JP2023069162A - 撮像素子、電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】混色を抑制する。【解決手段】光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、隣接する画素間に設けられている遮光壁とを備え、遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている。領域は、仮に遮光壁を設けた場合に遮光壁が交差する領域である。遮光壁は、第1光電変換部の各辺に設けられ、遮光壁の一端は、領域とされ、他端は、他の遮光壁と接続されている。本技術は、大画素と小画素によりダイナミックレンジを拡大した画像を取得する撮像素子に適用できる。【選択図】図4

Description

本技術は撮像素子、電子機器に関し、例えば、混色を抑制することができるようにした撮像素子、電子機器に関する。
従来、広ダイナミックレンジの画像を生成する方法として、CMOS(complementary metal-oxide semiconductor)イメージセンサなどの画素アレイ上に感度の異なる第1の画素と第2の画素を設け、それぞれの出力から成る第1の画像と第2の画像を合成する方法が知られている。
ここで、感度が異なる画素を設ける方法としては、例えば、露光時間が長い画素と短い画素を設けたり、PD(フォトダイオード)等の光電変換部のサイズが大きい画素(以下、大画素と称する)と小さい画素(以下、小画素と称する)を設けたりする方法がある(例えば、特許文献1参照)。
特開2017-163010号公報
感度が異なる大画素と小画素を設けた構成の場合、小画素は大きな光を扱うため、面積の大きな大画素から来る大きな混色を避けたい。また大画素は小さな光を扱うため、小画素から来る小さな混色でも避けたい。大画素と小画素共に隣接する画素に光が漏れ込むようなことがないようにすることが望まれている。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、隣接する画素に光が漏れ込むようなことを防ぐことができるようにするものである。
本技術の一側面の撮像素子は、光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、前記第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、隣接する画素間に設けられている遮光壁とを備え、前記遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている撮像素子である。
本技術の一側面の電子機器は、光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、前記第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、隣接する画素間に設けられている遮光壁とを備え、前記遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている撮像素子と、前記撮像素子からの信号を処理する処理部とを備える電子機器である。
本技術の一側面の撮像素子においては、光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、隣接する画素間に設けられている遮光壁とが備えられ、遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている。
本技術の一側面の電子機器は、前記撮像素子を含む構成とされている。
なお、電子機器は、独立した装置であっても良いし、1つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
本技術が適用される撮像装置の一実施の形態の構成を示す図である。 単位画素の回路図である。 画素アレイ部に配置される単位画素について説明するための図である。 第1の実施の形態における単位画素の構成を示す図である。 マイクロローディング効果について説明するための図である。 第2の実施の形態における単位画素の構成を示す図である。 第3の実施の形態における単位画素の構成を示す図である。 第4の実施の形態における単位画素の構成を示す図である。 単位画素の他の構成例を示す図である。 第5の実施の形態における単位画素の構成を示す図である。 第6の実施の形態における単位画素の構成を示す図である。 電子機器の一例の構成を示す図である。 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。 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。
以下に、本技術を実施するための形態(以下、実施の形態という)について説明する。
<撮像装置の構成>
図1は、本技術が適用される撮像装置、例えばX-Yアドレス方式撮像装置の一種であるCMOSイメージセンサの構成の概略を示すシステム構成図である。ここで、CMOSイメージセンサとは、CMOSプロセスを応用して、または、部分的に使用して作成されたイメージセンサである。例えば、撮像装置は、裏面照射型のCMOSイメージセンサで構成される。
撮像装置10は、図示せぬ半導体基板(チップ)上に形成された画素アレイ部11と、当該画素アレイ部11と同じ半導体基板上に集積された周辺回路部とを有する構成となっている。周辺回路部は、例えば、垂直駆動部12、カラム処理部13、水平駆動部14、およびシステム制御部15から構成されている。
撮像装置10は更に、信号処理部18及びデータ格納部19を備えている。信号処理部18及びデータ格納部19の各処理については、撮像装置10とは別の基板に設けられる外部信号処理部、例えば、DSP(Digital Signal Processor)回路やソフトウェアによる処理により構成される。
画素アレイ部11は、受光した光量に応じた電荷を生成しかつ蓄積する光電変換部を有する単位画素(以下、単に「画素」と記述する場合もある)が行方向及び列方向に、すなわち、行列状に2次元配置された構成となっている。ここで、行方向とは画素行の画素の配列方向(すなわち、水平方向)を言い、列方向とは画素列の画素の配列方向(すなわち、垂直方向)を言う。単位画素の具体的な回路構成や画素構造の詳細については後述する。
画素アレイ部11において、行列状の画素配列に対して、画素行ごとに画素駆動線16が行方向に沿って配線され、画素列ごとに垂直信号線17が列方向に沿って配線されている。画素駆動線16は、画素から信号を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。図1では、画素駆動線16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。画素駆動線16の一端は、垂直駆動部12の各行に対応した出力端に接続されている。
垂直駆動部12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の各画素を全画素同時あるいは行単位等で駆動する。すなわち、垂直駆動部12は、当該垂直駆動部12を制御するシステム制御部15と共に、画素アレイ部11の各画素の動作を制御する駆動部を構成している。この垂直駆動部12はその具体的な構成については図示を省略するが、一般的に、読出し走査系と掃出し走査系の2つの走査系を有する構成となっている。
読出し走査系は、単位画素から信号を読み出すために、画素アレイ部11の単位画素を行単位で順に選択走査する。単位画素から読み出される信号はアナログ信号である。掃出し走査系は、読出し走査系によって読出し走査が行われる読出し行に対して、その読出し走査よりも露光時間分だけ先行して掃出し走査を行う。
この掃出し走査系による掃出し走査により、読出し行の単位画素の光電変換部から不要な電荷が掃き出されることによって当該光電変換部がリセットされる。そして、この掃出し走査系による不要電荷の掃き出す(リセットする)ことにより、所謂電子シャッタ動作が行われる。ここで、電子シャッタ動作とは、光電変換部の電荷を捨てて、新たに露光を開始する(電荷の蓄積を開始する)動作のことを言う。
読出し走査系による読出し動作によって読み出される信号は、その直前の読出し動作または電子シャッタ動作以降に受光した光量に対応するものである。そして、直前の読出し動作による読出しタイミングまたは電子シャッタ動作による掃出しタイミングから、今回の読出し動作による読出しタイミングまでの期間が、単位画素における電荷の露光期間となる。
垂直駆動部12によって選択走査された画素行の各単位画素から出力される信号は、画素列ごとに垂直信号線17の各々を通してカラム処理部13に入力される。カラム処理部13は、画素アレイ部11の画素列ごとに、選択行の各画素から垂直信号線17を通して出力される信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の画素信号を一時的に保持する。
具体的には、カラム処理部13は、信号処理として少なくとも、ノイズ除去処理、例えばCDS(Correlated Double Sampling;相関二重サンプリング)処理や、DDS(Double Data Sampling)処理を行う。例えば、CDS処理により、リセットノイズや画素内の増幅トランジスタの閾値ばらつき等の画素固有の固定パターンノイズが除去される。カラム処理部13にノイズ除去処理以外に、例えば、AD(アナログ-デジタル)変換機能を持たせ、アナログの画素信号をデジタル信号に変換して出力することも可能である。
水平駆動部14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13の画素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14による選択走査により、カラム処理部13において単位回路ごとに信号処理された画素信号が順番に出力される。
