DE112020000625T5 - Bildgebungsvorrichtung und elektronische einrichtung - Google Patents

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Kaito YOKOCHI
Takayuki Ogasahara
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Abstract

Bereitgestellt sind eine Bildgebungsvorrichtung (1) und eine elektronische Einrichtung (201), mit denen es möglich ist, eine Mischung von Farben zwischen Pixeln zu reduzieren. Eine Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist mit Folgendem versehen: einer fotoelektrischen Umwandlungseinheit (PD) mit einer Lichteinfallsoberfläche; mehreren Pixeln (PX), die jeweils eine gestapelte Struktur aufweisen, in der erste optisch transmittierende Filme (14-16, 20), die der Lichteinfallsoberfläche zugewandt angeordnet sind und einen ersten Brechungsindex (nCF) aufweisen, und ein zweiter optisch transmittierender Film (18) mit einem zweiten Brechungsindex (n18), der höher als der erste Brechungsindex ist, sukzessive in einer Stapelungsrichtung gestapelt sind, wobei die mehreren Pixel (PX) in einer ebeneninternen Richtung orthogonal zu der Stapelungsrichtung angeordnet sind; und einem ersten Pixelisolationsteil (13), der zwischen mehreren der ersten optisch transmittierenden Filme angeordnet ist, die in der ebeneninternen Richtung aneinander angrenzen, und der einen dritten Brechungsindex (n13) aufweist, der niedriger als der erste Brechungsindex ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Bildgebungsvorrichtung und eine elektronische Einrichtung einschließlich derselben.
  • Stand der Technik
  • Bei einer Bildgebungsvorrichtung ist eine Konfiguration, in der Farbfilter auf Lichteintrittsoberflächen von Pixeln bereitgestellt sind, die eine fotoelektrische Umwandlung durchführen, bekannt (siehe zum Beispiel PTL 1 und PTL 2). Die Farbfilter beinhalten zum Beispiel ein Rotfilter, ein Grünfilter und ein Blaufilter. Signale, die den jeweiligen Farben entsprechen, werden von den Pixeln mit den Filtern der jeweiligen Farben erfasst, um dadurch ein Farbbild zu erfassen.
  • Ferner ist eine Bildgebungsvorrichtung, bei der eine On-Chip-Linse auf dem Farbfilter bereitgestellt ist, bekannt (siehe zum Beispiel PTL 2). Die On-Chip-Linse erhöht die fotoelektrische Umwandlungseffizienz bei einem Lichtempfangsabschnitt durch Bündeln von Licht, das in den Lichtempfangsabschnitt eindringt.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
    • PTL 1: Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2013-156463
    • PTL 2: Veröffentlichung der japanischen ungeprüften Patentanmeldung Nr. 2016-52041 Kurzdarstellung der Erfindung
  • In Bezug auf eine solche Bildgebungsvorrichtung ist es wünschenswert, eine Farbmischung zwischen Pixeln zu reduzieren. Die Farbmischung zwischen Pixeln tritt zum Beispiel auf, wenn eintretendes Licht, das in ein gewisses Pixel eintreten soll, das Farbfilter dieses Pixels durchläuft und in ein anderes Pixel eintritt, in das das Licht ursprünglich nicht eintreten sollte.
  • Es ist vorteilhaft, eine Bildgebungsvorrichtung und eine elektronische Einrichtung bereitzustellen, die es ermöglichen, eine Farbmischung zwischen Pixeln zu reduzieren.
  • Eine Bildgebungsvorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet mehrere Pixel und einen ersten Pixelseparationsabschnitt. Die mehreren Pixel weisen jeweils eine gestapelte Struktur auf, in der ein fotoelektrischer Umwandlungsabschnitt, der eine Lichteintrittsoberfläche beinhaltet, ein erster lichttransmittierender Film, der der Lichteintrittsoberfläche zugewandt bereitgestellt ist und einen ersten Brechungsindex aufweist, und ein zweiter lichttransmittierender Film, der einen zweiten Brechungsindex höher als der erste Brechungsindex aufweist, der Reihe nach in einer Stapelungsrichtung gestapelt sind. Ferner sind die mehreren Pixel in einer ebeneninternen Richtung orthogonal zu der Stapelungsrichtung angeordnet. Der erste Pixelseparationsabschnitt ist zwischen mehreren der ersten lichttransmittierenden Filme bereitgestellt, die in der ebeneninternen Richtung aneinander angrenzen, und weist einen dritten Brechungsindex niedriger als der erste Brechungsindex auf.
  • Eine elektronische Einrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beinhaltet ein optisches System, eine Bildgebungsvorrichtung und einen Signalverarbeitungsschaltkreis. Als die Bildgebungsvorrichtung beinhaltet die elektronische Einrichtung die Bildgebungsvorrichtung gemäß der vorhergehenden Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Gemäß der Bildgebungsvorrichtung und der elektronischen Einrichtung der jeweiligen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird, selbst wenn Licht schräg in ein Pixel eindringt, ein Eintrittswinkel in eine Wandseite des ersten lichttransmittierenden Films durch den zweiten lichttransmittierenden Film mit einem hohem Brechungsindex flach gemacht (ein Eintrittswinkel mit Bezug auf eine Grenzfläche zwischen dem ersten lichttransmittierenden Film und einem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt wird groß gemacht) und das Licht erfährt eine Totalreflexion an der Grenzfläche. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln zu reduzieren.
  • Figurenliste
    • [1A] 1A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Offenbarung veranschaulicht.
    • [1B] 1B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 1A entlang I-I' veranschaulicht.
    • [2] 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils aus 1A.
    • [3A] 3A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess der Bildgebungsvorrichtung aus 1A veranschaulicht.
    • [3B] 3B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3A veranschaulicht.
    • [3C] 3C ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3B veranschaulicht.
    • [3D] 3D ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3C veranschaulicht.
    • [3E] 3E ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3D veranschaulicht.
    • [3F] 3F ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3E veranschaulicht.
    • [3G] 3G ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3F veranschaulicht.
    • [3H] 3H ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3G veranschaulicht.
    • [31] 31 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 3H veranschaulicht.
    • [3J] 3J ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration in einem Herstellungsprozess anschließend an 31 veranschaulicht.
    • [4] 4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen Ausbreitungspfad von eintretendem Licht in der Bildgebungsvorrichtung aus 1A veranschaulicht.
    • [5] 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einer Referenzform veranschaulicht.
    • [6] 6 ist eine grafische Darstellung, die eine Charakteristik eines Pixels in der Bildgebungsvorrichtung aus 1A veranschaulicht.
    • [7A] 7A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel A veranschaulicht.
    • [7B] 7B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 7A entlang II-II' veranschaulicht.
    • [8A] 8A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel B veranschaulicht.
    • [8B] 8B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 8A entlang III-III' veranschaulicht.
    • [9A] 9A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel C veranschaulicht.
    • [9B] 9B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 9A entlang IV-IV' veranschaulicht.
    • [10] 10 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel D veranschaulicht.
    • [11A] 11A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel E veranschaulicht.
    • [11B] 11B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 11A entlang V-V' veranschaulicht.
    • [12A] 12A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel F veranschaulicht.
    • [12B] 12B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 12A entlang VI-VI' veranschaulicht.
    • [13A] 13A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel G veranschaulicht.
    • [13B] 13B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 13A entlang VII-VII' veranschaulicht.
    • [14] 14 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel H veranschaulicht.
    • [15A] 15A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel I veranschaulicht.
    • [15B] 15B ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptteils aus 15A.
    • [16A] 16A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel J veranschaulicht.
    • [16B] 16B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 16A entlang VIII-VIII' veranschaulicht.
    • [17A] 17A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel K veranschaulicht.
    • [17B] 17B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 17A entlang IX-IX' veranschaulicht.
    • [18A] 18A ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung gemäß einem Modifikationsbeispiel L veranschaulicht.
    • [18B] 18B ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 18A entlang X-X' veranschaulicht.
    • [19] 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration einer elektronischen Einrichtung veranschaulicht, die die Bildgebungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon beinhaltet.
    • [20] 20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Bildgebungssystems veranschaulicht, das die Bildgebungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon beinhaltet.
    • [21] 21 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für eine Bildgebungsprozedur durch das Bildgebungssystem aus 20 veranschaulicht.
    • [22] 22 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems veranschaulicht.
    • [23] 23 ist ein Hilfsdiagramm zum Erklären eines Beispiels von Installationspositionen eines Fahrzeugaußenbereichsinformationserfassungsabschnitts und eines Bildgebungsabschnitts.
    • [24] 24 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Chirurgiesystems darstellt.
    • [25] 25 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration eines Kamerakopfes und einer Kamerasteuereinheit (CCU) darstellt. Ausführungsweisen der Erfindung
  • Nachfolgend wird eine ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben. Es wird angemerkt, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge gegeben ist.
  • 1. Ausführungsform (Bildgebungsvorrichtung) ... Figuren 1 bis 4
  • Ein Beispiel, das Farbpixel in einer Bayer-Anordnung beinhaltet, wobei ein Film mit einem dritten Brechungsindex in einem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt bereitgestellt ist, wobei der Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt eine Breite größer als eine Breite eines Pixelseparationsgebiets in einem Substrat aufweist.
  • 2. Modifikationsbeispiele (Bildgebungsvorrichtungen)
  • Modifikationsbeispiel A: ein Beispiel, das monochrome Pixel beinhaltet ... 7A und 7B
  • Modifikationsbeispiel B: ein Beispiel, bei dem die Breite des Zwischenpixellichtblockierungsabschnitts gleich der Breite des Pixelseparationsgebiets in dem Substrat ist ... 8A und 8B
  • Modifikationsbeispiel C: ein Beispiel, bei dem Luft für den Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt verwendet wird ... 9A und 9B
  • Modifikationsbeispiel D: ein Beispiel, bei dem ein Endteil eines Farbfilters eine sich verjüngende Form aufweist ... 10
  • Modifikationsbeispiel E: ein Beispiel, bei dem der Film mit dem dritten Brechungsindex in einer Schicht gemeinsam mit einem Antireflexionsfilm bereitgestellt ist... 11A und 11B
  • Modifikationsbeispiel F: ein Beispiel, das monochrome Pixel beinhaltet, wobei Luft für den Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt verwendet wird ... 12A und 12B
  • Modifikationsbeispiel G: ein Beispiel, bei dem ein Farbfilter zwischen vier fotoelektrischen Umwandlungselementen geteilt wird ... 13A und 13B
  • Modifikationsbeispiel H: ein Beispiel, bei dem der Endteil des Farbfilters eine sich verjüngende Form aufweist ... 14
  • Modifikationsbeispiel G: ein Beispiel, das ein pupillenkorrigiertes Layout beinhaltet... 15A und 15B
  • Modifikationsbeispiel J: ein Beispiel, das ein rechteckiges fotoelektrisches Umwandlungselement beinhaltet... 16A und 16B
  • Modifikationsbeispiel K: ein Beispiel, bei dem ein Farbfilter zwischen acht rechteckigen fotoelektrischen Umwandlungselementen geteilt wird ... 17A und 17B
  • Modifikationsbeispiel L: ein Beispiel, bei dem ein Farbfilter zwischen zwei quadratischen fotoelektrischen Umwandlungselementen geteilt wird ... 18A und 18B
  • 3. Anwendungsbeispiele
  • Anwendungsbeispiel 1: Ein Beispiel einer Anwendung der Bildgebungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon auf eine elektronische Einrichtung ... 19
  • Anwendungsbeispiel 2: Ein Beispiel einer Anwendung der Bildgebungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon auf ein Bildgebungssystem ... 20 und 21
  • 4. Praktische Anwendungsbeispiele
  • Praktisches Anwendungsbeispiel 1: Ein Beispiel einer praktischen Anwendung der Bildgebungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon auf einen mobilen Körper ... 22 und 23
  • Praktisches Anwendungsbeispiel 2: Ein Beispiel einer praktischen Anwendung der Bildgebungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon auf ein endoskopisches Chirurgiesystem ... 24 und 25
  • 5. Andere Modifikationsbeispiele
  • <1. Ausführungsform>
  • [Konfigurationsbeispiel]
  • 1A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 1B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung 1 aus 1A entlang I-I`. In 1A sind Veranschaulichungen eines Antireflexionsfilms 19, eines Films 18 mit hohem Brechungsindex, eines Films 17 mit niedrigem Brechungsindex und eines Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 weggelassen, um ein Layout von Farbfiltern CF (eines Rotfilters 14, eines Grünfilters 15 und eines Blaufilters 16) zu veranschaulichen.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1 beinhaltet mehrere Pixel PX. Das mehreren Pixel PX entsprechen einem speziellen Beispiel für „mehrere Pixel“ der vorliegenden Offenbarung. Die mehreren Pixel PX weisen jeweils eine gestapelte Struktur auf, in der ein Halbleitersubstrat 10, das Farbfilter (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16), der Film 17 mit niedrigem Brechungsindex, der Film 18 mit hohem Brechungsindex und der Antireflexionsfilm 19 der Reihe nach in einer Stapelungsrichtung gestapelt sind. Die mehreren Pixel PX sind in einer ebeneninternen Richtung orthogonal zu der Stapelungsrichtung angeordnet. Das Halbleitersubstrat 10 ist mit einer Fotodiode PD versehen, die eine Lichteintrittsoberfläche SPD beinhaltet. Die Fotodiode PD entspricht einem speziellen Beispiel für einen „fotoelektrischen Umwandlungsabschnitt“ der vorliegenden Offenbarung. Die Fotodiode PD beinhaltet ein n-Typ-Halbleitergebiet 10A und ein p-Typ-Halbleitergebiet 10B und führt eine fotoelektrische Umwandlung durch. Das Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16) entspricht einem speziellen Beispiel für einen „ersten lichttransmittierenden Film“ der vorliegenden Offenbarung. Der Film 18 mit hohem Brechungsindex entspricht einem speziellen Beispiel für einen „zweiten lichttransmittierenden Film“ der vorliegenden Offenbarung. Der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 ist zwischen mehreren Farbfiltern CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15 und dem Blaufilter 16 bereitgestellt, die in der ebeneninternen Richtung aneinander angrenzen. Der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 entspricht einem speziellen Beispiel für einen „ersten Pixelseparationsfilm“ der vorliegenden Offenbarung. Ein Gebiet zwischen mehreren Fotodioden PD, die aneinander angrenzen, ist ein Pixelseparationsgebiet. Das Halbleitersubstrat 10 in dem Pixelseparationsgebiet ist mit einem Pixelseparationsfilm 12 versehen und die Fotodioden PD sind für einzelne Pixel PX unterteilt. Der Pixelseparationsfilm 12 entspricht einem speziellen Beispiel für einen „zweiten Pixelseparationsfilm“ der vorliegenden Offenbarung. In 1A ist eine planare Konfiguration, die vier Pixel in einer 2×2-Anordnung entspricht, veranschaulicht, und In 1B ist eine Querschnittskonfiguration, die zwei Pixeln entspricht, veranschaulicht. Ein Wellenlängenbereich von Licht, der zum Empfang durch die Fotodiode PD der Bildgebungsvorrichtung 1 anvisiert wird, ist der sichtbare Bereich (z. B. größer als oder gleich 400 nm und kleiner als oder gleich 700 nm).
  • Das Halbleitersubstrat 10 ist mit einem (nicht veranschaulichten) Transfer-Gate, das eine elektrische Signalladung extrahiert, die in der Fotodiode PD in jedem Pixel PX erzeugt und akkumuliert wird, und einem (nicht veranschaulichten) Schaltkreisabschnitt versehen, der die extrahierte elektrische Signalladung ausgibt und daran eine Signalverarbeitung durchführt. Die von der Fotodiode PD jedes Pixels PX extrahierte elektrische Signalladung ist dazu konfiguriert, der Signalverarbeitung, wie etwa CDS (Correlated Double Sampling - korrelierte Doppelabtastung), durch den (nicht veranschaulichten) Schaltkreisabschnitt unterzogen zu werden, um dadurch in ein digitales Signal umgewandelt zu werden und um nach außen ausgegeben zu werden.
