WO2024237002A1 - 光検出装置および電子機器 - Google Patents

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WO2024237002A1
WO2024237002A1 PCT/JP2024/015319 JP2024015319W WO2024237002A1 WO 2024237002 A1 WO2024237002 A1 WO 2024237002A1 JP 2024015319 W JP2024015319 W JP 2024015319W WO 2024237002 A1 WO2024237002 A1 WO 2024237002A1
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WO
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light
photoelectric conversion
electrode
conversion element
pixel
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PCT/JP2024/015319
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English (en)
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寛 加藤
雄介 守屋
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F39/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one element covered by group H10F30/00, e.g. radiation detectors comprising photodiode arrays
    • H10F39/10—Integrated devices
    • H10F39/12—Image sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/40—Optical elements or arrangements

Definitions

  • This disclosure relates to a light detection device and electronic equipment.
  • An imaging device has been proposed that has a color filter and a photoelectric conversion section with a light receiving region and electrodes, and generates a signal charge in response to incident light (Patent Document 1).
  • An optical detection device includes a first light-guiding member including a plurality of first structures, a first electrode, a second electrode arranged to face the first electrode, and a photoelectric conversion film arranged between the first electrode and the second electrode, and includes a first photoelectric conversion element that performs photoelectric conversion on light incident through the first light-guiding member.
  • an electronic device includes an optical system and a light detection device that receives light transmitted through the optical system.
  • the light detection device includes a first light guide member including a plurality of first structures, a first electrode, a second electrode provided to face the first electrode, and a photoelectric conversion film provided between the first electrode and the second electrode, and a first photoelectric conversion element that performs photoelectric conversion on light incident through the first light guide member.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device that is an example of a light detection device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of a pixel of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of a planar configuration of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a schematic configuration of an imaging device that is an example of a light detection device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of a pixel of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram
  • FIG. 6A is a diagram for explaining an example of a planar configuration of a light guiding section of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining an example of a planar configuration of the light guiding section of the imaging device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8B is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8C is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining an example of a planar configuration of a light guiding section of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6B is a diagram for explaining an example of a planar configuration of
  • FIG. 10A is a diagram for explaining an example of a manufacturing method for an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10B is a diagram for explaining an example of a manufacturing method for an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10C is a diagram for explaining an example of a manufacturing method for an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10D is a diagram for explaining an example of a manufacturing method for an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10E is a diagram for explaining an example of a manufacturing method for an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to the first modification of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a configuration example of a light blocking member of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining another example configuration of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining another example configuration of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 17A is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure.
  • FIG. 17B is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to Modification 3 of the present disclosure.
  • FIG. 18A is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure.
  • FIG. 18B is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to Modification 4 of the present disclosure.
  • FIG. 19 is a block diagram showing an example of the configuration of an electronic device.
  • FIG. 20A is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of a light detection system.
  • FIG. 20B is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of the light detection system.
  • FIG. 21 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system.
  • FIG. 20A is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of a light detection system.
  • FIG. 20B is a schematic diagram illustrating an example of the overall configuration of the light detection system.
  • FIG. 21 is a block diagram showing an example of a schematic configuration
  • FIG. 22 is an explanatory diagram showing an example of the installation positions of the outside-vehicle information detection unit and the imaging unit.
  • FIG. 23 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system.
  • FIG. 24 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head and the CCU.
  • Preferred embodiment 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of an imaging device which is an example of a light detection device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the light detection device is a device capable of detecting incident light.
  • the imaging device 1 which is a light detection device can, for example, receive light transmitted through an optical system and generate a signal.
  • the imaging device 1 (light detection device) has a plurality of pixels P having a photoelectric conversion unit (photoelectric conversion element) and is configured to perform photoelectric conversion of the incident light to generate a signal.
  • the photoelectric conversion unit of each pixel P is, for example, a photodiode, and is configured to be capable of photoelectrically converting light.
  • the imaging device 1 has an area (pixel unit 100) in which multiple pixels P are arranged two-dimensionally in a matrix, as an imaging area.
  • the pixel unit 100 can also be considered a pixel array in which multiple pixels P are arranged.
  • the photoelectric conversion unit of each pixel P can also be considered a photoelectric conversion area.
  • the imaging device 1 captures incident light (image light) from a subject through an optical system (not shown) that includes an optical lens.
  • the imaging device 1 can capture an image of the subject formed by the optical lens.
  • the imaging device 1 photoelectrically converts the received light to generate a pixel signal.
  • the imaging device 1 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the imaging device 1 can be used in electronic devices such as digital still cameras, video cameras, and mobile phones.
  • the imaging device 1 has, for example, a vertical drive circuit 111, a signal processing circuit 112, a horizontal drive circuit 113, an output circuit 114, a control circuit 115, and an input/output terminal 116 in the peripheral area of the pixel section 100 (pixel array).
  • the imaging device 1 also has a plurality of pixel drive lines Lread and a plurality of vertical signal lines VSL.
  • a plurality of pixel drive lines Lread are wired to the pixel section 100 for each pixel row made up of a plurality of pixels P arranged in the horizontal direction (row direction).
  • the pixel drive lines Lread are signal lines capable of transmitting signals that drive the pixels P.
  • the pixel drive lines Lread are configured to transmit drive signals for reading out signals from the pixels P.
  • a vertical signal line VSL is wired for each pixel column composed of a plurality of pixels P arranged in the vertical direction (column direction).
  • the vertical signal line VSL is a signal line capable of transmitting a signal from the pixel P.
  • the vertical signal line VSL is configured to transmit a signal output from the pixel P.
  • the vertical drive circuit 111 is composed of, for example, a buffer, a shift register, an address decoder, etc.
  • the vertical drive circuit 111 is configured to be able to drive each pixel P of the pixel section 100.
  • the vertical drive circuit 111 generates signals for driving the pixels P and outputs them to each pixel P of the pixel section 100 via pixel drive lines Lread.
  • the vertical drive circuit 111 generates, for example, signals for controlling selection transistors, signals for controlling reset transistors, etc., and supplies them to each pixel P via the pixel drive lines Lread.
  • the signal processing circuit 112 is configured to be able to perform signal processing of the input pixel signal.
  • the signal processing circuit 112 has, for example, a load circuit, an AD (Analog Digital) conversion circuit, a horizontal selection switch, etc.
  • the load circuit is configured by a current source capable of supplying current to the amplification transistor of the pixel P.
  • the signal processing circuit 112 may have an amplifier circuit configured to amplify signals read from the pixels P via the vertical signal lines VSL.
  • a load circuit, an AD conversion circuit, etc. are provided for each of the multiple vertical signal lines VSL, for example.
  • a load circuit, an AD conversion circuit, etc. may be provided for each pixel column of the pixel section 100.
  • the signal output from each pixel P selected and scanned by the vertical drive circuit 111 is input to the signal processing circuit 112 via the vertical signal line VSL.
  • the signal processing circuit 112 performs signal processing such as AD conversion of the pixel P signal and CDS (Correlated Double Sampling).
  • the horizontal drive circuit 113 is composed of, for example, a buffer, a shift register, an address decoder, etc.
  • the horizontal drive circuit 113 is configured to be able to drive the horizontal selection switches of the signal processing circuit 112.
  • the horizontal drive circuit 113 drives each horizontal selection switch of the signal processing circuit 112 in sequence while scanning them.
  • the signals of each pixel P transmitted through each vertical signal line VSL are subjected to signal processing by the signal processing circuit 112, and are output to the horizontal signal line 121 in sequence by selective scanning by the horizontal drive circuit 113.
  • the output circuit 114 is configured to perform signal processing on the input signal and output the signal.
  • the output circuit 114 performs signal processing on pixel signals input sequentially from the signal processing circuit 112 via the horizontal signal line 121, and outputs the processed pixel signals.
  • the output circuit 114 can perform, for example, buffering, black level adjustment, column variation correction, various types of digital signal processing, etc.
  • the control circuit 115 is configured to be able to control each part of the imaging device 1.
  • the control circuit 115 receives a clock provided from outside the semiconductor substrate 120, data instructing the operation mode, and the like, and can also output data such as internal information of the imaging device 1.
  • the control circuit 115 has, for example, a timing generator configured to be able to generate various timing signals.
  • the control circuit 115 controls the driving of peripheral circuits such as the vertical drive circuit 111, the signal processing circuit 112, and the horizontal drive circuit 113 based on various timing signals (pulse signals, clock signals, etc.) generated by the timing generator.
  • the input/output terminals 116 exchange signals with the outside.
  • the vertical drive circuit 111, the signal processing circuit 112, the horizontal drive circuit 113, the horizontal signal line 121, the output circuit 114, the control circuit 115, etc. may be provided on the semiconductor substrate 120 or on another substrate.
  • the imaging device 1 may have a structure (a laminated structure) formed by stacking multiple substrates.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example of the configuration of a pixel of an imaging device according to an embodiment.
  • a pixel P has a photoelectric conversion unit 11 and a readout circuit 15.
  • the photoelectric conversion unit 11 (photoelectric conversion element) is configured to receive light and generate a signal.
  • the readout circuit 15 is configured to be capable of outputting a signal based on the photoelectrically converted charge.
  • the photoelectric conversion unit 11 is configured to be able to generate electric charges by photoelectric conversion.
  • the photoelectric conversion unit 11 includes a photoelectric conversion film 21, an upper electrode 22, and a lower electrode 23.
  • the photoelectric conversion unit 11 has a photoelectric conversion film 21 and converts incident light into electric charges.
  • the photoelectric conversion unit 11 performs photoelectric conversion to generate electric charges according to the amount of light received.
  • the electric charges photoelectrically converted and accumulated in the photoelectric conversion unit 11 are transferred by the lower electrode 23 to the floating diffusion FD of the readout circuit 15.
  • the read circuit 15 for example, includes a floating diffusion FD, a transistor AMP, a transistor SEL, and a transistor RST.
  • the transistors AMP, SEL, and RST are each MOS transistors (MOSFETs) having gate, source, and drain terminals.
  • the transistors AMP, SEL, and RST are each composed of an NMOS transistor.
  • the transistor of pixel P may be composed of a PMOS transistor, if necessary.
  • the floating diffusion FD is an accumulation section and is configured to be able to accumulate the transferred charge.
  • the floating diffusion FD can accumulate the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion section 11.
  • the floating diffusion FD can also be considered a retention section capable of retaining the transferred charge.
  • the floating diffusion FD accumulates the transferred charge and converts it into a voltage according to the capacity of the floating diffusion FD.
  • the transistor AMP is configured to generate and output a signal based on the charge stored in the floating diffusion FD. As shown in FIG. 2, the gate of the transistor AMP is electrically connected to the floating diffusion FD, and the voltage converted by the floating diffusion FD is input to the gate.
  • the drain of the transistor AMP is electrically connected to a power supply line to which a power supply voltage VDD is supplied, and the source of the transistor AMP is electrically connected to a vertical signal line VSL via a transistor SEL.
  • the transistor AMP is an amplifying transistor, and can generate a signal based on the charge stored in the floating diffusion FD, i.e., a signal based on the voltage of the floating diffusion FD, and output it to the vertical signal line VSL.
  • the transistor SEL is configured to be capable of controlling the output of a pixel signal.
  • the transistor SEL is controlled by a signal SSEL, and is configured to be capable of outputting a signal from the transistor AMP to a vertical signal line VSL.
  • the transistor SEL can control the output timing of the pixel signal.
  • the transistor SEL may be provided between the power supply line to which the power supply voltage VDD is applied and the transistor AMP. Furthermore, the transistor SEL may be omitted as necessary.
  • the transistor RST is configured to be able to reset the voltage of the floating diffusion FD.
  • the transistor RST is electrically connected to a power supply line to which a power supply voltage VDD is applied, and is configured to be able to reset the charge of the pixel P.
  • the transistor RST is controlled by a signal SRST, and can reset the charge accumulated in the floating diffusion FD and reset the voltage of the floating diffusion FD.
  • the transistor RST is a reset transistor.
  • the configuration of the readout circuit 15 may be changed as appropriate, for example, so that the conversion efficiency (gain) when converting charge to voltage can be changed.
  • the readout circuit 15 may have a switching transistor, a capacitive element, etc., used to set the conversion efficiency.
  • the vertical drive circuit 111 (see FIG. 1) supplies control signals to the gates of the transistor SEL, transistor RST, switching transistor, etc. of each pixel P via the pixel drive line Lread described above, turning the transistors on (conducting state) or off (non-conducting state).
  • the multiple pixel drive lines Lread of the imaging device 1 include wiring that transmits a signal SSEL that controls the transistor SEL, wiring that transmits a signal SRST that controls the transistor RST, etc.
  • the transistors SEL, RST, and switching transistors are controlled to be turned on and off by the vertical drive circuit 111.
  • the vertical drive circuit 111 controls the readout circuit 15 of each pixel P to output a pixel signal from each pixel P to the vertical signal line VSL.
  • the vertical drive circuit 111 can control the reading out of the pixel signal of each pixel P to the vertical signal line VSL.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • the imaging device 1 has, for example, an insulating layer 80 on which the light guide 40 is provided, a light receiving layer 10, a multilayer wiring layer 130, and a semiconductor substrate 120.
  • the incident direction of light from the subject is the Z-axis direction
  • the left-right direction on the paper perpendicular to the Z-axis direction is the X-axis direction
  • the direction perpendicular to the Z-axis and X-axis directions is the Y-axis direction.
  • directions may be indicated based on the direction of the arrow in FIG. 3.
  • the imaging device 1 has a configuration in which an insulating layer 80 including a light guide section 40, a light receiving layer 10, a multi-layer wiring layer 130, and a semiconductor substrate 120 are stacked in the Z-axis direction. From the side where light is incident, the insulating layer 80, the light receiving layer 10, the multi-layer wiring layer 130, and the semiconductor substrate 120 are provided.
  • the insulating layer 80 is a protective layer that is laminated on the light-receiving layer 10.
  • the insulating layer 80 is composed of a protective film (passivation film) made of an insulating film such as an oxide film, a nitride film, or an oxynitride film.
  • the insulating layer 80 can be formed using insulating materials such as silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), aluminum oxide (AlO), and resin materials.
  • the insulating layer 80 may be made of a material with a low refractive index, such as silicon oxide, or may be made of other materials that transmit light in the wavelength range to be detected.
  • the insulating layer 80 which is a protective layer, can also be called a planarization layer (planarization film).
  • the light receiving layer 10 has a plurality of photoelectric conversion sections 11.
  • the photoelectric conversion section 11 of each pixel P can absorb incident light and generate electric charges.
  • the photoelectric conversion section 11 (photoelectric conversion element) of each pixel P includes a photoelectric conversion film 21, an upper electrode 22, and a lower electrode 23.
  • the photoelectric conversion section 11 can also have a buffer layer 25.
  • the photoelectric conversion film 21 is configured to be capable of generating electric charges through photoelectric conversion.
  • the photoelectric conversion film 21 can perform photoelectric conversion of incident light and generate electric charges according to the amount of light received.
  • the photoelectric conversion film 21 can also be called a photoelectric conversion layer.
  • the photoelectric conversion film 21 (photoelectric conversion layer) has, for example, quantum dots, and is configured to receive infrared light and generate electric charges.
  • the photoelectric conversion film 21 can also be called a quantum dot layer (QD layer).
  • a photoelectric conversion film 21 formed using quantum dots is provided in each pixel P.
  • the photoelectric conversion film 21 may be formed including an aggregate of nanoparticles.
  • nanoparticles include PbS, PbSe, PbTe, InP, InAs, InSb, CdS, CdSe, and CdTe.
  • the photoelectric conversion film 21 is configured to generate electric charges by photoelectrically converting light in wavelength ranges such as near infrared (NIR) and shortwave infrared (SWIR).
  • the photoelectric conversion film 21 may also be configured to receive visible light and generate electric charges.
  • the photoelectric conversion film 21 may be configured using inorganic materials or organic materials.
  • the photoelectric conversion film 21 may be made of an organic material. Alternatively, the photoelectric conversion film 21 may be made of an inorganic material. The photoelectric conversion film 21 may be made of, for example, an organic semiconductor film or an amorphous silicon film. The material of the photoelectric conversion film 21 may be selected according to, for example, the wavelength range of the incident light to be measured.
  • the upper electrode 22 is an electrode common to the photoelectric conversion film 21 of multiple pixels P, and is provided, for example, on one side of the photoelectric conversion film 21.
  • the lower electrode 23 is provided on the other side of the photoelectric conversion film 21 for each pixel P or for each set of multiple pixels P.
  • the upper electrode 22 and the lower electrode 23 can be provided so as to face each other.
  • the upper electrode 22 and the lower electrode 23 are arranged with the photoelectric conversion film 21 in between.
  • the lower electrode 23 is provided opposite the upper electrode 22, with a part of the buffer layer 25 and a part of the photoelectric conversion film 21 in between.
  • the upper electrode 22 is an electrode on the upper side of the photoelectric conversion film 21, and the lower electrode 23 is an electrode on the lower side of the photoelectric conversion film 21.
