JP6758747B2 - 固体撮像装置および電子機器 - Google Patents
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Description
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態(本技術の適用例)
3.第3の実施の形態 (イメージセンサの使用例)
4.第4の実施の形態 (電子機器の例)
<固体撮像装置の概略構成例>
図1は、本技術の各実施の形態に適用されるCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)固体撮像装置の一例の概略構成例を示している。
図2は、撮像領域3におけるGr/Gb比率の分布例を表している。なお、Grは、Red画素の横のGreen画素を表し、Gbは、Blue画素の横のGreen画素を表している。
図6Aは、像高左端における画素の構造を示す断面図であり、図6Bは、像高中心における画素の構造を示す断面図であり、図6Cは、像高右端における画素の構造を示す断面図である。図6A乃至図6Cの例においては、上から斜めの矢印は光路を表しており、画素2−1乃至2−3の3つの画素の断面が示されている。
遮光長b= Dx^2+Ex+F ・・・(2)
遮光長c= Gy^2+Hy+I ・・・(3)
遮光長d= Jx^2+Kx+L ・・・(4)
上述した式(1)乃至(4)の場合、横方向の分布を遮光長b,dで、縦方向の分布を遮光長a,cでキャンセルしているが、これらの割り当てや数式は任意であり、上記のようでなくてもよい。例えば、数式は、3次式や4次式であってもよいし、同じ数式の中にx,yのパラメータを同時にもっていてもよい(例えば、配線長a=Ax^2+Bxy+Cy^2+Dなど)。また、形状は、線形に変わらなくてもよく、非線形に変わってもよい。
さらに複雑な調整を可能にするには、図8を参照して上述した“辺”の数を増やせばよい。例えば、図9に示されるように、遮光膜32の開口部35を8角形で形成するようにレイアウトしてもよい。また、図10に示されるように、像高中心の画素2−1の遮光膜32−1においては、4角形の開口部35にレイアウトされているが、像高によって辺が増えて、画素2−2の遮光膜32−2においては、5角形以上(例えば、8角形)の開口部35−2にレイアウトされるようにしてもよい。もちろん、像高によって辺を減らしてもよい。
また、上記説明においては、遮光膜32は、金属である例を説明してきたが、遮光手法は、金属膜に限らず、例えば、カラーフィルタ同士の被りを利用してもよい。光路上に、複数色のフィルタが存在すると、その複数色のフィルタに、殆どの色が吸収されてしまう。
図16は、1つのオンチップレンズに対して複数のフォトダイオードを有する画素の構造を示す断面図である。
図20は、上述の固体撮像装置を使用する使用例を示す図である。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
<電子機器の構成例>
ても、1画素で複数の光学特性を得ることができる本技術は、光学特性をより正確に取得
することができる(同一分子を同一画素で複数分光することができる)。
(1) 画素配列を有する撮像領域の画素において、
光電変換を行う光電変換部と、
前記光電変換部よりも上層に形成され、減光または遮光を行う減光部と、
前記減光部に形成され、各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なる開口部と
を備える固体撮像装置。
(2) 前記開口部は、少なくとも2辺以上の辺からなる
前記(1)に記載の固体撮像装置。
(3) 前記像高に応じて、前記開口部を形成する辺の数が異なる
前記(1)または(2)に記載の固体撮像装置。
(4) 前記像高に応じて、前記開口部の形状および開口率が変わる
前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(5) 前記開口部の開口率は維持され、前記像高に応じて、前記開口部の形状のみが変わる
前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(6) 前記形状は、非線形に変わる
前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(7) 前記各辺の長さの比率は、画素毎に調整される
前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(8) 前記各辺の長さの比率は、前記画素に隣接する隣接画素のカラーフィルタの色毎に調整される
前記(7)に記載の固体撮像装置。
(9) 前記減光部より上層にオンチップレンズを
さらに備え、
前記減光部は、前記オンチップレンズと前記光電変換部との間に設けられる
前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(10) 前記オンチップレンズは、複数の光電変換部に対応させて形成されている
前記(9)に記載の固体撮像装置。
(11) 前記減光部は、金属膜による減光を行う
前記(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(12) 前記減光部は、複数色のカラーフィルタの被り量を増やすことで減光を行う
前記(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(13) 前記減光部は、金属膜による減光と前記カラーフィルタの被りを利用した減光とを組み合わせて行う
前記(1)乃至(10)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(14) 前記光電変換部は、フォトダイオードまたは有機光電変換膜で構成される