  • In einer Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 ist eine Pixelseparationskerbe 11 in dem Pixelseparationsgebiet gebildet. Der Pixelseparationsfilm 12 ist in der Pixelseparationskerbe 11 bereitgestellt. Die Fotodioden PD sind für einzelne Pixel PX durch den Pixelseparationsfilm 12 unterteilt. Der Pixelseparationsfilm 12 separiert die Pixel PX optisch voneinander oder separiert die Pixel PX elektrisch voneinander. Alternativ dazu kann der Pixelseparationsfilm 12 die Pixel PX optisch und elektrisch voneinander separieren. Der Pixelseparationsfilm 12 beinhaltet einen Isolator, wie etwa Siliciumoxid (SiO2). Der Pixelseparationsfilm 12 kann auch einen Einzelschicht- oder Mehrschichtfilm aus einem Isolator, wie etwa Tantaloxid (Ta2O5), Hafniumoxid (HfO2) oder Aluminiumoxid (Al2O3), beinhalten. Alternativ dazu kann der Pixelseparationsfilm 12 einen Stapel oder einen Einzelschichtfilm oder einen Mehrschichtfilm aus einem Isolator, wie etwa Tantaloxid, Hafniumoxid oder Aluminiumoxid, und einem Siliciumoxidfilm beinhalten. Der Pixelseparationsfilm 12 einschließlich des oben beschriebenen Isolators separiert die Pixel PX sowohl optisch als auch elektrisch voneinander. Der Pixelseparationsfilm 12, der einen Isolator beinhaltet und in der Pixelseparationskerbe 11 bereitgestellt ist, wird auch als RDTI (Rear Deep Trench Isolation - hintere Tiefgrabenisolation) bezeichnet. Ferner kann der Pixelseparationsfilm 12 eine Konfiguration mit einem Raum innerhalb der Pixelseparationskerbe 11 aufweisen. Selbst in diesem Fall ist es möglich, die Pixel PX sowohl optisch als auch elektrisch voneinander zu separieren. Wie zum Beispiel in 2 veranschaulicht, kann der Pixelseparationsfilm 12 eine Konfiguration aufweisen, bei der ein sich in einer Tiefenrichtung erstreckender Hohlraum V in einem Isolator gebildet ist, wie etwa einem Siliciumoxid, das den Pixelseparationsfilm 12 konfiguriert. Der Hohlraum V ermöglicht zusätzlich zu der Separation durch den Isolator, die optische Separationscharakteristik für die Pixel PX zu verbessern. Ferner kann der Pixelseparationsfilm 12 ein p-Typ-Halbleitergebiet sein, das in dem Halbleitersubstrat 10 gebildet ist. In diesem Fall muss die Pixelseparationskerbe 11 nicht notwendigerweise gebildet werden. Eine Pixelseparation durch das p-Typ-Halbleitergebiet erlaubt eine elektrische Separation der Pixel PX voneinander. Ferner kann der Pixelseparationsfilm 12 ein Metall mit einer Lichtblockierungseigenschaft, wie etwa Tantal (Ta), Aluminium (Al), Silber (Ag), Gold (Au) oder Kupfer (Cu), beinhalten. In diesem Fall ist es möglich, die Pixel PX optisch voneinander zu separieren. Eine Breite (W12) des Pixelseparationsfilms 12 zwischen zwei angrenzenden Pixeln PX ist zum Beispiel größer als oder gleich 30 nm und kleiner als oder gleich 300 nm.
  • Wie in 1B veranschaulicht, sind auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats 10 auf einer Lichteinfallsseite die Farbfilter CF so gebildet, dass sie separat für einzelne Pixel PX bereitgestellt sind. Die Farbfilter CF beinhalten zum Beispiel das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16. Die Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16) weisen jeweils einen Brechungsindex nCF auf. Der Brechungsindex nCF entspricht einem speziellen Beispiel für einen „ersten Brechungsindex“ der vorliegenden Offenbarung. Für ein Pixel PX ist ein Farbfilter CF bereitgestellt, das aus dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15 und dem Blaufilter 16 ausgewählt ist. Hier ist der Wellenlängenbereich von Licht, das zum Empfang durch die Bildgebungsvorrichtung 1 anvisiert wird, der sichtbare Bereich (größer als oder gleich 400 nm und kleiner als oder gleich 700 nm). Das Pixel PX, das mit dem Rotfilter 14 versehen ist, ist ein Rotpixel, das Pixel PX, das mit dem Grünfilter 15 versehen ist, ist ein Grünpixel und das Pixel PX, das mit dem Blaufilter 16 versehen ist, ist ein Blaupixel. Die Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16) beinhalten zum Beispiel ein fotoempfindliches Negativresistmaterial oder dergleichen, das Farbstoffe der jeweiligen Farben beinhaltet. Die Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16) sind zum Beispiel in einer Bayer-Anordnung bereitgestellt. Gemäß der Bayer-Anordnung sind für beliebige vier Pixel in einer 2×2-Anordnung die Farbfilter CF erster zwei diagonal angrenzender Pixel PX beide Grünfilter 15. Ferner sind die Farbfilter CF der anderen zwei diagonal angeordneten Pixel PX das Rotfilter 14 bzw. das Blaufilter 16. Die Farbfilter CF sind nicht auf das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16 beschränkt und können eine Konfiguration aufweisen, die zum Beispiel ein Rotfilter, ein Grünfilter, ein Blaufilter, ein Gelbfilter, ein Magentafilter, ein Cyanfilter und/oder ein Graufilter beinhaltet. Die Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15 und das Blaufilter 16) können jeweils eine Filmdicke von zum Beispiel mehr als oder gleich 200 nm und weniger als oder gleich 2 µm aufweisen.
  • Die Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15, das Blaufilter 16) sind durch den Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13, der in dem Zwischenpixellichtblockierungsgebiet gebildet ist, voneinander für einzelne Pixel PX separiert. Das heißt, der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 ist zwischen den angrenzenden Farbfiltern CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) bereitgestellt. Der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 beinhaltet zum Beispiel ein Material mit einem Brechungsindex n13. Der Brechungsindex n13 entspricht einem speziellen Beispiel für einen „dritten Brechungsindex“ der vorliegenden Offenbarung. Der Brechungsindex n13 des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 ist niedriger als der Brechungsindex nCF der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15 und des Blaufilters 16). Der Brechungsindex n13 erfüllt zum Beispiel 1 < n13 ≤ 1,5 (ein Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm). Zum Beispiel beinhaltet er Siliciumoxid. Eine Breite W13 des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 zwischen zwei angrenzenden Farbfiltern CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15 und dem Blaufilter 16) ist gleich der oder größer als die Breite W12 des Pixelseparationsfilms zwischen zwei angrenzenden Pixeln PX. Die Breite W13 des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 ist bevorzugt größer als die Breite W12 des Pixelseparationsfilms. Zum Beispiel sind die oberen Oberflächen der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) und eine obere Oberfläche des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 flache Oberflächen derselben Ebene.
  • Der Film 17 mit niedrigem Brechungsindex ist so gebildet, dass er die oberen Oberflächen der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) und die obere Oberfläche des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 bedeckt. Der Film 17 mit niedrigem Brechungsindex weist einen Brechungsindex niedriger als der Brechungsindex nCF der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15 und des Blaufilters 16) auf. Der Film 17 mit niedrigem Brechungsindex beinhaltet zum Beispiel Siliciumoxid. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1 kann der Film 18 mit hohem Brechungsindex so bereitgestellt werden, dass er die oberen Oberflächen der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) und die obere Oberfläche des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 bedeckt, ohne den Film 17 mit niedrigem Brechungsindex bereitzustellen.
  • Der Film 18 mit hohem Brechungsindex ist als eine obere Schicht des Films 17 mit niedrigem Brechungsindex gebildet. Der Film 18 mit hohem Brechungsindex beinhaltet zum Beispiel ein Material mit einem Brechungsindex n18. Der Brechungsindex n18 entspricht einem speziellen Beispiel für einen „zweiten Brechungsindex“ der vorliegenden Offenbarung. Der Brechungsindex n18 des Films 18 mit hohem Brechungsindex ist höher als der Brechungsindex nCF der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15 und des Blaufilters 16). Der Brechungsindex n18 erfüllt zum Beispiel 1,5 < n18 ≤ 4,2 (ein Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm). Der Film 18 mit hohem Brechungsindex beinhaltet zum Beispiel Siliciumnitrid (Si3N4). Alternativ dazu kann ein Stapel aus Titanoxid (TiO2)/Tantaloxid/Hafniumoxid oder dergleichen verwendet werden. Der Film 18 mit hohem Brechungsindex weist eine Filmdicke von zum Beispiel mehr als oder gleich 30 nm und weniger als oder gleich 300 nm auf. Der Film 18 mit hohem Brechungsindex muss nicht notwendigerweise separat für einzelne Pixel PX bereitgestellt werden. Das heißt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex kann ein Film sein, der oberhalb der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) und oberhalb des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 gebildet ist und der für sämtliche Pixel PX gemeinsam ist. Alternativ dazu kann der Film 18 mit hohem Brechungsindex separat für einzelne Pixel PX bereitgestellt werden. Das heißt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex kann dazu konfiguriert sein, oberhalb der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) und nicht oberhalb des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 gebildet zu werden.
  • Der Antireflexionsfilm 19 ist als eine obere Schicht des Films 18 mit hohem Brechungsindex gebildet. Der Antireflexionsfilm 19 beinhaltet zum Beispiel Siliciumoxid und weist einen Brechungsindex niedriger als jener des Films 18 mit hohem Brechungsindex auf. Der Antireflexionsfilm 19 weist eine Filmdicke von zum Beispiel mehr als oder gleich 30 nm und weniger als oder gleich 300 nm auf.
  • Es ist anzumerken, dass der Antireflexionsfilm 19, wie der Film 18 mit hohem Brechungsindex, nicht notwendigerweise separat für einzelne Pixel PX bereitgestellt sein muss oder separat für einzelne Pixel PX bereitgestellt sein kann. Ferner müssen das p-Typ-Halbleitergebiet 10B und der Film 17 mit niedrigem Brechungsindex, wie der Antireflexionsfilm 19, nicht notwendigerweise separat für einzelne Pixel PX bereitgestellt werden oder können separat für einzelne Pixel PX bereitgestellt werden.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1 ist nicht mit einer On-Chip-Linse versehen. Die Bildgebungsvorrichtung 1 ist dazu konfiguriert, Licht von außerhalb der Bildgebungsvorrichtung 1 den Antireflexionsfilm 19, den Film 18 mit hohem Brechungsindex, den Film 17 mit niedrigem Brechungsindex und das Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15, das Blaufilter 16) der Reihe nach durchlaufen zu lassen, um in die Fotodiode PD einzutreten.
  • [Herstellungsverfahren]
  • Als Nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der Bildgebungsvorrichtung 1 beschrieben. 3A bis 3J veranschaulichen jeweils ein Beispiel für einen Herstellungsprozess der Bildgebungsvorrichtung 1.
  • Zuerst wird, wie in 3A veranschaulicht, die Pixelseparationskerbe 11 bei einer Position gebildet, die dem Pixelseparationsgebiet des Halbleitersubstrats 10 entspricht. Insbesondere wird zum Beispiel eine Resiststruktur mit einer Öffnung bei einer Position, die dem Pixelseparationsgebiet des Halbleitersubstrats 10 entspricht, gebildet, um das Halbleitersubstrat 10 zu bedecken. Danach wird das Halbleitersubstrat 10 einem Ätzprozess, wie etwa reaktivem Ionenätzen (RIE: Reactive Ion Etching) unter Verwendung der Resiststruktur als eine Maske unterzogen. Dadurch wird ein Teil des Halbleitersubstrats 10 selektiv entfernt, um die Pixelseparationskerbe 11 zu bilden. Nach dem oben beschriebenen Ätzprozess wird die oben beschriebene Resiststruktur, die das Halbleitersubstrat 10 bedeckt, entfernt.
  • Als Nächstes wird ein Isolator, wie etwa Siliciumoxid, durch zum Beispiel ein CVD(Chemical Vapor Deposition - chemische Gasphasenabscheidung)-Verfahren oder ein ALD(Atomic Layer Deposition - Atomlagenabscheidung)-Verfahren abgeschieden, um die Pixelseparationskerbe 11 zu füllen, und danach werden ungewollte Teile des abgeschiedenen Isolators entfernt. Dadurch wird, wie in 3B veranschaulicht, der Pixelseparationsfilm 12 in der Pixelseparationskerbe 11 gebildet. Anschließend werden das n-Typ-Halbleitergebiet 10A und das p-Typ-Halbleitergebiet 10B durch Ionenimplantation oder dergleichen gebildet, um die Fotodiode PD zu bilden, die eine fotoelektrische Umwandlung durchführt. Es ist anzumerken, dass die Pixelseparationskerbe 11 und der Pixelseparationsfilm 12 gebildet werden können, nachdem die Fotodiode PD gebildet wurde.
  • Anschließend wird, wie in 3C veranschaulicht, ein Isolator, wie etwa Siliciumoxid, durch zum Beispiel ein CVD-Verfahren abgeschieden, um einen Isolationsfilm 13A zu bilden. Der Isolationsfilm 13A wird so gebildet, dass er eine Filmdicke gleich der Filmdicke der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) aufweist, die in einem späteren Schritt zu bilden sind.
  • Als Nächstes wird eine Resiststruktur mit einer Öffnung in einem Gebiet, in dem die Farbfilter CF (der Rotfilter 14, der Grünfilter 15, der Blaufilter 16) zu bilden sind, gebildet, um den Isolationsfilm 13A zu bedecken. Danach wird der Isolationsfilm 13A einem Ätzprozess, wie etwa RIE, unter Verwendung der Resiststruktur, die den Isolationsfilm 13A bedeckt, als eine Maske unterzogen. Dadurch wird der Isolationsfilm 13A selektiv entfernt, um einen vertieften Teil 13B für das Farbfilter zu bilden, wie in 3D veranschaulicht ist. Zu dieser Zeit wird der verbleibende Teil der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13. Nach dem oben beschriebenen Ätzprozess an dem Isolationsfilm 13A wird die Resiststruktur, die den Isolationsfilm 13A bedeckt, entfernt.
  • Anschließend wird, wie in 3E veranschaulicht, ein fotoempfindlicher Negativresistfilm 14PR, der einen roten Farbstoff enthält, durch Aufbringen eines fotoempfindlichen Negativresistmaterials gebildet, das den roten Farbstoff enthält, um den vertieften Teil 13B für das Farbfilter zu füllen.
  • Als Nächstes wird, wie in 3F veranschaulicht, ein Belichtungsprozess selektiv an dem fotoempfindlichen Negativresistfilm 14PR bei dem Rotpixel durchgeführt, um das Rotfilter 14 zu bilden.
  • Anschließend wird, wie in 3G veranschaulicht, der fotoempfindliche Negativresistfilm 14PR, der in einem Gebiet außer dem Gebiet, wo das Rotfilter 14 gebildet ist, bereitgestellt ist und der dem Belichtungsprozess nicht unterzogen wurde, entfernt. Infolgedessen wird der vertiefte Teil 13B für das Farbfilter zum Bilden des Farbfilters CF (des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) geöffnet.
  • Als Nächstes wird, wie in 3H veranschaulicht, ein fotoempfindlicher Negativresistfilm 15PR, der einen roten Farbstoff enthält, durch Aufbringen eines fotoempfindlichen Negativresistmaterials gebildet, das den grünen Farbstoff enthält, um den vertieften Teil 13B für das Farbfilter zu füllen.
  • Als Nächstes wird, wie in 31 veranschaulicht, ein Belichtungsprozess selektiv an dem fotoempfindlichen Negativresistfilm 15PR bei dem Grünpixel durchgeführt, um das Grünfilter 15 zu bilden. Anschließend wird der fotoempfindliche Negativresistfilm 15PR, der in einem Gebiet außer dem Gebiet, wo das Grünfilter 15 gebildet ist, bereitgestellt ist und der dem Belichtungsprozess nicht unterzogen wurde, entfernt. Ferner wird das Blaufilter 16 in einem nicht veranschaulichten Gebiet auf eine Weise ähnlich dem Verfahren zum Bilden des Rotfilters 14 und dem Verfahren zum Bilden des Grünfilters 15 gebildet.
  • Als Nächstes wird, wie in 3J veranschaulicht, der Film 17 mit niedrigem Brechungsindex durch Abscheiden von Siliciumoxid oder dergleichen über der gesamten Oberfläche durch zum Beispiel ein CVD-Verfahren gebildet und wird der Film 18 mit hohem Brechungsindex durch weiteres Abscheiden von Siliciumnitrid oder durch ein CVD-Verfahren gebildet. Anschließend wird der Antireflexionsfilm 19 als die obere Schicht des Films 18 mit hohem Brechungsindex durch Abscheiden von Siliciumoxid oder dergleichen durch ein CVD-Verfahren gebildet. Auf eine solche Weise wird die Bildgebungsvorrichtung 1 hergestellt.
