WO2019087527A1 - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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WO2019087527A1
WO2019087527A1 PCT/JP2018/030633 JP2018030633W WO2019087527A1 WO 2019087527 A1 WO2019087527 A1 WO 2019087527A1 JP 2018030633 W JP2018030633 W JP 2018030633W WO 2019087527 A1 WO2019087527 A1 WO 2019087527A1
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polarization
pixel
solid
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state imaging
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祐介 上坂
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
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    • H04N25/63—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current
    • H04N25/633—Noise processing, e.g. detecting, correcting, reducing or removing noise applied to dark current by using optical black pixels

Definitions

  • the present disclosure relates to a solid-state imaging device and an electronic device.
  • Patent Document 1 discloses a solid-state imaging device provided with color pixels and polarization pixels.
  • Patent Document 1 discloses a technique for improving acquisition accuracy of color information and polarization information after making a color pixel having a color filter and a polarization pixel having a polarization member compatible. Specifically, in the solid-state imaging device disclosed in Patent Document 1, color information and luminance information and polarization information are simultaneously obtained by optimizing the arrangement of color pixels and polarization pixels or the pixel cell size. .
  • Cross talk refers to leakage of light from an adjacent polarization pixel.
  • crosstalk is reflection of light from a circuit layer or the like of an adjacent polarization pixel so that light not passing through the polarization member becomes a polarization pixel. It is generated by incidence.
  • the extinction ratio of the polarization pixel decreases, which makes it difficult to obtain accurate polarization information.
  • Patent Document 1 has not sufficiently considered the above-described crosstalk. Therefore, there is a possibility that acquisition accuracy of polarization information can be improved in a solid-state imaging device provided with polarization pixels by further examining crosstalk between polarization pixels.
  • a plurality of polarization pixels for acquiring polarization signals of incident light, a semiconductor substrate on which the plurality of polarization pixels are arrayed, and a surface of the semiconductor substrate facing the incident light are provided.
  • a circuit layer including a polarization pixel circuit for processing the polarization signal acquired by the polarization pixel, and a blank for separating the plurality of polarization pixels from each other all around the plurality of polarization pixels.
  • a solid-state imaging device is provided in which a region is provided.
  • a solid-state imaging device that electronically captures an object
  • the solid-state imaging device includes a plurality of polarization pixels for acquiring polarization signals of incident light and the plurality of polarization pixels.
  • An electronic apparatus is provided, wherein blank regions are provided around the plurality of polarization pixels to separate the plurality of polarization pixels from one another.
  • FIGS. 1A to 2B are plan views of the solid-state imaging device according to the present embodiment
  • FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views of the solid-state imaging device according to the present embodiment.
  • 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1B
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1B.
  • the surface on which the incident light enters the solid-state imaging device is referred to as the upper surface
  • the surface facing the surface on which the incident light is incident is referred to as the lower surface.
  • the back side of the paper surface is the upper surface
  • the front side of the paper surface is the lower surface.
  • the solid-state imaging device has a structure in which a lens layer, a semiconductor substrate, and a circuit layer are provided in order from the surface on which incident light is incident.
  • FIG. 1A shows a layout of each configuration provided on a semiconductor substrate in which polarization pixels are arranged among the three layers.
  • the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment has a pixel array in which a plurality of unit pixels 100 are arranged in an array.
  • FIG. 1A shows an area in which four unit pixels 100 are arranged.
  • the unit pixel 100 may be, for example, a region in which the constant range 100h in the first direction and the constant range 100v in the second direction orthogonal to the first direction overlap.
  • the horizontal direction when facing FIG. 1A is expressed as a first direction
  • the vertical direction may be expressed as a second direction.
  • a substrate contact 111 provided on a semiconductor substrate a polarization pixel 112 having a polarization member (not shown), a polarization pixel floating diffusion (hereinafter referred to as polarization pixel FD) 113, and a polarization pixel A transfer transistor (hereinafter referred to as polarization pixel TRG) 114, a polarization pixel drive transistor group (hereinafter referred to as polarization pixel drive TRG group) 115, a normal pixel 117, and a normal pixel drive transistor group (hereinafter referred to as normal pixel drive TRG).
  • polarization pixel TRG polarization pixel drive transistor group
  • normal pixel drive transistor group hereinafter referred to as normal pixel drive TRG
  • a group 116, a normal pixel floating diffusion (hereinafter referred to as a normal pixel FD) 118, and a normal pixel transfer transistor (hereinafter referred to as a normal pixel TRG) 119 are provided.
  • a blank area S is provided between the polarization pixels of each unit pixel 100.
  • the solid-state imaging device 10 acquires polarization information through polarization pixels according to the above-described structure. Specifically, first, the polarization pixel 112 photoelectrically converts the light passing through the polarization member to generate an electric charge according to the received light amount. The generated charge is transferred to the polarization pixel FD113 via the polarization pixel TRG114. The charges transferred to the polarization pixel FD 113 are acquired as polarization information by being appropriately read by the polarization pixel drive TRG group 115.
  • the semiconductor substrate is a substrate on which unit pixels 100 including the polarization pixels 112 are provided in an array.
  • the semiconductor substrate may be, for example, a silicon (Si) substrate.
  • the semiconductor substrate may be a so-called SOI (Silicon On Insulator) substrate in which an insulating film such as SiO 2 is sandwiched in a silicon substrate.
  • SOI Silicon On Insulator
  • a compound semiconductor substrate such as a gallium arsenide (GaAs) substrate, a gallium nitride (GaN) substrate or a silicon carbide (SiC) substrate may be used. It may be a substrate on which a semiconductor layer such as silicon (Si) is formed.
  • the substrate contacts 111 are provided, for example, at the four corners of the unit pixel 100.
  • the substrate contact 111 fixes the potential of the semiconductor substrate to a predetermined potential (for example, 0 V) by electrically connecting the semiconductor substrate and the power supply wiring or the ground wiring.
  • the polarization pixel 112 is a pixel that has a polarization member (not shown) and acquires polarization information.
  • the polarizing member may be a so-called wire grid having a structure in which a plurality of conductive materials are arranged in parallel.
  • the polarization member transmits a polarization component in the direction orthogonal to the direction in which the conductive material extends, of the light transmitted through the slits between the conductive materials arranged in parallel, and the direction parallel to the direction in which the conductive material extends It reflects or absorbs polarized components. Thereby, the polarization pixel 112 can acquire the light quantity of the polarization component according to the polarization member as polarization information.
  • the polarization pixel 112 can acquire polarization information of light incident on the polarization pixel 112 by transmitting light of an arbitrary polarization direction according to the direction of the slit of the polarization member. Therefore, the solid-state imaging device 10 can detect the ratio of each polarization component in incident light by using the polarization pixel 112 having a polarization member that transmits light of different polarization directions.
  • the polarization pixel FD 113 transfers the charge photoelectrically converted by the polarization pixel 112.
  • Polarization pixel FD113 is provided in a semiconductor substrate like a polarization pixel.
  • the charges transferred to the polarization pixel FD 113 are acquired as polarization information by being appropriately read by the polarization pixel drive TRG group 115.
  • the polarization pixel drive TRG group 115 includes various transistors used to drive the polarization pixel 112 related to acquisition of polarization information.
  • the polarization pixel drive TRG group 115 includes, for example, an amplifier transistor, a reset transistor, or a selection transistor.
  • the plurality of polarization pixels 112 are provided in the form of a tetragonal lattice at predetermined intervals in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction. That is, the plurality of polarization pixels 112 are provided with blank regions S spaced apart from each other over the entire circumference.
  • the blank region S between the plurality of polarization pixels 112 as in the present embodiment, it is possible to suppress the incidence of light on the polarization pixel 112 due to the reflection from the other structure. Therefore, according to the present embodiment, the crosstalk generated between the polarization pixels 112 can be suppressed, and the extinction ratio of the polarization pixels 112 can be improved, so that more accurate polarization information can be acquired by the polarization pixels 112. it can.
  • the width or the size of the blank area S is not particularly limited as long as the polarization pixel 112 is separated from the other polarization pixels along the entire circumference.
  • the wider the blank area S the more freedom in the arrangement position of the other structure described later, and the possibility of crosstalk to the polarization pixel 112 due to reflection from the other structure can be reduced.
  • the area of the polarization pixel 112 can be expanded as the blank area S is narrowed, the opening area of the polarization pixel 112 can be increased.
  • a transistor or the like that processes the polarization signal acquired by the polarization pixel 112 may be provided.
  • polarization pixel FD113, polarization pixel TRG114, polarization pixel drive TRG group 115, etc. may be provided.
  • the polarization pixel FD 113 and the polarization pixel TRG 114 may be provided in close proximity in order to exchange charge more quickly.
  • the polarization pixel drive TRG group 115 may be provided at a position close to the polarization pixel FD113 and the polarization pixel TRG114.
  • the polarization pixel drive TRG group 115, the polarization pixel FD113 and the polarization pixel TRG114, and the polarization pixel circuit including these wirings and the like may be provided in the circuit layer in the area overlapping the blank area S when the semiconductor substrate is viewed in plan. . That is, the circuit layer provided on the lower side of the blank area S (in the direction away from the light incident surface) may be provided with a polarization pixel circuit for processing the polarization signal acquired by the polarization pixel 112 .
  • the blank area S may be provided with a normal pixel 117 for acquiring a pixel signal of a captured image from incident light.
  • a normal pixel 117 may be provided in the blank area S provided between the plurality of polarization pixels 112 in the second direction (direction orthogonal to the first direction).
  • the normal pixel 117 is a pixel that acquires a pixel signal of a captured image from incident light.
