WO2023013394A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2023013394A1
WO2023013394A1 PCT/JP2022/027991 JP2022027991W WO2023013394A1 WO 2023013394 A1 WO2023013394 A1 WO 2023013394A1 JP 2022027991 W JP2022027991 W JP 2022027991W WO 2023013394 A1 WO2023013394 A1 WO 2023013394A1
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WO
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light
imaging device
unit
section
photoelectric conversion
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/027991
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌也 本窪田
淳 戸田
進 大木
一宏 五井
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures

Definitions

  • the present disclosure relates to imaging devices.
  • An imaging device has been proposed that obtains a signal corresponding to a color component using a spectroscopic element composed of a plurality of columnar structures (Patent Document 1).
  • Imaging devices are required to have improved characteristics for obliquely incident light.
  • An imaging device separates incident light into first wavelength light contained in a first wavelength range and second wavelength light contained in a second wavelength range from incident light wavelength a first pixel having a spectroscopic portion having a structure having a size below the following; a first photoelectric conversion portion that selectively receives light of a first wavelength and performs photoelectric conversion; and a second pixel adjacent to the first pixel, and provided at the boundary between the first pixel and the second pixel to block incident light. and a light shielding part.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of an imaging device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. It is a figure showing an example of plane composition of an imaging device concerning a 1st embodiment of this indication.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of part of an imaging device according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration at different image height positions of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration at different image height positions of the imaging device according to the first embodiment of the present disclosure; It is a figure showing an example of section composition of an imaging device concerning modification 1 of this indication. It is a figure showing an example of section composition of an imaging device concerning modification 1 of this indication. It is a figure showing an example of section composition of an imaging device concerning modification 2 of this indication. It is a figure showing an example of the plane composition of the imaging device concerning modification 3 of this indication. It is a figure showing an example of section composition of an imaging device concerning modification 3 of this indication. It is a figure showing an example of the cross-sectional structure in the position of different image heights of the imaging device which concerns on 2nd Embodiment of this indication.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure
  • It is a figure showing an example of section composition of an imaging device concerning a 3rd embodiment of this indication.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of an imaging device according to modification 5 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a planar configuration of an imaging device according to modification 5 of the present disclosure
  • It is a figure showing an example of section composition of an imaging device concerning a 4th embodiment of this indication.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure
  • FIG. 11 is a diagram illustrating another example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure
  • It
  • FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a planar configuration of a deflection unit according to a fourth embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the planar configuration of the deflection unit according to the fourth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the planar configuration of the deflection unit according to the fourth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 12 is a diagram illustrating another example of the planar configuration of the deflection unit according to the fourth embodiment of the present disclosure
  • FIG. 20 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to Modification 6 of the present disclosure
  • 1 is a block diagram showing a configuration example of an electronic device having an imaging device;
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of installation positions of an outside information detection unit and an imaging unit
  • 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of functional configurations of a camera head and a CCU;
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of an imaging device (imaging device 1) according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a planar configuration of the imaging device 1.
  • the imaging device 1 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the imaging device 1 pixels P having photoelectric conversion units are arranged in a matrix.
  • the imaging device 1 has a region (pixel section 100) in which a plurality of pixels P are two-dimensionally arranged in a matrix as an imaging area.
  • the imaging device 1 can be used in electronic devices such as digital still cameras and video cameras.
  • the incident direction of light from the subject is the Z-axis direction
  • the horizontal direction perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction
  • the vertical direction perpendicular to the Z-axis and the X-axis is the Y-axis direction.
  • the imaging device 1 captures incident light (image light) from a subject via an optical lens system (not shown).
  • the imaging device 1 captures an image of a subject.
  • the imaging device 1 converts the amount of incident light formed on an imaging surface into an electric signal for each pixel, and outputs the electric signal as a pixel signal.
  • the imaging device 1 has a pixel section 100 as an imaging area.
  • the imaging device 1 has, for example, a vertical drive circuit 111, a column signal processing circuit 112, a horizontal drive circuit 113, an output circuit 114, a control circuit 115, an input/output terminal 116, etc. in the peripheral region of the pixel unit 100.
  • a plurality of pixels P are two-dimensionally arranged in a matrix.
  • the pixel unit 100 has a plurality of pixel rows each composed of a plurality of pixels P arranged in the horizontal direction (horizontal direction of the paper surface) and a plurality of pixel columns composed of a plurality of pixels P arranged in the vertical direction (vertical direction of the paper surface). is provided.
  • a pixel drive line Lread (row selection line and reset control line) is wired for each pixel row, and a vertical signal line Lsig is wired for each pixel column.
  • the pixel drive line Lread transmits drive signals for reading signals from pixels.
  • One end of the pixel drive line Lread is connected to an output terminal corresponding to each pixel row of the vertical drive circuit 111 .
  • the vertical drive circuit 111 is composed of a shift register, an address decoder, and the like.
  • the vertical drive circuit 111 is a pixel drive section that drives each pixel P of the pixel section 100, for example, in units of rows.
  • the column signal processing circuit 112 is composed of amplifiers, horizontal selection switches, and the like provided for each vertical signal line Lsig. A signal output from each pixel P in a pixel row selectively scanned by the vertical drive circuit 111 is supplied to the column signal processing circuit 112 through the vertical signal line Lsig.
  • the horizontal drive circuit 113 is composed of a shift register, an address decoder, etc., and sequentially drives the horizontal selection switches of the column signal processing circuit 112 while scanning them. By selective scanning by the horizontal drive circuit 113, the signals of the pixels transmitted through the vertical signal lines Lsig are sequentially output to the horizontal signal line 121 and transmitted to the outside of the semiconductor substrate 11 through the horizontal signal line 121. .
  • the output circuit 114 performs signal processing on signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 112 via the horizontal signal line 121 and outputs the processed signals.
  • the output circuit 114 may perform only buffering, or may perform black level adjustment, column variation correction, various digital signal processing, and the like.
  • a circuit portion consisting of the vertical driving circuit 111, the column signal processing circuit 112, the horizontal driving circuit 113, the horizontal signal line 121 and the output circuit 114 may be formed on the semiconductor substrate 11, or may be arranged on the external control IC. It can be anything. Moreover, those circuit portions may be formed on another substrate connected by a cable or the like.
  • the control circuit 115 receives a clock given from the outside of the semiconductor substrate 11, data instructing an operation mode, etc., and outputs data such as internal information of the imaging device 1.
  • the control circuit 115 further has a timing generator that generates various timing signals, and controls the vertical drive circuit 111, the column signal processing circuit 112, the horizontal drive circuit 113, etc. based on the various timing signals generated by the timing generator. It controls driving of peripheral circuits.
  • the input/output terminal 116 exchanges signals with the outside.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of the imaging device 1.
  • the imaging device 1 has, for example, a structure in which a light receiving section 10, a light guide section 20, and a multilayer wiring layer 90 are laminated.
  • the light receiving section 10 has a semiconductor substrate 11 having a first surface 11S1 and a second surface 11S2 facing each other.
  • a light guide portion 20 is provided on the first surface 11S1 side of the semiconductor substrate 11, and a multilayer wiring layer 90 is provided on the second surface 11S2 side of the semiconductor substrate 11.
  • FIG. 1 has, for example, a structure in which a light receiving section 10, a light guide section 20, and a multilayer wiring layer 90 are laminated.
  • the light receiving section 10 has a semiconductor substrate 11 having a first surface 11S1 and a second surface 11S2 facing each other.
  • a light guide portion 20 is provided on the first surface 11S1 side of the semiconductor substrate 11, and a multilayer wiring layer 90 is provided on the second surface 11S2 side of
  • the imaging device 1 is a so-called back-illuminated imaging device.
  • the semiconductor substrate 11 is composed of, for example, a silicon substrate.
  • the photoelectric conversion unit 12 is, for example, a photodiode (PD) and has a pn junction in a predetermined region of the semiconductor substrate 11 .
  • a plurality of photoelectric conversion units 12 are embedded in the semiconductor substrate 11 .
  • a plurality of photoelectric conversion sections 12 are provided along the first surface 11S1 and the second surface 11S2 of the semiconductor substrate 11. As shown in FIG.
  • the multilayer wiring layer 90 has, for example, a structure in which a plurality of wiring layers 81, 82, 83 are stacked with an interlayer insulating layer 84 interposed therebetween.
  • a circuit for example, a transfer transistor, a reset transistor, an amplification transistor, etc.
  • the semiconductor substrate 11 and the multilayer wiring layer 90 are formed with, for example, the above-described vertical drive circuit 111, column signal processing circuit 112, horizontal drive circuit 113, output circuit 114, control circuit 115, input/output terminals 116, and the like.
  • the wiring layers 81, 82, 83 are formed using, for example, aluminum (Al), copper (Cu), tungsten (W), or the like. Alternatively, the wiring layers 81, 82, 83 may be formed using polysilicon (Poly-Si).
  • the interlayer insulating layer 84 is, for example, a single layer film made of one of silicon oxide (SiO x ), TEOS, silicon nitride (SiN x ), silicon oxynitride (SiO x N y ), or the like, or It is formed of a laminated film consisting of two or more kinds.
  • the light guide section 20 has a transparent layer 25 and a spectroscopic section 30 and guides incident light to the light receiving section 10 side.
  • the transparent layer 25 is a transparent layer that transmits light, and is made of a low refractive index material such as silicon oxide (SiO x ) or silicon nitride (SiN x ).
  • the light guide section 20 having the spectroscopic section 30 is stacked on the light receiving section 10 in the thickness direction orthogonal to the first surface 11S1 of the semiconductor substrate 11 .
  • the imaging device 1 may be provided with a lens unit (on-chip lens) that collects light. This lens section is provided on the light incident side, for example, above the spectroscopic section 30 .
  • the spectroscopic section 30 has one or more structures 31 and disperses the incident light.
  • the structure 31 is a fine (microscopic) structure having a size equal to or smaller than a predetermined wavelength of incident light.
  • 3 and 4 exemplify a first structure 31a and a second structure 31b as the structure 31. As shown in FIG. In this specification, the first structure 31a and the second structure 31b may be collectively referred to as the structure 31.
  • the structure 31 has a size equal to or smaller than the wavelength of visible light, for example.
  • the spectroscopic section 30 is provided for each of the plurality of pixels P, for example. In the examples shown in FIGS. 3 and 4, the spectroscopic section 30 is provided for every three pixels P. In the example shown in FIGS.
  • the structure 31 has a refractive index higher than that of the surrounding medium.
  • the medium around the structure 31 include silicon oxide (SiO x ), air (void), and the like.
  • the structure 31 is made of a material having a higher refractive index than the transparent layer 25 .
  • the structure 31 is formed using silicon nitride (SiN x ), for example.
  • the spectroscopic section 30 Due to the difference between the refractive index of the structure 31 and the refractive index of the surrounding medium, the spectroscopic section 30 causes a phase delay in incident light and affects the wavefront. In the spectroscopic section 30, the propagation direction of light changes for each wavelength band due to the phase delay amount that varies depending on the wavelength of light. Therefore, the spectroscopic section 30 can separate the incident light into light of each wavelength band.
  • the spectroscopic unit 30 is a spectroscopic element that disperses light using metamaterial (metasurface) technology.
  • the spectroscopic section 30 can also be said to be a region (spectroscopic region) in which the structure 31 disperses the incident light.
  • the spectroscopic section 30 has a first structure 31a and a second structure 31b.
  • the first structure 31 a and the second structure 31 b are columnar (pillar-shaped) structures and are provided in the transparent layer 25 .
  • the first structural body 31a and the second structural body 31b are arranged side by side in the left-right direction (X-axis direction) of the paper with a part of the transparent layer 25 interposed therebetween.
  • the first structure 31a and the second structure 31b can be arranged at intervals equal to or less than a predetermined wavelength of incident light, for example, equal to or less than the wavelength of visible light.
