WO2025062880A1 - 光検出装置および電子機器 - Google Patents

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WO2025062880A1
WO2025062880A1 PCT/JP2024/028773 JP2024028773W WO2025062880A1 WO 2025062880 A1 WO2025062880 A1 WO 2025062880A1 JP 2024028773 W JP2024028773 W JP 2024028773W WO 2025062880 A1 WO2025062880 A1 WO 2025062880A1
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trench
region
light
pixel
trenches
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PCT/JP2024/028773
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光一郎 財津
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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Sony Semiconductor Solutions Corp
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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
    • 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
    • H10F39/18—Complementary metal-oxide-semiconductor [CMOS] image sensors; Photodiode array image sensors

Definitions

  • This disclosure relates to a light detection device and electronic equipment.
  • a photodetector includes a first region having a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer and a first trench provided between the plurality of first pixels adjacent to each other in the semiconductor layer, and a second region having a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction and provided around the first region, The pattern density of the second trench is greater than the pattern density of the first trench.
  • an electronic device includes an optical system and a photodetector that receives light transmitted through the optical system.
  • the photodetector includes a first region having a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer and a first trench provided between the plurality of first pixels adjacent to each other in the semiconductor layer, and a second region having a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction and provided around the first region.
  • the pattern density of the second trench is greater than the pattern density of the first trench.
  • 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 a planar configuration of the imaging device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a planar configuration of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of an effective pixel of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a cell of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a cell of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a circuit configuration of a cell of the imaging device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a planar configuration of an imaging device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel unit of an imaging device according to the first modification of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel unit of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another example configuration of a pixel unit of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining another example configuration of a pixel unit of an imaging device according to the second modification of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel unit of an imaging device according to the third modification of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel unit of an imaging device according to the fourth modification of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to the fifth modification of the present disclosure.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating an example of the configuration of an electronic device having an imaging device.
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram showing an example of the installation positions of the outside-of-vehicle information detection unit and the imaging unit.
  • FIG. 18 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an endoscopic surgery system.
  • FIG. 19 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 has a plurality of pixels P each having a photoelectric conversion unit (photoelectric conversion element) and is configured to perform photoelectric conversion of the incident light to generate a signal.
  • the imaging device 1 can generate a signal by receiving light that has passed through an optical system (not shown) that includes an optical lens.
  • the imaging device 1 is configured, for example, using a semiconductor substrate (e.g., a silicon substrate) on which a plurality of pixels P are provided.
  • the photoelectric conversion unit of each pixel P of the imaging device 1 is, for example, a photodiode (PD) and is configured to be capable of photoelectric conversion of light.
  • PD photodiode
  • the imaging device 1 has an area (pixel section 100) in which a plurality of pixels P are arranged two-dimensionally in a matrix.
  • the pixel section 100 of the imaging device 1 can also be considered a pixel array in which a plurality of pixels P are arranged.
  • the photoelectric conversion section of each pixel P can also be considered a photoelectric conversion area.
  • effective pixels, light-shielding pixels, etc. are arranged in the pixel section 100.
  • the imaging device 1 captures incident light (image light) from a subject to be measured via an optical system including an optical lens.
  • the imaging device 1 captures an image of the subject formed by the optical lens.
  • the imaging device 1 can generate pixel signals by photoelectrically converting the received light (e.g. visible light, infrared light, etc.).
  • the imaging device 1, which is a light detection device, is a device that can receive incident light and generate a signal, and can also be called a light receiving device.
  • the imaging device 1 may be configured as an image sensor, for example.
  • the imaging device 1 may be, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor.
  • the imaging device 1 may have a structure (layered structure) formed by stacking multiple semiconductor layers.
  • the imaging device 1 may be used in various electronic devices, such as digital still cameras, video cameras, and mobile phones.
  • the imaging device 1 has a pixel unit 100, a pixel control unit 111, a signal processing unit 112, a control unit 113, and a processing unit 114.
  • the imaging device 1 is also provided with, for example, a plurality of control lines Lread and a plurality of signal lines VSL.
  • the control lines Lread are signal lines capable of transmitting signals that control the pixels P, and are connected to the pixel control unit 111 and the pixels P of the pixel unit 100.
  • a plurality of control 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 control lines Lread are configured to transmit control signals for reading out signals from the pixels P.
  • the control lines Lread can also be considered drive lines (pixel drive lines) that transmit signals that drive the pixels P.
  • the signal line VSL is a signal line capable of transmitting a signal from a pixel P, and is connected to the pixel P of the pixel unit 100 and the signal processing unit 112.
  • the pixel unit 100 for example, one or more signal lines VSL are wired for each pixel column composed of multiple pixels P lined up in the vertical direction (column direction).
  • the signal line VSL is configured to be able to transmit a signal output from the pixel P.
  • multiple signal lines VSL may be provided for one pixel column.
  • the imaging device 1 may have multiple signal lines VSL for each pixel column.
  • the pixel control unit 111 is configured to be able to control each pixel P of the pixel unit 100.
  • the pixel control unit 111 is a control circuit and is configured with multiple circuits including, for example, a buffer, a shift register, an address decoder, etc.
  • the pixel control unit 111 generates signals for controlling the pixels P and outputs them to each pixel P of the pixel unit 100 via the control line Lread.
  • the pixel control unit 111 is controlled by the control unit 113 and controls the pixels P of the pixel unit 100.
  • the pixel control unit 111 generates signals for controlling the pixels P, such as a signal for controlling the transfer transistor of the pixel P, a signal for controlling the selection transistor, and a signal for controlling the reset transistor, and supplies these to each pixel P via a control line Lread.
  • the pixel control unit 111 can control the reading of pixel signals from each pixel P.
  • the pixel control unit 111 can also be referred to as a pixel driving unit configured to be able to drive each pixel P.
  • the pixel control unit 111 and the control unit 113 can also be referred to collectively as a pixel control unit.
  • the signal processing unit 112 is configured to be able to perform signal processing of the input pixel signal.
  • the signal processing unit 112 is a signal processing circuit, and 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 unit 112 may have an amplifier circuit configured to amplify a signal read from the pixel P via the signal line VSL.
  • a load circuit, an amplifier circuit, an AD conversion circuit, etc. are provided for each of the multiple signal lines VSL, for example.
  • a load circuit, an amplifier circuit, an AD conversion circuit, etc. may be provided for each pixel column of the pixel unit 100.
  • the signal output from each pixel P selected and scanned by the pixel control unit 111 is input to the signal processing unit 112 via the signal line VSL.
  • the signal processing unit 112 can perform signal processing such as AD conversion of the pixel P signal and CDS (Correlated Double Sampling).
  • the signal of each pixel P transmitted through each of the signal lines VSL is subjected to signal processing by the signal processing unit 112 and output to the processing unit 114.
  • the processing unit 114 is configured to be able to perform signal processing on the input signal.
  • the processing unit 114 is a processing circuit, and is configured, for example, by a circuit that performs various types of signal processing on pixel signals.
  • the processing unit 114 may include a processor and a memory.
  • the processing unit 114 performs signal processing on pixel signals input from the signal processing unit 112, and outputs the processed pixel signals.
  • the processing unit 114 can perform various types of signal processing, for example, noise reduction processing, tone correction processing, etc.
  • the control unit 113 is configured to be able to control each unit of the imaging device 1.
  • the control unit 113 receives an externally provided clock, data instructing the operation mode, etc., and can also output data such as internal information of the imaging device 1.
  • the control unit 113 is a control circuit, and has, for example, a timing generator configured to be able to generate various timing signals.
  • the control unit 113 performs drive control of the pixel control unit 111, the signal processing unit 112, etc., based on the various timing signals (pulse signals, clock signals, etc.) generated by the timing generator.
  • the pixel section 100, pixel control section 111, signal processing section 112, etc. described above may be provided on a single substrate.
  • the pixel control section 111, signal processing section 112, control section 113, processing section 114, etc. may be provided on a single semiconductor substrate, or may be provided separately on multiple semiconductor substrates.
  • the imaging device 1 may have a layered structure formed by stacking multiple substrates. Note that some or all of the signal processing section 112, control section 113, and processing section 114 may be configured as an integrated unit.
  • FIG. 3 shows an area surrounded by dashed line L1 in the pixel section 100 of the imaging device 1 shown in FIG. 2.
  • the imaging device 1 has a pixel section 100 and a terminal section 120.
  • a plurality of terminal sections 120 are provided around the pixel section 100.
  • the direction of incidence 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 up-down direction on the paper 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. 2.
  • the pixel control unit 111, signal processing unit 112, control unit 113, processing unit 114, etc. described above may be provided in the peripheral area of the pixel unit 100.
  • the multiple pixels P provided in the pixel section 100 include an effective pixel P1 and a light-shielding pixel P2.
  • the pixel section 100 also has a cell P3.
  • the effective pixel P1 is a pixel that receives light from the measurement target (subject).
  • the light-shielding pixel P2 and cell P3 have, for example, a light-shielding member (light-shielding film) and are in a light-shielding state.
  • the cell P3 is provided as a dummy pattern and can also be called a dummy pixel.
  • the terminal section 120 exchanges signals with the outside.
  • the terminal section 120 includes terminals (pads) used to transmit signals with the outside.
  • the terminal section 120 is provided, for example, in an area outside the pixel section 100.
  • the terminal section 120 includes multiple pads (PADs) and is arranged in the peripheral area of the pixel section 100, as shown diagrammatically in FIG. 2.
  • the terminal section 120 includes, for example, an input/output pad for inputting and outputting signals, an input pad for inputting signals from outside the imaging device 1, and an output pad for outputting signals to outside the imaging device 1.
  • the terminal section 120 also includes a power supply pad and a GND pad, and can supply a power supply voltage and a GND voltage (ground voltage) input from outside to each circuit of the imaging device 1.
  • the pixel section 100 of the imaging device 1 has an area where multiple effective pixels P1 are provided (referred to as effective pixel area 101) and an area where multiple light-shielding pixels P2 are provided (referred to as light-shielding pixel area 102).
  • the pixel section 100 also has an area where multiple cells P3 are provided (referred to as dummy pattern area 103).
  • a plurality of effective pixels P1 are arranged two-dimensionally.
  • the plurality of effective pixels P1 are arranged so as to be aligned in the horizontal direction (X-axis direction) and the vertical direction (Y-axis direction) as shown in FIG. 3.
  • the effective pixel P1 may have, for example, a filter configured to selectively transmit light of a specific wavelength range from among the incident light.
  • the effective pixels P1 in the effective pixel region 101 include, as an example, a pixel (R pixel) provided with a filter that transmits light in the red (R) wavelength range, a pixel (G pixel) provided with a filter that transmits light in the green (G) wavelength range, and a pixel (B pixel) provided with a filter that transmits light in the blue (B) wavelength range.
  • a pixel (R pixel) provided with a filter that transmits light in the red (R) wavelength range
  • a pixel (G pixel) provided with a filter that transmits light in the green (G) wavelength range
  • a pixel (B pixel) provided with a filter that transmits light in the blue (B) wavelength range.
  • a plurality of R pixels, a plurality of G pixels, and a plurality of B pixels are repeatedly arranged.
  • the R, G, and B pixels are arranged, for example, according to a Bayer array.
  • the R, G, and B pixels can generate R component pixel signals, G component pixel signals, and B component pixel signals, respectively.
  • the imaging device 1 can obtain RGB pixel signals.
  • the number and arrangement of effective pixels P1 in the effective pixel area 101 can be set arbitrarily.
  • the filters provided in the effective pixels P1 are not limited to primary color (RGB) color filters, but may be complementary color filters.
  • a filter corresponding to W (white), i.e., a filter that transmits light of the entire wavelength range of incident light, may be provided.
  • the filter may be a filter that transmits infrared light.
  • filters may not be provided in some or all of the effective pixels P1.
  • each effective pixel P1 of the effective pixel area 101 Light from the subject to be measured is incident on each effective pixel P1 of the effective pixel area 101.
  • the effective pixel P1 receives the incident light, performs photoelectric conversion, and can generate a pixel signal.
  • the imaging device 1 can generate image data representing the subject image using the pixel signal obtained by photoelectric conversion in each effective pixel P1.
  • trenches 71 are provided as in the example shown in FIG. 3.
  • the trenches 71 are provided between adjacent effective pixels P1 and separate the effective pixels P1.
  • the trenches 71 have, for example, an FTI (Full Trench Isolation) structure.
  • the trenches 71 are formed in a lattice shape in a plan view and are disposed at the boundaries between adjacent effective pixels P1. It can also be said that the effective pixels P1 have a structure partitioned by the trenches 71.
  • the light-shielding pixel region 102 is provided around the effective pixel region 101.
  • the light-shielding pixel region 102 is provided so as to surround the effective pixel region 101.
