JP2006093292A - 固体撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 色分離フィルタを備えた固体撮像装置、特にカラー固体撮像装置又はカラー固体カメラにおいて、斜め光による画像の輝度シェーディングの発生を防止する。
【解決手段】 固体撮像素子１０１における撮像部１００の上に、二次元状に配列され、複数の光選択要素が層状に積層されてなる色分離フィルタ１０４が設けられ、撮像部１００の上には、複数の遮光部（１０５及び１０６）が互いに離間して配置されており、複数の遮光部の各々は、光選択要素間に形成された光吸収材料を複数備えており、複数の遮光部のうち、撮像部の中央部に位置する遮光部１０５の形状と撮像部の周辺部に位置する遮光部１０６の形状とは、異なっていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体撮像装置に関し、特にカラー固体撮像装置又はカラー固体カメラに利用される色分離フィルタに関するものである。

近年、半導体製造技術の著しい進歩により、ＬＳＩ等における電子部品の集積度が大幅に向上している。このため、例えば民生分野の商品では、ＡＶ機器を中心に機器の小型軽量化が図られ、中でもデジタルカメラは、信号処理ＬＳＩの発展と共にカラー固体撮像素子の多画素化により、銀塩カメラと遜色ない性能になってきている。

先ず、カラー固体撮像素子の基本的な構造について説明する。

半導体基板上には、光感知要素であるフォトダイオードが２次元状に配列されてなる撮像部が形成されている。該撮像部の上には、フォトダイオードに対応するようにして、色要素群が２次元状に配置されている。通常、これらの色要素群を色分離フィルタと呼んでいる。

以下に、第１〜第３の従来例に係るカラー固体撮像素子の構造について具体的に説明する。

第１の従来例に係るカラー固体撮像素子の構造では、色分離フィルタを構成する各色要素が、フォトダイオードの前面に直接配置されている。しかしながら、第１の従来例に係るカラー固体撮像素子の構造では、色分離フィルタを構成する各色要素が有機系のゼラチン又は顔料であるために、経年変化又は厳しい温度条件の下では、各色要素が退色するという問題がある。

この問題を解決するために、第２の従来例に係るカラー固体撮像素子の構造においては、色分離フィルタを構成する各色要素の材料として、有機材料ではなく無機材料が用いられている。具体的には、屈折率の異なる無機材料よりなる各色要素が薄膜化され、交互に組合わされて多層に配置される。この多層膜の各膜における反射光による干渉を利用して、光の選択透過性が作り出される。このような構造により、多層膜よりなる色分離フィルタを構成する各色要素の退色を防止するカラー固体撮像素子を実現することができる。

しかしながら、最近のデジタルカメラでは、デジタルカメラの小型化に伴って、撮像用レンズとカラー固体撮像素子との間隔が狭まり、撮像の際に大きい角度を持って撮像部へ入射する光（斜め光）が大幅に発生する。このように、斜め光が大幅に発生する状況の下では、撮像部へ入射された光のうち、多層膜よりなる色分離フィルタの各膜において反射された光が、所望のフォトダイオードに受光されることなく、その所望のフォトダイオードと隣り合うフォトダイオードへ混入するという問題が生じる。

この問題を解決するために、図４に示した第３の従来例に係るカラー固体撮像素子においては、多層膜よりなる色分離フィルタの間に、光吸収材料よりなる遮光部が設けられている。これにより、多層膜よりなる色分離フィルタの各膜からの反射光が、隣り合うフォトダイオードへ混入することを防止することができる。

図４は、第３の従来例に係るカラー固体撮像素子の構造を示す断面図である。

図４に示すように、半導体基板（図示せず）上には、２次元状に配列された複数のフォトダイオードを有する撮像部４００よりなる固体撮像素子４０１が形成されている。尚、図４では、撮像領域の中心部を含む中央部に位置するフォトダイオード４０２及び撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオード４０３が示されている。更に、撮像部４００の上には、各々のフォトダイオード（４０２及び４０３）に対応させるようにして、屈折率の異なる無機材料よりなる各色要素が、薄膜化され交互に組合わされて多層に配置されている。このようにして、撮像部４００の上には、多層膜よりなる色分離フィルタ４０４が形成されている。

