JP2024085173A - 固体撮像装置及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】階調画素の画質劣化を抑制できる固体撮像装置を提供する。【解決手段】本開示の第１の側面の固体撮像装置は、光電変換により電荷を生成する複数の画素を含む画素アレイ部を備え、前記複数の画素は、入射光の輝度変化に基づいてイベント信号を生成する複数のイベント画素と、入射光の光量に基づいて輝度信号を生成する複数の階調画素と、を含み、前記イベント画素及び前記階調画素の色配置は、１８０度の回転対称性を有さない。【選択図】図３

Description

本開示は、固体撮像装置及び電子機器に関する。
従来より、フォトダイオードへの入射光から生成された電荷の変化量に基づいてイベントの発生を検出するイベント画素と、フォトダイオードへの入射光から生成された電荷量に応じた画素信号を出力する階調画素を備える固体撮像装置が提案されている。
国際公開第２０２１／１１７３５０号
上述した技術では、例えば、所定の階調画素から隣接する階調画素への混色が発生する場合があり、階調画素の画質劣化が懸念される。
そこで、本開示は、これらの問題に鑑み、階調画素の画質劣化を抑制できる固体撮像装置を提供する。
本開示の第１の側面の固体撮像装置は、光電変換により電荷を生成する複数の画素を含む画素アレイ部を備え、前記複数の画素は、入射光の輝度変化に基づいてイベント信号を生成する複数のイベント画素と、入射光の光量に基づいて輝度信号を生成する複数の階調画素と、を含み、前記イベント画素及び前記階調画素の色配置は、１８０度の回転対称性を有さない。これにより、画素アレイ部は、イベント画素に屈折率が比較的高い白のカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、イベント画素に、白のカラーフィルタを備えることで、輝度情報取得にあたり、感度の低下を抑制することができる。また、イベント画素にシアンのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、イベント画素は、シアンのカラーフィルタを備えることで、白のカラーフィルタを備えるよりも、長波長の光の混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記イベント画素及び前記階調画素は、所定の波長帯の光を透過するカラーフィルタをさらに備える。これにより、画素アレイ部は、イベント画素に屈折率が比較的高い白のカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、イベント画素に、白のカラーフィルタを備えることで、輝度情報取得にあたり、感度の低下を抑制することができる。また、イベント画素にシアンのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、イベント画素は、シアンのカラーフィルタを備えることで、白のカラーフィルタを備えるよりも、長波長の光の混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記イベント画素における前記カラーフィルタは、白及びシアンのいずれか一方を含み、前記階調画素における前記カラーフィルタは、赤、緑及び青を含む。これにより、画素アレイ部は、イベント画素に屈折率が比較的高い白のカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、イベント画素に、白のカラーフィルタを備えることで、輝度情報取得にあたり、感度の低下を抑制することができる。また、イベント画素にシアンのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、イベント画素は、シアンのカラーフィルタを備えることで、白のカラーフィルタを備えるよりも、長波長の光の混色を抑制することができる。また、青の階調画素以外の階調画素と隣接するイベント画素には、レンズ材を備えることにより、そのイベント画素において、入射光の光量をより多く確保し、感度の低下を抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記イベント画素における前記カラーフィルタは、白及びシアンの両方を含み、前記階調画素における前記カラーフィルタは、赤、緑及び青を含む。これにより、画素アレイ部は、シアンのカラーフィルタを有するイベント画素から、隣接する青の階調画素への長波長の光の混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、青の階調画素以外の階調画素と隣接するイベント画素には、白のカラーフィルタを備えることにより、そのイベント画素において、感度の低下を抑制しつつ、隣接する階調画素への混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、青の前記カラーフィルタを有する前記階調画素に隣接する前記イベント画素は、シアンの前記カラーフィルタを有する。これにより、画素アレイ部は、シアンのカラーフィルタを有するイベント画素から、隣接する青の階調画素への長波長の光の混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、青以外の前記カラーフィルタを有する前記階調画素に隣接する前記イベント画素は、白の前記カラーフィルタを有する。これにより、画素アレイ部は、青階調画素以外の階調画素と隣接するイベント画素には、白のカラーフィルタを備えることにより、そのイベント画素において、感度の低下を抑制しつつ、隣接する階調画素への混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、画角内における像高中央側の前記イベント画素は白の前記カラーフィルタを有し、前記画角内における高像高側の前記イベント画素は、シアンの前記カラーフィルタを有する。これにより、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。特に、高像高側の青の階調画素への高波長の光の混色を抑制することができる。また、像高中央側のイベント画素は、入射光の光量をより多く確保し、感度の低下を抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記画素アレイ部に含まれる前記イベント画素及び前記階調画素の数に対する前記イベント画素の数の比率は、２５％以下である。これにより、画素アレイ部は、イベント画素に屈折率が比較的高い白のカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、イベント画素に、白のカラーフィルタを備えることで、輝度情報取得にあたり、感度の低下を抑制することができる。また、イベント画素にシアンのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、イベント画素は、シアンのカラーフィルタを備えることで、白のカラーフィルタを備えるよりも、長波長の光の混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記イベント画素はＥＶＳ画素である。これにより、画素アレイ部は、イベント画素に屈折率が比較的高い白のカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、イベント画素に、白のカラーフィルタを備えることで、輝度情報取得にあたり、感度の低下を抑制することができる。また、イベント画素にシアンのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、イベント画素は、シアンのカラーフィルタを備えることで、白のカラーフィルタを備えるよりも、長波長の光の混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記複数の画素の前記カラーフィルタ間には、第１の遮光壁が設けられる。これにより、画素アレイ部は、第１の遮光壁を設けることで、カラーフィルタ間の混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、量子効率を改善することができる。
また、この第１の側面において、前記第１の遮光壁は、低屈折率材構造又はエア構造を含む。これにより、画素アレイ部は、第１の遮光壁を設けることで、カラーフィルタ間の混色を抑制することができる。また、第１の遮光壁は、エア構造を含むことで、低屈折率材構造よりも屈折率を低くすることができる。また、画素アレイ部は、量子効率を改善することができる。
また、この第１の側面において、互いに隣接する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁と厚みが異なる。これにより、イベント画素から青のカラーフィルタを有する階調画素への光の混色をさらに抑制することができる。また、階調画素やイベント画素の感度を向上させることができる。
また、この第１の側面において、互いに隣接する、青の前記カラーフィルタを有する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁よりも、厚みが大きい。これにより、イベント画素から青のカラーフィルタを有する階調画素への光の混色をさらに抑制することができる。
また、この第１の側面において、互いに隣接する、青以外の前記カラーフィルタを有する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁よりも、厚みが小さい。これにより、階調画素やイベント画素の感度を向上させることができる。
また、この第１の側面において、前記イベント画素及び前記階調画素は、前記カラーフィルタ上に、入射光を集光するオンチップレンズをさらに備え、前記複数の画素の前記オンチップレンズ間には、第２の遮光壁が設けられる。これにより、画素アレイ部は、オンチップレンズからの入射光が隣接する画素に混色することを抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記カラーフィルタ上には、前記入射光の光路となる導波路が設けられる。これにより、画素アレイ部は、入射光の通り道とすることができ、隣接する画素に混色することを抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記導波路は、白又はシアンの前記カラーフィルタ上に設けられる。これにより、画素アレイ部は、入射光の通り道とすることができ、隣接する画素に混色することを抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記イベント画素及び前記階調画素は、前記カラーフィルタ下の半導体基板内に、光電変換を行うフォトダイオードをさらに備え、前記複数の画素の前記フォトダイオード間には、前記半導体基板内を貫通する第３の遮光壁が設けられる。これにより、半導体基板は、フォトダイオードに入射した光による混色を抑制することができる。
また、この第１の側面において、前記複数の画素間には、前記半導体基板下の絶縁膜内に第４の遮光壁が設けられる。これにより、絶縁膜は、絶縁膜に入射した光による混色を抑制することができる。