  • a plurality of light-shielding pixels P2 are arranged two-dimensionally in the X-axis direction and the Y-axis direction so as to surround the effective pixel region 101.
  • the light-shielded pixel P2 is a pixel that is shielded from light by a light-shielding member, and can output a pixel signal indicating a reference level.
  • the light-shielded pixel P2 generates and outputs, for example, a pixel signal that indicates a reference level relative to the pixel signal of the effective pixel P1.
  • the pixel signal generated by the light-shielded pixel P2 can be said to be a signal indicating a black level (or offset level).
  • the light-shielded pixel P2 is an OPB (Optical Black) pixel, and the light-shielded pixel region 102 can also be said to be an OPB pixel region.
  • OPB Optical Black
  • the processing unit 114 (see FIG. 1) of the imaging device 1 is configured to be able to correct pixel signals.
  • the processing unit 114 is configured to correct the pixel signal generated by the effective pixel P1 using the pixel signal generated by the light-shielded pixel P2.
  • the processing unit 114 can generate a pixel signal in which noise components (e.g., dark current components) have been reduced, for example, by performing a subtraction process between the pixel signal of the effective pixel P1 and the pixel signal of the light-shielded pixel P2. Note that this correction process may be performed by the signal processing unit 112.
  • a trench 72 is provided in the light-shielding pixel region 102.
  • the trench 72 is provided between adjacent light-shielding pixels P2, and separates the light-shielding pixels P2.
  • the trench 72 has an FTI structure, for example, similar to the trench 71.
  • the trench 72 and the trench 71 are formed continuously and integrally.
  • the trenches 72 are arranged in a lattice pattern in the XY plane.
  • the trenches 72 are arranged in a lattice pattern around the effective pixel region 101, and are disposed at the boundaries between adjacent light-shielding pixels P2. It can be said that the light-shielding pixels P2 have a structure partitioned by the trenches 72.
  • the number and arrangement of the light-shielding pixels P2 in the light-shielding pixel region 102 can be set arbitrarily.
  • the dummy pattern region 103 is provided around the light-shielding pixel region 102.
  • the dummy pattern region 103 is provided so as to surround the light-shielding pixel region 102.
  • a plurality of cells P3 are two-dimensionally arranged in the dummy pattern region 103 so as to surround the light-shielding pixel region 102.
  • Cell P3 is an area that is shielded from light by a light shielding member, and can also be called a dummy pixel or dummy pattern. As an example, multiple cells P3 are arranged so as to be aligned in the X-axis direction and the Y-axis direction, as shown in FIG. 3. Note that the number and arrangement of cells P3 in the dummy pattern area 103 are not limited to the example shown in the figure, and can be changed as appropriate.
  • a trench 73 is provided in the dummy pattern region 103, as in the example shown in FIG. 3, a trench 73 is provided.
  • the trench 73 is provided between adjacent cells P3 and separates the cells P3.
  • the trench 73 has an FTI structure, similar to the trenches 71 and 72, for example.
  • the trenches 73 and 72 are formed continuously and integrally.
  • the trenches 73 are arranged in a lattice pattern in the XY plane.
  • the trenches 73 are arranged in a lattice pattern around the light-shielded pixel region 102, and are disposed at the boundaries between adjacent cells P3.
  • the cells P3 are regions defined by the trenches 73, and can be said to have a structure partitioned by the trenches 73.
  • the imaging device 1 may be configured so that the pattern density of the trenches in each region is different.
  • the imaging device 1 is configured so that the pattern density of the trenches 73 in the dummy pattern region 103 is different from the pattern density of the trenches 71 in the effective pixel region 101.
  • the pattern density of the trenches 73 in the dummy pattern region 103 is greater than the pattern density of the trenches 71 in the effective pixel region 101.
  • the arrangement period (pitch) of the trenches 73 is shorter (narrower) than the arrangement period of the trenches 71.
  • the imaging device 1 may also be configured so that the pattern density of the trenches 73 in the dummy pattern region 103 is different from the pattern density of the trenches 72 in the light-shielding pixel region 102.
  • the pattern density of the trenches 73 in the dummy pattern region 103 is greater than the pattern density of the trenches 72 in the light-shielding pixel region 102.
  • the trenches 71 and 72 may be arranged so that the pattern density and pitch of the trenches 71 are the same as the pattern density and pitch of the trenches 72.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the circuit configuration of an effective pixel of an imaging device according to an embodiment.
  • Effective pixel P1 has a photoelectric conversion unit 12 (photoelectric conversion element) and a readout circuit 20.
  • the photoelectric conversion unit 12 is configured to receive light and generate a signal.
  • the readout circuit 20 is configured to be capable of outputting a signal based on the charge photoelectrically converted.
  • the readout circuit 20 can read out a pixel signal based on the charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 12.
  • the photoelectric conversion unit 12 is a light receiving unit (light receiving element) and is configured to be able to generate electric charge by photoelectric conversion.
  • the photoelectric conversion unit 12 is a photodiode (PD) and converts incident light into electric charge.
  • the photoelectric conversion unit 12 can perform photoelectric conversion to generate electric charge according to the amount of light received.
  • the read circuit 20 includes a transistor TRG1, a floating diffusion FD, a transistor AMP1, a transistor SEL1, and a transistor RST1.
  • the transistors TRG1, AMP1, SEL1, and RST1 are each a MOS transistor (MOSFET) having a gate, a source, and a drain terminal.
  • MOSFET MOS transistor
  • transistor TRG1, transistor AMP1, transistor SEL1, and transistor RST1 are each configured as an NMOS transistor.
  • the transistor of effective pixel P1 may be configured as a PMOS transistor.
  • Transistor TRG1 is a transfer transistor and is configured to be able to transfer charge photoelectrically converted by photoelectric conversion unit 12 to floating diffusion FD.
  • Transistor TRG1 is controlled by signal VTRG and electrically connects or disconnects photoelectric conversion unit 12 and floating diffusion FD.
  • Transistor TRG1 can transfer charge photoelectrically converted and accumulated by photoelectric conversion unit 12 to floating diffusion FD.
  • 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 12.
  • the floating diffusion FD can also be said to be 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.
  • Transistor AMP1 is configured to generate and output a signal based on the charge accumulated in the floating diffusion FD.
  • Transistor AMP1 is an amplifying transistor, and can generate and output a signal based on the charge converted by the photoelectric conversion unit 12.
  • the gate of transistor AMP1 is electrically connected to the floating diffusion FD, and the voltage converted by the floating diffusion FD is input.
  • the drain of transistor AMP1 is connected to a power supply line that supplies the power supply voltage VDD.
  • the source of the transistor AMP1 is connected to the signal line VSL via the transistor SEL1.
  • the transistor AMP1 is configured to 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 signal line VSL.
  • Transistor SEL1 is configured to be capable of controlling the output of a pixel signal.
  • transistor SEL1 is electrically connected in series with transistor AMP1.
  • Transistor SEL1 is controlled by signal VSEL and is configured to be capable of outputting a signal from transistor AMP1 to signal line VSL.
  • Transistor SEL1 is a selection transistor and can control the output timing of the pixel signal.
  • Transistor SEL1 is configured to be capable of outputting a signal based on the charge converted by photoelectric conversion unit 12. Transistor SEL1 can output a pixel signal of effective pixel P1 to signal line VSL. Transistor SEL1 may be electrically connected in series between a power supply line to which power supply voltage VDD is applied and transistor AMP1.
  • Transistor RST1 is configured to be able to reset the voltage of the floating diffusion FD.
  • transistor RST1 is electrically connected to a power supply line to which a power supply voltage VDD is applied, and is configured to reset the charge of effective pixel P1.
  • Transistor RST1 is a reset transistor.
  • Transistor RST1 is controlled by signal VRST, and can reset the charge accumulated in the floating diffusion FD and reset the voltage of the floating diffusion FD.
  • transistor RST1 electrically connects the power supply line and the floating diffusion FD, and can discharge the charge accumulated in the floating diffusion FD.
  • Transistor RST1 can also discharge the charge accumulated in the photoelectric conversion unit 12 via transistor TRG1.
  • the pixel control unit 111 (see FIG. 1) of the imaging device 1 supplies control signals to the gates of the transistors TRG1, SEL1, RST1, etc. of each pixel P via the control line Lread described above, turning the transistors on (conducting) or off (non-conducting).
  • the multiple control lines Lread for each pixel row of the imaging device 1 include, for example, a wiring line that transmits a signal VTRG that controls the transistor TRG1, a wiring line that transmits a signal VSEL that controls the transistor SEL1, a wiring line that transmits a signal VRST that controls the transistor RST1, etc.
  • the transistors TRG1, SEL1, and RST1, etc. are controlled to be turned on and off by the pixel control unit 111.
  • the light-shielding pixel P2 has, for example, the same circuit configuration as the above-mentioned effective pixel P1.
  • the pixel control unit 111 controls the readout circuits 20 of each effective pixel P1 and each light-shielding pixel P2 to output pixel signals from each effective pixel P1 and each light-shielding pixel P2 to the signal line VSL.
  • the pixel control unit 111 can control the reading out of the pixel signals of each effective pixel P1 and each light-shielding pixel P2 to the signal line VSL.
  • FIG. 5A is a diagram showing an example of the circuit configuration of a cell of an imaging device according to an embodiment.
  • Cell P3 has, for example, circuit elements similar to those of effective pixel P1 (or light-shielded pixel P2) described above.
  • cell P3 has a photoelectric conversion unit 12, transistor TRG2, transistor AMP2, transistor SEL2, and transistor RST2.
  • Transistor TRG2 of cell P3 is a transfer transistor and corresponds to transistor TRG1 of effective pixel P1.
  • the gate of transistor TRG2 is electrically connected to a wiring that receives a reference voltage (e.g., a ground voltage) or a wiring that receives a power supply voltage.
  • a reference voltage e.g., a ground voltage
  • VSS e.g., 0 V
  • Transistor AMP2 of cell P3 is an amplification transistor and corresponds to transistor AMP1 of effective pixel P1.
  • Transistor SEL2 of cell P3 is a selection transistor and corresponds to transistor SEL1 of effective pixel P1.
  • the gate of transistor SEL2 is electrically connected to a wiring to which a reference voltage is applied or a wiring to which a power supply voltage is applied.
  • the gate of transistor SEL2 is electrically connected to a wiring to which voltage VSS is applied. Note that, as shown in FIG. 5A, one of the source and drain of transistor SEL2 may be in an open state without being connected to a signal line.
  • Transistor RST2 of cell P3 is a reset transistor and corresponds to transistor RST1 of effective pixel P1.
  • the gate of transistor RST2 is electrically connected to a wiring to which a reference voltage is applied or a wiring to which a power supply voltage is applied.
  • the gate of transistor RST2 is electrically connected to a wiring to which a voltage VSS is applied.
  • FIG. 5B is a diagram showing another example of the circuit configuration of a cell of an imaging device according to an embodiment.
  • Cell P3 may have the circuit configuration shown in FIG. 5B.
  • the gate of transistor AMP2 and the gate of transistor SEL2 are each electrically connected to a wiring to which a power supply voltage VDD is applied.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example of a cross-sectional configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a planar configuration of an imaging device according to an embodiment.
  • the imaging device 1 has, for example, a lens 30, a semiconductor layer 10, and a multi-layer wiring layer 60.
  • the imaging device 1 has a configuration in which the lens 30, the semiconductor layer 10, and the multi-layer wiring layer 60 are stacked in the Z-axis direction. From the side where light is incident, a layer on which the lens 30 is provided, the semiconductor layer 10, and the multi-layer wiring layer 60 are provided.
  • the semiconductor layer 10 has opposing surfaces 11S1 and 11S2.
  • Surface 11S2 is the surface opposite to surface 11S1.
  • Surface 11S1 of the semiconductor layer 10 is a light receiving surface (light incident surface).
  • Surface 11S2 of the semiconductor layer 10 is an element formation surface on which elements such as transistors are formed.
  • a gate electrode, a gate insulating film (e.g., a gate oxide film), etc. are provided on surface 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • the semiconductor layer 10 is composed of a semiconductor substrate, for example, a Si (silicon) substrate.
  • the semiconductor layer 10 may be an SOI (silicon on insulator) substrate, a SiGe (silicon germanium) substrate, a SiC (silicon carbide) substrate, or the like.
  • the semiconductor layer 10 may be composed of a III-V group compound semiconductor material, or may be formed using other semiconductor materials.
  • a layer including a lens 30 is provided on the surface 11S1 side of the semiconductor layer 10.
  • a multilayer wiring layer 60 is provided on the surface 11S2 side of the semiconductor layer 10.
  • the lens 30 is provided on the side where light from the optical system is incident, and the multilayer wiring layer 60 is provided on the side opposite to the side where the light is incident.