  • the upper electrode 22 is an electrode common to multiple pixels P and can also be called a common electrode.
  • the lower electrode 23 is an electrode used to read out the electric charges converted by the photoelectric conversion film 21 and can also be called a readout electrode.
  • An insulating film 131 of the multilayer wiring layer 130 is provided around the lower electrode 23.
  • the upper electrode 22 and the lower electrode 23 are electrically connected to, for example, a circuit provided on the semiconductor substrate 120 via different wiring, electrodes, etc.
  • the upper electrode 22 and the lower electrode 23 are each made of, for example, ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), or the like.
  • the upper electrode 22 and the lower electrode 23 may be made of other tin oxide-based materials, zinc oxide-based materials, or other transparent conductive materials.
  • the lower electrode 23 may be made of other metal materials that reflect light.
  • the buffer layer 25 is provided between the photoelectric conversion film 21 and the lower electrode 23.
  • the buffer layer 25 is made of, for example, an oxide semiconductor, and is arranged to face the photoelectric conversion film 21.
  • the buffer layer 25 is bonded to the photoelectric conversion film 21 and the lower electrode 23.
  • the lower electrode 23 is electrically connected to the buffer layer 25.
  • a portion of the buffer layer 25 is provided on the insulating film 131 of the multilayer wiring layer 130.
  • the buffer layer 25 is a layer used for storing and transporting (transferring) charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion film 21, and is also called a carrier transport layer (or charge transport layer).
  • the buffer layer 25 may be formed using an organic semiconductor material.
  • the buffer layer 25 may also be configured using quantum dots (nanoparticles).
  • the material of the buffer layer 25 may be selected depending on, for example, the material of the photoelectric conversion film 21, the material of the lower electrode 23, the carrier (signal charge), etc.
  • a buffer layer may be provided between the photoelectric conversion film 21 and the upper electrode 22.
  • the imaging device 1 may have a buffer layer 25 (lower buffer layer) provided between the photoelectric conversion film 21 and the lower electrode 23, and a buffer layer (upper buffer layer) provided between the photoelectric conversion film 21 and the upper electrode 22. Note that the buffer layer may be omitted if necessary.
  • the imaging device 1 has a protective film 85.
  • the protective film 85 is provided on the upper electrode 22.
  • the protective film 85 is a passivation film, and can be formed so as to cover the entire surface of the upper electrode 22.
  • the protective film 85 can be made of, for example, aluminum oxide ( Al2O3 ) , silicon oxide ( SiO2 ), or the like.
  • the protective film 85 may be made of other insulating materials.
  • the protective film 85 can also be said to be a sealing member (sealing portion) that covers the photoelectric conversion unit 11.
  • the multilayer wiring layer 130 includes, for example, a conductor film and an insulating film, and has a plurality of wirings and vias (VIAs).
  • the multilayer wiring layer 130 is provided by stacking on the semiconductor substrate 120.
  • the multilayer wiring layer 130 has a configuration in which a plurality of wirings are stacked with insulating films between them.
  • the multilayer wiring layer 130 includes insulating films 131 and 132.
  • the insulating films of the multilayer wiring layer 130 can also be called interlayer insulating films (interlayer insulating layers).
  • the wiring of the multi-layer wiring layer 130 is formed using, for example, a metal material such as aluminum (Al), copper (Cu), or tungsten (W).
  • the wiring of the multi-layer wiring layer 130 may be formed using polysilicon (Poly-Si) or other conductive materials.
  • the interlayer insulating film is formed using, for example, silicon oxide (SiO), silicon nitride (SiN), silicon oxynitride (SiON), or the like.
  • the semiconductor substrate 120 is, for example, a Si (silicon) substrate.
  • the semiconductor substrate 120 can also be referred to as a semiconductor layer.
  • the semiconductor substrate 120 may be an SOI (silicon on insulator) substrate, a SiGe (silicon germanium) substrate, a SiC (silicon carbide) substrate, or the like, or may be formed using other semiconductor materials.
  • the semiconductor substrate 120 and the multi-layer wiring layer 130 are provided with, for example, the above-mentioned readout circuit 15 for each pixel P or for each set of pixels P.
  • the above-mentioned vertical drive circuit 111, signal processing circuit 112, horizontal drive circuit 113, output circuit 114, control circuit 115, etc. may be provided on the semiconductor substrate 120 and the multi-layer wiring layer 130, or on a substrate other than the semiconductor substrate 120.
  • the semiconductor substrate 120 and part or all of the multi-layer wiring layer 130 may be collectively referred to as the semiconductor substrate 120.
  • the pixel P of the imaging device 1 has a wiring 31 and an electrode 32.
  • the wiring 31 and the electrode 32 are used to read out the electric charge converted by the photoelectric conversion unit 11.
  • the wiring 31 is made of a metal material such as copper (Cu) or tungsten (W), for example.
  • An insulating film 131 of the multi-layer wiring layer 130 is provided around the wiring 31. In the example shown in FIG. 3, the insulating film 131 is formed so as to cover the lower electrode 23.
  • the wiring 31 is electrically connected to the lower electrode 23 in the insulating film 131, and is electrically connected to the electrode 32 in the insulating film 132.
  • the electrode 32 is made of a metal material such as copper or aluminum.
  • the insulating film 132 of the multilayer wiring layer 130 is provided around the electrode 32. In the example shown in FIG. 3, the insulating film 132 is formed so as to cover the electrode 32.
  • the lower electrode 23 is electrically connected to the electrode 32 via the wiring 31 provided in the insulating film 131 and the insulating film 132.
  • the lower electrode 23 of the photoelectric conversion unit 11 is electrically connected to the readout circuit 15 provided on the semiconductor substrate 120 by wiring 31, electrodes 32, etc.
  • the electric charge photoelectrically converted and accumulated in the photoelectric conversion unit 11 is transferred to the floating diffusion FD of the readout circuit 15 via wiring 31, electrodes 32, etc.
  • the imaging device 1 is provided with a separation section 50, as in the example shown in FIG. 3.
  • the separation section 50 is formed between a plurality of adjacent photoelectric conversion sections 11, and separates the photoelectric conversion sections 11.
  • the separation section 50 is formed, for example, using a trench (groove section) provided at the boundary between a plurality of adjacent pixels P.
  • the separation section 50 can also be referred to as a pixel separation wall (or a light guide wall).
  • the separation section 50 is provided, for example, so as to penetrate the upper electrode 22, the photoelectric conversion film 21, and the buffer layer 25. By providing the separation section 50, the charge photoelectrically converted in the photoelectric conversion section 11 of the pixel P is prevented from leaking to the surrounding pixels P. In addition, it is possible to prevent light from leaking to the surrounding pixels P.
  • an insulating film such as an aluminum oxide film (Al 2 O 3 ), a silicon oxide film (SiO 2 ), or the like, is provided in the trench of the separation unit 50.
  • the separation unit 50 may be formed using other insulating materials having a low refractive index.
  • the separation unit 50 may also be configured by stacking a plurality of films.
  • a gap (cavity) may be provided in the trench of the separation unit 50.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the planar configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • a plurality of separation sections 50 may be formed so as to surround the photoelectric conversion section 11 of each pixel P in a planar view.
  • a plurality of separation sections 50 are provided discretely around the photoelectric conversion section 11. This makes it possible to avoid separation (division) of the upper electrode 22, which serves as a common electrode for each pixel P.
  • the imaging device 1 has a light-guiding section 40 (light-guiding member).
  • the light-guiding section 40 is provided above the photoelectric conversion section 11.
  • the light-guiding section 40 has a structure 41 and is configured to guide incident light toward the photoelectric conversion section 11.
  • Light from a subject to be measured is incident on the light guide section 40 of each pixel P of the imaging device 1.
  • the multiple structures 41 of the light guide section 40 are structures whose size is equal to or smaller than a predetermined wavelength of the incident light.
  • the structure 41 is a nanostructure, and has a size, for example, equal to or smaller than the wavelength range of infrared light.
  • the structure 41 may have a size equal to or smaller than the wavelength range of shortwave infrared light.
  • the structure 41 may also have a size equal to or smaller than the wavelength range of near-infrared light, or may have a size equal to or smaller than the wavelength range of visible light.
  • the structure 41 is, for example, a columnar (pillar-shaped) structure.
  • the structure 41 has a cylindrical shape.
  • the shape of the structure 41 of the light-guiding section 40 can be changed as appropriate, and may be a circle or a square in a plan view.
  • the shape of the structure 41 may be a polygon, an ellipse, a cross, or any other shape.
  • a plurality of structures 41 are provided in the insulating layer 80.
  • the insulating layer 80 is provided as a filling member so as to fill the spaces between the adjacent structures 41.
  • the insulating film (filling member) of the insulating layer 80 is a silicon oxide film, a resin material, or the like, as described above, and is embedded between the structures 41.
  • the insulating film of the insulating layer 80 can be formed so as to cover the structures 41.
  • the structures 41 are provided in the insulating layer 80, and can also be said to be disposed by replacing part of the insulating layer 80.
  • the light guide unit 40 is configured, for example, as a spectroscopic element (spectroscopic unit) that splits light.
  • the light guide unit 40 can be configured to give a phase delay to the incident light and split the light as in the example shown diagrammatically by the arrows in FIG. 5.
  • the light guide unit 40 is provided, for example, for each pixel P or for each set of pixels P.
  • the structures 41 of the light-guiding section 40 are pillars (columnar members) and are located above the upper electrode 22 of the photoelectric conversion section 11.
  • the multiple structures 41 are arranged side by side in the X-axis direction, sandwiching a portion of the insulating layer 80.
  • the multiple structures 41 of the light-guiding section 40 can be arranged side by side in the X-axis direction and the Y-axis direction that intersects with the X-axis direction in a plan view.
  • multiple structures 41 may 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 infrared light.
  • a predetermined wavelength of incident light for example, equal to or less than the wavelength of infrared light.
  • multiple structures 41 may be provided at intervals equal to or less than the wavelength range of shortwave infrared light in the X-axis direction and Y-axis direction. Note that multiple structures 41 may also be arranged at intervals equal to or less than the wavelength range of near-infrared light (or visible light).
  • the structure 41 of the light guide section 40 has a refractive index different from the refractive index of the adjacent medium.
  • the structure 41 has a refractive index different from the refractive index of the insulating layer 80.
  • the structure 41 has a refractive index different from the refractive index of the insulating film of the insulating layer 80 formed around the structure 41.
  • the structure 41 of the light-guiding section 40 has, for example, a refractive index higher than that of the insulating layer 80.
  • the structure 41 may be made of a material having a refractive index higher than that of the insulating film (such as a silicon oxide film) of the insulating layer 80.
  • the structure 41 may be made of a material having a low extinction coefficient in the infrared region.
  • the structure 41 is made of, for example, amorphous silicon (a-Si).
  • the structure 41 may also be made of silicon (Si), polysilicon (Poly-Si), germanium (Ge), etc.
  • the structure 41 may be composed of titanium (Ti), hafnium (Hf), zirconium (Zr), aluminum (Al), tantalum (Ta), niobium (Nb), indium (In), or other simple substances, oxides, nitrides, oxynitrides, or compounds thereof.
  • the structure 41 may be composed of a metal compound (metal oxide, metal nitride, etc.) such as titanium oxide (TiO).
  • the material of the structure 41 can be selected depending on the wavelength range of the incident light to be measured and the refractive index difference with the surrounding medium.
  • the structure 41 is made of, for example, a high refractive index material as described above, and can also be called a high refractive index section.
  • the insulating layer 80 can also be called a low refractive index section.
  • Each structure 41 of the light-guiding section 40 can be made of an inorganic material or an organic material.
  • the structure 41 may be made of an organic material such as siloxane.
  • the structure 41 may be made of a siloxane-based resin, a styrene-based resin, an acrylic-based resin, or the like.
  • the structure 41 may also be made of a material in which any of these resins contain fluorine.
  • the structure 41 may be formed using a material in which any of these resins are filled with beads (filler) that have a higher refractive index than the resin.
  • the light-guiding section 40 can affect the wavefront by causing a phase delay in the incident light due to the difference in refractive index between the structures 41 and the medium surrounding them.
  • the light-guiding section 40 can adjust the propagation direction of the light by, for example, imparting a phase delay to the incident light using the structures 41 and the insulating film of the insulating layer 80 surrounding the structures 41.
  • the light-guiding section 40 adjusts the propagation direction of the light by imparting different amounts of phase delay depending on the wavelength of the light, making it possible to separate the incident light into light of each wavelength range.
  • the material (optical constants of the material), size (dimensions), pitch (spacing), shape, etc. of the multiple structures 41 are determined so that light of any wavelength range contained in the incident light travels in the desired direction.
  • the material (refractive index), size (width, height, etc.), pitch, shape, etc. of the structures 41 of the light-guiding section 40 can be set.
  • the propagation direction of light of each wavelength through the light-guiding section 40 can be adjusted by the material, shape, height, position, etc. of the structure 41.
  • the material, size, position, etc. of the structure 41 are determined so that light of a specific wavelength band to be detected branches off and travels to the photoelectric conversion section 11 of the desired pixel P.
  • the light-guiding section 40 can also be considered a region (spectral region) where the structure 41 splits the incident light.
  • the light guiding section 40 imparts different phase delays to light in multiple wavelength ranges, for example, light in a first wavelength range to a third wavelength range. This allows the imaging device 1 to separate light incident on the light guiding section 40 into light in the first wavelength range, light in the second wavelength range, and light in the third wavelength range.
  • the imaging device 1 may be configured to separate, from the light incident on the light guiding section 40, NIR light (e.g., light with a wavelength of 940 nm) as light in the first wavelength range and SWIR light (e.g., light with a wavelength of 1450 nm) as light in the second wavelength range.
  • NIR light e.g., light with a wavelength of 940 nm
  • SWIR light e.g., light with a wavelength of 1450 nm
  • the light guide unit 40 may be configured to separate NIR light as light in a first wavelength range, SWIR light as light in a second wavelength range, and visible light as light in a third wavelength range from the incident light.
  • the light guide unit 40 may be configured to separate light in the first wavelength range to the fourth wavelength range, for example infrared light in four wavelength ranges, from the incident light.
  • FIG. 8A is a diagram for explaining an example of the configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • FIG. 8A shows a schematic diagram of a light guide section 40 provided in the imaging device 1.
  • one light guide section 40 is provided for two adjacent pixels P.
  • a light guide section 40 may be provided for every two adjacent pixels P in the horizontal direction, or a light guide section 40 may be provided for every two adjacent pixels P in the vertical direction.
  • the light guide unit 40 is configured, for example, as shown diagrammatically by the arrows in FIG. 8A, to guide light in a first wavelength range (e.g., near-infrared light) of the incident light to the photoelectric conversion unit 11 of one of two adjacent pixels P.
  • the light guide unit 40 is also configured to propagate light in a second wavelength range (e.g., shortwave infrared light) of the incident light to the photoelectric conversion unit 11 of the other of the two adjacent pixels P.
  • the photoelectric conversion unit 11 of a pixel P marked with a "1" receives light in a first wavelength range that is incident via the light-guiding unit 40.
  • the photoelectric conversion unit 11 of a pixel P marked with a "2" receives light in a second wavelength range that is incident via the light-guiding unit 40.
  • the photoelectric conversion unit 11 of pixel P1 receives light in a first wavelength range (e.g., near-infrared light), performs photoelectric conversion, and can generate an electric charge according to the amount of light received.
  • the photoelectric conversion unit 11 of pixel P2 receives light in a second wavelength range (e.g., shortwave infrared light) incident via the light guide unit 40, performs photoelectric conversion, and can generate an electric charge according to the amount of light received.
  • a first wavelength range e.g., near-infrared light
  • the photoelectric conversion unit 11 of pixel P2 receives light in a second wavelength range (e.g., shortwave infrared light) incident via the light guide unit 40, performs photoelectric conversion, and can generate an electric charge according to the amount of light received.
  • the number and arrangement of the light guide units 40 are not limited to the above example, and can be changed as appropriate.
  • the light guide units 40 may be arranged as shown in FIG. 8B.
  • the light guide units 40 are provided in the pixel P1 marked with "1.”
  • the light guide units 40 may also be arranged in the pixel P2 marked with "2.”
  • the imaging device 1 can generate a pixel signal obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion unit 11 of pixel P1, and a pixel signal obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion unit 11 of pixel P2.
  • the imaging device 1 can simultaneously obtain a pixel signal based on the amount of light received in a first wavelength range, and a pixel signal based on the amount of light received in a second wavelength range.
  • Using the pixel signals of each pixel P1 and each pixel P2 it is possible to generate, for example, an NIR image or a SWIR image.
  • FIG. 8C is a diagram for explaining another example configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • a light guide section 40 is provided for three pixels: pixel P1 marked with “1", pixel P2 marked with “2", and pixel P3 marked with “3".
  • a light guide section 40 is disposed in pixel P2 marked with "2". Note that the ratio of pixel P1, pixel P2, and pixel P3 to be disposed is not limited to the example shown in FIG. 8C, and can be changed as appropriate.