システム制御部15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、当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を基に、垂直駆動部12、カラム処理部13、及び、水平駆動部14などの駆動制御を行う。
信号処理部18は、少なくとも演算処理機能を有し、カラム処理部13から出力される画素信号に対して演算処理等の種々の信号処理を行う。データ格納部19は、信号処理部18での信号処理に当たって、その処理に必要なデータを一時的に格納する。
<単位画素の回路構成>
図2は、図1の画素アレイ部11に配置される単位画素100の構成例を示す回路図である。
単位画素100は、第1光電変換部101、第2光電変換部102、第1転送トランジスタ103、第2転送トランジスタ104、第3転送トランジスタ105、第4転送トランジスタ106、FD(フローティングディフュージョン)部107、リセットトランジスタ108、増幅トランジスタ109、および選択トランジスタ110を備える。
リセットトランジスタ108と増幅トランジスタ109は、電源VDDに接続される。第1光電変換部101は、シリコン半導体基板に形成されたp型不純物領域の内部に、n型不純物領域が形成された、いわゆる埋め込み型のフォトダイオードを含む。同様に第2光電変換部102は、埋め込み型のフォトダイオードを含む。第1光電変換部101と第2光電変換部102は、受光した光量に応じた信号電荷を生成し、生成した電荷を一定量まで蓄積する。
単位画素100は、電荷蓄積部111をさらに備える。電荷蓄積部111は、例えばMOS容量やMIS容量である。
図2において、第1光電変換部101と第2光電変換部102の間には、第1転送トランジスタ103、第2転送トランジスタ104、第3転送トランジスタ105、第4転送トランジスタ106、が直列に接続されている。第1転送トランジスタ103と第2転送トランジスタ104の間に接続された浮遊拡散層が、FD部107となる。FD部107には、寄生容量C10が備わる。
第2転送トランジスタ104と第3転送トランジスタ105の間に接続された浮遊拡散層が、ノード112となる。ノード112には、寄生容量C11が備わる。第3転送トランジスタ105と第4転送トランジスタ106の間に接続された浮遊拡散層が、ノード113となる。ノード113に、電荷蓄積部111が接続されている。
単位画素100に対して、図1の画素駆動線16として、複数の駆動線が、例えば画素行毎に配線される。そして、図1の垂直駆動部12から複数の駆動線を介して、各種の駆動信号TGL、FDG、FCG、TGS、RST、SELが供給される。これらの駆動信号は、単位画素100の各トランジスタがNMOSトランジスタなので、高レベル(例えば、電源電圧VDD)の状態がアクティブ状態となり、低レベルの状態(例えば、負電位)が非アクティブ状態となるパルス信号である。
第1転送トランジスタ103のゲート電極には、駆動信号TGLが印加される。駆動信号TGLがアクティブ状態になると、第1転送トランジスタ103が導通状態になり、第1光電変換部101に蓄積されている電荷が、第1転送トランジスタ103を介してFD部107へ転送される。
第2転送トランジスタ104のゲート電極には、駆動信号FDGが印加される。駆動信号FDGがアクティブ状態となって第2転送トランジスタ104が導通状態になると、これによりFD部107とノード112のポテンシャルが結合して、1つの電荷蓄積領域となる。
第3転送トランジスタ105のゲート電極には、駆動信号FCGが印加される。駆動信号FDGと駆動信号FCGがアクティブ状態となって第2転送トランジスタ104と第3転送トランジスタ105が導通状態になると、FD部107から電荷蓄積部111までのポテンシャルが結合して、1つの電荷蓄積領域となる。
第4転送トランジスタ106のゲート電極には、駆動信号TGSが印加される。駆動信号TGSがアクティブ状態になると、第4転送トランジスタ106が導通状態になり、第2光電変換部102に蓄積されている電荷が、第4転送トランジスタ106を介して、電荷蓄積部111へ転送される。第4転送トランジスタ106、第3転送トランジスタ105、および第2転送トランジスタ104がアクティブ状態の場合、電荷蓄積部111からFD部107までのポテンシャルが結合し、この結合した電荷蓄積領域へ、第2光電変換部102に蓄積されている電荷が転送される。
さらに、第4転送トランジスタ106のゲート電極の下部のチャネル領域は、例えば、第1転送トランジスタ103、第2転送トランジスタ104、または第3転送トランジスタ105のゲート電極の下部のチャネル領域よりも、ポテンシャルが若干プラスの方向になっており(換言すれば、ポテンシャルが若干深くなっており)、これにより電荷のオーバーフローパスが形成されている。第2光電変換部102における光電変換の結果、第2光電変換部102の飽和電荷量を超える電荷が発生した場合には、飽和電荷量を超えた電荷が、上記オーバーフローパスを介して、第2光電変換部102から電荷蓄積部111へとオーバーフローする(溢れ出す)。オーバーフローした電荷は、電荷蓄積部111に蓄積される。
なお、以下、第4転送トランジスタ106のゲート電極の下部のチャネル領域に形成されているオーバーフローパスを、単に第4転送トランジスタ106のオーバーフローパスと称する。
図2において、電荷蓄積部111が有する2つの電極のうち、第1電極は、第3転送トランジスタ105と第4転送トランジスタ106の間のノード113へ接続された、ノード電極である。電荷蓄積部111が有する2つの電極のうち、第2電極は、接地された、接地電極である。
なお、第2電極は、変形例として、接地電位以外の特定電位、例えば電源電位に接続されても良い。
電荷蓄積部111がMOS容量またはMIS容量である場合、一例として、第2電極は、シリコン基板に形成された不純物領域であり、容量を形成する誘電膜は、シリコン基板上に形成された酸化膜や窒化膜である。第1電極は、第2電極と誘電膜の上方において、導電性を有する材料、例えばポリシリコンや金属で形成された電極である。
第2電極を接地電位にする場合、第2電極は、第1光電変換部101または第2光電変換部102に備わるp型不純物領域と電気的に接続されたp型不純物領域であっても良い。第2電極を、接地電位以外の特定電位にする場合、第2電極は、p型不純物領域内に形成されたn型不純物領域であっても良い。
ノード112には、第2転送トランジスタ104の他に、リセットトランジスタ108も接続される。リセットトランジスタの先には、特定電位、例えば電源VDDが接続されている。リセットトランジスタ108のゲート電極には、駆動信号RSTが印加される。駆動信号RSTがアクティブ状態になると、リセットトランジスタ108が導通状態になり、ノード112の電位が電圧VDDのレベルにリセットされる。
駆動信号RSTをアクティブ状態にする際に、第2転送トランジスタ104の駆動信号FDGと第3転送トランジスタ105の駆動信号FCGをアクティブ状態にすると、ポテンシャルが結合したノード112とFD部107と電荷蓄積部111の電位が、電圧VDDのレベルにリセットされる。
なお、駆動信号FDGと駆動信号FCGを個別に制御することによって、FD部107と電荷蓄積部111の電位を、それぞれ単独で(独立して)電圧VDDのレベルにリセットできるようにしても良い。
浮遊拡散層であるFD部107は、電荷-電圧変換手段である。すなわち、FD部107に電荷が転送されると、転送された電荷の量に応じて、FD部107の電位が変化する。
増幅トランジスタ109は、ソース側に、垂直信号線17の一端に接続された電流源121が、ドレイン側に、電源VDDが接続され、これらとともにソースフォロワ回路を構成する。増幅トランジスタ109のゲート電極には、FD部107が接続され、これがソースフォロワ回路の入力となる。
選択トランジスタ110は、増幅トランジスタ109のソースと垂直信号線17との間に接続されている。選択トランジスタ110のゲート電極には、駆動信号SELが印加される。駆動信号SELがアクティブ状態になると、選択トランジスタ110が導通状態になり、単位画素100が選択状態となる。
FD部107に電荷が転送されると、FD部107の電位が、転送された電荷の量に応じた電位となり、その電位が、上記したソースフォロワ回路へ入力される。駆動信号SELがアクティブ状態になると、この電荷の量に応じたFD部107の電位が、ソースフォロワ回路の出力として、選択トランジスタ110を介して垂直信号線17に出力される。
第1光電変換部101は、第2光電変換部102よりも、フォトダイオードの受光面積が広いものとなっている。このため、所定の照度の被写体を、所定の露光時間で撮影した場合、第1光電変換部101において発生する電荷は、第2光電変換部102において発生する電荷よりも多い。
このため、第1光電変換部101において発生した電荷と、第2光電変換部102において発生した電荷とを、FD部107へ転送して、それぞれ電荷-電圧変換すると、第1光電変換部101で発生した電荷を、FD部107へ転送する前と後での電圧変化は、第2光電変換部102で発生した電荷を、FD部107へ転送する前と後での電圧変化よりも大きい。従って、第1光電変換部101と第2光電変換部102を比較すると、第1光電変換部101は、第2光電変換部102よりも、感度が高いものとなっている。
これに対して、第2光電変換部102は、高い照度の光が入射して第2光電変換部102の飽和電荷量を超える電荷が発生した場合でも、飽和電荷量を超えて発生した電荷を電荷蓄積部111へ蓄積することができるため、第2光電変換部102で生じた電荷を電荷-電圧変換する際に、第2光電変換部102内に蓄積した電荷と、電荷蓄積部111に蓄積した電荷の双方を加えた上で、電荷-電圧変換することができる。
これにより、第2光電変換部102は、第1光電変換部101よりも、階調性を備えた画像を、広い照度範囲に渡って撮影することができる、換言すれば、ダイナミックレンジの広い画像を撮影することができる。
