KR20210118088A - 촬상 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20210118088A
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카이토 요코치
타카유키 오가사하라
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

화소 사이의 혼색을 저감할 수 있는 촬상 장치(1) 및 전자 기기(201)를 제공한다. 본 개시의 한 실시의 형태의 촬상 장치는, 광입사면을 포함하는 광전 변환부(PD)와, 상기 광입사면과 대향하도록 마련되어 제1 굴절율(nCF)을 갖는 제1 광투과막(14-16, 20)과, 상기 제1 굴절율보다 높은 제2 굴절율(n18)을 갖는 제2 광투과막(18)이 순차적으로 적층 방향으로 적층된 적층 구조를 각각 가지고, 상기 적층 방향과 직교하는 면내 방향에서 배열된 복수의 화소(PX)와, 상기 면내 방향에서 이웃하는 복수의 상기 제1 광투과막 사이에 마련됨과 함께 상기 제1 굴절율보다 낮은 제3 굴절율(n13)을 갖는 제1 화소 분리부(13)를 구비한다.

Description

촬상 장치 및 전자 기기
본 개시는, 촬상 장치 및 그것을 구비한 전자 기기에 관한 것이다.
촬상 장치에서, 광전 변환을 행하는 화소의 광입사면에 컬러 필터가 마련된 구성이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 특허 문헌 2 참조). 컬러 필터는, 예를 들면, 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터를 포함한다. 각 색의 필터를 갖는 화소로부터 각 색에 대응하는 신호를 취득하여 컬러 화상을 촬상한다.
또한, 컬러 필터상에 온 칩 렌즈가 마련된 촬상 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조). 온 칩 렌즈는, 수광부에 입사하는 광을 집광함에 의해 수광부에서의 광전 변환 효율을 높이는 것이다.
특허 문헌 1: 특개2013-156463호 공보 특허 문헌 2: 특개2016-52041호 공보
이와 같은 촬상 장치에서는, 화소 사이의 혼색을 저감하는 것이 바락직하다. 화소 사이의 혼색은, 예를 들면, 어떤 화소에 입사해야 할 입사광이, 그 화소의 컬러 필터를 거쳐 본래 그 입사광이 입사해서는 안되는 다른 화소에 입사해 버림에 의해 발생한다.
화소 사이의 혼색을 저감할 수 있는 촬상 장치 및 전자 기기를 제공하는 것이 바람직하다.
본 개시의 한 실시의 형태에서의 촬상 장치는, 복수의 화소와, 제1 화소 분리부를 가진다. 복수의 화소는, 광입사면을 포함하는 광전 변환부와, 광입사면과 대향하도록 마련되어 제1 굴절율을 갖는 제1 광투과막과, 제1 굴절율보다 높은 제2 굴절율을 갖는 제2 광투과막이 순차적으로 적층 방향으로 적층된 적층 구조를 각각 가진다. 또한, 복수의 화소는, 적층 방향과 직교하는 면내 방향에서 배열되어 있다. 제1 화소 분리부는, 면내 방향에서 이웃하는 복수의 제1 광투과막 사이에 마련됨과 함께 제1 굴절율보다 낮은 제3 굴절율을 가진다.
본 개시의 한 실시의 형태에서의 전자 기기는, 광학계와, 촬상 장치와, 신호 처리 회로를 구비하는 것이고, 촬상 장치로서, 상기 본 개시의 한 실시의 형태의 촬상 장치를 가진다.
본 개시의 한 실시의 형태에서의 촬상 장치 및 전자 기기에서는, 광이 화소에 비스듬히 입사해도, 고굴절율의 제2 광투과막에 의해 제1 광투과막의 벽측에 입사하는 각도가 얕아지고(제1 광투과막과 화소간 차광부의 계면에 대한 입사각이 커지고), 상기 계면에서 전반사한다. 이에 의해, 화소에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
도 1A는 본 개시의 한 실시의 형태에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 1B는 도 1A의 촬상 장치의 I-I'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 2는 도 1A의 요부의 확대도.
도 3A는 도 1A의 촬상 장치의 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3B는 도 3A에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3C는 도 3B에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3D는 도 3C에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3E는 도 3D에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3F는 도 3E에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3G는 도 3F에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3H는 도 3G에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3I는 도 3H에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 3J는 도 3I에 이어지는 제조 과정의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 4는 도 1A의 촬상 장치에서의 입사광의 진행 경로의 한 예를 도시하는 도면.
도 5는 참고 형태에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 6은 도 1A의 촬상 장치의 화소의 특성을 도시하는 그래프.
도 7A는 변형례 A에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 7B는 도 7A의 촬상 장치의 Ⅱ-Ⅱ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 8A는 변형례 B에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 8B는 도 8A의 촬상 장치의 Ⅲ-Ⅲ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 9A는 변형례 C에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 9B는 도 9A의 촬상 장치의 Ⅳ-Ⅳ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 10은 변형례 D에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 11A는 변형례 E에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 11B는 도 11A의 촬상 장치의 V-V'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 12A는 변형례 F에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 12B는 도 12A의 촬상 장치의 Ⅵ-Ⅵ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13A는 변형례 G에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 13B는 도 13A의 촬상 장치의 Ⅶ-Ⅶ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 14는 변형례 H에 관한 촬상 장치의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15A는 변형례 I에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 15B는 도 15A의 요부의 확대도.
도 16A는 변형례 J에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 16B는 도 16A의 촬상 장치의 Ⅷ-Ⅷ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17A는 변형례 K에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 17B는 도 17A의 촬상 장치의 Ⅸ-Ⅸ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18A는 변형례 L에 관한 촬상 장치의 평면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 18B는 도 18A의 촬상 장치의 X-X'에서의 단면 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 19는 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치를 구비한 전자 기기의 개략 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 20은 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치를 구비한 촬상 시스템의 개략 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 21은 도 20의 촬상 시스템에서의 촬상 순서의 한 예를 도시하는 도면.
도 22는 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
도 23은 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 한 예를 도시하는 설명도.
도 24는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면.
도 25는 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도.
이하, 본 개시의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 설명은 이하의 순서로 행한다.
1. 실시의 형태(촬상 장치) …도 1∼도 4
베이어 배열의 컬러 화소를 가지고, 화소간 차광부에 제3 굴절율을 갖는 막이 마련되고, 화소간 차광부의 폭이 기판내 화소 분리 영역의 폭보다 큰 예
2. 변형례(촬상 장치)
변형례 A: 모노크로 화소를 갖는 예 …도 7A∼7B
변형례 B: 화소간 차광부의 폭이 기판내 화소 분리 영역의 폭과 같은 예 …도 8A∼도 8B
변형례 C: 화소간 차광부에 공기가 이용된 예 …도 9A∼도 9B
변형례 D: 컬러 필터의 단부가 테이퍼 형상인 예 …도 10
변형례 E: 반사 방지막과 공통의 층에서 제3 굴절율을 갖는 막이 마련된 예 …도 11A∼도 11B
변형례 F: 모노크로 화소를 가지고, 화소간 차광부에 공기가 이용된 예 …도 12A∼도 12B
변형례 G: 4개의 광전 변환 소자에서 1개의 컬러 필터를 공유하는 예 …도 13A∼도 13B
변형례 H: 컬러 필터의 단부가 테이퍼 형상인 예 …도 14
변형례 I: 동(瞳) 보정된 레이아웃을 갖는 예 …도 15A∼도 15B
변형례 J: 장방형의 광전 변환 소자를 갖는 예 …도 16A∼도 16B
변형례 K: 8개의 장방형의 광전 변환 소자에서 1개의 컬러 필터를 공유하는 예 …도 17A∼도 17B
변형례 L: 2개의 정방형의 광전 변환 소자에서 1개의 컬러 필터를 공유하는 예 …도 18A∼도 18B
3. 적용례
적용례 1: 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치를 전자 기기에 적용한 예 …도 19
적용례 2: 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치를 촬상 시스템에 적용한 예 …도 20, 도 21
4. 응용례
응용례 1: 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치를 이동체에 응용한 예 …도 22, 도 23
응용례 2: 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치를 수술 시스템에 응용한 예 …도 24, 도 25
5. 그 외의 변형례
<1. 실시의 형태>
[구성례]
도 1A는, 본 개시의 한 실시의 형태에 관한 촬상 장치(1)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 1B는, 도 1A의 촬상 장치(1)의 I-I'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 1A에서는, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 레이아웃을 나타내기 위해, 반사 방지막(19), 고굴절율막(18), 저굴절율막(17), 및 화소간 차광막(13)을 생략하여 나타내고 있다.
촬상 장치(1)는, 복수의 화소(PX)를 가진다. 복수의 화소(PX)는, 본 개시의 「복수의 화소」의 한 구체례에 대응한다. 복수의 화소(PX)는, 각각, 반도체 기판(10), 컬러 필터(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16)), 저굴절율막(17), 고굴절율막(18), 및 반사 방지막(19)이 순차적으로 적층 방향으로 적층된 적층 구조를 각각 가진다. 복수의 화소(PX)는, 적층 방향과 직교하는 면내 방향으로 배열되어 있다. 반도체 기판(10)에, 광입사면(SPD)을 포함하는 포토 다이오드(PD)가 마련되어 있다. 포토 다이오드(PD)는, 본 개시의 「광전 변환부」의 한 구체례에 대응한다. 포토 다이오드(PD)는, n형 반도체 영역(10A)과 p형 반도체 영역(10B)을 포함하여 이루어짐과 함께, 광전 변환을 행한다. 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))는, 본 개시의 「제1 광투과막」의 한 구체례에 대응한다. 고굴절율막(18)은, 본 개시의 「제2 광투과막」의 한 구체례에 대응한다. 면내 방향에서 이웃하는 복수의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16)) 사이에 화소간 차광막(13)이 마련되어 있다. 화소간 차광막(13)은, 본 개시의 「제1 화소 분리막」의 한 구체례에 대응한다. 이웃하는 복수의 포토 다이오드(PD) 사이는 화소 분리 영역이고, 화소 분리 영역에서의 반도체 기판(10)에 화소 분리막(12)이 마련되고, 포토 다이오드(PD)는 화소(PX)마다 구분되어 있다. 화소 분리막(12)은, 본 개시의 「제2 화소 분리막」의 한 구체례에 대응한다. 도 1A에서는, 2×2의 4화소에 대응하는 평면 구성이 도시되어 있고, 도 1B에서는, 2화소에 대응하는 단면 구성이 도시되어 있다. 촬상 장치(1)의 포토 다이오드(PD)의 수광 대상인 파장 영역은, 가시 영역(예를 들어 400㎚ 이상 700㎚ 이하)이다.
반도체 기판(10)에는, 각 화소(PX)에서 포토 다이오드(PD) 중에 발생하여 축적된 신호 전하를 취출하는 전송 게이트(도시 생략)와, 취출된 신호 전하를 출력 및 신호 처리하는 회로부(도시 생략)가 마련되어 있다. 각 화소(PX)의 포토 다이오드(PD)로부터 취출된 신호 전하는, 회로부(도시 생략)에 의해 CDS(correlated double sampling) 처리 등의 신호 처리가 시행되고, 디지털 신호로 변환되어 외부에 출력되도록 구성되어 있다.
