固态摄像装置及图像传感器制造方法及图纸

固态摄像装置具有分别接收蓝光、绿光、红光及红外光并转换为电信号的蓝色光电转换元件(11)、绿色光电转换元件(12)、红色光电转换元件(13)及红外光电转换元件(14)，在蓝色光电转换元件(11)、绿色光电转换元件(12)及红色光电转换元件(13)上层叠有遮蔽红外光的红外遮光滤光片。红外遮光滤光片上，与蓝色光电转换元件(11)、绿色光电转换元件(12)及红色光电转换元件(13)相对应地分别层叠有使蓝光、绿光及红光透过的彩色滤光片。红外光电转换元件(14)上层叠有遮蔽蓝光、绿光及红光的可见光遮光滤光片。

Solid State Camera Device and Image Sensor

The solid-state camera device has a blue photoelectric conversion element (11), a green photoelectric conversion element (12), a red photoelectric conversion element (13) and an infrared photoelectric conversion element (14), which receive blue light, green light, red light and infrared light respectively and convert them into electrical signals. The blue photoelectric conversion element (11), the green photoelectric conversion element (12) and the red photoelectric conversion element (13) are superimposed on the blue photoelectric conversion element (11), the green photoelectric conversion element (12) and the red photoelectric conversion element (13). Shade filter. On the infrared shielding filter, the blue, green and red photoelectric conversion elements (11), 12 and 13 are respectively stacked with color filters to transmit blue, green and red light. The infrared photoelectric conversion element (14) is superimposed with visible light shading filters to shield blue, green and red light.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态摄像装置及图像传感器
本专利技术涉及具有光电转换元件的固态摄像装置及图像传感器。
技术介绍
在读取用对紫外光、蓝光、绿光、红光及红外光有反应的墨水所印刷的读取对象物的图像的图像传感器中，必须按照紫外光、蓝光、绿光、红光及红外光各自的波长区域来读取图像。读取对象物例如是纸币或有价证券。读取彩色图像的图像传感器中，一般准备1行的量的光电转换元件，对于1行按顺序切换各种颜色的光源并使其发光，从而对各种颜色的1行进行读取。或者，准备例如按行层叠透过色不同的彩色滤光片而得的多行的光电转换元件，并同时使各个波长的光发光，按颜色读取不同位置的行的图像，并与所读取的图像的行位置对应地得到彩色图像。近年来，作为固态摄像装置的趋势，要求光电转换元件的细微化和高速化。作为固态摄像装置的光源，在按顺序切换各个波长区域的LED并使其发光的方式中，读取1行需要花费时间，难以提高读取速度。因此，要求如下方式，即：构成为与分别读取的波长区域相对应地在光电转换元件上层叠使特定波长的光透过的彩色滤光片，同时照射多个波长的光，并同时读取各个波长区域的图像，由此来提高读取速度。