本開示の第２の側面の電子機器は、撮像装置を備える電子機器であって、前記撮像装置は、光電変換により電荷を生成する複数の画素を含む画素アレイ部を備え、前記複数の画素は、入射光の輝度変化に基づいてイベント信号を生成する複数のイベント画素と、入射光の光量に基づいて輝度信号を生成する複数の階調画素と、を含み、前記イベント画素及び前記階調画素の色配置は、１８０度の回転対称性を有さない。これにより、画素アレイ部は、イベント画素に屈折率が比較的高い白のカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、画素アレイ部は、イベント画素に、白のカラーフィルタを備えることで、輝度情報取得にあたり、感度の低下を抑制することができる。また、イベント画素にシアンのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素から階調画素に対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、イベント画素は、シアンのカラーフィルタを備えることで、白のカラーフィルタを備えるよりも、長波長の光の混色を抑制することができる。
第１実施形態における撮像装置の一構成例を示すブロック図である。 第１実施形態における固体撮像装置の構成例を示すブロック図である。 第１実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウト等を示す平面図である。 第１実施形態における階調画素及びイベント画素を備える画素アレイ部等のａａ’断面図である。 第２実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウト等を示す平面図である。 白のカラーフィルタ及びシアンのカラーフィルタの透過率の例を示す図である。 第３実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。 第４実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。 第５実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。 第６～８実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。 第９～１０実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。 第１１実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウト等を示す平面図である。 第１２実施形態における画素アレイ部等の断面図の例である。 第１３実施形態における画素アレイ部の断面図の例である。 第１４実施形態における画素アレイ部の断面図の例である。 第１５実施形態における画素アレイ部の断面図の例である。 第１６実施形態における画素アレイ部等の断面図の例である。 車両制御システムの構成例を示すブロック図である。 センシング領域の例を示す図である。
以下、本開示の実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
図１の撮像装置１００は、撮像レンズ１１０、固体撮像装置２００、制御部１３０、データ処理部１２０を備える。撮像装置１００としては、例えば、産業用ロボットに搭載されるカメラや、車載カメラなどが想定される。
撮像レンズ１１０は、入射光を集光して固体撮像装置２００に導くものである。固体撮像装置２００は、撮像レンズ１１０を介して入射される入射光の光量に応じた階調レベルの輝度信号を生成し、データ処理部１２０に出力する。また、固体撮像装置２００は、入射光によって輝度変化が所定の閾値を超えたことをイベントとして検出し、イベント信号を生成してデータ処理部１２０に出力する。より具体的には、固体撮像装置２００は、入射光の輝度に応じた光電流に、所定の閾値を超える変化が生じたか否かをイベントとして検出する。
制御部１３０は、撮像装置１００全体を制御する。例えば、制御部１３０は、固体撮像装置２００を制御して画像データを撮像させるものである。
データ処理部１２０は、データ生成部１５０と記録部１４０とを備える。データ処理部１２０は、固体撮像装置２００から受信した信号に基づいて、データの処理を行う。データ生成部１５０及び記録部１４０の詳細は後述する。
データ生成部１５０は、固体撮像装置２００から受信する輝度信号を用いて所定のデータ処理を行う。また、データ生成部１５０は、固体撮像装置２００から受信するイベント信号を用いて所定のデータ処理等を行う。データ生成部１５０は、データ処理結果である処理後データを外部装置（不図示）へ出力する。また、データ生成部１５０は、固体撮像装置２００から供給される輝度信号やイベント信号を、そのまま、外部装置へ出力してもよい。
記録部１４０は、固体撮像装置２００からのデータを記録するものである。
図２は、第１実施形態における固体撮像装置の概略構成例を示すブロック図である。
固体撮像装置２００は、画素アレイ部１０、駆動部２、アービタ（調停部）３、イベント信号処理部４及び輝度信号処理部５を備える。
画素アレイ部１０には、光電変換により電荷を生成する複数の画素９が格子状に配置されている。また、これら画素９には、入射光の輝度変化をイベントとして検出するイベント画素及び入射光の光量に応じた階調レベルの輝度信号を生成する階調画素が種々のレイアウトにより配置される。イベント画素は、例えば、ＥＶＳ画素である。また、各レイアウトについては、後述する。
駆動部２は、画素アレイ部１０における各階調画素を制御し、各階調画素を駆動する。
アービタ３は、画素アレイ部１０内のイベント画素からのリクエストを調停し、イベント信号の出力の許可又は不許可を表す応答を、リクエストを送信してきたイベント画素に返す。アービタ３から許可の応答が返信されたイベント画素は、イベント信号をイベント信号処理部４に出力することができる。イベント信号は、行単位でイベント信号処理部４へ転送される。また、同一行の複数のイベント画素のうち、イベントの発生していないイベント画素のイベント信号は、イベント信号処理部４で破棄される。アービタ３は、イベント検出をリセットするリセット信号をイベント画素へ供給する。
イベント信号処理部４は、画素アレイ部１０の各イベント画素から受信したイベント信号に必要な処理を行い、データ処理部１２０に送信する。
輝度信号処理部５は、画素アレイ部１０の各階調画素から受信した輝度信号に必要な処理を行い、データ処理部１２０に送信する。
図３は、第１実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウト等を示す平面図である。
図３Ａは、本実施形態における階調画素９ａ及びイベント画素９ｂを含む画素アレイ部１０のレイアウトであり、図３Ｂは、別の本実施形態における階調画素９ａ及びイベント画素９ｂを含む画素アレイ部１０の等レイアウトである。
図３は、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を示している。Ｘ方向及びＹ方向は、横方向（水平方向）に相当し、Ｚ方向は、縦方向（垂直方向）に相当している。また、＋Ｚ方向は上方向に相当し、－Ｚ方向は下方向に相当している。なお、－Ｚ方向は、厳密に重力方向に一致していてもよいし、厳密には重力方向に一致していなくてもよい。
図３Ａ及び図３Ｂの例では、画素アレイ部１０は、行方向（Ｘ方向）に備えられた４つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂと、列方向（Ｙ方向）に備えられた４つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂとが一つの色配置の単位となっている。この単位について、単に４×４の画素９と表すことがある。また、図３Ａ及び図３Ｂの例では、この単位が、Ｘ方向及びＹ方向に周期的に配置されている。以下、この単位で色配置を説明する。
図３Ａ及び図３Ｂの例では、画素アレイ部１０の一行目及び二行目には、左から順に、赤Ｒの色配置を有する階調画素９ａ、イベント画素９ｂ、緑Ｇの色配置を有する階調画素９ａ及び緑Ｇの色配置を有する階調画素９ａが並んでいる。また、三行目及び四行目には、左から順に、緑Ｇの色配置を有する階調画素９ａ、緑Ｇの色配置を有する階調画素９ａ、イベント画素９ｂ及び青Ｂの色配置を有する階調画素９ａが並んでいる。この画素配置は、イベント画素９ｂをベイヤ配列に変換するためのリモザイクを行うのに適した配置となっている。
赤Ｒ、青Ｂ及び緑Ｇの色配置については、画素アレイ部１０のそれぞれの画素９に、所定の波長帯の光を透過する、各色のカラーフィルタを備えることで実現できる。以下、赤Ｒのカラーフィルタを備える階調画素９ａ、緑Ｇのカラーフィルタを備える階調画素９ａ、青Ｂのカラーフィルタを備える階調画素９ａについて、それぞれ、赤Ｒの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ及び青Ｂの階調画素９ａと呼ぶ場合がある。
また、図３Ａ及び３Ｂでは、各イベント画素９ｂは、白の色配置を有する。図３Ａでは、画素アレイ部１０におけるイベント画素９ｂは、レンズ材を備えており、白の色配置を有する。レンズ材は、白のカラーフィルタと同様に、可視光に含まれる様々な色（波長）の光を透過させることから、図３Ａのイベント画素９ｂは、白の色配置を有する。図３Ｂでは、イベント画素９ｂは、レンズ材の代わりに、白のカラーフィルタを備えており、レンズ材とは別の白の色配置を有する。具体的には、レンズ材も白のカラーフィルタも、可視光に含まれる様々な色の光を透過させるが、白のカラーフィルタを透過する光の成分や性質は、レンズ材を透過する光の成分や性質と異なる。以下、レンズ材と白のカラーフィルタとの色配置を区別するため、白のカラーフィルタの白の色配置を白Ｗと表現し、レンズ材の白の色配置を白Ｗ’と表現する。
本実施形態では、画素アレイ部１０に含まれる各階調画素９ａ及びイベント画素９ｂは、カラーフィルタを備え、所定の色配置を有している。また、画素アレイ部１０における４×４の画素９の色配置は、その中心を回転軸として、ＸＹ平面上で１８０度回転させた場合に、回転前の画素アレイ部１０内のどの部分の色配置と比較しても一致しない。この例では、４×４の画素９について、４×４の画素９の中心を回転軸として、ＸＹ平面上で１８０度回転させた場合、赤Ｒの階調画素９ａと青Ｂの階調画素９ａとの位置がもとの配置と比較して、反対の位置になる。
このように、画素９における色配置の単位について、その中心を回転軸として、ＸＹ平面上で１８０度回転させた場合に、回転後の色配置が、回転前の画素アレイ部１０内におけるどの部分の色配置と比較しても一致しないことを、１８０度の回転対称性を有さないと呼ぶ。また、画素アレイ部１０に含まれるイベント画素９ｂ及び階調画素９ａの数に対するイベント画素９ｂの数の比率は、２５％以下となっている。
図４は、第１実施形態における階調画素９ａ及びイベント画素９ｂを備える画素アレイ部等のａａ’断面図である。
図４Ａは、図３Ａのａａ’断面図を示し、図４Ｂは、図３Ｂのａａ’断面図を示す。
また、図４Ａ及び４Ｂの例では、各画素９は、オンチップレンズ９０及びフォトダイオード９２を備えており、また、各画素９間には、画素間遮光膜９１を備えた例を示している。図４Ａ及び４Ｂの例では、その他の構成要素は省略する。
オンチップレンズ９０は、入射光を集光する。画素間遮光膜９１は、主に斜めの角度から所定の画素９に入射した光が隣接する別の画素９へ混色するのを防止する。また、フォトダイオード９２は、入射光の光電変換を行う。
光は、スネルの法則により、低屈折率の媒質から、高屈折率の媒質の方向へ曲がる性質がある。空気の屈折率をｎ１、レンズ材の屈折率をｎｗ１、赤Ｒのカラーフィルタの屈折率をｎＲ、緑Ｇのカラーフィルタの屈折率をｎＧ、青Ｂのカラーフィルタの屈折率をｎＢ、白Ｗのカラーフィルタの屈折率をｎｗ２とすると、屈折率には、おおよそ以下の式（１）の関係が成り立つ。
ｎ１＜ｎｗ１＜ｎＲ、ｎＧ、ｎＢ＜ｎｗ２ ・・・（１）