  • the pixel signal is a signal related to each pixel of a color image or a black and white image obtained by electronically capturing an object.
  • a color filter and a pixel defining film also referred to as a black matrix
  • the normal pixel 117 has a pixel signal of a color corresponding to the color of the color filter. It can be acquired.
  • the solid-state imaging device 10 can obtain not only polarization information but also image information of a captured image obtained by imaging a subject.
  • the blank region S may be provided with a transistor or the like for processing the pixel signal acquired by the normal pixel 117.
  • a normal pixel drive TRG group 116, a normal pixel FD118, and a normal pixel TRG119 may be provided.
  • the normal pixel FD 118 and the normal pixel TRG 119 may be provided in the vicinity of the normal pixel 117. According to this, the normal pixel FD 118 and the normal pixel TRG 119 can realize quicker charge exchange.
  • the normal pixel drive TRG group 116 may be provided at a position close to the normal pixel FD 118 and the normal pixel TRG 119.
  • the normal pixel drive TRG group 116, the normal pixel FD 118, the normal pixel TRG 119, and the normal pixel circuit including these wirings and the like may be provided in the circuit layer in the area overlapping the blank area S when the semiconductor substrate is viewed in plan. . That is, a circuit layer provided on the lower side of the blank area S (in a direction away from the light incident surface) may be provided with a normal pixel circuit for processing the pixel signal acquired by the normal pixel 117. .
  • the size of the normal pixel 117 is not limited. As the area of the normal pixel 117 is larger, the detection sensitivity of the normal pixel 117 can be improved. On the other hand, as the area of the normal pixel 117 is smaller, the degree of freedom of the layout of the other configuration provided in the blank area S is increased. Furthermore, the number of normal pixels 117 is also not limited. However, as the number of normal pixels 117 increases, more multicolor pixel information can be obtained.
  • FIG. 1B is a diagram showing the configuration of a circuit layer provided on the lower surface (the surface facing the light incident surface) of FIG. 1A.
  • the first wiring 122 is extended in the first direction
  • the second wiring 121 is extended in the second direction.
  • the first wiring 122 is a driver wiring, and may be provided so as to extend in the first direction at a predetermined interval.
  • the second wiring 121 is a vertical signal line or a power supply wiring, and may be extended in the second direction only in a region overlapping with the blank region S.
  • first wiring 122 or the second wiring 121 may be provided only in the area overlapping with the polarization pixel 112 or may be provided only in the area overlapping with the blank area S.
  • FIGS. 1A and 1B the planar layout of the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment has been described.
  • the cross-sectional structure of the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment will be described using FIGS. 2A and 2B.
  • 2A shows a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1B
  • FIG. 2B shows a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1B.
  • the solid-state imaging device 10 may be a so-called back-illuminated solid-state imaging device.
  • the solid-state imaging device 10 includes a lens layer 1000, a semiconductor substrate 2000, and a circuit layer 3000.
  • the planar layout described in FIG. 1A mainly corresponds to the planar layout related to the semiconductor substrate 2000
  • the planar layout described in FIG. 1B mainly corresponds to the planar layout related to the circuit layer 3000.
  • the configuration of the solid-state imaging device 10 will be described using FIGS. 2A and 2B.
  • the solid-state imaging device 10 is roughly divided into three layers of a lens layer 1000, a semiconductor substrate 2000, and a circuit layer 3000.
  • an example in which the solid-state imaging device 10 is configured with three layers is shown, but the present invention is not limited to this example, and the solid-state imaging device 10 has a configuration of a known solid-state imaging device May be applied.
  • the lens layer 1000 includes an on-chip lens (OCL) 131, a polarization member 132, and a pixel defining film 133.
  • OCL on-chip lens
  • the on-chip lens 131 is made of, for example, an on-chip microlens.
  • the on-chip lens 131 is provided on the polarization pixel 112 or the normal pixel 117 so that the pixel and the lens correspond to each other on a one-on-one basis.
  • the on-chip lens 131 can improve the sensitivity of the polarization pixel 112 or the normal pixel 117 by condensing light incident on the polarization pixel 112 or the normal pixel 117.
  • the polarization member 132 is disposed on the top surface of the polarization pixel 112 and covers the polarization pixel 112.
  • the polarization member 132 is, for example, a wire grit, and includes a plurality of strip-like conductive materials and slits provided therebetween.
  • the polarization member 132 transmits polarized waves having an electric field component in a direction orthogonal to the extending direction of the conductive material, and suppresses passing of polarized waves having an electric field component parallel to the extending direction of the conductive material.
  • a conductive material constituting the polarization member 132 for example, a conductive material having a small complex refractive index in the wavelength range to which the polarization pixel 112 is sensitive is used.
  • aluminum, copper, gold, silver, platinum, tungsten or these Alloys containing metals of the following may be used.
  • the pixel defining film 133 is provided on the top surface of the polarization pixel 112 or the normal pixel 117 so as to partition each pixel region. Specifically, the pixel defining film 133 is provided to partition or fill the adjacent polarization pixels 112 or the normal pixels 117 or the like.
  • the pixel defining film 133 may be made of, for example, a light shielding member such as chromium or carbon.
  • the pixel defining film 133 can improve the resolution of the solid-state imaging device 10 by suppressing the incidence of light from between the polarization pixels 112 or the normal pixels 117 and suppressing the leakage of light.
  • a color filter may be provided between the pixel defining films 133 on the normal pixels 117.
  • the color filter is, for example, a red (R) filter that transmits light in a red wavelength band, a green (G) filter that transmits light in a green wavelength body, or blue (B) that transmits light in a blue wavelength body A filter may be used.
  • R red
  • G green
  • B blue
  • a filter may be used.
  • the normal pixel 117 acquires black and white (monochrome) pixel information.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1B.
  • polarization pixels 112 and normal pixels 117 are alternately arranged.
  • FIG. 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 1B, and in the semiconductor substrate 2000, only the polarization pixels 112 are arranged.
  • the arrangement of the polarization pixels 112 and the normal pixels 117 is not limited to the above example. Further, the normal pixel 117 may not be provided.
  • the polarization pixels 112 are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • blank regions S are provided between the polarization pixels 112.
  • the incident light is light which easily transmits an object such as infrared light or near infrared light
  • the incident light is likely to reach a deeper region of the solid-state imaging device 10.
  • the possibility that the reflected light from the wiring or other structure in the circuit layer 3000 enters the polarization pixel 112 can be reduced.
  • the configuration provided in the semiconductor substrate 2000 among the polarization pixel 112 and the normal pixel 117 may be, for example, a photodiode having a photoelectric conversion function.
  • a photodiode provided in the semiconductor substrate 2000 photoelectrically converts light incident through the lens layer 1000 and discharges the generated charge to the circuit layer 3000.
  • another photoelectric conversion element such as an organic photoelectric conversion film instead of the photodiode having a photoelectric conversion function.
  • the semiconductor substrate 2000 may be, for example, a silicon (Si) substrate.
  • the semiconductor substrate 2000 may be a so-called SOI (Silicon On Insulator) substrate in which an insulating film such as SiO 2 is sandwiched inside the above-mentioned silicon substrate.
  • SOI Silicon On Insulator
  • a compound semiconductor substrate such as a gallium arsenide (GaAs) substrate, a gallium nitride (GaN) substrate, or a silicon carbide (SiC) substrate may be used, for example. It may be a substrate on which a semiconductor layer such as silicon (Si) is formed.
  • a polarization pixel drive TRG group 115 a polarization pixel TRG 114, a normal pixel TRG 119, a normal pixel drive TRG group 116, and a first wiring 122 and a second wiring 121 are provided.
  • the first wiring 122 may be a driver wiring. Specifically, the first wiring 122 is electrically connected to the terminal of each element such as the polarization pixel drive TRG group 115, the polarization pixel TRG 114, the normal pixel TRG 119, or the normal pixel drive TRG group 116, The drive may be controlled.
  • the second wiring 121 may be a vertical signal line or a power supply wiring. Specifically, the second wiring 121 may include a vertical signal line that reads a signal from each pixel, and may include a power supply wiring that supplies power (voltage) to a control circuit or a signal processing circuit of each pixel. Note that in the second wiring 121, the vertical signal line and the power supply wiring may be arranged close to each other.
  • the first wiring 122 may not be provided in the circuit layer 3000 provided below the planar region occupied by the normal pixels 117. In such a case, the incident light that has passed through the normal pixel 117 and reached the circuit layer 3000 can be prevented from being incident on the nearby polarization pixel 112 by being reflected by the first wiring 122. it can.
  • the first wiring 122 may be provided, for example, in the circuit layer 3000 provided below the planar region occupied by the polarization pixel 112.
  • incident light that has passed through the polarization pixel 112 and reached the circuit layer 3000 can be configured to be incident on the nearby normal pixel 117 by being reflected by the first wiring 122.
  • crosstalk of light having different polarization components is unlikely to be a problem, and sensitivity can be improved by receiving more light.
  • the solid-state imaging device 10 can improve the sensitivity of the normal pixel 117.
  • the second wiring 121 may be provided in the circuit layer 3000 provided below the blank area S. Since the pixel defining film 133 having high light shielding properties is provided in the blank area S, the amount of incident light reaching the circuit layer 3000 is small. Therefore, even if the second wiring 121 is provided in the circuit layer 3000 under the blank area S, the possibility of causing unintended reflection of incident light is low. Therefore, according to such a configuration, it is possible to suppress unintended crosstalk of incident light to the polarization pixel 112 and the normal pixel 117.
