JP2022073575A - 撮像装置及び情報処理装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】光電変換部が積層された固体撮像素子を備えた撮像装置の構成を簡素化する。【解決手段】撮像装置において、画素ブロックＰＢは、互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子（４個の有機光電変換素子３０ａ１～３０ａ４及び１個のフォトダイオードＰＤ）をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、異なる光電変換部の光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部ＦＤと、を備える。【選択図】図５

Description

本技術は、撮像装置及び情報処理装置に関するものであり、特には、積層された光電変換部を備えた撮像装置及び情報処理装置の技術分野に関する。
撮像装置としては、光電変換部が積層された固体撮像素子を備えたものが提案されている。このような撮像装置では、光電変換部の各光電変換素子で光電変換し生成された信号電荷を読み出す回路が、光電変換素子ごとに設けられている（例えば、下記特許文献１を参照）。
特開２０１５－１２８１３１号公報
特許文献１に記載の撮像装置では、積層された光電変換部の光電変換素子ごとに、信号電荷を保持する電荷保持部としてのフローティングディフュージョンが設けられることになる。しかしながら、積層された光電変換部の光電変換素子ごとに電荷保持部を設けるとなると、構成が複雑になる。
本技術は上記事情に鑑み為されたものであり、構成を簡素化することを目的とする。
本技術に係る撮像装置は、互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部とを備えたものである。
これにより、積層された異なる光電変換部の光電変換素子に対して電荷保持部を共有して使用することが可能となる。
上記した本技術に係る撮像装置においては、前記電荷保持部に蓄積された電荷をリセットする電荷リセット部を備えた構成とすることが考えられる。
これにより、電荷保持部に蓄積された電荷をリセットする電荷リセット部を共有して使用することが可能となる。
上記した本技術に係る撮像装置においては、前記電荷保持部は、異なる前記光電変換部において前記光入射方向に対向して配置される前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する構成とすることが考えられる。
これにより、対向して配置される光電変換素子は光入射方向に重なっているため、それぞれの光電変換部の画素のずれを低減することが可能である。
上記した本技術に係る撮像装置においては、前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、前記第１光電変換部は、特定の波長域の光を受光して光電変換する有機材料を用いた光電変換素子を有し、前記第２光電変換部は、光を受光して光電変換する無機材料を用いた光電変換素子を有する構成とすることが考えられる。
これにより、第１光電変換部における透過光の減衰が少ないため、第２光電変換部における光電変換の効率を高めることが可能となる。
上記した本技術に係る撮像装置においては、前記第２光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を排出する電荷排出部を備えた構成とすることが考えられる。
これにより、第２光電変換部の光電変換素子に蓄積された電荷をリセットすることが可能となる。
上記した本技術に係る撮像装置においては、前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、前記第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する光電変換素子を有し、前記第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する光電変換素子を有する構成とすることが考えられる。
これにより、第１光電変換部では第２光電変換部よりも光電変換の効率を高めることが可能となる。
上記した本技術に係る撮像装置においては、前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部を備えた構成とすることが考えられる。
これにより、可視光に基づく画像、及び、対象物までの距離を示す距離画像を取得することが可能となる。
上記した本技術に係る撮像装置においては、前記第２光電変換部の前記光電変換素子は、前記第１光電変換部の前記光電変換素子よりも受光面積が大きい構成とすることが考えられる。
これにより、第１光電変換部よりも対象物から遠く光電効率が低い第２光電変換部において電荷量を多くすることが可能となる。
上記した本技術に係る撮像装置においては、異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を異なるタイミングで前記電荷保持部に転送する駆動制御部を備えた構成とすることが考えられる。
これにより、積層された異なる光電変換部の光電変換素子で光電変換し生成された電荷を順次取得することが可能となる。
本技術に係る情報処理装置は、画像を撮像する撮像装置と、前記撮像装置で撮像された前記画像に基づいて所定の処理を実行する情報処理部とを備え、前記撮像装置は、互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部とを備えたものである。
これにより、積層された異なる光電変換部に対して光電保持部を共有して使用することが可能となる。
上記した本技術に係る情報処理装置においては、前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、前記第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する光電変換素子を有し、前記第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する光電変換素子を有する構成とすることが考えられる。
これにより、可視光に基づく画像と、赤外光に基づく対象物までの距離を示す画像とに基づいて、処理を行うことが可能となる。
上記した本技術に係る情報処理装置においては、前記撮像装置は、前記第１光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、前記情報処理部は、前記可視画像に基づいて、前記距離画像を撮像するかを決定する構成とすることが考えられる。
これにより、可視画像に写る対象物によって距離画像を撮像するか否かを切り替えることが可能となる。
上記した本技術に係る情報処理装置においては、前記撮像装置は、前記第１光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、前記情報処理部は、前記距離画像に基づいて、前記可視画像を撮像するかを決定する構成とすることが考えられる。
これにより、距離画像に写る対象物によって距離画像を撮像するか否かを切り替えることが可能となる。
本技術に係る撮像装置の構成例を説明するためのブロック図である。 撮像部の内部回路構成例を示したブロック図である。 画素の配置を示した概略図である。 画素アレイ部の概略構造を説明するための断面図である。 画素アレイ部における画素ブロックの等価回路を示した図である。 画素ブロックにおける動作のタイミングチャートを説明する図である。 第２光電変換部における複数のフォトダイオードの動作のタイミングチャートを説明する図である。 第二実施形態としての画素アレイ部の構成例を示した概略図である。 第二実施形態としての第２光電変換部における複数のフォトダイオードの動作のタイミングチャートを説明する図である。 情報処理装置の構成例を説明するためのブロック図である。 第一例における情報処理の流れを示すフローチャートである。 第二例における情報処理の流れを示すフローチャートである。
以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施形態を次の順序で説明する。
<１．第一実施形態>
［1-1．撮像装置の構成］
［1-2．センサ部の回路構成］