  • the first structure 31a and the second structure 31b are formed so as to differ in size, shape, refractive index, or the like.
  • the first structure 31a and the second structure 31b have different sizes and are formed in a stepped shape.
  • the spectroscopic section 30 gives different phase delays to the light in the first to third wavelength ranges among the incident light, and the light in the first wavelength range, the light in the second wavelength range, and the third wavelength range. It becomes possible to separate the light in the wavelength range.
  • each structure 31 The size, shape, refractive index, etc. of each structure 31 are determined so that the light in each wavelength range included in the incident light is branched and propagated in a desired direction.
  • the first structure 31a and the second structure 31b may be configured using the same material, or may be configured using different materials.
  • the spectroscopic section 30 propagates, for example, green (G) light among the incident light to the photoelectric conversion section 12 of the central pixel P (pixel Pg). Further, the spectroscopic unit 30 passes blue (B) light out of the incident light to the photoelectric conversion unit 12 of the pixel P (pixel Pb) on the left of the pixel Pg, and sends red (R) light to the pixel on the right of the pixel Pg. They are respectively guided to the photoelectric conversion units 12 of P (pixels Pr). This enables the photoelectric conversion units 12 of the pixels Pr, the pixels Pg, and the pixels Pb to receive light in wavelength ranges different from each other.
  • G green
  • the spectroscopic unit 30 passes blue (B) light out of the incident light to the photoelectric conversion unit 12 of the pixel P (pixel Pb) on the left of the pixel Pg, and sends red (R) light to the pixel on the right of the pixel Pg. They are respectively guided to the photoelectric conversion units 12 of P (pixels Pr).
  • the pixel Pr can selectively receive and photoelectrically convert red (R) wavelength light. Further, the pixel Pg can selectively receive and photoelectrically convert green (G) wavelength light, and the pixel Pb can selectively receive and photoelectrically convert blue (B) wavelength light. Pixel Pr, pixel Pg, and pixel Pb generate an R component pixel signal, a G component pixel signal, and a B component pixel signal, respectively.
  • the imaging device 1 can obtain RGB pixel signals.
  • the light blocking portion 40 shown in FIGS. 3 and 4 is configured by a member that blocks light, and is provided at the boundary between adjacent pixels P. As shown in FIG. In the example shown in FIG. 3 , the light blocking section 40 is provided around the spectroscopic section 30 within the transparent layer 25 . In FIG. 3, they are provided at the boundary between the pixel Pb and the pixel Pg and at the boundary between the pixel Pg and the pixel Pr.
  • the light shielding part 40 is, for example, a member (light guide member) that guides incident light.
  • the light shielding section 40 is provided, for example, so as to surround the spectroscopic section 30 within the transparent layer 25 .
  • the light shielding portion 40 is formed in a grid pattern and provided at the boundary between adjacent pixels P. As shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration at different image height positions of the imaging device 1.
  • FIG. FIG. 5A shows an area with a short distance from the center of the pixel unit 100 (or the light receiving unit 10) (distance from the optical axis of the optical lens system of the imaging device 1), that is, an area with a low image height.
  • FIG. 5B represents a region with a high image height.
  • the light that has passed through the optical lens system is obliquely incident on the imaging device 1 . That is, the light from the object is incident at a large incident angle. It is assumed that such obliquely incident light is incident on the spectroscopic section 30 with a shift in the X direction. Therefore, in the present embodiment, a light shielding section 40 that is a light guide member is arranged near the spectroscopic section 30 . As schematically shown by thick lines in FIG. 5B , the obliquely incident light incident on the light shielding section 40 is guided to the spectroscopic section 30 side by the light shielding section 40 .
  • the imaging device 1 has a spectroscopic section 30 , a pixel P having a photoelectric conversion section 12 , and a light shielding section 40 .
  • the spectroscopic section 30 has a structure 31 having a size equal to or smaller than the wavelength of incident light, and includes first wavelength light (for example, red (R) light) included in the first wavelength band and light in the second wavelength band.
  • the included second wavelength light eg, green (G) light
  • the photoelectric conversion unit 12 receives the light separated by the spectroscopic unit 30 and performs photoelectric conversion.
  • the light blocking portion 40 is provided at the boundary between adjacent pixels P to block incident light.
  • the spectroscopic unit 30 having the fine structure 31 performs spectroscopy. Therefore, the amount of light incident on the photoelectric conversion unit 12 can be increased compared to the case of using a color filter that absorbs light to obtain RGB pixel signals. Light loss can be reduced, and sensitivity to incident light can be improved even when pixels are miniaturized. It becomes possible to improve the utilization efficiency of light.
  • the light blocking section 40 is provided around the spectroscopic section 30 having the structure 31 . This prevents unnecessary obliquely incident light from directly entering the spectroscopic section 30, thereby preventing deterioration of the characteristics in the case of obliquely incident light. It is possible to suppress the leakage of unnecessary light to the surroundings (the photoelectric conversion unit 12, etc.) and suppress the occurrence of color mixture.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of the imaging device 1 according to Modification 1. As shown in FIG. FIG. 6A represents a low image height region, and FIG. 6B represents a high image height region.
  • the light shielding section 40 is configured by a member (absorbing member) that absorbs part of the light to the photoelectric conversion section 12 .
  • the light shielding part 40 is made of, for example, an absorber such as carbon black, and has a property of absorbing incident light.
  • the imaging device 1 according to this modified example has a light blocking section 40 that absorbs incident light. As a result, part of the obliquely incident light is absorbed by the light shielding portion 40, which is an absorbing member, as schematically shown in FIG. 6B. Therefore, it is possible to suppress leakage of unnecessary light to the surroundings.
  • a member (reflective member) that reflects incident light may be provided as the light shielding portion 40 .
  • the light shielding part 40 is made of, for example, aluminum (Al), tungsten (W), gold (Au), silver (Ag), or the like.
  • part of the obliquely incident light is reflected by the light blocking portion 40, which is a reflecting member, so that unnecessary light can be prevented from entering the photoelectric conversion portion 12 and the like.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of an imaging device 1 according to Modification 2.
  • the light shielding section 40 is provided so as to cover the periphery of the photoelectric conversion section 12 within the transparent layer 25 .
  • the light shielding part 40 is configured by, for example, the light guide member described above.
  • the light blocking section 40 provided around the photoelectric conversion section 12 can prevent unnecessary light from leaking to the photoelectric conversion section 12 and the like.
  • the above-described absorbing member or reflecting member may be provided as the light shielding portion 40 .
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of a planar configuration of an imaging device 1 according to Modification 3.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of an imaging device 1 according to Modification 3. As shown in FIG.
  • the second structure 31b is provided in the center of each pixel P.
  • a plurality of first structures 31a are provided so as to surround the second structures 31b.
  • the size (height and width) of the second structure 31b is larger than the size of the first structure 31a.
  • the spectroscopic section 30 can disperse and condense the incident light for each wavelength band. As schematically shown in FIG. 9, for example, the spectroscopic unit 30 converges green (G) light among incident light onto the photoelectric conversion unit 12 of the central pixel Pg, and converts red (R) light to Light can be converged on the left and right pixels Pr.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration at positions of different image heights of the imaging device 1.
  • FIG. 10A shows an area near the center of the pixel section 100 (or the light receiving section 10), that is, an area where the image height is substantially zero.
  • FIG. 10B represents a region with a higher image height than in FIG. 10A.
  • FIG. 10C shows a region with a higher image height than in FIG. 10B.
  • the optical lens system Light from the optical lens system enters the central portion of the pixel unit 100 of the imaging device 1 substantially perpendicularly.
  • light is obliquely incident on the peripheral portion positioned outside the central portion, that is, the region away from the center of the pixel section 100 . Therefore, in the present embodiment, the number, position, size, etc. of the structures 31 of each spectroscopic section 30 are configured to differ according to the distance from the center of the pixel section 100 (light receiving section 10). Thereby, it becomes possible to perform spectroscopy corresponding to the obliquely incident light.
  • the spectroscopic section 30 is provided with structures 31 having different heights depending on the image height.
  • a spectroscopic section 30g provided for the pixel Pg and a spectroscopic section 30b provided for the pixel Pb
  • the height of the structure 31 is gradually shortened (lowered).
  • the height and width of the structure 31 are different for each of the R, G, and B pixels.
  • An imaging device 1 has a light receiving section 10 and a spectroscopic section 30 .
  • the light-receiving unit 10 is provided with a plurality of photoelectric conversion units 12 that generate charges by photoelectric conversion along the first surface 11S1.
  • the spectroscopic section 30 is stacked on the light receiving section 10 in the thickness direction orthogonal to the first surface 11S1.
  • the spectroscopic section 30 is provided with different structures 31 according to the distance from the center of the light receiving section 10, and separates the incident light.
  • the imaging device 1 In the imaging device 1 , light is dispersed by the spectroscopic section 30 provided with different structures 31 according to the distance from the center of the light receiving section 10 . Therefore, even when light is obliquely incident, the incident light can be appropriately dispersed and propagated to the photoelectric conversion unit 12 . In the case of obliquely incident light, it is possible to suppress deterioration of spectral characteristics.
  • the imaging device 1 of the present embodiment may be configured in combination with the first embodiment.
  • the light blocking section 40 (light guiding member, absorbing member, or reflecting member) described above may be provided between the adjacent spectroscopic sections 30 .
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of an imaging device 1 according to Modification 4. As shown in FIG. In the embodiment described above, an example in which structures with different heights are provided according to the image height has been described, but structures with different refractive indices may be provided according to the image height. The higher the refractive index, the larger the phase delay, and the lower the refractive index, the smaller the phase delay. Therefore, in the spectroscopic section 30, for example, the refractive index of the structures 31 on the center side of the image height is determined to be higher than the refractive index of the structures 31 on the outer side of the image height.
  • FIG. 11A a plurality of first structures 31a each having a refractive index n1 are arranged side by side in the spectroscopic section 30g and the spectroscopic section 30b.
  • FIG. 11B in the spectroscopic section 30b, in addition to the first structure 31a having the refractive index n1, the second structure 31b having the refractive index n2 higher than the refractive index n1 is arranged.
  • a first structural body 31a and a second structural body 31b having a refractive index n2 are arranged in the spectroscopic section 30g.
  • the spectroscopic section 30b more second structures 31b are arranged than in the case of FIG. 11B.
  • the spectroscopic section 30 is provided with the structure 31 having a higher refractive index as the image height increases.
  • the imaging device 1 according to this modified example has a spectroscopic section 30 provided with structures 31 having different refractive indices depending on the image height. As a result, even when the light is obliquely incident, the incident light can be appropriately dispersed. It is possible to reduce deterioration in oblique incidence characteristics.
  • structures 31 having different shapes may be provided according to the image height.
  • structures 31 having different cross-sectional shapes such as polygonal, cruciform, and elliptical structures 31 may be provided. Further, the structure 31 may be arranged so that the cross-sectional shape is rotated according to the image height.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the cross-sectional configuration of the imaging device 1.
  • the light guide section 20 has a deflection section 50 .
  • the deflection section 50 has a structure 51 and deflects incident light.
  • the structure 51 is a fine structure having a size equal to or less than a predetermined wavelength of incident light.
  • the structure 51 has a higher refractive index than the surrounding medium. Examples of the medium around the structure 51 include air (void), silicon oxide (SiOx), and the like.
  • the structure 51 is made of a material having a higher refractive index than air.
  • the deflection section 50 is provided above the spectroscopic section 30 in the direction in which light is incident.
  • the deflector 50 imparts a phase delay to incident light due to the difference between the refractive index of the structure 51 and the refractive index of the surrounding medium.
  • the propagation direction of incident light changes due to the phase delay. Therefore, the deflection section 50 can change the traveling direction of light.