  • the first wiring 122 may be uniformly provided in the planar region occupied by the polarization pixel 112 and the circuit layer 3000 provided under the blank region S. In such a case, it is assumed that incident light that has passed through the polarization pixel 112 and reached the circuit layer 3000 is reflected by the first wiring 122. However, since each of the polarization pixels 112 is separated from each other via the blank region S, the possibility that incident light reflected by the first wiring 122 reaches the adjacent polarization pixels 112 is low. Therefore, according to such a configuration, the influence of the first wiring 122 on crosstalk of the polarization pixel 112 can be reduced.
  • the insulating layer is an element constituting the layer structure of the solid-state imaging device 10, and is formed of an inorganic insulating material or an organic insulating material.
  • the insulating layer may be formed of an inorganic insulating material such as silicon oxide, silicon nitride, or silicon oxynitride, or may be formed of an organic insulating material such as a resin.
  • FIG. 3A and FIG. 3B another cross-sectional structural example of the solid-state imaging device 10 according to the present embodiment will be described.
  • the solid-state imaging device 20 shown in FIGS. 3A and 3B is an example and another example in which a light shielding structure 241 is further provided to the cross-sectional structure example shown in FIGS. 2A to 2B.
  • the cutting position of the cross-sectional structure of the solid-state imaging device 20 shown in FIGS. 3A and 3B corresponds to the cutting position of the cross-sectional structure of the solid-state imaging device 10 shown in FIG. 2A.
  • the cross-sectional structure example of the solid-state imaging device 20 shown to FIG. 3A is an example which further provided the light-shielding structure 241 between each pixel with respect to the example shown to FIG. 2A.
  • a light shielding structure 241 extending in the thickness direction of the semiconductor substrate 2000 may be provided between the polarization pixel 212 and the normal pixel 217.
  • the light shielding structure 241 may be provided at least one or more between the polarizing pixel 212 and the normal pixel 217.
  • the light shielding structure 241 may be provided between the polarization pixels 212, between the normal pixels 217, and between the polarization pixels 212 and the normal pixels 217.
  • the light shielding structure 241 may be provided between at least one of the pixels.
  • the light shielding structure 241 can suppress leakage of light incident on the semiconductor substrate 2000 into adjacent pixels, and can suppress crosstalk of incident light between pixels, so that the solid-state imaging device 20 can be more accurately polarized. It is possible to obtain information or pixel signals.
  • the material of the light shielding structure 241 is not particularly limited as long as it can shield or reflect light.
  • the light shielding structure 241 has a DTI (Deep Trench Isolation) structure using an insulating inorganic oxynitride such as silicon oxide (SiO x ), silicon nitride (SiN x ), or silicon oxynitride (SiON). It may be formed.
  • the light shielding structure 241 functions as a reflector by being provided so that the refractive index satisfies the total reflection condition inside the semiconductor substrate 2000.
  • the light shielding structure 241 may function as a reflector by being formed of a metal such as chromium or tungsten having a high light shielding property.
  • the cross-sectional structure example of the solid-state imaging device 20 illustrated in FIG. 3B differs from the example illustrated in FIG. 3A in that the pixel defining film 233 and the polarization member 232 are provided in the same layer. In such a case, as shown in FIG. 3B, the pixel defining film 233 can be omitted. Specifically, when the function of the pixel defining film 233 can be realized at the edge of the polarizing member 232, the pixel defining film 233 and the polarizing member 232 are provided in the same layer, and the pixel defining film 233 is omitted.
  • FIG. 4A shows an example in which the normal pixel 117 is not provided in the planar layout shown in FIG. 1B.
  • unit pixels 300 configured by an area in which a predetermined range 300h in the first direction and a predetermined range 300v in the second direction orthogonal to the first direction overlap are arrayed. It has a plurality of arrayed pixel arrays.
  • the solid-state imaging device 30 may be configured of a polarization pixel 312, a polarization pixel FD 313, a polarization pixel TRG 314, a polarization pixel drive TRG group 315, a first wiring 322, and a second wiring 321.
  • blank regions S are provided between the plurality of polarization pixels 312 and are spaced apart from each other over the entire circumference.
  • the present variation is characterized in that the blank region S is not provided with the normal pixel 117.
  • the circuit layer 3000 By not providing the normal pixel 117, it is not necessary to provide the circuit layer 3000 with the normal pixel circuit and the wiring that accompany the normal pixel 117. According to such a configuration, it is possible to reduce the occupied area of the circuit and the wiring in the circuit layer 3000, so that the light passing through the semiconductor substrate 2000 may be reflected in the circuit layer 3000 and enter the polarization pixel 312. It can be suppressed. Therefore, according to this modification, the extinction ratio of the polarization pixel 312 can be improved.
  • FIG. 4B shows an example in which the size and arrangement of the normal pixels 117 are different from the planar layout shown in FIG. 1B.
  • unit pixels 400 configured by an area in which a certain range 400h in the first direction and a certain range 400v in the second direction orthogonal to the first direction overlap are arrayed. It has a plurality of arrayed pixel arrays.
  • the solid-state imaging device 40 includes a polarization pixel 412, a polarization pixel FD 413, a polarization pixel TRG 414, a pixel drive TRG group 415 in which a polarization pixel drive TRG group and a normal pixel drive TRG group are gathered, a normal pixel 417 and a normal pixel
  • the FD 418, the normal pixel TRG 419, the first wiring 422, and the second wiring 421 may be included.
  • blank regions S are provided between the plurality of polarization pixels 412 along the entire circumference so as to be separated from each other.
  • the present variation is characterized in that the normal pixel 417 is disposed on the diagonal of a square grid composed of a plurality of polarization pixels 412.
  • the area of the normal pixel 417 can be made wider by arranging the normal pixel 417 on the diagonal of the plurality of polarization pixels 412 arranged in a tetragonal lattice.
  • the normal pixels 417 and the polarization pixels 412 can be arranged in a staggered pattern, the sizes of the normal pixels 417 and the polarization pixels 412 can be made to be similar.
  • the light receiving area can be increased, so that the solid-state imaging device 40 can improve the sensitivity of the normal pixel 417.
  • FIG. 4C shows an example in which the normal pixel 417 is replaced with a plurality of normal pixels 517 in the planar layout shown in FIG. 4B.
  • unit pixels 500 configured by an area in which a predetermined range 500h in the first direction and a predetermined range 500v in the second direction orthogonal to the first direction overlap are arrayed. It has a plurality of arrayed pixel arrays.
  • the solid-state imaging device 50 includes a polarization pixel 512, a polarization pixel FD513, a polarization pixel TRG514, a pixel drive TRG group 515 in which a polarization pixel drive TRG group and a normal pixel drive TRG group are gathered, and a plurality of normal pixels 517; A normal pixel FD 518, a plurality of normal pixels TRG 519, a first wiring 522, and a second wiring 521 may be included.
  • blank regions S are provided between the plurality of polarization pixels 512 along the entire circumference to be separated from each other.
  • the present modification is characterized in that a plurality of normal pixels 517 are arranged on the diagonal of a tetragonal lattice composed of a plurality of polarization pixels 512, and a plurality of normal pixels 517 share the normal pixel FD518.
  • one normal pixel FD 518 is provided at the center of the four normal pixels 517, and the plurality of normal pixels 517 share the normal pixel FD 518.
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure described above can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be realized as a solid-state imaging device mounted on any type of mobile object such as a car, an electric car, a hybrid electric car, a motorcycle, a bicycle, and the like.
  • FIG. 5 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • Vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an external information detection unit 12030, an in-vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio image output unit 12052, and an in-vehicle network I / F (Interface) 12053 are illustrated as a functional configuration of the integrated control unit 12050.
  • the driveline control unit 12010 controls the operation of devices related to the driveline of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 includes a drive force generation device for generating a drive force of a vehicle such as an internal combustion engine or a drive motor, a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control mechanism such as a steering mechanism that adjusts and a braking device that generates a braking force of the vehicle.
  • Body system control unit 12020 controls the operation of various devices equipped on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device of various lamps such as a headlamp, a back lamp, a brake lamp, a blinker or a fog lamp.
  • the body system control unit 12020 may receive radio waves or signals of various switches transmitted from a portable device substituting a key.
  • Body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals, and controls a door lock device, a power window device, a lamp and the like of the vehicle.
  • Outside vehicle information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with vehicle control system 12000.
  • an imaging unit 12031 is connected to the external information detection unit 12030.
  • the out-of-vehicle information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image outside the vehicle, and receives the captured image.
  • the external information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing of a person, a vehicle, an obstacle, a sign, characters on a road surface, or the like based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of light received.
  • the imaging unit 12031 can output an electric signal as an image or can output it as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared light.
  • In-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • a driver state detection unit 12041 that detects a state of a driver is connected to the in-vehicle information detection unit 12040.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera for imaging the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 determines the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated or it may be determined whether the driver does not go to sleep.
  • the microcomputer 12051 calculates a control target value of the driving force generation device, the steering mechanism or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the outside information detecting unit 12030 or the in-vehicle information detecting unit 12040, and a drive system control unit A control command can be output to 12010.
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generating device, the steering mechanism, the braking device, and the like based on the information around the vehicle acquired by the outside information detecting unit 12030 or the in-vehicle information detecting unit 12040 so that the driver can Coordinated control can be performed for the purpose of automatic driving that travels autonomously without depending on the operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12030 based on the information outside the vehicle acquired by the external information detection unit 12030.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamp according to the position of the preceding vehicle or oncoming vehicle detected by the external information detection unit 12030, and performs cooperative control for the purpose of antiglare such as switching the high beam to the low beam. It can be carried out.
  • the audio image output unit 12052 transmits an output signal of at least one of audio and image to an output device capable of visually or aurally notifying information to a passenger or the outside of a vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided, for example, on the front nose of the vehicle 12100, a side mirror, a rear bumper, a back door, an upper portion of a windshield of a vehicle interior, and the like.