［1-3．第一実施形態としての画素アレイ部の構成］
［1-4．画素アレイ部の回路構成］
<２．第二実施形態>
<３．変形例>
<４．情報処理装置への適用>
［4-1．情報処理装置の構成］
［4-2．第一例］
［4-3．第二例］
［4-4．変形例］
<５．実施形態のまとめ>
<６．本技術>
<１．第一実施形態>
［1-1．撮像装置の構成］
図１は、本技術に係る第一実施形態としての撮像装置１の構成例を説明するためのブロック図である。
図１に示すように、撮像装置１は、撮像部２、発光部３、制御部４、画像処理部５、及びメモリ６を備えている。本例では、撮像部２、発光部３、及び制御部４は同一基板上に形成され、センシングモジュール７として構成される。
撮像装置１は、可視光に基づく画像、及び、赤外光に基づく画像を撮像する装置とされる。以下、可視光に基づく画像を可視画像、赤外光に基づく画像を距離画像と表記する。
発光部３は、光源として一又は複数の発光素子を有し、対象物Ｏｂに対して照射光Ｌｉを発する。具体的に、本例では、発光部３は、照射光Ｌｉとして波長が７８０nmから１０００nmの範囲の赤外光を発光する。
制御部４は、発光部３による照射光Ｌｉの発光動作を制御する。具体的に、本例では、発光部３は、照射光Ｌｉとして、パルス光を所定周期で繰り返し発光する。
撮像部２は、詳しくは後述するように複数の光電変換部が積層されている。本例では、撮像部２は、２個の光電変換部が積層されている。撮像部２は、発光部３から発光され対象物Ｏｂで反射された反射光Ｌｒを一方の光電変換部で受光し、反射光Ｌｒと照射光Ｌｉの位相差に基づいて間接ＴｏＦ（Time of Flight：光飛行時間）方式による距離情報を距離画像として出力する。なお、間接ＴｏＦ方式は、対象物Ｏｂに対する照射光Ｌｉと、照射光Ｌｉが対象物Ｏｂで反射されて得られる反射光Ｌｒとの位相差に基づいて対象物Ｏｂまでの距離を算出する測距方式である。従って、距離画像は、対象物Ｏｂまでの距離を示す情報が各画素に示されていると言える。
また、撮像部２は、対象物Ｏｂで反射した可視光Ｌｖを他方の光電変換部で受光し、受光した可視光に基づく可視画像を出力する。
画像処理部５は、撮像部２で得られた可視画像及び距離画像が入力され、例えば圧縮符号化等の所定の信号処理を施してメモリ６に出力する。
メモリ６は、例えばフラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置であり、画像処理部５で処理された可視画像及び距離画像を記憶する。
［1-2．センサ部の回路構成］
図２は、撮像部２の内部回路構成例を示したブロック図である。図３は、画素の配置を示した概略図である。
図２に示すように、撮像部２は、画素アレイ部１１、転送ゲート駆動部１２、垂直駆動部１３、システム制御部１４、カラム処理部１５、水平駆動部１６、可視信号処理部１７、及び距離信号処理部１８を備えている。
画素アレイ部１１は、図３に示すように、互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有する第１光電変換部３０及び第２光電変換部３１が光入射方向に積層されている。第１光電変換部３０及び第２光電変換部３１は、複数の画素が行方向及び列方向の行列状に２次元に配列されている。第１光電変換部３０は、第２光電変換部３１よりも対象物Ｏｂ側、すなわち、受光面側に配置されている。
ここで、行方向とは、水平方向の画素の配列方向を言い、列方向とは、垂直方向の画素の配列方向を言う。図２中では、行方向を横方向、列方向を縦方向としている。
第１光電変換部３０では、第１画素Ｐ１（有機光電変換素子３０ａ）が行方向及び列方向の行列状に２次元に配列されている。第１画素Ｐ１は、特定の色（波長域）の光を受光して光電変換する有機材料を用いた有機光電変換素子３０ａを有している。本例では、第１画素Ｐ１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光を受光して光電変換する有機光電変換素子３０ａを有している。なお、図３では、Ｒ（赤）の可視光を受光して光電変換する有機光電変換素子３０ａを「Ｒ」と表記し、Ｇ（緑）の可視光を受光して光電変換する有機光電変換素子３０ａを「Ｇ」と表記し、Ｂ（青）の可視光を受光して光電変換する有機光電変換素子３０ａを「Ｂ」と表記する。
第１光電変換部３０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光をそれぞれ受光して光電変換する有機光電変換素子３０ａ（第１画素Ｐ１）が例えばベイヤ配列で配置されている。なお、第１光電変換部３０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光を受光して光電変換する有機光電変換素子３０ａが他の配列で配置されていてもよい。また、第１光電変換部３０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光を分けることなく受光して光電変換する有機光電変換素子３０ａが配置されるようにしてもよい。また、第１光電変換部３０では、シリコンなどの無機材料を用いた無機光電変換素子を有する第１画素Ｐ１が配列されるようにしてもよい。この場合、画素アレイ部１１は、第１光電変換部３０よりも対象物Ｏｂ側に、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光のみをそれぞれ透過するカラーフィルタを配置すればよい。
第２光電変換部３１は、複数の第２画素Ｐ２が行方向及び列方向の行列状に２次元に配列されている。第２画素Ｐ２は、赤外光を受光して光電変換する無機材料を用いた無機光電変換素子としてのフォトダイオードＰＤを有している。なお、図３では、赤外光を受光して光電変換するフォトダイオードＰＤを「ＩＲ」とも表記する。
フォトダイオードＰＤの受光面積は、有機光電変換素子３０ａの受光面積よりも大きい。本例では、フォトダイオードＰＤの受光面積は、有機光電変換素子３０ａの受光面積の４倍に相当する面積を有する。従って、第２画素Ｐ２は、第１画素Ｐ１の４個分、すなわち、第１画素Ｐ１の４倍に相当する面積を有する。
そして、画素アレイ部１１では、４個の第１画素Ｐ１（有機光電変換素子３０ａ）と、１個の第２画素Ｐ２（フォトダイオードＰＤ）とが光入射方向に対向して配置されている。従って、画素アレイ部１１では、１個の第２画素Ｐ２と、１個の第２画素Ｐ２と対向して配置される４個の第１画素Ｐ１とを一組とする画素ブロックＰＢが行方向及び列方向に２次元に配置されているとも言える。
画素アレイ部１１においては、画素ブロックＰＢの行ごとに行駆動線２０がそれぞれ行方向に沿って配線される。また、画素アレイ部１１においては、画素ブロックＰＢの列ごとにゲート駆動線２１がそれぞれ列方向に沿って配線されている。また、画素アレイ部１１は、画素ブロックＰＢの列ごとに垂直信号線２２がそれぞれ列方向に沿って配線されている。
例えば、行駆動線２０は、第１画素Ｐ１又は第２画素Ｐ２から信号電荷を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。なお、図２では、行駆動線２０について１本の配線として示しているが、１本に限られるものではない。行駆動線２０の一端は、垂直駆動部１３の各行に対応した出力端に接続されている。
システム制御部１４は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータなどによって構成され、該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に、転送ゲート駆動部１２、垂直駆動部１３、カラム処理部１５、及び水平駆動部１６などの駆動制御を行う。
転送ゲート駆動部１２は、システム制御部１４の制御に基づき、ゲート駆動線２１を通じて、有機光電変換素子３０ａ及び後述する転送ゲート素子（転送トランジスタＴＧ）を駆動する。このため、システム制御部１４は、転送ゲート駆動部１２に対し、図１に示した制御部４より入力されるＣＬＫを供給し、転送ゲート駆動部１２は、このクロックＣＬＫに基づいて有機光電変換素子３０ａ及び転送ゲート素子を駆動する。
垂直駆動部１３は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部１１の第１画素Ｐ１及び第２画素Ｐ２を全画素同時或いは行単位等で駆動する。すなわち、垂直駆動部１３は、垂直駆動部１３を制御するシステム制御部１４と共に、画素アレイ部１１の第１画素Ｐ１及び第２画素Ｐ２の動作を制御する駆動制御部を構成している。