专利文献1中公开了在光接收元件上设置有彩色滤光片的固态摄像装置。专利文献1的固态摄像装置具有光接收部，该光接收部中，在光电二极管上形成有仅使蓝色、绿色或红色中任意颜色的光透过的彩色滤光片，且在其上方层叠有使可见光透过且遮蔽红外光的红外遮光滤光片。专利文献2中公开了一种固态摄像装置，该固态摄像装置中，对于每个光电传感器阵列，在光电传感器上具有使蓝色(B)、绿色(G)、红色(R)及中间色中任意颜色的光透过的滤光片的图像传感器中，使用1个光源来同时得到各种颜色的图像。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2008－5213号公报专利文献2：日本专利特开2005－184293号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题在专利文献1所记载的这种在光电转换元件上层叠彩色滤光片及红外遮光滤光片的结构中，一般通过在光电转换元件上层叠添加有颜料的材料来形成彩色滤光片及红外遮光滤光片，然而，该制造方法中高精度的膜厚控制及均匀性较为重要。彩色滤光片的膜厚根据希望透过的波长的光的色纯度来决定，在各种颜色之间会产生差异。因此，在专利文献1所记载的这种在光电转换元件上层叠彩色滤光片，并在其上方层叠红外遮光滤光片的结构中，可能存在如下问题，即：由于相邻的彩色滤光片相互之间的阶差而导致对相邻像素产生漏光，或者因彩色滤光片的平坦性不足而导致红外遮光滤光片的特性不稳定。专利文献2所记载的技术中，示出了通过在蓝色(B)、绿色(G)及红色(R)这三原色基础上还具备中间色的彩色滤光片来得到良好画质的图像的结构，但是无法接收红外光。本专利技术正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，在使用彩色滤光片的固态摄像装置中，抑制对相邻像素产生漏光，并且确保红外遮光滤光片的特性。解决技术问题所采用的技术方案为了实现上述目的，本专利技术所涉及的固态摄像装置包括：红色光电转换元件；绿色光电转换元件；蓝色光电转换元件；红外光电转换元件；遮蔽红外光的红外遮蔽滤光片；使红色波长的光透过的红色滤光片；使绿色波长的光透过的绿色滤光片；使蓝色波长的光透过的蓝色滤光片；以及使红外光透过并遮蔽红光、绿光及蓝光的可见光遮光滤光片。红色光电转换元件接收红光并转换成电信号。绿色光电转换元件接收绿光并转换成电信号。蓝色光电转换元件接收蓝光并转换成电信号。红外光电转换元件接收红外光并转换成电信号。红外遮光滤光片分别层叠在红色光电转换元件、绿色光电转换元件及蓝色光电转换元件上。红色滤光片层叠在红色光电转换元件上的红外遮光滤光片上。绿色滤光片层叠在绿色光电转换元件上的红外遮光滤光片上。蓝色滤光片层叠在蓝色光电转换元件上的红外遮光滤光片上。可见光遮光滤光片层叠在红外光电转换元件上。专利技术效果根据本专利技术，在使用彩色滤光片的固态摄像装置中，在光电转换元件上首先层叠红外遮光滤光片，然后在其上方层叠彩色滤光片，由此能够抑制对相邻像素产生漏光，并能够确保红外遮光滤光片的特性。附图说明图1是本专利技术实施方式1所涉及的图像传感器的与主扫描方向正交的剖视图。图2是实施方式1所涉及的固态摄像装置中的光电转换元件的配置图。图3是示出不具有红外遮光滤光片而仅具有彩色滤光片的固态摄像装置的各个光电转换元件的分光灵敏度特性的图。图4是示出实施方式1所涉及的固态摄像装置的各个光电转换元件的分光灵敏度特性的图。图5是示出在光电转换元件上依次层叠彩色滤光片及红外遮光滤光片后得到的固态摄像装置的层叠结构的简要剖视图。图6是示出在光电转换元件上依次层叠彩色滤光片及红外遮光滤光片后得到的固态摄像装置的光学作用的图。图7是示出实施方式1所涉及的固态摄像装置的层叠结构的简要剖视图。图8是示出实施方式1所涉及的固态摄像装置的光学作用的图。图9是示出在光电转换元件上依次层叠彩色滤光片及红外遮光滤光片后得到的固态摄像装置的动作定时的图。图10是示出实施方式1所涉及的固态摄像装置的动作定时的图。图11是本专利技术实施方式2所涉及的图像传感器的与主扫描方向正交的剖视图。图12是示出在透镜与固态摄像装置之间插入紫外遮光滤光片并在光电转换元件上依次层叠彩色滤光片及红外遮光滤光片后得到的固态摄像装置的光学作用的图。