  • the imaging unit 12101 provided in the front nose and the imaging unit 12105 provided in the upper part of the windshield in the vehicle cabin mainly acquire an image in front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 included in the side mirror mainly acquire an image of the side of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided in the rear bumper or the back door mainly acquires an image of the rear of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12105 provided on the top of the windshield in the passenger compartment is mainly used to detect a leading vehicle or a pedestrian, an obstacle, a traffic light, a traffic sign, a lane, or the like.
  • FIG. 6 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors
  • the imaging range 12114 indicates The imaging range of the imaging part 12104 provided in the rear bumper or the back door is shown. For example, by overlaying the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's eye view of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera including a plurality of imaging devices, or an imaging device having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 measures the distance to each three-dimensional object in the imaging ranges 12111 to 12114, and the temporal change of this distance (relative velocity with respect to the vehicle 12100). In particular, it is possible to extract a three-dimensional object traveling at a predetermined speed (for example, 0 km / h or more) in substantially the same direction as the vehicle 12100 as a leading vehicle, in particular by finding the it can. Further, the microcomputer 12051 can set an inter-vehicle distance to be secured in advance before the preceding vehicle, and can perform automatic brake control (including follow-up stop control), automatic acceleration control (including follow-up start control), and the like. As described above, it is possible to perform coordinated control for the purpose of automatic driving or the like that travels autonomously without depending on the driver's operation.
  • automatic brake control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data relating to a three-dimensional object into a two-wheeled vehicle, an ordinary vehicle, a large vehicle, a pedestrian, a telephone pole, or other three-dimensional object It can be classified, extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 identifies obstacles around the vehicle 12100 into obstacles visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles difficult to see.
  • the microcomputer 12051 determines the collision risk indicating the degree of risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is a setting value or more and there is a possibility of a collision, through the audio speaker 12061 or the display unit 12062 By outputting a warning to the driver or performing forcible deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared light.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether a pedestrian is present in the images captured by the imaging units 12101 to 12104.
  • pedestrian recognition is, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as an infrared camera, and pattern matching processing on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether it is a pedestrian or not
  • the procedure is to determine
  • the audio image output unit 12052 generates a square outline for highlighting the recognized pedestrian.
  • the display unit 12062 is controlled so as to display a superimposed image. Further, the audio image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the example of the vehicle control system to which the technology according to the present disclosure can be applied has been described above.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to the imaging unit 12030 among the configurations described above.
  • the imaging unit 12030 By applying the technology according to the present disclosure to the imaging unit 12030, it is possible to acquire image information and polarization information of a subject with higher accuracy. According to this, the imaging unit 12030 can supply more various information to the vehicle control system.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to a surveillance camera.
  • the monitoring camera can obtain polarization information with higher accuracy, and thus the performance can be further improved.
  • the solid-state imaging device according to the above embodiment is used for in-vehicle use or monitoring camera use, the present technology is not limited to such an example.
  • the solid-state imaging device according to the above embodiment may be used for general electronic device use or medical use.
  • a plurality of polarization pixels for acquiring polarization signals of incident light A semiconductor substrate on which the plurality of polarization pixels are arranged; A circuit layer including a polarization pixel circuit provided on a surface of the semiconductor substrate facing the surface on which the incident light is incident, and performing signal processing on the polarization signal acquired by the polarization pixel; Equipped with The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a blank area separating the plurality of polarization pixels from one another is provided all around the plurality of polarization pixels.
  • the blank area is provided with at least one normal pixel for acquiring a pixel signal of a captured image from incident light.