図４Ａは、オンチップレンズ９０を介して、イベント画素９ｂのレンズ材に入射した光（屈折率ｎｗ１）が隣接する緑Ｇのカラーフィルタ（屈折率ｎＧ）及び青Ｂのカラーフィルタ（屈折率ｎＢ）に混色する例を示している。緑Ｇのカラーフィルタの屈折率ｎＧ及び青Ｂのカラーフィルタの屈折率ｎＢは、レンズ材の屈折率ｎＬよりも大きい関係にあるため、レンズ材への入射光が屈折し、緑Ｇ及び青Ｂのカラーフィルタに侵入する。これにより、イベント画素９ｂから階調画素９ａへ混色が発生する。特に、青Ｂのカラーフィルタには、赤といった長波長の光が混ざり込み、画質の悪化を招く原因となる。
図４Ｂは、本実施形態における混色を抑制する例を示している。白Ｗのカラーフィルタの屈折率ｎｗ２は、緑Ｇのカラーフィルタの屈折率ｎＧ及び青Ｂのカラーフィルタの屈折率ｎＢよりも大きい関係にあるため、入射光は隣接する緑Ｇ及び青Ｂのカラーフィルタへ侵入せず、混色を抑制することができる。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂに屈折率が比較的高い白Ｗのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素９ｂから階調画素９ａに対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。また、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂに隣接する緑Ｇや青Ｂといった階調画素９ａで発生する不均一な混色の抑制により、画質劣化を防止することができる。
また、本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂに、白Ｗのカラーフィルタを備えることで、輝度情報取得にあたり、感度の低下を抑制することができる。
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態の画素アレイ部における各画素９のレイアウト等を示す平面図である。
本実施形態では、第１実施形態と異なり、イベント画素９ｂは、白Ｗのカラーフィルタの代わりにシアンＣのカラーフィルタを備えている。シアンＣのカラーフィルタは、白Ｗのカラーフィルタと異なり、長波長（おおよそ６００ｎｍ以上）の光を透過しにくい。以下、シアンＣのカラーフィルタを備えるイベント画素９ｂについて、シアンＣのイベント画素９ｂと呼ぶ場合がある。
図６は、白のカラーフィルタ及びシアンのカラーフィルタの透過率の例を示す図である。
図６Ａは、白Ｗのカラーフィルタの各波長における透過率の例を示しており、図６Ｂは、シアンＣのカラーフィルタの各波長における透過率の例を示している。
図６Ａに示す通り、白Ｗのカラーフィルタは、おおよそ６００ｎｍ以上の波長の光を透過する。一方、図６Ｂに示す通り、シアンＣのカラーフィルタは、おおよそ６００ｎｍ以上の波長の光を透過しにくい性質を有している。そのため、シアンＣのカラーフィルタをイベント画素９ｂに備えることで、隣接する階調画素９ａに対する長波長の光の混色を抑制することができる。
本実施形態によれば、イベント画素９ｂにシアンＣのカラーフィルタを備えることで、カラーフィルタなしの状態と比較して、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂから階調画素９ａに対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、イベント画素９ｂにシアンＣのカラーフィルタを備えることで、画素アレイ部１０は、白Ｗのカラーフィルタを備えるよりも、長波長の光の混色を抑制することができる。特に、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂに隣接する青Ｂの階調画素９ａで発生する混色の抑制により、画質劣化を防止することができる。
（第３実施形態）
図７は、第３実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。
本実施形態では、画素アレイ部１０の各イベント画素９ｂ及び各階調画素９ａの配置は、第１実施形態と同様である。また、第１実施形態とは異なり、本実施形態における画素アレイ部１０では、青Ｂの階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、シアンＣのカラーフィルタを備える。また、青Ｂの階調画素９ａ以外に隣接するイベント画素９ｂは、レンズ材を備える。
本実施形態においても、画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの色配置は、１８０度の回転対称性を有していない。また、画素アレイ部１０に含まれるイベント画素９ｂ及び階調画素９ａの数に対するイベント画素９ｂの数の比率は、２５％以下となっている。
本実施形態によれば、シアンＣのイベント画素９ｂから、隣接する青Ｂの階調画素９ａへの混色を抑制することができる。また、青Ｂの階調画素９ａ以外の階調画素９ａと隣接するイベント画素９ｂには、レンズ材を備えることにより、そのイベント画素９ｂにおいて、入射光の光量をより多く確保し、感度の低下を抑制することができる。
（第４実施形態）
図８は、第４実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。
本実施形態では、画素アレイ部１０の各イベント画素９ｂ及び各階調画素９ａの配置は、第１実施形態と同様である。また、第１実施形態とは異なり、本実施形態における画素アレイ部１０では、青Ｂの階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、シアンＣのカラーフィルタを備える。また、青Ｂの階調画素９ａ以外に隣接するイベント画素９ｂは、白Ｗのカラーフィルタを備える。
本実施形態においても、画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの色配置は、１８０度の回転対称性を有していない。また、画素アレイ部１０に含まれるイベント画素９ｂ及び階調画素９ａの数に対するイベント画素９ｂの数の比率は、２５％以下となっている。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、シアンＣのイベント画素９ｂから、隣接する青Ｂの階調画素９ａへの長波長の光の混色を抑制することができる。また、画素アレイ部１０は、青Ｂの階調画素９ａ以外の階調画素９ａと隣接するイベント画素９ｂには、白Ｗカラーフィルタを備えることにより、そのイベント画素９ｂにおいて、感度の低下を抑制しつつ、隣接する階調画素９ａへの混色を抑制することができる。
（第５実施形態）
図９は、第５実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。
本実施形態では、画素アレイ部１０の各イベント画素９ｂ及び各階調画素９ａの配置は、第１実施形態と同様である。
一方、本実施形態では、画素アレイ部１０は、画角内における像高中央側６（画角内中央側）の色配置と高像高側７（画角内外側）の色配置とが異なっている。像高中央側６では、イベント画素９ｂは白Ｗのカラーフィルタを備えており、高像高側７では、イベント画素９ｂはシアンＣのカラーフィルタを備えている。
本実施形態では、画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの色配置は、像高中央側６及び高像高側７のいずれにおいても１８０度の回転対称性を有していない。また、画素アレイ部１０に含まれるイベント画素９ｂ及び階調画素９ａの数に対するイベント画素９ｂの数の比率は、２５％以下となっている。
像高中央側６と高像高側７の範囲については、相対的な位置関係であればよい。つまり、画角内中央側のイベント画素９ｂは、白Ｗのカラーフィルタを備えており、その周囲である画角内外側のイベント画素９ｂは、シアンＣのカラーフィルタを備えていればよい。
一般的に、混色は、像高中央側６よりも、入射光の入射角が大きくなる高像高側７で多く発生する。本実施形態によれば、カラーフィルタなしの状態と比較して、イベント画素９ｂから階調画素９ａに対する入射光の侵入に伴う混色を抑制することができる。特に、高像高側７の青Ｂの階調画素９ａへの高波長の光の混色を抑制することができる。
また、像高中央側６のイベント画素９ｂに白Ｗのカラーフィルタを備えることで、入射光の光量をより多く確保し、感度の低下を抑制することができる。
（第６～８実施形態）
図１０は、第６～８実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。
図１０Ａは、第６実施形態の画素アレイ部１０における各画素９のレイアウトであり、図１０Ｂは、第７実施形態の画素アレイ部１０における各画素９のレイアウトであり、図１０Ｃは、第８実施形態の画素アレイ部１０における各画素９のレイアウトである。
図１０Ａ～１０Ｃの例では、画素アレイ部１０は、行方向（Ｘ方向）に備えられた４つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂと、列方向（Ｙ方向）に備えられた４つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂとが一つの色配置の単位となっている。また、この単位が、Ｘ方向及びＹ方向に周期的に配置されている。図１０Ａ～１０Ｃの破線で囲った部分は、一つの色配置の単位を表している。以下、この単位で色配置を説明する。
図１０Ａの例（第７実施形態）では、画素アレイ部１０の一行目及び二行目には、左から順に、赤Ｒの階調画素９ａ、赤Ｒの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、三行目及び四行目には、左から順に、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。
図１０Ｂの例（第８実施形態）では、画素アレイ部１０の一行目及び二行目には、左から順に、イベント画素９ｂ、赤Ｒの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、三行目及び四行目には、左から順に、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。
図１０Ｃの例（第９実施形態）では、画素アレイ部１０の一行目には、左から順に、赤Ｒの階調画素９ａ、赤Ｒの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の二行目には、赤Ｒの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ、イベント画素９ｂ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の三行目には、緑Ｇの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ、イベント画素９ｂ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。また、四行目には、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、青Ｂの階調画素９ａ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。
図１０Ａ～１０Ｃでは、画素アレイ部１０におけるイベント画素９ｂは、少なくとも一部に、白Ｗのカラーフィルタ又はシアンＣのカラーフィルタを備えていてもよい。また、これらのイベント画素９ｂは、少なくとも一部に、レンズ材を備えてもよい。例えば、それぞれのイベント画素９ｂは、レンズ材、白Ｗのカラーフィルタ又はシアンＣのカラーフィルタを備えることが考えられる。また、青Ｂの階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、シアンＣのカラーフィルタを備え、青Ｂ以外の階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、レンズ材又は白Ｗのカラーフィルタを備えることが考えられる。
