JP7134952B2 - 撮像素子、及び、撮像素子を備えた電子機器 - Google Patents

撮像素子、及び、撮像素子を備えた電子機器 Download PDF

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Description

本開示は、画像情報と併せて偏光成分に関する強度などの情報を取得することができる撮像素子、及び、係る撮像素子を備えた電子機器に関する。
従来から、画像情報と併せて偏光成分に関する強度などの情報を取得することができる撮像素子が提案されている。例えば、特開２０１０－２６３１５８号公報（特許文献１）には、複数の画素が２次元マトリクス状に配列された撮像素子において、一部の画素の光入射面側に偏光子（偏光部材）が配置されている撮像素子が提案されている。
このような構成の撮像素子は、画像情報と併せて偏光成分に関する強度などの情報を取得することによって、物体の境界の鮮明化、路面の状態の検出、物体の表面形状の取得や物体の表面性状の測定などといった、各種の分野への応用を図ることができる利点を備えている。
特開２０１０－２６３１５８号公報
一部の画素に偏光子が配置されている構成の撮像素子においては、偏光子が配置されている画素と偏光子が配置されていない画素とが隣接するといったことが生ずる。この場合、偏光子が配置されていない画素に入射する入射光の一部が偏光子が配置されている画素に及ぶといったことが考えられる。偏光子が配置されていない画素からの光は、偏光子が配置されている画素における消光比を悪化させるので、結果として、偏光成分に関する情報に誤差を生じさせる要因となる。
従って、本開示の目的は、偏光子が配置されている画素と偏光子が配置されていない画素が隣接する場合に、偏光子が配置されていない画素からの光の影響を軽減することができる、撮像素子、及び、係る撮像素子を備えた電子機器に関する。
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る撮像素子は、
光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、偏光子が配置されている画素における混色を低減するために、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置されている、
撮像素子である。
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る電子機器は、
撮像素子を備えた電子機器であって、
撮像素子にあっては、
光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、偏光子が配置されている画素における混色を低減するために、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置されている、
電子機器である。
本開示の撮像素子によれば、偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置されている。これによって、偏光子が配置されていない画素に入射する入射光の一部が偏光子が配置されている画素に及ぶといったことが軽減されるので、偏光子が配置されている画素における消光比が改善される。尚、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、付加的な効果があってもよい。
図１は、本開示の第１の実施形態に係る撮像素子の画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２は、本開示の第１の実施形態に係る撮像素子の模式的な一部断面図である。 図３は、カラーフィルタの分光透過率の模式的なグラフである。 図４は、赤外光吸収フィルタの分光透過率の模式的なグラフである。 図５は、赤外光吸収フィルタを省略した構成の参考例の撮像素子において、偏光子が配置されている画素の消光比特性が、偏光子が配置されている画素に連接する画素からの光によって悪化することを説明するための模式図である。 図６は、偏光子が配置されている画素に連接する画素に赤外光吸収フィルタを配置することによって偏光子が配置されている画素の消光比特性が改善されることを説明するための模式図である。 図７は、撮像素子の製造工程を説明するための、模式的な一部断面図である。 図８は、図７に引き続き、撮像素子の製造工程を説明するための、模式的な一部断面図である。 図９は、図８に引き続き、撮像素子の製造工程を説明するための、模式的な一部断面図である。 図１０は、図９に引き続き、撮像素子の製造工程を説明するための、模式的な一部断面図である。 図１１は、図１０に引き続き、撮像素子の製造工程を説明するための、模式的な一部断面図である。 図１２は、平坦化層を更に積層する場合の製造工程を説明するための、模式的な一部断面図である。 図１３は、赤色光の偏光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図１４は、緑色光の偏光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図１５は、赤外光の偏光と、緑色光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図１６は、赤外光の偏光と、緑色光および白色光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図１７は、赤外光の偏光と、白色光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図１８は、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図１９は、図１８に対して、偏光子が配置されている画素の頂点を介して隣接する画素における赤外光吸収フィルタを省略した構成を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２０は、図１９に示す構成において、画素に配置されるカラーフィルタの配置例を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２１は、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２２は、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２３Ａないし図２３Ｄは、図２２に示す構成において、赤外光吸収フィルタが配置される画素の各辺に、それぞれ方位角が異なる偏光子が配置されていることを説明するための模式図である。 図２４は、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２５は、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２６は、画素を斜め配置にした構成における、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２７は、画素を斜め配置にした構成における、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２８は、画素を斜め配置にした構成における、偏光子と赤外光吸収フィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図２９Ａないし図２９Ｄは、図２８に示す構成において、赤外光吸収フィルタが配置される画素の各辺に、それぞれ方位角が異なる偏光子が配置されていることを説明するための模式図である。 図３０は、光学的特性のばらつきを低減することができる偏光子を用いた構成を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図３１Ａないし図３１Ｄは、方位角の相違に関わらず偏光子自体は共通であることを説明するための模式的な平面図である。 図３２は、可視光に基づいて偏光情報を取得し赤外光に基づいて画像情報を取得する、本開示の第２の実施形態に係る撮像素子の画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図３３は、可視光を撮像する画素に赤外光吸収フィルタ層を配置した構成の撮像素子の画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図３４は、カラーフィルタの配置例を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図３５は、カラーフィルタの配置例を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。 図３６は、平坦化層を更に積層した構成の撮像素子の模式的な一部断面図である。 図３７は、赤外光吸収フィルタの配置例を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図３８は、赤外光吸収フィルタの配置例を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図３９は、赤外光吸収フィルタの配置例を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４０は、赤外光吸収フィルタの配置例を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４１は、赤外光吸収フィルタの配置例を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４２は、画素の光入射面の周辺部のみに赤外光吸収フィルタを配置した構成を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４３は、画素の光入射面の周辺部のみに赤外光吸収フィルタを配置した構成を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４４は、偏光子が配置されている画素周辺に、画素とは異なる構造物を配置する場合の、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４５は、偏光子が配置されている画素周辺に、画素とは異なる構造物を配置する場合の、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４６は、偏光子が配置されている画素周辺に、画素とは異なる構造物を配置する場合の、撮像素子の模式的な一部断面図である。 図４７は、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。 図４８は、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、図面を参照して、実施形態に基づいて本開示を説明する。本開示は実施形態に限定されるものではなく、実施形態における種々の数値や材料は例示である。以下の説明において、同一要素または同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様に係る撮像素子、及び、本開示の第１の態様に係る電子機器、全般に関する説明
