JPH04129269A - 固体撮像素子 - Google Patents
固体撮像素子Info
- Publication number
- JPH04129269A JPH04129269A JP2250595A JP25059590A JPH04129269A JP H04129269 A JPH04129269 A JP H04129269A JP 2250595 A JP2250595 A JP 2250595A JP 25059590 A JP25059590 A JP 25059590A JP H04129269 A JPH04129269 A JP H04129269A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- solid
- image sensor
- optical
- state image
- 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.)
- Pending
Links
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- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract 2
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- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
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Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
- Color Television Image Signal Generators (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
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。
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〕
本発明は固体撮像素子に関する。
従来、固体撮像素子は、複数の受光素子で成る受光部と
、トランスファゲート及びシフトレジスタで成る信号転
送部と、受光部前面に設けたカラーフィルタとを備えて
いる。受光部の前面に設けたカラーフィルターは、第３
図Ａ（断面［ｇ＞、Ｂ（斜視図）に示す様に、可視光領
域で透明な光学フィルター基板６ａ上にそれぞれ所定の
波長に対して透過性を持つフィルター（染色層３ａ、３
ｂ、３ｃ）を配した構造になっており、各々のフィルタ
ー直下にある受光素子５にそれぞれのフィルター（染色
層３ａ、３ｂ、３ｃ）の透過光１が吸収される仕組みと
なっていた。各染色層は第３図Ｂの右上に示すカラーフ
ィルター拡大図に示すように格子状に配置されている。
、トランスファゲート及びシフトレジスタで成る信号転
送部と、受光部前面に設けたカラーフィルタとを備えて
いる。受光部の前面に設けたカラーフィルターは、第３
図Ａ（断面［ｇ＞、Ｂ（斜視図）に示す様に、可視光領
域で透明な光学フィルター基板６ａ上にそれぞれ所定の
波長に対して透過性を持つフィルター（染色層３ａ、３
ｂ、３ｃ）を配した構造になっており、各々のフィルタ
ー直下にある受光素子５にそれぞれのフィルター（染色
層３ａ、３ｂ、３ｃ）の透過光１が吸収される仕組みと
なっていた。各染色層は第３図Ｂの右上に示すカラーフ
ィルター拡大図に示すように格子状に配置されている。
上述した従来の固体撮像素子は、第３図Ａ、第４図Ｃに
示すように、カラーフィルター６とその真下の受光素子
は距離（離れているため、第３図Ｂ、第４図Ｃに示すよ
うに、固体撮像素子基板７の面上に焦点を合わせると、
カラーフィルター６上ではデフォーカスになる。結果と
して、第３図Ａに示す様に、フィルター（染色層３ｂ）
を通った透過光１が受光素子５で吸収される際、隣接す
るフィルター（染色層３ａ、３ｃ）を透過した迷光２ま
でも吸収する形となる為に、Ｓ／Ｎ比が低下する。迷光
対策として、第４図りに示すように、焦点深度の深いレ
ンズ８ａを使用すれは少しは改善されるが、逆にレンズ
の開口率が小さくなり、信号の解像度が低下し、結果と
して、Ｓ／Ｎ比が低下するという欠点がある。
示すように、カラーフィルター６とその真下の受光素子
は距離（離れているため、第３図Ｂ、第４図Ｃに示すよ
うに、固体撮像素子基板７の面上に焦点を合わせると、
カラーフィルター６上ではデフォーカスになる。結果と
して、第３図Ａに示す様に、フィルター（染色層３ｂ）
を通った透過光１が受光素子５で吸収される際、隣接す
るフィルター（染色層３ａ、３ｃ）を透過した迷光２ま
でも吸収する形となる為に、Ｓ／Ｎ比が低下する。迷光
対策として、第４図りに示すように、焦点深度の深いレ
ンズ８ａを使用すれは少しは改善されるが、逆にレンズ
の開口率が小さくなり、信号の解像度が低下し、結果と
して、Ｓ／Ｎ比が低下するという欠点がある。
本発明は、複数の受光素子を１列あるいはマドリスク状
に配置して成る受光部と、トランスファゲート及びシフ
トレジスタを有し、前記受光部で生成した電荷を転送・
出力する信号転送部と、前記受光部の前面に配置したカ
ラーフィルターとを少くとも備えた固体撮像素子におい
て、前記カラーフィルターと前記受光素子上を光学的に
結合する光導波路を前記カラーフィルターと前記受光素
子との間に設けたことを特徴とする固体撮像素子である
。
に配置して成る受光部と、トランスファゲート及びシフ
トレジスタを有し、前記受光部で生成した電荷を転送・
出力する信号転送部と、前記受光部の前面に配置したカ
ラーフィルターとを少くとも備えた固体撮像素子におい
て、前記カラーフィルターと前記受光素子上を光学的に