第1光電変換部101を用いて撮影された、感度の高い画像と、第2光電変換部102を用いて撮影された、ダイナミックレンジの広い画像との2枚の画像は、例えば、撮像装置10の内部に備わる画像信号処理回路、または、撮像装置10の外部に接続された画像信号処理装置において、2枚の画像から1枚の画像を合成するワイドダイナミックレンジ画像合成処理を経て、1枚の画像へと合成される。
<単位画素の構成例>
図3は、画素アレイ部11に配置されている単位画素100の平面構成例を示す図である。図3では、画素アレイ部11に配置されている3×3の9個の単位画素100を例示している。
単位画素100は、八角形に形成された第1光電変換部101と四角形状に形成された第2光電変換部102とから構成されている。図3では、図中左上に示した第1光電変換部101-1と、その右下に設けられている第2光電変換部102-1が単位画素100を構成しているとして説明を続ける。
同様に、図中中央の上側に示した第1光電変換部101-2と、その右下に設けられている第2光電変換部102-2が単位画素100を構成している。同様に、図中右上に示した第1光電変換部101-3と、その右下に設けられている第2光電変換部102-3(図では半分のみ図示してある)が単位画素100を構成している。
以下、同様に、第1光電変換部101-4と第2光電変換部102-4、第1光電変換部101-5と第2光電変換部102-5、第1光電変換部101-6と第2光電変換部102-6、第1光電変換部101-7と第2光電変換部102-7、第1光電変換部101-8と第2光電変換部102-8、および第1光電変換部101-9と第2光電変換部102-9の組が、それぞれ単位画素100を形成している。
第1光電変換部101-1、第1光電変換部101-2、第1光電変換部101-4、および第1光電変換部101-5の4画素に囲まれた領域が、第2光電変換部102-1とされている。第2光電変換部102-1の第1の辺は、第1光電変換部101-1の一辺と接し、第2光電変換部102-1の第2の辺は、第1光電変換部101-2の一辺と接し、第2光電変換部102-1の第3の辺は、第1光電変換部101-4の一辺と接し、第2光電変換部102-1の第4の辺は、第1光電変換部101-5の一辺と接している。
他の第2光電変換部102も、八角形の第1光電変換部101に囲まれ、第1光電変換部101の一辺が第2光電変換部102となる四角形状で形成されている。
なおここでは、第1光電変換部101が、正八角形である場合を例示して説明するが、正八角形ではなく、辺の長さが異なる八角形であっても良い。
なおここでは、大画素として機能する第1光電変換部101が八角形で形成されている場合を例に挙げて説明するが、八角形以外の形状であっても本技術を適用することはできる。また、小画素として機能する第2光電変換部102は、四角形で形成されている場合を例に挙げて説明するが、第1光電変換部101の形状に合わせて、適宜変更可能である。
隣接する第1光電変換部101間には、遮光壁が設けられている。隣接する第1光電変換部101と第2光電変換部102との間にも、遮光壁が設けられている。遮光壁は、隣接する光電変換部に、入射された光が漏れ込まないようにするために設けられている。以下、単位画素100に設けられている遮光壁について説明を加える。
<第1の実施の形態>
図4は、第1の実施の形態における単位画素100の構成について説明するための図である。図4では、図3に示した3×3の第1光電変換部101のうちの2×2の第1光電変換部101を示す。
図4に示したように、第2光電変換部102-1は、4個の第1光電変換部101-1,101-2,101-4,101-5に囲まれるように形成されている。
図中左上に配置されている第1光電変換部101-1の上辺には、遮光壁151-1が形成されている。第1光電変換部101-1の右上の斜辺には、遮光壁151-2が形成されている。遮光壁151-1と遮光壁151-2は、連続した形状で形成されている。
遮光壁151は、遮光する材料で形成され、第1光電変換部101や第2光電変換部102が設けられている半導体基板内に、後述する深さで形成されている。遮光壁151は、例えば、アルミニウム、タングステンなどの金属を含む構成とされている。
第1光電変換部101-1の右辺には、遮光壁151-3が形成されている。第1光電変換部101-1の右下の斜辺には、遮光壁151-4が形成されている。遮光壁151-3と遮光壁151-4は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-1の下辺には、遮光壁151-5が形成されている。第1光電変換部101-1の左下の斜辺には、遮光壁151-6が形成されている。遮光壁151-5と遮光壁151-6は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-1の左辺には、遮光壁151-7が形成されている。第1光電変換部101-1の左上の斜辺には、遮光壁151-8が形成されている。遮光壁151-7と遮光壁151-8は、連続した形状で形成されている。
図中右上に配置されている第1光電変換部101-2の上辺には、遮光壁151-9が形成されている。第1光電変換部101-2の右上の斜辺には、遮光壁151-10が形成されている。遮光壁151-9と遮光壁151-10は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-2の右辺には、遮光壁151-11が形成されている。第1光電変換部101-2の右下の斜辺には、遮光壁151-12が形成されている。遮光壁151-11と遮光壁151-12は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-2の下辺には、遮光壁151-13が形成されている。第1光電変換部101-2の左下の斜辺には、遮光壁151-14が形成されている。遮光壁151-13と遮光壁151-14は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-2の左辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁151-3が形成されている。第1光電変換部101-2の左上の斜辺には、遮光壁151-15が形成されている。遮光壁151-3と遮光壁151-15は、連続した形状で形成されている。
遮光壁151-15、遮光壁151-3、遮光壁151-4は、連続した形状で形成されている。
図中左下に配置されている第1光電変換部101-4の上辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁151-5が形成されている。第1光電変換部101-4の右上の斜辺には、遮光壁151-16が形成されている。遮光壁151-5と遮光壁151-16は、連続した形状で形成されている。
遮光壁151-16、遮光壁151-5、遮光壁151-6は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-4の右辺には、遮光壁151-17が形成されている。第1光電変換部101-4の右下の斜辺には、遮光壁151-18が形成されている。遮光壁151-17と遮光壁151-18は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-4の下辺には、遮光壁151-19が形成されている。第1光電変換部101-4の左下の斜辺には、遮光壁151-20が形成されている。遮光壁151-19と遮光壁151-20は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-4の左辺には、遮光壁151-21が形成されている。第1光電変換部101-4の左上の斜辺には、遮光壁151-22が形成されている。遮光壁151-21と遮光壁151-22は、連続した形状で形成されている。
図中右下に配置されている第1光電変換部101-5の上辺には、遮光壁151-13(第1光電変換部101-2との間にある辺)が形成されている。第1光電変換部101-5の右上の斜辺には、遮光壁151-23が形成されている。遮光壁151-13と遮光壁151-23は、連続した形状で形成されている。
遮光壁151-23、遮光壁151-13、遮光壁151-14は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-5の右辺には、遮光壁151-24が形成されている。第1光電変換部101-5の右下の斜辺には、遮光壁151-25が形成されている。遮光壁151-24と遮光壁151-25は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-5の下辺には、遮光壁151-26が形成されている。第1光電変換部101-5の左下の斜辺には、遮光壁151-27が形成されている。遮光壁151-26と遮光壁151-27は、連続した形状で形成されている。
第1光電変換部101-5の左辺(第1光電変換部101-4との間にある辺)には、遮光壁151-17が形成されている。第1光電変換部101-5の左上の斜辺には、遮光壁151-28が形成されている。遮光壁151-17と遮光壁151-28は、連続した形状で形成されている。
遮光壁151-18、遮光壁151-17、遮光壁151-28は、連続した形状で形成されている。
第2光電変換部102-1の左上側の辺と、第1光電変換部101-1の右下側の斜辺との間には、遮光壁151-4が形成されている。第2光電変換部102-1の右上側の辺と、第1光電変換部101-2の左下側の斜辺との間には、遮光壁151-14が形成されている。
第2光電変換部102-1の右下側の辺と、第1光電変換部101-5の左上側の斜辺との間には、遮光壁151-28が形成されている。第2光電変換部102-1の左下側の辺と、第1光電変換部101-4の右上側の斜辺との間には、遮光壁151-16が形成されている。
小画素に該当する第2光電変換部102-1は、第2光電変換部102-1を囲む第1光電変換部101-1,101-2,101-4,101-5のそれぞれの1辺に設けられている遮光壁151により囲まれている。
