JP2014107835A5 - - Google Patents

Description

本発明の一側面としての撮像素子は、１つのマイクロレンズを共有する第一の画素、第二の画素、および、第三の画素と、前記第一の画素と前記第二の画素との間に設けられた第一の境界部と、前記第一の画素と前記第三の画素との間に設けられた第二の境界部とを少なくとも有し、前記第一の画素の電荷量が飽和した場合、該第一の画素から前記第一の境界部を介して前記第二の画素へ移動する第一の電荷量は、該第一の画素から前記第二の境界部を介して前記第三の画素へ移動する第二の電荷量よりも多い。

Claims (27)

1. １つのマイクロレンズを共有する第一の画素、第二の画素、および、第三の画素と、
   前記第一の画素と前記第二の画素との間に設けられた第一の境界部と、
   前記第一の画素と前記第三の画素との間に設けられた第二の境界部と、を少なくとも有し、
   前記第一の画素の電荷量が飽和した場合、該第一の画素から前記第一の境界部を介して前記第二の画素へ移動する第一の電荷量は、該第一の画素から前記第二の境界部を介して前記第三の画素へ移動する第二の電荷量よりも多い、ことを特徴とする撮像素子。
2. 前記第一の画素の電荷量が飽和した場合、
   前記第一の境界部は、前記第一の画素から前記第二の画素への電荷移動を可能とするように構成され、
   前記第二の境界部は、前記第一の画素から前記第三の画素への電荷移動を妨げるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
3. 前記第一の境界部および前記第二の境界部はＰ型半導体で構成されており、
   前記第一の境界部のＰ型不純物濃度は、前記第二の境界部のＰ型不純物濃度よりも低いことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像素子。
4. 前記１つのマイクロレンズに隣接するマイクロレンズを共有する第四の画素、第五の画素、および、第六の画素と、
   前記第四の画素と前記第五の画素との間に設けられた第三の境界部と、
   前記第四の画素と前記第六の画素との間に設けられた第四の境界部と、を更に有し、
   前記第四の画素の電荷量が飽和した場合、該第四の画素から前記第三の境界部を介して前記第五の画素へ移動する第三の電荷量は、該第四の画素から前記第四の境界部を介して前記第六の画素へ移動する第四の電荷量よりも多く、
   前記第一の境界部と前記第三の境界部とは、互いに異なる方向に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像素子。
5. 前記第四の画素の電荷量が飽和した場合、
   前記第三の境界部は、前記第四の画素から前記第五の画素への電荷移動を可能とするように構成され、
   前記第四の境界部は、前記第四の画素から前記第六の画素への電荷移動を妨げるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像素子。
6. 複数色のカラーフィルタと、
   前記複数色のカラーフィルタのうち一色のカラーフィルタに対応する第一のマイクロレンズと、
   前記一色のカラーフィルタに対応し、該一色のカラーフィルタに関して前記第一のマイクロレンズと隣接する第二のマイクロレンズと、を更に有し、
   前記第一のマイクロレンズは、前記第一の画素、前記第二の画素、および、前記第三の画素に共有され、
   前記第二のマイクロレンズは、前記第四の画素、前記第五の画素、および、前記第六の画素に共有されていることを特徴とする請求項４または５に記載の撮像素子。
7. 第一のマイクロレンズを共有する第一の画素および第二の画素と、
   第二のマイクロレンズを共有する第三の画素および第四の画素と、
   前記第一の画素と前記第二の画素との間に設けられた第一の境界部と、
   前記第三の画素と前記第四の画素との間に設けられた第二の境界部と、を有し、
   前記第一の画素および前記第三の画素の電荷量が飽和した場合、該第一の画素から前記第一の境界部を介して前記第二の画素へ移動する第一の電荷量は、該第三の画素から前記第二の境界部を介して前記第四の画素へ移動する第二の電荷量よりも多い、ことを特徴とする撮像素子。
8. 前記第一の画素および前記第三の画素の電荷量が飽和した場合、
   前記第一の境界部は、前記第一の画素から前記第二の画素への電荷移動を可能とするように構成され、
   前記第二の境界部は、前記第三の画素から前記第四の画素への電荷移動を妨げるように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の撮像素子。
9. 前記第一のマイクロレンズと前記第二のマイクロレンズは、二次元状に交互に配列されていることを特徴とする請求項７または８に記載の撮像素子。
10. 前記第一の境界部および前記第二の境界部はＰ型半導体で構成されており、
    前記第一の境界部のＰ型不純物濃度は、前記第二の境界部のＰ型不純物濃度よりも低いことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の撮像素子。
11. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像素子と、
    前記撮像素子の複数の画素の少なくとも一部から得られた信号に基づいて相関演算を行う演算手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
