JP2018098343A - 撮像素子、金属薄膜フィルタ、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】所望の波長の電磁波を透過させる金属薄膜フィルタを備え、金属薄膜フィルタは、所定の周期間隔で凹凸構造を持つ導体金属の構造体であり、凹凸構造の形状は、楕円形状である。特定の1つの方向に振動する光を透過する偏光子をさらに備え、偏光子を透過してきた光が、金属薄膜フィルタに供給される。偏光子を透過してきた光の振動方向と、楕円形状の長径の方向は、略同一方向とされている。本技術は、例えば、裏面照射型又は表面照射型のCMOSイメージセンサに適用できる。
【選択図】図29
Description
まず、図1乃至図22を参照して、本技術の第1の実施の形態について説明する。
図1は、本技術を適用した電子機器の一種である撮像装置の一実施の形態を示すブロック図である。
図2は、図1の撮像素子12の回路の構成例を示すブロック図である。
図3は、図1の撮像素子12の第1の実施の形態である撮像素子12Aの断面の構成例を模式的に示している。図3には、撮像素子12の画素51−1乃至画素51−4の4画素分の断面が示されている。なお、以下、画素51−1乃至画素51−4を個々に区別する必要がない場合、単に画素51と称する。
次に、図4乃至図15を参照して、狭帯域フィルタNBに用いることが可能なプラズモンフィルタについて説明する。
次に、図10乃至図15を参照して、プラズモンフィルタのその他の例について説明する。
次に、図16乃至図21を参照して、図1の撮像素子12の第2の実施の形態について説明する。
次に、図22を参照して、図1の撮像素子12の第3の実施の形態について説明する。
次に、本技術の第2の実施の形態について説明する。
上述した実施の形態、例えば、図10を参照して説明したプラズモンフィルタ121において、ホールの形状は円形である場合を例に挙げて説明した。
偏光子301は、例えば、任意の光から直線偏光光を取り出す場合に用いられる。この場合、ある一方向に振動する光と、それに直交した振動を持つ光を吸収・反射させる例えば直線偏光子が用いられる。
上記したように、偏光子301とプラズモンフィルタ121を撮像素子12に組み込む場合の撮像装置10の構成について説明する。
上記したように、プラズモンフィルタ121のホールの形状を、楕円形状とすることで、ターゲットとした周波数の光を、より適切に抽出することができる。プラズモンフィルタ121のホールの形状を、楕円形状とした場合も、円形状のときと同じく、ホール同士の距離(ホールピッチP)や、開口径Dにより、抽出される光の周波数(色)が異なる。
長径:短径=1.5:1
に設定されている。
次に、本技術の応用例について説明する。
例えば、本技術は、図35に示されるように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに応用することができる。
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供され
装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
また、例えば、本開示に係る技術(本技術)は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
また、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。
(1)
所望の波長の電磁波を透過させる金属薄膜フィルタを備え、
前記金属薄膜フィルタは、
所定の周期間隔で凹凸構造を持つ導体金属の構造体であり、
前記凹凸構造の形状は、楕円形状である
撮像素子。
(2)
特定の1つの方向に振動する光を透過する偏光子をさらに備え、
前記偏光子を透過してきた光が、前記金属薄膜フィルタに供給される
前記(1)に記載の撮像素子。
(3)
前記偏光子を透過してきた光の振動方向と、前記楕円形状の長径の方向は、略同一方向とされている
前記(2)に記載の撮像素子。
(4)
前記偏光子を透過してきたTE波(Transverse Electric Wave)の方向と、前記楕円形状の長径方向は、略同一方向とされている
前記(2)に記載の撮像素子。
(5)
隣接する前記凹凸構造同士の距離は、略同一とされている
前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の撮像素子。
(6)
前記構造体は、プラズモン共鳴体により構成されている
前記(1)乃至(5)のいずれかに記載の撮像素子。
(7)
前記金属薄膜フィルタは、ホールアレイ構造のプラズモンフィルタであり、