  • the solid-state imaging device according to (8), wherein at least one or more normal pixels for acquiring a pixel signal of a captured image from incident light are provided on a diagonal of the square grid composed of the plurality of polarization pixels.
  • a light shielding structure extending in a thickness direction of the semiconductor substrate is provided in at least one or more of the plurality of polarization pixels.
  • the plurality of polarization pixels adjacent to each other include polarization members transmitting light of different polarization directions.
  • the polarization member is a wire grid.
  • the solid-state imaging device according to (1) to (15), wherein the incident light is infrared light or near infrared light.
  • It has a solid-state imaging device that electronically captures an object,
  • the solid-state imaging device is A plurality of polarization pixels for acquiring polarization signals of incident light; A semiconductor substrate on which the plurality of polarization pixels are arranged; A circuit layer including a polarization pixel circuit provided on a surface of the semiconductor substrate facing the surface on which the incident light is incident, and performing signal processing on the polarization signal acquired by the polarization pixel; Equipped with An electronic apparatus, wherein a blank region separating the plurality of polarization pixels from one another is provided all around the plurality of polarization pixels.
  • solid-state imaging device 100, 200, 300, 400, 500 unit pixel 111 substrate contact 112 polarization pixel 113 polarization pixel FD 114 Polarized Pixel Transfer TRG 115 polarization pixel drive TRG group 116 normal pixel drive TRG group 117 normal pixel 118 normal pixel FD 119 Normal pixel transfer TRG 121 second wiring 122 first wiring 131 on-chip lens 132 polarization member 133 pixel defining film S blank area

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Abstract

【課題】偏光画素を備える固体撮像装置において、偏光情報の取得精度を向上させることを可能にする。 【解決手段】入射光の偏光信号を取得する複数の偏光画素と、前記複数の偏光画素が配列される半導体基板と、前記半導体基板の前記入射光が入射する面と対向する面に設けられ、前記偏光画素にて取得された前記偏光信号を信号処理する偏光画素回路を含む回路層と、を備え、前記複数の偏光画素の全周には、前記複数の偏光画素を互いに離隔する空白領域が設けられる、固体撮像装置を提供する。

Description

固体撮像装置及び電子機器
　本開示は、固体撮像装置及び電子機器に関する。
　近年、固体撮像装置において、偏光情報の検出に関する開発が進められている。例えば、特許文献１には、カラー画素と偏光画素とを備える固体撮像装置が開示されている。
　具体的には、特許文献１には、カラーフィルタを有するカラー画素と偏光部材を有する偏光画素とを両立させた上で、カラー情報及び偏光情報の取得精度を向上させる技術が開示されている。具体的には、特許文献１に開示の固体撮像装置では、カラー画素及び偏光画素の配列あるいは画素セルサイズを最適化することによって、色情報及び輝度情報と、偏光情報とを同時に取得している。
特開２０１７－５１１１号公報
　しかし、特許文献１に開示の技術では、偏光画素による偏光情報の取得において、隣接する偏光画素からのクロストークの低減が課題であった。クロストークとは、隣接する偏光画素からの光の漏れ込みを表し、例えば、クロストークは、隣接する偏光画素の回路層などからの光の反射により、偏光部材を通っていない光が偏光画素に入射することで生じる。クロストークが発生した場合、偏光画素の消光比が低下するため、正確な偏光情報の取得が困難になってしまう。
　特許文献１では、上述したクロストークに関しては、十分な検討がなされていなかった。したがって、偏光画素間のクロストークについてさらに検討することによって、偏光画素を備える固体撮像装置において、偏光情報の取得精度を向上させることができる可能性がある。
　本開示によれば、入射光の偏光信号を取得する複数の偏光画素と、前記複数の偏光画素が配列される半導体基板と、前記半導体基板の前記入射光が入射する面と対向する面に設けられ、前記偏光画素にて取得された前記偏光信号を信号処理する偏光画素回路を含む回路層と、を備え、前記複数の偏光画素の全周には、前記複数の偏光画素を互いに離隔する空白領域が設けられる、固体撮像装置が提供される。
　また、本開示によれば、対象を電子的に撮影する固体撮像装置を備え、前記固体撮像装置は、入射光の偏光信号を取得する複数の偏光画素と、前記複数の偏光画素が配列される半導体基板と、前記半導体基板の前記入射光が入射する面と対向する面に設けられ、前記偏光画素にて取得された前記偏光信号を信号処理する偏光画素回路を含む回路層と、を備え、前記複数の偏光画素の全周には、前記複数の偏光画素を互いに離隔する空白領域が設けられる、電子機器が提供される。
　本開示によれば、偏光部材を通過せずに偏光画素に入射する光を抑制することができる。
　以上説明したように本開示によれば、偏光画素を備える固体撮像装置において、偏光情報の取得精度を向上させることができる。
　なお、上記の効果は必ずしも限定的なものではなく、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書に示されたいずれかの効果、または本明細書から把握され得る他の効果が奏されてもよい。
本実施形態に係る固体撮像装置の一例を表す平面視図である。 同実施形態に係る固体撮像装置の一例を表す平面視図である。 図１ＢにおけるＡ－Ａ断面図である。 図１ＢにおけるＢ－Ｂ断面図である。 同実施形態に係る固体撮像装置に遮光構造を追加した一例を示す図である。 同実施形態に係る固体撮像装置に遮光構造を追加した一例を示す図である。 同実施形態に係る固体撮像装置の変形例を表した図である。 同実施形態に係る固体撮像装置の変形例を表した図である。 同実施形態に係る固体撮像装置の変形例を表した図である。 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。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　説明は以下の順序で行うものとする。
　１．実施形態
　２．変形例
　　２．１．偏光画素の配置
　　２．２．通常画素の配置
　　２．３．画素共有での配置
　３．適用例
　＜１．実施形態＞
　まず、図１Ａ～図２Ｂを参照して、本実施形態に係る固体撮像装置の構成について説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、本実施形態に係る固体撮像装置の平面視図であり、図２Ａ及び図２Ｂは、本実施形態に係る固体撮像装置の断面図である。図２Ａは、図１ＢにおけるＡ－Ａ断面図であり、図２Ｂは、図１ＢにおけるＢ－Ｂ断面図である。
　なお、以下では、固体撮像装置に入射光が入射する面を上面とし、入射光が入射する面と対向する面を下面として説明する。図１Ａ及び図１Ｂに示す固体撮像装置の平面視図では、紙面奥から入射光が入射するため、紙面奥側が上面となり、紙面手前側が下面となる。
　本実施形態に係る固体撮像装置は、入射光が入射する面から順に、レンズ層と、半導体基板と、回路層と、が設けられた構造を有する。図１Ａは、この３層の内、偏光画素が配列される半導体基板に設けられた各構成のレイアウトを示している。図１Ａを参照すると、本実施形態に係る固体撮像装置１０は、複数の単位画素１００がアレイ状に配列された画素アレイを有する。図１Ａでは、単位画素１００が４つ配列された領域を示す。単位画素１００は、例えば、第１方向の一定範囲１００ｈと第１方向と直交する第２方向の一定範囲１００ｖとが重なり合う領域であってもよい。なお、以下では、図１Ａを正対視した場合の横方向を第１方向と表現し、縦方向を第２方向と表現する場合がある。
　単位画素１００には、半導体基板に設けられた基板コンタクト１１１と、偏光部材（図示せず）を有した偏光画素１１２と、偏光画素フローティングディフュージョン（以下、偏光画素ＦＤと称す）１１３と、偏光画素転送トランジスタ（以下、偏光画素ＴＲＧと称す。）１１４と、偏光画素駆動トランジスタ群（以下、偏光画素駆動ＴＲＧ群と称す）１１５と、通常画素１１７と、通常画素駆動トランジスタ群（以下通常画素駆動ＴＲＧ群と称す）１１６と、通常画素フローティングディフュージョン（以下、通常画素ＦＤを称す）１１８と、通常画素転送トランジスタ（以下、通常画素ＴＲＧと称す）１１９と、が設けられる。また、単位画素１００の各々の偏光画素の間には空白領域Ｓが設けられている。
　固体撮像装置１０は、上記のような構造によって、偏光画素を介して偏光情報の取得を行う。具体的には、まず、偏光画素１１２は、偏光部材を通過した光を光電変換することによって、受光した光量に応じた電荷を生成する。生成された電荷は、偏光画素ＴＲＧ１１４を介して、偏光画素ＦＤ１１３に転送される。偏光画素ＦＤ１１３に転送された電荷は、偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５により、適宜読み出されることで、偏光情報として取得される。
　次に、各構造に関する説明を行う。
　半導体基板は、偏光画素１１２を含む単位画素１００がアレイ状に設けられる基板である。半導体基板は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板であってもよい。または、半導体基板は、シリコン基板の内部にＳｉＯ２などの絶縁膜を挟み込んだ、いわゆるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であってもよい。さらには、半導体基板は、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板又はシリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板等の化合物半導体基板が用いられてもよく、サファイア等の半導体材料以外の基板にシリコン（Ｓｉ）等の半導体層を成膜した基板であってもよい。
