(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを感知するように構成された複数の感知ユニットを含む感知層、
前記感知層から分離され前記感知層の上方に配置された透明板、
前記透明板の第１の領域上に配置され、前記光ビームの第１の波長帯成分が通過することをブロックする第１の導波モード共鳴構造、
反射防止層、及び
前記感知ユニットに電気的に接続された処理モジュールを含み、
前記第１の導波モード共鳴構造及び前記反射防止層は、所定の配列方向に沿って交互に配置され、
前記処理モジュールは、前記第１の導波モード共鳴構造を通過する前記光ビームに対応する第１の強度信号を基準強度信号から差し引いて第１の色値を取得するイメージセンサ。
【請求項２】
前記透明板の第２の領域上に配置され、前記光ビームの第２の波長帯成分が通過することをブロックする第２の導波モード共鳴構造を更に含む請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項３】
前記反射防止層は、前記透明板の第３の領域上に配置されている
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項４】
前記第１の導波モード共鳴構造は、
ベース層、
前記ベース層上に配置された複数の格子ユニット、および
前記ベース層と前記格子ユニット上に配置された透明材料を含む
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項５】
前記感知層上に配置された平坦層、および
前記平坦層上に配置された複数のマイクロレンズを更に含み、
前記透明板は前記マイクロレンズの上方に配置される
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項６】
前記感知層上に配置された平坦層、
前記平坦層上に配置された複数のマイクロレンズ、
前記感知層上であって前記透明板の第１の領域の下方に配置された複数のカラーフィルターユニット、および
前記透明板の第４の領域上に配置された上部カラーフィルターユニットを更に含む
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項７】
前記透明板上に配置された上部カラーフィルターを更に含む
請求項１に記載のイメージセンサ。
【請求項８】
収容チャンバと、前記収容チャンバと連通する開口とを含むセンサハウジング、
前記収容チャンバ内に配置され、光ビームを感知するように構成された複数の感知ユニットを含む感知層を有する感知構造、
前記感知ユニットに電気的に接続された処理モジュール、および
保護構造を含み、
前記保護構造は、
前記開口をカバーし、前記感知構造から分離され前記感知構造の上方に配置された透明板と、
前記透明板の第１の領域上に配置され、前記光ビームの第１の波長帯成分が通過することをブロックする第１の導波モード共鳴構造と、
反射防止層とを含み、
前記第１の導波モード共鳴構造及び前記反射防止層は、所定の配列方向に沿って交互に配置され、
前記処理モジュールは、前記第１の導波モード共鳴構造を通過する前記光ビームに対応する第１の強度信号を基準強度信号から差し引いて第１の色値を取得する画像取込装置。
【請求項９】
前記センサハウジング上に配置されたレンズハウジング、および
前記レンズハウジング内に配置されたレンズアセンブリを更に含む
請求項８に記載の画像取込装置。
【請求項１０】
前記保護構造は、前記透明板の第２の領域上に配置され、前記光ビームの第２の波長帯成分が通過することをブロックする第２の導波モード共鳴構造を更に含む
請求項８に記載の画像取込装置。
【請求項１１】
前記反射防止層は、前記透明板の第３の領域上に配置されている
請求項８に記載の画像取込装置。
【請求項１２】
前記透明板上に配置された上部カラーフィルターを更に含む