  • [Betrieb]
  • Bei der Bildgebungsvorrichtung 1 wird beim Eintritt von Licht mit einer Wellenlänge, die für einen Empfang anvisiert ist, in die Fotodiode PD, die in dem Halbleitersubstrat 10 bereitgestellt ist, von der Lichteinfallsseite (Seite des Films 18 mit hohem Brechungsindex) eine elektrische Signalladung erzeugt und akkumuliert. Die elektrische Signalladung wird von der Fotodiode PD jedes Pixels PX extrahiert und wird einer Signalverarbeitung, wie etwa CDS (korrelierte Doppelabtastung), durch den (nicht veranschaulichten) Signalverarbeitungsschaltkreis unterzogen, um in ein digitales Signal umgewandelt zu werden, und das umgewandelte Signal wird nach außen ausgegeben.
  • [Funktionsweisen und Effekte der Bildgebungsvorrichtung 1]
  • Wie in 4 veranschaulicht, ist bei der Bildgebungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform der Film 18 mit hohem Brechungsindex, der den Brechungsindex n18 aufweist, auf der Lichteinfallsseite des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) gebildet, der den Brechungsindex nCF aufweist. Das Gebiet zwischen zwei angrenzenden Farbfiltern CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) ist das Zwischenpixellichtblockierungsgebiet und der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 mit dem Brechungsindex n13 ist darin gebildet. Hier ist der Brechungsindex n18 höher als der Brechungsindex nCF. Ferner ist der Brechungsindex n13 niedriger als der Brechungsindex nCF. Es wird ein Fall angenommen, in dem Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt. Der Film 18 mit hohem Brechungsindex, der den Brechungsindex n18 aufweist, bricht das Licht LI in einer Richtung, die senkrechter zu einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 10 ist. Infolgedessen wird ein Winkel θ1, unter dem das Licht in eine Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) eintritt (ein Winkel, unter dem das Licht in eine Wandseite des Farbfilters CF eintritt), flacher als ein Winkel θ2 des Eintritts in einem Fall gemacht, in dem der Film 18 mit hohem Brechungsindex nicht bereitgestellt ist. Das heißt, ein Eintrittswinkel θ1' mit Bezug auf die Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) ist größer als ein Eintrittswinkel θ2' in dem Fall, in dem der Film 18 mit hohem Brechungsindex nicht bereitgestellt ist. Falls der Eintrittswinkel θ1' mit Bezug auf die Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) größer als ein vorbestimmter Winkel ist, erfährt das Licht eine Totalreflexion. Weil der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht so bricht, dass der Eintrittswinkel θ1' vergrößert wird, erfährt mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren.
  • Die vorhergehenden Arbeitsweisen und Effekte werden unter Verwendung einer Referenzform beschrieben. 5 veranschaulicht eine Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 110 der Referenzform und veranschaulicht einen Ausbreitungspfad von Licht, wenn das Licht schräg in das Pixel PX eintritt. In der Bildgebungsvorrichtung 110 ist die Fotodiode PD in einem Halbleitersubstrat 100 gebildet, das ein n-Typ-Halbleitergebiet 100A und ein p-Typ-Halbleitergebiet 100B beinhaltet. In dem Halbleitersubstrat 100 ist eine Pixelseparationskerbe 101 in dem Pixelseparationsgebiet gebildet und ist ein Pixelseparationsfilm 102 so gebildet, dass er die Pixelseparationskerbe 101 füllt. In dem Halbleitersubstrat 100 ist ein Zwischenpixellichtblockierungsfilm 103 in dem Zwischenpixellichtblockierungsgebiet gebildet und sind Farbfilter CF (ein Rotfilter 104, ein Grünfilter 105, ein Blaufilter) so gebildet, dass sie durch den Zwischenpixellichtblockierungsfilm 103 separiert sind. Ein Film 107 mit niedrigem Brechungsindex ist als eine obere Schicht des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 103 und der Farbfilter CF (des Rotfilters 104, des Grünfilters 105, des Blaufilters) gebildet und ein Antireflexionsfilm 109 ist als eine obere Schicht davon gebildet. In der Bildgebungsvorrichtung 110 ist kein Film mit hohem Brechungsindex als die obere Schicht der Farbfilter CF (des Rotfilters 104, de Grünfilters 105, des Blaufilters) bereitgestellt und daher wird der Ausbreitungspfad des Lichts LI kaum geändert, selbst wenn das Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt. Entsprechend ist ein Winkel ϕ, unter dem das Licht LI in die Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 103 und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 104, dem Grünfilter 105, dem Blaufilter) eintritt (der Winkel, unter dem das Licht LI in die Wandseite des Farbfilters CF eintritt), ist groß und daher tritt das Licht LI oft in ein angrenzendes Pixel ein, ohne eine Totalreflexion an der oben beschriebenen Grenzfläche zu erfahren. Infolgedessen tritt eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX einfach auf.
  • 6 ist eine grafische Darstellung, die Charakteristiken der Pixel der Bildgebungsvorrichtung 1 aus 1 und der Pixel der Bildgebungsvorrichtung 110 aus 5 veranschaulicht. In der Figur repräsentiert die vertikale Achse die Quanteneffizienz (QE) und repräsentiert die horizontale Achse die Wellenlänge. Die Quanteneffizienz R1 des Rotpixels, die Quanteneffizienz G des Grünpixels und die Quanteneffizienz B des Blaupixels sind bei Eintritt von Licht jeweiliger Wellenlängen in die Bildgebungsvorrichtung 1 veranschaulicht. Ferner ist die Quanteneffizienz R2 des Rotpixels bei Eintritt von Licht der jeweiligen Wellenlängen in die Bildgebungsvorrichtung 110 auch auf eine überlagerte Weise veranschaulicht. Die Quanteneffizienz sowohl des Grünpixels als auch des Blaupixels in der Bildgebungsvorrichtung 110 ist jener in der Bildgebungsvorrichtung 1 ähnlich. Beim Vergleich der Quanteneffizienz R1 und der Quanteneffizienz R2 gibt es insofern einen Unterschied, dass in dem grünen Wellenlängenbereich die Quanteneffizienz R2 höher als die Quanteneffizienz R1 ist. Der Unterschied zwischen der Quanteneffizienz R1 und der Quanteneffizienz R2 in dem grünen Wellenlängenbereich repräsentiert das Ausmaß einer Farbmischung CM. Das heißt, die Bildgebungsvorrichtung 1 ist dazu in der Lage, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX besser als bei der Bildgebungsvorrichtung 110 zu unterdrücken.
  • Bei der Bildgebungsvorrichtung 1 ist die Breite W13 des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 zwischen zwei angrenzenden Farbfiltern CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15 und dem Blaufilter 16) bevorzugt größer oder gleich der Breite W12 des Pixelseparationsfilms zwischen zwei angrenzenden Pixeln PX. Dies ermöglicht es, den oben beschriebenen Effekt des Unterdrückens einer Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu erhalten, falls eine Fehlausrichtung der Position der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15 und des Blaufilters 16) (die Position der vertieften Teile 13B für das Farbfilter ist in dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 bereitgestellt) mit Bezug auf die Fotodioden PD auftritt.
  • Es ist vorzuziehen, dass der Brechungsindex nCF der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15 und des Blaufilters 16) 1 < n13 ≤ 1,5 (der Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm) erfüllt. Ferner ist es vorzuziehen, dass der Brechungsindex n18 des Films 18 mit hohem Brechungsindex 1,5 < n18 ≤ 4,2 (der Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm) erfüllt. Falls der Wellenlängenbereich von Licht, der für einen Empfang durch die Bildgebungsvorrichtung 1 anvisiert ist, der sichtbare Bereich ist (zum Beispiel größer oder gleich 400 nm und kleiner oder gleich 700 nm), wird die Wellenlänge von 530 nm als eine Wellenlänge ausgewählt, die den sichtbaren Bereich repräsentiert, und der Brechungsindex bei der Wellenlänge von 530 nm wird als eine Referenz verwendet. Die Größenbeziehung des Brechungsindex bei der Wellenlänge von 530 nm basiert auf einer Tatsache, dass eine ähnliche Größenbeziehung typischerweise auch in dem gesamten Wellenlängengebiet größer oder gleich 400 nm und kleiner oder gleich 700 nm eingerichtet wird. Das Verwenden des Brechungsindex bei der Wellenlänge von 530 nm als eine Referenz ist ein Beispiel und ein Brechungsindex bei einer beliebigen anderen Wellenlänge kann als eine Referenz verwendet werden. Falls zum Beispiel der Wellenlängenbereich des Lichts, der für einen Empfang durch die Bildgebungsvorrichtung 1 anvisiert ist, der Infrarotbereich (z. B. 650 nm oder mehr) ist, kann ein Material basierend auf einem Brechungsindex bei einer vorbestimmten Wellenlänge in dem Infrarotbereich ausgewählt werden.
  • Bei der Bildgebungsvorrichtung 1 ist es vorzuziehen, dass der Film 18 mit hohem Brechungsindex eine Filmdicke kleiner oder gleich der Filmdicke der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15 und des Blaufilters 16) aufweist. In einem Fall, in dem die Filmdicke des Films 18 mit hohem Brechungsindex ausreichend groß ist, kehrt, selbst wenn Licht beim Eintritt in den Film 18 mit hohem Brechungsindex in einer Richtung senkrechter zu der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 10 gebrochen wird, das Licht in die ursprüngliche Richtung zurück, wenn es den Film 18 mit hohem Brechungsindex verlässt. Dies erschwert es, den oben beschriebenen Effekt des Unterdrückens einer Farbmischung zu erhalten. Falls die Filmdicke des Films 18 mit hohem Brechungsindex etwa die Filmdicke der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15 und des Blaufilters 16) oder weniger beträgt, ist es möglich zu verhindern, dass das Licht in die ursprüngliche Richtung zurückkehrt, wenn das Licht aus dem Film 18 mit hohem Brechungsindex austritt. Infolgedessen ist es möglich, den oben beschriebenen Effekt des Unterdrückens einer Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu erhalten.
  • Wie oben beschrieben, wird bei der Bildgebungsvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform eintretendes Licht durch den Film 18 mit hohem Brechungsindex gebrochen und daher erfährt mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 103 und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16). Infolgedessen wird Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren.
  • <2. Modifikationsbeispiele>
  • Modifikationsbeispiele der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß der vorhergehen Ausführungsform sind nachfolgend beschrieben. In den folgenden Modifikationsbeispielen sind Komponenten, die jenen in der vorhergehenden Ausführungsform gemein sind, durch die gleichen Bezugszeichen beschrieben.
  • [Modifikationsbeispiel A]
  • Die vorhergehende Bildgebungsvorrichtung 1 weist eine Konfiguration auf, bei der jedes Pixel PX mit dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) versehen ist; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und ein transparenter Film 20 kann anstelle des Farbfilters CF gebildet werden.
  • 7A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1A als Modifikationsbeispiel A. 7B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 7A entlang II-II'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1A sind die transparenten Filme 20 anstelle der Farbfilter CF in sämtlichen Pixeln PX bereitgestellt. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1A eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1 auf.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1A erfasst Monochrombilder. Ein Wellenlängengebiet, das zur Bildgebung durch die Bildgebungsvorrichtung 1A anvisiert wird, ist zum Beispiel der sichtbare Bereich, der Infrarotbereich oder der Ultraviolettbereich. Der transparente Film 20 beinhaltet ein Material, das Licht in dem zur Bildgebung anvisierten Wellenlängenbereich transmittiert. Zum Beispiel kann der transparente Film 20 ein Film mit einer Charakteristik zum Anpassen eines Transmissionsgrades in dem gesamten zur Bildgebung anvisierten Wellenlängenbereich sein, wie etwa ein ND(Natural Density)-Graustufenfilter.
  • Bei der Bildgebungsvorrichtung 1A weist der transparente Film 20 einen Brechungsindex n20 auf, der höher als jener des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 und niedriger als jener des Films 18 mit hohem Brechungsindex ist. Infolgedessen bricht, falls das Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 und dem transparenten Film 20 erfährt. Folglich wird das Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren.
  • [Modifikationsbeispiel B]
  • Die vorhergehende Bildgebungsvorrichtung 1 weist eine Konfiguration auf, bei der die Breite W13 des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 größer als die Breite W12 des Pixelseparationsfilms ist; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und es ist eine Konfiguration möglich, bei der die Breite W13 des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 im Wesentlichen gleich der Breite W12 des Pixelseparationsfilms ist.
  • 8A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1B als Modifikationsbeispiel B. 8B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 8A entlang III-III'. In der Bildgebungsvorrichtung 1B ist die Breite W13 des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 im Wesentlichen gleich der Breite W12 des Pixelseparationsfilms. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1B eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1 auf.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1B, falls das Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren.
  • [Modifikationsbeispiel C]
  • Die vorhergehende Bildgebungsvorrichtung 1 weist eine Konfiguration auf, in der der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 in dem Zwischenpixellichtblockierungsgebiet gebildet ist; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und Luft kann zum Bilden eines Zwischenpixellichtblockierungsabschnitts 13C anstelle des Zwischenpixellichtblockierungsfilms 13 verwendet werden. Das heißt, bei dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C befindet sich eine Endfläche 14A des Rotfilters 14 in Kontakt mit der Luft. Die Endfläche 14A ist eine Oberfläche des Rotfilters 14 auf einer Seite des Zwischenpixellichtblockierungsabschnitts 13C. Eine Endfläche 15A des Grünfilters 15 und eine (nicht veranschaulichte) Endfläche des Blaufilters 16 befinden sich auf ähnliche Weise in Kontakt mit der Luft.
  • 9A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1C als Modifikationsbeispiel C. 9B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 9A entlang IV-IV'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1C ist der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 nicht in dem Zwischenpixellichtblockierungsgebiet gebildet, sondern ist der Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C gebildet, der Luft verwendet. Ferner weist der Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C eine Breite W13C im Wesentlichen gleich der Breite W12 des Pixelseparationsfilms auf. Ferner ist der Film 17 mit niedrigem Brechungsindex nicht bereitgestellt. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1C eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1 auf.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1C, falls das Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren. Der Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) weist einen Brechungsindex von 1,0 auf und es ist dementsprechend möglich, einen großen Unterschied bezüglich des Brechungsindex von dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) sicherzustellen. Dies ermöglicht es, dass noch mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt.
  • [Modifikationsbeispiel D]
  • Bei der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtung 1C sind die oberen Oberflächen der Farbfilter CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) und die obere Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex flache Oberflächen; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und Endteile ihrer oberen Oberflächen können eine sich verjüngende Form aufweisen.
  • 10 veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1D als Modifikationsbeispiel D. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1D ist die obere Oberfläche des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) flach und weist ein Endteil 18C der oberen Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex eine sich verjüngende Form auf. Eine obere Oberfläche des Antireflexionsfilms 19 weist einen Endteil auf, der in einer sich verjüngenden Form entlang der Form des Films 18 mit hohem Brechungsindex vorliegt. Aufgrund des Endteils 18C der oberen Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex, welcher eine sich verjüngende Form aufweist, ist es möglich, die Effizienz einer Lichtbündelung auf die Fotodiode PD zu erhöhen. Der Endteil 18C der oberen Oberfläche des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) kann eine sich verjüngende Form aufweisen und die oberen Oberflächen des Films 18 mit hohem Brechungsindex und des Antireflexionsfilms 19 können Endteile aufweisen, die in einer sich verjüngenden Form entlang der Form des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) vorliegen. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1D eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1C auf. Die oben beschriebene sich verjüngende Form kann eine sich verjüngende Form sein, die absichtlich durch einen Ätzprozess oder dergleichen erhalten wird, oder kann eine sich verjüngende Form sein, die aus dem Bilden und Verarbeiten des Farbfilters CF oder des Films 18 mit hohem Brechungsindex während ihrer Bildung und Verarbeitung resultiert.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1D, falls das Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren. Der Brechungsindex des Zwischenpixellichtblockierungsteils 13C (Luft) beträgt 1,0 auf und es ist dementsprechend möglich, einen großen Unterschied bezüglich des Brechungsindex von dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) sicherzustellen. Dies ermöglicht es, dass noch mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Des Weiteren ist es aufgrund des Endteils des Films 18 mit hohem Brechungsindex, welcher eine sich verjüngende Form aufweist, möglich, noch mehr Licht auf die Fotodiode PD jedes Pixels PX zu bündeln.
  • [Modifikationsbeispiel E]
  • Die obige Bildgebungsvorrichtung 1C weist eine Konfiguration auf, bei der der Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C unter Verwendung von Luft konfiguriert ist; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und das Zwischenpixellichtblockierungsgebiet kann mit einem Material mit einem niedrigeren Brechungsindex gefüllt sein.
