JPH03280574A - Solid-state image sensing device - Google Patents

Solid-state image sensing device

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Publication number
JPH03280574A
JPH03280574A JP2082064A JP8206490A JPH03280574A JP H03280574 A JPH03280574 A JP H03280574A JP 2082064 A JP2082064 A JP 2082064A JP 8206490 A JP8206490 A JP 8206490A JP H03280574 A JPH03280574 A JP H03280574A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microlens
solid
light
imaging device
refractive index
Prior art date
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Pending
Application number
JP2082064A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shunichi Naka
仲 俊一
Junichi Nakai
淳一 仲井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Priority to US07/650,238 priority patent/US5239412A/en
Priority to DE69130777T priority patent/DE69130777T2/en
Priority to DE69130399T priority patent/DE69130399T2/en
Priority to EP91300933A priority patent/EP0441594B1/en
Priority to EP94202306A priority patent/EP0627637B1/en
Publication of JPH03280574A publication Critical patent/JPH03280574A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、受光面にマイクロレンズアレイが形成され
た固体撮像素子から成る固体撮像装置の改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an improvement of a solid-state imaging device comprising a solid-state imaging device having a microlens array formed on a light-receiving surface.

〈従来の技術〉 従来、固体撮像装置として第1図に示すようなものがあ
る。この固体撮像装置は、電化結合素子(COD)等の
固体撮像素子の受光面に複数のマイクロレンズ(凸レン
ズ)から成るマイクロレンズアレイを形成したものであ
る。上記固体撮像装置においては、転送電極2等から成
るTi荷荷送送部3位置に向かって入射した光4は、マ
イクロレンズ1によって屈折されてフォトダイオード5
等の光電変換素子から成る受光部6に向かって収束され
る。したがって、マイクロレンズlを形成しない場合に
比して受光部6に入射される光量が増えるので、その分
だけ感度が向上するのである。ここで、7は保護層であ
り、8はカラーフィルタである。
<Prior Art> Conventionally, there is a solid-state imaging device as shown in FIG. This solid-state imaging device has a microlens array made up of a plurality of microlenses (convex lenses) formed on the light-receiving surface of a solid-state imaging device such as a charge-coupled device (COD). In the above-mentioned solid-state imaging device, light 4 incident toward the position of the Ti cargo transport section 3 consisting of the transfer electrode 2 and the like is refracted by the microlens 1 and transmitted to the photodiode 5.
The light is focused toward the light receiving section 6, which is made up of a photoelectric conversion element such as. Therefore, the amount of light incident on the light receiving section 6 increases compared to the case where the microlens l is not formed, and the sensitivity improves accordingly. Here, 7 is a protective layer and 8 is a color filter.

最近、CODを用いたVTRカメラ、ファクシミリおよ
び複写機等の家庭への普及に伴ってこれ等の装置の小型
化が促進され、それに連れてCODが小型化されてフォ
トダイオードの受光面積が小さくなってきている。その
際には、フォトダイオードへの入射光量が減少して感度
が低下するので、上述のようなマイクロレンズlによる
集光は絶大な効果があるのである。
Recently, with the spread of COD-based VTR cameras, facsimile machines, copying machines, etc. in homes, the miniaturization of these devices has been promoted, and as a result CODs have become smaller and the light-receiving area of the photodiode has become smaller. It's coming. In this case, the amount of light incident on the photodiode decreases and the sensitivity decreases, so focusing the light using the microlens l as described above is extremely effective.

ところで、上述のようなCODは、通常マイクロレンズ
監等を保護するために第2図に示すようにセラミックの
パッケージ13に収められている。
By the way, the above-mentioned COD is usually housed in a ceramic package 13 as shown in FIG. 2 in order to protect the microlens monitor and the like.

ところが、最近コストダウンを図るために、第3図に示
すようにエポキシ系等の透明樹脂でモールドしたものが
提案されている。
However, recently, in order to reduce costs, a molded material made of transparent resin such as epoxy resin, as shown in FIG. 3, has been proposed.

