KR20230071123A - 고체 촬상 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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KR20230071123A
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light
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solid
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가즈야 후루모토
유야 마에다
요시아키 기타노
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

보다 화질이 높은 화상을 얻을 수 있는 고체 촬상 장치를 제공한다. 온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛을 구비하도록 하였다. 또한, 복수의 화소 유닛이, 소정 사이즈의 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛(예를 들어, 촬상 화소의 화소 유닛), 및 소정 사이즈보다도 대형의 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛(예를 들어, 위상차 검출 화소의 화소 유닛)을 포함하도록 하였다. 또한, 제2 화소 유닛의 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 CF간 차광부 (제2 CF간 차광부)의 높이가, 제1 화소 유닛의 컬러 필터간의 CF간 차광부 (제1 CF간 차광부)의 높이보다도 높아지도록 하였다.

Description

고체 촬상 장치 및 전자 기기
본 기술은, 고체 촬상 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛을 구비하는 고체 촬상 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조.). 특허문헌 1에 기재된 고체 촬상 장치에서는, 각 화소 유닛의 컬러 필터의 주위를 둘러싸도록, 컬러 필터간에 입사광을 차단하는 컬러 필터간 차광부를 배치함으로써, 하나의 화소 유닛의 컬러 필터에 입사한 입사광이 다른 화소 유닛의 컬러 필터에 진입하여 광학 혼색을 발생시키는 것을 억제할 수 있어, 고체 촬상 장치에서 얻어지는 화상의 화질을 향상 가능하게 되어 있다.
일본 특허 공개 제2018-201015호 공보
이러한 고체 촬상 장치에서는, 화질의 더 한층의 향상이 요구되고 있다.
본 개시는, 보다 화질이 높은 화상을 얻을 수 있는 고체 촬상 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 고체 촬상 장치는, (a) 온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛과, (b) 광전 변환부의 광 입사면측에, 복수의 화소 유닛의 컬러 필터 각각의 주위를 둘러싸도록 형성된 격자상의 컬러 필터간 차광부를 구비하고, (c) 복수의 화소 유닛에는, 소정 사이즈의 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛, 및 소정 사이즈보다도 대형의 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛이 포함되어 있고, (d) 제2 화소 유닛의 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 컬러 필터간 차광부의 높이는, 제1 화소 유닛의 컬러 필터간의 컬러 필터간 차광부의 높이보다도 높다.
또한, 본 개시의 전자 기기는, (a) 온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛, (b) 그리고 광전 변환부의 광 입사면측에, 복수의 화소 유닛의 컬러 필터 각각의 주위를 둘러싸도록 형성된 격자상의 컬러 필터간 차광부를 구비하고, (c) 복수의 화소 유닛에는, 소정 사이즈의 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛, 및 소정 사이즈보다도 대형의 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛이 포함되어 있고, (d) 제2 화소 유닛의 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 컬러 필터간 차광부의 높이는, 제1 화소 유닛의 컬러 필터간의 컬러 필터간 차광부의 높이보다도 높은 고체 촬상 장치를 구비한다.
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2a는, 도 1의 A-A선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 2b는, 도 1의 B 영역을 확대하여, 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은, CF간 차광부가 낮은 경우의, 종래의 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는, CF간 차광부가 높은 경우의, 종래의 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 5a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 5b는, 도 5a의 C-C선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 6a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 6b는, 도 6a의 D-D선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 7a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 7b는, 도 7a의 E-E선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 8a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 8b는, 도 8a의 F-F선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 9a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 9b는, 도 9a의 G-G선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 10a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 10b는, 도 10a의 H-H선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 11a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 11b는, 도 11a의 I-I선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 12a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 12b는, 도 12a의 J-J선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 13a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 13b는, 도 13a의 K-K선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 14a는, 고체 촬상 장치의 제조 공정에 있어서의 화소 영역의 평면 구성을 나타내는 도면이다.
도 14b는, 도 14a의 L-L선으로 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 15는, 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은, 제3 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 17a는, 제4 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 17b는, 온 칩 렌즈층을 생략한, 도 17a의 화소 영역의 평면 구성도이다.
도 18a는, 제5 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 18b는, 온 칩 렌즈층을 생략한, 도 18a의 화소 영역의 평면 구성도이다.
도 19a는, 제6 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 19b는, 온 칩 렌즈층을 생략한, 도 19a의 화소 영역의 평면 구성도이다.
도 20은, 제7 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 21a는, 제8 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 21b는, 온 칩 렌즈층을 생략한, 도 21a의 화소 영역의 평면 구성도이다.
도 22a는, 제9 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 22b는, 온 칩 렌즈층을 생략한, 도 22a의 화소 영역의 평면 구성도이다.
도 23a는, 제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 23b는, 온 칩 렌즈층을 생략한, 도 23a의 화소 영역의 평면 구성도이다.
도 24a는, 제11 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 24b는, 온 칩 렌즈층을 생략한, 도 24a의 화소 영역의 평면 구성도이다.
도 25는, 변형예에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 26은, 변형예에 관한 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 27은, 전자 기기의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 28은, CMOS 이미지 센서를 사용하는 사용예를 나타내는 도면이다.
도 29는, 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 30은, 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 31은, 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 32는, 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 고체 촬상 장치에 있어서, 이하의 과제를 발견하였다.
특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 예를 들어 소정 사이즈의 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛, 및 소정 사이즈보다도 대형의 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛(예를 들어, 화소 유닛)을 갖고, 이차원 매트릭스형으로 배치된 제1 화소 유닛의 사이에, 제2 화소 유닛을 이산적으로 배치하는 구성으로 한 경우, 고체 촬상 장치의 제조 시에, 제2 화소 유닛의 온 칩 렌즈의 볼록형 렌즈면의 테두리부(이하 「온 칩 렌즈의 테두리부」라고도 칭함)의 치수가 설계값보다도 작아질 가능성이 있었다. 그리고, 제2 화소 유닛의 온 칩 렌즈의 테두리부와, 인접하는 제1 화소 유닛의 온 칩 렌즈의 테두리부 사이에, 입사광의 집광에 기여하지 않는 평탄한 경계 영역이 형성될 가능성이 있었다. 그 때문에, 그 경계 영역에, 제2 화소 유닛측에서 제1 화소 유닛측으로 비스듬히 진행되는 입사광이 입사한 경우, 기울어진 입사광이 온 칩 렌즈에서 집광되지 않고 직진할 가능성이 있었다. 그 때문에, 예를 들어 화소 영역의 전역에서 컬러 필터간 차광부(이하, 「CF간 차광부」라고도 칭함)를 낮게 한 경우, 제2 화소 유닛에 인접하는 제1 화소 유닛에 있어서, 경계 영역을 투과한 입사광이, CF간 차광부에서 차단되지 않고, 제1 화소 유닛의 컬러 필터에 입사하여 광학 혼색을 발생하고, 고체 촬상 장치로부터 얻어지는 화상의 화질이 저하될 가능성이 있었다. 한편, 예를 들어 화소 영역의 전역에서 CF간 차광부를 높게 한 경우, 제1 화소 유닛에 있어서, 제1 화소 유닛의 온 칩 렌즈를 투과한 입사광이 CF간 차광부의 광 입사면측에 닿아 반사되고, 광전 변환부에 입사되는 광량이 저하되어 감도가 저하되고, 얻어지는 화상의 화질이 저하될 가능성이 있었다.
이하에, 본 개시의 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치 및 전자 기기의 일례를, 도 1 내지 도 32를 참조하면서 설명한다. 본 개시의 실시 형태는 이하의 순서로 설명한다. 또한, 본 개시는 이하의 예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 기재된 효과는 어디까지나 예시이며 한정되는 것은 아니며, 또한 다른 효과가 있어도 된다.
1. 제1 실시 형태: 고체 촬상 장치
1-1 고체 촬상 장치의 전체의 구성
1-2 주요부의 구성
1-3 변형예
2. 제2 실시 형태: 고체 촬상 장치
3. 제3 실시 형태: 고체 촬상 장치
4. 제4 실시 형태: 고체 촬상 장치
5. 제5 실시 형태: 고체 촬상 장치
6. 제6 실시 형태: 고체 촬상 장치
7. 제7 실시 형태: 고체 촬상 장치
8. 제8 실시 형태: 고체 촬상 장치
9. 제9 실시 형태: 고체 촬상 장치
10. 제10 실시 형태: 고체 촬상 장치
11. 제11 실시 형태: 고체 촬상 장치
12. 변형예
13. 전자 기기에의 응용예
13-1 전자 기기의 전체의 구성
13-2 CMOS 이미지 센서의 사용예
14. 이동체에의 응용예
15. 내시경 수술 시스템에의 응용예
<1. 제1 실시 형태>
[1-1 고체 촬상 장치의 전체의 구성]
도 1은, 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 도 1의 고체 촬상 장치(1)는 이면 조사형의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서이다. 도 27에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 장치(1)(고체 촬상 장치(1002))는 렌즈군(1001)을 통해, 피사체로부터의 상광(입사광)을 도입하고, 촬상면 상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 출력한다.
고체 촬상 장치(1)는 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판(2) 상에, 화소 영역(3)과, 화소 영역(3)의 주변에 배치된 주변 회로부를 구비하고 있다.
화소 영역(3)은 이차원 매트릭스형으로 배치된 복수의 화소(9)를 갖고 있다. 화소(9)는 도 2a에 나타낸 광전 변환부(23), 및 도시하지 않은 복수의 화소 트랜지스터를 갖고 있다. 화소 트랜지스터로서는, 예를 들어 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 선택 트랜지스터 및 앰프 트랜지스터의 4개의 트랜지스터를 채용할 수 있다.
주변 회로부는 수직 구동 회로(4)와, 칼럼 신호 처리 회로(5)와, 수평 구동 회로(6)와, 출력 회로(7)와, 제어 회로(8)를 구비하고 있다.
수직 구동 회로(4)는, 예를 들어 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 원하는 화소 구동 배선(10)을 선택하여, 선택한 화소 구동 배선(10)에 화소(9)를 구동하기 위한 펄스를 공급하고, 각 화소(9)를 행 단위로 구동한다. 즉, 수직 구동 회로(4)는 화소 영역(3)의 각 화소(9)를 행 단위로 순차로 수직 방향으로 선택 주사하고, 각 화소(9)의 광전 변환부(23)에 있어서 수광량에 따라서 생성된 신호 전하에 기초하는 화소 신호를, 수직 신호선(11)을 통하여 칼럼 신호 처리 회로(5)에 공급한다.
칼럼 신호 처리 회로(5)는, 예를 들어 화소(9)의 열마다 배치되어 있고, 1행분의 화소(9)로부터 출력되는 신호에 대하여 화소열마다 노이즈 제거 등의 신호 처리를 행한다. 예를 들어 칼럼 신호 처리 회로(5)는 화소 고유의 고정 패턴 노이즈를 제거하기 위한 CDS(Correlated Double Sampling: 상관 이중 샘플링) 및 AD(Analog Digital) 변환 등의 신호 처리를 행한다.