  • 11A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1E als Modifikationsbeispiel E. 11B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 11A entlang V-V'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1E ist der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 in dem Zwischenpixellichtblockierungsgebiet unter Verwenden des gleichen Materials wie der Antireflexionsfilm 19 gebildet. Der Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 und der Antireflexionsfilm 19 sind integral miteinander, um einen Film 30 mit niedrigem Brechungsindex zu konfigurieren. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1E eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1C auf.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1E, falls das Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsfilm 13 und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren.
  • [Modifikationsbeispiel F]
  • Die vorhergehende Bildgebungsvorrichtung 1C weist eine Konfiguration auf, bei der jedes Pixel PX mit dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) versehen ist; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und der transparente Film 20 kann anstelle des Farbfilters CF gebildet werden.
  • 12A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1F als Modifikationsbeispiel F. 12B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 12A entlang VI-VI'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1F sind die transparenten Filme 20 anstelle der Farbfilter CF in sämtlichen Pixeln PX bereitgestellt. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1F eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1C auf.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1F erfasst Monochrombilder. Ein Wellenlängengebiet, das zur Bildgebung durch die Bildgebungsvorrichtung 1F anvisiert wird, ist zum Beispiel der sichtbare Bereich, der Infrarotbereich oder der Ultraviolettbereich. Der transparente Film 20 beinhaltet ein Material, das Licht in dem zur Bildgebung anvisierten Wellenlängenbereich transmittiert. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1F ist der Brechungsindex n20 des transparenten Films 20 höher als jener des Zwischenpixellichtblockierungsabschnitts 13C (Luft) und niedriger als jener des Films 18 mit hohem Brechungsindex. Infolgedessen bricht, falls das Licht LI schräg in das Pixel PX eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C und dem transparenten Film 20 erfährt. Folglich wird das Licht, das schräg in das Pixel PX eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX zu reduzieren.
  • [Modifikationsbeispiel G]
  • Die vorhergehende Bildgebungsvorrichtung 1C weist eine Konfiguration auf, bei der ein Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15, das Blaufilter 16) für eine Fotodiode PD bereitgestellt ist, die ein Pixel darstellt; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und ein Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15, das Blaufilter 16) kann für mehrere Subpixel (Fotodioden PD) bereitgestellt werden. Für ein Subpixel wird eine Fotodiode PD bereitgestellt.
  • 13A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1G als Modifikationsbeispiel G. 13B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 13A entlang VII-VII'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1G ist ein Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15, das Blaufilter 16) für vier Subpixel (Fotodioden PD) bereitgestellt, die in zwei Zeilen und zwei Spalten in jedem Pixel PX bereitgestellt sind. Das heißt, ein Rotpixel PX1 weist ein Rotfilter 14 auf, wobei das Rotfilter 14 als ein gemeinsames Filter für die Subpixel (eine Fotodiode PD11, eine Fotodiode PD12, eine Fotodiode PD 13 und eine Fotodiode PD14) bereitgestellt ist, die in zwei Zeilen und zwei Spalten bereitgestellt sind. Ein Grünpixel PX2 weist ein Grünfilter 15 auf, wobei das Grünfilter 15 als ein gemeinsames Filter für die Subpixel (eine Fotodiode PD21, eine Fotodiode PD22, eine Fotodiode PD23 und eine Fotodiode PD24) bereitgestellt ist, die in zwei Zeilen und zwei Spalten bereitgestellt sind. Ein Blaupixel PX3 weist ein Blaufilter 16 auf, wobei das Blaufilter 16 als ein gemeinsames Filter für die Subpixel (eine Fotodiode PD31, eine Fotodiode PD32, eine Fotodiode PD33 und eine Fotodiode PD34) bereitgestellt ist, die in zwei Zeilen und zwei Spalten bereitgestellt sind. Die vier Subpixel, die das Rotpixel PX1 darstellen (die Fotodiode PD11, die Fotodiode PD12, die Fotodiode PD13 und die Fotodiode PD14) sind durch einen Subpixelseparationsfilm 12A, der innerhalb des Halbleitersubstrats 10 bereitgestellt ist, voneinander separiert. Die vier Subpixel, die das Grünpixel PX2 darstellen (die Fotodiode PD21, die Fotodiode PD22, die Fotodiode PD23 und die Fotodiode PD24) sind auch ähnlich durch den Subpixelseparationsfilm 12A voneinander separiert. Die vier Subpixel, die das Blaupixel PX3 darstellen (die Fotodiode PD31, die Fotodiode PD32, die Fotodiode PD33 und die Fotodiode PD34) sind auch ähnlich durch den Subpixelseparationsfilm 12A voneinander separiert. Der Subpixelseparationsfilm 12A ist auf eine Weise ähnlich dem Pixelseparationsfilm 12 bereitgestellt. Das heißt, der Subpixelseparationsfilm 12A wird durch Füllen einer Subpixelseparationskerbe 11A, die in dem Halbleitersubstrat 10 bei einem Subpixelseparationsgebiet gebildet ist, mit Siliciumoxid oder dergleichen gebildet. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1G eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1C auf.
  • Das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2 und das Blaupixel PX3 der Bildgebungsvorrichtung 1G sind Phasendifferenzdetektionspixel. Zum Beispiel veranschaulicht 13B, dass in dem Grünpixel PX2 zwei Lichtteile LT1 und LT2, die in das Grünpixel PX2 in verschiedenen Richtungen eintreten, durch die Fotodioden PD21 bzw. PD22 empfangen werden, die sich voneinander unterscheiden. Mit anderen Worten empfangen in einem Grünpixel PX2 die Fotodiode PD21, die Fotodiode PD22, die Fotodiode PD23 und die Fotodiode PD24 Lichtteile, die in unterschiedlichen Richtungen eintreten. Eine Bildebenenphasendifferenz wird zum Beispiel durch Erfassen von Ausgabedifferenzen von jeweiligen Signalen, die von der Fotodiode PD11, der Fotodiode PD12, der Fotodiode PD13 und der Fotodiode PD14 ausgegeben werden, detektiert. Die erhaltene Phasendifferenz kann zur Fokusdetektion oder dergleichen eines Motivs angewandt werden. Es ist möglich, die Bildebenenphasendifferenz auf eine ähnliche Weise auch für das Rotpixel PX1 und das Blaupixel PX3 zu detektieren. Zum Beispiel sind manche effektiver Pixel, die auf der Lichtempfangsoberfläche der Bildgebungsvorrichtung 1G bereitgestellt sind, dazu konfiguriert, die Phasendifferenzdetektionspixel zu sein, die das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2 und das Blaupixel PX3 beinhalten. Alternativ dazu können alle der effektiven Pixel die Phasendifferenzdetektionspixel sein.
  • Wie in 13B veranschaulicht, wird bei der Bildgebungsvorrichtung 1G, falls Licht LI1 schräg in das Grünpixel PX2 eintritt, das Licht LI1 durch den Film 18 mit hohem Brechungsindex gebrochen und erfährt eine Totalreflexion an einer Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Grünfilter 15), um in die Fotodiode PD21 einzutreten. Licht LI2 wird auch ähnlich durch den Film 18 mit hohem Brechungsindex gebrochen und erfährt eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Grünfilter 15), um in die Fotodiode PD22 einzutreten. Aufgrund der Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Grünfilter 15) wird das Licht, das schräg in das Grünpixel PX2 eingetreten ist, am Eintreten in jegliches angrenzende Pixel gehindert. Auch in Bezug auf das Rotpixel PX1 und das Blaupixel PX3 wird Licht auf ähnliche Weise an dem Eintreten in jegliches angrenzende Pixel gehindert. Entsprechend ist es möglich, eine Farbmischung zwischen dem Rotpixel PX1, dem Grünpixel PX2 und dem Blaupixel PX3 zu reduzieren.
  • Außerdem ist keine On-Chip-Linse in der Bildgebungsvorrichtung 1G bereitgestellt. Bei einer Bildgebungsvorrichtung mit einer On-Chip-Linse kann jegliche Fehlausrichtung der On-Chip-Linse bezüglich des Pixels PX einen Empfindlichkeitsunterschied zwischen Subpixeln erhöhen, die dasselbe Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2, das Blaupixel PX3) darstellen. Ein Grund hierfür ist, dass eine Fehlausrichtung der On-Chip-Linse zu einer Zunahme des Lichts, das in eines der Subpixel in einem Pixel eintritt, und einer Abnahme des Lichts, das in ein anderes Subpixel desselben Pixels eintritt, führt. Die Bildgebungsvorrichtung 1G ist nicht mit einer On-Chip-Linse versehen, sondern mit dem Film 18 mit hohem Brechungsindex versehen. Selbst wenn eine beliebige Fehlausrichtung in dem Film 18 mit hohem Brechungsindex auftritt, tritt im Gegensatz zu einem Fall, in dem eine Fehlausrichtung in der On-Chip-Linse auftritt, keine Zunahme des Empfindlichkeitsunterschieds zwischen den Subpixeln auf, und daher ist ein Einfluss auf den Empfindlichkeitsunterschied zwischen den Subpixeln gering. Mit einer Konfiguration mit der On-Chip-Linse trifft ferner Licht, das durch die On-Chip-Linse gebündelt wird, manchmal in der Nähe eines oberen Endes des Subpixelseparationsfilms 12A auf, um in jedem Pixel (dem Rotpixel PX1, dem Grünpixel PX2, dem Blaupixel PX3) gestreut zu werden, wodurch eine Farbmischung oder dergleichen bewirkt wird. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1G fällt kein gebündeltes Licht in der Nähe des oberen Endes des Subpixelseparationsfilms 12A auf, um gestreut zu werden, und daher ist es möglich, eine Farbmischung zu unterdrücken.
  • [Modifikationsbeispiel H]
  • Bei der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtung 1G sind die obere Oberfläche des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) und die obere Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex flache Oberflächen; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und Endteile ihrer oberen Oberflächen können eine sich verjüngende Form aufweisen.
  • 14 veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1H als Modifikationsbeispiel H. Die Bildgebungsvorrichtung 1H beinhaltet ein Phasendifferenzdetektionspixel. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1H ist die obere Oberfläche des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) flach und weist der Endteil 18C der oberen Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex eine sich verjüngende Form auf. Die obere Oberfläche des Antireflexionsfilms 19 weist den Endteil auf, der in einer sich verjüngenden Form entlang der Form des Films 18 mit hohem Brechungsindex vorliegt. Aufgrund des Endteils 18C der oberen Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex, welcher eine sich verjüngende Form aufweist, ist es möglich, die Effizienz einer Lichtbündelung auf die Fotodioden PD11, PD12, PD21 und PD22zu erhöhen. Der Endteil 18C der oberen Oberfläche des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) kann eine sich verjüngende Form aufweisen und die oberen Oberflächen des Films 18 mit hohem Brechungsindex und des Antireflexionsfilms 19 können Endteile aufweisen, die in einer sich verjüngenden Form entlang der Form des Farbfilters CF (des Rotfilters 14, des Grünfilters 15, des Blaufilters 16) vorliegen. Mit Ausnahme des Vorhergehenden weist die Bildgebungsvorrichtung 1H eine Konfiguration ähnlich jener der Bildgebungsvorrichtung 1G auf. Die oben beschriebene sich verjüngende Form kann eine sich verjüngende Form sein, die absichtlich durch einen Ätzprozess oder dergleichen erhalten wird, oder kann eine sich verjüngende Form sein, die aus dem Bilden und Verarbeiten des Farbfilters CF oder des Films 18 mit hohem Brechungsindex während ihrer Bildung und Verarbeitung resultiert.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1H, falls das Licht LI schräg in ein Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2) eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2) eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln (dem Rotpixel PX1, dem Grünpixel PX2) zu reduzieren. Des Weiteren ist es aufgrund der oberen Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex, der sich verjüngende Endteile aufweist, möglich, mehr Licht auf die Fotodioden PD11, PD12, PD21 und PD22 jedes Pixels (des Rotpixels PX1, des Grünpixels PX2) zu bündeln. Obwohl dies nicht veranschaulicht ist, gilt das gleiche für das Blaupixel.
  • In Bezug auf das Phasendifferenzdetektionspixel der Bildgebungsvorrichtung 1H oder dergleichen ist es wünschenswert, den Empfindlichkeitsunterschied zwischen den Fotodioden, die das Pixel darstellen, zu unterdrücken und ein Separationsverhältnis zwischen den Fotodioden, die das Pixel darstellen, zu erhöhen. Jedoch weisen das Unterdrücken des Empfindlichkeitsunterschieds zwischen den Fotodioden und das Erhöhen des Separationsverhältnisses eine Kompromissbeziehung auf und daher ist es schwierig, das eine zu verbessern, ohne das andere zu verschlechtern, oder beide zu verbessern. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1H ist es aufgrund des Endteils 18C der oberen Oberfläche des Films 18 mit hohem Brechungsindex, welcher eine sich verjüngende Form aufweist, möglich, mehr Licht zu bündeln, um die Quanteneffizienz zu erhöhen, mit der das Licht in das Pixel eintritt. Entsprechend ist es möglich, das Separationsverhältnis zu garantieren, während der Empfindlichkeitsunterschied zwischen den Fotodioden unterdrückt wird.
  • [Modifikationsbeispiel I]
  • Bei der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtung 1G kann die Position des Subpixelseparationsfilms 12A (die Position einer Pupillenunterteilung) in dem Pixel (dem Rotpixel PX1, dem Grünpixel PX2 und dem Blaupixel PX3) graduell von einem mittleren Teil zu einem Peripherieteil einer Lichtempfangsoberfläche 10C geändert werden.
  • 15A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 11 als Modifikationsbeispiel I. Die Bildgebungsvorrichtung 11 beinhaltet ein Phasendifferenzdetektionspixel. Zum Beispiel ist als Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2 und das Blaupixel PX3) ein Pixel PX-A in dem mittleren Teil der Lichtempfangsoberfläche 10C angeordnet und ist ein Pixel PX-G in einem Eckteil angeordnet, der in der Lichtempfangsoberfläche 10C am Ende ist. Bei Zwischenpositionen zwischen dem mittleren Teil und dem Ende der Lichtempfangsoberfläche 10C sind Pixel PX-B, PX-C, PC-D, PX-E und PX-F angeordnet. Andere (nicht veranschaulichte) Pixel können angeordnet sein. Bei jedem der Pixel PX-A, PX-B, PX-C, PC-D, PX-E, PX-F und PX-G wird eine Pupillenkorrekturmenge (IH) eingestellt. Die Pupillenkorrekturmenge beträgt 0 % für das Pixel PX-A in dem mittleren Teil der Lichtempfangsoberfläche 10C und 100 % für das Pixel PX-G bei dem Ende (dem Eckteil) der Lichtempfangsoberfläche 10C. Zwischenpupillenkorrekturmengen werden für die Pixel PX-B, PX-C, PC-D, PX-E und PX-F eingestellt, die bei den Zwischenpositionen angeordnet sind. Zum Beispiel beträgt IH 50 % für das Pixel PX-E zwischen dem Pixel PX-A (IH von 0 %) und dem Pixel PX-G (IH von 100 %). Ferner betragen für die Pixel PX-B und PX-C, die bei Betrachtung von dem Pixel PX-A in einer vertikalen Richtung (einer Oben-Unten-Richtung in der Zeichnung) angeordnet sind, die IHs 30 % bzw. 60 % und die Pupillenkorrekturmenge nimmt dementsprechend mit zunehmender Nähe zu dem Ende (d. h. mit zunehmender Entfernung von dem mittleren Teil) der Lichtempfangsoberfläche 10C zu. Für die Pixel PX-D und PX-F, die bei Betrachtung von dem Pixel PX-A in einer horizontalen Richtung (einer Rechts-Links-Richtung in der Zeichnung) angeordnet sind, betragen die IHs 40 % bzw. 80 % und die Pupillenkorrekturmenge nimmt dementsprechend mit zunehmender Nähe zu dem Ende (d. h. mit zunehmender Entfernung von dem mittleren Teil) der Lichtempfangsoberfläche 10C zu. Der Grad der Pupillenkorrekturmenge unterscheidet sich zwischen der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung und eine größere Pupillenkorrekturmenge wird für die horizontale Richtung eingestellt. Jedoch kann die gleiche Pupillenkorrekturmenge für beide Richtungen eingestellt werden oder kann eine größere Pupillenkorrekturmenge für die vertikale Richtung eingestellt werden.
  • 15B vergrößert einen Hauptteil aus 15A. Zum Beispiel beinhaltet das Pixel PX-A in dem mittleren Teil der Lichtempfangsoberfläche 10C eine erste Fotodiode PD1, eine zweite Fotodiode PD2, eine dritte Fotodiode PD3 und eine vierte Fotodiode PD4. Die vier Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4 sind durch den Subpixelseparationsfilm 12A voneinander separiert. Flächen der vier Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4 sind in dem Pixel PX-A mit einer Pupillenkorrekturmenge von 0 % im Wesentlichen gleich.