〈発明が解決しようとする課題〉 第2図に示すように、CCD12をセラミックパッケー
ジ13に収めた場合には、CCD12の受光面に取り付
けられたマイクロレンズ11の上側とガラス板10との
間の空間には、N!等の不活性ガスあるいは空気が封入
されているので、マイクロレンズ11による集光の効果
が十分に得られる。ここで、14はリードピンである。
<Problems to be Solved by the Invention> As shown in FIG. 2, when the CCD 12 is housed in the ceramic package 13, the gap between the upper side of the microlens 11 attached to the light-receiving surface of the CCD 12 and the glass plate 10 is In space, N! Since the inert gas or air is sealed, the light condensing effect by the microlens 11 can be sufficiently obtained. Here, 14 is a lead pin.

ところが、第3図に示すように、COD 16を透明樹
脂のモールド体17によってモールドした場合には、C
0D16の受光面に取り付けられたマイクロレンズ15
の上側はエポキシ樹脂等のモールド体17によって覆わ
れてしまう。ここで、上述のように透明樹脂のモールド
体I7はエポキシ等の高分子樹脂であるので、その屈折
率は1゜5〜1.6である。一方、マイクロレンズ15
の材質もポリスチレン、アクリル樹脂、ノボラック樹脂
、ポリエチレン、メタクリル酸メチル等をベースとした
高分子樹脂であり、その屈折率もやはり!。
However, as shown in FIG. 3, when the COD 16 is molded with a transparent resin mold body 17, the C
Microlens 15 attached to the light receiving surface of 0D16
The upper side is covered with a molded body 17 made of epoxy resin or the like. Here, as mentioned above, since the transparent resin mold body I7 is made of a polymer resin such as epoxy, its refractive index is 1.5 to 1.6. On the other hand, microlens 15
The material is a polymer resin based on polystyrene, acrylic resin, novolac resin, polyethylene, methyl methacrylate, etc., and its refractive index is also high! .

5〜1.6である。つまり、マイクロレンズ15の表面
は屈折率の同じ物質によって覆われてしまうのである。
5 to 1.6. In other words, the surface of the microlens 15 is covered with a substance having the same refractive index.

そのため、単にマイクロレンズ15を高分子樹脂のモー
ルド体17でモールドすると、マイクロレンズ15の集
光効果は消失してしまうという問題がある。
Therefore, if the microlens 15 is simply molded with the polymer resin mold body 17, there is a problem in that the light focusing effect of the microlens 15 disappears.

そこで、この発明の目的は、マイクロレンズの屈折率を
上げることによって、透明樹脂でモールドしてもマイク
ロレンズの集光効果が消失しない固体撮像装置を提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid-state imaging device in which the light focusing effect of the microlens does not disappear even when molded with transparent resin by increasing the refractive index of the microlens.

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明は、受光面に複数の
マイクロレンズから成るマイクロレンズアレイが形成さ
れて入射光が光電変換部に収束されるように成した固体
撮像素子を透明樹脂によってモールドした固体撮像装置
であって、上記マイクロレンズは、金属酸化物を添加し
て、あるいは芳香族環を導入して、あるいはハロゲン化
アルキル基を導入して、光学的密度を高めることによっ
て上記透明樹脂の屈折率より高い屈折率を有するように
形成したことを特徴としている。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides a method in which a microlens array consisting of a plurality of microlenses is formed on a light receiving surface so that incident light is converged on a photoelectric conversion section. This is a solid-state imaging device in which a solid-state imaging device is molded with a transparent resin, and the microlens is optically formed by adding a metal oxide, introducing an aromatic ring, or introducing a halogenated alkyl group. It is characterized in that it is formed to have a refractive index higher than that of the transparent resin by increasing the density.

く作用〉 受光面に複数のマイクロレンズから成るマイクロレンズ
アレイが形成された固体撮像素子をモールドしている透
明樹脂に光が入射されると、この入射光は透明樹脂を透
過してさらに上記マイクロレンズに入射される。
Effect〉 When light is incident on the transparent resin molding the solid-state image sensor in which a microlens array consisting of a plurality of microlenses is formed on the light-receiving surface, this incident light passes through the transparent resin and is further exposed to the microlens array described above. incident on the lens.

