CN109768060A - 摄像装置及照相机*** - Google Patents

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Abstract

目的是提供一种使耐光性提高的摄像装置。具备第1像素及第2像素；上述第1像素及第2像素分别包括：光电变换部，包括第1电极、第2电极、以及上述第1电极与上述第2电极之间的光电变换层，将入射光变换为电荷；放大晶体管，具有连接在上述第1电极的栅极电极，输出与上述电荷的量对应的信号；以及减光元件，被层叠在上述光电变换层上，使向上述光电变换层入射的光减光；上述第1像素的上述减光元件的透射率，与上述第2像素的上述减光元件的透射率不同。

Description

摄像装置及照相机***
技术领域
本公开涉及层叠型的摄像装置及照相机***。
背景技术
摄像装置被广泛地用在数字静像照相机、数字摄像机等中。作为摄像装置，已知有例如放大型摄像装置及电荷转送型摄像装置。作为放大型摄像装置的例子，可以举出CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等的MOS型图像传感器。作为电荷转送型摄像装置的例子，可以举出CCD(Charge Coupled Device)图像传感器。
在图像传感器中，从画质的观点来说，受到重视的是光灵敏度。光灵敏度越高，即使是很少的入射光量也能得到较高的信号振幅，所以能够取得S/N较好的高画质的图像。为了使该光灵敏度增加而做了各种各样的精心设计。例如，通过提高将光变换为电信号的光电变换部的变换效率，能够使光灵敏度增加。
例如，有将光电变换特性良好的有机薄膜作为光电变换膜而配置在硅基板的上方的有机膜层叠型的摄像装置(例如专利文献1)。通过使用这样的光电变换膜，能够使光灵敏度提高。
专利文献1：日本特开2011－181595号公报
发明内容
在摄像装置中，要求提高光电变换部的耐光性。
所以，在本公开中，提供抑制能够使耐光性提高的摄像装置及照相机***。
为了解决上述课题，根据本公开的非限定性的例示性的实施方式，提供以下技术方案。
有关本公开的一技术方案的摄像装置具备第1像素及第2像素；上述第1像素及第2像素分别包括：光电变换部，包括第1电极、第2电极、以及上述第1电极与上述第2电极之间的光电变换层，将入射光变换为电荷；放大晶体管，具有连接在上述第1电极的栅极电极，输出与上述电荷的量对应的信号；以及减光元件，被层叠在上述光电变换层上，使向上述光电变换层入射的光减光；上述第1像素的上述减光元件的透射率，与上述第2像素的上述减光元件的透射率不同。
根据本公开，能够提供一种使耐光性提高的摄像装置及照相机***。
附图说明
图1是典型的有机膜层叠型的摄像装置的概略剖面图。
图2是有关实施方式的摄像装置的概略剖面图。
图3是说明将实施方式的减光元件的遮光度变更的情况下的烧伤程度的差异的图。
图4是说明有关实施方式的摄像装置的设置状态的图。
图5是由图4所示的摄像装置对外界进行摄影时的图像的一例。
图6是将有关实施方式的摄像装置的摄像区域从相对于半导体基板的表面垂直的方向观察的图。
图7是说明将有关实施方式的摄像装置设置为使受光面相对于水平面为90度时的太阳的仰角的图。
图8是表示太阳的仰角与图7所示的摄像装置的受光面上的太阳光的放射照度的关系的曲线图。
图9是说明摄像区域的Y轴方向上的遮光度的变化的图。
图10是将有关实施方式的摄像装置的摄像区域从相对于半导体基板的表面垂直的方向观察的图。
图11是表示有关实施方式的摄像装置中的减光元件的配置位置的决定方法的流程图。
图12A是有关实施方式的照相机***的结构图。
图12B是实施方式的有关变形例的照相机***的结构图。
具体实施方式
(达到本公开的认识)
典型的MOS型图像传感器使用光敏二极管作为光电变换部。这样的MOS型图像传感器由配置在硅基板上的光敏二极管和将由光敏二极管变换后的电信号处理并数据化的逻辑电路部分构成。为了提高光灵敏度，需要使光敏二极管的面积相对于图像传感器全体的面积所占的比例变大。但是，由于不能将逻辑电路部分除去，所以在使光敏二极管的面积变大方面有极限。因此，研究了将光电变换部从硅基板切离、配置到硅基板的上方的方法。在将光电变换部配置到硅基板的上方的情况下，由于能够使光电变换部的面积增加，所以能够提高光灵敏度。例如，有将光电变换特性良好的有机薄膜配置到硅基板的上方的有机膜层叠型的摄像装置(例如专利文献1)。通过这样的结构，能够使光灵敏度提高。
图1是典型的有机膜层叠型的摄像装置100的概略剖面图。如图1所示，典型的有机膜层叠型的摄像装置100在半导体基板101的上方配置有光电变换部109。半导体基板101例如是硅基板。光电变换部109由像素电极102、配置在像素电极102上的光电变换膜103和配置在光电变换膜103上的透明电极104构成。在透明电极104上配置有滤色器105，在其上配置有用来将光聚光的微透镜106。进而，在微透镜106的上方，配置有用来保护元件的玻璃罩107。
