摄像用光检测装置制造方法及图纸

摄像用光检测装置具备：多个光检测器（６），在基板（５）上按１维状或者２维状来排列；低折射率透明层（１２），形成于多个光检测器的上方；以及柱状或板状的多个高折射率透明部（１３），沿着多个光检测器的排列方向，嵌入低折射率透明层内。对低折射率透明层及高折射率透明部入射的光借助于因通过它们而在其波面上发生的相位位移，被分离为０次衍射光、１次衍射光和－１次衍射光。据此，可以实现光利用效率的提高和像素的高密度化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种为拍摄物体的影像所使用的摄像用光检测装置。
技术介绍
以往的摄像用光检测装置例如在非专利文献1及非专利文献2中公开。 下面说明这些文献中所公开的摄像用光检测装置的概略。图9A是表示以往的摄像装置概略结构的侧面图。自然光等的光入射于 物体1，在其上反射后的光通过透镜系统2，在CCD或CMOS等的光检测 装置4上形成像3。透镜系统2 —般情况下为了确保光学性能，组合沿着光 轴排列的多个透镜来构成，但是在图9A中简化附图，作为单个的透镜进行 了描述。图9B是表示光检测装置4概略结构的附图，是图9A的部分9B放大 剖面图。在形成有多个光电检测器6的检测基板5上，由Si02等构成的低 折射率透明缓冲层7、由SiN等构成的高折射率透明缓冲层8、多个彩色滤 光器9及多个微透镜10按所提及的顺序进行了层叠。在透明缓冲层7的和 透明缓冲层8相接的表面7a上，形成在各光电检测器6之上透明缓冲层7 的膜厚变小的凹凸结构。另一方面，透明缓冲层8的和彩色滤光器9相接 的表面8a是平坦的。微透镜10配置在正交格子的各交叉点位置上，在各微透镜10的中心 轴上配置1个彩色滤光器9及1个光电检测器6。微透镜10起到使如光线lla'那样对微透镜10的中心轴产生位移并入 射的光折射、并将其导向光电检测器6的作用。透明缓冲层7的表面7a的 凹凸结构也具有透镜效应，起到使朝向远离光电检测器6中心的方向的发 散光11b'折射并将其导向光电检测器6的作用。彩色滤光器9包括红透射滤光器9R、绿透射滤光器9G及蓝透射滤光 器9B这3种，红透射滤光器9R如图10的曲线R所示具有将红之外波长的光截止(吸收)的光透射特性(分光灵敏度特性)，绿透射滤光器9G如 图10的曲线G所示具有将绿之外波长的光截止(吸收)的光透射特性(分 光灵敏度特性)，蓝透射滤光器9B如图10的曲线B所示具有将蓝之外波 长的光截止(吸收)的光透射特性(分光灵敏度特性)(参见非专利文献2)。 由包括红透射滤光器9R、绿透射滤光器9G、蓝透射滤光器9B及亮度检测 用的绿透射滤光器9G这4个彩色滤光器9，以及它们所对应的4个光电检 测器6，构成检测彩色图像信息的一个像素。图11是光检测装置4的检测面放大平面图。光电检测器6在正交格子 的交叉点位置上相互分离且绝缘地进行配置。在水平方向相邻的光电检测 器6之间，设置作为按垂直方向延伸的信号布线的多个垂直传送CCD17, 多个垂直传送CCD17和作为按水平方向延伸的信号布线的水平传送 CCD18进行连接。由微透镜10聚光后的光通过位于其正下方的光电检测 器6进行受光(接收光)，并执行光电变换。光电检测器6中所蓄积的电荷 传送给垂直传送CCD17,再传送给水平传送CCD18，作为图像信号进行输 出。在上述图9B所示的光检测装置4中，为了对各光电检测器6使特定色 的光入射，使用了彩色滤光器9。对此，提出了一种光检测装置(参见专利 文献l)，该光检测装置如图12所示，使用微棱镜31使通过了微透镜(未 图示)后的来自被摄体的光30分散，由光电检测器32R、 32G、 32B来检 测红(R)、绿(G)、蓝(B)的各色光。