垂直駆動部１３による駆動制御に応じて第１画素Ｐ１又は第２画素Ｐ２から出力される（読み出される）検出信号、具体的には、画素ブロックＰＢごとに設けられたフローティングディフュージョンに蓄積された信号電荷に応じた信号は、対応する垂直信号線２２を通してカラム処理部１５に入力される。カラム処理部１５は、第１画素Ｐ１又は第２画素Ｐ２から垂直信号線２２を通して読み出された検出信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の検出信号を一時的に保持する。具体的には、カラム処理部１５は、信号処理としてノイズ除去処理やＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換処理などを行う。
水平駆動部１６は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部１５の画素ブロックＰＢ列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部１６による選択走査により、カラム処理部１５において単位回路ごとに信号処理された検出信号が順番に出力される。
可視信号処理部１７は、少なくとも演算処理機能を有し、第１画素Ｐ１から読み出されカラム処理部１５から出力される検出信号に対して、色チャンネル間の補正処理、ホワイトバランス補正、収差補正、シェーディング補正等の信号処理を行い、可視画像を生成する。
距離信号処理部１８は、少なくとも演算処理機能を有し、第２画素Ｐ２から読み出されカラム処理部１５から出力される検出信号に対して、間接ＴｏＦ方式に対応した距離の算出処理等の種々の信号処理を行い、距離情報を算出する（距離画像を生成する）。なお、検出信号に基づいて間接ＴｏＦ方式による距離情報を算出する手法については公知の手法を用いることができ、ここでの説明は省略する。
［1-3．画素アレイ部の構造］
図４は、画素アレイ部１１の概略構造を説明するための断面図である。
図４に示すように、画素アレイ部１１は、半導体基板３２と、半導体基板３２の表面Ｓｓ側に形成された配線層３３とを備えている。
半導体基板３２は、例えばシリコン（Ｓｉ）で構成され、例えば１μｍから６μｍ程度の厚みを有して形成されている。半導体基板３２内において、第２光電変換部３１の第２画素Ｐ２の領域には、無機光電変換素子としてのフォトダイオードＰＤが形成されている。隣接するフォトダイオードＰＤ間は、画素間分離部３４により電気的に分離されている。
配線層３３は、半導体基板３２の表面Ｓｓ側に形成されており、層間絶縁膜３３ｂを介して複数層に積層された配線３３ａを有して構成されている。配線層３３に形成される配線３３ａを介して、後述する画素トランジスタが駆動される。
半導体基板３２の裏面Ｓｂには、固定電荷を有する固定電荷膜３５が、フォトダイオードＰＤを囲むように形成されている。
固定電荷膜３５としては、負の電荷を有する高屈折率材料膜、又は高誘電体膜を用いることができる。具体的な材料としては、例えば、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）及びチタン（Ｔｉ）のうち少なくとも何れかの元素を含む酸化物又は窒化物を適用することができる。成膜方法としては、例えば、ＣＶＤ法（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長法）、スパッタリング法、ＡＬＤ法（Atomic Layer Deposition：原子層蒸着法）等が挙げられる。なお、ＡＬＤ法を用いれば、成膜中に界面準位を低減するＳｉＯ２（酸化シリコン）膜を同時に１ｎｍ程度の膜厚に形成することができる。
なお、固定電荷膜３５の材料には、絶縁性を損なわない範囲で膜中にシリコンや窒素（Ｎ）が添加されていてもよい。その濃度は、膜の絶縁性が損なわれない範囲で適宜決定される。このように、シリコンや窒素（Ｎ）が添加されることによって、膜の耐熱性やプロセス中におけるイオン注入の阻止能力を上げることが可能になる。
固定電荷膜３５の周りには、絶縁層３６が形成されている。絶縁層３６上には、第１光電変換部３０、封止膜３７、平坦化膜３８、及びマイクロレンズ（オンチップレンズ）３９がこの順序で積層されている。
第１光電変換部３０（有機光電変換素子３０ａ）は、光電変換層４０、第１電極４１、電荷蓄積用電極４２、及び第２電極４３を備えている。第１電極４１及び電荷蓄積用電極４２は、絶縁層３６内において離隔するように光電変換層４０に対向して配置されている。第２電極４３は、光電変換層４０上に配置されている。第１光電変換部３０の各第１画素Ｐ１の領域には、１個の有機光電変換素子３０ａが形成されることになる。
第１電極４１、電荷蓄積用電極４２及び第２電極４３は、例えば、ＩＴＯ又はＩＺＯ等の透明電極である。第１電極４１は、光電変換層４０に接続されるとともに、配線層３３の配線３３ａまで貫通した配線４４に接続されている。
なお、第１画素Ｐ１及び第２画素Ｐ２には、画素トランジスタ（転送トランジスタＴＧ、リセットトランジスタＲＳＴ、ＯＦ（オーバーフロー）ゲートトランジスタＯＦＧ、増幅トランジスタＡＭＰ、選択トランジスタＳＥＬ）及びフローティングディフュージョンＦＤも形成されるが、図４ではそれら画素トランジスタ及びフローティングディフュージョンＦＤについての図示は省略している。ここで、画素トランジスタの電極（ゲート、ドレイン、ソースの各電極）として機能する導電体及びフローティングディフュージョンＦＤは、配線層３３における半導体基板３２の表面Ｓｓ近傍に形成される。
絶縁層３６の材料としては、固定電荷膜３５とは異なる屈折率を有する材料で形成することが好ましく、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン、樹脂などを用いることができる。また、正の固定電荷を持たない、又は正の固定電荷が少ないという特徴を持つ材料を絶縁層３６に用いることができる。
封止膜３７は、アルミニウム（Ａｌ）又はチタン（Ｔｉ）を含む絶縁体を用いることができる。
平坦化膜３８は、封止膜３７上に形成され、これにより半導体基板３２の裏面Ｓｂ側の面が平坦とされる。平坦化膜３８の材料としては、例えば、樹脂などの有機材料を用いることができる。
マイクロレンズ３９は、平坦化膜３８上において第１画素Ｐ１ごとに形成されている。マイクロレンズ３９では入射光が集光され、集光された光が有機光電変換素子３０ａ及びフォトダイオードＰＤに効率良く入射する。
また、絶縁層３６内には、画素間遮光部４５、及び、フィルタ部４６が設けられている。
画素間遮光部４５は、半導体基板３２の裏面Ｓｂ側において、各第２画素Ｐ２のフォトダイオードＰＤを開口するように格子状に形成されている。すなわち、画素間遮光部４５は、画素間分離部３４に対応する位置に形成されている。
画素間遮光部４５を構成する材料としては、遮光が可能な材料であればよく、例えば、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）を用いることができる。
画素間遮光部４５により、隣接する第２画素Ｐ２間において、一方の第２画素Ｐ２にのみ入射されるべき光が他方の第２画素Ｐ２に漏れ込んでしまうことの防止が図られる。
フィルタ部４６は、所定の波長域の光を透過する波長フィルタが形成されている。ここでの波長フィルタとしては、例えば、可視光を遮断し赤外光を透過する波長フィルタを挙げることができる。
上記のような画素アレイ部１１を備えた撮像装置１では、半導体基板３２の裏面Ｓｂ側から光が照射され、マイクロレンズ３９を透過した所定の波長域の光が第１光電変換部３０の有機光電変換素子３０ａにて光電変換されることにより、信号電荷が生成される。そして、光電変換により得られた信号電荷が、半導体基板３２の表面Ｓｓ側に形成された画素トランジスタを経由し、配線層３３における所定の配線３３ａとして形成された垂直信号線２２を介して出力される。
また、画素アレイ部１１を備えた撮像装置１では、半導体基板３２の裏面Ｓｂ側から光が照射され、第１光電変換部３０及びフィルタ部４６を透過した赤外光が第２光電変換部３１のフォトダイオードＰＤにて光電変換されることにより、信号電荷が生成される。そして、光電変換により得られた信号電荷が、半導体基板３２の表面Ｓｓ側に形成された画素トランジスタを経由し、配線層３３における所定の配線３３ａとして形成された垂直信号線２２を介して出力される。