如上述那样，为了提高光灵敏度，将光电变换部配置到硅基板的上方的构造是有用的(专利文献1)。但是，在作为光电变换膜而使用有机薄膜的层叠型的摄像装置的情况下，要求提高光电变换部中的耐光性的精心设计。例如，在太阳光等的较强的光被透镜聚光而向光电变换部入射的情况下，光电变换膜有可能受到不可逆的损伤。例如，通过光电变换膜的材料发生化学变化，有光电变换膜的光灵敏度下降的情况。进而，在损伤严重的情况下，有发生较强的光集中的部分的光电变换膜的材料发生化学变化而变得不能进行光电变换的现象、即烧伤现象，引起画质的下降的情况。
这样的对光电变换部施加的损伤在例如如光敏二极管那样光电变换部被配置在硅基板中的以往的摄像装置中也可能发生。但是，在使用有机薄膜作为光电变换膜的摄像装置中，特别可以想到由太阳光带来的向光电变换部的损伤根据光电变换膜的材料可能变大。
本公开是鉴于上述那样的耐光性的课题而做出的，目的是提供一种在保持光灵敏度的同时耐光性良好的摄像装置、摄像装置中的减光元件的配置位置的决定方法及照相机***。
本公开的一技术方案的概要是以下这样的。
[项目1]
一种摄像装置，具备第1像素及第2像素；上述第1像素及第2像素分别包括：光电变换部，包括第1电极、第2电极、以及上述第1电极与上述第2电极之间的光电变换层，将入射光变换为电荷；放大晶体管，具有连接在上述第1电极的栅极电极，输出与上述电荷的量对应的信号；以及减光元件，被层叠在上述光电变换层上，使向上述光电变换层入射的光减光；上述第1像素的上述减光元件的透射率，与上述第2像素的上述减光元件的透射率不同。
[项目2]
如项目1所述的摄像装置，上述第2电极作为上述减光元件发挥功能；上述第1像素的上述第2电极的透射率，与上述第2像素的上述第2电极的透射率不同。
[项目3]
如项目1或2所述的摄像装置，上述第1像素、上述第2像素分别包括位于上述第2电极上并且作为上述减光元件发挥功能的滤色器；上述第1像素的上述滤色器的颜色，与上述第2像素的上述滤色器的颜色相同；上述第1像素的上述滤色器的透射率，与上述第2像素的上述滤色器的透射率不同。
[项目4]
如项目1～3中任一项所述的摄像装置，上述第1像素、上述第2像素分别包括位于上述第2电极上并且作为上述减光元件发挥功能的微透镜；上述第1像素的上述微透镜的透射率，与上述第2像素的上述微透镜的透射率不同。
[项目5]
如项目1～4中任一项所述的摄像装置，上述第1像素、上述第2像素分别包括位于上述第2电极上并且作为上述减光元件发挥功能的玻璃罩；上述第1像素的上述玻璃罩的透射率，与上述第2像素的上述玻璃罩的透射率不同。
[项目6]
如项目1～5中任一项所述的摄像装置，上述第1像素、上述第2像素分别包括：滤色器，位于上述第2电极上；以及绝缘层，位于上述第2电极与上述滤色器之间，作为上述减光元件发挥功能；上述第1像素的上述绝缘层的透射率，与上述第2像素的上述绝缘层的透射率不同。
[项目7]
如项目1～6中任一项所述的摄像装置，上述第1像素、上述第2像素分别包括：滤色器，位于上述第2电极上；微透镜，位于上述滤色器上；以及绝缘层，位于上述滤色器与上述微透镜之间，作为上述减光元件发挥功能；上述第1像素的上述绝缘层的透射率，与上述第2像素的上述绝缘层的透射率不同。
[项目8]
如项目1～7中任一项所述的摄像装置，上述第1像素、上述第2像素分别包括：微透镜，位于上述滤色器上；玻璃罩，位于上述微透镜上；以及绝缘层，位于上述微透镜与上述玻璃罩之间，作为上述减光元件发挥功能；上述第1像素的上述绝缘层的透射率，与上述第2像素的上述绝缘层的透射率不同。
[项目9]
如项目1～8中任一项所述的摄像装置，上述光电变换层包含有机材料。
[项目10]
如项目1～9中任一项所述的摄像装置，构成上述第1像素的上述减光元件的材料，与构成上述第2像素的上述减光元件的材料不同。
[项目11]
一种照相机***，具备：透镜光学***；项目1～10中任一项所述的摄像装置，接受穿过了上述透镜光学***的光，并输出信号；以及信号处理电路，对上述信号进行处理。
此外，本公开的一技术方案的概要是以下这样的。
有关本公开的一技术方案的摄像装置具备半导体基板、包括多个像素的像素部和使向上述像素部入射的光衰减的减光元件；上述多个像素分别具备：光电变换部，位于上述半导体基板的上方，将入射光变换为电荷；以及电荷检测电路，检测上述电荷；上述光电变换部具有包含有机材料的光电变换膜。