ここで、上記マイクロレンズは、金属酸化物を添加して
、あるいは芳香族環を導入して、あるいはハロゲン化ア
ルキル基を導入して、光学的密度を高めることによって
上記透明樹脂の屈折率より高い屈折率を有するように形
成されている。したがって、上記マイクロレンズに入射
された光はこのマイクロレンズによって屈折されて固体
撮像素子の光電変換部に収束され、その結果上記固体撮
像素子の感度が高められるのである。
Here, the microlens has a refractive index higher than that of the transparent resin by adding a metal oxide, introducing an aromatic ring, or introducing a halogenated alkyl group to increase the optical density. It is formed to have a refractive index. Therefore, the light incident on the microlens is refracted by the microlens and converged on the photoelectric conversion section of the solid-state image sensor, thereby increasing the sensitivity of the solid-state image sensor.

〈実施例〉 以下、この発明を実施例により詳細に説明する。<Example> Hereinafter, this invention will be explained in detail with reference to Examples.

この発明は、CCDの受光面に形成されるマイクロレン
ズの光学的密度を上げることによってマイクロレンズの
屈折率を上げて、上記マイクロレンズが形成されたCC
Dをエポキシ等の透明樹脂のモールド体でモールドして
もマイクロレンズの集光効果が消失しないようにしたも
のである。
This invention increases the optical density of microlenses formed on the light-receiving surface of a CCD to increase the refractive index of the microlenses.
Even if D is molded with a transparent resin mold body such as epoxy, the light focusing effect of the microlens does not disappear.

本実施例においては、ポリスチレン、アクリル樹脂、ノ
ボラック樹脂、ポリエチレン、メタクリル酸メチル等の
高分子樹脂によってマイク【ルンズを形成する際に、次
のような方法によって形成してマイクロレンズの光学的
密度を上げるのである。
In this example, when forming microlenses from polymer resins such as polystyrene, acrylic resin, novolac resin, polyethylene, and methyl methacrylate, the optical density of the microlens is increased by forming it using the following method. It raises it.

■ 金属酸化物を添加する。■ Add metal oxide.

例えば、酸化チタン、酸化インジウム、酸化錫。For example, titanium oxide, indium oxide, tin oxide.

酸化アルミニウム等の金属酸化物を添 加する。Adding metal oxides such as aluminum oxide add

■ ベンゼン環やナフタレン環等の芳香族環を導入する
■ Introducing aromatic rings such as benzene rings and naphthalene rings.

例えば、ポリジフェニルメチルメタクリレート。For example, polydiphenylmethyl methacrylate.

ポリビニルナフタレン等の高分子樹脂 を得る。Polymer resins such as polyvinylnaphthalene get.

■ ハロゲン化アルキル基を高率で導入する。■Introducing halogenated alkyl groups at a high rate.

例えば、ポリP−クロロメチルスチレン等の高分子樹脂
を得る。
For example, a polymer resin such as polyP-chloromethylstyrene is obtained.

上記■、■および■の方法によって高分子樹脂から成る
マイクロレンズを形成すると、上記マイクロレンズの光
学的密度が上昇する。その結果、屈折率が1.5〜1.
6から1.7〜1.8以上へと高まるのである。
When microlenses made of polymer resin are formed by the methods (1), (2), and (2) above, the optical density of the microlenses increases. As a result, the refractive index is 1.5-1.
It increases from 6 to 1.7 to 1.8 or more.

こうして、マイクロレンズの屈折率が上昇することによ
って、マイクロレンズの屈折率とこのマイクロレンズを
モールドする透明樹脂のモールド体の屈折率とに差が生
じるため、上述のような高分子樹脂のマイクロレンズが
受光面に形成されたCODを透明な高分子樹脂でモール
ドしても、マイクロレンズの集光効果を消滅させること
はないのである。
In this way, as the refractive index of the microlens increases, a difference occurs between the refractive index of the microlens and the refractive index of the transparent resin mold body in which the microlens is molded. Even if the COD formed on the light-receiving surface is molded with a transparent polymer resin, the light-gathering effect of the microlens will not disappear.

したがって、本実施例によれば、コスト的に有利であり
、かつ、感度の良い小型のCODを得ることができる。
Therefore, according to this embodiment, it is possible to obtain a small-sized COD that is advantageous in terms of cost and has good sensitivity.