  • the deflection unit 50 is a deflection element that deflects light using metamaterial technology.
  • the deflection section 50 can also be said to be a region (deflection region) in which incident light is deflected by the structure 51 .
  • the deflection section 50 has a columnar structure 51.
  • a plurality of columnar structures 51 are arranged side by side in the X-axis direction, for example, with a gap interposed therebetween.
  • the structure 51 is formed with a size equal to or less than a predetermined wavelength of incident light, for example, equal to or less than the wavelength of visible light. Also, for example, the structure 51 may have a size equal to or smaller than the wavelength of near-infrared light.
  • the spectroscopic section 30 is provided between the deflection section 50 and the photoelectric conversion section 12 and has the plurality of structures 31 described above. Light that has passed through the deflection section 50 is incident on the spectroscopic section 30 . The spectroscopic section 30 separates the incident light into each wavelength band, and propagates the separated light toward different photoelectric conversion sections 12 .
  • the deflection section 50 is provided on the light incident side of the spectroscopic section 30 .
  • the size of the structural bodies 51 of each deflection section 50, the spacing between the structural bodies 51, and the like are configured to differ according to the image height.
  • the deflection unit 50 is provided with structures 51 having different sizes depending on the image height.
  • the size (cross-sectional area and width) of the structure 51 gradually decreases as the image height increases. Also, as the image height increases, the interval between the adjacent structures 51 gradually widens. In a region where the image height is zero, the structures 51 of the deflection section 50 have the same size and can be arranged at regular intervals.
  • the imaging device 1 has a deflection section 50 , a spectroscopic section 30 and a photoelectric conversion section 12 .
  • the deflection unit 50 has a structure 51 with a size equal to or smaller than the wavelength of incident light, and deflects light.
  • the spectroscopic section 30 has a structure 31 with a size equal to or smaller than the wavelength of the incident light, and separates the light that has passed through the deflection section 50 .
  • the photoelectric conversion section 12 photoelectrically converts the light that has passed through the spectroscopic section 30 .
  • the incident light is deflected by the deflection section 50 and dispersed by the spectroscopic section 30 .
  • the traveling direction of the obliquely incident light can be changed and the light can be incident on the spectroscopic section 30 . Therefore, in the case of obliquely incident light, it is possible to prevent the spectral characteristics of the spectroscopic section 30 from deteriorating. Spectroscopy can be performed with high accuracy, and the occurrence of color mixture can be suppressed.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a planar configuration of an imaging device 1 according to modification 5.
  • FIG. 14 illustrates the structure 51 of the deflection section 50 at each image height position of the pixel section 100 (light receiving section 10).
  • the deflection section 50 has a first structure 51a and second structures 51b, 51c, and 51d surrounding the first structure 51a.
  • the first structure 51a and the second structures 51b, 51c, 51d each have a circular shape.
  • the arrangement positions of the structures 51 of each deflection unit 50 are configured to differ according to the image height.
  • the first structure 51a and the second structures 51b and 51c are shifted toward the center of the pixel portion 100.
  • FIG. In the deflection portion 50 in these peripheral portions the center of the first structure 51a is closer to the center of the pixel portion 100 than the centers of the second structures 51b, 51c, and 51d.
  • the shape, number, etc. of the structures 51 are not limited to the illustrated example.
  • the first structure 51a and the second structures 51b, 51c, 51d may have, for example, a square shape as shown in FIG. 15, or may have other shapes.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the cross-sectional configuration of the imaging device 1.
  • the light guide section 20 has a deflection section 60 , a color filter 70 , a waveguide 80 and a light blocking section 85 .
  • the color filter 70 selectively transmits light in a specific wavelength range among incident light.
  • the imaging device 1 includes a pixel Pr provided with a color filter 70r for transmitting red (R) light, a pixel Pg provided with a color filter 70g for transmitting green (G) light, and a pixel Pg provided with a color filter 70g for transmitting green (G) light. and a pixel Pb provided with a color filter 70b that transmits the light of .
  • pixels Pr, pixels Pg, and pixels Pb are arranged according to the Bayer array.
  • the waveguide 80 is provided with a light blocking portion 85 that blocks light.
  • the waveguide 80 guides incident light to the light blocking portion 85 .
  • the light shielding part 85 is made of, for example, a material that absorbs light, and absorbs light incident through the waveguide 80 .
  • the deflection section 60 has a structure 61 and deflects light.
  • the deflection section 60 can also be said to be a region (deflection region) in which incident light is deflected by the structure 61 .
  • the structure 61 is a fine structure that is sufficiently smaller than the predetermined wavelength of incident light.
  • the structure 61 has a size of, for example, 1/5 or less of a predetermined wavelength of incident light or 1/10 or less of a predetermined wavelength of incident light.
  • a plurality of structures 61 may be arranged at intervals of 1/5 or less of the predetermined wavelength of the incident light, or 1/10 or less of the predetermined wavelength of the incident light.
  • the structure 61 has a higher refractive index than the surrounding medium. Examples of the medium around the structure 61 include air (void), silicon oxide (SiOx), and the like.
  • the deflection section 60 is configured using a plurality of structures 61 so that the refractive index changes gradually according to the position within the deflection section 60 .
  • the difference between the refractive index at the position closest to the center of the pixel section 100 in the deflection section 60 and the refractive index at the position farthest from the center of the pixel section 100 is the arrangement position of the deflection section 60 (that is, the image high).
  • the deflection unit 60 is provided with structures 61 having different sizes depending on the distance from the center of the pixel unit 100, for example.
  • the deflection section 60 has, for example, a characteristic that the refractive index changes gradually depending on the position within the deflection section 60 . For example, the difference between the maximum refractive index and the minimum refractive index in one deflection section 60 increases as the deflection section 60 increases the incident angle of light, that is, as the image height increases.
  • the deflection section 60 has a refractive index difference determined according to the incident angle and azimuth angle of light.
  • the deflection section 60 is configured such that the density of the holes, which are the structures 61, increases from the left end to the right end of the deflection section 60 .
  • the deflection section 60 is configured such that the size of the hole, which is the structure 61, increases from the left end to the right end of the deflection section 60 .
  • the refractive index of the deflection section 60 may be adjusted by the depth of the hole that is the structure 61 .
  • the shape of the structure 61 is not limited to these, and may be a groove as shown in FIG. 17C.
  • a grid-like structure 61 may be formed in the deflection section 60 as shown in FIG. 17D.
  • the deflection section 60 is provided above the color filter 70 in the direction in which the light is incident.
  • the deflection unit 60 is provided for each of a plurality of pixels P (every two pixels P in FIG. 16). In this case, the scattering of light at the boundaries of the pixels P can be reduced and the quantum efficiency (QE) can be improved. Note that the deflection unit 60 may be provided for each pixel P. FIG.
  • the deflection section 60 has, for example, the characteristic that the refractive index changes continuously.
  • the deflection section 60 away from the center of the light receiving section 10 has a larger refractive index difference than the deflection section 60 near the center of the light receiving section 10 . Therefore, the deflection section 60 can change the traveling direction of the incident light according to the incident angle of the light.
  • the deflection unit 60 can be said to be a deflection element that deflects light using metamaterial technology.
  • the deflection unit 60 can also be said to be a region (light guide region) that changes the traveling direction of incident light and transmits the light.
  • the color filter 70 transmits light in a predetermined wavelength range of the incident light and propagates it toward the photoelectric conversion section 12 .
  • the imaging device 1 may be provided with a lens unit (on-chip lens) that collects light. This lens section is provided on the light incident side, for example, above the deflection section 60 . By providing the on-chip lens, it is possible to enhance the light-condensing function and perform spectroscopy corresponding to light with a wider range of incident angles.
  • the imaging device 1 has a light receiving section 10 and a deflection section 60 .
  • the light receiving unit 10 is provided with a plurality of photoelectric conversion units 12 that generate charges by photoelectric conversion.
  • the deflection section 60 is stacked on the light receiving section 10, has a structure 61 with a size equal to or smaller than the wavelength of the incident light, and deflects the incident light. Also, the deflection section 60 has different refractive indices depending on the distance from the center of the light receiving section 10 .
  • a deflection section 60 having a different refractive index depending on the distance from the center of the light receiving section 10 is provided on the light incident side. Therefore, even when light is obliquely incident, the incident light can be appropriately deflected and propagated to the color filter 70 and the photoelectric conversion section 12 .
  • the size of the structure 61 may be 1/10 or less of the predetermined wavelength of incident light. In this case, it is possible to polarize light over a wide range of incident angles and wavelengths. Also, the interval between the structures 61 may be 1/10 or less of the predetermined wavelength of incident light.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of an imaging device 1 according to Modification 6. As shown in FIG. The imaging device 1 according to this modification has the spectroscopic section 30 described above. The spectroscopic section 30 is provided between the deflecting section 60 and the color filter 70 . The spectroscopic section 30 disperses the light that has passed through the deflection section 60 and propagates it toward the color filter 70 .
  • the deflection section 60 is provided on the light incident side of the spectroscopic section 30 . Obliquely incident light can be deflected by the deflection section 60 to reduce the incident angle of the light entering the spectroscopic section 30 . Therefore, the incident light can be dispersed accurately and propagated to the color filter 70 and the photoelectric conversion section 12 . It is possible to suppress deterioration of spectral characteristics for obliquely incident light.
  • the imaging apparatus 1 and the like can be applied to any type of electronic equipment having an imaging function, such as a camera system such as a digital still camera or a video camera, or a mobile phone having an imaging function.
  • FIG. 19 shows a schematic configuration of the electronic device 1000. As shown in FIG.
  • the electronic device 1000 includes, for example, a lens group 1001, an imaging device 1, a DSP (Digital Signal Processor) circuit 1002, a frame memory 1003, a display unit 1004, a recording unit 1005, an operation unit 1006, and a power supply unit 1007. and are interconnected via a bus line 1008 .
  • a lens group 1001 an imaging device 1
  • a DSP (Digital Signal Processor) circuit 1002 a frame memory 1003, a display unit 1004, a recording unit 1005, an operation unit 1006, and a power supply unit 1007. and are interconnected via a bus line 1008 .
  • DSP Digital Signal Processor
  • a lens group 1001 captures incident light (image light) from a subject and forms an image on the imaging surface of the imaging device 1 .
  • the imaging apparatus 1 converts the amount of incident light, which is imaged on the imaging surface by the lens group 1001 , into an electric signal for each pixel and supplies the electric signal to the DSP circuit 1002 as a pixel signal.
  • the DSP circuit 1002 is a signal processing circuit that processes signals supplied from the imaging device 1 .
  • a DSP circuit 1002 outputs image data obtained by processing a signal from the imaging device 1 .
  • a frame memory 1003 temporarily holds image data processed by the DSP circuit 1002 in frame units.
  • the display unit 1004 is, for example, a panel type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel. to record.
  • a panel type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel. to record.
  • the operation unit 1006 outputs operation signals for various functions of the electronic device 1000 in accordance with user's operations.
  • the power supply unit 1007 appropriately supplies various power supplies to the DSP circuit 1002, the frame memory 1003, the display unit 1004, the recording unit 1005, and the operation unit 1006 as operating power supplies.
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be realized as a device mounted on any type of moving body such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. may
  • FIG. 20 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • a vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an outside information detection unit 12030, an inside information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio/image output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053 are illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the driving system control unit 12010 includes a driving force generator for generating driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism to adjust and a brake device to generate braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices equipped on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, winkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 can receive radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals and controls the door lock device, power window device, lamps, etc. of the vehicle.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle in which the vehicle control system 12000 is installed.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 is connected with an imaging section 12031 .
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image of the exterior of the vehicle, and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electric signal as an image, and can also output it as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 is connected to, for example, a driver state detection section 12041 that detects the state of the driver.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 detects the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing off.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and controls the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010 .
