JP7227235B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents

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Description

本開示は、撮像素子および撮像装置に関する。詳しくは、被写体の偏光情報を検出する撮像素子および撮像装置に関する。
従来、特定の偏光方向の光を透過させることにより入射光を偏光する偏光子を画素毎に配置して光電変換を行うことにより、入射光の偏光情報を検出する撮像素子が使用されている。この検出した偏光情報に基づいて画像処理を行うことにより、例えば、被写体の３次元形状の把握を容易に行うことができる。これは、物体からの反射光が物体の面毎に異なる方向の偏光成分を有するため、偏光方向を選択して撮像することにより、物体の面の形状を容易に取得可能なためである。また、監視装置等に使用する撮像素子において、車のフロントガラスに映り込んだ画像の除去のために使用することもできる。車のフロントガラスに映り込んだ画像は特定の方向に強く偏光しており、偏光情報を取得することにより容易に除去できるためである。
このような偏光子としてライン・アンド・スペース構造を有するワイヤグリッド偏光素子が配置された撮像素子が使用されている。これは、入射する光の波長より狭いピッチに配置された複数の帯状の導体により構成された偏光子である。また、帯状の導体の間には絶縁物が配置される。複数の帯状の導体の並び方向に垂直な偏光方向の入射光は減衰される。入射光に応じて帯状の導体の自由電子が振動し、入射光を打ち消すためである。これに対し、複数の帯状の導体の並び方向に平行な偏光方向の入射光では、帯状の導体の自由電子の振動が比較的小さくなるため、入射光の減衰量が低下する。このため、複数の帯状の導体の並び方向に平行な偏光方向の入射光は、偏光子を透過する。ここで、複数の帯状の導体の間に配置された絶縁物の屈折率を当該絶縁物の体積により除算した値は平均屈折率と称され、平均屈折率が小さいほど偏光子の透過率が高くなる。
このような撮像素子として、例えば、複数の帯状の導体の間に配置された絶縁物として空気を採用し、透過率を向上した撮像素子が使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０１７－０７６６８４号公報
上述の従来技術では、複数の帯状の導体の間が空隙であるため、強度が低下するという問題がある。すなわち、帯状の導体の機械的強度が不足するため、偏光子の製造工程等において、帯状の導体の破損を生じ易いという問題がある。
本開示は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、撮像素子に配置される偏光子の強度の低下を軽減することを目的としている。
本開示は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の態様は、入射光のうち所定の波長の光を透過するカラーフィルタと、上記入射光の偏光を行う偏光子とを備え、上記カラーフィルタおよび上記偏光子を透過した上記入射光に基づく画像信号を生成する複数の画素を具備し、上記偏光子は、自身の画素における上記カラーフィルタに応じて上記偏光を調整する撮像素子である。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、上記カラーフィルタが透過する上記入射光の波長に応じて上記偏光を調整してもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、消光比を変更することにより上記偏光を調整してもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、上記入射光の透過率を変更することにより上記偏光を調整してもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、所定のピッチに配列された複数の帯状導体からなるワイヤグリッドにより構成されてもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、上記所定のピッチを変更することにより上記偏光を調整してもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、上記帯状導体の幅を変更することにより上記偏光を調整してもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、上記帯状導体の高さを変更することにより上記偏光を調整してもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、隣接する上記帯状導体の間に絶縁物が配置され、当絶縁物の屈折率を変更することにより上記偏光を調整してもよい。
また、この第１の態様において、上記偏光子は、隣接する上記帯状導体の間が空隙であってもよい。
また、本開示の第２の態様は、入射光のうち所定の波長の光を透過するカラーフィルタと、上記入射光の偏光を行う偏光子とを備え、上記カラーフィルタおよび上記偏光子を透過した上記入射光に基づく画像信号を生成する複数の画素と、上記生成された画像信号を処理する処理回路とを具備し、上記偏光子は、自身の画素における上記カラーフィルタに応じて上記偏光を調整する撮像装置である。
以上の態様により、画素に配置されるカラーフィルタに応じて偏光子における偏光が調整されるという作用をもたらす。カラーフィルタの特性に応じた偏光子の形状の最適化が想定され、これに伴う偏光子の強度の向上が想定される。
本開示によれば、撮像素子に配置される偏光子の強度の低下を軽減するという優れた効果を奏する。
本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。 本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す断面図である。 本開示の実施の形態に係る偏光子の構成例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る偏光子の配置例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る偏光子の特性の一例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態の第１の変形例に係る偏光子の配置例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態の第１の変形例に係る偏光子の他の配置例を示す図である。 本開示の第１の実施の形態の第１の変形例に係る偏光子の他の配置例を示す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る偏光子の特性の一例を示す図である。 本開示の第３の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。 本開示の第５の実施の形態に係る偏光子の構成例を示す図である。 本開示の第６の実施の形態に係る画素アレイ部の構成例を示す図である。 本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。 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。 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。