撮像部４００の上に形成された色分離フィルタ４０４間には、光吸収材料よりなる遮光部４０５が形成されている。該遮光部４０５は、撮像部４００へ入射された光のうち、多層膜よりなる色分離フィルタ４０４の各膜において反射された光が、所望のフォトダイオードに受光されることなく、その所望のフォトダイオードと隣り合うフォトダイオードへ混入することを防止する役割を果たす。尚、撮像部４００の表面から所定の距離の位置に、結像するための集光用レンズ４０６が配置されている。
特開平２−８４７６６号公報

しかしながら、遮光部４０５を設けたことにより、撮像部４００に入射する光のうち、大きい角度を持って入射する光（斜め光）は、光吸収材料よりなる遮光部４０５によって遮られるので、フォトダイオード（４０２及び４０３）の受光量が減少するという問題が新たに生じる。

具体的には、撮像領域の周辺部では、撮像領域の中心部を含む中央部と比較して斜め光がより多く入射される。このため、撮像領域の周辺部では、撮像領域の中央部と比較して、撮像部４００へ入射される光のうち、より多くの光が遮光部４０５によって遮られる。したがって、撮像領域の中央部に位置するフォトダイオード４０２の受光量と比較して、撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオード４０３の受光量がより減少するので、撮像領域の周辺部においては、撮像領域の中央部と比較して、画面の明暗ひずみである画像の輝度シェーディングがより発生する。このような問題は、デジタルカメラ等の小型化に伴って、撮像の際により多くの斜め光が撮像部へ入射されるので、より一層顕著となる。

前記に鑑み、本発明の目的は、画像の輝度シェーディングの発生を防止する多層膜よりなる色分離フィルタを有するカラー固体撮像装置又はカラー固体カメラを含む固体撮像装置を提供することである。

前記の課題を解決するために、本発明に係る固体撮像装置は、固体撮像素子における撮像部の上に、二次元状に配列され、複数の光選択要素が層状に積層されてなる色分離フィルタが設けられ、撮像部の上には、複数の遮光部が互いに離間して配置されており、複数の遮光部の各々は、光選択要素間に形成された光吸収材料を複数備えており、複数の遮光部のうち、撮像部の中央部に位置する遮光部の形状と撮像部の周辺部に位置する遮光部の形状とは、異なっていることを特徴とする。

本発明に係る固体撮像装置によると、撮像領域の周辺部で角度を持って入射する光（斜め光）が、光吸収材料よりなる遮光部に遮られることなく撮像部へ入射される。このため、画像の輝度シェーディングの発生を防止することができる。また、デジタルカメラの小型化に伴って、撮像の際により多くの斜め光が撮像部へ入射される場合であっても、画像の輝度シェーディングの発生を防止することができる。

本発明の固体撮像装置において、色分離フィルタの上方に、有効開口径Ｄで焦点距離Ｆのレンズが設けられており、撮像部が、画素間ピッチＰで二次元状に配置されている複数のフォトダイオードよりなると共に、光吸収材料の一つが、撮像部の表面から高さ方向に向かって、距離Ｈの位置に配置されている場合における、光吸収材料の一つの幅Ｗは、下記の式
Ｗ＝Ｐー（Ｄ／Ｆ）Ｈによって算出されることが好ましい。

このようにすると、任意の光吸収材料と撮像部の表面との距離Ｈに応じて、その任意の光吸収材料の幅を決定することができる。つまり、撮像部の表面を基準に、高さ方向に向かって光吸収材料が配置される距離Ｈに応じて、遮光部間へ入射される光の領域（光開口域）を調整することができる。