수평 구동 회로(6)는, 예를 들어 시프트 레지스터에 의해 구성되고, 수평 주사 펄스를 칼럼 신호 처리 회로(5)에 순차로 내보내어, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각을 차례로 선택하고, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터, 신호 처리가 행해진 화소 신호를 수평 신호선(12)으로 출력시킨다.
출력 회로(7)는, 칼럼 신호 처리 회로(5)의 각각으로부터 수평 신호선(12)을 통하여, 순차적으로 공급되는 화소 신호에 대하여 신호 처리를 행하여 출력한다. 신호 처리로서는, 예를 들어 버퍼링, 흑색 레벨 조정, 열 변동 보정, 각종 디지털 신호 처리 등을 사용할 수 있다.
제어 회로(8)는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 매스터클럭 신호에 기초하여, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5) 및 수평 구동 회로(6) 등의 동작의 기준이 되는 클럭 신호나 제어 신호를 생성한다. 그리고, 제어 회로(8)는, 생성된 클럭 신호나 제어 신호를, 수직 구동 회로(4), 칼럼 신호 처리 회로(5) 및 수평 구동 회로(6) 등으로 출력한다.
[1-2 주요부의 구성]
이어서, 고체 촬상 장치(1)의 상세 구조에 대하여 설명한다.
도 2a는, 고체 촬상 장치(1)의 화소 영역(3)의 단면 구성을 나타내는 도면이다.
도 2a에 나타내는 바와 같이, 고체 촬상 장치(1)는, 기판(2), 고정 전하막(13), 절연막(14), 차광막(15) 및 평탄화막(16)이 이 순으로 적층되어 이루어지는 수광층(17)을 구비하고 있다. 또한, 수광층(17)의 평탄화막(16)측의 면(이하, 「이면 S1측」이라고도 칭함)에는, 컬러 필터층(18) 및 온 칩 렌즈층(19)이 이 순으로 적층되어 이루어지는 집광층(20)이 형성되어 있다. 또한, 수광층(17)의 기판(2)측의 면(이하, 「표면 S2측」이라고도 칭함)에는, 배선층(21) 및 지지 기판(22)이 이 순으로 적층되어 있다.
기판(2)은, 예를 들어 실리콘(Si)을 포함하는 반도체 기판에 의해 구성되고, 화소 영역(3)을 형성하고 있다. 화소 영역(3)에는, 이차원 매트릭스형으로 복수의 화소(9)(광전 변환부(23)를 포함함)가 배치되어 있다. 광전 변환부(23)는 p형 반도체 영역과 n형 반도체 영역을 갖고, 이들 사이의 pn 접합에 의해 포토다이오드를 구성하고 있다. 광전 변환부(23) 각각은, 광전 변환부(23)에의 입사광의 광량에 따른 신호 전하를 생성하여 축적한다.
광전 변환부(23)(화소(9)) 각각은, 온 칩 렌즈(27), 컬러 필터(26) 및 광전 변환부(23) 등의 구성 요소를 포함하는 복수의 구조체(이하 「화소 유닛(9A)」이라고도 칭함)를 형성하고 있다. 복수의 화소 유닛(9A)에는, 도 2a 및 도 2b에 나타내는 바와 같이, 소정 사이즈의 온 칩 렌즈(27a)를 갖는 제1 화소 유닛(9a)과, 소정 사이즈보다도 대형의 온 칩 렌즈(27b)를 갖는 제2 화소 유닛(9b)이 포함되어 있다.
제1 화소 유닛(9a)으로서는, 예를 들어 1개의 온 칩 렌즈(27a)에 대하여 1개의 광전 변환부(23)를 갖는 1×1OCL 구조의 화소 유닛을 채용할 수 있다. 1×1OCL 구조의 화소 유닛 각각은, 이차원 매트릭스형으로 배치되어, 촬상 화소로서 기능한다. 또한, 제2 화소 유닛(9b)으로서는, 예를 들어 1개의 온 칩 렌즈(27b)에 대하여 복수의 광전 변환부(23)를 갖는 2×1OCL 구조 또는 1×2OCL 구조의 화소 유닛을 채용할 수 있다. 2×1OCL 구조 또는 1×2OCL 구조의 화소 유닛 각각은, 예를 들어 제1 화소 유닛(9a)이 배열된 이차원 매트릭스의 내부에, 2개의 제1 화소 유닛(9a)과 치환되어 이산적으로 배치되고, 위상차 검출 화소로서 기능한다. 위상차 검출 화소는, 상면 위상차 AF에 사용하는 위상차를 검출하기 위한 화소이다. 도 2a에서는, 1개의 온 칩 렌즈(27b)에 대하여, 행 방향으로 인접하는 2개의 광전 변환부(23)를 갖는 2×1OCL 구조의 화소 유닛을 사용한 경우를 예시하고 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 제2 화소 유닛(9b)을, 1개의 온 칩 렌즈(27b)에 대하여 행 방향으로 인접하는 2개의 광전 변환부(23)를 갖는 2×1OCL 구조로 하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 1개의 온 칩 렌즈(27b)에 대하여 열 방향으로 인접하는 2개의 광전 변환부(23)를 갖는 1×2OCL 구조로 해도 된다. 또한, 광전 변환부(23)의 수는 「2」 이외여도 되고, 예를 들어 1개의 온 칩 렌즈(27)에 대하여 2행×2열의 4개의 광전 변환부(23)를 갖는 2×2OCL 구성으로 해도 된다.
또한, 인접하는 광전 변환부(23)의 사이에는, 화소 분리부(24)가 형성되어 있다. 화소 분리부(24)는 기판(2)에 대하여 광전 변환부(23) 각각의 주위를 둘러싸도록, 격자상으로 형성되어 있다. 화소 분리부(24)는 기판(2)의 이면 S3측으로부터 두께 방향으로 신장되어 있는 바닥이 있는 트렌치부(25)를 갖고 있다. 트렌치부(25)는 기판(2)에 대하여 광전 변환부(23) 각각의 주위를 둘러싸도록 격자상으로 형성되어 있다. 트렌치부(25)의 내부에는, 고정 전하막(13) 및 절연막(14)이 매립되어 있다. 또한, 절연막(14) 내에는, 금속막을 매립해도 된다. 화소 분리부(24)는 인접하는 광전 변환부(23) 사이를 차광하여, 광학 혼색을 억제한다.
고정 전하막(13)은 기판(2)의 이면 S3 전체(광 입사면 전체) 및 트렌치부(25)의 내부를 연속적으로 덮고 있다. 또한, 절연막(14)은 고정 전하막(13)의 이면 S4 전체(광 입사면 전체) 및 트렌치부(25)의 내부를 연속적으로 덮고 있다. 또한, 차광막(15)은 복수의 광전 변환부(23)의 각각의 광 입사면측을 개구하는 복수의 개구부를 갖는 격자상으로 형성되고, 절연막(14)의 이면 S5의 일부(광 입사면의 일부)를 덮고 있다. 또한, 평탄화막(16)은 수광층(17)의 이면 S1이 요철이 존재하지 않는 평탄면이 되도록, 차광막(15)을 포함하는 절연막(14)의 이면 S5 전체(광 입사면 전체)를 연속적으로 덮고 있다.
컬러 필터층(18)은 평탄화막(16)의 이면 S1 상(광 입사면 상)에 형성되고, 화소 유닛(9A)(제1 화소 유닛(9a), 제2 화소 유닛(9b)) 각각에 대응하여 배치된 복수의 컬러 필터(26)를 갖고 있다. 컬러 필터(26) 각각은, 특정 파장의 광을 투과하고, 투과한 광을 광전 변환부(23)에 입사시킨다. 제1 화소 유닛(9a)에 대응하는 컬러 필터(26)로서는, 적색광을 투과하는 컬러 필터, 녹색광을 투과하는 컬러 필터 및 청색광을 투과하는 컬러 필터가 사용되고, 이들 컬러 필터는 베이어 배열을 구성하고 있다. 또한, 제2 화소 유닛(9b)에 대응하는 컬러 필터(26)로서는, 녹색광을 투과하는 컬러 필터가 사용된다.
또한, 인접하는 컬러 필터(26) 사이에는, CF간 차광부(28)가 형성되어 있다. CF간 차광부(28)는 평탄화막(16)의 이면 S1 상, 즉, 컬러 필터(26)가 형성되어 있는 면과 동일한 면 상에, 복수의 화소 유닛(9A)(제1 화소 유닛(9a), 제2 화소 유닛(9b))의 컬러 필터(26) 각각의 주위를 둘러싸도록, 격자상으로 형성되어 있다(CF간 차광부(28)의 평면 형상은 도 13a에 나타냄). 환언하면, CF간 차광부(28)는 광전 변환부(23)의 광 입사면측에 위치하는 면이며, 광전 변환부(23)의 광 입사면과 평행한 면 상에 형성되어 있다고 할 수 있다. 또한, 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 주위를 둘러싸는 CF간 차광부(28)(이하, 「제2 CF간 차광부(28b)」라고도 칭한다. 제2 CF간 차광부(28b)의 평면 형상은 도 14a에 나타낸다.)의 높이 H2와, 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26) 사이의 CF간 차광부(28)(이하, 「제1 CF간 차광부(28a)」라고도 칭함)의 높이 H1는, 서로 다르게 되어 있다. 구체적으로는, 제2 CF간 차광부(28b)의 높이 H2는, 제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1보다도 높게 되어 있다(H2>H1). 도 2a에서는, 제2 CF간 차광부(28b)의 높이 H2가 컬러 필터(26)의 높이 Hf와 동일하고(H2=Hf), 제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1이 컬러 필터(26)의 높이 Hf의 70％ 내지 80％ 정도인 경우를 예시하고 있다(H1=0.7Hf 내지 0.8Hf). CF간 차광부(28)의 재료로서는, 예를 들어 광을 반사하는 재료나 광을 흡수하는 재료 등, 광을 차단할 수 있는 재료를 채용할 수 있다. 예를 들어, 온 칩 렌즈(27) 및 컬러 필터(26)보다도 굴절률이 낮은 저굴절률 재료(예를 들어, 저굴절률 수지), 텅스텐(W)이나 알루미늄(Al)을 포함하는 금속, 카본 블랙 등을 포함하는 수지를 들 수 있다.
