JP2007235452A - 固体撮像素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】固体撮像素子100における各画素(画素サイズ□2.2μm)は、第1の屈折率分布を有する光透過膜1、第2の屈折率分布を有する光透過膜2、受光素子3、配線4、波長選択フィルタ5およびSi基板6を備える。画素(1)は固体撮像素子100のほぼ中央部に、画素(n)は固体撮像素子100の周辺部に、画素(n−x)は上記画素(1)と画素(n)の間にそれぞれ配置された画素を表す。各画素の前記光透過膜2は、集光すべき波長帯毎にほぼ同一の屈折率分布を有し、受光素子側の主光線角度7であるΘ0は、ほぼ同一である。撮像光学系側の主光線角度8は、画素毎に、Θ1、Θn-x、Θnと表され、Θ0/Θ1<Θ0/Θn-x<Θ0/Θnとなるように、画素毎の前記光透過膜1が異なる。
【選択図】図1
Description
図1は、本実施の形態に係る固体撮像素子100の断面構造の概略を示す図である。固体撮像素子100は、デジタルカメラやカメラ付携帯電話などに適用される撮像素子であり、単位画素(画素サイズ□2.2μm)が2次元状に配置されている。そして、各単位画素は、第1の屈折率分布を有する光透過膜1、第2の屈折率分布を有する光透過膜2、受光素子(Siフォトダイオード)3、配線4、波長選択フィルタ(カラーフィルタ)5およびSi基板6を備える。
neff = [Wnh+(a−W) nl]/a (1)
で表すことができる。ここで、Wは同心円の円周幅35、aは隣り合う円型光透過膜の外周の半径差(「ピッチ」ともいう。)34、nhおよびnlはそれぞれ高屈折率材料および低屈折率材料の屈折率である。
A=−(k0n1)/2f (3)
k0=2π/λ (4)
によってパラメータを設定することができる。これにより、目的とする焦点距離や波長毎にレンズを最適化することが可能となる。なお、上記(2)式において、画素中央からの距離xの2次関数で定義されている項は集光成分を示している。
本実施の形態では、さらに、広角に入射する入射光21に対応した固体撮像素子の実施の形態について説明する。
Δn(x)=Δnmax[(Ax2+BxSinθ)/2π+C] (5)
(A、B、C:定数)
A=−(k0n1)/2f (6)
B=−k0n0 (7)
k0=2π/λ (8)
によってパラメータを設定することができる。これにより、目的とする焦点距離ならびに対象とする入射光の入射角度や波長に応じて最適なレンズ設計をすることが可能となる。なお、上記(5)式において、画素中央からの距離xの2次関数で定義されている項は集光成分を、xと三角関数の積で定義されている項は偏向成分をそれぞれ示している。
図13は、本実施の形態に係る固体撮像素子300の断面構造の概略を示す図である。各単位画素(画素サイズ□2.2μm)は、第1の屈折率分布を有する光透過膜1、第2の屈折率分布を有する光透過膜2、第3の屈折率分布を有する光透過膜9、受光素子(Siフォトダイオード)3、配線4、波長選択フィルタ(カラーフィルタ)5およびSi基板6を備える。
図14は、本実施の形態に係る固体撮像素子400の断面構造の概略を示す図である。各単位画素(画素サイズ□2.2μm)は、第1の屈折率分布を有する光透過膜1、第2の屈折率分布を有する光透過膜2、受光素子(Siフォトダイオード)3、配線4、波長選択フィルタ(カラーフィルタ)5およびSi基板6を備える。
2 第2の屈折率分布を有する光透過膜
3 受光素子(Siフォトダイオード)
4 配線
5、5a、5b、5c 波長選択フィルタ
6 Si基板
7 受光素子側の主光線角度(像側の主光線角度)
8、8a、8b、8c 撮像光学系側の主光線角度(物体側の主光線角度)
9 第3の屈折率分布を有する光透過膜
10 画素
11 集光素子
12 層内レンズ
20 撮像レンズ
21 入射光
22 出射光
31 画素中心
32 高屈折率材料 [SiO2(n=1.65)]
33 低屈折率材料 [空気(n=1.0)]
34 ピッチ(a)
35 円周幅(W)
36 屈折率材料
51 光透過膜
100 固体撮像素子
300 固体撮像素子
400 固体撮像素子
Claims (11)
- 単位画素が複数配置された固体撮像素子であって、
前記単位画素は、撮像光学系から入射した入射光を集光する集光手段を備え、
前記集光手段では、前記撮像光学系の収差を補正するように単位画素毎に焦点距離または角倍率が異なっている
ことを特徴とする固体撮像素子。 - 前記集光手段では、
当該固体撮像素子の中央から周辺に配置されている単位画素ほど、当該単位画素における前記焦点距離が長い
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記集光手段では、
当該固体撮像素子の中央から周辺に配置されている単位画素ほど、当該単位画素における前記角倍率が大きい
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記集光手段は、少なくとも第1の屈折率分布と第2の屈折率分布とを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の固体撮像素子。 - 前記第1の屈折率分布は、部分的に形成された光透過膜によって生じる実効屈折率分布を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子。 - 前記実効屈折率分布は、当該単位画素の画素中心に対して非対称である
ことを特徴とする請求項5に記載の固体撮像素子。 - 前記第2の屈折率分布の焦点位置は、当該固体撮像素子における面内で一定である
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子。 - 前記集光手段は、さらに、
前記第1の屈折率分布と第2の屈折率分布の間に、第3の屈折率分布を有する光透過膜を備える
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子。 - 前記単位画素は、さらに、予め特定された波長の光を選択する波長選択フィルタを備え、
前記集光手段は、前記波長選択フィルタによって選択された光に対応する屈折率分布を有する
ことを特徴とする請求項4に記載の固体撮像素子。 - 前記波長選択フィルタは、
前記第1の屈折率分布を有する光透過膜と前記第2の屈折率分布を有する光透過膜の間に設置されている
ことを特徴とする請求項9に記載の固体撮像素子。 - 単位画素が複数配置された固体撮像素子を有するカメラであって、
前記単位画素は、撮像光学系から入射した入射光を集光する集光手段を備え、
前記集光手段では、前記撮像光学系の収差を補正するように単位画素毎に焦点距離または角倍率が異なっている
ことを特徴とするカメラ。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016149134A (ja) * | 2009-01-05 | 2016-08-18 | アプライド クウォンタム テクノロジイズ インク | マルチスケール光学システム |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5283371B2 (ja) * | 2007-11-29 | 2013-09-04 | パナソニック株式会社 | 固体撮像素子 |
US9635253B2 (en) | 2009-01-05 | 2017-04-25 | Duke University | Multiscale telescopic imaging system |
US9432591B2 (en) | 2009-01-05 | 2016-08-30 | Duke University | Multiscale optical system having dynamic camera settings |
US8830377B2 (en) * | 2010-01-04 | 2014-09-09 | Duke University | Monocentric lens-based multi-scale optical systems and methods of use |
US9494771B2 (en) | 2009-01-05 | 2016-11-15 | Duke University | Quasi-monocentric-lens-based multi-scale optical system |