第６～８実施形態においても、画素アレイ部１０における４×４の画素９は、１８０度の回転対称性を有していない。また、画素アレイ部１０に含まれるイベント画素９ｂ及び階調画素９ａの数に対するイベント画素９ｂの数の比率は、２５％以下となっている。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂ及び階調画素９ａについて、リモザイクに適した種々の配置にすることができる。
（第９～第１０実施形態）
図１１は、第９～１０実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウトを示す平面図である。
図１１Ａは、第９実施形態の画素アレイ部１０における各画素９のレイアウトであり、図１１Ｂは、第１０実施形態の画素アレイ部１０における各画素９のレイアウトである。
図１１Ａ～１１Ｂの例では、画素アレイ部１０は、行方向（Ｘ方向）に備えられた４つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂと、列方向（Ｙ方向）に備えられた４つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂとが一つの色配置の単位となっている。また、この単位が、Ｘ方向及びＹ方向に周期的に配置されている。図１１Ａ～１１Ｂの破線で囲った部分は、一つの色配置の単位を表している。以下、この単位で色配置を説明する。
図１０Ａの例（第９実施形態）では、画素アレイ部１０の一行目には、左から順に、赤Ｒの階調画素９ａ、赤Ｒの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の二行目には、赤Ｒの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の三行目には、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の四行目には、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、青Ｂの階調画素９ａ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。
図１０Ｂの例（第１０実施形態）では、画素アレイ部１０の一行目には、左から順に、赤Ｒの階調画素９ａ、赤Ｒの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の二行目には、赤Ｒの階調画素９ａ、赤Ｒの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の三行目には、左から順に、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の四行目には、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、青Ｂの階調画素９ａ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。
図１１Ａ～１１Ｂでは、画素アレイ部１０におけるイベント画素９ｂは、少なくとも一部に、白Ｗのカラーフィルタ又はシアンＣのカラーフィルタを備えていてもよい。また、これらのイベント画素９ｂは、少なくとも一部に、レンズ材を備えてもよい。例えば、それぞれのイベント画素９ｂは、レンズ材、白Ｗのカラーフィルタ又はシアンＣのカラーフィルタを備えることが考えられる。また、青Ｂの階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、シアンＣのカラーフィルタを備え、青Ｂ以外の階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、レンズ材又は白Ｗのカラーフィルタを備えることが考えられる。
第９～１０実施形態においても、画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの色配置は、１８０度の回転対称性を有していない。また、画素アレイ部１０に含まれるイベント画素９ｂ及び階調画素９ａの数に対するイベント画素９ｂの数の比率は、２５％以下となっている。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂ及び階調画素９ａについて、リモザイクに適した種々の配置にすることができる。
（第１１実施形態）
図１２は、第１１実施形態の画素アレイ部における各画素のレイアウト等を示す平面図である。
図１２の例では、行方向（Ｘ方向）に備えられた４つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂと、列方向（Ｙ方向）に備えられた８つの階調画素９ａ又はイベント画素９ｂとが一つの色配置の単位となっている。この単位について、単に４×８の画素９と表すことがある。また、この単位が、Ｘ方向及びＹ方向に周期的に配置されている。図１２の破線で囲った部分は、一つの色配置の単位を表している。以下、この単位で色配置を説明する。
図１２の例では、画素アレイ部１０の一行目及び二行目には、左から順に、赤Ｒの階調画素９ａ、赤Ｒの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の三行目及び四行目には、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の五行目及び六行目には、赤Ｒの階調画素９ａ、イベント画素９ｂ、緑Ｇの階調画素９ａ及び緑Ｇの階調画素９ａが並んでいる。また、画素アレイ部１０の七行目及び八行目には、緑Ｇの階調画素９ａ、緑Ｇの階調画素９ａ、青Ｂの階調画素９ａ及び青Ｂの階調画素９ａが並んでいる。
図１２では、画素アレイ部１０におけるイベント画素９ｂは、少なくとも一部に、白Ｗのカラーフィルタ又はシアンＣのカラーフィルタを備えていてもよい。また、これらのイベント画素９ｂは、少なくとも一部に、レンズ材を備えてもよい。例えば、それぞれのイベント画素９ｂは、レンズ材、白Ｗのカラーフィルタ又はシアンＣのカラーフィルタを備えることが考えられる。また、青Ｂの階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、シアンＣのカラーフィルタを備え、青Ｂ以外の階調画素９ａに隣接するイベント画素９ｂは、レンズ材又は白Ｗのカラーフィルタを備えることが考えられる。
第１１実施形態では、画素アレイ部１０における４×８の画素９は、４×８の画素９の中心を回転軸として、ＸＹ平面上で１８０度回転させた場合に、階調画素９ａ及びイベント画素９ｂにおける色配置が回転前の色配置と比較して、回転対称性を有していない。また、画素アレイ部１０に含まれるイベント画素９ｂ及び階調画素９ａの数に対するイベント画素９ｂの数の比率は、２５％以下となっている。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、イベント画素９ｂ及び階調画素９ａについて、リモザイクに適した種々の配置にすることができる。
（第１２実施形態）
図１３は、第１２実施形態における画素アレイ部等の断面図の例である。
図１３Ａは、比較例の画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの断面図の例であり、図１３Ｂは、本実施形態における画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの断面図の例である。本実施形態では、画素配置及び色配置は、図１３Ｂに限定されるものではなく、例えば、第１～１１実施形態のうち、いずれかの画素配置及び色配置を採用することができる。
図１３Ａに示す断面図では、画素アレイ部１０は、各カラーフィルタ間に、画素間遮光膜９１が設けられている。画素間遮光膜９１は、例えばタングステンといった金属材により形成され、主に斜め方向からオンチップレンズ９０へ入射した光が隣接する画素９へと混色するのを抑制する。
一方、図１３Ｂに示す断面図では、画素アレイ部１０は、各カラーフィルタ間に、各カラーフィルタを分離する低屈折率材の壁である第１の遮光壁９３が設けられている。第１の遮光壁９３は、例えばシリコン酸化膜によって形成される。第１の遮光壁９３の材質は、これに限定されず、第１の遮光壁９３の屈折率が、低屈折率材の屈折率が各カラーフィルタの屈折率よりも小さい関係となっていればよい。ここでは、第１の遮光壁９３の構造を低屈折率材構造又はＮＫＢ（low-N KaBe）構造と呼ぶ。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、第１の遮光壁９３を設けることで、カラーフィルタ間の混色を抑制することができる。また、画素アレイ部１０は、量子効率（Ｑｅ）を改善することができる。
（第１３実施形態）
図１４は、第１３実施形態における画素アレイ部の断面図の例である。
図１４に示す断面図は、本実施形態における画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの断面図の例である。本実施形態では、画素配置及び色配置は、図１４に限定されるものではなく、例えば、第１～１１実施形態のうち、いずれかの画素配置及び色配置を採用することができる。
図１４に示す断面図では、画素アレイ部１０は、図１３Ｂと同様に、各階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの間に第１の遮光壁９３’が設けられている。本実施形態における第１の遮光壁９３’は、図１３Ｂとは異なり、壁の中にエアを含む構造となっている。エアの屈折率は約１であるため、エアにより低屈折率の構造が実現されている。ここでは、第１の遮光壁９３’の構造をエア構造又はＡＫＢ（Air KaBe）構造と呼ぶ。
本実施形態によれば、第１の遮光壁９３’は、エア構造のため、低屈折率材構造よりも屈折率を小さくすることができる。また、第１の遮光壁９３’は、カラーフィルタ間の混色を抑制することができる。また、画素アレイ部１０は、量子効率を改善することができる。
（第１４実施形態）
図１５は、第１４実施形態における画素アレイ部の断面図の例である。
図１５に示す断面図は、本実施形態における画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの断面図の例である。本実施形態では、画素配置及び色配置は、図１５に限定されるものではなく、例えば、第１～１１実施形態のうち、いずれかの画素配置及び色配置を採用することができる。
図１５に示す断面図では、画素アレイ部１０は、図１３Ｂと同様に、各階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの間に第１の遮光壁９３、９３’’及び９３’’’が設けられている。本実施形態における第１の遮光壁９３～９３’’’は、図１３Ｂや図１４とは異なり、階調画素９ａと隣接するイベント画素９ｂとの間に設けられる第１の遮光壁９３’’及び９３’’’は、階調画素９ａと階調画素９ａの間に設けられる第１の遮光壁９３と異なる厚みを有している。
本実施形態では、互いに隣接する、青Ｂの階調画素９ａとイベント画素９ｂとの間に設けられる第１の遮光壁９３’’’は、互いに隣接する階調画素９ａと階調画素９ａとの間に設けられる第１の遮光壁９３よりも、厚みが大きい。図１５では、青Ｂの階調画素９ａと隣接するシアンＣのイベント画素９ｂとの間に設けられる第１の遮光壁９３’’’は、他の第１の遮光壁９３よりも、厚みが大きい構成となっている。