請求項８に記載の画像取込装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサおよび画像取込装置に関し、特に、イメージセンサおよび導波モード共鳴構造を有する画像取込装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、デジタルカメラは、イメージセンサを用いて光を感知して画像信号を生成するため、デジタルカメラで撮影された画像は、画像信号に従って生成される。また、分光計は、イメージセンサを用いて赤外線、紫外線、および／または可視光を感知する。
【０００３】
イメージセンサの発展に伴い、高品質の画像信号がますます必要とされている。裏面照射（ＢＳＩ）技術を用いたイメージセンサは、光をフォトダイオードにガイドするライトパイプ構造を有する。イメージセンサは、よりよい光感度と画像品質を有する。
【０００４】
イメージセンサは、通常、その意図された目的に適しているが、全ての面において完全に満足しているわけではない。従って、イメージセンサを如何にして改善するかが問題であり、この解決法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、イメージセンサの製造コストを低減する、または複数の機能を組み合わせるイメージセンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、感知層、透明板、および第１の導波モード共鳴構造を提供する。感知層は、光ビームを感知するように構成された感知ユニットを含む。透明板は、感知層の上方に配置される。第１の導波モード共鳴構造は、透明板の第１の領域上に配置され、光ビームの第１の波長帯成分が通過することをブロックする。
【０００７】
いくつかの実施形態では、イメージセンサは、透明板の第２の領域上に配置され、光ビームの第２の波長帯成分が通過することをブロックする第２の導波モード共鳴構造を更に含む。
【０００８】
いくつかの実施形態では、イメージセンサは、透明板の透明領域上に配置された反射防止層を更に含む。
【０００９】
いくつかの実施形態では、イメージセンサは、透明板のカラーフィルター領域上に配置された上部カラーフィルターユニットを更に含む。
【００１０】
いくつかの実施形態では、イメージセンサは、感知層上であって透明板の第１の領域の下方に配置された複数のカラーフィルターユニットを更に含む。
【００１１】
本開示は、センサハウジング、感知構造、および保護構造を含む画像取込装置を提供する。センサハウジングは、収容チャンバ、および収容チャンバと連通する開口を含む。感知構造は、収容チャンバ内に配置され、感知層を含む。
【００１２】
感知層は、光ビームを感知するように構成された感知ユニットを含む。保護構造は、透明板および第１の導波モード共鳴構造を含む。透明板は、開口をカバーし、感知構造の上方に配置される。第１の導波モード共鳴構造は、透明板の第１の領域上に配置され、光ビームの第１の波長帯成分が通過することをブロックする。
【００１３】
結果、導波モード共鳴構造の構造により、感知層上に配置されたカラーフィルターユニットは、省略されることができる。従って、感知構造の製造コストは、低減され、且つ感知構造の構造は、簡素化されることができる。また、導波モード共鳴構造と上部カラーフィルターユニットにより、イメージセンサは、画像取り込みとジェスチャ検出など、複数の機能を実行するように設計されることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、タイミングスキューの平衡を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本開示のいくつかの実施形態に係る、画像取込装置の概略図である。
【図２】本開示のいくつかの実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図３】本開示のいくつかの実施形態に係る、保護構造の一部の概略図である。
【図４】本開示のいくつかの実施形態に係る、保護構造の一部の概略図である。
【図５】本開示のいくつかの実施形態に係る、保護構造の一部の概略図である。
【図６】本開示のいくつかの実施形態に係る、イメージセンサの概略図である。