２．第１の実施形態
３．偏光を検出する画素と対象光との関係
４．カラーフィルタの配置
５．赤外光吸収フィルタ層と偏光子の配置
６．画素の斜め配置
７．同一構造の偏光子の配置例
８．第２の実施形態
９．立体的な配置の構成例
１０．画素とは別種の要素の配置例
１１．応用例
１２．その他
［本開示の第１の態様に係る撮像素子、及び、本開示の第１の態様に係る電子機器、全般に関する説明］
上述したように、本開示の第１の態様に係る撮像素子、あるいは、本開示の第１の態様に係る電子機器に用いられる撮像素子（以下、これらを単に、本開示の撮像素子と呼ぶ場合がある）は、
光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、偏光子が配置されている画素における混色を低減するために、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置されている、
撮像素子である。
本開示の撮像素子にあっては、
偏光子は、赤外光用の画素に配置されている、
構成とすることができるし、あるいは又、
偏光子は、可視光用の画素に配置されている、
構成とすることもできる。
上記した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像素子において、
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
偏光子が配置されていない全ての画素、
偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺または頂点を介して隣接する画素、または、
偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺を介して隣接する画素、
に配置されている、
構成とすることができる。
この場合において、
材料層は、可視光線あるいは不可視光線の範囲の光から、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料から成る、
構成とすることができる。より具体的には、
材料層は、可視光吸収材料、赤外光吸収材料、または、導電材料から成る、
構成とすることができる。
上記した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像素子にあっては、
偏光子が配置されている画素は、画素の周囲が偏光子が配置されていない画素と隣接するように配置されている、
構成とすることができる。
あるいは又、
偏光子が配置されている画素は、画素の辺を介して偏光子が配置されていない画素と隣接し、画素の頂点を介して偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
構成とすることができる。
上記した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像素子にあっては、
偏光の方位角が異なる複数の種類の偏光子が、偏光子の種類毎に、画素単位で配置されている、
構成とすることができる。
この場合において、
各偏光子は同一構造を有しており、
画素に対する配置関係を異にすることによって、偏光の方位角が異なるように配置される、
構成とすることができる。
あるいは又、
偏光子が配置されていない画素は、画素の全ての辺において、それぞれ異なる偏光の方位角を有する偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
構成とすることができる。
あるいは又、
偏光子が配置されている画素は、隣接して複数配置されて成る画素群を構成し、
画素群の周囲には、偏光子が配置されていない画素が隣接するように配置されている、
構成とすることができる。
この場合において、
１つの画素群を構成する各画素には、偏光の方位角が同じ偏光子が配置されている、
構成とすることができる。
上記した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像素子において、本開示の実施に支障がない限り、偏光子の構成は特に限定するものではない。例えば、ヨウ素含有基材を延伸した偏光フィルムや、ワイヤグリッド偏光子を挙げることができる。偏光子を画素単位で配置するといった観点からは、偏光子はワイヤグリッド偏光子から成る構成とすることが望ましい。
上記した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像素子において、
赤外光吸収フィルタと偏光子とは同層に配置されている、
構成とすることができる。
上記した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像素子において、
撮像素子は、光入射面側に配置され、偏光子上を含む全面を覆うように形成されたカラーフィルタを備えている、
構成とすることができる。
この場合において、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
カラーフィルタの偏光子側、または、
カラーフィルタの光入射面側、
に配置されている構成とすることができる。
この場合において、赤外光吸収フィルタはカラーフィルタと同層に配置されている構成とすることができる。更には、赤外光吸収フィルタはカラーフィルタに埋め込まれるように配置されている構成とすることができる。
上記した各種の好ましい形態を含む本開示の撮像素子において、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、画素の光入射面の全体、または、画素の光入射面の周辺部のみを覆うように配置されている構成とすることができる。
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の撮像素子として、例えば、ＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサーなどを挙げることができる。また、これらは、表面照射型であってもよいし裏面照射型であってもよい。そして、本開示の撮像素子を用いた電子機器として、デジタルスチルカメラやビデオカメラ、カムコーダ、監視カメラ、車両搭載用カメラ、スマートフォン用カメラ、ゲーム用のユーザーインターフェースカメラ、生体認証用カメラ等を例示することができる。これらの電子機器は、通常の画像に加えて、偏光成分に関する強度などの情報を同時に取得することができる。
光電変換部が形成される基板として、半導体基板、特に、シリコン半導体基板を挙げることができる。シリコン半導体基板は、可視光に加えて波長が１μｍ程度の光も吸収する。従って、シリコン基板に形成されたフォトダイオードやフォトトランジスタなどといった光電変換部は、可視光に加え、近赤外光についても光電変換を行うことができる。
上述したように、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、可視光吸収材料、赤外光吸収材料、または、導電材料から形成することができる。可視光吸収材料としては、所謂、赤外光透過フィルタを構成する材料を用いることができるし、赤外光吸収材料としては、赤外域の光を吸収する顔料や染料を含む材料を用いることができる。赤外光吸収材料に含まれる材料として、スクアリリウム系化合物、フタロシアニン系化合物、シアニン系化合物といった化合物を例示することができる。耐光性や耐熱性といった観点からは、特に、スクアリリウム系化合物を用いることが好ましい。
カラーフィルタとして、例えば、赤色、緑色、青色の特定波長を透過させる、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタの他、可視光全般を透過する白色フィルタ（透明フィルタ）、赤外領域の特定波長を透過する赤外光透過フィルタを挙げることができる。カラーフィルタは、例えば、顔料や染料等の有機化合物を用いた有機材料系の材料層から構成することができる。尚、場合によって、シアン色、マゼンダ色、黄色等の特定波長を透過させる補色カラーフィルタを用いてもよい。
ワイヤグリッド偏光子は、複数の帯状の導電遮光材料層、及び、導電遮光材料層と導電遮光材料層との間に設けられたスリット領域から構成される。ワイヤグリッドの延在方向に平行な平面で振動する電磁波は、選択的にワイヤグリッドにて反射・吸収される。そのため、ワイヤグリッドを通過した電磁波は、ワイヤグリッドの延在方向に直交する成分が支配的な直線偏光となる。
ワイヤグリッドを構成するための導電遮光材料層を構成する材料として、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、あるいは、これらの金属を含む合金といった導体材料を挙げることができる。あるいは又、カーボンナノチューブ等の線状材料を格子状に配置して複数の帯状の導電遮光材料層を得ることもできるし、金や銀等のナノ粒子を格子状に配置若しくは印刷することで複数の帯状の導電遮光材料層を得ることもできる。