  • the microcomputer 12051 realizes the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the information about the vehicle surroundings acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver's Cooperative control can be performed for the purpose of autonomous driving, etc., in which vehicles autonomously travel without depending on operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the information detection unit 12030 outside the vehicle.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control aimed at anti-glare such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio/image output unit 12052 transmits at least one of audio and/or image output signals to an output device capable of visually or audibly notifying the passengers of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 21 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield in the vehicle interior, for example.
  • An image pickup unit 12101 provided in the front nose and an image pickup unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment mainly acquire images in front of the vehicle 12100 .
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire side images of the vehicle 12100 .
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100 .
  • Forward images acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 21 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of an imaging unit 12104 provided on the rear bumper or back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 determines the distance to each three-dimensional object within the imaging ranges 12111 to 12114 and changes in this distance over time (relative velocity with respect to the vehicle 12100). , it is possible to extract, as the preceding vehicle, the closest three-dimensional object on the course of the vehicle 12100, which runs at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in substantially the same direction as the vehicle 12100. can. Furthermore, the microcomputer 12051 can set the inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including following stop control) and automatic acceleration control (including following start control). In this way, cooperative control can be performed for the purpose of automatic driving in which the vehicle runs autonomously without relying on the operation of the driver.
  • automatic brake control including following stop control
  • automatic acceleration control including following start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to three-dimensional objects to other three-dimensional objects such as motorcycles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, and utility poles. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into those that are visible to the driver of the vehicle 12100 and those that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 judges the collision risk indicating the degree of danger of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, an audio speaker 12061 and a display unit 12062 are displayed. By outputting an alarm to the driver via the drive system control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not the pedestrian exists in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 .
  • recognition of a pedestrian is performed by, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and performing pattern matching processing on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian.
  • the audio image output unit 12052 outputs a rectangular outline for emphasis to the recognized pedestrian. is superimposed on the display unit 12062 . Also, the audio/image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to, for example, the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the imaging device 1 can be applied to the imaging unit 12031 .
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to an endoscopic surgery system.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system to which the technology according to the present disclosure (this technology) can be applied.
  • FIG. 22 illustrates a state in which an operator (doctor) 11131 is performing surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133 using an endoscopic surgery system 11000 .
  • an endoscopic surgery system 11000 includes an endoscope 11100, other surgical instruments 11110 such as a pneumoperitoneum tube 11111 and an energy treatment instrument 11112, and a support arm device 11120 for supporting the endoscope 11100. , and a cart 11200 loaded with various devices for endoscopic surgery.
  • An endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101 whose distal end is inserted into the body cavity of a patient 11132 and a camera head 11102 connected to the proximal end of the lens barrel 11101 .
  • an endoscope 11100 configured as a so-called rigid scope having a rigid lens barrel 11101 is illustrated, but the endoscope 11100 may be configured as a so-called flexible scope having a flexible lens barrel. good.
  • the tip of the lens barrel 11101 is provided with an opening into which the objective lens is fitted.
  • a light source device 11203 is connected to the endoscope 11100, and light generated by the light source device 11203 is guided to the tip of the lens barrel 11101 by a light guide extending inside the lens barrel 11101, where it reaches the objective. Through the lens, the light is irradiated toward the observation object inside the body cavity of the patient 11132 .
  • the endoscope 11100 may be a straight scope, a perspective scope, or a side scope.
  • An optical system and an imaging element are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the observation target is focused on the imaging element by the optical system.
  • the imaging device photoelectrically converts the observation light to generate an electrical signal corresponding to the observation light, that is, an image signal corresponding to the observation image.
  • the image signal is transmitted to a camera control unit (CCU: Camera Control Unit) 11201 as RAW data.
  • CCU Camera Control Unit
  • the CCU 11201 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a GPU (Graphics Processing Unit), etc., and controls the operations of the endoscope 11100 and the display device 11202 in an integrated manner. Further, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102 and performs various image processing such as development processing (demosaicing) for displaying an image based on the image signal.
  • CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 displays an image based on an image signal subjected to image processing by the CCU 11201 under the control of the CCU 11201 .
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light for photographing a surgical site or the like.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode), for example, and supplies the endoscope 11100 with irradiation light for photographing a surgical site or the like.
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • the user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204 .
  • the user inputs an instruction or the like to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) by the endoscope 11100 .
  • the treatment instrument control device 11205 controls driving of the energy treatment instrument 11112 for tissue cauterization, incision, blood vessel sealing, or the like.
  • the pneumoperitoneum device 11206 inflates the body cavity of the patient 11132 for the purpose of securing the visual field of the endoscope 11100 and securing the operator's working space, and injects gas into the body cavity through the pneumoperitoneum tube 11111. send in.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various types of information regarding surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various types of information regarding surgery in various formats such as text, images, and graphs.
  • the light source device 11203 that supplies the endoscope 11100 with irradiation light for photographing the surgical site can be composed of, for example, a white light source composed of an LED, a laser light source, or a combination thereof.
  • a white light source is configured by a combination of RGB laser light sources
  • the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high accuracy. It can be carried out.
  • the laser light from each of the RGB laser light sources is irradiated to the observation object in a time division manner, and by controlling the driving of the imaging device of the camera head 11102 in synchronization with the irradiation timing, each of RGB can be handled. It is also possible to pick up images by time division. According to this method, a color image can be obtained without providing a color filter in the imaging device.
  • the driving of the light source device 11203 may be controlled so as to change the intensity of the output light every predetermined time.
  • the drive of the imaging device of the camera head 11102 in synchronism with the timing of the change in the intensity of the light to obtain an image in a time-division manner and synthesizing the images, a high dynamic A range of images can be generated.
  • the light source device 11203 may be configured to be able to supply light in a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, the wavelength dependence of light absorption in body tissues is used to irradiate a narrower band of light than the irradiation light (i.e., white light) used during normal observation, thereby observing the mucosal surface layer.
  • narrow band imaging in which a predetermined tissue such as a blood vessel is imaged with high contrast, is performed.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained from fluorescence generated by irradiation with excitation light.
  • the body tissue is irradiated with excitation light and the fluorescence from the body tissue is observed (autofluorescence observation), or a reagent such as indocyanine green (ICG) is locally injected into the body tissue and the body tissue is A fluorescence image can be obtained by irradiating excitation light corresponding to the fluorescence wavelength of the reagent.
  • the light source device 11203 can be configured to be able to supply narrowband light and/or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 23 is a block diagram showing an example of functional configurations of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG.
  • the camera head 11102 has a lens unit 11401, an imaging section 11402, a drive section 11403, a communication section 11404, and a camera head control section 11405.
  • the CCU 11201 has a communication section 11411 , an image processing section 11412 and a control section 11413 .
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are communicably connected to each other via a transmission cable 11400 .
  • a lens unit 11401 is an optical system provided at a connection with the lens barrel 11101 . Observation light captured from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401 .
  • a lens unit 11401 is configured by combining a plurality of lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging unit 11402 is composed of an imaging element.
  • the imaging device constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single-plate type) or plural (so-called multi-plate type).
  • image signals corresponding to RGB may be generated by each image pickup element, and a color image may be obtained by synthesizing the image signals.
  • the imaging unit 11402 may be configured to have a pair of imaging elements for respectively acquiring right-eye and left-eye image signals corresponding to 3D (Dimensional) display.
  • the 3D display enables the operator 11131 to more accurately grasp the depth of the living tissue in the surgical site.
  • a plurality of systems of lens units 11401 may be provided corresponding to each imaging element.
  • the imaging unit 11402 does not necessarily have to be provided in the camera head 11102 .
  • the imaging unit 11402 may be provided inside the lens barrel 11101 immediately after the objective lens.
  • the drive unit 11403 is configured by an actuator, and moves the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 by a predetermined distance along the optical axis under control from the camera head control unit 11405 . Thereby, the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 can be appropriately adjusted.
  • the communication unit 11404 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the CCU 11201.
  • the communication unit 11404 transmits the image signal obtained from the imaging unit 11402 as RAW data to the CCU 11201 via the transmission cable 11400 .
  • the communication unit 11404 receives a control signal for controlling driving of the camera head 11102 from the CCU 11201 and supplies it to the camera head control unit 11405 .
  • the control signal includes, for example, information to specify the frame rate of the captured image, information to specify the exposure value at the time of imaging, and/or information to specify the magnification and focus of the captured image. Contains information about conditions.
  • the imaging conditions such as the frame rate, exposure value, magnification, and focus may be appropriately designated by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal. good.
  • the endoscope 11100 is equipped with so-called AE (Auto Exposure) function, AF (Auto Focus) function, and AWB (Auto White Balance) function.
  • the camera head control unit 11405 controls driving of the camera head 11102 based on the control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is composed of a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102 .
  • the communication unit 11411 receives image signals transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400 .
  • the communication unit 11411 transmits a control signal for controlling driving of the camera head 11102 to the camera head 11102 .
  • Image signals and control signals can be transmitted by electric communication, optical communication, or the like.
  • the image processing unit 11412 performs various types of image processing on the image signal, which is RAW data transmitted from the camera head 11102 .
  • the control unit 11413 performs various controls related to imaging of the surgical site and the like by the endoscope 11100 and display of the captured image obtained by imaging the surgical site and the like. For example, the control unit 11413 generates control signals for controlling driving of the camera head 11102 .
  • control unit 11413 causes the display device 11202 to display a captured image showing the surgical site and the like based on the image signal that has undergone image processing by the image processing unit 11412 .
  • the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 detects the shape, color, and the like of the edges of objects included in the captured image, thereby detecting surgical instruments such as forceps, specific body parts, bleeding, mist during use of the energy treatment instrument 11112, and the like. can recognize.
  • the control unit 11413 may use the recognition result to display various types of surgical assistance information superimposed on the image of the surgical site. By superimposing and presenting the surgery support information to the operator 11131, the burden on the operator 11131 can be reduced and the operator 11131 can proceed with the surgery reliably.
  • a transmission cable 11400 connecting the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electrical signal cable compatible with electrical signal communication, an optical fiber compatible with optical communication, or a composite cable of these.
  • wired communication is performed using the transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may be performed wirelessly.
  • the technology according to the present disclosure can be preferably applied to, for example, the imaging unit 11402 provided in the camera head 11102 of the endoscope 11100 among the configurations described above.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 11402, the sensitivity of the imaging unit 11402 can be increased, and the high-definition endoscope 11100 can be provided.
  • the present disclosure has been described above with reference to the embodiments, modifications, application examples, and application examples, the present technology is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications are possible.
  • the modified examples described above have been described as modified examples of the above-described embodiment, but the configurations of the modified examples can be appropriately combined.
  • the present disclosure is not limited to back-illuminated image sensors, but is also applicable to front-illuminated image sensors.
  • a spectroscopic unit having a structure having a size equal to or less than the wavelength of the incident light, which separates the first wavelength light contained in the first wavelength range and the second wavelength light contained in the second wavelength range from the incident light; , a first pixel having a first photoelectric conversion unit that selectively receives light of the first wavelength and performs photoelectric conversion; a second pixel adjacent to the first pixel, the second pixel having a second photoelectric conversion unit that selectively receives the light of the second wavelength and performs photoelectric conversion; a light blocking portion provided at a boundary between the first pixel and the second pixel for blocking incident light;
  • An imaging device comprising: (2) the refractive index of the structure is higher than the refractive index of the medium next to the structure; The imaging device according to (1) above.
  • the light shielding part is provided so as to surround the spectroscopic part, The imaging device according to (1) or (2) above.
  • the light shielding part is provided so as to cover the periphery of the first and second photoelectric conversion parts.
  • the light shielding part is a light guide member that guides incident light, The imaging device according to any one of (1) to (4) above.
  • the light shielding part is an absorbing member that absorbs incident light or a reflecting member that reflects incident light.