US10725280B2 (en) | 2009-01-05 | 2020-07-28 | Duke University | Multiscale telescopic imaging system |
WO2011093890A1 (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Non-periodic gratings for shaping reflected and transmitted light irradiance profiles |
KR101593506B1 (ko) * | 2011-04-20 | 2016-02-12 | 휴렛-팩커드 디벨롭먼트 컴퍼니, 엘.피. | 서브-파장 그레이팅-기초 광학 엘리먼트 |
US9522819B2 (en) | 2011-04-20 | 2016-12-20 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Light detection system including a chiral optical element and optical elements with sub-wavelength gratings having posts with varying cross-sectional dimensions |
WO2013021554A1 (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-14 | パナソニック株式会社 | 固体撮像装置 |
US9354401B2 (en) | 2013-01-30 | 2016-05-31 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Optical connector having a cleaning element |
US9079287B2 (en) * | 2013-03-12 | 2015-07-14 | Macronix International Co., Ltd. | CMP polishing pad detector and system |
KR101738883B1 (ko) * | 2016-01-06 | 2017-05-23 | 한국과학기술원 | 초박형 디지털 카메라 및 그 제조 방법 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0265386A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Konica Corp | 固体撮像素子 |
JPH09260624A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Sony Corp | マイクロレンズの形成方法、マイクロレンズ及び固体撮像素子 |
WO2002052335A2 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-04 | Honeywell International Inc. | Variable focal length micro lens array field curvature corrector |
JP2004140426A (ja) * | 2002-10-15 | 2004-05-13 | Kyocera Corp | 固体撮像装置 |
WO2005101067A1 (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 集光素子および固体撮像装置 |
JP2006134911A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sony Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5696371A (en) * | 1996-05-23 | 1997-12-09 | Eastman Kodak Company | Diffractive/refractive lenslet array |
CN1313846C (zh) * | 2001-10-05 | 2007-05-02 | 松下电器产业株式会社 | 衍射光学元件及使用了该衍射光学元件的光学头 |
JP3896586B2 (ja) | 2001-12-20 | 2007-03-22 | ソニー株式会社 | 固体撮像装置及び固体撮像カメラ |
US7002750B2 (en) * | 2003-11-06 | 2006-02-21 | Ann-Lun Lee | Image capturing device |
US20060102827A1 (en) | 2004-11-17 | 2006-05-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Solid-state imaging device |
US7968888B2 (en) | 2005-06-08 | 2011-06-28 | Panasonic Corporation | Solid-state image sensor and manufacturing method thereof |
JP4456040B2 (ja) | 2005-06-17 | 2010-04-28 | パナソニック株式会社 | 固体撮像素子 |
JP4091948B2 (ja) | 2005-06-17 | 2008-05-28 | 松下電器産業株式会社 | 集光装置およびそれを用いた密着型固体撮像装置 |
-
2006
- 2006-02-28 JP JP2006053746A patent/JP4699917B2/ja active Active
-
2007
- 2007-01-09 US US11/621,331 patent/US7728901B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0265386A (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 | Konica Corp | 固体撮像素子 |
JPH09260624A (ja) * | 1996-03-22 | 1997-10-03 | Sony Corp | マイクロレンズの形成方法、マイクロレンズ及び固体撮像素子 |
WO2002052335A2 (en) * | 2000-12-27 | 2002-07-04 | Honeywell International Inc. | Variable focal length micro lens array field curvature corrector |
JP2004526300A (ja) * | 2000-12-27 | 2004-08-26 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 可変焦点距離マイクロレンズアレイのフィールド湾曲補正器 |
JP2004140426A (ja) * | 2002-10-15 | 2004-05-13 | Kyocera Corp | 固体撮像装置 |
WO2005101067A1 (ja) * | 2004-04-13 | 2005-10-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | 集光素子および固体撮像装置 |
JP2006134911A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Sony Corp | 固体撮像装置及びその製造方法 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016149134A (ja) * | 2009-01-05 | 2016-08-18 | アプライド クウォンタム テクノロジイズ インク | マルチスケール光学システム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4699917B2 (ja) | 2011-06-15 |
US7728901B2 (en) | 2010-06-01 |
US20070200946A1 (en) | 2007-08-30 |
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