JP2020115515A - 撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】フレアを低減することができる撮像装置及び電子機器を提供する。【解決手段】本開示の一実施の形態の撮像装置は、光電変換を行う複数の画素を有する受光部と、前記受光部の光入射側に、前記受光部の受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さいピッチで設けられた複数のオンチップレンズと、前記オンチップレンズの光入射側に設けられた透明基板とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、撮像装置及びそのような撮像装置を用いた電子機器に関する。
撮像装置において、光電変換を行う画素の光入射面にオンチップレンズが設けられた構成が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。オンチップレンズは、受光部に入射する光を集光することにより受光部における光電変換効率を高めるものである。
特許文献１では、１つの画素上の同一平面内に複数のオンチップレンズを稠密に設けた撮像装置が開示されている。
特許文献２では、画素が配列された画素領域と、オンチップレンズと、画素の境界に形成された遮光膜とを有する撮像装置が開示されている。
特開２０１３−１４３４３１号公報 特開２０１０−１８６８１８号公報
このような撮像装置では、フレアを低減することが望まれている。フレアは、画素への入射光が周期的に配置されたオンチップレンズ等において反射する際に回折現象が起こり、入射光が垂直に近い反射から遠い方向への反射等、いろいろな角度で反射し、入射すべき画素から離れた画素に入射すること等により発生する。
フレアを低減することができる撮像装置及び電子機器を提供することが望ましい。
本開示の一実施の形態における撮像装置は、受光部と、複数のオンチップレンズと、透明基板とを備える。受光部は、光電変換を行う複数の画素を有する。オンチップレンズは、受光部の光入射側に、受光部の受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さいピッチで設けられている。透明基板は、オンチップレンズの光入射側に設けられている。
本開示の一実施の形態における電子機器は、光学系と、撮像装置と、信号処理回路とを備えたものであり、撮像装置として、上記本開示の一実施の形態の撮像装置を有する。
本開示の一実施の形態における撮像装置及び電子機器では、撮像装置の受光部の光入射側にオンチップレンズが設けられており、オンチップレンズのピッチは、受光部の受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さい構成である。これにより、撮像装置に入射する受光対象の光がオンチップレンズで反射する際に生じる虞のある回折現象を抑制する。
本開示の一実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を表す図である。 図１の撮像装置のＩ−Ｉ’における断面構成の一例を表す図である。 図１に係る撮像装置における反射光の回折現象の一例を表す図である。 図３Ａの要部の拡大図である。 図１の撮像装置の受光部の受光対象である波長領域を表す図である。 図１の撮像装置の製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図５ＡのＩＩ−ＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図５ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図５Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図６ＡのＩＩ−ＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図６ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図６Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図７ＡのＩＩ−ＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図７ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図７Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図８ＡのＩＩ−ＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図８ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図８Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図９ＡのＩＩ−ＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図９ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図９Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１０ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１０Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１１ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１１Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１２ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１２Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１３ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１３Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１４ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１４Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１５ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 参考形態に係る撮像装置における反射光の回折現象の一例を表す図である。 図１６Ａの要部の拡大図である。 変形例Ａに係る撮像装置の製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１７ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１７Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１８ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１８Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図１９ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図１９Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図２０ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 図２０Ａに続く製造過程の平面構成の一例を表す図である。 図２１ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成の一例を表す図である。 変形例Ｂに係る撮像装置の受光部の受光対象である波長領域を表す図である。 変形例Ｃに係る撮像装置の受光部の受光対象である波長領域を表す図である。 変形例Ｄに係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 図２４の撮像装置の受光部の受光対象である波長領域を表す図である。 変形例Ｄに係る撮像装置の他の一例の受光部の受光対象である波長領域を表す図である。 変形例Ｄに係る撮像装置の他の一例の受光部の受光対象である波長領域を表す図である。 変形例Ｅに係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置を備えた電子機器の概略構成の一例を示すブロック図である。 上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置を備えた撮像システムの概略構成の一例を表す図である。 図３０の撮像システムにおける撮像手順の一例を表す図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（撮像装置）…図１〜図１５Ｂ