这样，通过具有使向像素部入射的光衰减的减光元件，能够减少向光电变换部入射的光量，所以能够抑制因较强的光使光电变换膜受到损伤。因而，能够使摄像装置的耐光性提高。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，上述减光元件也可以将上述像素部的一部分覆盖。
由此，例如能够仅在像素部中的、较强的光入射的部分处配置减光元件。这样，由于仅将像素部中的、较强的光入射的部分用减光元件覆盖，所以能够在抑制因较强的光使光电变换膜受到损伤的同时，对向像素部入射的光进行效率良好的光电变换。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，也可以是，上述减光元件包括具有第1透射率的第1区域、和具有比上述第1透射率低的第2透射率的第2区域；上述第2区域将上述像素部的一部分覆盖。
由此，能够将透射率比第1区域低的第2区域配置到更强的光入射的部分处。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，也可以是，上述像素部的上述一部分是比上述像素部的上述一部分以外的区域光入射更多的区域。
这样，通过在入射光量较大的部分处配置减光元件，能够减轻光电变换膜受到的光损伤。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，也可以是，当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，上述像素部的上述一部分是上述像素部的上方区域。
这样，当从与半导体基板的表面垂直的方向观察时，由于像素部的一部分是像素部的上方区域，所以例如在使用摄像装置在室外摄影的情况下，太阳光容易入射到像素部的上方的区域中。因而，通过在较强的光容易入射的区域中配置减光元件，能够减轻光电变换膜受到的光损伤。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，也可以是，上述第2区域具有当从与上述半导体基板垂直的方向观察时随着从上端部向下端部接近而遮光率逐渐变低的第3区域。
例如，在使用摄像装置在室外摄影的情况下，从像素部的上端部朝向下端部侧太阳光的入射光量减少。因此，通过减光元件的第2区域具有遮光率逐渐变化的第3区域，能够匹配于太阳光的入射光量来调整遮光率。因而，在第3区域中，能够使向像素部入射的光量变得均匀。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，也可以是，上述减光元件当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，位于比将上述像素部沿左右横截的边界线靠上方；上述边界线处于与当使用上述摄像装置在室外摄影时被上述像素部摄像的地平线对应的位置。
这样，通过在像素部的俯视中，将像素部沿左右横截的边界线处于与被像素部摄像的地平线对应的位置，如果将减光元件配置到比像素部的边界线靠上方，则能够将减光元件配置到太阳光容易入射的区域中。因此，能够减轻光电变换膜受到的光损伤。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，也可以是，上述边界线的位置取决于将上述摄像装置相对于水平面以规定的角度安装的安装角度、和作为上述摄像装置对外界摄影时的视野角的铅直方向的像角来决定。
这样，由于将边界线的位置根据摄像装置的设置状态决定，所以能够根据摄像装置的设置状态来决定减光元件的配置位置。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中，也可以是，当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，当设相对于上述像素部的纵宽的上述一部分的区域的纵宽为a、设上述一部分以外的区域的纵宽为b、设上述安装角度为φ、设上述像角为θ时，上述边界线的位置通过使用式(1)进行计算来决定。
[数式1]
由此，能够根据摄像装置的设置状态更细致地决定减光元件的配置位置。
此外，有关本公开的一技术方案的摄像装置中的减光元件的配置位置的决定方法，是具备包括多个像素的像素部和使向上述像素部入射的光衰减的减光元件的摄像装置中的上述减光元件的配置位置的决定方法，包括：决定当由上述摄像装置对外界进行摄影时被上述像素部摄像的地平线的位置的工序；将减光元件配置到当从与上述半导体基板垂直的方向观察时比与上述地平线的位置对应的将上述像素部沿左右横截的边界线靠上方的工序。
这样，通过在像素部的俯视中，将像素部沿左右横截的边界线处于与被像素部摄像的地平线对应的位置，如果将减光元件配置到比像素部的边界线靠上方，则能够将减光元件配置到太阳光容易入射的区域中。因此，能够减轻光电变换膜受到的光损伤。