또한, 온 칩 렌즈층(19)은 컬러 필터층(18)의 이면 S6측(광 입사면측)에 형성되고, 화소 유닛(9A)(제1 화소 유닛(9a), 제2 화소 유닛(9b)) 각각에 대응하여 배치된 복수의 온 칩 렌즈(27)를 갖고 있다. 이에 의해, 제1 화소 유닛(9a)은 1개의 광전 변환부(23)에 대하여 1개의 온 칩 렌즈(27)(이하 「온 칩 렌즈(27a)」라고도 칭함)를 갖고 있다. 또한, 제2 화소 유닛(9b)은 2개의 광전 변환부(23)에 대하여 1개의 온 칩 렌즈(27)(이하 「온 칩 렌즈(27b)」라고도 칭함)를 갖고 있다. 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 치수는, 행 방향의 치수와 열 방향의 치수가 동일 치수로 되어 있다. 또한, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 치수는, 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)를 행 방향으로 2배로 하고, 열 방향으로 1배로 한 치수로 되어 있다. 또한, 제2 화소 유닛(9b)을, 1개의 온 칩 렌즈(27a)에 대하여 열 방향으로 인접하는 2개의 광전 변환부(23)를 갖는 1×2OCL 구조로 한 경우에는, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 치수는, 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)를 행 방향으로 1배로 하고, 열 방향으로 2배로 한 치수로 해도 된다. 온 칩 렌즈(27a, 27b)는, 광 입사면측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있으며, 컬러 필터(26)측이 기판(2)의 광 입사면과 평행한 평탄면으로 되어 있으며, 볼록형 렌즈를 형성하고 있다. 온 칩 렌즈(27a, 27b) 각각은, 입사광을 화소 유닛 중심부의 광전 변환부(23) 내에 집광한다.
여기서, 상술한 바와 같이, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와, 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이에는, 집광에 기여하지 않는 평탄한 경계 영역이 형성될 가능성이 있다. 그 때문에, 그 경계 영역에, 제2 화소 유닛(9b)측에서 제1 화소 유닛(9a) 측으로 비스듬히 진행하는 입사광(31)이 입사한 경우, 비스듬한 입사광(31)이 온 칩 렌즈(27b)에서 집광되지 않고 직진할 가능성이 있다. 그 때문에, 예를 들어 도 3에 도시한 바와 같이, 화소 영역(3)의 전역에서 CF간 차광부(28)를 낮게 한 경우(H1=H2<Hf), 직진한 입사광(31)이 제2 CF간 차광부(28b)로 차단되지 않고, 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)에 입사하여 광학 혼색을 발생할 가능성이 있다. 또한, 예를 들어 도 4에 나타내는 바와 같이, 화소 영역(3)의 전역에서 CF간 차광부(28)를 높게 한 경우(H1=H2=Hf), 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)를 투과한 입사광(32)이, 제1 CF간 차광부(28a)의 광 입사면측에 닿아 반사되고, 광전 변환부(23)에 입사되는 광량이 저하되어 감도가 저하될 가능성이 있다.
이에 비해, 제1 실시 형태에서는, 도 2a에 나타내는 바와 같이, 제2 CF간 차광부(28b)의 높이 H2>제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1이며, 제2 CF간 차광부(28b)의 높이 H2가 높기 때문에, 제2 화소 유닛(9b)(위상차 검출 화소의 화소 유닛)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)(촬상 화소의 화소 유닛)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과한 입사광(31)을, 제2 CF간 차광부(28b)의 광 입사면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 억제할 수 있다. 또한, 제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1이 낮기 때문에, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 온 칩 렌즈(27a)를 투과한 입사광(32)이, 제1 CF간 차광부(28a)의 광 입사면측에서 반사되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어 감도를 향상시킬 수 있다.
배선층(21)은 기판(2)의 표면 S2측에 형성되어 있고, 층간 절연막(29)과, 층간 절연막(29)을 통해 복수층으로 적층된 배선(30)을 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 배선층(21)은 복수층의 배선(30)을 통해, 각 화소(9)를 구성하는 화소 트랜지스터를 구동한다.
지지 기판(22)은 배선층(21)의 기판(2)에 면하는 측과는 반대측의 면에 형성되어 있다. 지지 기판(22)은 고체 촬상 장치(1)의 제조 단계에 있어서, 기판(2)의 강도를 확보하기 위한 기판이다. 지지 기판(22)의 재료로서는, 예를 들어 실리콘(Si)을 사용할 수 있다.
[1-3 고체 촬상 장치의 제조 방법]
이어서, 고체 촬상 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이, 광전 변환부(23)나 화소 분리부(24), 절연막(14), 차광막(15), 평탄화막(16) 등을 기판(2)에 형성한 후, 평탄화막(16)의 이면 S1에, CF간 차광부(28)의 재료를 포함하는 후막(이하, 「CF간 차광막(33)」이라고도 칭함)을 성막한다. CF간 차광막(33)의 성막 방법으로서는, 예를 들어, 스핀 코팅법, CVD법을 채용할 수 있다. CF간 차광막(33)의 두께는, 예를 들어 제2 CF간 차광부(28b)의 높이와 동일하게 한다.
계속해서, 도 6a 및 도 6b에 나타내는 바와 같이, CF간 차광막(33)의 이면 S7에 레지스트막(34)을 성막하고, 도 7a 및 도 7b에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피법에 의해, 형성한 레지스트막(34)에 패턴 형성을 행한다. 패턴 형성에서는, 레지스트막(34)에 대하여, CF간 차광부(28)(제1 CF간 차광부(28a), 제2 CF간 차광부(28b))의 형성 위치에 따른 부분만이 남도록, 복수의 개구부(도 7a에서는, 직사각형의 개구부)를 형성한다. 계속해서, 도 8a 및 도 8b에 나타내는 바와 같이, 복수의 개구부를 형성한 레지스트막(34)을 에칭 마스크로 하여, CF간 차광막(33)의 이면 S7측으로부터 에칭을 행한다. 에칭에 의해, CF간 차광막(33)에 대하여, 에칭 마스크(레지스트막(34))의 개구부의 형상과 동일한 횡단면 형상을 갖는 개구부를 형성한다. 개구부의 깊이는, CF간 차광막(33)과 평탄화막(16)의 계면에 도달하는 깊이로 한다. 계속해서, 도 9a 및 도 9b에 나타내는 바와 같이, CF간 차광막(33)으로부터 에칭 마스크를 제거한다. 이에 의해, 제1 CF간 차광부(28a) 및 제2 CF간 차광부(28b)를 형성한다. 이 시점에서는, 제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1은, 제2 CF간 차광부(28b)의 높이 H2와 동일(H1=H2)해진다.
계속해서, 도 10a 및 도 10b에 나타내는 바와 같이, CF간 차광막(33)의 전체가 덮이도록, 평탄화막(16)의 이면 S1에 레지스트막(35)을 성막하고, 도 11a 및 도 11b에 나타내는 바와 같이, 포토리소그래피법에 의해, 형성한 레지스트막(35)에 패턴 형성을 행한다. 패턴 형성에서는, 레지스트막(35)에 대하여 제2 CF간 차광부(28b)의 이면 S7이 노출되지 않고, 제1 CF간 차광부(28a)의 이면 S7만이 노출되도록, 제1 CF간 차광부(28a)에 따른 개구부를 형성한다. 계속해서, 도 12a 및 도 12b에 나타내는 바와 같이, 개구부를 형성한 레지스트막(35)을 에칭 마스크로 하여, 제1 CF간 차광부(28a)의 이면 S7측에 에칭을 행한다. 에칭에 의해, 제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1을, 제2 CF간 차광부(28b)의 높이 H2보다도 낮게 한다. 계속해서, 도 13a 및 도 13b에 나타내는 바와 같이, CF간 차광막(33)으로부터 에칭 마스크(레지스트막(34))를 제거한다.
계속해서, 도 14a 및 도 14b에 나타내는 바와 같이, 평탄화막(16)의 이면 S1에 컬러 필터층(18)을 형성한다. 계속해서, 컬러 필터층(18)의 이면 S6에 온 칩 렌즈층(19)을 형성한다. 이에 의해, 도 2a에 나타낸, 고체 촬상 장치(1)가 완성된다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에서는, 복수의 화소 유닛(9A)에는, 소정 사이즈의 온 칩 렌즈(27a)를 갖는 제1 화소 유닛(9a)(촬상 화소의 화소 유닛), 및 소정 사이즈보다도 대형의 온 칩 렌즈(27b)를 갖는 제2 화소 유닛(9b)(위상차 검출 화소의 화소 유닛)이 포함되도록 하였다. 또한, 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 주위를 둘러싸는 CF간 차광부(28)(제2 CF간 차광부(28b))의 높이 H2를, 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26) 사이의 CF간 차광부(28)(제1 CF간 차광부(28a))의 높이 H1보다도 높게 하였다(H2>H1).
H2>H1로 함으로써, 제2 CF간 차광부(28b)의 높이 H2가 높기 때문에, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과한 입사광(31)을, 제2 CF간 차광부(28b)의 광 입사면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 억제할 수 있다. 또한, 제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1이 낮기 때문에, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)를 투과한 입사광(32)이, 제1 CF간 차광부(28a)의 광 입사면측에서 반사되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 감도를 향상시킬 수 있다. 그 때문에, 광학 혼색을 억제하면서, 감도를 향상시킬 수 있고, 보다 화질이 높은 화상을 얻어지는 고체 촬상 장치(1)를 제공할 수 있다.
<2. 제2 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 15는 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 15에 있어서, 도 2a에 대응하는 부분에는, 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.
제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 집광층(20)의 층 구성이 제1 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제2 실시 형태에서는, 도 15에 나타내는 바와 같이, 집광층(20)은 컬러 필터층(18)과 온 칩 렌즈층(19) 사이에, 저굴절률층(36)을 갖고 있다. 저굴절률층(36)은 컬러 필터층(18)의 이면 S6(광 입사면)의 전역을 덮도록 형성되어 있다. 저굴절률층(36)의 재료로서는, 예를 들어 온 칩 렌즈(27)보다도 굴절률이 낮은 재료를 채용할 수 있다. 굴절률이 낮은 재료로서는, 예를 들어 저굴절률 수지를 들 수 있다.
컬러 필터층(18)의 이면 S6(광 입사면)의 전역을 저굴절률층(36)으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)(온 칩 렌즈(27a))과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)을 컬러 필터층(18)의 이면 S6(광 입사면)의 전역에 형성하는 구성으로 함으로써, 예를 들어 컬러 필터층(18)의 이면 S6의 일부에만 저굴절률층(36)을 형성하는 방법에 비해, 저굴절률층(36)의 형성에 소요되는 수고를 경감할 수 있다.
<3. 제3 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제3 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제3 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제3 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 16은 제3 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 16에 있어서, 도 2a 및 도 15에 대응하는 부분에는, 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.
제3 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 저굴절률층(36)의 형상이 제2 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제3 실시 형태에서는, 도 16에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(36)은 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 저굴절률층(36)측이 볼록형의 렌즈면이 되도록, 그 온 칩 렌즈(27b)와 대향하는 영역의 중앙부가 컬러 필터(26)측으로 오목해진 파라볼라 형상으로 되어 있다. 이에 의해, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)는 양쪽 볼록 렌즈를 형성하고 있다. 렌즈면으로서는, 예를 들어 구면, 비구면을 채용할 수 있다. 도 16에서는, 온 칩 렌즈(27b)의 저굴절률층(36)측의 렌즈면의 치수가, 광 입사면측의 렌즈면의 치수보다도 큰 경우를 예시하고 있다. 또한, 저굴절률층(36)의, 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)와 대향하는 영역(온 칩 렌즈(27b)와 대향하는 영역을 제외한 영역)은 기판(2)의 이면 S1과 평행한 평탄 형상으로 되어 있다.