  • the imaging device 1 is a so-called back-illuminated type imaging device.
  • a plurality of photoelectric conversion units 12 are provided along the faces 11S1 and 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • a plurality of photoelectric conversion units 12 are embedded in the semiconductor layer 10.
  • the photoelectric conversion units 12 are provided between the faces 11S1 and 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • the lens 30 (lens section) is a lens that collects light, and is an optical component also known as an on-chip lens.
  • the lens 30 is provided above the photoelectric conversion section 12, for example, for each effective pixel P1 or for each set of multiple effective pixels P1.
  • Light from a subject to be measured is incident on the lens 30 via an optical system such as an imaging lens.
  • the lens 30 guides the incident light to the photoelectric conversion section 12 side of the effective pixel P1.
  • the photoelectric conversion unit 12 of the effective pixel P1 performs photoelectric conversion on the light incident through the lens 30.
  • the imaging device 1 may have a filter such as an RGB color filter.
  • the filter is provided, for example, between the lens 30 and the photoelectric conversion unit 12.
  • the photoelectric conversion unit 12 may also be referred to as a photoelectric conversion layer.
  • the multi-layer wiring layer 60 is provided by stacking on the semiconductor layer 10.
  • the multi-layer wiring layer 60 includes, for example, a conductor film and an insulating film, and has multiple wirings and vias (VIAs), etc.
  • the multi-layer wiring layer 60 has a configuration in which multiple wirings are stacked via an insulating film serving as an interlayer insulating film (interlayer insulating layer).
  • the multi-layer wiring layer 60 includes, for example, two or more layers, or three or more layers of wirings.
  • the wiring of the multi-layer wiring layer 60 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 60 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 layer 10 and the multi-layer wiring layer 60 are provided with, for example, the above-mentioned transistors (transfer transistor, amplification transistor, selection transistor, reset transistor, etc.).
  • the above-mentioned pixel control unit 111, signal processing unit 112, control unit 113, processing unit 114, etc. can be provided on a substrate separate from the semiconductor layer 10, or on the semiconductor layer 10 and the multi-layer wiring layer 60.
  • the imaging device 1 has trenches 71, 72, and 73.
  • the trenches 71, 72, and 73 are each an isolation portion (groove portion) and are made of, for example, an insulating material.
  • the trench 71 is provided between adjacent photoelectric conversion units 12 in the effective pixel region 101, and isolates the photoelectric conversion units 12. At least a portion of the trench 71 is provided at the boundary between adjacent effective pixels P1 (or photoelectric conversion units 12).
  • the trenches 71 may be formed in the semiconductor layer 10 so as to surround the photoelectric conversion units 12 of each effective pixel P1.
  • the trenches 71 may have, for example, an FTI structure and may be provided so as to penetrate the semiconductor layer 10.
  • the trenches 71 may be formed so as to reach the surface 11S2 of the semiconductor layer 10 between adjacent photoelectric conversion units 12, as in the example shown in FIG. 6.
  • the trenches 72 are provided between adjacent photoelectric conversion units 12 in the light-shielded pixel region 102, and separate the photoelectric conversion units 12. At least a portion of the trenches 72 is provided at the boundary between adjacent light-shielded pixels P2 (or photoelectric conversion units 12).
  • the trenches 72 may be formed in the semiconductor layer 10 so as to surround the photoelectric conversion units 12 of each light-shielded pixel P2.
  • the trenches 72 may have, for example, an FTI structure and are provided so as to penetrate the semiconductor layer 10.
  • the trenches 72 may be formed, for example, between adjacent photoelectric conversion units 12 so as to reach the surface 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • the trenches 73 are provided in the dummy pattern region 103, for example, between adjacent photoelectric conversion units 12, and separate the photoelectric conversion units 12. At least a portion of the trenches 73 is provided at the boundary between adjacent cells P3 (or photoelectric conversion units 12).
  • the trenches 73 may be formed in the semiconductor layer 10 so as to surround the photoelectric conversion units 12 of each cell P3.
  • the trenches 73 may have, for example, an FTI structure and are provided so as to penetrate the semiconductor layer 10.
  • the trenches 73 may be formed, for example, between adjacent photoelectric conversion units 12 so as to reach the surface 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • trenches 71 to 73 An insulating film, such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or an aluminum oxide film, is provided inside each of trenches 71 to 73.
  • trenches 71 to 73 may be filled with polysilicon, a metal material, or another insulating material.
  • Trenches 71 to 73 may be formed of a semiconductor region (a p-type semiconductor region or an n-type semiconductor region) formed by ion implantation.
  • Trenches 71 to 73 may also be formed using other insulating materials with a low refractive index. Trenches 71 to 73 may have gaps (hollows). In the imaging device 1, trenches 71 to 73 are provided to prevent electric charges photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 12 from leaking to surrounding pixels. Also, it is possible to prevent unnecessary light from leaking to surrounding pixels. For example, it is possible to prevent color mixing.
  • the imaging device 1 is provided with a light-shielding member 40.
  • the light-shielding member 40 is a light-shielding portion (light-shielding film) made of a material that blocks light, and is provided on the surface 11S1 side of the semiconductor layer 10.
  • the light-shielding member 40 is provided for the light-shielding pixel region 102 and the dummy pattern region 103, and is located on the surface 11S1 of the semiconductor layer 10.
  • the light-shielding member 40 is formed so as to cover the entire light-shielding pixel region 102 and the dummy pattern region 103.
  • the light-shielding member 40 is provided so as to cover all the light-shielding pixels P2 arranged in the light-shielding pixel region 102 and all the cells P3 arranged in the dummy pattern region 103.
  • the light-shielding member 40 is made of, for example, a metal material that blocks light (aluminum (Al), tungsten (W), copper (Cu), etc.).
  • the light-shielding member 40 may be made of a material that absorbs light.
  • the light-shielding member 40 may be made of a laminated film in which multiple films (for example, metal films such as copper and aluminum) are stacked.
  • the imaging device 1 may have at least one of a fixed charge film and an anti-reflection film on the surface 11S1 side of the semiconductor layer 10.
  • the fixed charge film and the anti-reflection film are made of a metal compound (metal oxide, metal nitride, etc.) and can also be called a metal compound layer.
  • the fixed charge film is a film that has a fixed charge and can be formed using a high dielectric material.
  • the fixed charge film is made of a metal oxide such as hafnium oxide or aluminum oxide.
  • the fixed charge film is, for example, a film that has a negative fixed charge.
  • the fixed charge film is provided to suppress the generation of dark current at the interface of the semiconductor layer 10.
  • the fixed charge film may be formed of another metal oxide film, or may be formed using a metal nitride film or a metal oxynitride film.
  • a film having a positive fixed charge may be provided as the fixed charge film.
  • the anti-reflection film is, for example, made of a metal oxide such as hafnium oxide or tantalum oxide.
  • the anti-reflection film is provided on the surface 11S1 side of the semiconductor layer 10, and reduces (suppresses) reflection.
  • the anti-reflection film is provided, for example, so as to be laminated with the fixed charge film.
  • the anti-reflection film may be made of an insulating material such as silicon nitride (SiN), silicon oxide (SiO), or aluminum oxide (AlO), or may be made of other materials.
  • the imaging device 1 is configured so that the pattern density of the trenches 73 is different from the pattern density of the trenches 71.
  • the pattern density of the trenches 73 in the dummy pattern region 103 is greater than the pattern density of the trenches 71 in the effective pixel region 101, as in the examples shown in Figures 3 and 7. This makes it possible for the imaging device 1 to suppress manufacturing variations in the trenches.
  • the trenches in the effective pixel area and the dummy pattern area are provided with the same pattern density, there is a risk that the etching depth of the trenches in the effective pixel area and the dummy pattern area will differ significantly due to the influence of the position in the pixel area and the layout of the trenches, etc. In this case, a trench with the specified length (depth) will not be formed, and charge leakage may occur.
  • the etching depth is more likely to be shallower in trenches closer to the edge than in trenches closer to the center. This is because the local pattern density is smaller near the edge compared to near the center, which creates differences in the behavior of the plasma during the etching process. For this reason, the above-mentioned charge leakage is relatively more likely to occur in the light-shielded pixel area than in the effective pixel area.
  • the pattern density of the trenches 73 in the dummy pattern region 103 is set to be greater than the pattern density of the trenches 71 in the effective pixel region 101. This makes it possible to suppress manufacturing variations in the trenches (e.g. variations in the length of the trenches in the Z-axis direction). For example, it is possible to form trenches having an FTI structure with high precision by dry etching even near the ends of the pixel section 100.
  • a trench having a predetermined length can be formed, making it possible to prevent leakage of electric charges. This mitigates the local decrease in trench pattern density on the periphery of the effective pixel area 101, making it possible to prevent the occurrence of trench processing defects. This makes it possible to improve the yield of the imaging device 1.
  • the arrangement period of the trenches 73 in the X-axis direction may be shorter (narrower) than the arrangement period of the trenches 71 in the X-axis direction (or Y-axis direction). Also, the arrangement period of the trenches 73 in the X-axis direction (or Y-axis direction) may be shorter than the arrangement period of the trenches 72 in the X-axis direction (or Y-axis direction).
  • the arrangement period d3 (pitch) of the trenches 73 is shorter than the arrangement period d1 of the trenches 71.
  • the arrangement period d3 of the trenches 73 is also shorter than the arrangement period d2 of the trenches 72. It is possible to prevent the occurrence of defective trench processing in the light-shielding pixel region 102 and the dummy pattern region 103. This makes it possible to effectively prevent the mixing of charges between adjacent effective pixels P1 in the effective pixel region 101, between light-shielding pixels P2 in the light-shielding pixel region 102, or between the effective pixel P1 and the light-shielding pixel P2.
  • the imaging device 1 can suppress the inclusion of noise in pixel signals due to poor trench processing, thereby improving the quality of pixel signals. In other words, it can suppress the occurrence of blooming defects.
  • the photodetector includes a first region (effective pixel region 101) having a plurality of first pixels (effective pixels P1) each including a first photoelectric conversion element (photoelectric conversion unit 12) provided in a semiconductor layer (semiconductor layer 10), a first trench (trench 71) provided between the plurality of adjacent first pixels in the semiconductor layer, and a second region (dummy pattern region 103) having a second trench (trench 73) provided in a first direction and a second direction intersecting the first direction in the semiconductor layer and provided around the first region.
  • the pattern density of the second trench is greater than the pattern density of the first trench.
  • the photodetection device (imaging device 1) has an effective pixel region 101 in which trenches 71 are provided, and a dummy pattern region 103 in which trenches 73 are provided.
  • the pattern density of trenches 73 is greater than the pattern density of trenches 71. This makes it possible to suppress processing defects in the trenches. It is possible to realize a photodetection device that can suppress deterioration in quality.
  • the photodetector according to this embodiment further includes a third region (light-shielding pixel region 102) provided between the first region and the second region.
  • the third region includes a plurality of second pixels (light-shielding pixels P2) each including a second photoelectric conversion element provided in the semiconductor layer, a fourth trench (trench 72) provided between adjacent second pixels in the semiconductor layer, and a light-shielding member (light-shielding member 40) provided on the semiconductor layer.
  • the pattern density of the second trench is greater than the pattern density of the fourth trench.
  • the photodetection device (imaging device 1) according to this embodiment has a light-shielding pixel region 102 in which trenches 72 are provided.
  • the pattern density of trenches 73 is greater than the pattern density of trenches 72. This makes it possible to suppress processing defects in the trenches. It is possible to realize a photodetection device that can suppress deterioration in quality.
  • a configuration example of the imaging device 1 has been described, but it is merely an example, and the configuration of the imaging device 1 is not limited to the above-described example.
  • Fig. 8 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel section of an imaging device according to a first modified example of the present disclosure.
  • the imaging device 1 may be configured such that the pattern density of the trenches 73 in the dummy pattern region 103 varies depending on the distance from the center of the pixel section 100 (or the distance from the effective pixel region 101).
  • the pattern density of the trenches 73 may be increased, for example, in the dummy pattern region 103 as it moves away from the effective pixel region 101 (or the light-shielding pixel region 102). As in the example shown in FIG. 8, the arrangement period of the trenches 73 in the X-axis direction may be decreased (narrowed) as it moves away from the effective pixel region 101 (or the light-shielding pixel region 102).
  • the arrangement period of the trenches 73 in the Y-axis direction may become shorter the farther away from the effective pixel region 101.
  • the pattern density of the trenches in the dummy pattern region 103 can be gradually changed. This makes it possible to reduce the difference in the pattern density of the trenches between the effective pixel region 101 (or the light-shielding pixel region 102) and the dummy pattern region 103, and to prevent the occurrence of defective trench processing.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel unit of an imaging device according to Modification 2.
  • the imaging device 1 may have a trench 74 as in the example shown in Fig. 9.
