WO2021261295A1 - 電子機器 - Google Patents

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WO2021261295A1
WO2021261295A1 PCT/JP2021/022296 JP2021022296W WO2021261295A1 WO 2021261295 A1 WO2021261295 A1 WO 2021261295A1 JP 2021022296 W JP2021022296 W JP 2021022296W WO 2021261295 A1 WO2021261295 A1 WO 2021261295A1
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polarizing plate
quarter wave
image pickup
electronic device
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晋一郎 納土
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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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    • H10K59/8792—Arrangements for improving contrast, e.g. preventing reflection of ambient light comprising light absorbing layers, e.g. black layers

Definitions

  • This disclosure relates to electronic devices.
  • Optical fingerprint sensors are often installed in electronic devices such as smartphones, mobile phones, and PCs (Personal Computers).
  • the optical fingerprint sensor irradiates light to image the surface of the finger for the required operation specifications and events such as waking from sleep, extracts the fingerprint features from the obtained image, and stores it in advance. It is judged whether or not the person is registered by collating with the existing information.
  • biometric authentication such as skin color spectrum, vein information, and blood flow pulsation.
  • fingerprint authentication and biometric authentication may deteriorate in authentication accuracy due to noise light generated from other than the subject.
  • noise light There are two main types of noise light: external noise caused by light from outside the display and light emitted when imaging a subject are reflected and scattered inside an electronic device without going through the subject, and are sensed by the image pickup device. It's noise.
  • One aspect of the present disclosure provides an electronic device capable of suppressing the influence of internally reflected light in the apparatus.
  • the first polarizing plate that converts the incident light into linearly polarized light
  • a first quarter wave plate whose slow axis differs from the absorption axis of the first polarizing plate by 45 degrees or 135 degrees.
  • Self-luminous element layer and The first quarter wave plate and the second quarter wave plate having the same direction of the slow axis as the first quarter wave plate.
  • a second polarizing plate whose absorption axis is orthogonal to the first polarizing plate, An image pickup device that captures light through the second polarizing plate, and an image pickup device. Electronic devices are provided.
  • the first polarizing plate that converts the incident light into linearly polarized light
  • a first quarter wave plate whose slow axis differs from the absorption axis of the first polarizing plate by 45 degrees or 135 degrees.
  • An image pickup device that captures light through the second polarizing plate, and an image pickup device.
  • Electronic devices are provided.
  • the second polarizing plate may be provided in the pixel structure of the image pickup apparatus.
  • the self-luminous element layer is a display having a self-luminous element.
  • the image pickup device is an image pickup device that captures the scattered light of a finger irradiated with the light of the self-luminous element through the first quarter wave plate and the first polarizing plate.
  • the scattered light of the finger is the first polarizing plate, the first quarter wave plate, the self-luminous element layer, the second quarter wave plate, and the second polarizing plate.
  • the image pickup device is an image pickup device that captures an image of an authentication target irradiated with light from the self-luminous element layer via the first quarter wave plate and the first polarizing plate.
  • the light from the target is the first polarizing plate, the first quarter wave plate, the self-luminous element layer, the second quarter wave plate, and the second polarizing plate.
  • Imaged through The image pickup device outputs an image signal based on incident light incident through optical members having different wavelength transmission characteristics. If there is no rising edge in the wavelength region of 500 to 600 nanometers based on the image signal, an authentication unit for determining that the image pickup target is an artificial object may be further provided.
  • the image pickup device is an image pickup device that captures an image of an authentication target irradiated with light from the self-luminous element layer via the first quarter wave plate and the first polarizing plate.
  • the light from the target is the first polarizing plate, the first quarter wave plate, the self-luminous element layer, the second quarter wave plate, and the second polarizing plate.
  • the self-luminous element layer may be an organic light emitting diode.
  • the image pickup device is On-chip lens and A metal light-shielding film portion having a pinhole corresponding to the position where the on-chip lens collects light, May have.
  • the image pickup device is Metal wire grid polarizing element, You may also have more.
  • the metal wire grid polarizing element is It may be provided in the pinhole.
  • the image pickup apparatus has a pixel array composed of a plurality of pixels.
  • the pixel is A plurality of sub-pixels having a photoelectric conversion element that receives light incident at a predetermined angle and outputs an analog signal based on the intensity of the received light.
  • An on-chip lens that concentrates the incident light on the sub-pixels, May have.
  • a polarizing element may be configured in at least one of the subpixels.
  • the polarizing element may be a wire grid polarizing element made of metal.
  • the wire grid polarizing element may be a structure in which a light reflecting layer made of a first conductive material and a light absorbing layer made of a second conductive material are laminated above the reflection layer.
  • the image pickup device has a color filter in the pixel, and the image pickup device has a color filter.
  • the difference between the wavelength corresponding to the spectral centroid of the color filter and the wavelength corresponding to the emission spectral centroid of the self-luminous element layer at the time of authentication may be ⁇ 50 nm or less.
  • the second polarizing plate includes a reflection type polarizing filter, an absorption type polarizing filter, and the like. May be laminated.
  • the second polarizing plate has a wire grid polarizing element and has a wire grid polarizing element.
  • the structure may be a structure in which a light reflecting layer made of a first conductive material and a light absorbing layer made of tungsten or a tungsten compound are laminated above the light reflecting layer.
  • the target wavelength is 4 ⁇ T ⁇ (ne-no).
  • the difference from the center of gravity of the emission spectrum of the self-luminous element layer at the time of authentication may be 0.05 um or less.
  • the light emission of the self-luminous element layer at the time of authentication is other than white
  • the thickness of the first quarter wave plate is T1 [um]
  • the thickness of the second quarter wave plate is T1 [um].
  • the first and second quarter wave plates are made of the same material, and the regularity when T1 [um] is divided by 60 and T2 [um]. May be different when divided by 60.
  • the self-luminous element layer may emit light in an irradiation range limited to the irradiation range at the time of failed authentication, depending on the position where the living body is placed.
  • the image pickup device is The light receiving part for each pixel and Charge storage part and A transistor that transfers the signal charge stored in the light receiving unit to the charge storage unit, and May have.
  • a light-shielding metal may be arranged above the charge storage portion, and the light-shielding metal may have a pinhole shape on the light-receiving portion for each pixel.
  • a light-shielding metal may be arranged above the charge storage unit, and the light-shielding metal may form a wire grid type polarizing element on the light-receiving part for each pixel.
  • a light-shielding metal is arranged above the charge storage portion, the light-shielding metal has a pinhole shape on the light-receiving portion for each pixel, and a wire grid type polarizing element is provided in the pinhole. May be formed.
  • the photographing device may be authenticated by a flip operation in biometric authentication.
  • An authentication unit having a barcode reader function for authenticating a geometric shape based on an image captured by the image pickup device may be further provided.
  • the authentication unit may be able to authenticate a shooting target that is moving relative to the image pickup device.
  • FIG. 1 Schematic cross-sectional view of the electronic device according to the first embodiment.
  • (A) is a schematic external view of the electronic device of FIG. 1
  • (b) is a cross-sectional view of (a) in the direction of line AA.
  • the block diagram which shows the structural example of the image pickup part.
  • the block diagram which shows the composition example by the sub-pixel of the image pickup part.
  • the figure which shows the example of the photoelectric conversion element separation part Schematic perspective view of a wire grid polarizing element composed of a wire grid.
  • a conceptual diagram for explaining light and the like passing through a wire grid polarizing element Schematic diagram of the configuration when the image pickup unit is a fingerprint sensor. The figure explaining the details of an optical characteristic such as a polarization state in an optical path. The figure explaining the details of an optical characteristic such as a polarization state in an optical path.
  • a schematic configuration example of an electronic device which is an example of an image pickup device. Block diagram of the signal processing unit. The figure which shows the reflectance of the skin surface. The flowchart which shows the processing flow of the electronic device 1. Schematic cross-sectional view of an electronic device. Top view of the reflector. The schematic diagram in the case of constructing a polarizing plate in a fingerprint sensor.
  • the figure which shows the cross-sectional structure of a pixel when a polarizing plate is formed in a fingerprint sensor The figure which shows the structural example of the polarizing plate which concerns on 2nd Embodiment.
  • the schematic diagram in the case of further constructing a quarter wave plate in a fingerprint sensor.
  • FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of the electronic device 1 according to the first embodiment.
  • the electronic device 1 in FIG. 1A is an example of an electronic device 1 having an optical system, and is an arbitrary electronic device having both a display function and a shooting function, such as a smartphone, a mobile phone, a tablet, a barcode reader, and a PC, and is a module. It is equipped with a lens 9.
  • FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing an example of an electronic device 1 having no module lens.
  • the electronic device 1 of FIGS. 1A and 1B includes a camera module (imaging unit) arranged on the side opposite to the display surface of the display unit 2. As described above, the electronic device 1 of FIG. 1 is provided with the camera module 3 on the back side of the display surface of the display unit 2. Therefore, the camera module 3 shoots through the display unit 2.
  • FIG. 2 (a) is a schematic external view of the electronic device 1 of FIG. 1
  • FIG. 2 (b) is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 (a).
  • the display screen 1a extends close to the external size of the electronic device 1, and the width of the bezel 1b around the display screen 1a is set to several mm or less.
  • a front camera is often mounted on the bezel 1b, but in FIG. 2A, as shown by a broken line, a camera module 3 that functions as a front camera on the back surface side of a substantially central portion of the display screen 1a. Is placed.
  • the camera module 3 is arranged on the back surface side of the substantially central portion of the display screen 1a, but in the present embodiment, the camera module 3 may be on the back surface side of the display screen 1a, for example, the display screen 1a.
  • the camera module 3 may be arranged on the back surface side near the peripheral portion of the camera module 3.
  • the camera module 3 in the present embodiment is arranged at an arbitrary position on the back surface side overlapping with the display screen 1a.
  • the display unit 2 may include a polarizing plate 4c, a quarter wave plate 4b, a display panel 4 (4a), a touch panel 5, a circular polarizing plate 6, and a cover glass 7 (a touch panel may be included). ) Are stacked in order. Further, the circularly polarizing plate 6 has a polarizing plate 6a and a quarter wave plate 6b (see FIG. 9) as described later.
  • the polarizing plate 4c and the quarter wave plate 4b suppress the internally reflected light from being incident on the camera module 3. Details of the polarizing plate 4c and the quarter wave plate 4b will be described later.
  • the display panel 4 may be, for example, an organic light emitting diode (OLED: Organic Light Emitting Device), a liquid crystal display unit, a MicroLED, or a display panel based on other display principles.
  • the display panel 4 such as the OLED unit is composed of a plurality of layers.
  • the display panel 4 is often provided with a member having a low transmittance such as a color filter layer.
  • a through hole may be formed in the member having a low transmittance in the display panel 4 according to the arrangement location of the camera module 3. If the subject light passing through the through hole is incident on the camera module 3, the image quality of the image captured by the camera module 3 can be improved.
  • the circularly polarizing plate 6 is provided to reduce glare and improve the visibility of the display screen 1a even in a bright environment.
  • a touch sensor is incorporated in the touch panel 5. There are various types of touch sensors such as a capacitance type and a resistance film type, and any method may be used. Further, the touch panel 5 and the display panel 4 may be integrated.
  • the cover glass 7 is provided to protect the display panel 4 and the like.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the imaging unit 8.
  • the image pickup unit 8 includes a pixel array unit 10, a vertical drive unit 20, a column signal processing unit 30, and a control unit 40.
  • the pixel array unit 10 has a plurality of pixels 100. That is, the plurality of pixels 100 are arranged in a two-dimensional grid pattern.
  • the pixel 100 generates an image signal according to the irradiated light.
  • the pixel 100 has a photoelectric conversion unit that generates an electric charge according to the irradiated light.
  • the pixel 100 further has a pixel circuit. This pixel circuit generates an image signal based on the electric charge generated by the photoelectric conversion unit. The generation of the image signal is controlled by the control signal generated by the vertical drive unit 20 described later.
  • the signal lines 11 and 12 are arranged in the pixel array unit 10 in an XY matrix.
  • the signal line 11 is a signal line that transmits a control signal of the pixel circuit in the pixel 100, is arranged for each row of the pixel array unit 10, and is commonly wired to the pixel 100 arranged in each row.
  • the signal line 12 is a signal line for transmitting an image signal generated by the pixel circuit of the pixel 100, is arranged for each row of the pixel array unit 10, and is commonly wired to the pixel 100 arranged in each row. To. These photoelectric conversion units and pixel circuits are formed on a semiconductor substrate.
  • the vertical drive unit 20 generates a control signal for the pixel circuit of the pixel 100.
  • the vertical drive unit 20 transmits the generated control signal to the pixel 100 via the signal line 11 in the figure.
  • the column signal processing unit 30 processes the image signal generated by the pixel 100.
  • the column signal processing unit 30 processes the image signal transmitted from the pixel 100 via the signal line 12 in the figure.
  • the processing in the column signal processing unit 30 corresponds to, for example, analog-to-digital conversion for converting an analog image signal generated in the pixel 100 into a digital image signal.
  • the image signal processed by the column signal processing unit 30 is output as an image signal of the image pickup device 1.
  • the control unit 40 controls the entire image pickup unit 8.
  • the control unit 40 generates a control signal for controlling the vertical drive unit 20 and the column signal processing unit 30, and controls the pixel (image sensor) 100.
  • the control signal generated by the control unit 40 is transmitted to the vertical drive unit 20 and the column signal processing unit 30 by the signal lines 41 and 42, respectively.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the pixel 100 shown in FIG. Pixels 100a and 100b show a side-by-side pixel example of the pixel array unit 10.
  • an n-type semiconductor region is formed for each of the pixels 100a and 100b in, for example, a p-type semiconductor region of the semiconductor substrate 112.
  • the photoelectric conversion element PD is formed in pixel units.
  • a multilayer wiring layer composed of a transistor for reading out charges accumulated in the photoelectric conversion element PD and an interlayer insulating film is formed on the surface side (lower side in the figure) of the semiconductor substrate 112, a multilayer wiring layer composed of a transistor for reading out charges accumulated in the photoelectric conversion element PD and an interlayer insulating film is formed.
  • An insulating layer 46 having a negative fixed charge is formed at the interface on the back surface side (upper side in the figure) of the semiconductor substrate 112.
  • the insulating layer 46 is composed of a plurality of layers having different refractive indexes, for example, two layers of a hafnium oxide (HfO2) film 48 and a tantalum pentoxide (Ta2O5) film 47, and the insulating layer 46 is electrically pinned. By strengthening, it suppresses dark current and optically functions as an antireflection film.
  • a silicon oxide film 49 is formed on the upper surface of the insulating layer 46, and a first light-shielding film portion 50 on which a pinhole 50a is formed is formed on the silicon oxide film 49.
  • the first light-shielding film portion 50 may be a material that shields light from light, and is a material that has strong light-shielding properties and can be processed with high precision by fine processing, for example, etching. It is preferably formed of a titanium (Ti) or copper (Cu) film. Alternatively, they may be provided by an alloy thereof or a multilayer film of these metals.
  • the first light-shielding film portion 50 forms a pinhole 50a and suppresses color mixing between pixels and light of a flare component incident at an unexpected angle.
  • a light-shielding wall 61 and a plurality of layers of flattening films 62A and B having high light transmittance are formed in a plurality of stages. More specifically, the first light-shielding wall 61A is formed on a part of the first light-shielding film portion 50 between pixels, and the first flattening film 62A is formed between the first light-shielding walls 61A. It is formed. Further, a second light-shielding wall 61B and a second flattening film 62B are formed on the first light-shielding wall 61A and the first flattening film 62A.
  • the light-shielding wall referred to here is provided with a metal such as tungsten (W), titanium (Ti), aluminum (Al), or copper (Cu), an alloy thereof, or a multilayer film of the metals. May be good.
  • a metal such as tungsten (W), titanium (Ti), aluminum (Al), or copper (Cu), an alloy thereof, or a multilayer film of the metals. May be good.
  • it may be provided with an organic light-shielding material such as carbon black.
  • even if it is a transparent inorganic film it may have a structure that suppresses crosstalk by a total reflection phenomenon due to a difference in refractive index, and may have a shape in which the uppermost portion is closed as, for example, an Air Gap structure. In order to close the uppermost portion as the Air Gap structure, a film forming method having poor coverage, for example, sputtering can be used.
  • a color filter 71 is formed for each pixel on the upper surfaces of the second light-shielding wall 61B and the second flattening film 62B.
  • each color of R (red), G (green), and B (blue) is arranged by, for example, a Bayer arrangement, but may be arranged by another arrangement method.
  • the image pickup unit 8 may be configured without arranging the color filter 71.
  • the on-chip lens 72 is formed for each pixel on the color filter 71.
  • the on-chip lens 72 may be made of an organic material such as a styrene resin, an acrylic resin, a styrene-acrylic copolymer resin, or a siloxane resin.
  • the refractive index of the styrene resin is about 1.6, and the refractive index of the acrylic resin is about 1.5.
  • the refractive index of the styrene-acrylic copolymer resin is about 1.5 to 1.6, and the refractive index of the siloxane resin is about 1.45.
  • it may be composed of an inorganic material such as SiN or SiON.
  • the refractive index of SiN is about 1.9, and SiON has a refractive index between SiN and the silicon oxide film.
  • a filter layer that transmits a specific wavelength such as cyan, magenta, or yellow may be provided in addition to red, green, and blue.
  • the color filter 71 is not only composed of an organic material-based color filter layer using an organic compound such as a pigment or a dye, but also a photonic crystal or a wavelength selection element applying plasmon (a lattice-shaped hole structure in a conductor thin film). It can also be composed of a color filter layer having a conductor lattice structure provided with the above (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-177191) and a thin film made of an inorganic material such as amorphous silicon.
  • the inner lens 1210 is made of an inorganic material such as SiN or SiON.
  • the inner lens 1210 is formed on the formed first-stage light-shielding wall layer (first light-shielding wall 61A and first flattening film 62A.
  • the inner lens is provided to increase the focusing power and beam. The spot diameter of the waist can be reduced.
  • the inner lens may be provided in a plurality of stages in one pixel, or the image pickup unit 8 may be configured without the inner lens. In the light-collecting design, it is desirable to align the light-collecting point with the pinhole 50a of the first light-shielding film portion 50.
  • the structure shown in FIG. 4 is merely an example.
  • a pinhole 50a is formed by a wiring layer of a surface-illuminated image pickup device, and an on-chip lens or an inner lens is provided so as to align a focusing point with the pinhole. May be good.
  • a pinhole 50a may be formed of a light-shielding metal of a CCD (charge-coupled device) to prevent smear, and an on-chip lens or an inner lens may be provided so as to align a condensing point with the pinhole.
  • CCD charge-coupled device
  • FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of the subpixel 124 of the imaging unit 8. As shown in FIG. 5, the image pickup unit 8 is different from the image pickup unit 8 shown in FIG. 3 by reading a signal from the subpixel 124. Since the latter configuration is the same as that of the image pickup unit 8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
  • FIG. 6A is a diagram showing an example of the configuration of the sub-pixel 124.
  • the pixel 120 is a wiring composed of a semiconductor substrate 123, a plurality of subpixels 124, a plurality of photoelectric conversion element separation portions 128 provided between the subpixels 124, and an insulating layer and a wiring layer.
  • a layer 129, a lens 1220, and a light-shielding wall 126 between pixels are further provided.
  • a plurality of sub-pixels 124 are provided for one pixel 120.
  • the subpixel 124 is, for example, a photodiode.
  • the number of subpixels 124 is not limited to this, and may be more or less than 25 as long as the processing can be performed appropriately.
  • the sub-pixels 124 are all shown as the same square, but the present invention is not limited to this, and the sub-pixels 124 may have an appropriate shape based on the information to be acquired according to various situations. Alternatively, a different filter may be used for each sub-pixel 124 provided in the pixel 100.
  • FIG. 6A is an example of a back-illuminated image sensor.
  • a light ray vertical light
  • an oblique direction direction not parallel to the optical axis of the lens 1220.
  • the case where the light rays (diagonal lights 1 and 2) are incident is shown.
  • a bundle (solid line) of parallel light rays incident from the upper part of the lens 1220 is focused on the subpixel 124 located at the center.
  • the bundle (dotted line) of the light rays incident in the diagonal direction is focused on the subpixel 124 which is not the center.
  • the vertical optical axis of the lens 1220 is used as a reference, but this is not always the case. Not limited to this, it may be determined in which direction the light ray is incident on the sub-pixel 124 located at the center of the pixel 120 by a pupil correction technique or the like described later.
  • the semiconductor substrate 123 for example, a silicon substrate, forms a semiconductor region portion of an element constituting a pixel circuit.
  • the elements of the pixel circuit are formed in the well region formed on the semiconductor substrate 123.
  • the semiconductor substrate 123 in the figure is composed of a p-type well region.
  • the pixel 120 has a plurality of photoelectric change elements 124, and the sub-pixel 124 is composed of an n-type semiconductor region and a p-type well region around the n-type semiconductor region.
  • photoelectric conversion occurs.
  • the electric charge generated by this photoelectric conversion is converted into an image signal by a pixel circuit (not shown).
  • the semiconductor substrate 123 is further formed with a semiconductor region portion of a vertical drive unit, a column signal processing unit, and a control unit.
  • the wiring layer 129 connects the semiconductor elements in the pixels to each other.
  • the wiring layer 129 is also used for connection with a circuit outside the pixel and constitutes a signal line.
  • the wiring of the wiring layer 129 is made of, for example, a metal such as copper or aluminum to transmit an electric signal, and the insulating layer is, for example, silicon oxide to insulate between the wirings.
  • these insulating layers and wirings are formed adjacent to the front surface side of the semiconductor substrate 123 to form the wiring layer 129.
  • a support substrate (not shown) is arranged adjacent to the wiring layer 129.
  • This support substrate is a substrate that supports the image pickup device, and improves the strength of the image pickup device at the time of manufacture.
  • a logic circuit or the like may be mounted on the support board in advance, and the semiconductor board 123 and the circuit of the support board may be electrically connected to each other as a laminated type.
  • FIG. 6B is a diagram showing an example of the photoelectric conversion element separation unit 128.
  • the photoelectric conversion element separation unit 128 may be provided with a p-type well region 139. Further, a groove may be formed in the semiconductor substrate 123 so that the information regarding the light intensity is not propagated to the photoelectric conversion element of the adjacent subpixel (photoelectric conversion unit) 124, and the insulating film 141 may be provided in the groove. .. Further, a metal film 138 may be provided in addition to the insulating film 141. A film 140 having a negative fixed charge may be provided on the light receiving surface of the semiconductor substrate 123 and the trench side wall of the photoelectric conversion element separation portion 128.
  • the negative fixed charge film 140 can be composed of, for example, an oxide containing at least one of hafnium, zirconium, aluminum, tantalum, and titanium, or a nitride.
  • the insulating film 141 is made of, for example, silicon oxide or the like, and insulates the photoelectric conversion element of the subpixel 124 from the metal film 138.
  • the metal film 138 has an opening in at least a part of the subpixel 124, and may be further embedded in the gap of the insulating film 141 in the trench portion of the photoelectric conversion element separation portion 128.
  • the metal film 138 may be shielded from light so as to cover the black reference pixel region and the peripheral circuit region.
  • the metal film 138 is a light-shielding material, for example, a metal film such as tungsten, aluminum, silver, gold, copper, platinum, molybdenum, chromium, titanium, nickel, iron and tellurium, a compound of these metals, or oxidation thereof. It can be composed of an article, or a nitride thereof, or an alloy thereof. Further, these materials may be combined as a multilayer film.
  • the remaining width of the metal film 138 at the pixel 100 boundary is made thicker than the remaining width of the metal film 138 other than the pixel 100 boundary. You may prepare.
  • the remaining width of the metal film 138 of the photoelectric conversion element separation portion 128 may be larger or thinner than the trench width formed on the semiconductor substrate 123.
  • the former suppresses deterioration of dark current and white point characteristics, and improves angular resolution.
  • the latter improves sensitivity.
  • a part of the photoelectric conversion element separating portion 128 included in the pixel 100 is provided with the metal film 138 only in the gap of the insulating film 141 in the trench portion, and the metal film 138 is provided above the surface of the insulating film 141. It does not have to be.
  • the interlayer film 127 is provided on the upper part of the metal film 138, and may be made of a transparent material such as silicon oxide, silicon nitride, or SiON.
  • a transparent material such as silicon oxide, silicon nitride, or SiON.
  • an organic material such as a styrene resin, an acrylic resin, a styrene-acrylic copolymer resin, or a sirosan resin may be used, and the lens 1220 is directly provided on the organic material. May be good.
  • the light-shielding wall 126 may be provided so as to penetrate the interlayer film 127 at the boundary of the pixels 120. Stray light can be shielded by providing the light-shielding wall 126.
  • the light-shielding wall 126 is made of a material having a light-shielding property, for example, a metal film such as tungsten, aluminum, silver, gold, copper, platinum, molybdenum, chromium, titanium, nickel, iron and tellurium, or a compound of these metals, or a compound thereof. It can be composed of oxides, or nitrides thereof, or alloys thereof. Further, it can also be configured as a multilayer film in which these materials are combined.
  • the light-shielding wall 126 may be divided into multiple stages in the third direction. At the boundary of the pixel 100, these light-shielding walls 126 and the metal film 138 may be in continuous contact with each other.
  • the color filter 130 uses, for example, a pigment or a dye as a material, transmits light of a desired wavelength, and can obtain spectral information of light from a subject.
  • the color filter 130 may be provided, for example, on the interlayer film 127, or may be provided with an adhesion layer 142 that also serves as flattening between the interlayer film 127 and the color filter 130.
  • the color filter 130 may be provided, for example, on the metal film 138, or may be provided with an adhesion layer that also serves as a flattening film between the metal film 138 and the color filter 130.
  • the color filter 130 may be provided, for example, one for each subpixel 124, or they may be different for each subpixel 124. Alternatively, one color filter 130 may be provided for each pixel 100, and they may be different for each pixel 100. It is not necessary to provide a color filter with an emphasis on sensitivity and resolution.
  • One lens 1220 is provided, for example, for each pixel 120.
  • the lens 1220 may be composed of a plurality of laminated lenses.
  • the lens can be made of an organic material such as a styrene resin, an acrylic resin, a styrene-acrylic copolymer resin, and a sirosan resin. It can also be made of an inorganic material such as silicon nitride or silicon oxynitride. Antireflection films having different refractive indexes may be provided on the lens surface. Further, a flattening film made of an organic material, for example, an acrylic resin may be provided under the lens material for the base step.