結合する光導波路を前記カラーフィルターと前記受光素
子との間に設けたことを特徴とする固体撮像素子である
。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第１図Ａ（断面図）及び第１図Ｂ（
斜視図）に示す。固体撮像素子基板７に不純物拡散を施
し、ｐｎ接合で成る受光素子５を多数設けて受光部を形
成し、さらに、受光部の各受光素子列に隣接してＣＣＤ
９で成るシフトレジスタとトランスファーゲート（図示
省略）を設けて信号転送部を形成する。また、固体撮像
素子基板の表面には、光軸を固体撮像素子基板表面に垂
直にして複数の光ファイバを密集して配して光導波路１
２を形成している。さらに、光フアイバー端部に公知の
方法によって染色層３ａ、３ｂ、３Ｃと遮光層１０を設
けたカラーフィルター６を形成し、固体撮像素子が構成
される。
斜視図）に示す。固体撮像素子基板７に不純物拡散を施
し、ｐｎ接合で成る受光素子５を多数設けて受光部を形
成し、さらに、受光部の各受光素子列に隣接してＣＣＤ
９で成るシフトレジスタとトランスファーゲート（図示
省略）を設けて信号転送部を形成する。また、固体撮像
素子基板の表面には、光軸を固体撮像素子基板表面に垂
直にして複数の光ファイバを密集して配して光導波路１
２を形成している。さらに、光フアイバー端部に公知の
方法によって染色層３ａ、３ｂ、３Ｃと遮光層１０を設
けたカラーフィルター６を形成し、固体撮像素子が構成
される。
染色層と遮光層は第１図Ｂの右上方に示したカラーフィ
ルタの拡大図に示すように、格子状に配置している。
ルタの拡大図に示すように、格子状に配置している。
本発明の固体撮像素子は、第４図Ａに示す結像光学系を
採用できる。このような光学系においては、光学レンズ
８を透過した光１が光導波路上端部にある光学フィルタ
面上で結像される。その結像面で受光部と遮光部を区分
し、区分された受光部上の光は、屈折率の違いによりそ
の先導波路の側面から外へ漏れないで光導波路の内部を
伝わり、位相情報及び光量とも全んど損うことなく光導
波路下端面までΣ１００％達する事が出来る。
採用できる。このような光学系においては、光学レンズ
８を透過した光１が光導波路上端部にある光学フィルタ
面上で結像される。その結像面で受光部と遮光部を区分
し、区分された受光部上の光は、屈折率の違いによりそ
の先導波路の側面から外へ漏れないで光導波路の内部を
伝わり、位相情報及び光量とも全んど損うことなく光導
波路下端面までΣ１００％達する事が出来る。
その為、第１図ＡのＣの部分の距離を０にしたのと同様
の効果が得られる事になり、第４図Ｂに示す様にレンズ
８を高開口数・近焦点化できるため、第４図Ｃ及び第４
図りに示す従来の固体撮像素子のように、カラーフィル
タ６と固体撮像素子基板表面間距離Ｊのフォーカスマー
ジンを取る必要がなくなり、その効果として高解像化が
実現できる。
の効果が得られる事になり、第４図Ｂに示す様にレンズ
８を高開口数・近焦点化できるため、第４図Ｃ及び第４
図りに示す従来の固体撮像素子のように、カラーフィル
タ６と固体撮像素子基板表面間距離Ｊのフォーカスマー
ジンを取る必要がなくなり、その効果として高解像化が
実現できる。
第２図は本発明の実施例２の断面図である。実施例１と
の相違点は、光導波路上端面のカラーフィルタに遮光部
がなく、固体撮像素子基板上に遮光層を形成した点であ
る。この他゛は先の実施例と同じである。この実施例は
実施例１と比べるとカラーフィルタの構造が簡単になる
利点がある。
の相違点は、光導波路上端面のカラーフィルタに遮光部
がなく、固体撮像素子基板上に遮光層を形成した点であ
る。この他゛は先の実施例と同じである。この実施例は
実施例１と比べるとカラーフィルタの構造が簡単になる
利点がある。
実施例では光導波路に光ファイバを用いた例を示したが
、他の構造の光導波路、例えば、同心円状に屈折率の異
なる石英系・プラスチック系の微細な径を持つ真直な円
柱状の光導波管セルを光軸が同一方向を向く様に並べる
ことで、その両端面がフィルタの平坦な両面で一定の規
則性のある配列となる構造を持つもの、あるいは、半導
体レーザ、光スィッチ、光変調器等で利用している半導
体光導波路等、種々の材料・構造のものが利用できる。
、他の構造の光導波路、例えば、同心円状に屈折率の異
なる石英系・プラスチック系の微細な径を持つ真直な円
柱状の光導波管セルを光軸が同一方向を向く様に並べる
ことで、その両端面がフィルタの平坦な両面で一定の規
則性のある配列となる構造を持つもの、あるいは、半導
体レーザ、光スィッチ、光変調器等で利用している半導
体光導波路等、種々の材料・構造のものが利用できる。
以上説明したように本発明は、結像面を固体撮像素子基
板面でなく、カラーフィルタ上端面にすることができ、
カラーフィルタと固体撮像素子基板との距離ｌを理論上
０にできる事により、下記の効果がある。
板面でなく、カラーフィルタ上端面にすることができ、
カラーフィルタと固体撮像素子基板との距離ｌを理論上
０にできる事により、下記の効果がある。
■カラーフィルタと固体撮像素子基板間距離に於いてフ
ォーカス・マージンを取る必要がなくなるため、高開口
数及び近焦点のレンズが使用でき高Ｓ／Ｎ比の映像信号
を受光素子に取り込める。
ォーカス・マージンを取る必要がなくなるため、高開口
数及び近焦点のレンズが使用でき高Ｓ／Ｎ比の映像信号
を受光素子に取り込める。
■カラーフィルタ下端面から固体撮像素子基板までの距
離がＯとなることから隣接するカラーフィルタからの迷
光がない。この結果、固体撮像素子基板上の遮光層を削
除する事も可能となり、固体撮像素子基板製造工期を重
縮できる。
離がＯとなることから隣接するカラーフィルタからの迷
光がない。この結果、固体撮像素子基板上の遮光層を削
除する事も可能となり、固体撮像素子基板製造工期を重
縮できる。
第１図Ａ、Ｂは本発明の実施例１の断面図と斜視図、第
２図は本発明の実施例２の断面図、第３図Ａ、Ｂは従来