  • the trench 74 is formed in the semiconductor layer 10 in the dummy pattern region 103.
  • the trench 74 is provided, for example, adjacent to the trench 73 in the semiconductor layer 10.
  • a plurality of trenches 74 may be provided discretely in the dummy pattern region 103.
  • the trench 74 may be provided for each cell P3.
  • Trench 74 has, for example, an FTI structure similar to trench 73, and is provided so as to penetrate semiconductor layer 10.
  • trench 74 may have a cross shape in a planar view.
  • Trench 74 may have a line shape (linear) in a planar view, or may have another shape.
  • Trench 74 can be used to correct (adjust) the pattern density of the trench, and can also be called a correction pattern.
  • the trenches 74 make it possible to finely adjust the pattern density of the trenches in the dummy pattern region 103. This makes it possible to effectively prevent the occurrence of trench processing defects.
  • the shape and arrangement of the trenches 74 are not limited to the example shown in the figure, and can be changed as appropriate.
  • FIG. 10 and 11 are diagrams for explaining another example of the configuration of the pixel section of the imaging device according to the second modification.
  • the imaging device 1 may be configured such that the pattern density of the trenches 74 in the dummy pattern region 103 varies depending on the distance from the center of the pixel section 100 (or the distance from the effective pixel region 101).
  • multiple trenches 74 having different shapes may be provided.
  • trenches 73 and trenches 74 may be provided so that the pattern density of the trenches increases with increasing distance from the effective pixel region 101.
  • a trench 74a having a linear shape may be arranged in a cell P3 located relatively close to the light-shielding pixel region 102
  • a trench 74b having a cross shape may be arranged in a cell P3 located relatively far from the light-shielding pixel region 102.
  • the number of trenches 74 may vary depending on the distance from the center of the pixel section 100 (or the distance from the effective pixel region 101).
  • the imaging device 1 may be configured so that the number of cells P3 in which trenches 74 are provided increases with increasing distance from the effective pixel region 101 (or the light-shielding pixel region 102).
  • the difference in trench pattern density i.e., the step in pattern density
  • the difference in trench pattern density between the effective pixel region 101 (or the light-shielding pixel region 102) and the dummy pattern region 103 can also be reduced. This makes it possible to prevent the occurrence of trench processing defects.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel unit of an imaging device according to Modification 3.
  • the size of the light-shielded pixel region 102 may be different above, below, left, and right of the effective pixel region 101.
  • a different number of light-shielded pixels P2 may be provided on the upper side, lower side, left side, and right side of the effective pixel region 101.
  • the size of the dummy pattern region 103 may be different above, below, left, and right of the effective pixel region 101.
  • a different number of cells P3 may be arranged on the upper side, lower side, left side, and right side of the light-shielded pixel region 102.
  • Fig. 13 is a diagram for explaining a configuration example of a pixel unit of an imaging device according to Modification 4.
  • the width of trench 73 may be larger (wider) than the width of trench 71 (or trench 72).
  • the width of trench 73 in the X-axis direction may be larger than the width of trench 71 (or trench 72) in the X-axis direction.
  • the width of trench 73 in the Y-axis direction may be greater than the width of trench 71 (or trench 72) in the Y-axis direction.
  • This modified example can also provide the same effects as the above-described embodiment.
  • (2-5. Modification 5) 14 is a diagram for explaining a configuration example of an imaging device according to Modification 5.
  • the trenches (trench 71 to trench 73, etc.) of the imaging device 1 may be formed to a depth between the surface 11S1 and the surface 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • the trenches 71 to 73 may be provided from the surface 11S1 side of the semiconductor layer 10 to a depth between the surface 11S1 and the surface 11S2 of the semiconductor layer 10.
  • this modification it is also possible to suppress variations in the processing depth of the trenches (for example, insufficient processing depth at the chip periphery).
  • the imaging device 1 and the like can be applied to any type of electronic device equipped with an imaging function, for example, a camera system such as a digital still camera or a video camera, or a mobile phone with an imaging function.
  • Fig. 15 shows a schematic configuration of an electronic device 1000.
  • the electronic device 1000 includes, for example, a lens group 1001, an imaging device 1, a DSP (Digital Signal Processor) circuit 1002, a frame memory 1003, a display unit 1004, a recording unit 1005, an operation unit 1006, and a power supply unit 1007, which are interconnected via a bus line 1008.
  • a lens group 1001 an imaging device 1
  • a DSP (Digital Signal Processor) circuit 1002 a frame memory 1003, a display unit 1004, a recording unit 1005, an operation unit 1006, and a power supply unit 1007, which are interconnected via a bus line 1008.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the lens group 1001 captures incident light (image light) from a subject and forms an image on the imaging surface of the imaging device 1.
  • the imaging device 1 converts the amount of incident light formed on the imaging surface by the lens group 1001 into an electrical signal on a pixel-by-pixel basis and supplies the signal as a pixel signal to the DSP circuit 1002.
  • the DSP circuit 1002 is a signal processing circuit that processes the signal supplied from the imaging device 1.
  • the DSP circuit 1002 outputs image data obtained by processing the signal from the imaging device 1.
  • the frame memory 1003 temporarily holds the image data processed by the DSP circuit 1002 on a frame-by-frame basis.
  • the display unit 1004 is, for example, a panel-type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel, and records image data of moving images or still images captured by the imaging device 1 on a recording medium such as a semiconductor memory or a hard disk.
  • a panel-type display device such as a liquid crystal panel or an organic EL (Electro Luminescence) panel
  • a recording medium such as a semiconductor memory or a hard disk.
  • the operation unit 1006 outputs operation signals for various functions possessed by the electronic device 1000 in accordance with operations by the user.
  • the power supply unit 1007 appropriately supplies various types of power to the DSP circuit 1002, frame memory 1003, display unit 1004, recording unit 1005, and operation unit 1006 as operating power sources to these devices.
  • 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. 16 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, or characters on the road surface, 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 the vehicle 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-vehicle 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-vehicle 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. 17 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. 17 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 forcibly decelerating or steering to avoid a collision 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 captured image of 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 captured image of 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. 18 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 observation light is photoelectrically converted by the image sensor 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 illumination light to the endoscope 11100 when photographing the surgical site, etc.
  • a light source such as an LED (Light Emitting Diode) and supplies illumination 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 illumination 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.
  • fluorescence observation may be performed in which an image is obtained by fluorescence generated by irradiating excitation light.