  • Im Gegensatz dazu wird in dem Pixel PX-G am Ende (dem Eckteil) der Lichtempfangsoberfläche 10C die Position des Subpixelseparationsfilms 12A so angepasst, dass sie sich dem Ende der Lichtempfangsoberfläche 10C sowohl in der vertikalen Richtung als auch der horizontalen Richtung annähert. Das heißt, in dem Pixel PX-G weist die Fotodiode PD1 näher an dem mittleren Teil in der vertikalen und horizontalen Richtung eine große Fläche auf, weist die Fotodiode PD4 näher an dem Ende in der vertikalen und horizontalen Richtung eine kleine Fläche auf und weisen die Fotodioden PD2 und PD3 jeweils eine Fläche zwischen diesen auf. Das Pixel PX-G ist ein Pixel, in dem die Pupillenkorrekturmenge 100 % beträgt, und die Korrekturmenge wird so angepasst, dass sie am größten ist.
  • In den Pixeln PX-B, PX-C, PC-D, PX-E und PX-F, die bei Zwischenpositionen zwischen dem mittleren Teil und dem Ende (dem Eckteil) der Lichtempfangsoberfläche 10C angeordnet sind, werden die jeweiligen Positionen der Subpixelseparationsfilme in den Pixeln PX-B, PX-C, PC-D, PX-E und PX-F gemäß den jeweiligen Pupillenkorrekturmengen angepasst, die in 15B veranschaulicht sind. Auf eine solche Weise werden die Flächen der Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4, die jedes der Pixel PX-B, PX-C, PC-D, PX-E und PX-F darstellen, so bereitgestellt, dass sie sich graduell von dem mittleren Teil zu dem Ende (dem Eckteil) der Lichtempfangsoberfläche 10C ändern.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 11 beinhaltet ein Phasendifferenzdetektionspixel. Obwohl das Phasendifferenzdetektionspixel vier Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4 beinhaltet, variieren ihre Empfindlichkeiten in Abhängigkeit von der Position in der Lichtempfangsoberfläche 10C. Das heißt, die Empfindlichkeit beliebiger der Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4 näher an dem Ende (dem Eckteil) ist umso höher, je näher das Pixel an dem Ende (dem Eckteil) der Lichtempfangsoberfläche 10C ist. Ein Grund hierfür ist, dass,je näher das Pixel an dem Ende (dem Eckteil) ist, Pfade für Licht zum Eintritt in einzelne der vier Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4 näher an dem mittleren Teil abnehmen, wohingegen Pfade für Licht zum Eintreten in einzelne der Fotodioden näher an dem Ende (dem Eckteil) zunehmen. Entsprechend nimmt der Empfindlichkeitsunterschied zwischen den vier Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4 zu. Bei der Bildgebungsvorrichtung 11 werden die Pupillenkorrekturmengen so eingestellt, dass sie eine graduelle Änderung der Flächen der Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4, die jedes Pixel darstellen, von dem mittleren Teil zu dem Ende (dem Eckteil) der Lichtempfangsoberfläche 10C bewirken. Dies ermöglicht es, den Empfindlichkeitsunterschied zwischen den Fotodioden in dem Pixel, der in Abhängigkeit von der Position in der Lichtempfangsoberfläche 10C auftritt, zu reduzieren und dadurch die Empfindlichkeit zu vereinheitlichen.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1I, falls das Licht LI schräg in ein beliebiges der Pixel PX-A bis PX-G eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in ein beliebiges der Pixel PX-A bis PX-G eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln PX-A bis PX-G zu reduzieren. Des Weiteren ist es aufgrund der Tatsache, dass die Pupillenkorrekturmengen so eingestellt werden, dass eine graduelle Änderung der Flächen der Fotodioden PD1, PD2, PD3 und PD4, die jedes der Pixel PX-A bis PX-G darstellen, von dem mittleren Teil zu dem Ende (dem Eckteil) der Lichtempfangsoberfläche 10C bewirkt wird, möglich, den Empfindlichkeitsunterschied zwischen den Fotodioden in dem Pixel zu reduzieren und dadurch die Empfindlichkeit zu vereinheitlichen.
  • [Modifikationsbeispiel J]
  • Bei der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtung 1G weist jedes Subpixel (Fotodiode) eine in einer Draufsicht im Wesentlichen quadratische Form auf; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und jedes Subpixel kann eine in einer Draufsicht rechteckige Form aufweisen.
  • 16A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1J als Modifikationsbeispiel J. 16B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 16A entlang VIII-VIII'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1J weist das Rotpixel PX1 ein Rotfilter 14 auf, wobei das Rotfilter 14 als ein gemeinsames Filter für Subpixel (eine Fotodiode PD11, eine und eine Fotodiode PD12) bereitgestellt ist, die jeweils eine rechteckige Form aufweisen. Das Rotpixel PX1 mit der Fotodiode PD11 und der Fotodiode PD12, die miteinander kombiniert sind, weist eine in einer Draufsicht im Wesentlichen quadratische Form auf. Das Gleiche gilt für das Grünpixel PX2 und das Blaupixel PX3.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1J, falls das Licht LI schräg in ein Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2, das Blaupixel PX3) eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2, das Blaupixel PX3) eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln (dem Rotpixel PX1, dem Grünpixel PX2, dem Blaupixel PX3) zu reduzieren.
  • [Modifikationsbeispiel K]
  • Bei der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtung 1G weist jedes Subpixel (Fotodiode) eine in einer Draufsicht im Wesentlichen quadratische Form auf; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und jedes Subpixel kann eine in einer Draufsicht rechteckige Form aufweisen.
  • 17A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1K als Modifikationsbeispiel K. 17B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 17A entlang IX-IX'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1K weist das Rotpixel PX1 ein Rotfilter 14 auf, wobei das Rotfilter 14 als ein gemeinsames Filter für Subpixel (Fotodioden PD11, PD12, PD13, PD14, PD15, PD16, PD17 und PD18) bereitgestellt ist, die in zwei Zeilen und vier Spalten angeordnet sind und die jeweils eine rechteckige Form aufweisen. Das gesamte Rotpixel PX1 mit den Fotodioden PD11 bis PD18 weist eine in einer Draufsicht im Wesentlichen quadratische Form auf. Das Gleiche gilt für das Grünpixel PX2 und das Blaupixel PX3.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1K, falls das Licht LI schräg in ein Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2, das Blaupixel PX3) eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Rotfilter 14, dem Grünfilter 15, dem Blaufilter 16) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Pixel (das Rotpixel PX1, das Grünpixel PX2, das Blaupixel PX3) eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen den Pixeln (dem Rotpixel PX1, dem Grünpixel PX2, dem Blaupixel PX3) zu reduzieren.
  • [Modifikationsbeispiel L]
  • Bei der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtung 1G ist ein Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15, das Blaufilter 16) für vier Subpixel (Fotodioden) bereitgestellt; jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und ein Farbfilter CF (das Rotfilter 14, das Grünfilter 15, das Blaufilter 16) kann dazu konfiguriert sein, für zwei Subpixel (Fotodioden) bereitgestellt zu werden.
  • 18A veranschaulicht ein Beispiel für eine planare Konfiguration einer Bildgebungsvorrichtung 1L als Modifikationsbeispiel L. 18B veranschaulicht ein Beispiel für eine Querschnittskonfiguration der Bildgebungsvorrichtung aus 18A entlang X-X'. Bei der Bildgebungsvorrichtung 1L weist das Grünpixel PX2 ein Grünfilter 15 auf, wobei das Grünfilter 15 als ein gemeinsames Filter für zwei Subpixel (Fotodioden PD21 und PD22) bereitgestellt ist, die jeweils eine im Wesentlichen quadratische Form aufweisen.
  • Ähnlich dem Vorhergehenden bricht bei der Bildgebungsvorrichtung 1L, falls das Licht LI schräg in das Grünpixel PX2 eintritt, der Film 18 mit hohem Brechungsindex das Licht LI, wodurch ermöglicht wird, dass mehr Licht eine Totalreflexion an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenpixellichtblockierungsabschnitt 13C (Luft) und dem Farbfilter CF (dem Grünfilter 15) erfährt. Infolgedessen wird das Licht, das schräg in das Grünpixel PX2 eingetreten ist, an dem Eintreten in irgendein angrenzendes Pixel gehindert und es ist dementsprechend möglich, eine Farbmischung zwischen dem Grünpixel PX2 und einem beliebigen an dieses angrenzenden Pixel zu reduzieren.
  • <3. Anwendungsbeispiele>
  • [Anwendungsbeispiel 1]
  • Eine beliebige der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtungen 1 und 1A bis 1L (gemeinsam als Bildgebungsvorrichtung 1 bezeichnet) ist auf zum Beispiel elektronische Einrichtungen anwendbar, einschließlich Kameras, wie etwa digitaler Fotokameras oder digitaler Videokameras, eines Mobiltelefons mit einer Bildgebungsfunktion und anderer Einrichtungen mit Bildgebungsfunktionen.
  • 19 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration einer elektronischen Einrichtung veranschaulicht, die die Bildgebungsvorrichtung gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon beinhaltet.
  • Die in 19 veranschaulichte elektronische Einrichtung 201 beinhaltet ein optisches System 202, eine Verschlussvorrichtung 203, die Bildgebungsvorrichtung 1, einen Ansteuerungsschaltkreis 205, einen Signalverarbeitungsschaltkreis 206, einen Monitor 207 und einen Speicher 208 und ist zum Erfassen eines Standbildes und eines Bewegtbildes in der Lage.
  • Das optische System 202 beinhaltet eine oder mehrere Linsen und leitet Licht (eintretendes Licht) von einem Motiv zu der Bildgebungsvorrichtung 1, um ein Bild auf der Lichtempfangsoberfläche der Bildgebungsvorrichtung 1 zu bilden.
  • Die Verschlussvorrichtung 203 ist zwischen dem optischen System 202 und der Bildgebungsvorrichtung 1 angeordnet und steuert, unter der Steuerung des Ansteuerungsschaltkreises 205, eine Periode, während der die Bildgebungsvorrichtung 1 mit dem Licht zu bestrahlen ist, und eine Periode, während der das Licht zu blockieren ist.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1 ist durch ein Package konfiguriert, das die oben beschriebene Bildgebungsvorrichtung beinhaltet. Die Bildgebungsvorrichtung 1 akkumuliert elektrische Signalladungen für eine feste Periode gemäß Licht, von dem ein Bild durch das optische System 202 und die Verschlussvorrichtung 203 auf der Lichtempfangsoberfläche gebildet wird. Die in der Bildgebungsvorrichtung 1 akkumulierten elektrischen Signalladungen werden gemäß einem Ansteuerungssignal (einem Timingsignal) transferiert, das von dem Ansteuerungsschaltkreis 205 bereitgestellt wird.
  • Der Ansteuerungsschaltkreis 205 gibt ein Ansteuerungssignal zum Steuern eines Transfervorgangs der Bildgebungsvorrichtung 1 und eines Verschlussvorgangs der Verschlussvorrichtung 203 aus, um die Bildgebungsvorrichtung 1 und die Verschlussvorrichtung 203 anzusteuern.
  • Der Signalverarbeitungsschaltkreis 206 führt verschiedene Signalverarbeitungen an elektrischen Signalladungen durch, die von der Bildgebungsvorrichtung 1 ausgegeben werden. Ein Bild (Bilddaten), das durch Durchführen der Signalverarbeitung durch den Signalverarbeitungsschaltkreis 206 erhalten wird, wird an den Monitor 207 geliefert und auf diesem angezeigt oder wird an den Speicher 208 geliefert und in diesem gespeichert (aufgezeichnet).
  • Bei der elektronischen Einrichtung 201, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, ermöglicht das Anwenden der Bildgebungsvorrichtung 1 das Erzielen einer Bildgebung mit reduzierter Farbmischung zwischen Pixeln.
  • [Anwendungsbeispiel 2]
  • 20 veranschaulicht ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Bildgebungssystems 2 einschließlich einer beliebigen der vorhergehenden Bildgebungsvorrichtungen 1 und 1A bis 1L. In 20 ist die Bildgebungsvorrichtung 1 stellvertretend für die Bildgebungsvorrichtungen 1 und 1A bis 1L veranschaulicht. Nachfolgend werden die Bildgebungsvorrichtungen 1 und 1A bis 1L gemeinsam als Bildgebungsvorrichtung 1 bezeichnet.
  • Das Bildgebungssystem 2 ist zum Beispiel eine beliebige elektronischer Einrichtungen, einschließlich Bildgebungsvorrichtungen, wie etwa einer digitalen Fotokamera oder einer Videokamera, und Mobilendgerätevorrichtungen, wie etwa eines Smartphones oder eines Tablet-Endgeräts. Das Bildgebungssystem 2 beinhaltet zum Beispiel die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon, einen DSP-Schaltkreis 141, einen Einzelbildspeicher 142, einen Anzeigeabschnitt 143, einen Speicherungsabschnitt 144, einen Bedienungsabschnitt 145 und einen Leistungsversorgungsabschnitt 146. Bei dem Bildgebungssystem 2 sind die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon, der DSP-Schaltkreis 141, der Einzelbildspeicher 142, der Anzeigeabschnitt 143, der Speicherungsabschnitt 144, der Bedienungsabschnitt 145 und der Leistungsversorgungsabschnitt 146 über eine Busleitung 147 miteinander gekoppelt.
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon gibt Bilddaten aus, die eintretendem Licht entsprechen. Der DSP-Schaltkreis 141 ist ein Signalverarbeitungsschaltkreis, der ein Signal (Bilddaten), das von der Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele 1 bis W davon ausgegeben wird. Der Einzelbildspeicher 142 hält die durch den DSP-Schaltkreis 141 verarbeiteten Bilddaten vorübergehend auf einer Einzelbild-für-Einzelbild-Basis. Der Anzeigeabschnitt 143 beinhaltet zum Beispiel eine Anzeige vom Paneltyp, wie etwa ein Flüssigkristallpanel oder ein organisches EL(Elektrolumineszenz)-Panel, und zeigt ein Bewegtbild oder ein Standbild an, das durch die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon erfasst wird. Der Speicherungsabschnitt 144 speichert Bilddaten des Bewegtbildes oder des Standbildes, das durch die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon erfasst wird, in einem Speicherungsmedium, wie etwa einem Halbleiterspeicher oder einer Festplatte. Der Bedienungsabschnitt 145 gibt einen Bedienungsbefehl bezüglich verschiedener Funktionen des Bildgebungssystems 2 gemäß Bedienungen durch einen Benutzer aus. Der Leistungsversorgungsabschnitt 146 liefert verschiedene Arten von Leistung, die als Betriebsleistungsquellen für die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon, den DSP-Schaltkreis 141, den Einzelbildspeicher 142, den Anzeigeabschnitt 143, den Speicherungsabschnitt 144 und den Bedienungsabschnitt 145 dienen, angemessen an diese Versorgungsziele.
  • Als Nächstes wird eine Beschreibung einer Bildgebungsprozedur durch das Bildgebungssystem 2 gegeben.
  • 21 veranschaulicht ein Beispiel für ein Flussdiagramm der Bildgebungsoperation durch das Bildgebungssystem 2. Der Benutzer bedient den Bedienungsabschnitt 145, um einen Beginn einer Bildgebung anzuweisen (Schritt S101). Der Bedienungsabschnitt 145 überträgt dann einen Bildgebungsbefehl an die Bildgebungsvorrichtung 1 (Schritt S 102). Beim Empfang des Bildgebungsbefehls führt die Bildgebungsvorrichtung 1 (insbesondere ein Systemsteuerschaltkreis) eine Bildgebung unter einem vorbestimmten Bildgebungsschema durch (Schritt S103).
  • Die Bildgebungsvorrichtung 1 gibt durch Bildgebung erhaltene Bilddaten an den DSP-Schaltkreis 141 aus. Wie hier verwendet, verweisen die Bilddaten auf Daten von Pixelsignalen für alle Pixel, die basierend auf elektrischen Ladungen erzeugt werden, die vorübergehend in einer Floating-Diffusion FD gehalten werden. Der DSP-Schaltkreis 141 führt eine vorbestimmte Signalverarbeitung (z. B. Rauschreduzierungsverarbeitung usw.) basierend auf den Bilddaten durch, die von der Bildgebungsvorrichtung 1 eingegeben werden (Schritt S104). Der DSP-Schaltkreis 141 veranlasst den Einzelbildspeicher 142 zum Halten der Bilddaten, die die vorbestimmte Signalverarbeitung durchlaufen haben, und der Einzelbildspeicher 142 veranlasst den Speicherungsabschnitt 144 zum Speichern der Bilddaten (Schritt S 105). Auf eine solche Weise wird eine Bildgebung durch das Bildgebungssystem 2 durchgeführt.