제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 저굴절률층(36)측을 볼록형의 렌즈면으로 하여 양쪽 볼록 렌즈를 형성함으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 온 칩 렌즈(27b)에 입사한 입사광(38)을, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 화소 유닛 중심측으로 굴절시킬 수 있다. 따라서, 예를 들어 온 칩 렌즈(27b)가 볼록형 렌즈인 경우에 비해, 제2 화소 유닛(9b)의 집광 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 CF간 차광부(28a)보다도 높은 제2 CF간 차광부(28b)에 의해 (H2>H1), 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과한 입사광(31)을, 제2 CF간 차광부(28b)의 광 입사면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 억제할 수 있다.
<4. 제4 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제4 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제4 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제4 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 17a는 제4 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 17a에 있어서, 도 2a 및 도 15에 대응하는 부분에는, 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 도 17b는 온 칩 렌즈층(19)을 생략한 화소 영역(3)의 평면 구성도이다.
제4 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 저굴절률층(36)의 형상이 제2 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제4 실시 형태에서는, 도 17a 및 도 17b에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(36)은 컬러 필터층(18)의 이면 S6(광 입사면) 중의, 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면) 이외를 덮도록 형성되어 있다. 즉, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않고, 매트릭스형으로 배치된 복수의 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)만을 연속적으로 덮도록 형성되어 있다.
제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을, 저굴절률층(36)으로 연속적으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않는 구성으로 함으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 온 칩 렌즈(27b)에서 집광되어 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광이, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사되는 것을 억제할 수 있고, 제2 화소 유닛(9b)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 집광 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<5. 제5 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제5 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제5 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제4 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제5 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 18a는 제5 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 18a에 있어서, 도 2a 및 도 17a에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 도 18b는 온 칩 렌즈층(19)을 생략한 화소 영역(3)의 평면 구성도이다.
제5 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 저굴절률층(36)의 형상이 제4 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제5 실시 형태에서는, 도 18a 및 도 18b에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(36)은 컬러 필터층(18)의 이면 S6(광 입사면) 중의, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)와 대향하는 영역의 중앙부 이외를 덮도록 형성되어 있다. 즉, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)와 대향하는 영역의 중앙부를 덮지 않고, 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면) 및 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 외주측(즉, 제1 화소 유닛(9a) 측)만을 연속적으로 덮도록 형성되어 있다.
제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을, 저굴절률층(36)으로 연속적으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 외주측도 덮는 구성으로 함으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제2 화소 유닛(9b)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(39)을, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 제2 화소 유닛(9b)의 집광 정밀도를 향상시킬 수 있다.
<6. 제6 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제6 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제6 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제6 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 19a는 제6 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 19a에 있어서, 도 2a 및 도 18a에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 도 19b는 온 칩 렌즈층(19)을 생략한 화소 영역(3)의 평면 구성도이다.
제6 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 저굴절률층(36)의 형상이 제2 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제6 실시 형태에서는, 도 19a 및 도 19b에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(36)은 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 외주측과, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측을 덮도록 형성되어 있다. 환언하면, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)에 대해서는, 그 이면 S6(광 입사면)의 외주측의 부분만을 덮도록 형성되어 있다고 말할 수 있다. 즉, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)에 인접하지 않는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않고, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측, 및 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 외주측만을 연속적으로 덮도록 형성되어 있다.
제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측을, 저굴절률층(36)으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)(온 칩 렌즈(27a))과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 외주측도 덮는 구성으로 함으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제2 화소 유닛(9b)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(39)을, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 제2 화소 유닛(9b)의 집광 정밀도를 향상시킬 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 이면 S6(광 입사면)의 화소 유닛 중심부를 덮지 않는 구성으로 함으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 온 칩 렌즈(27b)에서 집광되어 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광이, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사되는 것을 억제할 수 있고, 제2 화소 유닛(9b)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 집광 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)에 인접하지 않는 제1 화소 유닛(9a)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않는 구성으로 함으로써, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 온 칩 렌즈(27a)에서 집광되어 광전 변환부(23)로 진행하는 입사광(32)이, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사되는 것을 억제할 수 있고, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 감도를 보다 향상시킬 수 있다.
<7. 제7 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제7 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제7 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제3 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제7 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 20은 제7 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 20에 있어서, 도 2a 및 도 16에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다.
제7 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 저굴절률층(36)의 형상이 제3 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제7 실시 형태에서는, 도 20에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(36)은 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)과, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측을 덮도록 형성되어 있다. 즉, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)에 인접하지 않는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않고, 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면) 및 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측만을 연속적으로 덮도록 형성되어 있다. 또한, 저굴절률층(36)은 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 저굴절률층(36)측이 볼록형의 렌즈면이 되도록, 그 온 칩 렌즈(27b)와 대향하는 영역의 중앙부가 컬러 필터(26)측으로 오목해진 파라볼라 형상으로 되어 있다.
제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측을, 저굴절률층(36)으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)(온 칩 렌즈(27a))과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 저굴절률층(36)측을 볼록형의 렌즈면으로 하여 양쪽 볼록 렌즈를 형성함으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 온 칩 렌즈(27b)에 입사한 입사광(38)을, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 화소 유닛 중심측으로 굴절시킬 수 있다. 그 때문에, 예를 들어 온 칩 렌즈(27b)가 볼록형 렌즈인 경우에 비해 제2 화소 유닛(9b)의 집광 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)에 인접하지 않는 제1 화소 유닛(9a)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않는 구성으로 함으로써, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 온 칩 렌즈(27a)에서 집광되어 광전 변환부(23)로 진행하는 입사광(32)이, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사되는 것을 억제할 수 있고, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 감도를 보다 향상시킬 수 있다.
<8. 제8 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제8 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제8 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제8 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 21a는 제8 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 21a에 있어서, 도 2a 및 도 15에 대응하는 부분에는 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 도 21b는, 온 칩 렌즈층(19)을 생략한 화소 영역(3)의 평면 구성도이다.
제8 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 저굴절률층(36)의 형상이 제2 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제8 실시 형태에서는, 도 21a 및 도 21b에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(36)은 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사) 중의, 제2 화소 유닛(9b)측의 부분만을 덮도록 형성되어 있다. 즉, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)이나, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하지 않는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않고, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6의 제2 화소 유닛(9b)측 및 제2 CF간 차광부(28b)의 이면 S6만을 연속적으로 덮도록 형성되어 있다.
제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측을, 저굴절률층(36)으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)(온 칩 렌즈(27a))과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않는 구성으로 함으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 온 칩 렌즈(27b)에서 집광되어 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광이, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사되는 것을 억제할 수 있고, 제2 화소 유닛(9b)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 제2 화소 유닛(9b)의 집광 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)에 인접하지 않는 제1 화소 유닛(9a)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않는 구성으로 함으로써, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 온 칩 렌즈(27a)에서 집광되어 광전 변환부(23)로 진행하는 입사광(32)이, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사되는 것을 억제할 수 있고, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 감도를 보다 향상시킬 수 있다.
<9. 제9 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제9 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제9 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제1 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제9 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 22a는 제9 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 22a에 있어서, 도 2a에 대응하는 부분에는, 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 도 22b는 온 칩 렌즈층(19)을 생략한 화소 영역(3)의 평면 구성도이다.
제9 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 집광층(20)의 층 구성이 제1 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제9 실시 형태에서는, 도 22a 및 도 22b에 나타내는 바와 같이, 집광층(20)은 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)와 온 칩 렌즈(27b) 사이에 고굴절률층(40)을 갖고 있다. 고굴절률층(40)은 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을 덮도록 형성되어 있다. 고굴절률층(40)의 재료로서는, 예를 들어 온 칩 렌즈(27)보다도 굴절률이 높은 재료를 채용할 수 있다. 굴절률이 높은 재료로서는, 예를 들어 고굴절률 수지를 들 수 있다. 고굴절률층(40)은 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있으며, 컬러 필터(26)측이 기판(2)의 이면 S1(광 입사면)과 평행한 평탄면으로 되어 있다. 이에 의해, 고굴절률층(40)은 볼록형 렌즈를 형성하고 있다. 렌즈면으로서는, 예를 들어 구면, 비구면을 채용할 수 있다. 도 22a 및 도 22b에서는, 고굴절률층(40)의 렌즈면이, 온 칩 렌즈(27b)의 광 입사면측의 렌즈면보다도 곡률 반경이 큰 곡면인 경우를 예시하고 있다. 또한, 고굴절률층(40)에 의해, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 고굴절률층(40)측은, 광 입사면측으로 오목해진 오목형의 렌즈면으로 되어 있다. 이에 의해, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)는 볼록 메니스커스 렌즈를 형성하고 있다.
제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)와 컬러 필터(26) 사이에, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)측이 볼록형의 렌즈면을 갖는 고굴절률층(40)이 있음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 온 칩 렌즈(27b)에 입사한 입사광(41)을, 온 칩 렌즈(27b)와 고굴절률층(40) 계면에서 화소 유닛 중심측으로 굴절시킬 수 있다. 그 때문에, 제2 화소 유닛(9b)의 집광 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 CF간 차광부(28a)보다도 높은 제2 CF간 차광부(28b)에 의해 (H2>H1), 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과한 입사광(31)을, 제2 CF간 차광부(28b)의 광 입사면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 억제할 수 있다.
<10. 제10 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제2 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성과, 제9 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성을 조합한 것이다. 제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 23a는 제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 23a에 있어서, 도 2a, 도 15 및 도 22a에 대응하는 부분에는, 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 도 23b는 온 칩 렌즈층(19)을 생략한 화소 영역(3)의 평면 구성도이다.
제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 집광층(20)의 층 구성이 제2 및 제9 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제10 실시 형태에서는, 도 23a 및 도 23b에 나타내는 바와 같이, 집광층(20)은 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)와 온 칩 렌즈(27b) 사이에, 저굴절률층(36) 및 고굴절률층(40)을 갖고 있다. 저굴절률층(36)은 컬러 필터층(18)의 이면 S6(광 입사면)의 전역을 덮도록 형성되어 있다. 또한, 고굴절률층(40)은 저굴절률층(36)을 사이에 끼워, 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)을 덮도록 형성되어 있다. 고굴절률층(40)은 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)측이 볼록형의 렌즈면(구면, 비구면 등)으로 되어 있으며, 컬러 필터(26)측이 기판(2)의 이면 S1(광 입사면)과 평행한 평탄면으로 되어 있다. 이에 의해, 고굴절률층(40)은 볼록형 렌즈를 형성하고 있다. 또한, 고굴절률층(40)에 의해, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 고굴절률층(40)측은, 광 입사면측으로 오목해진 오목형의 렌즈면을 형성하고 있다. 이에 의해 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)는 볼록 메니스커스 렌즈를 형성하고 있다.