【図７】本開示のいくつかの実施形態に係る、保護構造の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次の開示は、その開示の異なる特徴を実施するための、多くの異なる実施の形態または実施例を提供することができる。本開示を簡素化するために、複数の要素および複数の配列の特定の実施形態が以下に述べられる。例えば、本説明の第２の特徴の上方の、または第２の特徴上の第１の特徴の形成は、続いて、特徴が直接接触で形成される複数の実施形態を含むことができ、且つ前記特徴が直接接触でないように、付加的な特徴が前記第１と第２の特徴間に形成された複数の実施形態を含むこともできる。
【００１７】
また、本開示は、種々の実施例において、参照番号および／または文字を繰り返し用いている。この反復は、簡素化と明確さの目的のためであって、種々の実施形態および／または議論された構成との間の関係を規定するものではない。また、図の形状、大きさ、または厚さは、説明を明確にするために縮尺通りに描かれない、または簡易化される可能性もある。
【００１８】
図１は、本開示のいくつかの実施形態に係る、画像取込装置Ａ１の概略図である。いくつかの実施形態では、画像取込装置Ａ１は、分光器、ジェスチャ検出器、または飛行時間（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ；  ＴＯＦ）検出器である。いくつかの実施形態では、画像取込装置Ａ１は、撮影機能を有する電子装置である。いくつかの実施形態では、画像取込装置Ａ１は、携帯電話またはコンピュータなどの電子装置に配置された撮影機能を有する撮像モジュールである。
【００１９】
画像取込装置Ａ１は、筐体Ａ１０、カメラレンズＡ２０、およびイメージセンサ１を含む。カメラレンズＡ２０は、筐体Ａ１０に配置され、イメージセンサ１は、筐体Ａ１０に配置される。カメラレンズＡ２０は、レンズハウジングＡ２１およびレンズアセンブリＡ２２を含む。レンズハウジングＡ２１は、センサハウジング１０に配置される。いくつかの実施形態ではレンズハウジングＡ２１は、センサハウジング１０に対して移動可能である。
【００２０】
レンズアセンブリＡ２２は、レンズハウジングＡ２１に配置される。レンズアセンブリＡ２２は、１つ以上のレンズＡ２２１を含む。レンズＡ２２１は、光ビームをイメージセンサ１に集光するように構成される。
【００２１】
イメージセンサ１は、画像を取り込むように構成される。いくつかの実施形態では、イメージセンサ１は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）イメージセンサである。いくつかの実施形態では、イメージセンサ１は、表面型（Ｆｒｏｎｔｓｉｄｅ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ；  ＦＳＩ）、または裏面型（Ｂａｃｋｓｉｄｅ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ；  ＢＳＩ）ＣＭＯＳイメージセンサ、または他の適合するセンサである。
【００２２】
イメージセンサ１は、センサハウジング１０、感知構造２０、および保護構造３０を含む。センサハウジング１０は、収容チャンバ１１、および収容チャンバ１１と連通する開口１２を含む。
【００２３】
感知構造２０は、収容チャンバ１１内に配置される。感知構造２０は、入射光ビームを検知し、感知構造２０に入射する光ビームに従って、画像信号を生成する。画像は、画像信号により生成される。
【００２４】
保護構造３０は、開口１２をカバーし、且つ、開口１２と接続している。保護構造３０は、感知構造２０を保護するように構成される。いくつかの実施形態では、保護構造３０は、プレート構造である。
【００２５】
図２は、本開示のいくつかの実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。図３は、本開示のいくつかの実施形態に係る、保護構造３０の一部の概略図である。
【００２６】
感知構造２０は、感知層２１、平坦層２２、およびマイクロレンズ２３を含む。感知層２１は、基準平面Ｐ１に沿って延伸する。感知層２１は、入射光ビームを検出し、感知層２１に入射する光ビームに従って、電子信号に変換する。