  • a light-receiving unit provided along a first surface with a plurality of photoelectric conversion units each generating an electric charge by photoelectric conversion;
  • a spectroscopic section that is laminated on the light-receiving section in a thickness direction perpendicular to the first surface, and provided with different structures according to the distance from the center of the light-receiving section on the first surface, and dispersing incident light.
  • An imaging device comprising: (8)
  • the structure includes a first structure and a second structure located farther from the center of the light receiving section than the first structure,
  • the plurality of photoelectric conversion units include a first photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light that has passed through the first structure and a second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light that has passed through the second structure.
  • the imaging device according to (7) above. (9) the length of the second structure is shorter than the length of the first structure in the direction of light incidence; The imaging device according to (7) or (8) above. (10) the refractive index of the second structure is higher than the refractive index of the first structure; The imaging device according to any one of (7) to (9) above.
  • the first structure and the second structure have shapes different from each other;
  • the imaging device according to any one of (7) to (10) above.
  • (12) a deflection unit having a structure with a size equal to or smaller than the wavelength of incident light and deflecting the incident light; a spectroscopic section having a structure with a size equal to or smaller than the wavelength of incident light, and spectroscopically dispersing the light that has passed through the deflection section; a photoelectric conversion unit that photoelectrically converts light that has passed through the spectroscopic unit;
  • An imaging device comprising: (13) Having a light receiving unit provided with a plurality of the photoelectric conversion units, the deflection unit includes a plurality of structures having different sizes depending on the distance from the center of the light receiving unit; The imaging device according to (12) above.
  • the size of the structure located at a first distance from the center of the light receiving section is the size of the structure located at a second distance from the center of the light receiving section which is shorter than the first distance. less than The imaging device according to (12) or (13) above.
  • the deflection unit includes a first structure and a second structure surrounding the first structure; the center of the first structure is closer to the center of the light receiving part than the center of the second structure; The imaging device according to any one of (12) to (14).
  • a light receiving unit provided with a plurality of photoelectric conversion units that generate charges by photoelectric conversion; a deflection unit that is stacked on the light receiving unit, has a structure having a size equal to or smaller than the wavelength of incident light, and deflects incident light; the deflection unit has a different refractive index depending on the distance from the center of the light receiving unit; Imaging device.
  • the deflection unit has a plurality of structures with a size of 1/10 or less of the wavelength of incident light, The imaging device according to (16) above. (18) wherein the deflection section has the structures with different sizes depending on the distance from the center of the light receiving section; The imaging device according to (16) or (17) above.
  • the size of the structure away from the center of the light receiving section is smaller than the size of the structure near the center of the light receiving section.
  • the imaging device according to any one of (16) to (18).
  • the photoelectric conversion unit photoelectrically converts the light that has passed through the spectroscopic unit.

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Abstract

本開示の一実施形態の撮像装置は、第１の波長域に含まれる第１の波長光および第２の波長域に含まれる第２の波長光を入射光から分離する、入射光の波長以下の大きさの構造体を有する分光部と、前記第１の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第１光電変換部を有する第１の画素と、前記第２の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第２光電変換部を有し、前記第１の画素と隣り合う第２の画素と、前記第１の画素と前記第２の画素との境界に設けられ、入射光を遮る遮光部と、を備える。

Description

撮像装置
　本開示は、撮像装置に関する。
　複数の柱状構造体により構成された分光素子を用いて、色成分に応じた信号を得る撮像装置が提案されている（特許文献１）。
特開２０２０－１２３９６４号公報
　撮像装置では、斜めに入射する光に対する特性の向上が求められている。
　斜入射光に対する特性を向上可能な撮像装置を提供することが望まれる。
　本開示の一実施形態としての撮像装置は、第１の波長域に含まれる第１の波長光および第２の波長域に含まれる第２の波長光を入射光から分離する、入射光の波長以下の大きさの構造体を有する分光部と、第１の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第１光電変換部を有する第１の画素と、第２の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第２光電変換部を有し、第１の画素と隣り合う第２の画素と、第１の画素と第２の画素との境界に設けられ、入射光を遮る遮光部と、を備える。
本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の全体構成の一例を表すブロック図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を表す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の一部の平面構成の一例を表す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の異なる像高の位置における断面構成の一例を表す図である。 本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置の異なる像高の位置における断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例１に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例２に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例３に係る撮像装置の平面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例３に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の異なる像高の位置における断面構成の一例を表す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の異なる像高の位置における断面構成の一例を表す図である。 本開示の第２の実施の形態に係る撮像装置の異なる像高の位置における断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例４に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例４に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例４に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例４に係る撮像装置の断面構成の別の例を表す図である。 本開示の変形例４に係る撮像装置の断面構成の別の例を表す図である。 本開示の変形例４に係る撮像装置の断面構成の別の例を表す図である。 本開示の第３の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例５に係る撮像装置の平面構成の一例を表す図である。 本開示の変形例５に係る撮像装置の平面構成の別の例を表す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る偏向部の平面構成の一例を表す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る偏向部の平面構成の別の例を表す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る偏向部の平面構成の別の例を表す図である。 本開示の第４の実施の形態に係る偏向部の平面構成の別の例を表す図である。 本開示の変形例６に係る撮像装置の断面構成の一例を表す図である。 撮像装置を有する電子機器の構成例を表すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．第１の実施の形態
　２．第２の実施の形態
　３．第３の実施の形態
　４．第４の実施の形態
　５．適用例
　６．応用例
＜１．第１の実施の形態＞
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る撮像装置（撮像装置１）の全体構成の一例を表すブロック図である。図２は、撮像装置１の平面構成の一例を表す図である。撮像装置１は、例えばＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサである。
　撮像装置１では、光電変換部を有する画素Ｐが行列状に配置される。撮像装置１は、図２に示すように、複数の画素Ｐが行列状に２次元配置された領域（画素部１００）を、撮像エリアとして有している。撮像装置１は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等の電子機器に利用可能である。なお、図２に示すように、被写体からの光の入射方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する紙面左右方向をＸ軸方向、Ｚ軸及びＸ軸に直交する紙面上下方向をＹ軸方向とする。以降の図において、図２の矢印の方向を基準として方向を表記する場合もある。
［撮像装置の概略構成］
　撮像装置１は、光学レンズ系（図示せず）を介して、被写体からの入射光（像光）を取り込む。撮像装置１は、被写体の像を撮像する。撮像装置１は、撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換し、画素信号として出力するものである。撮像装置１は、撮像エリアとして画素部１００を有する。また、撮像装置１は、画素部１００の周辺領域に、例えば、垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、出力回路１１４、制御回路１１５及び入出力端子１１６等を有している。
　画素部１００には、複数の画素Ｐが行列状に２次元配置されている。画素部１００には、水平方向（紙面横方向）に並ぶ複数の画素Ｐにより構成される画素行と、垂直方向（紙面縦方向）に並ぶ複数の画素Ｐにより構成される画素列とがそれぞれ複数設けられている。
　画素部１００には、例えば、画素行ごとに画素駆動線Ｌｒｅａｄ（行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線Ｌｓｉｇが配線されている。画素駆動線Ｌｒｅａｄは、画素からの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌｒｅａｄの一端は、垂直駆動回路１１１の各画素行に対応した出力端に接続されている。