컬러 필터층(18)의 이면 S6(광 입사면)의 전역을 저굴절률층(36)으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)(온 칩 렌즈(27a))과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)와 컬러 필터(26) 사이에 볼록형의 렌즈면을 갖는 고굴절률층(40)이 있음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 있어서, 온 칩 렌즈(27b)에 입사한 입사광(41)을, 온 칩 렌즈(27b)와 고굴절률층(40) 계면에서 화소 유닛 중심측으로 굴절시킬 수 있다. 그 때문에, 제2 화소 유닛(9b)의 집광 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
<11. 제11 실시 형태: 고체 촬상 장치>
이어서, 제11 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 대하여 설명한다. 제11 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 구성의 일부를 변경한 것이다. 제11 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 전체 구성은, 도 1과 마찬가지이기 때문에 도시를 생략한다. 도 24a는 제11 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)의 주요부의 단면 구성도이다. 도 24a에 있어서, 도 2a, 도 15 및 도 23a에 대응하는 부분에는, 동일 부호를 붙여 중복 설명을 생략한다. 도 24b는 온 칩 렌즈층(19)을 생략한 화소 영역(3)의 평면 구성도이다.
제11 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)는, 저굴절률층(36)의 형상이 제10 실시 형태와 다르게 되어 있다. 제11 실시 형태에서는, 도 24a 및 도 24b에 나타내는 바와 같이, 저굴절률층(36)은 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측, 및 제2 화소 유닛(9b)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 전역을 연속적으로 덮도록 형성되어 있다. 즉, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)의 이면 S6(광 입사면), 제2 CF간 차광부(28b)의 이면 S6(광 입사면) 및 제2 CF간 차광부(28b)의 주변부의 이면 S6(광 입사면)을 덮는 직사각형상으로 되어 있다.
제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)의 컬러 필터(26)의 이면 S6(광 입사면)의 제2 화소 유닛(9b)측을, 저굴절률층(36)으로 덮음으로써, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과하는 입사광 중, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)의 광 입사면으로 진행하는 입사광(37)을, 온 칩 렌즈층(19)(온 칩 렌즈(27a))과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 적절하게 억제할 수 있다.
또한, 저굴절률층(36)이 제2 화소 유닛(9b)에 인접하지 않는 제1 화소 유닛(9a)의 이면 S6(광 입사면)을 덮지 않는 구성으로 함으로써, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 온 칩 렌즈(27a)에서 집광되어 광전 변환부(23)로 진행하는 입사광(32)이, 온 칩 렌즈층(19)과 저굴절률층(36)의 계면에서 반사되는 것을 억제할 수 있고, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 감도를 보다 향상시킬 수 있다.
<12. 변형예>
(1) 또한, 제1 내지 제10 실시 형태에 관한 고체 촬상 장치(1)에 있어서, 제1 CF간 차광부(28a) 및 제2 CF간 차광부(28b) 각각(CF간 차광부(28))을 온 칩 렌즈(27) 및 컬러 필터(26)보다도 굴절률을 낮게 함과 함께, 도 25에 나타내는 바와 같이, 제2 CF간 차광부(28b)의 굴절률 n2와 제1 CF간 차광부(28a)의 굴절률 n1을 서로 다르게 하는 구성으로 해도 된다. 예를 들어, 제2 CF간 차광부(28b)의 굴절률 n2를 제1 CF간 차광부(28a)의 굴절률 n1보다도 낮게 하는 구성으로 해도 된다(n2<n1).
n2<n1로 함으로써, 제2 CF간 차광부(28b)의 굴절률 n2가 낮기 때문에, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과한 입사광(31)을, 제2 CF간 차광부(28b)의 광 입사면에서 보다 확실하게 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 제1 CF간 차광부(28a)의 굴절률 n1이 낮기 때문에, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)를 투과한 입사광(32)이, 제1 CF간 차광부(28a)의 광 입사면측에서 반사되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어, 감도를 향상시킬 수 있다.
(2) 또한, 예를 들어 제1 내지 제11 실시 형태에 있어서, 제1 CF간 차광부(28a) 및 제2 CF간 차광부(28b) 각각(CF간 차광부(28))을 온 칩 렌즈(27) 및 컬러 필터(26)보다도 굴절률을 낮게 함과 함께, 도 26에 나타내는 바와 같이, 제2 CF간 차광부(28b)의 이면 S6측(광 입사면측)의 굴절률 n2를, 제2 CF간 차광부(28b)의 기판(2)측의 굴절률 n3, 및 제1 CF간 차광부(28a)의 굴절률 n1보다도 낮게 하는 구성으로 해도 된다(n2<n1, n3). 또한, n1과 n3은 동일값이어도 되고, 상이한 값이어도 된다. 즉, 제1 CF간 차광부(28a)의 재료와 제2 CF간 차광부(28b)의 기판(2)측의 재료는, 동일한 재료여도 되고, 다른 재료여도 된다. n2<n1, n3으로 함으로써, 제2 CF간 차광부(28b)의 온 칩 렌즈(27b)측의 굴절률 n2가 낮기 때문에, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과한 입사광(31)을, 제2 CF간 차광부(28b)의 광 입사면에서 보다 확실하게 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 제1 CF간 차광부(28a)의 굴절률 n1이 낮기 때문에, 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27a)를 투과한 입사광(32)이, 제1 CF간 차광부(28a)의 광 입사면측에서 반사되는 것을 억제할 수 있다. 그 때문에, 제1 화소 유닛(9a)의 광전 변환부(23)에의 입사광량의 저하를 억제할 수 있어 감도를 향상시킬 수 있다.
(3) 또한, 예를 들어 제1 내지 제11 실시 형태에 있어서, 제2 CF간 차광부(28b)의 각 변의 높이가 다른 구성으로 해도 된다. 여기서, 예를 들어 도 2b에 나타내는 바와 같이, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 볼록형의 렌즈면의 테두리부는, 평면에서 보아 타원 형상으로 되지만, 타원 형상의 장축 상의 정점으로부터 제2 화소 유닛(9b)의 짧은 변까지의 거리 Lb는, 단축 상의 정점으로부터 제2 화소 유닛(9b)의 짧은 변까지의 거리 La보다도 커진다. 그 때문에, 제2 CF간 차광부(28b)의 짧은 변에 대응하는 부분의 높이 H2a를, 긴 변에 대응하는 부분의 높이 H2b보다도 높게 하는 구성으로 해도 된다(H2a>H2b). 또한, 제2 CF간 차광부(28b)의 긴 변에 대응하는 부분의 높이 H2b와, 제1 CF간 차광부(28a)의 높이 H1는, 동일한 높이여도 되고(H2b=H1), H2b>H1이어도 된다. H2a>H2b로 함으로써, 제2 CF간 차광부(28b)의 짧은 변에 대응하는 부분의 높이 H2a가 높기 때문에, 제2 화소 유닛(9b)에 인접하는 제1 화소 유닛(9a)에 있어서, 제2 화소 유닛(9b)의 온 칩 렌즈(27b)의 테두리부와 제1 화소 유닛(9a)의 온 칩 렌즈(27)의 테두리부 사이의 경계 영역을 투과한 입사광(31)을, 제2 CF간 차광부(28b)의 광 입사면에서 보다 확실하게 반사시킬 수 있어, 광학 혼색을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
<13. 전자 기기에의 응용예>
[13-1 전자 기기의 전체의 구성]
본 개시에 관한 기술(본 기술)은 각종 전자 기기에 적용되어도 된다.
도 27은, 본 개시를 적용한 전자 기기로서의 촬상 장치(비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라)의 일 실시 형태의 구성예를 나타내는 블록도이다.
도 27에 나타내는 바와 같이, 촬상 장치(1000)는 렌즈군(1001)과, 고체 촬상 장치(1002)(제1 내지 제11 실시 형태의 고체 촬상 장치)와, DSP(Digital Signal Processor) 회로(1003)와, 프레임 메모리(1004)와, 표시부(1005)와, 기록부(1006)를 구비하고 있다. DSP 회로(1003), 프레임 메모리(1004), 표시부(1005) 및 기록부(1006)는, 버스 라인(1007)을 통해 서로 접속되어 있다.
렌즈군(1001)은 피사체로부터의 입사광(상광)을 도입하여 고체 촬상 장치(1002)에 유도하고, 고체 촬상 장치(1002)의 수광면(화소 영역)에 결상시킨다.
고체 촬상 장치(1002)는 제1 내지 제11 실시 형태의 CMOS 이미지 센서를 포함한다. 고체 촬상 장치(1002)는 렌즈군(1001)에 의해 촬상면 상에 결상된 입사광의 광량을 화소 단위로 전기 신호로 변환하여 화소 신호로서 DSP 회로(1003)에 공급한다.
DSP 회로(1003)는 고체 촬상 장치(1002)로부터 공급되는 화소 신호에 대하여 소정의 화상 처리를 행한다. 그리고, DSP 회로(1003)는 화상 처리 후의 화상 신호를 프레임 단위로 프레임 메모리(1004)에 공급하고, 프레임 메모리(1004)에 일시적으로 기억시킨다.
표시부(1005)는, 예를 들어 액정 패널이나, 유기 EL(Electro Luminescence) 패널 등의 패널형 표시 장치를 포함한다. 표시부(1005)는 프레임 메모리(1004)에 일시적으로 기억된 프레임 단위의 화소 신호에 기초하여, 피사체의 화상(동화상)을 표시한다.
기록부(1006)는 DVD, 플래시 메모리 등을 포함한다. 기록부(1006)는 프레임 메모리(1004)에 일시적으로 기억된 프레임 단위의 화소 신호를 읽어내어 기록한다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 전자 기기의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중, 고체 촬상 장치(1002)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 1의 고체 촬상 장치(1)는 고체 촬상 장치(1002)에 적용할 수 있다. 고체 촬상 장치(1002)에 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 보다 양호한 촬상 화상을 얻을 수 있다.
[13-2 CMOS 이미지 센서의 사용예]
또한, 본 기술을 적용하는 전자 기기는, 화상 도입부에 CMOS 이미지 센서를 사용하는 장치이면 되고, 촬상 장치(1000) 이외에도, 예를 들어 이하과 같이, 가시광이나, 적외광, 자외광, X선 등의 광을 센싱하는 각종 케이스에 사용할 수 있다.
·도 28에 나타내는 바와 같이, 디지털 카메라나, 카메라 기능 구비 휴대 기기 등의, 감상의 용도에 제공되는 화상을 촬영하는 장치
·자동 정지 등의 안전 운전이나, 운전자 상태의 인식 등을 위해서, 자동차의 전방이나 후방, 주위, 차내 등을 촬영하는 차량 탑재용 센서, 주행 차량이나 도로를 감시하는 감시 카메라, 차량간 등의 측거를 행하는 측거 센서 등의, 교통의 용도에 제공되는 장치
·유저의 제스처를 촬영하여, 그 제스처를 따른 기기 조작을 행하기 위해서, TV나, 냉장고, 에어 컨디셔너 등의 가전에 제공되는 장치
·내시경이나, 적외광의 수광에 의한 혈관 촬영을 행하는 장치 등의, 의료나 헬스케어의 용도에 제공되는 장치
·방범 용도의 감시 카메라나, 인물 인증 용도의 카메라 등의, 시큐리티의 용도에 제공되는 장치
·피부를 촬영하는 피부 측정기나, 두피를 촬영하는 마이크로스코프 등의, 미용의 용도에 제공되는 장치
·스포츠 용도 등에 적합한 액션 카메라나 웨어러블 카메라 등의, 스포츠의 용도에 제공되는 장치
·밭이나 작물의 상태를 감시하기 위한 카메라 등의, 농업의 용도에 제공되는 장치
<14. 이동체에의 응용예>
본 개시에 관한 기술(본 기술)은, 예를 들어 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇 등의 어느 종류의 이동체에 탑재되는 장치로서 실현되어도 된다.