  • a transparent inorganic material flattened by CMP or the like for example, silicon oxide may be provided.
  • an image pickup device having a pinhole in a pixel or an image pickup device having a plurality of subpixels in a pixel has been described as an example. , It may be a surface irradiation type.
  • an organic photoelectric conversion film may be used instead of the photoelectric conversion element by pn junction in the semiconductor substrate.
  • sufficient space can be secured when using a module lens, it is possible to acquire a subject image with less blur even if the image pickup device does not have a pinhole or a sub-pixel by designing the module lens. Yes, it does not exclude these combinations.
  • the quarter wave plates 4b, 6b function by shifting the phase between the two vertically polarized components of the light wave.
  • Typical quarter wave plates 4b and 6b are birefringent crystals such as quartz and mica in which the direction of the optical axis and the film thickness T are determined.
  • a normal axis having a refractive index of no and an abnormal axis having a refractive index of ne are obtained.
  • the normal axis is perpendicular to the optical axis and the anomalous axis is parallel to the optical axis.
  • the quarter wave plate has a phase difference ⁇ ( ⁇ ) of 90 degrees
  • the wavelength ⁇ can be expressed by Eq. (2). As described above, there is a correspondence relationship of the equation (2) between the wavelength ⁇ and the film thickness T of the quarter wave plate.
  • the quarter wave plates 4b and 6b according to the present embodiment are set to a thickness such that the optical path difference of the light transmitted through the normal axis and the abnormal axis is one quarter wavelength. More specifically, in the case of biophotographing, for example, fingerprint or vein imaging, the emission color is set in advance. For example, when only the portion of the display panel 4a corresponding to the green (G) is illuminated, the thickness of the wavelength ⁇ is set to correspond to 550 nm.
  • the thickness should be set so that the wavelength ⁇ corresponds to 500 nm. This makes it possible to perform bioimaging with higher accuracy.
  • the difference between the wavelength ⁇ represented by the equation (2) and the center of gravity of the emission spectrum at the corresponding portion of the display panel 4a is, for example, 0.05 um or less. This makes it possible to bring the phase difference ⁇ ( ⁇ ) generated in the quarter wave plate closer to the design wavelength, and the authentication accuracy is further improved.
  • the quarter wave plates 4b and 6b can be mainly composed of three types: true zero order (True Zero Order), multiple order (Multiple Order), and compound zero order (Compound Zero Order).
  • a true zero-order wave plate can be configured as a true zero-order wave plate because a predetermined retardation (phase difference) can be obtained at the 0th order at the design wavelength. It is made by processing the plate thickness of one birefringent material to be extremely thin so that a specific phase difference can be obtained at the 0th order. For example, if only the portion corresponding to the green filter (G) is to be illuminated, a quarter wave plate at 550 nm is manufactured.
  • the stability of the phase difference obtained for wavelength shift, temperature change, or oblique incidence is superior to multi-order and compound zero-order.
  • this thin plate thickness may be damaged during fixing to the device or handling, and the yield may decrease.
  • N is a natural number and an even number.
  • T1 / 60 0.25 + N.
  • the above-mentioned disadvantages of the multi-order type can be improved. It will be possible.
  • the optical axes of two birefringent materials of the same material manufactured in multi-order are arranged so as to be orthogonal to each other. That is, in the equations (1) and (2), n is a natural number and an even number. As a result, the phase difference shift amounts generated for each material cancel each other out, so that the wavelength dependence and the temperature dependence on the obtained retardation can be reduced. However, it may be difficult to improve the incident angle dependence.
  • the thickness T1 of the quarter wave plates 4b and 6b is configured to be 0 or a natural number when 15 is subtracted from T1 and divided by 60.
  • the thickness T2 of the quarter wave plates 4b, 6b is configured to be 0 or a natural number when 12.5 is subtracted from T2 and divided by 54.3.
  • the polarizing plate 6a As the polarizing plate 6a, an absorption type polarizing filter, a reflection type polarizing filter, a crystal system, a multilayer film system, or the like can be used.
  • a film of a suitable vinyl alcohol-based polymer such as polyvinyl alcohol and partially formalized polyvinyl alcohol is dyed and stretched with a dichroic substance such as iodine and a dichroic dye. It is composed of a film which has been subjected to appropriate treatment such as cross-linking treatment in an appropriate order and method.
  • appropriate treatment such as cross-linking treatment in an appropriate order and method.
  • the film is stretched in the longitudinal direction. Therefore, in the obtained linear polarizing element, the polarization absorbing axis parallel to the longitudinal direction of the linear polarizing element and the width of the linear polarizing element are used. A polarization transmission axis parallel to the direction is obtained.
  • the crystalline polarizing element 150 can be configured by, for example, a photonic crystal.
  • a photonic crystal is a structure having a periodicity of the wavelength order of light in the refractive index. By controlling the period and shape of this structure, the transmittance on the transmission axis and the reflectance on the absorption axis can be set.
  • the polarizing element 150 of the multilayer film system is composed of, for example, a multilayer film made of at least two or more kinds of film materials having different refractive indexes.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view of a so-called reflective wire grid polarizing element 150 configured by a wire grid.
  • the polarizing element 150 in the figure represents an example of a polarizing element configured by a wire grid.
  • the wire grid polarizing element 150 is a polarizing unit composed of strip-shaped conductors 151 arranged at a predetermined pitch. In the wire grid-shaped metal film, the polarized light in the direction (longitudinal direction) that the free electrons in the metal follow is canceled by the reflected wave, and the polarized light in the direction that does not follow (shortward direction) is transmitted.
  • the pitch of the wire grid polarizing element is preferably less than 1/2 of the wavelength used, and if it exceeds this, diffracted light is generated.
  • the band-shaped conductor 151 may be provided with the light reflecting layer 51 as a single layer, or the light absorbing layer 53 may be laminated on the light reflecting layer 51. Alternatively, an insulating layer 52 may be provided between the light reflecting layer 51 and the light absorbing layer 53.
  • the constituent material of the light reflecting layer 51 is not particularly limited as long as it is a material having reflectivity to light in the band used, and for example, Al, Pt, Ag, Cu, Mo, Cr, Ti, Ni, W, and the like. Elemental substances such as Fe, Si, Ge, and Te, or alloys containing one or more of these elements can be mentioned. Above all, when the polarizing plate is used for visible light applications, the reflective layer is preferably made of aluminum or an aluminum alloy.
  • silver (Ag), copper (Cu), gold (Au) or the like in order to give polarization characteristics to a wavelength band other than visible light, for example, an infrared region. This is because the resonance wavelengths of these metals are in the vicinity of the infrared region.
  • an inorganic film or a resin film other than the metal formed with high reflectance on the surface by coloring or the like may be used.
  • the reflected light from the wire grid polarizing element 150 may cause flare due to scattering inside the housing and cause deterioration of the image quality of the image pickup apparatus, or when strong light such as the sun is reflected on the display, the reflectance with the peripheral members. There is a concern that the difference may give a sense of discomfort in appearance.
  • a light absorption layer 53 may be provided on the light reflection layer 51.
  • the extinction coefficient k is not zero, that is, a metal material or alloy material having a light absorption action, a semiconductor material, specifically, tungsten (W), silver (Ag), or gold.
  • Al copper
  • Mo molybdenum
  • Cr chromium
  • Ti titanium
  • Ni nickel
  • Fe iron
  • Si silicon
  • Ge germanium
  • Te tellurium
  • metal materials such as (Sn), alloy materials containing these metals, and semiconductor materials.
  • silicide-based materials such as FeSi2 (particularly ⁇ -FeSi2), MgSi2, NiSi2, BaSi2, CrSi2, and CoSi2 can also be mentioned.
  • the light reflecting layer 51 and the light absorbing layer 53 are formed by various chemical vapor deposition methods (CVD method), coating method, various physical vapor deposition methods (PVD method) including sputtering method and vacuum vapor deposition method, and sol-gel method. , It can be formed based on a known method such as a plating method, a MOCVD method, or an MBE method.
  • CVD method chemical vapor deposition methods
  • PVD method physical vapor deposition methods
  • sol-gel method sol-gel method.
  • It can be formed based on a known method such as a plating method, a MOCVD method, or an MBE method.
  • SiOX-based materials such as SiO2, NSG (non-doped silicate glass), BPSG (boron-phosphorus silicate-glass), PSG, BSG, PbSG, AsSG, SbSG, SOG (spin-on glass) (Constituent material), SiN, SiON, SiOC, SiOF, SiCN, low dielectric constant insulating material (for example, fluorocarbon, cycloperfluorocarbon polymer, benzocyclobutene, cyclic fluororesin, polytetrafluoroethylene, amorphous tetrafluoroethylene, polyaryl) Ether, Fluoroaryl Ether, Fluoropolymer, Organic SOG, Parylene, Fluorocarbon, Amorphous Carbon), Polypolymer Resin, Fluororesin,
  • Insulation film material a trademark of Flare (Honeywell Electrical Materials Co.), and a polyaryl ether (PAE) -based material
  • the insulating layer 52 can be formed based on known methods such as various CVD methods, coating methods, various PVD methods including sputtering methods and vacuum vapor deposition methods, various printing methods such as screen printing methods, and sol-gel methods.
  • the insulating layer 52 functions as a base layer of the light absorbing layer, and at the same time, adjusts the phase of the polarized light reflected by the light absorbing layer and the polarized light transmitted through the light absorbing layer and reflected by the light reflecting layer to interfere with each other.
  • the insulating layer 52 has a thickness such that the phase in one round trip is shifted by half a wavelength.
  • the thickness of the insulating layer may be determined based on the balance between the desired polarization characteristics and the actual manufacturing process, for example, 1 ⁇ 10-9 m to 1 ⁇ 10-7 m, more preferably 1 ⁇ . 10-8m to 8 ⁇ 10-8m can be exemplified.
  • the refractive index of the insulating layer is larger than 1.0 and is not limited, but is preferably 2.5 or less.
  • an anisotropic dry etching technique using a combination of a lithography technique and an etching technique for example, carbon tetrafluoride gas, sulfur hexafluoride gas, trifluoromethane gas, xenon difluoride gas, etc.
  • a lithography technique for example, carbon tetrafluoride gas, sulfur hexafluoride gas, trifluoromethane gas, xenon difluoride gas, etc.
  • lithography technology photolithography technology (lithography technology using g-line, i-line, KrF excimer laser, ArF excimer laser, EUV, etc.
  • the strip-shaped conductor 151 can be formed based on a microfabrication technique using an extremely short-time pulse laser such as a femtosecond laser or a nanoimprint method.
  • a dielectric layer or both a dielectric layer and an air layer may be provided between the wire grids.
  • the material constituting the dielectric layer is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing unnecessary reflection of light rays to be polarized in the polarizing plate, for example, Si oxide such as SiO2, AlF2, BaF2, CeF3, LaF3 , LiF, MgF2, NdF3, NaF, YF3 and the like.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram for explaining light and the like passing through the wire grid polarizing element.
  • the extending direction (first direction) of the band-shaped conductor 151 coincides with the absorption axis for quenching, and the repeating direction of the band-shaped conductor 151 (which is the second direction and is orthogonal to the first direction) is the transmission axis for transmitting.
  • Match That is, the free electrons in the band-shaped conductor 151 vibrate following the electric field of the light incident on the band-shaped conductor 151, and radiate the reflected wave.
  • the light perpendicular to the longitudinal direction of the band-shaped conductor (second direction) reduces the radiation of the reflected light from the band-shaped conductor. This is because the vibration of free electrons is limited and the amplitude becomes small.
  • the incident light on the transmission axis (second direction) is less attenuated by the polarizing element 150 and can pass through the polarizing element 150.
  • the reflectance with respect to the incident light changes depending on the optical thickness of the light reflecting layer 51 (refractive index ⁇ film thickness of the light reflecting layer). Further, the reflectance with respect to the incident light also changes depending on the optical thickness of the light absorbing layer 53 (absorption rate ⁇ film thickness of the light reflecting layer).
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a configuration when the image pickup unit 8 is a fingerprint sensor.
  • the light emitted from the display panel (OLED) 4a irradiates the fingerprint along the optical path L1 and is imaged by the fingerprint sensor 8. That is, the light emitted from the OLED 4a (display panel 4) irradiates the finger through the touch panel 5, the quarter wave plate 6b, the polarizing plate 6a, and the cover glass 7, and the scattered light from the finger is the cover glass. 7.
  • the image is captured by the fingerprint sensor 8 via the polarizing plate 6a, the quarter wave plate 6b, the touch panel 5, the OLED 4a, the quarter wavelength plate 4b, and the polarizing plate 4c.
  • a part of the light emitted from the OLED 4a is reflected by the polarizing plate 6a along the optical path L2, and further passes through the quarter wave plate 6b, the touch panel 5, the OLED 4a, and the quarter wave plate 4b.
  • the polarizing plate 4c is irradiated and reflected by the polarizing plate 4c.
  • the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c are further provided to suppress the noise component reflected along the optical path L2 from being incident on the fingerprint sensor 8.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating details of optical characteristics such as polarization states in the optical paths L1 and L2.
  • the absorption axis of the polarizing plate (1) can be arbitrarily provided, and the optical axis of the other optical members of FIG. 10 and FIG. 10 is defined relative to the polarizing plate (1).
  • the transmission axis of the polarizing plate (1) is set to 0 degrees, and the sign of the angle is described by defining the clockwise direction in the + direction with respect to the traveling direction of light.
  • the arrow at the bottom of FIG. 10 schematically shows the transmission axis.
  • the transmission axis of the polarizing plate (1) that is, the polarized light set to 0 degrees is indicated by the up and down arrows, and the polarized light orthogonal to the polarizing plate (1) is indicated by the left and right arrows.
  • FIG. 10 In the case of circularly polarized light, the traveling direction of light is unified toward the front of the paper surface, and the rotation direction of polarized light is indicated by an arc arrow. In the case of unpolarized light, it is shown that multiple arrows with different polarization directions are overwritten.
  • the light emitted by the OLED 4a is applied to the fingerprint Fin via the touch panel 5, the quarter wave plate 6b, the polarizing plate 6a, and the cover glass 7.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b is provided so as to be 45 ° (or 135 °).
  • the transmission axis of the polarizing plate 6a is 0 degrees
  • light with a polarization direction of 0 degrees is transmitted.
  • the light scattered by the fingerprint Fin passes through the quarter wave plate 6b again as scattered light having a polarization direction of 0 degrees.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b is 135 ° (or 45 °), and light with a polarization direction of 0 degrees is transmitted as circularly polarized light that rotates clockwise (or counterclockwise). do.
  • the light transmitted through the quarter wave plate 6b further transmits through the touch panel 5 and the OLED 4a and is incident on the quarter wave plate 4b.
  • the slow axis of the quarter wave plate 4b is provided to coincide with 6b.
  • the traveling direction of the light it is 135 ° (or 45 °), so that the quarter wave plate 4b polarizes the incident light into linearly polarized light having a polarization direction of 90 degrees.
  • the polarizing plate 4c is provided so that the absorption axis with the polarizing plate 6a is orthogonal to each other. Then, the 90-degree linearly polarized light transmitted through the quarter-wave plate 4b is transmitted through the polarizing plate 4c having a polarization direction of 90 degrees and is imaged by the fingerprint sensor 8.
  • the noise light of the optical path L2 reflected by the polarizing plate 6a passes through the quarter wave plate 6b as polarized light in the 90-degree direction.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b is 135 ° (or 45 °)
  • light having a polarization direction of 90 degrees is transmitted as circularly polarized light that rotates counterclockwise (or clockwise).
  • the light transmitted through the quarter wave plate 6b further transmits through the touch panel 5 and the OLED 4a and is incident on the quarter wave plate 4b.
  • the slow axis of the quarter wave plate 4b is 135 ° (or 45 °), so the circularly polarized light of left-handed rotation (or right-handed rotation) is transmitted as linearly polarized light of 0 degree. ..
  • the 0 degree linearly polarized light transmitted through the quarter wave plate 4b is reflected by the polarizing plate 4c having a polarization direction of 90 degrees and is not captured by the fingerprint sensor 8.
  • the signal component from the fingerprint of the optical path L1 reaches the fingerprint sensor 8 and is imaged.
  • the noise light of the optical path L2 reflected by the polarizing plate 6a is reflected by the polarizing plate 4c and cannot reach the fingerprint sensor 8.
  • the signal component from the fingerprint can be imaged with the noise component reduced.
  • a commercially available wire grid type polarizing plate has a reflectance of, for example, 50.6% for an unpolarized vertical incident, a transmittance of, for example, 45.3%, and a degree of polarization of transmitted light. Is 99.1 percent.
  • the reflection component of the optical path L2 is 50.6%.
  • the signal from the fingerprint is 41.0%, and the noise component due to the reflection of the polarizing plate 6a is 50.6%, that is, At an SN ratio of ⁇ 1.8 dB, the influence of noise becomes large. As a result, the identification accuracy is lowered.
  • the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c of the present embodiment are further provided and the above-mentioned wire grid type polarizing plate is used for the polarizing plate 4c
  • a commercially available absorbent polarizing plate for example, a dichroic dye polarizing element
  • a transmittance of, for example, 18.5% and the degree of polarization of transmitted light for unpolarized vertical incident. Is 99.1%.
  • the reflection component of the optical path L2 is 5.1%.
  • the signal from the fingerprint is 6
  • the noise component due to the reflection of the polarizing plate 6a is 5.1% with respect to 0.8%, that is, the influence of noise is large at an SN ratio of 2.5 dB. As a result, the identification accuracy is lowered.
  • the quarter-wave plate 4b and the polarizing plate 4c of the present embodiment are further provided, and the above-mentioned absorption-type polarizing plate is used for the polarizing plate 4c as the polarizing plate 4c.
  • one of the polarizing plates 6a and 4c may be an absorption type and the other may be a wire grid type, and the combination is limited. It's not something to do.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the details of optical characteristics such as the polarization state in the optical paths L1 and L2, and is provided so that the slow axes of the quarter wave plate 6b and 4b are orthogonal to each other, and the polarizing plate 6a, It differs from FIG. 10 in that the absorption axes of 4c are provided so as to coincide with each other.
  • FIG. 11 FIG. 11
  • the polarization component of the light emitted by the OLED 4a is evenly distributed in each direction.
  • the light emitted by the OLED 4a is applied to the fingerprint Fin via the touch panel 5, the quarter wave plate 6b, the polarizing plate 6a, and the cover glass 7.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b is provided so as to be 45 ° (or 135 °).
  • the polarizing plate 6a Since the polarizing plate 6a has a polarization direction of 0 degrees, light having a polarization direction of 0 degrees is transmitted.
  • the light scattered by the fingerprint Fin passes through the quarter wave plate 6b again as scattered light having a polarization direction of 0 degrees. Since the traveling direction of light is reversed, the slow axis of the quarter wave plate 6b is 135 ° (or 45 °), and light with a polarization direction of 0 degrees is transmitted as circularly polarized light that rotates clockwise (or counterclockwise). do.
  • the light transmitted through the quarter wave plate 6b further transmits through the touch panel 5 and the OLED 4a and is incident on the quarter wave plate 4b.
  • the slow axes of the quarter wave plate 4b are provided so as to be orthogonal to each other. Considering the traveling direction of the light, it is 135 ° (or 45 °), so that the quarter wave plate 4b polarizes the incident light into linearly polarized light having a polarization direction of 0 degree.
  • the polarizing plate 4c is provided so that the absorption axis coincides with the polarizing plate 6a. Then, the linearly polarized light of 0 degree transmitted through the quarter wave plate 4b is transmitted through the polarizing plate 4c having a polarization direction of 0 degree and is imaged by the fingerprint sensor 8.
  • the noise light of the optical path L2 reflected by the polarizing plate 6a passes through the quarter wave plate 6b as polarized light in the 90-degree direction.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b is 135 ° (or 45 °)
  • light having a polarization direction of 90 degrees is transmitted as circularly polarized light that rotates counterclockwise (or clockwise).
  • the light transmitted through the quarter wave plate 6b further transmits through the touch panel 5 and the OLED 4a and is incident on the quarter wave plate 4b.
  • the slow axis of the quarter wave plate 4b is 45 ° (or 135 °), so the circularly polarized light of left-handed rotation (or right-handed rotation) is transmitted as linearly polarized light of 90 degrees. ..
  • the 90-degree linearly polarized light transmitted through the quarter-wave plate 4b is reflected by the polarizing plate 4c having a polarization direction of 0 degrees and is not captured by the fingerprint sensor 8.
  • the signal component from the fingerprint of the optical path L1 reaches the fingerprint sensor 8 and is imaged.
  • the noise light of the optical path L2 reflected by the polarizing plate 6a is reflected by the polarizing plate 4c and cannot reach the fingerprint sensor 8.
  • the signal component from the fingerprint can be imaged with the noise component reduced.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electronic device 1 which is an example of an image pickup device to which the present technology can be applied.
  • the electronic device 1 includes a display unit 2 (FIGS. 1A and 1B), an image pickup unit 8 (FIGS. 1A and 1B), a control unit 40 (FIG. 3), an operation input unit 1000, and a signal processing unit. It includes 1002, a storage unit 1004, an authentication unit 1006, and a result output unit 1008.
  • the operation input unit 1000 receives an operation input from the user of the electronic device 1.
  • the operation input unit 1000 is composed of, for example, a push button or a touch panel.
  • the operation input received by the operation input unit 1000 is transmitted to the control unit 40 and the signal processing unit 1002. After that, processing according to the operation input, for example, processing such as fingerprint imaging is activated.
  • control unit 40 sends a command to the image pickup unit to control the pixel array unit 10 (FIG. 3), sends a command to the display unit 2, and uses the light source of the display unit 2 to illuminate the subject. You can guess.
  • the illumination light can change the balance of elements having different spectra of the display unit, for example, the three primary colors of red, blue, and green, and can change the light emitting area.
  • a light source (not shown) other than the display unit 2 may be provided, and for example, light in an infrared region not included in the organic EL may be emitted. Infrared rays are suitable for acquiring vein information.
  • the electronic device 1 is provided with the optical system 9 (FIG. 1A), autofocus can be performed.
  • the autofocus is a system that detects the focal position of the optical system 9 and automatically adjusts it.
  • this autofocus for example, a method of detecting the image plane phase difference by the phase difference pixels arranged in the image pickup unit 8 and detecting the focal position (image plane phase difference autofocus) can be used. It is also possible to apply a method (contrast autofocus) of detecting the position where the contrast of the image is highest as the focal position.
  • the control unit 40 adjusts the position of the lens of the optical system 9 via the lens drive unit (not shown) based on the detected focal position, and performs autofocus.
  • the control unit 40 can be configured by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) equipped with firmware.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the signal processing unit 1002 processes the image signal generated by the image pickup unit 8. This processing includes, for example, demosaic to generate an image signal of a color that is insufficient among the image signals corresponding to red, green, and blue for each pixel, noise reduction to remove noise of the image signal, addition processing of a plurality of pixels, and processing. Coding of image signals and the like are applicable.
  • the signal processing unit 1002 can be configured by, for example, a microcomputer equipped with firmware.
  • FIG. 13A is a block diagram of the signal processing unit 1002 according to the present embodiment.
  • the signal processing unit 1002 includes an A / D conversion unit 502, a clamp unit 504, a color-coded output unit 506, a defect correction unit 508, a linear matrix unit 510, and a spectrum analysis unit 512. , And an image processing unit 518.
  • the A / D conversion unit 502 (Analog to Digital Converter) converts the analog signal output from the image pickup unit 8 into a digital signal for each pixel.
  • the clamp unit 504 executes, for example, a process relating to the level of the ground in the image.
  • the clamp unit 504 defines, for example, a black level, and the defined black level is subtracted from the image data output from the A / D conversion unit 502 and output.
  • the clamp unit 504 may set the ground level for each photoelectric conversion element provided in the pixel, and in this case, the ground correction of the signal value may be performed for each acquired photoelectric conversion element.
  • the color-specific output unit 506 outputs the image data output from the clamp unit 504 for each color.
  • the image pickup unit 8 is provided with R (red), G (green), and B (blue) filters in the pixel.
  • the clamp unit 504 adjusts the ground level based on these filters, and the color-coded output unit 506 outputs the signal output by the clamp unit 504 for each color.
  • the color-coded output unit 506 stores the data of the filter provided for each pixel in the image pickup unit 8. , You may output for each color based on this data.
  • the image pickup unit 8 is provided with a color filter, but the present invention is not limited to this, and for example, an organic photoelectric conversion film may be used to identify colors.
  • the defect correction unit 508 corrects defects in the image data. Defects in image data occur, for example, due to missing pixels or missing information due to defects in the photoelectric conversion element provided in the pixels, missing information due to saturation of light in the optical system 9, and the like.
  • the defect correction unit 508 may execute the defect correction process by performing interpolation processing based on, for example, the information of the surrounding pixels or the received intensity of the peripheral photoelectric conversion element in the pixel.
  • the linear matrix unit 510 performs correct color reproduction by executing a matrix operation on color information such as RGB.
  • the linear matrix unit 510 is also referred to as a color matrix unit.
  • the linear matrix unit 510 obtains a desired spectrum by, for example, performing an operation on a plurality of wavelengths.
  • the linear matrix unit 510 performs an operation so as to output an output suitable for detecting skin color.
  • the linear matrix unit 510 may be provided with a calculation path of a system different from that of the skin color, and may perform a calculation for acquiring vein information, for example.
  • an operation may be performed so as to perform an output suitable for the vicinity of 760 nanometers.
  • Veins are rich in reduced hemoglobin, which has a characteristic absorption spectrum near 760 nanometers.
  • FIG. 13B is a diagram showing the reflectance of the skin surface.
  • the vertical axis shows the reflectance, and the horizontal axis shows the wavelength.
  • the skin color varies from individual to individual, but generally there is a rise in the wavelength region of 550 to 600 nanometers.
  • the spectrum analysis unit 512 determines, for example, whether or not there is a rise in the spectrum peculiar to the skin, based on the data output by the linear matrix unit 510.
  • the spectrum analysis unit 512 detects, for example, the rise of a signal of 550 to 600 nanometers in a range including 500 to 650 nanometers, so that the human finger is in contact with the cover glass 7, or in that case, the cover glass 7. It detects and outputs what the wavelength is.
  • the range to be determined is not limited to the above range, and may be wider or narrower than this in an appropriate range. For example, it may be analyzed whether or not the reduced hemoglobin has a peak near 760 nanometers.