オンチップレンズのピッチが受光部の受光対象である波長領域の最も
長波長側の波長の長さよりも小さい例
２．変形例（撮像装置）
変形例Ａ：オンチップレンズをエッチバックにより形成する例…図１７Ａ〜２１Ｂ
変形例Ｂ：受光部の受光対象が紫外領域の光である例…図２２
変形例Ｃ：受光部の受光対象が赤外領域の光である例…図２３
変形例Ｄ：外部の光学フィルタを有する例…図２４〜図２７
変形例Ｅ：内蔵光学フィルタを有する例…図２８
３．適用例
適用例１：上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置を
電子機器に適用した例…図２９
適用例２：上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置を
撮像システムに適用した例…図３０、図３１
４．応用例
応用例１：上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置を
移動体に応用した例…図３２、図３３
応用例２：上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置を
手術システムに応用した例…図３４、図３５
＜１．実施の形態＞
［構成例］
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置１の平面構成の一例を表したものである。図２は、図１の撮像装置１のＸ−Ｘ’における断面構成の一例を表したものである。図１では、オンチップレンズ３４とカラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、及び青フィルタ３２Ｂ）とのレイアウトを示すために、透明基板３７、接着層３６、埋め込み層３５、及び平坦化膜３３を省略して表している。
撮像装置１は、半導体基板１０、配線層２４、遮光膜３０、平坦化膜３１、カラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、青フィルタ３２Ｂ）、平坦化膜３３、オンチップレンズ３４、埋め込み層３５、接着層３６、及び透明基板３７を有する。オンチップレンズ３４は、本開示の「オンチップレンズ」の一具体例である。透明基板３７は、本開示の「透明基板」の一具体例である。半導体基板１０には、ｎ型半導体領域１１とｐ型半導体領域１２とから、光電変換を行うフォトダイオードＰＤが設けられている。フォトダイオードＰＤは、ｐ型半導体領域１２等により画素ＰＸ毎に区分されている。このように、半導体基板１０には、光電変換を行う複数の画素ＰＸを有する受光部１０Ｃが設けられている。受光部１０Ｃは、本開示の「受光部」の一具体例である。図１では、４×４の１６画素に対応する平面構成が示されており、図２では、４画素に対応する断面構成が示されている。撮像装置１の受光部１０Ｃの受光対象である波長領域は、可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）である。
半導体基板１０の一方の面１０Ａには、各画素ＰＸにおいてフォトダイオードＰＤ中に発生して蓄積された信号電荷を取り出す転送ゲート２１が設けられている。さらに、配線２２と、配線２２を埋め込むように設けられた絶縁層２３とから配線層２４が設けられている。各画素ＰＸのフォトダイオードＰＤから取り出された信号電荷は、配線層２４を介して接続された信号処理回路（不図示）によりＣＤＳ（correlated double sampling）処理等の信号処理が施され、デジタル信号に変換されて外部に出力されるように構成されている。
半導体基板１０の他方の面１０Ｂには、１つの画素ＰＸと隣接する画素ＰＸとの境界領域に遮光膜３０が設けられている。遮光膜３０は、例えばアルミニウムやタングステン等の遮光性の金属あるいは他の遮光性の材料により形成されている。遮光膜３０を被覆して平坦化膜３１が形成されている。平坦化膜３１は、例えば酸化シリコンや酸化ハフニウム等の光透過性の絶縁材料により形成されている。
平坦化膜３１の上層には、カラーフィルタ３２が形成されている。カラーフィルタ３２は、例えば、赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、及び青フィルタ３２Ｂを含み、１つの画素ＰＸに対して、赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、及び青フィルタ３２Ｂから選択された１つのフィルタが設けられている。ここで、撮像装置１の受光対象の波長領域が可視領域（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）であり、赤画素に赤フィルタ、緑画素に緑フィルタ、青画素に青フィルタが、それぞれ形成されている。カラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、及び青フィルタ３２Ｂ）は、各色の色素を含有する感光性ネガレジスト材料等により形成されている。例えば、カラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、及び青フィルタ３２Ｂ）はベイヤー配列で設けられている。ベイヤー配列では、任意の２×２の４画素において、一方の対角に配置された２つの画素ＰＸのカラーフィルタがともに緑フィルタ３２Ｇである。また、他方の対角に配置された２つの画素ＰＸのカラーフィルタは、それぞれ赤フィルタ３２Ｒ及び青フィルタ３２Ｂである。カラーフィルタ３２は、赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、及び青フィルタ３２Ｂに限定されず、例えば、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、イエローフィルタ、マゼンタフィルタ、シアンフィルタ、及びグレーフィルタの少なくとも１つを含む構成であってもよい。
カラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、青フィルタ３２Ｂ）の上層には、平坦化膜３３が形成されている。平坦化膜３３は、例えばアクリル樹脂等の光透過性の材料により形成されている。
平坦化膜３３の上層には、複数のオンチップレンズ３４が形成されている。オンチップレンズ３４は、例えば熱可塑性のポジ型感光性樹脂あるいは窒化シリコン（屈折率１．９５）等の光透過性の材料により形成されている。オンチップレンズ３４は、受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さいピッチで設けられている。受光部１０Ｃの受光対象である波長領域は４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下であるので、オンチップレンズ３４のピッチは７００ｎｍより小さい。好ましくは、オンチップレンズ３４は、受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の最も短波長側の波長の長さ（４００ｎｍ）よりも小さいピッチで設けられている。これにより、撮像装置に入射する受光対象の光がオンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。回折現象の抑制については後述する。
ここで、１つのオンチップレンズ３４は複数の画素ＰＸにまたがらないような配置とする。１つのオンチップレンズ３４が複数の画素ＰＸにまたがって配置されると、混色の原因となるからである。画素ＰＸの画素ピッチＰ（画素サイズ）が例えば１μｍ程度である場合、オンチップレンズ３４のピッチが７００ｎｍより小さい構成とするためには、例えばオンチップレンズ３４のピッチを画素ピッチＰの１／２以下、例えば、１／２あるいは１／３とすることで実現できる。オンチップレンズ３４のピッチを画素ピッチＰの１／４以下としてもよい。但し、画素ピッチＰの１／４以下のオンチップレンズ３４は、形成することが困難な小ささとなってくる。オンチップレンズ３４のピッチが画素ピッチＰの１／２である場合は、１つの画素ＰＸに２×２の４個のオンチップレンズ３４が配置された構成となる。また、オンチップレンズ３４のピッチが画素ピッチＰの１／３である場合は、１つの画素ＰＸに３×３の９個のオンチップレンズ３４が配置された構成となる。
好ましくは、オンチップレンズ３４のピッチが４００ｎｍより小さい構成であり、例えばオンチップレンズ３４のピッチを画素ピッチＰの１／２あるいは１／３とすることで実現できる。オンチップレンズ３４のピッチを画素ピッチＰの１／４以下としてもよい。