도 29는, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 나타내는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통해 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 29에 나타낸 예에서는, 차량 제어 시스템(12000)은 구동계 제어 유닛(12010), 보디계 제어 유닛(12020), 차외 정보 검출 유닛(12030), 차내 정보 검출 유닛(12040) 및 통합 제어 유닛(12050)을 구비한다. 또한, 통합 제어 유닛(12050)의 기능 구성으로서, 마이크로컴퓨터(12051), 음성 화상 출력부(12052) 및 차량 탑재 네트워크 I/F(interface)(12053)가 도시되어 있다.
구동계 제어 유닛(12010)은 각종 프로그램에 따라서 차량의 구동계에 관련되는 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 구동계 제어 유닛(12010)은, 내연 기관 또는 구동용 모터 등의 차량의 구동력을 발생시키기 위한 구동력 발생 장치, 구동력을 차륜에 전달하기 위한 구동력 전달 기구, 차량의 타각을 조절하는 스티어링 기구, 및 차량의 제동력을 발생시키는 제동 장치 등의 제어 장치로서 기능한다.
보디계 제어 유닛(12020)은 각종 프로그램에 따라서 차체에 장비된 각종 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 보디계 제어 유닛(12020)은, 키리스 엔트리 시스템, 스마트 키 시스템, 파워 윈도우 장치, 혹은 헤드 램프, 백 램프, 브레이크 램프, 방향 지시등 또는 포그 램프 등의 각종 램프의 제어 장치로서 기능한다. 이 경우, 보디계 제어 유닛(12020)에는, 키를 대체하는 휴대기로부터 발신되는 전파 또는 각종 스위치의 신호가 입력될 수 있다. 보디계 제어 유닛(12020)은 이들 전파 또는 신호의 입력을 접수하여, 차량의 도어록 장치, 파워 윈도우 장치, 램프 등을 제어한다.
차외 정보 검출 유닛(12030)은 차량 제어 시스템(12000)을 탑재한 차량의 외부의 정보를 검출한다. 예를 들어, 차외 정보 검출 유닛(12030)에는, 촬상부(12031)가 접속된다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은 촬상부(12031)에 차 밖의 화상을 촬상시킴과 함께, 촬상된 화상을 수신한다. 차외 정보 검출 유닛(12030)은 수신한 화상에 기초하여, 사람, 차, 장해물, 표지 또는 노면 상의 문자 등의 물체 검출 처리 또는 거리 검출 처리를 행해도 된다.
촬상부(12031)는 광을 수광하고, 그 광의 수광량에 따른 전기 신호를 출력하는 광 센서이다. 촬상부(12031)는 전기 신호를 화상으로서 출력할 수도 있고, 측거의 정보로서 출력할 수도 있다. 또한, 촬상부(12031)가 수광하는 광은, 가시광이어도 되고, 적외선 등의 비가시광이어도 된다.
차내 정보 검출 유닛(12040)은 차 내의 정보를 검출한다. 차내 정보 검출 유닛(12040)에는, 예를 들어 운전자의 상태를 검출하는 운전자 상태 검출부(12041)가 접속된다. 운전자 상태 검출부(12041)는, 예를 들어 운전자를 촬상하는 카메라를 포함하고, 차내 정보 검출 유닛(12040)은 운전자 상태 검출부(12041)로부터 입력되는 검출 정보에 기초하여, 운전자의 피로 정도 또는 집중 정도를 산출해도 되고, 운전자가 졸고 있지 않는지를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차 내외의 정보에 기초하여, 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치의 제어 목표값을 연산하고, 구동계 제어 유닛(12010)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차량의 충돌 회피 혹은 충격 완화, 차간 거리에 기초하는 추종 주행, 차속 유지 주행, 차량의 충돌 경고, 또는 차량의 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능 실현을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)에서 취득되는 차량의 주위 정보에 기초하여 구동력 발생 장치, 스티어링 기구 또는 제동 장치 등을 제어함으로써, 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 취득되는 차 밖의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12020)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 차외 정보 검출 유닛(12030)에서 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라서 헤드 램프를 제어하고, 하이빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는, 차량의 탑승자 또는 차 밖에 대하여 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중 적어도 한쪽의 출력 신호를 송신한다. 도 29의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는, 예를 들어 온보드 디스플레이 및 헤드업 디스플레이 중 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 30은, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 나타내는 도면이다.
도 30에서는, 차량(12100)은 촬상부(12031)로서 촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)를 갖는다.
촬상부(12101, 12102, 12103, 12104, 12105)는, 예를 들어 차량(12100)의 프론트 노즈, 사이드미러, 리어 범퍼, 백 도어 및 차 실내의 프론트 글래스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프론트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차 실내의 프론트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는, 주로 차량(12100)의 전방의 화상을 취득한다. 사이드미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방의 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는, 주로 차량(12100)의 후방의 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)에서 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량, 또는 보행자, 장해물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 사용된다.
또한, 도 30에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 나타내져 있다. 촬상 범위(12111)는 프론트 노즈에 마련된 촬상부(12101)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12112, 12113)는 각각 사이드미러에 마련된 촬상부(12102, 12103)의 촬상 범위를 나타내고, 촬상 범위(12114)는 리어 범퍼 또는 백 도어에 마련된 촬상부(12104)의 촬상 범위를 나타낸다. 예를 들어, 촬상부(12101 내지 12104)에서 촬상된 화상 데이터가 중첩됨으로써, 차량(12100)을 상방에서 본 부감 화상이 얻어진다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 거리 정보를 취득하는 기능을 갖고 있어도 된다. 예를 들어, 촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 복수의 촬상 소자를 포함하는 스테레오 카메라여도 되고, 위상차 검출용의 화소를 갖는 촬상 소자여도 된다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 기초로, 촬상 범위(12111 내지 12114) 내에 있어서의 각 입체물까지의 거리와, 이 거리의 시간적 변화(차량(12100)에 대한 상대 속도)를 구함으로써, 특히 차량(12100)의 진행로 상에 있는 가장 가까운 입체물에서, 차량(12100)과 대략 동일한 방향으로 소정의 속도(예를 들어, 0km/h 이상)로 주행하는 입체물을 선행차로서 추출할 수 있다. 또한, 마이크로컴퓨터(12051)는 선행차의 앞쪽에 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함함)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함함) 등을 행할 수 있다. 이렇게 운전자의 조작에 의하지 않고 자율적으로 주행하는 자동 운전 등을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 촬상부(12101 내지 12104)로부터 얻어진 거리 정보를 바탕으로, 입체물에 관한 입체물 데이터를, 2륜차, 보통 차량, 대형 차량, 보행자, 전주 등 기타 입체물로 분류하여 추출하고, 장해물의 자동 회피에 사용할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 차량(12100)의 주변 장해물을, 차량(12100)의 드라이버가 시인 가능한 장해물과 시인 곤란한 장해물로 식별한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(12051)는 각 장해물과의 충돌의 위험도를 나타내는 충돌 리스크를 판단하여, 충돌 리스크가 설정값 이상으로 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통해 드라이버에 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통해 강제 감속이나 회피 조타를 행함으로써, 충돌 회피를 위한 운전 지원을 행할 수 있다.
촬상부(12101 내지 12104)의 적어도 하나는, 적외선을 검출하는 적외선 카메라여도 된다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재하는지 여부를 판정함으로써 보행자를 인식할 수 있다. 이러한 보행자의 인식은, 예를 들어 적외선 카메라로서의 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상에 있어서의 특징점을 추출하는 수순과, 물체의 윤곽을 나타내는 일련의 특징점에 패턴 매칭 처리를 행하여 보행자가 있는지 여부를 판별하는 수순에 의해 행해진다. 마이크로컴퓨터(12051)가, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬상 화상 중에 보행자가 존재한다고 판정하고, 보행자를 인식하면, 음성 화상 출력부(12052)는, 당해 인식된 보행자에 강조를 위한 사각형 윤곽선을 중첩 표시하도록, 표시부(12062)를 제어한다. 또한, 음성 화상 출력부(12052)는, 보행자를 나타내는 아이콘 등을 원하는 위치에 표시하도록 표시부(12062)를 제어해도 된다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중 촬상부(12031)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 1의 고체 촬상 장치(1)는 촬상부(12031)에 적용할 수 있다. 촬상부(12031)에 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 보다 양호한 촬영 화상을 얻을 수 있기 때문에, 드라이버의 피로를 경감시키는 것이 가능해진다.
<15. 내시경 수술 시스템에의 응용예>
본 개시에 관한 기술(본 기술)은, 예를 들어 내시경 수술 시스템에 적용되어도 된다.
도 31은, 본 개시에 관한 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 31에서는, 시술자(의사)(11131)가 내시경 수술 시스템(11000)을 사용하여, 환자 베드(11133) 상의 환자(11132)에 수술을 행하고 있는 모습이 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, 내시경 수술 시스템(11000)은, 내시경(11100)과, 기복 튜브(11111)나 에너지 처치구(11112) 등의, 기타 수술 도구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지암 장치(11120)와, 내시경 하 수술을 위한 각종 장치가 탑재된 카트(11200)로 구성된다.
내시경(11100)은, 선단으로부터 소정의 길이의 영역이 환자(11132)의 체강 내에 삽입되는 경통(11101)과, 경통(11101)의 기단에 접속되는 카메라 헤드(11102)로 구성된다. 도시하는 예에서는, 경성의 경통(11101)을 갖는 소위 경성 거울로서 구성되는 내시경(11100)을 도시하고 있지만, 내시경(11100)은 연성의 경통을 갖는 소위 연성 거울로서 구성되어도 된다.
경통(11101)의 선단에는, 대물 렌즈가 감입된 개구부가 마련되어 있다. 내시경(11100)에는 광원 장치(11203)가 접속되어 있고, 당해 광원 장치(11203)에 의해 생성된 광이, 경통(11101)의 내부에 연장 설치되는 라이트 가이드에 의해 당해 경통의 선단까지 도광되고, 대물 렌즈를 통해 환자(11132)의 체강 내 관찰 대상을 향해 조사된다. 또한, 내시경(11100)은 직시 거울이어도 되고, 사시 거울 또는 측시 거울이어도 된다.
카메라 헤드(11102)의 내부에는 광학계 및 촬상 소자가 마련되어 있고, 관찰 대상으로부터의 반사광(관찰광)은 당해 광학계에 의해 당해 촬상 소자에 집광된다. 당해 촬상 소자에 의해 관찰광이 광전 변환되어, 관찰광에 대응하는 전기 신호, 즉 관찰 상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는 RAW 데이터로서 카메라 콘트롤 유닛(CCU: Camera Control Unit)(11201)에 송신된다.