ワイヤグリッド偏光子の作製方法として、導電遮光材料層の成膜技術、並びに、リソグラフィ技術とエッチング技術による導電遮光材料層のパターニング技術との組合せ、リソグラフィ技術とエッチング技術による基体における凹凸部の形成、並びに、基体の凸部頂面における導電遮光材料層の成膜技術との組合せ、あるいは又、所謂リフトオフ技術を挙げることができる。導電遮光材料層の成膜方法として、各種の真空蒸着法やスパッタリング法といった物理的気相成長法、化学的気相成長法、メッキ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法を挙げることができる。
本開示の撮像素子において、それぞれ隣接する光電変換部と光電変換部との間に位置する領域には、例えば、クロム（Ｃｒ）や銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、タングステン（Ｗ）などの金属材料や、誘電体材料などから成る遮光層が設けられている構成とすることができる。場合によっては、遮光層を構成するための材料層について適宜エッチングなどを施し、ワイヤグリッド偏光子を構成することもできる。
カラーフィルタ、赤外光吸収フィルタ層などを構成する材料層、及び、撮像素子を構成する層間絶縁層や平坦化層などは、各種化学的気相成長法、塗布法、各種物理的気相成長法等の公知の方法に基づき形成することができる。また、パターニング法として、リソグラフィ技術とエッチング技術との組合せや、リフトオフ法などの公知の方法を挙げることができる。
本開示の撮像素子にあっては、集光効率を向上させるために、光電変換部の上方にオンチップレンズ（ＯＣＬ）が配置されている形態とすることもできる。
層間絶縁層や平坦化層を透明な材料で構成する場合、例えば、光吸収特性を有していない絶縁材料、具体的には、ＳｉＯX系材料（シリコン系酸化膜を構成する材料）、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＯＦ、ＳｉＣＮ、有機ＳＯＧなどの低誘電率絶縁材料、ポリイミド系樹脂、フッ素系樹脂などを材料として用いることができる。ＯＣＬについても同様である。
本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。例えば、「赤色」とは実質的に赤色として認識されれば足り、「緑色」とは実質的に緑色として認識されれば足りる。「青色」や「白色」についても同様である。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
以下の説明において、分光特性などを説明するためにグラフを参照するが、これらのグラフは模式的なものであり、正確な分光特性などを示すものではない。グラフの形状も模式的なものである。
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、本開示に係る撮像素子に関する。
本開示の撮像素子にあっては、
光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置されている。
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、可視光線あるいは不可視光線の範囲の光から、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料から成る。より具体的には、材料層は、可視光吸収材料、赤外光吸収材料、または、導電材料を用いて形成することができる。第１の実施形態において、材料層は、赤外光吸収材料から構成されており、材料層は、赤外光を選択的に吸収する赤外光吸収フィルタを構成する。説明の都合上、第１の実施形態の説明にあっては、「赤外光吸収フィルタを構成する材料層」を単に「赤外光吸収フィルタ層」と呼ぶ場合がある。
図１は、本開示の第１の実施形態に係る撮像素子の画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図１に示すように、撮像素子１００の画素領域には、複数の画素が、Ｘ方向（図において水平方向）及びＹ方向（図において垂直方向）の２次元マトリクス状に配列されている。
図１において、符号［Ｒ］，［Ｇ］，［Ｂ］は、それぞれ、画素が、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタを備えていることを示す。また、符号［ＩＲ］は、画素が赤外光透過フィルタを備えていることを示す。他の図面においても同様である。
図１のカラーフィルタの配列は、いわゆるベイヤ配列を一部修正したといった構成である。即ち、２×２の画素のうち３つの画素のそれぞれに、赤色、緑色、青色のカラーフィルタを配置し、残りの１つの画素に赤外光透過フィルタを配置した構成である。
尚、後で図１６を参照して説明するが、画素が、可視光全般を透過する白色フィルタ（透明フィルタ）を備えていることを、符号［Ｗ］を用いて表す。他の図面においても同様である。
また、図１において、符号［ＳＩＲ］は、画素が赤外光吸収フィルタ層を備えていることを示す。他の図面においても同様である。
符号［Ｒ＋ＳＩＲ］は、赤色フィルタに加えて赤外光吸収フィルタ層を備えていること、符号［Ｇ＋ＳＩＲ］は、緑色フィルタに加えて赤外光吸収フィルタ層を備えていること、符号［Ｂ＋ＳＩＲ］は、青色フィルタに加えて赤外光吸収フィルタ層を備えていることを示す。
図１に示す例では、偏光子は、赤外光用の画素に配置されている。より具体的には、赤外光透過フィルタを備える画素に、偏光子が配置されている。偏光子が配置されている画素を符号［ＰＬ］、偏光子が配置されていない画素を符号［ＮＰＬ］で表す。偏光子が配置されている画素は、画素の周囲が偏光子が配置されていない画素と隣接するように配置されている。
また、以下の説明において、偏光子が配置されている画素を「偏光画素」と呼び、偏光子が配置されていない画素を「通常画素」と呼ぶ場合がある。
図１に示す例では、偏光の方位角が異なる複数の種類の偏光子が、偏光子の種類毎に、画素単位で配置されている。図では、偏光の方位角に応じたハッチングを施すことによって、画素に偏光子が配置されていることを模式的に示した。他の図面においても同様である。図１に示す例では、Ｘ方向（図において水平方向）を基準として、偏光の方位角が０度、４５度、９０度、１３５度といった４種類の偏光子が、画素単位で配置されている。
偏光子が配置されていない画素における画像情報について偏光情報を反映させるといった場合には、偏光子が配置されていない画素の近傍に位置し、偏光の方位角が異なる偏光子が配置されている偏光画素を複数適宜選択し、選択した偏光画素からの偏光情報を適宜反映させればよい。
図１において、偏光子が配置されている画素は、画素の周囲が偏光子が配置されていない画素と隣接するように配置されている。そして、赤外光吸収フィルタ層は、偏光子が配置されていない全ての画素に配置されている。また、赤外光吸収フィルタ層は、各画素の光入射面の全面を覆うように配置されている。
図２は、本開示の第１の実施形態に係る撮像素子の模式的な一部断面図である。
撮像素子１００は、配線層が形成されている面とは逆の面から光を照射する、所謂裏面照射型の撮像素子であって、基本的には、配線層１０、半導体層２０、平坦化層４０、偏光子５０、赤外光吸収フィルタ層６０、カラーフィルタ７０などが積層された構造である。符号２１は半導体層２０に形成されたフォトダイオード等の光電変換部を示し、符号２２はそれぞれ隣接する光電変換部の間に配置された分離部を示す。
尚、平坦化層４０は、後述する平坦化層４１，平坦化層４２が積層されて構成されており、更には、他の平坦化層が積層された構造を取り得る。各層を区別する必要がない場合には、単に、平坦化層４０として表す。
光電変換部２１の光入射面側には、それぞれ隣接する光電変換部２１を区画する遮光部３０が設けられている。
上述したように、撮像素子１００は、光入射面側に配置され、偏光子５０上を含む全面を覆うように形成されたカラーフィルタ７０を備えている。
カラーフィルタ７０のうち、赤外光透過フィルタ（符号７０IRで表す）と光電変換部２１との間に、偏光子５０が配置されている。偏光子５０は、ワイヤグリッド偏光子から成る。また、カラーフィルタ７０のうち、赤外光透過フィルタ７０IR以外の部分（便宜上、符号７０R/G/Bで表す）と光電変換部２１との間には、赤外光吸収フィルタ層６０が配置されている。従って、赤外光吸収フィルタ層６０と偏光子５０とは同層に配置されている。
次いで、カラーフィルタ７０の特性について説明する。
図３は、カラーフィルタの分光透過率の模式的なグラフであって、透明な基材に、赤色、緑色、青色、及び、赤外光用のカラーフィルタを成膜したときの分光透過率である。図に示すように、撮像素子向けとして市場に流通しているカラーフィルタは、概ね、８００ｎｍより長波長側において略１００パーセントの透過率を示す。
引き続き、赤外光吸収フィルタ層６０の特性について説明する。
赤外光吸収フィルタ層は、例えば、シアニン、フタロシアニン、スクアリリウムと言った色素を含んだ一層または数層といった構成とすることができる。図４は、このようにして形成した赤外光吸収フィルタ層の分光透過率の模式的なグラフである。
近赤外吸収帯の中心波長は、色素の分子設計、例えば、色素を構成する分子の骨格や置換基の構成を変えることによって調整することができる。また、近赤外吸収帯の幅は、例えば、吸収帯の中心波長が異なる複数の種類の色素を用いることによって、近赤外吸収帯の幅を拡大することができる。
ここで、本開示の理解を助けるため、参考例として、赤外光吸収フィルタ層が省略されている構成の撮像素子の課題について説明する。
図５は、赤外光吸収フィルタ層を省略した構成の参考例の撮像素子において、偏光子が配置されている画素の消光比特性が、偏光子が配置されている画素に連接する画素からの光によって悪化することを説明するための模式図である。
偏光画素と通常画素とが隣接するように配置されている場合、偏光画素の光電変換の対象となる波長の光（赤外光）が、通常画素にも入射する。
一般に、光は波長が長くなるほど、より深く光電変換部２１に浸透する。このため、赤外光吸収フィルタ層を省略した構成の参考例の撮像素子９００にあっては、偏光子５０が配置されていない画素から入射した光が、偏光子５０が配置されている画素の光電変換部２１まで浸透し、意図しない光の入射に起因する混色が生ずる。これによって、偏光子５０が配置されている画素の消光比が悪化する。また、場合によっては、偏光子５０が配置されていない画素の光電変換部２１を透過した光が配線などで反射し、隣接する画素の光電変換部２１に達するといったことも考えられる。