前記(1)乃至(13)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(15) 前記画素配列は、同色カラーフィルタまたは有機光電変換膜の画素が連続して2つ以上並んでいる画素配列であり、
同色カラーフィルタを有する画素において、前記開口部の各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なる
前記(1)乃至(14)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(16) 前記画素配列は、画素の右側もしくは左側が遮光された像面位相差検出のための画素が含まれた画素配列であり、前記像面位相差検出画素の周辺画素において、前記開口部の各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なる
前記(1)乃至(14)のいずれかに記載の固体撮像装置。
(17) 画素配列を有する撮像領域の画素において、
光電変換を行う光電変換部と、
前記光電変換部よりも上層に形成され、減光または遮光を行う減光部と、
前記減光部に形成され、各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なる開口部と
を備える固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
入射光を前記固体撮像装置に入射する光学系と
を有する電子機器。
Claims (17)
- 画素配列を有する撮像領域の画素において、
光電変換を行う光電変換部と、
前記光電変換部よりも上層に形成され、減光または遮光を行う減光部と、
前記減光部に形成される開口部と
を備え、
前記減光部の各辺から、前記減光部の各辺に対応する前記開口部の各辺までの各遮光長を、感度分布を複数に分解した各分布をそれぞれ補正する各補正パラメータとして、前記感度分布を補正することで、前記開口部の各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なるように形成される
固体撮像装置。 - 前記開口部は、少なくとも2辺以上の辺からなる
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記開口部を形成する辺の数が異なる
請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記開口部の形状および開口率が変わる
請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記開口部の開口率は維持され、前記開口部の形状のみが変わる
請求項2に記載の固体撮像装置。 - 前記開口部の形状は、非線形に変わる
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記開口部の各辺の長さの比率は、画素毎に補正される
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記開口部の各辺の長さの比率は、前記画素に隣接する隣接画素のカラーフィルタの色毎に補正される
請求項7に記載の固体撮像装置。 - 前記減光部より上層にオンチップレンズを
さらに備え、
前記減光部は、前記オンチップレンズと前記光電変換部との間に設けられる
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記オンチップレンズは、複数の光電変換部に対応させて形成されている
請求項9に記載の固体撮像装置。 - 前記減光部は、金属膜による減光を行う
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記減光部は、複数色のカラーフィルタの被り量を増やすことで減光を行う
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記減光部は、金属膜による減光とカラーフィルタの被りを利用した減光とを組み合わせて行う
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記光電変換部は、フォトダイオードまたは有機光電変換膜で構成される
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記画素配列は、同色カラーフィルタまたは有機光電変換膜の画素が連続して2つ以上並んでいる画素配列であり、
前記同色カラーフィルタを有する画素において、前記開口部の各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なるように形成される
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 前記画素配列は、画素の右側もしくは左側が遮光された像面位相差検出のための画素が含まれた画素配列であり、前記像面位相差検出のための画素の周辺画素において、前記開口部の各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なるように形成される
請求項1に記載の固体撮像装置。 - 画素配列を有する撮像領域の画素において、
光電変換を行う光電変換部と、
前記光電変換部よりも上層に形成され、減光または遮光を行う減光部と、
前記減光部に形成される開口部と
を備え、
前記減光部の各辺から、前記減光部の各辺に対応する前記開口部の各辺までの各遮光長を、感度分布を複数に分解した各分布をそれぞれ補正する各補正パラメータとして、前記感度分布を補正することで、前記開口部の各辺の長さの比率と形状とが像高によって異なるように形成される固体撮像装置と、
前記固体撮像装置から出力される出力信号を処理する信号処理回路と、
入射光を前記固体撮像装置に入射する光学系と
を有する電子機器。
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