次に、図面を参照して、本開示を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
６．第６の実施の形態
７．カメラへの応用例
８．内視鏡手術システムへの応用例
９．移動体への応用例
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像素子の構成］
図１は、本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１は、画素アレイ部１０と、垂直駆動部２０と、カラム信号処理部３０と、制御部４０とを備える。
画素アレイ部１０は、画素１００が２次元格子状に配置されて構成されたものである。ここで、画素１００は、照射された光に応じた画像信号を生成するものである。この画素１００は、照射された光に応じた電荷を生成する光電変換部を有する。また画素１００は、画素回路をさらに有する。この画素回路は、光電変換部により生成された電荷に基づく画像信号を生成する。画像信号の生成は、後述する垂直駆動部２０により生成された制御信号により制御される。画素アレイ部１０には、信号線１１および１２がＸＹマトリクス状に配置される。信号線１１は、画素１００における画素回路の制御信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の行毎に配置され、各行に配置される画素１００に対して共通に配線される。信号線１２は、画素１００の画素回路により生成された画像信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の列毎に配置され、各列に配置される画素１００に対して共通に配線される。これら光電変換部および画素回路は、半導体基板に形成される。
垂直駆動部２０は、画素１００の画素回路の制御信号を生成するものである。この垂直駆動部２０は、生成した制御信号を同図の信号線１１を介して画素１００に伝達する。カラム信号処理部３０は、画素１００により生成された画像信号を処理するものである。このカラム信号処理部３０は、同図の信号線１２を介して画素１００から伝達された画像信号の処理を行う。カラム信号処理部３０における処理には、例えば、画素１００において生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換が該当する。カラム信号処理部３０により処理された画像信号は、撮像素子１の画像信号として出力される。制御部４０は、撮像素子１の全体を制御するものである。この制御部４０は、垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０を制御する制御信号を生成して出力することにより、撮像素子１の制御を行う。制御部４０により生成された制御信号は、信号線４１および４２により垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０に対してそれぞれ伝達される。
［撮像素子の構成］
図２は、本開示の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す断面図である。同図は、撮像素子１の画素アレイ部１０に配置された画素１００の構成例を表す断面図である。同図の画素１００は、半導体基板１２１と、絶縁層１２３と、配線層１２４と、絶縁膜１２６と、遮光膜１３２と、下地絶縁層１３１と、偏光子１４０と、平坦化膜１３３と、カラーフィルタ１６０と、オンチップレンズ１７１とを備える。また、同図の画素１００は、支持基板１２５をさらに備える。この支持基板１２５は、撮像素子１を支持する基板であり、撮像素子１の製造工程において撮像素子１の強度を向上させる基板である。
なお、同図の画素アレイ部１０には、赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃの３つの画素１００が配置される。これら赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃは、それぞれ赤色光、緑色光および青色光に対応する画素１００であり、それぞれ異なる偏光子１４０およびカラーフィルタ１６０が配置される。
半導体基板１２１は、画素１００の光電変換部、画素回路の素子の半導体部分が形成される半導体の基板である。また、半導体基板１２１には、図１において説明した垂直駆動部２０、カラム信号処理部３０および制御部４０の素子がさらに形成される。同図には、これらのうち光電変換部１０１を記載した。半導体基板１２１には、例えば、ｐ型に構成されたウェル領域が形成され、このウェル領域に上述の素子の半導体部分が形成される。便宜上、同図の半導体基板１２１は、ウェル領域に構成されるものと想定する。同図の光電変換部１０１は、ウェル領域に形成されたｎ型半導体領域１２２と当該ｎ型半導体領域１２２の周囲のｐ型のウェル領域とにより構成される。これらｎ型半導体領域１２２およびｐ型のウェル領域との間のｐｎ接合によりフォトダイオードが形成される。このフォトダイオードは、光電変換部１０１に該当し、入射光が照射されると光電変換による電荷を生成する。光電変換部１０１により生成された電荷は、不図示の画素回路により画像信号に変換される。
配線層１２４は、画素１００により生成された画像信号や画素１００の制御信号を伝達する配線である。この配線層１２４は、銅（Ｃｕ）等の金属により構成することができる。図１において説明した配線１１および１２は、配線層１２４により構成される。絶縁層１２３は、配線層１２４を絶縁するものである。この絶縁層は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）により構成することができる。なお、絶縁層１２３および配線層１２４は、配線領域を構成する。この配線領域は、半導体基板１２１の表面側に形成される。
絶縁膜１２６は、半導体基板１２１を絶縁する膜である。この絶縁膜１２６は、例えばＳｉＯ２により構成され、半導体基板１２１の裏面側を絶縁する。遮光膜１３２は、入射光を遮光する膜である。この遮光膜１３２は、画素１００同士の境界に配置され、隣接する画素１００から斜めに入射する光を遮光する。下地絶縁層１３１は、後述する偏光子１４０の下地となる絶縁層である。この下地絶縁層１３１は、例えば、ＳｉＯ２により構成することができる。
カラーフィルタ１６０は、画素１００の入射光のうち所定の波長の光を透過するフィルタである。すなわち、カラーフィルタ１６０は、波長に応じて透過させる入射光の選択を行う光学的なフィルタである。このカラーフィルタ１６０として、例えば、赤色光（波長７００ｎｍ）、緑色光（波長５４６ｎｍ）および青色光（４３６ｎｍ）を透過する３種類のカラーフィルタ１６０を使用することができる。同図の赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃには、それぞれ赤色光、緑色光および青色光を透過するカラーフィルタ１６０が配置される。平坦化膜１３３は、カラーフィルタ１６０が形成される面を平坦化する膜である。この平坦化膜１３３は、例えば、アクリル系樹脂により構成することができる。オンチップレンズ１７１は、入射光を集光するレンズである。同図のオンチップレンズ１７１は、カラーフィルタ１６０および偏光子１４０を介して入射光を光電変換部１０１に集光する。