  • the light guide section 40 of pixel P2 is configured to guide light in a first wavelength range (e.g., near-infrared light) of the incident light to the photoelectric conversion section 11 of pixel P1, as shown, for example, by the arrows in FIG. 8C.
  • the light guide section 40 of pixel P2 is also configured to guide light in a second wavelength range (e.g., shortwave infrared light) of the incident light to the photoelectric conversion section 11 of pixel P2, and light in a third wavelength range (e.g., visible light) to the photoelectric conversion section 11 of pixel P3.
  • a first wavelength range e.g., near-infrared light
  • the light guide section 40 of pixel P2 is also configured to guide light in a second wavelength range (e.g., shortwave infrared light) of the incident light to the photoelectric conversion section 11 of pixel P2, and light in a third wavelength range (e.g., visible light) to the photoelectric conversion section 11 of pixel P3.
  • the imaging device 1 can generate a pixel signal obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion unit 11 of pixel P1, a pixel signal obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion unit 11 of pixel P2, and a pixel signal obtained by photoelectric conversion by the photoelectric conversion unit 11 of pixel P3.
  • the imaging device 1 can simultaneously obtain a pixel signal based on the amount of light received in a first wavelength range, a pixel signal based on the amount of light received in a second wavelength range, and a pixel signal based on the amount of light received in a third wavelength range.
  • the imaging device 1 can simultaneously obtain pixel signals corresponding to the amount of light for each wavelength range of infrared light, and pixel signals corresponding to the amount of light of visible light.
  • pixel signals of each pixel P1, each pixel P2, and each pixel P3 it is possible to generate, for example, an NIR image, a SWIR image, or a visible image (e.g., an RGB image).
  • a light guide section 40 that separates incident light is provided, making it possible to detect light in a plurality of wavelength ranges.
  • the above-mentioned pixels P1, P2, and P3 make it possible to detect a first wavelength light, a second wavelength light, and a third wavelength light.
  • NIR light e.g., light with a wavelength of 940 nm
  • SWIR light e.g., light with a wavelength of 1450 nm
  • the imaging device 1 can separate infrared light according to wavelength using the light guide section 40, which is a wavelength separation layer (metasurface layer). Compared to a case in which a color filter made of a multilayer interference film is provided for each pixel P to selectively transmit infrared light in a specific wavelength range, it is possible to improve the characteristics for obliquely incident light. It is possible to prevent the deterioration of oblique incidence characteristics caused by increasing the height of the imaging device 1.
  • the light guide section 40 which is made of a high refractive index material, can focus the light to be detected from the pixels surrounding the pixel P onto the photoelectric conversion section 11.
  • Light can be captured from multiple pixels P, making it possible to improve quantum efficiency (QE). Compared to the case where light is split using a color filter that absorbs light, it is possible to suppress a decrease in sensitivity to incident light.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • the imaging device 1 includes the above-mentioned semiconductor substrate 120.
  • the semiconductor substrate 120 has a first surface 11S1 and a second surface 11S2 that face each other.
  • the second surface 11S2 is the surface opposite to the first surface 11S1.
  • the semiconductor substrate 120 is formed, for example, from a silicon substrate.
  • the semiconductor substrate 120 is provided with the readout circuit 15 described above with reference to FIG. 2.
  • the lower electrode 23 of the photoelectric conversion unit 11 is electrically connected to the floating diffusion FD and the gate portion of the transistor AMP.
  • the photoelectric conversion unit 11 is disposed above the semiconductor substrate 120.
  • the light incident surface of the semiconductor substrate 120 is referred to as the upper side, and the opposite side of the semiconductor substrate 120 is referred to as the lower side.
  • the lower electrode 23 of the photoelectric conversion section 11 is formed on the insulating film 131 of the multi-layer wiring layer 130.
  • a buffer layer 25, a photoelectric conversion film 21, and an upper electrode 22 are formed on the lower electrode 23.
  • An insulating layer 80 (protective layer) is formed on the entire surface including the upper electrode 22.
  • the light guide section 40 having a plurality of structures 41 is provided on the insulating layer 80.
  • An element isolation region 75 and an oxide film 76 are formed on the first surface 11S1 side of the semiconductor substrate 120.
  • the transistor RST, transistor AMP, transistor SEL, floating diffusion FD, etc. of the read circuit 15 are provided on the first surface 11S1 side of the semiconductor substrate 120.
  • Transistor RST has a gate portion 71, a channel formation region 71A, and source/drain regions 71B and 71C.
  • the source/drain region 71C of transistor RST also serves as a floating diffusion FD.
  • the other source/drain region 71B is electrically connected to a power supply line that supplies a power supply voltage VDD.
  • the lower electrode 23 of the photoelectric conversion unit 11 is electrically connected to one of the source/drain regions 71C (floating diffusion FD) of the transistor RST via wiring 31, electrode 32, and wiring 35.
  • Transistor SEL has a gate portion 73, a channel formation region 73A, and source/drain regions 73B and 73C.
  • One source/drain region 73B shares an area with the other source/drain region 72C constituting transistor AMP, and the other source/drain region 73C is connected to the vertical signal line VSL.
  • FIG. 10A to 10E are diagrams for explaining an example of a method for manufacturing an imaging device according to an embodiment.
  • a photoelectric conversion film 21, an upper electrode 22, a protective film 85, etc. are formed, and an insulating layer 80 is formed on the protective film 85.
  • a resist film 140 is formed on the insulating layer 80 by lithography and etching. Then, as shown in FIG. 10C, the insulating layer 80 is selectively removed by dry etching. Furthermore, as shown in FIG. 10D, for example, an a-Si film 150 (amorphous silicon film) is embedded in the selectively removed portion of the insulating layer 80.
  • a-Si film 150 amorphous silicon film
  • a light guide section 40 having a structure 41 is provided above the photoelectric conversion section 11. This allows light in the wavelength range to be detected to be appropriately guided to the photoelectric conversion section 11. It is possible to realize a light detection device with good detection performance.
  • the imaging device 1 can disperse incident light using the light guide section 40 and detect light for each wavelength range of infrared light.
  • Modifications (2-1. Modification 1) 11 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to Modification 1 of the present disclosure.
  • the imaging device 1 may have a filter 90 that selectively transmits light.
  • the filter 90 is configured to selectively transmit light of a specific wavelength range among incident light.
  • the filter 90 may be provided above the light receiving layer 10.
  • the photoelectric conversion unit 11 of the pixel P having the filter 90 may perform photoelectric conversion on the light incident via the light guide unit 40 and the filter 90.
  • Filter 90 may be a filter (e.g., an NIR-Cut filter) that absorbs light in a certain wavelength band (e.g., the wavelength range of near-infrared light). Filter 90 may also be a filter that transmits infrared light (a filter that transmits near-infrared light (NIR light), a filter that transmits shortwave infrared light (SWIR light), etc.).
  • NIR light near-infrared light
  • SWIR light shortwave infrared light
  • the filter 90 may be an RGB color filter, a complementary color filter, or the like.
  • the filter 90 may be provided in the insulating layer 80 for each pixel P or for each set of pixels P.
  • the provision of the filter 90 makes it possible to appropriately guide light in the wavelength range to be detected, thereby making it possible to suppress a decrease in the accuracy of light detection.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to Modification 2.
  • a light blocking member 60 is provided as in the example shown in Fig. 12.
  • the imaging device 1 has a light blocking member 60 provided with a plurality of openings 65.
  • the openings 65 are openings (holes) through which light from the light guiding unit 40 enters.
  • a light blocking member 60 having one opening 65 is disposed above a photoelectric conversion unit 11 for each pixel P.
  • the light-shielding member 60 is a light-shielding portion (light-shielding film) made of a material that blocks light, and is provided above the upper electrode 22.
  • the light-shielding member 60 is provided on the insulating layer 80 (protective layer) and is located above the upper electrode 22. It can be said that the light-shielding member 60 is disposed by replacing part of the insulating layer 80.
  • the insulating layer 80 is formed so as to cover the light-shielding member 60, and is provided so as to fill the opening 65.
  • the opening 65 of the light blocking member 60 may have a quadrilateral (e.g., a square) shape in a plan view, as shown in FIG. 13. Also, for example, the opening 65 may have a circular shape in a plan view. Note that the shape of the opening 65 can be changed as appropriate, and may be a rectangle, an ellipse, or another shape.
  • the light blocking member 60 is composed of a reflecting member 61 that reflects incident light, and an absorbing member 62 that absorbs the incident light.
  • the light blocking member 60 has a configuration in which the reflecting member 61 and the absorbing member 62 are stacked.
  • the reflecting member 61 is located above the upper electrode 22 in the direction in which the light is incident.
  • the absorbing member 62 is stacked above the reflecting member 61.
  • the width W1 of the opening 65 may be in the range of 30% to 75% of the width W2 of the pixel P. Also, for example, the width W1 of the opening 65 may be in the range of 35% to 70% of the width W2 of the pixel P.
  • the area of the opening 65 in a direction perpendicular to the stacking direction (Z-axis direction in FIG. 12) of the insulating layer 80 including the light-guiding section 40, the photoelectric conversion section 11, etc. may be within a range of 4% to 56% of the area of the pixel P. Also, for example, the area of the opening 65 may be within a range of 10% to 50% of the area of the pixel P.
  • a reflective member 61 having an opening 65 is provided on the upper electrode 22 of the photoelectric conversion section 11. Therefore, a portion of the light reflected by the lower electrode 23 is reflected by the reflective member 61 and can be made to enter (re-enter) the photoelectric conversion section 11. Light can be efficiently guided to the photoelectric conversion section 11, improving quantum efficiency (QE). It becomes possible to improve sensitivity to incident light.
  • QE quantum efficiency
  • the imaging device 1 did not have an absorbing member 62, there is a risk that part of the incident light would be reflected by a pixel P, reflected back by the light guide section 40, etc., and enter a pixel P surrounding that pixel P. Unwanted light could leak into the photoelectric conversion section 11 of the surrounding pixels P, causing color mixing. Noise caused by the reflected light could be mixed into the pixel signal, causing defects in the image due to the reflected light. Such noise and defects in the image are also known as flare.
  • an absorbing member 62 having an opening 65 can be provided above the photoelectric conversion unit 11. This makes it possible to suppress the occurrence of unnecessary reflected light and to suppress the occurrence of color mixing. It is also possible to suppress the occurrence of flare and prevent a decrease in image quality.
  • each pixel P of the imaging device for example, a light-shielding member 60 is provided above the photoelectric conversion unit 11, and separation units 50 are provided on all four sides of the photoelectric conversion unit 11.
  • the pixel P has a light confinement structure including the light-shielding member 60 and the separation units 50.
  • the light-shielding member 60 is located above the photoelectric conversion unit 11, and can also be considered a lid.
  • the light reflected by the lower electrode 23 can be reflected by the reflecting member 61 or the separating portion 50, thereby lengthening the optical path length of the incident light. This makes it possible to increase the amount of light absorbed by the photoelectric conversion film 21 and improve the quantum efficiency.
  • the photoelectric conversion unit 11 of the pixel P can efficiently absorb the light incident from the light guide unit 40 through the opening 65 and perform photoelectric conversion. This makes it possible to improve the quantum efficiency of the pixel P. In addition, it is possible to suppress color mixing between pixels.
  • FIGS. 15 and 16 are diagrams for explaining another example configuration of an imaging device according to Modification 2.
  • the light blocking member 60 may be configured to have only one of the reflecting member 61 and the absorbing member 62.
  • only the reflecting member 61 may be disposed, without the absorbing member 62.
  • only the absorbing member 62 may be disposed, without the reflecting member 61.
  • FIGS 17A and 17B are diagrams for explaining a configuration example of an imaging device according to modified example 3.
  • the light guiding section 40 including the structure 41 may be provided in the region of the upper electrode 22.
  • the light guide 40 may be configured integrally with the upper electrode 22, as in the example shown in FIG. 17A or FIG. 17B.
  • the light guide 40 including a plurality of structures 41 and the upper electrode 22 are provided integrally.
  • the light guide 40 is formed within the upper electrode 22, and can be said to be disposed by replacing part of the upper electrode 22. In the case of this modified example, the same effect as in the above-mentioned embodiment can be obtained.
  • the light guide section 40 may be provided for each pixel P, or for multiple pixels P.
  • the light guide section 40 may be provided for multiple adjacent pixels P. At least a portion of the light guide section 40 may be disposed at the boundary between multiple adjacent pixels P within the upper electrode 22.
  • the imaging device 1 may have a structure in which a plurality of light guiding sections 40 (light guiding section 40a and light guiding section 40b in FIGS. 18A and 18B) are stacked. That is, the plurality of light guiding sections 40 may be arranged in a plurality of stages (for example, two stages).
  • the imaging device 1 may have a structure in which a light guide section 40a including structures 41a and a light guide section 40b including structures 41b are stacked as in the example shown in FIG. 18A or 18B.
  • the light guide section 40b is configured to be able to separate light incident via the light guide section 40a, for example.
  • the photoelectric conversion section 11 of the pixel P in which the light guide section 40b is provided can photoelectrically convert light incident via the light guide section 40a and the light guide section 40b.
  • the light guide section 40 is provided in multiple stages (multiple layers), so that light in each wavelength range can be appropriately guided.
  • the light guide section 40a and the light guide section 40b can appropriately separate infrared light in multiple wavelength ranges.
  • the structures 41a of the light-guiding section 40a and the structures 41b of the light-guiding section 40b are each nanostructures with a size equal to or smaller than a predetermined wavelength of the incident light, for example, equal to or smaller than the wavelength of infrared light.
  • the structures 41a and 41b may each have a size equal to or smaller than the wavelength of visible light.
  • the structures 41a of the light-guiding section 40a and the structures 41b of the light-guiding section 40b may be formed to have different sizes, spacing, shapes, etc., for example.
  • the light-guiding section 40a and the light-guiding section 40b may be made of the same material or different materials. In the case of this modified example, the same effects as those of the imaging device of the above embodiment can be obtained.
  • Imaging device 1 can be applied to various electronic devices, such as imaging systems such as digital still cameras and digital video cameras, mobile phones with imaging functions, or other devices with imaging functions.
  • FIG. 19 is a block diagram showing an example of the configuration of an electronic device.
  • the electronic device 101 has an optical system 102, a photodetector 103, and a DSP (Digital Signal Processor) 104.
  • the electronic device 101 is configured by connecting the DSP 104, a display device 105, an operation system 106, a memory 108, a recording device 109, and a power supply system 110 via a bus 107, and is capable of capturing still and moving images.
  • the optical system 102 is configured with one or more lenses, and guides image light (incident light) from the subject to the light detection device 103.
  • the optical system 102 can focus the image light from the subject on the light receiving surface (sensor section) of the light detection device 103.
  • the above-mentioned photodetection device (imaging device 1) can be used as the photodetection device 103.
  • Signal charge (electrons) is accumulated in the photodetection device 103 for a certain period of time according to the image formed on the light receiving surface via the optical system 102. Then, a signal according to the signal charge accumulated in the photodetection device 103 is supplied to the DSP 104.
  • the DSP 104 can perform various signal processing on the signal from the light detection device 103 to obtain an image (image data).
  • the DSP 104 can temporarily store the image data in the memory 108.
  • the image data stored in the memory 108 can be recorded in the recording device 109 or supplied to the display device 105 to display the image.
  • the operation system 106 accepts various operations by the user and supplies operation signals to each block of the electronic device 101.
  • the power supply system 110 supplies the power necessary to drive each block of the electronic device 101.
  • Fig. 20A is a schematic diagram showing an example of the overall configuration of a light detection system 2000 including a light detection device (imaging device 1).
  • Fig. 20B is a schematic diagram showing an example of the circuit configuration of the light detection system 2000.
  • the light detection system 2000 includes a light emitting device 2001 as a light source unit that emits light L2, and a light detection device 2002 as a light receiving unit having a photoelectric conversion element.
  • the above-mentioned light detection device (imaging device 1) can be used as the light detection device 2002.
  • the light detection system 2000 may further include a system control unit 2003, a light source driving unit 2004, a sensor control unit 2005, a light source side optical system 2006, and a camera side optical system 2007.
  • the light detection device 2002 is configured to be able to detect light L1 and light L2.
  • Light L1 is external ambient light reflected by the subject 2100, which is the object to be measured.
  • Light L2 is light emitted by the light emitting device 2001 and reflected by the subject 2100.
  • Light L1 is, for example, visible light
  • light L2 is, for example, infrared light.
  • Light L1 and light L2 can each be detected by a photoelectric conversion unit (photoelectric conversion region) in the light detection device 2002.
  • Image information of the subject 2100 can be obtained from light L1
  • distance information between the subject 2100 and the light detection system 2000 can be obtained from light L2.
  • the optical detection system 2000 can be mounted on, for example, an electronic device such as a smartphone or a mobile object such as a car.
  • the light emitting device 2001 can be configured, for example, by a semiconductor laser, a surface emitting semiconductor laser, a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), etc.
  • the method of detecting the light L2 emitted by the light emitting device 2001 using the light detecting device 2002 can be, for example, an iTOF method, but is not limited to this.