  • excitation light is irradiated to body tissue and 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 fluorescence 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. 19 is a block diagram showing an example of the functional configuration of the camera head 11102 and CCU 11201 shown in FIG. 18.
  • 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 photodetector of one embodiment of the present disclosure includes a first region having a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer and a first trench provided between adjacent first pixels in the semiconductor layer, and a second region having a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction and provided around the first region.
  • the pattern density of the second trench is greater than the pattern density of the first trench. This makes it possible to suppress processing defects of the trench. It becomes possible to realize a photodetector capable of suppressing deterioration in quality.
  • the photodetector of one embodiment of the present disclosure includes a first region having a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer and a first trench provided between adjacent first pixels in the semiconductor layer, and a second region having a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction and provided around the first region.
  • the second trenches are provided at a higher density than the first trenches in a plan view. This makes it possible to suppress processing defects in the trenches. It becomes possible to realize a photodetector capable of suppressing deterioration in quality.
  • the present disclosure may have the following configurations. (1) a first region including a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer, and a first trench provided between the plurality of first pixels adjacent to each other in the semiconductor layer; a second region including a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction, the second region being provided around the first region; The photodetector device, wherein a pattern density of the second trench is greater than a pattern density of the first trench.
  • the second region has a cell surrounded by the second trench and in which the third trench is provided,
  • (11) The photodetector according to any one of (1) to (10), wherein a width of the second trench in the first direction is greater than a width of the first trench in the first direction.
  • the first pixel includes the first photoelectric conversion element and a first transistor; the second region has a cell surrounded by the second trench and in which a second transistor is provided; a gate of the first transistor is connected to a wiring to which a first signal is input;
  • the first signal is a signal that controls the first transistor,
  • a pattern density of the second trench is greater than a pattern density of the fourth trench.
  • An optical system a light detection device that receives light transmitted through the optical system;
  • the light detection device includes: a first region including a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer, and a first trench provided between the plurality of first pixels adjacent to each other in the semiconductor layer; a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction, and a second region provided around the first region;
  • the electronic device wherein a pattern density of the second trench is greater than a pattern density of the first trench.
  • a first region including a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer, and a first trench provided between the plurality of first pixels adjacent to each other in the semiconductor layer; a second region including a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction, the second region being provided around the first region;
  • the photodetector wherein, in a plan view, a pattern density of the second trench is greater than a pattern density of the first trench.
  • (22) a first region including a plurality of first pixels each including a first photoelectric conversion element provided in a semiconductor layer, and a first trench provided between the plurality of first pixels adjacent to each other in the semiconductor layer; a second region including a second trench provided in the semiconductor layer in a first direction and a second direction intersecting the first direction, the second region being provided around the first region;
  • the second trenches are provided at a higher density than the first trenches in a plan view.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

本開示の一実施形態の光検出装置は、半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、前記半導体層において隣り合う複数の前記第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、前記半導体層において第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、前記第１領域の周囲に設けられる第２領域とを備える。前記第２トレンチのパターン密度は、前記第１トレンチのパターン密度よりも大きい。

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。
　有効画素領域と、有効画素領域の四方を囲むように設けられるダミー画素領域とを有し、ＦＴＩ（Full Trench Isolation）構造が配置された装置が提案されている（特許文献１）。
特開２０２２－１０６０２１号公報
　光を検出する装置では、品質の低下を抑えることが求められている。
　品質の低下を抑制可能な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、半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、半導体層において隣り合う複数の第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、半導体層において第１方向および第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、第１領域の周囲に設けられる第２領域とを備える。第２トレンチのパターン密度は、第１トレンチのパターン密度よりも大きい。
　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、半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、半導体層において隣り合う複数の第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、半導体層において第１方向および第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、第１領域の周囲に設けられる第２領域とを有する。第２トレンチのパターン密度は、第１トレンチのパターン密度よりも大きい。
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平面構成の一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平面構成の一例を説明するための図である。 図４は、本開示の実施の形態に係る撮像装置の有効画素の回路構成の一例を示す図である。 図５Ａは、本開示の実施の形態に係る撮像装置のセルの回路構成の一例を示す図である。 図５Ｂは、本開示の実施の形態に係る撮像装置のセルの回路構成の一例を示す図である。 図６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平面構成の一例を説明するための図である。 図８は、本開示の変形例１に係る撮像装置の画素部の構成例を説明するための図である。 図９は、本開示の変形例２に係る撮像装置の画素部の構成例を説明するための図である。 図１０は、本開示の変形例２に係る撮像装置の画素部の別の構成例を説明するための図である。 図１１は、本開示の変形例２に係る撮像装置の画素部の別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３に係る撮像装置の画素部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４に係る撮像装置の画素部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５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、撮像装置を有する電子機器の構成例を表すブロック図である。 図１６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１７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１８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１９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、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。
　撮像装置１は、光学レンズを含む光学系（不図示）を透過した光を受光して信号を生成し得る。撮像装置１は、例えば、複数の画素Ｐが設けられた半導体基板（例えばシリコン基板）を用いて構成される。撮像装置１の各画素Ｐの光電変換部は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）であり、光を光電変換可能に構成される。
　撮像装置１は、一例として、図１に示すように、複数の画素Ｐが行列状に２次元配置された領域（画素部１００）を有する。撮像装置１の画素部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。画素部１００には、後述するが、有効画素、遮光画素等が配置される。
　撮像装置１は、光学レンズを含む光学系を介して、計測対象である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する。撮像装置１は、受光した光（例えば可視光、赤外光等）を光電変換して画素信号を生成し得る。光検出装置である撮像装置１は、入射した光を受光して信号を生成可能な装置であり、受光装置ともいえる。
　撮像装置１（光検出装置）は、一例として、イメージセンサとして構成され得る。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、複数の半導体層を積層して構成された構造（積層構造）を有し得る。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、各種の電子機器に利用可能である。
　撮像装置１は、一例として、図１に示す例のように、画素部１００と、画素制御部１１１と、信号処理部１１２と、制御部１１３と、処理部１１４を有する。また、撮像装置１には、例えば、複数の制御線Ｌｒｅａｄと、複数の信号線ＶＳＬが設けられる。制御線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐを制御する信号を伝えることが可能な信号線であり、画素制御部１１１と画素部１００の画素Ｐとに接続される。
　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、複数の制御線Ｌｒｅａｄが配線される。制御線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐからの信号読み出しのための制御信号を伝送するように構成される。制御線Ｌｒｅａｄは、画素Ｐを駆動する信号を伝送する駆動線（画素駆動線）ともいえる。
　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り、画素部１００の画素Ｐと信号処理部１１２とに接続される。画素部１００には、例えば、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、１つ又は複数の信号線ＶＳＬが配線される。信号線ＶＳＬは、画素Ｐから出力される信号を伝送可能に構成される。撮像装置１では、１つの画素列に対して、複数の信号線ＶＳＬが設けられてもよい。撮像装置１は、画素列ごとに複数の信号線ＶＳＬを有し得る。
　画素制御部１１１は、画素部１００の各画素Ｐを制御可能に構成される。画素制御部１１１は、制御回路であり、例えば、バッファ、シフトレジスタ、アドレスデコーダ等を含む複数の回路によって構成される。画素制御部１１１は、画素Ｐを制御するための信号を生成し、制御線Ｌｒｅａｄを介して画素部１００の各画素Ｐへ出力する。画素制御部１１１は、制御部１１３により制御され、画素部１００の画素Ｐの制御を行う。
　画素制御部１１１は、例えば、画素Ｐの転送トランジスタを制御する信号、選択トランジスタを制御する信号、及びリセットトランジスタを制御する信号など、画素Ｐを制御するための信号を生成し、制御線Ｌｒｅａｄによって各画素Ｐに供給する。画素制御部１１１は、各画素Ｐから画素信号を読み出す制御を行い得る。画素制御部１１１は、各画素Ｐを駆動可能に構成された画素駆動部ともいえる。なお、画素制御部１１１と制御部１１３とを併せて、画素制御部ということもできる。
　信号処理部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。信号処理部１１２は、信号処理回路であり、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。