［1-4．画素アレイ部の回路構成］
図５は、画素アレイ部１１における画素ブロックＰＢの等価回路を示した図である。
図５に示すように、画素ブロックＰＢは、４個の有機光電変換素子３０ａ（第１画素Ｐ１）、及び、１個のフォトダイオードＰＤ（第２画素Ｐ２）を備える。
ここで、画素ブロックＰＢにおける４個の有機光電変換素子３０ａを区別する場合、図５に示すように、有機光電変換素子３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３及び３０ａ４と表記する。
また、画素ブロックＰＢは、リセットトランジスタＲＳＴ、フローティングディフュージョンＦＤ、転送トランジスタＴＧ、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬをそれぞれ１個ずつ備える。
リセットトランジスタＲＳＴ、転送トランジスタＴＧ、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬは、例えば、Ｎ型のＭＯＳトランジスタで構成される。
リセットトランジスタＲＳＴは、ドレインが基準電位ＶＤＤ（定電流源）に接続され、ゲートにリセット信号ＳＲＳＴが入力される。また、リセットトランジスタＲＳＴのソースには、有機光電変換素子３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３及び３０ａ４の第１電極４１、転送トランジスタＴＧのソース、及び、フローティングディフュージョンＦＤが接続される。
リセットトランジスタＲＳＴは、ゲートに供給されるリセット信号ＳＲＳＴがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤの電位を基準電位ＶＤＤにリセットする。
なお、リセット信号ＳＲＳＴは、例えば垂直駆動部１３より供給される。
有機光電変換素子３０ａは、垂直駆動部１３によって、第１電極４１に正の電位が印加され、第２電極４３に負の電位が印加される。有機光電変換素子３０ａでは、入射された光によって光電変換層４０において光電変換が生じる。光電変換によって生成した正孔は、第２電極４３から外部へと送出される。一方、第１電極４１の電位が第２電極４３の電位よりも高いため、光電変換によって生成した電子は、電荷蓄積用電極４２に引き付けられ、電荷蓄積用電極４２と対向した光電変換層４０の領域に止まる。即ち、光電変換層４０に信号電荷が蓄積される。このとき、光電変換層４０の内部に生成した電子が、第１電極４１に向かって移動することはない。光電変換の時間経過に伴い、電荷蓄積用電極４２と対向した光電変換層４０の領域における電位は、より負側の値となる。
その後、垂直駆動部１３によって、第１電極４１に所定の電位が印加され、電荷蓄積用電極４２に第１電極４１よりも低い電位が印加される。これによって、電荷蓄積用電極４２と対向した光電変換層４０の領域に止まっていた電子は、第１電極４１を介して信号電荷としてフローティングディフュージョンＦＤへと転送される。このとき、フローティングディフュージョンＦＤは、有機光電変換素子３０ａから転送された信号電荷を一時保持する電荷保持部として機能する。
ＯＦゲートトランジスタＯＦＧは、フォトダイオードＰＤに蓄積された電荷を排出するために電荷排出部として設けられており、ゲートに供給されるＯＦゲート信号ＳＯＦＧがオンされると導通状態となる。フォトダイオードＰＤは、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧが導通状態となると、所定の基準電位ＶＤＤにクランプされて蓄積電荷がリセットされる。
なお、ＯＦゲート信号ＳＯＦＧは、例えば垂直駆動部１３より供給される。
転送トランジスタＴＧは、ゲートに供給される転送駆動信号ＳＴＧがオンされると導通状態となり、フォトダイオードＰＤに蓄積されている信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送する。このとき、フローティングディフュージョンＦＤは、フォトダイオードＰＤから転送された信号電荷を一時保持する電荷保持部として機能する。
増幅トランジスタＡＭＰは、ソースが選択トランジスタＳＥＬを介して垂直信号線２２に接続され、ドレインが基準電位ＶＤＤ（定電流源）に接続されて、ソースフォロワ回路を構成する。
選択トランジスタＳＥＬは、増幅トランジスタＡＭＰのソースと垂直信号線２２との間に接続され、ゲートに供給される選択信号ＳＳＥＬがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤに保持された信号電荷を、増幅トランジスタＡＭＰを介して垂直信号線２２に出力する。
なお、選択信号ＳＳＥＬは、行駆動線２０を介して垂直駆動部１３より供給される。
このように、画素アレイ部１１では、画素ブロックＰＢごとに、フローティングディフュージョンＦＤ、選択トランジスタＳＥＬ及び増幅トランジスタＡＭＰが１個ずつ設けられている。すなわち、フローティングディフュージョンＦＤ、選択トランジスタＳＥＬ及び増幅トランジスタＡＭＰは、第１光電変換部３０及び第２光電変換部３１で共有されている。
図６は、画素ブロックＰＢにおける動作のタイミングチャートを説明する図である。
次に、画素ブロックＰＢにおける動作について簡単に説明する。
画素ブロックＰＢでは、有機光電変換素子３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３、３０ａ４、及び、フォトダイオードＰＤの順にリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３を含む動作が行われる。すなわち、有機光電変換素子３０ａ１、３０ａ２、３０ａ３、３０ａ４、及び、フォトダイオードＰＤは異なるタイミングで電荷が転送される。まず、画素ブロックＰＢでは、有機光電変換素子３０ａ１についてリセット動作Ａ１が行われる。例えばリセットトランジスタＲＳＴがオン（導通状態）とされ、第１電極４１に所定の電位が印加され、電荷蓄積用電極４２に第１電極４１よりも低い電位が印加される。これにより、有機光電変換素子３０ａ１、フローティングディフュージョンＦＤの蓄積電荷がリセットされる。
蓄積電荷のリセット後、有機光電変換素子３０ａ１の受光動作Ａ２が開始される。ここでは、第１電極４１に正の電位が印加され、第２電極４３に負の電位が印加される。
その後、転送動作Ａ３では、第１電極４１に所定の電位が印加され、電荷蓄積用電極４２に第１電極４１よりも低い電位が印加される。これにより、有機光電変換素子３０ａ１に蓄積された信号電荷（蓄積電荷）がフローティングディフュージョンＦＤに転送される。
その後、画素アレイ部１１の全画素ブロックＰＢが、線順次に選択される。選択された画素ブロックＰＢでは、選択トランジスタＳＥＬがオンされる。これにより、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された信号電荷が垂直信号線２２を介してカラム処理部１５に出力される。
このように、有機光電変換素子３０ａ１のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が終了すると、有機光電変換素子３０ａ２のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が開始される。また、有機光電変換素子３０ａ２のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が終了すると、有機光電変換素子３０ａ３のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が開始される。また、有機光電変換素子３０ａ３のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が終了すると、有機光電変換素子３０ａ４のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が開始される。なお、有機光電変換素子３０ａ２、３０ａ３、３０ａ４のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３は、有機光電変換素子３０ａのリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３と同様であるため、その説明は省略する。