  • the image processing unit 518 extracts the feature points of the fingerprint shape based on the image signal generated by the linear matrix unit 510. Further, the image processing unit 518 extracts the feature points of the veins based on the image signal generated by the linear matrix unit 510.
  • the storage unit 1004 stores various data. The storage unit 1004 may store, for example, a frame which is an image signal for one screen, or may store data in the process of signal processing and authentication processing.
  • the authentication unit 1006 executes personal authentication based on the data output by the signal processing unit 1002.
  • the authentication unit 1006 executes personal authentication based on, for example, the rising wavelength analyzed by the spectrum analysis unit 512 and the fingerprint shape (feature point) based on the data output from the defect correction unit 508 or the like.
  • the authentication unit 1006 may analyze the rhythm of the peak of the reduced hemoglobin near 760 nanometers, and if it is not rhythmic, it determines that the imaging target is an artificial object. In this way, the authentication unit 1006 can improve the biometric authentication accuracy by capturing the hemoglobin signal, that is, the rhythm of the heartbeat from the blood flow.
  • Personal information may be stored in, for example, the authentication unit 1006 as a wavelength range, a fingerprint feature point, and a vein feature point, or may be stored in the storage unit 1004.
  • the authentication unit 1006 can determine that the object is a finger and authenticate that the object is a memorized individual.
  • the authentication unit 1006 acquires the shape characteristics of the fingerprint from the output from the image processing unit 518 and the like, and uses this information to determine whether or not the fingerprint matches the fingerprint to be authenticated. For example, the authentication unit 1006 determines whether or not the feature points of the fingerprint stored in the storage unit 1004 match the feature points of the authentication target.
  • a general method can be used for fingerprint authentication.
  • the authentication unit 1006 determines that the object in contact with the cover glass 7 is a living body by using this data.
  • the authentication unit 1006 acquires the shape characteristics of the vein from the output from the image processing unit 518 and the like, and uses this information to determine whether or not the vein matches the vein to be authenticated. For example, the authentication unit 1006 authenticates whether or not the individual is a memorized individual by comparing a predetermined number of feature points extracted from the vein with the feature points stored in the storage unit 1004. A general method can be used for vein authentication.
  • the result output unit 1008 outputs the personal authentication result based on the result output from the authentication unit 1006. For example, when the storage unit 1004 matches the recorded individual, the result output unit 1008 matches the recorded individual data when the finger in contact with the cover glass 7 at that timing matches the recorded individual data. , The authentication OK signal is output to the display unit 2, and in other cases, the authentication NG signal is output to the display unit 2.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a processing flow of the electronic device 1 according to the present embodiment. As an example, a case where the electronic device 1 performs personal authentication by a fingerprint, a spectrum, and a vein will be described.
  • the electronic device 1 activates the image pickup unit 8 as a fingerprint sensor (S100).
  • the above-mentioned components may be energized and put into a standby state.
  • the electronic device 1 may explicitly activate the fingerprint sensor by a switch or the like.
  • it may be obtained optically or mechanically that an object is in contact with the reading surface (cover glass) 7, and the fingerprint sensor may be activated by this acquisition as a trigger.
  • the reading surface (cover glass) 7 may be triggered by detecting that the finger approaches a distance closer than a predetermined distance.
  • the imaging unit 8 detects the intensity of the incident light at that timing, and acquires the condition of the external light based on this result (S102). For example, the electronic device 1 acquires an image in a state where light from the inside is not incident. By this acquisition, the intensity of sunlight, the intensity of light transmitted by the indoor light source through the finger, or the intensity of light entering through the gap between the fingers is detected. Based on this light intensity, the clamp portion 504 may perform ground processing in a later process.
  • the light emitting portion provided in the electronic device 1 emits light so as to irradiate at least a part of the area where the finger and the cover glass 7 are in contact with each other (S104).
  • the light emission may be white light or light having a specific wavelength, for example, light emission of R, G, B or the like.
  • B (and G) may be emitted in order to obtain the surface shape.
  • Infrared light may also be emitted to observe the veins.
  • R may be emitted for spectral analysis. In this way, the light emission may emit an appropriate color based on the subsequent processing. These lights do not have to be emitted at the same timing. For example, R may be emitted first to acquire data for spectrum analysis, and then B and G may be emitted to acquire data for shape analysis.
  • the image pickup unit 8 receives the light emitted by the display panel 4a including information such as fingerprints and reflected by the cover glass 7 (S106).
  • the light receiving is executed by the image pickup unit 8 described above, and then necessary processing is executed. For example, following the light reception, processing of acquiring the shape of the fingerprint and acquiring the spectrum of reflected light or transmitted light is executed via A / D conversion and background correction.
  • the authentication unit 1006 determines whether the shapes of the fingerprints match (S108).
  • the determination of the shape of the fingerprint may be performed by a general method. For example, the authentication unit 1006 extracts a predetermined number of feature points from the fingerprint and compares the extracted feature points to determine whether or not it can be determined that the individual is a memorized individual.
  • the authentication unit 1006 may make the light emitting region of the light emitting unit 4a emit light only in the corresponding region at the position where the finger (living body) is placed. As a result, it is possible to suppress the generation of noise light having various reflection angles caused by causing the display panel (light emitting unit) 4a to emit light in a wide range. Therefore, the authentication accuracy is further improved.
  • the authentication unit 1006 subsequently determines whether or not the spectra match (S110).
  • the authentication unit 1006 performs this determination by comparing the result of the spectrum analyzed by the spectrum analysis unit 512 with the result of the stored individual. For example, it is determined whether or not the acquired spectrum exists within an allowable range from the stored spectrum of the rise of the skin color. In this way, personal authentication may be performed not only by the fingerprint shape but also by the spectrum.
  • the authentication unit 1006 subsequently determines whether or not the vein shapes match (S112).
  • the authentication unit 1006 performs this determination by comparing the feature points of the vein shape with the feature points of the memorized individual. In this way, personal authentication may be performed not only by the fingerprint shape but also by the spectrum and the vein shape.
  • the authentication unit 1006 determines that the authentication was successful (S114), and outputs the authentication result from the result output unit 1008.
  • the result output unit 1008 outputs that the authentication is successful, and permits access to other configurations of the electronic device 1, for example.
  • the output is performed when the result output unit 1008 is successful, but the output is not limited to this. Even in the cases of S108: NO, S110: NO, and S112: NO described above, the light emitting unit, the imaging unit 8, etc. are notified via the result output unit 1008 that the authentication has failed, and data acquisition is performed again. You may.
  • the above is a process of repeating when authentication fails. For example, when the process is repeated a predetermined number of times, access to the electronic device 1 is blocked without performing further authentication. You may. In this case, the interface may prompt the user to enter another access means, for example, a passcode using the numeric keypad. Further, in such a case, since there is a possibility that the reading of the device has failed, the authentication process may be repeated while changing the light emission, the light receiving light, the state of the reading surface, the spectrum used, and the like. For example, when the analysis result that the product is wet is obtained, some output may be output to the user via the interface in order to wipe off the water and perform the authentication operation again.
  • the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c are provided.
  • the signal component from the fingerprint of the optical path L1 reaches the fingerprint sensor 8 is imaged, and the noise light of the optical path L2 reflected by the polarizing plate 6a is reflected by the polarizing plate 4c and cannot reach the fingerprint sensor 8. Therefore, the S / N ratio is improved, and the authentication accuracy of the authentication unit 1006 is improved.
  • the first embodiment is a modification of the first embodiment in that when light is incident from the cover glass 7, the reflectance of the region of the imaging unit 8 and the reflectance of the other region are configured to match. It differs from the form. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be described.
  • FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of the electronic device 1 according to the modified example of the first embodiment.
  • the electronic device 1 has parts such as a battery, a communication circuit, a microphone, and a speaker (not shown), and is often provided under the display unit 2.
  • the position and shape of each component may be visually recognized by the user, which may give a sense of discomfort in appearance.
  • an opaque cover portion 4d is provided on the back surface side of the display portion 2. By using the opaque cover portion 4d, the parts provided under the display portion 2 are not visually recognized by the user.
  • the cover portion 4d is used as a reflector, not only the problem of appearance can be solved, but also the brightness of the display portion 2 can be increased by the contribution of the reflected light.
  • the cover portion 4d is often made of a material mainly made of a metal such as copper or aluminum.
  • the opaque cover unit 4d cannot be provided directly above the display unit 2, and a window unit 4e for transmitting light is required.
  • the window portion 4e may give an appearance of discomfort.
  • a circularly polarizing plate 6 is provided, but there is no perfect polarizing plate or a quarter wave plate, and variations such as film thickness and angle error at the time of mounting also affect external light reflection. Is difficult to make completely zero.
  • the electronic device 1 when light is incident from the cover glass 7, it is reflected by the cover portion 4d shown in FIG. 15 and goes out of the cover glass. It is configured so that the difference in the amount of light between the emitted light L3 and the light L4 through which the light passing through the window portion 4e is reflected and passing through the outside of the cover glass is small.
  • the cover portion 4d when the cover portion 4d is provided as a reflector and is mainly made of a metal such as copper or aluminum, the polarizing plate 4c is provided with a reflective type, for example, a wire grid polarizing element. If the cover portion 4d is mainly made of aluminum, the reflective layer of the wire grid is also mainly made of aluminum, and if the cover portion 4d is mainly made of copper, the reflective layer of the wire grid is also mainly made of copper. It is more desirable to prepare the material so that the spectra of the reflected light are aligned.
  • the transmission axis of the polarizing plate 4c so as to coincide with the above-mentioned linearly polarized light. Be prepared for. That is, even if the main material of the reflective layer of the wire grid is aligned with the cover portion 4d, it is difficult to contribute to reducing the difference in the amount of light between the light L3 and the light L4 as it is. As a countermeasure, the width of the metal portion of the wire grid polarizing element may be widened in order to increase the reflection of polarized light on the transmission axis.
  • the wire grid polarizing element of the polarizing plate 4c has a sufficient thickness, at least 300 nanometers or more, and the width of the metal part is at least 200 nanometers or more, preferably 300 nanometers or more. By doing so, the effect of suppressing the appearance visibility can be recognized.
  • the polarizing plate 4c may be provided as an absorption type.
  • the absorption type is a PVA film dyed and stretched with an iodine-based material or a dye-based material such as a dichroic dye.
  • the polarizing plate 4c may be provided by a wire grid polarizing element 150 provided with a light absorbing layer. More specifically, from FIG. 7, for example, a wire grid polarizing element 150 in which a light absorption layer 53 in which antireflection tungsten is formed is formed on a light reflection layer 51 made of aluminum having high reflectance is configured. The reflectance may be balanced by controlling the film thickness. As described above, since the wire grid polarizing element 150 has the light reflecting layer 51 and the light absorbing layer 53, the reflectance can be adjusted by adjusting the thickness and material of each of the light reflecting layer 51 and the light absorbing layer 53. .. Alternatively, in the polarizing plate 4c, the difference in reflectance may be reduced by forming the image pickup unit 8 side with a reflective polarizing element and the display unit 2 side with an absorption type polarizing element.
  • the orthogonal relationship with the polarizing plate 6a is broken, and the amount of light emitted from the cover glass 7 can be changed.
  • the region corresponding to the window portion 4e may be hollowed out by the quarter wave plate 4b, and another quarter wave plate having the same outer shape but out of phase may be fitted.
  • the angle at which the visibility of the window portion 4e is lost may be obtained by an experiment.
  • the display unit 2 has the same light reflectance in the vertically upper region of the imaging unit 8 and the light reflectance in the other regions. It was decided to adjust the material, thickness, angle, or line width of the optical element included in. As a result, even if the incident light is incident through the cover glass 7, the amount of reflected light reflected through the cover glass 7 is made uniform.
  • the electronic device 1 according to the second embodiment is different from the electronic device 1 according to the first embodiment in that the polarizing plate 4c is configured in the fingerprint sensor 8.
  • the differences from the electronic device 1 according to the first embodiment will be described.
  • FIG. 17 is a schematic diagram in the case where the image pickup unit 8 is configured with the polarizing plate 4c in the fingerprint sensor 8.
  • the polarizing plate 4c is configured in the fingerprint sensor 8.
  • the optical characteristics of the quarter wave plates 4b and 6b and the polarizing plates 4c and 6a can be made equivalent to the optical characteristics shown in FIG. 10 or FIG. That is, as shown in FIG. 10, the slow axis of the quarter wave plate 6b differs from the transmission axis of the polarizing plate 6a by 45 degrees or 135 degrees. Further, the transmission axis of the polarizing plate 6a and the transmission axis of the polarizing plate 4c are orthogonal to each other.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b and the quarter wave plate 4b are the same.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b differs from the transmission axis of the polarizing plate 6a by 45 degrees or 135 degrees.
  • the transmission axis of the polarizing plate 6a and the transmission axis of the polarizing plate 4c are the same.
  • the slow axes of the quarter wave plate 6b and the quarter wave plate 4b are orthogonal to each other.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of the cross-sectional structure of the pixel 100 when the image pickup unit 8 constitutes the polarizing plate 4c in the fingerprint sensor 8.
  • the pixel 100 includes a polarizing plate 4c, a base insulating layer 46, a first light-shielding film portion 50, a bank portion 61C, a color filter 71, an on-chip lens 72, and a semiconductor substrate 1201.
  • a separation region 140, a flattening film 183, an insulating layer 191, a wiring layer 192, and a support substrate 199 are provided.
  • the insulating layer 191 and the wiring layer 192 form a wiring region.
  • a first light-shielding film portion 50 having a pinhole 50a is formed on the photoelectric conversion portion (light receiving region) 101.
  • the first light-shielding film unit 50 described above shields the charge holding unit 107, which will be described later, from light-shielding.
  • a base insulating layer 46 having a flattening layer as a lower layer is formed on the first light-shielding film portion 50, and a polarizing plate 4c having a wire grid polarizing element 150, a color filter 71, and an on-chip lens 72 are formed on the base insulating layer 46. Will be done.
  • the bank portion 61C is configured to include, for example, a metal film. It is possible to dam the lens material with the bank portion 61C by the reflow process when forming the reflow lens. For example, in the reflow process, the material of the reflow lens 72 is dammed over the entire area of the bank portion 61C, and the shape of the reflow lens 72 is stabilized.
  • the semiconductor substrate 1201 is a substrate on which the semiconductor portion of the element constituting the pixel circuit is formed.
  • the semiconductor portion of the device is formed in a well region formed on the semiconductor substrate 1201.
  • the semiconductor substrate 1201 in the figure is configured in a p-shaped well region.
  • the semiconductor portion of the element is formed.
  • the n-type semiconductor region 121 constitutes a photoelectric conversion unit 101. More specifically, the photoelectric conversion unit 101 is configured by a photodiode composed of a pn junction at the interface between the n-type semiconductor region 121 and the p-type well region around the n-type semiconductor region 121. The electric charge generated by the photoelectric conversion is accumulated in the n-type semiconductor region 121.
  • the n-type semiconductor region 122 constitutes a floating diffusion type charge holding unit 107.
  • a MOS transistor 108 is arranged between the n-type semiconductor regions 121 and 122.
  • the MOS transistor 108 has n-type semiconductor regions 121 and 122 as sources and drains, respectively, and a p-type well region between them as a channel.
  • the gate 135 is arranged adjacent to the channel of the MOS transistor 108.
  • the insulating layer 191 between the semiconductor substrate 1201 and the gate 135 corresponds to the gate insulating film.
  • the semiconductor substrate 1201 can be configured to have a thickness of, for example, 3 ⁇ m. Further, a p-type semiconductor region for pinning can be arranged in the vicinity of the front surface of the back surface of the semiconductor substrate 1201. This makes it possible to reduce noise based on the interface state.
  • a wiring region composed of a wiring layer 192 and an insulating layer 191 described later is arranged on the surface side of the semiconductor substrate 1201.
  • a fixed charge film 1410 (not shown) for strengthening the above-mentioned pinning and an oxide film 142 (not shown) for protecting and insulating the semiconductor substrate 1201 are arranged on the back surface side of the semiconductor substrate 1201.
  • the fixed charge film 1410 may be composed of, for example, an oxide or a nitride containing at least one of hafnium (Hf), aluminum (Al), zirconium (Zr), tantalum (Ta) and titanium (Ti). can. Further, the fixed charge film 1410 can be formed by vapor deposition (CVD), sputtering and atomic layer deposition (ALD). When ALD is adopted, it is possible to simultaneously form a SiO 2 film that reduces the interface state during the film formation of the fixed charge film 1410, which is preferable.
  • ALD atomic layer deposition
  • the fixed charge film 1410 may be made of hafnium oxynitride or aluminum oxynitride. Alternatively, silicon (Si) or nitrogen (N) may be added to the fixed charge film 1410 in an amount that does not impair the insulating property. Thereby, heat resistance and the like can be improved.
  • the oxide film 142 may be composed of, for example, SiO 2. It is formed by ALD to a thickness of 100 nm or less, more preferably 30 to 60 nm.
  • the wiring layer 192 is a conductor for wiring an element formed on the semiconductor substrate 1201.
  • the wiring layer 192 is made of a metal such as Cu.
  • the insulating layer 191 insulates the wiring layer 192.
  • the insulating layer 191 can be made of an insulating material, for example, SiO 2 .
  • the wiring layer 192 and the insulating layer 191 can be configured in multiple layers.
  • the separation region 140 is an region that separates the photoelectric conversion unit 101 of the adjacent pixels 100.
  • the separation region 140 is arranged near the boundary between the pixels 100, and the inflow of electric charges from the adjacent pixels 100 can be prevented by injecting the ion implanter. Further, by forming a trench in the separation region 140 and embedding insulating films having different refractive indexes, it is possible not only to prevent the inflow of electric charges but also to block light obliquely incident from the adjacent pixels 100.
  • the trench is formed in the separation region 140, it may be processed from the back surface side to the front surface side of the semiconductor substrate 1201, and further, it may be processed so as to penetrate the semiconductor substrate 1201.
  • the separation region 140 may be made of a material that shields light from the gap, for example, metal. More specifically, Al, silver (Ag), gold (Ag), copper (Cu), platinum (Pt), molybdenum (Mo), chromium (Cr), Ti, nickel (Ni), W, iron (Fe). And can be composed of alloys containing tellurium (Te) and the like and these metals. Further, a plurality of these materials can be laminated and configured. Further, Ti, titanium nitride (TiN), and a film in which these are laminated can be arranged as an adhesion layer between the oxide film 142 and the oxide film 142.
  • the sensitivity of the pixel 100 can be improved, which is preferable. This is because Al has a relatively high reflectance, and the light transmitted through the photoelectric conversion unit 101 (n-type semiconductor region 121) and incident on the separation region 140 is reflected and returned to the photoelectric conversion unit 101.
  • the separation region 140 by Al can be formed by a known method, for example, high temperature sputtering.
  • the groove for arranging the separation region 140 can be formed, for example, by dry etching the semiconductor substrate 1201. By embedding the above-mentioned insulating film or metal material in this groove, the separation region 140 can be arranged. This can be done, for example, by PVD (Physical Vapor Deposition) such as sputtering or vacuum vapor deposition, CVD, plating and coating methods.
  • PVD Physical Vapor Deposition
  • the second separation region 143 is a separation region arranged between the photoelectric conversion unit 101 and the second charge holding unit 107.
  • the second separation region 143 is arranged in the groove formed in the semiconductor substrate 1201. Unlike the separation region 140, the groove in which the second separation region 143 is formed does not penetrate the semiconductor substrate 1201, and the bottom portion is formed at a relatively shallow position on the surface side of the semiconductor substrate 1201. Therefore, an opening is formed between the bottom of the second separation region 143 and the surface of the semiconductor substrate 1201, and the channel of the MOS transistor 108 is formed in the opening.
  • the charge holding unit 107 holds a charge during the period from the end of the exposure period to the output of the image signal. During this holding period, for example, the photoelectric conversion unit 101 starts exposure of the next frame. At this time, when the electric charge flows from the photoelectric conversion unit 101 to the second charge holding unit 107, the image signals of different frames are mixed as noise. Therefore, by arranging the second light-shielding region 143 between the photoelectric conversion unit 101 and the second charge holding unit 107 except for the channel region of the MOS transistor 108, the inflow of electric charge can be suppressed and noise can be suppressed. Mixing can be reduced. Further, by arranging the second light-shielding region 143, the light incident on the second charge holding unit 107 from the region of the photoelectric conversion unit 101 can be shielded, and the mixing of noise based on the incident light can be reduced. Can be done.
  • the lid portion 195 is arranged on the insulating layer 191 in the wiring region and shields the incident light transmitted through the photoelectric conversion portion 101.
  • the lid portion 195 is composed of a wall portion 194 and a bottom portion 193.
  • the lid portion 195 covers the space between the photoelectric conversion unit 101 and the wiring layer 192 in a lid shape to block light. A part of the light incident on the pixel 100 is transmitted without contributing to the photoelectric conversion in the photoelectric conversion unit 101. When this transmitted light is reflected by the wiring layer 192 in the wiring region and is incident on the photoelectric conversion unit 101 of the other pixel 100, noise is mixed in the other pixel 100 and the image quality is deteriorated.
  • the wall portion 194 and the bottom portion 193 may be made of a metal such as Cu as in the wiring layer 192.
  • the separation region 140 and the second separation region 143 are configured by arranging a material such as W or Al in the groove formed in the semiconductor substrate 1201.
  • the groove in which the separation region 140 is arranged is formed deeper than the groove in which the second separation region 143 is arranged. This can be done, for example, by forming a two-step groove. First, the semiconductor substrate 1201 is etched to form a groove having a depth corresponding to the second separation region 143 at a position where the separation region 140 and the second separation region 143 are formed. Next, the groove in which the second separation region 143 is arranged is protected by a resist or the like, and the groove in which the separation region 140 is arranged is etched again. This allows grooves of different depths to be formed.
  • a film of a material constituting the separation region 140, the second separation region 143, and the polarizing element 150, for example, a film of W or Al is formed on the semiconductor substrate 1201 and arranged in these grooves.
  • the metal film contained in the bank portion 61C can effectively suppress stray light from the gap portion. Further, since the wire grid polarizing element 150 can be provided close to the photoelectric conversion unit 101, it is possible to prevent light leakage (polarization crosstalk) to the adjacent image pickup element.
  • FIG. 19 is a diagram showing a configuration example of the polarizing plate 4c according to the present embodiment.
  • the polarizing plate 4c is composed of an adhesion layer 167, a side wall protective layer 165, an upper protective layer 166, and a void 169.
  • the adhesion layer 167 is arranged between the base insulating layer 46 and the light reflection layer 51 to improve the adhesion strength of the light reflection layer 51.
  • the adhesion layer 167 for example, Ti, TiN and a film in which these are laminated are used.
  • a gas such as air is sealed in the gap 169 between the band-shaped conductors 151.
  • the transmittance of the polarizing plate 4c can be improved. This is because air and the like have a refractive index of about 1.
  • the side wall protective layer 165 is arranged around the strip-shaped conductor 151 formed by the laminated light reflecting layer 51, the insulating layer 52, and the light absorbing layer 53, and mainly protects the side wall of the strip-shaped conductor 151.
  • the metal material or alloy material constituting the light reflecting layer 51 and the light absorbing layer 53 comes into contact with air (outside air).
  • the side wall protective layer 165 By arranging the side wall protective layer 165, it is possible to prevent corrosion and deterioration of the light reflecting layer 51 and the like due to moisture in the outside air and the like.
  • a material having a refractive index of 2 or less and an extinction coefficient close to zero is adopted for the side wall protective layer 165.
  • the side wall protective layer 165 is made of an insulating material made of Si such as SiO 2 , SiON, SiN, SiC, SiOC and SiCN. Further, the side wall protective layer 165 may be composed of a metal oxide such as aluminum oxide (AlOx), hafnium oxide (HfOx), zirconium oxide (ZrOx) and tantalum oxide (TaOx).
  • AlOx aluminum oxide
  • HfOx hafnium oxide
  • ZrOx zirconium oxide
  • TaOx tantalum oxide
  • the side wall protective layer 165 can be formed by using these materials and forming a film by a known method such as CVD, PVD, ALD and a sol-gel method.
  • the upper protective layer 166 is a film that is arranged adjacent to the upper surface of the strip-shaped conductor 151 and closes the gap 169.
  • the upper protective layer 166 is made of the same material as the side wall protective layer 165 described above. Further, the upper protective layer 166 can be formed by a film forming method in which the material is not deposited in the void 169 but is deposited on the upper surface of the band-shaped conductor 161, for example, PVD.
  • the light reflecting layer 51, the insulating layer 52, and the light absorbing layer 53 are configured to have thicknesses of, for example, 150 nm, 25 nm, and 25 nm, respectively.
  • the polarizing element 150 By arranging the polarizing element 150 having such a multilayer structure, the reflected light from the polarizing element 150 is reduced. Further, it is possible to improve the transmittance by using a polarizing plate 4c having an air gap structure. By arranging the polarizing plate 4c having a three-layer structure in this way, the reflection from the polarizing plate 4c can be reduced.
  • FIG. 20 is a diagram showing an example of the circuit configuration of the pixel 100 according to the second embodiment.
  • the pixel 100 includes a photoelectric conversion unit 101, a charge holding unit 102, a second charge holding unit 107, and MOS transistors 103 to 108.
  • the cathode of the photoelectric conversion unit 101 is connected to the source of the MOS transistor 108, and the gate of the MOS transistor 108 is connected to the transfer signal line TX.
  • the drain of the MOS transistor 108 is connected to the source of the MOS transistor 103 and one end of the second charge holding portion 107. The other end of the second charge holding portion 107 is grounded.
  • the drain of the MOS transistor 103 is connected to the source of the MOS transistor 104, the gate of the MOS transistor 105, and one end of the charge holding portion 102. The other end of the charge holding portion 102 is grounded.
  • the drain of the MOS transistors 104 and 105 is commonly connected to the power line Vdd, and the source of the MOS transistor 105 is connected to the drain of the MOS transistor 106.
  • the source of the MOS transistor 106 is connected to the signal line 12.
  • the gates of the MOS transistors 103, 104 and 106 are connected to the transfer signal line TR, the reset signal line RST and the selection signal line SEL, respectively.
  • the transfer signal line TR, the reset signal line RST, and the selection signal line SEL constitute the signal line 11.
  • the photoelectric conversion unit 101 generates an electric charge according to the irradiated light as described above.
  • a photodiode can be used for the photoelectric conversion unit 101.
  • the charge holding units 102 and 107 and the MOS transistors 103 to 108 form a pixel circuit.