图13是示出实施方式2所涉及的固态摄像装置的层叠结构的简要剖视图。图14是示出实施方式2所涉及的固态摄像装置的光学作用的图。图15是示出实施方式2所涉及的固态摄像装置及其他固态摄像装置的各个光电转换元件的分光灵敏度特性的图。图16是示出在透镜与固态摄像装置之间插入紫外遮光滤光片并在光电转换元件上依次层叠彩色滤光片及红外遮光滤光片后得到的固态摄像装置的动作定时的图。图17是示出实施方式2所涉及的固态摄像装置的动作定时的图。具体实施方式下面，参照附图对用于实施本专利技术的方式进行详细说明。另外，对图中相同或相当的部分标注相同的标号。实施方式1.图1是本专利技术实施方式1所涉及的图像传感器的与主扫描方向正交的剖视图。主扫描方向是与图1的纸面正交的方向。图像传感器1包括：从侧面将在主扫描方向上延伸的光向读取对象物射出的导光体2；保持导光体2的导光体壳体3；在主扫描方向上并列配置并分别对读取对象物成像的透镜6；设置在透镜6与读取对象物之间的透明板7；将透镜6所成的像转换成电信号并输出的固态摄像装置8；安装有固态摄像装置8的传感器基板9；以及保持这些构件的框体10。与透明板7的上表面平行且与主扫描方向正交的方向为副扫描方向。从光源向导光体2的端面照射可见光及红外光，射入的光沿着主扫描方向传播，且可见光及红外光从侧面照射向读取对象物。导光体壳体3具有在主扫描方向上延伸的反射板。从导光体2的侧面向导光体壳体3漏出的光被导光体壳体3的反射板反射，而再次射入导光体2。导光体2及未图示的光源构成照射部。透镜6在固态摄像装置8上对照射了可见光及红外光的读取对象物成像。固态摄像装置8利用光电转换将透镜6所成的像转换成与照射至各个元件的光强度相对应的电信号。图像传感器1具有将透镜6夹在中间且在副扫描方向上并列配置的2个导光体2。光源及导光体2的数量不限于2个。图2是实施方式1所涉及的固态摄像装置的光电转换元件的配置图。固态摄像装置8在半导体基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固态摄像装置，其特征在于，包括：红色光电转换元件，该红色光电转换元件接收红光并转换成电信号；绿色光电转换元件，该绿色光电转换元件接收绿光并转换成电信号；蓝色光电转换元件，该蓝色光电转换元件接收蓝光并转换成电信号；红外光电转换元件，该红外光电转换元件接收红外光并转换成电信号；红外遮光滤光片，该红外遮光滤光片分别层叠在所述红色光电转换元件、所述绿色光电转换元件及所述蓝色光电转换元件上，并遮蔽红外光；红色滤光片，该红色滤光片层叠在所述红色光电转换元件上的所述红外遮光滤光片上，并使红色波长的光透过；绿色滤光片，该绿色滤光片层叠在所述绿色光电转换元件上的所述红外遮光滤光片上，并使绿色波长的光透过；蓝色滤光片，该蓝色滤光片层叠在所述蓝色光电转换元件上的所述红外遮光滤光片上，并使蓝色波长的光透过；以及可见光遮光滤光片，该可见光遮光滤光片层叠在所述红外光电转换元件上，使红外光透过，并遮蔽红光、绿光及蓝光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.19 JP 2016-1006861.一种固态摄像装置，其特征在于，包括：红色光电转换元件，该红色光电转换元件接收红光并转换成电信号；绿色光电转换元件，该绿色光电转换元件接收绿光并转换成电信号；蓝色光电转换元件，该蓝色光电转换元件接收蓝光并转换成电信号；红外光电转换元件，该红外光电转换元件接收红外光并转换成电信号；红外遮光滤光片，该红外遮光滤光片分别层叠在所述红色光电转换元件、所述绿色光电转换元件及所述蓝色光电转换元件上，并遮蔽红外光；红色滤光片，该红色滤光片层叠在所述红色光电转换元件上的所述红外遮光滤光片上，并使红色波长的光透过；绿色滤光片，该绿色滤光片层叠在所述绿色光电转换元件上的所述红外遮光滤光片上，并使绿色波长的光透过；蓝色滤光片，该蓝色滤光片层叠在所述蓝色光电转换元件上的所述红外遮光滤光片上，并使蓝色波长的光透过；以及可见光遮光滤光片，该可见光遮光滤光片层叠在所述红外光电转换元件上，使红外...

【专利技术属性】
技术研发人员：大野正辉，儿玉雅俊，时田直幸，藤内亚纪子，仲村惠右，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP