KR20230092882A - 고체 촬상 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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유스케 모리야
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소니 세미컨덕터 솔루션즈 가부시키가이샤
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Abstract

동색 간 감도차를 저감하면서, 양자 효율을 향상 가능한 고체 촬상 장치를 제공한다. 기판과, 기판에 형성된 복수의 광전 변환부와, 기판의 한쪽 면측에, 인접한 적어도 2 이상의 광전 변환부를 포함하는 광전 변환부군에 대하여 형성된 마이크로렌즈를 복수 포함하는 마이크로렌즈 어레이와, 각 광전 변환부를 둘러싸도록, 기판에 형성된 격자상의 트렌치부를 구비하도록 하였다. 또한, 마이크로렌즈는, 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어서 형성되도록 하였다. 또한, 2 이상의 렌즈층 중, 기판에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮아지도록 하였다.

Description

고체 촬상 장치 및 전자 기기
본 기술은, 고체 촬상 장치 및 전자 기기에 관한 것이다.
종래, 인접하는 4개의 광전 변환부에 대하여 하나의 마이크로렌즈를 공유하는 구조의 고체 촬상 장치가 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조.). 특허문헌 1에 기재된 고체 촬상 장치에서는, 4개의 광전 변환부의 신호 전하 간의 차를 기초로, 피사체까지의 거리를 산출 가능하게 되어 있다. 이에 의해, 전체 화소를 오토 포커스 센서로서 이용 가능하게 되어 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 고체 촬상 장치는, 각 광전 변환부를 둘러싸는 격자상의 화소 분리부를 갖고 있다.
일본 특허 공개 제2013-211413호 공보
그러나, 특허문헌 1에 기재된 고체 촬상 장치에서는, 예를 들어, 화소 분리부의 폭의 변동이나, 화소 분리부의 위치의 변동, 화소 분리부와 마이크로렌즈의 중첩 어긋남 등에 의해, 입사광의 집광 스폿의 중심과 4개의 광전 변환부의 중앙이 어긋날 가능성이 있다. 그 때문에, 광전 변환부 간에 있어서, 수광 감도차(동색 간 감도차)를 발생시킬 가능성이 있다.
이러한 동색 간 감도차를 저감하는 방법으로서는, 예를 들어, 마이크로렌즈의 곡률 반경을 크게 함으로써, 입사광의 집광 스폿을 확장하는 것을 생각할 수 있지만, 집광 파워가 저하되기 때문에, 양자 효율(QE: quantum efficiency)이 저하될 가능성이 있다.
본 개시는, 동색 간 감도차를 저감하면서, 양자 효율을 향상 가능한 고체 촬상 장치 및 전자 기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 고체 촬상 장치는, (a) 기판과, (b) 기판에 형성된 복수의 광전 변환부와, (c) 기판의 한쪽 면측에, 인접한 적어도 2 이상의 광전 변환부를 포함하는 광전 변환부군에 대하여 형성된 마이크로렌즈를 복수 포함하는 마이크로렌즈 어레이와, (d) 각 광전 변환부를 둘러싸도록, 기판에 형성된 격자상의 트렌치부를 구비하고, (e) 마이크로렌즈는, 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어 있고, (f) 2 이상의 렌즈층 중, 기판에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮다.
또한, 본 개시의 전자 기기는, (a) 기판, (b) 기판에 형성된 복수의 광전 변환부, (c) 기판의 한쪽 면측에, 인접한 적어도 2 이상의 광전 변환부를 포함하는 광전 변환부군에 대하여 형성된 마이크로렌즈를 복수 포함하는 마이크로렌즈 어레이, (d) 및 각 광전 변환부를 둘러싸도록, 기판에 형성된 격자상의 트렌치부를 갖고, (e) 마이크로렌즈는, 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어 있고, (f) 2 이상의 렌즈층 중, 기판에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮은 고체 촬상 장치를 구비한다.
도 1은 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 도 1의 A-A선에서 파단한 경우의, 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2의 B-B선에서 파단한 경우의, 화소 영역의 평면 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 고체 촬상 장치를 평면으로 보았을 경우의, 화소 영역의 평면 구성을 도시하는 도면이다.
도 5a는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 제조 방법의 각 공정을 도시하는 도면이다.
도 5b는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 제조 방법의 각 공정을 도시하는 도면이다.
도 5c는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 제조 방법의 각 공정을 도시하는 도면이다.
도 5d는 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 제조 방법의 각 공정을 도시하는 도면이다.
도 6은 변형예에 관계되는 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 변형예에 관계되는 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은 변형예에 관계되는 고체 촬상 장치의 화소 영역의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
도 9는 제2 실시 형태에 관계되는 전자 기기의 전체 구성을 도시하는 도면이다.
도 10은 CMOS 이미지 센서를 사용하는 사용예를 도시하는 도면이다.
도 11은 차량 제어 시스템의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
도 12는 차외 정보 검출부 및 촬상부의 설치 위치의 일례를 도시하는 설명도이다.
도 13은 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 카메라 헤드 및 CCU의 기능 구성의 일례를 도시하는 블록도이다.
이하에, 본 개시의 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치 및 전자 기기의 일례를, 도 1 내지 도 10을 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 아니고, 또다른 효과가 있어도 된다.
1. 제1 실시 형태: 고체 촬상 장치
1-1 고체 촬상 장치의 전체의 구성
1-2 주요부의 구성
1-3 고체 촬상 장치의 제조 방법
1-4 변형예
2. 전자 기기에의 응용예
2-1 전자 기기의 전체의 구성
2-2 CMOS 이미지 센서의 사용예
3. 이동체에의 응용예
4. 내시경 수술 시스템에의 응용예
<1. 제1 실시 형태>
[1-1 고체 촬상 장치의 전체의 구성]
도 1은, 본 개시의 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치의 전체 구성을 도시하는 도면이다. 도 1의 고체 촬상 장치(1)는 이면 조사형의 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 이미지 센서이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 고체 촬상 장치(1)(고체 촬상 소자(1002))는 렌즈군(1001)을 통하여, 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 도시하는 바와 같이, 화소 영역(3)과, 화소 영역(3)의 주변에 배치된 주변 회로부를 구비하고 있다.
화소 영역(3)은 기판(2) 상에 이차원 매트릭스상으로 배열된 복수의 화소(9)를 갖고 있다. 화소(9)는, 도 2에 도시한 광전 변환부(23)와, 복수의 화소 트랜지스터(도시하지 않음)를 갖고 있다. 화소 트랜지스터로서는, 예를 들어, 전송 트랜지스터, 리셋 트랜지스터, 선택 트랜지스터, 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 구성되어, 원하는 화소 구동 배선(10)을 선택하고, 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 순차 수직 방향으로 선택 주사하고, 각 화소(9)의 광전 변환부(23)에 있어서 수광량에 따라서 생성한 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 구성되어, 수평 주사 펄스를 칼럼 신호 처리 회로(5)에 순차 내보내고, 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 통해서, 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 마스터 클럭 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 생성한 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, 도 1의 고체 촬상 장치(1)의 상세 구조에 대하여 설명한다.
도 2는, 고체 촬상 장치(1)의 화소 영역(3)의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
도 2에 도시하는 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(S1)측」이라고도 칭한다)에는, 컬러 필터층(18) 및 마이크로렌즈 어레이(19)가 이 순으로 적층되어 이루어지는 집광층(20)이 형성되어 있다. 또한, 수광층(17)의 기판(2)측의 면(이하, 「표면(S2)측」이라고도 칭한다)에는, 배선층(21) 및 지지 기판(22)이 이 순으로 적층되어 있다. 또한, 수광층(17)의 이면(S1)과 평탄화막(16)의 이면은 동일한 면이기 때문에, 이하의 기재에서는, 평탄화막(16)의 이면도 「이면(S1)」이라고 나타낸다. 또한, 수광층(17)의 표면(S2)과 기판(2)의 표면은 동일한 면이기 때문에, 이하의 기재에서는 기판(2)의 표면도 「표면(S2)」이라고 나타낸다.
기판(2)은 예를 들어 실리콘(Si)을 포함하는 반도체 기판에 의해 구성되어, 화소 영역(3)을 형성하고 있다. 화소 영역(3)에는, 이차원 매트릭스상으로 복수의 화소(9)(정사각 화소)가 배치되어 있다. 각 화소(9)는, 기판(2)에 형성되고, p형 반도체 영역과 n형 반도체 영역을 포함하는 광전 변환부(23)를 갖고 있다. 광전 변환부(23)는 p형 반도체 영역과 n형 반도체 영역 간의 pn 접합으로 포토다이오드를 구성하고 있다. 광전 변환부(23) 각각은, 광전 변환부(23)에의 입사광의 광량에 따른 신호 전하를 생성하고, 생성한 신호 전하를 축적한다.
또한, 인접하는 광전 변환부(23)의 사이에는, 화소 분리부(24)가 형성되어 있다. 화소 분리부(24)는 도 3에 도시한 바와 같이, 기판(2)에 대하여 각 광전 변환부(23)를 둘러싸도록 격자상으로 형성되어 있다. 화소 분리부(24)는 기판(2)의 이면(S3)측으로부터 두께 방향으로 신장하고 있는 바닥이 있는 트렌치부(25)를 갖고 있다. 트렌치부(25)는 측벽면이 화소 분리부(24)의 외형을 형성하고 있다. 즉, 트렌치부(25)는 기판(2)에 대하여 각 광전 변환부(23)를 둘러싸도록 격자상으로 형성되어 있다. 트렌치부(25)의 내부에는, 고정 전하막(13) 및 절연막(14)이 매립되어 있다. 또한, 절연막(14) 내에는, 광을 반사하는 금속막을 매립해도 된다. 금속막으로서는, 예를 들어, 텅스텐(W), 알루미늄(Al)을 채용할 수 있다. 화소 분리부(24)의 채용에 의해, 각 광전 변환부(23)를 차광할 수 있어, 광학 혼색을 억제할 수 있다.
고정 전하막(13)은 기판(2)의 이면(S3)측 전체(광 입사면측 전체) 및 트렌치부(25)의 내부를 연속적으로 피복하고 있다. 고정 전하막(13)의 재료로서는, 예를 들어, 하프늄(Hf), 알루미늄(Al), 지르코늄(Zr), 탄탈(Ta), 티타늄(Ti)을 채용할 수 있다. 또한, 절연막(14)은 고정 전하막(13)의 이면(S4)측 전체(광 입사면측 전체) 및 트렌치부(25)의 내부를 연속적으로 피복하고 있다. 절연막(14)의 재료로서는, 예를 들어, 산화 실리콘(SiO2), 질화실리콘(Si3N4), 산질화실리콘(SiON)을 채용할 수 있다.
차광막(15)은 인접하는 화소(9)에 광이 새어 들어가지 않도록, 절연막(14)의 이면(S5)측의 일부에 복수의 광전 변환부(23)의 각각의 광 입사면측을 개구하는 격자상으로 형성되어 있다. 또한, 평탄화막(16)은 수광층(17)의 이면(S1)이 요철이 없는 평탄면으로 되도록, 차광막(15)을 포함하는 절연막(14)의 이면(S5)측 전체(광 입사면측 전체)를 연속적으로 피복하고 있다.
컬러 필터층(18)은 평탄화막(16)의 이면(S1)측(광 입사면측)에 컬러 필터(26)를 2×2의 광전 변환부(23)(이하, 「광전 변환부군(27)」이라고도 칭한다) 마다 갖고 있다. 컬러 필터(26) 각각은, 적색광, 녹색광, 청색광 등의 특정 파장의 광을 투과하고, 투과한 입사광을 광전 변환부(23)에 입사시키는 구성으로 되어 있다. 또한, 마이크로렌즈 어레이(19)측으로부터 본 경우의 컬러 필터(26)의 배열은 베이어 배열로 되어 있다.
또한, 인접하는 컬러 필터(26)의 사이에는, 격벽부(28)가 형성되어 있다. 격벽부(28)의 높이는, 컬러 필터(26)의 높이와 동일한 높이로 되어 있다. 격벽부(28)의 재료로서는, 예를 들어, 컬러 필터(26)보다도 굴절률이 낮은 저굴절 재료를 채용할 수 있다. 이에 의해, 컬러 필터(26)를 코어로 하고, 격벽부(28)를 클래드로 하여 도파로를 형성할 수 있어, 컬러 필터(26) 내에서 입사광이 확산되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 실시 형태에서는, 2×2의 광전 변환부(23)를 광전 변환부군(27)으로 하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어, n×1, 1×m, n×m(n, m은 2 이상의 자연수)의 광전 변환부(23)를 광전 변환부군(27)으로서 사용하는 구성으로 해도 된다.
또한, 마이크로렌즈 어레이(19)는, 컬러 필터층(18)의 이면(S6)측(광 입사면측)에 형성된 평판상의 저부(29)와, 저부(29)의 이면(S7)측(광 입사면측)에 형성된 복수의 마이크로렌즈(30)를 갖고 있다. 각 마이크로렌즈(30)는 도 4에 도시하는 바와 같이, 광전 변환부군(27)마다 형성되어 있다. 마이크로렌즈(30) 각각은, 피사체로부터의 상광(입사광)을 광전 변환부(23) 내에 집광하는 구성으로 되어 있다. 또한, 마이크로렌즈(30)는 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어서 형성되어 있다. 또한, 2 이상의 렌즈층 중, 기판(2)에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮게 되어 있다. 도 2에서는, 마이크로렌즈(30)를 제1 렌즈층(31)과, 제1 렌즈층(31)의 이면(S8)측(광 입사면측)에 형성되고, 제1 렌즈층(31)보다도 굴절률이 높은 제2 렌즈층(32)의 2층 구조로 한 경우를 예시하고 있다. 또한, 제1 렌즈층(31) 및 제2 렌즈층(32)은 반사 방지막 등과 달리, 입사광을 집광하는 렌즈로서의 역할을 담당하는 층이다.
구체적으로는, 제1 렌즈층(31)은 저부(29)의 이면(S7)측의, 각 광전 변환부군(27)의 중앙부에 대응하는 위치에 반구상으로 형성되어 있다. 제1 렌즈층(31)은 인접하는 제1 렌즈층(31)과 접촉하지 않을 정도의 크기로 되어 있다. 제1 렌즈층(31)의 재료로서는, 예를 들어, 굴절률이 낮은 재료를 채용할 수 있다. 굴절률이 낮은 재료로서는, 예를 들어, 굴절률 1.15 내지 1.55의 질화실리콘(SiN), 산질화실리콘(SiON), 산화티타늄(TiO2) 필러 함유 수지를 들 수 있다. 굴절률이 낮은 재료를 사용함으로써, 마이크로렌즈(30)의 기판(2)측에서, 렌즈 파워를 저하시킬 수 있고, 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 진행하는 입사광을 광전 변환부군(27)의 외주측을 향하게 할 수 있다. 그 때문에, 집광 스폿(33)을 확대할 수 있어, 화소 분리부(24)의 폭의 변동이나, 화소 분리부(24)의 위치의 변동, 화소 분리부(24)와 마이크로렌즈(30)의 중첩 어긋남이 발생한 경우에도, 동색 간 감도차를 저감할 수 있다.
또한, 제2 렌즈층(32)은 제1 렌즈층(31)의 이면(S8)측의 전체 및 저부(29)를 피복하는 돔상으로 형성되어 있다. 즉, 2 이상의 렌즈층 중, 기판(2)측의 렌즈층(도 2의 예에서는, 제1 렌즈층(31))의 외주부를 나머지 렌즈층(도 2의 예에서는, 제2 렌즈층(32))이 피복하고 있다. 이에 의해, 마이크로렌즈(30)의 측부를 제2 렌즈층(32)으로 덮을 수 있어, 마이크로렌즈(30)의 측부에 입사하는 입사광, 즉, 광전 변환부군(27) 내에 도입하기 어려운 입사광을 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 굴절시킬 수 있어, 양자 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 인접하는 마이크로렌즈(30)의 최표면측의 렌즈층(도 2의 예에서는, 제2 렌즈층(32))끼리가 서로 접촉하고 있다. 최표면측의 렌즈층이 서로 접촉함으로써, 마이크로렌즈(30) 사이의 간극을 저감할 수 있기 때문에, 마이크로렌즈(30)로 입사광을 보다 확실하게 집광할 수 있어, 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 돔상의 제2 렌즈층(32)의 외주부는, 인접하는 제2 렌즈층(32)과 일체로 되어 있다. 즉, 기판(2)의 이면(S3)(광 입사면)과 수직하며, 또한 화소(9)의 행방향과 평행한 단면에 있어서, 제1 렌즈층(31)의 하단부의 중심부로부터 제2 렌즈층(32)의 하단부의 내주부까지의 거리 a와, 제2 렌즈층(32)의 하단부의 두께 b의 합계값은, 화소(9)의 셀 사이즈(화소(9)의 1변의 절반의 길이)와 동일하게 되어 있다. 바꾸어 말하면, 인접하는 마이크로렌즈(30)의 외주부가 서로 접촉한 구성으로 되어 있다. 인접하는 마이크로렌즈(30)의 외주부가 서로 접촉함으로써, 마이크로렌즈(30) 사이의 간극을 저감할 수 있어, 마이크로렌즈(30)로 입사광을 보다 확실하게 집광할 수 있어, 양자 효율을 향상시킬 수 있다.
제2 렌즈층(32)의 재료로서는, 예를 들어, 제1 렌즈층(31)의 재료보다도 굴절률이 높은 재료를 채용할 수 있다. 굴절률이 높은 재료로서는, 예를 들어, 굴절률 1.55 내지 2.10의 산질화실리콘(SiON)을 들 수 있다. 굴절률이 높은 재료를 사용함으로써, 마이크로렌즈(30)의 최표면측에서, 렌즈 파워를 향상시킬 수 있어, 마이크로렌즈(30)에 입사한 직후의 입사광을 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 크게 굴절시킬 수 있다. 그 때문에, 입사광을 광전 변환부군(27) 내에 보다 확실하게 도입할 수 있어, 양자 효율을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로는, 컬러 필터(26) 사이에 도 2에 도시한 격벽부(28)를 갖는 경우, 입사광이 격벽부(28)의 마이크로렌즈(30)측에 닿아서, 입사광의 일부가 격벽부(28)에 의해 차단될 가능성이 있다. 이에 반해, 제2 렌즈층(32)의 굴절률을 높게 함으로써, 입사광을 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 크게 굴절시켜, 입사광이 격벽부(28)의 마이크로렌즈(30)측에 닿는 것을 방지할 수 있어, 입사광의 일부가 격벽부(28)에 의해 차단될 가능성을 억제할 수 있다.
또한, 도 2에서는, 마이크로렌즈(30)를 제1 렌즈층(31) 및 제2 렌즈층(32)의 2층 구조로 하고, 제1 렌즈층(31)의 굴절률<제2 렌즈층(32)의 굴절률로 하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 마이크로렌즈(30)의 렌즈층이 3층 구조 이상인 경우에는, 마이크로렌즈(30)의 최표면측의 렌즈층으로부터 기판(2)측의 렌즈층을 향함에 따라서 굴절률이 서서히 낮아지는 구성으로 해도 된다. 즉, 2 이상의 렌즈층 중, 기판(2)에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮아지는 구성으로 해도 된다.
또한, 마이크로렌즈(30)의 최표면에는, 제1 반사 방지막(34)이 형성되어 있다. 제1 반사 방지막(34)으로서는, 예를 들어, 단층막, 다층막을 채용할 수 있다. 단층막을 채용하는 경우에는, 제1 반사 방지막(34)의 재료로서, 예를 들어, 공기의 굴절률과 마이크로렌즈(30)의 최표면측의 렌즈층(도 2의 예에서는, 제2 렌즈층(32))의 굴절률 사이의 굴절률을 갖는 재료를 채용할 수 있다. 구체적으로는, 산질화실리콘(SiON), 저온 산화막(LTO)을 들 수 있다. 또한, 제1 반사 방지막(34)을 다층막을 채용하는 경우에는, 예를 들어, 고굴절률막과, 고굴절률막보다도 굴절률이 낮은 저굴절률막이 교대로 적층된 다층막을 채용할 수 있다. 여기서, 도 2에 도시하는 바와 같이, 마이크로렌즈(30)를 2 이상의 렌즈층이 적층된 구성으로 한 경우, 마이크로렌즈(30) 내에 계면이 증가하기 때문에, 입사광의 투과율이 저감될 가능성이 있다. 이에 반해, 마이크로렌즈(30)의 최표면에 제1 반사 방지막(34)을 형성함으로써, 마이크로렌즈(30)의 최표면에서의 입사광의 반사를 억제할 수 있어, 마이크로렌즈(30)의 최표면측의 렌즈층(제2 렌즈층(32))에 있어서의 입사광의 투과율을 증대시킬 수 있다. 그 때문에, 마이크로렌즈(30) 전체로서, 입사광의 투과율의 저감을 억제할 수 있다.
또한, 인접하는 2개의 렌즈층(도 2의 예에서는, 제1 렌즈층(31), 제2 렌즈층(32)) 사이에는, 제2 반사 방지막(35)이 형성되어 있다. 제2 반사 방지막(35)으로서는, 예를 들어, 단층막, 다층막을 채용할 수 있다. 단층막을 채용하는 경우에는, 제2 반사 방지막(35)의 재료로서, 예를 들어, 인접하는 2개의 렌즈층, 즉 제2 반사 방지막(35)을 사이에 둔 2개의 렌즈층의 굴절률의 한쪽을 상한값으로 하고 다른 쪽을 하한값으로 하는 범위 내의 굴절률을 갖는 재료를 채용할 수 있다. 제2 반사 방지막(35)의 재료로서는, 예를 들어, 산질화실리콘(SiON)을 들 수 있다. 또한, 제2 반사 방지막(35)을 다층막을 채용하는 경우에는, 예를 들어, 고굴절률막과, 고굴절률막보다도 굴절률이 낮은 저굴절률막이 교대로 적층된 다층막을 채용할 수 있다. 제2 반사 방지막(35)을 형성함으로써, 인접하는 2개의 렌즈층(제1 렌즈층(31), 제2 렌즈층(32))의 계면에서의 입사광의 반사를 억제할 수 있어, 기판(2)측의 렌즈층(제1 렌즈층(31))에 있어서의 입사광의 투과율을 증대시킬 수 있다. 그 때문에, 마이크로렌즈(30) 전체로서, 입사광의 투과율의 저감을 억제할 수 있다.
또한, 도 2에서는, 마이크로렌즈(30)를 제1 렌즈층(31) 및 제2 렌즈층(32)의 2층 구조로 하고, 제1 렌즈층(31) 및 제2 렌즈층(32) 사이, 즉, 모든 렌즈층의 사이에 제2 반사 방지막(35)을 형성하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 마이크로렌즈(30)의 렌즈층이 3층 구조 이상인 경우에는, 일부의 렌즈층의 사이에만 제2 반사 방지막(35)을 형성하는 구성으로 해도 된다.
배선층(21)은 기판(2)의 표면(S2)측에 형성되어 있고, 층간 절연막(36)과, 층간 절연막(36)을 개재하여 복수층으로 적층된 배선(37)을 포함하여 구성되어 있다. 그리고, 배선층(21)은 복수층의 배선(37)을 통하여, 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.
이상의 구성을 갖는 고체 촬상 장치(1)에서는, 기판(2)의 이면(S1)측(수광층(17)의 이면(S1)측)으로부터 광이 조사되고, 조사된 광이 마이크로렌즈(30) 및 컬러 필터(26)를 투과하고, 투과한 광이 광전 변환부(23)에서 광전 변환되어서 신호 전하가 생성된다. 그리고, 생성된 신호 전하가, 기판(2)의 표면(S2)측에 형성된 화소 트랜지스터 등을 통하여, 배선(37)으로 형성된 도 1에 도시한 수직 신호선(11)에 의해 화소 신호로서 출력된다.
또한, 제1 실시 형태의 고체 촬상 장치(1)에서는, 이면 조사형 구조, 즉, 배선층(21)이 형성된 기판(2)의 표면(S2)과는 반대측의 기판(2)의 이면(S3)을 광 입사면으로 하여, 기판(2)의 이면(S3)측으로부터 입사광이 입사되는 구조로 하였다. 그 때문에, 입사광은, 배선층(21)의 제약을 받을 일 없이, 광전 변환부(23)에 입사된다. 그 때문에, 광전 변환부(23)의 개구를 넓게 취할 수 있고, 예를 들어, 표면 조사형보다도 고감도화를 도모할 수 있다.
[1-3 마이크로렌즈의 제조 방법]
이어서, 마이크로렌즈(30)의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 광전 변환부(23)나 화소 분리부(24), 컬러 필터(26), 격벽부(28) 등을 기판(2)에 형성한 후, 기판(2)의 이면(S3)에, 제1 렌즈층(31)의 재료를 포함하는 후막(이하, 「저N층(38)」이라고도 칭한다)을 성막한다. 저N층(38)의 성막 방법으로서는, 예를 들어, 스핀 코팅법, CVD(chemical vapor deposition)법을 채용할 수 있다.
계속해서, 도 5b에 도시하는 바와 같이, 저N층(38)의 이면(S9)의, 제1 렌즈층(31)에 대응하는 각 위치에 레지스트 패턴 재료층을 형성한 후, 레지스트 패턴 재료층을 리플로우시켜서 렌즈 패턴층(39)을 형성한다. 계속해서, 렌즈 패턴층(39)을 에칭 마스크로 하여 에칭을 행하여, 렌즈 패턴층(39)의 형상을 저N층(38)에 전사한다. 에칭으로서는, 예를 들어, 건식 에칭을 채용할 수 있다. 이에 의해, 도 5c에 도시하는 바와 같이, 마이크로렌즈 어레이(19)의 저부(29) 및 제1 렌즈층(31)을 형성한다. 제1 렌즈층(31)은 인접하는 제1 렌즈층(31)과의 렌즈간 갭이 다 채워지지 않을 정도의 크기로 한다.
계속해서, 도 5d에 도시하는 바와 같이, 제1 렌즈층(31)의 전체면에 제2 반사 방지막(35)을 형성한 후, 제2 렌즈층(32)의 재료를 포함하는 후막(이하, 「고N층(40)」이라고도 칭한다)을 성막한다. 고N층(40)의 성막 방법으로서는, 예를 들어, CVD법 등을 채용할 수 있다. 계속해서, 에칭 마스크를 사용하지 않고, 고N층(40)에 전체면 에칭을 행하여, 고N층(40)의 두께를 원하는 두께로 한다. 즉, 고N층(40)에 에치 백을 실시한다. 이에 의해, 제2 렌즈층(32)을 형성하여, 제1 렌즈층(31)과 제2 렌즈층(32)이 적층된 마이크로렌즈(30)를 갖는 마이크로렌즈 어레이(19)를 형성한다. 계속해서, 마이크로렌즈 어레이(19)의 전체면에 제1 반사 방지막(34)을 형성함으로써, 도 2에 도시한 고체 촬상 장치(1)가 완성된다.
이상 설명한 바와 같이, 제1 실시 형태에 관계되는 고체 촬상 장치(1)에서는, 마이크로렌즈(30)를 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층(제1 렌즈층(31), 제2 렌즈층(32))을 적층하여 형성하였다. 또한, 2 이상의 렌즈층(제1 렌즈층(31), 제2 렌즈층(32)) 중 기판(2)에 가까운 렌즈층(제1 렌즈층(31))일수록 굴절률을 낮게 하였다.
이와 같이, 마이크로렌즈(30)의 최표면측에 있어서, 굴절률이 높은 재료를 사용함으로써 렌즈 파워를 향상시킬 수 있어, 마이크로렌즈(30)에 입사한 직후의 입사광을 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 크게 굴절시킬 수 있다. 그 때문에, 입사광을 광전 변환부군(27) 내에 보다 확실하게 도입할 수 있어, 양자 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 마이크로렌즈(30)의 기판(2)측에 있어서, 굴절률이 낮은 재료를 사용함으로써 렌즈 파워를 저하시킬 수 있어, 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 진행하는 입사광을 광전 변환부군(27)의 외주측으로 굴절시킬 수 있다. 그 때문에, 집광 스폿(33)을 확장할 수 있어, 화소 분리부(24)의 폭의 변동이나, 화소 분리부(24)의 위치의 변동, 화소 분리부(24)와 마이크로렌즈(30)의 중첩 어긋남이 발생한 경우에도, 동색 간 감도차를 저감할 수 있다. 그 때문에, 동색 간 감도차를 저감하면서 양자 효율을 향상 가능한 고체 촬상 장치(1)를 제공할 수 있다.
[1-4 변형예]
(1) 또한, 제1 실시 형태에서는, 컬러 필터(26) 사이에 격벽부(28)를 형성하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 도 6에 도시하는 바와 같이, 격벽부(28)를 생략해도 된다. 격벽부(28)를 생략하는 경우, 격벽부(28)의 마이크로렌즈(30)측에서 입사광이 차단되지 않게 되는데, 화소 분리부(24)의 마이크로렌즈(30)측의 면에 입사광이 닿으면, 화소 분리부(24)에 의해 입사광이 차단된다. 그 때문에, 입사광이 격벽부(28)의 마이크로렌즈(30)측에 닿지 않도록, 제2 렌즈층(32)의 굴절률 등을 설정할 필요가 있다.
(2) 또한, 제1 실시 형태에서는, 제2 렌즈층(32)의 형상을, 제1 렌즈층(31)의 광 입사면측의 전체를 피복하는 돔상으로 하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 도 7에 도시하는 바와 같이, 정상부에 개구부를 갖고, 정상부를 제외한 부분을 덮는 형상으로 해도 된다. 정상부를 제외한 부분을 덮는 형상으로 함으로써, 마이크로렌즈(30)의 정상부에 입사하는 입사광, 즉 광전 변환부군(27)의 중앙 부근의 입사광이 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 크게 굴절되는 것을 방지할 수 있어, 집광 스폿(33)을 보다 확실하게 확대할 수 있다.
(3) 또한, 제1 실시 형태에서는, 마이크로렌즈(30)의 형상을 반구상으로 하는 예를 나타냈지만, 다른 구성을 채용할 수도 있다. 예를 들어, 도 8에 도시하는 바와 같이, 정상부가 기판(2)의 광 입사면(이면(S3))과 평행한 뿔대상(뿔체를 저면과 평행하게 절단하고, 헤드 정점을 포함하는 부분을 제거한 입체)으로 해도 된다. 뿔대상으로서는, 예를 들어, n각뿔대(n은 4 이상의 자연수), 원뿔대를 채용할 수 있다. 바꾸어 말하면, 기판(2)의 이면(S3)(광 입사면)과 수직하며, 또한 화소(9)의 행방향과 평행한 단면에 있어서, 마이크로렌즈(30)의 단면 형상이, 사다리꼴이 되는 형상을 채용할 수 있다. 뿔대상을 채용함으로써, 마이크로렌즈(30)의 정상부에 입사하는 입사광, 즉, 광전 변환부군(27)의 중앙 부근의 입사광이 광전 변환부군(27)의 중앙측으로 크게 굴절되는 것을 방지할 수 있어, 집광 스폿(33)을 보다 확실하게 확대할 수 있다.
마이크로렌즈(30)의 형상을 뿔대상으로 하는 경우, 먼저, 저N층(38)의 이면(S9) 전체에 레지스트 패턴 재료를 도포한 후, 레지스트 노광 시에 디포커스를 행함으로써, 제1 렌즈층(31)에 대응하는 각 위치에 테이퍼 형상의 렌즈 패턴층(39)을 형성한다. 계속해서, 렌즈 패턴층(39)을 에칭 마스크로 하여 건식 에칭을 행하고, 렌즈 패턴층(39)의 형상을 저N층(38)에 전사함으로써, 제1 렌즈층(31)을 형성한다.
<2. 전자 기기에의 응용예>
[2-1 전자 기기의 전체의 구성]
본 개시에 관계되는 기술(본 기술)은 각종 전자 기기에 적용되어도 된다.
도 9는, 본 개시를 적용한 전자 기기로서의 촬상 장치(비디오 카메라, 디지털 스틸 카메라)의 일 실시 형태의 구성예를 도시하는 블록도이다.
도 9에 도시하는 바와 같이, 촬상 장치(1000)는 렌즈군(1001)과, 고체 촬상 소자(1002)(제1 실시 형태의 고체 촬상 장치(1))와, DSP(Digital Signal Processor) 회로(1003)와, 프레임 메모리(1004)와, 표시부(1005)와, 기록부(1006)와, 조작부(1007)와, 전원부(1008)를 구비하고 있다. DSP 회로(1003), 프레임 메모리(1004), 표시부(1005), 기록부(1006), 조작부(1007) 및 전원부(1008)는 버스 라인(1009)을 통하여 서로 접속되어 있다.
렌즈군(1001)은 피사체로부터의 입사광(상광)을 도입하여 고체 촬상 소자(1002)에 유도하고, 고체 촬상 소자(1002)의 수광면(화소 영역)에 결상시킨다.
고체 촬상 소자(1002)는 상술한 제1 실시 형태의 CMOS 이미지 센서를 포함한다. 고체 촬상 소자(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 소자(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 읽어내서 기록한다.
조작부(1007)는 유저에 의한 조작 하에, 촬상 장치(1000)가 갖는 여러가지 기능에 관한 조작 지령을 발한다.
전원부(1008)는 DSP 회로(1003), 프레임 메모리(1004), 표시부(1005), 기록부(1006) 및 조작부(1007) 등의, 촬상 장치(100)의 각 부에 전력을 적절히 공급한다.
[2-2 CMOS 이미지 센서의 사용예]
또한, 본 기술을 적용하는 전자 기기는, 화상 도입부에 CMOS 이미지 센서를 사용하는 장치이면 되고, 촬상 장치(1000) 이외에도, 예를 들어, 이하와 같이, 가시광이나, 적외광, 자외광, X선 등의 광을 센싱하는 여러가지 케이스에 사용할 수 있다.
·도 10에 도시하는 바와 같이, 디지털 카메라나, 카메라 기능 구비 휴대 기기 등의, 감상의 용도에 제공되는 화상을 촬영하는 장치
·자동 정지 등의 안전 운전이나, 운전자의 상태 인식 등을 위해서, 자동차의 전방이나 후방, 주위, 차내 등을 촬영하는 차량 탑재용 센서, 주행 차량이나 도로를 감시하는 감시 카메라, 차량 간 등의 측거를 행하는 측거 센서 등의, 교통의 용도에 제공되는 장치
·유저의 제스처를 촬영하고, 그 제스처에 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
<3. 이동체에의 응용예>
본 개시에 관계되는 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 11은, 본 개시에 관계되는 기술이 적용될 수 있는 이동체 제어 시스템의 일례인 차량 제어 시스템의 개략적인 구성예를 도시하는 블록도이다.
차량 제어 시스템(12000)은, 통신 네트워크(12001)를 통하여 접속된 복수의 전자 제어 유닛을 구비한다. 도 11에 도시한 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 관련하는 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 접수하고, 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 차외의 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 있는지 여부를 판별해도 된다.
마이크로컴퓨터(12051)는 차외 정보 검출 유닛(12030) 또는 차내 정보 검출 유닛(12040)으로 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)으로 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)으로 취득되는 차외의 정보에 기초하여, 보디계 제어 유닛(12020)에 대하여 제어 지령을 출력할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 차외 정보 검출 유닛(12030)으로 검지한 선행차 또는 대향차의 위치에 따라서 헤드 램프를 제어하고, 하이 빔을 로우 빔으로 전환하는 등의 방현을 도모하는 것을 목적으로 한 협조 제어를 행할 수 있다.
음성 화상 출력부(12052)는 차량의 탑승자 또는 차외에 대하여, 시각적 또는 청각적으로 정보를 통지하는 것이 가능한 출력 장치에 음성 및 화상 중 적어도 한쪽의 출력 신호를 송신한다. 도 11의 예에서는, 출력 장치로서, 오디오 스피커(12061), 표시부(12062) 및 인스트루먼트 패널(12063)이 예시되어 있다. 표시부(12062)는 예를 들어, 온보드 디스플레이 및 헤드업 디스플레이의 적어도 하나를 포함하고 있어도 된다.
도 12는, 촬상부(12031)의 설치 위치의 예를 도시하는 도면이다.
도 12에서는, 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 차실 내의 프론트 글래스의 상부 등의 위치에 마련된다. 프론트 노즈에 구비되는 촬상부(12101) 및 차실 내의 프론트 글래스의 상부에 구비되는 촬상부(12105)는 주로 차량(12100)의 전방 화상을 취득한다. 사이드미러에 구비되는 촬상부(12102, 12103)는, 주로 차량(12100)의 측방 화상을 취득한다. 리어 범퍼 또는 백 도어에 구비되는 촬상부(12104)는 주로 차량(12100)의 후방 화상을 취득한다. 촬상부(12101 및 12105)로 취득되는 전방의 화상은, 주로 선행 차량 또는, 보행자, 장해물, 신호기, 교통 표지 또는 차선 등의 검출에 사용된다.
또한, 도 12에는, 촬상부(12101 내지 12104)의 촬영 범위의 일례가 도시되어 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)로 촬상된 화상 데이터를 서로 겹침으로써, 차량(12100)을 상방으로부터 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 입체물이며, 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 앞쪽으로 미리 확보해야 할 차간 거리를 설정하고, 자동 브레이크 제어(추종 정지 제어도 포함한다)나 자동 가속 제어(추종 발진 제어도 포함한다) 등을 행할 수 있다. 이와 같이 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 기타의 입체물로 분류하여 추출하여, 장해물의 자동 회피에 사용할 수 있다. 예를 들어, 마이크로컴퓨터(12051)는 차량(12100)의 주변의 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 이상이며 충돌 가능성이 있는 상황일 때에는, 오디오 스피커(12061)나 표시부(12062)를 통하여 드라이버에게 경보를 출력하는 것이나, 구동계 제어 유닛(12010)을 통하여 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 존재하는지의 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 보행자인지 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 관계되는 기술이 적용될 수 있는 차량 제어 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관계되는 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 관계되는 기술을 적용함으로써, 보다 양호한 촬영 화상을 얻을 수 있기 때문에, 드라이버의 피로를 경감하는 것이 가능해진다.
<4. 내시경 수술 시스템에의 응용예>
본 개시에 관계되는 기술(본 기술)은 예를 들어, 내시경 수술 시스템에 적용되어도 된다.
도 13은, 본 개시에 관계되는 기술(본 기술)이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 개략적인 구성의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13에서는, 시술자(의사)(11131)가, 내시경 수술 시스템(11000)을 사용하여, 환자 베드(11133) 상의 환자(11132)에게 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, 기타의 수술 도구(11110)와, 내시경(11100)을 지지하는 지지 암 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 도광되어, 대물 렌즈를 통하여 환자(11132)의 체강 내의 관찰 대상을 향하여 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 관찰상에 대응하는 화상 신호가 생성된다. 당해 화상 신호는, RAW 데이터로서 카메라 콘트롤 유닛(CCU: Camera Control Unit)(11201)으로 송신된다.
CCU(11201)는, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등으로 구성되어, 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)로부터의 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 구성되어, 술부 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 통하여, 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 변경한다는 취지의 지시 등을 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 확보의 목적으로, 환자(11132)의 체강을 부풀리기 위해서, 기복 튜브(11111)를 통하여 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 술부를 촬영할 때의 조사광을 공급하는 광원 장치(11203)는 예를 들어 LED, 레이저 광원 또는 이들의 조합에 의해 구성되는 백색 광원으로 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 밸런스 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 않더라도 컬러 화상을 얻을 수 있다.
또한, 광원 장치(11203)는 출력하는 광의 강도를 소정의 시간마다 변경하도록 그의 구동이 제어되어도 된다. 그 광의 강도의 변경의 타이밍에 동기하여 카메라 헤드(11102)의 촬상 소자의 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 특수광 관찰에 대응한 소정의 파장 대역의 광을 공급 가능하도록 구성되어도 된다. 특수광 관찰에서는, 예를 들어, 체조직에 있어서의 광의 흡수 파장 의존성을 이용하여, 통상의 관찰 시에 있어서의 조사광(즉, 백색광)에 비하여 협대역의 광을 조사함으로써, 점막 표층의 혈관 등의 소정의 조직을 고콘트라스트로 촬영하는, 소위 협대역광 관찰(Narrow Band Imaging)이 행해진다. 혹은, 특수광 관찰에서는, 여기광을 조사함으로써 발생하는 형광에 의해 화상을 얻는 형광 관찰이 행해져도 된다. 형광 관찰에서는, 체조직에 여기광을 조사해 당해 체조직으로부터의 형광을 관찰하는 것(자가 형광 관찰), 또는 인도시아닌 그린(ICG) 등의 시약을 체조직에 국주함과 함께 당해 체조직에 그 시약의 형광 파장에 대응한 여기광을 조사하여 형광상을 얻는 것 등을 행할 수 있다. 광원 장치(11203)는 이러한 특수광 관찰에 대응한 협대역광 및/또는 여기광을 공급 가능하도록 구성될 수 있다.
도 14는, 도 13에 도시하는 카메라 헤드(11102) 및 CCU(11201)의 기능 구성의 일례를 도시하는 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 도광되어, 당해 렌즈 유닛(11401)에 입사한다. 렌즈 유닛(11401)은 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈가 조합되어서 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 술부에 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 마련되지는 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 줌렌즈 및 포커스 렌즈를 광축을 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 데이터로서 전송 케이블(11400)을 통하여 CCU(11201)로 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 지정한다는 취지의 정보, 촬상 시의 노출값을 지정한다는 취지의 정보, 그리고/또는 촬상 화상의 배율 및 초점을 지정한다는 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 통하여 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 통하여 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 술부 등의 촬상 및 술부 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, 술부 등이 비친 촬상 화상을 표시 장치(11202)에 표시시킨다. 이때, 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 술부의 화상에 중첩 표시시켜도 된다. 수술 지원 정보가 중첩 표시되어, 시술자(11131)에 제시됨으로써, 시술자(11131)의 부담을 경감하는 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) 간의 통신은 무선으로 행해져도 된다.
이상, 본 개시에 관계되는 기술이 적용될 수 있는 내시경 수술 시스템의 일례에 대하여 설명하였다. 본 개시에 관계되는 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 관계되는 기술을 적용함으로써, 보다 선명한 술부 화상을 얻을 수 있기 때문에, 시술자가 술부를 확실하게 확인하는 것이 가능해진다.
또한, 본 명세서에서는, 일례로서 내시경 수술 시스템에 대하여 설명했지만, 본 개시에 관계되는 기술은, 그 밖에, 예를 들어, 현미경 수술 시스템 등에 적용되어도 된다.
또한, 본 기술은, 이하와 같은 구성을 취할 수도 있다.
(1)
기판과,
상기 기판에 형성된 복수의 광전 변환부와,
상기 기판의 한쪽 면측에, 인접한 적어도 2 이상의 상기 광전 변환부를 포함하는 광전 변환부군에 대하여 형성된 마이크로렌즈를 복수 포함하는 마이크로렌즈 어레이와,
각 광전 변환부를 둘러싸도록, 상기 기판에 형성된 격자상의 트렌치부를 구비하고,
상기 마이크로렌즈는, 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어 있고,
상기 2 이상의 렌즈층 중, 상기 기판에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮은
고체 촬상 장치.
(2)
상기 마이크로렌즈의 최표면에 형성된 제1 반사 방지막을 구비하는
상기 (1)에 기재된 고체 촬상 장치.
(3)
인접하는 2개의 렌즈층의 사이에 형성된 제2 반사 방지막을 구비하는
상기 (1) 또는 (2)에 기재된 고체 촬상 장치.
(4)
상기 2 이상의 렌즈층 중, 상기 기판측의 렌즈층의 외주부를 나머지 렌즈층이 피복하고 있는
상기 (1) 내지 (3)의 어느 것에 기재된 고체 촬상 장치.
(5)
상기 나머지 렌즈층은, 상기 기판측의 렌즈층의 정상부를 제외한 표면을 피복하고 있는
상기 (4)에 기재된 고체 촬상 장치.
(6)
인접하는 상기 마이크로렌즈의 외주부는 서로 접촉하고 있는
상기 (4) 또는 (5)에 기재된 고체 촬상 장치.
(7)
상기 마이크로렌즈의 형상은, 정상부가 상기 기판의 광 입사면과 평행한 뿔대상인
상기 (1) 내지 (6)의 어느 것에 기재된 고체 촬상 장치.
(8)
상기 마이크로렌즈 어레이와 상기 기판 사이에, 상기 광전 변환부군에 대하여 형성된 컬러 필터를 복수 포함하는 컬러 필터층을 구비하고,
상기 컬러 필터층은, 상기 컬러 필터 사이에 형성된 격벽부를 구비하는
상기 (1) 내지 (7)의 어느 것에 기재된 고체 촬상 장치.
(9)
기판, 상기 기판에 형성된 복수의 광전 변환부, 상기 기판의 한쪽 면측에, 인접한 적어도 2 이상의 상기 광전 변환부를 포함하는 광전 변환부군에 대하여 형성된 마이크로렌즈를 복수 포함하는 마이크로렌즈 어레이 및 각 광전 변환부를 둘러싸도록, 상기 기판에 형성된 격자상의 트렌치부를 갖고, 상기 마이크로렌즈는, 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어 있고, 상기 2 이상의 렌즈층 중, 상기 기판에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮은 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
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: 마이크로렌즈 어레이
20: 집광층
21: 배선층
22: 지지 기판
23: 광전 변환부
24: 화소 분리부
25: 트렌치부
26: 컬러 필터
27: 광전 변환부군
28: 격벽부
29: 저부
30: 마이크로렌즈
31: 제1 렌즈층
32: 제2 렌즈층
33: 집광 스폿
34: 제1 반사 방지막
35: 제2 반사 방지막
36: 층간 절연막
37: 배선
38: 저N층
39: 렌즈 패턴층
40: 고N층
1000: 촬상 장치
1001: 렌즈군
1002: 고체 촬상 소자
1003: DSP 회로
1004: 프레임 메모리
1005: 표시부
1006: 기록부
1007: 조작부
1008: 전원부
1009: 버스 라인

Claims (9)

  1. 기판과,
    상기 기판에 형성된 복수의 광전 변환부와,
    상기 기판의 한쪽 면측에, 인접한 적어도 2 이상의 상기 광전 변환부를 포함하는 광전 변환부군에 대하여 형성된 마이크로렌즈를 복수 포함하는 마이크로렌즈 어레이와,
    각 상기 광전 변환부를 둘러싸도록, 상기 기판에 형성된 격자상의 트렌치부를 구비하고,
    상기 마이크로렌즈는, 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어 있고,
    상기 2 이상의 렌즈층 중, 상기 기판에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮은
    고체 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마이크로렌즈의 최표면에 형성된 제1 반사 방지막을 구비하는
    고체 촬상 장치.
  3. 제1항에 있어서, 인접하는 2개의 렌즈층의 사이에 형성된 제2 반사 방지막을 구비하는
    고체 촬상 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 2 이상의 렌즈층 중, 상기 기판측의 렌즈층의 외주부를 나머지 렌즈층이 피복하고 있는
    고체 촬상 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 나머지 렌즈층은, 상기 기판측의 렌즈층의 정상부를 제외한 표면을 피복하고 있는
    고체 촬상 장치.
  6. 제4항에 있어서, 인접하는 상기 마이크로렌즈의 외주부는 서로 접촉하고 있는
    고체 촬상 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 마이크로렌즈의 형상은, 정상부가 상기 기판의 광 입사면과 평행한 뿔대상인
    고체 촬상 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 마이크로렌즈 어레이와 상기 기판 사이에, 상기 광전 변환부군에 대하여 형성된 컬러 필터를 복수 포함하는 컬러 필터층을 구비하고,
    상기 컬러 필터층은, 상기 컬러 필터 사이에 형성된 격벽부를 구비하는
    고체 촬상 장치.
  9. 기판, 상기 기판에 형성된 복수의 광전 변환부, 상기 기판의 한쪽 면측에, 인접한 적어도 2 이상의 상기 광전 변환부를 포함하는 광전 변환부군에 대하여 형성된 마이크로렌즈를 복수 포함하는 마이크로렌즈 어레이 및 각 상기 광전 변환부를 둘러싸도록, 상기 기판에 형성된 격자상의 트렌치부를 갖고, 상기 마이크로렌즈는, 굴절률이 다른 2 이상의 렌즈층이 적층되어 있고, 상기 2 이상의 렌즈층 중, 상기 기판에 가까운 렌즈층일수록 굴절률이 낮은 고체 촬상 장치를 구비하는
    전자 기기.
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