非专利文献l:光技術〕乂夕夕卜(光技术通讯)，Vol.40，No. 1(2002)，P24非专利文献2:卜，y-7夕技術(晶体管技术)，2003年2月号，P128专利文献1:日本特表2002-502120号公报针对摄像用光检测装置，对小型且高像素化的要求日益增高。但是， 在上述以往的摄像用光检测装置中，因为下面的理由，在满足该要求的方 面存在限制。第1理由，就图9B所示的以往的摄像用光检测装置来说，是起因于使 用彩色滤光器9进行色分离。例如在蓝透射滤光器9B中，由于蓝之外波长的光被吸收，所以如同从图IO可知的那样，透射过蓝透射滤光器器9B的 光是所入射光的仅仅2 3成左右。这对于其他的彩色滤光器9R、 9G也相 同。若为了高像素化减小了光电检测器6的间隔，则光电检测器6或微透 镜10的尺寸变小。因此，对1个微透镜10入射的光的光量减少，并且由 于由彩色滤光器9吸收其大部分，因而无法将足够量的光供应给光电检测 器6。从而，检测信号被光散粒噪声(shotnoise)等的噪声信号掩盖。因此， 在以往的摄像用光检测装置中，光电检测器6的间隔以1.5/im左右为限度。第2理由，就图9B所示的以往摄像用光检测装置来说，是起因于以一 对一的形式与光电检测器6相对应地配置微透镜10。若为了高像素化，减 小了光电检测器6的间隔，则微透镜10的尺寸减小，与之相伴，透射过微 透镜10的光束大小也变小。由于如透射过针孔后的光扩展角与针孔径成反 比例那样，若光束的大小(也就是微透镜10的直径)变得微小则光扩散(衍 射)的特性变得过大，因而难以使用微透镜10获得希望的聚光性能。为了 获得微透镜10的聚光性能，微透镜10的直径至少需要是波长的2 3倍以 上，这妨碍了高像素化。就图12所示的以往光检测装置来说，由于未使用吸收光的彩色滤光器， 因而光利用效率得到提高。但是，利用棱镜分散特性的分光作用(由折射 角的波长而产生的差)非常小，红和绿、或者绿和蓝的光之间的位移非常 小。从而，在将棱镜使用于光的分光时，需要将棱镜和光检测面之间的间 隔至少设定为数十 数百^mi以上，在试制的方面达不到实际的尺寸。
技术实现思路
本专利技术解决上述以往的问题，其目的为通过使光利用效率提高来大幅 度縮短光电检测器的间隔，且同时实现微透镜所需要的尺寸确保和像素的 高密度化。另外，本专利技术的目的为，通过利用较大的分光作用来实现具有 现实尺寸的光检测装置。本专利技术的摄像用光检测装置，其特征为，具备多个光检测器，在基 板上按1维状或者2维状排列；低折射率透明层，形成于上述多个光检测 器的上方；以及柱状或板状的多个高折射率透明部，沿着上述多个光检测 器的排列方向，嵌入上述低折射率透明层内。2个以上的上述光检测器与18个上述高折射率透明部相对应。对上述低折射率透明层及上述高折射率透 明部入射的光，借助于因通过它们而在其波面上发生的相位位移，被分离为0次衍射光、1次衍射光和-1次衍射光。专利技术效果根据本专利技术的摄像用光检测装置，由于不是通过光的吸收而是通过衍 射进行光的色分离，因而光的利用效率得到大幅提高。另外，每1个微透镜都能够进行2种色信息的检测。从而，能够同时实现微透镜的尺寸确保 和像素的高密度化。再者，由于利用因波长而产生的衍射角之差进行分光， 因而可以縮小高折射率透明部和光检测器之间的间隔，能够实现现实的尺 寸。附图说明图1A是表示本专利技术一个实施方式所涉及的摄像装置概略结构的侧面图。图1B是表示本专利技术一个实施方式所涉及的摄像用光检测装置概略结 构的附图，是图1A的部分1B的放大剖面图。图2是说明在本专利技术一个实施方式所涉及的摄像用光检测装置中由高 折射率透明部产生衍射光的原理的附图。图3A是表示在本专利技术一个实施方式所涉及的摄像用光检测装置中，经 由红规格高折射率透明部从微透镜向光电检测器传播的红波长的光的强度 分布的附图。图3B是表示在本专利技术一个实施方式所涉及的摄像用光检测装置中，经 由红规格高折射率透明部投影于光电检测器上的红波长的光的强度分布的 附图。