オンチップレンズ３４の上層には、オンチップレンズ３４の表面を封止する埋め込み層３５が形成されている。埋め込み層３５の上層には、接着層３６を介して透明基板３７が接着されている。
撮像装置１では、オンチップレンズ３４と透明基板３７との間に埋め込み層３５が設けられている。撮像装置１とは異なり、透明基板３７がオンチップレンズ３４から離間してホルダ等に保持された構成の場合は、オンチップレンズ３４と透明基板３７との間に空間（キャビティ）が存在し、そのような構造の撮像装置をキャビティ型の撮像装置と称する。撮像装置１では、オンチップレンズ３４と透明基板３７との間に空間（キャビティ）が存在しておらず、そのような構造の撮像装置をキャビティレス型の撮像装置と称する。
キャビティ型の撮像装置では、透明基板をホルダ等で保持して空間(キャビティ)を設けており、透明基板を保持する構成や空間（キャビティ）を有する構成のために装置の小型化が困難となっているが、キャビティレス構造の撮像装置ではさらなる装置の小型化が可能である。
埋め込み層３５は、例えば中空シリカ含有樹脂あるいはフッ素含有シロキサン樹脂（屈折率１．４１）等の、オンチップレンズ３４よりも屈折率が小さい光透過性の材料により形成されている。接着層３６は、例えばエポキシ系樹脂等の光透過性の接着剤により形成されている。透明基板３７は、例えばガラス基板（屈折率１．５）である。
撮像装置１では、透明基板３７の光入射側の表面は、空気（屈折率１．０）と接しており、透明基板３７及びオンチップレンズ３４の屈折率は空気の屈折率より高い構成である。例えば、透明基板３７がガラス基板（屈折率１．５）であり、オンチップレンズ３４は窒化シリコン（屈折率１．９５）で形成されている。さらに、埋め込み層３５の屈折率は、空気の屈折率より高い構成である。例えば、埋め込み層３５はフッ素含有シロキサン樹脂（屈折率１．４１）で形成されている。
上記の構成の撮像装置１は、オンチップレンズ３４やカラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、青フィルタ３２Ｂ）等の繰り返しパターンを有する。これらの繰り返しパターンに起因して発生する反射光の回折現象については詳細に後述する。撮像装置１では、受光対象である波長領域は可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）であり、オンチップレンズ３４は、上記のように受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の最も長波長側の波長（７００ｎｍ）の長さよりも小さいピッチで設けられている。このため、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、受光対象である可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）のうちのオンチップレンズ３４のピッチ以上の波長の光がオンチップレンズ３４で反射する際に、回折現象が生じることを抑制できる。これにより、撮像装置１ではフレアの発生を抑制することが可能となっている。回折現象の抑制とフレアの抑制については、詳細に後述する。
図４は撮像装置１の受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の一例を表したものである。撮像装置１の受光対象の波長領域ＲＭ１は４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。ここで、撮像装置１のオンチップレンズ３４のピッチが波長λ１の大きさに相当する場合、波長λ１より長波長側の波長領域Ｒ１の光について、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。波長λ１が受光対象の波長領域の最も長波長側の波長（７００ｎｍ）より小さいことにより、受光対象の波長領域ＲＭ１（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）のうちの少なくとも一部（λ１以上７００ｎｍ以下の光）について反射回折光の発生を抑制できる。波長λ１は、好ましくは受光対象の波長領域の最も短波長側の波長（４００ｎｍ）より小さく、この場合には受光対象の波長領域ＲＭ１（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）の全領域で反射回折光の発生を抑制できる。
[製造方法]
次に、撮像装置１の製造方法について説明する。図５Ａ〜図１５Ｂは、撮像装置１の製造過程の一例を表したものである。
まず、図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃに示したように、半導体基板１０に、イオン注入等によりｎ型半導体領域１１とｐ型半導体領域１２とを形成し、光電変換を行うフォトダイオードＰＤを形成する。次に、半導体基板１０の面１０Ｂに、例えばスパッタリング等によりアルミニウム等の遮光性の材料を堆積し、１つの画素ＰＸと隣接する画素ＰＸとの境界領域に残すようにパターン加工して、遮光膜３０を形成する。
続いて、図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃに示したように、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等により、酸化シリコン等の光透過性の絶縁材料を堆積し、平坦化膜３１を形成する。
次に、図７Ａ、図７Ｂ、及び図７Ｃに示したように、緑画素における平坦化膜３１の上層に、緑色素を含有する感光性ネガレジスト材料により緑フィルタ３２Ｇを形成する。緑フィルタ３２Ｇの形成方法としては、例えば、緑色素を含有する感光性ネガレジスト材料を塗布し、プリベーク処理を行う。次に、感光性ネガレジスト材料に、緑画素において残すパターンに露光処理を行い、現像処理を行い、ポストベーク処理を行う。
続いて、図８Ａ、図８Ｂ、及び図８Ｃに示したように、赤画素における平坦化膜３１の上層に、赤色素を含有する感光性ネガレジスト材料により、上記の緑フィルタ３２Ｇの形成と同様にして、赤フィルタ３２Ｒを形成する。
次に、図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃに示したように、青画素における平坦化膜３１の上層に、青色素を含有する感光性ネガレジスト材料により、上記の緑フィルタ３２Ｇの形成と同様にして、青フィルタ３２Ｂを形成する。次の工程以降においては、図９Ａ中のＩＩ−ＩＩ’における断面構成とＩＩＩ−ＩＩＩ’における断面構成は同様の構成となるので、ＩＩ−ＩＩ’における断面構成については省略する。
続いて、図１０Ａ及び図１０Ｂに示したように、カラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、青フィルタ３２Ｂ）の上層にアクリル樹脂等の光透過性の材料を塗布し、ベーク処理を施して、平坦化膜３３を形成する。
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂに示したように、例えば熱可塑性のポジ型感光性樹脂等の光透過性の材料を塗布し、プリベーク処理を施す。続いて、後述の熱リフロー処理後に形成されるオンチップレンズ３４のピッチが７００ｎｍよりも小さくなるようなパターンで、露光処理及び現像処理を施し、樹脂層３４Ａを形成する。ここで、７００ｎｍは、受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の最も長波長側の波長である。次に、必要に応じて、樹脂層３４Ａにブリーチング（脱色）露光処理を施す。これは、樹脂層３４Ａに含まれる感光材にナフトキノンジアジドが用いられた場合、ナフトキノンジアジドが可視領域に光吸収を有するので、露光により脱色（透明性を付与）するためである。
続いて、図１２Ａ及び図１２Ｂに示したように、樹脂層３４Ａの熱軟化点以上の温度（例えば、１２０℃〜１８０℃）でベーク処理を施すことで、樹脂層３４Ａを軟化（リフロー）させ、レンズ形状とすることでオンチップレンズ３４を形成する。樹脂層３４Ａを熱軟化点以上の温度で軟化することで、樹脂層３４Ａの表面は表面張力によりレンズ形状の曲面となる。ここで、オンチップレンズ３４の間に隙間が生じた場合には、その隙間を埋め込むように（隙間を小さくするように）窒化シリコンや酸窒化シリコン等の無機材料を形成してもよい。隙間を小さくすることでオンチップレンズ３４の有効面積が大きくなり、撮像装置の感度特性が向上する。
次に、図１３Ａ及び図１３Ｂに示したように、オンチップレンズ３４の上層に中空シリカ含有樹脂等のオンチップレンズ３４より屈折率が小さい光透過性の材料を塗布し、ベーク処理を施して、埋め込み層３５を形成する。
続いて、図１４Ａ及び図１４Ｂに示したように、埋め込み層３５の上層にエポキシ系樹脂を塗布し、８０℃以上１２０℃以下の温度でベーク処理を施し、接着層３６を形成する。