例如，有关本公开的一技术方案的摄像装置中的减光元件的配置位置的决定方法也可以是，在决定上述地平线的位置的工序中，基于将上述摄像装置相对于水平面以规定的角度安装的安装角度、和作为上述摄像装置对外界进行摄影时的视野角的铅直方向的像角，决定上述地平线的位置。
由此，能够根据摄像装置的设置状态决定减光元件的配置位置。
例如，在有关本公开的一技术方案的摄像装置中的减光元件的配置位置的决定方法中，也可以是，当从与上述半导体基板垂直的方向观察时，当设相对于上述像素部的纵宽的上述一部分的区域的纵宽为a、设上述一部分以外的区域的纵宽为b、设上述安装角度为φ、设上述像角为θ时，上述边界线的位置通过使用式(1)进行计算来决定。
[数式2]
由此，能够根据摄像装置的设置状态更细致地决定减光元件的配置位置。
此外，有关本公开的一技术方案的照相机***具备：摄像装置，具有半导体基板、位于上述半导体基板的上方并将入射光变换为电荷的光电变换部、和检测上述电荷的电荷检测电路；以及减光元件，使向上述摄像装置入射的光衰减；上述光电变换部具有包含有机材料的光电变换膜。
通过具有这样的结构，由于能够使向摄像装置入射的光衰减，所以能够抑制因较强的光而光电变换膜受到损伤。
以下，参照附图对本公开的实施方式具体地进行说明。
以下说明的实施方式都是表示包含性或具体的例子的。在以下的实施方式中表示的数值、形状、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、工序、工序的顺序等是一例，不是限定本公开的意思。关于以下的实施方式的构成要素中的、在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，设为任意的构成要素进行说明。各图并不一定是严格图示的。在各图中，有时对于实质上相同的结构赋予相同的标号而将重复的说明省略或简略化。
此外，图面所示的各种要素只不过是为了本公开的理解而示意性地表示的，尺寸比及外观等可能与实物不同。
另外，在本说明书中，将摄像装置的受光侧设为“上方”，将与受光侧相反侧设为“下方”。关于各部件的“上表面”“下表面”也同样，将摄像装置的对置于受光侧的面设为“上表面”，将对置于与受光侧相反侧的面设为“下表面”。另外，“上方”、“下方”、“上表面”及“下表面”等的用语只不过是为了指定部件间的相互的配置而使用的，不是要限定摄像装置的使用时的姿势。
(实施方式)
以下，对有关本实施方式的摄像装置、摄像装置中的减光元件的配置位置的决定方法及照相机***进行说明。
[摄像装置]
首先，对有关本实施方式的摄像装置的结构进行说明。图2是有关实施方式的摄像装置200的概略剖面图。
有关本实施方式的摄像装置200具备半导体基板101、包括多个像素210的像素部211、和使向像素部211入射的光衰减的减光元件212。
多个像素210分别具备位于半导体基板101的上方而将入射光变换为电荷的光电变换部109、和检测电荷的电荷检测电路108。
光电变换部109具有像素电极102、配置在像素电极102上的光电变换膜103和配置在光电变换膜103上的透明电极104。
此外，在透明电极104配置有滤色器105，在滤色器105上配置平坦化膜214，在其上配置微透镜106。进而，在微透镜106的上方配置玻璃罩107，在玻璃罩107上配置减光元件212。
在本实施方式中，减光元件212被配置在作为摄像装置200的最上面的玻璃罩107上。另外，减光元件212为了减轻光电变换膜103的光损伤而设置。即，减光元件212只要配置在比光电变换膜103靠上方就可以，并不限定于本实施方式的减光元件212的配置位置。此外，减光元件212只要能够使入射光衰减、即、使入射光的光强度减小就可以。减光元件212例如既可以是遮光膜，也可以是将遮光材料配合到摄像装置的各结构处的结构。作为遮光膜，例如也可以是ND(Neutral Density：中性密度)滤光器、铬膜或液晶膜。
图2中的箭头表示减光元件212的可配置的位置。在减光元件212是遮光膜的情况下，减光元件212也可以配置在玻璃罩107与微透镜106之间。例如，也可以配置在透明树脂层213之上或之下。此外，减光元件212也可以配置在微透镜106与滤色器105之间。例如，也可以配置在平坦化膜214之上或之下。此外，减光元件212也可以配置在滤色器105与透明电极104之间。例如，也可以配置在绝缘膜215、216及217的某个之间。