上記の課題に対処するため、本開示にあっては、偏光子が配置されている画素に連接する画素に赤外光吸収フィルタ層を配置する構成とした。
図６は、偏光子が配置されている画素に連接する画素に赤外光吸収フィルタ層を配置することによって偏光子が配置されている画素の消光比特性が改善されることを説明するための模式図である。
この構成によれば、偏光画素の光電変換の対象となる波長の光（赤外光）が通常画素に入射しても、赤外光吸収フィルタ層によってその強度は減衰する。これによって、偏光子が配置されていない画素の光電変換部２１を透過した光が配線などで反射し、隣接する画素の光電変換部２１に達するといったことを低減することができる。従って、偏光子が配置されている画素の消光比が改善される。
以上、第１の実施形態に係る撮像素子について説明した。引き続き、図７ないし図１２を参照して、撮像素子１００の製造方法について説明する。
［工程－１００］（図７参照）
光電変換部２１が形成されたシリコン基板上に配線層１０を形成し、次いで、シリコン基板を研磨することによって光電変換部２１の光入射面を露出させる。その後、露出した光入射面に遮光部３０を形成し、次いで、全面に平坦化層４１を形成する。
［工程－１１０］（図８参照）
その後、平坦化層４１上に偏光子５０を配置する。例えば、平坦化層４１上に導電遮光材料層を形成した後、リソグラフィ技術やエッチング技術によってワイヤグリッド構造を形成することによって、偏光子５０を配置する。
［工程－１２０］（図９参照）
次いで、偏光子５０を含む全面に平坦化層４２を形成する。必要に応じてＣＭＰなどによる平坦化を施す。
［工程－１３０］（図１０参照）
その後、赤外光吸収フィルタ層６０を形成すべき部分の平坦化層を、リソグラフィ技術やエッチング技術によって除去する。
［工程－１４０］（図１１参照）
次いで、赤外光吸収フィルタ層６０を形成する。例えば、全面に赤外光吸収フィルタ層を構成する材料を塗布した後、リソグラフィ技術やエッチング技術によって、所定の場所に赤外光吸収フィルタ層６０を形成することができる。
［工程－１５０］
次いで、周知の方法により、偏光子５０や赤外光吸収フィルタ層６０を含む全面に、カラーフィルタ７０を形成することで、図１に示す撮像素子１００を得ることができる。
尚、必要な場合には、図１２に示すように偏光子５０や赤外光吸収フィルタ層６０を含む全面に平坦化層４３を形成した後に、カラーフィルタ７０を形成してもよい。
以上、図１などを参照して撮像素子１００について説明したが、撮像素子１００は種々のバリエーションを取り得る。以下、適宜図を参照して説明する。
［偏光を検出する画素と対象光との関係］
図１にあっては、偏光子は、赤外光用の画素に配置されているとした。即ち、偏光情報は、赤外光に基づいて取得される構成である。
場合によっては、偏光子は、可視光用の画素に配置されている構成とすることもできる。以下、図１３と図１４を参照して説明する。
図１３は、赤色光の偏光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図１３に示す撮像素子１００A1において、カラーフィルタの配列は、いわゆるベイヤ配列の構成である。即ち、２×２の画素のそれぞれに、赤色、緑色、緑色、青色のフィルタを配置し、赤色の画素に偏光子を配置した構成である。偏光情報は、赤外光に基づいて取得される。図１３にあっては、偏光子が配置されていない画素全てに、赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
図１４は、緑色光の偏光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図１４に示す撮像素子１００A2においても、カラーフィルタの配列は、いわゆるベイヤ配列の構成である。即ち、２×２の画素のそれぞれに、赤色、緑色、緑色、青色のフィルタを配置されている。但し、２つの緑色の画素のうち１つに偏光子を配置した構成である。また、図１４においても、偏光子が配置されていない画素全てに、赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
［カラーフィルタの配置］
図１にあっては、赤色、緑色、青色の画像情報と偏光情報を取得するといった構成であり、カラー画像を得るといった態様であった。しかしながら、用途によっては、単色あるいは白色の画像情報の取得が好ましいといった場合が考えられる。
図１５は、赤外光の偏光と、緑色光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
例えば、ヘモグロビンの酸素結合状態を観察するような用途の場合、可視光の撮像については、緑色光に基づいて行なえば足りる。図１５に示す撮像素子１００A3は、このような用途の場合の例であって、２×２の画素のうち１つは、赤外光透過フィルタ、残りの３つは緑色フィルタが配置されている。偏光子は、赤外光用の画素に配置されている。図１５においても、偏光子が配置されていない画素全てに、赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
図１６は、赤外光の偏光と、緑色光および白色光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図１６に示す撮像素子１００A4にあっては、２×２の画素には、赤外光透過フィルタ、緑色フィルタ、白色フィルタ、赤外光透過フィルタが配置されている。偏光子は、赤外光透過フィルタが配置されている画素に配置されている。また、図１６においても、偏光子が配置されていない画素全てに、赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
図１６に示す例では、緑色光と白色光とに基づいて撮像が行なわれ、赤外光に基づいて偏光情報が取得される。尚、この配置の場合、偏光子が配置されている画素は、画素の辺を介して偏光子が配置されていない画素と隣接し、画素の頂点を介して偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている。結果として、偏光子の配置密度は従前の例の倍となるため、偏光情報の取得する上で感度が向上するといった利点を備えている。
図１７は、赤外光の偏光と、白色光を検出する場合のカラーフィルタの配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図１７に示す撮像素子１００A5にあっては、２×２の画素には、赤外光透過フィルタ、白色フィルタ、白色フィルタ、赤外光透過フィルタが配置されている。偏光子は、赤外光透過フィルタが配置されている画素に配置されている。また、図１７においても、偏光子が配置されていない画素全てに、赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
図１７に示す例では、白色光に基づいて撮像が行なわれ、赤外光に基づいて偏光情報が取得される。尚、この配置においても偏光子の配置密度は従前の例の倍となるため、偏光情報の取得する上で感度が向上するといった利点を備えている。
［赤外光吸収フィルタ層と偏光子の配置］
従前の各例では、偏光子が配置されていない画素全てに、赤外光吸収フィルタ層が配置されているとした。場合によっては、偏光子が配置されていない画素のうち一部の画素に赤外光吸収フィルタ層を配置するといったことも考えられる。
図１８は、偏光子と赤外光吸収フィルタ層の配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図１８に示す撮像素子１００B1にあっては、２×２の画素のうち１つに偏光子が配置され、他の３つには赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
隣接する画素からの光の入射といった観点からは、偏光子が配置されている画素において、辺を介して隣接する画素からの光の入射と、頂点を介して隣接する画素からの入射を比較したとき、後者の影響は前者の影響に比べて相対的に弱い。従って、辺を介して隣接する画素からの光の入射のみ軽減するといった構成が考えられる。
図１９は、図１８に対して、偏光子が配置されている画素の頂点を介して隣接する画素における赤外光吸収フィルタ層を省略した構成を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図１９に示す撮像素子１００B2にあっては、偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺を介して隣接する画素に赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
図２０は、図１９に示す構成において、画素に配置されるカラーフィルタの配置例を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図２０に示す撮像素子１００B3にあっては、２×２の画素のうち１つに赤外光吸収フィルタ層が配置され、他の３つには緑色フィルタが配置されている。
上述した図１５の撮像素子１００A3と対比すると、図２０に示す撮像素子１００B3にあっては、緑色用の画素の一部について赤外光吸収フィルタ層が省略されている。従って、撮像感度の向上を図るとともに、また、偏光子が配置されている画素についても、隣接する画素からの入射光の影響をある程度軽減することができるといった利点を備えている。
次いで、偏光子の配置例について説明する。
図２１は、偏光子と赤外光吸収フィルタ層の配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図２１に示す撮像素子１００B4にあっては、２×２の画素のうち、対角に並ぶ一対の画素に同じ方位角の偏光子が配置され、残りに赤外光吸収フィルタ層が配置されている。尚、偏光子は、２×２の画素単位毎に、方位角が異なるように配置されている。上述した図１６はこのような配置である。