  • the MOS transistor 103 is a transistor that transfers the electric charge generated by the photoelectric conversion of the photoelectric conversion unit 101 to the charge holding unit 102.
  • the charge transfer in the MOS transistor 103 is controlled by the signal transmitted by the transfer signal line TR.
  • the charge holding unit 102 is a capacitor that holds the charge transferred by the MOS transistor 103.
  • the MOS transistor 105 is a transistor that generates a signal based on the charge held in the charge holding unit 102.
  • the MOS transistor 106 is a transistor that outputs a signal generated by the MOS transistor 105 to the signal line 12 as an image signal.
  • the MOS transistor 106 is controlled by a signal transmitted by the selection signal line SEL.
  • the MOS transistor 104 is a transistor that resets the charge holding unit 102 by discharging the charge held by the charge holding unit 102 to the power supply line Vdd.
  • the reset by the MOS transistor 104 is controlled by the signal transmitted by the reset signal line RST, and is executed before the charge transfer by the MOS transistor 103.
  • the photoelectric conversion unit 101 can also be reset by conducting the MOS transistor 103. In this way, the pixel circuit converts the electric charge generated by the photoelectric conversion unit 101 into an image signal.
  • the MOS transistors 105 and 106 form the image signal generation unit 111.
  • the second charge holding unit 107 holds the charge generated by the photoelectric conversion unit 101.
  • the second charge holding unit 107 holds the charge during the period from the end of the exposure on the pixel 100 to the start of the output of the image signal.
  • the MOS transistor 108 is a transistor that transfers the electric charge generated by the photoelectric conversion unit 101 to the second charge holding unit 107.
  • the image pickup element 1 in which the pixel 100 provided with the pixel circuit of the figure is arranged can be imaged as follows. First, the MOS transistors 103, 104 and 108 are made conductive to reset the photoelectric conversion unit 101, the charge holding unit 102 and the second charge holding unit 107. This reset is performed simultaneously in all the pixels 100 arranged in the pixel array unit 10. Next, the MOS transistors 103, 104 and 108 are transitioned to the non-conducting state. This starts the exposure period. After the elapse of the predetermined exposure period, the MOS transistors 103 and 104 are conducted again to reset the second charge holding unit 107, and then the MOS transistor 108 is conducted to conduct the charge generated by the photoelectric conversion unit 101 to the second charge. Transfer to the charge holding unit 107. As a result, the exposure period of all the pixels 100 is stopped at the same time.
  • the MOS transistor 104 is made conductive to reset the charge holding unit 102 again, and the MOS transistor 103 is made conductive to transfer the charge of the second charge holding unit 107 to the charge holding unit 102.
  • the MOS transistor 106 is made conductive and the image signal generated by the MOS transistor 105 is output to the signal line 12.
  • the processing from the reset of the charge holding unit 102 to the output of the image signal is executed row by row from the first row of the pixel array unit 10.
  • the image signal of one frame can be output from the pixel 100.
  • the exposure and the output of the image signal are executed at intervals. Can be done. It is possible to simultaneously expose all the pixels 100 arranged in the pixel array unit 10.
  • Such an imaging format is called a global shutter format. Further, after the charge is transferred to the second charge holding unit 107, the exposure of the next frame can be started.
  • FIG. 21 is a schematic diagram in the case where the polarizing plate 4c is configured in the pinhole 50a of the first light-shielding film portion 50.
  • the polarizing plate 4c is different from the electronic device 1 shown in FIG. 18 in that the polarizing plate 4c is configured in the pinhole 50a.
  • FIG. 22 is a schematic diagram in the case where the polarizing plate 4c is configured in the pixel 120.
  • the pixel 120 is provided with an on-chip lens 1220, a color filter 130 is provided under the on-chip lens 12, and a polarizing plate 4c is provided with a light-shielding wall 126 for suppressing crosstalk interposed therebetween.
  • the light polarized by the polarizing plate 4c can be imaged for each subpixel 124.
  • FIG. 23 is a block diagram showing a schematic configuration example of an electronic device 1 which is an example of an image pickup device to which the present technology can be applied.
  • the electronic device 1 includes a display unit 2 (FIGS. 1A and 1B), an image pickup unit 8 (FIGS. 1A and 1B), a control unit 40 (FIG. 3), an operation input unit 1000, and a signal processing unit. It includes 1002, an authentication unit 1010, a result output unit 1008, and a storage unit 1004.
  • the authentication unit 1010 has a so-called barcode reader function that further authenticates the geometric shape in addition to the authentication function of the authentication unit 1006 according to the first embodiment.
  • the electronic device 1 does not cause a shift in the exposure period for each pixel row, so that distortion during imaging of a moving subject can be reduced. Therefore, the authentication unit 1006 can perform authentication while moving the subject or the electronic device 1 and performing a scanning operation in the authentication of the learning shape.
  • the authentication unit 1006 can perform authentication while moving the subject or the electronic device 1 and performing a scanning operation. That is, in biometric authentication, the authentication unit 1006 can perform authentication by flipping the living body without resting.
  • the polarizing plate 4c is arranged in the pixel 100 (120).
  • the polarized light is polarized in the pixel 100 (120), and the polarized light can be imaged by the photoelectric conversion unit 101 (124).
  • the wire grid polarizing element 150 can be provided close to the photoelectric conversion unit 101 (124), it is possible to prevent light leakage (polarization crosstalk) to the adjacent photoelectric conversion unit 101 (124). ..
  • the electronic device 1 according to the third embodiment is different from the electronic device 1 according to the second embodiment in that the quarter wave plate 4b is further configured in the fingerprint sensor 8.
  • the differences from the electronic device 1 according to the second embodiment will be described.
  • FIG. 24 is a schematic diagram in the case where the quarter wave plate 4b is further configured in the fingerprint sensor 8.
  • the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c are configured in the fingerprint sensor 8.
  • the optical characteristics of the quarter wave plates 4b and 6b and the polarizing plates 4c and 6a can be made equivalent to the optical characteristics shown in FIG. 10 or FIG. That is, as shown in FIG. 10, the slow axis of the quarter wave plate 6b differs from the transmission axis of the polarizing plate 6a by 45 degrees or 135 degrees. Further, the transmission axis of the polarizing plate 6a and the transmission axis of the polarizing plate 6a are orthogonal to each other.
  • the slow axis of the quarter wave plate 6b and the quarter wave plate 4b are the same.
  • the slow phase of the quarter wave plate 6b differs from the transmission axis of the polarizing plate 6a by 45 degrees or 135 degrees.
  • the transmission axis of the polarizing plate 6a and the transmission axis of the polarizing plate 6a are the same.
  • the slow axes of the quarter wave plate 6b and the quarter wave plate 4b differ by 90 degrees.
  • FIG. 25 is a diagram showing a cross-sectional structure of a pixel 100 when a quarter wave plate 4b is further configured in the fingerprint sensor 8. As shown in FIG. 23, the pixel 100 has a quarter wave plate 4b laminated under the color filter 71. As a result, the light that is linearly polarized in the pixel 100 and polarized light can be imaged by the photoelectric conversion unit 101.
  • FIG. 26 is a schematic diagram in the case where the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c are configured in the pinhole 50a of the first light-shielding film portion 50.
  • the electronic device 1 shown in FIG. 20 includes the quarter wave plate 4b, and the polarizing plate 4c is configured in the pinhole 50a, which is different from that of the electronic device 1 shown in FIG. It's different.
  • the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c By providing the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c in this way, linearly polarized light can be captured by the photoelectric conversion unit 101. Further, since the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c are provided in the image pickup apparatus, it is possible to reduce the thickness and size of the region that was the quarter wavelength plate 4b and the polarizing plate 4c.
  • FIG. 27 is a schematic diagram in the case where the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c are configured in the pixel 120.
  • the pixel 120 is provided with an on-chip lens 1220, a color filter 130 is provided under the pixel 120, and a polarizing plate 4c is provided with a light-shielding wall 126 for suppressing crosstalk interposed therebetween.
  • a quarter wave plate 4b is provided above the polarizing plate 4c. As a result, the polarized light can be imaged by linearly polarized light for each subpixel 124.
  • the quarter wave plate 4b and the polarizing plate 4c are arranged in the pixel 100 (120).
  • the light is linearly polarized in the pixel 100 (120) and the polarized light can be imaged by the photoelectric conversion unit 101 (124).
  • the present technology can have the following configurations.
  • the first polarizing plate that converts the incident light into linearly polarized light A first quarter wave plate whose slow axis differs from the absorption axis of the first polarizing plate by 45 degrees or 135 degrees. Self-luminous element layer and The first quarter wave plate and the second quarter wave plate having the same direction of the slow axis as the first quarter wave plate.
  • the first polarizing plate that converts the incident light into linearly polarized light A first quarter wave plate whose slow axis differs from the absorption axis of the first polarizing plate by 45 degrees or 135 degrees.
  • the self-luminous element layer is a display having a self-luminous element.
  • the image pickup device is an image pickup device that captures the scattered light of a finger irradiated with the light of the self-luminous element through the first quarter wave plate and the first polarizing plate.
  • the scattered light of the finger is the first polarizing plate, the first quarter wave plate, the self-luminous element layer, the second quarter wave plate, and the second polarizing plate.
  • the electronic device according to (1) or (2), further comprising.
  • the image pickup device is an image pickup device that captures an image of an authentication target irradiated with light from the self-luminous element via the first quarter wave plate and the first polarizing plate. Light from the certification target passes through the first polarizing plate, the first quarter wave plate, the self-luminous element layer, the second quarter wave plate, and the second polarizing plate. Imaged, The image pickup device outputs an image signal based on incident light incident through optical members having different wavelength transmission characteristics. 4.
  • the image pickup device is an image pickup device that captures an image of an authentication target irradiated with light from the self-luminous element via the first quarter wave plate and the first polarizing plate. Light from the certification target passes through the first polarizing plate, the first quarter wave plate, the self-luminous element layer, the second quarter wavelength plate, and the second polarizing plate.
  • Imaged as a vein image A signal processing unit that extracts feature points from the vein image, A storage unit that stores the feature points of the vein to be authenticated, An authentication unit that collates the feature points extracted from the vein image with the feature points of the vein to be authenticated and determines whether or not they match.
  • the electronic device according to (1) or (2).
  • the image pickup device is On-chip lens and A metal light-shielding film portion having a pinhole corresponding to the position where the on-chip lens collects light,
  • the image pickup device is A metal wire grid polarizing element is placed in the pinhole.
  • the image pickup apparatus has a pixel array composed of a plurality of pixels.
  • the pixel is A plurality of sub-pixels having a photoelectric conversion element that receives light incident at a predetermined angle and outputs an analog signal based on the intensity of the received light.
  • An on-chip lens that concentrates the incident light on the sub-pixels, The electronic device according to (1) or (2).
  • the wire grid polarizing element is a structure in which a light reflecting layer made of a first conductive material and a light absorbing layer made of a second conductive material are laminated above the reflection layer (12).
  • the image pickup device has a color filter in the pixel, and the image pickup device has a color filter.
  • the second polarizing plate includes a reflection type polarizing filter, an absorption type polarizing filter, and the like.
  • the second polarizing plate has a wire grid polarizing element.
  • the electron according to (1) or (2) which is a structure in which a light reflecting layer made of a first conductive material and a light absorbing layer made of tungsten or a tungsten compound are laminated above the light reflecting layer. device.