有機光電変換素子３０ａ４のリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が終了すると、フォトダイオードＰＤのリセット動作Ａ１、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３が開始される。フォトダイオードＰＤのリセット動作Ａ１が開始されると、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、リセットトランジスタＲＳＴ、転送トランジスタＴＧがオン（導通状態）とされる。これにより、フォトダイオードＰＤ、フローティングディフュージョンＦＤの蓄積電荷がリセットされる。
そして、受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３では、転送トランジスタＴＧをオン及びオフする動作が所定回数（本例では数千回から数万回程度）繰り返される。ここでは、転送トランジスタＴＧがオフしている間にフォトダイオードＰＤに電荷が蓄積され、転送トランジスタＴＧがオンしている間にフォトダイオードＰＤからフローティングディフュージョンＦＤに電荷が転送される。その後、画素アレイ部１１の各第２画素Ｐ２が、線順次に選択される。選択された第２画素Ｐ２では、選択トランジスタＳＥＬがオンされる。これにより、フローティングディフュージョンＦＤに蓄積された電荷が垂直信号線２２を介してカラム処理部１５に出力される。
以上で、１回の動作が終了し、次の動作が実行される。
図７は、第２光電変換部３１における複数のフォトダイオードＰＤの動作のタイミングチャートを説明する図である。
上記したように、フォトダイオードＰＤで受光した赤外光における反射光Ｌｒと照射光Ｌｉの位相差に基づいて間接ＴｏＦ方式による距離情報を出力する。
本件では、２行×２列＝４個のフォトダイオードＰＤが異なる位相で動作制御される。ここで、行方向及び列方向に隣接する４個のフォトダイオードＰＤを区別する場合、図７に示されるように、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３及びＰＤ４と表記する。
制御部４は、発光部３による照射光Ｌｉの発光動作を制御する。間接ＴｏＦ方式の場合、照射光Ｌｉとしては所定の周期で強度が変化するように強度変調された光が用いられる。具体的に、本例では、図７に示すように、照射光Ｌｉとして、パルス光を所定周期で繰り返し発光する。以下、このようなパルス光の発光周期のことを「発光周期Ｃｌ」と表記する。
ここで、間接ＴｏＦ方式において、発光周期Ｃｌは、例えば数十ＭHzから数百ＭHz程度と比較的高速とされる。
システム制御部１４は、クロックＣＬＫに基づき垂直駆動部１３を制御して、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３及びＰＤ４に接続されたリセットトランジスタＲＳＴをオンさせるリセット動作Ａ１を行う。ここでは、システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３及びＰＤ４にそれぞれ接続されたＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、転送トランジスタＴＧをオンさせる。
その後、システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ１について、照射光Ｌｉの発光動作に同期して、１／４発光周期Ｃｌで受光動作Ａ２を行わせ、３／４発光周期Ｃｌで転送動作Ａ３を行わせる制御サイクルを繰り返す。
また、システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ２について、フォトダイオードＰＤ１よりも１／４発光周期Ｃｌ遅らせた後に、１／４発光周期Ｃｌで受光動作Ａ２を行わせ、３／４発光周期Ｃｌで転送動作Ａ３を行わせる制御サイクルを繰り返す。
また、システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ２について、フォトダイオードＰＤ１よりも１／２発光周期Ｃｌ遅らせた後に、１／４発光周期Ｃｌで受光動作Ａ２を行わせ、３／４発光周期Ｃｌで転送動作Ａ３を行わせる制御サイクルを繰り返す。
また、システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ２について、フォトダイオードＰＤ１よりも３／４発光周期Ｃｌ遅らせた後に、１／４発光周期Ｃｌで受光動作Ａ２を行わせ、３／４発光周期Ｃｌで転送動作Ａ３を行わせる制御サイクルを繰り返す。
このように、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３及びＰＤ４の受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３をそれぞれ９０度ずつ異ならせる。そして、距離信号処理部１８は、フォトダイオードＰＤ１、ＰＤ２、ＰＤ３及びＰＤ４から得られた信号電荷（検出信号）に基づいて、４相を用いた間接ＴｏＦ方式で距離情報を算出する（距離画像を生成する）。なお、４相を用いた間接ＴｏＦ方式で距離情報を算出する手法については公知の手法を用いることができ、ここでの説明は省略する。
<２．第二実施形態>
図８は、第二実施形態としての画素アレイ部１１の構成例を示した概略図である。図９は、第二実施形態としての第２光電変換部３１における複数のフォトダイオードＰＤの動作のタイミングチャートを説明する図である。
なお、以下の説明において、既に説明済みとなった部分と同様となる部分は同一符号を付して説明を省略する。
第二実施形態においては、図８に示す２行×１列＝２個のフォトダイオードＰＤ（ＰＤ１、ＰＤ２）が異なる位相で動作される。
システム制御部１４は、クロックＣＬＫに基づき垂直駆動部１３を制御して、リセットトランジスタＲＳＴのオンと同期して、フォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２に接続されたリセットトランジスタＲＳＴをオンさせるリセット動作Ａ１を行う。ここでは、システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２に接続されたＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、転送トランジスタＴＧをオンさせる。
システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ１について、照射光Ｌｉの発光動作に同期して、１／２発光周期Ｃｌで受光動作Ａ２を行わせ、１／２発光周期Ｃｌで転送動作Ａ３を行わせる制御サイクルを繰り返す。
また、システム制御部１４は、フォトダイオードＰＤ２について、フォトダイオードＰＤ１よりも１／２発光周期Ｃｌ遅らせた後に、１／２発光周期Ｃｌで受光動作Ａ２を行わせ、１／２発光周期Ｃｌで転送動作Ａ３を行わせる制御サイクルを繰り返す。
このように、フォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２の受光動作Ａ２及び転送動作Ａ３をそれぞれ１８０度ずつ異ならせる。そして、距離信号処理部１８は、フォトダイオードＰＤ１及びＰＤ２から得られた信号電荷（検出信号）に基づいて、２相を用いた間接ＴｏＦ方式で距離情報を算出する（距離画像を生成する）。なお、２相を用いた間接ＴｏＦ方式で距離情報を算出する手法については公知の手法を用いることができ、ここでの説明は省略する。
<３．変形例>
なお、実施形態としては上記により説明した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例としての構成を採り得るものである。
第一実施形態及び第二実施形態において、第１光電変換部３０は、有機光電変換素子３０ａを含む第１画素Ｐ１を有し、第２光電変換部３１は、フォトダイオードＰＤを含む第２画素Ｐ２を有するようにした。しかしながら、第１光電変換部３０及び第２光電変換部３１は、互いに異なる波長域の光を光電変換する光電変換素子を有していれば、その構成は問わない。