另外，在将遮光材料配合到摄像装置200的各结构的情况下，可以配合到配置在比光电变换膜103靠上方的玻璃罩107、透明树脂层213、微透镜106、平坦化膜214、滤色器105、绝缘膜215、绝缘膜216、绝缘膜217及透明电极104的至少1个处。遮光材料例如也可以是铬、铟等的光吸收材料。遮光材料例如也可以是炭黑、乙炔黑、煤焦油、黑色色素前体。例如，在将遮光材料配合到透明电极104处的情况下，作为遮光材料也可以配合铟。如果为了提高遮光度而增加铟量，则透明电极104的电传导度变高。在将透明树脂层213、微透镜106、平坦化膜214、滤色器105、绝缘膜215、绝缘膜216、绝缘膜217用树脂形成的情况下，作为遮光材料也可以配合炭黑。在形成透明树脂层213、微透镜106、平坦化膜214、滤色器105、绝缘膜215、绝缘膜216、绝缘膜217及透明电极104时，例如也可以使用掩模，阶段性地使遮光材料的配合比变化，或阶段性地使膜厚变化。由此，能够形成透射率相互不同的区域。在将遮光材料配合到玻璃罩107处的情况下，也可以通过在玻璃罩107的表面上制膜金属薄膜或电介体薄膜来调整透射率。也可以通过使在玻璃罩107的表面上制膜的金属薄膜或电介体薄膜的膜厚阶段性地变化，来形成透射率相互不同的区域。
像素电极102例如是由金属、金属氮化物或被赋予了导电性的多晶硅形成的电极。作为在像素电极102中使用的金属的例子，可以举出铝、铜。作为对多晶硅赋予导电性的方法，例如可以举出掺杂杂质。通过将像素电极102从邻接的其他像素210的像素电极102在空间上分离，从其他像素210的像素电极102电分离。
透明电极104例如可以使用ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)、IZO(Indium ZincOxide：铟锌氧化物)、AZO(Aluminum－doped Zinc Oxide：掺铝氧化锌)、FTO(Florine－doped Tin Oxide：掺氟氧化锡)、SnO2、TiO2、ZnO2等的透明导电性氧化物。
光电变换膜103例如包含喹吖酮(キナクリドン)、萘酞菁锡(スズナフタロシアニン)等的有机材料。光电变换膜103也可以除了有机材料以外还包含非晶硅等的无机半导体材料。此外，有机材料既可以包含n型有机半导体及p型有机半导体的某一方，也可以包含两者。
电荷检测电路108检测被像素电极102捕捉到的信号电荷，输出信号电压。电荷检测电路108例如包括放大晶体管、复位晶体管和地址晶体管。电荷检测电路108例如被形成在半导体基板101上。放大晶体管的栅极被连接在像素电极102上。复位晶体管的源极或漏极的一方被连接在像素电极102上。
接着，说明由减光元件212带来的光的衰减率与像素部211的烧伤程度的关系。这里，减光元件212例如是ND滤光器。图3是说明将实施方式的减光元件212的遮光度变更的情况下的得到的图像的差异的图。
如图3所示，在没有由ND滤光器遮光的情况下、即遮光度0％的情况下，在图像的一部分中发生了黑色的斑点。此外，在使用ND滤光器将向光电变换膜的入射光量减光为1/2的情况下、即在遮光度50％的情况下，在图像的一部分中发生灰色的斑点。在使用ND滤光器将向光电变换膜的入射光量减光为1/10的情况下、即在遮光度90％的情况下，在图像的一部分中稍稍发生斑点。根据这些结果可知，如果将ND滤光器的遮光度提高到90％，则向摄像装置的烧伤被减轻，对于得到的图像的烧伤的影响变小到几乎注意不到的程度。这样，通过提高ND滤光器的遮光度而将向光电变换膜的入射光量减光，能够减轻光电变换膜的光损伤，能够使得到的图像的烧伤的影响程度变小。
以下，表示在车载照相机及监视照相机用途中使用摄像装置200的情况下的用来提高遮光性能的构造。
图4是说明有关实施方式的摄像装置200的设置状态的图。图4的角度θ表示摄像装置200的铅直方向的视野角、即铅直方向的像角。角度φ表示摄像装置200的安装角度、即摄像装置200的受光面与水平面所成的角度。所谓水平面，例如是地面。
如图4所示，将摄像装置200以安装角度相对于水平面为φ的方式设置。此时，如果使用摄像装置200在室外进行摄影，则如图5所示，远方的地平线被像素部211摄像到。图5是使用图4所示的摄像装置200在室外摄影时的图像的一例。以下，有时将像素部211称作摄像区域211。
如图5所示，由摄像装置200摄影，在图像中拍摄到远方的地平线。在比地平线靠上方的区域中拍摄到天空。因而，有时太阳光直接入射到对比地平线靠上方的区域进行摄像的像素部211的一部分中。位于这样的部分的光电变换膜103有可能受到太阳光的影响。
图6是将有关实施方式的摄像装置200的摄像区域211从与半导体基板101的表面垂直的方向观察的图。这里，对将摄像装置200以受光面相对于水平面垂直的方式设置的情况进行说明。在图6中，将水平方向用X轴表示，将垂直方向用Y轴表示。此外，Ytop是摄像区域211的最上边，Ybottom是摄像区域211的最下边。这里，实际上成像在摄像装置的摄像区域211中的被摄体像，通过透镜光学***被上下及左右反转。因而，例如处于比地平线靠上方的太阳等的被摄体像在摄像区域211中出现在比地平线的像靠下方。但是，在本说明书中，为了容易理解，将位于比地平线靠上方的被摄体成像的区域称作摄像区域211的上方区域，将位于比地平线靠下方的被摄体成像的区域称作摄像区域211的下方区域。