このように、八角形の第1光電変換部101の八辺のそれぞれに遮光壁151が形成されている。同じく、第2光電変換部102に注目した場合、第2光電変換部102の四辺のそれぞれに遮光壁151が形成されている。
第1光電変換部101を囲む遮光壁151は、離間した箇所があるように形成されている。図4を再度参照するに、第1光電変換部101-1に設けられている遮光壁151-2と遮光壁151-3との間には、遮光壁151が形成されていない領域が設けられている。同じく、遮光壁151-4と遮光壁151-5との間には、遮光壁151が形成されていない領域が設けられている。遮光壁151-6と遮光壁151-7との間には、遮光壁151が形成されていない領域が設けられている。遮光壁151-8と遮光壁151-1との間には、遮光壁151が形成されていない領域が設けられている。
第1光電変換部101-2,101-4,101-5も、第1光電変換部101-1と同様に、取り囲んでいる遮光壁151は、離間する領域がある状態で設けられている。
第1光電変換部101の各辺に設けられている遮光壁151は、一端が、離間する領域とされ、他端が、他の遮光壁151と接続された構成とされている。例えば、遮光壁151-1の一端には、離間する領域が設けられ、他端には、遮光壁152-2が接続されている。
第2光電変換部102-2を囲む遮光壁151-4、遮光壁151-14、遮光壁151-28、遮光壁151-16は、それぞれ離間した形状で設けられている。
第2光電変換部102に注目した場合、第2光電変換部102を中心として、放射状に遮光壁151が形成されている。例えば、図4に示した第2光電変換部102-1を参照するに、第2光電変換部102-2を中心として、遮光壁151-4、遮光壁151-3、遮光壁151-15からなる第1の遮光壁151、遮光壁151-14、遮光壁151-13、遮光壁151-23からなる第2の遮光壁151、遮光壁151-28、遮光壁151-17、遮光壁151-18からなる第3の遮光壁151、遮光壁151-16、遮光壁151-5、遮光壁151-6からなる第4の遮光壁151が、放射状に形成されている。
遮光壁151が離間している領域は、遮光壁151が形成されていない領域である。遮光壁151が形成されていない領域は、仮に遮光壁151を離間しない状態で形成した場合に、3つの遮光壁151が交わる領域である。例えば、遮光壁151-2と遮光壁151-3との間を離間しない構成とした場合、遮光壁151-2、遮光壁151-3、および遮光壁151-15が交わる領域である。
このような遮光壁151が交差する可能性がある部分には、遮光壁151を設けない構成とする。遮光壁151が交差する部分にも、遮光壁151を設けた場合、均一な深さに加工できず、混色抑制の能力が低下してしまう可能性がある。このことについて、図5を参照して説明する。
図5のAは、従来の画素の平面構成例を示す図であり、図5のBは、図5のAの線分A-A’における画素の断面構成例を示す図である。図5のAに示すように、画素201-1乃至201-4がアレイ状に配置されている。画素201の間には、遮光壁202、遮光壁203が形成されている。遮光壁202は、図中横方向に形成され、遮光壁203は、図中縦方向に形成されている。
線分A-A’のところには、遮光壁202が形成されている。図5のBの断面構成例を参照するに、遮光壁202は、半導体基板211内にトレンチが形成され、トレンチ内に遮光性の材料や絶縁性の材料が充填されることで形成されている。
遮光壁202と遮光壁203とが交わる領域を領域Pとする。図5のB中、真ん中が領域Pに該当する。半導体基板211内にトレンチを形成した場合、遮光壁202と遮光壁203が交差する領域Pは、例えば、半導体基板211の表面から深さ方向で深さL1まで掘られる。領域P以外の領域に形成されるトレンチは、半導体基板211の表面から深さ方向で深さL2まで掘られる。深さL1と深さL2は、深さL1>深さL2の関係を満たす深さである。
トレンチ加工時に、マイクロローディング効果により、遮光壁202と遮光壁203が交差する領域Pは、遮光壁が交差しない領域よりも深く掘り込まれてしまう可能性があった。
図5に示した例では、領域Pにおいて深さL1まで加工されるため、この深さL1が加工限界となる。領域Pは深さL1まで加工されるが、領域P以外の領域は、深さL2までしか加工されないことになる。すなわち、均一の深さに加工できず、一部深い領域が存在するような加工となってしまう可能性があった。
図5のBに示したように、深さL1まで加工される領域と、深さL2間で加工される領域とがある場合、換言すれば、深さが均一になるように加工されなかった場合、半導体基板211には、トレンチが掘られずに、遮光壁202が形成されてない深さL3の領域が存在してしまう可能性がある。この深さL3の領域、換言すれば、遮光壁202が浅く形成されてしまう領域において、隣接する画素に光が漏れ込んでしまう可能性があった。
図3を参照して説明したように、大画素として機能する第1光電変換部101と小画素として機能する第2光電変換部102が隣接して形成されている構造の場合、隣接画素へのわずかな光の漏れ込みであっても、画質に大きな影響を与えてしまう可能性があった。
図4を参照して説明したように、本技術を適用した画素100においては、遮光壁151は、遮光壁151が交差する可能性がある領域には形成されない構成とされている。遮光壁151が交差する可能性がある領域、すなわち、図5を参照して説明した例では、領域Pに該当する領域には、遮光壁151が形成されない構成とされている。よって、マイクロローディング効果により一部が深く掘り込まれてしまうような領域を無くし、均一な深さでトレンチが加工されるようにすることができる。
本技術によれば、トレンチの深さを均一とすることができ、その深さを、例えば、図5のBに示した例では、深さL1とすることができる。図4に示した遮光壁151-1乃至151-28の全てを、例えば深さL1で形成することができ、また一部の遮光壁151が深く形成されるといったようなこともなく、均一な深さの遮光壁151を有する構成とすることができる。
本技術によれば、均一の深さの遮光壁151を設けることが可能となり、隣接する画素への光の漏れ込みを低減させることができ、混色を低減させ、画質を向上させることができる。
<第2の実施の形態>
図6は、第2の実施の形態における単位画素100の構成について説明するための図である。図6では、図4に示した第1の実施の形態と同じく、2×2の第1光電変換部101を示す。
図中左上に配置されている第1光電変換部101-1の上辺には、遮光壁251-1が形成されている。第1光電変換部101-1の右上の斜辺には、遮光壁251-2が形成されている。第1光電変換部101-1の右辺には、遮光壁251-3が形成されている。第1光電変換部101-1の右下の斜辺には、遮光壁251-4が形成されている。
第1光電変換部101-1の下辺には、遮光壁251-5が形成されている。第1光電変換部101-1の左下の斜辺には、遮光壁251-6が形成されている。第1光電変換部101-1の左辺には、遮光壁251-7が形成されている。第1光電変換部101-1の左上の斜辺には、遮光壁251-8が形成されている。
第1光電変換部101-1に設けられている遮光壁251-1乃至251-8は、離間した形状で設けられている。
図中右上に配置されている第1光電変換部101-2の上辺には、遮光壁251-9が形成されている。第1光電変換部101-2の右上の斜辺には、遮光壁251-10が形成されている。第1光電変換部101-2の右辺には、遮光壁251-11が形成されている。第1光電変換部101-2の右下の斜辺には、遮光壁251-12が形成されている。
第1光電変換部101-2の下辺には、遮光壁251-13が形成されている。第1光電変換部101-2の左下の斜辺には、遮光壁251-14が形成されている。第1光電変換部101-2の左辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁251-3が形成されている。第1光電変換部101-2の左上の斜辺には、遮光壁251-15が形成されている。
第1光電変換部101-2に設けられている遮光壁251-3,251-9乃至251-15は、離間した形状で設けられている。
図中左下に配置されている第1光電変換部101-4の上辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁251-5が形成されている。第1光電変換部101-4の右上の斜辺には、遮光壁251-16が形成されている。第1光電変換部101-4の右辺には、遮光壁251-17が形成されている。第1光電変換部101-4の右下の斜辺には、遮光壁251-18が形成されている。
第1光電変換部101-4の下辺には、遮光壁251-19が形成されている。第1光電変換部101-4の左下の斜辺には、遮光壁251-20が形成されている。第1光電変換部101-4の左辺には、遮光壁251-21が形成されている。第1光電変換部101-4の左上の斜辺には、遮光壁251-22が形成されている。
第1光電変換部101-4に設けられている遮光壁251-5,251-16乃至251-22は、離間した形状で設けられている。
図中右下に配置されている第1光電変換部101-5の上辺(第1光電変換部101-2との間にある辺)には、遮光壁251-13が形成されている。第1光電変換部101-5の右上の斜辺には、遮光壁251-23が形成されている。第1光電変換部101-5の右辺には、遮光壁251-24が形成されている。第1光電変換部101-5の右下の斜辺には、遮光壁251-25が形成されている。
第1光電変換部101-5の下辺には、遮光壁251-26が形成されている。第1光電変換部101-5の左下の斜辺には、遮光壁251-27が形成されている。第1光電変換部101-5の左辺(第1光電変換部101-4との間にある辺)には、遮光壁251-17が形成されている。第1光電変換部101-5の左上の斜辺には、遮光壁251-28が形成されている。