　垂直駆動回路１１１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成される。垂直駆動回路１１１は、画素部１００の各画素Ｐを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。カラム信号処理回路１１２は、垂直信号線Ｌｓｉｇ毎に設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。垂直駆動回路１１１によって選択走査された画素行の各画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌｓｉｇを通してカラム信号処理回路１１２に供給される。
　水平駆動回路１１３は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、カラム信号処理回路１１２の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この水平駆動回路１１３による選択走査により、垂直信号線Ｌｓｉｇの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１２１に出力され、当該水平信号線１２１を通して半導体基板１１の外部へ伝送される。
　出力回路１１４は、カラム信号処理回路１１２の各々から水平信号線１２１を介して順次供給される信号に対して信号処理を行って出力するものである。出力回路１１４は、例えば、バッファリングのみを行う場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正および各種デジタル信号処理等が行われる場合もある。
　垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、水平信号線１２１及び出力回路１１４からなる回路部分は、半導体基板１１に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。
　制御回路１１５は、半導体基板１１の外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータ等を受け取り、また、撮像装置１の内部情報等のデータを出力するものである。制御回路１１５はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２及び水平駆動回路１１３等の周辺回路の駆動制御を行う。入出力端子１１６は、外部との信号のやり取りを行うものである。
［画素の構成］
　図３は、撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。撮像装置１は、例えば、受光部１０と、導光部２０と、多層配線層９０とが積層された構成を有している。受光部１０は、対向する第１面１１Ｓ１及び第２面１１Ｓ２を有する半導体基板１１を有する。半導体基板１１の第１面１１Ｓ１側に導光部２０が設けられ、半導体基板１１の第２面１１Ｓ２側に多層配線層９０が設けられている。光学レンズ系からの光が入射する側に導光部２０が設けられ、光が入射する側とは反対側に多層配線層９０が設けられるともいえる。撮像装置１は、いわゆる裏面照射型の撮像装置である。
　半導体基板１１は、例えば、シリコン基板により構成される。光電変換部１２は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）であり、半導体基板１１の所定領域にｐｎ接合を有している。半導体基板１１には、複数の光電変換部１２が埋め込み形成されている。受光部１０では、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１及び第２面１１Ｓ２に沿って、複数の光電変換部１２が設けられる。
　多層配線層９０は、例えば、複数の配線層８１，８２，８３が、層間絶縁層８４を間に積層された構成を有している。半導体基板１１及び多層配線層９０には、光電変換部１２で生成された電荷に基づく画素信号を読み出すための回路（例えば、転送トランジスタ、リセットトランジスタ、増幅トランジスタ等）が形成される。また、半導体基板１１及び多層配線層９０には、例えば、上述した垂直駆動回路１１１、カラム信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、出力回路１１４、制御回路１１５及び入出力端子１１６等が形成されている。
　配線層８１，８２，８３は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）またはタングステン（Ｗ）等を用いて形成されている。この他、配線層８１，８２，８３は、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）を用いて形成するようにしてもよい。層間絶縁層８４は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、ＴＥＯＳ、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）及び酸窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）等のうちの１種よりなる単層膜、あるいはこれらのうちの２種以上よりなる積層膜により形成されている。
　導光部２０は、透明層２５及び分光部３０を有し、入射した光を受光部１０側へ導く。透明層２５は、光を透過する透明層であり、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等の低屈折率の材料により形成される。分光部３０を有する導光部２０は、半導体基板１１の第１面１１Ｓ１と直交する厚さ方向において、受光部１０に積層される。なお、撮像装置１では、光を集光するレンズ部（オンチップレンズ）を設けるようにしてもよい。このレンズ部は、光が入射する側、例えば分光部３０の上方に設けられる。
　分光部３０は、１つ又は複数の構造体３１を有し、入射した光を分光する。構造体３１は、入射する光の所定波長以下の大きさの微細（微小）な構造体である。なお、図３及び図４では、構造体３１として第１の構造体３１ａおよび第２の構造体３１ｂを例示している。本明細書では、第１の構造体３１ａおよび第２の構造体３１ｂを総括して構造体３１と記載する場合がある。構造体３１は、例えば、可視光の波長以下の大きさを有する。分光部３０は、例えば、複数の画素Ｐ毎に設けられる。図３及び図４に示す例では、分光部３０は、３つの画素Ｐ毎に設けられている。
　構造体３１は、周囲の媒質の屈折率よりも高い屈折率を有する。構造体３１の周りの媒質としては、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、空気（空隙）等が挙げられる。本実施の形態では、構造体３１は、透明層２５の屈折率よりも高い屈折率を有する材料により構成される。構造体３１は、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）を用いて形成される。
　分光部３０は、構造体３１の屈折率とその周囲の媒質の屈折率との差によって、入射する光に位相遅延を生じさせ、波面に影響を与える。分光部３０では、光の波長に応じて異なる位相遅延量が生じることに起因して、波長域毎に光の伝搬方向が変わる。このため、分光部３０は、入射した光を各波長域の光に分離することが可能となる。分光部３０は、メタマテリアル（メタサーフェス）技術を利用して、光を分光する分光素子である。分光部３０は、構造体３１によって入射光を分光する領域（分光領域）ともいえる。
　図３及び図４に示す例では、分光部３０は、第１の構造体３１ａと、第２の構造体３１ｂとを有する。第１の構造体３１ａ及び第２の構造体３１ｂは、それぞれ柱状（ピラー状）の構造体であり、透明層２５内に設けられる。第１の構造体３１ａ及び第２の構造体３１ｂは、透明層２５の一部を挟んで、紙面左右方向（Ｘ軸方向）に互いに並んで配置される。第１の構造体３１ａ及び第２の構造体３１ｂは、入射する光の所定波長以下、例えば可視光の波長以下の間隔で配置されうる。
　第１の構造体３１ａ及び第２の構造体３１ｂは、各々の大きさ（サイズ）、形状、または屈折率等が異なるように形成される。図３に示す例では、第１の構造体３１ａ及び第２の構造体３１ｂは、互いに異なる大きさを有し、階段状となるように形成される。これにより、分光部３０は、入射した光のうち第１～第３の波長域の光にそれぞれ異なる位相遅延を与え、第１の波長域の光と第２の波長域の光と第３の波長域の光とを分けることが可能となる。
　入射光に含まれる各波長域の光が所望の方向に分岐して進むように、各構造体３１の大きさ、形状、屈折率等が定められる。なお、第１の構造体３１ａ及び第２の構造体３１ｂは、同じ材料を用いて構成されてもよいし、異なる材料を用いて構成されてもよい。
　分光部３０は、図３に模式的に示すように、例えば、入射光のうちの緑（Ｇ）の光を中央の画素Ｐ（画素Ｐｇ）の光電変換部１２に伝搬する。また、分光部３０は、入射光のうち、青（Ｂ）の光を画素Ｐｇの左の画素Ｐ（画素Ｐｂ）の光電変換部１２へ、赤（Ｒ）の光を画素Ｐｇの右の画素Ｐ（画素Ｐｒ）の光電変換部１２へそれぞれ導く。これにより、画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、及び画素Ｐｂの各々の光電変換部１２は、互いに異なる波長域の光を受光することが可能となる。
　画素Ｐｒは、赤（Ｒ）の波長光を選択的に受光して光電変換することができる。また、画素Ｐｇは、緑（Ｇ）の波長光を選択的に受光して光電変換し、画素Ｐｂは、青（Ｂ）の波長光を選択的に受光して光電変換することができる。画素Ｐｒ、画素Ｐｇ、及び画素Ｐｂは、それぞれ、Ｒ成分の画素信号、Ｇ成分の画素信号、Ｂ成分の画素信号を生成する。撮像装置１は、ＲＧＢの画素信号を得ることができる。
　図３及び図４に示す遮光部４０は、光を遮る部材により構成され、隣り合う画素Ｐの境界に設けられる。図３に示す例では、遮光部４０は、透明層２５内において、分光部３０の周囲に設けられる。図３では、画素Ｐｂと画素Ｐｇとの境界、及び、画素Ｐｇと画素Ｐｒとの境界に、それぞれ設けられている。遮光部４０は、例えば、入射した光を導く部材（導光部材）である。
　図３及び図４に示すように、遮光部４０は、例えば、透明層２５内において分光部３０の周囲を囲むように設けられる。遮光部４０は、格子状に形成され、隣り合う画素Ｐの境界に設けられている。
　図５は、撮像装置１の異なる像高の位置における断面構成の一例を表す図である。図５Ａは、画素部１００（又は受光部１０）の中心からの距離（撮像装置１の光学レンズ系の光軸からの距離）が短い領域、即ち像高が低い領域を表している。図５Ｂは、像高が高い領域を表している。
　像高が高い位置では、光学レンズ系を通過した光は撮像装置１へ斜めに入射する。即ち、被写体からの光が大きい入射角で入射する。このような斜入射光は、分光部３０からＸ方向にずれて入射する場合が想定される。そこで、本実施の形態では、分光部３０の近傍には導光部材である遮光部４０が配置されている。図５Ｂに太線で模式的に示すように、遮光部４０へ入射した斜入射光は、遮光部４０によって分光部３０側へ導かれる。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る撮像装置１は、分光部３０と、光電変換部１２を有する画素Ｐと、遮光部４０とを有する。分光部３０は、入射光の波長以下の大きさの構造体３１を有し、第１の波長域に含まれる第１の波長光（例えば赤（Ｒ）の光）及び第２の波長域に含まれる第２の波長光（例えば緑（Ｇ）の光）を入射光から分離する。光電変換部１２は、分光部３０により分離された光を受光して光電変換を行う。遮光部４０は、隣り合う画素Ｐの境界に設けられ、入射光を遮る。
　撮像装置１では、微細な構造体３１を有する分光部３０によって分光を行う。このため、ＲＧＢの画素信号を得るために光を吸収するカラーフィルタを用いる場合と比較して、光電変換部１２に入射する光量を多くすることができる。光のロスを低減し、画素の微細化が進んだ場合も、入射光に対する感度を向上させることができる。光の利用効率を向上させることが可能となる。
　柱状の構造体では、斜入射光の場合に所望の位相遅延が得られず、分光の精度が悪化することが考えられる。これに対し、本実施の形態の撮像装置１では、構造体３１を有する分光部３０の周囲に、遮光部４０が設けられる。これにより、不要な斜入射光が分光部３０に直接に入射することを防ぎ、斜入射光の場合の特性が悪化することを防ぐことができる。不要な光が周囲（光電変換部１２等）に漏れることを抑制し、混色が生じることを抑えることができる。
　次に、本開示の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
（１－１．変形例１）
　図６は、変形例１に係る撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。図６Ａは像高が低い領域を表し、図６Ｂは像高が高い領域を表している。本変形例では、遮光部４０は、光電変換部１２への光の一部を吸収する部材（吸収部材）により構成される。遮光部４０は、例えば、カーボンブラック等の吸収体により構成され、入射した光を吸収する特性を有する。
　本変形例に係る撮像装置１は、入射した光を吸収する遮光部４０を有する。これにより、斜入射光の一部は、図６Ｂに模式的に示すように、吸収部材である遮光部４０によって吸収される。このため、不要な光が周囲に漏れることを抑制することができる。
　なお、入射した光を反射する部材（反射部材）を、遮光部４０として設けてもよい。遮光部４０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）等により構成される。この場合、斜入射光の一部は反射部材である遮光部４０によって反射され、不要な光が光電変換部１２等に入射することを抑制することができる。
（１－２．変形例２）
　図７は、変形例２に係る撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。本変形例では、遮光部４０は、透明層２５内において光電変換部１２の周囲を覆うように設けられる。遮光部４０は、例えば、上述した導光部材により構成される。本変形例では、光電変換部１２の周囲に設けられた遮光部４０によって、不要な光が光電変換部１２等に漏れることを抑制することができる。なお、遮光部４０として、上述した吸収部材または反射部材を設けるようにしてもよい。
（１－３．変形例３）
　上述した実施の形態では、分光部３０が２つの微細構造体を有する例について説明したが、微細構造体の数および配置はこれに限らない。図８は、変形例３に係る撮像装置１の平面構成の一例を表す図である。図９は、変形例３に係る撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。
　第２の構造体３１ｂは、各画素Ｐの中央に設けられる。複数の第１の構造体３１ａが、第２の構造体３１ｂを囲むように設けられる。第２の構造体３１ｂの大きさ（高さ、幅）は、第１の構造体３１ａの大きさよりも大きい。この場合、分光部３０は、入射した光を波長域毎に分光して集光させることができる。分光部３０は、図９に模式的に示すように、例えば、入射光のうち、緑（Ｇ）の光を中央の画素Ｐｇの光電変換部１２に集光し、赤（Ｒ）の光を左右の画素Ｐｒに集光させることができる。
＜２．第２の実施の形態＞
　次に、本開示の第２の実施の形態について説明する。以下では、上述した実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１０は、撮像装置１の異なる像高の位置における断面構成の一例を表す図である。図１０Ａは、画素部１００（又は受光部１０）の中心付近の領域、即ち像高が略ゼロの領域を表している。図１０Ｂは、図１０Ａの場合よりも、像高が高い領域を表している。図１０Ｃは、図１０Ｂの場合よりも、像高が高い領域を表している。
　撮像装置１の画素部１００の中央部分には、光学レンズ系からの光がほぼ垂直に入射する。一方、中央部分よりも外側に位置する周辺部分、即ち画素部１００の中央から離れた領域には、光が斜めに入射する。そこで、本実施の形態では、各分光部３０の構造体３１の数、位置、大きさ等が、画素部１００（受光部１０）の中心からの距離に応じて異なるように構成される。これにより、斜入射光に対応して分光を行うことが可能となる。
　図１０Ａ～図１０Ｃに示す例では、分光部３０には、像高に応じて異なる高さの構造体３１が設けられる。各画素Ｐに対して設けられた分光部３０（図１０では、画素Ｐｇに対して設けられた分光部３０ｇ、画素Ｐｂに対して設けられた分光部３０ｂ）では、像高が大きくなるにつれて、構造体３１の高さが徐々に短く（低く）なっている。また、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素毎に所望の分光特性を得るために、構造体３１の高さ及び幅が、Ｒ、Ｇ、Ｂの画素毎に異なっている。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る撮像装置１は、受光部１０と、分光部３０とを有する。受光部１０は、第１面１１Ｓ１に沿って、光電変換により電荷をそれぞれ生成する複数の光電変換部１２が設けられる。分光部３０は、第１面１１Ｓ１と直交する厚さ方向において、受光部１０に積層される。分光部３０は、受光部１０の中心からの距離に応じて異なる構造体３１が設けられ、入射光を分光する。