また、本実施形態では、互いに隣接する、青Ｂ以外のカラーフィルタを有する階調画素９ａとイベント画素９ｂとの間に設けられる第１の遮光壁９３’’は、互いに隣接する階調画素９ａと階調画素９ａとの間に設けられる第１の遮光壁９３よりも、厚みが小さい。図１５では、互いに隣接する、緑Ｇの階調画素９ａとシアンＣのイベント画素９ｂとの間に設けられる第１の遮光壁９３’’は厚みが小さい構成となっている。
また、図１５に示す第１の遮光壁９３～９３’’’は、低屈折率材構造の例を示しているが、エア構造であってもよい。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、青Ｂの階調画素９ａと隣接するシアンＣのカラーフィルタのイベント画素９ｂとの間に設けられる第１の遮光壁９３’’’の厚さを大きくすることで、イベント画素９ｂから青Ｂの階調画素９ａへの光の混色をさらに抑制することができる。
また、本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、混色の影響の少ない赤Ｒや緑Ｇといったカラーフィルタを有する階調画素９ａと隣接するイベント画素９ｂとの間に設けられる第１の遮光壁９３の厚みを小さくすることで、階調画素９ａやイベント画素９ｂの感度を向上させることができる。
（第１５実施形態）
図１６は、第１５実施形態における画素アレイ部の断面図の例である。
図１６に示す断面図は、画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの断面図の例である。本実施形態では、画素配置及び色配置は、図１６に限定されるものではなく、例えば、第１～１１実施形態のうち、いずれかの画素配置及び色配置を採用することができる。
図１６に示す断面図では、画素アレイ部１０は、図１３Ｂと同様に、各階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの間に第１３３が設けられている。
本実施形態では、各イベント画素９ｂ及び階調画素９ａが備えるカラーフィルタ上には、オンチップレンズ９０の間に低屈折率材の壁である第２の遮光壁９４が設けられる。第２の遮光壁９４は、例えばシリコン酸化膜によって形成される。
また、この例では、イベント画素９ｂが備える白Ｗカラーフィルタ上に、入射光の光路となる導波路９５が設けられる。導波路９５は、例えば、窒化ケイ素等の高屈折率材によって構成される。これにより、導波路９５は、イベント画素９ｂ上に入射された光の通り道となるため、隣接する階調画素９ａへの混色を抑制することができる。この例では、白Ｗカラーフィルタ上に、導波路９５を設ける例を説明したが、シアンＣカラーフィルタ上に導波路９５を設けてもよい。
また、導波路９５は、ピラー状であってもよい。これにより、導波路９５は、より入射光を集光することができる。
本実施形態によれば、画素アレイ部１０は、カラーフィルタ上に、第２の遮光壁９４を設けることにより、オンチップレンズ９０からの入射光が隣接する画素９に混色することを抑制することができる。
また、画素アレイ部１０は、白Ｗカラーフィルタ又はシアンＣカラーフィルタ上に、導波路９５を設けることにより、入射光の通り道とすることができ、隣接する画素に混色することを抑制することができる。
（第１６実施形態）
図１７は、第１６実施形態における画素アレイ部等の断面図の例である。
図１７Ａは、比較例の画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの断面図の例であり、図１７Ｂは、本実施形態における画素アレイ部１０に含まれる階調画素９ａ及びイベント画素９ｂの断面図の例である。本実施形態では、画素配置及び色配置は、図１７Ｂに限定されるものではなく、例えば、第１～１１実施形態のうち、いずれかの画素配置及び色配置を採用することができる。
図１７Ａにより、半導体基板８８や絶縁膜８９における混色の例を説明する。
オンチップレンズ９０を介して、イベント画素９ｂのレンズ材に入射した光は、半導体基板８８内のフォトダイオード９２により光電変換される。フォトダイオード９２に入射した光のうち一部は、素子分離絶縁膜９６を全反射し、隣接するフォトダイオード９２の領域に侵入する。また、オンチップレンズ９０を介して、イベント画素９ｂのレンズ材に入射した光のうち、一部は、転送トランジスタ９９等が備えられる絶縁膜内８９にて全反射し、隣接するフォトダイオード９２の領域に侵入する。このように、隣接するフォトダイオード９２に入射高が侵入することにより、混色が発生する。
図１７Ｂでは、各カラーフィルタ下の半導体基板８８内に、フォトダイオード９２が備わっている。また各フォトダイオード９２間には、半導体基板８８内を貫通する低屈折率材の壁である第３の遮光壁９７が設けられる。第３の遮光壁９７は、例えばフォトダイオード９２よりも屈折率が小さい材質によって形成される。
また、図１７Ｂに示す通り、半導体基板８８下の絶縁膜８９には、各画素９間に、低屈折材の壁である第４の遮光壁９８が設けられる。第４の遮光壁９８は、例えば絶縁膜８９よりも屈折率が小さい材質によって形成される。
図１７Ｂでは、第３の遮光壁９７と第４の遮光壁９８は、一体となって設けられた例を示しているが、それぞれ一方の壁のみを設ける構造としてもよい。また、上述した第１の遮光壁９３～９３’’’、第２の遮光壁９４及び導波路９５を組み合わせて画素アレイ部１０に実装してもよい。
本実施形態によれば、半導体基板８８は、第３の遮光壁９７を設けることにより、フォトダイオード９２に入射した光による混色を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、絶縁膜８９は、第４の遮光壁９８を設けることにより、絶縁膜８９に入射した光による混色を抑制することができる。
＜＜車両制御システムの構成例＞＞
図１８は、本技術が適用される移動装置制御システムの一例である車両制御システム１１の構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１１は、車両１に設けられ、車両１の走行支援及び自動運転に関わる処理を行う。
車両制御システム１１は、車両制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２１、通信部２２、地図情報蓄積部２３、位置情報取得部２４、外部認識センサ２５、車内センサ２６、車両センサ２７、記憶部２８、走行支援・自動運転制御部２９、ＤＭＳ（Driver Monitoring System）３０、ＨＭＩ（Human Machine Interface）３１、及び、車両制御部３２を備える。
車両制御ＥＣＵ２１、通信部２２、地図情報蓄積部２３、位置情報取得部２４、外部認識センサ２５、車内センサ２６、車両センサ２７、記憶部２８、走行支援・自動運転制御部２９、ドライバモニタリングシステム（ＤＭＳ）３０、ヒューマンマシーンインタフェース（ＨＭＩ）３１、及び、車両制御部３２は、通信ネットワーク４１を介して相互に通信可能に接続されている。通信ネットワーク４１は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）、イーサネット（登録商標）といったディジタル双方向通信の規格に準拠した車載通信ネットワークやバス等により構成される。通信ネットワーク４１は、伝送されるデータの種類によって使い分けられてもよい。例えば、車両制御に関するデータに対してＣＡＮが適用され、大容量データに対してイーサネットが適用されるようにしてもよい。なお、車両制御システム１１の各部は、通信ネットワーク４１を介さずに、例えば近距離無線通信（ＮＦＣ（Near Field Communication））やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）といった比較的近距離での通信を想定した無線通信を用いて直接的に接続される場合もある。
なお、以下、車両制御システム１１の各部が、通信ネットワーク４１を介して通信を行う場合、通信ネットワーク４１の記載を省略するものとする。例えば、車両制御ＥＣＵ２１と通信部２２が通信ネットワーク４１を介して通信を行う場合、単に車両制御ＥＣＵ２１と通信部２２とが通信を行うと記載する。
車両制御ＥＣＵ２１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）といった各種のプロセッサにより構成される。車両制御ＥＣＵ２１は、車両制御システム１１全体又は一部の機能の制御を行う。
通信部２２は、車内及び車外の様々な機器、他の車両、サーバ、基地局等と通信を行い、各種のデータの送受信を行う。このとき、通信部２２は、複数の通信方式を用いて通信を行うことができる。
通信部２２が実行可能な車外との通信について、概略的に説明する。通信部２２は、例えば、５Ｇ（第５世代移動通信システム）、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）等の無線通信方式により、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク上に存在するサーバ（以下、外部のサーバと呼ぶ）等と通信を行う。通信部２２が通信を行う外部ネットワークは、例えば、インターネット、クラウドネットワーク、又は、事業者固有のネットワーク等である。通信部２２が外部ネットワークに対して行う通信方式は、所定以上の通信速度、且つ、所定以上の距離間でディジタル双方向通信が可能な無線通信方式であれば、特に限定されない。
また例えば、通信部２２は、Ｐ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、自車の近傍に存在する端末と通信を行うことができる。自車の近傍に存在する端末は、例えば、歩行者や自転車等の比較的低速で移動する移動体が装着する端末、店舗等に位置が固定されて設置される端末、又は、ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末である。さらに、通信部２２は、Ｖ２Ｘ通信を行うこともできる。Ｖ２Ｘ通信とは、例えば、他の車両との間の車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路側器等との間の路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、家との間（Vehicle to Home）の通信、及び、歩行者が所持する端末等との間の歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信等の、自車と他との通信をいう。
通信部２２は、例えば、車両制御システム１１の動作を制御するソフトウエアを更新するためのプログラムを外部から受信することができる（Over The Air)。通信部２２は、さらに、地図情報、交通情報、車両１の周囲の情報等を外部から受信することができる。また例えば、通信部２２は、車両１に関する情報や、車両１の周囲の情報等を外部に送信することができる。通信部２２が外部に送信する車両１に関する情報としては、例えば、車両１の状態を示すデータ、認識部７３による認識結果等がある。さらに例えば、通信部２２は、ｅコール等の車両緊急通報システムに対応した通信を行う。
例えば、通信部２２は、電波ビーコン、光ビーコン、ＦＭ多重放送等の道路交通情報通信システム（ＶＩＣＳ（Vehicle Information and Communication System）（登録商標））により送信される電磁波を受信する。