本発明の固体撮像装置において、レンズに入射される光の角度θ、光吸収材料の吸収率Ａ、隣り合う遮光部間に入射される迷光率Ｓとする場合における、光吸収材料間の間隔Ｉは、下記の式
Ｉ＝Ｗ／（Ｙｔａｎθ）（但し、ＹはｌｏｇＳ／ｌｏｇ(１−Ａ)とする。）によって算出されることが好ましい。

このようにすると、光吸収材料間の間隔Ｉ内に入り込む光のうち、光吸収材料に吸収されることなく、隣り合う光開口域に混入する光（迷光）の割合（迷光率）を調整することができる。このため、フォトダイオードの受光量を減少させることなく、混色の原因となる迷光の量を調整することが可能である。

本発明に係る固体撮像装置によると、撮像領域の周辺部で角度を持って入射する光（斜め光）が、光吸収材料よりなる遮光部に遮られることなく撮像部へ入射される。このため、画像の輝度シェーディングの発生を防止することができる。また、デジタルカメラの小型化に伴って、撮像の際により多くの斜め光が撮像部へ入射される場合であっても、画像の輝度シェーディングの発生を防止することができる。

以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係るカラー固体撮像装置について、図１(a) 〜(b) 及び図２を参照しながら説明する。

図１(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態に係るカラー固体撮像素子の構造を示す断面図である。尚、図１(a) は撮像領域の中央部に位置するフォトダイオードの集光状況を表した断面図であって、図１(b) は撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオードの集光状況を表した断面図である。

図１(a) 及び(b) に示すように、半導体基板（図示せず）上には、２次元状に配列された複数のフォトダイオードを有する撮像部１００よりなる固体撮像素子１０１が形成されている。尚、図１(a) では、撮像領域の中心部を含む中央部に位置するフォトダイオード１０２が示されており、図１(b) では、撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオード１０３が示されている。更に、撮像部１００の上には、屈折率の異なる無機材料よりなる各色要素（光選択要素）が、薄膜化され交互に組合わされて多層に配置されている。このようにして、撮像部１００の上には、２次元状に配列され、複数の光選択要素が層状に積層された多層膜よりなる色分離フィルタ１０４が形成されている。該色分離フィルタ１０４は、各膜における反射光による干渉を利用して、光の選択透過性を作り出している。

撮像部１００の上には、複数の遮光部が互いに離間して形成されており、該遮光部の各々は、光選択要素間に形成された光吸収材料を複数備えている。このようにして、撮像部１００の上には、光吸収材料が多層に配置されてなる遮光部が形成されている。尚、図１(a) では、撮像領域の中心部を含む中央部に位置する遮光部１０５が示されており、図１(b) では、撮像領域の周辺部に位置する遮光部１０６が示されている。

図１(a) 及び図１(b) に示すように、撮像部１００の上に配置された複数の遮光部のうち、撮像領域の中央部に位置する遮光部１０５の形状と撮像領域の周辺部に位置する遮光部１０６の形状とは、異なっている。このような形状を有する遮光部（１０５及び１０６）が、撮像部１００の所望の位置に配置されることにより、撮像部１００へ入射される光がフォトダイオード（１０２及び１０３）の中心部へ集光される。

したがって、本発明の第１の実施形態に係るカラー固体撮像装置では、撮像領域の周辺部で角度を持って入射する光が、光吸収材料よりなる遮光部１０６に遮られることなく撮像部１００へ入射されるので、フォトダイオード１０３の受光量が減少することはない。このため、画像の輝度シェーディングの発生を防止することができる。また、デジタルカメラの小型化に伴って、撮像の際に斜め光が大幅に発生して撮像部１００へ入射する場合であっても、画像の輝度シェーディングの発生を防止することができる。

