光發光裝置,其進而包含藉由發出光而發送用於識別通訊對象之識別資訊之另一發光部,且上述控制部根據來自另一裝置之上述識別資訊而識別上述另一裝置後,於與上述另一裝置之間開始資訊之交換。
<21>
如<17>至<19>中任一項之受光發光裝置,其係作為利用光進行資訊之交換之通訊裝置、或者拍攝圖像之攝像裝置而發揮功能之行動終端。
<22>
如<11>至<16>中任一項之受光發光裝置,其中上述控制部藉由控制上述發光部之發光,而使光照射至器官之特定位置;上述受光發光裝置為用於進行上述特定位置之檢查或治療之醫療用內視鏡。
<23>
如<22>之受光發光裝置,其中上述控制部藉由控制上述發光部之發光,而使光照射至根據藉由上述複數個像素之光電轉換而拍攝之圖像辨識出之上述器官之特定位置。
<24>
如<23>之受光發光裝置,其中上述複數個像素藉由對經由光纖接收之光進行光電轉換,而拍攝上述器官之圖像。
<25>
如<23>或<24>之受光發光裝置,其中藉由特定之照明裝 置、或者上述複數個發光部之一部分或全部之發光,對上述器官進行照明,而進行上述器官之圖像之拍攝。
<26>
如<22>之受光發光裝置,其獲取藉由對上述器官之特定位置照射光而獲得之來自上述特定位置之反射光、散射光、或者螢光或磷光之分光光譜。
<27>
如<26>之受光發光裝置,其獲取藉由對上述器官之特定位置照射光而獲得之上述特定位置之標記物所發出之螢光或磷光之分光光譜。
<28>
如<22>之受光發光裝置,其中上述控制部藉由使上述複數個發光部之一部分或全部依序發光,而掃描光之照射位置。
10‧‧‧成像光學系統
11‧‧‧成像透鏡
12‧‧‧光闌
20‧‧‧受光發光器件

Claims (20)

  1. 一種受光發光裝置,其包括:受光發光部,其包含複數個像素,其等接收光且進行輸出與上述光之光量對應之電信號之光電轉換、及發出光之複數個發光部,且2以上之個數之發光部針對每2以上之個數之像素而配置;成像光學系統,其用以於上述受光發光部之上述像素上形成像;及控制部,其獨立地控制上述複數個發光部各者之發光。
  2. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述控制部辨識藉由上述複數個像素之光電轉換而拍攝之圖像,並根據該圖像之辨識結果而使上述發光部發光。
  3. 如請求項2之受光發光裝置,其中上述像素與上述發光部係一體構成。
  4. 如請求項3之受光發光裝置,其中上述受光發光部包含:讀出部,其包含具有用於讀出電子之n型半導體之n型區域的基板;光電轉換部,其為直接躍遷型之p型半導體,配置於上述n型區域上且用於進行光電轉換;透明之電子障壁層,其配置於上述光電轉換部上,成為電子之障壁;及透明之電極,其配置於上述電子障壁層上;或者上述受光發光部包含:讀出部,其包含具有用於讀出電洞之p型半導體之p型區域的基板; 光電轉換部,其為直接躍遷型之n型半導體,配置於上述p型區域上且用於進行光電轉換;透明之電洞障壁層,其配置於上述光電轉換部上,成為電洞之障壁;及透明之電極,其配置於上述電洞障壁層上;且上述光電轉換部係藉由對上述光電轉換部與上述n型區域或上述p型區域之pn接面施加逆向偏壓,而作為上述像素發揮功能;藉由對上述光電轉換部與上述n型區域或上述p型區域之pn接面施加順向偏壓,而作為上述發光部發揮功能。
  5. 如請求項3之受光發光裝置,其中上述受光發光部包含:讀出部,其用於讀出電子;像素電極,其用於將上述電子讀出至上述讀出部;電子傳輸層,其配置於上述像素電極上,且傳輸電子;發光光電轉換部,其配置於上述電子傳輸層上,進行發光且進行光電轉換;電洞傳輸層,其配置於上述發光光電轉換部上,且傳輸電洞;及透明之電極,其構成於上述電洞傳輸層上;且上述發光光電轉換部係藉由對上述像素電極施加較上述透明之電極高之電極,而作為上述像素發揮功能;藉由對上述像素電極施加較上述透明之電極低之電極,而作為上述發光部發揮功能。
  6. 如請求項2之受光發光裝置,其中上述受光發光部包含:影像感測器部,其中構成有作為上述像素之PD(Photo Diode, 光二極體);及上述發光部,其配置於上述影像感測器部之上述PD彼此之間,且具有雙異質構造或多層膜反射鏡之構造。
  7. 如請求項6之受光發光裝置,其中具有上述雙異質構造或上述多層膜反射鏡之構造之上述發光部係於與上述影像感測器部對向之側即下部包含作為電極之下部電極,且上述下部電極兼作遮光膜。
  8. 如請求項2之受光發光裝置,其中2以上之M個發光部針對每2以上且大於上述M之N個像素而配置。
  9. 如請求項2之受光發光裝置,其中2以上之個數之發光部針對每與上述2以上之個數之發光部相同個數之像素而配置。
  10. 如請求項2之受光發光裝置,其中針對每上述2以上之個數之像素而配置之上述發光部之個數根據配置之位置而異。
  11. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述控制部藉由控制上述發光部之發光而使光照射至所期望之位置。
  12. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述控制部藉由控制上述發光部之發光,並且控制藉由上述複數個像素之光電轉換而進行之圖像之拍攝,而於不同之時序進行上述拍攝與上述發光。
  13. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述發光部係針對每1個或每複數個上述像素而配置於光入射至上述像素之側。
  14. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述像素與上述發光部係一體構成,且根據偏壓之施加方法而作為上述像素或上述發光部發揮功能。
  15. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述發光部包括包含3-5族、2-6族或1-3-6族之化合物、或者3-5族、2-6族或1-3-6族之化合物之量子點或量子井之化合物半導體材料構成。
  16. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述發光部包括有機材料構成。
  17. 如請求項1之受光發光裝置,其中上述控制部藉由使與藉由上述複數個像素之光電轉換而拍攝之圖像之特定位置對應之上述發光部發光,而發送資訊。
  18. 如請求項17之受光發光裝置,其中上述控制部藉由利用與上述特定位置對應之上述像素接收光,而接收資訊。
  19. 如請求項18之受光發光裝置,其中上述控制部藉由使與藉由上述複數個像素之光電轉換而拍攝之圖像之複數個特定位置各者對應之上述發光部發光,而對複數個裝置各者發送資訊,且藉由利用與上述複數個特定位置各者對應之上述像素接收光,而自上述複數個裝置各者接收資訊。
  20. 如請求項18之受光發光裝置,其進而包含藉由發出光而發送用於識別通訊對象之識別資訊之另一發光部,且上述控制部根據來自另一裝置之上述識別資訊而識別上述另一裝置後,於與上述另一裝置之間開始資訊之交換。
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