前記凹凸構造の凹部が、ホールであり、前記ホールが前記楕円形状である
前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の撮像素子。
(8)
前記金属薄膜フィルタは、ドットアレイ構造のプラズモンフィルタであり、
前記凹凸構造の凸部が、ドットであり、前記ドットが前記楕円形状である
前記(1)乃至(6)のいずれかに記載の撮像素子。
(9)
前記楕円形状の長径の方向は、画素毎に異なる方向とされている
前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の撮像素子。
(10)
前記偏光子は、半導体チップ外に積層されている
前記(2)に記載の撮像素子。
(11)
前記偏光子は、半導体チップ内に積層されている
前記(2)に記載の撮像素子。
(12)
前記楕円の楕円率は66.67%(=長径:短径=1.5:1)である
前記(1)乃至(11)のいずれかに記載の撮像素子。(13)
所望の波長の電磁波を透過させる金属薄膜フィルタであり、
所定の周期間隔で凹凸構造を持つ導体金属の構造体であり、
前記凹凸構造の形状は、楕円形状である
金属薄膜フィルタ。
(14)
前記楕円の楕円率は66.67%(=長径:短径=1.5:1)である
前記(13)に記載の金属薄膜フィルタ。
(15)
撮像素子と、
前記撮像素子から出力される信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記撮像素子は、
所望の波長の電磁波を透過させる金属薄膜フィルタを備え、
前記金属薄膜フィルタは、
所定の周期間隔で凹凸構造を持つ導体金属の構造体であり、
前記凹凸構造の形状は、楕円形状である
電子機器。
Claims (15)
- 所望の波長の電磁波を透過させる金属薄膜フィルタを備え、
前記金属薄膜フィルタは、
所定の周期間隔で凹凸構造を持つ導体金属の構造体であり、
前記凹凸構造の形状は、楕円形状である
撮像素子。 - 特定の1つの方向に振動する光を透過する偏光子をさらに備え、
前記偏光子を透過してきた光が、前記金属薄膜フィルタに供給される
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記偏光子を透過してきた光の振動方向と、前記楕円形状の長径の方向は、略同一方向とされている
請求項2に記載の撮像素子。 - 前記偏光子を透過してきたTE波(Transverse Electric Wave)の方向と、前記楕円形状の長径方向は、略同一方向とされている
請求項2に記載の撮像素子。 - 隣接する前記凹凸構造同士の距離は、略同一とされている
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記構造体は、プラズモン共鳴体により構成されている
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記金属薄膜フィルタは、ホールアレイ構造のプラズモンフィルタであり、
前記凹凸構造の凹部が、ホールであり、前記ホールが前記楕円形状である
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記金属薄膜フィルタは、ドットアレイ構造のプラズモンフィルタであり、
前記凹凸構造の凸部が、ドットであり、前記ドットが前記楕円形状である
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記楕円形状の長径の方向は、画素毎に異なる方向とされている
請求項1に記載の撮像素子。 - 前記偏光子は、半導体チップ外に積層されている
請求項2に記載の撮像素子。 - 前記偏光子は、半導体チップ内に積層されている
請求項2に記載の撮像素子。 - 前記楕円の楕円率は66.67%(=長径:短径=1.5:1)である
請求項1に記載の撮像素子。 - 所望の波長の電磁波を透過させる金属薄膜フィルタであり、
所定の周期間隔で凹凸構造を持つ導体金属の構造体であり、
前記凹凸構造の形状は、楕円形状である
金属薄膜フィルタ。 - 前記楕円の楕円率は66.67%(=長径:短径=1.5:1)である
請求項13に記載の金属薄膜フィルタ。 - 撮像素子と、
前記撮像素子から出力される信号を処理する信号処理部と
を備え、
前記撮像素子は、
所望の波長の電磁波を透過させる金属薄膜フィルタを備え、
前記金属薄膜フィルタは、
所定の周期間隔で凹凸構造を持つ導体金属の構造体であり、
前記凹凸構造の形状は、楕円形状である
電子機器。
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