如在图5中所述那样，有时太阳光直接入射到比地平线靠上方的被摄体像所成像的像素部211的区域A2中。在光电变换膜103中的太阳光直接入射的部分，例如有可能发生不可逆的化学变化。在发生了不可逆的化学变化的部分，发生即使光入射也不进行光电变换的现象、即烧伤现象，引起画质的下降。
为了减轻这样的影响，也可以将摄像装置200的像素部211的一部分例如用遮光膜等的减光元件212覆盖。此时，当从垂直于半导体基板101的表面的方向观察时，像素部211的一部分是像素部211的上方的区域A2。如在图5中所述那样，像素部211的区域A2对比地平线靠上方的被摄体进行摄像。因此，减光元件212当从与半导体基板101的表面垂直的方向观察时，也可以位于比将像素部211沿左右方向横截的边界线Yab靠上方。另外，当用摄像装置200对室外进行摄像时，沿左右方向横截的边界线Yab处于与被像素部211摄像的地平线对应的位置。
边界线Yab的位置也可以基于摄像装置200相对于水平面的安装角度φ和摄像装置200的铅直方向的像角θ来决定。具体而言，将像素部211沿左右方向横截的边界线Yab的位置，当从与半导体基板101的表面垂直的方向观察时，当设相对于像素部211的纵宽的区域A1的纵宽为a、区域A2的纵宽为b，设安装角度为φ，设铅直方向的像角为θ时，也可以通过使用式(1)计算来决定。
[数式3]
像素部211的区域A2是光入射比像素部211的区域A1多的区域。在本实施方式中，也可以将像素部211整体用减光元件212覆盖。此时，也可以是，减光元件212包括：具有第1透射率的第1区域和具有比第1透射率低的第2透射率的第2区域，第2区域将像素部211的区域A2覆盖。
接着，对从摄像装置200看到的太阳的位置与由光电变换膜103接收的太阳光的放射照度的关系进行说明。图7是说明将有关实施方式的摄像装置200以受光面相对于水平面为90度的方式设置时的太阳的仰角ε的图。在图7中，水平面是地面。图8是表示太阳的仰角ε与摄像装置200的受光面中的太阳光的放射照度的关系的曲线图。
如图7所示，所谓太阳的仰角ε，是相对于摄像装置200的受光面的法线和将摄像装置200的受光面的中心与太阳连结的直线所成的角度。
如图8所示，太阳光的放射照度根据太阳的仰角ε而变化。另外，太阳光的放射照度与太阳的仰角ε的关系根据摄像装置200的安装角度φ而不同。当将摄像装置200以其受光面相对于水平面为90度的方式设置时，由于随着太阳的仰角ε成为低角，透过的大气层的厚度增加，大气对光的吸收变大，所以太阳光的放射照度在太阳的仰角ε是30度时为最大。
如图8所示，太阳光的放射照度根据太阳的仰角ε而变化。例如，在太阳的仰角ε为30度的情况下，穿过透镜被聚光到摄像装置200上的太阳光以较大的放射强度入射到摄像区域211的最上边Ytop附近，以比最上边Ytop附近小的放射强度入射到边界线Yab附近。因此，也可以使从边界线Yab到摄像区域211的最上边Ytop的区域A2的遮光度连续地变化。
图9表示在减光元件212中使与摄像区域211的区域A2对应的部分的遮光度在Y轴方向上连续地变化的例子。如图9所示，从比地平线靠下方的被摄体入射到摄像区域211中的光穿过透镜(在图9中未图示)，被聚光到位于比将像素部211沿左右方向横截的边界线Yab靠下方的区域A1中。此外，从比地平线靠上方的被摄体入射到摄像区域211中的光穿过透镜(在图9中未图示)，被聚光到位于比将像素部211沿左右方向横截的边界线Yab靠上方的区域A2。
由于太阳光不会直接入射到区域A1中，所以穿过透镜被聚光的外界光原样被像素部211接收。由于不会接收太阳光那样较强的光，所以区域A1不被减光元件212覆盖。因此，区域A1的遮光度是0％。另外，区域A1也可以被减光元件212覆盖。在此情况下，也可以是，减光元件212具备具有第1透射率的第1区域和具有比第1透射率低的第2透射率的第2区域，区域A1被第1区域覆盖。
另一方面，区域A2中，有时太阳光直接入射。穿过透镜被聚光的外界光被以向透镜入射的角度向像素部211的规定的区域聚光。例如，在太阳的仰角ε是30度的情况下，以30度的角度向透镜入射的光被聚光到摄像区域211的最上边Ytop附近。换言之，太阳被摄影到摄像区域211的最上边Ytop附近。另一方面，随着太阳的仰角ε变得比30度小，即，随着太阳光入射到透镜中的角度变小，光被聚光到边界线Yab的附近。即，随着太阳的仰角ε从0度到30度变大，太阳光被聚光的位置从边界线Yab朝向最上边Ytop移动。此外，随着太阳的仰角ε从0度到30度变大，太阳光的放射强度也变大。因此，区域A2被减光元件212覆盖。此外，此时减光元件212具备具有第1透射率的第1区域和具有比第1透射率低的第2透射率的第2区域，区域A2被第2区域覆盖。