例えば、第１画素Ｐ１は、フォトダイオードであってもよい。この場合、第１画素Ｐ１で光電変換することにより生成された信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤに転送させるための転送トランジスタが設けられるようにしてもよい。第１画素Ｐ１に接続される転送トランジスタは、転送動作Ａ３時にオンされるようにすればよい。
第一実施形態及び第二実施形態においては、第１光電変換部３０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光を受光し光電変換する光電変換層４０を有する第１画素Ｐ１がベイヤ配列で配置されるようにした。しかしながら、第１画素Ｐ１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光を受光し光電変換する光電変換層４０が積層されて形成されてもよい。すなわち、第１画素Ｐ１は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の可視光をそれぞれ受光し光電変換する３個の光電変換層４０が設けられるようにしてもよい。
第一実施形態及び第二実施形態において、撮像装置１は、間接ＴｏＦ方式による距離情報を導出するようにした。しかしながら、撮像装置１は、直接ＴｏＦ方式による距離情報を導出するようにしてもよい。また、フォトダイオードＰＤの動作のタイミングは、第一実施形態及び第二実施形態で示した以外であってもよい。
第一実施形態及び第二実施形態において、第２画素Ｐ２は、第１画素Ｐ１の４個分に相当する受光面積を有するようにした。しかしながら、第２画素Ｐ２は、第１画素Ｐ１と同一の受光面積でもよく、第１画素Ｐ１より大きくてもよく、また、第１画素Ｐ１より小さくてもよい。
第一実施形態及び第二実施形態において、リセットトランジスタＲＳＴ、フローティングディフュージョンＦＤ、転送トランジスタＴＧ、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬは、画素ブロックＰＢごとに、それぞれ１個ずつ備えるようにした。しかしながら、少なくとも、フローティングディフュージョンＦＤが画素ブロックＰＢごとに１個ずつ備えるようにすればよい。従って、例えばリセットトランジスタＲＳＴは、画素ブロックＰＢごとではなく、有機光電変換素子３０ａ及びフォトダイオードＰＤごとに設けられていてもよい。
第一実施形態及び第二実施形態において、撮像装置１は、可視画像及び距離画像を連続して交互に取得するようにした。しかしながら、撮像装置１は、可視画像及び距離画像の一方のみを連続して取得したり、可視画像及び距離画像の一方のみを連続して取得している間の所定のタイミングで他方を取得するようにしてもよい。例えば、撮像装置１は、第１光電変換部３０のみを連続して動作させて可視画像のみを連続して取得してもよい。また、撮像装置１は、第２光電変換部３１のみを連続して動作させて距離画像のみを連続して取得してもよい。
<４．情報処理装置への適応>
［4-1．情報処理装置の構成］
上述した第一実施形態、第二実施形態及び変形例の撮像装置１は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話機、パーソナルコンピュータなどの情報処理装置に適応することができる。
図１０は、情報処理装置１００の構成例を説明するためのブロック図である。
図１０に示すように、情報処理装置１００は、撮像装置１、情報処理部１０１、記憶部１０３を備えている。
情報処理部１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）を有するマイクロコンピュータによって構成されている。情報処理部１０１は、撮像装置１及び記憶部１０３を適宜制御する。
記憶部１０３は、例えばフラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置である。
［4-2．第一例］
図１１は、第一例における情報処理の流れを示すフローチャートである。
情報処理部１０１は、情報処理の第一例として顔認証処理を実行する。第一例の顔認証処理においては、記憶部１０３には、予め認証対象の顔に関する認証情報が記憶されている。具体的には、情報処理部１０１は、撮像装置１によって認証対象の顔を撮像した可視画像から、顔の口、鼻、目などの特徴点の位置を抽出する。また、情報処理部１０１は、抽出した特徴点の距離を、撮像装置１によって認証対象の顔を撮像した距離画像から導出する。そして、導出した特徴点の位置及び距離を認証情報として記憶部１０３に記憶しておく。
情報処理部１０１は、顔認証処理を開始すると、ステップＳ１で、撮像装置１を制御して可視画像を取得する。ステップＳ２で情報処理部１０１は、取得した可視画像から人の顔を抽出する抽出処理を実行し、可視画像から顔が抽出されたかを判定する。
ステップＳ２において可視画像から顔が抽出されたと判定されなかった場合にはステップＳ１に処理を戻す。一方、ステップＳ２において可視画像から顔が抽出されたと判定された場合、ステップＳ３で情報処理部１０１は、撮像装置１を制御して距離画像を取得する。その後、ステップＳ４で情報処理部１０１は、取得した可視画像及び距離画像から、特徴点及び特徴点の距離を導出する。ステップＳ５で情報処理部１０１は、記憶部１０３に記憶された認証情報と、ステップＳ４で導出した特徴点及び特徴点の距離とを比較する認証処理を実行する。なお、認証処理は公知の手法を用いることができ、ここでの説明は省略する。
これにより、情報処理装置１００では、撮像装置１を用いて高精度な顔認証処理を実行することができる。また、情報処理装置１００は、顔が検出されるまで可視画像のみを撮像するため、処理負荷を低減することができる。
［4-3．第二例］
図１２は、第二例における情報処理の流れを示すフローチャートである。
情報処理部１０１は、情報処理の第二例として監視処理を実行する。情報処理部１０１は、監視処理を開始すると、ステップＳ１１で、撮像装置１を制御して距離画像を取得し、記憶部１０３に記憶する。なお、距離画像は、少なくとも前回撮像された距離画像が記憶部１０３に記憶されていればよく、新たな距離画像を記憶部１０３に記憶させる際に、既に記憶部１０３に記憶された距離画像を削除するようにしてもよい。
ステップＳ１２で情報処理部１０１は、取得した距離画像と、記憶部１０３に記憶されている例えば前回の距離画像とを比較し、予め設定された差分が検出されたかを判定する。ここでは、例えば、２個の距離画像のそれぞれ対応する画素の距離情報に基づいて、何かしらの物体が新たに写り込んでいるかが判定される。
ステップＳ１２において差分があると判定されなかった場合にはステップＳ１１に処理を戻す。一方、ステップＳ１２において差分があると判定された場合、ステップＳ１３で情報処理部１０１は、撮像装置１を制御して可視画像を取得し、記憶部１０３に記憶する。
これにより、情報処理装置１００では、何かしらの物体が新たに写り込んでいるとされるタイミングに亘って可視画像を記憶部１０３に記憶することができ、それ以外のタイミングで可視画像が記憶部１０３に記憶されないようにすることができる。よって、情報処理装置１００は、記憶部１０３に記憶されるデータ容量を削減することができる。また、何かしらの物体が新たに写り込んでいないとされている間は距離画像のみが記憶部１０３に記憶されるため、可視画像が記憶される場合に比べて記憶される個人情報を減らすことができる。
［4-4．変形例］
なお、実施形態としては上記により説明した具体例に限定されるものではなく、多様な変形例としての構成を採り得るものである。
第一例においては顔認証処理を実行し、第二例においては監視処理を実行するようにした。しかしながら、情報処理装置１００は、撮像装置１で撮像される可視画像及び距離画像を使用した所定の処理を行うようにすれば、どのような処理を実行してもよい。
<５．実施形態のまとめ>
以上で説明したように実施形態としての撮像装置１は、互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子（例えば、有機光電変換素子３０ａ、フォトダイオードＰＤ）をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部（例えば、第１光電変換部３０、第２光電変換部３１）と、異なる光電変換部の光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部（例えば、フローティングディフュージョンＦＤ）とを備えたものである。