偏光子１４０は、入射光の偏光を行うものである。この偏光子１４０は、入射光のうち特定の偏光方向の光を透過することにより、入射光の偏光を行う。通常、被写体からの光には異なる方向に偏光した複数の光が含まれる。これらの光のうち特定の偏光方向の光の撮像を行って画像信号を生成することにより、当該偏光方向の光量を取得することができる。これを複数の偏光方向について行うことにより、被写体からの光がどのように偏光しているか等の偏光情報を把握することができる。この偏光情報に基づいて、被写体の３次元形状の把握等を行うことが可能となる。後述するように、同図の偏光子１４０は、角度が４５度ずつ異なる４つの偏光方向に入射光を偏光する。
また、同図の偏光子１４０は、画素１００に配置されたカラーフィルタ１６０に応じて偏光を調整する。同図の赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃには、それぞれ偏光子１４０ａ、１４０ｂおよび１４０ｃが配置される。上述のように、３種類のカラーフィルタ１６０が赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃに配置される。偏光子１４０は、例えば、画素１００に配置されたカラーフィルタ１６０が透過する入射光の波長に応じて偏光を調整する。偏光の調整は、例えば、偏光子１４０の消光比を変更することにより行うことができる。また、例えば、偏光子１４０の透過率を変更することにより行うこともできる。
ここで、消光比とは、偏光子１４０の透過光のうち最大の透過光と最小の透過光との比率である。前述のように、同図の偏光子１４０は、特定の偏光方向の光を透過する。一方、偏光子１４０は、当該方向とは異なる偏光方向の光を減衰する。当該方向に対して９０度異なる偏光方向の透過光が最大の減衰量となる。このような透過光の最大値および最小値の比率が消光比となる。消光比が高いほど、ノイズの少ない偏光情報を取得することができる。一方、消光比が高いほど偏光子１４０の透過率は低下する。そして、消光比および透過率は、光の波長に応じて変化する。そこで、カラーフィルタ１６０により選択される入射光の波長に応じて偏光子１４０の消光比や透過率を変更し、偏光子１４０における偏光を調整する。
偏光子１４０は、例えばワイヤグリッドにより構成することができる。ここで、ワイヤグリッドとは、前述のように、複数の帯状導体が所定のピッチで配列されて構成された偏光子である。ここで帯状導体とは、線状や直方体等に構成された導体である。このような導体により構成された偏光子１４０に光が入射すると入射光に応じて導体中の自由電子が振動する。この際、偏光子１４０の入射光のうち複数の帯状導体が配列される方向と垂直な方向、すなわち帯状導体の長手方向と平行な方向に偏光した光は、帯状導体の帯の長手方向に自由電子を振動させる。このため、複数の帯状導体が配列される方向と垂直な入射光は、当該自由電子の振動により生成された光により打ち消され、偏光子１４０を透過することができず、偏光子１４０により反射される。一方、偏光子１４０の複数の帯状導体が配列される方向に平行な偏光方向、すなわち帯状導体の長手方向に垂直な偏光方向の入射光は、帯状導体の帯の短手方向に自由電子を振動させることとなる。この場合、自由電子の振動による光の強度が低くなるため、当該偏光方向の入射光は、偏光子１４０による減衰が小さくなり偏光子１４０を透過することができる。
同図の偏光子１４０ａ、１４０ｂおよび１４０ｃは、帯状導体の配列ピッチがそれぞれ異なる。偏光子１４０の構成の詳細については後述する。
なお、撮像素子１の構成は、この例に限定されない。例えば、カラーフィルタ１６０には、シアン、マゼンタおよび黄色の補色フィルタを使用することもできる。また、例えば、紫外光や赤外光等の可視光以外の光に対応するカラーフィルタを使用することもできる。また、表面照射型の撮像素子に適用することもできる。
［偏光子の構成］
図３は、本開示の実施の形態に係る偏光子の構成例を示す図である。同図は、偏光子１４０の構成例を表す断面図である。同図の偏光子１４０は、下地絶縁層１３１および平坦化膜１３３の間に配置され、光反射層１４２、絶縁層１４３、光吸収層１４４および保護層１４５により構成される。
光反射層１４２は、入射光を反射するものであり、上述の帯状導体に該当するものである。この光反射層１４２は、導電性を有する無機材料により構成することができる。例えば、Ａｌ、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、Ｃｕ、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｗ、鉄（Ｆｅ）およびテルル（Ｔｅ）等の金属材料により構成することができる。また、例えば、これらの金属を含む合金ならびにシリコン（Ｓｉ）およびゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体材料により構成することもできる。なお、光反射層１４２は、請求の範囲に記載の帯状導体の一例である。
光吸収層１４４は、入射光を吸収するものである。この光吸収層１４４は、光反射層１４２と同様な材料により構成することができるが、入射光における吸収係数が高い材料を使用すると好適である。
絶縁層１４３は、例えば、ＳｉＯ２により構成される絶縁物である。この絶縁層１４３は、光反射層１４２および光吸収層１４４の間に配置され、光反射層１４２により反射された光の位相を調整する。具体的には、絶縁層１４３は、光反射層１４２により反射された光の位相を光吸収層１４４により反射された光とは逆の位相に調整する。絶縁層１４３により位相が調整された光と光吸収層１４４により反射された光とは逆位相であるため、両者は干渉により減衰する。これにより、偏光子１４０による光の反射を軽減することができる。また、絶縁層１４３は、光吸収層１４４の下地としての役割も有する。
順に積層された光反射層１４２、絶縁層１４３および光吸収層１４４が所定のピッチで配列される。これら積層された光反射層１４２、絶縁層１４３および光吸収層１４４を以下遮光ライン１４１と称する。隣接する遮光ライン１４１の間には空隙１４６が配置される。この空隙１４６は、隣接する遮光ライン１４１の間に空気等のガスを充填することにより形成することができる。また、隣接する遮光ライン１４１の間を真空状態にして空隙１４６を形成することもできる。これにより、偏光子１４０の透過率を向上させることができる。
保護層１４５は、遮光ライン１４１を保護するものである。この保護層１４５は、例えば、ＳｉＯ２により構成することができる。
このような、偏光子１４０は、次のように形成することができる。まず、下地絶縁層１３１の表面に、光反射層１４２、絶縁層１４３および光吸収層１４４の材料金属等を順に積層する。次に、帯状導体の形状にエッチングすることにより遮光ライン１４１を形成する。このエッチングは、例えば、ドライエッチングにより行うことができる。次に、遮光ライン１４１の表面に保護層１４５を形成し、平坦化膜１３３を成膜して遮光ライン１４１の間を塞ぎ、空隙１４６を形成する。平坦化膜１３３の成膜は、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）により行うことができる。以上の工程により偏光子１４０を形成することができる。