반도체 기판(10)의 표면에는 화소 분리 영역에 화소 분리 홈(11)이 형성되어 있다. 화소 분리 홈(11)에는, 화소 분리막(12)이 마련되어 있다. 화소 분리막(12)에 의해, 포토 다이오드(PD)는 화소(PX)마다 구분되어 있다. 화소 분리막(12)은, 광학적으로 화소(PX)를 분리하고, 또는, 전기적으로 화소(PX)를 분리한다. 또는, 화소 분리막(12)은 광학적이면서 전기적으로 화소(PX)를 분리하는 것이라도 좋다. 화소 분리막(12)은, 예를 들어 산화실리콘(SiO2) 등의 절연체로 형성되어 있다. 또한, 산화탄탈(Ta2O5), 산화하프늄(HfO2), 산화알루미늄(Al2O3) 등의 절연체의 단층막 또는 다층막으로 형성되어 있어도 좋다. 또한, 산화탄탈, 산화하프늄, 산화알루미늄 등의 절연체의 단층막 또는 다층막과, 산화실리콘막의 적층체로 형성되어 있어도 좋다. 상기 절연체로 형성된 화소 분리막(12)은, 광학적이면서 전기적으로 화소(PX)를 분리한다. 화소 분리 홈(11)에 마련된 절연체로 이루어지는 화소 분리막(12)은, RDTI(Rear Deep Trench Isolation)라고도 칭해진다. 또한, 화소 분리 홈(11)의 내부에 공간이 존재하고 있는 구성이라도 좋다. 그런 경우라도, 화소(PX)를 광학적 및 전기적으로 분리할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시한 바와 같이, 화소 분리막(12)을 구성하는 산화실리콘 등의 절연체 중에 깊이 방향으로 늘어나는 보이드(V)가 형성된 구성이라도 좋다. 절연체에 의한 분리에 더하여, 보이드(V)에 의해 광학적인 화소(PX)의 분리 특성을 향상할 수 있다. 또한, 화소 분리막(12)은 반도체 기판(10)에 형성된 p형 반도체 영역이라도 좋다. 이 경우에는 화소 분리 홈(11)은 형성되어 있지 않아도 좋다. p형 반도체 영역에 의한 화소 분리는, 전기적으로 화소(PX)를 분리할 수 있다. 또한, 화소 분리막(12)은, 탄탈(Ta), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu) 등의 차광성의 금속에 의해 형성되어 있어도 좋다. 이 경우에는, 광학적으로 화소(PX)를 분리할 수 있다. 이웃하는 2개의 화소(PX) 사이에서의 화소 분리막(12)의 폭(W12)은, 예를 들어 30㎚ 이상 300㎚ 이하이다.
도 1B에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10)의 광 입사측의 표면에, 화소(PX)마다 분리된 컬러 필터(CF)가 형성되어 있다. 컬러 필터(CF)는, 예를 들면, 적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16)를 포함한다. 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))는, 굴절율(nCF)을 가진다. 굴절율(nCF)은, 본 개시의 「제1 굴절율」의 한 구체례에 대응한다. 1개의 화소(PX)에 대해, 적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16)로부터 선택된 1개의 컬러 필터(CF)가 마련되어 있다. 여기서, 촬상 장치(1)의 수광 대상의 파장 영역이 가시 영역(400㎚ 이상 700㎚ 이하)이다. 적색 필터(14)가 마련된 화소(PX)가 적색 화소이고, 녹색 필터(15)가 마련된 화소(PX)가 녹색 화소이고, 또한, 청색 필터(16)가 마련된 화소(PX)가 청색 화소이다. 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))는, 예를 들어 각 색의 색소를 함유하는 감광성 네거티브 레지스트 재료 등에 의해 형성되어 있다. 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))는, 예를 들어 베이어 배열로 마련되어 있다. 베이어 배열에서는, 임의의 2×2의 4화소에서, 일방의 대각에 배치된 2개의 화소(PX)의 컬러 필터(CF)가 함께 녹색 필터(15)이다. 또한, 타방의 대각에 배치된 2개의 화소(PX)의 컬러 필터(CF)는, 각각 적색 필터(14) 및 청색 필터(16)이다. 컬러 필터(CF)는, 적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16)로 한정되지 않고, 예를 들면, 적색 필터, 녹색 필터, 청색 필터, 옐로우 필터, 마젠타 필터, 시안 필터, 및 그레이 필터의 적어도 1개를 포함하는 구성이라도 좋다. 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 막두께는, 예를 들면 200㎚ 이상 2㎛ 이하이다.
[0017]
컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))는, 화소간 차광 영역에 형성된 화소간 차광막(13)에 의해, 화소(PX)마다 분리되어 있다. 즉, 이웃하는 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16)) 사이에 화소간 차광막(13)이 마련되어 있다. 화소간 차광막(13)은, 예를 들어 굴절율(n13)의 재료에 의해 형성되어 있다. 굴절율(n13)은, 본 개시의 「제3 굴절율」의 한 구체례에 대응한다. 화소간 차광막(13)의 굴절율(n13)은, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 굴절율(nCF)보다 낮다. 굴절율(n13)은, 예를 들어 1<n13≤1.5(530㎚의 파장의 광에 대한 굴절율)를 충족시킨다. 예를 들면, 산화실리콘에 의해 형성되어 있다. 이웃하는 2개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16)) 사이에서의 화소간 차광막(13)의 폭(W13)은, 이웃하는 2개의 화소(PX) 사이에서의 화소 분리막의 폭(W12)과 동등 이상이다. 바람직하게는, 화소간 차광막(13)의 폭(W13)은, 화소 분리막의 폭(W12)보다 크다. 예를 들면, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면과 화소간 차광막(13)의 상면은, 같은 높이의 평탄한 면으로 되어 있다.
컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면 및 화소간 차광막(13)의 상면을 덮도록 저굴절율막(17)이 형성되어 있다. 저굴절율막(17)의 굴절율은, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 굴절율(nCF)보다 낮다. 저굴절율막(17)은, 예를 들어 산화실리콘으로 형성되어 있다. 또한, 촬상 장치(1)에서는, 저굴절율막(17)을 마련하지 않고, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면 및 화소간 차광막(13)의 상면을 덮도록 고굴절율막(18)을 마련하도록 해도 좋다.
저굴절율막(17)의 상층에, 고굴절율막(18)이 형성되어 있다. 고굴절율막(18)은, 예를 들어 굴절율(n18)의 재료에 의해 형성되어 있다. 굴절율(n18)은, 본 개시의 「제2 굴절율」의 한 구체례에 대응한다. 고굴절율막(18)의 굴절율(n18)은, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 굴절율(nCF)보다 높다. 굴절율(n18)은, 예를 들어 1.5<n18≤4.2(530㎚의 파장의 광에 대한 굴절율)를 충족시킨다. 고굴절율막(18)은, 예를 들어 질화실리콘(Si3N4)으로 형성되어 있다. 또는, 산화티탄(TiO2)/산화탄탈/산화하프늄의 적층체 등이라도 좋다. 고굴절율막(18)의 막두께는, 예를 들어 30㎚ 이상 300㎚ 이하이다. 고굴절율막(18)은, 화소(PX)마다 분리되어 있지 않아도 좋다. 즉, 고굴절율막(18)은, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상방 및 화소간 차광막(13)의 상방에 형성된 모든 화소(PX)에 대해 공통의 막이라도 좋다. 또한, 고굴절율막(18)은, 화소(PX)마다 분리되어 있어도 좋다. 즉, 고굴절율막(18)은, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상방에 형성되어 있는데, 화소간 차광막(13)의 상방에는 형성되어 있지 않는 구성이라도 좋다.
반사 방지막(19)은, 고굴절율막(18)의 상층에 형성되어 있다. 반사 방지막(19)은, 예를 들어 산화실리콘으로 형성되어 있고, 고굴절율막(18)보다 낮은 굴절율을 가진다. 반사 방지막(19)의 막두께는, 예를 들어 30㎚ 이상 300㎚ 이하이다.
또한, 반사 방지막(19)은, 고굴절율막(18)과 마찬가지로, 화소(PX)마다 분리되어 있지 않아도 좋고, 화소(PX)마다 분리되어 있어도 좋다. 또한, p형 반도체 영역(10B)과 저굴절율막(17)은, 반사 방지막(19)과 마찬가지로, 화소(PX)마다 분리되어 있지 않아도 좋고, 화소(PX)마다 분리되어 있어도 좋다.
촬상 장치(1)는, 온 칩 렌즈는 마련되어 있지 않다. 촬상 장치(1)는, 촬상 장치(1)의 외부로부터의 광이, 반사 방지막(19), 고굴절율막(18), 저굴절율막(17), 및 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))를 순차적으로 투과하여 포토 다이오드(PD)에 입사하도록 구성되어 있다.
[제조 방법]
다음으로, 촬상 장치(1)의 제조 방법에 관해 설명한다. 도 3A∼도 3J는, 촬상 장치(1)의 제조 과정의 한 예를 도시한 것이다.
우선, 도 3A에 도시한 바와 같이, 반도체 기판(10) 중의 화소 분리 영역에 대응하는 위치에 화소 분리 홈(11)을 형성한다. 구체적으로는, 예를 들어 반도체 기판(10) 중의 화소 분리 영역에 대응하는 위치에 개구를 갖는 레지스트 패턴을, 반도체 기판(10)을 덮도록 형성한다. 그 후, 그 레지스트 패턴을 마스크로서 이용한 반응성 이온 에칭(RIE: Reactive Ion Etching) 등의 에칭 처리를 반도체 기판(10)에 대해 시행한다. 이렇게 함으로써, 반도체 기판(10)의 일부를 선택적으로 제거하고, 화소 분리 홈(11)을 형성한다. 상기 에칭 처리 후, 반도체 기판(10)을 덮는 상기 레지스트 패턴을 제거한다.
다음으로, 예를 들어 CVD(Chemical Vapor Deposition)법 또는 ALD(Atomic Layer Deposition)법에 의해, 화소 분리 홈(11)을 매입하도록 산화실리콘 등의 절연체를 퇴적시킨 후, 퇴적된 절연체 중의 불필요한 부분을 제거한다. 이렇게 함으로써, 도 3B에 도시한 바와 같이, 화소 분리 홈(11)에 화소 분리막(12)을 형성한다. 이어서, 이온 주입 등에 의해 n형 반도체 영역(10A)과 p형 반도체 영역(10B)을 형성하고, 광전 변환을 행하는 포토 다이오드(PD)를 형성한다. 또한, 포토 다이오드(PD)의 형성 후에 화소 분리 홈(11) 및 화소 분리막(12)을 형성해도 좋다.
이어서, 도 3C에 도시한 바와 같이, 예를 들어 CVD법에 의해 산화실리콘 등의 절연체를 퇴적시켜, 절연막(13A)을 형성한다. 절연막(13A)의 막두께는, 후의 공정에서 형성하려고 하는 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 막두께와 동등하다.