　信号処理部１１２は、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を有していてもよい。負荷回路、増幅回路、及びＡＤ変換回路等は、例えば、複数の信号線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、増幅回路、及びＡＤ変換回路等が設けられ得る。
　画素制御部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、信号線ＶＳＬを介して信号処理部１１２に入力される。信号処理部１１２は、例えば、画素Ｐの信号のＡＤ変換、ＣＤＳ(Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング)等の信号処理を行い得る。信号線ＶＳＬの各々を通して伝送される各画素Ｐの信号は、信号処理部１１２により信号処理が施され、処理部１１４に出力される。
　処理部１１４は、入力される信号に対して信号処理を実行可能に構成される。処理部１１４は、処理回路であり、例えば、画素信号に対して各種の信号処理を施す回路により構成される。処理部１１４は、プロセッサ及びメモリを含んでいてもよい。処理部１１４は、信号処理部１１２から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。処理部１１４は、例えば、ノイズ低減処理、階調補正処理等の各種の信号処理を行い得る。
　制御部１１３は、撮像装置１の各部を制御可能に構成される。制御部１１３は、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。制御部１１３は、制御回路であり、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。制御部１１３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、画素制御部１１１及び信号処理部１１２等の駆動制御を行う。
　上述した画素部１００と、画素制御部１１１及び信号処理部１１２等とは、１つの基板に設けられてもよい。画素制御部１１１、信号処理部１１２、制御部１１３、処理部１１４等は、１つの半導体基板に設けられてもよく、複数の半導体基板に分けて設けられてもよい。撮像装置１は、複数の基板を積層して構成された積層構造を有していてもよい。なお、信号処理部１１２、制御部１１３、及び処理部１１４の一部又は全部は、一体的に構成されていてもよい。
　図２及び図３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。図３は、図２に示す撮像装置１の画素部１００における破線Ｌ１で囲んだ領域を示している。撮像装置１は、画素部１００と端子部１２０を有する。図２に示す例では、画素部１００の周囲に、複数の端子部１２０が設けられる。
　なお、図２に示すように、被写体からの光の入射方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に直交する紙面左右方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に直交する紙面上下方向をＹ軸方向とする。以降の図において、図２の矢印の方向を基準として方向を表記する場合もある。なお、図示を省略するが、上述した画素制御部１１１、信号処理部１１２、制御部１１３、処理部１１４等は、画素部１００の周辺領域に設けられてもよい。
　画素部１００に設けられる複数の画素Ｐには、有効画素Ｐ１と、遮光画素Ｐ２とが含まれる。また、画素部１００には、セルＰ３が設けられる。有効画素Ｐ１は、計測対象（被写体）からの光を受光する画素である。遮光画素Ｐ２及びセルＰ３は、例えば、遮光部材（遮光膜）を有し、遮光された状態となる。セルＰ３は、ダミーパターンとして設けられ、ダミー画素ともいえる。
　端子部１２０は、外部との信号のやり取りを行うものである。端子部１２０は、外部との信号の伝送に用いられる端子（パッド）を含む。端子部１２０は、例えば、画素部１００の外側の領域に設けられる。端子部１２０は、一例として、図２に模式的に示すように、複数のパッド（ＰＡＤ）を含み、画素部１００の周辺領域に配置される。
　端子部１２０には、例えば、信号が入出力される入出力パッド、撮像装置１の外部から信号が入力される入力パッド、撮像装置１の外部に信号を出力する出力パッド等が含まれる。また、端子部１２０は、電源パッド及びＧＮＤパッドを含み、外部から入力される電源電圧、ＧＮＤ電圧（接地電圧）を、撮像装置１の各回路などに供給し得る。
　撮像装置１の画素部１００は、複数の有効画素Ｐ１が設けられる領域（有効画素領域１０１と称する）と、複数の遮光画素Ｐ２が設けられる領域（遮光画素領域１０２と称する）を有する。また、画素部１００は、複数のセルＰ３が設けられる領域（ダミーパターン領域１０３と称する）を有する。
　有効画素領域１０１には、複数の有効画素Ｐ１が２次元配置される。複数の有効画素Ｐ１は、一例として、図３に示すように、水平方向（Ｘ軸方向）と垂直方向（Ｙ軸方向）とに並ぶように設けられる。有効画素Ｐ１は、例えば、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たフィルタを有し得る。
　有効画素領域１０１の複数の有効画素Ｐ１には、一例として、赤（Ｒ）の波長域の光を透過するフィルタが設けられた画素（Ｒ画素）と、緑（Ｇ）の波長域の光を透過するフィルタが設けられた画素（Ｇ画素）と、青（Ｂ）の波長域の光を透過するフィルタが設けられた画素（Ｂ画素）が含まれる。画素部１００では、複数のＲ画素、複数のＧ画素、及び複数のＢ画素が繰り返し配置される。
　Ｒ画素、Ｇ画素、及びＢ画素は、例えば、ベイヤー配列に従って配置される。Ｒ画素、Ｇ画素、及びＢ画素は、それぞれ、Ｒ成分の画素信号、Ｇ成分の画素信号、及びＢ成分の画素信号を生成し得る。撮像装置１は、ＲＧＢの画素信号を得ることができる。なお、有効画素領域１０１における有効画素Ｐ１の数および配置は、任意に設定可能である。
　有効画素Ｐ１に設けられるフィルタは、原色系（ＲＧＢ）のカラーフィルタに限定されず、補色系のカラーフィルタであってもよい。Ｗ（ホワイト）に対応したフィルタ、即ち入射光の全波長域の光を透過させるフィルタを配置してもよい。フィルタは、赤外光を透過するフィルタであってもよい。また、必要に応じて、一部又は全部の有効画素Ｐ１に、フィルタを設けなくてもよい。
　有効画素領域１０１の各有効画素Ｐ１には、計測対象である被写体からの光が入射する。有効画素Ｐ１は、入射する光を受光して光電変換し、画素信号を生成し得る。撮像装置１は、各有効画素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、被写体像を示す画像データを生成し得る。
　有効画素領域１０１には、図３に示す例のように、トレンチ７１が設けられる。トレンチ７１は、隣り合う複数の有効画素Ｐ１の間に設けられ、有効画素Ｐ１間を分離する。トレンチ７１は、例えば、ＦＴＩ（Full Trench Isolation）構造を有する。図３に示す例では、トレンチ７１は、平面視において格子状に形成され、隣り合う複数の有効画素Ｐ１の境界部に配置される。有効画素Ｐ１は、トレンチ７１によって区画された構造を有するともいえる。
　遮光画素領域１０２は、有効画素領域１０１の周囲に設けられる。遮光画素領域１０２は、例えば、図２及び図３に示すように、有効画素領域１０１を囲むように設けられる。遮光画素領域１０２には、一例として、有効画素領域１０１を囲むように、複数の遮光画素Ｐ２がＸ軸方向及びＹ軸方向において２次元配置される。
　遮光画素Ｐ２は、遮光部材により遮光された画素であり、基準レベルを示す画素信号を出力し得る。遮光画素Ｐ２は、例えば、有効画素Ｐ１の画素信号に対する基準レベルを示す信号を、画素信号として生成して出力する。遮光画素Ｐ２により生成される画素信号は、黒レベル（又はオフセットレベル）を示す信号といえる。遮光画素Ｐ２は、ＯＰＢ（Optical Black）画素であり、遮光画素領域１０２は、ＯＰＢ画素領域ともいえる。
　撮像装置１の処理部１１４（図１参照）は、画素信号を補正可能なように構成される。処理部１１４は、遮光画素Ｐ２により生成される画素信号を用いて、有効画素Ｐ１により生成される画素信号の補正を行うように構成される。処理部１１４は、例えば、有効画素Ｐ１の画素信号と遮光画素Ｐ２の画素信号との減算処理を行うことで、ノイズ成分（例えば暗電流成分）が低減された画素信号を生成し得る。なお、信号処理部１１２によって、この補正処理を行うようにしてもよい。
　遮光画素領域１０２には、図３に示す例のように、トレンチ７２が設けられる。トレンチ７２は、隣り合う複数の遮光画素Ｐ２の間に設けられ、遮光画素Ｐ２間を分離する。トレンチ７２は、例えば、トレンチ７１と同様にＦＴＩ構造を有する。図３に示す例では、トレンチ７２とトレンチ７１とは、連続して形成され、一体に設けられる。
　トレンチ７２は、図３に示す例では、ＸＹ平面において、格子状に設けられる。トレンチ７２は、有効画素領域１０１の周囲において格子状に設けられ、隣り合う複数の遮光画素Ｐ２の境界部に配置される。遮光画素Ｐ２は、トレンチ７２によって区画された構造を有するともいえる。なお、遮光画素領域１０２における遮光画素Ｐ２の数および配置は、任意に設定可能である。
　ダミーパターン領域１０３は、遮光画素領域１０２の周囲に設けられる。ダミーパターン領域１０３は、例えば、図２及び図３に示すように、遮光画素領域１０２を囲むように設けられる。ダミーパターン領域１０３には、一例として、遮光画素領域１０２を囲むように、複数のセルＰ３が２次元配置される。
　セルＰ３は、遮光部材により遮光された領域部分であり、ダミー画素又はダミーパターンともいえる。複数のセルＰ３は、一例として、図３に示すように、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに並ぶように設けられる。なお、ダミーパターン領域１０３におけるセルＰ３の数および配置は、図示した例に限られず、適宜変更可能である。
　ダミーパターン領域１０３には、図３に示す例のように、トレンチ７３が設けられる。トレンチ７３は、隣り合う複数のセルＰ３の間に設けられ、セルＰ３間を分離する。トレンチ７３は、例えば、トレンチ７１及びトレンチ７２と同様に、ＦＴＩ構造を有する。図３に示す例では、トレンチ７３とトレンチ７２とは、連続して形成され、一体に設けられる。
　図３に示す例では、トレンチ７３は、ＸＹ平面において格子状に設けられる。トレンチ７３は、遮光画素領域１０２の周囲において格子状に設けられ、隣り合う複数のセルＰ３の境界部に配置される。セルＰ３は、トレンチ７３によって画定される領域であり、トレンチ７３によって区画された構造を有するともいえる。
　撮像装置１は、各領域におけるトレンチのパターン密度が異なるように構成され得る。撮像装置１は、例えば、ダミーパターン領域１０３のトレンチ７３のパターン密度と、有効画素領域１０１のトレンチ７１のパターン密度とが異なるように構成される。一例として、図３に示すように、ダミーパターン領域１０３におけるトレンチ７３のパターン密度は、有効画素領域１０１におけるトレンチ７１のパターン密度よりも大きくなる。トレンチ７３の配置周期（ピッチ）は、トレンチ７１の配置周期よりも短い（狭い）。
　また、撮像装置１は、ダミーパターン領域１０３のトレンチ７３のパターン密度と、遮光画素領域１０２のトレンチ７２のパターン密度とが異なるように構成され得る。例えば、図３に示す例のように、ダミーパターン領域１０３におけるトレンチ７３のパターン密度は、遮光画素領域１０２におけるトレンチ７２のパターン密度よりも大きくなる。なお、撮像装置１では、トレンチ７１のパターン密度及びピッチとトレンチ７２のパターン密度及びピッチとが同一となるように、トレンチ７１、トレンチ７２が配置され得る。
　図４は、実施の形態に係る撮像装置の有効画素の回路構成の一例を示す図である。有効画素Ｐ１は、光電変換部１２（光電変換素子）と、読み出し回路２０とを有する。光電変換部１２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２０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。読み出し回路２０は、光電変換部１２で光電変換された電荷に基づく画素信号を読み出し得る。
　光電変換部１２は、受光部（受光素子）であり、光電変換により電荷を生成可能に構成される。図４に示す例では、光電変換部１２は、フォトダイオード（ＰＤ）であり、入射する光を電荷に変換する。光電変換部１２は、光電変換を行って受光量に応じた電荷を生成し得る。
　読み出し回路２０は、一例として、トランジスタＴＲＧ１と、フローティングディフュージョンＦＤと、トランジスタＡＭＰ１と、トランジスタＳＥＬ１と、トランジスタＲＳＴ１とを有する。トランジスタＴＲＧ１、トランジスタＡＭＰ１、トランジスタＳＥＬ１、及びトランジスタＲＳＴ１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４に示す例では、トランジスタＴＲＧ１、トランジスタＡＭＰ１、トランジスタＳＥＬ１、及びトランジスタＲＳＴ１は、それぞれＮＭＯＳトランジスタにより構成される。なお、有効画素Ｐ１のトランジスタは、ＰＭＯＳトランジスタにより構成されてもよい。
　トランジスタＴＲＧ１は、転送トランジスタであり、光電変換部１２で光電変換された電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送可能に構成される。トランジスタＴＲＧ１は、信号ＶＴＲＧにより制御され、光電変換部１２とフローティングディフュージョンＦＤとを電気的に接続または切断する。トランジスタＴＲＧ１は、光電変換部１２で光電変換されて蓄積された電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送し得る。
　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１２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ＡＭＰ１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。トランジスタＡＭＰ１は、増幅トランジスタであり、光電変換部１２で変換された電荷に基づく信号を生成して出力し得る。
　トランジスタＡＭＰ１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。図４に示す例では、トランジスタＡＭＰ１のドレインは、電源電圧ＶＤＤが供給される電源線に接続される。
　トランジスタＡＭＰ１のソースは、トランジスタＳＥＬ１を介して信号線ＶＳＬに接続される。トランジスタＡＭＰ１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、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、信号線ＶＳＬへ出力するように構成される。
　トランジスタＳＥＬ１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ＳＥＬ１は、例えば、図４に示す例のように、トランジスタＡＭＰ１と電気的に直列に接続される。トランジスタＳＥＬ１は、信号ＶＳＥＬにより制御され、トランジスタＡＭＰ１からの信号を信号線ＶＳＬに出力可能に構成される。トランジスタＳＥＬ１は、選択トランジスタであり、画素の信号の出力タイミングを制御し得る。
　トランジスタＳＥＬ１は、光電変換部１２で変換された電荷に基づく信号を出力可能に構成される。トランジスタＳＥＬ１は、有効画素Ｐ１の画素信号を信号線ＶＳＬへ出力し得る。なお、トランジスタＳＥＬ１は、電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線とトランジスタＡＭＰ１との間に、電気的に直列に接続されてもよい。
　トランジスタＲＳＴ１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４に示す例では、トランジスタＲＳＴ１は、電源電圧ＶＤＤが与えられる電源線と電気的に接続され、有効画素Ｐ１の電荷のリセットを行うように構成される。トランジスタＲＳＴ１は、リセットトランジスタである。
　トランジスタＲＳＴ１は、信号ＶＲＳＴ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。図４に示す例では、トランジスタＲＳＴ１は、電源線とフローティングディフュージョンＦＤとを電気的に接続し、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排出し得る。なお、トランジスタＲＳＴ１は、トランジスタＴＲＧ１を介して、光電変換部１２に蓄積された電荷を排出し得る。
　撮像装置１の画素制御部１１１（図１参照）は、上述した制御線Ｌｒｅａｄを介して、各画素ＰのトランジスタＴＲＧ１、トランジスタＳＥＬ１、トランジスタＲＳＴ１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の画素行ごとの複数の制御線Ｌｒｅａｄには、一例として、トランジスタＴＲＧ１を制御する信号ＶＴＲＧを伝送する配線、トランジスタＳＥＬ１を制御する信号ＶＳＥＬを伝送する配線、トランジスタＲＳＴ１を制御する信号ＶＲＳＴを伝送する配線等が含まれる。トランジスタＴＲＧ１、トランジスタＳＥＬ１、及びトランジスタＲＳＴ１等は、画素制御部１１１によってオンオフ制御される。
　遮光画素Ｐ２は、例えば、上述した有効画素Ｐ１と同様の回路構成を有する。画素制御部１１１は、各有効画素Ｐ１と各遮光画素Ｐ２の読み出し回路２０を制御することによって、各有効画素Ｐ１と各遮光画素Ｐ２から画素信号を信号線ＶＳＬに出力させる。画素制御部１１１は、各有効画素Ｐ１の画素信号、各遮光画素Ｐ２の画素信号を、信号線ＶＳＬへ読み出す制御を行い得る。
　図５Ａは、実施の形態に係る撮像装置のセルの回路構成の一例を示す図である。セルＰ３は、例えば、上述した有効画素Ｐ１（又は遮光画素Ｐ２）と同様の回路素子を有する。セルＰ３は、一例として、図５Ａに示すように、光電変換部１２と、トランジスタＴＲＧ２と、トランジスタＡＭＰ２と、トランジスタＳＥＬ２と、トランジスタＲＳＴ２とを有する。
　セルＰ３のトランジスタＴＲＧ２は、転送トランジスタであり、有効画素Ｐ１のトランジスタＴＲＧ１に対応する。トランジスタＴＲＧ２のゲートは、基準電圧（例えば接地電圧）が与えられる配線、又は電源電圧が与えられる配線に電気的に接続される。図５Ａに示す例では、トランジスタＴＲＧ２のゲートは、電圧ＶＳＳ（例えば０Ｖ）が与えられる配線と電気的に接続される。
　セルＰ３のトランジスタＡＭＰ２は、増幅トランジスタであり、有効画素Ｐ１のトランジスタＡＭＰ１に対応する。また、セルＰ３のトランジスタＳＥＬ２は、選択トランジスタであり、有効画素Ｐ１のトランジスタＳＥＬ１に対応する。トランジスタＳＥＬ２のゲートは、基準電圧が与えられる配線、又は電源電圧が与えられる配線に電気的に接続される。
　図５Ａに示す例では、トランジスタＳＥＬ２のゲートは、電圧ＶＳＳが与えられる配線と電気的に接続される。なお、図５Ａに示すように、トランジスタＳＥＬ２のソース及びドレインの一方は、信号線と接続されずにオープン状態であってもよい。
　セルＰ３のトランジスタＲＳＴ２は、リセットトランジスタであり、有効画素Ｐ１のトランジスタＲＳＴ１に対応する。トランジスタＲＳＴ２のゲートは、基準電圧が与えられる配線、又は電源電圧が与えられる配線に電気的に接続される。図５Ａに示す例では、トランジスタＲＳＴ２のゲートは、電圧ＶＳＳが与えられる配線と電気的に接続される。