これにより、積層された異なる光電変換部の光電変換素子に対して光電保持部を共有して使用することが可能となる。
従って、積層された異なる光電変換部の光電変換素子ごとに電荷保持部を設ける必要がなくなり、構成を簡素化することができる。
また、実施形態としての撮像装置においては、電荷保持部に蓄積された電荷をリセットする電荷リセット部（リセットトランジスタＲＳＴ）を備えた構成にすることが考えられる。
これにより、電荷保持部に蓄積された電荷をリセットする電荷リセット部を共有して使用することが可能となる。
従って、積層された異なる光電変換部の光電変換素子ごとに電荷リセット部を設ける必要がなくなり、構成を簡素化することができる。
さらに、実施形態としての撮像装置においては、電荷保持部は、異なる光電変換部において光入射方向に対向して配置される光電変換素子に蓄積された電荷を保持する構成とすることが考えられる。
これにより、対向して配置される光電変換素子は光入射方向に重なっているため、それぞれの光電変換部の画素のずれを低減することが可能である。
従って、取得された可視画像と距離画像との位置補正を行う必要がなく、その処理を行わない分だけ処理負荷を低減することができる。
また、位置補正を行うための処理装置を設ける必要がないため、構造を簡素化することができる。
さらに、実施形態としての撮像装置においては、光電変換部は、光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、第１光電変換部は、特定の波長域の光を受光して光電変換する有機材料を用いた光電変換素子（例えば、有機光電変換素子３０ａ）を有し、第２光電変換部は、光を受光して光電変換する無機材料を用いた光電変換素子（例えば、フォトダイオードＰＤ）を有する構成とすることが考えられる。
これにより、第１光電変換部における透過光の減衰が少ないため、第２光電変換部における光電変換の効率（感度）を高めることが可能となる。
従って、第２光電変換部の光電変換素子において高精細の距離情報（距離画像）を取得することができる。
さらに、実施形態としての撮像装置においては、第２光電変換部の光電変換素子に蓄積された電荷を排出する電荷排出部（例えば、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ）を備えた構成とすることが考えられる。
これにより、第２光電変換部の光電変換素子に蓄積された電荷を精度良くリセットすることが可能となる。
従って、第２光電変換部の光電変換素子において高精細の距離情報（距離画像）を取得することができる。
さらに、実施形態としての撮像装置においては、光電変換部は、光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する光電変換素子を有し、第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する光電変換素子を有する構成とすることが考えられる。
これにより、第１光電変換部では第２光電変換部よりも光電変換の効率を高めることが可能となる。
従って、第１光電変換部の光電変換素子において高精細の可視情報を取得することができる。
さらに、実施形態としての撮像装置においては、第２光電変換部の光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部１８を備えた構成とすることが考えられる。
これにより、可視光に基づく可視画像、及び、対象物までの距離を示す距離画像を取得することが可能となる。
従って、可視光に基づく可視画像、及び、対象物までの距離を示す距離画像を、簡素化な構成で取得することができる。
さらに、実施形態としての撮像装置においては、第２光電変換部の光電変換素子は、第１光電変換部の光電変換素子よりも受光面積が大きい構成とすることが考えられる。
これにより、第１光電変換部よりも対象物から遠く光電効率が低い第２光電変換部において電荷量を多くすることが可能となる。
従って、第２光電変換部の光電変換素子において高精細の距離情報を取得することができる。
さらに、実施形態としての撮像装置においては、異なる光電変換部の光電変換素子に蓄積された電荷を異なるタイミングで電荷保持部に転送する駆動制御部を備えた構成とすることが考えられる。
これにより、積層された異なる光電変換部の光電変換素子で光電変換し生成された電荷を順次取得することが可能となる。
従って、積層された異なる光電変換部の光電変換素子ごとに電荷保持部を設ける必要がなくなり、構成を簡素化することができる。
以上で説明したように実施形態としての情報処理装置１００は、画像を撮像する撮像装置と、画像装置で撮像された画像に基づいて処理を実行する情報処理部１０１とを備え、撮像装置は、互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、異なる光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部とを備えたものである。
これにより、積層された異なる光電変換部に対して光電保持部を共有して使用することが可能となる。
積層された異なる光電変換部の光電変換素子ごとに電荷保持部を設ける必要がなくなり、構成を簡素化することができる。
また、実施形態としての情報処理装置においては、光電変換部は、光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する光電変換素子を有し、第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する光電変換素子を有する構成とすることが考えられる。
これにより、可視光に基づく可視画像と、赤外光に基づく対象物までの距離を示す画像とに基づいて、処理を行うことが可能となる。
従って、第１光電変換部の光電変換素子において高精細の可視情報を取得することができる。
さらに、実施形態としての情報処理装置においては、撮像装置は、第１光電変換部の光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、第２光電変換部の光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、情報処理部は、可視画像に基づいて、距離画像を撮像するかを決定する構成とすることが考えられる。
これにより、可視画像に写る対象物によって距離画像を撮像するか否かを切り替えることが可能となる。
従って、可視画像を取得する必要がない場合には、可視画像を取得しなくなるため、処理負荷を低減することができる。
上記した本技術に係る情報処理装置においては、前記撮像装置は、第１光電変換部の光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、第２光電変換部の光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、情報処理部は、距離画像に基づいて、可視画像を撮像するかを決定する構成とすることが考えられる。
これにより、距離画像に写る対象物によって距離画像を撮像するか否かを切り替えることが可能となる。
従って、可視画像を取得する必要がない場合には、距離画像を取得しなくなるため、処理負荷を低減することができる。
なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
<６．本技術>
なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１）
互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、
異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部とを備えた
撮像装置。
（２）
前記電荷保持部に蓄積された電荷をリセットする電荷リセット部を備えた
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記電荷保持部は、
異なる前記光電変換部において前記光入射方向に対向して配置される前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する