다음으로, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))를 형성해야 할 영역에 개구를 갖는 레지스트 패턴을, 절연막(13A)을 덮도록 형성한다. 그 후, 절연막(13A)을 덮는 레지스트 패턴을 마스크로서 이용한 RIE 등의 에칭 처리를 절연막(13A)에 대해 시행한다. 이렇게 함으로써 절연막(13A)을 선택적으로 제거하고, 도 3D에 도시한 바와 같이, 컬러 필터용 오목부(13B)를 형성한다. 그때, 남겨진 부분이 화소간 차광막(13)이 된다. 상기 절연막(13A)에 대한 에칭 처리 후에, 절연막(13A)을 덮는 레지스트 패턴을 제거한다.
이어서, 도 3E에 도시한 바와 같이, 컬러 필터용 오목부(13B)를 매입하도록 적색소를 함유하는 감광성 네거티브 레지스트 재료를 도포하여, 적색소를 함유하는 감광성 네거티브 레지스트막(14PR)을 형성한다.
다음으로, 도 3F에 도시한 바와 같이, 적색 화소에서의 감광성 네거티브 레지스트막(14PR)에 대해 선택적으로 노광 처리를 행하여, 적색 필터(14)를 형성한다.
이어서, 도 3G에 도시한 바와 같이, 적색 필터(14)가 형성된 영역 이외에 마련되어 있는 노광 처리가 이루어지지 않은 감광성 네거티브 레지스트막(14PR)을 박리한다. 이에 의해, 컬러 필터(CF)(녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 형성을 위한 컬러 필터용 오목부(13B)가 개구된다.
다음으로, 도 3H에 도시한 바와 같이, 컬러 필터용 오목부(13B)를 매입하도록 녹색소를 함유하는 감광성 네거티브 레지스트 재료를 도포하여, 녹색소를 함유하는 감광성 네거티브 레지스트막(15PR)을 형성한다.
다음으로, 도 3I에 도시한 바와 같이, 녹색 화소에서의 감광성 네거티브 레지스트막(15PR)에 대해 선택적으로 노광 처리를 행하고, 녹색 필터(15)를 형성한다. 이어서, 녹색 필터(15)가 형성된 영역 이외에 마련되어 있는, 노광 처리가 이루어지지 않은 감광성 네거티브 레지스트막(15PR)을 박리한다. 또한, 적색 필터(14)의 형성 방법 및 녹색 필터(15)의 형성 방법과 같게 하여, 도시하지 않은 영역에서 청색 필터(16)를 형성한다.
다음으로, 도 3J에 도시한 바와 같이, 예를 들어 CVD법에 의해 전면에 산화실리콘 등을 퇴적하여 저굴절율막(17)을 형성하고, 또한 CVD법에 의해 질화실리콘 등을 퇴적하여 고굴절율막(18)을 형성한다. 이어서, 고굴절율막(18)의 상층에 CVD법에 의해 산화실리콘 등을 퇴적하여 반사 방지막(19)을 형성한다. 이와 같이 하여, 촬상 장치(1)가 제조된다.
[동작]
촬상 장치(1)에서는, 반도체 기판(10)에 마련된 포토 다이오드(PD)에, 광 입사측(고굴절율막(18)측)으로부터 수광 대상의 파장의 광이 입사하면, 신호 전하가 발생하고, 축적된다. 신호 전하는, 각 화소(PX)의 포토 다이오드(PD)로부터 취출되고, 신호 처리 회로(도시 생략)에 의해 CDS(correlated double sampling) 처리 등의 신호 처리가 시행되고, 디지털 신호로 변환되어 외부에 출력된다.
[촬상 장치(1)의 작용·효과]
도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시의 형태의 촬상 장치(1)는, 굴절율(nCF)을 갖는 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 광 입사측에, 굴절율(n18)을 갖는 고굴절율막(18)이 형성되어 있다. 이웃하는 2개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16)) 사이는 화소간 차광 영역으로, 굴절율(n13)을 갖는 화소간 차광막(13)이 형성되어 있다. 여기서, 굴절율(n18)은 굴절율(nCF)보다 높다. 또한, 굴절율(n13)은 굴절율(nCF)보다 낮다. 광(LI)이 화소(PX)에 비스듬히 입사한 경우를 상정한다. 굴절율(n18)의 고굴절율막(18)에 의해 광(LI)은 반도체 기판(10)의 주면에 대해 더 수직 방향으로 굴절한다. 이 결과, 화소간 차광막(13)과 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에 입사하는 각도(컬러 필터(CF)의 벽측에 입사하는 각도)(θ1)가, 고굴절율막(18)이 없는 경우에 입사하는 각도(θ2)보다도 얕아진다. 즉, 화소간 차광막(13)과 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에 대한 입사각(θ1')이, 고굴절율막(18)이 없는 경우의 입사각(θ2')보다도 커진다. 화소간 차광막(13)과 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에 대한 입사각(θ1')이 소정의 각도보다 커지면, 광은 전반사한다. 고굴절율막(18)에 의해, 입사각(θ1')이 더 커지도록 광이 굴절하기 때문에, 상기 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
상기 작용 효과에 관해, 참고 형태를 이용하여 설명한다. 도 5는, 참고 형태의 촬상 장치(110)의 단면 구성을 도시하는 것으로, 화소(PX)에 비스듬히 광이 입사한 경우의 광의 진행 경로를 나타낸다. 촬상 장치(110)에서는, n형 반도체 영역(100A)과 p형 반도체 영역(100B)을 포함하는 반도체 기판(100)에 포토 다이오드(PD)가 형성되어 있다. 반도체 기판(100)에는, 화소 분리 영역에 화소 분리 홈(101)이 형성되고, 화소 분리 홈(101)을 메우도록 화소 분리막(102)이 형성되어 있다. 반도체 기판(100)에는 화소간 차광 영역에서 화소간 차광막(103)이 형성되고, 화소간 차광막(103)으로 분리되도록 컬러 필터(CF)(적색 필터(104), 녹색 필터(105), 청색 필터)가 형성되어 있다. 화소간 차광막(103) 및 컬러 필터(CF)(적색 필터(104), 녹색 필터(105), 청색 필터)의 상층에 저굴절율막(107)이 형성되고, 그 상층에 반사 방지막(109)이 형성되어 있다. 촬상 장치(110)에서는, 컬러 필터(CF)(적색 필터(104), 녹색 필터(105), 청색 필터)의 상층에 고굴절율막이 마련되어 있지 않기 때문에, 화소(PX)에 광(LI)이 비스듬히 입사해도 광(LI)의 진행 경로는 개략 변하지 않는다. 이 때문에, 화소간 차광막(103)과 컬러 필터(CF)(적색 필터(104), 녹색 필터(105), 청색 필터)의 계면에 광(LI)이 입사하는 각도(컬러 필터(CF)의 벽측에 입사하는 각도)(φ)가 크고, 광(LI)은 상기 계면에서 전반사하지 않고 옆의 화소에 진입하는 일이 많아진다. 이 결과, 화소(PX) 사이의 혼색이 발생하기 쉽다.
도 6은 도 1의 촬상 장치(1)의 화소와 도 5의 촬상 장치(110)의 화소의 특성을 도시하는 그래프이다. 도면 중, 종축은 양자 효율(QE)을 나타내고, 횡축은 파장을 나타낸다. 촬상 장치(1)에 각 파장의 광이 입사했을 때의, 적색 화소의 양자 효율(R1), 녹색 화소의 양자 효율(G), 청색 화소의 양자 효율(B)을 나타낸다. 또한, 촬상 장치(110)에 각 파장의 광이 입사했을 때의 적색 화소의 양자 효율(R2)도 겹쳐서 나타내고 있다. 촬상 장치(110)의 녹색 화소와 청색 화소의 양자 효율은 촬상 장치(1)와 마찬가지이다. 양자 효율(R1)과 양자 효율(R2)을 비교하면, 녹색의 파장 영역에서 양자 효율(R2)이 양자 효율(R1)보다 크다는 차이가 있다. 녹색의 파장 영역에서의 양자 효율(R1)과 양자 효율(R2)의 차는, 혼색(CM)의 정도의 크기를 나타내는 것이다. 즉, 촬상 장치(1)는, 촬상 장치(110)보다 화소(PX) 사이의 혼색을 억제할 수 있다.
촬상 장치(1)에서는, 이웃하는 2개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16)) 사이에서의 화소간 차광막(13)의 폭(W13)은, 이웃하는 2개의 화소(PX) 사이에서의 화소 분리막의 폭(W12) 이상인 것이 바람직하다. 이에 의해, 포토 다이오드(PD)에 대한 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 위치(화소간 차광막(13)에 마련되는 컬러 필터용 오목부(13B)의 위치)에 맞춰서 어긋남이 발생해도, 상기 화소(PX) 사이의 혼색을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 굴절율(nCF)은, 1<n13≤1.5(530㎚의 파장의 광에 대한 굴절율)를 충족시키는 것이 바람직하다. 또한, 고굴절율막(18)의 굴절율(n18)은, 1.5<n18≤4.2(530㎚의 파장의 광에 대한 굴절율)를 충족시키는 것이 바람직하다. 촬상 장치(1)의 수광 대상의 파장 영역이 가시 영역(예를 들어 400㎚ 이상 700㎚ 이하)인 경우에는, 가시 영역을 대표하는 파장으로서 530㎚의 파장을 선택하고, 530㎚의 파장의 굴절율을 1개의 기준으로 한 것이다. 530㎚의 파장에서의 굴절율의 대소 관계는, 400㎚ 이상 700㎚ 이하의 파장 영역의 전체에서도 통상은 같은 대소 관계가 되어 있는 것에 의한다. 530㎚의 파장에서의 굴절율을 기준으로 하는 것은 한 예이고, 다른 파장의 굴절율을 기준으로 해도 좋다. 예를 들면, 촬상 장치(1)의 수광 대상의 파장 영역이 적외 영역(예를 들어 650㎚ 이상)인 경우에는, 적외 영역의 소정의 파장의 굴절율을 기준으로서 재료가 선택되어도 좋다.
촬상 장치(1)에서는, 고굴절율막(18)의 막두께는 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 막두께 이하인 것이 바람직하다. 고굴절율막(18)의 막두께가 충분히 두꺼운 경우, 광이 고굴절율막(18)에 입사할 때에 반도체 기판(10)의 주면에 대해 더 수직 방향으로 굴절해도, 광이 고굴절율막(18)에서부터 출사할 때에 원래 방향으로 돌아오고 만다. 이 때문에, 상기 혼색을 억제하는 효과를 얻기 어려워진다. 고굴절율막(18)의 막두께로서는, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 및 청색 필터(16))의 막두께 정도 이하라면, 광이 고굴절율막(18)에서부터 출사할 때에 원래 방향으로 돌아오지 않도록 할 수 있다. 이에 의해, 상기 화소(PX) 사이의 혼색을 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시의 형태의 촬상 장치(1)에서는, 입사한 광이 고굴절율막(18)에 의해 굴절하여 화소간 차광막(103)과 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
<2. 변형례>
이하에, 상기 실시의 형태에 관한 촬상 장치(1)의 변형례에 관해 설명한다. 또한, 이하의 변형례에서, 상기 실시의 형태와 공통의 구성에 대해서는, 동일한 부호가 부여되어 있다.