この配置の場合、偏光子が配置されていない画素は、辺を介して４つの偏光子に囲まれている。しかしながら、４つの偏光子のうち２つは同じ方位角となる。従って、４通りの偏光の方位角の情報を得るためには、偏光子が配置されていない画素から離れた場所にある偏光画素の情報を用いざるを得ない。
通常画素の画像情報について偏光情報を反映させるといった観点からは、通常画素に隣接する偏光画素から、全ての方位角についての情報が取得できることが好ましい。
図２２は、偏光子と赤外光吸収フィルタ層の配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。図２３Ａないし図２３Ｄは、図２２に示す構成において、赤外光吸収フィルタ層が配置される画素の各辺に、それぞれ方位角が異なる偏光子が配置されていることを説明するための模式図である。
図２２に示す撮像素子１００B5は、図２１に示す撮像素子１００B4に対して、２×２の画素のうち、対角に並ぶ一対の画素にそれぞれ異なる方位角の偏光子が配置されている点が相違する。
撮像素子１００B5において、偏光子が配置されていない画素は、画素の全ての辺において、それぞれ異なる偏光の方位角を有する偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている。この構成では、通常画素を取り囲む偏光子の方位角の関係は、図２３Ａないし図２３Ｄのいずれかとなる。従って、通常画素に隣接する偏光画素から、全ての方位角についての偏光情報を得ることができる。
次いで、別の配置例について説明する。
従前の各例では、偏光画素同士が辺を介して隣接することはない。しかしながら、場合によっては、複数の偏光画素が群をなして配置されるといった構成も考えられる。
図２４は、偏光子と赤外光吸収フィルタ層の配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図２４に示す撮像素子１００B6にあっては、偏光子が配置されている画素は、隣接して複数配置されて成る画素群を構成し、画素群の周囲には、偏光子が配置されていない画素が隣接するように配置されている。図では、偏光画素の画素群は２×２の画素で構成されているとしたが、これは例示に過ぎない。１つの画素群を構成する各偏光画素には、偏光の方位角が同じ偏光子が配置されている。そして、偏光子が配置されていない画素の全てに、赤外光吸収フィルタ層が配置されている。
また、従前の各例では、偏光子の方位角は４種類としたが、場合によっては、３種類以下の構成も考えられる。
図２５は、偏光子と赤外光吸収フィルタ層の配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図２５に示す撮像素子１００B7にあっては、偏光子の方位角は３種類となっている。基本的には、図１８に示す配置のうち、特定の方位角のものを赤外光吸収フィルタ層に交換した構成である。
［画素の斜め配置］
従前の各例では、画素の各辺は、Ｘ方向とＹ方向に沿って配置されているとした。しかしながら、解像度などの観点から、画素を斜めにして配置するといった構成も考えられる。
図２６は、画素を斜め配置にした構成における、偏光子と赤外光吸収フィルタ層の配置を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。後述する図２７、図２８においても同様である。
図２６に示す撮像素子１００C1は、基本的には、図１８に示す構成を４５度斜めにしたといった構成である。偏光画素は、その周辺全てが通常画素で囲まれている。
図２７に示す撮像素子１００C2は、基本的には、図２１に示す構成を４５度斜めにしたといった構成である。
この配置の場合、偏光子が配置されていない画素は、辺を介して４つの偏光子に囲まれている。しかしながら、４つの偏光子のうち２つは同じ方位角となる。従って、４通りの偏光の方位角の情報を得るためには、偏光子が配置されていない画素から離れた場所にある偏光画素の情報を用いざるを得ない。
図２８に示す撮像素子１００C3は、基本的には、図２２に示す構成を４５度斜めにしたといった構成である。
この構成では、通常画素を取り囲む偏光素子の方位角の関係は、図２９Ａないし図２９Ｄのいずれかとなる。従って、通常画素に隣接する偏光画素から、全ての方位角についての偏光情報を得ることができる。
［同一構造の偏光子の配置例］
方位角が異なる偏光子を構成する場合、画素形状との関係で、偏光子の特性が変わるといったことが考えられる。例えば、画素の辺に沿って延びるワイヤグリッドを有する偏光子と、画素の辺に対して斜めに延びるワイヤグリッドを有する偏光子とでは、偏光子を構成するワイヤグリッドの長さなどが相違するため、偏光子自体の光学特性に差が生ずることが考えられる。
従って、各偏光子は同一構造を有しており、画素に対する配置関係を異にすることによって、偏光の方位角が異なるように配置される構成とすれば、偏光子自体の光学特性に差が生ずることを軽減することができる。
図３０は、光学的特性のばらつきを低減することができる偏光子を用いた構成を説明するための、画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。図３１Ａないし図３１Ｄは、方位角の相違に関わらず偏光子自体は共通であることを説明するための模式的な平面図である。
図３０に示す撮像素子１００D1において、偏光子の方位角は、２２．５度、６７．５度、１１２．５度、１５７．５度に設定されている。
図３１に示すように、画素の各辺が略同一寸法であるとすれば、方位角が異なるこれらの偏光子は、同一構造の偏光子が回転あるいは反転を伴って配置された構造となる。従って、この構成によれば、偏光子自体の光学特性に差が生ずることを軽減することができる。
［第２の実施形態］
第２の実施形態も、本開示に係る撮像素子に関する。
第１の実施形態にあっては、偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層として、赤外光吸収フィルタ層が配置されていた。これによって、偏光子５０が配置されていない画素から入射した赤外光が、偏光子５０が配置されている画素の光電変換部２１まで浸透するといったことが軽減されている。
第２の実施形態にあっては、可視光に基づいて偏光情報を取得し、赤外光に基づいて画像情報を取得するといった構成である。そして、偏光子が配置されていない画素からのお可視光が、偏光子が配置されている画素の光電変換部に及ぶことに起因する混色を低減するために、偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層として、可視光を吸収し赤外光を選択的に透過させる材料から成る赤外光透過フィルタ層（赤外光透過フィルタ）が配置される。
図３２は、可視光に基づいて偏光情報を取得し赤外光に基づいて画像情報を取得する、本開示の第２の実施形態に係る撮像素子の画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図３２に示すように、撮像素子１００E1の画素領域には、複数の画素が、Ｘ方向（図において水平方向）及びＹ方向（図において垂直方向）の２次元マトリクス状に配列されている。
図１において、符号［ＶＬ］は、画素が、可視光を透過させるフィルタ、例えば、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタなどを備えていることを示す。また、符号［ＩＲ］は、画素が赤外光透過フィルタ層を備えていることを示す。他の図面においても同様である。
図３２において、偏光子が配置されている画素は、画素の周囲が偏光子が配置されていない画素と隣接するように配置されている。そして、赤外光透過フィルタ層は、偏光子が配置されていない全ての画素に配置されている。
この構成によれば、偏光画素の光電変換の対象となる可視光が通常画素に入射しても、赤外光透過フィルタ層によってその強度は減衰する。これによって、通常画素を透過した可視光が隣接する偏光画素の光電変換部に達するといったことを低減することができる。従って、偏光子が配置されている画素の消光比が改善される。
尚、上述したように、撮像素子向けとして市場に流通しているカラーフィルタは、概ね、８００ｎｍより長波長側において略１００パーセントの透過率を示す。従って、実際には、カラーフィルタと併せて、赤外光吸収フィルタ層を備えることが好ましい。図３３は、可視光を撮像する画素に赤外光吸収フィルタ層を配置した構成の撮像素子の画素領域における平面レイアウトの一部分の模式図である。
図３３に示すように、撮像素子１００E2にあっては、可視光を撮像する偏光画素に赤外光吸収フィルタ層が配置されている。赤外光吸収フィルタ層それ自体は、実質的に、白色フィルタとして作用する。
第２の実施形態において、カラーフィルタの配置は、特に限定するものではない、図３４や図３５に、カラーフィルタの配置例を示す。
従前の各例では、偏光子が配置されていない画素全てに、赤外光透過フィルタ層が配置されているとした。場合によっては、偏光子が配置されていない画素のうち一部の画素に赤外光透過フィルタ層を配置するといったことも可能である。例えば、図１９において、符号［ＳＩＲ］を［ＩＲ］に置き換えた構成も可能である。
また、第１の実施形態において説明した、［画素の斜め配置］、［同一構造の偏光子の配置例］といったことと同様の変形も可能である。
［立体的な配置の構成例］
上述した各種構成例では、主に平面的な配置のバリエーションについて説明した。偏光子、赤外光吸収フィルタ層、平坦化層、カラーフィルタなどの立体的な配置については、種々のバリエーションが考えられる。以下、図３６ないし図４３を参照して説明する。
図２に示す撮像素子１００では、同層に配置された偏光子５０と赤外光吸収フィルタ層６０との上にカラーフィルタ７０が形成されているとした。カラーフィルタ７０の平坦性を向上させるなどといった観点からは、偏光子５０と赤外光吸収フィルタ層６０を覆う平坦化層上にカラーフィルタ７０を形成するといったことも考えられる。
図３６は、平坦化層を更に積層した構成の撮像素子の模式的な一部断面図である。
図３６に示す撮像素子１００F1では、偏光子５０と赤外光吸収フィルタ層６０の上に平坦化層４３が積層され、その上にカラーフィルタ７０が形成されている。具体的には、上述した［工程－１５０］の前に、図１２で示す平坦化層４３を形成する工程を行なえばよい。