通信部２２が実行可能な車内との通信について、概略的に説明する。通信部２２は、例えば無線通信を用いて、車内の各機器と通信を行うことができる。通信部２２は、例えば、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＮＦＣ、ＷＵＳＢ（Wireless USB）といった、無線通信により所定以上の通信速度でディジタル双方向通信が可能な通信方式により、車内の機器と無線通信を行うことができる。これに限らず、通信部２２は、有線通信を用いて車内の各機器と通信を行うこともできる。例えば、通信部２２は、図示しない接続端子に接続されるケーブルを介した有線通信により、車内の各機器と通信を行うことができる。通信部２２は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（High-Definition Multimedia Interface）（登録商標）、ＭＨＬ（Mobile High-definition Link）といった、有線通信により所定以上の通信速度でディジタル双方向通信が可能な通信方式により、車内の各機器と通信を行うことができる。
ここで、車内の機器とは、例えば、車内において通信ネットワーク４１に接続されていない機器を指す。車内の機器としては、例えば、運転者等の搭乗者が所持するモバイル機器やウェアラブル機器、車内に持ち込まれ一時的に設置される情報機器等が想定される。
地図情報蓄積部２３は、外部から取得した地図及び車両１で作成した地図の一方又は両方を蓄積する。例えば、地図情報蓄積部２３は、３次元の高精度地図、高精度地図より精度が低く、広いエリアをカバーするグローバルマップ等を蓄積する。
高精度地図は、例えば、ダイナミックマップ、ポイントクラウドマップ、ベクターマップ等である。ダイナミックマップは、例えば、動的情報、準動的情報、準静的情報、静的情報の４層からなる地図であり、外部のサーバ等から車両１に提供される。ポイントクラウドマップは、ポイントクラウド（点群データ）により構成される地図である。ベクターマップは、例えば、車線や信号機の位置といった交通情報等をポイントクラウドマップに対応付け、ＡＤＡＳ（Advanced Driver Assistance System）やＡＤ（Autonomous Driving）に適合させた地図である。
ポイントクラウドマップ及びベクターマップは、例えば、外部のサーバ等から提供されてもよいし、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３等によるセンシング結果に基づいて、後述するローカルマップとのマッチングを行うための地図として車両１で作成され、地図情報蓄積部２３に蓄積されてもよい。また、外部のサーバ等から高精度地図が提供される場合、通信容量を削減するため、車両１がこれから走行する計画経路に関する、例えば数百メートル四方の地図データが外部のサーバ等から取得される。
位置情報取得部２４は、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からＧＮＳＳ信号を受信し、車両１の位置情報を取得する。取得した位置情報は、走行支援・自動運転制御部２９に供給される。なお、位置情報取得部２４は、ＧＮＳＳ信号を用いた方式に限定されず、例えば、ビーコンを用いて位置情報を取得してもよい。
外部認識センサ２５は、車両１の外部の状況の認識に用いられる各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。外部認識センサ２５が備えるセンサの種類や数は任意である。
例えば、外部認識センサ２５は、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）５３、及び、超音波センサ５４を備える。これに限らず、外部認識センサ２５は、カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４のうち１種類以上のセンサを備える構成でもよい。カメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４の数は、現実的に車両１に設置可能な数であれば特に限定されない。また、外部認識センサ２５が備えるセンサの種類は、この例に限定されず、外部認識センサ２５は、他の種類のセンサを備えてもよい。外部認識センサ２５が備える各センサのセンシング領域の例は、後述する。
なお、カメラ５１の撮影方式は、特に限定されない。例えば、測距が可能な撮影方式であるＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラといった各種の撮影方式のカメラを、必要に応じてカメラ５１に適用することができる。これに限らず、カメラ５１は、測距に関わらずに、単に撮影画像を取得するためのものであってもよい。
また、例えば、外部認識センサ２５は、車両１に対する環境を検出するための環境センサを備えることができる。環境センサは、天候、気象、明るさ等の環境を検出するためのセンサであって、例えば、雨滴センサ、霧センサ、日照センサ、雪センサ、照度センサ等の各種センサを含むことができる。
さらに、例えば、外部認識センサ２５は、車両１の周囲の音や音源の位置の検出等に用いられるマイクロフォンを備える。
車内センサ２６は、車内の情報を検出するための各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。車内センサ２６が備える各種センサの種類や数は、現実的に車両１に設置可能な種類や数であれば特に限定されない。
例えば、車内センサ２６は、カメラ、レーダ、着座センサ、ステアリングホイールセンサ、マイクロフォン、生体センサのうち１種類以上のセンサを備えることができる。車内センサ２６が備えるカメラとしては、例えば、ＴｏＦカメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラといった、測距可能な各種の撮影方式のカメラを用いることができる。これに限らず、車内センサ２６が備えるカメラは、測距に関わらずに、単に撮影画像を取得するためのものであってもよい。車内センサ２６が備える生体センサは、例えば、シートやステアリングホイール等に設けられ、運転者等の搭乗者の各種の生体情報を検出する。
車両センサ２７は、車両１の状態を検出するための各種のセンサを備え、各センサからのセンサデータを車両制御システム１１の各部に供給する。車両センサ２７が備える各種センサの種類や数は、現実的に車両１に設置可能な種類や数であれば特に限定されない。
例えば、車両センサ２７は、速度センサ、加速度センサ、角速度センサ（ジャイロセンサ）、及び、それらを統合した慣性計測装置（ＩＭＵ（Inertial Measurement Unit））を備える。例えば、車両センサ２７は、ステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角センサ、ヨーレートセンサ、アクセルペダルの操作量を検出するアクセルセンサ、及び、ブレーキペダルの操作量を検出するブレーキセンサを備える。例えば、車両センサ２７は、エンジンやモータの回転数を検出する回転センサ、タイヤの空気圧を検出する空気圧センサ、タイヤのスリップ率を検出するスリップ率センサ、及び、車輪の回転速度を検出する車輪速センサを備える。例えば、車両センサ２７は、バッテリの残量及び温度を検出するバッテリセンサ、並びに、外部からの衝撃を検出する衝撃センサを備える。
記憶部２８は、不揮発性の記憶媒体及び揮発性の記憶媒体のうち少なくとも一方を含み、データやプログラムを記憶する。記憶部２８は、例えばＥＥＰＲＯＭ(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)及びＲＡＭ(Random Access Memory)として用いられ、記憶媒体としては、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）といった磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、及び、光磁気記憶デバイスを適用することができる。記憶部２８は、車両制御システム１１の各部が用いる各種プログラムやデータを記憶する。例えば、記憶部２８は、ＥＤＲ（Event Data Recorder）やＤＳＳＡＤ（Data Storage System for Automated Driving）を備え、事故等のイベントの前後の車両１の情報や車内センサ２６によって取得された情報を記憶する。
走行支援・自動運転制御部２９は、車両１の走行支援及び自動運転の制御を行う。例えば、走行支援・自動運転制御部２９は、分析部６１、行動計画部６２、及び、動作制御部６３を備える。
分析部６１は、車両１及び周囲の状況の分析処理を行う。分析部６１は、自己位置推定部７１、センサフュージョン部７２、及び、認識部７３を備える。
自己位置推定部７１は、外部認識センサ２５からのセンサデータ、及び、地図情報蓄積部２３に蓄積されている高精度地図に基づいて、車両１の自己位置を推定する。例えば、自己位置推定部７１は、外部認識センサ２５からのセンサデータに基づいてローカルマップを生成し、ローカルマップと高精度地図とのマッチングを行うことにより、車両１の自己位置を推定する。車両１の位置は、例えば、後輪対車軸の中心が基準とされる。
ローカルマップは、例えば、ＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）等の技術を用いて作成される３次元の高精度地図、占有格子地図（Occupancy Grid Map）等である。３次元の高精度地図は、例えば、上述したポイントクラウドマップ等である。占有格子地図は、車両１の周囲の３次元又は２次元の空間を所定の大きさのグリッド（格子）に分割し、グリッド単位で物体の占有状態を示す地図である。物体の占有状態は、例えば、物体の有無や存在確率により示される。ローカルマップは、例えば、認識部７３による車両１の外部の状況の検出処理及び認識処理にも用いられる。
なお、自己位置推定部７１は、位置情報取得部２４により取得される位置情報、及び、車両センサ２７からのセンサデータに基づいて、車両１の自己位置を推定してもよい。
センサフュージョン部７２は、複数の異なる種類のセンサデータ（例えば、カメラ５１から供給される画像データ、及び、レーダ５２から供給されるセンサデータ）を組み合わせて、新たな情報を得るセンサフュージョン処理を行う。異なる種類のセンサデータを組合せる方法としては、統合、融合、連合等がある。
認識部７３は、車両１の外部の状況の検出を行う検出処理、及び、車両１の外部の状況の認識を行う認識処理を実行する。
例えば、認識部７３は、外部認識センサ２５からの情報、自己位置推定部７１からの情報、センサフュージョン部７２からの情報等に基づいて、車両１の外部の状況の検出処理及び認識処理を行う。
具体的には、例えば、認識部７３は、車両１の周囲の物体の検出処理及び認識処理等を行う。物体の検出処理とは、例えば、物体の有無、大きさ、形、位置、動き等を検出する処理である。物体の認識処理とは、例えば、物体の種類等の属性を認識したり、特定の物体を識別したりする処理である。ただし、検出処理と認識処理とは、必ずしも明確に分かれるものではなく、重複する場合がある。
例えば、認識部７３は、レーダ５２又はＬｉＤＡＲ５３等によるセンサデータに基づくポイントクラウドを点群の塊毎に分類するクラスタリングを行うことにより、車両１の周囲の物体を検出する。これにより、車両１の周囲の物体の有無、大きさ、形状、位置が検出される。
例えば、認識部７３は、クラスタリングにより分類された点群の塊の動きを追従するトラッキングを行うことにより、車両１の周囲の物体の動きを検出する。これにより、車両１の周囲の物体の速度及び進行方向（移動ベクトル）が検出される。
例えば、認識部７３は、カメラ５１から供給される画像データに基づいて、車両、人、自転車、障害物、構造物、道路、信号機、交通標識、道路標示等を検出又は認識する。また、認識部７３は、セマンティックセグメンテーション等の認識処理を行うことにより、車両１の周囲の物体の種類を認識してもよい。