[변형례 A]
상기 촬상 장치(1)에서는, 각 화소(PX)에 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))가 마련된 구성이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 컬러 필터(CF) 대신에 투명막(20)이 형성되어 있어도 좋다.
도 7A는, 변형례 A로서의 촬상 장치(1A)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 7B는 도 7A의 촬상 장치의 Ⅱ-Ⅱ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1A)에서는, 모든 화소(PX)에서 컬러 필터(CF) 대신에 투명막(20)이 마련되어 있다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1)와 같은 구성을 가진다.
촬상 장치(1A)는, 모노크로 화상을 촬상한다. 촬상 장치(1A)의 촬상 대상인 파장 영역은, 예를 들어 가시 영역, 적외 영역, 또는 자외 영역이다. 투명막(20)은, 촬상 대상인 파장 영역의 광을 투과하는 재료로 형성되어 있다. 예를 들어 ND(Neutral Density) 그레이 필터 등, 촬상 대상인 파장 영역의 전체의 투과율을 조정하는 특성을 갖는 막이라도 좋다.
촬상 장치(1A)에서는, 투명막(20)의 굴절율(n20)은, 화소간 차광막(13)보다 높고, 고굴절율막(18)보다 낮다. 이에 의해, 광(LI)이 화소(PX)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광막(13)과 투명막(20)의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
[변형례 B]
상기 촬상 장치(1)에서는, 화소간 차광막(13)의 폭(W13)은, 화소 분리막의 폭(W12)보다 큰 구성이었지만, 본 개시는 이에 한하지 않고, 화소간 차광막(13)의 폭(W13)이 화소 분리막의 폭(W12)과 개략 동등한 구성이라도 좋다.
도 8A는, 변형례 B로서의 촬상 장치(1B)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 8B는 도 8A의 촬상 장치의 Ⅲ-Ⅲ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1B)에서는, 화소간 차광막(13)의 폭(W13)이 화소 분리막의 폭(W12)과 개략 동등하다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1)와 같은 구성을 가진다.
촬상 장치(1B)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(PX)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광막(13)과 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
[변형례 C]
상기 촬상 장치(1)에서는, 화소간 차광 영역에 화소간 차광막(13)이 형성된 구성이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 화소간 차광막(13) 대신에 공기가 이용되어 화소간 차광부(13C)가 구성되어도 좋다. 즉, 화소간 차광부(13C)에서, 적색 필터(14)의 단면(14A)은 공기와 접하고 있다. 단면(14A)은, 적색 필터(14)의 화소간 차광부(13C)측의 표면이다. 녹색 필터(15)의 단면(15A) 및 청색 필터(16)의 단면(도시 생략)도 마찬가지로 공기와 접하고 있다.
도 9A는, 변형례 C로서의 촬상 장치(1C)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 9B는 도 9A의 촬상 장치의 Ⅳ-Ⅳ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1C)에서는, 화소간 차광 영역에 화소간 차광막(13)이 형성되어 있지 않고, 공기가 이용된 화소간 차광부(13C)가 구성되어 있다. 또한, 화소간 차광부(13C)의 폭(W13C)은, 화소 분리막의 폭(W12)과 개략 동등하다. 또한, 저굴절율막(17)은 마련되어 있지 않다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1)와 같은 구성을 가진다.
촬상 장치(1C)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(PX)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다. 화소간 차광부(13C)(공기)의 굴절율은 1.0이고, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 큰 굴절율 차를 확보할 수 있다. 이에 의해, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광을 더욱 늘릴 수 있다.
[변형례 D]
상기 촬상 장치(1C)에서는, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면 및 고굴절율막(18)의 상면은 평탄한 면이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 그러한 상면의 단부가 테이퍼 형상이라도 좋다.
도 10은, 변형례 D로서의 촬상 장치(1D)의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1D)에서는, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면은 평탄하고, 고굴절율막(18)의 상면의 단부(18C)가 테이퍼 형상이다. 반사 방지막(19)의 상면은, 고굴절율막(18)의 형상을 따라 단부가 테이퍼 형상으로 되어 있다. 고굴절율막(18)의 상면의 단부(18C)가 테이퍼 형상임으로써, 포토 다이오드(PD)에 대한 집광 효율을 높일 수 있다. 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면의 단부(18C)가 테이퍼 형상이고, 고굴절율막(18) 및 반사 방지막(19)의 상면은, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 형상을 따라 단부가 테이퍼 형상으로 되어 있어도 좋다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1C)와 같은 구성을 가진다. 상기 테이퍼 형상으로서는, 에칭 처리 등에 의해 의도하여 테이퍼 형상으로 해도 좋고, 컬러 필터(CF)나 고굴절율막(18)의 형성 및 가공 시에서 형성 및 가공한 결과로서 테이퍼 형상이 된 것이라도 좋다.
촬상 장치(1D)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(PX)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다. 화소간 차광부(13C)(공기)의 굴절율은 1.0이고, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))와의 큰 굴절율 차를 확보할 수 있다. 이에 의해, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광을 더욱 늘릴 수 있다. 또한, 고굴절율막(18)의 단부가 테이퍼 형상으로 되어 있음에 의해, 더 많은 광을 각 화소(PX)의 포토 다이오드(PD)에 집광시키는 것이 가능하다.
[변형례 E]
상기 촬상 장치(1C)에서는, 공기가 이용되어 화소간 차광부(13C)가 구성된 구성이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 화소간 차광 영역이 굴절율이 낮은 재료로 매입되어 있어도 좋다.
도 11A는, 변형례 E로서의 촬상 장치(1E)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 11B는 도 11A의 촬상 장치의 V-V'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1E)에서는, 화소간 차광 영역에 반사 방지막(19)과 같은 재료로 화소간 차광막(13)이 형성되어 있다. 화소간 차광막(13)과 반사 방지막(19)은 일체가 되어 저굴절율막(30)이 구성되어 있다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1C)와 같은 구성을 가진다.
촬상 장치(1E)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(PX)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광막(13)과 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
[변형례 F]
상기 촬상 장치(1C)에서는, 각 화소(PX)에 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))가 마련된 구성이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 컬러 필터(CF) 대신에 투명막(20)이 형성되어 있어도 좋다.
도 12A는, 변형례 F로서의 촬상 장치(1F)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 12B는 도 12A의 촬상 장치의 Ⅵ-Ⅵ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1F)에서는, 모든 화소(PX)에서 컬러 필터(CF) 대신에 투명막(20)이 마련되어 있다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1C)와 같은 구성을 가진다.
촬상 장치(1F)에서는, 모노크로 화상을 촬상한다. 촬상 장치(1F)의 촬상 대상인 파장 영역은, 예를 들어 가시 영역, 적외 영역, 또는 자외 영역이다. 투명막(20)은, 촬상 대상인 파장 영역의 광을 투과하는 재료로 형성되어 있다. 촬상 장치(1F)에서는, 투명막(20)의 굴절율(n20)은, 화소간 차광부(13C)(공기)보다 높고, 고굴절율막(18)보다 낮다. 이에 의해, 광(LI)이 화소(PX)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)와 투명막(20)의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(PX)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
[변형례 G]
상기 촬상 장치(1C)에서는, 1개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))가 1개의 화소를 구성하는 1개의 포토 다이오드(PD)에 대해 마련된 구성이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 1개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))가 복수의 서브 화소(포토 다이오드(PD))에 대해 마련되어도 좋다. 1개의 서브 화소에 대해, 1개의 포토 다이오드(PD)가 마련되어 있다.
도 13A는, 변형례 G로서의 촬상 장치(1G)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 13B는 도 13A의 촬상 장치의 Ⅶ-Ⅶ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1G)에서는, 각 화소(PX)에서 1개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))가 2행 2열로 배치된 4개의 서브 화소(포토 다이오드(PD))에 대해 마련되어 있다. 즉, 적색 화소(PX1)는 1개의 적색 필터(14)를 가지고, 적색 필터(14)는, 2행 2열로 배치된 서브 화소(포토 다이오드(PD11), 포토 다이오드(PD12), 포토 다이오드(PD13), 및 포토 다이오드(PD14))에 대해 공통의 필터로서 마련되어 있다. 녹색 화소(PX2)는 1개의 녹색 필터(15)를 가지고, 녹색 필터(15)는, 2행 2열로 배치된 서브 화소(포토 다이오드(PD21), 포토 다이오드(PD22), 포토 다이오드(PD23), 및 포토 다이오드(PD24))에 대해 공통의 필터로서 마련되어 있다. 청색 화소(PX3)는 1개의 청색 필터(16)를 가지고, 청색 필터(16)는, 2행 2열로 배치된 서브 화소(포토 다이오드(PD31), 포토 다이오드(PD32), 포토 다이오드(PD33), 및 포토 다이오드(PD34))에 대해 공통의 필터로서 마련되어 있다. 적색 화소(PX1)를 구성하는 4개의 서브 화소(포토 다이오드(PD11), 포토 다이오드(PD12), 포토 다이오드(PD13), 및 포토 다이오드(PD14))는, 반도체 기판(10)의 내부에 마련된 서브 화소 분리막(12A)에 의해 서로 분리되어 있다. 녹색 화소(PX2)를 구성하는 4개의 서브 화소(포토 다이오드(PD21), 포토 다이오드(PD22), 포토 다이오드(PD23), 및 포토 다이오드(PD24))도 마찬가지로 서브 화소 분리막(12A)에 의해 서로 분리되어 있다. 청색 화소(PX3)를 구성하는 4개의 서브 화소(포토 다이오드(PD31), 포토 다이오드(PD32), 포토 다이오드(PD33), 및 포토 다이오드(PD34))도 마찬가지로 서브 화소 분리막(12A)에 의해 서로 분리되어 있다. 서브 화소 분리막(12A)은, 화소 분리막(12)과 마찬가지로 마련되어 있다. 즉, 서브 화소 분리막(12A)은, 서브 화소 분리 영역에서 반도체 기판(10)에 형성된 서브 화소 분리 홈(11A)에 산화실리콘 등이 매입되어 형성되어 있다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1C)와 같은 구성을 가진다.
촬상 장치(1G)의 적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 및 청색 화소(PX3)는, 위상차 검출 화소이다. 예를 들면, 도 13B에서는, 녹색 화소(PX2)에서, 녹색 화소(PX2)에 입사하는 방향이 다른 2개의 광(LT1, LT2)이, 각각 다른 포토 다이오드(PD21, PD22)에서 수광되는 것이 나타나고 있다. 즉, 1개의 녹색 화소(PX2)에서, 포토 다이오드(PD21), 포토 다이오드(PD22), 포토 다이오드(PD23), 및 포토 다이오드(PD24)는 입사 방향이 다른 광을 수광한다. 포토 다이오드(PD11), 포토 다이오드(PD12), 포토 다이오드(PD13), 및 포토 다이오드(PD14)의 각각으로부터 출력되는 신호로부터 출력 차분을 취득하는 등에 의해 상면(像面) 위상차를 검출한다. 얻어진 위상차로부터, 피사체의 초점 검출 등에 응용할 수 있다. 적색 화소(PX1) 및 청색 화소(PX3)에 대해서도 마찬가지로 상면 위상차를 검출할 수 있다. 예를 들면, 촬상 장치(1G)의 수광면에 마련된 유효 화소의 일부가 적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 및 청색 화소(PX3)를 포함하는 위상차 검출 화소인 구성이다. 또는, 유효 화소의 전부가 위상차 검출 화소라도 좋다.