次に、図１５Ａ及び図１５Ｂに示したように、接着層３６にガラス基板等の透明基板３７を貼り合わせ、１３０℃以上２００℃以下の温度でベーク処理を施し、透明基板を固定する。また、配線２２と絶縁層２３とを含む配線層２４については、フォトダイオードＰＤの形成の後、遮光膜３０の形成の前等において、適宜形成することができる。このようにして、撮像装置１が製造される。
［動作］
撮像装置１では、半導体基板１０に設けられたフォトダイオードＰＤに、光入射側（透明基板３７側）から受光対象の波長の光が入射すると、信号電荷が発生し、蓄積される。信号電荷は、転送ゲート２１を介して各画素ＰＸのフォトダイオードＰＤから取り出され、配線層２４を介して接続された信号処理回路（不図示）によりＣＤＳ（correlated double sampling）処理等の信号処理が施され、デジタル信号に変換されて外部に出力される。
[作用・効果]
本実施の形態の撮像装置１は、オンチップレンズ３４及びカラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、青フィルタ３２Ｂ）等の繰り返しパターンを有する。オンチップレンズ３４及びカラーフィルタ３２等の繰り返しパターンに起因して発生する反射光の回折現象について説明する。
図３Ａは、撮像装置１における反射光の回折現象の一例を表したものである。図３Ｂは図３Ａの要部の拡大図である。半導体基板１０に、カラーフィルタ３２、オンチップレンズ３４、及び埋め込み層３５が形成され、透明基板３７が接着されている。図３Ａ及び図３Ｂでは、簡略化のために、配線層２４、遮光膜３０、平坦化膜３１、平坦化膜３３、及び接着層３６の表示を省略している。撮像装置１では、１個の画素ＰＸに対して、１個のカラーフィルタ３２と、２×２の４個のオンチップレンズ３４とが設けられている。画素ピッチＰに対して、上記のようにベイヤー配列で設けられているカラーフィルタ３２のピッチは２Ｐとなる。また、オンチップレンズ３４のピッチは１／２Ｐとなる。
格子間隔ｄの回折格子において光が反射したときの回折現象を考えると、回折光が強め合う条件はｄｓｉｎθ＝ｍλとなる。ここで、θは回折角であり、λは光の波長であり、ｍは回折次数である。入射光ＬＩが撮像装置１に入射し、カラーフィルタ３２で反射した光の回折の場合、ｄ＝２Ｐとなり、２Ｐｓｉｎθ＝ｍλを満たす複数の反射回折光ＤＬ２が生じる。図３Ａ及び図３Ｂでは、０次〜±４次までの反射回折光ＤＬ２を破線の矢印で示している。
一方、オンチップレンズ３４で反射した光の回折の場合、ｄ＝１／２Ｐとなる。反射回折光ＤＬ１の光が強め合う条件の式は１／２Ｐｓｉｎθ＝ｍλとなる。ここで、オンチップレンズ３４のピッチ（１／２Ｐ）がλより小さい場合、必ず発生する０次光以外の反射回折光は生じない。図３Ａ及び図３Ｂでは、０次の反射回折光ＤＬ１を実線の矢印で示している。
撮像装置１では、受光対象である波長領域は可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）であり、オンチップレンズ３４は、上記のように受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の最も長波長側の波長（７００ｎｍ）の長さよりも小さいピッチで設けられている。このため、受光対象である可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）のうちのオンチップレンズ３４のピッチ以上の波長の光について、撮像装置１に入射する受光対象の光がオンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。例えば、オンチップレンズ３４のピッチが４００ｎｍより小さい場合、可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）の全領域の波長の光について、撮像装置１に入射する受光対象の光がオンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。撮像装置１のフレアは、カラーフィルタ３２からの反射回折光と、オンチップレンズ３４からの反射回折光とが重なった回折光が大きな要因となるが、撮像装置１では０次光が重なるのみである。０次光からはフレアは発生しないので、撮像装置１ではフレアの発生を抑制することが可能となっている。
上記の作用効果について、参考形態を用いて説明する。図１６Ａは、参考形態の撮像装置１００における反射光の回折現象の一例を表す図であり、図１６Ｂは図１６Ａの要部の拡大図である。撮像装置１００では、１個の画素ＰＸに対して、１個のカラーフィルタ１３２と、１個のオンチップレンズ１３４とが設けられている。画素ＰＸの画素ピッチＰに対して、カラーフィルタ１３２のピッチは２Ｐとなり、オンチップレンズ１３４のピッチはＰとなる。入射光ＬＩが撮像装置１００に入射し、カラーフィルタ１３２で反射した光の回折の場合、２Ｐｓｉｎθ＝ｍλを満たす複数の反射回折光ＤＬ２が生じる。図１６Ａ及び図１６Ｂでは、０次〜±４次までの反射回折光ＤＬ２を破線の矢印で示している。また、オンチップレンズ１３４で反射した光の回折の場合、Ｐｓｉｎθ＝ｍλを満たす複数の反射回折光ＤＬ１が生じる。図１６Ａ及び図１６Ｂでは、０次〜±２次までの反射回折光ＤＬ１を実線の矢印で示している。カラーフィルタ１３２からの反射回折光ＤＬ２のうちの０次、±２次、±４次の反射回折光ＤＬ２と、オンチップレンズ１３４からの反射回折光ＤＬ１のうちの０次、±１次、±２次の反射回折光ＤＬ１とは、重なって特に強い回折光となる。図１６Ａにおいて、例えば、オンチップレンズ１３４の屈折率は約１．９５（窒化シリコン）であり、埋め込み層１３５の屈折率は１．４１（フッ素含有シロキサン樹脂）であり、透明基板１３７の屈折率は１．５（ガラス）である。透明基板１３７の埋め込み層１３５と反対側の面は空気（屈折率１．０）が接している。上記の各屈折率の部材の構成では、回折光は、図１６Ａに示されるように進行する。０次光は、透明基板１３７と空気の界面に対して略垂直に進行する光であり、０次光からはフレアは発生しない。また、±１次の反射回折光ＤＬ１と±２次の反射回折光ＤＬ２とが重なった回折光は、一部が透明基板１３７と空気の界面で反射するが、多くは空気の側に透過していき、フレアの大きな要因ではない。±２次の反射回折光ＤＬ１と±４次の反射回折光ＤＬ２とが重なった回折光は、透明基板１３７と空気の界面にておい全反射する場合がある。例えば透明基板１３７がガラスの場合、透明基板１３７と空気の界面に対する入射角φが４１．８°より大きいときに、±２次の反射回折光ＤＬ１と±４次の反射回折光ＤＬ２とが重なった回折光は全反射する。透明基板１３７と空気の界面等で全反射した回折光は、本来光が入射しようとしていた画素ＰＸから離れた画素ＰＸに入射することでフレアＦを引き起こす。
図１６Ａ及び図１６Ｂに示す参考形態の撮像装置１００において、埋め込み層１３５の部分が空間（キャビティ）となっているキャビティ型の撮像装置の場合は、反射屈折光が透明基板１３７と空気の界面において全反射しない場合がある。これは、回折反射光が空間（キャビティ）の部分（空気、屈折率１．０）から透明基板３７（屈折率１．５）に入射する際に入射光ＬＩの入射方向に大きく屈折するためであり、これにより、透明基板１３７と空気の界面に対する入射角φが４１．８°より大きくならないからである。しかしながら、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、キャビティ型の撮像装置における空間（キャビティ）の部分に埋め込み層１３５が設けられているキャビティレス型の撮像装置では、上記のように透明基板１３７と空気の界面において反射屈折光が全反射してしまう場合があるため、キャビティ型の撮像装置よりフレアが発生しやすくなっている。
本実施の形態の撮像装置１では、受光対象である波長領域は可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）であり、オンチップレンズ３４は、上記のように受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の最も長波長側の波長（７００ｎｍ）の長さよりも小さいピッチで設けられている。このため、受光対象である可視領域（例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）のうちのオンチップレンズ３４のピッチ以上の波長の光について、撮像装置１に入射する受光対象の光がオンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。撮像装置１のフレアは、カラーフィルタ３２からの反射回折光と、オンチップレンズ３４からの反射回折光とが重なった回折光が大きな要因となるが、撮像装置１では０次光が重なるのみであり、０次光からはフレアは発生しないので、撮像装置１ではフレアの発生を抑制することが可能となっている。
以上説明したように、本実施の形態の撮像装置１では、装置の小型化を実現できるキャビティレス型でありながら、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制し、これによりフレアの発生を抑制することできる。