第1光電変換部101-5に設けられている遮光壁251-13,251-17,251-23乃至251-28は、離間した形状で設けられている。
第1光電変換部101の各辺に、遮光壁251が設けられ、各辺に設けられている遮光壁251の両端には、隣接する遮光壁251と接しない領域が設けられている。この結果、図6に示したように、遮光壁251には、長い遮光壁251と短い遮光壁251とが混在する構成となる。
なお、短い遮光壁251は形成しない構成とすることもできる。
第2光電変換部102-1の左上側の辺と、第1光電変換部101-1の右下側の斜辺との間には、遮光壁251-4が形成されている。第2光電変換部102-1の右上側の辺と、第1光電変換部101-2の左下側の斜辺との間には、遮光壁251-14が形成されている。
第2光電変換部102-1の右下側の辺と、第1光電変換部101-5の左上側の斜辺との間には、遮光壁251-28が形成されている。第2光電変換部102-1の左下側の辺と、第1光電変換部101-4の右上側の斜辺との間には、遮光壁251-16が形成されている。
小画素に該当する第2光電変換部102-1を取り囲む遮光壁251は、離間する領域がない状態で、連続した形状で形成されている。すなわち、図6に示した例では、遮光壁251-4、遮光壁251-14、遮光壁251-28、および遮光壁251-16は、離間する領域がなく、連続した形状で形成されている。
第2の実施の形態においては、第2光電変換部102は、遮光壁252により囲まれた構成とされている。小画素として機能する第2光電変換部102の周りを、遮光壁251で囲む構成とすることで、大画素として機能する第1光電変換部101から光が漏れ込むようなことを防ぐことができる。
第1光電変換部101を囲む遮光壁252は、遮光壁252同士が交差することがないように、離間する領域がある状態で形成されている。よって、均一な深さで、遮光壁252を形成することができ、隣接する画素に光が漏れ込むようなことを低減させることができる。
本技術によれば、均一の深さの遮光壁251を設けることが可能となり、隣接する画素への光の漏れ込みを低減させることができる。小画素と大画素が隣接するような構成の場合であっても、隣接画素への光の漏れ込みを低減させることができ、混色を低減させ、画質を向上させることができる。
<第3の実施の形態>
図7は、第3の実施の形態における単位画素100の構成について説明するための図である。図7では、図4に示した第1の実施の形態と同じく、2×2の第1光電変換部101を示す。
図中左上に配置されている第1光電変換部101-1の上辺には、遮光壁301-1が形成されている。第1光電変換部101-1の右上の斜辺には、遮光壁301-2が形成されている。第1光電変換部101-1の右辺には、遮光壁301-3が形成されている。第1光電変換部101-1の右下の斜辺には、遮光壁301-4が形成されている。
第1光電変換部101-1の下辺には、遮光壁301-5が形成されている。第1光電変換部101-1の左下の斜辺には、遮光壁301-6が形成されている。第1光電変換部101-1の左辺には、遮光壁301-7が形成されている。第1光電変換部101-1の左上の斜辺には、遮光壁301-8が形成されている。
第1光電変換部101-1に設けられている遮光壁301-1乃至301-8は、離間した形状で設けられている。
図中右上に配置されている第1光電変換部101-2の上辺には、遮光壁301-9が形成されている。第1光電変換部101-2の右上の斜辺には、遮光壁301-10が形成されている。第1光電変換部101-2の右辺には、遮光壁301-11が形成されている。第1光電変換部101-2の右下の斜辺には、遮光壁301-12が形成されている。
第1光電変換部101-2の下辺には、遮光壁301-13が形成されている。第1光電変換部101-2の左下の斜辺には、遮光壁301-14が形成されている。第1光電変換部101-2の左辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁301-3が形成されている。第1光電変換部101-2の左上の斜辺には、遮光壁301-15が形成されている。
第1光電変換部101-2に設けられている遮光壁301-3,301-9乃至301-15は、離間した形状で設けられている。
図中左下に配置されている第1光電変換部101-4の上辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁301-5が形成されている。第1光電変換部101-4の右上の斜辺には、遮光壁301-16が形成されている。第1光電変換部101-4の右辺には、遮光壁301-17が形成されている。第1光電変換部101-4の右下の斜辺には、遮光壁301-18が形成されている。
第1光電変換部101-4の下辺には、遮光壁301-19が形成されている。第1光電変換部101-4の左下の斜辺には、遮光壁301-20が形成されている。第1光電変換部101-4の左辺には、遮光壁301-21が形成されている。第1光電変換部101-4の左上の斜辺には、遮光壁301-22が形成されている。
第1光電変換部101-4に設けられている遮光壁301-5,301-16乃至301-22は、離間した形状で設けられている。
図中右下に配置されている第1光電変換部101-5の上辺(第1光電変換部101-2との間にある辺)には、遮光壁301-13が形成されている。第1光電変換部101-5の右上の斜辺には、遮光壁301-23が形成されている。第1光電変換部101-5の右辺には、遮光壁301-24が形成されている。第1光電変換部101-5の右下の斜辺には、遮光壁301-25が形成されている。
第1光電変換部101-5の下辺には、遮光壁301-26が形成されている。第1光電変換部101-5の左下の斜辺には、遮光壁301-27が形成されている。第1光電変換部101-5の左辺(第1光電変換部101-4との間にある辺)には、遮光壁301-17が形成されている。第1光電変換部101-5の左上の斜辺には、遮光壁301-28が形成されている。
第1光電変換部101-5に設けられている遮光壁301-13,301-17,301-23乃至301-28は、離間した形状で設けられている。
第1光電変換部101の各辺に、遮光壁301が設けられ、各辺に設けられている遮光壁301の両端には、隣接する遮光壁301と接しない領域が設けられている。この結果、図7に示したように、遮光壁301には、略同じ長さの遮光壁301が各辺に配置された構成となる。
第2光電変換部102-1の左上側の辺と、第1光電変換部101-1の右下側の斜辺との間には、遮光壁301-4が形成されている。第2光電変換部102-1の右上側の辺と、第1光電変換部101-2の左下側の斜辺との間には、遮光壁301-14が形成されている。
第2光電変換部102-1の右下側の辺と、第1光電変換部101-5の左上側の斜辺との間には、遮光壁301-28が形成されている。第2光電変換部102-1の左下側の辺と、第1光電変換部101-4の右上側の斜辺との間には、遮光壁301-16が形成されている。
小画素に該当する第2光電変換部102-1を取り囲む遮光壁301も、第1光電変換部101を囲む遮光壁301と同じく、離間する領域が設けられた状態で形成されている。すなわち、図7に示した例では、遮光壁301-4、遮光壁301-14、遮光壁301-28、および遮光壁301-16は、離間した形状で形成されている。
第3の実施の形態においては、第1光電変換部101と第2光電変換部102に形成されている遮光壁301は、交差する領域がない状態で形成されている。換言すれば、第1光電変換部101の各辺と第2光電変換部102の各辺にそれぞれ形成されている遮光壁301は、両端に遮光壁が形成されていない領域を有する構成とされている。
遮光壁が交差する領域がないため、マイクロローディング効果を受ける部分がなく、遮光壁301の深さを均一にすることができ、隣接する画素に光が漏れ込むようなことを低減させることができる。
本技術によれば、均一の深さの遮光壁301を設けることが可能となり、隣接する画素への光の漏れ込みを低減させることができる。小画素と大画素が隣接するような構成の場合であっても、隣接画素への光の漏れ込みを低減させることができ、混色を低減させ、画質を向上させることができる。
<第4の実施の形態>
図8は、第4の実施の形態における単位画素100の構成について説明するための図である。図8では、図4に示した第1の実施の形態と同じく、2×2の第1光電変換部101を示す。
図中左上に配置されている第1光電変換部101-1の上辺には、遮光壁351-1が形成されている。第1光電変換部101-1の右上の斜辺には、遮光壁351-2が形成されている。第1光電変換部101-1の右辺には、遮光壁351-3が形成されている。第1光電変換部101-1の右下の斜辺には、遮光壁351-4が形成されている。
第1光電変換部101-1の下辺には、遮光壁351-5が形成されている。第1光電変換部101-1の左下の斜辺には、遮光壁351-6が形成されている。第1光電変換部101-1の左辺には、遮光壁351-7が形成されている。第1光電変換部101-1の左上の斜辺には、遮光壁351-8が形成されている。
第1光電変換部101-1に設けられている遮光壁351-1乃至351-8は、離間した形状で設けられている。
図中右上に配置されている第1光電変換部101-2の上辺には、遮光壁351-9が形成されている。第1光電変換部101-2の右上の斜辺には、遮光壁351-10が形成されている。第1光電変換部101-2の右辺には、遮光壁351-11が形成されている。第1光電変換部101-2の右下の斜辺には、遮光壁351-12が形成されている。
第1光電変換部101-2の下辺には、遮光壁351-13が形成されている。第1光電変換部101-2の左下の斜辺には、遮光壁351-14が形成されている。第1光電変換部101-2の左辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁351-3が形成されている。第1光電変換部101-2の左上の斜辺には、遮光壁351-15が形成されている。