  • the photoelectric conversion unit can measure the distance to the subject 2100 using, for example, the time-of-flight (TOF).
  • a structured light method or a stereo vision method can be adopted as a method for detecting the light L2 emitted by the light emitting device 2001 using the light detecting device 2002.
  • a structured light method for example, a predetermined pattern of light is projected onto the subject 2100, and the degree of distortion of the pattern is analyzed to measure the distance between the light detecting system 2000 and the subject 2100.
  • the stereo vision method for example, two or more cameras are used to acquire two or more images of the subject 2100 from two or more different viewpoints, thereby making it possible to measure the distance between the light detection system 2000 and the subject.
  • the light emitting device 2001 and the light detection device 2002 can be synchronously controlled by the system control unit 2003.
  • the technology according to the present disclosure (the present technology) can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure may be realized as a device mounted on any type of moving body such as an automobile, an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, a motorcycle, a bicycle, a personal mobility device, an airplane, a drone, a ship, or a robot.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile object control system to which the technology disclosed herein can be applied.
  • the 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 vehicle information detection unit 12030, an inside vehicle information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • Also shown as functional components of the integrated control unit 12050 are a microcomputer 12051, an audio/video output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the drive system control unit 12010 functions as a control device for a drive force generating device for generating the drive force of the vehicle, such as an internal combustion engine or a drive motor, a drive force transmission mechanism for transmitting the drive force to the wheels, a steering mechanism for adjusting the steering angle of the vehicle, and a braking device for generating a braking force for the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices installed in the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a control device for a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or various lamps such as headlamps, tail lamps, brake lamps, turn signals, and fog lamps.
  • radio waves or signals from various switches transmitted from a portable device that replaces a key can be input to the body system control unit 12020.
  • the body system control unit 12020 accepts the input of these radio waves or signals and controls the vehicle's door lock device, power window device, lamps, etc.
  • the outside-vehicle information detection unit 12030 detects information outside the vehicle equipped with the vehicle control system 12000.
  • the image capturing unit 12031 is connected to the outside-vehicle information detection unit 12030.
  • the outside-vehicle information detection unit 12030 causes the image capturing unit 12031 to capture images outside the vehicle and receives the captured images.
  • the outside-vehicle information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing for people, cars, obstacles, signs, characters on the road surface, etc. based on the received images.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of light received.
  • the imaging unit 12031 can output the electrical signal as an image, or as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light, or may be invisible light such as infrared light.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects information inside the vehicle.
  • a driver state detection unit 12041 that detects the state of the driver is connected.
  • 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 may calculate the driver's degree of fatigue or concentration based on the detection information input from the driver state detection unit 12041, or may determine whether the driver is dozing off.
  • the microcomputer 12051 can calculate the control target values of the driving force generating device, steering mechanism, or braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the outside vehicle information detection unit 12030 or the inside vehicle information detection unit 12040, and output a control command to the drive system control unit 12010.
  • the microcomputer 12051 can perform cooperative control aimed at realizing the functions of an ADAS (Advanced Driver Assistance System), including avoiding or mitigating vehicle collisions, following based on the distance between vehicles, maintaining vehicle speed, vehicle collision warning, or vehicle lane departure warning.
  • ADAS Advanced Driver Assistance System
  • the microcomputer 12051 can also perform cooperative control for the purpose of autonomous driving, which allows the vehicle to travel autonomously without relying on the driver's operation, by controlling the driving force generating device, steering mechanism, braking device, etc. based on information about the surroundings of the vehicle acquired by the outside vehicle information detection unit 12030 or the inside vehicle information detection unit 12040.
  • the microcomputer 12051 can also output control commands to the body system control unit 12020 based on information outside the vehicle acquired by the outside information detection unit 12030. For example, the microcomputer 12051 can control the headlamps according to the position of a preceding vehicle or an oncoming vehicle detected by the outside information detection unit 12030, and perform cooperative control aimed at preventing glare, such as switching from high beams to low beams.
  • the audio/image output unit 12052 transmits at least one output signal of audio and image to an output device capable of visually or audibly notifying the occupants of the vehicle or the outside of the vehicle of information.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062, and an instrument panel 12063 are exemplified as output devices.
  • the display unit 12062 may include, for example, at least one of an on-board display and a head-up display.
  • FIG. 22 shows 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, for example, at the front nose, side mirrors, rear bumper, back door, and the top of the windshield inside the vehicle cabin of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12101 provided at the front nose and the imaging unit 12105 provided at the top of the windshield inside the vehicle cabin mainly acquire images of the front of the vehicle 12100.
  • the imaging units 12102 and 12103 provided at the side mirrors mainly acquire images of the sides of the vehicle 12100.
  • the imaging unit 12104 provided at the rear bumper or back door mainly acquires images of the rear of the vehicle 12100.
  • the images of the front acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used to detect preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, etc.
  • FIG. 22 shows an example of the imaging ranges of the imaging units 12101 to 12104.
  • Imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided on the front nose
  • imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided on the side mirrors, respectively
  • imaging range 12114 indicates the imaging range of the imaging unit 12104 provided on the rear bumper or back door.
  • an overhead image of the vehicle 12100 viewed from above is obtained by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104.
  • 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 consisting of multiple imaging elements, or an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 can obtain the distance to each solid object within the imaging ranges 12111 to 12114 and the change in this distance over time (relative speed with respect to the vehicle 12100) based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and can extract as a preceding vehicle, in particular, the closest solid object on the path of the vehicle 12100 that is traveling in approximately the same direction as the vehicle 12100 at a predetermined speed (e.g., 0 km/h or faster). Furthermore, the microcomputer 12051 can set the inter-vehicle distance that should be maintained in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic braking control (including follow-up stop control) and automatic acceleration control (including follow-up start control). In this way, cooperative control can be performed for the purpose of automatic driving, which runs autonomously without relying on the driver's operation.
  • automatic braking control including follow-up stop control
  • automatic acceleration control including follow-up start control
  • the microcomputer 12051 classifies and extracts three-dimensional object data on three-dimensional objects, such as two-wheeled vehicles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, utility poles, and other three-dimensional objects, based on the distance information obtained from the imaging units 12101 to 12104, and can use the data to automatically avoid obstacles.
  • the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into obstacles that are visible to the driver of the vehicle 12100 and obstacles that are difficult to see.
  • the microcomputer 12051 determines the collision risk, which indicates the risk of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or exceeds a set value and there is a possibility of a collision, it can provide driving assistance for collision avoidance by outputting an alarm to the driver via the audio speaker 12061 or the display unit 12062, or by performing forced deceleration or avoidance steering via the drive system control unit 12010.
  • 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 a pedestrian is present in the image captured by the imaging units 12101 to 12104. The recognition of such a pedestrian is performed, for example, by a procedure of extracting feature points in the image captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and a procedure of performing pattern matching processing on a series of feature points that indicate the contour of an object to determine whether or not it is a pedestrian.
  • the audio/image output unit 12052 controls the display unit 12062 to superimpose a rectangular contour line for emphasis on the recognized pedestrian.
  • the audio/image output unit 12052 may also 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.
  • the imaging device 1 or the like can be applied to the imaging unit 12031.
  • the technology according to the present disclosure (Application example to endoscopic surgery system)
  • the 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. 23 is a diagram showing an example of the general configuration of an endoscopic surgery system to which the technology disclosed herein (the present technology) can be applied.
  • an operator (doctor) 11131 is shown using an endoscopic surgery system 11000 to perform surgery on a patient 11132 on a patient bed 11133.
  • the endoscopic surgery system 11000 is composed of an endoscope 11100, other surgical tools 11110 such as an insufflation tube 11111 and an energy treatment tool 11112, a support arm device 11120 that supports the endoscope 11100, and a cart 11200 on which various devices for endoscopic surgery are mounted.
  • the endoscope 11100 is composed of a lens barrel 11101, the tip of which is inserted into the body cavity of the patient 11132 at a predetermined length, and a camera head 11102 connected to the base end of the lens barrel 11101.
  • the endoscope 11100 is configured as a so-called rigid scope having a rigid lens barrel 11101, but the endoscope 11100 may also be configured as a so-called flexible scope having a flexible lens barrel.
  • the tip of the tube 11101 has an opening into which an 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 tube by a light guide extending inside the tube 11101, and is irradiated via the objective lens towards an object to be observed inside the body cavity of the patient 11132.
  • the endoscope 11100 may be a direct-viewing endoscope, an oblique-viewing endoscope, or a side-viewing endoscope.
  • An optical system and an image sensor are provided inside the camera head 11102, and the reflected light (observation light) from the object of observation is focused on the image sensor by the optical system.
  • the image sensor converts the observation light photoelectrically to generate an electrical signal corresponding to the observation light, i.e., an image signal corresponding to the observed image.
  • the image signal is sent to the 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 overall operation of the endoscope 11100 and the display device 11202. Furthermore, the CCU 11201 receives an image signal from the camera head 11102, and performs various image processing on the image signal, such as development processing (demosaic processing), in order to display an image based on the image signal.
  • a CPU Central Processing Unit
  • GPU Graphics Processing Unit
  • the display device 11202 under the control of the CCU 11201, displays an image based on the image signal that has been subjected to image processing by the CCU 11201.
  • the light source device 11203 is composed of a light source such as an LED (Light Emitting Diode) and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site, etc.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode) and supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site, etc.
  • the input device 11204 is an input interface for the endoscopic surgery system 11000.
  • a user can input various information and instructions to the endoscopic surgery system 11000 via the input device 11204.
  • the user inputs an instruction to change the imaging conditions (type of irradiation light, magnification, focal length, etc.) of the endoscope 11100.
  • the treatment tool control device 11205 controls the operation of the energy treatment tool 11112 for cauterizing tissue, incising, sealing blood vessels, etc.
  • the insufflation device 11206 sends gas into the body cavity of the patient 11132 via the insufflation tube 11111 to inflate the body cavity in order to ensure a clear field of view for the endoscope 11100 and to ensure a working space for the surgeon.
  • the recorder 11207 is a device capable of recording various types of information related to the surgery.
  • the printer 11208 is a device capable of printing various types of information related to the surgery in various formats such as text, images, or graphs.
  • the light source device 11203 that supplies irradiation light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site can be composed of a white light source composed of, for example, an LED, a laser light source, or a combination of these.
  • a white light source composed of, for example, an LED, a laser light source, or a combination of these.
  • the white light source is composed of a combination of RGB laser light sources, the output intensity and output timing of each color (each wavelength) can be controlled with high precision, so that the white balance of the captured image can be adjusted in the light source device 11203.
  • the light source device 11203 may be controlled to change the intensity of the light it outputs at predetermined time intervals.
  • the image sensor of the camera head 11102 may be controlled to acquire images in a time-division manner in synchronization with the timing of the change in the light intensity, and the images may be synthesized to generate an image with a high dynamic range that is free of so-called blackout and whiteout.
  • the light source device 11203 may be configured to supply light of a predetermined wavelength band corresponding to special light observation.
  • special light observation for example, by utilizing the wavelength dependency of light absorption in body tissue, a narrow band of light is irradiated compared to the light irradiated during normal observation (i.e., white light), and a specific tissue such as blood vessels on the surface of the mucosa is photographed with high contrast, so-called narrow band imaging is performed.
  • fluorescent observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • excitation light is irradiated to the body tissue 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 excitation light corresponding to the fluorescent wavelength of the reagent is irradiated to the body tissue to obtain a fluorescent image.
  • the light source device 11203 may be configured to supply narrow band light and/or excitation light corresponding to such special light observation.
  • FIG. 24 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG. 23.
  • the camera head 11102 has a lens unit 11401, an imaging unit 11402, a drive unit 11403, a communication unit 11404, and a camera head control unit 11405.
  • the CCU 11201 has a communication unit 11411, an image processing unit 11412, and a control unit 11413.
  • the camera head 11102 and the CCU 11201 are connected to each other via a transmission cable 11400 so that they can communicate with each other.
  • the lens unit 11401 is an optical system provided at the connection with the lens barrel 11101. Observation light taken in from the tip of the lens barrel 11101 is guided to the camera head 11102 and enters the lens unit 11401.
  • the lens unit 11401 is composed of a combination of multiple lenses including a zoom lens and a focus lens.
  • the imaging unit 11402 is composed of an imaging element.
  • the imaging element constituting the imaging unit 11402 may be one (so-called single-plate type) or multiple (so-called multi-plate type).
  • each imaging element may generate an image signal corresponding to each of RGB, and a color image may be obtained by combining these.
  • the imaging unit 11402 may be configured to have a pair of imaging elements for acquiring image signals for the right eye and the left eye corresponding to 3D (dimensional) display. By performing 3D display, the surgeon 11131 can more accurately grasp the depth of the biological tissue in the surgical site.
  • 3D dimensional
  • 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 driving unit 11403 is composed of an actuator, and moves the zoom lens and focus lens of the lens unit 11401 a predetermined distance along the optical axis under the control of the camera head control unit 11405. This allows the magnification and focus of the image captured by the imaging unit 11402 to be adjusted appropriately.
  • the communication unit 11404 is configured with 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 also receives control signals for controlling the operation of the camera head 11102 from the CCU 11201, and supplies them to the camera head control unit 11405.
  • the control signals include information on the imaging conditions, such as information specifying the frame rate of the captured image, information specifying the exposure value during imaging, and/or information specifying the magnification and focus of the captured image.
  • the above-mentioned frame rate, exposure value, magnification, focus, and other imaging conditions may be appropriately specified by the user, or may be automatically set by the control unit 11413 of the CCU 11201 based on the acquired image signal.
  • 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 the operation of the camera head 11102 based on a control signal from the CCU 11201 received via the communication unit 11404.
  • the communication unit 11411 is configured with a communication device for transmitting and receiving various information to and from the camera head 11102.
  • the communication unit 11411 receives an image signal transmitted from the camera head 11102 via the transmission cable 11400.
  • the communication unit 11411 also transmits to the camera head 11102 a control signal for controlling the operation of the camera head 11102.
  • the image signal and the control signal can be transmitted by electrical communication, optical communication, etc.
  • the image processing unit 11412 performs various image processing operations on the image signal, which is the RAW data transmitted from the camera head 11102.
  • the control unit 11413 performs various controls related to the imaging of the surgical site, etc. by the endoscope 11100, and the display of the captured images obtained by imaging the surgical site, etc. For example, the control unit 11413 generates a control signal for controlling the driving of the camera head 11102.
  • the control unit 11413 also causes the display device 11202 to display the captured image showing the surgical site, etc., based on the image signal that has been image-processed by the image processing unit 11412. At this time, the control unit 11413 may recognize various objects in the captured image using various image recognition techniques. For example, the control unit 11413 can recognize surgical tools such as forceps, specific body parts, bleeding, mist generated when the energy treatment tool 11112 is used, etc., by detecting the shape and color of the edges of objects included in the captured image. When the control unit 11413 causes the display device 11202 to display the captured image, it may use the recognition result to superimpose various types of surgical support information on the image of the surgical site. By superimposing the surgical support information and presenting it to the surgeon 11131, the burden on the surgeon 11131 can be reduced and the surgeon 11131 can proceed with the surgery reliably.
  • various image recognition techniques such as forceps, specific body parts, bleeding, mist generated when the energy treatment tool 11112 is used, etc.
  • the transmission cable 11400 that connects the camera head 11102 and the CCU 11201 is an electrical signal cable that supports electrical signal communication, an optical fiber that supports optical communication, or a composite cable of these.
  • communication is performed wired using a transmission cable 11400, but communication between the camera head 11102 and the CCU 11201 may also be performed wirelessly.
  • the technology of the present disclosure can be suitably applied to, for example, the imaging unit 11402 provided in the camera head 11102 of the endoscope 11100.
  • the technology of the present disclosure it is possible to provide a high-definition endoscope 11100.
  • an imaging device has been described as an example, but the light detection device disclosed herein may be, for example, a device that receives incident light and converts the light into an electric charge.
  • the output signal may be a signal of image information or a signal of distance measurement information.
  • the light detection device imaging device
  • the light detection device may be applied to an image sensor, a distance measurement sensor, etc.
  • the optical detection device disclosed herein may also be applied as a distance measurement sensor capable of measuring distance using the Time Of Flight (TOF) method.
  • the optical detection device (imaging device) may also be applied as a sensor capable of detecting events, for example, an event-driven sensor (called an Event Vision Sensor (EVS), Event Driven Sensor (EDS), Dynamic Vision Sensor (DVS), etc.).
  • EVS Event Vision Sensor
  • EDS Event Driven Sensor
  • DVS Dynamic Vision Sensor
  • the light detection device of one embodiment of the present disclosure includes a first light guide member including a plurality of first structures, a first electrode, a second electrode, and a photoelectric conversion film provided between the first electrode and the second electrode, and includes a first photoelectric conversion element that photoelectrically converts light incident through the first light guide member. This makes it possible to realize a light detection device with good detection performance.
  • a first light guide member including a plurality of first structures; a first photoelectric conversion element having a first electrode, a second electrode provided opposite the first electrode, and a photoelectric conversion film provided between the first electrode and the second electrode, the first photoelectric conversion element performing photoelectric conversion on light incident through the first light-guiding member.
