TW202328713A

TW202328713A - 攝像裝置

Info

Publication number: TW202328713A
Application number: TW111128252A
Authority: TW
Inventors: 渕上一輝; 狹山征博
Original assignee: 日商索尼半導體解決方案公司
Priority date: 2021-08-05
Filing date: 2022-07-28
Publication date: 2023-07-16
Also published as: WO2023012989A1

Abstract

本揭示之一實施形態之攝像裝置包含：與互不相同之可見光區域之光對應之第1像素、第2像素、第3像素及第4像素；半導體基板，其具有對向之第1面及第2面，在面內二維陣列狀地排列有第1像素、第2像素、第3像素及第4像素；第1光學濾光器，其配置於第1面側，將與第1像素、第2像素、第3像素及第4像素各者對應之可見光區域之光選擇性地透過；及第2光學濾光器，其在半導體基板之第1面與第1光學濾光器之間、或在第1光學濾光器之與半導體基板側為相反之面側，遍及第1像素、第2像素、第3像素及第4像素而設置，對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收。

Description

攝像裝置

本揭示例如關於一種可檢測可見光區域及近紅外區域之波長之攝像裝置。

例如，於專利文獻1中，揭示在光電二極體陣列上積層有與RGB對應之彩色濾光器、及選擇性紅外截止濾光器之固體攝像裝置。 [先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2019-103129號公報

如此般，在可檢測可見光區域及近紅外區域之波長之攝像裝置中，要求對於可見光區域及近紅外區域之感度之提高、及可見光區域之波長與近紅外區域之波長之分離性能之提高。

期望提供一種具有高感度、且可提高可見光區域之波長與近紅外區域之波長之分離性能之攝像裝置。

作為本揭示之一實施形態之攝像裝置包含：與互不相同之可見光區域之光對應之第1像素、第2像素、第3像素及第4像素；半導體基板，其具有對向之第1面及第2面，在面內二維陣列狀地排列有第1像素、第2像素、第3像素及第4像素；第1光學濾光器，其配置於第1面側，將與第1像素、第2像素、第3像素及第4像素各者對應之可見光區域之光選擇性地透過；及第2光學濾光器，其在半導體基板之第1面與第1光學濾光器之間、或在第1光學濾光器之與半導體基板側為相反之面側，遍及第1像素、第2像素、第3像素及第4像素而設置，對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收。

在作為本揭示之一實施形態之攝像裝置中，在二維陣列狀地排列有與互不相同之可見光區域之光對應之第1像素、第2像素、第3像素及第4像素的半導體基板之第1面側，設置第1光學濾光器及第2光學濾光器。第1光學濾光器係將與第1像素、第2像素、第3像素及第4像素各者對應之可見光區域之光選擇性地透過者。第2光學濾光器係對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收者，在半導體基板之第1面與第1光學濾光器之間、或在第1光學濾光器之與半導體基板側為相反之面側，遍及第1像素、第2像素、第3像素及第4像素而設置。藉此，選擇性地去除可見光區域附近之近紅外區域之波長、且提高可見光區域及近紅外區域之感度。

以下，對於本揭示之一實施形態，參照圖式詳細地進行說明。以下之說明為本揭示之一具體例，本揭示並不限定於以下之態樣。又，本揭示對於各圖所示之各構成要件之配置或尺寸、尺寸比等亦然，並不限定於其等。再者，說明之順序如下述般。 1.實施形態(在半導體基板之第1面與第1彩色濾光器之間，將對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收之第2彩色濾光器針對與RGBW對應之各單位像素而設置為共通層之攝像裝置之例) 2.變化例 2-1.變化例1(設置Y像素取代W像素之例) 2-2.變化例2(在第1彩色濾光器上設置第2彩色濾光器之例) 2-3.變化例3(在光電轉換部之間進一步設置分離部之例) 2-4.變化例4(進一步設置IR截止濾光器之例) 3.適用例 4.應用例

＜1.實施形態＞圖1係示意性地顯示本揭示之一實施形態之攝像裝置(攝像裝置1)之剖面構成之一例之圖。圖2係示意性地顯示圖1所示之攝像裝置1之平面構成之一例之圖，圖1顯示與圖2所示之I-I'-I''線對應之剖面。圖3係顯示圖1所示之攝像裝置1之整體構成之一例之圖。攝像裝置1例如係在數位靜態相機、視訊攝影機等電子機器中使用之CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補式金屬氧化物半導體)影像感測器等，具有二維陣列狀地配置有複數個單位像素P之像素部(像素部100A) 作為攝像區域。攝像裝置1在該CMOS影像感測器等中，為例如所謂背面照射型攝像裝置。

本實施形態之攝像裝置1具有作為複數個單位像素P的檢測紅色之波長頻帶之光(紅色光R)之紅色像素Pr、檢測綠色之波長頻帶之光(綠色光G)之綠色像素Pg、檢測藍色之波長頻帶之光(藍色光B)之藍色像素Pb及檢測白色之波長頻帶之光(白色光W)之白色像素Pw。攝像裝置1係於在紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw各者埋入形成有光電轉換部12之半導體基板11之第1面11S1側，積層形成有第1彩色濾光器21及第2彩色濾光器22者。第1彩色濾光器21係將分別與紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw對應之可見光區域之光選擇性地透過者。第2彩色濾光器22係對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收者，遍及紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw而設置。

[攝像裝置之概略構成] 攝像裝置1係經由光學透鏡系統(未圖示)擷取來自被攝體之入射光(像光)、將在攝像面上成像之入射光之光量以像素單位轉換成電信號且作為像素信號而輸出者。攝像裝置1在半導體基板11上具有作為攝像區域之像素部100A且在該像素部100A之周邊區域具有例如垂直驅動電路111、行信號處理電路112、水平驅動電路113、輸出電路114、控制電路115及輸入輸出端子116。

在單位像素P，例如，就每一像素列配線有像素驅動線Lread(具體而言為列選擇線及重置控制線)，就每一像素行配線有垂直信號線Lsig。像素驅動線Lread係傳送用於來自像素之信號讀出之驅動信號者。像素驅動線Lread之一端連接於與垂直驅動電路111之各列對應之輸出端。

垂直驅動電路111係由移位暫存器及位址解碼器等構成，係將像素部100A之各單位像素P例如以列單位進行驅動之像素驅動部。自藉由垂直驅動電路111選擇掃描之像素列之各單位像素P輸出之信號，經由垂直信號線Lsig各者供給至行信號處理電路112。行信號處理電路112係由就每一垂直信號線Lsig而設置之放大器及水平選擇開關等構成。

水平驅動電路113係由移位暫存器及位址解碼器等構成，係掃描行信號處理電路112之各水平選擇開關且依序驅動者。藉由該水平驅動電路113之選擇掃描，經由垂直信號線Lsig各者傳送之各像素之信號依序輸出至水平信號線121，且經由該水平信號線121向半導體基板11之外部傳送。

輸出電路114係對於自行信號處理電路112各者經由水平信號線121依次供給之信號進行信號處理且輸出者。輸出電路114例如有僅進行緩衝之情形，亦有進行黑色位準調整、行不均一修正及各種數位信號處理等之情形。

包含垂直驅動電路111、行信號處理電路112、水平驅動電路113、水平信號線121及輸出電路114之電路部分可在半導體基板11上直接形成，或者亦可配設於外部控制IC。又，該等電路部分可形成於藉由纜線等連接之其他基板。

控制電路115係接收自半導體基板11之外部賦予之時脈、或指令動作模式之資料等、且輸出攝像裝置1之內部資訊等之資料者。控制電路115進一步具有產生各種時序信號之時序產生器，基於由該時序產生器產生之各種時序信號進行垂直驅動電路111、行信號處理電路112及水平驅動電路113等之周邊電路之驅動控制。

輸入輸出端子116係進行與外部之信號之交換者。

[單位像素之電路構成] 圖4係顯示圖3所示之攝像裝置1之單位像素P之讀出電路之一例之圖。單位像素P例如如圖4所示般，具有：光電轉換部12、傳送電晶體TR、浮動擴散部FD、重置電晶體RST、放大電晶體AMP、及選擇電晶體SEL。

光電轉換部12例如係光電二極體(PD)。光電轉換部12之陽極連接於接地電壓線，陰極連接於傳送電晶體TR之源極。

傳送電晶體TR連接於光電轉換部12與浮動擴散部FD之間。於傳送電晶體TR之閘極電極，施加有驅動信號TRsig。若該驅動信號TRsig成為有效狀態，則傳送電晶體TR之傳送閘極成為導通狀態，蓄積於光電轉換部12之信號電荷經由傳送電晶體TR傳送至浮動擴散部FD。

浮動擴散部FD連接於傳送電晶體TR與放大電晶體AMP之間。浮動擴散部FD將藉由傳送電晶體TR傳送之信號電荷電荷電壓轉換成電壓信號，且輸出至放大電晶體AMP。

重置電晶體RST連接於浮動擴散部FD與電源部之間。於重置電晶體RST之閘極電極，施加有驅動信號RSTsig。若該驅動信號RSTsig成為有效狀態，則重置電晶體RST之重置閘極成為導通狀態，浮動擴散部FD之電位重置為電源部之位準。

放大電晶體AMP之閘極電極連接於浮動擴散部FD，汲極電極連接於電源部，成為浮動擴散部FD所保持之電壓信號之讀出電路、所謂源極隨耦器電路之輸入部。亦即，放大電晶體AMP藉由其源極電極經由選擇電晶體SEL連接於垂直信號線Lsig，而構成連接於垂直信號線Lsig之一端之定電流源與源極隨耦器電路。

選擇電晶體SEL連接於放大電晶體AMP之源極電極、與垂直信號線Lsig之間。於選擇電晶體SEL之閘極電極，施加有驅動信號SELsig。若該驅動信號SELsig成為有效狀態，則選擇電晶體SEL成為導通狀態，單位像素P成為選擇狀態。藉此，自放大電晶體AMP輸出之讀出信號(像素信號)經由選擇電晶體SEL輸出至垂直信號線Lsig。

[單位像素之構成] 攝像裝置1具有積層有埋入形成有複數個光電轉換部12之半導體基板11、及具有複數個配線層(例如，配線層31、32、33)之多層配線層30之構成。半導體基板11具有對向之第1面11S1(背面)及第2面11S2(正面)，多層配線層30設置於半導體基板11之第2面11S2。半導體基板11之第1面11S1成為光入射面，第2彩色濾光器22及第1彩色濾光器21按照該序積層形成。在第1彩色濾光器21上，就每一單位像素P(紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw)設置晶載透鏡24L。在半導體基板11之第1面11S1，在單位像素P(紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw)之間設置間隔壁23。

半導體基板11係供形成攝像裝置1之支持基板。半導體基板11例如係由矽(Si)基板構成。光電轉換部12例如為PIN(Positive Intrinsic Negative，正-本徵-負)型之光電二極體(PD)，在半導體基板11之特定區域具有pn接面。光電轉換部12如上述般，就每一單位像素P(紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw)各埋入形成1個。

第1彩色濾光器21相當於本揭示之「第1光學濾光器」之一具體例。第1彩色濾光器21設置於半導體基板11之第1面11S1側。第1彩色濾光器21例如構成為包含彩色濾光器21R、21G、21B、21W。彩色濾光器21R例如係使紅色光(R)選擇性地透過者。彩色濾光器21G例如係使綠色光(G)選擇性地透過者。彩色濾光器21B例如係使藍色光(B)選擇性地透過者。彩色濾光器21W係使包含紅色光(R)、綠色光(G)及藍色光(B)之白色光(W)透過者。彩色濾光器21R、21G、21B係由含有有機或無機之染料材料之樹脂構成，藉由適當選擇染料材料，而可以作為目的之紅、綠或者藍之波長頻帶下之光透過率變高、其他波長頻帶下之光透過率變低之方式調整。彩色濾光器21W可使用在可見光區域具有90%以上之透過率、且平均折射率為1.55以上之樹脂材料形成。

彩色濾光器21R、21G、21B、21W例如如圖2所示般，對於配置為2列×2行之4個單位像素P，例如，在對角線上各配置1個使紅色光(R)選擇性地透過之彩色濾光器21R、及使白色光(W)透過之彩色濾光器21W，在正交之對角線上各配置1個分別使綠色光(G)及藍色光(B)選擇性地透過之彩色濾光器21G、21B。在設置有各彩色濾光器21R、21G、21B、21W之單位像素P中，在各個光電轉換部12中檢測對應之色光。亦即，在像素部100A中，矩陣狀地排列有分別檢測紅色光(R)、綠色光(G)、藍色光(B)及白色光(W)之紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw。

第2彩色濾光器22相當於本揭示之「第2光學濾光器」之一具體例。第2彩色濾光器22在半導體基板10之第1面11S1側，例如在半導體基板11之第1面11S1與第1彩色濾光器21之間遍及紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw而設置。第2彩色濾光器222如上述般係對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收者。詳細而言，第2彩色濾光器22具有例如如圖5所示之分光特性。具體而言，第2彩色濾光器22在波長450 nm以上550 nm以下具有70%以上之透過率，在波長850 nm下具有極大吸收，透過率為10%以下。進而，第2彩色濾光器22在波長700±20 nm之範圍及波長900±20 nm之範圍內具有50%之透過率。

第2彩色濾光器22例如可使用添加有對於近紅外區域具有吸收之有機染料材料或無機染料材料之有機材料形成。作為具體之染料材料，例如可舉出吡咯並吡咯染料、銅化合物、靛青系染料、酞青系化合物、亞胺鎓系化合物、硫醇絡合系化合物、過渡金屬氧化物系化合物、方酸鎓系染料、萘酞菁系染料、四萘嵌三苯系染料、二硫醇金屬絡合系染料及克酮酸鎓化合物等。於上述染料材料中，較佳的是使用以下述一般式(1)表示之吡咯並吡咯染料。

[化1] (R1及R5各自獨立，選自烷基、芳基及雜芳基。R2與R3及R6與R7分別係至少一者具有吸電子之基，各自獨立，選自氫原子、氰基、醯基、烷氧羰基、芳氧基羰基、胺磺醯基、亞磺醯基及雜環基。R2與R3及R6與R7可分別相互鍵結而形成環狀結構。R4及R8各自獨立，選自氫原子、烷基、芳基、雜芳基、一部分被置換之硼原子及金屬原子。R4可與R1及R3之至少一者共價鍵結或配位鍵結。R8可與R5及R7之至少一者共價鍵結或配位鍵結。

間隔壁23係用於防止斜向入射之光向相鄰配置之紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw漏入者。間隔壁23例如設置於半導體基板11之第1面11S1之相鄰之紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw之間。亦即，間隔壁23在俯視下格子狀地設置在像素部100A整體。

作為構成間隔壁23之材料，例如，可舉出具有遮光性之金屬材料。具體而言，例如可舉出鎢(W)、銀(Ag)、銅(Cu)、鋁(Al)及Al與銅(Cu)之合金等。此外，間隔壁23例如亦可使用矽氧化膜、或者具有第1彩色濾光器21或第2彩色濾光器22之折射率(例如，平均折射率1.65)以下之折射率之樹脂膜形成。

再者，於圖1中，顯示設置較第2彩色濾光器22低高度之間隔壁23之例，但間隔壁23例如可設為與第2彩色濾光器22相同之高度，或者可延伸至第1彩色濾光器21。

透鏡層24以覆蓋像素部100A整面之方式設置，在其表面，例如具有就每一紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw設置之複數個晶載透鏡24L。晶載透鏡24L係用於將自其上方入射之光向光電轉換部12集光者。透鏡層24例如藉由氧化矽(SiO _x)或氮化矽(SiN _x)等無機材料形成。此外，透鏡層24亦可使用環硫系樹脂、硫雜環丁烷化合物或其樹脂等高折射率之有機材料形成。晶載透鏡24L之形狀並無特別限定，可採用半球形狀或半圓筒狀等之各種透鏡形狀。

多層配線層30設置於與光入射側S1為相反側、具體而言為半導體基板11之第2面11S2側。多層配線層30例如具有複數個配線層31、32、33在層間絕緣層34之間積層之構成。於多層配線層30中，例如，除了上述之讀出電路之外，亦形成有垂直驅動電路111、行信號處理電路112、水平驅動電路113、輸出電路114、控制電路115及輸入輸出端子116等。

配線層31、32、33例如使用鋁(Al)、銅(Cu)或鎢(W)等形成。此外，配線層31、32、33亦可使用多晶矽(Poly-Si)形成。

層間絕緣層34例如藉由包含氧化矽(SiO _x)、TEOS、氮化矽(SiN _x)及氧氮化矽(SiO _xN _y)等中之1種之單層膜、或包含該等中之2種以上之積層膜形成。

[近紅外信號之取得方法] 圖6係顯示具有與RGBW對應之4像素之一般之攝像裝置之分光特性之圖。在具有與RGBW對應之4像素之攝像裝置中，在所有像素中對於波長700 nm以上之近紅外區域具有相同程度之透過特性。因此，在檢測近紅外區域之波長時，在與RGB對應之像素、和與W對應之像素之間之分離性能下降，而S/N比惡化。

在日間之攝影中，通常僅需要可見光區域，而無需IR成分。作為去除IR成分之方法，使用以下之手法。例如，若以RGB考量，則獲得下述式(1)。在W像素下獲得下述式(2)。近紅外信號藉由自式(1)-式(2)(下述式(3))將2IR以2相除而獲得。因此，理論上可自具有與RGBW對應之4像素之攝像裝置擷取近紅外成分。 (數1) (R+IR)+(G+IR)+(B+IR)=RGB+3IR=W+3IR…(1) (數2) W+IR=R+G+B+IR…(2) (數3) (W+3IR)-(W+IR)=2IR…(3)

然而，如圖6所示般，在具有與RGBW對應之4像素之一般之攝像裝置中，實際上，因根據像素不同，在700 nm～800 nm之波長範圍內吸收或有或無，而難以擷取精度高之IR成分。因此，一般而言，例如使用雙帶通濾光器等去除700 nm～800 nm之波長。

圖7係顯示本實施形態之攝像裝置1之分光特性之圖。在攝像裝置1中，將上述之第2彩色濾光器22遍及紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw而設置，如圖7所示般，例如750 nm～850 nm附近之波長在所有紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw中被去除，而可見光區域與近紅外區域之分離性能提高。因此，可擷取精度高之IR成分。又，在夜間之攝影中，可自所有紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw取得IR資訊，故與一般之攝像裝置相比可以4倍之感度檢測近紅外線。

[攝像裝置之製造方法] 本實施形態之攝像裝置1例如可如下述般製造。

圖8A～圖8D係以步驟順序顯示攝像裝置1之製造方法之圖。首先，如圖8A所示般，於在半導體基板11內形成光電轉換部12之後，在半導體基板11之第2面11S2上形成包含配線層31、32、33及層間絕緣層34之多層配線層30。接著，圖8A所示般，於在半導體基板11之第1面11S1上形成間隔壁23之後，例如使用光微影技術，例如在像素部100A之整面形成第2彩色濾光器22。

繼而，如圖8B所示般，例如使用光微影技術，例如在形成彩色濾光器21G之後，如圖8C所示般，例如使用光微影技術，例如形成彩色濾光器21R。接著，圖8D所示般，例如使用光微影技術，例如依序形成彩色濾光器21B及彩色濾光器21W。其後，在第1彩色濾光器21(彩色濾光器21R、21G、21B、21W)上塗佈透鏡材，在藉由正抗蝕劑圖案化、熱回流而形成透鏡形狀之後，利用乾式蝕刻將透鏡形狀轉印於透鏡材。藉由以上，完成圖1所示之攝像裝置1。

再者，在上述製造方法中，顯示使用具有特定之透過率及折射率之樹脂材料另外設置彩色濾光器21W之例，但彩色濾光器21W亦可藉由例如將透鏡層24埋入白色像素Pw而形成。此時，例如可如下述般形成。

例如，相繼於圖8C所示之步驟，如圖9A所示般，例如使用光微影技術，例如形成彩色濾光器21B。其後，如圖9B所示般，在彩色濾光器21R、21G、21B及第2彩色濾光器22上塗佈透鏡材，在藉由正抗蝕劑圖案化、熱回流形成透鏡形狀之後，利用乾式蝕刻將透鏡形狀轉印於透鏡材。藉此，完成將彩色濾光器21W埋入透鏡層24之攝像裝置1。

[作用・效果] 在本實施形態之攝像裝置1中，在二維陣列狀地排列有與紅色光R、綠色光G、藍色光B及白色光W各者對應之紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw之半導體基板11之第1面11S1側，設置第1彩色濾光器21及第2彩色濾光器22。第1彩色濾光器21係將分別與紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw對應之可見光區域之光選擇性地透過者。第2彩色濾光器22係對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收者，遍及紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw而設置。藉此，選擇性地去除可見光區域附近之近紅外區域之波長，且提高可見光區域及近紅外區域之感度。以下，對此進行說明。

如前述般，顯示具有與RGBW對應之4像素之一般之攝像裝置之分光特性之圖。在具有與RGBW對應之4像素之攝像裝置中，在所有像素中對於波長700 nm以上之近紅外區域具有相同程度之透過特性。因此，在檢測近紅外區域之波長時，在與RGB對應之像素、和與W對應之像素之間之分離性能下降，而S/N比惡化。

作為解決該問題之方法，有如下方法：為了分離可見光區域之波長與近紅外區域之波長，而在組件上設置如使紅外區域之特定之波長自可見光區域透過之雙帶通濾光器。然而，在該方法中，產生模組之成本增加之課題。

對此，在本實施形態中，因將對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收之第2彩色濾光器22遍及紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw而設置，故在不使用雙帶通濾光器下，去除可見光區域附近之近紅外區域之波長，且在夜間之攝影中，可自所有紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw取得IR資訊，而可提高近紅外線之感度。又，藉由除了紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb外亦設置白色像素Pw，而可提高可見光區域之感度。

藉由以上內容，在本實施形態之攝像裝置中，可提高可見光區域與近紅外區域之間之分離性能。又，可提高可見光區域及近紅外區域各者之感度。

又，因雙帶通濾光器藉由多層干涉膜構成，故透過特性根據入射角不同而變化。對此，在本實施形態中，因使用含有添加有對於近紅外區域具有吸收之有機染料材料或無機染料材料之有機材料之第2彩色濾光器22，故可獲得不依存於入射角之分光特性。

又，與使用雙帶通濾光器之情形相比，可降低模組之成本。

接著，對於本揭示之變化例1～4進行說明。以下，對於與上述實施形態相同之構成要素賦予同一符號，且適當省略其說明。

＜2.變化例＞ (2-1.變化例1) 圖10係示意性地顯示本揭示之變化例1之攝像裝置(攝像裝置1A)之剖面構成之一例之圖。圖11係示意性地顯示圖10所示之攝像裝置1A之平面構成之一例之圖，圖10顯示與圖11所示之II-II'-II''線對應之剖面。攝像裝置1A例如係在數位靜態相機、視訊攝影機等電子機器中使用之CMOS影像感測器等，與上述實施形態同樣地，為例如所謂背面照射型之攝像裝置。

在上述實施形態中，示出在像素部100A矩陣狀地配置作為單位像素P之紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw)之例，但並不限定於此。例如，如圖10及圖11所示般，亦可設置檢測黃色光(Y)之黃色像素Py取代白色像素Pw。

圖12係顯示設置於黃色像素Py之彩色濾光器21Y之分光特性之圖。彩色濾光器21Y在波長430 nm下具有10%以下之透過率，在波長550 nm下具有80%以上之透過率，在波長480±10 nm下具有50%之透過率。

彩色濾光器21Y例如可使用與使用於彩色濾光器21G之染料材料相同之材料形成。作為如此之染料材料，例如可舉出C.I.Pigment　Yellow　11、24、31、53、83、93、99、108、109、110、138、139、147、150、151、154、155、167、180、185、199等。

圖13係顯示攝像裝置1A之分光特性之圖。在上述實施形態之攝像裝置1中，在式(2)中顯示為W+IR=R+G+B+IR，但實際上，在RGB上相互重複之區域多，嚴格而言不相等。藉此，在本變化例中，藉由將白色像素Pw置換為黃色像素Py，與圖7所示之分光特性相比，不存在藍色區域內之重複區域。藉此，可提高近紅外區域之檢測精度。

以上，在本變化例之攝像裝置1A中，除了上述實施形態之效果之外，亦可提高近紅外區域之檢測精度。

又，在本變化例中，因設置檢測黃色光(Y)之黃色像素Py取代白色像素Pw，故與白色像素Pw相比可降低黃色像素Py中之光電二極體PD之飽和。

(2-2.變化例2) 圖14係示意性地顯示本揭示之變化例2之攝像裝置(攝像裝置1B)之剖面構成之一例之圖。攝像裝置1B例如係在數位靜態相機、視訊攝影機等電子機器中使用之CMOS影像感測器等，與上述實施形態同樣地，為例如所謂背面照射型之攝像裝置。

在上述實施形態中，顯示在半導體基板11之第1面11S1與第1彩色濾光器21之間設置第2彩色濾光器22之例，但第2彩色濾光器22例如如圖14所示般，亦可設置於第1彩色濾光器21與透鏡層24之間。在該情形下，亦可獲得與上述實施形態相同之效果。

(2-3.變化例3) 圖15係示意性地顯示本揭示之變化例3之攝像裝置(攝像裝置1C)之剖面構成之一例之圖。圖16係示意性地顯示本揭示之變化例3之攝像裝置(攝像裝置1C)之剖面構成之又一例之圖。攝像裝置1C例如係在數位靜態相機、視訊攝影機等電子機器中使用之CMOS影像感測器等，與上述實施形態同樣地，為例如所謂背面照射型之攝像裝置。本變化例之攝像裝置1C在相鄰之單位像素P之間進一步設置例如具有DTI(Deep Trench Isolation，深溝槽隔離)構造之分離部13。

分離部13係用於將相鄰之單位像素P(紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw)電性且光學性地分離者，在相鄰之紅色像素Pr、綠色像素Pg、藍色像素Pb及白色像素Pw之間，延伸形成於半導體基板11之第1面11S1與第2面11S2之間。換言之，分離部13設置於單位像素P之周圍，在像素部100A中，例如格子狀設置。

作為構成分離部13之材料，例如可舉出氧化矽(SiO _x)等低折射率材料。此外，分離部13例如如圖16所示般，亦可例如由鎢(W)或鋁(Al)等之具有遮光性之金屬膜13A、及設置於其周圍之絕緣膜13B構成。又，分離部13亦可設為貫通半導體基板11之第1面1S1與第2面11S2之間之FTI(Full Trench Isolation，全溝槽隔離)構造。

如此般，在本變化例之攝像裝置1C中，因在相鄰之單位像素P之間設置分離部13，故除了上述實施形態之效果之外，亦可降低混色之發生。

(2-4.變化例4) 圖17係示意性地顯示本揭示之變化例4之攝像裝置(攝像裝置1D)之剖面構成之一例之圖。攝像裝置1D例如係在數位靜態相機、視訊攝影機等電子機器中使用之CMOS影像感測器等，與上述實施形態同樣地，為例如所謂背面照射型之攝像裝置。本變化例之攝像裝置1D在光入射側S1，例如進一步設置反射950 nm以上之波長之IR截止濾光器25。

如此般，例如，藉由在晶載透鏡24L之上方，例如配置反射950 nm以上之波長之IR截止濾光器25，可選擇性地檢測940 nm附近之近紅外線。

＜3.適用例＞ (適用例1) 上述攝像裝置1等例如可適用於數位靜態相機或視訊攝影機等之相機系統、具有攝像功能之行動電話等具備攝像功能之所有類型之電子機器。圖18係顯示電子機器1000之概略構成者。

電子機器1000例如具有透鏡群1001、攝像裝置1、DSP(Digital Signal Processor，數位信號處理器)電路1002、訊框記憶體1003、顯示部1004、記錄部1005、操作部1006、及電源部1007，經由匯流排線1008相互連接。

透鏡群1001係擷取來自被攝體之入射光(像光)且在攝像裝置1之攝像面上成像者。攝像裝置1將藉由透鏡群1001在攝像面上成像之入射光之光量以像素單位轉換成電信號且作為像素信號供給至DSP電路1002。

DSP電路1002係對自攝像裝置1供給之信號進行處理之信號處理電路。DSP電路1002輸出對來自攝像裝置1之信號進行處理而獲得之圖像資料。訊框記憶體1003係以訊框單位暫時地保持藉由DSP電路1002處理之圖像資料者。

顯示部1004例如包含液晶面板或有機EL(Electro Luminescence，電致發光)面板等之面板型顯示裝置，將由攝像裝置1拍攝到之動畫或靜止畫之圖像資料記錄於半導體記憶體或硬碟等記錄媒體。

操作部1006依照使用者之操作，輸出與電子機器1000具有之各種功能相關之操作信號。電源部1007係將成為DSP電路1002、訊框記憶體1003、顯示部1004、記錄部1005及操作部1006之動作電源之各種電源對於該等供給對象適當供給者。

(適用例2) 圖19A係示意性地顯示具備上述攝像裝置1等之光檢測系統2000之整體構成之一例之圖。圖19B係顯示光檢測系統2000之電路構成之一例之圖。光檢測系統2000包含：發出紅外光L2之作為光源部之發光裝置2001、及具有光電轉換元件之作為受光部之光檢測裝置2002。作為光檢測裝置2002，可使用上述之攝像裝置1。光檢測系統2000可進一步包含：系統控制部2003、光源驅動部2004、感測控制部2005、光源側光學系統2006及相機側光學系統2007。

光檢測裝置2002可檢測光L1與光L2。光L1係來自外部之環境光在被攝體(測定對象物)2100(圖19A)處反射之光。光L2係在發光裝置2001中發光之後，在被攝體2100處反射之光。光L1例如係可見光，光L2例如係紅外光。光L1可在光檢測裝置2002之光電轉換部中檢測，光L2可在光檢測裝置2002之光電轉換區域中檢測。可根據光L1獲得被攝體2100之圖像資訊，根據光L2獲得被攝體2100與光檢測系統2000之間之距離資訊。光檢測系統2000例如可搭載於智慧型手機等電子機器或車等移動體。發光裝置2001例如可藉由半導體雷射、面發光半導體雷射、垂直共振器型面發光雷射(VCSEL)構成。作為自發光裝置2001發光之光L2之藉由光檢測裝置2002進行之檢測方法，例如可採用iTOF方式，但並不限定於此。在iTOF方式中，光電轉換部例如可藉由光飛行時間(Time-of-Flight；TOF)測定與被攝體2100之距離。作為自發光裝置2001發出之光L2之藉由光檢測裝置2002進行之檢測方法，例如亦可採用結構・光方式或立體視覺方式。例如在結構・光方式中，將預先決定之圖案之光投影至被攝體2100，藉由解析該圖案之變形情況而可測定光檢測系統2000與被攝體2100之距離。又，在立體視覺方式中，例如使用2個以上之相機，藉由取得自2個以上之不同之視點觀察被攝體2100而得之2個以上之圖像而可測定光檢測系統2000與被攝體之距離。再者，發光裝置2001與光檢測裝置2002可藉由系統控制部2003同步控制。

＜4.應用例＞ (對於移動體之應用例) 本揭示之技術(本技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術可作為搭載於汽車、電動汽車、油電混合汽車、機車、自行車、個人移動性裝置、飛機、無人機、船舶、機器人等之任一種類之移動體之裝置而實現。

圖20係顯示可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例即車輛控制系統之概略構成例之方塊圖。

車輛控制系統12000具備經由通信網路12001連接之複數個電子控制單元。在圖20所示之例中，車輛控制系統12000具備：驅動系統控制單元12010、車體系統控制單元12020、車外資訊檢測單元12030、車內資訊檢測單元12040、及整合控制單元12050。又，作為整合控制單元12050之功能構成，圖示微電腦12051、聲音圖像輸出部12052、及車載網路I/F(interface，介面)12053。

驅動系統控制單元12010依照各種程式控制與車輛之驅動系統關聯之裝置之動作。例如，驅動系統控制單元12010作為內燃機或驅動用馬達等之用於產生車輛之驅動力之驅動力產生裝置、用於將驅動力傳遞至車輪之驅動力傳遞機構、調節車輛之舵角之轉向機構、及產生車輛之制動力之制動裝置等的控制裝置而發揮功能。

車體系統控制單元12020依照各種程式控制裝備於車體之各種裝置之動作。例如，車體系統控制單元12020作為無鑰匙門禁系統、智慧型鑰匙系統、電動窗裝置、或前照燈、尾燈、煞車燈、轉向燈或霧燈等各種燈之控制裝置發揮功能。該情形下，可對車體系統控制單元12020輸入自代替鑰匙之可攜式機發出之電波或各種開關之信號。車體系統控制單元12020受理該等電波或信號之輸入，而控制車輛之門鎖裝置、電動窗裝置、燈等。

車外資訊檢測單元12030檢測搭載車輛控制系統12000之車輛外部之資訊。例如，於車外資訊檢測單元12030連接有攝像部12031。車外資訊檢測單元12030使攝像部12031拍攝車外之圖像，且接收所拍攝之圖像。車外資訊檢測單元12030可基於接收到之圖像，進行人、車、障礙物、標識或路面上之文字等之物體檢測處理或距離檢測處理。

攝像部12031係接收光且輸出與該光之受光量相應之電信號之光感測器。攝像部12031可將電信號作為圖像輸出，亦可作為測距之資訊輸出。又，攝像部12031所接收之光可為可見光，亦可為紅外線等非可見光。

車內資訊檢測單元12040檢測車內之資訊。於車內資訊檢測單元12040例如連接有檢測駕駛者之狀態之駕駛者狀態檢測部12041。駕駛者狀態檢測部12041包含例如拍攝駕駛者之相機，車內資訊檢測單元12040基於自駕駛者狀態檢測部12041輸入之檢測資訊，可算出駕駛者之疲勞度或注意力集中度，亦可判別駕駛者是否打瞌睡。

微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車內外之資訊，運算驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置之控制目標值，且對驅動系統控制單元12010輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行以實現包含車輛之避免碰撞或緩和衝擊、基於車距之追隨行駛、車速維持行駛、車輛之碰撞警告、或車輛之車道偏離警告等的ADAS(Advanced Driver Assistance Systems，先進駕駛輔助系統)之功能為目的之協調控制。

又，微電腦12051藉由基於由車外資訊檢測單元12030或車內資訊檢測單元12040取得之車輛周圍之資訊，控制驅動力產生裝置、轉向機構或制動裝置等，而可進行以不依賴於駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

又，微電腦12051可基於由車外資訊檢測單元12030取得之車外之資訊，對車體系統控制單元12020輸出控制指令。例如，微電腦12051可進行根據由車外資訊檢測單元12030檢測出之前方車輛或對向車輛之位置而控制前照燈、而將遠光切換為近光等之以謀求防眩為目的之協調控制。

聲音圖像輸出部12052朝可對車輛之乘客或車外以視覺性或聽覺性通知資訊之輸出裝置，發送聲音及圖像中至少一者之輸出信號。在圖57之例中，例示有音訊揚聲器12061、顯示部12062及儀表板12063作為輸出裝置。顯示部12062例如可包含車載顯示器及抬頭顯示器之至少一者。

圖21係顯示攝像部12031之設置位置之例之圖。

於圖21中，車輛12100具有作為攝像部12031之攝像部12101、12102、12103、12104、12105。

攝像部12101、12102、12103、12104、12105例如設置於車輛12100之前保險桿、後照鏡、後保險桿、尾門及車廂內之擋風玻璃之上部等之位置。前保險桿所具備之攝像部12101及車廂內之擋風玻璃之上部所具備之攝像部12105主要取得車輛12100之前方之圖像。後照鏡所具備之攝像部12102、12103主要取得車輛12100之側方之圖像。後保險桿或尾門所具備之攝像部12104主要取得車輛12100之後方之圖像。由攝像部12101及12105取得之前方之圖像主要用於前方車輛或行人、障礙物、號誌機、交通標誌或車道線等之檢測。

再者，在圖21中，顯示攝像部12101至12104之攝像範圍之一例。攝像範圍12111表示設置於前保險桿之攝像部12101之攝像範圍，攝像範圍12112、12113表示分別設置於後照鏡之攝像部12102、12103之攝像範圍，攝像範圍12114表示設置於後保險桿或尾門之攝像部12104之攝像範圍。例如，藉由重疊由攝像部12101至12104拍攝之圖像資料，可獲得自上方觀察車輛12100之俯瞰圖像。

攝像部12101至12104之至少1者可具有取得距離資訊之功能。例如，攝像部12101至12104之至少1者可為包含複數個攝像元件之立體攝影機，亦可為具有相位差檢測用之像素之攝像元件。

例如，微電腦12051藉由基於根據攝像部12101至12104獲得之距離資訊，求得與攝像範圍12111至12114內之各立體物相隔之距離、及該距離之時間性變化(對於車輛12100之相對速度)，而可尤其將位於車輛12100之行進路上最近之立體物、且為在與車輛12100大致相同之方向以特定之速度(例如0 km/h以上)行駛之立體物擷取作為前方車。進而，微電腦12051可設定針對前方車於前方側應預先確保之車距，進行自動煞車控制(亦包含停止追隨控制)、自動加速控制(亦包含追隨起步控制)等。如此般可進行以不依賴於駕駛者之操作而自律行駛之自動駕駛等為目的之協調控制。

例如，微電腦12051可基於自攝像部12101至12104獲得之距離資訊，將與立體物相關之立體物資料分類為二輪車、普通車輛、大型車輛、行人、電線桿等或其他立體物而加以擷取，用於自動迴避障礙物。例如，微電腦12051可將車輛12100周邊之障礙物辨識為車輛12100之駕駛員可視認之障礙物及難以視認之障礙物。且，微電腦12051判斷表示與各障礙物碰撞之危險度之碰撞風險，當遇到碰撞風險為設定值以上而有可能發生碰撞之狀況時，藉由經由音訊揚聲器12061或顯示部12062對駕駛員輸出警報，或經由驅動系統控制單元12010進行強制減速或迴避操舵，而可進行用於避免碰撞之駕駛支援。

攝像部12101至12104之至少1者可為檢測紅外線之紅外線相機。例如，微電腦12051可藉由判定於攝像部12101至12104之攝像圖像中是否存在有行人而辨識行人。上述之行人之辨識藉由例如提取作為紅外線相機之攝像部12101至12104之攝像圖像之特徵點之步序、針對表示物體之輪廓之一系列特徵點進行圖案匹配處理而判別是否為行人之步序而進行。當微電腦12051判定為在攝像部12101至12104之攝像圖像中存在行人，且辨識為行人時，聲音圖像輸出部12052控制顯示部12062而對於該被辨識出之行人重疊顯示用於強調之方形輪廓線。又，聲音圖像輸出部12052亦可控制顯示部12062而將顯示行人之圖標等顯示於所期望之位置。

以上對於可適用本揭示之技術之移動體控制系統之一例進行了說明。本揭示之技術可適用於以上所說明之構成中之攝像部12031等。具體而言，攝像裝置100可適用於攝像部12031。由於藉由在攝像部12031適用本揭示之技術，可獲得雜訊少之高精細之攝影圖像，故在移動體控制系統中可進行利用攝影圖像之高精度之控制。

(對於內視鏡手術系統之應用例) 本揭示之技術(本技術)可應用於各種產品。例如，本揭示之技術可適用於內視鏡手術系統。

圖22係顯示可適用本揭示之技術(本技術)之內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。

在圖22中，圖示施術者(醫生)11131使用內視鏡手術系統11000對病床11133上之患者11132進行手術之狀況。如圖示般，內視鏡手術系統11000包含：內視鏡11100、氣腹管11111或能量處置具11112等其他手術器具11110、支持內視鏡11100之支持臂裝置11120、及搭載有用於內視鏡下手術之各種裝置之手推車11200

內視鏡11100包含：鏡筒11101，其自前端起特定長度之區域***患者11132之體腔內；及相機頭11102，其連接於鏡筒11101之基端。在圖示之例中，圖示構成為具有硬性鏡筒11101之所謂硬性鏡之內視鏡11100，但內視鏡11100亦可構成為具有軟性鏡筒之所謂軟性鏡。

在鏡筒11101之前端設置有嵌入有物鏡之開口部。於內視鏡11100連接有光源裝置11203，由該光源裝置11203產生之光由在鏡筒11101之內部延伸設置之光導件導光至該鏡筒之前端，並經由物鏡向患者11132之體腔內之觀察對象照射。再者，內視鏡11100可為直視鏡，亦可為斜視鏡或側視鏡。

在相機頭11102之內部設置有光學系統及攝像元件，來自觀察對象之反射光(觀察光)由該光學系統集光於該攝像元件。藉由該攝像元件對觀察光進行光電轉換，產生與觀察光對應之電信號、亦即與觀察像對應之圖像信號。該圖像信號作為RAW資料被發送至相機控制單元(Camera Control Unit，CCU)11201。