　基板コンタクト１１１は、例えば、単位画素１００の四隅に設けられる。基板コンタクト１１１は、半導体基板と、電源配線又はグランド配線とを電気的に接続することによって、半導体基板の電位を所定の電位（例えば、０Ｖ）に固定する。
　偏光画素１１２は、偏光部材（図示せず）を有し、偏光情報を取得する画素である。後述するが、偏光部材は、複数の導電材料が平行に並べられた構造を有する、いわゆるワイヤーグリッドであってもよい。偏光部材は、平行に並べられた導電材料の間のスリットを透過する光のうち、導電材料が延伸する方向と直交する方向の偏光成分を透過させ、導電材料が延伸する方向と平行な方向の偏光成分を反射又は吸収する。これにより、偏光画素１１２は、偏光部材に応じた偏光成分の光量を偏光情報として取得し得る。つまり、偏光画素１１２は、偏光部材のスリットの方向に応じて任意の偏光方向の光を透過させることで、偏光画素１１２に入射する光の偏光情報を取得し得る。したがって、固体撮像装置１０は、異なる偏光方向の光を透過させる偏光部材を有する偏光画素１１２を用いることで、入射光における各偏光成分の割合を検出することができる。
　偏光画素ＦＤ１１３は、偏光画素１１２にて光電変換された電荷が転送される。偏光画素ＦＤ１１３は、偏光画素と同様に半導体基板に設けられる。偏光画素ＦＤ１１３に転送された電荷は、偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５により、適宜読み出されることで、偏光情報として取得される。
　偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５は、偏光情報の取得に係る偏光画素１１２を駆動するために用いられる各種トランジスタを含む。偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５には、例えば、アンプトランジスタ、リセットトランジスタ又は選択トランジスタ等が含まれる。
　図１Ａを参照すると、複数の偏光画素１１２は、第１方向、及び第１方向と直交する第２方向にそれぞれ所定の間隔を空けて、四方格子状に設けられる。すなわち、複数の偏光画素１１２には、全周に亘って互いを離隔する空白領域Ｓが設けられる。
　本実施形態のように、複数の偏光画素１１２の間に空白領域Ｓを設けることで、他構造からの反射による偏光画素１１２への光の入射を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、偏光画素１１２間に生じるクロストークを抑制し、偏光画素１１２の消光比を向上させることができるため、偏光画素１１２にてより正確な偏光情報を取得することができる。なお、空白領域Ｓは、偏光画素１１２が全周に亘って他の偏光画素と離隔されれば、特に幅又は大きさは限定されない。空白領域Ｓを広くするほど、後述する他構造の配置位置の自由度が増し、かつ他構造からの反射による偏光画素１１２へのクロストークの可能性を減少させることができる。また、空白領域Ｓを狭くするほど、偏光画素１１２の面積を拡大させることができるため、偏光画素１１２の開口面積を増加させることができる。
　空白領域Ｓには、偏光画素１１２にて取得された偏光信号を処理するトランジスタ等が設けられてもよい。具体的には、偏光画素ＦＤ１１３、偏光画素ＴＲＧ１１４及び偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５等が設けられてもよい。図１Ａを参照すると、複数の偏光画素１１２の第１方向の間に設けられた空白領域Ｓには、偏光画素ＦＤ１１３及び偏光画素ＴＲＧ１１４が設けられてもよい。これら偏光画素ＦＤ１１３及び偏光画素ＴＲＧ１１４は、より迅速に電荷をやり取りするために、接近して設けられてもよい。さらに、複数の偏光画素１１２の第１方向の間に設けられた空白領域Ｓには、偏光画素ＦＤ１１３及び偏光画素ＴＲＧ１１４と近接する位置に、偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５が設けられてもよい。
　偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５、偏光画素ＦＤ１１３及び偏光画素ＴＲＧ１１４、並びにこれらの配線等を含む偏光画素回路は、半導体基板を平面視した場合に空白領域Ｓと重なる領域の回路層に設けられてもよい。すなわち、空白領域Ｓの下側（光の入射面から離れる方向）に設けられた回路層には、偏光画素１１２にて取得された偏光信号を信号処理する偏光画素回路が設けられていてもよい。
　さらに、空白領域Ｓには、入射光から撮像画像の画素信号を取得する通常画素１１７が設けられてもよい。図１Ａを参照すると、複数の偏光画素１１２の第２方向（第１方向と直交する方向）の間に設けられた空白領域Ｓには、通常画素１１７が設けられていてもよい。
　通常画素１１７は、入射光から撮像画像の画素信号を取得する画素である。画素信号とは、被写体を電子的に撮像したカラー画像又は白黒画像の各画素に関する信号である。通常画素１１７の上面（光の入射面に近づく方向）には、カラーフィルタ及び画素定義膜（ブラックマトリクスとも称する）が設けられ、通常画素１１７は、カラーフィルタの色に対応した色の画素信号を取得することができる。空白領域Ｓに、このような通常画素１１７が設けられることによって、固体撮像装置１０は、偏光情報だけではなく、被写体を撮像した撮像画像の画像情報を取得することも可能となる。
　また、通常画素１１７が設けられる場合、空白領域Ｓには、通常画素１１７にて取得された画素信号を処理するトランジスタ等が設けられてもよい。具体的には、通常画素駆動ＴＲＧ群１１６と、通常画素ＦＤ１１８と、通常画素ＴＲＧ１１９と、が設けられてもよい。図１Ａを参照すると、複数の偏光画素１１２の第２方向の間に設けられた空白領域Ｓには、通常画素ＦＤ１１８及び通常画素ＴＲＧ１１９が通常画素１１７に近接して設けられてもよい。これによれば、通常画素ＦＤ１１８及び通常画素ＴＲＧ１１９は、より迅速な電荷のやり取りを実現することが可能になる。さらに、複数の偏光画素１１２の第２方向の間に設けられた空白領域Ｓには、通常画素ＦＤ１１８及び通常画素ＴＲＧ１１９と近接する位置に、通常画素駆動ＴＲＧ群１１６が設けられてもよい。
　通常画素駆動ＴＲＧ群１１６、通常画素ＦＤ１１８及び通常画素ＴＲＧ１１９、並びにこれらの配線等を含む通常画素回路は、半導体基板を平面視した場合に空白領域Ｓと重なる領域の回路層に設けられてもよい。すなわち、空白領域Ｓの下側（光の入射面から離れる方向）に設けられた回路層には、通常画素１１７にて取得された画素信号を信号処理する通常画素回路が設けられていてもよい。
　なお、通常画素１１７の大きさは限定されない。通常画素１１７の面積が大きいほど、通常画素１１７の検出感度を向上させることができる。一方、通常画素１１７の面積が小さいほど、空白領域Ｓに設けられる他の構成の配置レイアウトの自由度が増加する。さらに、通常画素１１７の数も限定されない。ただし、通常画素１１７の数が多いほど、より多色の画素情報を得ることができる。
　次に図１Ｂを説明する。図１Ｂは、図１Ａの下面（光の入射面に対向する面）に設けられた回路層の構成を示す図である。例えば、図１Ｂに示す例では、第１方向に第１の配線１２２が延伸して設けられており、第２方向に第２の配線１２１が延伸して設けられている。具体的には、第１の配線１２２は、ドライバ配線であり、所定の間隔で第１方向に延伸して設けられてもよい。第２の配線１２１は、垂直信号線又は電源配線であり、空白領域Ｓと重なる領域にのみ第２方向に延伸して設けられてもよい。
　ただし、第１の配線１２２または第２の配線１２１は、偏光画素１１２と重なる領域にのみ設けられてもよく、空白領域Ｓと重なる領域にのみ設けられてもよい。
　図１Ａ及び図１Ｂでは、本実施形態に係る固体撮像装置１０の平面レイアウトについて説明を行った。次に、本実施形態に係る固体撮像装置１０の断面構造について、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明を行う。図２Ａは、図１ＢにおけるＡ－Ａ断面図を示し、図２Ｂは、図１ＢにおけるＢ－Ｂ断面図を示している。
　図２Ａ及び図２Ｂでは、入射光は、レンズ層１０００、半導体基板２０００、回路層３０００の順に入射するため、レンズ層１０００側を上方向、回路層３０００側を下方向と表現する。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、本実施形態に係る固体撮像装置１０は、いわゆる裏面照射型の固体撮像装置であってもよい。
　図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、固体撮像装置１０は、レンズ層１０００と、半導体基板２０００と、回路層３０００と、を備える。図１Ａで説明した平面レイアウトは、主に半導体基板２０００に関する平面レイアウトに相当し、図１Ｂで説明した平面レイアウトは、主に回路層３０００に関する平面レイアウトに相当する。
　図２Ａ及び図２Ｂを用いて、固体撮像装置１０の構成を説明する。固体撮像装置１０は、レンズ層１０００、半導体基板２０００、回路層３０００の大きく３層に分けられる。ここでは、固体撮像装置１０が３層から構成される例を示したが、かかる例に限定されず、固体撮像装置１０は、公知の固体撮像装置の構成（例えば、積層型固体撮像装置など）が適用されてもよい。
　レンズ層１０００は、オンチップレンズ（ＯＣＬ）１３１と、偏光部材１３２と、画素定義膜１３３と、を備える。
　オンチップレンズ１３１は、例えば、オンチップマイクロレンズからなる。オンチップレンズ１３１は、偏光画素１１２又は通常画素１１７の上に、画素とレンズとが１対１で対応するように設けられる。オンチップレンズ１３１は、偏光画素１１２、又は通常画素１１７に入射する光を集光することで、偏光画素１１２、又は通常画素１１７における感度を向上させることができる。
　偏光部材１３２は、偏光画素１１２の上面に配置され、偏光画素１１２を覆っている。偏光部材１３２は、例えば、ワイヤーグリットであり、複数の帯状の導電材料とその間に設けられたスリットから構成されている。偏光部材１３２は、導電材料の延伸方向と直交する方向の電界成分を持つ偏光波を通過させ、導電材料の延伸方向と平行な電界成分を持つ偏光波の通過を抑制する。偏光部材１３２を構成する導電材料には、例えば、偏光画素１１２が感度を有する波長域における複素屈折率の小さい導電材料が用いられ、例えば、アルミニウム、銅、金、銀、白金、タングステン或はこれらの金属を含む合金などが用いられ得る。
　画素定義膜１３３は、偏光画素１１２または通常画素１１７の上面にそれぞれの画素領域を区画するように設けられている。具体的には、画素定義膜１３３は、隣接する偏光画素１１２又は通常画素１１７等の間を区画、若しくは埋めるように設けられる。画素定義膜１３３は、例えば、クロム又はカーボン等の遮光性の部材で構成されてもよい。画素定義膜１３３は、偏光画素１１２又は通常画素１１７の間からの光の入射を抑制し、光の漏れ込みを抑制することで、固体撮像装置１０の解像度を向上させることができる。
　なお、図２Ａ及び図２Ｂでは図示しないが、通常画素１１７の上の画素定義膜１３３の間には、カラーフィルタが設けられてもよい。カラーフィルタの色の種類を変更することにより、通常画素１１７が取得する画素情報の色の種類を変更することができる。カラーフィルタは、例えば、赤色の波長帯の光を透過する赤色（Ｒ）フィルタ、緑色の波長体の光を透過する緑色（Ｇ）フィルタ、または青色の波長体の光を透過する青色（Ｂ）フィルタが用いられてもよい。なお、カラーフィルタが設けられない場合、通常画素１１７は、白黒（モノクロ）の画素情報を取得することになる。
　次に、半導体基板２０００内の構成を説明する。図２Ａは、図１ＢのＡ－Ａ断面図であり、半導体基板２０００内には、偏光画素１１２及び通常画素１１７が交互に配置されている。一方、図２Ｂは、図１ＢのＢ－Ｂ断面図であり、半導体基板２０００内には、偏光画素１１２のみが配列されている。なお、図１Ａ及び図１Ｂでも言及したように、偏光画素１１２及び通常画素１１７の配置は上記例示に限定されない。また、通常画素１１７は、設けられていなくともよい。