12. 請求項４乃至６のいずれか１項に記載の撮像素子と、
    前記撮像素子の複数の画素の少なくとも一部から得られた信号に基づいて相関演算を行う演算手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
13. 請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の撮像素子と、
    前記撮像素子の複数の画素の少なくとも一部から得られた信号に基づいて相関演算を行う演算手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
14. 前記演算手段は、前記第一の画素と前記第二の画素との加算電荷を用いて第一の方向における相関演算を行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像装置。
15. 前記演算手段は、前記第一の画素と前記第二の画素との加算電荷を用いて第一の方向における相関演算を行い、前記第四の画素と前記第五の画素との加算電荷を用いて前記第一の方向と異なる第二の方向における相関演算を行うことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
16. 前記第一の画素および前記第二の画素の両方の電荷が飽和した場合、前記第四の画素と前記第五の画素との加算電荷を用いて第二の方向における相関演算を行うことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置。
17. 前記１つのマイクロレンズを共有する複数の画素から前記相関演算に用いられる画素を選択する画素選択手段を更に有し、
    前記演算手段は、前記画素選択手段により選択された前記画素から得られた前記信号に基づいて前記相関演算を行うことを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像装置。
18. 前記第三の画素または前記第四の画素の電荷が飽和した場合、前記第一の画素と前記第二の画素との加算電荷を用いて該第三の画素または該第四の画素の電荷を推定する電荷推定手段を更に有することを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
19. 撮像光学系と、
    請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の撮像装置と、を有することを特徴とする撮像システム。
20. １つのマイクロレンズを共有する第一の画素、第二の画素、および、第三の画素と、
    前記第一の画素と前記第二の画素との間に設けられた第一の境界部と、
    前記第一の画素と前記第三の画素との間に設けられた第二の境界部と、を少なくとも有し、
    前記第一の境界部および前記第二の境界部はＰ型半導体で構成されており、
    前記第一の境界部のＰ型不純物濃度は、前記第二の境界部のＰ型不純物濃度よりも低い、ことを特徴とする撮像素子。
21. １つのマイクロレンズを共有する、第一方向に２分割、前記第一方向と異なる第二方向に２分割した４つの画素と、
    前記４つの画素について、前記第一方向に隣接する画素間に設けられた第一方向境界部と、
    前記４つの画素について、前記第二方向に隣接する画素間に設けられた第二方向境界部と、を有し、
    前記第一方向境界部および前記第二方向境界部はＰ型半導体で構成されており、
    前記第一方向境界部のＰ型不純物濃度は、前記第二方向境界部のＰ型不純物濃度よりも低い、ことを特徴とする撮像素子。
22. １つのマイクロレンズを共有する、第一方向に２分割、前記第一方向と異なる第二方向に２分割した４つの画素と、
    前記４つの画素について、前記第一方向に隣接する画素間に設けられた第一方向境界部と、
    前記４つの画素について、前記第二方向に隣接する画素間に設けられた第二方向境界部と、を有し、
    前記第一方向境界部を介して画素間を移動する第一の電荷量は、前記第二方向境界部を介して画素間を移動する第二の電荷量よりも多い、ことを特徴とする撮像素子。
23. 前記１つのマイクロレンズに隣接するマイクロレンズを共有する前記第一方向に２分割、前記第二方向に２分割した４つの画素を有し、当該４つの画素の隣接する画素間に設けられた境界部を介して移動する電荷量は、前記第二方向の境界部を介して移動する電荷量の方が、前記第一方向の境界部を介して移動する電荷量よりも多い、ことを特徴とする請求項２２に記載の撮像素子。
24. 各画素は受光した光に応じた電荷量が飽和した場合に、隣接する画素の少なくともいずれかに電荷が移動することを特徴とする請求項２２または２３に記載の撮像素子。
25. 前記第一方向は水平方向、前記第二方向は垂直方向で有ることを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の撮像素子。
26. マイクロレンズ単位でベイヤ−配列で各画素が構成されていることを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の撮像素子。
27. 請求項２２乃至２６のいずれか１項に記載の撮像素子と、
    前記撮像素子の複数の画素の少なくとも一部から得られた信号に基づいた画像を生成する生成手段と、を有することを特徴とする撮像装置。