＜２．変形例＞
以下に、上記実施の形態に係る撮像装置１の変形例について説明する。なお、以下の変形例において、上記実施の形態と共通の構成に対しては、同一の符号が付与されている。
［変形例Ａ］
上記の実施の形態に記載の撮像装置の製造方法においては、パターン加工された樹脂層３４Ａをリフローさせてオンチップレンズ３４を形成していたが、これに限定されず、オンチップレンズ母材層３４Ｂを形成し、オンチップレンズ母材層３４Ｂにオンチップレンズの形状を転写することで形成してもよい。
変形例Ａとしての撮像装置１Ａの製造方法について説明する。図１７Ａ〜図２１Ｂは、撮像装置１Ａの製造過程の一例を表したものである。図９Ａ、図９Ｂ、及び図９Ｃに示したカラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、青フィルタ３２Ｂ）を形成する工程までは、上記の実施の形態で説明した製造方法と同様にして行う。
次に、図１７Ａ及び図１７Ｂに示したように、カラーフィルタ３２（赤フィルタ３２Ｒ、緑フィルタ３２Ｇ、青フィルタ３２Ｂ）の上層に、金属酸化物フィラー含有樹脂等の光透過性の材料を塗布する。続いて、ベーク処理を施して、オンチップレンズ母材層３４Ｂを形成する。金属酸化物フィラーは、例えば、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化チタン、あるいは酸化スズである。あるいは、オンチップレンズ母材層３４Ｂは、窒化シリコンや酸窒化シリコンにより形成してもよい。
次に、図１８Ａ及び図１８Ｂに示したように、例えば熱可塑性のポジ型感光性樹脂等の材料を塗布し、プリベーク処理を施す。続いて、後述の熱リフロー処理後に形成されるオンチップレンズパターン部３４Ｄのピッチが受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の最も長波長側の波長（７００ｎｍ）の長さよりも小さくなるようなパターンで、露光処理及び現像処理を施し、樹脂層３４Ｃを形成する。
次に、図１９Ａ及び図１９Ｂに示したように、樹脂層３４Ｃの熱軟化点以上の温度（例えば、１２０℃以上１８０℃以下）でベーク処理を施すことで、樹脂層３４Ｃを軟化（リフロー）させ、レンズ形状とすることでオンチップレンズパターン部３４Ｄを形成する。
続いて、図２０Ａ及び図２０Ｂに示したように、ドライエッチング等のエッチング処理で全面にエッチバックを行い、オンチップレンズ母材層３４Ｂにオンチップレンズパターン部３４Ｄの形状を転写して、オンチップレンズ母材層３４Ｂをオンチップレンズ３４に加工する。エッチバックに伴い、オンチップレンズパターン部３４Ｄは消失している。上記のドライエッチングは、例えば、マイクロ波プラズマ型エッチング装置、平行平板型反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）装置、高圧狭ギャップ型プラズマエッチング装置、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）型エッチング装置、変成器結合プラズマ型エッチング装置、誘導結合プラズマ型エッチング装置、ヘリコン波プラズマ型エッチング装置、あるいはその他の高密度プラズマ型エッチング装置を用いて行うことができる。また、ドライエッチングに用いられるエッチングガスとしては、Ｏ2、ＣＦ4、Ｃｌ2、Ｎ2、Ａｒ等を適宜調整して用いることができる。ここで、オンチップレンズ３４の間に隙間が生じた場合には、その隙間を埋め込むように（隙間を小さくするように）窒化シリコンや酸窒化シリコン等の無機材料を形成してもよい。隙間を小さくすることでオンチップレンズ３４の有効面積が大きくなり、撮像装置の感度特性が向上する。オンチップレンズ母材層３４Ｂを窒化シリコンや酸窒化シリコンにより形成した場合においても、オンチップレンズ３４の間に隙間が生じた場合には、その隙間を埋め込むように窒化シリコンや酸窒化シリコン等の無機材料を形成してもよい。
次に、図２１Ａ及び図２１Ｂに示したように、オンチップレンズ３４の上層に中空シリカ含有樹脂等のオンチップレンズ３４より屈折率が小さい光透過性の材料を塗布し、ベーク処理を施して、埋め込み層３５を形成する。続いて、埋め込み層３５の上層にエポキシ系樹脂を塗布し、８０℃以上１２０℃以下の温度でベーク処理を施し、接着層３６を形成する。次に、接着層３６にガラス基板等の透明基板３７を貼り合わせ、１３０℃以上２００℃以下の温度でベーク処理を施し、透明基板を固定する。上記を除いては、実施の形態に記載の撮像装置の製造方法と同様である。このようにして、撮像装置１Ａが製造される。
撮像装置１Ａでは、上記の実施の形態の効果に加えて、リフローによりレンズ形状に加工することが難しい材料を用いてオンチップレンズ３４を形成することが可能となる。
［変形例Ｂ］
上記の実施の形態においては、受光部１０Ｃの受光対象である波長領域が可視領域（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）であったが、これに限らず、受光部の受光対象が紫外領域（４００ｎｍ以下）であってもよい。変形例Ｂとしての撮像装置１Ｂは、実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有するが、受光対象の波長領域が異なっている。また、受光対象の波長領域が可視領域ではないことに対応して、撮像装置１Ｂではカラーフィルタ３２が設けられていない、あるいは、カラーフィルタ３２の代わりに透明層が設けられている。
図２２は、撮像装置１Ｂの受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の一例を表したものである。撮像装置１Ｂの受光対象の波長領域ＲＭ２は、例えば２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。ここで、撮像装置１Ｂのオンチップレンズ３４のピッチが波長λ２の大きさに相当する場合、波長λ２より長波長側の波長領域Ｒ２の光について、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。波長λ２が受光対象の波長領域の最も長波長側の波長（４００ｎｍ）より小さいことにより、受光対象の波長領域ＲＭ２（２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下）のうちの少なくとも一部（λ２以上４００ｎｍ以下の光）について反射回折光の発生を抑制できる。波長λ２は、好ましくは受光対象の波長領域の最も短波長側の波長（２００ｎｍ）より小さく、この場合には受光対象の波長領域ＲＭ２（２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下）の全領域で反射回折光の発生を抑制できる。このように、オンチップレンズ３４からの反射回折光を抑制することにより、フレアの発生を抑制することができる。
［変形例Ｃ］
上記の実施の形態においては、受光部１０Ｃの受光対象である波長領域が可視領域（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）であったが、これに限らず、受光部の受光対象が赤外領域（６５０ｎｍ以上）であってもよい。変形例Ｃとしての撮像装置１Ｃは、実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有するが、受光対象の波長領域が異なっている。また、受光対象の波長領域が可視領域ではないことに対応して、撮像装置１Ｃではカラーフィルタ３２が設けられていない、あるいは、カラーフィルタ３２の代わりに透明層が設けられている。
図２３は、撮像装置１Ｃの受光部１０Ｃの受光対象である波長領域の一例を表したものである。撮像装置１Ｃの受光対象の波長領域ＲＭ３は、例えば６５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。ここで、撮像装置１Ｃのオンチップレンズ３４のピッチが波長λ３の大きさに相当する場合、波長λ３より長波長側の波長領域Ｒ３の光について、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。波長λ３が受光対象の波長領域の最も長波長側の波長（１２００ｎｍ）より小さいことにより、受光対象の波長領域ＲＭ３（６５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下）のうちの少なくとも一部（λ３以上１２００ｎｍ以下の光）について反射回折光の発生を抑制できる。波長λ３は、好ましくは受光対象の波長領域の最も短波長側の波長（６５０ｎｍ）より小さく、この場合には受光対象の波長領域ＲＭ３（６５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下）の全領域で反射回折光の発生を抑制できる。このように、オンチップレンズ３４からの反射回折光を抑制することにより、フレアの発生を抑制することができる。