  • Bei dem vorliegenden Anwendungsbeispiel wird die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele A bis L davon auf das Bildgebungssystem 2 angewandt. Dies ermöglicht eine Reduzierung einer Farbmischung zwischen den Pixeln der Bildgebungsvorrichtung 1, wodurch es ermöglicht wird, das Bildgebungssystem 2 mit reduzierter Farbmischung zwischen den Pixeln bereitzustellen.
  • <4. Praktische Anwendungsbeispiele>
  • [Praktisches Anwendungsbeispiel 1]
  • Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung (die vorliegende Technologie) ist auf verschiedene Produkte anwendbar. Zum Beispiel kann die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung als eine Vorrichtung implementiert werden, die auf einer beliebigen Art eines mobilen Körpers, wie etwa einem Automobil, einem Elektrofahrzeug, einem Hybridelektrofahrzeug, einem Motorrad, einem Fahrrad, einer „Personal Mobility“-Vorrichtung, einem Flugzeug, einer Drohne, einem Schiff oder einem Roboter, zu montieren ist.
  • 22 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines Fahrzeugsteuersystems als ein Beispiel für ein Mobilkörpersteuersystem darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewandt werden kann.
  • Das Fahrzeugsteuersystem 12000 beinhaltet mehrere elektronische Steuereinheiten, die über ein Kommunikationsnetz 12001 miteinander verbunden sind. Bei dem in 22 dargestellten Beispiel beinhaltet das Fahrzeugsteuersystem 12000 eine Antriebssystemsteuereinheit 12010, eine Karosseriesystemsteuereinheit 12020, eine Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030, eine Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 und eine integrierte Steuereinheit 12050. Außerdem sind ein Mikrocomputer 12051, ein Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 und eine fahrzeugmontierte Netzschnittstelle (SST) 12053 als eine funktionale Konfiguration der integrierten Steuereinheit 12050 veranschaulicht.
  • Die Antriebssystemsteuereinheit 12010 steuert den Betrieb von Vorrichtungen mit Bezug auf das Antriebssystem des Fahrzeugs gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Zum Beispiel fungiert die Antriebssystemsteuereinheit 12010 als eine Steuervorrichtung für eine Antriebskrafterzeugungsvorrichtung zum Erzeugen der Antriebskraft des Fahrzeugs, wie etwa einen Verbrennungsmotor, einen Antriebsmotor oder dergleichen, einen Antriebskraftübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft an Räder, einen Lenkmechanismus zum Anpassen des Lenkwinkels des Fahrzeugs, eine Bremsvorrichtung zum Erzeugen der Bremskraft des Fahrzeugs und dergleichen.
  • Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 steuert den Betrieb verschiedener Arten von Vorrichtungen, die an einer Fahrzeugkarosserie bereitgestellt sind, gemäß verschiedenen Arten von Programmen. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 fungiert zum Beispiel als eine Steuervorrichtung eines schlüssellosen Zugangssystems, eines Smart-Schlüssel-Systems, einer elektrischen Fensterhebervorrichtung oder verschiedener Arten von Lampen, wie etwa eines Scheinwerfers, einer Rückleuchte, eines Bremslichts, eines Fahrtrichtungssignals, eines Nebellichts oder dergleichen. In diesem Fall können Funkwellen, die von einer mobilen Vorrichtung übertragen werden, als eine Alternative zu einem Schlüssel oder Signale verschiedener Arten von Schaltern in die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 eingegeben werden. Die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 empfängt diese eingegebenen Funkwellen oder Signale und steuert eine Türverriegelungsvorrichtung, die elektrische Fensterhebervorrichtung, die Lampen oder dergleichen des Fahrzeugs.
  • Die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 detektiert Informationen über den Außenbereich des Fahrzeugs einschließlich des Fahrzeugsteuersystems 12000. Zum Beispiel ist die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 mit einem Bildgebungsabschnitt 12031 verbunden. Die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 bewirkt, dass der Bildgebungsabschnitt 12031 ein Bild des Außenbereichs des Fahrzeugs bildlich erfasst, und empfängt das bildlich erfasste Bild. Basierend auf dem empfangenen Bild kann die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 eine Verarbeitung zum Detektieren eines Objekts, wie etwa eines Menschen, eines Fahrzeugs, eines Hindernisses, eines Zeichens, eines Symbols auf einer Straßenoberfläche oder dergleichen oder eine Verarbeitung zum Detektieren einer Entfernung zu diesen durchführen.
  • Der Bildgebungsabschnitt 12031 ist ein optischer Sensor, der Licht empfängt und der ein elektrisches Signal ausgibt, das einer empfangenen Lichtmenge des Lichts entspricht. Der Bildgebungsabschnitt 12031 kann das elektrische Signal als ein Bild ausgeben oder kann das elektrische Signal als Informationen über eine gemessene Entfernung ausgeben. Außerdem kann das Licht, das durch den Bildgebungsabschnitt 12031 empfangen wird, sichtbares Licht sein oder kann nichtsichtbares Licht, wie etwa Infrarotstrahlen oder dergleichen, sein.
  • Die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 detektiert Informationen über den Innenbereich des Fahrzeugs. Die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 ist zum Beispiel mit einem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 verbunden, der den Zustand eines Fahrers detektiert. Der Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 beinhaltet zum Beispiel eine Kamera, die den Fahrer bildlich erfasst. Basierend auf Detektionsinformationen, die von dem Fahrerzustandsdetektionsabschnitt 12041 eingegeben werden, kann die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 einen Ermüdungsgrad des Fahrers oder einen Konzentrationsgrad des Fahrers berechnen, oder kann bestimmen, ob der Fahrer döst.
  • Der Mikrocomputer 12051 kann einen Steuersollwert für die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, den Lenkmechanismus oder die Bremsvorrichtung basierend auf den Informationen über den Innenbereich oder den Außenbereich des Fahrzeugs berechnen, wobei die Informationen durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 erfasst werden, und einen Steuerbefehl an die Antriebssystemsteuereinheit 12010 ausgeben. Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die zum Implementieren von Funktionen eines Fahrassistenzsystems (FAS) vorgesehen ist, dessen Funktionen eine Kollisionsvermeidung oder Stoßabschwächung für das Fahrzeug, eine Folgefahrt basierend auf einer Folgeentfernung, eine Fahrt mit Fahrzeuggeschwindigkeitsbeibehaltung, eine Fahrzeugkollisionswarnung, eine Fahrzeugspurverlassenwarnung oder dergleichen beinhalten.
  • Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 eine kooperative Steuerung durchführen, die für automatisches Fahren, was bewirkt, dass das Fahrzeug autonom ohne Abhängigkeit von der Bedienung des Fahrers fährt, oder dergleichen vorgesehen ist, indem die Antriebskrafterzeugungsvorrichtung, der Lenkmechanismus, die Bremsvorrichtung oder dergleichen basierend auf den Informationen über den Außenbereich oder den Innenbereich des Fahrzeugs gesteuert werden, wobei die Informationen durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 oder die Fahrzeuginnenbereichsinformationsdetektionseinheit 12040 erhalten werden.
  • Außerdem kann der Mikrocomputer 12051 einen Steuerbefehl an die Karosseriesystemsteuereinheit 12020 basierend auf den Informationen über den Außenbereich des Fahrzeugs ausgeben, wobei die Informationen durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 erhalten werden. Der Mikrocomputer 12051 kann zum Beispiel eine kooperative Steuerung durchführen, die auf das Verhindern einer Blendung abzielt, indem der Scheinwerfer so gesteuert wird, dass er zum Beispiel von einem Fernlicht zu einem Abblendlicht gemäß der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder eines entgegenkommenden Fahrzeugs wechselt, welches durch die Fahrzeugaußenbereichsinformationsdetektionseinheit 12030 detektiert wird.
  • Der Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 überträgt ein Ausgabesignal eines Tons und/oder eines Bildes an eine Ausgabevorrichtung, die dazu in der Lage ist, visuell oder akustisch Informationen einem Insassen des Fahrzeugs oder dem Außenbereich des Fahrzeugs mitzuteilen. Bei dem Beispiel aus 22 sind ein Audiolautsprecher 12061, ein Anzeigeabschnitt 12062 und ein Instrumentenfeld 12063 als die Ausgabevorrichtung veranschaulicht. Der Anzeigeabschnitt 12062 kann zum Beispiel eine On-Board-Anzeige und/oder eine Head-Up-Anzeige beinhalten.
  • 23 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für die Installationsposition des Bildgebungsabschnitts 12031 darstellt.
  • In 23 beinhaltet der Bildgebungsabschnitt 12031 Bildgebungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105.
  • Die Bildgebungsabschnitte 12101, 12102, 12103, 12104 und 12105 sind zum Beispiel bei Positionen an einem Vorderende, Seitenspiegeln, einem hinteren Stoßfänger und einer Hecktür des Fahrzeugs 12100 sowie einer Position auf einem oberen Teil einer Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs angeordnet. Der Bildgebungsabschnitt 12101, der an dem Vorderende bereitgestellt ist, und der Bildgebungsabschnitt 12105, der an dem oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs bereitgestellt ist, erhalten hauptsächlich ein Bild der Vorderseite des Fahrzeugs 12100. Die Bildgebungsabschnitte 12102 und 12103, die an den Seitenspiegeln bereitgestellt sind, erhalten hauptsächlich ein Bild der Seiten des Fahrzeugs 12100. Der Bildgebungsabschnitt 12104, der bei dem hinteren Stoßfänger oder der Hecktür bereitgestellt ist, erhält hauptsächlich ein Bild der Hinterseite des Fahrzeugs 12100. Der Bildgebungsabschnitt 12105, der an dem oberen Teil der Windschutzscheibe im Inneren des Fahrzeugs bereitgestellt ist, wird hauptsächlich dazu verwendet, ein vorausfahrendes Fahrzeug, einen Fußgänger, ein Hindernis, ein Signal, ein Verkehrszeichen, eine Fahrbahn oder dergleichen zu detektieren.
  • Übrigens stellt 23 ein Beispiel für Fotografierbereiche der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 dar. Ein Bildgebungsbereich 12111 repräsentiert den Bildgebungsbereich des an dem Vorderende bereitgestellten Bildgebungsabschnitts 12101. Die Bildgebungsbereiche 12112 und 12113 repräsentieren jeweils die Bildgebungsbereiche der Bildgebungsabschnitte 12102 und 12103, die an den Seitenspiegeln bereitgestellt sind. Ein Bildgebungsbereich 12114 repräsentiert den Bildgebungsbereich des Bildgebungsabschnitts 12104, der an dem hinteren Stoßfänger oder der Hecktür bereitgestellt ist. Ein wie von oben gesehenes Vogelperspektivenbild des Fahrzeugs 12100 wird zum Beispiel durch Überlagern von Bilddaten, die durch die Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 abgebildet werden, erhalten.
  • Wenigstens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Funktion des Erhaltens von Abstandsinformationen aufweisen. Zum Beispiel kann wenigstens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 eine Stereokamera sein, die aus mehreren Bildgebungselementen besteht, oder kann ein Bildgebungselement mit Pixeln zur Phasendifferenzdetektion sein.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 einen Abstand zu jedem dreidimensionalen Objekt innerhalb der Bildgebungsbereiche 12111 bis 12114 und eine zeitliche Änderung des Abstands (relative Geschwindigkeit bezüglich des Fahrzeugs 12100) basierend auf den Abstandsinformationen, die von den Bildgebungsabschnitten 12101 bis 12104 erhalten werden, bestimmen und dadurch ein nächstes dreidimensionales Objekt, das insbesondere auf einem Bewegungspfad des Fahrzeugs 12100 vorhanden ist und das im Wesentlichen in der gleichen Richtung wie das Fahrzeug 12100 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit fährt (zum Beispiel gleich oder größer als 0 km/h) als ein vorausfahrendes Fahrzeug extrahieren. Ferner kann der Mikrocomputer 12051 einen Folgeabstand, der zu dem vorausfahrenden Fahrzeug einzuhalten ist, im Voraus einstellen und kann eine automatische Bremssteuerung (einschließlich einer Folgestoppsteuerung), eine automatische Beschleunigungssteuerung (einschließlich einer Folgestartsteuerung) oder dergleichen durchführen. Es ist dementsprechend möglich, eine kooperative Steuerung durchzuführen, die auf das automatische Fahren abzielt, das bewirkt, dass das Fahrzeug autonom ohne Abhängigkeit von einer Bedienung des Fahrers oder dergleichen fährt.
  • Zum Beispiel kann der Mikrocomputer 12051 dreidimensionale Objektdaten über dreidimensionale Objekte in dreidimensionale Objektdaten eines zweirädrigen Fahrzeugs, eines Fahrzeugs mit Standardgröße, eines Fahrzeugs mit großer Größe, eines Fußgängers, eines Strommastes und anderer dreidimensionaler Objekte basierend auf den Abstandsinformationen, die von den Bildgebungsabschnitten 12101 bis 12104 erhalten werden, klassifizieren, die klassifizierten dreidimensionalen Objektdaten extrahieren und die extrahierten dreidimensionalen Objektdaten für eine automatische Vermeidung eines Hindernisses verwenden. Zum Beispiel identifiziert der Mikrocomputer 12051 Hindernisse um das Fahrzeug 12100 herum als Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 visuell erkennen kann, und Hindernisse, die der Fahrer des Fahrzeugs 12100 schwer visuell erkennen kann. Dann bestimmt der Mikrocomputer 12051 ein Kollisionsrisiko, das ein Risiko für eine Kollision mit jedem Hindernis angibt. In einer Situation, in der das Kollisionsrisiko gleich einem oder höher als ein festgelegter Wert ist und es dementsprechend eine Möglichkeit einer Kollision gibt, gibt der Mikrocomputer 12051 eine Warnung an den Fahrer über den Audiolautsprecher 12061 oder den Anzeigeabschnitt 12062 aus und führt eine erzwungene Verlangsamung oder eine Ausweichlenkung über die Antriebssystemsteuereinheit 12010 durch. Der Mikrocomputer 12051 kann dadurch während des Fahrens beim Vermeiden einer Kollision helfen.
  • Wenigstens einer der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 kann eine Infrarotkamera sein, die Infrarotstrahlen detektiert. Der Mikrocomputer 12051 kann zum Beispiel einen Fußgänger erkennen, indem er bestimmt, ob es einen Fußgänger in bildlich erfassten Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 gibt. Eine solche Erkennung eines Fußgängers wird zum Beispiel durch eine Prozedur zum Extrahieren von charakteristischen Punkten in den bildlich erfassten Bildern der Bildgebungsabschnitte 12101 bis 12104 als Infrarotkameras und eine Prozedur zum Bestimmen durchgeführt, ob es der Fußgänger ist oder nicht, indem eine Musterabgleichverarbeitung an einer Reihe von charakteristischen Punkten durchgeführt wird, die die Kontur des Objekts repräsentieren. Wenn der Mikrocomputer 12051 bestimmt, dass es in den bildlich erfassten Bildern der Bildaufnahmeabschnitte 12101 bis 12104 einen Fußgänger gibt, und dementsprechend den Fußgänger erkennt, steuert der Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 den Anzeigeabschnitt 12062 derart, dass eine quadratische Konturlinie zur Hervorhebung so angezeigt wird, dass sie auf dem erkannten Fußgänger überlagert wird. Der Ton/Bild-Ausgabeabschnitt 12052 kann den Anzeigeabschnitt 12062 auch so steuern, dass ein Symbol oder dergleichen, das den Fußgänger repräsentiert, bei einer gewünschten Position angezeigt wird.
  • Zuvor wurde eine Beschreibung eines Beispiels für das Mobilkörpersteuersystem gegeben, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf den Bildgebungsabschnitt 12031 der oben beschriebenen Konfiguration anwendbar. Insbesondere ist die Bildgebungsvorrichtung 1 gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ausführungsform und der Modifikationsbeispiele davon auf den Bildgebungsabschnitt 12031 anwendbar. Das Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf den Bildgebungsabschnitt 12031 ermöglicht es, ein erfasstes Hochauflösungsbild mit reduzierter Farbmischung zwischen Pixeln zu erhalten. Es ist dementsprechend möglich, eine sehr genaue Steuerung unter Verwendung des erfassten Bildes in dem Mobilkörpersteuersystem auszuführen.