도 13B에 도시한 바와 같이, 촬상 장치(1G)에서, 광(LI1)이 녹색 화소(PX2)에 비스듬히 입사한 경우, 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(녹색 필터(15))의 계면에서 전반사하고, 포토 다이오드(PD21)에 입사한다. 광(LI2)도 마찬가지로 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(녹색 필터(15))의 계면에서 전반사하고, 포토 다이오드(PD22)에 입사한다. 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(녹색 필터(15))의 계면에서의 전반사에 의해, 녹색 화소(PX2)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제된다. 적색 화소(PX1) 및 청색 화소(PX3)에서도 마찬가지로 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제된다. 이에 의해, 적색 화소(PX1)와, 녹색 화소(PX2)와, 청색 화소(PX3) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
또한, 촬상 장치(1G)에서는 온 칩 렌즈가 마련되어 있지 않다. 온 칩 렌즈를 갖는 촬상 장치에서는, 화소(PX)에 대한 온 칩 렌즈의 어긋남이 있으면, 동일한 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3))를 구성하는 서브 화소 사이의 감도차가 커질 가능성이 있다. 이것은, 온 칩 렌즈의 어긋남이 있으면, 동일한 화소 내의 1개의 서브 화소에 입사하는 광이 증가하고, 다른 서브 화소에 입사하는 광이 감소하기 때문이다. 촬상 장치(1G)에서는 온 칩 렌즈가 마련되어 있지 않고, 고굴절율막(18)이 마련되어 있다. 가령 고굴절율막(18)에 어긋남이 발생해도, 온 칩 렌즈에 어긋남이 생겼을 때와 같은 서브 화소 사이의 감도차의 증대는 발생하지 않고, 서브 화소 사이의 감도차에의 영향은 작다. 또한, 온 칩 렌즈를 갖는 구성에서는, 각 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3))에서 온 칩 렌즈로 집광된 광이 서브 화소 분리막(12A)의 상단 근방에서 산란하여, 혼색 등의 원인이 되는 일이 있었다. 촬상 장치(1G)에서는, 집광된 광이 서브 화소 분리막(12A)의 상단 근방에서 산란하는 일은 없기 때문에, 혼색을 억제할 수 있다.
[변형례 H]
상기 촬상 장치(1G)에서는, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면 및 고굴절율막(18)의 상면은 평탄한 면이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 그러한 상면의 단부가 테이퍼 형상이라도 좋다.
도 14는, 변형례 H로서의 촬상 장치(1H)의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1H)는, 위상차 검출 화소를 가진다. 촬상 장치(1H)에서는, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면은 평탄하고, 고굴절율막(18)의 상면의 단부(18C)가 테이퍼 형상이다. 반사 방지막(19)의 상면은, 고굴절율막(18)의 형상을 따라 단부가 테이퍼 형상으로 되어 있다. 고굴절율막(18)의 상면의 단부(18C)가 테이퍼 형상임으로써, 포토 다이오드(PD11, PD12, PD21, PD22)에 대한 집광 효율을 높일 수 있다. 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 상면의 단부(18C)가 테이퍼 형상이고, 고굴절율막(18) 및 반사 방지막(19)의 상면은, 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 형상을 따라 단부가 테이퍼 형상으로 되어 있어도 좋다. 상기를 제외하고는, 촬상 장치(1G)와 같은 구성을 가진다. 상기 테이퍼 형상으로서는, 에칭 처리 등에 의해 의도하여 테이퍼 형상으로 해도 좋고, 컬러 필터(CF)나 고굴절율막(18)의 형성 및 가공 시에서 형성 및 가공한 결과로서 의도하지 않고 테이퍼 형상이 된 것이라도 좋다.
촬상 장치(1H)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2))에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 더 많아진다. 이에 의해, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2))에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2)) 사이의 혼색을 저감할 수 있다. 또한, 고굴절율막(18)의 상면의 단부가 테이퍼 형상으로 되어 있음에 의해, 더 많은 광을 각 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2))의 포토 다이오드(PD11, PD12, PD21, PD22)에 집광시키는 것이 가능하다. 도시를 생략하고 있는데, 청색 화소에 대해서도 마찬가지이다.
촬상 장치(1H) 등에서의 위상차 검출 화소에서는, 화소를 구성하는 포토 다이오드 사이의 감도차를 억제하는 것과, 화소를 구성하는 포토 다이오드 사이의 분리비를 높이는 것이 바람직하다. 그러나, 포토 다이오드간 감도차를 억제하는 것과 분리비를 높이는 것은 트레이드 오프의 관계에 있기 때문에, 일방을 악화시키는 일 없이 타방 또는 양방을 향상시키는 것은 곤란하다. 촬상 장치(1H)에서는, 고굴절율막(18)의 상면의 단부(18C)가 테이퍼 형상으로 함으로써, 보다 많은 광을 집광하여 광이 화소에 입사하는 양자 효율을 높일 수 있기 때문에, 포토 다이오드 사이의 감도차를 억제하면서, 분리비를 확보할 수 있다.
[변형례 I]
상기 촬상 장치(1G)에서, 수광면(10C)의 중앙부로부터 주변부에 걸쳐, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 및 청색 화소(PX3))에서의 서브 화소 분리막(12A)의 위치(동(瞳) 분할의 위치)가 서서히 변화하도록 해도 좋다.
도 15A는 변형례 I로서의 촬상 장치(1I)의 평면 구성의 한 예를 도시하는 것이다. 촬상 장치(1I)는, 위상차 검출 화소를 가진다. 예를 들면, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 및 청색 화소(PX3))로서, 수광면(10C)의 중앙부에 화소(PX-A)가 배치되고, 수광면(10C)의 가장 가장자리인 모서리부에 화소(PX-G)가 배치되어 있다. 수광면(10C)의 중앙부로부터 가장자리에 걸쳐 중간 위치에, 화소(PX-B, PX-C, PC-D, PX-E, PX-F)가 배치되어 있다. 도시하지 않는 그 외의 화소가 배치되어 있어도 좋다. 각 화소(PX-A, PX-B, PX-C, PC-D, PX-E, PX-F, PX-G)에서, 동 보정량(IH)이 설정된다. 동 보정량은, 수광면(10C)의 중앙부의 화소(PX-A)에서는 0%이고, 수광면(10C)의 가장자리(모서리부)의 화소(PX-G)에서는 100%이다. 중간 위치에 배치된 화소(PX-B, PX-C, PC-D, PX-E, PX-F)에서는, 중간의 동 보정량이 설정된다. 예를 들면, 화소(PX-A)(IH0%)와 화소(PX-G)(IH 100%) 사이의 화소(PX-E)에서는, IH 50%이다. 또한, 화소(PX-A)에서 보아, 수직 방향(도면상, 상하 방향)으로 배치된 화소(PX-B)와, 화소(PX-C)에서는, 각각 IH 30%, IH 60%이고, 수광면(10C)의 가장자리에 가까울(중앙부에서 먼)수록 동 보정량이 커진다. 화소(PX-A)에서 보아, 수평 방향(도면상, 좌우의 방향)으로 배치된 화소(PX-D)와, 화소(PX-F)에서는, 각각 IH 40%, IH 80%이고, 수광면(10C)의 가장자리에 가까울(중앙부에서 먼)수록 동 보정량이 커진다. 수직 방향과 수평 방향에서 동 보정량의 정도가 다르고, 수평 방향으로 보다 큰 동 보정량을 설정하고 있는데, 같아도 좋으며, 수직 방향으로 보다 큰 동 보정량을 설정해도 좋다.
도 15B는 도 15A의 요부을 확대한 것이다. 예를 들면, 수광면(10C)의 중앙부의 화소(PX-A)는, 제1 포토 다이오드(PD1), 제2 포토 다이오드(PD2), 제3 포토 다이오드(PD3), 및 제4 포토 다이오드(PD4)를 가진다. 4개의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)는, 서브 화소 분리막(12A)에 의해 분리되어 있다. 4개의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 면적은, 동 보정량 0%의 화소(PX-A)에서는 개략 균등하다.
한편, 수광면(10C)의 가장자리(모서리부)의 화소(PX-G)에서는, 서브 화소 분리막(12A)의 위치가 수직 방향 및 수평 방향 둘 다 수광면(10C)의 가장자리에 근접하도록 조정되어 있다. 즉, 화소(PX-G)에서 수직 방향 및 수평 방향에서 중앙부 가까이의 포토 다이오드(PD1)는 면적이 커지고, 수직 방향 및 수평 방향에서 가장자리 가까이의 포토 다이오드(PD4)는 면적이 작아지고, 포토 다이오드(PD2, PD3)는 그 사이의 면적이 된다. 화소(PX-G)는 동 보정량이 100%이고, 가장 보정량이 크게 조정된 화소이다.
수광면(10C)의 중앙부로부터 가장자리(모서리부)의 중간에 배치된 화소(PX-B, PX-C, PC-D, PX-E, PX-F)에서는, 각각 도 15B에 도시한 동 보정량에 응하여, 각 화소(PX-B, PX-C, PC-D, PX-E, PX-F) 중의 서브 화소 분리막의 위치가 조정되어 있다. 이와 같이 하여, 화소(PX-B, PX-C, PC-D, PX-E, PX-F)를 구성하는 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 면적은, 수광면(10C)의 중앙부로부터 가장자리(모서리부)에 걸쳐 서서히 변화하도록 마련되어 있다.
촬상 장치(1I)는 위상차 검출 화소를 가진다. 위상차 검출 화소는, 4개의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)를 갖는데, 수광면(10C)에서의 위치에 의해 감도가 변해 버린다. 즉, 수광면(10C)의 가장자리(모서리부)에 가까울수록, 4개의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4) 중의 가장자리(모서리부)에 가까운 포토 다이오드의 감도가 높아져 버린다. 이것은, 화소가 가장자리(모서리부)에 근접함에 따라, 4개의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4) 중의 중앙부에 가까운 포토 다이오드에 입사하는 광의 경로가 적어지고, 가장자리(모서리부)에 가까운 포토 다이오드에 입사하는 광의 경로가 많아지기 때문이다. 이 때문에, 4개의 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 감도차가 커진다. 촬상 장치(1I)에서는, 각 화소를 구성하는 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 면적이, 수광면(10C)의 중앙부로부터 가장자리(모서리부)에 걸쳐 서서히 변화하도록 동 보정량을 설정한다. 이에 의해, 수광면(10C)의 위치에서 생기는, 화소 내의 포토 다이오드 사이의 감도차를 저감하고, 감도를 균일화할 수 있다.
