[发明专利]光学传感器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请基于于2010年9月10日提交的日本专利申请No.2010-203294、于2010年9月10日提交的No.2010-203295、于2010年9月15日提交的No.2010-206974、于2010年11月10日提交的No.2010-252170、于2011年1月6日提交的No.2011-1100、于2011年1月6日提交的No.2011-1101、于2011年1月6日提交的No.2011-1102、于2011年1月6日提交的No.2011-1103、和于2011年1月27日提交的No.2011-15417，其公开内容通过参考并入本文中。

技术领域

本发明涉及光学传感器，其中，在半导体基板上形成多个光接收元件，每一个光接收元件用于将光转换为电信号，遮光膜隔着透光膜形成在半导体基板的形成光接收元件的表面上方，以及用于透射对应于各自光接收元件的光的开口形成在遮光膜中。

背景技术

传统上，例如专利文献1中所示的，已提出一种光学传感器，其中，在半导体基板上形成多个光电二极管，在形成光电二极管的其表面上形成具有透光特性的透光层，在透光层的上表面上形成具有遮光特性的遮光掩模，以及在遮光掩模中形成多个光传播区。在该光学传感器中，由遮光掩模的光传播区限定入射在每一个光电二极管的光接收表面上的光的范围，尤其是其仰角。

在专利文献1中所示的光学传感器中，如专利文献1的图1所示的，每一个光电二极管的光接收表面的面积基本上与每一个光传播区的面积相同。因此，入射在每一个光电二极管的光接收表面上的光的角范围（方向性）较窄，这会导致具有给定角度的光无法由光电二极管检测。因此，在专利文献1中所述的光学传感器的结构的情况下，难以基于来自每一个光电二极管的输出信号来检测光的强度（入射光的量）或其角度（仰角和光直角）。

此外，在专利文献1中所示的光学传感器中，在透光层的上表面上形成一层遮光掩模。在这个结构的情况下，从给定的一个光传播区入射的光可以经由透光层入射在未对应于给定光传播区的光电二极管上。结果，来自光电二极管的输出信号会包括来自非预期的光传播区的光输出（干扰输出）。

此外，在专利文献1中所示的光学传感器中，两个成对的光电二极管在左右方向上相邻，并且入射在两个光电二极管中的每一个的光接收表面上的光的范围由位于两个光电二极管上方的一个光传播区来限定。因此，当光从左侧入射在光学传感器上时，来自右侧光电二极管的输出信号大于来自左侧光电二极管的输出信号。相反地，当光从右侧入射在光学传感器上时，来自左侧光电二极管的输出信号大于来自右侧光电二极管的输出信号。因此，通过将来自两个成对光电二极管的输出信号彼此进行比较，可以检测出光从左右两侧中的哪一侧入射。

在上述结构中，可以通过将来自左侧光电二极管的输出信号除以来自两个成对光电二极管的输出信号的总和来计算值（第一值），通过将来自右侧光电二极管的输出信号除以来自两个成对光电二极管的输出信号的总和来计算值（第二值），确定两个值之间比率，以及从而检测出有多少光从左侧或从右侧入射在光学传感器上。即，可以检测光的左右比率。

然而，左右比率具有根据光的仰角而改变的特性，仅使用左右比率无法检测光的准确入射方向（仰角和左右角）。

而且，当为了满足使用目的而特别期望检测光的角度时，应再次根据使用目的产生光传播区，这导致低通用性的问题。

此外，在专利文献1中，隔着透光层在形成光电二极管的表面（光接收表面）上形成遮光掩模，以及在遮光掩模中形成光传播区。由遮光掩模遮挡从上方倾斜进入并且入射在每一个光电二极管的光接收表面上的光，但光入射在形成光电二极管的表面上的范围取决于光接收表面与光传播区之间的距离来形成。在专利文献1中，两者之间的距离由透光层的厚度来确定，因为厚度较小，入射在形成光电二极管的表面上的光的范围较窄。