CCU(11201)는 CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등으로 구성되고, 내시경(11100) 및 표시 장치(11202)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 또한, CCU(11201)는 카메라 헤드(11102)로부터 화상 신호를 수취하고, 그 화상 신호에 대하여 예를 들어 현상 처리(디모자이크 처리) 등의, 당해 화상 신호에 기초하는 화상을 표시하기 위한 각종 화상 처리를 실시한다.
표시 장치(11202)는 CCU(11201)에서의 제어에 의해, 당해 CCU(11201)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하는 화상을 표시한다.
광원 장치(11203)는, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode) 등의 광원으로 구성되고, 수술부 등을 촬영할 때의 조사광을 내시경(11100)에 공급한다.
입력 장치(11204)는 내시경 수술 시스템(11000)에 대한 입력 인터페이스이다. 유저는 입력 장치(11204)를 통해, 내시경 수술 시스템(11000)에 대하여 각종 정보의 입력이나 지시 입력을 행할 수 있다. 예를 들어, 유저는 내시경(11100)에 의한 촬상 조건(조사광의 종류, 배율 및 초점 거리 등)을 변경하는 취지의 지시등을 입력한다.
처치구 제어 장치(11205)는, 조직의 소작, 절개 또는 혈관의 밀봉 등을 위한 에너지 처치구(11112)의 구동을 제어한다. 기복 장치(11206)는, 내시경(11100)에 의한 시야의 확보 및 시술자의 작업 공간의 확보할 목적으로, 환자(11132)의 체강을 팽창시키기 위해, 기복 튜브(11111)를 통해 당해 체강 내에 가스를 보낸다. 레코더(11207)는 수술에 관한 각종 정보를 기록 가능한 장치이다. 프린터(11208)는 수술에 관한 각종 정보를, 텍스트, 화상 또는 그래프 등 각종 형식으로 인쇄 가능한 장치이다.
또한, 내시경(11100)에 수술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는, 예를 들어 LED, 레이저 광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색광원으로 구성할 수 있다. RGB 레이저 광원의 조합에 의해 백색 광원이 구성되는 경우에는, 각 색(각 파장)의 출력 강도 및 출력 타이밍을 고정밀도로 제어할 수 있기 때문에, 광원 장치(11203)에 있어서 촬상 화상의 화이트 밸런스의 조정을 행할 수 있다. 또한, 이 경우에는, RGB 레이저 광원 각각으로부터의 레이저광을 시분할로 관찰 대상에 조사하고, 그 조사 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자 구동을 제어함으로써, RGB 각각에 대응한 화상을 시분할로 촬상하는 것도 가능하다. 당해 방법에 의하면, 당해 촬상 소자에 컬러 필터를 마련하지 않아도, 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그 구동이 제어되어도 된다. 그 광이 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자 구동을 제어하여 시분할로 화상을 취득하고, 그 화상을 합성함으로써, 소위 흑색 포화 및 백색 날림이 없는 고다이내믹 레인지의 화상을 생성할 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는, 특수 광 관찰에 대응한 소정의 파장 대역의 광을 공급 가능하도록 구성되어도 된다. 특수 광 관찰에서는, 예를 들어 체조직에 있어서의 광의 흡수 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰 시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비해 협대역의 광을 조사함으로써, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고콘트라스트로 촬영하는, 소위 협대역 광 관찰(Narrow Band Imaging)이 행해진다. 혹은, 특수 광 관찰에서는, 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행해져도 된다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사하여 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가 형광 관찰), 또는 인도시아닌 그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국소 주입함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응한 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 것 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는 이러한 특수 광 관찰에 대응한 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하도록 구성될 수 있다.
도 32는, 도 31에 나타내는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 일례를 나타내는 블록도이다.
카메라 헤드(11102)는 렌즈 유닛(11401)과, 촬상부(11402)와, 구동부(11403)와, 통신부(11404)와, 카메라 헤드 제어부(11405)를 갖는다. CCU(11201)는 통신부(11411)와, 화상 처리부(11412)와, 제어부(11413)를 갖는다. 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201)는, 전송 케이블(11400)에 의해 서로 통신 가능하게 접속되어 있다.
렌즈 유닛(11401)은 경통(11101)과의 접속부에 마련되는 광학계이다. 경통(11101)의 선단으로부터 도입된 관찰광은, 카메라 헤드(11102)까지 도광되고, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어 구성된다.
촬상부(11402)는 촬상 소자로 구성된다. 촬상부(11402)를 구성하는 촬상 소자는 1개(소위 단판식)여도 되고, 복수(소위 다판식)여도 된다. 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 예를 들어 각 촬상 소자에 의해 RGB 각각에 대응하는 화상 신호가 생성되고, 그들이 합성됨으로써 컬러 화상이 얻어져도 된다. 혹은, 촬상부(11402)는, 3D(Dimensional) 표시에 대응하는 우안용 및 좌안용의 화상 신호를 각각 취득하기 위한 1대의 촬상 소자를 갖도록 구성되어도 된다. 3D 표시가 행해짐으로써, 시술자(11131)는 수술부에 있어서의 생체 조직의 깊이를 보다 정확하게 파악하는 것이 가능해진다. 또한, 촬상부(11402)가 다판식으로 구성되는 경우에는, 각 촬상 소자에 대응하여, 렌즈 유닛(11401)도 복수 계통 마련될 수 있다.
또한, 촬상부(11402)는 반드시 카메라 헤드(11102)에 마련되지 않아도 된다. 예를 들어, 촬상부(11402)는 경통(11101)의 내부에, 대물 렌즈의 직후에 마련되어도 된다.
구동부(11403)는 액추에이터에 의해 구성되고, 카메라 헤드 제어부(11405)로부터의 제어에 의해, 렌즈 유닛(11401)의 줌 렌즈 및 포커스 렌즈를 광축에 따라서 소정의 거리만큼 이동시킨다. 이에 의해, 촬상부(11402)에 의한 촬상 화상의 배율 및 초점이 적절히 조정될 수 있다.
통신부(11404)는 CCU(11201)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11404)는, 촬상부(11402)로부터 얻은 화상 신호를 RAW 데이터로 하여 전송 케이블(11400)을 통해 CCU(11201)에 송신한다.
또한, 통신부(11404)는 CCU(11201)로부터, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 수신하고, 카메라 헤드 제어부(11405)에 공급한다. 당해 제어 신호에는, 예를 들어 촬상 화상의 프레임 레이트를 지정하는 취지의 정보, 촬상 시의 노출값을 지정하는 취지의 정보, 그리고/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정하는 취지의 정보 등, 촬상 조건에 관한 정보가 포함된다.
또한, 상기 프레임 레이트나 노출값, 배율, 초점 등의 촬상 조건은, 유저에 의해 적절히 지정되어도 되고, 취득된 화상 신호에 기초하여 CCU(11201)의 제어부(11413)에 의해 자동적으로 설정되어도 된다. 후자의 경우에는, 소위 AE(Auto Exposure) 기능, AF(Auto Focus) 기능 및 AWB(Auto White Balance) 기능이 내시경(11100)에 탑재되어 있게 된다.
카메라 헤드 제어부(11405)는 통신부(11404)를 통해 수신한 CCU(11201)로부터의 제어 신호에 기초하여, 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어한다.
통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)와의 사이에서 각종 정보를 송수신하기 위한 통신 장치에 의해 구성된다. 통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)로부터, 전송 케이블(11400)을 통해 송신되는 화상 신호를 수신한다.
또한, 통신부(11411)는 카메라 헤드(11102)에 대하여 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 송신한다. 화상 신호나 제어 신호는 전기 통신이나 광통신 등에 의해 송신할 수 있다.
화상 처리부(11412)는 카메라 헤드(11102)로부터 송신된 RAW 데이터인 화상 신호에 대하여 각종 화상 처리를 실시한다.
제어부(11413)는 내시경(11100)에 의한 수술부 등의 촬상 및 수술부 등의 촬상에 의해 얻어지는 촬상 화상의 표시에 관한 각종 제어를 행한다. 예를 들어, 제어부(11413)는 카메라 헤드(11102)의 구동을 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다.
또한, 제어부(11413)는, 화상 처리부(11412)에 의해 화상 처리가 실시된 화상 신호에 기초하여, 수술부 등이 찍힌 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이 때, 제어부(11413)는, 각종 화상 인식 기술을 사용하여 촬상 화상 내에 있어서의 각종 물체를 인식해도 된다. 예를 들어, 제어부(11413)는, 촬상 화상에 포함되는 물체의 에지 형상이나 색 등을 검출함으로써, 겸자 등의 수술 도구, 특정한 생체 부위, 출혈, 에너지 처치구(11112)의 사용 시의 미스트 등을 인식할 수 있다. 제어부(11413)는 표시 장치(11202)에 촬상 화상을 표시시킬 때, 그 인식 결과를 사용하여, 각종 수술 지원 정보를 당해 수술부의 화상에 중첩 표시시켜도 된다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되어, 시술자(11131)에 제시됨으로써, 시술자(11131)의 부담을 경감시키는 것이나, 시술자(11131)가 확실하게 수술을 진행시키는 것이 가능해진다.
카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)를 접속하는 전송 케이블(11400)은, 전기 신호의 통신에 대응한 전기 신호 케이블, 광통신에 대응한 광 파이버, 또는 이들의 복합 케이블이다.
여기서, 도시하는 예에서는, 전송 케이블(11400)을 사용하여 유선으로 통신이 행해지고 있었지만, 카메라 헤드(11102)와 CCU(11201) 사이의 통신은 무선으로 행해져도 된다.
이상, 본 개시에 관한 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관한 기술은, 이상 설명한 구성 중 촬상부(11402)에 적용될 수 있다. 구체적으로는, 도 1의 고체 촬상 장치(1)는 촬상부(10402)에 적용할 수 있다. 촬상부(10402)에 본 개시에 관한 기술을 적용함으로써, 보다 선명한 수술부 화상을 얻을 수 있기 때문에, 시술자가 수술부를 확실하게 확인하는 것이 가능해진다.
또한, 여기에서는, 일례로서 내시경 수술 시스템에 대하여 설명했지만, 본 개시에 관한 기술은, 그 밖에도, 예를 들어 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 된다.
또한, 본 기술은 이하와 같은 구성을 취할 수 있다.
(1)
온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛과,
상기 광전 변환부의 광 입사면측에, 상기 복수의 화소 유닛의 상기 컬러 필터 각각의 주위를 둘러싸도록 형성된 격자상의 컬러 필터간 차광부를 구비하고,
상기 복수의 화소 유닛에는, 소정 사이즈의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛, 및 상기 소정 사이즈보다도 대형의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛이 포함되어 있고,
상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 높이는, 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부의 높이보다도 높은
고체 촬상 장치.