［変形例Ｄ］
上記の実施の形態においては、受光部１０Ｃの受光対象である波長領域以外の光の透過を抑制する光学フィルタが設けられていないが、これに限らず、変形例Ｄとしての撮像装置１Ｄでは、受光対象の波長領域以外の光の透過を抑制する光学フィルタが設けられている点で上記の実施の形態と異なる。
図２４は、撮像装置１Ｄの断面構成の一例を表したものである。撮像装置１Ｄの受光対象の波長領域は可視領域（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）である。透明基板３７の光入射側に離間して、光学フィルタ４０が配置されている。撮像装置１Ｄは、撮像装置の外部に光学フィルタが設けられている（外部の光学フィルタを有する）例である。光学フィルタ４０は、例えば、紫外線カットフィルタ（４００ｎｍ以下の光の透過を抑制するフィルタ）、赤外線カットフィルタ（７００ｎｍ以上の光の透過を抑制するフィルタ）、あるいはそれらの組み合わせである。撮像装置１Ｄは、光学フィルタ４０が設けられていることを除いて、実施の形態の撮像装置１と同様の構成を有する。
図２５は、撮像装置１Ｄの受光部１０Ｃの受光対象である波長領域及び光学フィルタの光学特性の一例を表したものである。撮像装置１Ｄの受光対象の波長領域ＲＭ１は、例えば４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。光学フィルタ４０の透過特性は実線ＳＦ１で示されている。光学フィルタ４０は、４００ｎｍ以下の光及び７００ｎｍ以上の光の透過を抑制するフィルタ（可視パスフィルタ）である。例えば、紫外カットフィルタ及び赤外カットフィルタを組み合わせて実現できる。ここで、撮像装置１Ｄのオンチップレンズ３４のピッチが波長λ１の大きさに相当する場合、波長λ１より長波長側の波長領域Ｒ１の光について、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。波長λ１が受光対象の波長領域の最も長波長側の波長（７００ｎｍ）より小さいことにより、受光対象の波長領域ＲＭ１（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）のうちの少なくとも一部（λ１以上７００ｎｍ以下の光）について反射回折光の発生を抑制できる。波長λ１は、好ましくは受光対象の波長領域の最も短波長側の波長（４００ｎｍ）より小さく、この場合には受光対象の波長領域ＲＭ１（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）の全領域で反射回折光の発生を抑制できる。さらに、撮像装置１Ｄでは、４００ｎｍ以下の光及び７００ｎｍ以上の光の透過を抑制する光学フィルタ４０が設けられている。特に４００ｎｍ以下の光の透過が抑制されていることにより、４００ｎｍ以下の波長領域Ｆ１の光についても反射回折光の発生が抑制されている。このように、オンチップレンズ３４からの反射回折光を抑制することにより、フレアの発生を抑制することができる。
また、受光対象である波長領域は紫外領域（４００ｎｍ以下）であってもよい。図２６は、撮像装置１Ｄの受光部１０Ｃの受光対象である波長領域及び光学フィルタの光学特性の他の一例を表したものである。受光対象の波長領域ＲＭ２は、例えば２００ｎｍ〜４００ｎｍである。光学フィルタ４０の透過特性は実線ＳＦ２で示されている。光学フィルタ４０は、２００ｎｍ以下の光及び４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の透過を抑制するフィルタ（紫外パスフィルタ）である。例えば、真空紫外カットフィルタ（２００ｎｍ以下をカット）及び可視カットフィルタを組み合わせて実現できる。さらに赤外カットフィルタを組み合わせてもよい。ここで、オンチップレンズ３４のピッチが波長λ２の大きさに相当する場合、波長λ２より長波長側の波長領域Ｒ２の光について、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。波長λ２が受光対象の波長領域の最も長波長側の波長（４００ｎｍ）より小さいことにより、受光対象の波長領域ＲＭ２（２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下）のうちの少なくとも一部（λ２以上４００ｎｍ以下の光）について反射回折光の発生を抑制できる。波長λ２は、好ましくは受光対象の波長領域の最も短波長側の波長（２００ｎｍ）より小さく、この場合には受光対象の波長領域ＲＭ２（２００ｎｍ以上４００ｎｍ以下）の全領域で反射回折光の発生を抑制できる。さらに、２００ｎｍ以下の光及び４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の透過を抑制する光学フィルタ４０が設けられている。特に２００ｎｍ以下の光の透過が抑制されていることにより、２００ｎｍ以下の波長領域Ｆ２の光についても反射回折光の発生が抑制されている。このように、オンチップレンズ３４からの反射回折光を抑制することにより、フレアの発生を抑制することができる。
また、受光対象である波長領域が赤外領域（６５０ｎｍ以上）であってもよい。図２７は、撮像装置１Ｄの受光部１０Ｃの受光対象である波長領域及び光学フィルタの光学特性の他の一例を表したものである。受光対象の波長領域ＲＭ３は、例えば６５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下である。光学フィルタ４０の透過特性は実線ＳＦ３で示されている。光学フィルタ４０は、約６５０ｎｍ以下の光の透過を抑制するフィルタ（赤外パスフィルタ）である。例えば、紫外カットフィルタ及び可視カットフィルタを組み合わせて実現できる。ここで、オンチップレンズ３４のピッチが波長λ３の大きさに相当する場合、波長λ３より長波長側の波長領域Ｒ３の光について、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることを抑制できる。波長λ３が受光対象の波長領域の最も長波長側の波長（１２００ｎｍ）より小さいことにより、受光対象の波長領域ＲＭ３（６５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下）のうちの少なくとも一部（λ３以上１２００ｎｍ以下の光）について反射回折光の発生を抑制できる。波長λ３は、好ましくは受光対象の波長領域の最も短波長側の波長（６５０ｎｍ）より小さく、この場合には受光対象の波長領域ＲＭ３（６５０ｎｍ以上１２００ｎｍ以下）の全領域で反射回折光の発生を抑制できる。さらに、６５０ｎｍ以下の光の透過を抑制する光学フィルタ４０が設けられている。これにより、６５０ｎｍ以下の波長領域Ｆ３の光についても反射回折光の発生が抑制されている。このように、オンチップレンズ３４からの反射回折光を抑制することにより、フレアの発生を抑制することができる。
［変形例Ｅ］
上記の撮像装置１Ｄにおいては、透明基板３７の光入射側に離間して、光学フィルタ４０が配置されている（外部の光学フィルタを有する）構成であるが、これに限らず、オンチップレンズ３４及び透明基板３７の間等に、内蔵光学フィルタ４１が撮像装置１Ｅに内蔵された構成であってもよい。
図２８は、変形例Ｅとしての撮像装置１Ｅの断面構成の一例を表したものである。撮像装置１Ｅは、埋め込み層３５の上層に、内蔵光学フィルタ４１、接着層３６、及び透明基板３７がこの順に設けられている。内蔵光学フィルタ４１は、受光部１０Ｃの受光対象の波長領域に対応して、撮像装置１Ｄの光学フィルタ４０と同様の構成とすることができる。即ち、例えば、受光対象の波長領域が可視領域（４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下）である場合、内蔵光学フィルタ４１は、４００ｎｍ以下の光及び７００ｎｍ以上の光の透過を抑制するフィルタ（可視パスフィルタ）である。例えば、紫外カットフィルタ及び赤外カットフィルタを組み合わせて実現できる。あるいは、例えば、受光対象の波長領域が紫外領域（４００ｎｍ以下）である場合、内蔵光学フィルタ４１は、２００ｎｍ以下の光及び４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の光の透過を抑制するフィルタ（紫外パスフィルタ）である。例えば、真空紫外カットフィルタ（２００ｎｍ以下をカット）及び可視カットフィルタを組み合わせて実現できる。さらに赤外カットフィルタを組み合わせてもよい。あるいは、例えば、受光対象の波長領域が赤外領域（６５０ｎｍ以上）である場合、内蔵光学フィルタ４１は、約６５０ｎｍ以下の光の透過を抑制するフィルタ（赤外パスフィルタ）である。例えば、紫外カットフィルタ及び可視カットフィルタを組み合わせて実現できる。
撮像装置１Ｅでは、オンチップレンズ３４で反射する際に回折現象が生じることが抑制され、さらに受光対象以外の光の透過を抑制する内蔵光学フィルタ４１が設けられていることにより、フレアの発生を抑制することができる。