图4A是表示在本专利技术一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摄像用光检测装置，其特征为，　具备：多个光检测器，在基板上按１维状或者２维状排列；低折射率透明层，形成于上述多个光检测器的上方；以及柱状或板状的多个高折射率透明部，沿着上述多个光检测器的排列方向，嵌入上述低折射率透明层内；２个以上的上述光检测器与１个上述高折射率透明部相对应，　对上述低折射率透明层及上述高折射率透明部入射的光，借助于因通过它们而在其波面上发生的相位位移，被分离为０次衍射光、１次衍射光和－１次衍射光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-8-6 204394/20071、一种摄像用光检测装置，其特征为，具备多个光检测器，在基板上按1维状或者2维状排列；低折射率透明层，形成于上述多个光检测器的上方；以及柱状或板状的多个高折射率透明部，沿着上述多个光检测器的排列方向，嵌入上述低折射率透明层内；2个以上的上述光检测器与1个上述高折射率透明部相对应，对上述低折射率透明层及上述高折射率透明部入射的光，借助于因通过它们而在其波面上发生的相位位移，被分离为0次衍射光、1次衍射光和-1次衍射光。2、 如权利要求1所述的摄像用光检测装置，其特征为，上述0次衍射光、上述1次衍射光及上述-1次衍射光由相互不同的上 述光检测器来检测。3、 如权利要求1所述的摄像用光检测装置，其特征为， 上述多个高折射率透明部至少包括在折射率、形状、或尺寸上相互不同的红规格高折射率透明部、绿规格高折射率透明部及蓝规格高折射率透 明部，假设a、 b、 c为0以上的整数，则在通过上述高折射率透明部后的光 和通过上述低折射率透明层后的光之间发生的上述相位位移，在上述红规 格高折射率透明部的情况下是红波长的(a+1/2)倍，在上述绿规格高折射 率透明部的情况下是绿波长的(b+1/2)倍，在上述蓝规格高折射率透明部 的情况下是蓝波长的(c+1/2)倍。4、 如权利要求3所述的摄像用光检测装置，其特征为， 上述a、 b、 c是0或者1。5、 如权利要求1所述的摄像用光检测装置，其特征为，上述多个高折射率透明部包括红规格高折射率透明部、绿规格高折射 率透明部及蓝规格高折射率透明部，假设a、 b、 c为0以上的整数，上述高折射率透明部及上述低折射率 透明层的折射率分别为n、 n。，则上述高折射率透明部厚度方向的长度h， 在上述红规格高折射率透明部中满足11=红波长* (2*a+l) /{ (2* (n-n。) }， 在上述绿规格高折射率透明部中满足11=绿波长* (2*b+l) /{ (2* (n-n。) }， 在上述蓝规格高折射率透明部中满足11=蓝波长* (2*c+l) /{ (2* (n-n。) }。6、 如权利要求5所述的摄像用光检测装置，其特征为， 上述a、 b、 c是0或者1。7、 如权利要求1所述的摄像用光检测装置，其特征为， 上述多个高折射率透明部至少包括在折射率、形状、或尺寸上相互不同的与第1波长相对应的第1规格高折射率透明部及与第2波长相对应的 第2规格高折射率透明部，假设a、 b为0以上的整数，则在通过上述高折射率透明部后的光和通 过上述低折射率透明层后的光之间发生的上述相位位移，在上述第1规格 高折射率透明部的情况下是第1波长的(a+l/2)倍，在上述第2规格高折 射率透明部的情况下是第2波长的(b+l/2)倍。8、 如权利要求7所述的摄像用光检测装置，其特征为， 上述a、 b是0或者l。9、 如权利要求1所述的摄像用光检测装...

【专利技术属性】
技术研发人员：西胁青儿，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]