촬상 장치(1I)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(PX-A∼PX-G)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 보다 많아진다. 이에 의해, 화소(PX-A∼PX-G)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(PX-A∼PX-G) 사이의 혼색을 저감할 수 있다. 또한, 각 화소(PX-A∼PX-G)를 구성하는 포토 다이오드(PD1, PD2, PD3, PD4)의 면적이 수광면(10C)의 중앙부로부터 가장자리(모서리부)에 걸쳐 서서히 변화하도록 동 보정량을 설정함으로써, 화소 내의 포토 다이오드 사이의 감도차를 저감하고, 균일화할 수 있다.
[변형례 J]
상기 촬상 장치(1G)에서는, 각 서브 화소(포토 다이오드)의 평면시에서의 형상은 개략 정방형이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 각 서브 화소의 형상은 평면시에서 장방형이라도 좋다.
도 16A는, 변형례 J로서의 촬상 장치(1J)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 16B는 도 16A의 촬상 장치의 Ⅷ-Ⅷ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1J)에서는, 적색 화소(PX1)는 1개의 적색 필터(14)를 가지고, 적색 필터(14)는, 장방형의 형상의 서브 화소(포토 다이오드(PD11), 포토 다이오드(PD12))에 대해 공통의 필터로서 마련되어 있다. 포토 다이오드(PD11)와 포토 다이오드(PD12)를 합쳤을 때의 적색 화소(PX1)의 평면시에서의 형상이 개략 정방형이 된다. 녹색 화소(PX2)와 청색 화소(PX3)에 대해서도 마찬가지이다.
촬상 장치(1J)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3))에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 보다 많아진다. 이에 의해, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3))에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3)) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
[변형례 K]
상기 촬상 장치(1G)에서는, 각 서브 화소(포토 다이오드)의 평면시에서의 형상은 개략 정방형이었지만, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 각 서브 화소의 형상은 평면시로 장방형이라도 좋다.
도 17A는, 변형례 K로서의 촬상 장치(1K)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 17B는 도 17A의 촬상 장치의 Ⅸ-Ⅸ'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1K)에서는, 적색 화소(PX1)는 1개의 적색 필터(14)를 가지고, 적색 필터(14)는, 장방형 형상의 2행 4열로 배치된 서브 화소(포토 다이오드(PD11, PD12, PD13, PD14, PD15, PD16, PD17, PD18))에 대해 공통의 필터로서 마련되어 있다. 포토 다이오드(PD11∼PD18)의 전체에서의 적색 화소(PX1)의 평면시에서의 형상이 개략 정방형으로 된다. 녹색 화소(PX2)와 청색 화소(PX3)에 대해서도 마찬가지이다.
촬상 장치(1K)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3))에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))의 계면에서 전반사하는 광이 보다 많아진다. 이에 의해, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3))에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 화소(적색 화소(PX1), 녹색 화소(PX2), 청색 화소(PX3)) 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
[변형례 L]
상기 촬상 장치(1G)에서는, 4개의 서브 화소(포토 다이오드)에 대해 1개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))가 형성되어 있는데, 본 개시에서는 이에 한하지 않고, 2개의 서브 화소(포토 다이오드)에 대해 1개의 컬러 필터(CF)(적색 필터(14), 녹색 필터(15), 청색 필터(16))가 형성되어 있는 구성이라도 좋다.
도 18A는, 변형례 L로서의 촬상 장치(1L)의 평면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 18B는 도 18A의 촬상 장치의 X-X'에서의 단면 구성의 한 예를 도시한 것이다. 촬상 장치(1L)에서는, 녹색 화소(PX2)는 1개의 녹색 필터(15)를 가지고, 녹색 필터(15)는, 개략 정방형 형상의 2개의 서브 화소(포토 다이오드(PD21, PD22))에 대해 공통의 필터로서 마련되어 있다.
촬상 장치(1L)에서는, 상기와 마찬가지로 광(LI)이 녹색 화소(PX2)에 비스듬히 입사한 경우에 고굴절율막(18)에서 굴절하고, 화소간 차광부(13C)(공기)와 컬러 필터(CF)(녹색 필터(15))의 계면에서 전반사하는 광이 보다 많아진다. 이에 의해, 녹색 화소(PX2)에 비스듬히 입사한 광이 옆의 화소에 진입하는 것이 억제되고, 녹색 화소(PX2)와 인접 화소 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
<3. 적용례>
[적용례 1]
상술한 촬상 장치(1, 1A∼1L)(대표하여 촬상 장치(1)라고 한다)는, 예를 들면, 디지털 스틸 카메라나 디지털 비디오 카메라 등의 카메라, 촬상 기능을 구비한 휴대 전화기, 또는, 촬상 기능을 구비한 다른 기기라는 각종의 전자 기기에 적용할 수 있다.
도 19는, 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치를 구비한 전자 기기의 개략 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다.
도 19에 도시하는 전자 기기(201)는, 광학계(202), 셔터 장치(203), 촬상 장치(1), 구동 회로(205), 신호 처리 회로(206), 모니터(207), 및 메모리(208)를 구비하여 구성되고, 정지 화상 및 동화상을 촬상 가능하다.
광학계(202)는, 1장 또는 여러 장의 렌즈를 가지고 구성되고, 피사체로부터의 광(입사광)을 촬상 장치(1)에 유도하고, 촬상 장치(1)의 수광면에 결상시킨다.
셔터 장치(203)는, 광학계(202) 및 촬상 장치(1) 사이에 배치되고, 구동 회로(205)의 제어에 따라, 촬상 장치(1)에의 광조사 기간 및 차광 기간을 제어한다.
촬상 장치(1)는, 상술한 촬상 장치를 포함하는 패키지에 의해 구성된다. 촬상 장치(1)는, 광학계(202) 및 셔터 장치(203)를 통하여 수광면에 결상되는 광에 응하여, 일정 기간, 신호 전하를 축적한다. 촬상 장치(1)에 축적된 신호 전하는, 구동 회로(205)로부터 공급되는 구동 신호(타이밍 신호)에 따라 전송된다.
구동 회로(205)는, 촬상 장치(1)의 전송 동작, 및 셔터 장치(203)의 셔터 조작을 제어하는 구동 신호를 출력하여, 촬상 장치(1) 및 셔터 장치(203)를 구동한다.
신호 처리 회로(206)는, 촬상 장치(1)로부터 출력된 신호 전하에 대해 각종의 신호 처리를 시행한다. 신호 처리 회로(206)가 신호 처리를 시행함에 의해 얻어진 화상(화상 데이터)은, 모니터(207)에 공급되어 표시되거나, 메모리(208)에 공급되어 기억(기록)되거나 한다.
상기와 같이 구성되어 있는 전자 기기(201)에서도, 촬상 장치(1)를 적용함에 의해, 화소 사이의 혼색을 저감한 촬상을 실현하는 것이 가능해진다.
[적용례 2]
도 20은, 상기 촬상 장치(1, 1A∼1L)를 구비한 촬상 시스템(2)의 개략 구성의 한 예를 도시한 것이다. 도 20에서는, 촬상 장치(1, 1A∼1L)를 대표하여 촬상 장치(1)가 도시되어 있다. 이하, 촬상 장치(1, 1A∼1L)를 대표하여 촬상 장치(1)라고 한다.
촬상 시스템(2)은, 예를 들면, 디지털 스틸 카메라나 비디오 카메라 등의 촬상 장치나, 스마트폰이나 태블릿형 단말 등의 휴대 단말 장치 등의 전자 기기이다. 촬상 시스템(2)은, 예를 들면, 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치(1), DSP 회로(141), 프레임 메모리(142), 표시부(143), 기억부(144), 조작부(145), 및 전원부(146)를 구비하고 있다. 촬상 시스템(2)에서, 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치(1), DSP 회로(141), 프레임 메모리(142), 표시부(143), 기억부(144), 조작부(145), 및 전원부(146)는, 버스 라인(147)을 통하여 서로 접속되어 있다.
상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치(1)는, 입사광에 응한 화상 데이터를 출력한다. DSP 회로(141)는, 상기 실시의 형태 및 그 변형례 1∼W에 관한 촬상 장치(1)로부터 출력되는 신호(화상 데이터)를 처리하는 신호 처리 회로이다. 프레임 메모리(142)는, DSP 회로(141)에 의해 처리된 화상 데이터를, 프레임 단위로 일시적으로 유지한다. 표시부(143)는, 예를 들면, 액정 패널이나 유기 EL(Electro Luminescence) 패널 등의 패널형 표시 장치로 이루어지고, 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치(1)로 촬상된 동화 또는 정지화를 표시한다. 기억부(144)는, 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치(1)로 촬상된 동화 또는 정지화의 화상 데이터를, 반도체 메모리나 하드 디스크 등의 기록 매체에 기록한다. 조작부(145)는, 유저에 의한 조작에 따라, 촬상 시스템(2)가 갖는 각종의 기능에 관한 조작 지령을 발한다. 전원부(146)는, 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치(1), DSP 회로(141), 프레임 메모리(142), 표시부(143), 기억부(144), 및 조작부(145)의 동작 전원이 되는 각종의 전원을, 이들 공급 대상에 대해 적절히 공급한다.
다음으로, 촬상 시스템(2)에서의 촬상 순서에 관해 설명한다.
도 21은, 촬상 시스템(2)에서의 촬상 동작의 플로우차트의 한 예를 도시한다. 유저는, 조작부(145)를 조작함에 의해 촬상 시작을 지시한다(스텝 S101). 그러면, 조작부(145)는, 촬상 지령을 촬상 장치(1)에 송신한다(스텝 S102). 촬상 장치(1)(구체적으로는 시스템 제어 회로)는, 촬상 지령을 받으면, 소정의 촬상 방식으로의 촬상을 실행한다(스텝 S103).
촬상 장치(1)는, 촬상에 의해 얻어진 화상 데이터를 DSP 회로(141)에 출력한다. 여기서, 화상 데이터란, 플로팅 디퓨전(FD)에 일시적으로 유지된 전하에 의거하여 생성된 화소 신호의 전 화소분의 데이터이다. DSP 회로(141)는, 촬상 장치(1)로부터 입력된 화상 데이터에 의거하여 소정의 신호 처리(예를 들어 노이즈 저감 처리 등)를 행한다(스텝 S104). DSP 회로(141)는, 소정의 신호 처리가 이루어진 화상 데이터를 프레임 메모리(142)에 유지시키고, 프레임 메모리(142)는, 화상 데이터를 기억부(144)에 기억시킨다(스텝 S105). 이와 같이 하여, 촬상 시스템(2)에서의 촬상이 행해진다.
본 적용례에서는, 상기 실시의 형태 및 그 변형례 A∼L에 관한 촬상 장치(1)가 촬상 시스템(2)에 적용된다. 이에 의해, 촬상 장치(1)의 화소 사이의 혼색을 저감할 수 있기 때문에, 화소 사이의 혼색을 저감한 촬상 시스템(2)을 제공할 수 있다.