例えば、認識部７３は、地図情報蓄積部２３に蓄積されている地図、自己位置推定部７１による自己位置の推定結果、及び、認識部７３による車両１の周囲の物体の認識結果に基づいて、車両１の周囲の交通ルールの認識処理を行うことができる。認識部７３は、この処理により、信号機の位置及び状態、交通標識及び道路標示の内容、交通規制の内容、並びに、走行可能な車線等を認識することができる。
例えば、認識部７３は、車両１の周囲の環境の認識処理を行うことができる。認識部７３が認識対象とする周囲の環境としては、天候、気温、湿度、明るさ、及び、路面の状態等が想定される。
行動計画部６２は、車両１の行動計画を作成する。例えば、行動計画部６２は、経路計画、経路追従の処理を行うことにより、行動計画を作成する。
なお、経路計画（Global path planning）とは、スタートからゴールまでの大まかな経路を計画する処理である。この経路計画には、軌道計画と言われ、計画した経路において、車両１の運動特性を考慮して、車両１の近傍で安全かつ滑らかに進行することが可能な軌道生成（Local path planning）を行う処理も含まれる。
経路追従とは、経路計画により計画された経路を計画された時間内で安全かつ正確に走行するための動作を計画する処理である。行動計画部６２は、例えば、この経路追従の処理の結果に基づき、車両１の目標速度と目標角速度を計算することができる。
動作制御部６３は、行動計画部６２により作成された行動計画を実現するために、車両１の動作を制御する。
例えば、動作制御部６３は、後述する車両制御部３２に含まれる、ステアリング制御部８１、ブレーキ制御部８２、及び、駆動制御部８３を制御して、軌道計画により計算された軌道を車両１が進行するように、加減速制御及び方向制御を行う。例えば、動作制御部６３は、衝突回避又は衝撃緩和、追従走行、車速維持走行、自車の衝突警告、自車のレーン逸脱警告等のＡＤＡＳの機能実現を目的とした協調制御を行う。例えば、動作制御部６３は、運転者の操作によ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。
ＤＭＳ３０は、車内センサ２６からのセンサデータ、及び、後述するＨＭＩ３１に入力される入力データ等に基づいて、運転者の認証処理、及び、運転者の状態の認識処理等を行う。認識対象となる運転者の状態としては、例えば、体調、覚醒度、集中度、疲労度、視線方向、酩酊度、運転操作、姿勢等が想定される。
なお、ＤＭＳ３０が、運転者以外の搭乗者の認証処理、及び、当該搭乗者の状態の認識処理を行うようにしてもよい。また、例えば、ＤＭＳ３０が、車内センサ２６からのセンサデータに基づいて、車内の状況の認識処理を行うようにしてもよい。認識対象となる車内の状況としては、例えば、気温、湿度、明るさ、臭い等が想定される。
ＨＭＩ３１は、各種のデータや指示等の入力と、各種のデータの運転者等への提示を行う。
ＨＭＩ３１によるデータの入力について、概略的に説明する。ＨＭＩ３１は、人がデータを入力するための入力デバイスを備える。ＨＭＩ３１は、入力デバイスにより入力されたデータや指示等に基づいて入力信号を生成し、車両制御システム１１の各部に供給する。ＨＭＩ３１は、入力デバイスとして、例えばタッチパネル、ボタン、スイッチ、及び、レバーといった操作子を備える。これに限らず、ＨＭＩ３１は、音声やジェスチャ等により手動操作以外の方法で情報を入力可能な入力デバイスをさらに備えてもよい。さらに、ＨＭＩ３１は、例えば、赤外線又は電波を利用したリモートコントロール装置や、車両制御システム１１の操作に対応したモバイル機器又はウェアラブル機器等の外部接続機器を入力デバイスとして用いてもよい。
ＨＭＩ３１によるデータの提示について、概略的に説明する。ＨＭＩ３１は、搭乗者又は車外に対する視覚情報、聴覚情報、及び、触覚情報の生成を行う。また、ＨＭＩ３１は、生成された各情報の出力、出力内容、出力タイミング及び出力方法等を制御する出力制御を行う。ＨＭＩ３１は、視覚情報として、例えば、操作画面、車両１の状態表示、警告表示、車両１の周囲の状況を示すモニタ画像等の画像や光により示される情報を生成及び出力する。また、ＨＭＩ３１は、聴覚情報として、例えば、音声ガイダンス、警告音、警告メッセージ等の音により示される情報を生成及び出力する。さらに、ＨＭＩ３１は、触覚情報として、例えば、力、振動、動き等により搭乗者の触覚に与えられる情報を生成及び出力する。
ＨＭＩ３１が視覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、自身が画像を表示することで視覚情報を提示する表示装置や、画像を投影することで視覚情報を提示するプロジェクタ装置を適用することができる。なお、表示装置は、通常のディスプレイを有する表示装置以外にも、例えば、ヘッドアップディスプレイ、透過型ディスプレイ、ＡＲ（Augmented Reality）機能を備えるウエアラブルデバイスといった、搭乗者の視界内に視覚情報を表示する装置であってもよい。また、ＨＭＩ３１は、車両１に設けられるナビゲーション装置、インストルメントパネル、ＣＭＳ（Camera Monitoring System）、電子ミラー、ランプ等が有する表示デバイスを、視覚情報を出力する出力デバイスとして用いることも可能である。
ＨＭＩ３１が聴覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、オーディオスピーカ、ヘッドホン、イヤホンを適用することができる。
ＨＭＩ３１が触覚情報を出力する出力デバイスとしては、例えば、ハプティクス技術を用いたハプティクス素子を適用することができる。ハプティクス素子は、例えば、ステアリングホイール、シートといった、車両１の搭乗者が接触する部分に設けられる。
車両制御部３２は、車両１の各部の制御を行う。車両制御部３２は、ステアリング制御部８１、ブレーキ制御部８２、駆動制御部８３、ボディ系制御部８４、ライト制御部８５、及び、ホーン制御部８６を備える。
ステアリング制御部８１は、車両１のステアリングシステムの状態の検出及び制御等を行う。ステアリングシステムは、例えば、ステアリングホイール等を備えるステアリング機構、電動パワーステアリング等を備える。ステアリング制御部８１は、例えば、ステアリングシステムの制御を行うステアリングＥＣＵ、ステアリングシステムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
ブレーキ制御部８２は、車両１のブレーキシステムの状態の検出及び制御等を行う。ブレーキシステムは、例えば、ブレーキペダル等を含むブレーキ機構、ＡＢＳ（Antilock Brake System）、回生ブレーキ機構等を備える。ブレーキ制御部８２は、例えば、ブレーキシステムの制御を行うブレーキＥＣＵ、ブレーキシステムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
駆動制御部８３は、車両１の駆動システムの状態の検出及び制御等を行う。駆動システムは、例えば、アクセルペダル、内燃機関又は駆動用モータ等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等を備える。駆動制御部８３は、例えば、駆動システムの制御を行う駆動ＥＣＵ、駆動システムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
ボディ系制御部８４は、車両１のボディ系システムの状態の検出及び制御等を行う。ボディ系システムは、例えば、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウインドウ装置、パワーシート、空調装置、エアバッグ、シートベルト、シフトレバー等を備える。ボディ系制御部８４は、例えば、ボディ系システムの制御を行うボディ系ＥＣＵ、ボディ系システムの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
ライト制御部８５は、車両１の各種のライトの状態の検出及び制御等を行う。制御対象となるライトとしては、例えば、ヘッドライト、バックライト、フォグライト、ターンシグナル、ブレーキライト、プロジェクション、バンパーの表示等が想定される。ライト制御部８５は、ライトの制御を行うライトＥＣＵ、ライトの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
ホーン制御部８６は、車両１のカーホーンの状態の検出及び制御等を行う。ホーン制御部８６は、例えば、カーホーンの制御を行うホーンＥＣＵ、カーホーンの駆動を行うアクチュエータ等を備える。
図１９は、図１８の外部認識センサ２５のカメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４等によるセンシング領域の例を示す図である。なお、図１９において、車両１を上面から見た様子が模式的に示され、左端側が車両１の前端（フロント）側であり、右端側が車両１の後端（リア）側となっている。
センシング領域１０１Ｆ及びセンシング領域１０１Ｂは、超音波センサ５４のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０１Ｆは、複数の超音波センサ５４によって車両１の前端周辺をカバーしている。センシング領域１０１Ｂは、複数の超音波センサ５４によって車両１の後端周辺をカバーしている。
センシング領域１０１Ｆ及びセンシング領域１０１Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の駐車支援等に用いられる。
センシング領域１０２Ｆ乃至センシング領域１０２Ｂは、短距離又は中距離用のレーダ５２のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０２Ｆは、車両１の前方において、センシング領域１０１Ｆより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０２Ｂは、車両１の後方において、センシング領域１０１Ｂより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０２Ｌは、車両１の左側面の後方の周辺をカバーしている。センシング領域１０２Ｒは、車両１の右側面の後方の周辺をカバーしている。
センシング領域１０２Ｆにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の前方に存在する車両や歩行者等の検出等に用いられる。センシング領域１０２Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の後方の衝突防止機能等に用いられる。センシング領域１０２Ｌ及びセンシング領域１０２Ｒにおけるセンシング結果は、例えば、車両１の側方の死角における物体の検出等に用いられる。
センシング領域１０３Ｆ乃至センシング領域１０３Ｂは、カメラ５１によるセンシング領域の例を示している。センシング領域１０３Ｆは、車両１の前方において、センシング領域１０２Ｆより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０３Ｂは、車両１の後方において、センシング領域１０２Ｂより遠い位置までカバーしている。センシング領域１０３Ｌは、車両１の左側面の周辺をカバーしている。センシング領域１０３Ｒは、車両１の右側面の周辺をカバーしている。
センシング領域１０３Ｆにおけるセンシング結果は、例えば、信号機や交通標識の認識、車線逸脱防止支援システム、自動ヘッドライト制御システムに用いることができる。センシング領域１０３Ｂにおけるセンシング結果は、例えば、駐車支援、及び、サラウンドビューシステムに用いることができる。センシング領域１０３Ｌ及びセンシング領域１０３Ｒにおけるセンシング結果は、例えば、サラウンドビューシステムに用いることができる。