第1光電変換部101-2に設けられている遮光壁351-3,351-9乃至351-15は、離間した領域がなく、連続した形状で設けられている。
図中左下に配置されている第1光電変換部101-4の上辺(第1光電変換部101-1との間にある辺)には、遮光壁351-5が形成されている。第1光電変換部101-4の右上の斜辺には、遮光壁351-16が形成されている。第1光電変換部101-4の右辺には、遮光壁351-17が形成されている。第1光電変換部101-4の右下の斜辺には、遮光壁351-18が形成されている。
第1光電変換部101-4の下辺には、遮光壁351-19が形成されている。第1光電変換部101-4の左下の斜辺には、遮光壁351-20が形成されている。第1光電変換部101-4の左辺には、遮光壁351-21が形成されている。第1光電変換部101-4の左上の斜辺には、遮光壁351-22が形成されている。
第1光電変換部101-4に設けられている遮光壁351-5,351-16乃至351-22は、離間した領域がなく、連続した形状で設けられている。
図中右下に配置されている第1光電変換部101-5の上辺(第1光電変換部101-2との間にある辺)には、遮光壁351-13が形成されている。第1光電変換部101-5の右上の斜辺には、遮光壁351-23が形成されている。第1光電変換部101-5の右辺には、遮光壁351-24が形成されている。第1光電変換部101-5の右下の斜辺には、遮光壁351-25が形成されている。
第1光電変換部101-5の下辺には、遮光壁351-26が形成されている。第1光電変換部101-5の左下の斜辺には、遮光壁351-27が形成されている。第1光電変換部101-5の左辺(第1光電変換部101-4との間にある辺)には、遮光壁351-17が形成されている。第1光電変換部101-5の左上の斜辺には、遮光壁351-28が形成されている。
第1光電変換部101-5に設けられている遮光壁351-13,351-17,351-23乃至351-28は、離間した形状で設けられている。
第2光電変換部102-1の左上側の辺と、第1光電変換部101-1の右下側の斜辺との間には、遮光壁351-4が形成されている。第2光電変換部102-1の右上側の辺と、第1光電変換部101-2の左下側の斜辺との間には、遮光壁351-14が形成されている。
第2光電変換部102-1の右下側の辺と、第1光電変換部101-5の左上側の斜辺との間には、遮光壁351-28が形成されている。第2光電変換部102-1の左下側の辺と、第1光電変換部101-4の右上側の斜辺との間には、遮光壁351-16が形成されている。
小画素に該当する第2光電変換部102-2を囲む遮光壁351-4、遮光壁351-14、遮光壁351-28、遮光壁351-16は、それぞれ離間した形状で設けられている。
第4の実施の形態においては、第1光電変換部101は、遮光壁351が離間した形状で設けられている画素(以下、離間画素と記載)と、遮光壁351が連続して設けられている画素(以下、連続画素と記載)に分けられる。図8に示した例では、第1光電変換部101-1と第1光電変換部101-5は、離間画素であり、第1光電変換部101-2と第1光電変換部101-4は、連続画素である。
図8に示したように、離間画素と連続画素は、互い違いに配置されている。図8に示した例では、第1光電変換部101-1を含む画素は、離間画素であり、その隣に位置する第1光電変換部101-2を含む画素は、連続画素である。図8には図示しないが、連続画素である第1光電変換部101-2の隣に位置する第1光電変換部101-3(図3)を含む画素は、離間画素となる。
横方向に見たとき、離間画素と連続画素は交互に配置されている。同じく、縦方向にみたときも、離間画素と連続画素は交互に配置されている。すなわち、離間画素と連続画素は、上下左右方向のそれぞれにおいて、交互に配置されている。
連続画素は、遮光壁351で囲まれているため、連続画素から離間画素へと光が漏れ出すようなことを防ぐことができる。また、離間画素から連続画素側に光が漏れ込むようなことも、連続画素に設けられている遮光壁351により防ぐことができる。すなわち、第1光電変換部101から隣接する第1光電変換部101に光が漏れ込むようなことを防ぐことができる。
第4の実施の形態においては、第1光電変換部101と第2光電変換部102に形成されている遮光壁351は、交差する領域、少なくとも3つの遮光壁351が交差する箇所はない状態で形成されている。交差する領域が少ないため、マイクロローディング効果を受ける部分が少なく、遮光壁351の深さを均一にすることができ、隣接する画素に光が漏れ込むようなことを低減させることができる。
本技術によれば、均一の深さの遮光壁351を設けることが可能となり、隣接する画素への光の漏れ込みを低減させることができる。小画素と大画素が隣接するような構成の場合であっても、隣接画素への光の漏れ込みを低減させることができ、混色を低減させ、画質を向上させることができる。
<第5の実施の形態>
図9は、第5の実施の形態における単位画素100の構成について説明するための図である。第5の実施の形態における単位画素100は、上述した第1乃至第4の実施の形態における単位画素100とは異なる構成であるため、図9を参照し、第5の実施の形態における単位画素100の構成について説明する。
図9は、画素アレイ部11に配置されている単位画素100の平面構成例を示す図である。図9では、画素アレイ部11に配置されている2×2の4個の単位画素100を例示している。
単位画素100は、L字型に形成された第1光電変換部401(第1乃至第4の実施の形態における第1光電変換部101に該当する)と四角形状に形成された第2光電変換部402(第1乃至第4の実施の形態における第2光電変換部102に該当する)とから構成されている。第1光電変換部401と第2光電変換部402を合わせた形状、換言すれば、単位画素100の形状は、四角形状(図9では正方形)に形成されている。
以下の説明においては、L字型との記載をするが、L字型とは、縦方向の線と横方向の線とに分けられる形状であり、縦方向の線と横方向の線の長さが異なる形状である。本実施の形態においては、縦方向の線と横方向の線の長さが同一の場合もL字型に含まれる。またL字型とは、Lの形状をしており、Lが90度、180度、270度回転した場合の形状も含まれる。
画素アレイ部11には、第1光電変換部401と第2光電変換部402から構成される単位画素100が、行列状に配置されている。単位画素100間は、遮光壁421(図10を参照して後述する)により分離されている。第1光電変換部401と第2光電変換部402の間にも遮光壁421は形成され、第1光電変換部401と第2光電変換部402は、遮光壁421により分離されている。
第1光電変換部401は、シリコン基板内で例えば、N型の不純物領域が連続した形状で形成され、1つの光電変換部を形成している。
第1光電変換部401は、L字型に形成され、第2光電変換部402の3倍の受光面積を有する領域として形成されている。単位画素100は、第2光電変換部402の3倍の受光面積を有する大画素と、第1光電変換部401の1/3の受光面積を有する小画素とから構成されている。単位画素100で見た場合、単位画素100の3/4の領域が第1光電変換部401(大画素)であり、1/4の領域が第2光電変換部402(小画素)である。
第1光電変換部401をL字型に構成し、第2光電変換部402を、L字型の第1光電変換部401の窪んだ領域に収める構成とすることで、第1光電変換部401と第2光電変換部402との間に無駄な隙間が生じるようなことなく第1光電変換部401と第2光電変換部402を効率よく配置することができる。
図10は、第5の実施の形態における遮光壁421の構成について説明するための図である。
図中左上に配置されている第1光電変換部401-1の上辺には、遮光壁421-1が形成されている。第1光電変換部401-1の右辺には、遮光壁421-2が形成されている。第1光電変換部401-1の下辺には、遮光壁421-3が形成されている。第1光電変換部401-1の左辺には、遮光壁421-4が形成されている。
第1光電変換部401-1に設けられている遮光壁421-1乃至421-4は、離間した形状で設けられている。
第1光電変換部401-1と単位画素100を形成する第2光電変換部402-1の上辺には、遮光壁421-5が形成されている。第2光電変換部402-1の右辺には、遮光壁421-2が形成されている。第2光電変換部402-1の下辺には、遮光壁421-3が形成されている。第2光電変換部402-1の左辺には、遮光壁421-6が形成されている。
第2光電変換部402-1の上辺に設けられている遮光壁421-5と左辺に設けられている遮光壁421-6は、連続した形状で設けられている。第2光電変換部402-1の上辺に設けられている遮光壁421-5と右辺に設けられている遮光壁421-2は、離間した形状で設けられている。第2光電変換部402-1の左辺に設けられている遮光壁421-6と下辺に設けられている遮光壁421-3は、離間した形状で設けられている。
図中右上に配置されている第1光電変換部401-2の上辺には、遮光壁421-7が形成されている。第1光電変換部401-2の右辺には、遮光壁421-8が形成されている。第1光電変換部401-2の下辺には、遮光壁421-9が形成されている。第1光電変換部401-2の左辺(第1光電変換部401-1との間の辺)には、遮光壁421-2が形成されている。
第1光電変換部401-2に設けられている遮光壁421-2,421-7乃至421-9は、離間した形状で設けられている。第1光電変換部101-1の上辺に形成されている遮光壁421-1と、第1光電変換部101-2の上辺に形成されている遮光壁421-7は、連続した直線形状で形成されている。
第1光電変換部401-2と単位画素100を形成する第2光電変換部402-2の上辺には、遮光壁421-10が形成されている。第2光電変換部402-2の右辺には、遮光壁421-8が形成されている。第2光電変換部402-2の下辺には、遮光壁421-9が形成されている。第2光電変換部402-2の左辺には、遮光壁421-11が形成されている。