　撮像装置１では、受光部１０の中心からの距離に応じて異なる構造体３１が設けられた分光部３０によって分光を行う。このため、光が斜めに入射する場合でも、入射する光を適切に分光して光電変換部１２に伝搬させることが可能となる。斜入射光の場合に分光特性が低下することを抑制することが可能となる。
　なお、本実施の形態の撮像装置１は、上記第１の実施の形態と組み合わせた構成としてもよい。例えば、隣り合う分光部３０の間に、上述した遮光部４０（導光部材、吸収部材、または反射部材）を設けてもよい。
　次に、本開示の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
（２－１．変形例４）
　図１１は、変形例４に係る撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。上述した実施の形態では、像高に応じて異なる高さの構造体が設けられる例について説明したが、像高に応じて異なる屈折率を有する構造体を設けてもよい。屈折率が高いと位相の遅れが大きくなり、屈折率が低いと位相の遅れが小さくなる傾向がある。そこで、分光部３０では、例えば、像高中心側の構造体３１の屈折率は、像高外側の構造体３１の屈折率よりも高くなるように定められる。
　図１１Ａにおいて、分光部３０ｇ及び分光部３０ｂには、それぞれ、屈折率ｎ１を有する第１の構造体３１ａが複数並んで配置される。図１１Ｂでは、分光部３０ｂにおいて、屈折率ｎ１を有する第１の構造体３１ａに加えて、屈折率ｎ１よりも高い屈折率ｎ２を有する第２の構造体３１ｂが配置される。
　図１１Ｃでは、分光部３０ｇにおいて、第１の構造体３１ａと、屈折率ｎ２を有する第２の構造体３１ｂが配置される。分光部３０ｂでは、図１１Ｂの場合の数よりも多くの第２の構造体３１ｂが配置される。このように、分光部３０には、像高が大きくなるにつれて、高い屈折率を有する構造体３１が設けられる。
　本変形例に係る撮像装置１は、像高に応じて異なる屈折率の構造体３１が設けられた分光部３０を有する。これにより、光が斜めに入射する場合でも、入射する光を適切に分光することができる。斜入射特性の低下を低減することが可能となる。
　なお、図１２Ａ～図１２Ｃに模式的に示すように、像高に応じて異なる形状の構造体３１を設けるようにしてもよい。像高が大きくなるにつれて、異なる断面形状の構造体３１、例えば、多角形、十字形、楕円形等の構造体３１を設けてもよい。また、構造体３１は、像高に応じて断面形状が回転しているように配置されてもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
　次に、本開示の第３の実施の形態について説明する。以下では、上述した実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１３は、撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。本実施の形態では、導光部２０は、偏向部５０を有する。偏向部５０は、構造体５１を有し、入射した光を偏向する。構造体５１は、入射する光の所定波長以下の大きさの微細な構造体である。構造体５１は、周囲の媒質の屈折率よりも高い屈折率を有する。構造体５１の周りの媒質としては、空気（空隙）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等が挙げられる。本実施の形態では、構造体５１は、空気の屈折率よりも高い屈折率を有する材料により構成される。
　偏向部５０は、光が入射する方向において、分光部３０の上に設けられる。偏向部５０は、構造体５１の屈折率とその周囲の媒質の屈折率との差によって、入射する光に位相遅延を与える。偏向部５０では、位相遅延が生じることに起因して、入射した光の伝搬方向が変わる。このため、偏向部５０は、光の進行方向を変化させることが可能となる。偏向部５０は、メタマテリアル技術を利用して、光を偏向する偏向素子である。偏向部５０は、構造体５１によって入射光を偏向する領域（偏向領域）ともいえる。
　図１３に示す例では、偏向部５０は、柱状の構造体５１を有する。複数の柱状の構造体５１は、例えば空隙を挟んで、Ｘ軸方向に並んで設けられる。構造体５１は、入射光の所定波長以下、例えば可視光の波長以下の大きさで形成される。また、例えば、構造体５１は、近赤外光の波長以下の大きさとされうる。
　分光部３０は、偏向部５０と光電変換部１２との間に設けられ、上述した複数の構造体３１を有する。分光部３０には、偏向部５０を通過した光が入射する。分光部３０は、入射光を波長域毎に分離し、分離された光をそれぞれ異なる光電変換部１２の方へ伝搬する。
　撮像装置内における像高が高い領域に位置する画素には、光が斜めに入射する。この場合、分光部の構造体に光が斜めに入射すると、精度よく分光することができないおそれがある。そこで、本実施の形態に係る撮像装置１では、分光部３０よりも光の入射側に偏向部５０が設けられる。また、各偏向部５０の構造体５１の大きさ、構造体５１間の間隔等が、像高に応じて異なるように構成される。これにより、斜めに入射する光を偏向部５０によって偏向し、分光部３０に対して光を垂直入射させることが可能となる。このため、分光部３０によって精度よく分光を行うことができる。
　図１３に示す例では、偏向部５０には、像高に応じて、異なる大きさの構造体５１が設けられる。各画素Ｐの偏向部５０において、像高が大きくなるにつれて、構造体５１の大きさ（断面積および幅）が徐々に小さくなっている。また、像高が大きくなるにつれて、隣り合う構造体５１間の間隔は徐々に広くなっている。なお、像高がゼロの領域においては、偏向部５０の各構造体５１は等しい大きさを有し、等間隔で配置されうる。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る撮像装置１は、偏向部５０と、分光部３０と、光電変換部１２とを有する。偏向部５０は、入射光の波長以下の大きさの構造体５１を有し、光を偏向する。分光部３０は、入射光の波長以下の大きさの構造体３１を有し、偏向部５０を通過した光を分光する。光電変換部１２は、分光部３０を通過した光を光電変換する。
　撮像装置１では、入射光を偏向部５０によって偏向し、分光部３０によって分光する。これにより、斜めに入射した光の進行方向を変えて、分光部３０に入射させることができる。このため、斜入射光の場合に分光部３０における分光特性が低下することを抑制することができる。精度よく分光を行うことができ、混色が生じることを抑制することが可能となる。
　次に、本開示の変形例について説明する。以下では、上記実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
（３－１．変形例５）
　図１４は、変形例５に係る撮像装置１の平面構成の一例を表す図である。図１４では、画素部１００（受光部１０）の各像高位置における偏向部５０の構造体５１を図示している。偏向部５０は、図１４に示すように、第１の構造体５１ａと、第１の構造体５１ａを囲むように設けられる第２の構造体５１ｂ，５１ｃ，５１ｄとを有する。第１の構造体５１ａ及び第２の構造体５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、それぞれ円状の形状を有する。
　本変形例では、図１４に示すように、各偏向部５０の構造体５１の配置位置が、像高に応じて異なるように構成される。画素部１００の周辺部の画素Ｐでは、第１の構造体５１ａ及び第２の構造体５１ｂ，５１ｃが、画素部１００の中央の方にずれている。これら周辺部における偏向部５０では、第１の構造体５１ａの中心は、第２の構造体５１ｂ，５１ｃ，５１ｄの各々の中心よりも画素部１００の中心に近い位置にある。これにより、光が斜めに入射する場合でも、入射する光を適切に偏向して分光を行うことができる。このため、混色が生じることを抑制することができる。
　なお、構造体５１の形状および数等は、図示した例に限られない。第１の構造体５１ａ及び第２の構造体５１ｂ，５１ｃ，５１ｄは、例えば、図１５に示すような四角形状であってもよいし、その他の形状であってもよい。
＜４．第４の実施の形態＞
　次に、本開示の第４の実施の形態について説明する。以下では、上述した実施の形態と同様の構成部分については同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
　図１６は、撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。導光部２０は、偏向部６０と、カラーフィルタ７０と、導波路８０と、遮光部８５とを有する。カラーフィルタ７０は、入射する光のうちの特定の波長域の光を選択的に透過させる。撮像装置１には、赤（Ｒ）の光を透過するカラーフィルタ７０ｒが設けられた画素Ｐｒと、緑（Ｇ）の光を透過するカラーフィルタ７０ｇが設けられた画素Ｐｇと、青（Ｂ）の光を透過するカラーフィルタ７０ｂが設けられた画素Ｐｂとが設けられる。撮像装置１の画素部１００において、画素Ｐｒと画素Ｐｇと画素Ｐｂとが、ベイヤー配列に従って配置されている。
　導波路８０には、光を遮る遮光部８５が設けられる。導波路８０は、入射した光を遮光部８５へ導く。遮光部８５は、例えば、光を吸収する材料により構成され、導波路８０を介して入射した光を吸収する。
　偏向部６０は、構造体６１を有し、光を偏向する。偏向部６０は、構造体６１によって入射光を偏向する領域（偏向領域）ともいえる。構造体６１は、入射する光の所定波長よりも十分に小さい微細な構造体である。構造体６１は、例えば、入射する光の所定波長の１／５以下、又は、入射する光の所定波長の１／１０以下の大きさを有する。また、構造体６１を、入射光の所定波長の１／５以下、又は、入射光の所定波長の１／１０以下の間隔で複数配置するようにしてもよい。構造体６１は、周囲の媒質の屈折率よりも高い屈折率を有する。構造体６１の周りの媒質としては、空気（空隙）、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）等が挙げられる。
　画素部１００（受光部１０）の中心からの距離に応じて光学レンズ系を通過した光の画素Ｐへの入射角が変わり、画素部１００の中心から離れた画素Ｐの光電変換部１２では入射光を効率良く受光できないおそれがある。そこで、本実施の形態に係る偏向部６０は、複数の構造体６１を用いて、偏向部６０内における位置に応じて徐々に屈折率が変わるように構成される。偏向部６０は、偏向部６０内における画素部１００の中心に最も近い位置における屈折率と画素部１００の中心から最も離れた位置における屈折率との差が、偏向部６０の配置位置（つまり像高）に応じて異なるように構成される。偏向部６０には、例えば、画素部１００の中心からの距離によって異なる大きさの構造体６１が設けられる。偏向部６０は、例えば、偏向部６０内の位置によって徐々に屈折率が変わる特性を有する。例えば、光の入射角が大きくなる偏向部６０ほど、即ち像高が高い偏向部６０ほど、上述した１つの偏向部６０内での最大屈折率と最小屈折率との差が大きくなる。偏向部６０は、光の入射角と方位角に応じて定められた屈折率差を有する。
　偏向部６０は、例えば、図１７Ａに示すように、偏向部６０の左端から右端にかけて、構造体６１である穴の密度が高くなるように構成される。また、例えば、図１７Ｂに示すように、偏向部６０は、偏向部６０の左端から右端にかけて、構造体６１である穴の大きさが大きくなるように構成される。
　なお、構造体６１である穴の深さによって、偏向部６０における屈折率を調整するようにしてもよい。また、構造体６１の形状は、これらに限定されず、図１７Ｃに示すような溝であってもよい。偏向部６０には、図１７Ｄに示すように、格子状の構造体６１が形成されてもよい。
　偏向部６０は、光が入射する方向において、カラーフィルタ７０の上に設けられる。偏向部６０は、複数の画素Ｐ毎（図１６では２つの画素Ｐ毎）に設けられる。この場合、画素Ｐの境界における光の散乱を低減し、量子効率（ＱＥ）を向上することができる。なお、偏向部６０は、１つの画素Ｐ毎に設けるようにしてもよい。
　偏向部６０は、上述したように、例えば連続的に屈折率が変化する特性を有する。受光部１０の中心から離れた偏向部６０では、受光部１０の中心に近い偏向部６０と比べて、偏向部６０内における屈折率差が大きくなる。このため、偏向部６０は、光の入射角に対応して入射光の進行方向を変化させることが可能となる。偏向部６０は、メタマテリアル技術を利用して、光を偏向する偏向素子といえる。偏向部６０は、入射した光の進行方向を変えて透過させる領域（導光領域）ともいえる。
　カラーフィルタ７０には、偏向部６０を通過した光が入射する。カラーフィルタ７０は、入射光のうちの所定の波長域の光を透過して、光電変換部１２の方へ伝搬する。なお、撮像装置１に、光を集光するレンズ部（オンチップレンズ）を設けるようにしてもよい。このレンズ部は、光が入射する側、例えば偏向部６０の上方に設けられる。オンチップレンズが設けられることで、集光機能を高めて、より広い範囲の入射角の光に対応して分光を行うことが可能となる。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る撮像装置１は、受光部１０と、偏向部６０とを有する。受光部１０は、光電変換により電荷をそれぞれ生成する複数の光電変換部１２が設けられる。偏向部６０は、受光部１０に積層され、入射光の波長以下の大きさの構造体６１を有し、入射光を偏向する。また、偏向部６０は、受光部１０の中心からの距離に応じて異なる屈折率を有する。
　撮像装置１では、光が入射する側に、受光部１０の中心からの距離に応じて異なる屈折率を有する偏向部６０が設けられる。このため、光が斜めに入射する場合でも、入射する光を適切に偏向してカラーフィルタ７０及び光電変換部１２に伝搬させることが可能となる。
　構造体６１の大きさは、入射する光の所定波長の１／１０以下の大きさとしてもよい。この場合、広い範囲の入射角および波長域の光に対応して偏向を行うことが可能となる。また、構造体６１間の間隔を、入射する光の所定波長の１／１０以下の大きさとしてもよい。
（４－１．変形例６）
　図１８は、変形例６に係る撮像装置１の断面構成の一例を表す図である。本変形例に係る撮像装置１は、上述した分光部３０を有する。分光部３０は、偏向部６０とカラーフィルタ７０との間に設けられる。分光部３０は、偏向部６０を通過した光を分光し、カラーフィルタ７０の方に伝搬させる。
　分光部３０の構造体３１に光が斜めに入射すると、精度よく分光することができないおそれがある。本変形例に係る撮像装置１では、分光部３０よりも光の入射側に偏向部６０が設けられる。斜めに入射する光を偏向部６０によって偏向し、分光部３０へ入射する光の入射角を小さくすることができる。このため、入射した光を精度よく分光してカラーフィルタ７０及び光電変換部１２へと伝搬させることが可能となる。斜入射光に対する分光特性の低下を抑制することが可能となる。
＜５．適用例＞
　上記撮像装置１等は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図１９は、電子機器１０００の概略構成を表したものである。
　電子機器１０００は、例えば、レンズ群１００１と、撮像装置１と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路１００２と、フレームメモリ１００３と、表示部１００４と、記録部１００５と、操作部１００６と、電源部１００７とを有し、バスライン１００８を介して相互に接続されている。
　レンズ群１００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像装置１の撮像面上に結像するものである。撮像装置１は、レンズ群１００１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号としてＤＳＰ回路１００２に供給する。
　ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１から供給される信号を処理する信号処理回路である。ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１からの信号を処理して得られる画像データを出力する。フレームメモリ１００３は、ＤＳＰ回路１００２により処理された画像データをフレーム単位で一時的に保持するものである。
　表示部１００４は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、撮像装置１で撮像された動画または静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。
　操作部１００６は、ユーザによる操作に従い、電子機器１０００が所有する各種の機能についての操作信号を出力する。電源部１００７は、ＤＳＰ回路１００２、フレームメモリ１００３、表示部１００４、記録部１００５および操作部１００６の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給するものである。
＜６．応用例＞