另外，区域A2既可以被均匀的遮光度的减光元件212覆盖，也可以被遮光度连续地变化的减光元件212覆盖。图10是将摄像装置200的摄像区域211从与半导体基板101的表面垂直的方向观察的图。
如图10所示，在有关本实施方式的摄像装置200中，第2区域具有当从与半导体基板101的表面垂直的方向观察时，随着从上端部向下端部接近而遮光率逐渐变低的第3区域。在区域A2中，如在图8中表示那样，放射照度及太阳光的入射位置根据太阳的仰角ε而变化。因此，在区域A2中，与放射照度及太阳光的入射位置对应而使遮光度变化。例如，由于太阳光以较大的放射强度入射到摄像区域211的最上边Ytop附近，所以使最上边Ytop附近的遮光度变高。另一方面，例如太阳光以比最上边Ytop附近小的放射强度向边界线Yab附近入射，所以使边界线Yab附近的遮光度比最上边Ytop附近小。由此，能够提供一种在保持光灵敏度的同时耐光性良好的摄像装置。
[减光元件的配置位置的决定方法]
接着，对有关本实施方式的摄像装置200中的减光元件212的配置位置的决定方法进行说明。图11是表示有关本实施方式的摄像装置200中的减光元件212的配置位置的决定方法的流程图。
有关本实施方式的摄像装置200中的减光元件212的配置位置的决定方法，是具备包括多个像素210的像素部211和使向像素部211入射的光衰减的减光元件212的摄像装置200中的减光元件212的配置位置的决定方法，包括：决定当使用摄像装置200在室外摄影时被像素部211摄像的地平线的位置的工序(步骤S1)；将减光元件212配置到当从与半导体基板101的表面垂直的方向观察时比与地平线的位置对应的将像素部211沿左右方向横截的边界线Yab靠上方的工序(步骤S2)。
更详细地讲，在步骤S1的决定地平线的位置的工序中，基于摄像装置200相对于水平面的安装角度φ和摄像装置200的铅直方向的像角θ决定地平线的位置。
更具体地讲，当从与半导体基板101的表面垂直的方向观察时，当设像素部211中的比边界线Yab靠上的区域的纵宽为a，设比边界线Yab靠下的区域的纵宽为b，设安装角度为φ，设像角为θ时，通过使用式(1)计算，来决定与地平线的位置对应的、将像素部211沿左右方向横截的边界线Yab的位置。
[数式4]
由此，能够根据摄像装置200的设置状态，更细致地决定减光元件212的配置位置。
另外，上述方法也可以由后述的照相机***的***控制器实施。***控制器也可以处于照相机***的外部。
[照相机***]
以下，对有关本实施方式的照相机***进行说明。图12A是有关本实施方式的照相机***300的结构图。
照相机***300具备透镜光学***301、摄像装置200、***控制器303和照相机信号处理部302。透镜光学***301例如也可以包括自动对焦用透镜、变焦用透镜及光圈。透镜光学***301将光向摄像装置200的受光面聚光。作为摄像装置200，可以广泛地使用上述的有关实施方式的摄像装置200。***控制器303控制照相机***300整体。***控制器303例如可以由微型计算机实现。照相机信号处理部302作为对来自摄像装置200的输出信号进行处理的信号处理电路发挥功能。照相机信号处理部302例如进行伽马修正、颜色插补处理、空间插补处理及白平衡等的处理。照相机信号处理部302例如可以由DSP(Digital SignalProcessor)等实现。根据有关本实施方式的照相机***300，通过利用上述的有关实施方式的摄像装置200，能够使光电变换部的耐光性提高。结果，能够抑制光电变换部的烧伤，能够取得画质良好的图像。
接着，对本实施方式的有关变形例的照相机***进行说明。图12B是本实施方式的有关变形例的照相机***400的结构图。在本变形例中，对与有关实施方式的照相机***300不同的结构进行说明。
有关本变形例的照相机***400在摄像装置100(参照图1)的外部具有减光元件412这一点与照相机***300不同。摄像装置100如在图1中所述那样，不具有减光元件212。
具体而言，有关本变形例的照相机***400具备：摄像装置100，具有半导体基板101、位于半导体基板101的上方并将入射光变换为电荷的光电变换部109、和检测电荷的电荷检测电路108；以及减光元件412，使向摄像装置100入射的光衰减；光电变换部109具有包含有机材料的光电变换膜103。
通过具有这样的结构，在有关本变形例的照相机***400中，由于能够使向摄像装置100入射的光衰减，所以能够抑制光电变换膜因较强的光而受到损伤。