  • the light emission of the self-luminous element layer at the time of certification is other than white
  • the thickness of the first quarter wave plate is T1 [um]
  • the thickness of the second quarter wave plate is T1 [um].
  • the first and second quarter wave plates are made of the same material, and the regularity when T1 [um] is divided by 60 and T2.
  • the electronic device according to (1) or (2), wherein the regularity when [um] is divided by 60 is different.
  • the self-luminous element layer emits light in an irradiation range limited to the irradiation range at the time of authentication when the living body is placed and fails, according to (1) or (2).
  • the listed electronic device The listed electronic device.
  • the image pickup device is The light receiving part for each pixel and Charge storage part and A transistor that transfers the signal charge stored in the light receiving unit to the charge storage unit, and The electronic device according to (1) or (2).
  • the light-shielding metal is arranged above the charge storage portion, and the light-shielding metal has a pinhole shape on the light-receiving portion for each pixel.
  • the electronic device according to any one of 19).
  • a light-shielding metal is arranged above the charge storage unit, and the light-shielding metal forms a wire grid type polarizing element on the light-receiving part for each pixel.
  • the electronic device according to any one of (19).
  • a light-shielding metal is arranged above the charge storage portion, the light-shielding metal has a pinhole shape on the light-receiving portion for each pixel, and the light-shielding metal has a pinhole shape in the pinhole.
  • the electronic device according to any one of (9) and (19), which forms a wire grid type polarizing element.

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Abstract

［課題］装置内の内部反射光の影響を抑制可能な電子機器を提供する。 ［解決手段］電子機器は、一方の側から他方の側に順に、入射した光を直線偏光にする第１の偏光板と、第１の偏光板の吸収軸に対し、遅相軸が４５度又は１３５度異なる第１の４分の１波長板と、自発光素子層と、前記第１の４分の１波長板と遅相軸が同じ向きの第２の４分の１波長板と、前記第１の偏光板と吸収軸が直交する第２の偏光板と、前記第２の偏光板を介した光を撮像する撮像装置と、を備える。

Description

電子機器
　本開示は、電子機器に関する。
　スマートフォンや携帯電話、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）などの電子機器において、光学式の指紋センサが搭載されることが多くなってきている。光学式の指紋センサは、例えば、スリープ解除などの必要とする動作仕様やイベントに対し、光を照射して指の表面を撮像し、得られた画像から指紋の特徴を抽出し、予め記憶していた情報と照合して登録している人物かどうかを判定する。更には、なりすまし防止の為、肌の色のスペクトル、静脈の情報、血流の脈動などの生体認証と組み合わせることもある。ところが、このような指紋認証や生体認証は、被写体以外から発生するノイズ光によって認証精度が劣化する恐れがある。ノイズ光には大きく２種類あり、ディスプレイ外からの光がもたらす外部ノイズと、被写体を撮像する際の発光が、被写体を介さずに電子機器内で反射、散乱して撮像装置に感知される内部ノイズである。
　外部ノイズに関しては、例えば、照射なしの画像と、照射ありの画像を取得し、差分処理でノイズ影響を除去できる（特許文献３参照）。しかしながら、照明光に起因する電子機器内の反射、散乱による内部ノイズは、特許文献３の方法では原理的に補正することができない。
ＷＯ２０１６／１１４１５４号公報 特開２０１８－０３３５０５号公報 特開２００９－２７７０５４号広報
　本開示の一態様は、装置内の内部反射光の影響を抑制可能な電子機器を提供する。
　上記の課題を解決するために、本開示では一方の側から他方の側に順に、
　入射した光を直線偏光にする第１の偏光板と、
　第１の偏光板の吸収軸に対し、遅相軸が４５度又は１３５度異なる第１の４分の１波長板と、
　自発光素子層と、
　前記第１の４分の１波長板と遅相軸が同じ向きの第２の４分の１波長板と、
　前記第１の偏光板と吸収軸が直交する第２の偏光板と、
　前記第２の偏光板を介した光を撮像する撮像装置と、
　を備える、電子機器が提供される。
　　上記の課題を解決するために、本開示では一方の側から他方の側に順に、
　入射した光を直線偏光にする第１の偏光板と、
　第１の偏光板の吸収軸に対し、遅相軸が４５度又は１３５度異なる第１の４分の１波長板と、
　自発光素子層と、
　前記第１の４分の１波長板と遅相軸が９０度異なる第２の４分の１波長板と、
　前記第１の偏光板と吸収軸が同じ方位の第２の偏光板と、
　前記第２の偏光板を介した光を撮像する撮像装置と、
　を備える、電子機器が提供される。
　前記第２の偏光板を撮像装置の画素構造内に備えてもよい。
　前記自発光素子層は、自発光素子を有するディスプレイであり、
　前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子の光が照射された指の散乱光を撮像する撮像装置であって、前記指の散乱光を前記第１の偏光板と、前記第１の４分の１波長板と、前記自発光素子層と、前記第２の４分の１波長板と、前記第２の偏光板を介して指紋画像として撮像し、
　前記指紋画像から特徴点を抽出する信号処理部と、
　認証対象の指紋の特徴点を記憶する記憶部と、
　前記指紋画像から抽出した特徴点と、前記認証対象の指紋の特徴点とを照合して一致するか否か判定する認証部と、
　を更に備えてもよい。
　前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子層の光が照射された認証対象を撮像する撮像装置であって、前記認証対象からの光を前記第１の偏光板と、前記第１の４分の１波長板と、前記自発光素子層と、前記第２の４分の１波長板と、前記第２の偏光板を介して撮像し、
　前記撮像装置は、波長の透過特性が異なる光学部材を介して入射した入射光に基づき画像信号を出力しており、
　前記画像信号に基づき、５００～６００ナノメートルの波長領域に立ち上がりが存在しない場合には、撮像対象が人工物であると判定する認証部を、更に備えてもよい。
　前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子層の光が照射された認証対象を撮像する撮像装置であって、前記認証対象からの光を前記第１の偏光板と、前記第１の４分の１波長板と、前記自発光素子層と、前記第２の４分の１波長板と、前記第２の偏光板を介して静脈画像として撮像し、
　前記静脈画像から特徴点を抽出する信号処理部と、
　前記認証対象の静脈の特徴点を記憶する記憶部と、
　前記静脈画像から抽出した特徴点と、前記認証対象の静脈の特徴点とを照合して一致するか否か判定する認証部と、
　を備えてもよい。
　前記自発光素子層が、有機発光ダイオードであってもよい。
　前記撮像装置は、
　オンチップレンズと、
　前記オンチップレンズが集光する位置に対応するピンホールを有する金属の遮光膜部と、
　を有してもよい。
　前記撮像装置は、
　金属のワイヤグリッド偏光素子を、
　更に有してもよい。
　前記金属のワイヤグリッド偏光素子は、
　前記ピンホール内に備えられてもよい。
　　前記撮像装置は、複数の画素により構成される画素アレイを有し、
　前記画素は、
　所定の角度で入射した光を受光し、受光した光の強度に基づいてアナログ信号を出力する
　光電変換素子を有する複数のサブピクセルと、
　前記入射した光を前記サブピクセルに集光するオンチップレンズと、
　を有してもよい。
　　前記サブピクセルの少なくとも一つに、偏光素子を構成してもよい。
　前記偏光素子は、金属からなるワイヤグリッド偏光素子であってもよい。前記ワイヤグリッド偏光素子は、第１の導電材料から成る光反射層と、前記反射層の上方に第２の導電材料から成る光吸収層と、が積層された構造体であってもよい。
　前記撮像装置は、前記画素内にカラーフィルタを有し、
　前記カラーフィルタのスペクトル重心に対応する波長と、認証時の自発光素子層の発光スペクトル重心に対応する波長との差が、±５０ｎｍ以下であってもよい。
　前記第２の偏光板は、反射型偏光フィルタと、吸収型偏光フィルタと、
　が積層されてもよい。
　前記第２の偏光板はワイヤグリッド偏光素子を有し、
　第１導電材料から成る光反射層と、前記光反射層の上方にタングステン、或いはタングステン化合物から成る光吸収層と、が積層された構造体であってもよい。
　前記第２の４分の１波長板の膜厚をＴ、通常光線の屈折率をｎｅ、異常光線の屈折率をｎｏとした場合に、ターゲット波長となる４×Ｔ×（ｎｅ－ｎｏ）と、認証時の自発光素子層の発光スペクトルの重心との差が０．０５ｕｍ以下であってもよい。
　認証時の自発光素子層の発光が白色以外であり、前記第１の４分の１波長板の厚さがＴ１［ｕｍ］であり、且つ前記第２の４分の１波長板の厚さをＴ２［ｕｍ］である場合に、前記第１及び前記第２の４分の１波長板が同じ材料で構成され、Ｔ１［ｕｍ］を６０で除算した場合の規則性と、Ｔ２［ｕｍ］を６０除算した場合の規則性が異なっていてもよい。
　自発光素子層は、認証に失敗した場合に、生体が置かれ位置に応じて、失敗した認証時における照射範囲よりも制限された照射範囲に発光してもよい。
　　前記撮像装置は、
　画素毎の受光部と、
　電荷蓄積部と、
　前記受光部に蓄積された信号電荷を前記電荷蓄積部に転送するトランジスタと、
　を有してもよい。
　前記撮像装置において、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が画素毎の受光部の上でピンホール形状を有していてもよい。
　前記撮像装置は、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が画素毎の受光部の上でワイヤグリッド型偏光子を形成してもよい。
　　前記撮像装置は、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が画素毎の受光部の上でピンホール形状を有し、且つ、ピンホール内でワイヤグリッド型偏光子を形成してもよい。
　前記撮装置は、生体認証において、フリップ動作により認証してもよい。
　前記撮像装置が撮像した画像に基づき、幾何学形状を認証するバーコードリーダ機能を有する認証部を、更に備えてもよい。
　前記認証部は、前記撮像装置に対して相対的に動いている撮影対象を認証可能であってもよい。
第１の実施形態による電子機器の模式的な断面図。 光学系を有さない電子機器１の例を示す模式的な断面図。 （ａ）は図１の電子機器の模式的な外観図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線方向の断面図。 撮像部の構成例を示すブロック図。 図３で示す画素１００の多段レンズを用いた場合の断面構造を示す図。 撮像部のサブピクセルによる構成例を示すブロック図。 裏面照射型の撮像素子の例を示す図。 光電変換素子分離部の例を示す図。 ワイヤグリッドにより構成されるワイヤグリッド偏光素子の模式的な斜視図。 ワイヤグリッド偏光素子を通過する光等を説明するための概念図。 撮像部を指紋センサとする場合の構成の模式図。 光路における偏光状態などの光特性の詳細を説明する図。 光路における偏光状態などの光特性の詳細を説明する図。 撮像装置の一例である電子機器の概略的な構成例。 信号処理部のブロック図。 皮膚表面の反射率を示す図。 電子機器１の処理の流れを示すフローチャート。 電子機器の模式的な断面図。 反射板の平面図。 指紋センサ内に偏光板を構成する場合の模式図。 指紋センサ内に偏光板を構成する場合の画素の断面構造を示す図。 第２の実施形態に係る偏光板の構成例を示す図。 第２の実施の形態に係る画素の回路構成の一例を示す図。 第１遮光膜部のピンホール内に偏光板を構成する場合の模式図。 画素内に偏光板を構成する場合の模式図。 第２の実施形態に係る電子機器の概略的な構成例を示すブロック図。 指紋センサ内に４分の１波長板を更に構成する場合の模式図。 指紋センサ内に４分の１波長板を更に構成する場合の画素の断面構造を示す図。 ピンホール５０内に４分の１波長板及び偏光板を構成する場合の模式図。 画素内に４分の１波長板及び偏光板を構成する場合の模式図。
　以下、図面を参照して、電子機器の実施形態について説明する。以下では、電子機器の主要な構成部分を中心に説明するが、電子機器には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。
　（第１実施形態）
　図１Ａは、第１の実施形態による電子機器１の模式的な断面図である。図１Ａの電子機器１は、光学系を有する電子機器１の例であり、スマートフォンや携帯電話、タブレット、バーコードリーダ、ＰＣなど、表示機能と撮影機能を兼ね備えた任意の電子機器であり、モジュールレンズ９を備えている。一方、図１Ｂは、モジュールレンズを有さない電子機器１の例を示す模式的な断面図である。図１Ａ、Ｂの電子機器１は、表示部２の表示面とは反対側に配置されるカメラモジュール（撮像部）を備えている。このように、図１の電子機器１は、表示部２の表示面の裏側にカメラモジュール３を設けている。したがって、カメラモジュール３は、表示部２を通して撮影を行うことになる。
　図２（ａ）は図１の電子機器１の模式的な外観図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ－Ａ線方向の断面図である。図２（ａ）の例では、電子機器１の外形サイズの近くまで表示画面１ａが広がっており、表示画面１ａの周囲にあるベゼル１ｂの幅を数ｍｍ以下にしている。通常、ベゼル１ｂには、フロントカメラが搭載されることが多いが、図２（ａ）では、破線で示すように、表示画面１ａの略中央部の裏面側にフロントカメラとして機能するカメラモジュール３を配置している。このように、フロントカメラを表示画面１ａの裏面側に設けることで、ベゼル１ｂにフロントカメラを配置する必要がなくなり、ベゼル１ｂの幅を狭めることができる。
　なお、図２（ａ）では、表示画面１ａの略中央部の裏面側にカメラモジュール３を配置しているが、本実施形態では、表示画面１ａの裏面側であればよく、例えば表示画面１ａの周縁部の近くの裏面側にカメラモジュール３を配置してもよい。このように、本実施形態におけるカメラモジュール３は、表示画面１ａと重なる裏面側の任意の位置に配置される。
　図１Ａ、Ｂに示すように、表示部２は、偏光板４ｃ、４分の１波長板４ｂ、表示パネル４（４ａ）、タッチパネル５、円偏光板６、カバーガラス７（タッチパネルを含んでもよい）を順に積層した構造体である。また、円偏光板６は、後述するように偏光板６ａ、４分の１波長板６ｂ（図９参照）を有する。
　偏光板４ｃ、及び４分の１波長板４ｂは、内部反射光がカメラモジュール３に入射するのを抑制する。偏光板４ｃ、及び４分の１波長板４ｂの詳細は後述する。
　表示パネル４は、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ：Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｅｖｉｃｅ）でもよいし、液晶表示部でもよいし、ＭｉｃｒｏＬＥＤでもよいし、その他の表示原理に基づく表示パネルでもよい。ＯＬＥＤ部等の表示パネル４は、複数の層で構成されている。表示パネル４には、カラーフィルタ層等の透過率が低い部材が設けられることが多い。表示パネル４における透過率が低い部材には、カメラモジュール３の配置場所に合わせて、貫通孔を形成してもよい。貫通孔を通った被写体光がカメラモジュール３に入射されるようにすれば、カメラモジュール３で撮像される画像の画質を向上できる。
　円偏光板６は、ギラツキを低減したり、明るい環境下でも表示画面１ａの視認性を高めたり、するために設けられている。タッチパネル５には、タッチセンサが組み込まれている。タッチセンサには、静電容量型や抵抗膜型など、種々の方式があるが、いずれの方式を用いてもよい。また、タッチパネル５と表示パネル４を一体化してもよい。カバーガラス７は、表示パネル４等を保護するために設けられている。
　図３は、撮像部８の構成例を示すブロック図である。図３に示すように、撮像部８は、画素アレイ部１０と、垂直駆動部２０と、カラム信号処理部３０と、制御部４０と、を備える。
　画素アレイ部１０は、複数の画素１００を有する。すなわち、複数の画素１００は、２次元格子状に配置される。画素１００は、照射された光に応じた画像信号を生成するものである。この画素１００は、照射された光に応じた電荷を生成する光電変換部を有する。また画素１００は、画素回路をさらに有する。この画素回路は、光電変換部により生成された電荷に基づく画像信号を生成する。画像信号の生成は、後述する垂直駆動部２０により生成された制御信号により制御される。画素アレイ部１０には、信号線１１および１２がＸＹマトリクス状に配置される。信号線１１は、画素１００における画素回路の制御信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の行毎に配置され、各行に配置される画素１００に対して共通に配線される。信号線１２は、画素１００の画素回路により生成された画像信号を伝達する信号線であり、画素アレイ部１０の列毎に配置され、各列に配置される画素１００に対して共通に配線される。これら光電変換部および画素回路は、半導体基板に形成される。
　垂直駆動部２０は、画素１００の画素回路の制御信号を生成する。この垂直駆動部２０は、生成した制御信号を同図の信号線１１を介して画素１００に伝達する。
　　カラム信号処理部３０は、画素１００により生成された画像信号を処理するものである。このカラム信号処理部３０は、同図の信号線１２を介して画素１００から伝達された画像信号の処理を行う。カラム信号処理部３０における処理には、例えば、画素１００において生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換が該当する。カラム信号処理部３０により処理された画像信号は、撮像素子１の画像信号として出力される。制御部４０は、撮像部８の全体を制御する。この制御部４０は、垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０を制御する制御信号を生成し、画素（撮像素子）１００の制御を行う。制御部４０により生成された制御信号は、信号線４１および４２により垂直駆動部２０およびカラム信号処理部３０に対してそれぞれ伝達される。
　図４は、図３で示す画素１００の断面構造の一例を示す図である。画素１００ａ、１００ｂは、画素アレイ部１０の横並びの画素例を示している。撮像部８では、半導体基板１１２の、例えばｐ型の半導体領域に、ｎ型の半導体領域を画素１００ａ、１００ｂごとに形成する。これにより、光電変換素子ＰＤが、画素単位に形成される。半導体基板１１２の表面側（図中下側）には、光電変換素子ＰＤに蓄積された電荷の読み出し等を行うトランジスタと、層間絶縁膜とからなる多層配線層が形成されている。
　半導体基板１１２の裏面側（図中上側）の界面には、負の固定電荷を有する絶縁層４６が形成される。絶縁層４６は、屈折率の異なる複数層、例えば、ハフニウム酸化（ＨｆＯ２）膜４８とタンタル酸化（Ｔａ２Ｏ５）膜４７の２層の膜で構成されており、絶縁層４６は、電気的にはピニング強化により暗電流を抑制し、光学的には反射防止膜として機能する。
　絶縁層４６の上面には、シリコン酸化膜４９が形成されており、そのシリコン酸化膜４９上に、ピンホール５０ａが形成された第１遮光膜部５０が成膜されている。第１遮光膜部５０は、光を遮光する材料であればよく、遮光性が強く、かつ微細加工、例えばエッチングで精度よく加工できる材料として、金属、例えばアルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、または銅（Ｃｕ）の膜で形成することが好ましい。或いはそれらの合金、もしくはそれら金属の多層膜で備えてもよい。第１遮光膜部５０は、ピンホール５０ａを形成すると共に、画素間において混色や想定していない角度で入射するフレア成分の光を抑制する。
　第１遮光膜部５０と絶縁層４６の上には、遮光壁６１と、光透過率の高い平坦化膜６２Ａ、Ｂの層が、複数段、形成されている。より具体的には、画素間第１遮光膜部５０上の一部分に、第１の遮光壁６１Ａが形成されるとともに、その第１の遮光壁６１Ａどうしの間に第１の平坦化膜６２Ａが形成されている。そしてさらに、第１の遮光壁６１Ａと第１の平坦化膜６２Ａの上に、第２の遮光壁６１Ｂと第２の平坦化膜６２Ｂが形成されている。なお、ここでいう遮光壁は、金属、例えばタングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、または銅（Ｃｕ）などの材料、或いはそれらの合金、もしくはそれら金属の多層膜で備えてもよい。或いは、カーボンブラックなどの有機系の遮光材料で備えてもよい。或いは、透明な無機膜であっても、屈折率差による全反射現象でクロストークを抑制する構造としてもよく、例えばＡｉｒ　Ｇａｐ構造として最上部を閉塞した形状としてもよい。Ａｉｒ　Ｇａｐ構造として最上部を閉塞させるには、カバレッジの悪い成膜方法、例えばスパッタリングなどを用いることができる。
　第２の遮光壁６１Ｂと第２の平坦化膜６２Ｂの上面には、例えばカラーフィルタ７１が画素毎に形成されている。カラーフィルタ７１の配列としては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色が、例えばベイヤ配列により配置されることとするが、その他の配列方法で配置されてもよい。或いは、カラーフィルタ７１は配置せずに撮像部８を構成してもよい。
　カラーフィルタ７１の上には、オンチップレンズ７２が画素ごとに形成されている。このオンチップレンズ７２は、例えば、スチレン系樹脂やアクリル系樹脂、スチレン－アクリル共重合系樹脂、シロキサン系樹脂などの有機材料で構成しても良い。スチレン系樹脂の屈折率は１．６程度、アクリル系樹脂の屈折率は１．５程度である。スチレン－アクリル共重合系樹脂の屈折率は１．５～１．６程度、シロキサン系樹脂の屈折率は１．４５程度である。或いは、例えばＳｉＮやＳｉＯＮなどの無機材料で構成しても良い。ＳｉＮの屈折率は１．９程度、ＳｉＯＮは、ＳｉＮとシリコン酸化膜の中間の屈折率となる。
　カラーフィルタ７１として、赤色、緑色、青色の他に、シアン色、マゼンダ色、黄色等の特定波長を透過させるフィルタ層を設けてもよい。カラーフィルタ７１を、顔料や染料等の有機化合物を用いた有機材料系のカラーフィルタ層から構成するだけでなく、フォトニック結晶や、プラズモンを応用した波長選択素子（導体薄膜に格子状の穴構造を設けた導体格子構造を有するカラーフィルタ層。例えば、特開２００８－１７７１９１参照）、アモルファスシリコン等の無機材料から成る薄膜から構成することもできる。
　インナーレンズ１２１０は、例えばＳｉＮやＳｉＯＮなどの無機材料で構成される。インナーレンズ１２１０は、形成された１段目の遮光壁レイヤ（第１の遮光壁６１Ａと第１の平坦化膜６２Ａの上に形成される。インナーレンズを備えることにより集光パワーを高め、ビームウェストのスポット径を小さくすることができる。なお、インナーレンズは１つの画素の中に複数段備えてもよく、或いは、インナーレンズを備えずに撮像部８を構成してもよい。画素１００の集光設計は、第１遮光膜部５０のピンホール５０ａに集光ポイントを合わせるのが望ましい。
　図４に示した構造はあくまで一例であり、例えば、表面照射型撮像装置の配線層でピンホール５０ａを形成し、そのピンホールに集光ポイントを合わせるようにオンチップレンズやインナーレンズを備えてもよい。或いは、ＣＣＤ（電荷結合素子）のスミア対策の遮光メタルでピンホール５０ａを形成し、そのピンホールに集光ポイントを合わせるようにオンチップレンズやインナーレンズを備えてもよい。
　撮像装置の別の実施形態として、画素アレイ部１０をサブピクセル１２４で構成する場合を説明する。画素と同じ周期でオンチップレンズ、或いは、インナーレンズが備えられ、１つの画素の受光素子部を複数領域に分割し、それぞれに光電変換素子を備える場合に、分割後の一つ一つの領域を指す概念としてサブピクセルを定義する。サブピクセルは受光した光の強度に加え、視差情報を付与することができる。図５は、撮像部８のサブピクセル１２４による構成例を示すブロック図である。図５に示すように、撮像部８は、サブピクセル１２４から信号を読み出すことで、図３で示す撮像部８と異なる。後の構成は図３で示す撮像部８と同等であるので、説明を省略する。
　図６Ａは、サブピクセル１２４の構成の一例を示す図である。図６Ａに示すように、画素１２０は、半導体基板１２３と、複数のサブピクセル１２４と、サブピクセル１２４の間に備えられた複数の光電変換素子分離部１２８と、絶縁層および配線層からなる配線層１２９と、レンズ１２２０と、画素間の遮光壁１２６と、をさらに備える。
　サブピクセル１２４は、１つの画素１２０に対して複数備えられる。例えば、１つの画素１２０に対して、５×５＝２５個のサブピクセル１２４が備えられていてもよい。サブピクセル１２４は、例えば、フォトダイオードである。サブピクセル１２４の数は、これには限られず、適切に処理が実行できるのであれば、２５個より多くても、少なくてもよい。また、サブピクセル１２４は、全てが同じ正方形として示されているがこれには限られず、種々の状況に応じて取得したい情報に基づいて、適切な形状をしていてもよい。或いは画素１００に備えられるサブピクセル１２４毎に別のフィルタを用いてもよい。
　図６Ａは、裏面照射型の撮像素子での一例である。図６Ａに示すように、第３方向から、素子の設置に対して平行（レンズ１２２０の光軸に平行）な光線（垂直光）と、斜め方向（レンズ１２２０の光軸に平行ではない方向の光線（斜め光１、２）が入射した場合について示している。例えば、レンズ１２２０の上部から入射した平行な光線の束（実線）は、中央に位置するサブピクセル１２４へと集光される。一方、斜め方向に入射した光線の束（点線）は、中央ではないサブピクセル１２４へと集光される。なお、上記において、例としてレンズ１２２０の鉛直な光軸を基準にしたが、必ずしもこの限りではなく、後述する瞳補正技術などにより、どの方向の光線が画素１２０の中央に位置するサブピクセル１２４に入射するかを決定してもよい。
　半導体基板１２３、例えばシリコン基板、は画素回路を構成する素子の半導体領域部分が形成される。画素回路の素子は、半導体基板１２３に形成されたウェル領域に形成される。便宜上、同図の半導体基板１２３は、ｐ型ウェル領域により構成される。
　画素１２０は、複数の光電変素子１２４を有し、サブピクセル１２４はｎ型半導体領域とｎ型半導体領域の周囲のｐ型ウェル領域とにより構成される。ｎ型半導体領域およびｐ型ウェル領域の間のｐｎ接合に入射光が照射されると光電変換を生じる。この光電変換により生成された電荷は、不図示の画素回路により画像信号に変換される。半導体基板１２３には、垂直駆動部、カラム信号処理部および制御部の半導体領域部分がさらに形成される。
　配線層１２９は、画素における半導体素子を相互に接続するものである。また、配線層１２９は、画素の外部の回路との間の接続にも使用され、信号線を構成する。この配線層１２９の配線は、例えば、銅やアルミニウム等の金属により構成して電気信号を伝達し、絶縁層は、例えば酸化シリコンとし、配線間を絶縁するものである。
　裏面照射型の撮像素子の場合、これら絶縁層および配線は、半導体基板１２３の表面側に隣接して形成されて配線層１２９を構成する。更には、この配線層１２９に隣接して不図示の支持基板が配置される。この支持基板は、撮像素子を支持する基板であり、撮像素子の製造時における強度を向上させるものである。支持基板に予めロジック回路などを搭載し、半導体基板１２３と支持基板の回路を電気的に接続させた積層型としても良い。
　図６Ｂは、光電変換素子分離部１２８の一例を示す図である。この光電変換素子分離部１２８は、ｐ型ウェル領域１３９が備えられてもよい。更には、光の強度に関する情報を隣接するサブピクセル（光電変換部）１２４の光電変換素子に伝搬させないように、半導体基板１２３に溝が形成され、その溝に絶縁膜１４１が備えられてもよい。更には、絶縁膜１４１に加えて金属膜１３８が備えられていてもよい。半導体基板１２３の受光面と光電変換素子分離部１２８のトレンチ側壁に負の固定電荷を有する膜１４０が備えられてもよい。固定電荷膜１４０は、半導体基板中の接する面に生じる反転層によってピンニングが強化されるため、暗電流の発生が抑制される。負の固定電荷膜１４０は、例えば、ハフニウム、ジルコニウム、アルミニウム、タンタル、及び、チタンのうちの少なくとも一つを含む酸化物、または窒化物により構成することができる。
　絶縁膜１４１は、例えば、酸化シリコンなどで構成され、サブピクセル１２４の光電変換素子と金属膜１３８を絶縁させる。