前記（１）又は（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、
前記第１光電変換部は、特定の波長域の光を受光して光電変換する有機材料を用いた前記光電変換素子を有し、
前記第２光電変換部は、光を受光して光電変換する無機材料を用いた前記光電変換素子を有する
前記（１）から（３）の何れかに記載の撮像装置。
（５）
前記第２光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を排出する電荷排出部を備えた
前記（４）に記載の撮像装置。
（６）
前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、
前記第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有し、
前記第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有する
前記（１）から（５）の何れかに記載の撮像装置。
（７）
前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部を備えた
前記（６）に記載の撮像装置。
（８）
前記第２光電変換部の前記光電変換素子は、前記第１光電変換部の前記光電変換素子よりも受光面の面積が大きい
前記（６）又は（７）に記載の撮像装置。
（９）
異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を異なるタイミングで前記電荷保持部に転送する駆動制御部を備えた
前記（１）から（８）の何れかに記載の撮像装置。
（１０）
画像を撮像する撮像装置と、
前記撮像装置で撮像された前記画像に基づいて所定の処理を実行する情報処理部とを備え、
前記撮像装置は、
互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、
異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部とを備えた
情報処理装置。
（１１）
前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、
前記第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有し、
前記第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有する
前記（１０）に記載の情報処理装置。
（１２）
前記撮像装置は、
前記第１光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、
前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、
前記情報処理部は、前記可視画像に基づいて、前記距離画像を撮像するかを決定する
前記（１１）に記載の情報処理装置。
（１３）
前記撮像装置は、
前記第１光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、
前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、
前記情報処理部は、前記距離画像に基づいて、前記可視画像を撮像するかを決定する
前記（１１）に記載の情報処理装置。
１ 撮像装置
２ 撮像部
３ 発光部
４ 制御部
５ 画像処理部
６ メモリ
１１ 画素アレイ部
１４ システム制御部
１７ 可視信号処理部
１８ 距離信号処理部
３０ 第１光電変換部
３０ａ 有機光電変換素子
３１ 第２光電変換部
４０ 光電変換層
４１ 第１電極
４２ 電荷蓄積用電極
４３ 第２電極
１００ 情報処理装置
１０１ 情報処理部
ＦＤ フローティングディフュージョン
ＯＦＧ ＯＦゲートトランジスタ

Claims (13)

  1. 互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、
    異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部とを備えた
    撮像装置。
  2. 前記電荷保持部に蓄積された電荷をリセットする電荷リセット部を備えた
    請求項１に記載の撮像装置。
  3. 前記電荷保持部は、
    異なる前記光電変換部において前記光入射方向に対向して配置される前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する
    請求項１に記載の撮像装置。
  4. 前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、
    前記第１光電変換部は、特定の波長域の光を受光して光電変換する有機材料を用いた前記光電変換素子を有し、
    前記第２光電変換部は、光を受光して光電変換する無機材料を用いた前記光電変換素子を有する
    請求項１に記載の撮像装置。
  5. 前記第２光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を排出する電荷排出部を備えた
    請求項４に記載の撮像装置。
  6. 前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、
    前記第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有し、
    前記第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有する
    請求項１に記載の撮像装置。
  7. 前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部を備えた
    請求項６に記載の撮像装置。
  8. 前記第２光電変換部の前記光電変換素子は、前記第１光電変換部の前記光電変換素子よりも受光面積が大きい
    請求項６に記載の撮像装置。
  9. 異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を異なるタイミングで前記電荷保持部に転送する駆動制御部を備えた
    請求項１に記載の撮像装置。
  10. 画像を撮像する撮像装置と、
    前記撮像装置で撮像された前記画像に基づいて所定の処理を実行する情報処理部とを備え、
    前記撮像装置は、
    互いに異なる波長域の光により光電変換を行う光電変換素子をそれぞれ有し、光入射方向に積層された複数の光電変換部と、
    異なる前記光電変換部の前記光電変換素子に蓄積された電荷を保持する電荷保持部とを備えた
    情報処理装置。
  11. 前記光電変換部は、前記光入射方向に沿って第１光電変換部及び第２光電変換部が順に積層され、
    前記第１光電変換部は、可視光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有し、
    前記第２光電変換部は、赤外光を受光して光電変換する前記光電変換素子を有する
    請求項１０に記載の情報処理装置。
  12. 前記撮像装置は、
    前記第１光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、
    前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、
    前記情報処理部は、前記可視画像に基づいて、前記距離画像を撮像するかを決定する
    請求項１１に記載の情報処理装置。
  13. 前記撮像装置は、
    前記第１光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて可視画像を生成する可視信号処理部と、
    前記第２光電変換部の前記光電変換素子によって光電変換された電荷に基づいて、対象物までの距離を示す距離画像を生成する距離信号処理部とを備え、
    前記情報処理部は、前記距離画像に基づいて、前記可視画像を撮像するかを決定する
    請求項１１に記載の情報処理装置。
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