  • a second photoelectric conversion element provided adjacent to the first photoelectric conversion element and configured to perform photoelectric conversion on light incident via the first light guiding member;
  • (6) a third photoelectric conversion element provided adjacent to the first photoelectric conversion element and configured to perform photoelectric conversion on light incident via the first light guiding member;
  • the optical detection device described in (5) wherein the first light-guiding member guides light of a first wavelength to the first photoelectric conversion element, light of a second wavelength to the second photoelectric conversion element, and light of a third wavelength to the third photoelectric conversion element, of the incident light.
  • the optical fiber further includes a filter disposed above the first photoelectric conversion element, The light detection device according to any one of (1) to (6), wherein the first photoelectric conversion element performs photoelectric conversion on light incident via the first light guiding member and the filter.
  • a second light guiding member including a plurality of second structures and provided above the first photoelectric conversion element;
  • the light detection device according to any one of (1) to (7), wherein the first photoelectric conversion element performs photoelectric conversion on light incident via the first light guiding member and the second light guiding member.
  • the light detection device according to (8), wherein the second light guiding member separates the light incident via the first light guiding member.
  • the light detection device according to any one of (1) to (9), further comprising a light blocking member provided above the first electrode and having an opening through which light is incident.
  • the light blocking member is a reflective member that reflects incident light that has passed through the opening and is reflected by the first photoelectric conversion element.
  • the light detection device wherein the light blocking member is an absorbing member that absorbs incident light.
  • the light blocking member has a reflective member provided above the first electrode and an absorbing member stacked above the reflective member.
  • a pixel including the photoelectric conversion element is provided, The photodetector according to any one of (14) to (15), wherein the pixel has a light confinement structure including the light blocking member and the separation portion.
  • An optical system a light detection device that receives light transmitted through the optical system;
  • the light detection device includes: A first light guide member including a plurality of first structures;
  • An electronic device comprising: a first photoelectric conversion element having a first electrode, a second electrode provided to face the first electrode, and a photoelectric conversion film provided between the first electrode and the second electrode, the first photoelectric conversion element performing photoelectric conversion on light incident via the first light-guiding member.

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Abstract

本開示の一実施形態の光検出装置は、複数の第１構造体を含む第１導光部材と、第１電極と、前記第１電極に対向するように設けられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子とを備える。

Description

光検出装置および電子機器
　本開示は、光検出装置および電子機器に関する。
　カラーフィルタと、受光領域および電極を有する光電変換部とを有し、入射光に応じて信号電荷を生成する撮像装置が提案されている（特許文献１）。
特開２０１７－１０３４２９号公報
　光を検出する装置では、検出性能を向上させることが望ましい。
　良好な検出性能を有する光検出装置を提供することが望まれる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、複数の第１構造体を含む第１導光部材と、第１電極と、第１電極に対向するように設けられる第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子とを備える。
　本開示の一実施形態の電子機器は、光学系と、光学系を透過した光を受光する光検出装置とを備える。光検出装置は、複数の第１構造体を含む第１導光部材と、第１電極と、第１電極に対向するように設けられる第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子とを有する。
図１は、本開示の実施の形態に係る光検出装置の一例である撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 図２は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の画素の構成例を説明するための図である。 図３は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図４は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を説明するための図である。 図５は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図６Ａは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の導光部の平面構成の一例を説明するための図である。 図６Ｂは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の導光部の平面構成の一例を説明するための図である。 図７は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図８Ａは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図８Ｂは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図８Ｃは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図９は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。 図１０Ａは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を説明するための図である。 図１０Ｂは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を説明するための図である。 図１０Ｃは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を説明するための図である。 図１０Ｄは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を説明するための図である。 図１０Ｅは、本開示の実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を説明するための図である。 図１１は、本開示の変形例１に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図１２は、本開示の変形例２に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図１３は、本開示の変形例２に係る撮像装置の遮光部材の構成例を説明するための図である。 図１４は、本開示の変形例２に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図１５は、本開示の変形例２に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。 図１６は、本開示の変形例２に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。 図１７Ａは、本開示の変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図１７Ｂは、本開示の変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図１８Ａは、本開示の変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図１８Ｂは、本開示の変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。 図１９は、電子機器の構成例を示すブロック図である。 図２０Ａは、光検出システムの全体構成の一例を模式的に表したものである。 図２０Ｂは、光検出システムの全体構成の一例を模式的に表したものである。 図２１は、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。 図２２は、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。 図２３は、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２４は、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．実施の形態
　２．変形例
　３．適用例
　４．応用例
＜１．実施の形態＞
　図１は、本開示の実施の形態に係る光検出装置の一例である撮像装置の概略構成の一例を示すブロック図である。光検出装置は、入射する光を検出可能な装置である。光検出装置である撮像装置１は、例えば、光学系を透過した光を受光して信号を生成し得る。撮像装置１（光検出装置）は、光電変換部（光電変換素子）を有する複数の画素Ｐを有し、入射した光を光電変換して信号を生成するように構成される。
　各画素Ｐの光電変換部は、例えばフォトダイオードであり、光を光電変換可能に構成される。撮像装置１は、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する。画素部１００は、複数の画素Ｐが配置される画素アレイともいえる。各画素Ｐの光電変換部は、光電変換領域ともいえる。
　撮像装置１は、光学レンズを含む光学系（不図示）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、光学レンズにより形成される被写体の像を撮像し得る。撮像装置１は、受光した光を光電変換して画素信号を生成する。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は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等の電子機器に利用可能である。
　撮像装置１は、図１に示す例のように、画素部１００（画素アレイ）の周辺領域に、例えば、垂直駆動回路１１１、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等を有する。また、撮像装置１には、複数の画素駆動線Ｌｒｅａｄと、複数の垂直信号線ＶＳＬが設けられる。
　図１に示す例では、画素部１００には、水平方向（行方向）に並ぶ複数の画素Ｐにより構成される画素行ごとに、複数の画素駆動線Ｌｒｅａｄが配線される。画素駆動線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐを駆動する信号を伝えることが可能な信号線である。画素駆動線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐからの信号読み出しのための駆動信号を伝送するように構成される。
　また、画素部１００には、垂直方向（列方向）に並ぶ複数の画素Ｐにより構成される画素列ごとに、垂直信号線ＶＳＬが配線される。垂直信号線ＶＳＬは、画素Ｐからの信号を伝えることが可能な信号線である。垂直信号線ＶＳＬは、画素Ｐから出力される信号を伝送するように構成される。
　垂直駆動回路１１１は、例えば、バッファ、シフトレジスタ、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を駆動可能に構成される。垂直駆動回路１１１は、画素Ｐを駆動するための信号を生成し、画素駆動線Ｌｒｅａｄを介して画素部１００の各画素Ｐへ出力する。垂直駆動回路１１１は、例えば、選択トランジスタを制御する信号、リセットトランジスタを制御する信号等を生成し、画素駆動線Ｌｒｅａｄによって各画素Ｐに供給する。
　信号処理回路１１２は、入力される画素の信号の信号処理を実行可能に構成される。信号処理回路１１２は、例えば、負荷回路、ＡＤ(Analog Digital)変換回路、水平選択スイッチ等を有する。負荷回路は、一例として、画素Ｐの増幅トランジスタに電流を供給可能な電流源により構成される。負荷回路は、例えば、画素Ｐの増幅トランジスタと共にソースフォロア回路を構成する。
　信号処理回路１１２は、垂直信号線ＶＳＬを介して画素Ｐから読み出される信号を増幅するように構成された増幅回路部を有していてもよい。負荷回路及びＡＤ変換回路等は、例えば、複数の垂直信号線ＶＳＬの各々に対して設けられる。画素部１００の画素列ごとに、負荷回路及びＡＤ変換回路等が設けられ得る。
　垂直駆動回路１１１によって選択走査された各画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線ＶＳＬを介して信号処理回路１１２に入力される。信号処理回路１１２は、画素Ｐの信号のＡＤ変換、ＣＤＳ(Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング)等の信号処理を行う。
　水平駆動回路１１３は、例えば、バッファ、シフトレジスタ、アドレスデコーダ等によって構成される。水平駆動回路１１３は、信号処理回路１１２の水平選択スイッチを駆動可能に構成される。水平駆動回路１１３は、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。各垂直信号線ＶＳＬを通して伝送される各画素Ｐの信号は、信号処理回路１１２により信号処理が施され、水平駆動回路１１３による選択走査によって順に水平信号線１２１に出力される。
　出力回路１１４は、入力される信号に対して信号処理を行い、信号を出力するように構成される。出力回路１１４は、信号処理回路１１２から水平信号線１２１を介して順次入力される画素の信号に対して信号処理を行い、処理後の画素の信号を出力する。出力回路１１４は、例えば、バッファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正、及び各種デジタル信号処理等を行い得る。
　制御回路１１５は、撮像装置１の各部を制御可能に構成される。制御回路１１５は、半導体基板１２０の外部から与えられるクロック、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し得る。制御回路１１５は、例えば、各種のタイミング信号を生成可能に構成されたタイミングジェネレータを有する。
　制御回路１１５は、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（パルス信号、クロック信号等）に基づき、垂直駆動回路１１１、信号処理回路１１２、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。
　なお、垂直駆動回路１１１、信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、水平信号線１２１、出力回路１１４、制御回路１１５等は、半導体基板１２０に設けられていてもよいし、他の基板に設けられていてもよい。撮像装置１は、複数の基板を積層して構成された構造（積層構造）を有していてもよい。
　図２は、実施の形態に係る撮像装置の画素の構成例を説明するための図である。画素Ｐは、光電変換部１１と、読み出し回路１５とを有する。光電変換部１１（光電変換素子）は、光を受光して信号を生成するように構成される。読み出し回路１５は、光電変換された電荷に基づく信号を出力可能に構成される。
　光電変換部１１は、光電変換により電荷を生成可能に構成される。光電変換部１１は、光電変換膜２１と、上部電極２２と、下部電極２３とを含む。図２に示す例では、光電変換部１１は、光電変換膜２１を有し、入射する光を電荷に変換する。光電変換部１１は、光電変換を行って受光量に応じた電荷を生成する。光電変換部１１で光電変換されて蓄積された電荷は、下部電極２３によって、読み出し回路１５のフローティングディフュージョンＦＤに転送される。
　読み出し回路１５は、一例として、フローティングディフュージョンＦＤと、トランジスタＡＭＰと、トランジスタＳＥＬと、トランジスタＲＳＴとを有する。トランジスタＡＭＰ、トランジスタＳＥＬ、及びトランジスタＲＳＴは、それぞれ、ゲート、ソース、ドレインの端子を有するＭＯＳトランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）である。
　図２に示す例では、トランジスタＡＭＰ、トランジスタＳＥＬ、及びトランジスタＲＳＴは、それぞれＮＭＯＳトランジスタにより構成される。なお、画素Ｐのトランジスタは、必要に応じて、ＰＭＯＳトランジスタにより構成されてもよい。