【００２７】
感知層２１は、次の構成要素の全てを含むことができるが、感知層２１の使用目的が達成されれば、必ずしも次の構成要素の全てを含まなくてもよい。感知層２１は、基板２１１と感知ユニット２１２を含む。いくつかの実施形態では、感知層２１は、例えば誘電体層または反射防止層（図示されていない）などの他の光学層を含んでもよい。
【００２８】
感知ユニット２１２は、基板２１１に配置される。感知ユニット２１２は、基準平面Ｐ１に沿って感知アレイに配置される。いくつかの実施形態では、感知ユニット２１２は、フォトダイオードである。各感知ユニット２１２は、光ビームを感知し、その上を照射する光ビームの強さに従って強度信号を生成するように構成されている。画像信号は、強度信号によって形成される。
【００２９】
平坦層２２は、感知層２１上に配置される。平坦層２２は、感知ユニット２１２とマイクロレンズ２３との間の距離を保つように構成される。いくつかの実施形態では、平坦層２２は、基準平面Ｐ１に対して平行な平坦構造である。いくつかの実施形態では、平坦層２２は、透明である。平坦層２２は、フォトレジストまたは有機ポリマーまたは誘電材料でできている。
【００３０】
各マイクロレンズ２３は、各感知ユニット２１２にそれぞれ配置される。マイクロレンズ２３は、基準平面Ｐ１に平行した平面に沿ってマイクロレンズアレイに配置される。マイクロレンズ２３は、光ビームを感知ユニット２１２に集光するように構成される。
【００３１】
保護構造３０は、透明板３１、複数の導波モード共鳴構造３２、および反射防止層３３を含む。透明板３１は、開口１２をカバーし、且つ開口１２に接続されている。透明板３１は、感知構造２０を保護するように構成される。いくつかの実施形態では、透明板３１は、ガラスでできている。
【００３２】
透明板３１は、基準平面Ｐ１に平行した板状構造である。いくつかの実施形態では、透明板３１は、レンズ、例えば、凸レンズまたは凹レンズなどである。
【００３３】
透明板３１は、感知構造２０上に配置される。図１と図２に示されるように、透明板３１は、感知構造２０の上方に配置され、感知構造２０から分離されている。言い換えれば、中空空間Ｓ１は、保護構造３０と感知構造２０との間に配置される。
【００３４】
導波モード共鳴構造３２は、ベース層３２１、複数の格子ユニット３２２、透明材料３２３を含む。ベース層３２１は、透明板３１に配置され、基準平面Ｐ１に対して平行に延伸する。格子ユニット３２２は、ベース層３２１上に配置される。
【００３５】
いくつかの実施形態では、格子ユニット３２２は、ベース層３２１または基準平面Ｐ１に対して平行な平面に沿って配置される。格子ユニット３２２は、円柱、柱状体、角錐、角錐台、円錐、または円錐台である。格子ユニット３２２は、格子アレイ状に配列される。いくつかの実施形態では、格子ユニット３２２は、Ｎ×Ｍマトリクスに配置される。ＮおよびＭは、正の整数である。いくつかの実施形態では、Ｎは、Ｍと等しい、Ｍより大きい、またはＭより小さい。いくつかの実施形態では、ＮとＭは、１０より大きい。例えば、Ｎは１０であるか、または１０以上であり、Ｍは１０であるか、または１０以上である。
【００３６】
いくつかの実施形態では、ベース層３２１の厚さＴ１は、約０．１ｎｍ〜３０ｎｍの範囲である。いくつかの実施形態では、ベース層３２１に対する格子ユニット３２２の高さＨ１は、約３０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。格子ユニット３２２の幅は、約１２０ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲である。
【００３７】
２つの隣接する格子ユニット３２２の間隔は、約１００ｎｍ〜２６０ｎｍの範囲である。ピッチは、幅プラス間隔と定義される。フィルファクタ（ｆｉｌｌ ｆａｃｔｏｒ）は、幅をピッチで割ることと定義され、約０．２〜０．８の範囲である。
【００３８】