　金属膜１３８は、サブピクセル１２４上の少なくとも一部に開口部を有し、更には、光電変換素子分離部１２８のトレンチ部の絶縁膜１４１の隙間に埋め込まれてもよい。金属膜１３８は、黒基準画素領域や周辺回路領域を覆うように遮光させてもよい。金属膜１３８は遮光性を有する材料、例えば、タングステン、アルミニウム、銀、金、銅、白金、モリブデン、クロム、チタン、ニッケル、鉄およびテルル等の金属膜、或いはこれら金属の化合物、もしくはこれらの酸化物、もしくはこれらの窒化物、もしくはこれらの合金で構成することができる。また、これらの材料を多層膜として組み合わせてもよい。更には、遮光壁１２６と金属膜１３８の線幅や合わせずれのプロセスばらつきを考慮して、画素１００境界部の金属膜１３８の残し幅を、画素１００境界以外の金属膜１３８の残し幅より太く備えてもよい。
　光電変換素子分離部１２８の金属膜１３８の残し幅は、半導体基板１２３に形成されたトレンチ幅より太くてもよく、細くしてもよい。前者は暗電流・白点特性の劣化を抑制し、且つ、角度分解能が良くなる。後者は、感度を向上させる。更には、画素１００に含まれる光電変換素子分離部１２８の一部は、トレンチ部の絶縁膜１４１の隙間だけに金属膜１３８が備えられ、絶縁膜１４１の表面より上側に金属膜１３８が備えられなくてもよい。
　層間膜１２７は、金属膜１３８の上部に備えられ、透明な材料、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、ＳｉＯＮなどで構成されてもよい。遮光壁１２６を形成しない場合などには、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン－アクリル共重合系樹脂およびシロサン系樹脂等の有機材料としてもよく、その有機材料に対し、レンズ１２２０を直接備えてもよい。
　遮光壁１２６は画素１２０の境界で層間膜１２７を貫くように備えていてもよい。遮光壁１２６を備えることにより迷光を遮蔽することができる。遮光壁１２６は、遮光性を有する材料、例えば、タングステン、アルミニウム、銀、金、銅、白金、モリブデン、クロム、チタン、ニッケル、鉄およびテルル等の金属膜、或いはこれら金属の化合物、もしくはこれらの酸化物、もしくはこれらの窒化物、もしくはこれらの合金で構成することができる。また、これらの材料を組み合わせた多層膜として構成することもできる。或いは、カーボンブラックなどの有機系の遮光材料で備えてもよい。或いは、透明な無機膜であっても、屈折率差による全反射現象でクロストークを抑制する構造としてもよく、例えばＡｉｒ　Ｇａｐ構造として最上部を閉塞した形状としてもよい。更には、この遮光壁１２６は第３方向に多段に分割して構成してもよい。画素１００の境界において、これらの遮光壁１２６と金属膜１３８が連続して接していてもよい。
　カラーフィルタ１３０は、例えば、顔料や染料を材料とし、所望の波長の光を透過させ、被写体からの光のスペクトル情報を得ることができる。カラーフィルタ１３０は、例えば層間膜１２７の上に備えてもよく、層間膜１２７とカラーフィルタ１３０の間に平坦化を兼ねた密着層１４２を備えてもよい。カラーフィルタ１３０は、例えば、金属膜１３８の上に備えられてもよく、金属膜１３８とカラーフィルタ１３０の間に平坦化膜を兼ねた密着層を備えてもよい。カラーフィルタ１３０は、例えば、１つのサブピクセル１２４につき、１つずつ備えられていてもよく、それらがサブピクセル１２４毎に異なっていてもよい。もしくは画素１００につき、カラーフィルタ１３０が１つずつ備えられても良く、それらが画素１００毎に異なっていてもよい。感度や解像度を重視してカラーフィルタを備えなくともよい。
　レンズ１２２０は、例えば、１つの画素１２０につき、１つ備えられる。或いは、レンズ１２２０は、積層された複数のレンズにより構成されてもよい。レンズは、例えば、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン－アクリル共重合系樹脂およびシロサン系樹脂等の有機材料により構成することができる。また、窒化シリコンや酸窒化シリコン等の無機材料により構成することもできる。このレンズ表面に屈折率の異なる反射防止膜が備えられてもよい。更には下地段差に対し、例えば、レンズ材料の下に有機材料、例えばアクリル樹脂からなる平坦化膜を備えてもよい。或いは、別の手段として、ＣＭＰなどで平坦化された透明な無機材料、例えば酸化シリコンを備えてもよい。
　これまでに、画素にピンホールを備える撮像装置、或いは、画素内に複数のサブピクセルを備える撮像装置を例にして説明したが、この記載通りである必要はなく、例えば、裏面照射型ではなく、表面照射型であってもよい。或いは、半導体基板内のｐｎ接合による光電変換素子の代わりに有機光電変換膜を用いてもよい。更には、モジュールレンズを用いる場合に十分なスペースを確保できれば、モジュールレンズの設計により、撮像装置にピンホール、或いは、サブピクセルを備えない画素でも、ボケの少ない被写体像を取得することが可能であり、これらの組み合わせを排除するものではない。
　ここで、４分の１波長板４ｂ、６ｂの詳細を説明する。４分の１波長板４ｂ、６ｂは、入射光の２つの垂直偏光成分間に９０度（＝λ／４）の位相差を与えて出射させる波長板である。また、４分の１波長板４ｃ、６ｂは、直線偏光を円偏光に変換する。また、４分の１波長板４ｂ、６ｂは、可逆的に、円偏光の入射光を直線偏光に変えて出射する。
　より詳細には、４分の１波長板４ｂ、６ｂは、光波の２つの垂直偏光成分間の位相をずらすことによって機能する。典型的な４分の１波長板４ｂ、６ｂは、光軸の向きと膜厚Ｔが決定された水晶や雲母などの複屈折結晶である。この複屈折結晶の切断面内には、２つの軸、屈折率がｎｏの常軸と屈折率がｎｅの異常軸が得られる。通常の軸は光軸に垂直であり、異常軸は光軸と平行である。プレートに垂直に入射する光波の場合、常軸に沿った偏光成分は速度ｖｏ＝ｃ／ｎｏで結晶を通って進み、一方、異常軸に沿った偏光成分は速度ｖｅ＝ｃ／ｎｅで移動する。これにより、それらが結晶を出るときに２つの成分間に位相差δ（λ）が生じる。すなわち、位相差δ（λ）は（１）式で示すことが可能である
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ４分の１波長板は位相差δ（λ）が９０度であるので、波長λは（２）式で示すことが可能である。こように、波長λと４分の１波長板の膜厚Ｔとの間には（２）式の対応関係がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　すなわち、常軸と異常軸をそれぞれ透過する光の光路差を４分の１波長とする厚さに、本実施形態に係る４分の１波長板４ｂ、６ｂは、設定される。より具体的には、生体撮影、例えば指紋、静脈撮影の際には、発光色を予め設定する。例えばグリーン（Ｇ）に対応する表示パネル４ａの箇所だけ光らせる場合なら、波長λを５５０ｎｍに対応させた厚さにする。
　一方で、グリーン（Ｇ）とブルー（Ｂ）に対応する表示パネル４ａの箇所だけ光らせる場合なら、波長λを５００ｎｍに対応させた厚さにする。これにより、より高精度に生体撮影を行うことが可能となる。
　（２）式で示す波長λと、表示パネル４ａの対応箇所の発光スペクトルの重心との差を例えば、０．０５ｕｍ以下とする。これにより、４分の１波長板で生じる位相差δ（λ）を設計波長により近づけさせることが可能となり、認証精度がより向上する。
　また、４分の１波長板４ｂ、６ｂは、主に、トゥルーゼロオーダー（Ｔｒｕｅ　Ｚｅｒｏ　Ｏｒｄｅｒ）、マルチオーダー（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ　Ｏｒｄｅｒ）、コンパウンドゼロオーダー（Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　Ｚｅｒｏ　Ｏｒｄｅｒ）の３種類で構成可能である。トゥルーゼロオーダーの波長板は、設計波長において０次で所定のリタデーション（位相差）が得られるで、真のゼロオーダー波長板として構成できる。０次で特定の位相差が得られるよう、一枚の複屈折材料の板厚を極薄く加工して作られる。例えばグリーンフィルタ（Ｇ）に対応する箇所だけ光らせる場合なら、５５０ｎｍにおける４分の１波長板を製作する。この場合、材料が水晶であるならば位相差を１３７．５ｎｍ（＝５５０ｎｍ×１／４）に相当する厚さにする。水晶（複屈折ｎｅ－ｎｏ＝０．００９２）でこの位相差を得るためには、水晶の厚さを１５μｍ程度（＝１３７．５ｎｍ／０．００９２）までに薄く加工する。波長シフトや温度変化、あるいは斜入射に対して得られる位相差の安定性は、マルチオーダー、コンパウンドゼロオーダーよりも優れる。一方で、この板厚の薄さは、機器への固定やハンドリングの際に損傷し、歩留まりが低下する恐れがある。
　マルチオーダーで４分の１波長板４ｂ、６ｂを構成する場合、トゥルーゼロタイプと同じ一枚の複屈折材料により作成可能である。また、板厚を実用的なレベルにまで厚くする目的のため、高次で所定の位相差が得られるよう設計可能である。例えばグリーン（Ｇ）に対応する箇所だけ光らせる場合なら５５０ｎｍの波長において３．２５波長分の位相差を生じさせた場合、水晶であれば板厚を１９４μｍ程度にまで厚くすることが可能である。３．２５波長分の位相差は、実質０．２５波長分（＝１／４）の位相差と同等である。ただし、板厚が厚くなる分、わずかな波長シフトや温度変化等に対しても無視できない位相差ずれが生じてしまう恐れがある。５５０ｎｍの波長の場合、水晶厚さＴ１は（３）式で示すことができる。なお、５５０／０．００９２を６０．０μｍとして演算する。Ｎは波長数を示す。Ｎ＝０であれば、トゥルーゼロオーダーであり、１以上であればマルチオーダーである。同様に、５００ｎｍの波長の場合の水晶厚さＴ２は（４）式で演算可能である。５００／０．００９２を５４．３μｍとして演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　換言すると、５５０ｎｍの波長の場合、Ｔ１から１５を減算し、０．００９２／５５０を乗算するとＮとなる。すなわち、Ｔ１から１５を減算し、６０で除算するとＮとなる。同様に、５００ｎｍの波長の場合、Ｔ２から１２．５を減算し、０．００９２／５００を乗算するとＮとなる。すなわち、Ｔ１から１２．５を減算し、５４．３で除算するとＮとなる。つまり、Ｎが０なら、トゥルーゼロオーダーであり、Ｎが自然数ならマルチオーダーである。後述するようにコンパウンドゼロオーダーの場合、Ｎが自然数且つ偶数となる。
　また、厚さＴ１を６０で除算すると、Ｔ１／６０＝０．２５＋Ｎとなる。この場合、仮に波長λ２＝５００ｎｍの波長で設計されていた４分の１波長板の厚さを６０で除算すると０．２５＋Ｎと異なる。このため、膜厚Ｔをλ１／（ｎｅ－ｎｏ）で除算すことにより、同一の規則性、例えば、０．２５＋Ｎであれば、同一の波長を対象としており、規則性が異なれば波長λ１と異なる波長λ２を対象としていると判断することが可能である。なお、Ｎが０の場合には、除算値が異なる。
　コンパウンドゼロオーダー（トゥルーゼロオーダーと区別するため、単に「ゼロオーダー」と称することもある）で４分の１波長板４ｃ、６ｂを構成する場合、上述のマルチオーダータイプのデメリットを改善することが可能となる。マルチオーダーで製造された２枚の同じ材質の複屈折材料の光軸を互いに直交するように配置する。つまり、（１）、（２）式でｎが自然数且つ偶数の場合である。これにより、材料毎に生じる位相差シフト量が互いを相殺するため、得られるリタデーションに対する波長依存性や温度依存性を少なくすることができる。ただし入射角度依存性の改善が困難となってしまう恐れがある。
　このように、５５０ｎｍの波長を使用する場合、４分の１波長板４ｂ、６ｂの厚さＴ１は、Ｔ１から１５を減算し、６０で除算すると、０又は自然数となるように構成する。同様に、５００ｎｍの波長の場合、４分の１波長板４ｂ、６ｂの厚さＴ２は、Ｔ２から１２．５を減算し、５４．３で除算すると、０又は自然数となるように構成する。これにより、使用する波長に応じて、常軸と異常軸をそれぞれ透過する光の波長差を４分の１波長とする厚さに構成でき、生体の撮影精度がより向上する。
　ここで、偏光板６ａの構成の詳細を説明する。偏光板６ａは、吸収型偏光フィルタ、反射型偏光フィルタ、結晶系、多層膜系、などを用いることが可能である。
　吸収型の偏光素子１５０は、例えば、ポリビニルアルコール、部分ホルマール化ポリビニルアルコール等の適切なビニルアルコール系重合体のフィルムに、ヨウ素及び二色性染料等の二色性物質による染色処理、延伸処理、架橋処理等の適切な処理を適切な順序及び方式で施したフィルムにより構成される。通常、直線偏光子を製造するための延伸処理では、フィルムを長手方向に延伸するので、得られる直線偏光子においては当該直線偏光子の長手方向に平行な偏光吸収軸及び当該直線偏光子の幅方向に平行な偏光透過軸が得られる。この直線偏光子は、偏光度に優れる。直線偏光子の厚さは、５μｍ～８０μｍが一般的であるが、これに限定されない。
　結晶系の偏光素子１５０は、例えばフォトニック結晶により構成可能である。フォトニック結晶は、屈折率に光の波長オーダの周期性を有する構造体である。この構造体の周期や形状を制御することにより、透過軸における透過率、及び吸収軸における反射率を設定できる。多層膜系の偏光素子１５０は、例えば屈折率の異なる少なくとも２種類以上の膜材料からなる多層膜により構成される。
　図７は、ワイヤグリッドにより構成される、所謂反射型のワイヤグリッド偏光素子１５０の模式的な斜視図である。同図の偏光素子１５０は、ワイヤグリッドにより構成される偏光素子の例を表したものである。このワイヤグリッド偏光素子１５０は、帯状導体１５１が所定のピッチで配列されて構成された偏光部である。ワイヤグリッド形状の金属膜で、金属中の自由電子が追従する方位（長手方向）の偏光は反射波で打ち消され、追従しない方位（短手方向）の偏光が透過する。ワイヤグリッド偏光素子のピッチは、使用波長の１／２未満とすることが好ましく、これを超える場合には回折光が発生する。帯状導体１５１は、光反射層５１を単層で備えてもよく、光反射層５１の上に光吸収層５３を積層して備えてもよい。或いは、光反射層５１と光吸収層５３の間に、絶縁層５２を備えてもよい。光反射層５１の構成材料としては、使用帯域の光に対して反射性を有する材料であれば特に制限されず、例えば、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｗ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｅ等の元素単体、またはこれらの１種以上の元素を含む合金が挙げられる。中でも、偏光板を可視光用途に用いる場合には、反射層は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成することが好ましい。或いは、可視光以外の波長帯域、例えば赤外域に偏光特性を持たせるためには、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等を用いることが好ましい。これらの金属の共鳴波長が赤外域近辺にあるからである。なお、これらの金属材料以外にも、例えば着色等により表面の反射率が高く形成された金属以外の無機膜や樹脂膜で構成してもよい。
　ワイヤグリッド偏光素子１５０による反射光は、筐体内の散乱でフレアとなって撮像装置の画質劣化を引き起こす懸念、或いは、太陽などの強い光がディスプレイに映り込んだ際に、周辺部材との反射率差で外観として違和感を与える懸念がある。その反射光制御手段として、光反射層５１の上に、光吸収層５３を備えてもよい。光吸収層５３を構成する材料として、消衰係数ｋが零でない、即ち、光吸収作用を有する金属材料や合金材料、半導体材料、具体的には、タングステン（Ｗ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、テルル（Ｔｅ）、錫（Ｓｎ）等の金属材料や、これらの金属を含む合金材料、半導体材料を挙げることができる。また、ＦｅＳｉ２（特にβ－ＦｅＳｉ２）、ＭｇＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＢａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、ＣｏＳｉ２等のシリサイド系材料を挙げることもできる。光反射層５１、光吸収層５３は、各種化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、ゾル－ゲル法、メッキ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法等の公知の方法に基づき形成することができる。
　絶縁層５２を構成する材料として、入射光に対して透明であり、光吸収特性を有していない絶縁材料を用いることが可能である。例えば、ＳｉＯ２、ＮＳＧ（ノンドープ・シリケート・ガラス）、ＢＰＳＧ（ホウ素・リン・シリケート・ガラス）、ＰＳＧ、ＢＳＧ、ＰｂＳＧ、ＡｓＳＧ、ＳｂＳＧ、ＳＯＧ（スピンオングラス）等のＳｉＯＸ系材料（シリコン系酸化膜を構成する材料）、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、ＳｉＣＮ、低誘電率絶縁材料（例えば、フルオロカーボン、シクロパーフルオロカーボンポリマー、ベンゾシクロブテン、環状フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、アモルファステトラフルオロエチレン、ポリアリールエーテル、フッ化アリールエーテル、フッ化ポリイミド、有機ＳＯＧ、パリレン、フッ化フラーレン、アモルファスカーボン）、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂、Ｓｉｌｋ（Ｔｈｅ　Ｄｏｗ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．　の商標であり、塗布型低誘電率層間絶縁膜材料）、Ｆｌａｒｅ（Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｃｏ．）の商標であり、ポリアリールエーテル（ＰＡＥ）系材料）を用いることができる。また、単独、あるいは、適宜、組み合わせて使用することができる。絶縁層５２は、各種ＣＶＤ法、塗布法、スパッタリング法や真空蒸着法を含む各種ＰＶＤ法、スクリーン印刷法といった各種印刷法、ゾル－ゲル法等の公知の方法に基づき形成することができる。絶縁層５２は、光吸収層の下地層として機能すると共に、光吸収層で反射された偏光光と、光吸収層を透過し、光反射層で反射された偏光光の位相を調整し、干渉効果により反射率を低減する目的で形成される。従って、絶縁層５２は、１往復での位相が半波長分ずれるような厚さとすることが望ましい。但し、光吸収層５３は、光吸収効果を有するが故に、反射された光が吸収される。従って、絶縁層５２の厚さが、上述のように最適化されていなくても、消光比の向上を実現することができる。それ故、実用上、所望の偏光特性と実際の作製工程との兼ね合い基づき絶縁層の厚さを決定すればよく、例えば、１×１０－９ｍ乃至１×１０－７ｍ、より好ましくは、１×１０－８ｍ乃至８×１０－８ｍを例示することができる。また、絶縁層の屈折率は、１．０より大きく、限定するものではないが、２．５以下とすることが好ましい。
　帯状導体１５１のパターニング法として、リソグラフィ技術とエッチング技術との組合せ（例えば、四フッ化炭素ガス、六フッ化硫黄ガス、トリフルオロメタンガス、二フッ化キセノンガス等を用いた異方性ドライエッチング技術や、物理的エッチング技術）や、所謂リフトオフ技術、サイドウォールをマスクとして用いる所謂セルフアラインダブルパターニング技術を挙げることができる。また、リソグラフィ技術として、フォトリソグラフィ技術（高圧水銀灯のｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、ＥＵＶ等を光源として用いたリソグラフィ技術、及び、これらの液浸リソグラフィ技術、電子線リソグラフィ技術、Ｘ線リソグラフィ）を挙げることができる。あるいは又、フェムト秒レーザ等の極短時間パルスレーザによる微細加工技術や、ナノインプリント法に基づき、帯状導体１５１を形成することもできる。
　一般的には、消光比などの偏光特性は、ワイヤグリッド間の屈折率が低い方がよく、理想的には空気層がよいが、空気層は高温環境下で金属グリッドが劣化し、偏光特性が低下することが懸念される。その対策として、ワイヤグリッドの間に誘電層、もしくは、誘電層と空気層の両方が備えられることもある。誘電層を構成する材料は、特に限定されるものではないが、偏光すべき光線の偏光板における不要な反射等を抑える観点から、例えば、ＳｉＯ２等のＳｉ酸化物、ＡｌＦ２、ＢａＦ２、ＣｅＦ３、ＬａＦ３、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＮｄＦ３、ＮａＦ、ＹＦ３等が挙げられる。
　図８は、ワイヤグリッド偏光素子を通過する光等を説明するための概念図である。帯状導体１５１の延びる方向（第１方向）は、消光させる吸収軸と一致しており、帯状導体１５１の繰り返し方向（第２方向であり、第１方向と直交する）は、透過させる透過軸と一致している。すなわち、この帯状導体１５１の中の自由電子は、帯状導体１５１に入射する光の電場に追従して振動し、反射波を輻射する。複数の帯状導体１５１が配列される方向と垂直な方向、すなわち帯状導体の長手方に平行（第２方向）な入射光は、自由電子の振幅が大きくなるため、より多くの反射光を輻射する。このため、第１方向の入射光は偏光素子１５０を透過せずに反射される。一方、帯状導体の長手方向に垂直（第２方向）な光は、帯状導体からの反射光の輻射が小さくなる。自由電子の振動が制限され、振幅が小さくなるためである。透過軸（第２方向）の入射光は、偏光素子１５０による減衰が小さくなり、偏光素子１５０を透過することができる。なお、光反射層としてアルミニウム（Ａｌ）を用いる場合、入射光に対する反射率は光反射層５１の光学厚さ（屈折率×　光反射層の膜厚）によって変化する。また、入射光に対する反射率は光吸収層５３の光学厚さ（吸収率×光反射層の膜厚）によっても変化する。
　図９は、撮像部８を指紋センサとする場合の構成の模式図である。図９に示すように、表示パネル（ＯＬＥＤ）４ａから照射された光は光路Ｌ１に沿って指紋に照射され、指紋センサ８で撮像される。すなわち、ＯＬＥＤ４ａ（表示パネル４）から照射された光は、タッチパネル５、４分の１波長板６ｂ、偏光板６ａ、カバーガラス７を介して指を照射し、指からの散乱光は、カバーガラス７、偏光板６ａ、４分の１波長板６ｂ、タッチパネル５、ＯＬＥＤ４ａ、４分の１波長板４ｂ、偏光板４ｃを介して指紋センサ８で撮像される。一方で、ＯＬＥＤ４ａから照射された光の一部は、光路Ｌ２に沿って偏光板６ａで反射され、更に４分の１波長板６ｂ、タッチパネル５、ＯＬＥＤ４ａ、４分の１波長板４ｂを介して偏光板４ｃに照射され、偏光板４ｃで反射される。本実施形態では、４分の１波長板４ｂと偏光板４ｃとを更に設けることで、光路Ｌ２に沿って反射されるノイズ成分が指紋センサ８に入射するのを抑制する。
　図１０は、光路Ｌ１、Ｌ２における偏光状態などの光特性の詳細を説明する図である。本発明において、偏光板(1)の吸収軸は任意に備えることが可能であり、他の図１０図１０光学部材の光軸は偏光板(1)に対して相対的に規定される。ここでは簡便の為に、偏光板(1)の透過軸を０度とし、角度の符号は光の進行方向に対し時計回りを＋の向きに定義して説明する。
　図１０の下側の矢印は透過軸を模式的に表したものである。偏光板(1)の透過軸、即ち０度とした偏光を上下の矢印で示し、偏光板(1)と直交する偏光を左右の矢印で表している。図１０円偏光の場合は、光の進行方向を紙面の手前向きに統一して、偏光の回転方向を円弧の矢印で示す。無偏光の場合は、偏光方位の異なる複数の矢印を重ね書きするように示している。ＯＬＥＤ４ａが発光した光は、タッチパネル５、４分の１波長板６ｂ、偏光板６ａ、カバーガラス７を介して指紋Ｆｉｎに照射される。この４分の１波長板６ｂの遅相軸は４５°（或いは１３５°）となるように備えられている。
　偏光板６ａでは、透過軸が０度であるので、０度の偏光方位の光を透過する。指紋Ｆｉｎで散乱された光は、０度の偏光方位の散乱光として再び４分の１波長板６ｂを透過する。光の進行方向が反転する為、４分の１波長板６ｂの遅相軸は１３５°（或いは４５°）となり、０度の偏光方位の光は右回転（或いは左回転）の円偏光として透過する。４分の１波長板６ｂを透過した光は、タッチパネル５、ＯＬＥＤ４ａを更に透過し、４分の１波長板４ｂに入射する。４分の１波長板４ｂの遅相軸は６ｂと一致するように備えられる。光の進行方向を考慮すると１３５°（或いは４５°）であるので、４分の１波長板４ｂは、入射光を偏光方位が９０度の直線偏光に偏光する。偏光板４ｃは、偏光板６ａとの吸収軸が直交するように備えられる。そして、４分の１波長板４ｂを透過した９０度の直線偏光は、偏光方位が９０度の偏光板４ｃを透過し、指紋センサ８で撮像される。
　一方で、偏光板６ａで反射された光路Ｌ２のノイズ光は、９０度方向の偏光として、４分の１波長板６ｂを透過する。上述のように、４分の１波長板６ｂの遅相軸は１３５°（或いは４５°）であるので、９０度の偏光方位の光は左回転（或いは右回転）の円偏光として透過する。４分の１波長板６ｂを透過した光はタッチパネル５、ＯＬＥＤ４ａを更に透過し、４分の１波長板４ｂに入射する。光の進行方向を考慮すると４分の１波長板４ｂの遅相軸は１３５°（或いは４５°）であるので、左回転（或いは右回転）の円偏光は、０度の直線偏光として透過する。４分の１波長板４ｂを透過した０度の直線偏光は、偏光方位が９０度の偏光板４ｃで反射され、指紋センサ８で撮像されない。
　このように、光路Ｌ１の指紋からの信号成分は指紋センサ８に到達し、撮像される。一方で、偏光板６ａで反射された光路Ｌ２のノイズ光は、偏光板４ｃで反射され指紋センサ８に到達できない。これにより、ノイズ成分を低減した状態で、指紋からの信号成分を撮像できる。
　より具体的には、ある市販のワイヤグリッド型の偏光板は、無偏光の垂直入射に対する反射率は、例えば５０．６パーセントであり、透過率は例えば４５．３パーセント、透過した光の偏光度は９９．１パーセントである。本実施系形態の偏光板６ａにこのワイヤグリッド型の偏光板を適用する場合、指紋からのシグナルは光が指に届いてセンサ側に抜ける間に偏光板６ａを２回透過するので、透過率はおおよそ、０．４５３×（０．４５３／０．５）＝４１．０パーセントとなる。一方で、光路Ｌ２の反射成分は５０．６パーセントとなる。このため、４分の１波長板４ｂと偏光板４ｃとを設けない場合には、指紋からのシグナルが４１．０パーセントに対し、偏光板６ａの反射によるノイズ成分が５０．６パーセントとなり、即ちＳＮ比―１．８ｄＢでノイズの影響が多大となる。これにより、識別精度が低下してしまう。
　前述のワイヤグリッド型の偏光板６ａの例において、本実施形態の４分の１波長板４ｂ、偏光板４ｃを更に備え、偏光板４ｃに前述のワイヤグリッド型の偏光板を用いる場合には、指紋からのシグナルはおおよそ０．４５３×（０．４５３／０．５）×（０．４５３／０．５）＝３７．２パーセントとなる。一方、光路Ｌ２の偏光板６ａで反射するノイズ光は、偏光板４ｃの透過率と偏光度を考慮しおおよそ、０．５１６×０．４５３×（１－０．９９１）＝０．２パーセントとなり、即ち４４．９ｄＢの良好なＳＮ比が得られることになる。
　また、ある市販の吸収型偏光板（例えば二色性色素偏光子）は、無偏光の垂直入射に対する反射率が例えば５．１パーセント、透過率が例えば１８．５パーセント、透過した光の偏光度は９９．１パーセントである。この吸収型偏光板を本実施系形態の偏光板６ａに適用する場合、指紋からのシグナルは光が指に届いてセンサ側に抜ける間に偏光板６ａを２回透過するので、透過率はおおよそ、０．１８５×（０．１８５／０．５）＝６．８パーセントとなる。一方で、光路Ｌ２の反射成分は５．１パーセントとなる。このため、偏光板６ａに吸収型偏光板（二色性色素偏光子）を用いた場合に、４分の１波長板４ｂと偏光板４ｃとを設けない場合には、指紋からのシグナルが６．８パーセントに対し、偏光板６ａの反射によるノイズ成分が５．１パーセントとなり、即ちＳＮ比２．５ｄＢでノイズの影響が多大となる。これにより、識別精度が低下してしまう。
　前述の吸収型偏光板の偏光板６ａの例において、本実施形態の４分の１波長板４ｂ、偏光板４ｃを更に備え、偏光板４ｃとして前述の吸収型の偏光板を偏光板４ｃに用いる場合には、指紋からのシグナルは０．１８３×（０．１８３／０．５）×（０．１８３／０．５）＝２．５パーセントとなる。一方、光路Ｌ２の偏光板６ａで反射するノイズ光は、偏光板４ｃの透過率と偏光度を考慮し、０．０５１×０．１８３×（１－０．９９１）＝０．００８パーセントとなる。即ち、ＳＮ比４９．９ｄＢとなり、良好なＳＮが得られることになる。
　なお、これらの実施形態は得られる効果の概算を定量的に示す為に用いた一例であり、例えば偏光板６ａ、４ｃの片方を吸収型、残りをワイヤグリッド型にしてもよく、組み合わせを限定するものではない。
　図１１は光路Ｌ１、Ｌ２における偏光状態などの光特性の詳細を説明する図であり、４分の１波長板６ｂと４ｂの遅相軸が直交するように備えられ、且つ、偏光板６ａ、４ｃの吸収軸が一致するように備えられる点で、図１０と異なる。図１１図１１
　図１１に示すように、ＯＬＥＤ４ａが発光する光の偏光成分は、各方向に均等に分布している。ＯＬＥＤ４ａが発光した光は、タッチパネル５、４分の１波長板６ｂ、偏光板６ａ、カバーガラス７を介して指紋Ｆｉｎに照射される。この４分の１波長板６ｂの遅相軸は４５°（或いは１３５°）となるように備えられている。
　偏光板６ａでは、偏光方位が０度であるので、０度の偏光方位の光を透過する。指紋Ｆｉｎで散乱された光は、０度の偏光方位の散乱光として再び４分の１波長板６ｂを透過する。光の進行方向が反転する為、４分の１波長板６ｂの遅相軸は１３５°（或いは４５°）となり、０度の偏光方位の光は右回転（或いは左回転）の円偏光として透過する。４分の１波長板６ｂを透過した光は、タッチパネル５、ＯＬＥＤ４ａを更に透過し、４分の１波長板４ｂに入射する。上述のように、４分の１波長板４ｂの遅相軸は直交するように備えられる。光の進行方向を考慮すると１３５°（或いは４５°）であるので、４分の１波長板４ｂは、入射光を偏光方位が０度の直線偏光に偏光する。偏光板４ｃは、偏光板６ａとの吸収軸が一致するように備えられる。そして、４分の１波長板４ｂを透過した０度の直線偏光は、偏光方位が０度の偏光板４ｃを透過し、指紋センサ８で撮像される。
　一方で、偏光板６ａで反射された光路Ｌ２のノイズ光は、９０度方向の偏光として、４分の１波長板６ｂを透過する。上述のように、４分の１波長板６ｂの遅相軸は１３５°（或いは４５°）であるので、９０度の偏光方位の光は左回転（或いは右回転）の円偏光として透過する。４分の１波長板６ｂを透過した光はタッチパネル５、ＯＬＥＤ４ａを更に透過し、４分の１波長板４ｂに入射する。光の進行方向を考慮すると４分の１波長板４ｂの遅相軸は４５°（或いは１３５°）であるので、左回転（或いは右回転）の円偏光は、９０度の直線偏光として透過する。４分の１波長板４ｂを透過した９０度の直線偏光は、偏光方位が０度の偏光板４ｃで反射され、指紋センサ８で撮像されない。
　このように、光路Ｌ１の指紋からの信号成分は指紋センサ８に到達し、撮像される。一方で、偏光板６ａで反射された光路Ｌ２のノイズ光は、偏光板４ｃで反射され指紋センサ８に到達できない。これにより、ノイズ成分を低減した状態で、指紋からの信号成分を撮像できる。
　図１２は、本技術が適用され得る撮像装置の一例である電子機器１の概略的な構成例を示すブロック図である。この電子機器１は、表示部２（図１Ａ、及び図１Ｂ）と、撮像部８（図１Ａ、及び図１Ｂ）と、制御部４０（図３）と、操作入力部１０００と、信号処理部１００２と、記憶部１００４と、認証部１００６と、結果出力部１００８と、を備える。
　操作入力部１０００は、電子機器１の使用者からの操作入力を受け付ける。この操作入力部１０００には、例えば、押しボタンやタッチパネルにより構成される。操作入力部１０００により受け付けられた操作入力は、制御部４０、及びや信号処理部１００２に伝達される。その後、操作入力に応じた処理、例えば、指紋の撮像等の処理が起動される。