あるいは又、赤外光吸収フィルタ層の特性上、膜厚を厚くせざるを得ないなどといった場合には、赤外光吸収フィルタ層を配置すべき部分の平坦化層の一部あるいは全てを除去するといったことも考えられる。
図３７は、赤外光吸収フィルタ層の配置例を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。後述する図３８ないし図４１についても同様である。
図３７に示す撮像素子１００F2は、図３６に示す撮像素子１００F1に対して、赤外光吸収フィルタ層６０が配置される部分の平坦化層４０の全てが除去された構成である。この構成によれば、赤外光吸収フィルタ層６０の厚膜化を図ることができる。
例えば、上述した［工程－１３０］や［工程－１４０］を、平坦化層４１，４２，４３が積層された後に行なうといったことによって、図３７に示す撮像素子１００F2を得ることができる。
あるいは又、赤外光吸収フィルタ層をよりカラーフィルタ側に近づけるといった構成も考えられる。
図３８に示す撮像素子１００F3は、カラーフィルタ７０側の平坦化層４０の一部を除去し、そこに赤外光吸収フィルタ層６０を埋め込んだ構成である。
上述した各例では、赤外光吸収フィルタ層６０は、カラーフィルタ７０の偏光子５０側に配置されているとしたが、例えば、赤外光吸収フィルタ層６０は、カラーフィルタ７０の光入射面側に配置されている構成とすることもできるし、赤外光吸収フィルタ層６０はカラーフィルタ７０と同層に配置されている構成とすることもできるし、あるいは又、赤外光吸収フィルタ層６０はカラーフィルタ７０に埋め込まれるように配置されている構成とすることもできる。
図３９に示す撮像素子１００F4は、平坦化層４０（より具体的には、平坦化層４３）上に赤外光吸収フィルタ層６０を配置した例である。この構成では、赤外光吸収フィルタ層６０はカラーフィルタ７０に埋め込まれるように配置されている。カラーフィルタ７０の形成プロセスの一部として、事前に赤外光吸収フィルタ層６０の形成プロセスを行うことでこのような構造を得ることができる。
図４０に示す撮像素子１００F5は、赤外光吸収フィルタ層６０が、カラーフィルタ７０の光入射面側に配置した例である。赤外光吸収フィルタ層６０はカラーフィルタ７０に埋め込まれるように配置されている。図４１に示す撮像素子１００F6も、赤外光吸収フィルタ層６０が、カラーフィルタ７０の光入射面側に配置した例である。赤外光吸収フィルタ層６０はカラーフィルタ７０上に配置されている。カラーフィルタ７０の形成プロセスの一部として、事後的に赤外光吸収フィルタ層６０の形成プロセスを行うことでこれらの構造を得ることができる。
上述した各例では、赤外光吸収フィルタ層は、各画素の光入射面の全面を覆うように配置されているとした。
画素の位置関係から、通常画素の光入射面の周辺部を通る光は、中央部を通る光よりもより偏光画素に影響を与えやすい。従って、赤外光吸収フィルタ層を、画素の光入射面の周辺部のみに配置するといったことが考えられる。
図４２は、画素の光入射面の周辺部のみに赤外光吸収フィルタ層を配置した構成を説明するための、撮像素子の模式的な一部断面図である。図４３においても同様である。
図４２に示す撮像素子１００G1は、図２に示す撮像素子１００に対して、画素の光入射面の周辺部のみに赤外光吸収フィルタ層６０を配置した構成である。図４３に示す撮像素子１００ G2 は、図３７に示す撮像素子１００F2に対して、画素の光入射面の周辺部のみに赤外光吸収フィルタ層６０を配置した構成である。
［画素とは別種の要素の配置例］
上述した各例では、偏光画素と通常画素とが適宜配置されるとしたが、場合によっては、通常画素の代わりに、ＤＲＡＭを構成するキャパシタなどの構造物を配置するといったことが考えられる。
図４４は、偏光子が配置されている画素周辺に、画素とは異なる構造物を配置する場合の、撮像素子の模式的な一部断面図である。図４５と図４６も同様である。
図４４に示す撮像素子１００H1は、通常画素に代えて、キャパシタを構成する電極８０を配置した例である。図４５に示す撮像素子１００H2は、通常画素の一部を分離部２２Ａで置き換えた例である。
図４６に示す撮像素子１００H3は、図４４に示す撮像素子１００H1の変形例である。この構成では、赤外光吸収フィルタ層６０の代わりに、偏光子を構成する際の導電遮光材料層を適宜パターニングして、材料層６０Ａとして残した例である。
［応用例］
本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械（トラクター）など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４７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７０００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７０００は、通信ネットワーク７０１０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４７に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図４７では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
駆動系制御ユニット７１００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７１００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。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
ボディ系制御ユニット７２００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７２００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７２００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７２００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。
バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００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７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外光カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
ここで、図４８は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００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のうちの少なくとも一つ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７９１０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７９１８は、主として車両７９００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７９１２，７９１４は、主として車両７９００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７９１６は、主として車両７９００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７９１８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４８には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６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７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、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に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
図４７に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、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。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０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。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外光又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥ（Long Term Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、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（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）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine Type Communication）端末）と接続してもよい。