第2光電変換部402-2の上辺に設けられている遮光壁421-10と左辺に設けられている遮光壁421-11は、連続した形状で設けられている。第2光電変換部402-2の上辺に設けられている遮光壁421-10と右辺に設けられている遮光壁421-8は、離間した形状で設けられている。第2光電変換部402-2の左辺に設けられている遮光壁421-11と下辺に設けられている遮光壁421-9は、離間した形状で設けられている。
図中左下に配置されている第1光電変換部401-3の上辺には、遮光壁421-3が形成されている。第1光電変換部401-3の右辺には、遮光壁421-12が形成されている。第1光電変換部401-3の下辺には、遮光壁421-13が形成されている。第1光電変換部401-3の左辺には、遮光壁421-14が形成されている。
第1光電変換部401-3に設けられている遮光壁421-3,421-12乃至421-14は、離間した形状で設けられている。第1光電変換部101-1の右辺に形成されている遮光壁421-2と、第1光電変換部101-3の右辺に形成されている遮光壁421-12は、連続した直線形状で形成されている。
第1光電変換部401-3と単位画素100を形成する第2光電変換部402-3の上辺には、遮光壁421-15が形成されている。第2光電変換部402-3の右辺には、遮光壁421-12が形成されている。第2光電変換部402-3の下辺には、遮光壁421-13が形成されている。第2光電変換部402-3の左辺には、遮光壁421-16が形成されている。
第2光電変換部402-3の上辺に設けられている遮光壁421-15と左辺に設けられている遮光壁421-16は、連続した形状で設けられている。第2光電変換部402-3の上辺に設けられている遮光壁421-15と右辺に設けられている遮光壁421-12は、離間した形状で設けられている。第2光電変換部402-3の左辺に設けられている遮光壁421-16と下辺に設けられている遮光壁421-13は、離間した形状で設けられている。
図中右下に配置されている第1光電変換部401-4の上辺(第1光電変換部401-2との間の辺)には、遮光壁421-9が形成されている。第1光電変換部401-4の右辺には、遮光壁421-17が形成されている。第1光電変換部401-4の下辺には、遮光壁421-18が形成されている。第1光電変換部401-4の左辺(第1光電変換部401-3との間の辺)には、遮光壁421-12が形成されている。
第1光電変換部401-4に設けられている遮光壁421-9,421-12,421-17,421-18は、離間した形状で設けられている。第1光電変換部101-3の下辺に形成されている遮光壁421-13と、第1光電変換部101-4の下辺に形成されている遮光壁421-18は、連続して直線形状で形成されている。
第1光電変換部401-4と単位画素100を形成する第2光電変換部402-4の上辺には、遮光壁421-19が形成されている。第2光電変換部402-4の右辺には、遮光壁421-17が形成されている。第2光電変換部402-4の下辺には、遮光壁421-18が形成されている。第2光電変換部402-4の左辺には、遮光壁421-20が形成されている。
第2光電変換部402-4の上辺に設けられている遮光壁421-19と左辺に設けられている遮光壁421-20は、連続した形状で設けられている。第2光電変換部402-4の上辺に設けられている遮光壁421-19と右辺に設けられている遮光壁421-17は、離間した形状で設けられている。第2光電変換部402-4の左辺に設けられている遮光壁421-20と下辺に設けられている遮光壁421-18は、離間した形状で設けられている。
第1光電変換部401の各辺に設けられている遮光壁421は、一端が、離間する領域とされ、他端が、他の遮光壁421と接続された構成とされている。例えば、遮光壁421-1の一端には、離間する領域が設けられ、他端には、遮光壁421-7が接続されている。
第5の実施の形態においては、大画素に該当するL字型の第1光電変換部401は、遮光壁421が交差する領域がないように形成されている。小画素に該当する第2光電変換部402も、第1光電変換部401との間に遮光壁421が設けられている。よって、第1光電変換部401から第2光電変換部402に光が漏れ込むようなことを遮光壁421により防ぐことができる。
遮光壁421同士は、交差することがないように、離間する領域がある状態で形成されている。よって、均一な深さで、遮光壁421を形成することができ、隣接する画素に光が漏れ込むようなことを低減させることができる。
本技術によれば、均一の深さの遮光壁421を設けることが可能となり、隣接する画素への光の漏れ込みを低減させることができる。小画素と大画素が隣接するような構成の場合であっても、隣接画素への光の漏れ込みを低減させることができ、混色を低減させ、画質を向上させることができる。
<第6の実施の形態>
図11は、第6の実施の形態における単位画素100に設けられている遮光壁451の構成について説明するための図である。
図11に示した第6の実施の形態における単位画素100は、図10に示した第5の実施の形態における単位画素100と同じく、L字型の第1光電変換部401と、第2光電変換部402から構成されている。第1光電変換部401に形成されている遮光壁451は、基本的に、図10に示した第1光電変換部401に形成されている遮光壁421と同様の配置で設けられているため、その説明は適宜省略する。
第1光電変換部401-1には、遮光壁451-1、遮光壁451-2、遮光壁451-3、および遮光壁451-4が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。第2光電変換部402-1には、遮光壁451-2、遮光壁451-3、遮光壁451-5、および遮光壁451-6が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。
第1光電変換部401-2には、遮光壁451-2、遮光壁451-7、遮光壁451-8、および遮光壁451-9が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。第2光電変換部402-2には、遮光壁451-8、遮光壁451-9、遮光壁451-10、および遮光壁451-11が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。
第1光電変換部401-3には、遮光壁451-3、遮光壁451-12、遮光壁451-13、および遮光壁451-14が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。第2光電変換部402-3には、遮光壁451-12、遮光壁451-13、遮光壁451-15、および遮光壁451-16が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。
第1光電変換部401-4には、遮光壁451-9、遮光壁451-12、遮光壁451-17、および遮光壁451-18が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。第2光電変換部402-4には、遮光壁451-17、遮光壁451-18、遮光壁451-19、および遮光壁451-20が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。
第6の実施の形態における第2光電変換部402の遮光壁451は、角がない形状で形成されている。すなわち、上記したように、例えば第2光電変換部102-2を参照するに、第2光電変換部102-2には、遮光壁451-2、遮光壁451-3、遮光壁451-5、および遮光壁451-6が設けられ、それぞれ離間した状態で設けられている。
比較のため、再度図10に示した第2光電変換部102-2を参照するに、図10に示した第2光電変換部102-2の遮光壁421-5と遮光壁421-6は、連続した形状で形成され、角がある形状で形成されている。図10に示した第2光電変換部102-2に対して、図11に示した第2光電変換部402-2の遮光壁451-5と遮光壁451-6は、連続した形状ではなく、離間した形状で形成され、角がない形状で形成されている。
第2光電変換部402を構成する4辺のうちの2辺に設けられている遮光壁451は、両端に、離間された領域を有する構成とされている。例えば、第2光電変換部402-1の遮光壁451-5と遮光壁451-6は、それぞれ両端に遮光壁が形成されていない領域を有している。
第6の実施の形態によれば、遮光壁451が交差する部分、換言すれば、遮光壁451により角ができるような部分がなく、より均一な深さで、遮光壁451を形成することができる。また、隣接する画素に光が漏れ込むようなことを低減させることができる。
本技術によれば、均一の深さの遮光壁451を設けることが可能となり、隣接する画素への光の漏れ込みを低減させることができる。小画素と大画素が隣接するような構成の場合であっても、隣接画素への光の漏れ込みを低減させることができ、混色を低減させ、画質を向上させることができる。
本技術によれば、遮光壁が交差する領域を離間することで、遮光壁を埋め込むトレンチ加工時のマイクロローディング効果により、遮光壁が交差する部分だけ深く掘れる現象を抑えることが出来る。これにより遮光壁を均一に深く加工することが出来、センサ深くまで光が入射しても、例えば光電変換されにくい長波長の光であっても、混色するようなことを抑制することが出来る。
<電子機器への適用例>
本技術は、デジタルスチルカメラやビデオカメラ等の撮像装置や、撮像機能を有する携帯端末装置や、画像読取部に撮像素子を用いる複写機など、画像取込部(光電変換部)に撮像素子を用いる電子機器全般に対して適用可能である。撮像素子は、ワンチップとして形成された形態であってもよいし、撮像部と信号処理部または光学系とがまとめてパッケージングされた撮像機能を有するモジュール状の形態であってもよい。