遮光ライン１４１の間が空隙であるため、偏光子１４０の強度が低下する。上述した偏光子１４０の形成の際には、偏光子１４０に欠陥を生じる場合がある。特に、遮光ライン１４１の幅が微細な場合に、遮光ライン１４１の剥離や倒れ、曲がりを生じやすくなる。前述のように、偏光子１４０は、入射光により誘起される帯状導体の自由電子の振動により入射光の透過および反射を行うため、遮光ライン１４１のピッチは入射光の波長より小さくする必要がある。カラーフィルタ１６０を透過する入射光のうち最も波長が短い青色光は波長４３６ｎｍであるため、この波長に合わせた遮光ライン１４１のピッチは、１００ｎｍ程度の大きさに形成する必要がある。このように偏光子１４０は微細な形状を有するため強度が低下し、製造工程における歩留まりが低下する。
そこで、偏光子１４０に入射する光の波長に応じて偏光子１４０における遮光ライン１４１のピッチ等を変更する。具体的には、緑色画素１００ｂや赤色画素１００ａに配置される偏光子１４０の遮光ライン１４１のピッチを青色画素１００ｃに配置される偏光子１４０ｃの遮光ライン１４１のピッチより大きくする。これにより、微細な形状に構成された偏光子１４０が配置される領域を縮小することができる。
なお、偏光子１４０の構成は、この例に限定されない。例えば、絶縁層１４３および光吸収層１４４を省略した遮光ライン１４１により構成される偏光子１４０を使用することもできる。
［偏光子の配置］
図４は、本開示の第１の実施の形態に係る偏光子の配置例を示す図である。同図は、画素アレイ部１０に配置される画素１００の偏光子１４０の配置例を表す平面図である。同図のハッチングが付された領域は遮光ライン１４１を表し、白抜きの領域は空隙１４６を表す。同図の点線の矩形は、画素１００を表す。また、同図の文字は、画素１００が対応する入射光の波長を表す。具体的には、「Ｒ」、「Ｇ」および「Ｂ」が付された画素１００は、それぞれ赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃを表す。同図の画素アレイ部１０は、２行２列に配置された４つの赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃがベイヤー配列に構成される例を表したものである。また、２行２列の４つの画素１００には、偏光方向が４５度ずつ異なる４つの偏光子１４０がそれぞれ配置される。これにより、赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃのそれぞれに対して偏光方向が４５度ずつ異なる４つの偏光情報を取得することができる。
また、同図の偏光子１４０は、赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃ毎に異なるピッチに構成される。具体的には、赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃのそれぞれに配置される偏光子１４０ａ、１４０ｂおよび１４０ｃは、この順に大きなピッチの遮光ライン１４１により構成される。
なお、偏光子１４０の構成は、この例に限定されない。例えば、偏光方向が９０度異なる２つの偏光子１４０が配置される構成にすることもできる。
［偏光子の特性］
図５は、本開示の第１の実施の形態に係る偏光子の特性の一例を示す図である。同図におけるａは、偏光子１４０の遮光ライン１４１（光反射層１４２）のピッチおよび偏光子１４０の消光比の関係を表す図である。同図におけるａにおいて、横軸および縦軸は、それぞれ光反射層１４２のピッチおよび消光比を表す。また、同図におけるａの実線は長波長の光（例えば、緑色光）の特性を表すグラフ（グラフ３０１）であり、点線は短波長の光（例えば、青色光）の特性を表すグラフ（グラフ３０２）である。同図におけるａに表したように、光反射層１４２のピッチが大きくなるほど消光比は低下する。グラフ３０２および３０１において、消光比「Ｃ」を得るための光反射層１４２のピッチはそれぞれ「Ａ」および「Ｂ」となり、波長が長いほど大きなピッチにすることができる。
同図におけるｂは、偏光子１４０の光反射層１４２のピッチおよび偏光子１４０の透過率の関係を表す図である。同図におけるｂにおいて、横軸および縦軸は、それぞれ光反射層１４２のピッチおよび透過率を表す。また、同図におけるｂの実線は長波長の光の特性を表すグラフ（グラフ３０３）であり、点線は短波長の光の特性を表すグラフ（グラフ３０４）である。同図におけるｂに表したように、光反射層１４２のピッチが大きくなる程透過率は高くなる。
［偏光子の形状］
図６は、本開示の第１の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。同図は、図３において説明した光反射層１４２断面の形状を簡略化した図である。同図におけるａ、ｂおよびｃは、それぞれ偏光子１４０ｃ、偏光子１４０ｂおよび偏光子１４０ａの光反射層１４２を表す。同図に表したように、偏光子１４０ｃ、偏光子１４０ｂおよび偏光子１４０ａの光反射層１４２のピッチは、それぞれｄ１、ｄ２およびｄ３であり、この順に小さなピッチに構成される。青色画素１００ｃの偏光子１４０ｃは、短い波長に合わせて小さなピッチに構成される。これにより、青色画素１００ｃにおいて必要な消光比を得ることができる。
緑色画素１００ｂの偏光子１４０ｂは青色画素１００ｃの偏光子１４０ｃより大きなピッチに構成され、赤色画素１００ａの偏光子１４０ａはさらに大きなピッチに構成される。このように、必要な消光比に応じたピッチに構成されるとともに透過率を向上させることができる。緑色画素１００ｂおよび赤色画素１００ａの偏光子１４０のピッチを広くすることにより、微細な加工が必要となる狭ピッチの偏光子１４０が配置される領域を狭くすることができ、歩留まりを向上させることができる。
［変形例］
上述の撮像素子１は、赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃに３つの偏光子１４０を配置していたが、２つの偏光子１４０を配置する構成にすることもできる。
図７は、本開示の第１の実施の形態の第１の変形例に係る偏光子の配置例を示す図である。同図は、図４と同様に、画素アレイ部１０に配置される画素１００の偏光子１４０の配置例を表す平面図である。同図の画素１００は、赤色画素１００ａおよび緑色画素１００ｂに同じピッチに構成された偏光子１４０を配置した場合の例を表したものである。また、赤色画素１００ａおよび緑色画素１００ｂの偏光子１４０は、青色画素１００ｃの偏光子１４０より大きなピッチに構成される。このような配置により、青色画素１００ｃにおいて必要な消光比を確保する一方、赤色画素１００ａおよび緑色画素１００ｂにおいて透過率を向上させることができる。
図８は、本開示の第１の実施の形態の第１の変形例に係る偏光子の他の配置例を示す図である。同図では、図７とは異なり、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃに同じピッチに構成された偏光子１４０を配置した場合の例を表したものである。また、赤色画素１００ａの偏光子１４０は、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃの偏光子１４０より大きなピッチに構成される。このような配置により、緑色画素１００ｂの消光比を向上させることができる。