　制御部４０は、上述のように撮像部に指令を送って画素アレイ部１０（図３）を制御すると共に、表示部２に指令を送り、表示部２の光源を使って、被写体に照明を当てることができる。照明光は、表示部のスペクトルの異なる素子、例えば、赤、青、緑の３原色、のバランスを変えたり、発光エリアを変えたりすることができる。或いは、表示部２とは別の不図示の光源を備えてもよく、例えば有機ＥＬに含まれない赤外線領域の光を発光してもよい。赤外線は静脈の情報を取得するのに適している。更に電子機器１に光学系９（図１Ａ）を備える場合にはオートフォーカスを行うことができる。ここでオートフォーカスとは、光学系９の焦点位置を検出して、自動的に調整するシステムである。このオートフォーカスとして、例えば撮像部８に配置された位相差画素により像面位相差を検出して焦点位置を検出する方式（像面位相差オートフォーカス）を使用することができる。また、画像のコントラストが最も高くなる位置を焦点位置として検出する方式（コントラストオートフォーカス）を適用することもできる。制御部４０は、検出した焦点位置に基づいてレンズ駆動部（不図示）を介して光学系９のレンズの位置を調整し、オートフォーカスを行う。なお、制御部４０は、例えば、ファームウェアを搭載したＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により構成することができる。
　信号処理部１００２は、撮像部８により生成された画像信号を処理する。この処理には、例えば、画素毎の赤色、緑色および青色に対応する画像信号のうち不足する色の画像信号を生成するデモザイク、画像信号のノイズを除去するノイズリダクション、複数画素の加算処理、および画像信号の符号化等が該当する。信号処理部１００２は、例えば、ファームウェアを搭載したマイコンにより構成することができる。
　図１３Ａは、本実施形態に係る信号処理部１００２のブロック図である。図１３Ａに示すように、信号処理部１００２は、Ａ／Ｄ変換部５０２と、クランプ部５０４と、色別出力部５０６と、欠陥補正部５０８と、リニアマトリックス部５１０と、スペクトル解析部５１２と、画像処理部５１８とを備える。
　Ａ／Ｄ変換部５０２（Ａｎａｌｏｇ　ｔｏ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）は、撮像部８から出力されたアナログ信号を画素ごとにデジタル信号へと変換する。
　クランプ部５０４は、例えば、画像におけるグラウンドのレベルに関する処理を実行する。クランプ部５０４は、例えば、黒レベルを規定し、この規定した黒レベルをＡ／Ｄ変換部５０２から出力された画像データから減算して出力する。クランプ部５０４は、画素に備えられる光電変換素子ごとにグラウンドレベルを設定してもよく、この場合、取得された光電変換素子ごとに信号値のグラウンド補正を行ってもよい。
　色別出力部５０６は、例えば、撮像部８において色別にアナログ信号を取得している場合に、クランプ部５０４から出力された画像データを色ごとに出力する。例えば、撮像部８は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のフィルタが画素内に備えられる。クランプ部５０４は、これらのフィルタに基づいてグラウンドレベルを調節し、色別出力部５０６は、クランプ部５０４が出力した信号を色別に出力する。
　撮像部８において取得されたアナログ信号には、色のデータが含まれていないので、例えば、色別出力部５０６は、撮像部８における画素ごとに設けられているフィルタのデータを記憶しておき、このデータに基づいて色ごとの出力を行ってもよい。撮像部８には、色フィルタが備えられるとしたが、この限りではなく、例えば、有機光電変換膜により色を識別できるようにしてもよい。
　欠陥補正部５０８は、画像データにおける欠陥の補正を実行する。画像データの欠陥は、例えば、画素内に備えられる光電変換素子の欠陥による画素欠け又は情報欠け、或いは、光学系９における光の飽和による情報落ち等により発生する。欠陥補正部５０８は、例えば、周囲の画素の情報、又は、画素内の周囲の光電変換素子の受光した強度に基づいて補間処理をすることにより欠陥補正処理を実行してもよい。
　リニアマトリックス部５１０は、ＲＧＢ等の色情報に対する行列演算を実行することにより、正しい色再現を行う。リニアマトリックス部５１０は、カラーマトリックス部とも呼ばれる。リニアマトリックス部５１０は、例えば、複数波長に関する演算を行うことで、望ましい分光を取得する。本実施形態においては、例えば、リニアマトリックス部５１０は、肌色の検出に適した出力を行うように演算を行う。リニアマトリックス部５１０は、肌色とは別の系統の演算経路を備えていてもよく、例えば、静脈の情報を取得するべく演算を行ってもよい。特に静脈の情報を取得する場合には、７６０ナノメートル付近に適した出力を行うように演算を行ってもよい。静脈は還元ヘモグロビンを多く含み、還元ヘモグロビンは７６０ナノメートル付近に特徴的な吸収スペクトルを有している。
　図１３Ｂは、皮膚表面の反射率を示す図である。縦軸は、反射率を示し、横軸は、波長を示す。図１３Ｂに示すように、肌の色は、個人により異なるものであるが、一般的に５５０～６００ナノメートルの波長領域に立ち上がりが存在する。
　スペクトル解析部５１２は、リニアマトリックス部５１０が出力したデータに基づいて、例えば、肌固有の分光の立ち上がりがあるか否かを判断する。スペクトル解析部５１２は、例えば、５００～６５０ナノメートルを含む範囲で５５０～６００ナノメートルの信号の立ち上がりを検出することにより、人間の指がカバーガラス７に接触されているか、その場合には、その波長はいくつであるか、を検出し、出力する。判定する範囲は、上記の範囲に限られず、適切な範囲でこれより広くても、狭くてもよい。例えば、還元ヘモグロビンの７６０ナノメートル付近のピークを有するか否かの解析を行ってもよい。
　画像処理部５１８は、リニアマトリックス部５１０が生成した画像信号に基づき、指紋形状の特徴点を抽出する。また、画像処理部５１８は、リニアマトリックス部５１０が生成した画像信号に基づき、静脈の特徴点を抽出する。
　記憶部１００４は、各種のデータを記憶する。記憶部１００４は、例えば１画面分の画像信号であるフレームを記憶してもよく、信号処理、及び認証処理の過程におけるデータを記憶してもよい。
　認証部１００６は、信号処理部１００２が出力したデータに基づいて、個人認証を実行する。認証部１００６は、例えば、スペクトル解析部５１２が解析した立ち上がりの波長、及び、欠陥補正部５０８等から出力されたデータに基づいた指紋形状（特徴点）に基づいて、個人認証を実行する。特に本実施形態では、還元ヘモグロビンの７６０ナノメートル付近のピークを有しない場合には、撮像対象が人工物であると判定してもよい。更に認証部１００６は、還元ヘモグロビンの７６０ナノメートル付近のピークの律動を分析してもよく、律動してない場合には、撮像対象が人工物であると判定する。このように、認証部１００６は、ヘモグロビンのシグナル、即ち、血流から心拍の律動を捉えることによって生体認証精度を高めることができる。
　個人の情報は、例えば、認証部１００６に波長域、指紋の特徴点、及び静脈の特徴点として記憶してもよいし、記憶部１００４に記憶してもよい。カバーガラス７に物体が接触した場合に、認証部１００６は、この物体が指であることを判断し、かつ、記憶されている個人であることを認証することができる。
　例えば、認証部１００６は、指紋の形状特性を画像処理部５１８等からの出力により取得し、この情報を用いて認証対象の指紋と一致するか否かを判定する。例えば、認証部１００６は、記憶部１００４に記憶される指紋の特徴点と認証対象の特徴点と一致するか否かを判定する。指紋認証は一般的な方法を用いることが可能である。
　また、認証部１００６は、スペクトル解析部５１２が静脈に関する波長の立ち上がりを検出する場合には、このデータを用いて、カバーガラス７に接触している物体が生体であることを判定する。
　さらには、認証部１００６は、静脈の形状特性を画像処理部５１８等からの出力により取得し、この情報を用いて認証対象の静脈と一致するか否かを判定する。例えば、認証部１００６は、静脈から抽出した所定数の特徴点と記憶部１００４に記憶される特徴点を比較することにより、記憶されている個人であるか否かを認証する。静脈認証は一般的な方法を用いることが可能である。
　結果出力部１００８は、認証部１００６から出力された結果にも基づいて、個人認証結果を出力する。例えば、記憶部１００４が記録している個人と一致する場合には、結果出力部１００８は、そのタイミングでカバーガラス７に接触している指が記録されている個人のデータに合致する場合には、認証ＯＫの信号を表示部２に出力し、それ以外の場合には、認証ＮＧの信号を表示部２に出力する。
　図１４は、本実施形態に係る電子機器１の処理の流れを示すフローチャートである。一例として、電子機器１が指紋、スペクトル、及び静脈により個人認証を行う場合について説明する。
　まず、電子機器１は、指紋センサとして撮像部８を起動する（Ｓ１００）。起動することにより、例えば、上記の構成要素に通電し、スタンバイ状態としてもよい。電子機器１は、明示的にスイッチ等により指紋センサを起動させてもよい。別の例として、読み取り面（カバーガラス）７において物体が接触されたことを光学的又は機械的に取得し、この取得をトリガとして指紋センサを起動させてもよい。さらに別の例としては、読み取り面（カバーガラス）７に、指が所定距離よりも近い距離に近づいたことを検出することによりトリガされてもよい。
　次に、撮像部８は、そのタイミングにおいて入射されている光の強度を検出し、この結果に基づいて、外部光の条件を取得する（Ｓ１０２）。例えば、電子機器１は、内部からの光を入射しない状態において、画像を取得する。この取得により、太陽光、室内光源が指を透過した光の強度、又は、指の隙間から入る光の強度を検出する。この光の強度に基づいて、クランプ部５０４は、後の過程におけるグラウンド処理を実行してもよい。
　次に、電子機器１内に備えられる発光部を少なくとも指とカバーガラス７の接触している領域の一部を照射するべく発光する（Ｓ１０４）。発光は、白色光であってもよいし、特定の波長を有する光、例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂ等の発光でもあってもよい。例えば、長波長側の光は、指を透過するので、表面形状を取得するためには、Ｂ（及びＧ）の発光をしてもよい。また、静脈を観察するために、赤外光を発光してもよい。スペクトル解析をするために、Ｒの発光をしてもよい。このように、発光は、その後の処理に基づいて適切な色を発光させてもよい。これらの光は同じタイミングで発光させる必要はない。例えば、Ｒを先に発光させ、スペクトル解析用のデータを取得し、その後、ＢとＧを発光して形状解析用のデータを取得する等してもよい。
　次に、表示パネル４ａが発光した光が指紋等の情報を含んでカバーガラス７において反射した光を撮像部８が受光する（Ｓ１０６）。受光は、上記の撮像部８により実行され、この後、続く必要な処理が実行される。例えば、受光に続いて、Ａ／Ｄ変換、バックグラウンド補正、を介し、指紋の形状の取得、及び、反射光又は透過光のスペクトルの取得の処理が実行される。
　次に、認証部１００６は、指紋の形状が一致しているかを判断する（Ｓ１０８）。指紋の形状の判断は、一般的な手法で行われてもよい。例えば、認証部１００６は、指紋から所定数の特徴点を抽出し、抽出した特徴点を比較することにより、記憶されている個人であると判断できるか否かを判断する。
　指紋形状が一致しない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、Ｓ１００からの処理を繰り返す。また、認証部１００６は、指紋形状が一致しない場合に、発光部４ａの発光領域を、指（生体）が置かれた位置の対応領域だけ発光させてもよい。これにより、広範囲の表示パネル（発光部）４ａを発光させることにより生じるいろいろな反射角のノイズ光の発生を抑制できる。このため、認証精度がより向上する。
　指紋形状が一致した場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、認証部１００６は、続いてスペクトルが一致するか否かを判断する（Ｓ１１０）。認証部１００６は、スペクトル解析部５１２が解析したスペクトルの結果を記憶されている個人の結果と比較してこの判断を実行する。例えば、記憶されている肌色の立ち上がりのスペクトルから許容の範囲内に、取得したスペクトルが存在するか否かにより判断する。このように、指紋形状だけではなく、スペクトルにより個人認証を行ってもよい。
　スペクトルが一致しない場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１００からの処理を繰り返す。
　スペクトルが一致した場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、認証部１００６は、続いて静脈形状が一致するか否かを判断する（Ｓ１１２）。認証部１００６は、静脈形状の特徴点を記憶されている個人の特徴点と比較してこの判断を実行する。このように、指紋形状だけではなく、スペクトル及び静脈形状により個人認証を行ってもよい。
　静脈形状が一致しない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、Ｓ１００からの処理を繰り返す。
　静脈形状が一致した場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、認証部１００６は、認証に成功したと判断し（Ｓ１１４）、結果出力部１００８から当該認証結果を出力する。この場合、結果出力部１００８は、認証に成功した旨を出力し、例えば、電子機器１の他の構成へのアクセスを許可する。なお、上記においては、結果出力部１００８が成功した場合に出力を行うとしたが、これには限られない。上記のＳ１０８：ＮＯ、Ｓ１１０：ＮＯ、Ｓ１１２：ＮＯである場合についても、結果出力部１００８を介して認証が失敗した旨を、発光部、撮像部８等に通知して、再度データの取得をしてもよい。
　なお、上記については、認証が失敗した場合には繰り返す処理になっているが、例えば、所定回数繰り返しが続いた場合には、それ以上認証を行なわずに、電子機器１へのアクセスを遮断してもよい。この場合、他のアクセス手段、例えば、テンキーによるパスコードの入力等をインタフェースからユーザーに促してもよい。また、このような場合、機器の読み取りの失敗である可能性もあるので、発光、受光、読み取り面の状態、使用しているスペクトル等を変化させながら、認証処理を繰り返してもよい。例えば、水に濡れているという解析結果が得られた場合には、水を拭き取って再度認証動作を行うべくユーザーにインタフェースを介して何らかの出力を行ってもよい。
　以上説明したように、本実施形態によれば、４分の１波長板４ｂと偏光板４ｃとを設けることとした。これにより、光路Ｌ１の指紋からの信号成分は指紋センサ８に到達し、撮像され、偏光板６ａで反射された光路Ｌ２のノイズ光は、偏光板４ｃで反射され指紋センサ８に到達できない。このため、Ｓ／Ｎ比が改善され、認証部１００６の認証精度が向上する。
　（第１実施形態の変形例）
　第１の実施形態の変形例は、カバーガラス７から光が入射する場合に、撮像部８の領域の反射率と他の領域の反射率が一致するように構成する点で、第１の実施形態と相違する。以下では、第１の実施形態と相違する点を説明する。
　図１５は、第１の実施形態の変形例に係る電子機器１の模式的な断面図である。図１５電子機器１には不図示のバッテリー、通信回路、マイク、スピーカーなどの部品があり、表示部２の下に備えられることが多い。屋外で太陽光などの強い光がカバーガラス７を介して入射すると、それぞれの部品の位置や形状がユーザーに視認され、外観上の違和感を与えてしまう恐れがある。その対策として、表示部２の背面側に不透明のカバー部４ｄが備えられる。不透明のカバー部４ｄを用いることで、表示部２の下に備えられる部品がユーザーに視認されることがなくなる。カバー部４ｄを反射板にすれば外観の問題を解決するだけでなく、反射光の寄与により、表示部２の輝度を高めることもできる。反射板とする場合、カバー部４ｄは、銅やアルミニウムなどの金属を主とする材料で構成されることが多い。
　しかしながら、表示部２の下に、撮像部８が備えられる場合、直上に不透明のカバー部４ｄを備えることが出来ず、光を透過させるための窓部４ｅが必要となる。この窓部４ｅは、強い入射光がカバーガラス７を介して入射した時に、外観上の違和感を与えてしまう恐れがある。その対策として円偏光板６を備えているが、完全な偏光板や４分の１波長板は存在せず、更には、膜厚や取り付け時の角度誤差などのばらつきも影響し、外光反射を完全にゼロにすることは難しい。
　このような事情を鑑みて、第１の実施形態の変形例に係る電子機器１は、カバーガラス７から光が入射する場合に、図１５に示すカバー部４ｄで反射してカバーガラスの外に出射される光Ｌ３と、窓部４ｅを抜けた光が反射してカバーガラスの外側に抜ける光Ｌ４と、の光量の差分が少なくなるように構成される。
　例えば、カバー部４ｄが反射板として備えられ、銅やアルミニウムなどの金属を主とする材料である場合には、偏光板４ｃを反射型、例えばワイヤグリッド偏光素子で備える。カバー部４ｄがアルミニウムを主とする材料であれば、ワイヤグリッドの反射層もアルミニウムを主とする材料とし、カバー部４ｄが銅を主とする材料であればワイヤグリッドの反射層も銅を主とする材料とし、反射光のスペクトルを揃えるように備えるのがより望ましい。
　一方、太陽などの外部光は、偏光板６ａと２つの４分の１波長板４ｂ、６ｂを通過して直線偏光となるが、偏光板４ｃの透過軸は、前記の直線偏光と一致するように備えられている。即ち、ワイヤグリッドの反射層の主たる材料をカバー部４ｄと揃えても、そのままでは、光Ｌ３と、光Ｌ４と、の光量の差分を少なくすることに寄与しにくい。その対策として、透過軸の偏光の反射を増やす為に、ワイヤグリッド偏光素子の金属部の幅を広くしてもよい。ワイヤグリッド偏光素子の透過率を落とすことになるが、外光反射による窓部４ｅの視認性を弱めることができる。いくつかのケースで実機検証した結果、偏光板４ｃのワイヤグリッド偏光素子は、十分な厚さ、少なくとも３００ナノメール以上で、金属部の幅を少なくとも２００ナノメートル以上、望ましくは３００ナノメール以上にすることで外観視認性の抑制効果を認めることができる。
　一方、カバー部４ｄの反射率が低い場合には偏光板４ｃを吸収型で備えてもよい。具体的には、吸収型は、ＰＶＡフィルムに、ヨウ素系の材料、もしくは、二色性染料などの染料系の材料を染着、延伸したものである。
　或いは、カバー部４ｄの反射率が低い場合に、偏光板４ｃは、光吸収層を備えたワイヤグリッド偏光素子１５０で備えてもよい。図７より具体的には、例えば、反射率の高いアルミニウムの光反射層５１の上に、反射防止のタングステンを成膜した光吸収層５３を成膜したワイヤグリッド偏光素子１５０を構成し、Ｗ膜厚制御により反射率をバランスさせてもよい。このように、ワイヤグリッド偏光素子１５０は光反射層５１、及び光吸収層５３を有するので、光反射層５１、及び光吸収層５３それぞれの厚み及び材質を調整することにより、反射率を調整できる。或いは、偏光板４ｃは、撮像部８側を反射型の偏光素子で構成し、表示部２側を吸収型の偏光素子で構成することで、反射率の差を低減してもよい。
　或いは、窓部４ｅの鉛直上方領域の４分の１波長板４ｂの位相をずらすことで、偏光板６ａとの直交関係が崩れ、カバーガラス７から出射する光量を変えることができる。具体的には、４分の１波長板４ｂで窓部４ｅに該当する領域をくり抜き、外形は同じで位相をずらした別の４分の１波長板をはめ込むようにしてもよい。この時にずらす位相は、窓部４ｅの視認性がなくなる角度を実験で求めてもよい。
　以上説明したように、第１の実施形態の変形例によれば、撮像部８の鉛直上方領域における光の反射率と、それ以外の領域の光の反射率が同一となるように表示部２に含まれる光学素子の材質、厚さ、角度、或いは線幅を調整することとした。これにより、入射光がカバーガラス７を介して入射しても、カバーガラス７を介して反射する反射光の光量が均一化される。
　（第２実施形態）
　第２実施形態に係る電子機器１は、偏光板４ｃを指紋センサ８内に構成する点で第１実施形態に係る電子機器１と相違する。以下では、で第１実施形態に係る電子機器１と相違する点を説明する。
　図１７は、撮像部８を指紋センサ８内に偏光板４ｃを構成する場合の模式図である。図１７に示すように、本実施形態に係る電子機器１では、偏光板４ｃは、指紋センサ８内に構成される。また、４分の１波長板４ｂ、６ｂと、偏光板４ｃ、６ａとの光学特性は、図１０又は図１１で示した光学特性と同等にすることが可能である。すなわち、図１０に示したように、偏光板６ａの透過軸に対し、４分の１波長板６ｂの遅相軸は４５度又は１３５度異なる。また、偏光板６ａの透過軸と偏光板４ｃの透過軸とは直交する。４分の１波長板６ｂと４分の１波長板４ｂの遅相軸は同じである。或いは、図１１に示したように、偏光板６ａの透過軸に対し、４分の１波長板６ｂの遅相軸は４５度又は１３５度異なる。また、偏光板６ａの透過軸と偏光板４ｃの透過軸とは同じである。４分の１波長板６ｂと４分の１波長板４ｂの遅相軸は直交する。
　図１８は、撮像部８を指紋センサ８内に偏光板４ｃを構成する場合の画素１００の断面構造の一例を示す図である。図１８に示すように、画素１００は、偏光板４ｃと、下地絶縁層４６と、第１遮光膜部５０と、土手部６１Ｃと、カラーフィルタ７１と、オンチップレンズ７２と、半導体基板１２０１と、分離領域１４０と、平坦化膜１８３と、絶縁層１９１と、配線層１９２と、支持基板１９９とを備える。なお、絶縁層１９１および配線層１９２は、配線領域を構成する。
　光電変換部（受光領域）１０１の上に、ピンホール５０ａを有する第１遮光膜部５０が成膜されている。前述の第１遮光膜部５０は、後述する電荷保持部１０７を遮光する。第１遮光膜部５０上に平坦化層を下層に有する下地絶縁層４６が形成され、下地絶縁層４６上にワイヤグリッド偏光素子１５０を有する偏光板４ｃ、カラーフィルタ７１、オンチップレンズ７２が形成される。
　土手部６１Ｃは、例えば金属膜を含む構成である。リフローレンズを構成する際のリフロー処理でレンズ材料を土手部６１Ｃでせき止めることが可能である。例えば、リフロー処理において、土手部６１Ｃの全域に渡ってリフローレンズ７２の材料がせき止められ、リフローレンズ７２の形状が安定する。
　半導体基板１２０１は、画素回路を構成する素子の半導体部分が形成される基板である。素子の半導体部分は、半導体基板１２０１に形成されたウェル領域に形成される。同図の半導体基板１２０１は、ｐ型のウェル領域に構成される。この半導体基板１２０１にｎ型半導体領域１２１を形成することにより、素子の半導体部分を構成する。
　ｎ型半導体領域１２１は、光電変換部１０１を構成する。より具体的には、ｎ型半導体領域１２１およびｎ型半導体領域１２１の周囲のｐ型のウェル領域の界面のｐｎ接合部からなるフォトダイオードにより光電変換部１０１を構成する。光電変換により生成された電荷は、ｎ型半導体領域１２１に蓄積される。ｎ型半導体領域１２２は、フローティングディヒュージョン形式の電荷保持部１０７を構成する。また、ｎ型半導体領域１２１および１２２の間には、ＭＯＳトランジスタ１０８が配置される。ＭＯＳトランジスタ１０８は、ｎ型半導体領域１２１および１２２をそれぞれソースおよびドレインとし、これらの間のｐ型のウェル領域をチャネルとする。なお、ＭＯＳトランジスタ１０８のチャネルに隣接してゲート１３５が配置される。便宜上、半導体基板１２０１およびゲート１３５の間の絶縁層１９１は、ゲート絶縁膜に該当する。
　半導体基板１２０１は、例えば３μｍの厚さに構成することができる。また、半導体基板１２０１の裏面の表面近傍には、ピニングのためのｐ型の半導体領域を配置することもできる。これにより、界面準位に基づくノイズを低減することができる。
　半導体基板１２０１の表面側には、後述する配線層１９２および絶縁層１９１からなる配線領域が配置される。一方、半導体基板１２０１の裏面側には、上述のピニングを強化するための固定電荷膜１４１０（不図示）と半導体基板１２０１の保護および絶縁を行う酸化膜１４２（不図示）とが配置される。
　固定電荷膜１４１０は、例えば、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）およびチタン（Ｔｉ）のうちの少なくとも１つを含む酸化物または窒化物により構成することができる。また、固定電荷膜１４１０は、気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリングおよび原子層蒸着（ＡＬＤ：Ａｔｏｍｉｃ　Ｌａｙｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）により形成することができる。ＡＬＤを採用した場合には、固定電荷膜１４１０の成膜中に界面準位を低減するＳｉＯ２膜を同時に形成することが可能となり、好適である。また、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）およびイットリウム（Ｙ）のうちの少なくとも１つを含む酸化物または窒化物により構成することもできる。また、固定電荷膜１４１０は、酸窒化ハフニウムまたは酸窒化アルミニウムにより構成してもよい。或いは、固定電荷膜１４１０には、絶縁性が損なわれない量のシリコン（Ｓｉ）や窒素（Ｎ）を添加してもよい。これにより、耐熱性等を向上させることができる。
　酸化膜１４２は、例えば、ＳｉＯ２により構成してもよい。ＡＬＤにより１００ｎｍ以下、より好適には３０乃至６０ｎｍの厚さに形成する。
　配線層１９２は、半導体基板１２０１に形成される素子を配線する導体である。この配線層１９２は、Ｃｕ等の金属により構成する。絶縁層１９１は、配線層１９２を絶縁する。この絶縁層１９１は、絶縁材料、例えば、ＳｉＯ２により構成することが可能である。配線層１９２および絶縁層１９１は、多層に構成することができる。
　分離領域１４０は、隣接する画素１００の光電変換部１０１を分離する領域である。この分離領域１４０は、画素１００同士の境界近傍に配置され、イオンインプラの注入により隣接する画素１００からの電荷の流入を防止することができる。また、分離領域１４０にトレンチを形成し、屈折率の異なる絶縁膜を埋め込むことで、電荷の流入を防止するだけでなく、隣接する画素１００から斜めに入射する光を遮光することができる。分離領域１４０にトレンチを形成する場合、半導体基板１２０１の裏面側から表面側に向かって加工してもよく、更には、半導体基板１２０１を貫通するように加工してもよい。この分離領域１４０は、絶縁膜を埋め込んだ後に、その隙間に光を遮光する材料、例えば金属により構成してもよい。より詳細には、Ａｌ、銀（Ａｇ）、金（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、Ｔｉ、ニッケル（Ｎｉ）、Ｗ、鉄（Ｆｅ）およびテルル（Ｔｅ）等やこれらの金属を含む合金により構成することができる。また、これらの材料を複数積層して構成することもできる。また、Ｔｉや窒化チタン（ＴｉＮ）およびこれらを積層した膜を密着層として酸化膜１４２との間に配置することもできる。
　なお、分離領域１４０の材料としてＡｌを採用する場合には、画素１００の感度を向上させることができ、好適である。Ａｌは、反射率が比較的高く、光電変換部１０１（ｎ型半導体領域１２１）を透過して分離領域１４０に入射した光が反射され、光電変換部１０１に戻されるためである。Ａｌによる分離領域１４０は、公知の方法、例えば、高温スパッタリングにより形成することができる。
　分離領域１４０を配置する溝は、例えば、半導体基板１２０１をドライエッチングすることにより形成することができる。この溝に上述の絶縁膜や金属材料を埋め込むことにより、分離領域１４０を配置することができる。これは、例えば、スパッタリングや真空蒸着等のＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ、めっきおよび塗布法により行うことができる。
　第２の分離領域１４３は、光電変換部１０１および第２の電荷保持部１０７の間に配置される分離領域である。この第２の分離領域１４３は、半導体基板１２０１に形成された溝に配置される。分離領域１４０とは異なり、第２の分離領域１４３が形成される溝は、半導体基板１２０１を貫通せず、底部が半導体基板１２０１の表面側の比較的浅い位置に形成される。このため、第２の分離領域１４３の底部と半導体基板１２０１の表面との間には、開口部が形成され、当該開口部にＭＯＳトランジスタ１０８のチャネルが形成される。この第２の分離領域１４３を配置することにより、光電変換部１０１から電荷保持部１０７への電荷の流入を抑制することができる。
　電荷保持部１０７には、露光期間の終了から画像信号の出力の期間に電荷を保持する。この保持期間には、例えば、光電変換部１０１において次のフレームの露光が開始される。この際、光電変換部１０１から第２の電荷保持部１０７に電荷が流入すると、異なるフレームの画像信号がノイズとして混入することとなる。そこで、第２の遮光領域１４３をＭＯＳトランジスタ１０８のチャネル領域を除いて光電変換部１０１および第２の電荷保持部１０７の間に配置することにより、電荷の流入を抑制することができ、ノイズの混入を軽減することができる。また、第２の遮光領域１４３を配置することにより、光電変換部１０１の領域から第２の電荷保持部１０７に入射する光を遮光することができ、入射光に基づくノイズの混入を軽減することができる。
　蓋部１９５は、配線領域の絶縁層１９１に配置されて光電変換部１０１を透過した入射光を遮光する。この蓋部１９５は、壁部１９４および底部１９３により構成される。蓋部１９５は、光電変換部１０１と配線層１９２との間を蓋状に覆い、遮光する。画素１００に入射した光の一部は、光電変換部１０１における光電変換に寄与せずに透過する。この透過光が配線領域の配線層１９２により反射されて他の画素１００の光電変換部１０１に入射すると、他の画素１００にノイズが混入することとなり、画質が低下してしまう。このため、蓋部１９５を配置することにより、光電変換部１０１を透過した入射光の配線層１９２による反射を防止する。壁部１９４および底部１９３は、配線層１９２と同様にＣｕ等の金属により構成してもよい。
　分離領域１４０および第２の分離領域１４３は、半導体基板１２０１に形成された溝に、例えば、ＷやＡｌ等の材料を配置することにより構成する。分離領域１４０を配置する溝は、第２の分離領域１４３を配置する溝より深く形成する。これは、例えば、２段階の溝の形成により行うことが可能である。まず、半導体基板１２０１のエッチングを行い、分離領域１４０および第２の分離領域１４３を形成する位置に、第２の分離領域１４３に対応する深さの溝を形成する。次に、第２の分離領域１４３を配置する溝をレジスト等により保護し、分離領域１４０を配置する溝に対して再度エッチングを行う。これにより、異なる深さの溝を形成することができる。次に、分離領域１４０、第２の分離領域１４３および偏光素子１５０を構成する材料、例えば、ＷやＡｌの膜を半導体基板１２０１上に成膜するとともに、これらの溝に配置する。以上の工程により、分離領域１４０および第２の分離領域１４３を形成することができる。
　土手部６１Ｃに含まれた金属膜でギャップ部からの迷光を効果的に抑制できる。また、ワイヤグリッド偏光素子１５０を光電変換部１０１に近接して設けることができるので、隣接する撮像素子への光の漏れ込み（偏光クロストーク）を防ぐことができる。
　ここで、図１８における偏光板４ｃの詳細な構成を説明する。図１９は、本実施形態に係る偏光板４ｃの構成例を示す図である。偏光板４ｃは、上述の光反射層５１、絶縁層５２及び光吸収層５３のほかに、密着層１６７、側壁保護層１６５、上部保護層１６６および空隙１６９により構成される。