センシング領域１０４は、ＬｉＤＡＲ５３のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０４は、車両１の前方において、センシング領域１０３Ｆより遠い位置までカバーしている。一方、センシング領域１０４は、センシング領域１０３Ｆより左右方向の範囲が狭くなっている。
センシング領域１０４におけるセンシング結果は、例えば、周辺車両等の物体検出に用いられる。
センシング領域１０５は、長距離用のレーダ５２のセンシング領域の例を示している。センシング領域１０５は、車両１の前方において、センシング領域１０４より遠い位置までカバーしている。一方、センシング領域１０５は、センシング領域１０４より左右方向の範囲が狭くなっている。
センシング領域１０５におけるセンシング結果は、例えば、ＡＣＣ（Adaptive Cruise Control）、緊急ブレーキ、衝突回避等に用いられる。
なお、外部認識センサ２５が含むカメラ５１、レーダ５２、ＬｉＤＡＲ５３、及び、超音波センサ５４の各センサのセンシング領域は、図１９以外に各種の構成をとってもよい。具体的には、超音波センサ５４が車両１の側方もセンシングするようにしてもよいし、ＬｉＤＡＲ５３が車両１の後方をセンシングするようにしてもよい。また、各センサの設置位置は、上述した各例に限定されない。また、各センサの数は、１つでもよいし、複数であってもよい。
また、例えば、本開示は以下のような構成を取ることができる。
（１）
光電変換により電荷を生成する複数の画素を含む画素アレイ部を備え、
前記複数の画素は、
入射光の輝度変化に基づいてイベント信号を生成する複数のイベント画素と、
入射光の光量に基づいて輝度信号を生成する複数の階調画素と、
を含み、
前記イベント画素及び前記階調画素の色配置は、１８０度の回転対称性を有さない、
固体撮像装置。
（２）
前記イベント画素及び前記階調画素は、所定の波長帯の光を透過するカラーフィルタをさらに備える、
（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記イベント画素における前記カラーフィルタは、白及びシアンのいずれか一方を含み、
前記階調画素における前記カラーフィルタは、赤、緑及び青を含む、
（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記イベント画素における前記カラーフィルタは、白及びシアンの両方を含み、
前記階調画素における前記カラーフィルタは、赤、緑及び青を含む、
（２）に記載の固体撮像装置。
（５）
青の前記カラーフィルタを有する前記階調画素に隣接する前記イベント画素は、シアンの前記カラーフィルタを有する、（４）に記載の固体撮像装置。
（６）
青以外の前記カラーフィルタを有する前記階調画素に隣接する前記イベント画素は、白の前記カラーフィルタを有する、（４）に記載の固体撮像装置。
（７）
画角内における像高中央側の前記イベント画素は白の前記カラーフィルタを有し、
前記画角内における高像高側の前記イベント画素は、シアンの前記カラーフィルタを有する、
（４）に記載の固体撮像装置。
（８）
前記画素アレイ部に含まれる前記イベント画素及び前記階調画素の数に対する前記イベント画素の数の比率は、２５％以下である、（１）に記載の固体撮像装置。
（９）
前記イベント画素はＥＶＳ画素である、（１）に記載の固体撮像装置。
（１０）
前記複数の画素の前記カラーフィルタ間には、第１の遮光壁が設けられる、（２）に記載の固体撮像装置。
（１１）
前記第１の遮光壁は、低屈折率材構造又はエア構造を含む、（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
互いに隣接する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁と厚みが異なる、（１０）に記載の固体撮像装置。
（１３）
互いに隣接する、青の前記カラーフィルタを有する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁よりも、厚みが大きい、（１２）に記載の固体撮像装置。
（１４）
互いに隣接する、青以外の前記カラーフィルタを有する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁よりも、厚みが小さい、（１２）に記載の固体撮像装置。
（１５）
前記イベント画素及び前記階調画素は、前記カラーフィルタ上に、入射光を集光するオンチップレンズをさらに備え、
前記複数の画素の前記オンチップレンズ間には、第２の遮光壁が設けられる、（２）に記載の固体撮像装置。
（１６）
前記カラーフィルタ上には、前記入射光の光路となる導波路が設けられる、（１５）に記載の固体撮像装置。
（１７）
前記導波路は、白又はシアンの前記カラーフィルタ上に設けられる、（１６）に記載の固体撮像装置。
（１８）
前記イベント画素及び前記階調画素は、前記カラーフィルタ下の半導体基板内に、光電変換を行うフォトダイオードをさらに備え、
前記複数の画素の前記フォトダイオード間には、前記半導体基板内を貫通する第３の遮光壁が設けられる、（２）に記載の固体撮像装置。
（１９）
前記複数の画素間には、前記半導体基板下の絶縁膜内に第４の遮光壁が設けられる、（１８）に記載の固体撮像装置。
（２０）
撮像装置を備える電子機器であって、
前記撮像装置は、
光電変換により電荷を生成する複数の画素を含む画素アレイ部を備え、
前記複数の画素は、
入射光の輝度変化に基づいてイベント信号を生成する複数のイベント画素と、
入射光の光量に基づいて輝度信号を生成する複数の階調画素と、
を含み、
前記イベント画素及び前記階調画素の色配置は、１８０度の回転対称性を有さない、電子機器。
１：車両、２：駆動部、３：アービタ、４：イベント信号処理部、
５：輝度信号処理部、６：像高中央側、７：高像高側、
９：画素、９ａ：階調画素、９ｂ：イベント画素、
１０：画素アレイ部、１１：車両制御システム、２１：車両制御ＥＣＵ、
２２：通信部、２３：地図情報蓄積部、２４：位置情報取得部、
２５：外部認識センサ、２６：車内センサ、２７：車両センサ、
２８：記憶部、２９：走行支援・自動運転制御部、３０：ＤＭＳ、
３１：ＨＭＩ、３２：車両制御部、４１：通信ネットワーク、
５１：カメラ、５２：レーダ、５３：LiDAR、５４：超音波センサ、
６１：分析部、６２：行動計画部、６３：動作制御部、
７１：自己位置推定部、７２：センサフュージョン部、
７３：認識部、８１：ステアリング制御部、８２：ブレーキ制御部、
８３：駆動制御部、８４：ボディ系制御部、８５：ライト制御部、
８６：ホーン制御部、８８、半導体基板、８９：絶縁膜、
９０：オンチップレンズ、９１：画素間遮光膜、
９２：フォトダイオード、９３：第１の遮光壁、９３’：第１の遮光壁、
９３’’：第１の遮光壁、９３’’’：第１の遮光壁、
９４：第２の遮光壁、９５：導波路、９６：素子分離絶縁膜、
９７：第３の遮光壁、９８：第４の遮光壁、９９：転送トランジスタ、
１００：撮像装置、１１０：撮像レンズ、１２０：データ処理部、
１３０：制御部、１４０：記録部、１５０：データ生成部、
２００：固体撮像装置、
Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青、Ｗ：白、Ｗ’：白、Ｃ：シアン

Claims (20)

  1. 光電変換により電荷を生成する複数の画素を含む画素アレイ部を備え、
    前記複数の画素は、
    入射光の輝度変化に基づいてイベント信号を生成する複数のイベント画素と、
    入射光の光量に基づいて輝度信号を生成する複数の階調画素と、
    を含み、
    前記イベント画素及び前記階調画素の色配置は、１８０度の回転対称性を有さない、
    固体撮像装置。
  2. 前記イベント画素及び前記階調画素は、所定の波長帯の光を透過するカラーフィルタをさらに備える、
    請求項１に記載の固体撮像装置。
  3. 前記イベント画素における前記カラーフィルタは、白及びシアンのいずれか一方を含み、
    前記階調画素における前記カラーフィルタは、赤、緑及び青を含む、
    請求項２に記載の固体撮像装置。
  4. 前記イベント画素における前記カラーフィルタは、白及びシアンの両方を含み、
    前記階調画素における前記カラーフィルタは、赤、緑及び青を含む、
    請求項２に記載の固体撮像装置。
  5. 青の前記カラーフィルタを有する前記階調画素に隣接する前記イベント画素は、シアンの前記カラーフィルタを有する、請求項４に記載の固体撮像装置。
  6. 青以外の前記カラーフィルタを有する前記階調画素に隣接する前記イベント画素は、白の前記カラーフィルタを有する、請求項４に記載の固体撮像装置。
  7. 画角内における像高中央側の前記イベント画素は白の前記カラーフィルタを有し、
    前記画角内における高像高側の前記イベント画素は、シアンの前記カラーフィルタを有する、
    請求項４に記載の固体撮像装置。
  8. 前記画素アレイ部に含まれる前記イベント画素及び前記階調画素の数に対する前記イベント画素の数の比率は、２５％以下である、請求項１に記載の固体撮像装置。
  9. 前記イベント画素はＥＶＳ画素である、請求項１に記載の固体撮像装置。
  10. 前記複数の画素の前記カラーフィルタ間には、第１の遮光壁が設けられる、請求項２に記載の固体撮像装置。
  11. 前記第１の遮光壁は、低屈折率材構造又はエア構造を含む、請求項１０に記載の固体撮像装置。
  12. 互いに隣接する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁と厚みが異なる、請求項１０に記載の固体撮像装置。
  13. 互いに隣接する、青の前記カラーフィルタを有する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁よりも、厚みが大きい、請求項１２に記載の固体撮像装置。
  14. 互いに隣接する、青以外の前記カラーフィルタを有する前記階調画素と前記イベント画素との間に設けられる前記第１の遮光壁は、互いに隣接する前記階調画素と前記階調画素との間に設けられる前記第１の遮光壁よりも、厚みが小さい、請求項１２に記載の固体撮像装置。
  15. 前記イベント画素及び前記階調画素は、前記カラーフィルタ上に、入射光を集光するオンチップレンズをさらに備え、
    前記複数の画素の前記オンチップレンズ間には、第２の遮光壁が設けられる、請求項２に記載の固体撮像装置。
  16. 前記カラーフィルタ上には、前記入射光の光路となる導波路が設けられる、請求項１５に記載の固体撮像装置。
  17. 前記導波路は、白又はシアンの前記カラーフィルタ上に設けられる、請求項１６に記載の固体撮像装置。
  18. 前記イベント画素及び前記階調画素は、前記カラーフィルタ下の半導体基板内に、光電変換を行うフォトダイオードをさらに備え、
    前記複数の画素の前記フォトダイオード間には、前記半導体基板内を貫通する第３の遮光壁が設けられる、請求項２に記載の固体撮像装置。
  19. 前記複数の画素間には、前記半導体基板下の絶縁膜内に第４の遮光壁が設けられる、請求項１８に記載の固体撮像装置。
  20. 撮像装置を備える電子機器であって、
    前記撮像装置は、
    光電変換により電荷を生成する複数の画素を含む画素アレイ部を備え、
    前記複数の画素は、
    入射光の輝度変化に基づいてイベント信号を生成する複数のイベント画素と、
    入射光の光量に基づいて輝度信号を生成する複数の階調画素と、
    を含み、
    前記イベント画素及び前記階調画素の色配置は、１８０度の回転対称性を有さない、電子機器。
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