図９は、本開示の第１の実施の形態の第１の変形例に係る偏光子の他の配置例を示す図である。同図は、赤色画素１００ａの偏光子１４０を青色画素１００ｃの偏光子１４０と同じピッチに構成し、緑色画素１００ｂの偏光子１４０を赤色画素１００ａおよび青色画素１００ｃの偏光子１４０より大きくした場合の例である。赤色画素１００ａにおいては、必要な消光比を得るための偏光子１４０のピッチを大きくすることができる。しかし、長波長の赤色光は半導体基板１２１の深部まで透過するため、隣接する赤色画素１００ａ等の光電変換部１０１に入射してクロストークを生じ、隣接する赤色画素１００ａ等の見かけの消光比が低下する場合がある。
そこで、同図のように赤色画素１００ａの偏光子１４０のピッチを小さくし、消光比の低下を補償することができる。また、赤色画素１００ａにおける入射光の透過率を調整する場合にも偏光子１４０ａのピッチを小さくすることができる。このように、偏光子１４０の偏光を調整し、クロストークに基づく消光比の低下の軽減や透過率の調整を行うことができる。また、赤色画素１００ａ、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃの消光比を揃えることができるため、撮像素子１が配置される撮像装置において、消光比に応じた画像信号（偏光情報）の補正処理を省略することもできる。
以上説明したように、本開示の第１の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の光反射層１４２のピッチを変更することにより偏光子１４０における偏光を調整する。これにより、撮像素子１に配置される偏光子１４０の強度の低下を軽減することができる。
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００に配置される偏光子１４０の遮光ライン１４１のピッチを変更していた。これに対し、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の遮光ライン１４１の幅を変更する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
［偏光子の形状］
図１０は、本開示の第２の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。同図は、図６と同様に、簡略化した光反射層１４２の断面の形状を表した図である。同図に表したように、偏光子１４０ｃ、偏光子１４０ｂおよび偏光子１４０ａの光反射層１４２の幅は、それぞれｗ１、ｗ２およびｗ３であり、この順に大きな幅に構成される。偏光子１４０における光反射層１４２は、同じピッチに構成される場合であっても、光反射層１４２の幅を大きくすることにより高い消光比にすることができる。これは、例えば、光反射層１４２が低抵抗化するため入射光により誘起される自由電子の振動が大きくなり、光反射層１４２における反射が増加するためである。また、遮光ライン１４１の幅を大きくすることができるため強度を向上させることもできる。
［偏光子の特性］
図１１は、本開示の第２の実施の形態に係る偏光子の特性の一例を示す図である。同図は、偏光子１４０の光反射層１４２の幅および偏光子１４０の消光比の関係を表す図である。同図において、縦軸は、等ピッチに配列される光反射層１４２の幅を表す。また、実線は長波長の光の特性を表すグラフ（グラフ３０５）であり、点線は短波長の光の特性を表すグラフ（グラフ３０６）である。これ以外は、図５におけるａと同様である。同図に表したように、光反射層１４２の幅が大きいほど消光比は高くなる。また、グラフ３０５および３０６において、消光比「Ｃ」を得るための光反射層１４２のピッチはそれぞれ「Ｄ」および「Ｅ」となり、波長が短いほど幅を大きくすることができる。
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本開示の第２の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の光反射層１４２の幅を変更することにより偏光子１４０における偏光を調整する。これにより、撮像素子１に配置される偏光子１４０の強度の低下を軽減することができる。
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００に配置される偏光子１４０の遮光ライン１４１のピッチを変更していた。これに対し、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の遮光ライン１４１の高さを変更する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
［偏光子の形状］
図１２は、本開示の第３の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。同図は、図６と同様に、簡略化した光反射層１４２の断面の形状を表した図である。同図に表したように、偏光子１４０ｃ、偏光子１４０ｂおよび偏光子１４０ａの光反射層１４２の高さは、それぞれｈ１、ｈ２およびｈ３であり、この順に大きな高さに構成される。偏光子１４０における光反射層１４２は、同じピッチに構成される場合であっても、光反射層１４２の高さを高くすることにより消光比を高くすることができる。これは、光反射層１４２の幅を大きくした場合と同様に、光反射層１４２が低抵抗化するためである。なお、同図の偏光子１４０ａのように光反射層１４２の高さを低くした場合には遮光ライン１４１のアスペクト比を低くすることができ、強度を向上させることもできる。
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本開示の第３の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の光反射層１４２の高さを変更することにより偏光子１４０における偏光を調整する。これにより、撮像素子１に配置される偏光子１４０の強度の低下を軽減することができる。
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００に配置される偏光子１４０の遮光ライン１４１のピッチを変更していた。これに対し、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の遮光ライン１４１の形状をさらに変更する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
［偏光子の形状］
図１３は、本開示の第４の実施の形態に係る偏光子の形状の一例を示す図である。同図は、図６と同様に、簡略化した光反射層１４２の断面の形状を表した図である。同図におけるａは、光反射層１４２のピッチおよび幅を入射光の波長に応じて変更する場合の例を表した図である。同図におけるａにおいて、偏光子１４０ｂおよび１４０ａは、光反射層１４２が同じピッチ（ｄ３）に配置されるとともに偏光子１４０ｃの光反射層１４２のピッチ（ｄ１）より大きなピッチに配置される。一方、偏光子１４０ｃおよび１４０ｂは、光反射層１４２が同じ幅（ｗ３）に構成されるとともに偏光子１４０ａの光反射層１４２の幅（ｗ１）より小さな幅に構成される。