（移動体への応用例）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図２０は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２０に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２０の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図２１は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図２１では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図２１には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、例えば、撮像装置１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、ノイズの少ない高精細な撮影画像を得ることができ、移動体制御システムにおいて撮影画像を利用した高精度な制御を行うことができる。
（内視鏡手術システムへの応用例）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
　図２２は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
　図２２では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
　内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
　鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
　カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：　Ｃａｍｅｒａ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
　ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
　表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
　光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
　入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
　処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
　なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
　また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
　また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ　Ｂａｎｄ　Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
　図２３は、図２２に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
　カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
　レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
　撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
　また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
　駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
　通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
　また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
　なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ　Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ　Ｗｈｉｔｅ　Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
　カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
　通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
　また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
　画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
　制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
　また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
　カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
　ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、内視鏡１１１００のカメラヘッド１１１０２に設けられた撮像部１１４０２に好適に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、撮像部１１４０２を高感度化することができ、高精細な内視鏡１１１００を提供することができる。
　以上、実施の形態、変形例および適用例ならびに応用例を挙げて本開示を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した変形例は、上記実施の形態の変形例として説明したが、各変形例の構成を適宜組み合わせることができる。例えば本開示は、裏面照射型イメージセンサに限定されるものではなく、表面照射型イメージセンサにも適用可能である。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であってその記載に限定されるものではなく、他の効果があってもよい。また、本開示は以下のような構成をとることも可能である。
（１）
　第１の波長域に含まれる第１の波長光および第２の波長域に含まれる第２の波長光を入射光から分離する、入射光の波長以下の大きさの構造体を有する分光部と、
　前記第１の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第１光電変換部を有する第１の画素と、
　前記第２の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第２光電変換部を有し、前記第１の画素と隣り合う第２の画素と、
　前記第１の画素と前記第２の画素との境界に設けられ、入射光を遮る遮光部と、
　を備える撮像装置。
（２）
　前記構造体の屈折率は、前記構造体の隣の媒質の屈折率よりも高い、
　前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
　前記遮光部は、前記分光部の周囲を囲むように設けられる、
　前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
　前記遮光部は、前記第１及び第２光電変換部の周囲を覆うように設けられる、
　前記（１）から（３）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（５）
　前記遮光部は、入射光を導く導光部材である、
　前記（１）から（４）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（６）
　前記遮光部は、入射光を吸収する吸収部材、または入射光を反射する反射部材である、
　前記（１）から（４）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（７）
　光電変換により電荷をそれぞれ生成する複数の光電変換部が第１の面に沿って設けられた受光部と、
　前記第１の面と直交する厚さ方向において前記受光部に積層され、前記第１の面における前記受光部の中心からの距離に応じて異なる構造体が設けられ、入射光を分光する分光部と、
　を備える撮像装置。
（８）
　前記構造体として、第１の構造体と、前記第１の構造体よりも前記受光部の中心から離れて位置する第２の構造体とを含み、
　前記複数の光電変換部は、前記第１の構造体を通過した光を光電変換する第１光電変換部と、前記第２の構造体を通過した光を光電変換する第２光電変換部とを含む、
　前記（７）に記載の撮像装置。
（９）
　光が入射する方向において、前記第２の構造体の長さは、前記第１の構造体の長さよりも短い、
　前記（７）または（８）に記載の撮像装置。
（１０）
　前記第２の構造体の屈折率は、前記第１の構造体の屈折率よりも高い、
　前記（７）から（９）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（１１）
　前記第１の構造体および前記第２の構造体は、互いに異なる形状を有する、
　前記（７）から（１０）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（１２）
　入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、入射光を偏向する偏向部と、
　入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、前記偏向部を通過した光を分光する分光部と、
　前記分光部を通過した光を光電変換する光電変換部と、
　を備える撮像装置。
（１３）
　複数の前記光電変換部が設けられた受光部を有し、
　前記偏向部は、前記受光部の中心からの距離に応じて互いに異なる大きさの構造体を複数含む、
　前記（１２）に記載の撮像装置。
（１４）
　前記偏向部において、前記受光部の中心から第１の距離にある前記構造体の大きさは、前記受光部の中心から前記第１の距離よりも短い第２の距離にある前記構造体の大きさよりも小さい、
　前記（１２）または（１３）に記載の撮像装置。
（１５）
　複数の前記光電変換部が設けられた受光部を有し、
　前記偏向部は、第１の構造体と第１の構造体を囲むように設けられる第２の構造体とを含み、
　前記第１の構造体の中心は、前記第２の構造体の中心よりも前記受光部の中心に近い位置にある、
　前記（１２）から（１４）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（１６）
　光電変換により電荷をそれぞれ生成する複数の光電変換部が設けられた受光部と、
　前記受光部に積層され、入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、入射光を偏向する偏向部と、を備え、
　前記偏向部は、前記受光部の中心からの距離に応じて異なる屈折率を有する、
　撮像装置。
（１７）
　前記偏向部は、入射光の波長の１／１０以下の大きさの複数の前記構造体を有する、
　前記（１６）に記載の撮像装置。
（１８）
　前記偏向部は、前記受光部の中心からの距離に応じて異なる大きさの前記構造体を有する、
　前記（１６）または（１７）に記載の撮像装置。
（１９）
　前記偏向部において、前記受光部の中心から離れた前記構造体の大きさは、前記受光部の中心に近い前記構造体の大きさよりも小さい、
　前記（１６）から（１８）のいずれか１つに記載の撮像装置。
（２０）
　入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、前記偏向部と前記光電変換部との間に設けられ、前記偏向部を通過した光を分光する分光部を有し、
　前記光電変換部は、前記分光部を通過した光を光電変換する、
　前記（１６）から（１９）のいずれか１つに記載の撮像装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０２１年８月６日に出願された日本特許出願番号２０２１－１２９６９５号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (20)

  1. 　第１の波長域に含まれる第１の波長光および第２の波長域に含まれる第２の波長光を入射光から分離する、入射光の波長以下の大きさの構造体を有する分光部と、
    　前記第１の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第１光電変換部を有する第１の画素と、
    　前記第２の波長光を選択的に受光して光電変換を行う第２光電変換部を有し、前記第１の画素と隣り合う第２の画素と、
    　前記第１の画素と前記第２の画素との境界に設けられ、入射光を遮る遮光部と、
    　を備える撮像装置。
  2. 　前記構造体の屈折率は、前記構造体の隣の媒質の屈折率よりも高い、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  3. 　前記遮光部は、前記分光部の周囲を囲むように設けられる、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  4. 　前記遮光部は、前記第１及び第２光電変換部の周囲を覆うように設けられる、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  5. 　前記遮光部は、入射光を導く導光部材である、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  6. 　前記遮光部は、入射光を吸収する吸収部材、または入射光を反射する反射部材である、
    　請求項１に記載の撮像装置。
  7. 　光電変換により電荷をそれぞれ生成する複数の光電変換部が第１の面に沿って設けられた受光部と、
    　前記第１の面と直交する厚さ方向において前記受光部に積層され、前記第１の面における前記受光部の中心からの距離に応じて異なる構造体が設けられ、入射光を分光する分光部と、
    　を備える撮像装置。
  8. 　前記構造体として、第１の構造体と、前記第１の構造体よりも前記受光部の中心から離れて位置する第２の構造体とを含み、
    　前記複数の光電変換部は、前記第１の構造体を通過した光を光電変換する第１光電変換部と、前記第２の構造体を通過した光を光電変換する第２光電変換部とを含む、
    　請求項７に記載の撮像装置。
  9. 　光が入射する方向において、前記第２の構造体の長さは、前記第１の構造体の長さよりも短い、
    　請求項８に記載の撮像装置。
  10. 　前記第２の構造体の屈折率は、前記第１の構造体の屈折率よりも高い、
    　請求項８に記載の撮像装置。
  11. 　前記第１の構造体および前記第２の構造体は、互いに異なる形状を有する、
    　請求項８に記載の撮像装置。
  12. 　入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、入射光を偏向する偏向部と、
    　入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、前記偏向部を通過した光を分光する分光部と、
    　前記分光部を通過した光を光電変換する光電変換部と、
    　を備える撮像装置。
  13. 　複数の前記光電変換部が設けられた受光部を有し、
    　前記偏向部は、前記受光部の中心からの距離に応じて互いに異なる大きさの構造体を複数含む、
    　請求項１２に記載の撮像装置。
  14. 　前記偏向部において、前記受光部の中心から第１の距離にある前記構造体の大きさは、前記受光部の中心から前記第１の距離よりも短い第２の距離にある前記構造体の大きさよりも小さい、
    　請求項１３に記載の撮像装置。
  15. 　複数の前記光電変換部が設けられた受光部を有し、
    　前記偏向部は、第１の構造体と第１の構造体を囲むように設けられる第２の構造体とを含み、
    　前記第１の構造体の中心は、前記第２の構造体の中心よりも前記受光部の中心に近い位置にある、
    　請求項１２に記載の撮像装置。
  16. 　光電変換により電荷をそれぞれ生成する複数の光電変換部が設けられた受光部と、
    　前記受光部に積層され、入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、入射光を偏向する偏向部と、を備え、
    　前記偏向部は、前記受光部の中心からの距離に応じて異なる屈折率を有する、
    　撮像装置。
  17. 　前記偏向部は、入射光の波長の１／１０以下の大きさの複数の前記構造体を有する、
    　請求項１６に記載の撮像装置。
  18. 　前記偏向部は、前記受光部の中心からの距離に応じて異なる大きさの前記構造体を有する、
    　請求項１６に記載の撮像装置。
  19. 　前記偏向部において、前記受光部の中心から離れた前記構造体の大きさは、前記受光部の中心に近い前記構造体の大きさよりも小さい、
    　請求項１６に記載の撮像装置。
  20. 　入射光の波長以下の大きさの構造体を有し、前記偏向部と前記光電変換部との間に設けられ、前記偏向部を通過した光を分光する分光部を有し、
    　前記光電変換部は、前記分光部を通過した光を光電変換する、
    　請求項１６に記載の撮像装置。
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