<4. 응용례>
[응용례 1]
본 개시에 관한 기술(본 기술)은, 다양한 제품에 응용할 수 있다. 예를 들면, 본 개시에 관한 기술은, 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 한 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 좋다.
도 22는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 한 예인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성례를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 22에 도시한 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은, 구동계 제어 유닛(12010), 바디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040), 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로 컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052), 및 차량 탑재 네트워크 I/F(interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은, 각종 프로그램에 따라 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및, 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
바디계 제어 유닛(12020)은, 각종 프로그램에 따라 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들면, 바디계 제어 유닛(12020)은, 키레스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 또는, 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 윙커 또는 포그램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 바디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 바디계 제어 유닛(12020)은, 이러한 전파 또는 신호의 입력을 접수하고, 차량의 도어 로크 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은, 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들면, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 촬상부(12031)에 차외의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은, 수신한 화상에 의거하여, 사람, 차, 장애물, 표지 또는 노면상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 좋다.
촬상부(12031)는, 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 응한 전기 신호를 출력하는 광센서이다. 촬상부(12031)는, 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 거리 측정의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이라도 좋고, 적외선 등의 비가시광이라도 좋다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은, 차내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들면, 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들어 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은, 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 의거하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 좋고, 운전자가 앉아서 졸고 있지 않는지를 판별해도 좋다.
마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차내외의 정보에 의거하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표치를 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 또는 충격 완화, 차간 거리에 의거하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량의 주위의 정보에 의거하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함에 의해, 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차외의 정보에 의거하여, 바디계 제어 유닛(12020)에 대해 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 응하여 헤드 램프를 제어하고, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현(防眩)을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차외에 대해, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중의 적어도 일방의 출력 신호를 송신한다. 도 22의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들면, 온 보드 디스플레이 및 헤드 업 디스플레이의 적어도 1개를 포함하고 있어도 좋다.
도 23은, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 23에서는, 차량(12100)은, 촬상부(12031)로서, 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 가진다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들면, 차량(12100)의 프런트 노우즈, 사이드 미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차실 내의 프런트글라스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프런트 노우즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실 내의 프런트글라스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드 미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)에서 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 이용된다.
또한, 도 23에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 한 예가 도시되어 있다. 촬상 범위(12111)는, 프런트 노우즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는, 각각 사이드 미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는, 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)에서 촬상된 화상 데이터가 맞겹쳐짐에 의해, 차량(12100)을 상방에서 본 부감(俯瞰) 화상을 얻을 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 1개는, 거리 정보를 취득하는 기능을 가지고 있어도 좋다. 예를 들면, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 1개는, 복수의 촬상 소자로 이루어지는 스테레오 카메라라도 좋고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자라도 좋다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함에 의해, 특히 차량(12100)의 진행로상에 있는 가장 가까운 입체물로, 차량(12100)과 개략 같은 방향으로 소정의 속도(예를 들면, 0㎞/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 선행차와 내 차와의 사이에 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 운전자의 조작에 근거하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 이륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전신주 등 그 외의 입체물로 분류하여 추출하고, 장애물의 자동 회피에 이용할 수 있다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 차량(12100)의 주변의 장애물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장애물과 시인 곤란한 장애물로 식별한다. 그리고, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 각 장애물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하고, 충돌 리스크가 설정치 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통하여 드라이버에게 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통하여 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 1개는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라라도 좋다. 예를 들면, 마이크로 컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지의 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들어 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에서의 특징점을 추출하는 순서와, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자인지의 여부를 판별하는 순서에 의해 행해진다. 마이크로 컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에게 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 소망하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 상기 실시의 형태 및 그 변형례에 관한 촬상 장치(1)는, 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 화소 사이의 혼색을 저감한 고정밀 촬영 화상을 얻을 수 있기 때문에, 이동체 제어 시스템에서 촬영 화상을 이용한 고정밀의 제어를 행할 수 있다.
[응용례 2]
도 24는, 본 개시에 관한 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 한 예를 도시하는 도면이다.
도 24에서는, 수술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 이용하여, 환자 베드(11133)상의 환자(11132)에게 수술을 행하고 있는 양상이 도시되어 있다. 도시하는 바와 같이, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의, 그 외의 수술구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지 암장치(11120)와, 내시경하 수술을 위한 각종의 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단으로부터 소정의 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시하는 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 이른바 경성경으로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있는데, 내시경(11100)은, 연성의 경통을 갖는 이른바 연성경으로서 구성되어도 좋다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 감입된 개구부가 마련되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 당해 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부에 연설(延設)되는 라이트 가이드에 의해 당해 경통의 선단까지 도광되고, 대물 렌즈를 통하여 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향하여 조사된다. 또한, 내시경(11100)은, 직시경이라도 좋고, 사시경 또는 측시경이라도 좋다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 마련되어 있고, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 당해 광학계에 의해 당해 촬상 소자에 집광된다. 당해 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전 변환되고, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 컨트롤 유닛(CCU: Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등에 의해 구성되고, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는, 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대해, 예를 들어 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 당해 화상 신호에 의거하는 화상을 표시하기 위한 각종의 화상 처리를 시행한다.
표시 장치(11202)는, CCU(11201)로부터의 제어에 의해, 당해 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 시행된 화상 신호에 의거하는 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원으로 구성되고, 수술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력 장치(11204)는, 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는, 입력 장치(11204)를 통하여, 내시경 수술 시스템(11000)에 대해 각종의 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수 있다. 예를 들면, 유저는, 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경하는 취지의 지시 등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는, 조직의 소작(燒灼), 절개 또는 혈관의 봉지 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는, 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 수술자의 작업 공간의 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 팽창시키기 위해, 기복 튜브(11111)를 통하여 당해 체강 내에 가스를 보낸다. 레코더(11207)는, 수술에 관한 각종의 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는, 수술에 관한 각종의 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종의 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)에 수술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는, 예를 들어 LED, 레이저 광원 또는 이러한 조합에 의해 구성되는 백색 광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저 광원의 조합에 의해 백색 광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에서 촬상 화상의 화이트 밸런스의 조정을 행할 수 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저 광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어함에 의해, RGB 각각에 대응한 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 당해 방법에 의하면, 당해 촬상 소자에 컬러 필터를 마련하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그 구동이 제어되어도 좋다. 그 광의 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함에 의해, 이른바 흑바램 및 백바램이 없는 고 다이내믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 특수광 관찰에 대응한 소정의 파장 대역의 광을 공급 가능하게 구성되어도 좋다. 특수광 관찰에서는, 예를 들면, 체조직에서의 광의 흡수의 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰 시에서의 조사광(즉, 백색광)에 비해 협대역의 광을 조사함에 의해, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고콘트라스트로 촬영하는, 이른바 협대역 광관찰(Narrow Band Imaging)이 행해진다. 또는, 특수광 관찰에서는, 여기광을 조사함에 의해 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행해져도 좋다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하고 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가 형광 관찰), 또는 인도시아닌그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국주(局注)함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응한 여기광을 조사하고 형광상을 얻는 것 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는, 이와 같은 특수광 관찰에 대응한 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하게 구성될 수 있다.
도 25는, 도 24에 도시하는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 한 예를 도시하는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는, 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 가진다. CCU(11201)는, 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 가진다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은, 경통(11101)과의 접속부에 마련되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단으로부터 취입된 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되고, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은, 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)는, 촬상 소자로 구성된다. 촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는, 1개(이른바 단판식)라도 좋고, 복수(이른바 다판식)라도 좋다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들어 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 그것들이 합성됨에 의해 컬러 화상이 얻어져도 좋다. 또는, 촬상부(11402)는, 3D(Dimensional) 표시에 대응하는 우안용 및 좌안용의 화상 신호를 각각 취득하기 위한 1쌍의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 좋다. 3D 표시가 행해짐에 의해, 수술자(11131)는 수술부에서의 생체 조직의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 마련될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는, 반드시 카메라 헤드(11102)에 마련되지 않아도 좋다. 예를 들면, 촬상부(11402)는, 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 직후에 마련되어도 좋다.
구동부(11403)는, 액추에이터에 의해 구성되고, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 광축을 따라 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는, CCU(11201) 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는, 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통하여 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는, CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하고, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 당해 제어 신호에는, 예를 들면, 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정하는 취지의 정보, 촬상 시의 노출치를 지정하는 취지의 정보, 및/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정하는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기 프레임 레이트나 노출치, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 좋고, 취득된 화상 신호에 의거하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 좋다. 후자의 경우에는, 이른바 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있는 것으로 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는, 통신부(11404)를 통하여 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 의거하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종의 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)를 통하여 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는, 카메라 헤드(11102)에 대해, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는, 전기 통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는, 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대해 각종의 화상 처리를 시행한다.
제어부(11413)는, 내시경(11100)에 의한 수술부 등의 촬상, 및, 수술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종의 제어를 행한다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는, 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 시행된 화상 신호에 의거하여, 수술부 등이 찍힌 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이때, 제어부(11413)는, 각종의 화상 인식 기술을 이용하여 촬상 화상 내에서의 각종의 물체를 인식해도 좋다. 예를 들면, 제어부(11413)는, 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지의 형상이나 색 등을 검출함에 의해, 겸자(鉗子) 등의 수술구, 특정한 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용 시의 미스트 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는, 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때에, 그 인식 결과를 이용하여, 각종의 수술 지원 정보를 당해 수술부의 화상에 중첩 표시시켜도 좋다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되고, 수술자(11131)에게 제시됨에 의해, 수술자(11131)의 부담을 경감하는 것이나, 수술자(11131)가 확실하게 수술을 진행하는 것이 가능해진다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응한 전기 신호 케이블, 광통신에 대응한 광파이버, 또는 이러한 복합 케이블이다.
여기서, 도시하는 예에서는, 전송 케이블(11400)을 이용하여 유선으로 통신이 행해지고 있었는데, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 사이의 통신은 무선으로 행해져도 좋다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 한 예에 관해 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 내시경(11100)의 카메라 헤드(11102)에 마련된 촬상부(11402)에 알맞게 적용될 수 있다. 촬상부(11402)에 본 개시에 관한 기술을 적용함에 의해, 화소 사이의 혼색을 저감하여 촬상부(11402)를 소형화 또는 고정밀화할 수 있기 때문에, 화소 사이의 혼색을 저감한 소형화 또는 고정밀 내시경(11100)을 제공할 수 있다.
<5. 그 외의 변형례>
이상, 실시의 형태 및 그 변형례 A∼L, 적용례 및 응용례를 들어 본 개시를 설명했지만, 본 개시는 상기 실시의 형태 등으로 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 변형이 가능하다.
상기 실시의 형태 및 변형례에서는, 베이어 배열의 컬러 촬상 장치, 모노크로의 촬상 장치, 컬러의 위상차 검출 화소를 갖는 촬상 장치에 관해 설명했지만, 이것으로 한정되는 것이 아니라, 이것에 대신하여, 그 외의 컬러 필터 구성을 갖는 촬상 장치, 또는 컬러 필터에 대신하여 다른 광투과막을 갖는 촬상 장치에도 적용할 수 있다.