図６において説明したように、赤色画素１００ａの偏光子１４０ａは、緑色画素１００ｂおよび青色画素１００ｃの偏光子１４０より大きなピッチにすることができる。しかし、図９において説明したように、赤色画素１００ａにおけるクロストークに基づく消光比の低下を生じる場合がある。そこで、赤色画素１００ａにおける偏光子１４０ａの光反射層１４２のピッチを緑色画素１００ｂにおける偏光子１４０ｂの光反射層１４２と同じにするとともに光反射層１４２の幅を大きくする。これにより、赤色画素１００ａにおける偏光子１４０ａの消光比の低下を補償することができる。また、赤色画素１００ａの偏光子１４０ａのピッチを青色画素１００ｃの偏光子１４０ｃより大きくすることができ、強度の低下を軽減することができる。
同図におけるｂは、赤色画素１００ａにおける偏光子１４０ａの光反射層１４２の高さをさらに変更した場合の例である。同図におけるｂの偏光子１４０ａは、光反射層１４２が偏光子１４０ｃおよび１４０ｂの光反射層１４２の高さ（ｈ３）より高い高さ（ｈ１）に構成される。これにより、赤色画素１００ａにおける偏光子１４０ａの消光比の低下の補償をさらに行うことができる。
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本開示の第４の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の光反射層１４２のピッチと形状とを変更することにより偏光子１４０における偏光を調整する。これにより、撮像素子１に配置される偏光子１４０の消光比の低下を補償することができる。
＜５．第５の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素１００に配置される偏光子１４０の遮光ライン１４１の間を空隙にしていた。これに対し、本開示の第５の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の遮光ライン１４１の間に絶縁物を配置する点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
［偏光子の形状］
図１４は、本開示の第５の実施の形態に係る偏光子の構成例を示す図である。同図は、図３と同様に、偏光子１４０の形状を表した図である。同図の偏光子１４０は、遮光ライン１４１の間に絶縁物１４７を配置する点で、図３において説明した偏光子１４０と異なる。
絶縁物１４７は、絶縁性を有する材料により構成され、光反射層１４２の間を絶縁するものである。この絶縁物１４７を遮光ライン１４１の間に配置することにより、偏光子１４０の強度を向上させることができる。絶縁物１４７は、例えば、ＳｉＯ２のような酸化物やＳｉＮのような窒化物により構成することができる。また、アクリル系樹脂のように透明な樹脂により構成することもできる。このような偏光子１４０は、例えば、図３において説明した複数の遮光ライン１４１を形成した後に、遮光ライン１４１の間に絶縁物１４７の材料を埋め込むことにより形成することができる。また、例えば、絶縁物１４７の材料膜を成膜した後に遮光ライン１４１を形成する位置に溝を形成し、当該に溝に光反射層１４２等を埋め込むことにより形成することもできる。
また、屈折率が異なる絶縁物１４７を偏光子１４０に適用することにより、偏光子１４０の消光比を調整することができる。具体的には、図３に表した遮光ライン１４１の間に空隙１４６が配置された偏光子１４０を青色画素１００ｃの偏光子１４０ｃとして使用し、同図の偏光子１４０を緑色画素１００ｂや赤色画素１００ａの偏光子１４０に適用する。偏光子１４０の消光比は、遮光ライン１４１の間に配置される部材の屈折率に依存し、低い屈折率の部材を配置することにより、消光比を高くすることができる。絶縁物１４７の屈折率は空隙１４６の屈折率より大きいため、絶縁物１４７を配置した偏光子１４０を緑色画素１００ｂや赤色画素１００ａに適用することにより、青色画素１００ｃに対して消光比を変更することができる。
また、青色画素１００ｃの偏光子１４０ｃに、例えば、ＳｉＯ２からなる絶縁物１４７を適用し、緑色画素１００ｂや赤色画素１００ａの偏光子１４０に、例えば、ＳｉＮからなる絶縁物１４７を適用することもできる。ＳｉＮの屈折率は、ＳｉＯ２より大きいため、ＳｉＮからなる絶縁物１４７を適用した偏光子１４０を緑色画素１００ｂや赤色画素１００ａに適用することにより、青色画素１００ｃに対して消光比を変更することができる。
また、屈折率が異なる絶縁物１４７を偏光子１４０に適用することにより、偏光子１４０の透過率を変更することもできる。
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本開示の第５の実施の形態の撮像素子１は、偏光子１４０の遮光ライン１４１の間に絶縁物を配置することにより、偏光子１４０の偏光を調整するとともに偏光子１４０の強度を向上させることができる。
＜６．第６の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、画素アレイ部１０に配置される全ての画素１００に偏光子１４０が配置されていた。これに対し、本開示の第６の実施の形態の撮像素子１は、画素アレイ部１０に偏光子１４０を省略した画素がさらに配置される点で、上述の第１の実施の形態と異なる。
［画素アレイ部の構成］
図１５は、本開示の第６の実施の形態に係る画素アレイ部の構成例を示す図である。同図は、図３と同様に、画素１００における偏光子１４０の形状を表す図である。また、同図には、画素１００に加えて画素２００が配置される。この画素２００は、偏光子が配置されない画素であり、画像信号の生成のみを行う画素である。
同図の画素アレイ部１０は、ベイヤー配列の画素１００が４つ配置される領域とベイヤー配列の画素２００が４つ配置される領域とが市松形状に配置されて構成される。このように、画素１００および２００を備える撮像素子１を使用することにより、画像信号および偏光情報を同時に取得することが可能となる。
これ以外の撮像素子１の構成は本開示の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
以上説明したように、本開示の第６の実施の形態の撮像素子１は、画素１００および画素２００を備える撮像素子１において、偏光子１４０の偏光を調整することができる。
＜７．カメラへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品に応用することができる。例えば、本技術は、カメラ等の撮像装置に搭載される撮像素子として実現されてもよい。
図１６は、本技術が適用され得る撮像装置の一例であるカメラの概略的な構成例を示すブロック図である。同図のカメラ１０００は、レンズ１００１と、撮像素子１００２と、撮像制御部１００３と、レンズ駆動部１００４と、画像処理部１００５と、操作入力部１００６と、フレームメモリ１００７と、表示部１００８と、記録部１００９とを備える。
レンズ１００１は、カメラ１０００の撮影レンズである。このレンズ１００１は、被写体からの光を集光し、後述する撮像素子１００２に入射させて被写体を結像させる。
撮像素子１００２は、レンズ１００１により集光された被写体からの光を撮像する半導体素子である。この撮像素子１００２は、照射された光に応じたアナログの画像信号を生成し、デジタルの画像信号に変換して出力する。