＜３．適用例＞
［適用例１］
上述した撮像装置１、１Ａ〜１Ｅ（代表して撮像装置１とする）は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等のカメラ、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
図２９は、上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置を備えた電子機器の概略構成の一例を示すブロック図である。
図２９に示される電子機器２０１は、光学系２０２、シャッタ装置２０３、撮像装置１、駆動回路２０５、信号処理回路２０６、モニタ２０７、及びメモリ２０８を備えて構成され、静止画像及び動画像を撮像可能である。
光学系２０２は、1枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの光（入射光）を撮像装置１に導き、撮像装置１の受光面に結像させる。
シャッタ装置２０３は、光学系２０２及び撮像装置１の間に配置され、駆動回路２０５の制御に従って、撮像装置１への光照射期間及び遮光期間を制御する。
撮像装置１は、上述した撮像装置を含むパッケージにより構成される。撮像装置１は、光学系２０２及びシャッタ装置２０３を介して受光面に結像される光に応じて、一定期間、信号電荷を蓄積する。撮像装置１に蓄積された信号電荷は、駆動回路２０５から供給される駆動信号（タイミング信号）に従って転送される。
駆動回路２０５は、撮像装置１の転送動作、及びシャッタ装置２０３のシャッタ操作を制御する駆動信号を出力して、撮像装置１及びシャッタ装置２０３を駆動する。
信号処理回路２０６は、撮像装置１から出力された信号電荷に対して各種の信号処理を施す。信号処理回路２０６が信号処理を施すことにより得られた画像（画像データ）は、モニタ２０７に供給されて表示されたり、メモリ２０８に供給されて記憶（記録）されたりする。
上記のように構成されている電子機器２０１においても、撮像装置１を適用することにより、フレアを低減した撮像を実現することが可能となる。
［適用例２］
図３０は、上記の撮像装置１、１Ａ〜１Ｅを備えた撮像システム２の概略構成の一例を表したものである。図３０では、撮像装置１、１Ａ〜１Ｅを代表して撮像装置１が示されている。以下、撮像装置１、１Ａ〜１Ｅを代表して撮像装置１とする。
撮像システム２は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、スマートフォンやタブレット型端末等の携帯端末装置などの電子機器である。撮像システム２は、例えば、上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４、操作部１４５、及び電源部１４６を備えている。撮像システム２において、上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４、操作部１４５、及び電源部１４６は、バスライン１４７を介して相互に接続されている。
上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置１は、入射光に応じた画像データを出力する。ＤＳＰ回路１４１は、上記実施の形態及びその変形例１〜Ｗに係る撮像装置１から出力される信号（画像データ）を処理する信号処理回路である。フレームメモリ１４２は、ＤＳＰ回路１４１により処理された画像データを、フレーム単位で一時的に保持する。表示部１４３は、例えば、液晶パネルや有機EL（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画を表示する。記憶部１４４は、上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置１で撮像された動画又は静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。操作部１４５は、ユーザによる操作に従い、撮像システム２が有する各種の機能についての操作指令を発する。電源部１４６は、上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置１、ＤＳＰ回路１４１、フレームメモリ１４２、表示部１４３、記憶部１４４、及び操作部１４５の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
次に、撮像システム２における撮像手順について説明する。
図３１は、撮像システム２における撮像動作のフローチャートの一例を表す。ユーザは、操作部１４５を操作することにより撮像開始を指示する（ステップＳ１０１）。すると、操作部１４５は、撮像指令を撮像装置１に送信する（ステップＳ１０２）。撮像装置１（具体的にはシステム制御回路）は、撮像指令を受けると、所定の撮像方式での撮像を実行する（ステップＳ１０３）。
撮像装置１は、撮像により得られた画像データをＤＳＰ回路１４１に出力する。ここで、画像データとは、フローティングディフュージョンＦＤに一時的に保持された電荷に基づいて生成された画素信号の全画素分のデータである。ＤＳＰ回路１４１は、撮像装置１から入力された画像データに基づいて所定の信号処理（例えばノイズ低減処理など）を行う（ステップＳ１０４）。ＤＳＰ回路１４１は、所定の信号処理がなされた画像データをフレームメモリ１４２に保持させ、フレームメモリ１４２は、画像データを記憶部１４４に記憶させる（ステップＳ１０５）。このようにして、撮像システム２における撮像が行われる。
本適用例では、上記実施の形態及びその変形例Ａ〜Ｅに係る撮像装置１が撮像システム２に適用される。これにより、撮像装置１のフレアを低減することができるので、フレアを低減した撮像システム２を提供することができる。
＜４．応用例＞
［応用例１］
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図３２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図３２に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図３２の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図３３は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図３３では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図３３には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、上記実施の形態及びその変形例に係る撮像装置１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、フレアを低減した高精細な撮影画像を得ることができるので、移動体制御システムにおいて撮影画像を利用した高精度な制御を行うことができる。
［応用例２］
図３４は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
図３４では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
図３５は、図３４に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡１１１００のカメラヘッド１１１０２に設けられた撮像部１１４０２に好適に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、フレアを低減して撮像部１１４０２を小型化もしくは高精細化することができるので、フレアを低減した小型化もしくは高精細な内視鏡１１１００を提供することができる。
以上、実施の形態及びその変形例Ａ〜Ｅ、適用例ならびに応用例を挙げて本開示を説明したが、本開示は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。
上記実施の形態及び変形例では、可視領域、紫外領域、あるいは赤外領域を受光対象とする撮像装置の構成について説明したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、可視領域、紫外領域、及び赤外領域を組み合わせた波長領域、あるいはその他の波長領域を受光対象とする構成にも適用できる。
なお、本明細書中に記載された効果は、あくまで例示である。本開示の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されるものではない。本開示が、本明細書中に記載された効果以外の効果を持っていてもよい。
なお、本技術は以下のような構成とすることができる。以下の構成の本技術によれば、フレアを低減することができる。
（１）光電変換を行う複数の画素を有する受光部と、