の固体撮像素子の断面図と斜視図、第４図Ａ〜Ｄは結像
光学系を示す図である。 １・・・光学フィルタ透過光、２・・・隣接フィルタが
らの迷光、３ａ、３ｂ、３ｃ・・・カラーフィルタの染
色層、５・・・受光素子、６・・・カラーフィルタ、７
・・・固体撮像素子基板、８・・・光学レンズ、９・・
・ＣＣＤ、１０・・・遮光層、１２・・・光導波路。
２図は本発明の実施例２の断面図、第３図Ａ、Ｂは従来
の固体撮像素子の断面図と斜視図、第４図Ａ〜Ｄは結像
光学系を示す図である。 １・・・光学フィルタ透過光、２・・・隣接フィルタが
らの迷光、３ａ、３ｂ、３ｃ・・・カラーフィルタの染
色層、５・・・受光素子、６・・・カラーフィルタ、７
・・・固体撮像素子基板、８・・・光学レンズ、９・・
・ＣＣＤ、１０・・・遮光層、１２・・・光導波路。
Claims (1)
- 複数の受光素子を１列あるいはマトリクス状に配置して
成る受光部と、トランスファゲート及びシフトレジスタ
を有し、前記受光部で生成した電荷を転送・出力する信
号転送部と、前記受光部の前面に配置したカラーフィル
ターとを少くとも備えた固体撮像素子において、前記カ
ラーフィルターと前記受光素子とを光学的に結合する光
導波路を前記カラーフィルターと前記受光素子との間に
設けたことを特徴とする固体撮像素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250595A JPH04129269A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 固体撮像素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2250595A JPH04129269A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 固体撮像素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04129269A true JPH04129269A (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=17210226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2250595A Pending JPH04129269A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 固体撮像素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04129269A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0632508A3 (en) * | 1993-07-01 | 1995-04-12 | Sharp Kk | Photodetector with a multi-layer filter and method for its manufacture. |
| JP2002512436A (ja) * | 1998-02-06 | 2002-04-23 | シェルケース リミティド | 集積回路デバイス |
| JP2006156545A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Canon Inc | 光電変換装置、マルチチップ型イメージセンサ及び密着型イメージセンサ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6193766A (ja) * | 1984-10-13 | 1986-05-12 | Canon Inc | イメ−ジセンサユニツト |
| JPS63275165A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | イメ−ジセンサ |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP2250595A patent/JPH04129269A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6193766A (ja) * | 1984-10-13 | 1986-05-12 | Canon Inc | イメ−ジセンサユニツト |
| JPS63275165A (ja) * | 1987-05-07 | 1988-11-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | イメ−ジセンサ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0632508A3 (en) * | 1993-07-01 | 1995-04-12 | Sharp Kk | Photodetector with a multi-layer filter and method for its manufacture. |
| JP2002512436A (ja) * | 1998-02-06 | 2002-04-23 | シェルケース リミティド | 集積回路デバイス |
| US9530945B2 (en) | 1998-02-06 | 2016-12-27 | Invensas Corporation | Integrated circuit device |
| JP2006156545A (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-15 | Canon Inc | 光電変換装置、マルチチップ型イメージセンサ及び密着型イメージセンサ |
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