JP7402021B2 - 撮像素子および撮像装置 - Google Patents
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Description
この技術は、例えば4分割式のフィリップス型プリズムを用い、4つの光出射端のうち2つの出射端面の各々に緑色信号(Gチャンネル)受光用の撮像素子を、他の2つの光出射端のうち、一方の出射端面に赤色信号(Rチャンネル)受光用の撮像素子を、他方の出射端面に青色信号(Bチャンネル)受光用の撮像素子を、それぞれ貼着するように構成する(後述する非特許文献1を参照)。
このようにして、少ない画素数のイメージセンサで効果的にシステムの解像度を改善することができる。
入射光に応じた電荷を生成し、蓄積する光電変換部および該光電変換部により得られた蓄積電荷を読み出して出力する信号処理部を備え、
前記光電変換部は、光入射方向に、所定のn層(nは2以上の自然数)からなる光電変換層を積層してなるとともに、これら所定のn層の各々が、同一画素ピッチで2次元アレイ状に画素を配列されてなり、かつ前記所定のn層のうち、少なくとも、入射光が最後に入射する層以外の層が、光の一部を透過し得るように形成されてなり、
前記所定のn層は、画素配列の縦横各々の方向を互いに揃えられるとともに、縦方向および横方向に、h/n画素ピッチずつおよびk/n画素ピッチずつ、互いにずらされて配列されており、
前記光電変換部、およびこの光電変換部に対応する前記信号処理部が、光入射方向に対して垂直方向に、横並びに配されており、
さらに、前記光電変換部を構成する前記所定のn層からなる前記光電変換層の各々と、各々の前記光電変換層に対応する信号処理部の部分を、横並びに配した層が積層されている、ことを特徴とするものである。
ただし、前記hおよび前記kは、1以上の整数である。
また、前記横並びに配した層であるトランジスタ層に隣接させて埋め込み酸化膜を有する層を配設したものとすることができる。
また、前記横並びに配した層であるトランジスタ層の厚みが50nmとされていることが好ましい。
また、前記所定のn層の各々が、互いに同等の光量を吸収するように構成されていることが好ましい。
上述したいずれかの撮像素子を備え、
前記入射光が担持した被撮像体画像情報を該撮像素子上に結像させる撮像レンズと、
前記光電変換部の前記所定のn層各々に対応する、前記信号処理部からの画像信号が互いに補間されるように演算を施す画像信号補間演算部を備えたことを特徴とするものである。
すなわち、本実施形態に係る撮像素子10の構成は以下のように構成されている。
まず、図1に示すように、入射光に応じた電荷を生成し、蓄積する受光部(光電変換部)12および該受光部12により得られた蓄積電荷を読み出して出力する信号処理部13を備えた構成が前提とされる。なお、受光部12は、一般には支持基板(シリコンウェハ:図示せず)上に受光層(光電変換層)を積層することにより形成される。
また、光入射側に配された受光層(上層)12aと、光入射側とは反対側に配された受光層(下層)12bとは、画素配列が縦方向(Y軸方向)および横方向(X軸方向)のいずれについても揃えられるとともに、これら2つの方向のいずれについても1/2画素ピッチだけ、互いにずれた位置関係で上下に重なるように配されている。
図1に示す画像信号補間演算部50は、上層用信号処理部13aから出力された画像信号と下層用信号処理部13bから出力された画像信号を各々入力され、両画像信号について、互いに補間する演算処理を行って、高解像度の画像信号を生成し、出力する。
これにより、画素の隙間が互いに補間されることになるので、高解像度の画像を得ることができる。
なお、信号処理部13a、13bの材料としては、透明な材料を用いることができる。
例えば、上記実施形態においては、2つの受光層の間で画素補間を行う場合について説明しているが、3層以上の受光層を積層してもよい。
また、光電変換部と信号処理部を互いに積層するように構成すれば、素子の横方向の広がりを抑制することができるので、撮像素子のコンパクト化を一層図ることができる。
12 受光部(光電変換部)
12a 受光層(上層)
12b 受光層(下層)
12a1~a4、12an、12b1~b5、12bn 画素
13 信号処理部
13a 上層用信号処理部
13b 下層用信号処理部
30 撮像レンズ
50 画像信号補間演算部
100 撮像装置
Claims (6)
- 入射光に応じた電荷を生成し、蓄積する光電変換部および該光電変換部により得られた蓄積電荷を読み出して出力する信号処理部を備え、
前記光電変換部は、光入射方向に、所定のn層(nは2以上の自然数)からなる光電変換層を積層してなるとともに、これら所定のn層の各々が、同一画素ピッチで2次元アレイ状に画素を配列されてなり、かつ前記所定のn層のうち、少なくとも、入射光が最後に入射する層以外の層が、光の一部を透過し得るように形成されてなり、
前記所定のn層は、画素配列の縦横各々の方向を互いに揃えられるとともに、縦方向および横方向に、h/n画素ピッチずつおよびk/n画素ピッチずつ、互いにずらされて配列されており、
前記光電変換部、およびこの光電変換部に対応する前記信号処理部が、光入射方向に対して垂直方向に、横並びに配されており、
さらに、前記光電変換部を構成する前記所定のn層からなる前記光電変換層の各々と、各々の前記光電変換層に対応する信号処理部の部分を、横並びに配した層が積層されている、ことを特徴とする撮像素子。
ただし、前記hおよび前記kは、1以上の整数である。 - 前記光電変換層が2層であり、これら2層が、縦横各々に、互いに1/2画素ピッチずつずらされて配列されるように構成することを特徴とする請求項1に記載の撮像素子。
- 前記横並びに配した層であるトランジスタ層に隣接させて埋め込み酸化膜を有する層を配設したことを特徴とする請求項1または2に記載の撮像素子。
- 前記横並びに配した層であるトランジスタ層の厚みが50nmとされていることを特徴とする請求項1から3のうちいずれか1項に記載の撮像素子。
- 前記所定のn層の各々が、互いに同等の光量を吸収するように構成されていることを特徴とする請求項1から4のうちいずれか1項に記載の撮像素子。
- 請求項1~5のうちいずれか1項に記載の撮像素子を備え、
前記入射光が担持した被撮像体画像情報を該撮像素子上に結像させる撮像レンズと、
前記光電変換部の前記所定のn層各々に対応する、前記信号処理部からの画像信号を互いに補間するように演算を施す画像信号補間演算部を備えたことを特徴とする撮像装置。
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