いくつかの実施形態では、格子ユニット３２２とベース層３２１の材料は、同じであり、一体成型される。格子ユニット３２２とベース層３２１の材料は、有機系フォトレジストまたは無機材料である。格子ユニット３２２とベース層３２１は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、ケイ素（Ｓｉ）、比較的高い屈折率のフォトレジスト（ｎ＞１．６）、またはその組み合わせを含む。
【００３９】
透明材料３２３は、ベース層３２１と格子ユニット３２２の上に配置される。図２に示されるように、透明材料３２３は、透明板３１とベース層３２１との間にも配置される。透明材料３２３は、格子ユニット３２２の間に充填される。
【００４０】
いくつかの実施形態では、透明材料３２３は、有機系フォトレジストまたは無機材料である。いくつかの実施形態では、透明材料３２３は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、比較的低い屈折率のフォトレジスト（ｎ＞１．５）、またはその組み合わせを含む。
【００４１】
いくつかの実施形態では、格子ユニット３２２とベース層３２１の屈折率は、透明材料３２３の屈折率より大きい。いくつかの実施形態では、格子ユニット３２２とベース層３２１の屈折率は、約１．６〜２．５の範囲である。透明材料３２３の屈折率は、約１．２〜１．５の範囲である。
【００４２】
上述の導波モード共鳴構造３２の構造により、導波モード共鳴構造３２は、導波モード共鳴効果を有している。導波モード共鳴構造３２は、光ビームの所定の範囲の波長成分の通過（または感知構造２０に入射する）をブロックする。
【００４３】
例えば、図２と図３に示されるように、導波モード共鳴構造３２は、導波モード共鳴構造３２ａ、３２ｂ、および３２ｃを含む。いくつかの実施形態では、アレイに配列された、多くの導波モード共鳴構造３２ａ、導波モード共鳴構造３２ｂ、および導波モード共鳴構造３２ｃがある。導波モード共鳴構造３２ａ、３２ｂ、および３２ｃのいくつかは、配列方向Ｄ１に沿って交互に配列される。
【００４４】
図２と図３に示されるように、導波モード共鳴構造３２ａ、３２ｂ、および３２ｃは、強度信号に従って処理モジュール５０で生成された画像の画素に対応する。反射防止層３３は、導波モード共鳴構造３２ａ、３２ｂ、および３２ｃを囲む。
【００４５】
導波モード共鳴構造３２ａは、透明板３１の領域Ｚ１ａ上に配置される。導波モード共鳴構造３２ａのフィルファクタは、約０．３〜０．５の範囲であり、導波モード共鳴構造３２ａのピッチは、約２４０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲である。導波モード共鳴構造３２ａは、光ビームの第１の波長帯成分が通過する（または感知構造２０に入射する）ことをブロックする（光ビームの第１の波長帯成分の通過を防ぐ）。いくつかの実施形態では、第１の波長帯は、約４３０ｎｍ〜４８０ｎｍの範囲である。第１の波長帯は、光ビームの青色光成分（可視光成分）に対応する。いくつかの実施形態では、第１の波長帯は、光ビームの紫外線成分に対応する。
【００４６】
導波モード共鳴構造３２ｂは、透明板３１の領域Ｚ１ｂ上に配置される。導波モード共鳴構造３２ｂのフィルファクタは、約０．３〜０．５の範囲であり、導波モード共鳴構造３２ａのピッチは、約３２０ｎｍ〜３８０ｎｍの範囲である。導波モード共鳴構造３２ｂは、光ビームの第２の波長帯成分が通過する（または感知構造２０に入射する）ことをブロックする（光ビームの第２の波長帯成分の通過を防ぐ）。いくつかの実施形態では、第２の波長帯は、約５１０ｎｍ〜５７０ｎｍの範囲である。第２の波長帯は、光ビームの緑色光成分（可視光成分）に対応する。
【００４７】
導波モード共鳴構造３２ｃは、透明板３１の領域Ｚ１ｃ上に配置される。導波モード共鳴構造３２ｃのフィルファクタは、約０．３〜０．５の範囲であり、導波モード共鳴構造３２ａのピッチは、約４００ｎｍ〜４６０ｎｍの範囲である。導波モード共鳴構造３２ｃは、光ビームの第３の波長帯成分が通過すること（または感知構造２０に入射する）ブロックする（光ビームの第３の波長帯成分の通過を防ぐ）。いくつかの実施形態では、第３の波長帯は、約６２０ｎｍ〜６７０ｎｍの範囲である。第３の波長帯は、光ビームの赤色光成分（可視光成分）に対応する。いくつかの実施形態では、第３の波長帯は、光ビームの赤外線成分に対応する。