　フローティングディフュージョンＦＤは、蓄積部であり、転送された電荷を蓄積可能に構成される。フローティングディフュージョンＦＤは、光電変換部１１で光電変換された電荷を蓄積し得る。フローティングディフュージョンＦＤは、転送された電荷を保持可能な保持部ともいえる。フローティングディフュージョンＦＤは、転送された電荷を蓄積し、フローティングディフュージョンＦＤの容量に応じた電圧に変換する。
　トランジスタＡＭＰは、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷に基づく信号を生成して出力するように構成される。図２に示すように、トランジスタＡＭＰのゲートは、フローティングディフュージョンＦＤと電気的に接続され、フローティングディフュージョンＦＤで変換された電圧が入力される。
　トランジスタＡＭＰのドレインは、電源電圧ＶＤＤが供給される電源線と電気的に接続され、トランジスタＡＭＰのソースは、トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線ＶＳＬと電気的に接続される。トランジスタＡＭＰは、増幅トランジスタであり、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷に基づく信号、即ちフローティングディフュージョンＦＤの電圧に基づく信号を生成し、垂直信号線ＶＳＬへ出力し得る。
　トランジスタＳＥＬは、画素の信号の出力を制御可能に構成される。トランジスタＳＥＬは、信号ＳＳＥＬにより制御され、トランジスタＡＭＰからの信号を垂直信号線ＶＳＬに出力可能に構成される。トランジスタＳＥＬは、画素の信号の出力タイミングを制御し得る。なお、トランジスタＳＥＬは、電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線とトランジスタＡＭＰとの間に設けられてもよい。また、必要に応じて、トランジスタＳＥＬを省略してもよい。
　トランジスタＲＳＴは、フローティングディフュージョンＦＤの電圧をリセット可能に構成される。図２に示す例では、トランジスタＲＳＴは、電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線と電気的に接続され、画素Ｐの電荷のリセットを実行可能に構成される。トランジスタＲＳＴは、信号ＳＲＳＴにより制御され、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷をリセットし、フローティングディフュージョンＦＤの電圧をリセットし得る。トランジスタＲＳＴは、リセットトランジスタである。
　なお、読み出し回路１５の構成は、適宜変更であり、例えば、電荷を電圧に変換する際の変換効率（ゲイン）を変更可能に構成されてもよい。例えば、読み出し回路１５は、変換効率の設定に用いる切り替えトランジスタ、容量素子等を有していてもよい。
　垂直駆動回路１１１（図１参照）は、上述した画素駆動線Ｌｒｅａｄを介して、各画素ＰのトランジスタＳＥＬ、トランジスタＲＳＴ、切り替えトランジスタ等のゲートに制御信号を供給し、トランジスタをオン状態（導通状態）又はオフ状態（非導通状態）とする。撮像装置１の複数の画素駆動線Ｌｒｅａｄには、トランジスタＳＥＬを制御する信号ＳＳＥＬを伝送する配線、トランジスタＲＳＴを制御する信号ＳＲＳＴを伝送する配線等が含まれる。
　トランジスタＳＥＬ、トランジスタＲＳＴ、及び切り替えトランジスタ等は、垂直駆動回路１１１によってオンオフ制御される。垂直駆動回路１１１は、各画素Ｐの読み出し回路１５を制御することによって、各画素Ｐから画素信号を垂直信号線ＶＳＬに出力させる。垂直駆動回路１１１は、各画素Ｐの画素信号を垂直信号線ＶＳＬへ読み出す制御を行い得る。
　図３は、実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。撮像装置１は、例えば、導光部４０が設けられる絶縁層８０と、受光層１０と、多層配線層１３０と、半導体基板１２０とを有する。なお、図３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軸方向及びＸ軸方向に直交する方向をＹ軸方向とする。以降の図において、図３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１は、導光部４０を含む絶縁層８０と、受光層１０と、多層配線層１３０と、半導体基板１２０とがＺ軸方向に積層された構成を有する。光が入射する側から、絶縁層８０と、受光層１０と、多層配線層１３０と、半導体基板１２０とが設けられている。
　絶縁層８０は、保護層であり、受光層１０に積層して設けられる。絶縁層８０は、例えば、酸化膜、窒化膜、酸窒化膜等の絶縁膜からなる保護膜（パッシベーション膜）により構成される。絶縁層８０は、酸化シリコン（ＳｉＯ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）、樹脂材料等の絶縁材料を用いて形成され得る。
　絶縁層８０は、酸化シリコン等の低屈折率の材料により構成されてもよく、検出対象とする波長域の光を透過する他の材料により構成されてもよい。なお、保護層である絶縁層８０は、平坦化層（平坦化膜）ともいえる。
　受光層１０は、複数の光電変換部１１を有する。各画素Ｐの光電変換部１１は、入射する光を吸収して電荷を生成し得る。各画素Ｐの光電変換部１１（光電変換素子）は、図３に示す例のように、光電変換膜２１と、上部電極２２と、下部電極２３とを含む。また、光電変換部１１は、バッファ層２５を有し得る。
　光電変換膜２１は、光電変換により電荷を生成可能に構成される。光電変換膜２１は、入射する光を光電変換し、受光量に応じた電荷を生成し得る。光電変換膜２１は、光電変換層ともいえる。光電変換膜２１（光電変換層）は、例えば、量子ドットを有し、赤外光を受光して電荷を生成するように構成される。光電変換膜２１は、量子ドット層（ＱＤ層）ともいえる。
　撮像装置１では、一例として、各画素Ｐに、量子ドットを用いて構成される光電変換膜２１が設けられる。例えば、光電変換膜２１は、ナノ粒子の集合体を含んで構成され得る。ナノ粒子としては、ＰｂＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＴｅ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＳｂ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ等が挙げられる。
　光電変換膜２１は、例えば、近赤外（ＮＩＲ）、短波赤外（ＳＷＩＲ）等の波長域の光を光電変換して電荷を生成するように構成される。光電変換膜２１は、可視光を受光して電荷を生成するように構成されてもよい。光電変換膜２１は、無機材料を用いて構成されてもよく、有機材料を用いて構成されてもよい。
　光電変換膜２１として、有機材料からなる光電変換膜を設けるようにしてもよい。また、光電変換膜２１として、無機材料からなる光電変換膜を配置してもよい。光電変換膜２１は、例えば、有機半導体膜により構成されてもよいし、非晶質シリコン膜により構成されてもよい。光電変換膜２１の材料は、例えば、計測対象となる入射光の波長域に応じて選択され得る。
　上部電極２２は、複数の画素Ｐの光電変換膜２１に共通の電極であり、例えば、光電変換膜２１の一方の面側に設けられる。下部電極２３は、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に、光電変換膜２１の他方の面側に設けられる。上部電極２２及び下部電極２３は、互いに対向するように設けられ得る。
　上部電極２２及び下部電極２３は、光電変換膜２１を挟んで配置される。図３に示す例では、下部電極２３は、バッファ層２５の一部と光電変換膜２１の一部を挟んで、上部電極２２に対向して設けられる。上部電極２２は、光電変換膜２１の上部の電極であり、下部電極２３は、光電変換膜２１の下部の電極である。
　上部電極２２は、複数の画素Ｐに対して共通の電極であり、共通電極ともいえる。下部電極２３は、光電変換膜２１で変換された電荷の読み出しに用いる電極であり、読み出し電極ともいえる。下部電極２３の周囲には、多層配線層１３０の絶縁膜１３１が設けられる。上部電極２２及び下部電極２３は、それぞれ互いに異なる配線、電極等を介して、例えば、半導体基板１２０に設けられた回路と電気的に接続される。
　上部電極２２及び下部電極２３は、例えば、それぞれ、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）等により構成される。上部電極２２及び下部電極２３は、他の酸化スズ系材料、酸化亜鉛系材料等を用いて構成されてもよく、他の透明導電材料を用いて構成されてもよい。なお、下部電極２３は、光を反射する他の金属材料により構成されてもよい。
　バッファ層２５は、光電変換膜２１と下部電極２３との間に設けられる。バッファ層２５は、例えば、酸化物半導体により構成され、光電変換膜２１に対向するように配置される。バッファ層２５は、光電変換膜２１と下部電極２３とに接合される。下部電極２３は、バッファ層２５と電気的に接続されている。バッファ層２５の一部は、多層配線層１３０の絶縁膜１３１上に設けられている。バッファ層２５は、光電変換膜２１で光電変換された電荷の蓄積および輸送（転送）に用いる層であり、キャリア輸送層（又は電荷輸送層）とも称される。
　なお、バッファ層２５は、有機半導体材料を用いて形成されてもよい。また、バッファ層２５は、量子ドット（ナノ粒子）を用いて構成されてもよい。バッファ層２５の材料は、例えば、光電変換膜２１の材料、下部電極２３の材料、キャリア（信号電荷）等に応じて選択され得る。光電変換膜２１と上部電極２２との間に、バッファ層を設けるようにしてもよい。
　撮像装置１は、光電変換膜２１及び下部電極２３間に設けられるバッファ層２５（下部バッファ層）と、光電変換膜２１及び上部電極２２間に設けられるバッファ層（上部バッファ層）とを有していてもよい。なお、必要に応じて、バッファ層を省略してもよい。
　撮像装置１は、図３に示すように、保護膜８５を有する。保護膜８５は、上部電極２２の上に設けられる。保護膜８５は、パッシベーション膜であり、上部電極２２の表面全体を覆うように形成され得る。保護膜８５は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）等により構成され得る。保護膜８５は、他の絶縁材料を用いて構成されてもよい。保護膜８５は、光電変換部１１を覆う封止部材（封止部）ともいえる。
　多層配線層１３０は、例えば、導体膜および絶縁膜を含み、複数の配線およびビア（ＶＩＡ）等を有する。多層配線層１３０は、半導体基板１２０に積層して設けられる。多層配線層１３０は、複数の配線が絶縁膜を間に積層された構成を有する。図３に示す例では、多層配線層１３０は、絶縁膜１３１及び絶縁膜１３２を含む。多層配線層１３０の絶縁膜は、層間絶縁膜（層間絶縁層）ともいえる。
　多層配線層１３０の配線は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料を用いて形成される。多層配線層１３０の配線は、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）、その他の導電材料を用いて構成されてもよい。層間絶縁膜は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ）、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）等を用いて形成される。
　半導体基板１２０は、例えば、Ｓｉ（シリコン）基板により構成される。半導体基板１２０は、半導体層ともいえる。半導体基板１２０は、ＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板、ＳｉＧｅ（シリコンゲルマニウム）基板、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）基板等であってもよく、他の半導体材料を用いて形成されてもよい。
　半導体基板１２０及び多層配線層１３０には、例えば、上述した読み出し回路１５が、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に設けられる。上述した垂直駆動回路１１１、信号処理回路１１２、水平駆動回路１１３、出力回路１１４、制御回路１１５等は、半導体基板１２０及び多層配線層１３０、又は、半導体基板１２０とは別の基板に設けられ得る。なお、半導体基板１２０と多層配線層１３０の一部又は全部とを併せて、半導体基板１２０ということもできる。
　撮像装置１の画素Ｐは、配線３１及び電極３２を有する。配線３１及び電極３２は、光電変換部１１で変換された電荷の読み出しに用いる配線及び電極である。配線３１は、一例として、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）等の金属材料を用いて構成される。配線３１の周囲には、多層配線層１３０の絶縁膜１３１が設けられる。なお、図３に示す例では、絶縁膜１３１は、下部電極２３を覆うように形成される。
　配線３１は、絶縁膜１３１内において下部電極２３と電気的に接続され、絶縁膜１３２内において電極３２と電気的に接続される。電極３２は、例えば、銅、アルミニウム等の金属材料を用いて構成される。電極３２の周囲には、多層配線層１３０の絶縁膜１３２が設けられる。図３に示す例では、絶縁膜１３２は、電極３２を覆うように形成される。下部電極２３は、絶縁膜１３１内および絶縁膜１３２内に設けられた配線３１を介して、電極３２と電気的に接続される。
　撮像装置１では、配線３１及び電極３２等によって、光電変換部１１の下部電極２３と、半導体基板１２０に設けられた読み出し回路１５とが電気的に接続される。光電変換部１１で光電変換されて蓄積された電荷は、配線３１及び電極３２等を介して、読み出し回路１５のフローティングディフュージョンＦＤに転送される。
　撮像装置１には、図３に示す例のように、分離部５０が設けられる。分離部５０は、隣り合う複数の光電変換部１１の間に形成され、光電変換部１１間を分離する。分離部５０は、例えば、隣り合う複数の画素Ｐの境界に設けられるトレンチ（溝部）を用いて構成される。分離部５０は、画素分離壁（又は導光壁）ともいえる。
　分離部５０は、例えば、上部電極２２と光電変換膜２１とバッファ層２５とを貫通するように設けられる。分離部５０が設けられることで、画素Ｐの光電変換部１１で光電変換された電荷が周囲の画素Ｐへ漏れることが抑制される。また、周囲の画素Ｐに光が漏れることを抑制することができる。
　分離部５０のトレンチ内には、一例として、絶縁膜、例えば酸化アルミニウム膜（Ａｌ２Ｏ３）、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２）等が設けられる。分離部５０は、低屈折率を有する他の絶縁材料を用いて形成されてもよい。また、分離部５０は、複数の膜を積層して構成されてもよい。分離部５０のトレンチ内に、空隙（空洞）を設けるようにしてもよい。分離部５０のトレンチ内に低屈折率材料等が設けられることで、周囲の画素Ｐに光が漏れることを効果的に抑制することができる。
　図４は、実施の形態に係る撮像装置の平面構成の一例を説明するための図である。撮像装置１では、図４に示す例のように、平面視において各画素Ｐの光電変換部１１をそれぞれ囲むように、複数の分離部５０が形成され得る。図４に示す例のように、撮像装置１では、光電変換部１１の周囲に、複数の分離部５０が離散的に設けられる。このため、各画素Ｐの共通電極となる上部電極２２が分離（分断）されることを回避することができる。
　撮像装置１は、図３に示すように、導光部４０（導光部材）を有する。導光部４０は、例えば、図３に示す例のように、光電変換部１１の上方に設けられる。導光部４０は、構造体４１を有し、入射した光を光電変換部１１側へ導光するように構成される。
　撮像装置１の各画素Ｐの導光部４０には、計測対象である被写体からの光が入射する。例えば、導光部４０の複数の構造体４１には、撮像レンズ等の光学系を透過した光が入射する。構造体４１は、入射する光の所定波長以下の大きさの構造体である。
　構造体４１は、ナノ構造体であり、例えば赤外光の波長域以下の大きさを有する。構造体４１は、短波赤外光の波長域以下の大きさを有していてもよい。また、構造体４１は、近赤外光の波長域以下の大きさを有していてもよく、可視光の波長域以下の大きさを有していてもよい。
　構造体４１は、例えば、柱状（ピラー状）の構造体である。構造体４１は、一例として、円柱状の形状を有する。なお、導光部４０の構造体４１の形状は、適宜変更可能であり、平面視において円形または四角形の形状であってもよい。構造体４１の形状は、多角形、楕円、十字形、又はその他の形状であってもよい。
　撮像装置１では、絶縁層８０に複数の構造体４１が設けられる。絶縁層８０は、充填部材として、隣り合う複数の構造体４１の間を充填するように設けられる。絶縁層８０の絶縁膜（充填部材）は、上述のようにシリコン酸化膜及び樹脂材料等であり、複数の構造体４１の間に埋め込まれている。絶縁層８０の絶縁膜は、構造体４１を覆うように形成され得る。構造体４１は、絶縁層８０内に設けられ、絶縁層８０の一部に置換して配置されるともいえる。
　導光部４０（導光部材）は、ナノ構造体である構造体４１を利用し、光を光電変換部１１へ伝搬させる。構造体４１は、微細構造体、メタアトム、ナノアトム、ナノポスト等とも称される。導光部４０は、光を導光（伝搬）する光学素子（光学部材）である。導光部４０（導光部材）は、光を導光可能な導光素子といえる。
　導光部４０は、例えば、光を分光する分光素子（分光部）として構成される。導光部４０は、入射する光に位相遅延を与え、図５において矢印で模式的に示す例のように、光を分光するように構成され得る。導光部４０は、例えば、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に設けられる。
　導光部４０の構造体４１は、図３及び図５等に示す例では、ピラー（柱状部材）であり、光電変換部１１の上部電極２２の上方に位置する。複数の構造体４１は、絶縁層８０の一部を挟んで、Ｘ軸方向に互いに並んで配置される。例えば、図６Ａまたは図６Ｂに示す例のように、導光部４０の複数の構造体４１は、平面視において、Ｘ軸方向と、Ｘ軸方向に交差するＹ軸方向に並んで設けられ得る。
　撮像装置１の各画素Ｐでは、入射光の所定波長以下、例えば赤外光の波長以下の間隔で、複数の構造体４１が配置され得る。撮像装置１では、一例として、図６Ａまたは図６Ｂに模式的に示す例のように、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において、短波赤外光の波長域以下の間隔で、複数の構造体４１が設けられ得る。なお、近赤外光（又は可視光）の波長域以下の間隔で、複数の構造体４１を配置するようにしてもよい。
　導光部４０の構造体４１は、隣の媒質の屈折率とは異なる屈折率を有する。図３に示す例では、構造体４１は、絶縁層８０の屈折率とは異なる屈折率を有する。構造体４１は、構造体４１の周囲に形成される絶縁層８０の絶縁膜の屈折率とは異なる屈折率を有する。
　導光部４０の構造体４１は、例えば、絶縁層８０の屈折率より高い屈折率を有する。構造体４１は、絶縁層８０の絶縁膜（シリコン酸化膜等）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得る。構造体４１は、赤外領域において低い消衰係数を有する材料から構成されてもよい。構造体４１は、例えば、アモルファスシリコン（ａ－Ｓｉ）を用いて構成される。構造体４１は、シリコン（Ｓｉ）、ポリシリコン（Ｐｏｌｙ－Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等を用いて構成されてもよい。
　構造体４１は、チタン（Ｔｉ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、インジウム（Ｉｎ）等の単体、酸化物、窒化物、酸窒化物、或いは、これらの複合物から構成されてもよい。例えば、構造体４１は、酸化チタン（ＴｉＯ）等の金属化合物（金属酸化物、金属窒化物等）により構成され得る。
　構造体４１の材料は、計測対象となる入射光の波長域、周囲の媒質との屈折率差に応じて選択され得る。構造体４１は、例えば、上述したような高屈折率材料により構成され、高屈折率部ともいえる。また、絶縁層８０は、低屈折率部ともいえる。なお、導光部４０の各構造体４１は、無機材料を用いて構成されてもよく、有機材料を用いて構成されてもよい。
　構造体４１は、一例として、シロキサンなどの有機物から構成されてもよい。例えば、構造体４１は、シロキサン系樹脂、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等を用いて構成されてもよい。また、これらの樹脂のいずれかにフッ素を含有した材料により、構造体４１が構成されてもよい。これらの樹脂のいずれかに、その樹脂よりも高い屈折率を有するビーズ（フィラー）を内填した材料を用いて、構造体４１を形成してもよい。
　導光部４０は、構造体４１とそれらの周囲の媒質との屈折率差によって、入射する光に位相遅延を生じさせ、波面に影響を与えることができる。導光部４０は、例えば、構造体４１と、構造体４１の周囲の絶縁層８０の絶縁膜とによって入射光に対して位相遅延を与えることで、光の伝搬方向を調整し得る。導光部４０は、光の波長に応じて異なる位相遅延量を与えることによって光の伝搬方向を調整し、入射光を各波長域の光に分離することが可能となる。