前記受光部の光入射側に、前記受光部の受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さいピッチで設けられた複数のオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの光入射側に設けられた透明基板と
を備えた撮像装置。
（２）前記ピッチは、前記波長領域の最も短波長側の波長の長さ以下である
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）前記透明基板及び前記オンチップレンズの屈折率は空気の屈折率より高く、
前記透明基板の光入射側の表面は、空気と接している
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）前記オンチップレンズと前記透明基板との間は、埋め込み層で埋められている
前記（１）から（３）のいずれかに記載の撮像装置。
（５）前記透明基板、前記埋め込み層、及び前記オンチップレンズの屈折率は、空気の屈折率より高い
前記（４）に記載の撮像装置。
（６）前記ピッチは、前記画素の画素ピッチの１／２以下である
前記（１）から（５）のいずれかに記載の撮像装置。
（７）前記波長領域は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視領域である
前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（８）前記受光部と前記オンチップレンズとの間に、カラーフィルタがさらに設けられている
前記（７）に記載の撮像装置。
（９）前カラーフィルタは、１つの前記画素に対して１つ設けられている
前記（８）に記載の撮像装置。
（１０）前記カラーフィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、イエローフィルタ、マゼンタフィルタ、シアンフィルタ、及びグレーフィルタの少なくとも１つを含む
前記（８）に記載の撮像装置。
（１１）前記カラーフィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタを含む
前記（１０）に記載の撮像装置。
（１２）前記波長領域は、４００ｎｍ以下の紫外領域である
前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（１３）前記波長領域は、６５０ｎｍ以上の赤外領域である
前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（１４）前記波長領域を除く波長の光の少なくとも一部を吸収または反射する光学フィルタがさらに設けられている
前記（１）から（１３）のいずれかに記載の撮像装置。
（１５）前記光学フィルタは、前記オンチップレンズと前記受光部との間に設けられている
前記（１４）に記載の撮像装置。
（１６）前記光学フィルタは、透明基板から離間して配置されている
前記（１４）に記載の撮像装置。
（１７）前記波長領域は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視領域であり、
前記光学フィルタは、４００ｎｍ以下の光と７００ｎｍ以上の光とのうちの少なくとも一部を吸収または反射する
前記（１４）に記載の撮像装置。
（１８）前記波長領域は、４００ｎｍ以下の紫外領域であり、
前記光学フィルタは、前記波長領域の最も短波長側の波長以下の光の少なくとも一部を吸収または反射する
前記（１４）に記載の撮像装置。
（１９）前記波長領域は、６５０ｎｍ以上の赤外領域であり、
前記光学フィルタは、６５０ｎｍ以下の光の少なくとも一部を吸収または反射する
前記（１４）に記載の撮像装置。
（２０）光学系と、
撮像装置と、
信号処理回路とを備え、
前記撮像装置は、
光電変換を行う複数の画素を有する受光部と、
前記受光部の光入射側に、前記受光部の受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さいピッチで設けられた複数のオンチップレンズと、
前記オンチップレンズの光入射側に設けられた透明基板と
を有する電子機器。
１…撮像装置、１０…半導体基板、１０Ａ…一方の面、１０Ｂ…他方の面、１０Ｃ…受光部、１１…ｎ型半導体領域、１２…ｐ型半導体領域、２１…転送ゲート、２２…配線、２３…絶縁層、２４…配線層、３０…遮光膜、３１…平坦化膜、３２…カラーフィルタ、３２Ｒ…赤フィルタ、３２Ｇ…緑フィルタ、３２Ｂ…青フィルタ、３３…平坦化膜、３４…オンチップレンズ、３４Ａ…樹脂層、３４Ｂ…オンチップレンズ母材層、３４Ｃ…樹脂層、３４Ｄ…オンチップレンズパターン部、３５…埋め込み層、３６…接着層、３７…透明基板、４０…光学フィルタ、４１…内蔵光学フィルタ、ＰＸ…画素、Ｐ…画素ピッチ。

Claims (20)

  1. 光電変換を行う複数の画素を有する受光部と、
    前記受光部の光入射側に、前記受光部の受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さいピッチで設けられた複数のオンチップレンズと、
    前記オンチップレンズの光入射側に設けられた透明基板と
    を備えた撮像装置。
  2. 前記ピッチは、前記波長領域の最も短波長側の波長の長さ以下である
    請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記透明基板及び前記オンチップレンズの屈折率は空気の屈折率より高く、
    前記透明基板の光入射側の表面は、空気と接している
    請求項１に記載の撮像装置。
  4. 前記オンチップレンズと前記透明基板との間は、埋め込み層で埋められている
    請求項１に記載の撮像装置。
  5. 前記透明基板、前記埋め込み層、及び前記オンチップレンズの屈折率は、空気の屈折率より高い
    請求項４に記載の撮像装置。
  6. 前記ピッチは、前記画素の画素ピッチの１／２以下である
    請求項１に記載の撮像装置。
  7. 前記波長領域は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視領域である
    請求項１に記載の撮像装置。
  8. 前記受光部と前記オンチップレンズとの間に、カラーフィルタがさらに設けられている
    請求項７に記載の撮像装置。
  9. 前カラーフィルタは、１つの前記画素に対して１つ設けられている
    請求項８に記載の撮像装置。
  10. 前記カラーフィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、青フィルタ、イエローフィルタ、マゼンタフィルタ、シアンフィルタ、及びグレーフィルタの少なくとも１つを含む
    請求項８に記載の撮像装置。
  11. 前記カラーフィルタは、赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタを含む
    請求項１０に記載の撮像装置。
  12. 前記波長領域は、４００ｎｍ以下の紫外領域である
    請求項１に記載の撮像装置。
  13. 前記波長領域は、６５０ｎｍ以上の赤外領域である
    請求項１に記載の撮像装置。
  14. 前記波長領域を除く波長の光の少なくとも一部を吸収または反射する光学フィルタがさらに設けられている
    請求項１に記載の撮像装置。
  15. 前記光学フィルタは、前記オンチップレンズと前記受光部との間に設けられている
    請求項１４に記載の撮像装置。
  16. 前記光学フィルタは、透明基板から離間して配置されている
    請求項１４に記載の撮像装置。
  17. 前記波長領域は、４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下の可視領域であり、
    前記光学フィルタは、４００ｎｍ以下の光と７００ｎｍ以上の光とのうちの少なくとも一部を吸収または反射する
    請求項１４に記載の撮像装置。
  18. 前記波長領域は、４００ｎｍ以下の紫外領域であり、
    前記光学フィルタは、前記波長領域の最も短波長側の波長以下の光の少なくとも一部を吸収または反射する
    請求項１４に記載の撮像装置。
  19. 前記波長領域は、６５０ｎｍ以上の赤外領域であり、
    前記光学フィルタは、６５０ｎｍ以下の光の少なくとも一部を吸収または反射する
    請求項１４に記載の撮像装置。
  20. 光学系と、
    撮像装置と、
    信号処理回路とを備え、
    前記撮像装置は、
    光電変換を行う複数の画素を有する受光部と、
    前記受光部の光入射側に、前記受光部の受光対象である波長領域の最も長波長側の波長の長さよりも小さいピッチで設けられた複数のオンチップレンズと、
    前記オンチップレンズの光入射側に設けられた透明基板と
    を有する電子機器。
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