CCU 11201包含CPU(Central Processing Unit，中央處理器)或GPU(Graphics Processing Unit，圖形處理器)等，統括地控制內視鏡11100及顯示裝置11202之動作。進而，CCU 11201自相機頭11102接收圖像信號，對該圖像信號實施例如顯影處理(解馬賽克處理)等用於顯示基於該圖像信號之圖像之各種圖像處理。

顯示裝置11202藉由來自CCU 11201之控制而顯示基於由該CCU 11201實施圖像處理之圖像信號的圖像。

光源裝置11203例如包含LED(Light Emitting Diode，發光二極體)等光源，將拍攝手術部位等時之照射光供給至內視鏡11100。

輸入裝置11204係對於內視鏡手術系統11000之輸入介面。使用者可經由輸入裝置11204對於內視鏡手術系統11000進行各種資訊之輸入或指示輸入。例如，使用者輸入變更內視鏡11100之攝像條件(照射光之種類、倍率及焦距等)之意旨之指示等。

處置具控制裝置11205控制用於燒灼、切開組織或封堵血管等之能量處置具11112之驅動。氣腹裝置11206出於確保內視鏡11100之視野及確保施術者之作業空間之目的，為了使患者11132之體腔膨脹，而經由氣腹管11111將氣體送入該體腔內。記錄器11207係可記錄與手術相關之各種資訊之裝置。印表機11208係可將與手術相關之各種資訊以文字、圖像或圖表等各種形式予以印刷之裝置。

再者，對內視鏡11100供給拍攝手術部位時之照射光之光源裝置11203可包含例如LED、雷射光源或由該等之組合構成之白色光源。在由RGB雷射光源之組合構成白色光源時，由於可高精度地控制各色(各波長)之輸出強度及輸出時序，故在光源裝置11203中可進行攝像圖像之白平衡之調整。又，該情形下，藉由分時對觀察對象照射來自RGB雷射光源各者之雷射光，與該照射時序同步地控制相機頭11102之攝像元件之驅動，而可分時拍攝與RGB各者對應之圖像。根據該方法，即便於該攝像元件未設置彩色濾光器，亦可獲得彩色圖像。

又，光源裝置11203可以每隔特定之時間變更所輸出之光之強度之方式控制該驅動。藉由與該光之強度之變更之時序同步地控制照相機頭11102之攝像元件之驅動而分時取得圖像，且將該圖像合成，而可產生所謂之無欠曝及過曝之高動態範圍之圖像。

又，光源裝置11203可構成為可供給與特殊光觀察對應之特定之波長頻帶之光。在特殊光觀察中，例如，藉由利用生物體組織之光之吸收之波長依存性，照射與通常之觀察時之照射光(亦即，白色光)相比更窄頻帶之光，而進行在高對比度下拍攝黏膜表層之血管等之特定之組織之所謂窄頻帶光觀察(Narrow Band Imaging，內鏡窄帶成像術)。或，在特殊光觀察中，可進行利用藉由照射激發光產生之螢光而獲得圖像之螢光觀察。在螢光觀察中，可進行對生物體組織照射激發光而觀察來自該生物體組織之螢光(自身螢光觀察)、或對生物體組織局部注射靛氰綠(ICG)等之試劑且對該生物體組織照射與該試劑之螢光波長對應之激發光而獲得螢光像等。光光源裝置11203可構成為可供給與此特殊光觀察對應之窄頻光及/或激發光。

圖23係顯示圖22所示之相機頭11102及CCU 11201之功能構成之一例之方塊圖。

相機頭11102具有：透鏡單元11401、攝像部11402、驅動部11403、通訊部11404、及相機頭控制部11405。CCU 11201具有：通訊部11411、圖像處理部11412、及控制部11413。相機頭11102與CCU 11201藉由傳送纜線11400可相互通訊地連接。

透鏡單元11401係設置於與鏡筒11101之連接部之光學系統。自鏡筒11101之前端擷取之觀察光被導光至相機頭11102，而入射至該透鏡單元11401。透鏡單元11401係而構成為組合包含變焦透鏡及對焦透鏡之複數個透鏡。

攝像部11402係由攝像元件構成。構成攝像部11402之攝像元件可為1個(所謂之單板式)，亦可為複數個(所謂之多板式)。在攝像部11402由多板式構成時，例如可藉由利用各攝像元件產生與RGB各者對應之圖像信號，且將其等合成，而獲得彩色圖像。或，攝像部11402可構成為具有用於分別取得與3D(Dimensional，維度)顯示對應之右眼用及左眼用之圖像信號的1對攝像元件。藉由進行3D顯示，而施術者11131可更準確地掌握手術部位之生物體組織之縱深。再者，若攝像部11402由多板式構成，可與各攝像元件對應地，亦將透鏡單元11401設置複數個系統。

又，攝像部11402可未必設置於相機頭11102。例如，攝像部11402可在鏡筒11101之內部設置於物鏡之正後方。

驅動部11403係由致動器構成，藉由來自相機頭控制部11405之控制，而使透鏡單元11401之變焦透鏡及對焦透鏡沿光軸移動特定之距離。藉此，可適宜地調整由攝像部11402拍攝之攝像圖像之倍率及焦點。

通訊部11404係由用於在與CCU 11201之間收發各種資訊之通訊裝置構成。通訊部11404將自攝像部11402獲得之圖像信號作為RAW資料經由傳送纜線11400朝CCU 11201發送。

又，通訊部11404自CCU 11201接收用於控制相機頭11102之驅動之控制信號，且供給至相機頭控制部11405。在控制信號例如包含指定攝像圖像之訊框率之意旨之資訊、指定攝像時之曝光值之意旨之資訊、及/或指定攝像圖像之倍率及焦點之意旨之資訊等與攝像條件相關之資訊。

再者，上述之訊框率或曝光值、倍率、焦點等攝像條件可由使用者適宜地指定，亦可基於所取得之圖像信號由CCU 11201之控制部11413自動設定。如為後者，需在內視鏡11100搭載所謂之AE(Auto Exposure，自動曝光)功能、AF(Auto Focus，自動對焦)功能及AWB(Auto White Balance，自動白平衡)功能。

相機頭控制部11405基於經由通訊部11404接收之來自CCU 11201之控制信號，控制相機頭11102之驅動。

通訊部11411係由用於在與相機頭11102之間收發各種資訊之通訊裝置而構成。通訊部11411接收自相機頭11102經由傳送纜線11400發送之圖像信號。

又，通訊部11411對相機頭11102發送用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。圖像信號或控制信號可藉由電通訊或光通訊等發送。

圖像處理部11412對自相機頭11102發送之RAW資料即圖像信號實施各種圖像處理。

控制部11413進行與內視鏡11100對手術部位等之攝像、及藉由手術部位等之攝像而獲得之攝像圖像之顯示相關之各種控制。例如，控制部11413產生用於控制相機頭11102之驅動之控制信號。