　入射光に含まれる任意の波長域の光が所望の方向に進むように、複数の構造体４１の材料（材料の光学定数）、大きさ（サイズ）、ピッチ（配置間隔）、形状などが定められる。図３に示す例では、導光部４０の構造体４１の材料（屈折率）、大きさ（幅、高さ等）、ピッチ、形状等が設定され得る。
　導光部４０は、メタマテリアル（メタサーフェス）技術を利用した光学素子である。導光部４０は、例えば、入射する光を分光可能な分光部（分光素子）として構成され、スプリッター（カラースプリッター）ともいえる。導光部４０（又は導光部４０が設けられた層）は、波長分離層（又はメタサーフェス層）ともいえる。導光部４０は、光をリダイレクトするように構成された光学素子ともいえる。
　導光部４０による各波長の光の伝搬方向は、構造体４１の素材、形状、高さ、配置位置等によって調整可能である。例えば、検出対象とする特定の波長帯の光が所望の画素Ｐの光電変換部１１へ分岐して進むように、構造体４１の素材、大きさ、配置位置等が定められる。導光部４０は、構造体４１によって入射光を分光する領域（分光領域）ともいえる。
　導光部４０は、複数の波長域の光、例えば第１の波長域～第３の波長域の光にそれぞれ異なる位相遅延を与える。これにより、撮像装置１では、導光部４０に入射した光を、第１の波長域の光、第２の波長域の光、及び第３の波長域の光に分けることが可能となる。一例として、撮像装置１は、導光部４０に入射した光から、第１の波長域の光としてＮＩＲ光（例えば９４０ｎｍの波長の光）、第２の波長域の光としてＳＷＩＲ光（例えば１４５０ｎｍの波長の光）を分けるように構成されてもよい。
　また、例えば、導光部４０は、入射光から、第１の波長域の光としてＮＩＲ光、第２の波長域の光としてＳＷＩＲ光、第３の波長域の光として可視光を分けるように構成されてもよい。導光部４０は、入射光から第１の波長域～第４の波長域の光、一例として４つ波長域の赤外光を分離するように構成されてもよい。
　なお、導光部４０は、画素Ｐ毎に設けられてもよく、複数の画素Ｐ毎、即ち所定数の画素Ｐ毎に設けられてもよい。例えば、図７に示す例のように、導光部４０は、隣り合う複数の画素Ｐに対して設けられてもよい。図７に示す例では、導光部４０の少なくとも一部は、絶縁層８０において隣り合う複数の画素Ｐの境界に配置されている。
　図８Ａは、実施の形態に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。図８Ａでは、撮像装置１に設けられる導光部４０を模式的に図示している。図８Ａに示す例では、隣り合う２つの画素Ｐに対して、１つの導光部４０が設けられる。なお、左右方向に隣り合う２つの画素Ｐ毎に導光部４０が配置されてもよく、上下方向に隣り合う２つの画素Ｐ毎に導光部４０が配置されてもよい。
　導光部４０は、例えば、図８Ａにおいて矢印で模式的に示すように、入射する光のうち第１の波長域の光（例えば近赤外光）を、隣り合う２つの画素Ｐのうちの一方の画素Ｐの光電変換部１１へ導くように構成される。また、導光部４０は、入射する光のうち第２の波長域の光（例えば短波赤外光）を、隣り合う２つの画素Ｐのうちの他方の画素Ｐの光電変換部１１へ伝搬するように構成される。
　図８Ａに示す例では、「１」が付された画素Ｐ（画素Ｐ１と称する）の光電変換部１１は、導光部４０を介して入射する第１の波長域の光を受光する。また、「２」が付された画素Ｐ（画素Ｐ２と称する）の光電変換部１１は、導光部４０を介して入射する第２の波長域の光を受光する。
　撮像装置１では、画素Ｐ１の光電変換部１１は、第１の波長域の光（例えば近赤外光）を受光して光電変換を行い、受光量に応じた電荷を生成し得る。また、画素Ｐ２の光電変換部１１は、導光部４０を介して入射する第２の波長域の光（例えば短波赤外光）を受光して光電変換を行い、受光量に応じた電荷を生成し得る。
　こうして、撮像装置１は、波長域毎の光量に応じた画素信号、例えば赤外光の波長域毎の画素信号を得ることができる。一例として、各画素Ｐ１における光電変換によって得られる画素信号を用いて、ＮＩＲ画像を生成することができる。また、各画素Ｐ２における光電変換によって得られる画素信号を用いて、ＳＷＩＲ画像を生成することができる。赤外光の波長域毎の赤外画像（例えばＮＩＲ画像、ＳＷＩＲ画像）を得ることが可能となる。
　なお、導光部４０の数および配置は、上述した例に限られず、適宜変更可能である。例えば、導光部４０を、図８Ｂに示すように配置してもよい。図８Ｂに示す例では、「１」が付された画素Ｐ１に、導光部４０が設けられる。なお、「２」が付された画素Ｐ２に、導光部４０を配置するようにしてもよい。
　画素Ｐ１の導光部４０は、例えば、入射光のうちの第１の波長域の光を、その画素Ｐ１の光電変換部１１へ導くように構成される。また、画素Ｐ１の導光部４０は、図８Ｂにおいて矢印で模式的に示すように、入射光のうちの第２の波長域の光を、画素Ｐ１の周囲の各画素Ｐ２の光電変換部１１へ伝搬するように構成される。
　撮像装置１は、画素Ｐ１の光電変換部１１による光電変換によって得られる画素信号と、画素Ｐ２の光電変換部１１による光電変換によって得られる画素信号を生成し得る。撮像装置１は、第１の波長域の光の受光量に基づく画素信号と、第２の波長域の光の受光量に基づく画素信号とを同時に得ることが可能となる。各画素Ｐ１の画素信号および各画素Ｐ２の画素信号を用いて、例えばＮＩＲ画像、ＳＷＩＲ画像を生成することが可能となる。
　図８Ｃは、実施の形態に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。「１」が付された画素Ｐ１、「２」が付された画素Ｐ２、及び「３」が付された画素Ｐ３の３つの画素に対して、導光部４０が設けられる。図８Ｃに示す例では、「２」が付された画素Ｐ２に、導光部４０が配置されている。なお、画素Ｐ１と画素Ｐ２と画素Ｐ３を配置する割合は、図８Ｃに示す例に限られず、適宜変更可能である。
　画素Ｐ２の導光部４０は、例えば、図８Ｃにおいて矢印で模式的に示すように、入射光のうちの第１の波長域の光（例えば近赤外光）を、画素Ｐ１の光電変換部１１へ導くように構成される。また、画素Ｐ２の導光部４０は、入射光のうち、第２の波長域の光（例えば短波赤外光）をその画素Ｐ２の光電変換部１１へ、第３の波長域の光（例えば可視光）を画素Ｐ３の光電変換部１１へそれぞれ導くように構成される。
　撮像装置１は、画素Ｐ１の光電変換部１１による光電変換によって得られる画素信号、画素Ｐ２の光電変換部１１による光電変換によって得られる画素信号、及び画素Ｐ３の光電変換部１１による光電変換によって得られる画素信号を生成し得る。撮像装置１は、第１の波長域の光の受光量に基づく画素信号と、第２の波長域の光の受光量に基づく画素信号と、第３の波長域の光の受光量に基づく画素信号とを同時に得ることが可能となる。
　こうして、撮像装置１は、例えば、赤外光の波長域毎の光量に応じた画素信号と、可視光の光量に応じた画素信号とを同時に得ることが可能となる。各画素Ｐ１の画素信号、各画素Ｐ２の画素信号、各画素Ｐ３の画素信号を用いて、例えばＮＩＲ画像、ＳＷＩＲ画像、可視画像（例えばＲＧＢ画像）を生成することが可能となる。
　撮像装置１では、上述のように、構造体４１を有する導光部４０が設けられる。これにより、任意の波長域の光を、光電変換部１１側へ適切に導光することができる。各画素Ｐの光電変換部１１は、検出対象とする波長帯域の光を効率よく受光して光電変換を行い得る。検出対象の波長域の光に対する感度が低下することを抑制することが可能となる。
　本実施の形態では、入射光を分光する導光部４０が設けられることで、複数の波長域の光を検出することができる。例えば、上述した画素Ｐ１、画素Ｐ２、及び画素Ｐ３によって、第１の波長光、第２の波長光、及び第３の波長光を検出することが可能となる。一例として、ＮＩＲ光（例えば９４０ｎｍの波長の光）、ＳＷＩＲ光（例えば１４５０ｎｍのの波長の光）、及び可視光を同時にセンシングすることができる。
　撮像装置１は、波長分離層（メタサーフェス層）である導光部４０によって、赤外光を波長に応じて分光することができる。特定の波長域の赤外光を選択的に透過するために多層干渉膜からなるカラーフィルタを画素Ｐ毎に設ける場合と比較して、斜入射光に対する特性を改善することが可能となる。撮像装置１の高背化に起因する斜入射特性の悪化を防ぐことが可能となる。
　また、多層干渉膜からなるカラーフィルタを設ける場合と比較して、ダストを低減することができ、例えば撮像装置１の光学特性が悪化することを抑制することが可能となる。さらに、製造工程における工程数の削減を見込むことができ、撮像装置１の製造コストの増大を抑制することが可能となる。
　本実施の形態では、高屈折率材料を用いて構成される導光部４０によって、画素Ｐの周辺画素から、検出対象の光を光電変換部１１へ集光させることができる。複数の画素Ｐから光取り込みを行うことができ、量子効率（ＱＥ）を向上させることが可能となる。光を吸収するカラーフィルタを用いて分光を行う場合と比較して、入射光に対する感度の低下を抑制することが可能となる。
　図９は、実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を示す図である。撮像装置１は、図９に示すように、上述した半導体基板１２０を備える。半導体基板１２０は、対向する第１面１１Ｓ１及び第２面１１Ｓ２を有する。第２面１１Ｓ２は、第１面１１Ｓ１とは反対側の面である。半導体基板１２０は、例えば、シリコン基板により構成される。
　半導体基板１２０には、図２を用いて上述した読み出し回路１５が設けられる。光電変換部１１の下部電極２３は、フローティングディフュージョンＦＤとトランジスタＡＭＰのゲート部に電気的に接続される。光電変換部１１は、半導体基板１２０の上方に配置されている。ここで、半導体基板１２０における光入射面を上方とし、半導体基板１２０の反対側を下方とする。
　光電変換部１１の下部電極２３は、多層配線層１３０の絶縁膜１３１上に形成されている。下部電極２３上には、バッファ層２５と、光電変換膜２１と、上部電極２２とが形成されている。上部電極２２を含む全面には、絶縁層８０（保護層）が形成されている。複数の構造体４１を有する導光部４０は、絶縁層８０に設けられている。
　半導体基板１２０の第１面１１Ｓ１側には、素子分離領域７５と酸化膜７６が形成されている。また、半導体基板１２０の第１面１１Ｓ１側には、読み出し回路１５のトランジスタＲＳＴ、トランジスタＡＭＰ、トランジスタＳＥＬ、フローティングディフュージョンＦＤ等が設けられている。
　トランジスタＲＳＴは、ゲート部７１、チャネル形成領域７１Ａ、及び、ソース／ドレイン領域７１Ｂ，７１Ｃを有する。トランジスタＲＳＴのソース／ドレイン領域７１Ｃは、フローティングディフュージョンＦＤを兼ねている。また、他方のソース／ドレイン領域７１Ｂは、電源電圧ＶＤＤが供給される電源線に電気的に接続される。
　光電変換部１１の下部電極２３は、配線３１、電極３２、及び配線３５を介して、トランジスタＲＳＴの一方のソース／ドレイン領域７１Ｃ（フローティングディフュージョンＦＤ）に電気的に接続されている。
　トランジスタＡＭＰは、ゲート部７２、チャネル形成領域７２Ａ、及び、ソース／ドレイン領域７２Ｂ，７２Ｃを有する。ゲート部７２は、配線３５を介して、下部電極２３及びトランジスタＲＳＴの一方のソース／ドレイン領域７１Ｃ（フローティングディフュージョンＦＤ）に接続されている。また、一方のソース／ドレイン領域７２Ｂは、トランジスタＲＳＴを構成する他方のソース／ドレイン領域７１Ｂと、領域を共有しており、電源電圧ＶＤＤが供給される電源線に接続されている。
　トランジスタＳＥＬは、ゲート部７３、チャネル形成領域７３Ａ、及び、ソース／ドレイン領域７３Ｂ，７３Ｃを有する。一方のソース／ドレイン領域７３Ｂは、トランジスタＡＭＰを構成する他方のソース／ドレイン領域７２Ｃと、領域を共有しており、他方のソース／ドレイン領域７３Ｃは、垂直信号線ＶＳＬに接続される。
　図１０Ａ～図１０Ｅは、実施の形態に係る撮像装置の製造方法の一例を説明するための図である。まず、図１０Ａに示すように、光電変換膜２１、上部電極２２、及び保護膜８５等を形成し、保護膜８５上に絶縁層８０を成膜する。
　次に、図１０Ｂに示すように、リソグラフィ及びエッチングにより、絶縁層８０上にレジスト膜１４０を形成する。そして、図１０Ｃに示すように、ドライエッチングによって、絶縁層８０を選択的に除去する。さらに、図１０Ｄに示すように、絶縁層８０における選択的に除去された部分に対して、例えばａ－Ｓｉ膜１５０（アモルファスシリコン膜）を埋め込み形成する。
　次に、図１０Ｅに示すように、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によってａ－Ｓｉ膜１５０の不要な部分を除去することで、導光部４０の構造体４１が形成される。以上のような製造方法によって、図３等に示す撮像装置１を製造することができる。なお、上述した製造方法は、あくまでも一例であって、他の製造方法を採用してもよい。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る光検出装置は、複数の第１構造体（構造体４１）を含む第１導光部材（導光部４０）と、第１電極（例えば上部電極２２）と、第１電極に対向するように設けられる第２電極（例えば下部電極２３）と、第１電極と第２電極との間に設けられる光電変換膜（光電変換膜２１）とを有し、第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子（光電変換部１１）とを備える。
　本実施の形態に係る光検出装置（撮像装置１）では、光電変換部１１の上方に、構造体４１を有する導光部４０が設けられる。このため、検出対象とする波長域の光を光電変換部１１へ適切に導くことができる。良好な検出性能を有する光検出装置を実現することが可能となる。例えば、撮像装置１は、導光部４０によって入射光を分光し、赤外光の波長域毎の光を検出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。
＜２．変形例＞
（２－１．変形例１）
　図１１は、本開示の変形例１に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。撮像装置１は、光を選択的に透過するフィルタ９０を有していてもよい。フィルタ９０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ように構成される。フィルタ９０は、受光層１０の上方に設けられ得る。フィルタ９０を有する画素Ｐの光電変換部１１は、導光部４０とフィルタ９０とを介して入射する光を光電変換し得る。
　フィルタ９０は、一部の波長帯（例えば近赤外光の波長域）の光を吸収するフィルタ（例えばNIR-Cut filter）であってよい。また、フィルタ９０として、赤外光を透過するフィルタ（近赤外光（ＮＩＲ光）を透過するフィルタ、短波赤外光（ＳＷＩＲ光）を透過するフィルタ等）を配置してもよい。
　フィルタ９０は、ＲＧＢのカラーフィルタ、補色系のカラーフィルタ等であってもよい。例えば、フィルタ９０は、画素Ｐ毎または複数の画素Ｐ毎に、絶縁層８０内に設けられ得る。本変形例では、フィルタ９０が設けられることで、検出対象とする波長域の光を適切に導光することが可能となり、光検出の精度の低下を抑制することが可能となる。
（２－２．変形例２）
　図１２は、変形例２に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。本変形例に係る撮像装置１では、図１２に示す例のように、遮光部材６０が設けられる。撮像装置１は、複数の開口部６５が設けられた遮光部材６０を有する。開口部６５は、導光部４０からの光が入射する開口（ホール）である。図１２に示す例では、画素Ｐ毎に、光電変換部１１の上方に、１つの開口部６５を有する遮光部材６０が配置されるともいえる。
　遮光部材６０は、光を遮る部材により構成された遮光部（遮光膜）であり、上部電極２２の上方に設けられる。図１２に示す例では、遮光部材６０は、絶縁層８０（保護層）に設けられ、上部電極２２の上に位置する。遮光部材６０は、絶縁層８０の一部に置換して配置されるともいえる。絶縁層８０は、遮光部材６０を覆うように形成され、開口部６５を充填するように設けられる。
　遮光部材６０の開口部６５は、一例として、図１３に示すように、平面視において四角形（例えば正方形）の形状を有していてもよい。また、例えば、開口部６５は、平面視において、円形状を有していてもよい。なお、開口部６５の形状は、適宜変更可能であり、矩形、楕円形、その他の形状であってもよい。
　図１２に示す例では、遮光部材６０は、入射光を反射する反射部材６１と、入射光を吸収する吸収部材６２により構成される。遮光部材６０は、反射部材６１と吸収部材６２とが積層された構成を有する。反射部材６１は、光が入射する方向において、上部電極２２の上に位置する。吸収部材６２は、反射部材６１の上方に積層される。
　反射部材６１は、例えば導光部４０から開口部６５を通過した光のうち、光電変換部１１で反射されて入射する光を反射する。反射部材６１は、一例として、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）等の金属材料により構成される。反射部材６１は、開口部６５を通過して光電変換部１１で反射された入射光を、光電変換部１１側へ反射する。なお、反射部材６１は、低屈折率を有する他の材料を用いて形成されてもよい。
　撮像装置１では、遮光部材６０の開口部６５が小さいとケラレ等のために光電変換部１１への入射光の光量が低下し、開口部６５が大きいと所望の光閉じ込め性能が得られない傾向がある。そこで、図１２に示すように、例えば、開口部６５の幅Ｗ１は、画素Ｐの幅Ｗ２に対して、３０％以上７５％以下の範囲内であってよい。また、例えば、開口部６５の幅Ｗ１は、画素Ｐの幅Ｗ２に対して、３５％以上７０％以下の範囲内としてもよい。
　導光部４０を含む絶縁層８０、光電変換部１１等の積層方向（図１２ではＺ軸方向）と直交する方向における開口部６５の面積は、画素Ｐの面積に対して、４％以上５６％以下の範囲内としてもよい。また、例えば、開口部６５の面積は、画素Ｐの面積に対して、１０％以上５０％以下の範囲内としてもよい。このように撮像装置１を構成することにより、光閉じ込め性能を向上させることができ、量子効率を向上させることが可能となる。
　上述したように、撮像装置１の各画素Ｐでは、光電変換部１１の上部電極２２の上に、開口部６５を有する反射部材６１が設けられる。このため、下部電極２３で反射された光の一部は反射部材６１によって反射され、光電変換部１１に入射（再入射）させることができる。光電変換部１１へ効率よく光を導くことができ、量子効率（ＱＥ）を向上させることができる。入射光に対する感度を向上させることが可能となる。
　吸収部材６２は、光を吸収する材料により構成され、入射した光を吸収する。吸収部材６２は、例えばタングステン（Ｗ）、ブラックフィルタ等により構成され、開口部６５の周囲に入射する不要な光を吸収し得る。なお、吸収部材６２は、光を吸収する他の金属材料を用いて形成されてもよく、他のカラーフィルタを用いて構成されてもよい。
　仮に、撮像装置１が吸収部材６２を有しない場合、入射光の一部が画素Ｐで反射され、導光部４０等で反射されて戻り、その画素Ｐの周辺の画素Ｐに入射するおそれがある。不要な光が周辺の画素Ｐの光電変換部１１に漏れ込み、混色が発生することが考えられる。反射光に起因するノイズが画素信号に混入し、反射光に起因する欠陥が画像に生じるおそれがある。このようなノイズ及び画像中の欠陥は、フレアとも呼ばれる。
　撮像装置１では、光電変換部１１の上方に、開口部６５を有する吸収部材６２が設けられ得る。このため、不要な反射光が生じることを抑制し、混色が生じることを抑制することができる。また、フレアが生じることを抑制し、画像の画質低下を防ぐことが可能となる。
　撮像装置１の各画素Ｐでは、上述したように、例えば、光電変換部１１の上方に遮光部材６０が設けられ、光電変換部１１の四方に分離部５０が設けられる。画素Ｐは、遮光部材６０と分離部５０とを含む光閉じ込め構造を有する。遮光部材６０は、光電変換部１１の上方に位置し、蓋部ともいえる。
　画素Ｐが光閉じ込め構造を有することで、図１４において矢印で模式的に示すように、下部電極２３で反射した光を、反射部材６１又は分離部５０にて反射し、入射光の光路長を長くすることができる。このため、光電変換膜２１における光の吸収量を増加させ、量子効率を改善させることが可能となる。
　このように、本変形例に係る撮像装置１では、画素Ｐの光電変換部１１は、導光部４０から開口部６５を介して入射した光を、効率よく吸収して光電変換を行うことができる。画素Ｐにおける量子効率を向上させることが可能となる。また、画素間において混色が生じることを抑制することができる。
　下部電極２３の周囲の絶縁膜１３１は、バッファ層２５の屈折率よりも低い屈折率を有する材料により構成されてもよい。絶縁膜１３１は、例えば、ＴＥＯＳ、フッ素を含有した樹脂材料、フィラーを含有した材料等を用いて構成され得る。絶縁膜１３１は、フッ素を含有する低屈折率の材料を用いて形成されてもよく、低い屈折率を有するフィラーを含有する材料により構成されてもよい。また、絶縁膜１３１は、電気絶縁性を有する他の低屈折率の樹脂材料を用いて構成されてもよい。