〈発明の効果〉 以上より明らかなように、この発明の固体撮像装置は、
金属酸化物を添加して、あるいは芳香族環を導入して、
あるいはハロゲン化アルキル基を導入して、光学的密度
を高めることによって、マイクロレンズの屈折率をこの
マイクロレンズ等をモールドする透明樹脂の屈折率より
高めるようにしたので、上記透明樹脂を透過してマイク
ロレンズに入射される光はこのマイクロレンズによって
屈折されて固体撮像素子の光電変換部に収束される。
<Effects of the Invention> As is clear from the above, the solid-state imaging device of the present invention has the following effects:
By adding metal oxides or introducing aromatic rings,
Alternatively, by introducing a halogenated alkyl group to increase the optical density, the refractive index of the microlens is made higher than the refractive index of the transparent resin in which the microlens is molded. Light incident on the microlens is refracted by the microlens and focused on the photoelectric conversion section of the solid-state image sensor.

すなわち、この発明の固体撮像装置においては、上記マ
イクロレンズを透明樹脂でモールドしてもマイクロレン
ズの集光効果は消失しないのである。
That is, in the solid-state imaging device of the present invention, even if the microlens is molded with transparent resin, the light-condensing effect of the microlens does not disappear.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はマイクロレンズを形成したCODの説明図、第
2図は第1図におけるCODをセラミックパッケージに
収納した場合の説明図、第3図は第1図におけるCOD
を透明樹脂でモールドした場合の説明図である。 1.11.15・・・マイクロレンズ、3・・・電荷転
送部、   5・・・フォトダイオード、6・・・受光
部、    + 2.16・・CCD。 ■3・・・セラミックパッケージ、 14.18・・・リードピン、  17・・・モールド
体。
Figure 1 is an explanatory diagram of a COD with a microlens formed therein, Figure 2 is an explanatory diagram of the COD in Figure 1 housed in a ceramic package, and Figure 3 is an explanatory diagram of the COD in Figure 1.
It is an explanatory view when molded with transparent resin. 1.11.15... Microlens, 3... Charge transfer unit, 5... Photodiode, 6... Light receiving unit, + 2.16... CCD. ■3...Ceramic package, 14.18...Lead pin, 17...Mold body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)受光面に複数のマイクロレンズから成るマイクロ
レンズアレイが形成されて入射光が光電変換部に収束さ
れるように成した固体撮像素子を透明樹脂によってモー
ルドした固体撮像装置であって、 上記マイクロレンズは、金属酸化物を添加して、あるい
は芳香族環を導入して、あるいはハロゲン化アルキル基
を導入して、光学的密度を高めることによって上記透明
樹脂の屈折率より高い屈折率を有するように形成したこ
とを特徴とする固体撮像装置。
(1) A solid-state imaging device in which a solid-state imaging device in which a microlens array consisting of a plurality of microlenses is formed on a light-receiving surface so that incident light is converged on a photoelectric conversion part is molded with transparent resin, comprising: The microlens has a refractive index higher than the refractive index of the above-mentioned transparent resin by adding a metal oxide, introducing an aromatic ring, or introducing a halogenated alkyl group to increase the optical density. A solid-state imaging device characterized in that it is formed as follows.
JP2082064A 1990-02-05 1990-03-29 Solid-state image sensing device Pending JPH03280574A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2082064A JPH03280574A (en) 1990-03-29 1990-03-29 Solid-state image sensing device
US07/650,238 US5239412A (en) 1990-02-05 1991-02-04 Solid image pickup device having microlenses
DE69130777T DE69130777T2 (en) 1990-02-05 1991-02-05 Manufacturing process for microlenses
DE69130399T DE69130399T2 (en) 1990-02-05 1991-02-05 Solid state imaging element with microlenses
EP91300933A EP0441594B1 (en) 1990-02-05 1991-02-05 Solid image pickup device having microlenses
EP94202306A EP0627637B1 (en) 1990-02-05 1991-02-05 Method of forming microlenses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2082064A JPH03280574A (en) 1990-03-29 1990-03-29 Solid-state image sensing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03280574A true JPH03280574A (en) 1991-12-11

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ID=13764074

Family Applications (1)

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JP2082064A Pending JPH03280574A (en) 1990-02-05 1990-03-29 Solid-state image sensing device

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Country Link
JP (1) JPH03280574A (en)

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