専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicle Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle to Home）の通信及び歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface）、又はＭＨＬ（Mobile High-definition Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、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７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０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ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、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ってもよい。
マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
音声画像出力部７６７０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４７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０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。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
なお、図４７に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、車外情報検出ユニットの撮像部に適用され得る。即ち、画像情報と共に偏光情報も得ることができるため、より詳細な情報を得ることが可能になる。
［その他］
以上、本開示の実施形態について具体的に説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施形態において挙げた数値、構造、基板、原料、プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じて、これらと異なる数値、構造、基板、原料、プロセスなどを用いてもよい。
尚、本開示の技術は以下のような構成も取ることができる。
［Ａ１］
光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、偏光子が配置されている画素における混色を低減するために、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置されている、
撮像素子。
［Ａ２］
偏光子は、赤外光用の画素に配置されている、
上記［Ａ１］に記載の撮像素子。
［Ａ３］
偏光子は、可視光用の画素に配置されている、
上記［Ａ１］に記載の撮像素子。
［Ａ４］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
偏光子が配置されていない全ての画素、
偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺または頂点を介して隣接する画素、または、
偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺を介して隣接する画素、
に配置されている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ３］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ５］
材料層は、可視光線あるいは不可視光線の範囲の光から、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料から成る、
上記［Ａ１］ないし［Ａ４］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ６］
材料層は、可視光吸収材料、赤外光吸収材料、または、導電材料から成る、
上記［Ａ５］に記載の撮像素子。
［Ａ７］
偏光子が配置されている画素は、画素の周囲が偏光子が配置されていない画素と隣接するように配置されている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ６］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ８］
偏光子が配置されている画素は、画素の辺を介して偏光子が配置されていない画素と隣接し、画素の頂点を介して偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ６］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ９］
偏光の方位角が異なる複数の種類の偏光子が、偏光子の種類毎に、画素単位で配置されている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ８］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ１０］
各偏光子は同一構造を有しており、
画素に対する配置関係を異にすることによって、偏光の方位角が異なるように配置される、
上記［Ａ９］に記載の撮像素子。
［Ａ１１］
偏光子が配置されていない画素は、画素の全ての辺において、それぞれ異なる偏光の方位角を有する偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
上記［Ａ９］に記載の撮像素子。
［Ａ１２］
偏光子が配置されている画素は、隣接して複数配置されて成る画素群を構成し、
画素群の周囲には、偏光子が配置されていない画素が隣接するように配置されている、
上記［Ａ９］に記載の撮像素子。
［Ａ１３］
１つの画素群を構成する各画素には、偏光の方位角が同じ偏光子が配置されている、
上記［Ａ１２］に記載の撮像素子。
［Ａ１４］
偏光子はワイヤグリッド偏光子から成る、
上記［Ａ１］ないし［Ａ１３］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ１５］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層と偏光子とは同層に配置されている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ１４］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ１６］
撮像素子は、光入射面側に配置され、偏光子上を含む全面を覆うように形成されたカラーフィルタを備えている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ１５］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ１７］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
カラーフィルタの偏光子側、または、
カラーフィルタの光入射面側、
に配置されている、
上記［Ａ１６］に記載の撮像素子。
［Ａ１８］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層はカラーフィルタと同層に配置されている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ１７］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ａ１９］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、画素の光入射面の全体、または、画素の光入射面の周辺部のみを覆うように配置されている、
上記［Ａ１］ないし［Ａ１８］のいずれかに記載の撮像素子。
［Ｂ１］
撮像素子を備えた電子機器であって、
撮像素子は、
光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、偏光子が配置されている画素における混色を低減するために、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置されている、
電子機器。
［Ｂ２］
偏光子は、赤外光用の画素に配置されている、
上記［Ｂ１］に記載の電子機器。
［Ｂ３］
偏光子は、可視光用の画素に配置されている、
上記［Ｂ１］に記載の電子機器。
［Ｂ４］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
偏光子が配置されていない全ての画素、
偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺または頂点を介して隣接する画素、または、
偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺を介して隣接する画素、
に配置されている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ３］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ５］
材料層は、可視光線あるいは不可視光線の範囲の光から、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料から成る、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ４］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ６］
材料層は、可視光吸収材料、赤外光吸収材料、または、導電材料から成る、
上記［Ｂ５］に記載の電子機器。
［Ｂ７］
偏光子が配置されている画素は、画素の周囲が偏光子が配置されていない画素と隣接するように配置されている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ６］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ８］