また、遮光部（１０５及び１０６）は、光選択要素間に形成された光吸収材料を複数備えて多層に配置されている。このような構造により、光吸収材料よりなる層と層との間に入り込む光は、反射を繰り返しながら光吸収材料によって吸収されるので、光吸収材料間に入り込む光のうち、光吸収材料に吸収されずに残った光（迷光）が、隣り合う光開口域に混入することを制限することができる。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るカラー固体撮像素子とレンズとの関係を示す断面概略図であり、特に、撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオードの集光状況を表している。

図２に示すように、半導体基板（図示せず）上に、２次元状に配列された複数のフォトダイオード（２００ａ及び２００ｂ）を有する撮像部２０１が形成されている。撮像部２０１の上には、複数の光選択要素が層状に積層されてなる色分離フィルタが形成されているが、簡略化のために図示されていない。更に、撮像部２０１の上には、光吸収材料（２０２ａ及び２０２ｂ）が互いに離間して形成されており、該光吸収材料（２０２ａ及び２０２ｂ）は、光選択要素（図示せず）間に形成されている。このように光選択要素間に形成された光吸収材料を複数備え、該光吸収材料が多層に配置されることにより、撮像部２０１の上には遮光部が形成されているが、簡略化のために図示されていない。尚、撮像部２０１の表面から距離Ｆ（焦点距離Ｆ）の位置に、有効開口径Ｄのレンズ２０３が配置されている。

レンズ２０３の対象中心点から撮像部２０１の表面へ下ろした垂線Ｌと撮像部２０１の表面との交点ｃから、撮像領域の周辺部の方向に向かって、距離Ｘｎだけ離れた点にフォトダイオード２００ａの中心点が位置されている。該フォトダイオード２００ａの中心点から、撮像領域の周辺部の方向に向かって、距離Ｐだけ離れた点にフォトダイオード２００ｂの中心点が位置されている。つまり、フォトダイオード（２００ａ及び２００ｂ）の中心点間の距離が画素間ピッチＰを有するように、フォトダイオード２００ａ及びフォトダイオード２００ｂが配置されている。また、撮像部２０１の表面から高さ方向に向かって、距離Ｈの位置に遮光部を構成する光吸収材料２０２ａ及び２０２ｂが配置されている。

ここで、入射角度αを持って撮像部２０１へ入射される光が、フォトダイオード２００ｂの中心部へ集光するためには、下記式[１]が成立する必要がある。

ｔａｎα＝（Ｘｎ＋Ｐ＋Ｄ／２）／Ｆ・・・[１]
同様に、入射角度βを持って撮像部２０１へ入射される光が、フォトダイオード２００ａの中心部へ集光するためには、下記式[２]が成立する必要がある。

ｔａｎβ＝（Ｘｎ−Ｄ／２）／Ｆ・・・[２]
図２に示すように、フォトダイオード２００ｂの中心点から光吸収材料２０２ｂへ下ろした垂線Ｌｂと光吸収材料２０２ｂとの交点をｅとして、交点ｅから光吸収材料２０２ａにおける撮像領域の周辺部側の端までの距離をａとする。また、フォトダイオード２００ａの中心点から光吸収材料２０２ａへ下ろした垂線Ｌａと光吸収材料２０２ａとの交点をｄとして、交点ｄから光吸収材料２０２ａにおける撮像領域の中央部側の端までの距離をｂとする。また、光吸収材料（２０２ａ及び２０２ｂ）の幅をＷとする。

距離ａ及び距離ｂ、並びに幅Ｗを用いると、画素間ピッチＰは、下記式[３]で表すことができる。

Ｐ＝Ｗ＋ａ−ｂ・・・[３]
また、距離ａは、光吸収材料２０２ｂの厚さをＴとすると、下記式[４]で表すことができる。

ａ＝（Ｈ＋Ｔ）×ｔａｎα・・・[４]
ここで、光吸収材料２０２ｂは薄膜であるから、厚さＴは距離Ｈと比較して非常に小さいので、下記式[５]のように近似することができる。

