产品及解决方案

图像传感器用彩色滤光片材料

介绍相机、智能手机等图像传感器用彩色滤光片材料。

图像传感器是一种将通过镜头进入的光转换为电信号的半导体。
彩色滤光片不仅用于 FPD,还用于智能手机和数码相机内置的图像传感器。它相当于人眼中的视网膜,其性能很大程度上影响数码相机拍摄照片的质量。
通过进一步强化在FPD用彩色滤光片材料的开发中培育的“纳米级分散加工技术”,我们正在开发适用于图像传感器的片上彩色滤光片材料。我们正在开发使用颜料、染料等与各种波长兼容的材料,不仅包括可见光,还包括近红外光。

什么是图像传感器?

彩色滤光片不仅用于FPD,还用于智能手机、数码相机等内置的小型芯片(半导体)。这种半导体被称为“图像传感器”,具有类似于人眼视网膜的功能。通过将相机镜头收集的光转换为电信号,可以将其再现为图像(视频)。彩色滤光片具有分离进入图像传感器的光线颜色的功能,是为图像提供颜色信息的重要部件。特别是数码相机的图像质量很大程度上受图像传感器性能的影响。

图像传感器主要有“CMOS”和“CCD”两种方法。传统上,图像质量优异且失真小的CCD用于数码单反相机等,功耗低且易于小型化的CMOS用于移动电话和小型数码相机等。根据应用,使用两种方法是分开的。然而,近年来,由于开发了与CCD图像质量相当的CMOS图像传感器,因此大多数相机都采用CMOS,包括智能手机。

图像传感器的工作原理

图像传感器结构

图像传感器剖面

图像传感器剖面

图像传感器由三层组成:微透镜、彩色滤光片和光电二极管。微透镜增加了图像传感器的聚光能力,大大提高了传感器的灵敏度。

微透镜对应于彩色滤光片的子像素(RGB之一),当光线通过滤光片时,会变成R(红色)、G(绿色)或B(蓝色)信息。光电二极管的光接收元件捕获这种颜色和光强度(强/弱)信息,将其转换为电信号,并将其读出,从而记录图像。

除了上述的原色滤光片(红、绿、蓝)之外,片上彩色滤光片还包括补色滤光片(黄色、浅蓝、红紫、绿色),根据用途而使用。图像传感器。

片上彩色滤光片的类型

原色彩色滤光片:出色的色彩再现性,补彩色滤光片:出色的分辨率

图像传感器用途

图像传感器不仅安装在一般家用电器中,如数码相机和智能手机,还安装在用于特殊用途的相机中,如监控摄像头,车载摄像头,医疗摄像头。随着传感器的发展,现在可以检测除可见光 (人眼捕获的光) 之外的光,例如红外线,因此可以拍摄到目前为止无法捕获的各种图像和图像是的。

监控摄像机

监视摄像机的图像照片
在夜间等黑暗环境下拍摄时,利用人眼看不见的红外光,可以获得接近肉眼可见的清晰图像信息。传统上,图像是单色拍摄的,但随着彩色滤光片的使用,现在可以在白天和晚上拍摄彩色图像。

车载摄像头 (ToF/3D-LiDAR)

车载摄像机的图像照片
车载图像传感器的采用将扩大,以提高汽车的安全性和便利性,例如自动驾驶和高级驾驶辅助系统 (ADAS/高级驾驶辅助系统) ,内部 (室内) 监控我会的。

医用照相机

医疗相机的图像照片
图像传感器的高性能化,提高了内窥镜等医疗用相机的功能。这使得早期发现小病变成为可能,并有助于人们的健康。

片上彩色光阻剂剂所需的特性

随着相机变得越来越复杂,图像传感器中使用的彩色滤光片也需要具有更高的分辨率。例如,对于55英寸全高清电视,每个像素的标准尺寸约为200μm x 600μm,但对于智能手机中使用的CMOS传感器的彩色滤光片,每个像素的尺寸约为1μm × 1μm。就面积比而言,这大约是尺寸的 1/100,000。像素尺寸越小,异物对图像质量的负面影响就越大。因此,片上色彩色光阻剂需要极细的颜料颗粒和均匀的分散。

全高清电视和智能手机相机中使用的彩色滤光片的面积比较

传统的片上彩色滤光片仅再现可见光 (400-700㎚) 色域。然而,随着图像传感器变得更加通用并被安装在监控摄像机和医疗摄像机中,图像传感器的用途和需求范围不断扩大,因此,已经开发出可以感测各种波长的光的滤光片,例如红外线和紫外线。确实如此。

我们的片上彩色光阻剂

本公司利用在FPD用彩色滤光片材料的开发中积累的技术,实现了纳米级的颜料分散。我们还在开发新的分散剂,以确保即使在高着色剂浓度下也能稳定分散。由此,能够使彩色光阻剂剂的膜厚变得更薄。

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东洋翊绚株式会社

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