偏光子が配置されている画素は、画素の辺を介して偏光子が配置されていない画素と隣接し、画素の頂点を介して偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ６］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ９］
偏光の方位角が異なる複数の種類の偏光子が、偏光子の種類毎に、画素単位で配置されている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ８］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ１０］
各偏光子は同一構造を有しており、
画素に対する配置関係を異にすることによって、偏光の方位角が異なるように配置される、
上記［Ｂ９］に記載の電子機器。
［Ｂ１１］
偏光子が配置されていない画素は、画素の全ての辺において、それぞれ異なる偏光の方位角を有する偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
上記［Ｂ９］に記載の電子機器。
［Ｂ１２］
偏光子が配置されている画素は、隣接して複数配置されて成る画素群を構成し、
画素群の周囲には、偏光子が配置されていない画素が隣接するように配置されている、
上記［Ｂ９］に記載の電子機器。
［Ｂ１３］
１つの画素群を構成する各画素には、偏光の方位角が同じ偏光子が配置されている、
上記［Ｂ１２］に記載の電子機器。
［Ｂ１４］
偏光子はワイヤグリッド偏光子から成る、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ１３］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ１５］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層と偏光子とは同層に配置されている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ１４］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ１６］
電子機器は、光入射面側に配置され、偏光子上を含む全面を覆うように形成されたカラーフィルタを備えている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ１５］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ１７］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
カラーフィルタの偏光子側、または、
カラーフィルタの光入射面側、
に配置されている、
上記［Ｂ１６］に記載の電子機器。
［Ｂ１８］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層はカラーフィルタと同層に配置されている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ１７］のいずれかに記載の電子機器。
［Ｂ１９］
所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、画素の光入射面の全体、または、画素の光入射面の周辺部のみを覆うように配置されている、
上記［Ｂ１］ないし［Ｂ１８］のいずれかに記載の電子機器。
１００，１００A1～１００A5，１００B1～１００B7，１００C1～１００C3，１００D1，１００E1～１００E4，１００F1～１００F6，１００G1～１００G2，１００H1～１００ H3 ，９００・・・撮像素子、１０・・・配線層、２０・・・半導体層、２１・・・光電変換部、２２・・・分離部、３０・・・遮光部、４０，４１，４２，４３・・・平坦化層、５０・・・偏光子、６０・・・材料層（赤外光吸収フィルタ層）、６０Ａ・・・材料層（導電材料層）、７０・・・カラーフィルタ、７０R・・・赤色フィルタ、７０G・・・緑色フィルタ、７０B・・・青色フィルタ、７０W・・・白色フィルタ（透明フィルタ）、７０IR・・・赤外光透過フィルタ、ＰＬ・・・偏光子が配置されている画素（偏光画素）、ＮＰＬ・・・偏光子が配置されていない画素（通常画素）

Claims (18)

  1. 光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
    複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
    偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、偏光子が配置されている画素における混色を低減するために、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置され、
    偏光の方位角が異なる複数の種類の偏光子が、偏光子の種類毎に、画素単位で配置され、
    偏光子が配置されている画素は、隣接して複数配置されて成る画素群を構成し、
    画素群の周囲には、偏光子が配置されていない画素が隣接するように配置されている、
    撮像素子。
  2. 偏光子は、赤外光用の画素に配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  3. 偏光子は、可視光用の画素に配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  4. 所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
    偏光子が配置されていない全ての画素、
    偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺または頂点を介して隣接する画素、または、
    偏光子が配置されていない画素のうち、偏光子が配置されている画素に対して画素の辺を介して隣接する画素、
    に配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  5. 材料層は、可視光線あるいは不可視光線の範囲の光から、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料から成る、
    請求項１に記載の撮像素子。
  6. 材料層は、可視光吸収材料、赤外光吸収材料、または、導電材料から成る、
    請求項５に記載の撮像素子。
  7. 偏光子が配置されている画素は、画素の周囲が偏光子が配置されていない画素と隣接するように配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  8. 偏光子が配置されている画素は、画素の辺を介して偏光子が配置されていない画素と隣接し、画素の頂点を介して偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  9. 各偏光子は同一構造を有しており、
    画素に対する配置関係を異にすることによって、偏光の方位角が異なるように配置される、
    請求項１に記載の撮像素子。
  10. 偏光子が配置されていない画素は、画素の全ての辺において、それぞれ異なる偏光の方位角を有する偏光子が配置されている画素と隣接するように配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  11. １つの画素群を構成する各画素には、偏光の方位角が同じ偏光子が配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  12. 偏光子はワイヤグリッド偏光子から成る、
    請求項１に記載の撮像素子。
  13. 所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層と偏光子とは同層に配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  14. 撮像素子は、光入射面側に配置され、偏光子上を含む全面を覆うように形成されたカラーフィルタを備えている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  15. 所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、
    カラーフィルタの偏光子側、または、
    カラーフィルタの光入射面側、
    に配置されている、
    請求項１４に記載の撮像素子。
  16. 所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層はカラーフィルタと同層に配置されている、
    請求項１５に記載の撮像素子。
  17. 所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層は、画素の光入射面の全体、または、画素の光入射面の周辺部のみを覆うように配置されている、
    請求項１に記載の撮像素子。
  18. 撮像素子を備えた電子機器であって、
    撮像素子にあっては、
    光電変換部を有する複数の画素が２次元マトリクス状に配列されており、
    複数の画素のうち一部の画素には、光入射面側に、画素単位で、偏光子が配置されており、
    偏光子が配置されていない画素のうち少なくとも一部の画素には、偏光子が配置されている画素における混色を低減するために、画素単位で、所定の範囲の波長の光の透過を妨げる材料層が配置され、
    偏光の方位角が異なる複数の種類の偏光子が、偏光子の種類毎に、画素単位で配置され、
    偏光子が配置されている画素は、隣接して複数配置されて成る画素群を構成し、
    画素群の周囲には、偏光子が配置されていない画素が隣接するように配置されている、
    電子機器。
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