図12は、本技術を適用した電子機器としての、撮像装置の構成例を示すブロック図である。
図12の撮像装置1000は、レンズ群などからなる光学部1001、図1の撮像装置10の構成が採用される撮像素子(撮像デバイス)1002、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路1003を備える。また、撮像装置1000は、フレームメモリ1004、表示部1005、記録部1006、操作部1007、および電源部1008も備える。DSP回路1003、フレームメモリ1004、表示部1005、記録部1006、操作部1007および電源部1008は、バスライン1009を介して相互に接続されている。
光学部1001は、被写体からの入射光(像光)を取り込んで撮像素子1002の撮像面上に結像する。撮像素子1002は、光学部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出力する。この撮像素子1002として、図1の撮像装置10を用いることができる。
表示部1005は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の薄型ディスプレイで構成され、撮像素子1002で撮像された動画または静止画を表示する。記録部1006は、撮像素子1002で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
操作部1007は、ユーザによる操作の下に、撮像装置1000が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部1008は、DSP回路1003、フレームメモリ1004、表示部1005、記録部1006および操作部1007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。
<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13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13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12030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13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14は、撮像部12031の設置位置の例を示す図である。
図14では、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。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14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。
本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
(1)
光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、
隣接する画素間に設けられている遮光壁と
を備え、
前記遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている
撮像素子。
(2)
前記領域は、仮に前記遮光壁を設けた場合に前記遮光壁が交差する領域である
前記(1)に記載の撮像素子。
(3)
前記遮光壁は、前記第1光電変換部の各辺に設けられ、前記遮光壁の一端は、前記領域とされ、他端は、他の前記遮光壁と接続されている
前記(1)または(2)に記載の撮像素子。
(4)
前記遮光壁は、前記第2光電変換部を中心とし、放射状に設けられている
前記(1)または(2)に記載の撮像素子。
(5)
前記遮光壁は、前記第1光電変換部の各辺に設けられ、前記遮光壁の両端は、前記領域とされている
前記(1)または(2)に記載の撮像素子。
(6)
前記第2光電変換部の各辺に設けられている前記遮光壁には、前記領域は設けられていない
前記(1)、(2)、(5)のいずれかに記載の撮像素子。
(7)
前記第1光電変換部の各辺に設けられている前記遮光壁と、前記第2光電変換部の各辺に設けられている前記遮光壁は、両端に前記領域が形成されている
前記(1)または(2)に記載の撮像素子。
(8)
前記領域が設けられている前記第1光電変換部と、前記領域が設けられていない前記第1光電変換部が、上下左右方向にそれぞれ交互に配置されている
前記(1)または(2)に記載の撮像素子。
(9)
前記第1光電変換部は、八角形であり、前記第2光電変換部は、四角形である
前記(1)乃至(8)のいずれかに記載の撮像素子。
(10)
平面視で前記第1光電変換部は、L字型の形状であり、
前記第2光電変換部は、四角形状であり、
前記第1光電変換部と前記第2光電変換部を組み合わせた形状は、四角形状である
前記(1)に記載の撮像素子。
(11)
前記遮光壁は、前記第1光電変換部の各辺に設けられ、前記遮光壁の一端は、前記領域とされ、他端は、他の前記遮光壁と接続されている
前記(10)に記載の撮像素子。
(12)
前記遮光壁は、前記第2光電変換部の各辺に設けられ、そのうちの2辺に設けられている前記遮光壁は、両端に前記領域を有する
前記(10)または(11)に記載の撮像素子。
(13)
光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、
前記第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、
隣接する画素間に設けられている遮光壁と
を備え、
前記遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている
撮像素子と、
前記撮像素子からの信号を処理する処理部と
を備える電子機器。
10 撮像装置, 11 画素アレイ部, 12 垂直駆動部, 13 カラム処理部, 14 水平駆動部, 15 システム制御部, 16 画素駆動線, 17 垂直信号線, 18 信号処理部, 19 データ格納部, 100 単位画素, 101 第1光電変換部, 102 第2光電変換部, 103 第1転送トランジスタ, 104 第2転送トランジスタ, 105 第3転送トランジスタ, 106 第4転送トランジスタ, 107 FD部, 108 リセットトランジスタ, 109 増幅トランジスタ, 110 選択トランジスタ, 111 電荷蓄積部, 112 ノード, 113 ノード, 121 電流源, 151 遮光壁, 201 画素, 202 遮光壁, 203 遮光壁, 211 半導体基板, 251 遮光壁, 252 遮光壁, 301 遮光壁, 351 遮光壁, 401 第1光電変換部, 402 第2光電変換部, 421 遮光壁, 451 遮光壁

Claims (13)

  1. 光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、
    前記第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、
    隣接する画素間に設けられている遮光壁と
    を備え、
    前記遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている
    撮像素子。
  2. 前記領域は、仮に前記遮光壁を設けた場合に前記遮光壁が交差する領域である
    請求項1に記載の撮像素子。
  3. 前記遮光壁は、前記第1光電変換部の各辺に設けられ、前記遮光壁の一端は、前記領域とされ、他端は、他の前記遮光壁と接続されている
    請求項1に記載の撮像素子。
  4. 前記遮光壁は、前記第2光電変換部を中心とし、放射状に設けられている
    請求項1に記載の撮像素子。
  5. 前記遮光壁は、前記第1光電変換部の各辺に設けられ、前記遮光壁の両端は、前記領域とされている
    請求項1に記載の撮像素子。
  6. 前記第2光電変換部の各辺に設けられている前記遮光壁には、前記領域は設けられていない
    請求項1に記載の撮像素子。
  7. 前記第1光電変換部の各辺に設けられている前記遮光壁と、前記第2光電変換部の各辺に設けられている前記遮光壁は、両端に前記領域が形成されている
    請求項1に記載の撮像素子。
  8. 前記領域が設けられている前記第1光電変換部と、前記領域が設けられていない前記第1光電変換部が、上下左右方向にそれぞれ交互に配置されている
    請求項1に記載の撮像素子。
  9. 前記第1光電変換部は、八角形であり、前記第2光電変換部は、四角形である
    請求項1に記載の撮像素子。
  10. 平面視で前記第1光電変換部は、L字型の形状であり、
    前記第2光電変換部は、四角形状であり、
    前記第1光電変換部と前記第2光電変換部を組み合わせた形状は、四角形状である
    請求項1に記載の撮像素子。
  11. 前記遮光壁は、前記第1光電変換部の各辺に設けられ、前記遮光壁の一端は、前記領域とされ、他端は、他の前記遮光壁と接続されている
    請求項10に記載の撮像素子。
  12. 前記遮光壁は、前記第2光電変換部の各辺に設けられ、そのうちの2辺に設けられている前記遮光壁は、両端に前記領域を有する
    請求項10に記載の撮像素子。
  13. 光量に応じた電荷を生成する第1光電変換部と、
    前記第1光電変換部よりも受光面積が小さい第2光電変換部と、
    隣接する画素間に設けられている遮光壁と
    を備え、
    前記遮光壁は、離間する領域を有する形状で設けられている
    撮像素子と、
    前記撮像素子からの信号を処理する処理部と
    を備える電子機器。
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