　撮像装置１では、低屈折率を有する絶縁膜１３１が設けられることで、例えば、開口部６５を透過して絶縁膜１３１の方へ進んだ光を、絶縁膜１３１によって光電変換部１１側へ反射させることができる。下部電極２３の外側に入射する光も、光電変換膜２１に再入射させることが可能となる。光閉じ込め性能を向上させることができ、量子効率を向上させることが可能となる。
　図１５及び図１６は、変形例２に係る撮像装置の別の構成例を説明するための図である。遮光部材６０を、反射部材６１及び吸収部材６２の一方のみを有する構成としてもよい。例えば、図１５に示す例のように、反射部材６１のみを配置し、吸収部材６２を配置しなくてもよい。また、例えば、図１６に示す例のように、吸収部材６２のみを配置し、反射部材６１を配置しないようにしてもよい。
（２－３．変形例３）
　上述した実施の形態および変形例では、導光部４０の配置例について説明したが、導光部４０の配置は上述した例に限られない。図１７Ａ及び図１７Ｂは、変形例３に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。上部電極２２の領域に、構造体４１を含む導光部４０を設けるようにしてもよい。
　導光部４０は、図１７Ａ又は図１７Ｂに示す例のように、上部電極２２と一体的に構成されてもよい。図１７Ａ又は図１７Ｂに示す例では、複数の構造体４１を含む導光部４０と、上部電極２２とは、一体に設けられている。導光部４０は、上部電極２２内に形成され、上部電極２２の一部に置換して配置されるともいえる。本変形例の場合も、上記した実施の形態と同様の効果を得ることができる。
　なお、導光部４０は、画素Ｐ毎に設けられてもよく、複数の画素Ｐ毎に設けられてもよい。導光部４０は、隣り合う複数の画素Ｐに対して設けられてもよい。導光部４０の少なくとも一部は、上部電極２２内において隣り合う複数の画素Ｐの境界に配置されてもよい。
（２－４．変形例４）
　図１８Ａ及び図１８Ｂは、変形例４に係る撮像装置の構成例を説明するための図である。撮像装置１は、複数の導光部４０（図１８Ａ、図１８Ｂでは、導光部４０ａ及び導光部４０ｂ）が積層された構造を有していてもよい。即ち、複数の導光部４０を、複数段（例えば２段）に分けて配置するようにしてもよい。
　撮像装置１は、例えば、図１８Ａ又は図１８Ｂに示す例のように、構造体４１ａを含む導光部４０ａと、構造体４１ｂを含む導光部４０ｂとが積層された構造を有していてもよい。導光部４０ｂは、例えば、導光部４０ａを介して入射する光を分光可能に構成される。導光部４０ｂが設けられた画素Ｐの光電変換部１１は、導光部４０ａと導光部４０ｂとを介して入射する光を光電変換し得る。
　本変形例に係る撮像装置１では、複数段（複数層）の導光部４０が設けられることで、各波長域の光を適切に導光することができる。例えば、導光部４０ａ及び導光部４０ｂによって、複数の波長域の赤外光を適切に分光することが可能となる。また、斜入射光の場合に分光特性が低下することを効果的に抑制することが可能となる。
　導光部４０ａの構造体４１ａと導光部４０ｂの構造体４１ｂは、それぞれ、入射する光の所定波長以下の大きさのナノ構造体であり、例えば赤外光の波長以下の大きさを有する。構造体４１ａ及び構造体４１ｂは、それぞれ、可視光の波長以下の大きさを有していてもよい。
　導光部４０ａの構造体４１ａ、及び、導光部４０ｂの構造体４１ｂは、例えば、各々の大きさ、配置間隔、形状等が異なるように形成されてもよい。なお、導光部４０ａ及び導光部４０ｂは、同じ材料を用いて構成されてもよく、異なる材料を用いて構成されてもよい。本変形例の場合も、上記実施の形態の撮像装置と同様の効果を得ることができる。
＜３．適用例＞
（適用例１）
　上述したような光検出装置（撮像装置１）は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
　図１９は、電子機器の構成例を示すブロック図である。
　図１９に示すように、電子機器１０１は、光学系１０２、光検出装置１０３、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）１０４を有する。電子機器１０１は、バス１０７を介して、ＤＳＰ１０４、表示装置１０５、操作系１０６、メモリ１０８、記録装置１０９、および電源系１１０が接続されて構成され、静止画像および動画像を撮像可能である。
　光学系１０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を光検出装置１０３に導く。光学系１０２は、被写体からの像光を、光検出装置１０３の受光面（センサ部）に結像させ得る。
　光検出装置１０３としては、上述した光検出装置（撮像装置１）が適用可能である。光検出装置１０３には、光学系１０２を介して受光面に形成される像に応じて、一定期間、信号電荷（電子）が蓄積される。そして、光検出装置１０３に蓄積された信号電荷に応じた信号が、ＤＳＰ１０４に供給される。
　ＤＳＰ１０４は、光検出装置１０３からの信号に対して各種の信号処理を施し、画像（画像データ）を取得し得る。ＤＳＰ１０４は、画像のデータを、メモリ１０８に一時的に記憶させ得る。メモリ１０８に記憶された画像のデータは、記録装置１０９に記録されたり、表示装置１０５に供給されて画像が表示されたりする。操作系１０６は、ユーザによる各種の操作を受け付けて、電子機器１０１の各ブロックに操作信号を供給する。電源系１１０は、電子機器１０１の各ブロックの駆動に必要な電力を供給する。
（適用例２）
　図２０Ａは、光検出装置（撮像装置１）を備えた光検出システム２０００の全体構成の一例を模式的に表したものである。図２０Ｂは、光検出システム２０００の回路構成の一例を模式的に表したものである。光検出システム２０００は、光Ｌ２を発する光源部としての発光装置２００１と、光電変換素子を有する受光部としての光検出装置２００２とを備えている。
　光検出装置２００２としては、上述した光検出装置（撮像装置１）を用いることができる。光検出システム２０００は、さらに、システム制御部２００３、光源駆動部２００４、センサ制御部２００５、光源側光学系２００６、およびカメラ側光学系２００７を備えていてもよい。
　光検出装置２００２は、光Ｌ１と光Ｌ２とを検出可能に構成される。光Ｌ１は、外部からの環境光が測定対象物である被写体２１００において反射された光である。光Ｌ２は、発光装置２００１において発光された光のうち、被写体２１００で反射された光である。光Ｌ１は、例えば可視光であり、光Ｌ２は、例えば赤外光である。
　光Ｌ１及び光Ｌ２は、それぞれ、光検出装置２００２における光電変換部（光電変換領域）において検出可能である。光Ｌ１から被写体２１００の画像情報を獲得し、光Ｌ２から被写体２１００と光検出システム２０００との間の距離情報を獲得することができる。
　光検出システム２０００は、例えば、スマートフォン等の電子機器や車等の移動体に搭載することができる。発光装置２００１は。例えば、半導体レーザ、面発光半導体レーザ、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）等により構成することができる。
　発光装置２００１により発光された光Ｌ２の光検出装置２００２による検出方法としては、例えばｉＴＯＦ方式を採用することができるが、これに限定されない。ｉＴＯＦ方式では、光電変換部は、例えば光飛行時間（Time-of-Flight；ＴＯＦ）により被写体２１００との距離を測定することができる。
　発光装置２００１により発光された光Ｌ２の光検出装置２００２による検出方法としては、例えば、ストラクチャード・ライト方式やステレオビジョン方式を採用することもできる。例えば、ストラクチャード・ライト方式では、あらかじめ定められたパターンの光を被写体２１００に投影し、そのパターンのひずみ具合を解析することによって光検出システム２０００と被写体２１００との距離を測定することができる。
　また、ステレオビジョン方式においては、例えば２以上のカメラを用い、被写体２１００を２以上の異なる視点から見た２以上の画像を取得することで、光検出システム２０００と被写体との距離を測定することができる。なお、発光装置２００１と光検出装置２００２とは、システム制御部２００３によって同期制御することができる。
＜４．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２１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２１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２１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２２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図２２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２２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等は、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、高精細な撮影画像を得ることが可能となる。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可能となる。
（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２３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２３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２４は、図２３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、高精細な内視鏡１１１００を提供することが可能となる。
　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。
　上記実施の形態等では、撮像装置を例示して説明するようにしたが、本開示の光検出装置は、例えば、入射する光を受光し、光を電荷に変換するものであればよい。出力される信号は、画像情報の信号でもよいし、測距情報の信号でもよい。光検出装置（撮像装置）は、イメージセンサ、測距センサ等に適用され得る。
　本開示に係る光検出装置は、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式の距離計測が可能な測距センサとしても適用され得る。光検出装置（撮像装置）は、イベントを検出可能なセンサ、例えば、イベント駆動型のセンサ（ＥＶＳ（Event Vision Sensor）、ＥＤＳ（Event Driven Sensor）、ＤＶＳ（Dynamic Vision Sensor）等と呼ばれる）としても適用され得る。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、複数の第１構造体を含む第１導光部材と、第１電極と、第２電極と、第１電極と第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子とを備える。このため、良好な検出性能を有する光検出装置を実現することが可能となる。
　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）
　複数の第１構造体を含む第１導光部材と、
　第１電極と、前記第１電極に対向するように設けられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子と
　を備える光検出装置。
（２）
　前記第１構造体は、赤外光の波長域以下の大きさを有する
　前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
　前記第１構造体の周囲に設けられる絶縁層をさらに備え、
　前記第１構造体の屈折率は、前記絶縁層の屈折率よりも高い
　前記（１）または（２）に記載の光検出装置。
（４）
　前記第１導光部材は、入射光を分光する
　前記（１）から（３）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（５）
　前記第１光電変換素子の隣に設けられ、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第２光電変換素子をさらに備え、
　前記第１導光部材は、入射光のうち、第１波長の光を前記第１光電変換素子へ導き、第２波長の光を前記第２光電変換素子へ導く
　前記（１）から（４）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（６）
　前記第１光電変換素子の隣に設けられ、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第３光電変換素子をさらに備え、
　前記第１導光部材は、入射光のうち、第１波長の光を前記第１光電変換素子へ導き、第２波長の光を前記第２光電変換素子へ導き、第３波長の光を前記第３光電変換素子へ導く
　前記（５）に記載の光検出装置。
（７）
　前記第１光電変換素子の上方に設けられるフィルタをさらに備え、
　前記第１光電変換素子は、前記第１導光部材と前記フィルタとを介して入射する光を光電変換する
　前記（１）から（６）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（８）
　複数の第２構造体を含み、前記第１光電変換素子の上方に設けられる第２導光部材をさらに備え、
　前記第１光電変換素子は、前記第１導光部材と前記第２導光部材とを介して入射する光を光電変換する
　前記（１）から（７）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（９）
　前記第２導光部材は、前記第１導光部材を介して入射する光を分光する
　前記（８）に記載の光検出装置。
（１０）
　前記第１電極の上方に設けられ、光が入射する開口部を有する遮光部材をさらに備える
　前記（１）から（９）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１１）
　前記遮光部材は、前記開口部を通過した光のうち、前記第１光電変換素子で反射された入射光を反射する反射部材である
　前記（１０）に記載の光検出装置。
（１２）
　前記遮光部材は、入射光を吸収する吸収部材である
　前記（１０）に記載の光検出装置。
（１３）
　前記遮光部材は、前記第１電極の上方に設けられる反射部材と、前記反射部材の上方に積層される吸収部材とを有する
　前記（１０）に記載の光検出装置。
（１４）
　前記第１光電変換素子を含む複数の光電変換素子と、
　隣り合う複数の前記光電変換素子の間に設けられる分離部と
　をさらに備える
　前記（１０）から（１３）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１５）
　前記分離部は、前記光電変換素子を貫通するように設けられている
　前記（１４）に記載の光検出装置。
（１６）
　前記光電変換素子を含む画素を有し、
　前記画素は、前記遮光部材と前記分離部とを含む光閉じ込め構造を有する
　前記（１４）または（１５）に記載の光検出装置。
（１７）
　前記第１導光部材と前記第１電極とは、一体に設けられている
　前記（１）から（１６）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１８）
　前記光電変換膜は、ナノ粒子を有する
　前記（１）から（１７）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１９）
　前記第１構造体は、柱状の形状を有する
　前記（１）から（１８）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（２０）
　光学系と、
　前記光学系を透過した光を受光する光検出装置と
　を備え、
　前記光検出装置は、
　複数の第１構造体を含む第１導光部材と、
　第１電極と、前記第１電極に対向するように設けられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子と
　を有する
　電子機器。
　本出願は、日本国特許庁において２０２３年５月１５日に出願された日本特許出願番号２０２３－０７９９２２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. 　複数の第１構造体を含む第１導光部材と、
    　第１電極と、前記第１電極に対向するように設けられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子と
    　を備える光検出装置。
  2. 　前記第１構造体は、赤外光の波長域以下の大きさを有する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  3. 　前記第１構造体の周囲に設けられる絶縁層をさらに備え、
    　前記第１構造体の屈折率は、前記絶縁層の屈折率よりも高い
    　請求項１に記載の光検出装置。
  4. 　前記第１導光部材は、入射光を分光する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  5. 　前記第１光電変換素子の隣に設けられ、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第２光電変換素子をさらに備え、
    　前記第１導光部材は、入射光のうち、第１波長の光を前記第１光電変換素子へ導き、第２波長の光を前記第２光電変換素子へ導く
    　請求項１に記載の光検出装置。
  6. 　前記第１光電変換素子の隣に設けられ、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第３光電変換素子をさらに備え、
    　前記第１導光部材は、入射光のうち、第１波長の光を前記第１光電変換素子へ導き、第２波長の光を前記第２光電変換素子へ導き、第３波長の光を前記第３光電変換素子へ導く
    　請求項５に記載の光検出装置。
  7. 　前記第１光電変換素子の上方に設けられるフィルタをさらに備え、
    　前記第１光電変換素子は、前記第１導光部材と前記フィルタとを介して入射する光を光電変換する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  8. 　複数の第２構造体を含み、前記第１光電変換素子の上方に設けられる第２導光部材をさらに備え、
    　前記第１光電変換素子は、前記第１導光部材と前記第２導光部材とを介して入射する光を光電変換する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  9. 　前記第２導光部材は、前記第１導光部材を介して入射する光を分光する
    　請求項８に記載の光検出装置。
  10. 　前記第１電極の上方に設けられ、光が入射する開口部を有する遮光部材をさらに備える
    　請求項１に記載の光検出装置。
  11. 　前記遮光部材は、前記開口部を通過した光のうち、前記第１光電変換素子で反射された入射光を反射する反射部材である
    　請求項１０に記載の光検出装置。
  12. 　前記遮光部材は、入射光を吸収する吸収部材である
    　請求項１０に記載の光検出装置。
  13. 　前記遮光部材は、前記第１電極の上方に設けられる反射部材と、前記反射部材の上方に積層される吸収部材とを有する
    　請求項１０に記載の光検出装置。
  14. 　前記第１光電変換素子を含む複数の光電変換素子と、
    　隣り合う複数の前記光電変換素子の間に設けられる分離部と
    　をさらに備える
    　請求項１０に記載の光検出装置。
  15. 　前記分離部は、前記光電変換素子を貫通するように設けられている
    　請求項１４に記載の光検出装置。
  16. 　前記光電変換素子を含む画素を有し、
    　前記画素は、前記遮光部材と前記分離部とを含む光閉じ込め構造を有する
    　請求項１４に記載の光検出装置。
  17. 　前記第１導光部材と前記第１電極とは、一体に設けられている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  18. 　前記光電変換膜は、ナノ粒子を有する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  19. 　前記第１構造体は、柱状の形状を有する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  20. 　光学系と、
    　前記光学系を透過した光を受光する光検出装置と
    　を備え、
    　前記光検出装置は、
    　複数の第１構造体を含む第１導光部材と、
    　第１電極と、前記第１電極に対向するように設けられる第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に設けられる光電変換膜とを有し、前記第１導光部材を介して入射する光を光電変換する第１光電変換素子と
    　を有する
    　電子機器。
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