撮像制御部１００３は、撮像素子１００２における撮像を制御するものである。この撮像制御部１００３は、制御信号を生成して撮像素子１００２に対して出力することにより、撮像素子１００２の制御を行う。また、撮像制御部１００３は、撮像素子１００２から出力された画像信号に基づいてカメラ１０００におけるオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、レンズ１００１の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、撮像素子１００２に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。撮像制御部１００３は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部１００４を介してレンズ１００１の位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、撮像制御部１００３は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Digital Signal Processor）により構成することができる。
レンズ駆動部１００４は、撮像制御部１００３の制御に基づいて、レンズ１００１を駆動するものである。このレンズ駆動部１００４は、内蔵するモータを使用してレンズ１００１の位置を変更することによりレンズ１００１を駆動することができる。
画像処理部１００５は、撮像素子１００２により生成された画像信号を処理するものである。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクションおよび画像信号の符号化等が該当する。画像処理部１００５は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
操作入力部１００６は、カメラ１０００の使用者からの操作入力を受け付けるものである。この操作入力部１００６には、例えば、押しボタンやタッチパネルを使用することができる。操作入力部１００６により受け付けられた操作入力は、撮像制御部１００３や画像処理部１００５に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、被写体の撮像等の処理が起動される。
フレームメモリ１００７は、１画面分の画像信号であるフレームを記憶するメモリである。このフレームメモリ１００７は、画像処理部１００５により制御され、画像処理の過程におけるフレームの保持を行う。
表示部１００８は、画像処理部１００５により処理された画像を表示するものである。この表示部１００８には、例えば、液晶パネルを使用することができる。
記録部１００９は、画像処理部１００５により処理された画像を記録するものである。この記録部１００９には、例えば、メモリカードやハードディスクを使用することができる。
以上、本発明が適用され得るカメラについて説明した。本技術は以上において説明した構成のうち、撮像素子１００２に適用され得る。具体的には、図１において説明した撮像素子１は、撮像素子１００２に適用することができる。この場合、上述の画像処理部１００５は、撮像素子１により生成された画像信号の処理を行うことができる。例えば、画像信号から偏光情報を取り出す処理を行い、取り出した偏光情報に基づく画像の生成を行うことができる。なお、画像処理部１００５は、請求の範囲に記載の処理回路の一例である。カメラ１０００は、請求の範囲に記載の撮像装置の一例である。
なお、ここでは、一例としてカメラについて説明したが、本発明に係る技術は、その他、例えば監視装置等に適用されてもよい。
＜８．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術は、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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
図１７は、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概略的な構成の一例を示す図である。
図１７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１８は、図１７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、撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図１の撮像素子１は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１０４０２に本開示に係る技術を適用することにより、取得した偏光情報に基づく被写体の３次元形状を把握することができ、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
＜９．移動体への応用例＞
本開示に係る技術は、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１９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１９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１９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２０は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図２０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２２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車両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等に適用され得る。具体的には、図１の撮像素子１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１等に本開示に係る技術を適用することにより、取得した偏光情報に基づく被写体の３次元形状の表示等を行うことができ、より見やすい撮影画像を得ることができる。
最後に、上述した各実施の形態の説明は本開示の一例であり、本開示は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本開示に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）入射光のうち所定の波長の光を透過するカラーフィルタと、前記入射光の偏光を行う偏光子とを備え、前記カラーフィルタおよび前記偏光子を透過した前記入射光に基づく画像信号を生成する複数の画素を具備し、
前記偏光子は、自身の画素における前記カラーフィルタに応じて前記偏光を調整する
撮像素子。
（２）前記偏光子は、前記カラーフィルタが透過する前記入射光の波長に応じて前記偏光を調整する前記（１）に記載の撮像素子。
（３）前記偏光子は、消光比を変更することにより前記偏光を調整する前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）前記偏光子は、前記入射光の透過率を変更することにより前記偏光を調整する前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（５）前記偏光子は、所定のピッチに配列された複数の帯状導体からなるワイヤグリッドにより構成される前記（１）から（４）の何れかに記載の撮像素子。
（６）前記偏光子は、前記所定のピッチを変更することにより前記偏光を調整する前記（５）に記載の撮像素子。