【００４８】
反射防止層３３は、透明板３１の透明領域Ｚ２上に配置される。反射防止層３３は、光ビームを通過させる（または感知構造２０に入射させる）。言い換えれば、反射防止層３３は、光ビームの所定の範囲の波長成分が通過すること（または感知構造２０に入射する）をブロックしない。
【００４９】
領域Ｚ１ａの下方の感知ユニット２１２は、導波モード共鳴構造３２ａを通過する光ビームに従って第１の強度信号を生成する。領域Ｚ１ｂの下方の感知ユニット２１２は、導波モード共鳴構造３２ｂを通過する光ビームに従って第２の強度信号を生成する。
【００５０】
領域Ｚ１ｃの下方の感知ユニット２１２は、導波モード共鳴構造３２ｃを通過する光ビームに従って第３の強度信号を生成する。透明領域Ｚ２の下方の感知ユニット２１２は、透明板３１の透明領域Ｚ２を通過する光ビームに従って基準強度信号を生成する。基準強度信号は、全ての波長帯の光ビームに対応する。
【００５１】
処理モジュール５０は、感知ユニット２１２に電気的に接続される。処理モジュール５０は、第１の強度信号を受け、第１の強度信号の強度に従って第１の強度値を生成する。処理モジュール５０は、第２の強度信号を受け、第２の強度信号の強度に従って第２の強度値を生成する。
【００５２】
処理モジュール５０は、第３の強度信号を受け、第３の強度信号の強度に従って第３の強度値を生成する。処理モジュール５０は、基準強度信号を受け、基準強度信号の強度に従って基準強度値を生成する。
【００５３】
処理モジュール５０は、第１の強度信号と基準強度信号に従って第１の色値を得る。いくつかの実施形態では、第１の色値は、基準強度信号から第１の強度信号を差し引くことで得られる。この実施形態では、第１の色値は、光ビームの青色成分に対応する。いくつかの実施形態では、第１の色値は、光ビームの紫外線成分に対応する。
【００５４】
処理モジュール５０は、第２の強度信号と基準強度信号に従って第２の色値を得る。いくつかの実施形態では、第２の色値は、基準強度信号から第２の強度信号を差し引くことでで得られる。この実施形態では、第２の色値は、光ビームの緑色成分に対応する。
【００５５】
処理モジュール５０は、第３の強度信号と基準強度信号に従って第３の色値を得る。いくつかの実施形態では、第３の色値は、基準強度信号から第３の強度信号を差し引くことで得られる。この実施形態では、第３の色値は、光ビームの赤色成分に対応する。いくつかの実施形態では、第３の色値は、光ビームの赤外線成分に対応する。
【００５６】
従って、画像の画素の画素値は、第１の色値、第２の色値、および第３の色値に従って処理モジュール５０によって得られる。
【００５７】
従って、光ビームの赤外線成分、紫外線成分、および／または可視光成分を検出することができるため、イメージセンサ１は、例えば、分光計であることができる。いくつかの実施形態では、イメージセンサ１は、カメラであることができ、導波モード共鳴構造３２を調整することによって光ビームの可視光の波長帯に対応する。
【００５８】
また、感知層上に配置されたカラーフィルターユニットを、省略することができるため、感知構造２０の製造コストを低減することができ、且つ感知構造２０の構造を簡素化することができる。
【００５９】
図４は、本開示のいくつかの実施形態に係る、保護構造３０の一部の概略図である。保護構造３０の一部は、画像の画素に対応する。いくつかの実施形態では、導波モード共鳴構造３２ａ、導波モード共鳴構造３２ｂ、および導波モード共鳴構造３２ｃは、配列方向Ｄ２に沿って交互に配列される。
【００６０】
反射防止層３３は、導波モード共鳴構造３２ａ、導波モード共鳴構造３２ｂ、および導波モード共鳴構造３２ｃの側部に配置される。言い換えれば、反射防止層３３は、導波モード共鳴構造３２ａ、導波モード共鳴構造３２ｂ、および導波モード共鳴構造３２ｃの同一側に接合、または隣接している。
【００６１】
また、領域Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃは、配列方向Ｄ２に沿って配列される。透明領域Ｚ２は、領域Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃの側部に配置される。