  • [Praktisches Anwendungsbeispiel 2]
  • 24 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für eine schematische Konfiguration eines endoskopischen Chirurgiesystems darstellt, auf das die Technologie gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (vorliegende Technologie) angewandt werden kann.
  • In 24 ist ein Zustand veranschaulicht, in dem ein Chirurg (Arzt) 11131 ein endoskopisches Chirurgiesystem 11000 verwendet, um eine Operation für einen Patienten 11132 auf einem Patientenbett 11133 durchzuführen. Wie dargestellt, beinhaltet das endoskopische Chirurgiesystem 11000 ein Endoskop 11100 und andere chirurgische Werkzeuge 11110, wie etwa einen Pneumoperitoneumschlauch 11111 und eine Energievorrichtung 11112, eine Stützarmvorrichtung 11120, die das Endoskop 11100 daran stützt, und einen Wagen 11200, auf dem verschiedene Einrichtungen für eine endoskopische Operation montiert sind.
  • Das Endoskop 11100 beinhaltet einen Linsentubus 11101, der ein Gebiet einer vorbestimmten Länge von einem distalen Ende von diesem aufweist, das in einen Körperhohlraum des Patienten 11132 einzuführen ist, und einen Kamerakopf 11102, der mit einem proximalen Ende des Linsentubus 11101 verbunden ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist das Endoskop 11100 dargestellt, das ein starres Endoskop mit einem Linsentubus 11101 des harten Typs beinhaltet. Jedoch kann das Endoskop 11100 ansonsten als ein flexibles Endoskop mit dem Linsentubus 11101 des flexiblen Typs enthalten sein.
  • Der Linsentubus 11101 weist an einem distalen Ende von diesem eine Öffnung auf, in die eine Objektivlinse eingepasst ist. Eine Lichtquelleneinrichtung 11203 ist so mit dem Endoskop 11100 verbunden, dass Licht, das durch die Lichtquelleneinrichtung 11203 erzeugt wird, einem distalen Ende des Linsentubus 11101 durch einen Lichtleiter zugeführt wird, der sich im Inneren des Linsentubus 11101 erstreckt, und zu einem Beobachtungsziel in einem Körperhohlraum des Patienten 11132 hin durch die Objektivlinse abgestrahlt wird. Es wird angemerkt, dass das Endoskop 11100 ein Vorwärtssichtendoskop sein kann oder ein Schrägsichtendoskop oder ein Seitensichtendoskop sein kann.
  • Ein optisches System und ein Bildaufnahmeelement sind im Inneren des Kamerakopfes 11102 bereitgestellt, so dass von dem Beobachtungsziel reflektiertes Licht (Beobachtungslicht) durch das optische System auf das Bildaufnahmeelement konzentriert abgebildet wird. Das Beobachtungslicht wird durch das Bildaufnahmeelement fotoelektrisch umgewandelt, um ein elektrisches Signal, das dem Beobachtungslicht entspricht, das heißt ein Bildsignal, das dem Beobachtungsbild entspricht, zu erzeugen. Das Bildsignal wird als RAW-Daten an eine CCU 11201 übertragen.
  • Die CCU 11201 beinhaltet eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) oder dergleichen und steuert einen Betrieb des Endoskops 11100 und eine Anzeigeeinrichtung 11202 integral. Ferner empfängt die CCU 11201 ein Bildsignal von dem Kamerakopf 11102 und führt für das Bildsignal verschiedene Bildprozesse zum Anzeigen eines Bildes basierend auf dem Bildsignal, wie etwa zum Beispiel einen Entwicklungsprozess (Demosaic-Prozess), durch.
  • Die Anzeigeeinrichtung 11202 zeigt unter Steuerung der CCU 11201 auf dieser ein Bild basierend auf einem Bildsignal an, für das die Bildprozesse durch die CCU 11201 durchgeführt wurden.
  • Die Lichtquelleneinrichtung 11203 beinhaltet eine Lichtquelle, wie etwa zum Beispiel eine Leuchtdiode (LED), und liefert Bestrahlungslicht bei einer Bildgebung eines chirurgischen Gebiets an das Endoskop 11100.
  • Eine Eingabeeinrichtung 11204 ist eine Eingabeschnittstelle für das endoskopische Chirurgiesystem 11000. Ein Benutzer kann das Eingeben verschiedener Arten von Informationen oder Eingeben eines Befehls in das endoskopische Chirurgiesystem 11000 durch die Eingabeeinrichtung 11204 durchführen. Zum Beispiel würde der Benutzer einen Befehl oder dergleichen zum Ändern einer Bildaufnahmebedingung (Typ des Bestrahlungslichts, Vergrößerung, Brennlänge oder dergleichen) durch das Endoskop 11100 eingeben.
  • Eine Behandlungswerkzeugsteuereinrichtung 11205 steuert eine Ansteuerung der Energievorrichtung 11112 zur Kauterisation oder Inzision von Gewebe, Versiegelung eines Blutgefäßes oder dergleichen. Eine Pneumoperitoneumeinrichtung 11206 führt Gas durch den Pneumoperitoneumschlauch 11111 in einen Körperhohlraum des Patienten 11132 ein, um den Körperhohlraum aufzublasen, um das Sichtfeld des Endoskops 11100 sicherzustellen und den Arbeitsraum für den Chirurgen sicherzustellen. Ein Rekorder 11207 ist eine Einrichtung, die zum Aufzeichnen verschiedener Arten von Informationen bezüglich einer Operation in der Lage ist. Ein Drucker 11208 ist eine Einrichtung, die zum Drucken verschiedener Arten von Informationen bezüglich einer Operation in verschiedenen Formen, wie etwa als ein Text, ein Bild oder ein Graph, in der Lage ist.
  • Es wird angemerkt, dass die Lichtquelleneinrichtung 11203, die Bestrahlungslicht für das Endoskop 11100 bereitstellt, wenn ein Chirurgiegebiet bildlich zu erfassen ist, eine Weißlichtquelle beinhalten kann, die zum Beispiel eine LED, eine Laserlichtquelle oder eine Kombination von ihnen beinhalten kann. Wenn eine Weißlichtquelle eine Kombination aus roten, grünen und blauen (RGB) Laserlichtquellen beinhaltet, können, weil die Ausgabeintensität und das Ausgabe-Timing mit einem hohen Genauigkeitsgrad für jede Farbe (jede Wellenlänge) gesteuert werden können, Anpassungen des Weißabgleichs eines aufgenommenen Bildes durch die Lichtquelleneinrichtung 11203 durchgeführt werden. Ferner werden in diesem Fall Laserstrahlen von den jeweiligen RGB-Laserlichtquellen zeitunterteilt auf ein Beobachtungsziel abgestrahlt und werden Ansteuerungen der Bildaufnahmeelemente des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit den Bestrahlungszeiten gesteuert. Dann können die Bilder, die einzeln den R-, G- und B-Farben entsprechen, auch zeitunterteilt aufgenommen werden. Gemäß diesem Verfahren kann ein Farbbild erhalten werden, selbst wenn keine Farbfilter für das Bildaufnahmeelement bereitgestellt sind.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 so gesteuert werden, dass die Intensität von auszugebendem Licht für jede vorbestimmte Zeit geändert wird. Durch Steuern der Ansteuerung des Bildaufnahmeelements des Kamerakopfes 11102 in Synchronisation mit dem Timing der Änderung der Intensität von Licht zum zeitunterteilten Erfassen von Bildern und Synthetisieren der Bilder kann ein Bild mit einem hohen Dynamikumfang frei von unterbelichteten blockierten Schatten und überbelichteten Glanzlichtern erzeugt werden.
  • Ferner kann die Lichtquelleneinrichtung 11203 so konfiguriert sein, dass sie Licht eines vorbestimmten Wellenlängenbandes bereitstellt, das für eine Speziallichtbeobachtung bereit ist. Bei einer Speziallichtbeobachtung wird zum Beispiel durch Nutzen der Wellenlängenabhängigkeit einer Absorption von Licht in einem Körpergewebe, um Licht eines schmalen Bandes abzustrahlen, im Vergleich zu einer Bestrahlung von Licht bei einer gewöhnlichen Beobachtung (das heißt Weißlicht) eine Schmalbandbeobachtung (Schmalbandbildgebung) einer Bildgebung eines vorbestimmten Gewebes, wie etwa eines Blutgefäßes eines oberflächlichen Teils der Schleimhaut oder dergleichen, mit einem hohen Kontrast durchgeführt. Alternativ dazu kann bei einer Speziallichtbeobachtung eine Fluoreszenzbeobachtung zum Erhalten eines Bildes aus Fluoreszenzlicht, das durch Abstrahlung eines Anregungslichts erzeugt wird, durchgeführt werden. Bei einer Fluoreszenzbeobachtung ist es möglich, eine Beobachtung von Fluoreszenzlicht von einem Körpergewebe durch Abstrahlen von Anregungslicht auf das Körpergewebe durchzuführen (Autofluoreszenzbeobachtung) oder ein Fluoreszenzlichtbild zu erhalten, indem ein Reagens, wie etwa Indocyaningrün (ICG), lokal in ein Körpergewebe injiziert wird und Anregungslicht, das einer Fluoreszenzlichtwellenlänge des Reagens entspricht, auf das Körpergewebe abgestrahlt wird. Die Lichtquelleneinrichtung 11203 kann dazu konfiguriert sein, solches schmalbandiges Licht und/oder Anregungslicht bereitzustellen, das für eine Speziallichtbeobachtung, wie oben beschrieben, geeignet ist.
  • 25 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine funktionale Konfiguration des Kamerakopfes 11102 und der CCU 11201, die in 24 dargestellt sind, darstellt.
  • Der Kamerakopf 11102 beinhaltet eine Linseneinheit 11401, eine Bildaufnahmeeinheit 11402, eine Ansteuerungseinheit 11403, eine Kommunikationseinheit 11404 und eine Kamerakopfsteuereinheit 11405. Die CCU 11201 beinhaltet eine Kommunikationseinheit 11411, eine Bildverarbeitungseinheit 11412 und eine Steuereinheit 11413. Der Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 sind zur Kommunikation durch ein Übertragungskabel 11400 miteinander verbunden.
  • Die Linseneinheit 11401 ist ein optisches System, das bei einer Verbindungsstelle zu dem Linsentubus 11101 bereitgestellt ist. Beobachtungslicht, das von einem distalen Ende des Linsentubus 11101 entnommen wird, wird zu dem Kamerakopf 11102 geleitet und in die Linseneinheit 11401 eingeführt. Die Linseneinheit 11401 weist eine Kombination aus mehreren Linsen einschließlich einer Zoomlinse und einer Fokussierungslinse auf.
  • Die Anzahl an Bildaufnahmeelementen, die in der Bildaufnahmeeinheit 11402 enthalten sind, kann eins (Einzelplattentyp) oder eine Mehrzahl (Mehrfachplattentyp) sein. Wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 zum Beispiel als jene des Mehrfachplattentyps konfiguriert ist, werden Bildsignale, die R, G bzw. B entsprechen, durch die Bildaufnahmeelemente erzeugt und die Bildsignale können zusammengesetzt werden, um ein Farbbild zu erhalten. Die Bildaufnahmeeinheit 11402 kann auch so konfiguriert sein, dass sie ein Paar von Bildaufnahmeelementen zum Erfassen jeweiliger Bildsignale für das rechte Auge und das linke Auge aufweist, die für eine dreidimensionale (3D) Anzeige bereit sind. Falls eine 3D-Anzeige durchgeführt wird, kann dann die Tiefe eines lebenden Gewebes in einem chirurgischen Gebiet genauer von dem Chirurgen 11131 verstanden werden. Es versteht sich, dass, wenn die Bildaufnahmeeinheit 11402 als jene eines stereoskopischen Typs konfiguriert ist, mehrere Systeme aus Linseneinheiten 11401 bereitgestellt sind, die den einzelnen Bildaufnahmeelementen entsprechen.
  • Ferner ist die Bildaufnahmeeinheit 11402 möglicherweise nicht notwendigerweise in dem Kamerakopf 11102 bereitgestellt. Zum Beispiel kann die Bildaufnahmeeinheit 11402 unmittelbar hinter der Objektivlinse im Inneren des Linsentubus 11101 bereitgestellt sein.
  • Die Ansteuerungseinheit 11403 beinhaltet einen Aktor und bewegt die Zoomlinse und die Fokussierungslinse der Linseneinheit 11401 um einen vorbestimmten Abstand entlang einer optischen Achse unter Steuerung der Kamerakopfsteuereinheit 11405. Folglich können die Vergrößerung und der Fokuspunkt eines aufgenommenen Bildes durch die Bildaufnahmeeinheit 11402 geeignet angepasst werden.
  • Die Kommunikationseinheit 11404 beinhaltet eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Informationen an die und von der CCU 11201. Die Kommunikationseinheit 11404 überträgt ein Bildsignal, das von der Bildaufnahmeeinheit 11402 erfasst wurde, als RAW-Daten an die CCU 11201 durch das Übertragungskabel 11400.
  • Außerdem empfängt die Kommunikationseinheit 11404 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 von der CCU 11201 und liefert das Steuersignal an die Kamerakopfsteuereinheit 11405. Das Steuersignal beinhaltet Informationen hinsichtlich Bildaufnahmebedingungen, wie etwa zum Beispiel Informationen, dass eine Bildwiederholrate eines aufgenommenen Bildes designiert ist, Informationen, dass ein Belichtungswert bei einer Bildaufnahme designiert ist, und/oder Informationen, dass eine Vergrößerung und ein Fokuspunkt eines aufgenommenen Bildes designiert sind.
  • Es wird angemerkt, dass die Bildaufnahmebedingungen, wie etwa die Bildwiederholrate, der Belichtungswert, die Vergrößerung und der Fokuspunkt durch den Benutzer designiert werden können oder automatisch durch die Steuereinheit 11413 der CCU 11201 basierend auf einem erfassten Bildsignal festgelegt werden können. In dem letzteren Fall sind eine Autobelichtung(AE: Auto Exposure)-Funktion, eine Autofokus(AF)-Funktion und eine Autoweißabgleich(AWB: Auto White Balance)-Funktion in dem Endoskop 11100 eingebunden.
  • Die Kamerakopfsteuereinheit 11405 steuert die Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 basierend auf einem Steuersignal von der CCU 11201, das durch die Kommunikationseinheit 11404 empfangen wird.
  • Die Kommunikationseinheit 11411 beinhaltet eine Kommunikationseinrichtung zum Übertragen und Empfangen verschiedener Arten von Informationen an den und von dem Kamerakopf 11102. Die Kommunikationseinheit 11411 empfängt ein Bildsignal, das von dem Kamerakopf 11102 an diese übertragen wird, durch das Übertragungskabel 11400.
  • Ferner überträgt die Kommunikationseinheit 11411 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102 an den Kamerakopf 11102. Das Bildsignal und das Steuersignal können durch elektrische Kommunikation, optische Kommunikation oder dergleichen übertragen werden.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 11412 führt verschiedene Bildverarbeitungsprozesse für ein Bildsignal in der Form von RAW-Daten durch, die von dem Kamerakopf 11102 an diese übertragen werden.
  • Die Steuereinheit 11413 führt verschiedene Arten einer Steuerung in Bezug auf die Bildaufnahme eines chirurgischen Gebiets oder dergleichen durch das Endoskop 11100 und eine Anzeige eines aufgenommenen Bildes durch, das durch die Bildaufnahme des chirurgischen Gebiets oder dergleichen erhalten wird. Zum Beispiel erzeugt die Steuereinheit 11413 ein Steuersignal zum Steuern der Ansteuerung des Kamerakopfes 11102.
  • Ferner steuert die Steuereinheit 11413 die Anzeigeeinrichtung 11202 basierend auf einem Bildsignal, für das Bildprozesse durch die Bildverarbeitungseinheit 11412 durchgeführt wurden, dazu, ein aufgenommenes Bild anzuzeigen, in dem das chirurgische Gebiet oder dergleichen bildlich erfasst ist. Daraufhin kann die Steuereinheit 11413 verschiedene Objekte in dem aufgenommenen Bild unter Verwendung verschiedener Bilderkennungstechnologien erkennen. Zum Beispiel kann die Steuereinheit 11413 ein chirurgisches Werkzeug, wie etwa eine Pinzette, ein spezielles lebendes Körpergebiet, Bluten, Nebel, wenn die Energievorrichtung 11112 verwendet wird, und so weiter erkennen, indem die Form, die Farbe und so weiter von Rändern von Objekten detektiert werden, die in einem aufgenommenen Bild enthalten sind. Die Steuereinheit 11413 kann, wenn sie die Anzeigeeinrichtung 11202 zum Anzeigen eines aufgenommenen Bildes steuert, bewirken, dass verschiedene Arten von chirurgischen Hilfsinformationen auf eine überlappende Weise mit einem Bild des chirurgischen Gebiets unter Verwendung eines Ergebnisses der Erkennung angezeigt werden. Wenn chirurgische Hilfsinformationen auf eine überlappende Weise angezeigt und dem Chirurgen 11131 präsentiert werden, kann die Belastung des Chirurgen 11131 reduziert werden und kann der Chirurg 11131 die Operation mit Gewissheit fortsetzen.