ａ＝Ｈ×ｔａｎα・・・[５]
また、距離ｂは、下記式[６]で表すことができる。

ｂ＝Ｈ×ｔａｎβ・・・[６]
従って、式[３] 、式[５] 、及び式[６] を用いると、光吸収材料（２０２ａ及び２０２ｂ）の幅Ｗについて、下記式[７]を導出することができる。

Ｗ＝Ｐ−Ｈ×ｔａｎα＋Ｈ×ｔａｎβ・・・[７]
式[１]及び式[２]を式[７]に代入することにより、下記式[８]を導出することができる。

Ｗ＝Ｐ−（Ｐ＋Ｄ）Ｈ／Ｆ・・・[８]
ここで、画素間ピッチＰは有効開口径Ｄに比べて遥かに小さいので、下記式[９]のように近似することができる。

Ｗ＝Ｐ−（Ｄ／Ｆ）Ｈ・・・[９]
したがって、本発明の第１の実施形態に係るカラー固体撮像装置では、式[９]を用いることにより、任意に選択された光吸収材料（２０２ａ及び２０２ｂ）と撮像部２０１の表面との距離Ｈに応じて、遮光部を構成する光吸収材料（２０２ａ及び２０２ｂ）の幅を決定することができる。つまり、撮像部２０１の表面を基準に、高さ方向に向かって光吸収材料（２０２ａ及び２０２ｂ）が配置される距離Ｈに応じて、遮光部間へ入射される光の領域（光開口域）を調整することができる。

このように、任意に選択された光吸収材料と撮像部の表面との距離に応じて、光吸収材料の幅を決定した後、撮像部へ入射される光がフォトダイオードの中心部へ集光するようにして、撮像部の上に光吸収材料が配置される。このため、光吸収材料よりなる遮光部のうち、撮像領域の中央部に位置する遮光部の形状（例えば、１０５）と撮像領域の周辺部に位置する遮光部の形状（例えば、１０６）とは、異なっている。

（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係るカラー固体撮像装置について、図３(a) 及び(b) を参照しながら説明する。

図３(a) 及び(b) は、本発明の第２の実施形態に係るカラー固体撮像素子の構造を示す断面図である。尚、図３(a) は、図１(a) の一部が拡大された図であって、撮像領域の中央部に位置するフォトダイオードの集光状況を表した断面図である。また、図３(b) は、図１(b) の一部が拡大された図であって、撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオードの集光状況を表した断面図である。

図３(a) 及び図３(b) に示すように、半導体基板（図示せず）上には、複数のフォトダイオードが２次元状に配列されてなる撮像部３００が形成されている。尚、図３(a) では、撮像領域の中心部を含む中央部に位置するフォトダイオード３０１が示されており、図３(b) では、撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオード３０２が示されている。いずれの図においても、簡略化のために複数のフォトダイオードのうちの一つが示されている。更に、撮像部３００の上には、２次元状に配列され、複数の光選択要素３０３ａ〜３０３ｄが層状に積層された多層膜よりなる色分離フィルタ３０３が形成されている。

撮像部３００の上には、複数の遮光部が互いに離間して形成されており、該遮光部の各々は、光選択要素（３０３ａ〜３０３ｄ）間に形成された光吸収材料を複数備えている。このようにして、撮像部３００の上には、光吸収材料が多層に配置されてなる遮光部が形成されている。尚、図３(a) では、撮像領域の中心部を含む中央部に位置する遮光部３０４が示され、該遮光部３０４を構成する光吸収材料３０４ａ〜３０４ｄが示されている。また、図３(b) では、撮像領域の周辺部に位置する遮光部３０５が示され、該遮光部３０５を構成する光吸収材料３０５ａ〜３０５ｄが示されている。

図３(a) 及び図３(b) に示すように、撮像部３００の上に配置された複数の遮光部のうち、撮像領域の中央部に位置する遮光部３０４の形状と撮像領域の周辺部に位置する遮光部３０５の形状とは、異なっている。このような形状を有する遮光部（３０４及び３０５）が、撮像部３００の所望の位置に配置されることにより、撮像部３００へ入射される光がフォトダイオード（３０１及び３０２）の中心部へ集光される。