【００６２】
図５は、本開示のいくつかの実施形態に係る、保護構造３０の一部の概略図である。保護構造３０の一部は、画像の画素に対応する。いくつかの実施形態では、導波モード共鳴構造３２ａと反射防止層３３は、配列方向Ｄ１に沿って交互に配列される。
【００６３】
いくつかの実施形態では、導波モード共鳴構造３２ｂと反射防止層３３は、配列方向Ｄ１に沿って交互に配列される。いくつかの実施形態では、導波モード共鳴構造３２ｂと反射防止層３３は、配列方向Ｄ１に沿って交互に配列される。
【００６４】
導波モード共鳴構造３２ａの一端、導波モード共鳴構造３２ｂの一端、導波モード共鳴構造３２ｃの一端は、配列方向Ｄ２で重なる。
【００６５】
図６は、本開示のいくつかの実施形態に係る、イメージセンサ１の概略図である。図７は、本開示のいくつかの実施形態に係る保護構造３０の上面図である。いくつかの実施形態では、領域Ｚ１ｄは、透明板３１の中心に配置される。導波モード共鳴構造３２ｄは、領域Ｚ１上に配置される。導波モード共鳴構造３２のフィルファクタは、約０．５〜０．８の範囲である。
【００６６】
導波モード共鳴構造３２ｄは、光ビームの第４の波長帯成分が通過することをブロックする（光ビームの第４の波長帯成分の通過を防ぐ）。いくつかの実施形態では、第４の波長帯は、約８００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲である。第４の波長帯は、光ビームの赤色線成分に対応する。
【００６７】
保護構造３０は、透明板３１のカラーフィルター領域Ｚ３上に配置された上部カラーフィルターユニット３４を含む。カラーフィルター領域Ｚ３は、領域Ｚ１ｄを囲む。いくつかの実施形態では、カラーフィルター領域Ｚ３は、透明板３１の縁部に配置される。
【００６８】
上部カラーフィルターユニット３４は、光ビームの所定の範囲の波長成分を通過させる（または感知ユニット２１２ｂに入射させる）。いくつかの実施形態では、上部カラーフィルターユニット３４は、８００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲の光ビームの波長帯（赤外線）成分を通過させる。
【００６９】
感知構造２０は、カラーフィルターユニット２４を更に含む。図６に示されるように、透明板３１の領域Ｚ１ｄの下方の平坦層２２は、カラーフィルターユニット２４で置き換えられる。
【００７０】
カラーフィルターユニット２４は、感知層２１上であって、透光板３１の領域Ｚ１ｄの下方に配置される。いくつかの実施形態では、カラーフィルターユニット２４は、感知層２１とマイクロレンズ２３との間に配置される。カラーフィルターユニット２４は、基準板Ｐ１に対して平行な平面に沿って配置される。各カラーフィルターユニット２４は、少なくとも１つの感知層２１２ａの上方に配置される。
【００７１】
各カラーフィルターユニット２４は、光ビームの所定の範囲の波長成分を通過させる（または感知ユニット２１２ｂに入射させる）。いくつかの実施形態では、カラーフィルターユニット２４は、カラーフィルターユニットである。カラーフィルターユニット２４は、赤色カーフィルターユニット２４ａ、緑色カーフィルターユニット２４ｂ、および青色カーフィルターユニット２４ｃを含む。赤色カーフィルターユニット２４ａ、緑色カーフィルターユニット２４ｂ、および青色カーフィルターユニット２４ｃは、フィルターアレイに交互に配列される。
【００７２】
赤色フィルターユニット２４ａは、主に光ビームの５８０ｎｍ〜７５０ｎｍの範囲の波長帯（赤外線）成分を感知ユニット２１２ａに通過させる。緑色フィルターユニット２４ｂは、主に光ビームの４５０ｎｍ〜６２０ｎｍの範囲の波長帯（緑色光）成分を感知ユニット２１２ａに通過させる。青色フィルターユニット２４ｃは、主に光ビームの４００ｎｍ〜５２０ｎｍの範囲の波長帯（青色光）成分を感知ユニット２１２ａに通過させる。
【００７３】