　図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、偏光画素１１２は、それぞれ所定の間隔を空けて離隔して設けられる。また、偏光画素１１２の間には、空白領域Ｓが設けられている。かかる構成により、固体撮像装置１０内の他の構成からの反射光による偏光画素１１２におけるクロストークを抑制することができる。例えば、固体撮像装置１０に入射した光が回路層３０００まで達した場合、入射した光は、回路層３０００内の配線又はその他の構造により反射され、回路層３０００の上の半導体基板２０００内に設けられた偏光画素１１２にランダムに入射してしまう可能性がある。特に、入射光が赤外線又は近赤外線などの物体を透過しやすい光である場合、入射光は、固体撮像装置１０のより深い領域まで到達する可能性が高い。本実施形態によれば、空白領域Ｓを設けることにより、回路層３０００内の配線又はその他の構造からの反射光が偏光画素１１２に入射する可能性を低下させることができる。
　偏光画素１１２及び通常画素１１７のうち半導体基板２０００内に設けられる構成は、例えば、光電変換機能を有するフォトダイオードであってもよい。半導体基板２０００内に設けられたフォトダイオードは、レンズ層１０００を通過して入射した光を光電変換し、生成された電荷を回路層３０００に排出する。なお、光電変換機能を有するフォトダイオードに替えて、有機光電変換膜などのような他の光電変換素子を用いることも可能である。
　半導体基板２０００は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板であってもよい。または、半導体基板２０００は、上記のシリコン基板の内部にＳｉＯ２などの絶縁膜を挟み込んだ、いわゆるＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板であってもよい。さらには、半導体基板２０００は、例えば、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板又はシリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板等の化合物半導体基板が用いられてもよく、サファイア等の半導体材料以外の基板にシリコン（Ｓｉ）等の半導体層を成膜した基板であってもよい。
　次に、回路層３０００内の構成を説明する。回路層３０００内には、偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５、偏光画素ＴＲＧ１１４、通常画素ＴＲＧ１１９、通常画素駆動ＴＲＧ群１１６、並びに第１の配線１２２及び第２の配線１２１が設けられる。
　例えば、第１の配線１２２は、ドライバ配線であってもよい。具体的には、第１の配線１２２は、偏光画素駆動ＴＲＧ群１１５、偏光画素ＴＲＧ１１４、通常画素ＴＲＧ１１９または通常画素駆動ＴＲＧ群１１６などの各素子の端子に電気的に接続され、それらの素子の駆動を制御してもよい。また、第２の配線１２１は、垂直信号線または電源配線であってよい。具体的には、第２の配線１２１は、各画素から信号を読み出す垂直信号線を含んでもよく、各画素の制御回路又は信号処理回路に電源（電圧）を供給する電源配線を含んでもよい。なお、第２の配線１２１において、垂直信号線及び電源配線は、近接して配置されてもよい。
　図２Ａに示すように、第１の配線１２２は、通常画素１１７が占める平面領域の下に設けられた回路層３０００に設けられなくともよい。このような場合、通常画素１１７を通過して回路層３０００に到達した入射光が、第１の配線１２２にて反射することで、近傍の偏光画素１１２に入射してしまうことを抑制することができる。
　また、第１の配線１２２は、例えば、偏光画素１１２が占める平面領域の下に設けられた回路層３０００に設けられてもよい。このような場合、偏光画素１１２を通過して回路層３０００に到達した入射光が、第１の配線１２２にて反射することで、近傍の通常画素１１７に入射するように構成することができる。通常画素１１７では、異なる偏光成分を有する光のクロストークは問題となりにくく、より多くの光を受光したほうが感度を向上させることができる。これによれば、固体撮像装置１０は、通常画素１１７の感度を向上させることができる。
　図２Ｂに示すように、第２の配線１２１は、空白領域Ｓの下に設けられた回路層３０００に設けられてもよい。空白領域Ｓには、遮光性が高い画素定義膜１３３が設けられるため、回路層３０００まで到達する入射光が少ない。そのため、空白領域Ｓの下の回路層３０００に第２の配線１２１を設けたとしても、意図しない入射光の反射を発生させる可能性が低い。したがって、かかる構成によれば、偏光画素１１２及び通常画素１１７に対する入射光の意図しないクロストークを抑制することができる。
　また、第１の配線１２２は、偏光画素１１２が占める平面領域、及び空白領域Ｓの下に設けられた回路層３０００に一様に設けられてもよい。このような場合、偏光画素１１２を通過して回路層３０００に到達した入射光が、第１の配線１２２にて反射することが想定される。しかしながら、偏光画素１１２の各々は、互いに空白領域Ｓを介して離隔されているため、第１の配線１２２にて反射した入射光が隣接する偏光画素１１２まで到達する可能性が低い。したがって、かかる構成によれば、第１の配線１２２による偏光画素１１２のクロストークへの影響を低減することができる。
　なお、レンズ層１０００及び回路層３０００において、上記にて説明した構成は、それぞれ絶縁層中に設けられる。絶縁層は、固体撮像装置１０の層構造を構成する要素であり、無機絶縁材料又は有機絶縁材料にて形成される。例えば、絶縁層は、酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンなどの無機絶縁材料にて形成されてもよく、樹脂などの有機絶縁材料にて形成されてもよい。
　以上、本実施形態に係る固体撮像装置１０に関して、説明を行った。
　ここで、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、本実施形態に係る固体撮像装置１０の他の断面構造例について説明する。図３Ａ及び図３Ｂに示す固体撮像装置２０は、図２Ａ～図２Ｂにて示した断面構造例に対して、さらに遮光構造２４１が設けられた一例及び他の例である。なお、図３Ａ及び図３Ｂで示す固体撮像装置２０の断面構造の切断位置は、図２Ａで示した固体撮像装置１０の断面構造の切断位置に対応する。
　なお、図３Ａ及び図３Ｂにおけるオンチップレンズ２３１、偏光部材２３２、画素定義膜２３３、偏光画素２１２、通常画素２１７、通常画素駆動ＴＲＧ群２１６、第１の配線２２２及び第２の配線２２１は、それぞれ図２Ａにおけるオンチップレンズ１３１、偏光部材１３２、画素定義膜１３３、偏光画素１１２、通常画素１１７、通常画素駆動ＴＲＧ群１１６、第１の配線１２２及び第２の配線１２１に対応し、実質的に同様の構成であるため、ここでの説明は省略する。
　図３Ａに示す固体撮像装置２０の断面構造例は、図２Ａに示す例に対して、各画素の間に遮光構造２４１がさらに設けられた例である。具体的には、偏光画素２１２及び通常画素２１７の各々の間には、半導体基板２０００の厚み方向に延伸する遮光構造２４１が設けられてもよい。なお、遮光構造２４１は、偏光画素２１２又は通常画素２１７のいずれかの画素の間に少なくとも１つ以上設けられていればよい。例えば、遮光構造２４１は、偏光画素２１２同士の間、通常画素２１７同士の間、偏光画素２１２及び通常画素２１７の間のいずれかに設けられていればよい。また、遮光構造２４１は、少なくともいずれかの画素間に設けられていればよい。遮光構造２４１は、半導体基板２０００に入射した光が隣接する画素に漏れ込むことを抑制し、画素間での入射光のクロストークを抑制することができるため、固体撮像装置２０がより正確な偏光情報または画素信号を取得することを可能とする。
　遮光構造２４１は、光を遮蔽または反射することができれば、特に、材質は限定されない。例えば、遮光構造２４１は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、または酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）などの絶縁性の無機酸窒化物を用いて、ＤＴＩ（Ｄｅｅｐ　Ｔｒｅｎｃｈ　Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）構造にて形成されてもよい。このような場合、遮光構造２４１は、半導体基板２０００の内部で屈折率が全反射条件を満たすように設けられることによって、反射体として機能する。また、遮光構造２４１は、遮光性が高いクロム又はタングステンなどの金属にて形成されることで、反射体として機能してもよい。
　図３Ｂに示す固体撮像装置２０の断面構造例は、図３Ａに示す例に対して、画素定義膜２３３と、偏光部材２３２とが同一層に設けられる点が異なる。このような場合、図３Ｂに示すように、画素定義膜２３３は省略することも可能である。具体的には、偏光部材２３２の縁部にて画素定義膜２３３の機能を実現することができる場合は、画素定義膜２３３と、偏光部材２３２とを同一層に設け、画素定義膜２３３を省略してもよい。また、固体撮像装置２０に遮光構造２４１が設けられる場合、遮光構造２４１によって偏光画素２１２及び通常画素２１７の間での光のクロストークが抑制されるため、画素定義膜２３３を省略した場合でも影響が少ない。図３Ｂで示す固体撮像装置２０の断面構造例は、図３
Ａで示す固体撮像装置２０の断面構造例に対して、固体撮像装置２０に入射した光が半導体基板２０００に到達するまでに通過する層数を減少させることができる。これによれば、固体撮像装置２０にて、入射光の損失が低下するため、固体撮像装置２０の感度を上昇させることができる。
　＜２．変形例＞
　次に、図４Ａ～図４Ｃを参照して、本実施形態に係る固体撮像装置の平面レイアウトの変形例を説明する。なお、以下に説明する各変形例は、単独で上記実施形態に適用されてもよいし、組合せで（すなわち、画素アレイ内で混在されて）上記実施形態に適用されてもよい。なお、以下の変形例の各々において、図１Ａ～図２Ｂで説明した構成と同名の構成は、便宜的に異なる符号を付したが、実質的に同様の構成であるため、ここでの詳細な説明は省略する。
　[２．１．偏光画素の配置]
　図４Ａに示す平面レイアウトは、図１Ｂに示す平面レイアウトに対して、通常画素１１７が設けられない例を示している。
　図４Ａに示すように、固体撮像装置３０は、第１方向の一定範囲３００ｈと第１方向に直交する第２方向の一定範囲３００ｖとが重なり合う領域にて構成される単位画素３００がアレイ状に複数配列された画素アレイを有する。固体撮像装置３０は、偏光画素３１２と、偏光画素ＦＤ３１３と、偏光画素ＴＲＧ３１４と、偏光画素駆動ＴＲＧ群３１５と、第１の配線３２２と、第２の配線３２１と、から構成されてもよい。
　上述した実施形態と同様に、複数の偏光画素３１２の間には全周に亘って、互いを離隔する空白領域Ｓが設けられている。本変形例では、空白領域Ｓに通常画素１１７が設けられていないことに特徴を有する。通常画素１１７が設けられないことにより、通常画素１１７に付帯する通常画素回路及び配線を回路層３０００に設けずともよくなる。かかる構成によれば、回路層３０００における回路及び配線の占有面積を減らすことができるため、半導体基板２０００を通過した光が、回路層３０００内で反射して、偏光画素３１２に入射する可能性を抑制することができる。したがって、本変形例によれば、偏光画素３１２の消光比を向上させることができる。
　[２．２．通常画素の配置]
　図４Ｂに示す平面レイアウトは、図１Ｂに示す平面レイアウトに対して、通常画素１１７の大きさ及び配置が異なる例を示している。
　図４Ｂに示すように、固体撮像装置４０は、第１方向の一定範囲４００ｈと第１方向と直交する第２方向の一定範囲４００ｖとが重なり合う領域にて構成される単位画素４００がアレイ状に複数配列された画素アレイを有する。固体撮像装置４０は、偏光画素４１２と、偏光画素ＦＤ４１３と、偏光画素ＴＲＧ４１４と、偏光画素駆動ＴＲＧ群及び通常画素駆動ＴＲＧ群を集結させた画素駆動ＴＲＧ群４１５と、通常画素４１７と、通常画素ＦＤ４１８と、通常画素ＴＲＧ４１９と、第１の配線４２２と、第２の配線４２１と、から構成されてもよい。
　上述した実施形態と同様に、複数の偏光画素４１２の間には全周に亘って、互いを離隔する空白領域Ｓが設けられている。本変形例では、通常画素４１７が複数の偏光画素４１２からなる四方格子の対角線上に配置されることに特徴を有する。本変形例では、通常画素４１７が、四方格子状に配置された複数の偏光画素４１２の対角線上に配置されることにより、通常画素４１７の面積をより広くすることができる。換言すると、本変形例では、通常画素４１７及び偏光画素４１２を千鳥格子状に配列することができるため、通常画素４１７及び偏光画素４１２の大きさを同様の大きさとすることができる。これにより、通常画素４１７では、受光面積を増加させることができるため、固体撮像装置４０は、通常画素４１７の感度を向上させることができる。