　密着層１６７は、下地絶縁層４６および光反射層５１の間に配置され、光反射層５１の密着強度を向上させるものである。この密着層１６７には、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮおよびこれらを積層した膜を使用する。
　帯状導体１５１の間の空隙１６９には、空気等のガスを封入する。このようなエアギャップ構造にすることにより偏光板４ｃの透過率を向上させることができる。空気等は屈折率が略１であるためである。
　側壁保護層１６５は、積層された光反射層５１、絶縁層５２および光吸収層５３による帯状導体１５１の周囲に配置され、主に帯状導体１５１の側壁を保護する。上述のエアギャップ構造においては、光反射層５１および光吸収層５３を構成する金属材料や合金材料が空気（外気）と接触する。側壁保護層１６５を配置することにより、外気中の水分等による光反射層５１等の腐食や劣化を防止することができる。この側壁保護層１６５には、例えば屈折率が２以下、かつ、消衰係数が零に近い材料を採用する。これにより、偏光素子１５０における偏光特性への影響を軽減することが可能となる。より具体的には、側壁保護層１６５は、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、ＳｉＣ、ＳｉＯＣおよびＳｉＣＮ等のＳｉによる絶縁材料により構成する。また、側壁保護層１６５は、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯｘ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ）酸化タンタル（ＴａＯｘ）等の金属酸化物により構成してもよい。これらの材料を使用し、ＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤおよびゾル－ゲル法等の公知の方法により成膜することにより、側壁保護層１６５を形成することができる。
　上部保護層１６６は、帯状導体１５１の上面に隣接して配置され、空隙１６９を閉塞する膜である。この上部保護層１６６は、上述の側壁保護層１６５と同様の材料により構成する。また、上部保護層１６６は、材料が空隙１６９に析出せず帯状導体１６１の上面に析出する成膜方法、例えば、ＰＶＤにより成膜することが可能である。
　光反射層５１、絶縁層５２および光吸収層５３は、例えば、それぞれ１５０ｎｍ、２５ｎｍおよび２５ｎｍの厚さに構成する。このような多層構成の偏光素子１５０を配置することにより、偏光素子１５０からの反射光を軽減する。また、エアギャップ構造の偏光板４ｃにすることにより透過率を向上させることが可能である。このように、３層構成の偏光板４ｃを配置することにより、偏光板４ｃからの反射を低減することができる。
　図２０は、第２の実施の形態に係る画素１００の回路構成の一例を示す図である。図２０に示すように、画素１００は、光電変換部１０１と、電荷保持部１０２と、第２の電荷保持部１０７と、ＭＯＳトランジスタ１０３乃至１０８とを備える。
　光電変換部１０１のカソードはＭＯＳトランジスタ１０８のソースに接続され、ＭＯＳトランジスタ１０８のゲートは転送信号線ＴＸに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０８のドレインは、ＭＯＳトランジスタ１０３のソースおよび第２の電荷保持部１０７の一端に接続される。第２の電荷保持部１０７の他の一端は、接地される。ＭＯＳトランジスタ１０３のドレインは、ＭＯＳトランジスタ１０４のソース、ＭＯＳトランジスタ１０５のゲートおよび電荷保持部１０２の一端に接続される。電荷保持部１０２の他の一端は、接地される。ＭＯＳトランジスタ１０４および１０５のドレインは電源線Ｖｄｄに共通に接続され、ＭＯＳトランジスタ１０５のソースはＭＯＳトランジスタ１０６のドレインに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０６のソースは、信号線１２に接続される。ＭＯＳトランジスタ１０３、１０４および１０６のゲートは、それぞれ転送信号線ＴＲ、リセット信号線ＲＳＴおよび選択信号線ＳＥＬに接続される。なお、転送信号線ＴＲ、リセット信号線ＲＳＴおよび選択信号線ＳＥＬは、信号線１１を構成する。
　光電変換部１０１は、前述のように照射された光に応じた電荷を生成する。この光電変換部１０１には、フォトダイオードを使用することができる。また、電荷保持部１０２、１０７およびＭＯＳトランジスタ１０３乃至１０８は、画素回路を構成する。
　ＭＯＳトランジスタ１０３は、光電変換部１０１の光電変換により生成された電荷を電荷保持部１０２に転送するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０３における電荷の転送は、転送信号線ＴＲにより伝達される信号により制御される。電荷保持部１０２は、ＭＯＳトランジスタ１０３により転送された電荷を保持するキャパシタである。ＭＯＳトランジスタ１０５は、電荷保持部１０２に保持された電荷に基づく信号を生成するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０６は、ＭＯＳトランジスタ１０５により生成された信号を画像信号として信号線１２に出力するトランジスタである。このＭＯＳトランジスタ１０６は、選択信号線ＳＥＬにより伝達される信号により制御される。
　ＭＯＳトランジスタ１０４は、電荷保持部１０２に保持された電荷を電源線Ｖｄｄに排出することにより電荷保持部１０２をリセットするトランジスタである。このＭＯＳトランジスタ１０４によるリセットは、リセット信号線ＲＳＴにより伝達される信号により制御され、ＭＯＳトランジスタ１０３による電荷の転送の前に実行される。なお、このリセットの際、ＭＯＳトランジスタ１０３を導通させることにより、光電変換部１０１のリセットも行うことができる。このように、画素回路は、光電変換部１０１により生成された電荷を画像信号に変換する。なお、ＭＯＳトランジスタ１０５および１０６は、画像信号生成部１１１を構成する。
　第２の電荷保持部１０７は、光電変換部１０１により生成された電荷を保持するものである。この第２の電荷保持部１０７は、画素１００における露光の終了から画像信号の出力の開始までの期間に電荷を保持する。
　ＭＯＳトランジスタ１０８は、光電変換部１０１により生成された電荷を第２の電荷保持部１０７に転送するトランジスタである。
　同図の画素回路を備える画素１００が配置される撮像素子１の撮像は次のように行うことができる。まず、ＭＯＳトランジスタ１０３、１０４および１０８を導通させて光電変換部１０１、電荷保持部１０２および第２の電荷保持部１０７をリセットする。このリセットは、画素アレイ部１０に配置された全ての画素１００において同時に行う。次に、ＭＯＳトランジスタ１０３、１０４および１０８を非導通の状態に遷移させる。これにより、露光期間が開始される。所定の露光期間の経過後にＭＯＳトランジスタ１０３および１０４を再度導通させて第２の電荷保持部１０７を再度リセットした後、ＭＯＳトランジスタ１０８を導通させて光電変換部１０１により生成された電荷を第２の電荷保持部１０７に転送する。これにより、全画素１００同時に露光期間が停止される。
　次に、ＭＯＳトランジスタ１０４を導通させて電荷保持部１０２を再度リセットし、ＭＯＳトランジスタ１０３を導通させて第２の電荷保持部１０７の電荷を電荷保持部１０２に転送する。次に、ＭＯＳトランジスタ１０６を導通させてＭＯＳトランジスタ１０５により生成された画像信号を信号線１２に出力する。この電荷保持部１０２のリセットから画像信号の出力までの処理を画素アレイ部１０の第１行から順に行毎に実行する。これにより、１つのフレームの画像信号を画素１００から出力することができる。このように、第２の電荷保持部１０７を配置して光電変換部１０１により生成された電荷を一時的に保持することにより、露光および画像信号の出力のそれぞれの期間を離間して実行することができる。画素アレイ部１０に配置された全ての画素１００において同時に露光を行うことが可能となる。このような撮像形式は、グローバルシャッタ形式と称される。また、第２の電荷保持部１０７に電荷を転送した後には、次のフレームの露光を開始することができる。
　グローバルシャッタ形式を採用することにより、ローリングシャッタ形式のような行毎の露光期間のずれを生じないため、動きのある被写体の撮像の際の歪みやブレを軽減することができる。
　図２１は、第１遮光膜部５０のピンホール５０ａ内に偏光板４ｃを構成する場合の模式図である。図２１に示すように、図２１に示す電子機器１では、偏光板４ｃは、ピンホール５０ａ内に構成される点で図１８に示す電子機器１と相違する。このように、ピンホール５０偏光内に偏光板４ｃを設けることにより、偏光分離も可能となる。また、集光した領域に偏光板４ｃを設けるので、偏光板４ｃの領域を小型化することも可能である。
　図２２は、画素１２０内に偏光板４ｃを構成する場合の模式図である。図２２に示すように、画素１２０はオンチップレンズ１２２０を備え、その下にカラーフィルタ１３０が備えられ、クロストーク抑制の為の遮光壁１２６を挟んで、偏光板４ｃが設けられる。これにより、サブピクセル１２４毎に偏光板４ｃにより偏光された光を撮像できる。
　図２３は、本技術が適用され得る撮像装置の一例である電子機器１の概略的な構成例を示すブロック図である。この電子機器１は、表示部２（図１Ａ、及び図１Ｂ）と、撮像部８（図１Ａ、及び図１Ｂ）と、制御部４０（図３）と、操作入力部１０００と、信号処理部１００２と、認証部１０１０と、結果出力部１００８と、記憶部１００４と、を備える。
　本実施形態に係る認証部１０１０は、第１実施形態に係る認証部１００６の認証機能に、更に幾何学形状を認証する、所謂バーコードリーダ機能をする。本実施形態に係る電子機器１は、グローバルシャッタ形式を採用することにより、画素行毎の露光期間のずれを生じないため、動きのある被写体の撮像の際の歪みを軽減することができる。このため、認証部１００６は、何学形状の認証において、被写体、もしくは、電子機器１を動かし、スキャン動作しながら認証することが可能である。同様に、認証部１００６は、生体認証においても、被写体、もしくは、電子機器１を動かし、スキャン動作しながら認証することが可能である。つまり、認証部１００６は、生体認証において、生体が静止せず、フリップ動作により認証することも可能となる。
　以上説明したように、本実施形態に係る電子機器１は、画素１００（１２０）内に偏光板４ｃを配置することとした。これにより、画素１００（１２０）内で偏光し、偏光した光を光電変換部１０１（１２４）で撮像できる。また、ワイヤグリッド偏光素子１５０を光電変換部１０１（１２４）に近接して設けることができるので、隣接する光電変換部１０１（１２４）への光の漏れ込み（偏光クロストーク）を防ぐことができる。
　（第３実施形態）
　第３実施形態に係る電子機器１は、４分の１波長板４ｂを更に指紋センサ８内に構成する点で第２実施形態に係る電子機器１と相違する。以下では、で第２実施形態に係る電子機器１と相違する点を説明する。
　図２４は、指紋センサ８内に４分の１波長板４ｂを更に構成する場合の模式図である。図２４に示すように、本実施形態に係る電子機器１では、４分の１波長板４ｂ及び偏光板４ｃは、指紋センサ８内に構成される。また、４分の１波長板４ｂ、６ｂと、偏光板４ｃ、６ａとの光学特性は、図１０又は図１１で示した光学特性と同等にすることが可能である。すなわち、図１０に示したように、偏光板６ａの透過軸に対し、４分の１波長板６ｂの遅相軸は４５度又は１３５度異なる。また、偏光板６ａの透過軸と偏光板６ａの透過軸とは直交する。４分の１波長板６ｂと４分の１波長板４ｂの遅相軸は同じである。或いは、図１１に示したように、偏光板６ａの透過軸に対し、４分の１波長板６ｂの遅相は４５度又は１３５度異なる。また、偏光板６ａの透過軸と偏光板６ａの透過軸とは同じである。４分の１波長板６ｂと４分の１波長板４ｂの遅相軸は９０度異なる。
　図２５は、指紋センサ８内に４分の１波長板４ｂを更に構成する場合の画素１００の断面構造を示す図である。図２３に示すように、画素１００は、４分の１波長板４ｂをカラーフィルタ７１の下に積層する。これにより、画素１００内で直線偏光し、偏光した光を光電変換部１０１で撮像できる。
　図２６は、第１遮光膜部５０のピンホール５０ａ内に４分の１波長板４ｂ及び偏光板４ｃを構成する場合の模式図である。図２５に示すように、図２０に示す電子機器１では、４分の１波長板４ｂを備え、且つ、偏光板４ｃがピンホール５０ａ内に構成される点で図１８に示す電子機器１と相違する。このように、４分の１波長板４ｂと偏光板４ｃを設けることにより、直線偏光し、偏光した光を光電変換部１０１で撮像できる。また、撮像装置内に４分の１波長板４ｂ及び偏光板４ｃを設けるので、４分の１波長板４ｂ及び偏光板４ｃだった領域を薄膜化、小型化することも可能である。
　図２７は、画素１２０内に４分の１波長板４ｂ及び偏光板４ｃを構成する場合の模式図である。図２６に示すように、画素１２０はオンチップレンズ１２２０を備え、その下にカラーフィルタ１３０が備えられ、クロストーク抑制の為の遮光壁１２６を挟んで、偏光板４ｃが設けられる。更に偏光板４ｃの上部に４分の１波長板４ｂを設ける。これにより、サブピクセル１２４毎に直線偏光し、偏光した光を撮像できる。
　以上説明したように、本実施形態に係る電子機器１は、画素１００（１２０）内に４分の１波長板４ｂ及び偏光板４ｃを配置することとした。これにより、画素１００（１２０）内で直線偏光し、偏光した光を光電変換部１０１（１２４）で撮像できる。
　なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
　（１）一方の側から他方の側に順に、
　入射した光を直線偏光にする第１の偏光板と、
　第１の偏光板の吸収軸に対し、遅相軸が４５度又は１３５度異なる第１の４分の１波長板と、
　自発光素子層と、
　前記第１の４分の１波長板と遅相軸が同じ向きの第２の４分の１波長板と、
　前記第１の偏光板と吸収軸が直交する第２の偏光板と、
　前記第２の偏光板を介した光を撮像する撮像装置と、
　を備える、電子機器。
　（２）一方の側から他方の側に順に、
　入射した光を直線偏光にする第１の偏光板と、
　第１の偏光板の吸収軸に対し、遅相軸が４５度又は１３５度異なる第１の４分の１波長板と、
　自発光素子層と、
　前記第１の４分の１波長板と遅相軸が９０度異なる第２の４分の１波長板と、
　前記第１の偏光板と吸収軸が同じ方位の第２の偏光板と、
　前記第２の偏光板を介した光を撮像する撮像装置と、
　を備える、電子機器。
　（３）前記第２の偏光板を撮像装置の画素構造内に備える、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（４）前記自発光素子層は、自発光素子を有するディスプレイであり、
　前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子の光が照射された指の散乱光を撮像する撮像装置であって、前記指の散乱光を前記第１の偏光板と、前記第１の４分の１波長板と、前記自発光素子層と、前記第２の４分の１波長板と、前記第２の偏光板を介して指紋画像として撮像し、
　指紋画像から特徴点を抽出する信号処理部と、
　　前記認証対象の指紋の特徴点を記憶する記憶部と、
　前記指紋画像から抽出した特徴点と、前記を認証対象の指紋の特徴点とを照合して一致するか否か判定する認証部と、
　を更に備える、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（５）前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子の光が照射された認証対象を撮像する撮像装置であって、前記認証対象からの光を前記第１の偏光板と、第１の４分の１波長板と、自発光素子層と、第２の４分の１波長板と、第２の偏光板を介して撮像し、
　前記撮像装置は、波長の透過特性が異なる光学部材を介して入射した入射光に基づき画像信号を出力しており、
　前記画像信号に基づき、５００～６００ナノメートルの波長領域に立ち上がりが存在しない場合には、撮像対象が人工物であると判定する認証部を、更に備える、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（６）前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子の光が照射された認証対象を撮像する撮像装置であって、前記認証対象からの光を前記第１の偏光板と、第１の４分の１波長板と、自発光素子層と、第２の４分の１波長板と、第２の偏光板を介して静脈画像として撮像し、
　前記静脈画像から特徴点を抽出する信号処理部と、
　認証対象の静脈の特徴点を記憶する記憶部と、
　前記静脈画像から抽出した特徴点と、前記認証対象の静脈の特徴点とを照合して一致するか否か判定する認証部と、
　を備える、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（７）前記自発光素子層が、有機発光ダイオードである、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（８）前記撮像装置は、
　オンチップレンズと、
　前記オンチップレンズが集光する位置に対応するピンホールを有する金属の遮光膜部と、
　を有する、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（９）前記撮像装置は、
　前記ピンホール内に金属のワイヤグリッド偏光素子を、
　更に有する、（８）に記載の電子機器。
　（１０）前記撮像装置は、複数の画素により構成される画素アレイを有し、
　前記画素は、
　所定の角度で入射した光を受光し、受光した光の強度に基づいてアナログ信号を出力する
　光電変換素子を有する複数のサブピクセルと、
　前記入射した光を前記サブピクセルに集光するオンチップレンズと、
　を有する、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（１１）前記サブピクセルの少なくとも一つに、金属のワイヤグリッド偏光素子を構成する、（１０）に記載の電子機器。
　（１２）前記ワイヤグリッド偏光素子は、第１の導電材料から成る光反射層と、前記反射層の上方に第２の導電材料から成る光吸収層と、が積層された構造体である、（３）に記載の電子機器。
　（１３）前記撮像装置は、前記画素内にカラーフィルタを有し、
　前記カラーフィルタのスペクトル重心に対応する波長と、認証時の自発光素子層の発光スペクトル重心に対応するとの差が、±５０ｎｍ以下である、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（１４）前記第２の偏光板は、反射型偏光フィルタと、吸収型偏光フィルタと、
　が積層される、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（１５）前記第２の偏光板はワイヤグリッド偏光素子を有し、
　第１導電材料から成る光反射層と、前記光反射層の上方にタングステン、或いはタングステン化合物から成る光吸収層と、が積層された構造体である、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（１６）前記第２の４分の１波長板の膜厚をＴ、通常光線の屈折率をｎｅ、異常光線の屈折率をｎｏとした場合に、ターゲット波長となる４×Ｔ×（ｎｅ－ｎｏ）と、認証時の自発光素子層の発光スペクトルの重心との差が０．０５ｕｍ以下である、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（１７）認証時の自発光素子層の発光が白色以外であり、前記第１の４分の１波長板の厚さがＴ１［ｕｍ］であり、且つ前記第２の４分の１波長板の厚さをＴ２［ｕｍ］である場合に、前記第１及び前記第２の４分の１波長板が同じ材料で構成され、Ｔ１［ｕｍ］　を６０で除算した場合の規則性と、Ｔ２［ｕｍ］を６０除算した場合の規則性が異なっている、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（１８）自発光素子層は、認証に失敗した場合に、生体が置かれ位置に応じて失敗した認証時における照射範囲よりも制限された照射範囲に発光する、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（１９）前記撮像装置は、
　画素毎の受光部と、
　電荷蓄積部と、
　前記受光部に蓄積された信号電荷を前記電荷蓄積部に転送するトランジスタと、
　を有している、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（２０）前記撮像装置において、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が前記画素毎の受光部の上でピンホール形状を有している、（９）又は（１９）のいずれか一項に記載の電子機器。
　（２１）前記撮像装置は、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が前記画素毎の受光部の上でワイヤグリッド型偏光子を形成している、（９）又は（１９）のいずれか一項に記載の電子機器。
　（２２）前記撮像装置は、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が前記画素毎の受光部の上でピンホール形状を有し、且つ、前記ピンホール内でワイヤグリッド型偏光子を形成している、（９）又は（１９）のいずれか一項に記載の電子機器。
　（２３）前記撮装置は、生体認証において、フリップ動作により認証する、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（２４）前記撮像装置が撮像した画像に基づき、幾何学形状を認証するバーコードリーダ機能を有する認証部を、更に備える、（１）又は（２）に記載の電子機器。
　（２５）前記認証部は、前記撮像装置に対して相対的に動いている撮影対象を認証可能である、（１９）乃至（２４）のいずれか一項に記載の電子機器。
　１：電子機器、１ａ：表示画面、１ｂ：ベゼル、２：表示部、３：カメラモジュール、４、４ａ：表示パネル（自発光素子層）、４ｂ、６ｂ：４分の１波長板、４ｃ、６ａ：偏光板、４ｄ：反射板、４ｅ：穴部、５：タッチパネル、６：円偏光板、７：カバーガラス、８：撮像部（撮像装置）、９：モジュールレンズ、１０：画素アレイ部、１１，１２：信号線、２０：垂直駆動部、３０：カラム信号処理部、４０：制御部、４６：絶縁層、４７：タンタル酸化膜、４８：ハフニウム酸化（ＨｆＯ２）膜、４９：シリコン酸化膜、５０：第１遮光膜部（遮光膜）、５０ａ：ピンホール、５１：反射層、５２：絶縁層、５３：光吸収層、６１：遮光壁、６１Ｃ：土手部、６２：平坦化膜、６３：反射防止部（モスアイ）、７１：カラーフィルタ、７２、１２２：オンチップレンズ、７３：反射防止層、１００、１００ａ、１００ｂ、１２０：画素、１１２、１２３：半導体基板、１０１、１２４：光電変換部、１０３、１０５、１０６、１０８：ＭＯＳトランジスタ、１０７：電荷保持部、１２１：ｎ型半導体領域、１２６：遮光壁、１２７：層間膜、１２８：光電変換素子分離部、１２９：配線層、１３０：カラーフィルタ、１３５：ゲート、１３８：金属膜、１３９：ｐ型ウェル領域、１４０：分離領域、１４１：絶縁膜、１４２：酸化膜、１４３：第２の分離領域、１５０：ワイヤグリッド偏光素子、１５１：帯状導体、１６５：側壁保護層、１６６：上部保護層、１６７：密着層、１６９：空隙、１９１：絶縁層、１９２：配線層、１９３：底部、１９４：壁部、１９５：蓋部、１９９：支持基板、５１４：認証部、５１８：画像処理部、１００２：信号処理部、１００４：記憶部、１００６、１０１０：認証部、１２０１：半導体基板、１２１０：インナーレンズ、１２２０：オンチップレンズ。

Claims (25)

  1. 　一方の側から他方の側に順に、
    　入射した光を直線偏光にする第１の偏光板と、
    　第１の偏光板の吸収軸に対し、遅相軸が４５度又は１３５度異なる第１の４分の１波長板と、
    　自発光素子層と、
    　前記第１の４分の１波長板と遅相軸が同じ向きの第２の４分の１波長板と、
    　前記第１の偏光板と吸収軸が直交する第２の偏光板と、
    　前記第２の偏光板を介した光を撮像する撮像装置と、
    　を備える、電子機器。
  2. 　一方の側から他方の側に順に、
    　入射した光を直線偏光にする第１の偏光板と、
    　第１の偏光板の吸収軸に対し、光学軸が４５度又は１３５度異なる第１の４分の１波長板と、
    　自発光素子層と、
    　前記第１の４分の１波長板と光学軸が９０度異なる第２の４分の１波長板と、
    　前記第１の偏光板と吸収軸が同じ方位の第２の偏光板と、
    　前記第２の偏光板を介した光を撮像する撮像装置と、
    　を備える、電子機器。
  3. 　前記第２の偏光板を撮像装置の画素構造内に備える、
    　請求項１に記載の電子機器。
  4. 　前記自発光素子層は、自発光素子を有するディスプレイであり、
    　前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子の光が照射された指の散乱光を撮像する撮像装置であって、前記指の散乱光を前記第１の偏光板と、前記第１の４分の１波長板と、前記自発光素子層と、前記第２の４分の１波長板と、前記第２の偏光板を介して指紋画像として撮像し、
    　前記指紋画像から特徴点を抽出する信号処理部と、
    　　認証対象の指紋の特徴点を記憶する記憶部と、
    　前記指紋画像から抽出した特徴点と、前記認証対象の指紋の特徴点とを照合して一致するか否か判定する認証部と、
    　を更に備える、請求項１に記載の電子機器。
  5. 　前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子層の光が照射された認証対象を撮像する撮像装置であって、前記認証対象からの光を前記第１の偏光板と、前記第１の４分の１波長板と、前記自発光素子層と、前記第２の４分の１波長板と、前記第２の偏光板を介して撮像し、
    　前記撮像装置は、波長の透過特性が異なる光学部材を介して入射した入射光に基づき画像信号を出力しており、
    　前記画像信号に基づき、５００～６００ナノメートルの波長領域に立ち上がりが存在しない場合には、撮像対象が人工物であると判定する認証部を、更に備える、請求項１に記載の電子機器。
  6. 　前記撮像装置は、前記第１の４分の１波長板、及び前記第１の偏光板を介して前記自発光素子層の光が照射された認証対象を撮像する撮像装置であって、前記認証対象からの光を前記第１の偏光板と、前記第１の４分の１波長板と、前記自発光素子層と、前記第２の４分の１波長板と、前記第２の偏光板を介して静脈画像として撮像し、
    　前記静脈画像から特徴点を抽出する信号処理部と、
    　前記認証対象の静脈の特徴点を記憶する記憶部と、
    　前記静脈画像から抽出した特徴点と、前記認証対象の静脈の特徴点とを照合して一致するか否か判定する認証部と、
    　を備える、請求項１に記載の電子機器。
  7. 　前記自発光素子層が、有機発光ダイオードである、請求項１に記載の電子機器。
  8. 　前記撮像装置は、
    　オンチップレンズと、
    　前記オンチップレンズが集光する位置に対応するピンホールを有する金属の遮光膜部と、
    　を有する、請求項１に記載の電子機器。
  9. 　前記撮像装置は、
    　前記ピンホール内に金属のワイヤグリッド偏光素子を、
    　更に有する、請求項８に記載の電子機器。
  10. 　前記撮像装置は、複数の画素により構成される画素アレイを有し、
    　前記画素は、
    　所定の角度で入射した光を受光し、受光した光の強度に基づいてアナログ信号を出力する
    　光電変換素子を有する複数のサブピクセルと、
    　前記入射した光を前記サブピクセルに集光するオンチップレンズと、
    　を有する、請求項１に記載の電子機器。
  11. 　前記サブピクセルの少なくとも一つに、金属のワイヤグリッド偏光素子を構成する、請求項１０に記載の電子機器。
  12. 　前記ワイヤグリッド偏光素子は、第１の導電材料から成る光反射層と、前記光反射層の上方に第２の導電材料から成る光吸収層と、が積層された構造体である、請求項９に記載の電子機器。
  13. 　前記撮像装置は、画素内にカラーフィルタを有し、
    　前記カラーフィルタのスペクトル重心に対応する波長と、認証時の前記自発光素子層の発光スペクトル重心に対応するとの差が、±５０ｎｍ以下である、請求項１に記載の電子機器。
  14. 　前記第２の偏光板は、反射型偏光フィルタと、吸収型偏光フィルタと、
    　が積層される、請求項１に記載の電子機器。
  15. 　前記第２の偏光板はワイヤグリッド偏光素子を有し、
    　第１導電材料から成る光反射層と、前記光反射層の上方にタングステン、或いはタングステン化合物から成る光吸収層と、が積層された構造体である、請求項１に記載の電子機器。
  16. 　前記第２の４分の１波長板の膜厚をＴ、通常光線の屈折率をｎｅ、異常光線の屈折率をｎｏとした場合に、前記第２の４分の１波長板に対応する波長となる４×Ｔ×（ｎｅ－ｎｏ）と、認証時の自発光素子層の発光スペクトルの重心との差が０．０５ｕｍ以下である、請求項１に記載の電子機器。
  17. 　認証時の自発光素子層の発光が白色以外であり、前記第１の４分の１波長板の厚さがＴ１［ｕｍ］であり、且つ前記第２の４分の１波長板の厚さをＴ２［ｕｍ］である場合に、前記第１及び前記第２の４分の１波長板が同じ材料で構成され、Ｔ１［ｕｍ］　を６０で除算した場合の規則性と、Ｔ２［ｕｍ］を６０除算した場合の規則性が異なっている、請求項１に記載の電子機器。
  18. 　自発光素子層は、認証に失敗した場合に、生体が置かれ位置に応じて、失敗した認証時における照射範囲よりも制限された照射範囲に発光する、
    　請求項１に記載の電子機器。
  19. 　前記撮像装置は、
    　画素毎の受光部と、
    　電荷蓄積部と、
    　前記受光部に蓄積された信号電荷を前記電荷蓄積部に転送するトランジスタと、
    　を有している、請求項１に記載の電子機器。
  20. 　前記撮像装置において、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が前記画素毎の受光部の上でピンホール形状を有している、請求項１９に記載の電子機器。
  21. 　前記撮像装置は、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が前記画素毎の受光部の上でワイヤグリッド型偏光子を形成している、請求項１９に記載の電子機器。
  22. 　前記撮像装置は、前記電荷蓄積部の上部に遮光金属が配置され、且つ、前記遮光金属が前記画素毎の受光部の上でピンホール形状を有し、且つ、前記ピンホール内でワイヤグリッド型偏光子を形成している、請求項１９に記載の電子機器。
  23. 　前記撮装置は、生体認証において、フリップ動作により認証する、請求項１に記載の電子機器。
  24. 　前記撮像装置が撮像した画像に基づき、幾何学形状を認証するバーコードリーダ機能を有する認証部を、更に備える、請求項１に記載の電子機器。
  25. 　前記認証部は、前記撮像装置に対して相対的に動いている撮影対象を認証可能である、請求項１９に記載の電子機器。
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