　図５Ｂは、実施の形態に係る撮像装置のセルの回路構成の他の例を示す図である。セルＰ３は、図５Ｂに示す回路構成を有していてもよい。図５Ｂに示す例では、トランジスタＡＭＰ２のゲートと、トランジスタＳＥＬ２のゲートとは、それぞれ、電源電圧ＶＤＤが与えられる配線と電気的に接続される。
　図６は、実施の形態に係る撮像装置の断面構成の一例を説明するための図である。また、図７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は、図６に示すように、例えば、レンズ３０と、半導体層１０と、多層配線層６０とを有する。撮像装置１は、レンズ３０と、半導体層１０と、多層配線層６０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、レンズ３０が設けられる層と、半導体層１０と、多層配線層６０とが設けられる。
　半導体層１０は、図６に示すように、対向する面１１Ｓ１及び面１１Ｓ２を有する。面１１Ｓ２は、面１１Ｓ１とは反対側の面である。半導体層１０の面１１Ｓ１は、受光面（光入射面）である。半導体層１０の面１１Ｓ２は、トランジスタ等の素子が形成される素子形成面である。半導体層１０の面１１Ｓ２には、ゲート電極、ゲート絶縁膜（例えばゲート酸化膜）等が設けられる。
　半導体層１０は、半導体基板、例えばＳｉ（シリコン）基板により構成される。半導体層１０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い。半導体層１０は、ＩＩＩ－Ｖ族の化合物半導体材料により構成されてもよく、他の半導体材料を用いて形成されてもよい。
　図６に示す例では、半導体層１０の面１１Ｓ１側に、レンズ３０を含む層が設けられる。半導体層１０の面１１Ｓ２側には、多層配線層６０が設けられる。光学系からの光が入射する側にレンズ３０が設けられ、光が入射する側とは反対側に多層配線層６０が設けられる。撮像装置１は、いわゆる裏面照射型の撮像装置である。
　半導体層１０では、半導体層１０の面１１Ｓ１及び面１１Ｓ２に沿って、複数の光電変換部１２（光電変換素子）が設けられる。半導体層１０には、例えば、複数の光電変換部１２が埋め込み形成される。光電変換部１２は、半導体層１０の面１１Ｓ１と面１１Ｓ２との間に設けられている。
　レンズ３０（レンズ部）は、光を集光するレンズであり、オンチップレンズとも呼ばれる光学部材である。レンズ３０は、例えば、有効画素Ｐ１毎または複数の有効画素Ｐ１毎に、光電変換部１２の上方に設けられる。レンズ３０には、撮像レンズ等の光学系を介して、計測対象である被写体からの光が入射する。レンズ３０は、入射する光を有効画素Ｐ１の光電変換部１２側へ導く。
　有効画素Ｐ１の光電変換部１２は、レンズ３０を介して入射する光を光電変換する。なお、撮像装置１は、ＲＧＢのカラーフィルタ等のフィルタを有していてもよい。フィルタは、例えば、レンズ３０と光電変換部１２との間に設けられる。なお、光電変換部１２は、光電変換層ともいえる。
　多層配線層６０は、半導体層１０に積層して設けられる。多層配線層６０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６０は、層間絶縁膜（層間絶縁層）としての絶縁膜を介して、複数の配線が積層された構成を有する。多層配線層６０は、例えば２層以上、又は３層以上の配線を含む。
　多層配線層６０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。なお、多層配線層６０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。
　半導体層１０及び多層配線層６０には、例えば、上述した各トランジスタ（転送トランジスタ、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタ等）が設けられる。また、上述した画素制御部１１１、信号処理部１１２、制御部１１３、処理部１１４等（図１参照）は、半導体層１０とは別の基板、又は、半導体層１０及び多層配線層６０に設けられ得る。
　撮像装置１は、図６に示す例のように、トレンチ７１、トレンチ７２、トレンチ７３を有する。トレンチ７１、トレンチ７２、及びトレンチ７３は、それぞれ、分離部（溝部）であり、例えば絶縁材料を用いて構成される。トレンチ７１は、有効画素領域１０１において、隣り合う複数の光電変換部１２の間に設けられ、光電変換部１２間を分離する。トレンチ７１の少なくとも一部は、隣り合う有効画素Ｐ１（又は光電変換部１２）の境界に設けられる。
　トレンチ７１は、半導体層１０において、各有効画素Ｐ１の光電変換部１２をそれぞれ囲むように形成され得る。トレンチ７１は、例えば、ＦＴＩ構造を有し、半導体層１０を貫通するように設けられる。トレンチ７１は、図６に示す例のように、隣り合う複数の光電変換部１２の間において、半導体層１０の面１１Ｓ２まで達するように形成され得る。
　トレンチ７２は、遮光画素領域１０２において、隣り合う複数の光電変換部１２の間に設けられ、光電変換部１２間を分離する。トレンチ７２の少なくとも一部は、隣り合う遮光画素Ｐ２（又は光電変換部１２）の境界に設けられる。
　トレンチ７２は、半導体層１０において、各遮光画素Ｐ２の光電変換部１２をそれぞれ囲むように形成され得る。トレンチ７２は、例えば、ＦＴＩ構造を有し、半導体層１０を貫通するように設けられる。トレンチ７２は、例えば、隣り合う複数の光電変換部１２の間において、半導体層１０の面１１Ｓ２まで達するように形成され得る。
　トレンチ７３は、ダミーパターン領域１０３において、例えば、隣り合う複数の光電変換部１２の間に設けられ、光電変換部１２間を分離する。トレンチ７３の少なくとも一部は、隣り合うセルＰ３（又は光電変換部１２）の境界に設けられる。
　トレンチ７３は、半導体層１０において、各セルＰ３の光電変換部１２をそれぞれ囲むように形成され得る。トレンチ７３は、例えば、ＦＴＩ構造を有し、半導体層１０を貫通するように設けられる。トレンチ７３は、例えば、隣り合う複数の光電変換部１２の間において、半導体層１０の面１１Ｓ２まで達するように形成され得る。
　トレンチ７１～トレンチ７３の各々の内部には、絶縁膜、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、酸化アルミニウム膜等が設けられる。あるいは、トレンチ７１～トレンチ７３には、それぞれ、ポリシリコン、金属材料、他の絶縁材料等が埋め込まれていてもよい。トレンチ７１～トレンチ７３は、イオン注入によって形成される半導体領域（ｐ型の半導体領域またはｎ型の半導体領域）によって構成されてもよい。
　また、トレンチ７１～トレンチ７３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。トレンチ７１～トレンチ７３は、空隙（空洞）を有していてもよい。撮像装置１では、トレンチ７１～トレンチ７３が設けられることで、光電変換部１２で光電変換された電荷が周囲の画素へ漏れることが抑制される。また、不要な光が周囲の画素に漏れることを抑制することができる。例えば、混色が生じることを抑制することができる。
　撮像装置１には、図６に示す例のように、遮光部材４０が設けられる。遮光部材４０は、光を遮る部材により構成された遮光部（遮光膜）であり、半導体層１０の面１１Ｓ１側に設けられる。図６に示す例では、遮光部材４０は、遮光画素領域１０２及びダミーパターン領域１０３に対して設けられ、半導体層１０の面１１Ｓ１上に位置する。
　遮光部材４０は、遮光画素領域１０２とダミーパターン領域１０３の全体を覆うように形成される。例えば、遮光画素領域１０２に配置される全ての遮光画素Ｐ２と、ダミーパターン領域１０３に配置される全てのセルＰ３を覆うように、遮光部材４０が設けられる。
　遮光部材４０は、例えば、光を遮光する金属材料（アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）等）により構成される。遮光部材４０は、光を吸収する材料により構成されてもよい。遮光部材４０は、複数の膜（例えば、銅、アルミニウム等の金属膜）が積層された積層膜によって構成されてもよい。
　撮像装置１は、半導体層１０の面１１Ｓ１側に、固定電荷膜及び反射防止膜の少なくとも一方を有していてもよい。固定電荷膜及び反射防止膜は、一例として、金属化合物（金属酸化物、金属窒化物等）によって構成され、金属化合物層ともいえる。
　固定電荷膜は、固定電荷を有する膜であり、高誘電材料を用いて形成され得る。固定電荷膜は、一例として、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物により構成される。固定電荷膜は、例えば、負の固定電荷を有する膜である。
　撮像装置１では、固定電荷膜が設けられることで、半導体層１０の界面における暗電流の発生が抑制される。なお、固定電荷膜は、他の金属酸化膜により構成されてもよく、金属窒化膜または金属酸窒化膜を用いて構成されてもよい。固定電荷膜として、正の固定電荷を有する膜を設けるようにしてもよい。
　反射防止膜は、一例として、酸化ハフニウム、酸化タンタル等の金属酸化物により構成される。反射防止膜は、半導体層１０の面１１Ｓ１側に設けられ、反射を低減（抑制）する。反射防止膜は、例えば、固定電荷膜と積層するように設けられる。なお、反射防止膜は、窒化シリコン（ＳｉＮ）、酸化シリコン（ＳｉＯ）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ）等の絶縁材料を用いて構成されてもよく、他の材料を用いて構成されてもよい。
　撮像装置１は、上述したように、トレンチ７３のパターン密度とトレンチ７１のパターン密度とが異なるように構成される。ダミーパターン領域１０３におけるトレンチ７３のパターン密度は、図３及び図７等に示す例のように、有効画素領域１０１におけるトレンチ７１のパターン密度よりも大きい。これにより、撮像装置１では、トレンチの製造バラツキを抑制することが可能となる。
　仮に、有効画素領域のトレンチとダミーパターン領域のトレンチとを同じパターン密度で設ける場合、画素部における位置及びトレンチのレイアウト等の影響により、有効画素領域とダミーパターン領域とでトレンチのエッチング深さに大きな差異が生じるおそれがある。この場合、所定の長さ（深さ）を有するトレンチが形成されず、電荷の漏れ込みが生じることが考えられる。
　一般的に、周期的に（アレイ状に）レイアウトされたパターンをトレンチ状にエッチングする場合、中心に近い位置のトレンチよりも端部に近いトレンチのほうが、エッチング深さが浅くなりやすい。なぜならば、中心に近い位置に比べて、端部に近い位置では局所的なパターン密度が小さくなるため、エッチング処理におけるプラズマの挙動に差異が生じるためである。そのため、相対的に有効画素領域よりも遮光画素領域のほうが上記の電荷の漏れ込みが発生しやすくなる。
　本実施の形態では、ダミーパターン領域１０３におけるトレンチ７３のパターン密度は、有効画素領域１０１におけるトレンチ７１のパターン密度よりも大きくなるように定められる。これにより、トレンチの製造バラツキ（例えばトレンチのＺ軸方向の長さのバラツキ）を抑えることが可能となる。例えば、画素部１００の端部付近においても、ドライエッチングによって精度よくＦＴＩ構造を有するトレンチを形成することが可能となる。
　本実施の形態に係る撮像装置１では、所定の長さを有するトレンチを形成することができ、電荷の漏れ込みが生じることを抑制することが可能となる。有効画素領域１０１の外周部における局所的なトレンチのパターン密度の低下が緩和され、トレンチの加工不良が発生することを抑制することができる。撮像装置１の歩留まりを向上させることが可能となる。
　撮像装置１では、Ｘ軸方向（又はＹ軸方向）におけるトレンチ７３の配置周期は、Ｘ軸方向（又はＹ軸方向）におけるトレンチ７１の配置周期よりも短く（狭く）てよい。また、Ｘ軸方向（又はＹ軸方向）におけるトレンチ７３の配置周期は、Ｘ軸方向（又はＹ軸方向）におけるトレンチ７２の配置周期よりも短くてよい。
　撮像装置１では、例えば、図７に示すように、トレンチ７３の配置周期ｄ３（ピッチ）は、トレンチ７１の配置周期ｄ１よりも短い。また、トレンチ７３の配置周期ｄ３は、トレンチ７２の配置周期ｄ２よりも短い。遮光画素領域１０２及びダミーパターン領域１０３において、トレンチの加工不良が発生することを抑制することが可能となる。これにより、有効画素領域１０１における隣り合う有効画素Ｐ１間、遮光画素領域１０２における遮光画素Ｐ２間、あるいは有効画素Ｐ１と遮光画素Ｐ２間における電荷の混入を効果的に抑制することが可能となる。
　本実施の形態に係る撮像装置１では、トレンチの加工不良に起因する画素信号へのノイズの混入を抑制し、画素信号の品質向上を図ることができる。すなわち、ブルーミング不良が生じることを抑制することができる。
［作用・効果］
　本実施の形態に係る光検出装置は、半導体層（半導体層１０）に設けられる第１光電変換素子（光電変換部１２）をそれぞれ含む複数の第１画素（有効画素Ｐ１）と、半導体層において隣り合う複数の第１画素の間に設けられる第１トレンチ（トレンチ７１）とを有する第１領域（有効画素領域１０１）と、半導体層において第１方向および第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチ（トレンチ７３）を有し、第１領域の周囲に設けられる第２領域（ダミーパターン領域１０３）とを備える。第２トレンチのパターン密度は、第１トレンチのパターン密度よりも大きい。
　本実施の形態に係る光検出装置（撮像装置１）は、トレンチ７１が設けられる有効画素領域１０１と、トレンチ７３が設けられるダミーパターン領域１０３を有する。トレンチ７３のパターン密度は、トレンチ７１のパターン密度よりも大きい。これにより、トレンチの加工不良を抑制することができる。品質の低下を抑制可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　本実施の形態に係る光検出装置は、第１領域と第２領域との間に設けられる第３領域（遮光画素領域１０２）をさらに備える。第３領域は、半導体層に設けられる第２光電変換素子をそれぞれ含む複数の第２画素（遮光画素Ｐ２）と、半導体層において隣り合う複数の第２画素の間に設けられる第４トレンチ（トレンチ７２）と、半導体層の上に設けられる遮光部材（遮光部材４０）とを有する。第２トレンチのパターン密度は、第４トレンチのパターン密度よりも大きい。
　本実施の形態に係る光検出装置（撮像装置１）は、トレンチ７２が設けられる遮光画素領域１０２を有する。トレンチ７３のパターン密度は、トレンチ７２のパターン密度よりも大きい。これにより、トレンチの加工不良を抑制することができる。品質の低下を抑制可能な光検出装置を実現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）
　上述した実施の形態では、撮像装置１の構成例について説明したが、あくまでも一例であって、撮像装置１の構成は、上述した例に限られない。図８は、本開示の変形例１に係る撮像装置の画素部の構成例を説明するための図である。撮像装置１は、ダミーパターン領域１０３において、画素部１００の中心からの距離（又は有効画素領域１０１からの距離）に応じて、トレンチ７３のパターン密度が異なるように構成されてもよい。
　トレンチ７３のパターン密度は、例えば、ダミーパターン領域１０３において、有効画素領域１０１（又は遮光画素領域１０２）から離れるにつれて、大きくなっていてよい。図８に示す例のように、Ｘ軸方向におけるトレンチ７３の配置周期は、有効画素領域１０１（又は遮光画素領域１０２）から離れるにつれて短く（狭く）なっていてよい。
　また、Ｙ軸方向におけるトレンチ７３の配置周期が、有効画素領域１０１から離れるにつれて短くなっていてもよい。本変形例の場合、ダミーパターン領域１０３におけるトレンチのパターン密度を徐々に変化させることができる。これにより、有効画素領域１０１（又は遮光画素領域１０２）とダミーパターン領域１０３とにおけるトレンチのパターン密度の差を低減することができ、トレンチの加工不良が生じることを抑制することが可能となる。
（２－２．変形例２）
　図９は、変形例２に係る撮像装置の画素部の構成例を説明するための図である。撮像装置１は、図９に示す例のように、トレンチ７４を有していてもよい。トレンチ７４は、ダミーパターン領域１０３において、半導体層１０に形成される。トレンチ７４は、例えば、半導体層１０において、トレンチ７３と隣り合うように設けられる。図９に示す例のように、ダミーパターン領域１０３において、複数のトレンチ７４が離散的に設けられてもよい。例えば、トレンチ７４は、セルＰ３毎に配置されてもよい。
　トレンチ７４は、例えば、トレンチ７３と同様にＦＴＩ構造を有し、半導体層１０を貫通するように設けられる。トレンチ７４は、一例として、平面視において十字状の形状を有していてもよい。トレンチ７４は、平面視において、ライン状（線状）の形状を有していてもよく、他の形状を有していてもよい。トレンチ７４は、トレンチのパターン密度の補正（調整）に用いることができ、補正用パターンともいえる。
　本変形例に係る撮像装置１では、トレンチ７４によって、ダミーパターン領域１０３におけるトレンチのパターン密度を細かく調整することが可能となる。これにより、トレンチの加工不良が生じることを効果的に抑制することができる。なお、トレンチ７４の形状および配置位置は、図示した例に限られず、適宜変更可能である。
　図１０及び図１１は、変形例２に係る撮像装置の画素部の別の構成例を説明するための図である。撮像装置１は、ダミーパターン領域１０３において、画素部１００の中心からの距離（又は有効画素領域１０１からの距離）に応じて、トレンチ７４のパターン密度が異なるように構成されてもよい。また、異なる形状を有する複数のトレンチ７４（図１０では、トレンチ７４ａ、トレンチ７４ｂ）を設けるようにしてもよい。
　撮像装置１のダミーパターン領域１０３では、有効画素領域１０１から離れるにつれてトレンチのパターン密度が大きくなるように、トレンチ７３とトレンチ７４が設けられてもよい。例えば、図１０に示す例のように、遮光画素領域１０２に比較的近い位置におけるセルＰ３に線状の形状を有するトレンチ７４ａを配置し、遮光画素領域１０２から比較的遠い位置におけるセルＰ３に十字状の形状を有するトレンチ７４ｂを配置してもよい。
　撮像装置１では、トレンチ７４の配置数が、画素部１００の中心からの距離（又は有効画素領域１０１からの距離）に応じて異なっていてもよい。例えば、撮像装置１は、図１１に示す例のように、トレンチ７４が設けられるセルＰ３の数が、有効画素領域１０１（又は遮光画素領域１０２）から離れるにつれて多くなるように構成されてもよい。
　図１０又は図１１に示す例の場合も、有効画素領域１０１（又は遮光画素領域１０２）とダミーパターン領域１０３との間におけるトレンチパターン密度の差（即ちパターンパターン密度の段差）を低減することができる。このため、トレンチの加工不良が生じることを抑制することが可能となる。
（２－３．変形例３）
　図１２は、変形例３に係る撮像装置の画素部の構成例を説明するための図である。図１２に示す例のように、遮光画素領域１０２の大きさは、有効画素領域１０１の上下左右において、異なっていてもよい。撮像装置１では、有効画素領域１０１の上側、下側、左側、及び右側において、それぞれ、異なる数の遮光画素Ｐ２を設けるようにしてもよい。
　また、ダミーパターン領域１０３の大きさは、有効画素領域１０１の上下左右において、異なっていてもよい。撮像装置１では、遮光画素領域１０２の上側、下側、左側、及び右側において、それぞれ、異なる数のセルＰ３を配置するようにしてもよい。