(2)
상기 제2 화소 유닛은, 1개의 상기 온 칩 렌즈에 대하여 복수의 상기 광전 변환부를 갖는 화소 유닛인
상기 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(3)
상기 제2 화소 유닛의 온 칩 렌즈의 치수는, 상기 제1 화소 유닛의 온 칩 렌즈를 행 방향으로 2배로 하고, 열 방향으로 1배로 한 치수, 또는 상기 제1 화소 유닛의 온 칩 렌즈를 행 방향으로 1배로 하고, 열 방향으로 2배로 한 치수인
상기 (2)에 기재된 고체 촬상 장치.
(4)
상기 제1 화소 유닛은, 1개의 상기 온 칩 렌즈에 대하여 1개의 상기 광전 변환부를 갖는 화소 유닛인
상기 (1) 내지 (3) 중 어느 것에 기재된 고체 촬상 장치.
(5)
복수의 상기 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터층과, 복수의 상기 온 칩 렌즈를 포함하는 온 칩 렌즈층 사이에 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 낮은 저굴절률층을 구비하는
상기 (1) 내지 (4) 중 어느 것에 기재된 고체 촬상 장치.
(6)
상기 저굴절률층은, 상기 컬러 필터층의 광 입사면의 전역을 덮도록 형성되어 있는
상기 (5)에 기재된 고체 촬상 장치.
(7)
상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 온 칩 렌즈의 상기 저굴절률층측이 볼록형의 렌즈면이 되도록, 해당 온 칩 렌즈와 대향하는 영역의 중앙부가 상기 컬러 필터측으로 오목해진 파라볼라 형상으로 되어 있는
상기 (6)에 기재된 고체 촬상 장치.
(8)
상기 저굴절률층을 사이에 끼워, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면을 덮도록 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 높은 고굴절률층을 구비하고,
상기 고굴절률층은, 상기 온 칩 렌즈측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있는
상기 (6)에 기재된 고체 촬상 장치.
(9)
상기 저굴절률층은, 상기 컬러 필터층의 광 입사면 중, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면 이외를 덮도록 형성되어 있는
상기 (5)에 기재된 고체 촬상 장치.
(10)
상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛에 인접하는 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면 중, 상기 제2 화소 유닛측의 부분만을 덮도록 형성되어 있는
상기 (9)에 기재된 고체 촬상 장치.
(11)
상기 저굴절률층은, 상기 컬러 필터층의 광 입사면 중, 상기 제2 화소 유닛의 상기 온 칩 렌즈와 대향하는 영역의 중앙부 이외를 덮도록 형성되어 있는
상기 (5)에 기재된 고체 촬상 장치.
(12)
상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면과, 상기 제2 화소 유닛에 인접하는 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면의 상기 제2 화소 유닛측을 덮도록 형성되어 있는
상기 (5)에 기재된 고체 촬상 장치.
(13)
상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 온 칩 렌즈의 상기 저굴절률층측이 볼록형의 렌즈면이 되도록, 해당 온 칩 렌즈와 대향하는 영역의 중앙부가 상기 컬러 필터측으로 오목해진 파라볼라 형상으로 되어 있는
상기 (12)에 기재된 고체 촬상 장치.
(14)
상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면에 대해서는, 해당 광 입사면의 외주측의 부분만을 덮도록 형성되어 있는
상기 (12)에 기재된 고체 촬상 장치.
(15)
상기 저굴절률층을 사이에 끼워, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면을 덮도록 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 높은 고굴절률층을 구비하고,
상기 고굴절률층은, 상기 온 칩 렌즈측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있는
상기 (12)에 기재된 고체 촬상 장치.
(16)
상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터와 상기 온 칩 렌즈 사이에 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 높은 고굴절률층을 구비하고,
상기 고굴절률층은, 상기 온 칩 렌즈측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있는
상기 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(17)
상기 컬러 필터간 차광부는, 상기 온 칩 렌즈 및 상기 컬러 필터보다도 굴절률이 낮고,
상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 굴절률은, 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부의 굴절률보다도 낮은
상기 (1) 내지 (16) 중 어느 것에 기재된 고체 촬상 장치.
(18)
상기 컬러 필터간 차광부는, 상기 온 칩 렌즈 및 상기 컬러 필터보다도 굴절률이 낮고,
상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 광 입사면측의 굴절률은, 해당 컬러 필터간 차광부의 상기 기판측의 굴절률, 및 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부인 제1 컬러 필터간 차광부의 굴절률보다도 낮은
상기 (1) 내지 (16) 중 어느 것에 기재된 고체 촬상 장치.
(19)
온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛, 그리고 상기 광전 변환부의 광 입사면측에, 상기 복수의 화소 유닛의 상기 컬러 필터 각각의 주위를 둘러싸도록 형성된 격자상의 컬러 필터간 차광부를 구비하고, 상기 복수의 화소 유닛에는, 소정 사이즈의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛, 및 상기 소정 사이즈보다도 대형의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛이 포함되어 있고, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 높이는, 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부의 높이보다도 높은 고체 촬상 장치를 구비하는
전자 기기.
1: 고체 촬상 장치
2: 기판
3: 화소 영역
4: 수직 구동 회로
5: 칼럼 신호 처리 회로
6: 수평 구동 회로
7: 출력 회로
8: 제어 회로
9: 화소
9A: 화소 유닛
9a: 제1 화소 유닛
9b: 제2 화소 유닛
10: 화소 구동 배선
11: 수직 신호선
12: 수평 신호선
13: 고정 전하막
14: 절연막
15: 차광막
16: 평탄화막
17: 수광층
18: 컬러 필터층
19: 온 칩 렌즈층
20: 집광층
21: 배선층
22: 지지 기판
23: 광전 변환부
24: 화소 분리부
25: 트렌치부
26: 컬러 필터
27, 27a, 27b: 온 칩 렌즈
28: CF간 차광부
28a: 제1 CF간 차광부
28b: 제2 CF간 차광부
29: 층간 절연막
30: 배선
31, 32: 입사광
33: CF간 차광막
34, 35: 레지스트막
36: 저굴절률층
37, 38, 39: 입사광
40: 고굴절률층
41: 입사광
1000: 촬상 장치
1001: 렌즈군
1002: 고체 촬상 소자
1003: DSP 회로
1004: 프레임 메모리
1005: 표시부
1006: 기록부
1007: 버스 라인

Claims (19)

  1. 온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛과,
    상기 광전 변환부의 광 입사면측에, 상기 복수의 화소 유닛의 상기 컬러 필터 각각의 주위를 둘러싸도록 형성된 격자상의 컬러 필터간 차광부를 구비하고,
    상기 복수의 화소 유닛에는, 소정 사이즈의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛, 및 상기 소정 사이즈보다도 대형의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛이 포함되어 있고,
    상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 높이는, 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부의 높이보다도 높은
    고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 화소 유닛은, 1개의 상기 온 칩 렌즈에 대하여 복수의 상기 광전 변환부를 갖는 화소 유닛인
    고체 촬상 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 화소 유닛의 온 칩 렌즈의 치수는, 상기 제1 화소 유닛의 온 칩 렌즈를 행 방향으로 2배로 하고, 열 방향으로 1배로 한 치수, 또는 상기 제1 화소 유닛의 온 칩 렌즈를 행 방향으로 1배로 하고, 열 방향으로 2배로 한 치수인
    고체 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 화소 유닛은, 1개의 상기 온 칩 렌즈에 대하여 1개의 상기 광전 변환부를 갖는 화소 유닛인
    고체 촬상 장치.
  5. 제1항에 있어서, 복수의 상기 컬러 필터를 포함하는 컬러 필터층과, 복수의 상기 온 칩 렌즈를 포함하는 온 칩 렌즈층 사이에 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 낮은 저굴절률층을 구비하는
    고체 촬상 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 컬러 필터층의 광 입사면의 전역을 덮도록 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 온 칩 렌즈의 상기 저굴절률층측이 볼록형의 렌즈면이 되도록, 해당 온 칩 렌즈와 대향하는 영역의 중앙부가 상기 컬러 필터측으로 오목해진 파라볼라 형상으로 되어 있는
    고체 촬상 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 저굴절률층을 사이에 끼워, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면을 덮도록 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 높은 고굴절률층을 구비하고,
    상기 고굴절률층은, 상기 온 칩 렌즈측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있는
    고체 촬상 장치.
  9. 제5항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 컬러 필터층의 광 입사면 중, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면 이외를 덮도록 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛에 인접하는 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면 중, 상기 제2 화소 유닛측의 부분만을 덮도록 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  11. 제5항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 컬러 필터층의 광 입사면 중, 상기 제2 화소 유닛의 상기 온 칩 렌즈와 대향하는 영역의 중앙부 이외를 덮도록 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면과, 상기 제2 화소 유닛에 인접하는 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면의 상기 제2 화소 유닛측을 덮도록 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 온 칩 렌즈의 상기 저굴절률층측이 볼록형의 렌즈면이 되도록, 해당 온 칩 렌즈와 대향하는 영역의 중앙부가 상기 컬러 필터측으로 오목해진 파라볼라 형상으로 되어 있는
    고체 촬상 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 저굴절률층은, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면에 대해서는, 해당 광 입사면의 외주측의 부분만을 덮도록 형성되어 있는
    고체 촬상 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 저굴절률층을 사이에 끼워, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 광 입사면을 덮도록 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 높은 고굴절률층을 구비하고,
    상기 고굴절률층은, 상기 온 칩 렌즈측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있는
    고체 촬상 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터와 상기 온 칩 렌즈 사이에 형성되고, 상기 온 칩 렌즈보다도 굴절률이 높은 고굴절률층을 구비하고,
    상기 고굴절률층은, 상기 온 칩 렌즈측이 볼록형의 렌즈면으로 되어 있는
    고체 촬상 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 컬러 필터간 차광부는, 상기 온 칩 렌즈 및 상기 컬러 필터보다도 굴절률이 낮고,
    상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 굴절률은, 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부의 굴절률보다도 낮은
    고체 촬상 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 컬러 필터간 차광부는, 상기 온 칩 렌즈 및 상기 컬러 필터보다도 굴절률이 낮고,
    상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 광 입사면측의 굴절률은, 해당 컬러 필터간 차광부의 상기 기판측의 굴절률, 및 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부인 제1 컬러 필터간 차광부의 굴절률보다도 낮은
    고체 촬상 장치.
  19. 온 칩 렌즈, 컬러 필터 및 광전 변환부를 갖는 복수의 화소 유닛, 그리고 상기 광전 변환부의 광 입사면측에, 상기 복수의 화소 유닛의 상기 컬러 필터 각각의 주위를 둘러싸도록 형성된 격자상의 컬러 필터간 차광부를 구비하고, 상기 복수의 화소 유닛에는, 소정 사이즈의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제1 화소 유닛, 및 상기 소정 사이즈보다도 대형의 상기 온 칩 렌즈를 갖는 제2 화소 유닛이 포함되어 있고, 상기 제2 화소 유닛의 상기 컬러 필터의 주위를 둘러싸는 상기 컬러 필터간 차광부의 높이는, 상기 제1 화소 유닛의 상기 컬러 필터간의 상기 컬러 필터간 차광부의 높이보다도 높은 고체 촬상 장치를 구비하는
    전자 기기.
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