図３(a) に示すように、撮像部３００へ入射される光の角度（入射角度）をθ、遮光部３０４を構成する光吸収材料３０４ａ〜３０４ｄのうち、光吸収材料３０４ａの幅をＷ、光吸収材料３０４ａと光吸収材料３０４ｂとの間隔をＩとすると、光吸収材料３０４ａと光吸収材料３０４ｂとの間に入り込む光が反射を繰り返しながら、隣り合う光開口域へ到達するまでに光吸収材料間を反射する回数Ｎは、下記式[１０]で表すことができる。

Ｎ＝Ｗ／（Ｉ×ｔａｎθ）・・・[１０]
また、遮光部３０４を構成する光吸収材料（３０４ａ及び３０４ｂ）の吸収率をＡ、光吸収材料３０４ａと光吸収材料３０４ｂとの間に入り込む光のうち、光吸収材料（３０４ａ及び３０４ｂ）に吸収されることなく、隣り合う光開口域へ混入する光（迷光）の割合を示す迷光率（伝達率）をＳとする。

光吸収材料３０４ａと光吸収材料３０４ｂとの間に入り込む光が、反射をＮ回繰り返しながら光吸収材料間を進行する。このとき、光吸収材料（３０４ａ及び３０４ｂ）に吸収されることなく、隣り合う光開口域へ到達する光（迷光）の量は、光吸収材料３０４ａと光吸収材料３０４ｂとの間に入り込む光のＳ倍量の光であるから、下記式[１１]が成立する。

（１-Ａ）^N＝Ｓ・・・[１１]
式[１０] 及び式[１１] を用いると、間隔Ｉについて、下記式[１２]を導出することができる。

Ｉ＝Ｗ／[[ｌｏｇＳ／ｌｏｇ（１−Ａ）]×ｔａｎθ]・・・[１２]
したがって、本発明の第２の実施形態に係るカラー固体撮像装置では、式[１２]を用いて間隔Ｉを決定することにより、光吸収材料よりなる層と層の間隔Ｉ内に入り込む光のうち、光吸収材料に吸収されることなく、隣り合う光開口域に混入される光（迷光）の割合（迷光率）を調整することができる。このように、間隔Ｉを決定することにより、フォトダイオードの受光量を減少させることなく、混色の原因となる迷光が隣り合う光開口域へ混入する割合（迷光率）を調整することができる。

例えば、光吸収材料の幅Ｗを１μｍ、及び光吸収材料の吸収率を６０％とすると、この光吸収材料よりなる遮光部を備えた撮像部に対して、光が３０度の角度を持って撮像部へ入射されるとき、迷光率を１％に調整するには、式[１２]を用いて間隔Ｉを求めれば良い。これにより、間隔Ｉは３５０ｎｍと算出することができる。したがって、光吸収材料が間隔３５０ｎｍを持って互いに配置されることにより、該光吸収材料間に３０度の角度を持って入り込む光が、隣り合う光開口域へ混入する割合（迷光率）を１％に調整することができる。

尚、本実施形態では、図３(a) を用いて間隔Ｉに関する式[１２]を導出したが、図３(b) の場合であっても、同様に導出することが可能である。

また、第１の実施形態では、光吸収材料の幅Ｗを式[９]により決定したが、フォトダイオードの受光量を増加させる場合には、光吸収材料の幅Ｗを式[９]により得られる値以下にする必要がある。一方、フォトダイオードの受光量を減少させる場合には、光吸収材料の幅Ｗを式[９]により得られる値以上にする必要がある。このように光吸収材料の幅Ｗをより広い幅に調整することにより、光吸収材料間の間隔Ｉ内に入り込む光のうち、より多くの光が光吸収材料に吸収されるので、隣り合う光開口域に混入される光（迷光）の量を減少させることができる。このため、混色の原因となる迷光が隣り合う光開口域へ混入することをより効果的に防止することができる。このような光吸収材料の幅Ｗの調整については、カラー特性の設計に係わる問題であるが、いずれにしても式[９]により得られる値が設計の目安になる。