（２－４．変形例４）
　図１３は、変形例４に係る撮像装置の画素部の構成例を説明するための図である。図１３に模式的に示す例のように、トレンチ７３の幅は、トレンチ７１（又はトレンチ７２）の幅よりも大きく（太く）してもよい。例えば、Ｘ軸方向におけるトレンチ７３の幅は、Ｘ軸方向におけるトレンチ７１（又はトレンチ７２）の幅よりも大きくてもよい。
　また、Ｙ軸方向におけるトレンチ７３の幅が、Ｙ軸方向におけるトレンチ７１（又はトレンチ７２）の幅よりも大きくてもよい。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。
（２－５．変形例５）
　図１４は、変形例５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のトレンチ（トレンチ７１～トレンチ７３等）は、半導体層１０の面１１Ｓ１と面１１Ｓ２との間の深さまで形成されてもよい。トレンチ７１～トレンチ７３は、例えば、図１４に示すように、半導体層１０の面１１Ｓ１側から、半導体層１０の面１１Ｓ１と面１１Ｓ２との間の深さまで設けられてもよい。本変形例の場合も、トレンチの加工深さのバラツキ（例えばチップ周縁部における加工深さ不足）を抑制することが可能となる。
＜３．適用例＞
　上記撮像装置１等は、例えば、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等のカメラシステムや、撮像機能を有する携帯電話等、撮像機能を備えたあらゆるタイプの電子機器に適用することができる。図１５は、電子機器１０００の概略構成を表したものである。
　電子機器１０００は、例えば、レンズ群１００１と、撮像装置１と、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）回路１００２と、フレームメモリ１００３と、表示部１００４と、記録部１００５と、操作部１００６と、電源部１００７とを有し、バスライン１００８を介して相互に接続されている。
　レンズ群１００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像装置１の撮像面上に結像するものである。撮像装置１は、レンズ群１００１によって撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号としてＤＳＰ回路１００２に供給する。
　ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１から供給される信号を処理する信号処理回路である。ＤＳＰ回路１００２は、撮像装置１からの信号を処理して得られる画像データを出力する。フレームメモリ１００３は、ＤＳＰ回路１００２により処理された画像データをフレーム単位で一時的に保持するものである。
　表示部１００４は、例えば、液晶パネルや有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等のパネル型表示装置からなり、撮像装置１で撮像された動画または静止画の画像データを、半導体メモリやハードディスク等の記録媒体に記録する。
　操作部１００６は、ユーザによる操作に従い、電子機器１０００が所有する各種の機能についての操作信号を出力する。電源部１００７は、ＤＳＰ回路１００２、フレームメモリ１００３、表示部１００４、記録部１００５および操作部１００６の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給するものである。
＜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１６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１６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１６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１７は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１７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１７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１８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１８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１９は、図１８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。例えば本開示は、裏面照射型イメージセンサに限定されるものではなく、表面照射型イメージセンサにも適用可能である。
　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。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、半導体層において隣り合う複数の第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、半導体層において第１方向および第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、第１領域の周囲に設けられる第２領域とを備える。第２トレンチのパターン密度は、第１トレンチのパターン密度よりも大きい。このため、トレンチの加工不良を抑制することができる。品質の低下を抑制可能な光検出装置を実現することが可能となる。
　本開示の一実施形態の光検出装置は、半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、半導体層において隣り合う複数の第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、半導体層において第１方向および第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、第１領域の周囲に設けられる第２領域とを備える。第２トレンチは、平面視において、第１トレンチよりも高い密度で設けられている。このため、トレンチの加工不良を抑制することができる。品質の低下を抑制可能な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）
　半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、前記半導体層において隣り合う複数の前記第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、
　前記半導体層において第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、前記第１領域の周囲に設けられる第２領域と
　を備え、
　前記第２トレンチのパターン密度は、前記第１トレンチのパターン密度よりも大きい
　光検出装置。
（２）
　前記第２領域において前記半導体層の上に設けられる遮光部材をさらに備える
　前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
　前記第１トレンチと前記第２トレンチとは、平面視において連続するように設けられている
　前記（１）または（２）に記載の光検出装置。
（４）
　前記第１方向における前記第２トレンチの配置周期は、前記第１方向における前記第１トレンチの配置周期よりも短い
　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２トレンチのパターン密度は、前記第２領域において、前記第１領域から離れるにつれて大きくなっている
　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方向における前記第２トレンチの配置周期は、前記第１領域から離れるにつれて短くなっている
　前記（１）から（５）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（７）
　前記第２領域は、前記半導体層において前記第２トレンチと隣り合うように設けられる第３トレンチを有する
　前記（１）から（６）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（８）
　平面視において、前記第２領域に複数の前記第３トレンチが離散的に設けられている
　前記（７）に記載の光検出装置。
（９）
　前記第３トレンチのパターン密度は、前記第２領域において、前記第１領域から離れるにつれて大きくなっている
　前記（７）または（８）に記載の光検出装置。
（１０）
　前記第２領域は、前記第２トレンチに囲まれ、前記第３トレンチが設けられるセルを有し、
　前記第３トレンチが設けられる前記セルの数は、前記第１領域から離れるにつれて多くなっている
　前記（７）から（８）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１１）
　前記第１方向における前記第２トレンチの幅は、前記第１方向における前記第１トレンチの幅よりも大きい
　前記（１）から（１０）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１２）
　前記第２領域は、前記第１領域を囲むように設けられている
　前記（１）から（１１）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１３）
　前記第１画素は、前記第１光電変換素子と第１トランジスタを有し、
　前記第２領域は、前記第２トレンチに囲まれ、第２トランジスタが設けられるセルを有し、
　前記第１トランジスタのゲートは、第１信号が入力される配線に接続され、
　前記第２トランジスタのゲートは、電源電圧が与えられる配線に接続されている、または基準電圧が与えられる配線に接続されている
　前記（１）から（１２）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１４）
　前記第１信号は、前記第１トランジスタを制御する信号であり、
　前記第１トランジスタは、前記第１光電変換素子で光電変換された電荷を転送可能なトランジスタである
　前記（１３）に記載の光検出装置。
（１５）
　前記第１トレンチは、前記半導体層を貫通するように設けられている
　前記（１）から（１４）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１６）
　前記第１領域と前記第２領域との間に設けられる第３領域をさらに備え、
　前記第３領域は、
　前記半導体層に設けられる第２光電変換素子をそれぞれ含む複数の第２画素と、
　前記半導体層において隣り合う複数の前記第２画素の間に設けられる第４トレンチと、
　前記半導体層の上に設けられる遮光部材と
　を有する
　前記（１）から（１５）のいずれか１つに記載の光検出装置。
（１７）
　前記第２トレンチのパターン密度は、前記第４トレンチのパターン密度よりも大きい
　前記（１６）に記載の光検出装置。
（１８）
　前記第１トレンチと前記第４トレンチとは、平面視において連続するように設けられている
　前記（１６）または（１７）に記載の光検出装置。
（１９）
　前記第１方向における前記第２トレンチの配置周期は、前記第１方向における前記第４トレンチの配置周期よりも短い
　前記（１６）から（１９）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、
　半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、前記半導体層において隣り合う複数の前記第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、
　前記半導体層において第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、前記第１領域の周囲に設けられる第２領域と
　を有し、
　前記第２トレンチのパターン密度は、前記第１トレンチのパターン密度よりも大きい
　電子機器。
（２１）
　半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、前記半導体層において隣り合う複数の前記第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、
　前記半導体層において第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、前記第１領域の周囲に設けられる第２領域と
　を備え、
　平面視において、前記第２トレンチのパターン密度は、前記第１トレンチのパターン密度よりも大きい
　光検出装置。
（２２）
　半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、前記半導体層において隣り合う複数の前記第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、
　前記半導体層において第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、前記第１領域の周囲に設けられる第２領域と
　を備え、
　前記第２トレンチは、平面視において、前記第１トレンチよりも高い密度で設けられている
　光検出装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０２３年９月１９日に出願された日本特許出願番号２０２３－１５１０９４号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべ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. 　半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、前記半導体層において隣り合う複数の前記第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、
    　前記半導体層において第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、前記第１領域の周囲に設けられる第２領域と
    　を備え、
    　前記第２トレンチのパターン密度は、前記第１トレンチのパターン密度よりも大きい
    　光検出装置。
  2. 　前記第２領域において前記半導体層の上に設けられ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。
  3. 　前記第１トレンチと前記第２トレンチとは、平面視において連続するように設けられている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  4. 　前記第１方向における前記第２トレンチの配置周期は、前記第１方向における前記第１トレンチの配置周期よりも短い
    　請求項１に記載の光検出装置。
  5. 　前記第２トレンチのパターン密度は、前記第２領域において、前記第１領域から離れるにつれて大きくなっている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  6. 　前記第１方向における前記第２トレンチの配置周期は、前記第１領域から離れるにつれて短くなっている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  7. 　前記第２領域は、前記半導体層において前記第２トレンチと隣り合うように設けられる第３トレンチを有する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  8. 　平面視において、前記第２領域に複数の前記第３トレンチが離散的に設けられている
    　請求項７に記載の光検出装置。
  9. 　前記第３トレンチのパターン密度は、前記第２領域において、前記第１領域から離れるにつれて大きくなっている
    　請求項７に記載の光検出装置。
  10. 　前記第２領域は、前記第２トレンチに囲まれ、前記第３トレンチが設けられるセルを有し、
    　前記第３トレンチが設けられる前記セルの数は、前記第１領域から離れるにつれて多くなっている
    　請求項７に記載の光検出装置。
  11. 　前記第１方向における前記第２トレンチの幅は、前記第１方向における前記第１トレンチの幅よりも大きい
    　請求項１に記載の光検出装置。
  12. 　前記第２領域は、前記第１領域を囲むように設けられている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  13. 　前記第１画素は、前記第１光電変換素子と第１トランジスタを有し、
    　前記第２領域は、前記第２トレンチに囲まれ、第２トランジスタが設けられるセルを有し、
    　前記第１トランジスタのゲートは、第１信号が入力される配線に接続され、
    　前記第２トランジスタのゲートは、電源電圧が与えられる配線に接続されている、または基準電圧が与えられる配線に接続されている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  14. 　前記第１信号は、前記第１トランジスタを制御する信号であり、
    　前記第１トランジスタは、前記第１光電変換素子で光電変換された電荷を転送可能なトランジスタである
    　請求項１３に記載の光検出装置。
  15. 　前記第１トレンチは、前記半導体層を貫通するように設けられている
    　請求項１に記載の光検出装置。
  16. 　前記第１領域と前記第２領域との間に設けられる第３領域をさらに備え、
    　前記第３領域は、
    　前記半導体層に設けられる第２光電変換素子をそれぞれ含む複数の第２画素と、
    　前記半導体層において隣り合う複数の前記第２画素の間に設けられる第４トレンチと、
    　前記半導体層の上に設けられる遮光部材と
    　を有する
    　請求項１に記載の光検出装置。
  17. 　前記第２トレンチのパターン密度は、前記第４トレンチのパターン密度よりも大きい
    　請求項１６に記載の光検出装置。
  18. 　前記第１トレンチと前記第４トレンチとは、平面視において連続するように設けられている
    　請求項１６に記載の光検出装置。
  19. 　前記第１方向における前記第２トレンチの配置周期は、前記第１方向における前記第４トレンチの配置周期よりも短い
    　請求項１６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、
    　半導体層に設けられる第１光電変換素子をそれぞれ含む複数の第１画素と、前記半導体層において隣り合う複数の前記第１画素の間に設けられる第１トレンチとを有する第１領域と、
    　前記半導体層において第１方向および前記第１方向に交差する第２方向に設けられる第２トレンチを有し、前記第１領域の周囲に設けられる第２領域と
    　を有し、
    　前記第２トレンチのパターン密度は、前記第１トレンチのパターン密度よりも大きい
    　電子機器。
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