図６に示されるように、平坦層２２は、感知層２１上であって上部カラーフィルターユニット３４の下方に配置される。マイクロレンズ２３は、平坦層２２上であって、カラーフィルター領域Ｚ３の下方に配置される。平坦層２２は、カラーフィルターユニット２４を囲む。いくつかの実施形態では、平坦層２２は、カラーフィルターユニット２４と直接接触する。平坦層２２とカラーフィルターユニット２４は、基準平面Ｐ１に対して平行な平面に沿って配置される。
【００７４】
感知ユニット２１２ａと感知ユニット２１２ｂとの間の感知ユニット２１２ｃは、ダミー感知ユニットである。図６に示されるように、感知ユニット２１２ａと感知ユニット２１２ｂとの間には１つの感知ユニット２１２ｃだけが示されている。しかしながら、いくつかの実施形態では、感知ユニット２１２ａと感知ユニット２１２ｂとの間に少なくとも２つの感知ユニット２１２ｃがある。言い換えれば、感知ユニット２１２ｃは、どの強度信号も生成しない。また、感知ユニット２１２ｃの上方にマイクロレンズ２３がない。従って、感知ユニット２１２ａで生成された強度信号は、上部カラーフィルターユニット３４を通過する光ビームの影響を受けない。感知ユニット２１２ｂで生成された強度信号は、導波モード共鳴構造３２ｄを通過する光ビームの影響を受けない。
【００７５】
この実施形態では、上部カラーフィルターユニット３４が赤外線を通過させるため、感知ユニット２１２ｂは、その上を照射する赤外線に従って強度信号を生成することができる。従って、イメージセンサ１は、ジェスチャまたはＴＯＦアプリケーションを検出するように用いられることができる。
【００７６】
また、カラーフィルターユニット２４は、感知ユニット２１２ａ上に配置されるため、画像は、感知ユニット２１２ａで生成された強度信号に従って取り込まれることができる。また、導波モード共鳴構造３２ｄが赤外線をブロックするため、画像は赤外線の影響を受けない。従って、この実施形態では、イメージセンサ１は、画像取り込みとジェスチャ検出の複数の機能を提供する。
【００７７】
結果、導波モード共鳴構造の構造により、感知層上に配置されたカラーフィルターユニットを省略することができる。従って、感知構造の製造コストを低減し、且つ感知構造の構造を簡素化することができる。また、導波モード共鳴構造と上部カラーフィルターユニットにより、イメージセンサは、画像取り込みとジェスチャ検出など、複数の機能を実行するように設計されることができる。
【００７８】
本発明の特徴は、特定の実施形態に限定されるものでなく、１つ以上の本発明の実施形態に好適な方式で組み合わせ、変更、または代替されることができる。
【００７９】
本発明は、実施例の方法および望ましい実施の形態によって記述されているが、本発明は開示された実施形態に切り定されるものではない。逆に、当業者には自明の種々の変更及び類似の構成をカバーするものである。よって、添付の請求の範囲は、最も広義な解釈が与えられ、全てのこのような変更及び類似の構成を含むべきである。
【符号の説明】
【００８０】
Ａ１…画像取込装置
Ａ１０…筐体
Ａ２０…カメラレンズ
Ａ２１…レンズハウジング
Ａ２２…レンズアセンブリ
Ａ２２１…レンズ
１…イメージセンサ
１０…センサハウジング
１１…収容チャンバ
１２…開口
２０…感知構造
２１…感知層
２１１…基板
２１２、２１２a、２１２b、２１２c  感知ユニット
２２…平坦層
２３…マイクロレンズ
２４…カラーフィルターユニット
２４a…赤色カーフィルターユニット
２４b…緑色カーフィルターユニット
２４c…青色カーフィルターユニット２４ｃ
３０…保護構造
３１…透明板
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２d…導波モード共鳴構造
３２１…ベース層
３２２…格子ユニット
３２３…透明材料
３３…反射防止層
３４…上部カラーフィルターユニット
５０…処理モジュール
Ｄ１、Ｄ２…配列方向
Ｈ１…高度
Ｐ１…基準平面
Ｓ１…中空空間
Ｔ１…厚さ
Ｚ１ａ、Ｚ１ｂ、Ｚ１ｃ、Ｚ１ｄ…領域
Ｚ２…透明領域
Ｚ３…カラーフィルター領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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