（７）前記偏光子は、前記帯状導体の幅を変更することにより前記偏光を調整する前記（５）に記載の撮像素子。
（８）前記偏光子は、前記帯状導体の高さを変更することにより前記偏光を調整する前記（５）に記載の撮像素子。
（９）前記偏光子は、隣接する前記帯状導体の間に絶縁物が配置され、当絶縁物の屈折率を変更することにより前記偏光を調整する前記（５）に記載の撮像素子。
（１０）前記偏光子は、隣接する前記帯状導体の間が空隙である前記（５）に記載の撮像素子。
（１１）入射光のうち所定の波長の光を透過するカラーフィルタと、前記入射光の偏光を行う偏光子とを備え、前記カラーフィルタおよび前記偏光子を透過した前記入射光に基づく画像信号を生成する複数の画素と、
前記生成された画像信号を処理する処理回路と
を具備し、
前記偏光子は、自身の画素における前記カラーフィルタに応じて前記偏光を調整する
撮像装置。
１ 撮像素子
１０ 画素アレイ部
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ 画素
１０１ 光電変換部
１４０、１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃ 偏光子
１４１ 遮光ライン
１４２ 光反射層
１４３ 絶縁層
１４４ 光吸収層 １４６ 空隙
１４７ 絶縁物
１６０ カラーフィルタ
２００ 画素
１０００ カメラ
１００２ 撮像素子
１００５ 画像処理部
１０４０２、１２０３１、１２１０１～１２１０５ 撮像部

Claims (8)

  1. 入射光のうち所定の波長の光を透過するカラーフィルタと、前記入射光の偏光を行う偏光子とを備え、前記カラーフィルタおよび前記偏光子を透過した前記入射光に基づく画像信号を生成する複数の画素を具備し、
    前記偏光子は、所定のピッチに配列された複数の帯状導体からなるワイヤグリッドにより構成され、隣接する前記帯状導体の間に絶縁物が配置され、当絶縁物の屈折率を変更することにより、自身の画素における前記カラーフィルタに応じて前記偏光を調整する
    撮像素子。
  2. 前記偏光子は、前記カラーフィルタが透過する前記入射光の波長に応じて前記偏光を調整する請求項１記載の撮像素子。
  3. 前記偏光子は、消光比を変更することにより前記偏光を調整する請求項１記載の撮像素子。
  4. 前記偏光子は、前記入射光の透過率を変更することにより前記偏光を調整する請求項１記載の撮像素子。
  5. 前記偏光子は、前記所定のピッチを変更することにより前記偏光を調整する請求項１記載の撮像素子。
  6. 前記偏光子は、前記帯状導体の幅を変更することにより前記偏光を調整する請求項１記載の撮像素子。
  7. 前記偏光子は、前記帯状導体の高さを変更することにより前記偏光を調整する請求項１記載の撮像素子。
  8. 入射光のうち所定の波長の光を透過するカラーフィルタと、前記入射光の偏光を行う偏光子とを備え、前記カラーフィルタおよび前記偏光子を透過した前記入射光に基づく画像信号を生成する複数の画素と、
    前記生成された画像信号を処理する処理回路と
    を具備し、
    前記偏光子は、所定のピッチに配列された複数の帯状導体からなるワイヤグリッドにより構成され、隣接する前記帯状導体の間に絶縁物が配置され、当絶縁物の屈折率を変更することにより、自身の画素における前記カラーフィルタに応じて前記偏光を調整する
    撮像装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019091745A (ja) * 2017-11-13 2019-06-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子および撮像装置
CN113841034A (zh) * 2019-04-23 2021-12-24 合刃人工智能有限责任公司 用宽带滤光片与光强探测器集成的高动态范围光学传感器
US11374050B2 (en) * 2020-07-27 2022-06-28 Raytheon Company Focal plane array detectors with selectable polarization
JP2023108734A (ja) * 2022-01-26 2023-08-07 デクセリアルズ株式会社 ワイヤグリッド偏光素子およびその製造方法ならびに光学機器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010263158A (ja) 2009-05-11 2010-11-18 Sony Corp ２次元固体撮像装置、及び、２次元固体撮像装置における偏光光データ処理方法
JP2012009539A (ja) 2010-06-23 2012-01-12 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器、固体撮像装置の製造方法
JP2012080065A (ja) 2010-09-07 2012-04-19 Sony Corp 固体撮像素子、固体撮像装置、撮像機器、及び、偏光素子の製造方法
JP2012230341A (ja) 2010-05-28 2012-11-22 Sony Corp 撮像装置及び撮像方法
JP2014077972A (ja) 2012-09-18 2014-05-01 Ricoh Co Ltd 光学フィルタ及び該光学フィルタを備える撮像装置、並びに光学フィルタの製造方法
JP2016219500A (ja) 2015-05-15 2016-12-22 株式会社リコー 撮像素子パッケージ及び撮像装置
JP2017076684A (ja) 2015-10-14 2017-04-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子及び撮像装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010263158A (ja) 2009-05-11 2010-11-18 Sony Corp ２次元固体撮像装置、及び、２次元固体撮像装置における偏光光データ処理方法
JP2012230341A (ja) 2010-05-28 2012-11-22 Sony Corp 撮像装置及び撮像方法
JP2012009539A (ja) 2010-06-23 2012-01-12 Sony Corp 固体撮像装置、電子機器、固体撮像装置の製造方法
JP2012080065A (ja) 2010-09-07 2012-04-19 Sony Corp 固体撮像素子、固体撮像装置、撮像機器、及び、偏光素子の製造方法
JP2014077972A (ja) 2012-09-18 2014-05-01 Ricoh Co Ltd 光学フィルタ及び該光学フィルタを備える撮像装置、並びに光学フィルタの製造方法
JP2016219500A (ja) 2015-05-15 2016-12-22 株式会社リコー 撮像素子パッケージ及び撮像装置
JP2017076684A (ja) 2015-10-14 2017-04-20 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像素子及び撮像装置

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