  • Das Übertragungskabel 11400, das den Kamerakopf 11102 und die CCU 11201 miteinander verbindet, ist ein elektrisches Signalkabel, das zur Kommunikation eines elektrischen Signals bereit ist, eine optische Faser, die zum optischen Kommunizieren bereit ist, oder ein Kompositkabel, das sowohl zur elektrischen als auch optischen Kommunikation bereit ist.
  • Während bei dem dargestellten Beispiel eine Kommunikation durch eine drahtgebundene Kommunikation unter Verwendung des Übertragungskabels 11400 durchgeführt wird, kann hier die Kommunikation zwischen dem Kamerakopf 11102 und der CCU 11201 durch drahtlose Kommunikation durchgeführt werden.
  • Zuvor wurde die Beschreibung eines Beispiels für das endoskopische Chirurgiesystem gegeben, auf das die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung anwendbar ist. Die Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung ist auf geeignete Weise auf zum Beispiel die Bildaufnahmeeinheit 11402, die in dem Kamerakopf 11102 des Endoskops 11100 bereitgestellt ist, unter den oben beschriebenen Konfigurationen anwendbar. Das Anwenden der Technologie gemäß der vorliegenden Offenbarung auf die Bildaufnahmeeinheit 11402 ermöglicht eine Miniaturisierung oder höhere Auflösung der Bildaufnahmeeinheit 11402 durch Reduzieren einer Farbmischung zwischen Pixeln, wodurch es ermöglicht wird, das miniaturisierte oder hochauflösende Endoskop 11100 mit reduzierter Farbmischung zwischen Pixeln bereitzustellen.
  • <5. Andere Modifikationsbeispiele>
  • Obwohl die vorliegende Offenbarung zuvor unter Bezugnahme auf die Ausführungsform, die Modifikationsbeispiele A bis L davon, die Anwendungsbeispiele und die praktischen Anwendungsbeispiele davon beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorhergehende Ausführungsform und dergleichen beschränkt und eine Vielzahl an Modifikationen kann vorgenommen werden.
  • Bei der vorhergehenden Ausführungsform und den Modifikationsbeispielen davon wurde eine Beschreibung der Farbbildgebungsvorrichtung mit einer Bayer-Anordnung, der Monochrombildgebungsvorrichtung und der Farbbildgebungsvorrichtung, die drei Phasendifferenzdetektionspixel beinhaltet, gegeben. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und ist auch auf eine Bildgebungsvorrichtung mit einer beliebigen anderen Farbfilterkonfiguration anstelle der obigen oder eine Bildgebungsvorrichtung mit einem beliebigen anderen lichttransmittierenden Film anstelle eines Farbfilters anwendbar.
  • Es ist anzumerken, dass die hier beschriebenen Effekte lediglich Beispiele sind. Die Effekte der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die hier beschriebenen Effekte beschränkt. Die vorliegende Offenbarung kann einen beliebigen anderen Effekt als die hier beschriebenen Effekte aufweisen.
  • Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Technologie auch die folgenden Konfigurationen aufweisen kann. Gemäß der vorliegenden Technologie mit den folgenden Konfigurationen ist es möglich, eine Farbmischung zwischen Pixeln zu reduzieren.
    • (1) Eine Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • mehrere Pixel, die jeweils eine gestapelte Struktur aufweisen, in der ein fotoelektrischer Umwandlungsabschnitt, der eine Lichteintrittsoberfläche beinhaltet, ein erster lichttransmittierender Film, der der Lichteintrittsoberfläche zugewandt bereitgestellt ist und einen ersten Brechungsindex aufweist, und ein zweiter lichttransmittierender Film, der einen zweiten Brechungsindex höher als der erste Brechungsindex aufweist, der Reihe nach in einer Stapelungsrichtung gestapelt sind, wobei die mehreren Pixel in einer ebeneninternen Richtung orthogonal zu der Stapelungsrichtung angeordnet sind; und
      • einen ersten Pixelseparationsabschnitt, der zwischen mehreren der ersten lichttransmittierenden Filme bereitgestellt ist, die in der ebeneninternen Richtung aneinander angrenzen, wobei der erste Pixelseparationsabschnitt einen dritten Brechungsindex niedriger als der erste Brechungsindex aufweist.
    • (2) Die Bildgebungsvorrichtung nach (1), wobei der erste Pixelseparationsabschnitt einen ersten Pixelseparationsfilm mit dem dritten Brechungsindex aufweist.
    • (3) Die Bildgebungsvorrichtung nach (1), wobei sich eine Endfläche des ersten lichttransmittierenden Films in Kontakt mit der Luft in dem ersten Pixelseparationsabschnitt befindet.
    • (4) Die Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (3), die ferner einen zweiten Pixelseparationsabschnitt beinhaltet, der zwischen mehreren der fotoelektrischen Umwandlungselemente, die aneinander angrenzen, bereitgestellt ist.
    • (5) Die Bildgebungsvorrichtung nach (4), wobei der zweite Pixelseparationsabschnitt einen zweiten Pixelseparationsfilm beinhaltet.
    • (6) Die Bildgebungsvorrichtung nach (4) oder (5), wobei der erste Pixelseparationsabschnitt zwischen zwei angrenzenden der ersten lichttransmittierenden Filme eine erste Breite aufweist, und der zweite Pixelseparationsabschnitt zwischen zwei angrenzenden der Pixel eine zweite Breite gleich der oder kleiner als die erste Breite aufweist.
    • (7) Die Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (6), wobei der erste lichttransmittierende Film ein Farbfilter beinhaltet.
    • (8) Die Bildgebungsvorrichtung nach (7), wobei das Farbfilter ein Rotfilter, ein Grünfilter und ein Blaufilter beinhaltet.
    • (9) Die Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (8), wobei der erste Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm größer als 1,5 und kleiner oder gleich 4,2 ist.
    • (10) Die Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (9), wobei der dritte Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm größer als 1 und kleiner oder gleich 1,5 ist.
    • (11) Die Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (10), die ferner mehrere Subpixelseparationsfilme beinhaltet, wobei die mehreren Pixel jeweils mehrere Subpixel beinhalten, die durch die Subpixelseparationsfilme voneinander separiert sind.
    • (12) Die Bildgebungsvorrichtung nach (11), wobei in einem der mehreren Pixel die mehreren Subpixel in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind.
    • (13) Die Bildgebungsvorrichtung nach (11), wobei jedes der mehreren Subpixel in einem Gebiet gebildet ist, das in einer Draufsicht eine rechteckige Form aufweist.
    • (14) Die Bildgebungsvorrichtung nach (11), wobei jedes der mehreren Subpixel in einem Gebiet gebildet ist, das in einer Draufsicht eine rechteckige Form aufweist, und in einem der mehreren Pixel die mehreren Subpixel in zwei Zeilen und vier Spalten angeordnet sind.
    • (15) Die Bildgebungsvorrichtung nach (11), wobei jedes der mehreren Subpixel in einem Gebiet gebildet ist, das in einer Draufsicht eine im Wesentlichen quadratische Form aufweist, und eines der mehreren Pixel zwei angrenzende Subpixel beinhaltet.
    • (16) Die Bildgebungsvorrichtung nach (11), wobei die mehreren Pixel in einer ebeneninternen Richtung angeordnet sind, um eine Lichtempfangsoberfläche zu konfigurieren, eines der mehreren Pixel ein erstes Subpixel und ein zweites Subpixel beinhaltet, und eine Fläche des ersten Subpixels und eine Fläche des zweiten Subpixels, die in dem Pixel in einem mittleren Teil der Lichtempfangsoberfläche enthalten sind, im Wesentlichen gleich sind, und die Fläche des ersten Subpixels und die Fläche des zweiten Subpixels derart konfiguriert sind, dass sie sich graduell auf eine solche Weise ändern, dass die Fläche eines des ersten Subpixels und des zweiten Subpixels näher an dem Ende kleiner wird, je näher das Pixel an einem Ende der Lichtempfangsoberfläche von dem mittleren Teil entfernt ist, wohingegen die Fläche eines des ersten Subpixels und des zweiten Subpixels näher an dem mittleren Teil größer wird.
    • (17) Die Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (16), wobei der erste lichttransmittierende Film eine erste Filmdicke aufweist, und der zweite lichttransmittierende Film eine zweite Filmdicke gleich der oder kleiner als die erste Filmdicke aufweist.
    • (18) Die Bildgebungsvorrichtung nach einem von (1) bis (17), wobei ein Endteil des ersten lichttransmittierenden Films oder des zweiten lichttransmittierenden Films eine sich verjüngende Form aufweist.
    • (19) Eine elektronische Einrichtung, die Folgendes beinhaltet:
      • ein optisches System,
      • eine Bildgebungsvorrichtung, und
      • einen Signalverarbeitungsschaltkreis, wobei
      • die Bildgebungsvorrichtung Folgendes beinhaltet:
        • mehrere Pixel, die jeweils eine gestapelte Struktur aufweisen, in der ein fotoelektrischer Umwandlungsabschnitt, der eine Lichteintrittsoberfläche beinhaltet, ein erster lichttransmittierender Film, der der Lichteintrittsoberfläche zugewandt bereitgestellt ist und einen ersten Brechungsindex aufweist, und ein zweiter lichttransmittierender Film, der einen zweiten Brechungsindex höher als der erste Brechungsindex aufweist, der Reihe nach in einer Stapelungsrichtung gestapelt sind, wobei die mehreren Pixel in einer ebeneninternen Richtung orthogonal zu der Stapelungsrichtung angeordnet sind; und
        • einen ersten Pixelseparationsabschnitt, der zwischen mehreren der ersten lichttransmittierenden Filme bereitgestellt ist, die in der ebeneninternen Richtung aneinander angrenzen, wobei der erste Pixelseparationsabschnitt einen dritten Brechungsindex niedriger als der erste Brechungsindex aufweist.
  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2019-15712 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 31. Januar 2019, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Es versteht sich, dass ein Fachmann verschiedene Modifikationen, Kombinationen, Teilkombinationen und Änderungen in Abhängigkeit von Gestaltungsanforderungen und anderen Faktoren vornehmen kann und sie in dem Schutzumfang der angehängten Ansprüche oder deren Äquivalente liegen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 201652041 [0003]
    • JP 201915712 [0174]

Claims (19)

  1. Bildgebungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: mehrere Pixel, die jeweils eine gestapelte Struktur aufweisen, in der ein fotoelektrischer Umwandlungsabschnitt, der eine Lichteintrittsoberfläche beinhaltet, ein erster lichttransmittierender Film, der der Lichteintrittsoberfläche zugewandt bereitgestellt ist und einen ersten Brechungsindex aufweist, und ein zweiter lichttransmittierender Film, der einen zweiten Brechungsindex höher als der erste Brechungsindex aufweist, der Reihe nach in einer Stapelungsrichtung gestapelt sind, wobei die mehreren Pixel in einer ebeneninternen Richtung orthogonal zu der Stapelungsrichtung angeordnet sind; und einen ersten Pixelseparationsabschnitt, der zwischen mehreren der ersten lichttransmittierenden Filme bereitgestellt ist, die in der ebeneninternen Richtung aneinander angrenzen, wobei der erste Pixelseparationsabschnitt einen dritten Brechungsindex niedriger als der erste Brechungsindex aufweist.
  2. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Pixelseparationsabschnitt einen ersten Pixelseparationsfilm mit dem dritten Brechungsindex aufweist.
  3. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei sich eine Endfläche des ersten lichttransmittierenden Films in Kontakt mit der Luft in dem ersten Pixelseparationsabschnitt befindet.
  4. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner einen zweiten Pixelseparationsabschnitt umfasst, der zwischen mehreren der fotoelektrischen Umwandlungselemente, die aneinander angrenzen, bereitgestellt ist.
  5. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der zweite Pixelseparationsabschnitt einen zweiten Pixelseparationsfilm umfasst.
  6. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei der erste Pixelseparationsabschnitt zwischen zwei angrenzenden der ersten lichttransmittierenden Filme eine erste Breite aufweist, und der zweite Pixelseparationsabschnitt zwischen zwei angrenzenden der Pixel eine zweite Breite gleich oder kleiner als die erste Breite aufweist.
  7. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste lichttransmittierende Film ein Farbfilter umfasst.
  8. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Farbfilter ein Rotfilter, ein Grünfilter und ein Blaufilter beinhaltet.
  9. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm größer als 1,5 und kleiner oder gleich 4,2 ist.
  10. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der dritte Brechungsindex für Licht mit einer Wellenlänge von 530 nm größer als 1 und kleiner oder gleich 1,5 ist.
  11. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, die ferner mehrere Subpixelseparationsfilme umfasst, wobei die mehreren Pixel jeweils mehrere Subpixel beinhalten, die durch die Subpixelseparationsfilme voneinander separiert sind.
  12. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei in einem der mehreren Pixel die mehreren Subpixel in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet sind.
  13. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei jedes der mehreren Subpixel in einem Gebiet gebildet ist, das in einer Draufsicht eine rechteckige Form aufweist.
  14. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei jedes der mehreren Subpixel in einem Gebiet gebildet ist, das in einer Draufsicht eine rechteckige Form aufweist, und in einem der mehreren Pixel die mehreren Subpixel in zwei Zeilen und vier Spalten angeordnet sind.
  15. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei jedes der mehreren Subpixel in einem Gebiet gebildet ist, das in einer Draufsicht eine im Wesentlichen quadratische Form aufweist, und eines der mehreren Pixel zwei angrenzende Subpixel beinhaltet.
  16. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die mehreren Pixel in der ebeneninternen Richtung angeordnet sind, um eine Lichtempfangsoberfläche zu konfigurieren, eines der mehreren Pixel ein erstes Subpixel und ein zweites Subpixel beinhaltet, und eine Fläche des ersten Subpixels und eine Fläche des zweiten Subpixels, die in dem Pixel in einem mittleren Teil der Lichtempfangsoberfläche enthalten sind, im Wesentlichen gleich sind, und die Fläche des ersten Subpixels und die Fläche des zweiten Subpixels derart konfiguriert sind, dass sie sich graduell auf eine solche Weise ändern, dass die Fläche eines des ersten Subpixels und des zweiten Subpixels näher an dem Ende kleiner wird, je näher das Pixel an einem Ende der Lichtempfangsoberfläche von dem mittleren Teil entfernt ist, wohingegen die Fläche eines des ersten Subpixels und des zweiten Subpixels näher an dem mittleren Teil größer wird.
  17. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste lichttransmittierende Film eine erste Filmdicke aufweist, und der zweite lichttransmittierende Film eine zweite Filmdicke gleich der oder kleiner als die erste Filmdicke aufweist.
  18. Bildgebungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Endteil des ersten lichttransmittierenden Films oder des zweiten lichttransmittierenden Films eine sich verjüngende Form aufweist.
  19. Elektronische Einrichtung, die Folgendes umfasst: ein optisches System, eine Bildgebungsvorrichtung, und einen Signalverarbeitungsschaltkreis, wobei die Bildgebungsvorrichtung Folgendes beinhaltet: mehrere Pixel, die jeweils eine gestapelte Struktur aufweisen, in der ein fotoelektrischer Umwandlungsabschnitt, der eine Lichteintrittsoberfläche beinhaltet, ein erster lichttransmittierender Film, der der Lichteintrittsoberfläche zugewandt bereitgestellt ist und einen ersten Brechungsindex aufweist, und ein zweiter lichttransmittierender Film, der einen zweiten Brechungsindex höher als der erste Brechungsindex aufweist, der Reihe nach in einer Stapelungsrichtung gestapelt sind, wobei die mehreren Pixel in einer ebeneninternen Richtung orthogonal zu der Stapelungsrichtung angeordnet sind; und einen ersten Pixelseparationsabschnitt, der zwischen mehreren der ersten lichttransmittierenden Filme bereitgestellt ist, die in der ebeneninternen Richtung aneinander angrenzen, wobei der erste Pixelseparationsabschnitt einen dritten Brechungsindex niedriger als der erste Brechungsindex aufweist.
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