また、前述の第１又は第２の実施形態では、カラー固体撮像装置を例として説明したが、カラー固体カメラの場合であっても、本発明は同様に実施可能である。

本発明の固体撮像装置は、画像の輝度シェーディングの発生を防止することができるので、色分離フィルタを備えた固体撮像装置、特に、カラー固体撮像装置又はカラー固体カメラに有用である。

(a) 及び(b) は、本発明の第１の実施形態に係るカラー固体撮像素子の構造を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係るカラー固体撮像素子とレンズとの関係を示す断面概略図である。 (a) 及び(b) は、本発明の第２の実施形態に係るカラー固体撮像素子の構造を示す断面図である。 従来のカラー固体撮像素子の構造を示す断面図である。

符号の説明

１００、２０１、３００ 撮像部
１０１ 固体撮像素子
１０２、３０１ 撮像領域の中央部に位置するフォトダイオード
１０３、３０２ 撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオード
２００ａ、２００ｂ フォトダイオード
１０４、３０３ 色分離フィルタ
３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ 光選択要素
１０５、３０４ 撮像領域の中央部に位置する遮光部
１０６、３０５ 撮像領域の周辺部に位置する遮光部
２０２ａ、２０２ｂ 光吸収材料
３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄ 光吸収材料
３０５ａ、３０５ｂ、３０５ｃ、３０５ｄ 光吸収材料
２０３ レンズ
Ｆ 焦点距離
Ｄ 有効開口径
Ｌ、Ｌａ、Ｌｂ 垂線
α、β 入射角度
ａ、ｂ 距離
ｃ、ｄ、ｅ 交点
Ｘｎ 距離
Ｐ 画素間ピッチ
Ｈ 距離
Ｔ 厚さ
Ｗ 幅
θ 入射角度
Ｉ 間隔
Ｎ 回数
Ａ 吸収率
Ｓ 迷光率
４００ 撮像部
４０１ 固体撮像素子
４０２ 撮像領域の中央部に位置するフォトダイオード
４０３ 撮像領域の周辺部に位置するフォトダイオード
４０４ 色分離フィルタ
４０５ 遮光部
４０６ レンズ

Claims (3)

1. 固体撮像素子における撮像部の上に、二次元状に配列され、複数の光選択要素が層状に積層されてなる色分離フィルタが設けられ、
   前記撮像部の上には、複数の遮光部が互いに離間して配置されており、
   前記複数の遮光部の各々は、前記光選択要素間に形成された光吸収材料を複数備えており、
   前記複数の遮光部のうち、前記撮像部の中央部に位置する前記遮光部の形状と前記撮像部の周辺部に位置する前記遮光部の形状とは、異なっていることを特徴とする固体撮像装置。
2. 前記色分離フィルタの上方に、有効開口径Ｄで焦点距離Ｆのレンズが設けられており、
   前記撮像部が、画素間ピッチＰで二次元状に配置されている複数のフォトダイオードよりなると共に、前記光吸収材料の一つが、前記撮像部の表面から高さ方向に向かって、距離Ｈの位置に配置されている場合における、
   前記光吸収材料の前記一つの幅Ｗは、下記の式
   Ｗ＝Ｐー（Ｄ／Ｆ）Ｈ
   によって算出されることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
3. 前記レンズに入射される光の角度θ、前記光吸収材料の吸収率Ａ、隣り合う前記遮光部間に入射される迷光率Ｓとする場合における、
   前記光吸収材料間の間隔Ｉは、下記の式
   Ｉ＝Ｗ／（Ｙｔａｎθ）
   （但し、ＹはｌｏｇＳ／ｌｏｇ(１−Ａ)とする。）
   によって算出されることを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
   
   
   
   
   

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