또한, 본 명세서 중에 기재된 효과는, 어디까지나 예시이다. 본 개시의 효과는, 본 명세서 중에 기재된 효과로 한정되는 것은 아니다. 본 개시가, 본 명세서 중에 기재된 효과 이외의 효과를 가지고 있어도 좋다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성으로 할 수 있다. 이하의 구성의 본 기술에 의하면, 화소 사이의 혼색을 저감할 수 있다.
(1) 광입사면을 포함하는 광전 변환부와, 상기 광입사면과 대향하도록 마련되어 제1 굴절율을 갖는 제1 광투과막과, 상기 제1 굴절율보다 높은 제2 굴절율을 갖는 제2 광투과막이 순차적으로 적층 방향으로 적층된 적층 구조를 각각 가지고, 상기 적층 방향과 직교하는 면내 방향에서 배열된 복수의 화소와,
상기 면내 방향에서 이웃하는 복수의 상기 제1 광투과막 사이에 마련됨과 함께 상기 제1 굴절율보다 낮은 제3 굴절율을 갖는 제1 화소 분리부를 구비한 촬상 장치.
(2) 상기 제1 화소 분리부는 상기 제3 굴절율을 갖는 제1 화소 분리막을 포함하는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(3) 상기 제1 화소 분리부에서 상기 제1 광투과막의 단면(端面)은 공기와 접하고 있는 상기 (1)에 기재된 촬상 장치.
(4) 이웃하는 복수의 상기 광전 변환부 사이에 마련된 제2 화소 분리부를 또한 구비한 상기 (1)∼(3)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(5) 상기 제2 화소 분리부는 제2 화소 분리막인 상기 (4)에 기재된 촬상 장치.
(6) 이웃하는 2개의 상기 제1 광투과막 사이에서의 상기 제1 화소 분리부는, 제1 폭을 가지고,
이웃하는 2개의 상기 화소 사이에서의 상기 제2 화소 분리부는, 상기 제1 폭과 동등 이하의 제2 폭을 갖는 상기 (4) 또는 (5)에 기재된 촬상 장치.
(7) 상기 제1 광투과막은 컬러 필터인 상기 (1)∼(6)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(8) 상기 컬러 필터는, 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터를 포함하는 상기 (7)에 기재된 촬상 장치.
(9) 상기 제1 굴절율은, 530㎚의 파장의 광에 대해 1.5보다 크고 4.2 이하인 상기 (1)∼(8)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(10) 상기 제3 굴절율은, 530㎚의 파장의 광에 대해 1보다 크고 1.5 이하인 상기 (1)∼(9)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(11) 복수의 서브 화소 분리막을 또한 구비하고,
상기 복수의 화소는, 상기 서브 화소 분리막에 의해 분리된 복수의 서브 화소를 각각 포함하는 상기 (1)∼(10)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(12) 상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소에서, 상기 복수의 서브 화소는, 2행 2열로 나열되어 있는 상기 (11)에 기재된 촬상 장치.
(13) 상기 복수의 서브 화소의 각각은, 평면시로 장방형의 영역에 형성되어 있는 상기 (11)에 기재된 촬상 장치.
(14) 상기 복수의 서브 화소의 각각은, 평면시로 장방형의 영역에 형성되어 있고,
상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소에서, 상기 복수의 서브 화소는, 2행 4열로 나열되어 있는 상기 (11)에 기재된 촬상 장치.
(15) 상기 복수의 서브 화소의 각각은, 평면시로 개략 정방형의 영역에 형성되어 있고,
상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소에서, 인접하는 2개의 상기 서브 화소를 포함하는 상기 (11)에 기재된 촬상 장치.
(16) 상기 복수의 화소가 상기 면내 방향으로 배열되어 수광면이 구성되고,
상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소는, 제1 서브 화소와 제2 서브 화소를 포함하고,
상기 수광면의 중앙부의 상기 화소에 포함되는 상기 제1 서브 화소의 면적과 상기 제2 서브 화소의 면적은 개략 균등하고, 상기 중앙부로부터 떨어져서 상기 수광면의 가장자리에 근접함에 따라, 상기 제1 서브 화소 및 상기 제2 서브 화소 중의 상기 가장자리에 더 가까운 쪽의 면적이 보다 작고, 상기 중앙부에 더 가까운 쪽의 면적이 보다 커지도록, 상기 제1 서브 화소의 면적과 상기 제2 서브 화소의 면적이 서서히 변화하도록 구성되어 있는 상기 (11)에 기재된 촬상 장치.
(17) 상기 제1 광투과막은 제1 막두께를 가지고,
상기 제2 광투과막은 상기 제1 막두께와 동등 이하인 제2 막두께를 갖는 상기 (1)∼(16)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(18) 상기 제1 광투과막 또는 상기 제2 광투과막의 단부가 테이퍼 형상인 상기 (1)∼(17)의 어느 하나에 기재된 촬상 장치.
(19) 광학계와,
촬상 장치와,
신호 처리 회로를 구비하고,
상기 촬상 장치는,
광입사면을 포함하는 광전 변환부와, 상기 광입사면과 대향하도록 마련되어 제1 굴절율을 갖는 제1 광투과막과, 상기 제1 굴절율보다 높은 제2 굴절율을 갖는 제2 광투과막이 순차적으로 적층 방향으로 적층된 적층 구조를 각각 가지고, 상기 적층 방향과 직교하는 면내 방향에서 배열된 복수의 화소와,
상기 면내 방향에서 이웃하는 복수의 상기 제1 광투과막 사이에 마련됨과 함께 상기 제1 굴절율보다 낮은 제3 굴절율을 갖는 제1 화소 분리부를 갖는 전자 기기.
본 출원은, 일본 특허청에서 2019년 1월 31일에 출원된 일본 특허출원 번호 2019-15712호를 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이고, 이 출원의 모든 내용을 참조에 의해 본 출원에 원용한다.
당업자라면, 설계상의 요건이나 다른 요인에 응하여, 여러 가지 수정, 콤비네이션, 서브 콤비네이션, 및 변경을 상도할 수 있는데, 그것들은 첨부한 청구의 범위나 그 균등물의 범위에 포함되는 것임이 이해된다.

Claims (19)

  1. 광입사면을 포함하는 광전 변환부와, 상기 광입사면과 대향하도록 마련되어 제1 굴절율을 갖는 제1 광투과막과, 상기 제1 굴절율보다 높은 제2 굴절율을 갖는 제2 광투과막이 순차적으로 적층 방향으로 적층된 적층 구조를 각각 가지고, 상기 적층 방향과 직교하는 면내 방향에서 배열된 복수의 화소와,
    상기 면내 방향에서 이웃하는 복수의 상기 제1 광투과막 사이에 마련됨과 함께 상기 제1 굴절율보다 낮은 제3 굴절율을 갖는 제1 화소 분리부를 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소 분리부는 상기 제3 굴절율을 갖는 제1 화소 분리막을 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 화소 분리부에서 상기 제1 광투과막의 단면(端面)은 공기와 접하고 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    이웃하는 복수의 상기 광전 변환부 사이에 마련된 제2 화소 분리부를 더 구비한 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 화소 분리부는 제2 화소 분리막인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    이웃하는 2개의 상기 제1 광투과막 사이에서의 상기 제1 화소 분리부는, 제1 폭을 가지고,
    이웃하는 2개의 상기 화소 사이에서의 상기 제2 화소 분리부는, 상기 제1 폭과 동등 이하의 제2 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광투과막은 컬러 필터인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컬러 필터는, 적색 필터, 녹색 필터, 및 청색 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 굴절율은, 530㎚의 파장의 광에 대해 1.5보다 크고 4.2 이하인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제3 굴절율은, 530㎚의 파장의 광에 대해 1보다 크고 1.5 이하인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    복수의 서브 화소 분리막을 더 구비하고,
    상기 복수의 화소는, 상기 서브 화소 분리막에 의해 분리된 복수의 서브 화소를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소에서, 상기 복수의 서브 화소는, 2행 2열로 나열되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소의 각각은, 평면시로 장방형의 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소의 각각은, 평면시로 장방형의 영역에 형성되어 있고,
    상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소에서, 상기 복수의 서브 화소는, 2행 4열로 나열되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 서브 화소의 각각은, 평면시로 개략 정방형의 영역에 형성되어 있고,
    상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소에서, 인접하는 2개의 상기 서브 화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 화소가 상기 면내 방향으로 배열되어 수광면이 구성되고,
    상기 복수의 화소 중의 1개의 상기 화소는, 제1 서브 화소와 제2 서브 화소를 포함하고,
    상기 수광면의 중앙부의 상기 화소에 포함되는 상기 제1 서브 화소의 면적과 상기 제2 서브 화소의 면적은 개략 균등하고, 상기 중앙부로부터 떨어져서 상기 수광면의 가장자리에 근접함에 따라, 상기 제1 서브 화소 및 상기 제2 서브 화소 중의 상기 가장자리에 보다 가까운 쪽의 면적이 보다 작고, 상기 중앙부에 보다 가까운 쪽의 면적이 보다 커지도록, 상기 제1 서브 화소의 면적과 상기 제2 서브 화소의 면적이 서서히 변화하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광투과막은 제1 막두께를 가지고,
    상기 제2 광투과막은 상기 제1 막두께와 동등 이하인 제2 막두께를 갖는 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 제1 광투과막 또는 상기 제2 광투과막의 단부가 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 촬상 장치.
  19. 광학계와,
    촬상 장치와,
    신호 처리 회로를 구비하고,
    상기 촬상 장치는,
    광입사면을 포함하는 광전 변환부와, 상기 광입사면과 대향하도록 마련되어 제1 굴절율을 갖는 제1 광투과막과, 상기 제1 굴절율보다 높은 제2 굴절율을 갖는 제2 광투과막이 순차적으로 적층 방향으로 적층된 적층 구조를 각각 가지고, 상기 적층 방향과 직교하는 면내 방향에서 배열된 복수의 화소와,
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022202151A1 (ja) * 2021-03-26 2022-09-29 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 光検出装置及び電子機器
WO2024057724A1 (ja) * 2022-09-15 2024-03-21 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置、及び電子機器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013156463A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Fujifilm Corp 撮像素子
JP2016052041A (ja) 2014-09-01 2016-04-11 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその信号処理方法、並びに電子機器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201405792A (zh) * 2012-07-30 2014-02-01 Sony Corp 固體攝像裝置、固體攝像裝置之製造方法及電子機器
TW201933599A (zh) * 2013-03-25 2019-08-16 日商新力股份有限公司 固體攝像元件、攝像裝置及電子裝置
US10636826B2 (en) * 2015-10-26 2020-04-28 Sony Semiconductor Solutions Corporation Solid-state imaging device, manufacturing method thereof, and electronic device
TWI785618B (zh) * 2016-01-27 2022-12-01 日商新力股份有限公司 固體攝像元件及電子機器
CN107367370B (zh) 2017-07-05 2023-04-14 大连理工大学 浮式闸门物模试验装置及多自由度工作方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013156463A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Fujifilm Corp 撮像素子
JP2016052041A (ja) 2014-09-01 2016-04-11 ソニー株式会社 固体撮像素子及びその信号処理方法、並びに電子機器

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