　[２．３．画素共有での配置]
　図４Ｃに示す平面レイアウトは、図４Ｂに示す平面レイアウトに対して、通常画素４１７が複数の通常画素５１７に置換された例を示している。
　図４Ｃに示すように、固体撮像装置５０は、第１方向の一定範囲５００ｈと第１方向と直交する第２方向の一定範囲５００ｖとが重なり合う領域にて構成される単位画素５００がアレイ状に複数配列された画素アレイを有する。固体撮像装置５０は、偏光画素５１２と、偏光画素ＦＤ５１３と、偏光画素ＴＲＧ５１４と、偏光画素駆動ＴＲＧ群及び通常画素駆動ＴＲＧ群を集結させた画素駆動ＴＲＧ群５１５と、複数の通常画素５１７と、通常画素ＦＤ５１８と、複数の通常画素ＴＲＧ５１９と、第１の配線５２２と、第２の配線５２１と、から構成されてもよい。
　上述した実施形態と同様に、複数の偏光画素５１２の間には全周に亘って、互いを離隔する空白領域Ｓが設けられている。本変形例では、複数の通常画素５１７が複数の偏光画素５１２からなる四方格子の対角線上に配置されており、かつ複数の通常画素５１７が通常画素ＦＤ５１８を共有していることに特徴を有する。本変形例では、４つの通常画素５１７の中央に１つの通常画素ＦＤ５１８が設けられており、複数の通常画素５１７にて通常画素ＦＤ５１８を共有している。このような共有構造によれば、通常画素５１７の数を増加させた場合でも、通常画素ＦＤ５１８以降の信号処理を行う通常画素回路の占有面積を増加させなくともよいため、通常画素回路のレイアウトの自由度を向上させることができ、回路層３０００の過密化を抑制することができる。
　＜３．適用例＞
　なお、上述した本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、等のいずれかの種類の移動体に搭載される固体撮像装置として実現されてもよい。
　図５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５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１２０３０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５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６は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図６では、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。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６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１２０３０に適用され得る。撮像部１２０３０に本開示に係る技術を適用することにより、被写体の画像情報と偏光情報とをより高精度で取得することが可能である。これによれば、撮像部１２０３０は、車両制御システムに対して、より多様な情報を供給することができる。
　また、本開示に係る技術は、監視カメラに対しても適用され得る。本開示に係る技術を適用することにより、監視カメラは、より高精度な偏光情報の取得が可能となるため、さらに性能を向上させることができる。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　例えば、上記実施形態に係る固体撮像装置は、車載用途又は監視カメラ用途に用いられるとしたが、本技術はかかる例に限定されない。例えば、上記実施形態に係る固体撮像装置は、一般的な電子機器用途、又は医療用途に用いられてもよい。
　また、本明細書に記載された効果は、あくまで説明的または例示的なものであって限定的ではない。つまり、本開示に係る技術は、上記の効果とともに、または上記の効果に代えて、本明細書の記載から当業者には明らかな他の効果を奏しうる。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　入射光の偏光信号を取得する複数の偏光画素と、
　前記複数の偏光画素が配列される半導体基板と、
　前記半導体基板の前記入射光が入射する面と対向する面に設けられ、前記偏光画素にて取得された前記偏光信号を信号処理する偏光画素回路を含む回路層と、
を備え、
　前記複数の偏光画素の全周には、前記複数の偏光画素を互いに離隔する空白領域が設けられる、固体撮像装置。
（２）
　前記空白領域には、入射光から撮像画像の画素信号を取得する通常画素が少なくとも１つ以上設けられる、前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
　前記回路層は、前記通常画素にて取得した前記画素信号を信号処理する通常画素回路を含む、前記（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
　前記通常画素は、前記空白領域に複数設けられ、
　複数の前記通常画素は、１つの前記通常画素回路を共有する、前記（３）に記載の固体撮像装置。
（５）
　前記半導体基板を平面視した場合に前記通常画素と重なる領域の前記回路層には、前記通常画素回路が設けられない、前記（３）または（４）に記載の固体撮像装置。
（６）
　前記通常画素の画素定義膜と、前記偏光画素の偏光部材とは、同一層内に設けられる、前記（２）～（５）に記載の固体撮像装置。
（７）
　前記半導体基板を平面視した場合に前記空白領域と重なる領域の前記回路層には、第１の配線又は第２の配線が設けられる、前記（１）～（６）に記載の固体撮像装置。
（８）
　前記複数の偏光画素は、第１方向、及び前記第１方向と直交する第２方向にそれぞれ所定の間隔を空けて、四方格子状に配列される、前記（１）～（７）に記載の固体撮像装置。
（９）
　前記第１方向又は前記第２方向のいずれか一方に配列された前記複数の偏光画素の間に設けられた空白領域と重なる領域の前記回路層には、第２の配線が設けられる、前記（８）に記載の固体撮像装置。
（１０）
　前記複数の偏光画素と重なる領域の前記回路層には、前記第２の配線と直交する方向に延伸する第１の配線が設けられる、前記（９）に記載の固体撮像装置。
（１１）
　前記第１方向又は前記第２方向の前記一方と異なる他方に配列された前記複数の偏光画素の間に設けられた空白領域には、入射光から撮像画像の画素信号を取得する通常画素が少なくとも１つ以上設けられる、前記（９）または（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
　前記複数の偏光画素からなる前記四方格子の対角線上には、入射光から撮像画像の画素信号を取得する通常画素が少なくとも１つ以上設けられる、前記（８）に記載の固体撮像装置。
（１３）
　前記複数の偏光画素の間の少なくとも１つ以上には、前記半導体基板の厚み方向に延伸する遮光構造が設けられる、前記（１）～（１２）に記載の固体撮像装置。
（１４）
　互いに隣接する前記複数の偏光画素は、それぞれ異なる偏光方向の光を透過させる偏光部材を備える、前記（１）～（１３）に記載の固体撮像装置。
（１５）
　前記偏光部材は、ワイヤーグリッドである、前記（１４）に記載の固体撮像装置。
（１６）
　前記入射光は、赤外線又は近赤外線である、前記（１）～（１５）に記載の固体撮像装置。
（１７）
　対象を電子的に撮影する固体撮像装置を備え、
　前記固体撮像装置は、
　入射光の偏光信号を取得する複数の偏光画素と、
　前記複数の偏光画素が配列される半導体基板と、
　前記半導体基板の前記入射光が入射する面と対向する面に設けられ、前記偏光画素にて取得された前記偏光信号を信号処理する偏光画素回路を含む回路層と、
を備え、
　前記複数の偏光画素の全周には、前記複数の偏光画素を互いに離隔する空白領域が設けられる、電子機器。
　１０、２０、３０、４０、５０　　　　　　　固体撮像装置
　１００、２００、３００、４００、５００　　単位画素
　１１１　　基板コンタクト
　１１２　　偏光画素
　１１３　　偏光画素ＦＤ
　１１４　　偏光画素転送ＴＲＧ
　１１５　　偏光画素駆動ＴＲＧ群
　１１６　　通常画素駆動ＴＲＧ群
　１１７　　通常画素
　１１８　　通常画素ＦＤ
　１１９　　通常画素転送ＴＲＧ
　１２１　　第２の配線
　１２２　　第１の配線
　１３１　　オンチップレンズ
　１３２　　偏光部材
　１３３　　画素定義膜
　Ｓ　　　　空白領域

Claims (17)

  1. 　入射光の偏光信号を取得する複数の偏光画素と、
    　前記複数の偏光画素が配列される半導体基板と、
    　前記半導体基板の前記入射光が入射する面と対向する面に設けられ、前記偏光画素にて取得された前記偏光信号を信号処理する偏光画素回路を含む回路層と、
    を備え、
    　前記複数の偏光画素の全周には、前記複数の偏光画素を互いに離隔する空白領域が設けられる、固体撮像装置。
  2. 　前記空白領域には、入射光から撮像画像の画素信号を取得する通常画素が少なくとも１つ以上設けられる、請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 　前記回路層は、前記通常画素にて取得した前記画素信号を信号処理する通常画素回路を含む、請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 　前記通常画素は、前記空白領域に複数設けられ、
    　複数の前記通常画素は、１つの前記通常画素回路を共有する、請求項３に記載の固体撮像装置。
  5. 　前記半導体基板を平面視した場合に前記通常画素と重なる領域の前記回路層には、前記通常画素回路が設けられない、請求項３に記載の固体撮像装置。
  6. 　前記通常画素の画素定義膜と、前記偏光画素の偏光部材とは、同一層内に設けられる、請求項２に記載の固体撮像装置。
  7. 　前記半導体基板を平面視した場合に前記空白領域と重なる領域の前記回路層には、第１の配線又は第２の配線が設けられる、請求項１に記載の固体撮像装置。
  8. 　前記複数の偏光画素は、第１方向、及び前記第１方向と直交する第２方向にそれぞれ所定の間隔を空けて、四方格子状に配列される、請求項１に記載の固体撮像装置。
  9. 　前記第１方向又は前記第２方向のいずれか一方に配列された前記複数の偏光画素の間に設けられた空白領域と重なる領域の前記回路層には、第２の配線が設けられる、請求項８に記載の固体撮像装置。
  10. 　前記複数の偏光画素と重なる領域の前記回路層には、前記第２の配線と直交する方向に延伸する第１の配線が設けられる、請求項９に記載の固体撮像装置。
  11. 　前記第１方向又は前記第２方向の前記一方と異なる他方に配列された前記複数の偏光画素の間に設けられた空白領域には、入射光から撮像画像の画素信号を取得する通常画素が少なくとも１つ以上設けられる、請求項９に記載の固体撮像装置。
  12. 　前記複数の偏光画素からなる前記四方格子の対角線上には、入射光から撮像画像の画素信号を取得する通常画素が少なくとも１つ以上設けられる、請求項８に記載の固体撮像装置。
  13. 　前記複数の偏光画素の間の少なくとも１つ以上には、前記半導体基板の厚み方向に延伸する遮光構造が設けられる、請求項１に記載の固体撮像装置。
  14. 　互いに隣接する前記複数の偏光画素は、それぞれ異なる偏光方向の光を透過させる偏光部材を備える、請求項１に記載の固体撮像装置。
  15. 　前記偏光部材は、ワイヤーグリッドである、請求項１４に記載の固体撮像装置。
  16. 　前記入射光は、赤外線又は近赤外線である、請求項１に記載の固体撮像装置。
  17. 　対象を電子的に撮影する固体撮像装置を備え、
    　前記固体撮像装置は、
    　入射光の偏光信号を取得する複数の偏光画素と、
    　前記複数の偏光画素が配列される半導体基板と、
    　前記半導体基板の前記入射光が入射する面と対向する面に設けられ、前記偏光画素にて取得された前記偏光信号を信号処理する偏光画素回路を含む回路層と、
    を備え、
    　前記複数の偏光画素の全周には、前記複数の偏光画素を互いに離隔する空白領域が設けられる、電子機器。
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