以上，基于实施方式对有关本公开的摄像装置、摄像装置中的减光元件的配置位置的决定方法及照相机***进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式。只要不脱离本公开的主旨，对于实施方式实施了本领域技术人员想到的各种变形后的形态、或将实施方式的一部分的构成要素组合而构建的其他形态也包含在本公开的范围中。
产业上的可利用性
有关本公开的摄像装置能够用于数字照相机及车载照相机等的照相机。
标号说明
100 摄像装置
101 半导体基板
102 像素电极
103 光电变换膜
104 透明电极
105 滤色器
106 微透镜
107 玻璃罩
108 电荷检测电路
109 光电变换部
200 摄像装置
210 像素
211 像素部(摄像区域)
212 减光元件
213 透明树脂层
214 平坦化膜
215、216、217 绝缘膜
300 照相机***
301 透镜光学***
302 照相机信号处理部
303 ***控制器
400 照相机***
412 减光元件

Claims (11)

1.一种摄像装置，其特征在于，
具备第1像素及第2像素；
上述第1像素及第2像素分别包括：
光电变换部，包括第1电极、第2电极、以及上述第1电极与上述第2电极之间的光电变换层，将入射光变换为电荷；
放大晶体管，具有连接在上述第1电极的栅极电极，输出与上述电荷的量对应的信号；以及
减光元件，被层叠在上述光电变换层上，使向上述光电变换层入射的光减光；
上述第1像素的上述减光元件的透射率，与上述第2像素的上述减光元件的透射率不同。
2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述第2电极作为上述减光元件发挥功能；
上述第1像素的上述第2电极的透射率，与上述第2像素的上述第2电极的透射率不同。
3.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1像素、上述第2像素分别包括位于上述第2电极上并且作为上述减光元件发挥功能的滤色器；
上述第1像素的上述滤色器的颜色，与上述第2像素的上述滤色器的颜色相同；
上述第1像素的上述滤色器的透射率，与上述第2像素的上述滤色器的透射率不同。
4.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1像素、上述第2像素分别包括位于上述第2电极上并且作为上述减光元件发挥功能的微透镜；
上述第1像素的上述微透镜的透射率，与上述第2像素的上述微透镜的透射率不同。
5.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1像素、上述第2像素分别包括位于上述第2电极上并且作为上述减光元件发挥功能的玻璃罩；
上述第1像素的上述玻璃罩的透射率，与上述第2像素的上述玻璃罩的透射率不同。
6.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1像素、上述第2像素分别包括：
滤色器，位于上述第2电极上；以及
绝缘层，位于上述第2电极与上述滤色器之间，作为上述减光元件发挥功能；
上述第1像素的上述绝缘层的透射率，与上述第2像素的上述绝缘层的透射率不同。
7.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1像素、上述第2像素分别包括：
滤色器，位于上述第2电极上；
微透镜，位于上述滤色器上；以及
绝缘层，位于上述滤色器与上述微透镜之间，作为上述减光元件发挥功能；
上述第1像素的上述绝缘层的透射率，与上述第2像素的上述绝缘层的透射率不同。
8.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1像素、上述第2像素分别包括：
微透镜，位于上述滤色器上；
玻璃罩，位于上述微透镜上；以及
绝缘层，位于上述微透镜与上述玻璃罩之间，作为上述减光元件发挥功能；
上述第1像素的上述绝缘层的透射率，与上述第2像素的上述绝缘层的透射率不同。
9.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述光电变换层包含有机材料。
10.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
构成上述第1像素的上述减光元件的材料，与构成上述第2像素的上述减光元件的材料不同。
11.一种照相机***，其特征在于，
具备：
透镜光学***；
权利要求1～10中任一项所述的摄像装置，接受穿过了上述透镜光学***的光，并输出信号；以及
信号处理电路，对上述信号进行处理。
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