又，控制部11413基於由圖像處理部11412實施圖像處理之圖像信號使顯現有手術部位等之攝像圖像顯示於顯示裝置11202。此時，控制部11413可利用各種圖像辨識技術辨識攝像圖像內之各種物體。例如，控制部11413藉由檢測攝像圖像中所含之物體之邊緣之形狀或顏色等，而可辨識鑷子等手術器具、特定之生物體部位、出血、能量處置具11112之使用時之霧氣等。控制部11413可在使顯示裝置11202顯示攝像圖像時，使用該辨識結果使各種手術支援資訊重疊顯示於該手術部位之圖像。藉由重疊顯示手術支援資訊，並提示給施術者11131，而可減輕施術者11131之負擔，而施術者11131準確地進行手術。

連接相機頭11102及CCU 11201之傳送纜線11400可為與電信號之通訊對應之電信號纜線、與光通訊對應之光纖、或其等之複合纜線。

此處，在圖示之例中，可使用傳送纜線11400以有線進行通訊，但相機頭11102與CCU 11201之間之通訊亦可以無線進行。

以上，對於可適用本揭示之技術之內視鏡手術系統之一例進行了說明。本揭示之技術可較佳地適用於以上說明之構成中之設置於內視鏡11100之相機頭11102之攝像部11402。藉由在攝像部11402適用本揭示之技術，可將攝像部11402小型化或高精細化，因此可提供小型或高精細之內視鏡11100。

以上，舉出實施形態、變化例1～4及適用例以及應用例對本揭示進行了說明，但本技術並不限定於上述實施形態等，而可進行各種變化。例如，上述之變化例1～4係作為上述實施形態之變化例進行了說明，但可適當組合各變化例之構成。

再者，本說明書中所記載之效果終極而言僅為例示，而非限定於該記載，亦可具有其他效果。

再者，本揭示亦可採用如以下之構成。根據以下之構成之本技術，在二維陣列狀地排列有與互不相同之可見光區域之光對應之第1像素、第2像素、第3像素及第4像素的半導體基板之第1面側，設置第1光學濾光器及第2光學濾光器。第1光學濾光器係將與第1像素、第2像素、第3像素及第4像素各者對應之可見光區域之光選擇性地透過者。第2光學濾光器係對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收者，在半導體基板之第1面與第1光學濾光器之間、或在第1光學濾光器之與半導體基板側為相反之面側，遍及第1像素、第2像素、第3像素及第4像素而設置。藉此，選擇性地去除可見光區域附近之近紅外區域之波長。因此，可提供一種具有高感度、且在可見光區域之波長與近紅外區域之波長上具有優異之分離性能之攝像裝置。 (1) 一種攝像裝置，其包含：與互不相同之可見光區域之光對應之第1像素、第2像素、第3像素及第4像素；半導體基板，其具有對向之第1面及第2面，在面內二維陣列狀地排列有前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素；第1光學濾光器，其配置於前述第1面側，將與前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素各者對應之前述可見光區域之光選擇性地透過；及第2光學濾光器，其在前述半導體基板之前述第1面與前述第1光學濾光器之間、或在前述第1光學濾光器之與前述半導體基板側為相反之面側，遍及前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素而設置，對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收。 (2) 如前述(1)之攝像裝置，其中前述第2光學濾光器使用添加有對於近紅外區域具有吸收之有機染料材料或無機染料材料之有機材料形成。 (3) 如前述(1)或(2)之攝像裝置，其中前述第2光學濾光器在波長450 nm以上550 nm以下具有70%以上之透過率，在波長850 nm下具有極大吸收，透過率為10%以下。 (4) 如前述(1)至(3)中任一項之攝像裝置，其中前述第2光學濾光器在波長700±20 nm之範圍及波長900±20 nm之範圍內具有50%之透過率。 (5) 如前述(1)至(4)中任一項之攝像裝置，其中前述第1像素為檢測紅色之波長頻帶之光之紅色像素、前述第2像素為檢測綠色之波長頻帶之光之綠色像素、前述第3像素為檢測藍色之波長頻帶之光之藍色像素、前述第4像素為檢測白色之波長頻帶之光之白色像素，與前述白色像素對應之前述第1光學濾光器使用在可見光區域具有90%以上之透過率、且平均折射率為1.55以上之樹脂材料或透鏡材料形成。 (6) 如前述(1)至(5)中任一項之攝像裝置，其中前述第1像素為檢測紅色之波長頻帶之光之紅色像素、前述第2像素為檢測綠色之波長頻帶之光之綠色像素、前述第3像素為檢測藍色之波長頻帶之光之藍色像素、前述第4像素為檢測黃色之波長頻帶之光之黃色像素，與前述黃色像素對應之前述第1光學濾光器在波長430 nm下具有10%以下之透過率，在波長550 nm下具有80%以上之透過率，在波長480±10 nm下具有50%之透過率。 (7) 如前述(6)之攝像裝置，其中與前述黃色像素對應之前述第1光學濾光器使用構成與前述綠色像素對應之前述第1光學濾光器之染料材料形成。 (8) 如前述(1)至(7)中任一項之攝像裝置，其中在前述半導體基板之前述第1面側，在前述第1光學濾光器及前述第2光學濾光器之上方進一步具有反射950 nm以上之波長之第3光學濾光器。 (9) 如前述(1)至(8)中任一項之攝像裝置，其進一步具有間隔壁，該間隔壁設置於前述半導體基板之前述第1面之前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素之間。 (10) 如前述(9)之攝像裝置，其中前述間隔壁形成為包含鎢膜、氧化矽膜或具有前述第1光學濾光器或前述第2光學濾光器之折射率以下之折射率之樹脂膜。 (11) 如前述(1)至(10)中任一項之攝像裝置，其進一步具有：複數個光電轉換部，其等在前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素各者埋入形成於前述半導體基板，藉由光電轉換產生與受光量相應之電荷；及分離部，其在相鄰之前述光電轉換部之間，在前述半導體基板之前述第1面與前述第2面之間延伸。 (12) 如前述(11)之攝像裝置，其中前述分離部形成為包含氧化矽膜或具有遮光性之金屬膜。 (13) 如前述(11)或(12)之攝像裝置，其中前述分離部自前述半導體基板之前述第1面向前述第2面埋入形成。

1, 1A, 1B, 1C, 1D:攝像裝置 11:半導體基板 11S1:第1面(背面) 11S2:第2面(正面) 12:光電轉換部 13:分離部 13A:金屬膜 13B:絕緣膜 21:第1彩色濾光器 21R, 21G, 21B, 21W, 21Y:彩色濾光器 22:第2彩色濾光器 23:間隔壁 24:透鏡層 24L:晶載透鏡 25:IR截止濾光器 30:多層配線層 31, 32, 33:配線層 34:層間絕緣層 100A:像素部 111:垂直驅動電路 112:行信號處理電路 113:水平驅動電路 114:輸出電路 115:控制電路 116:輸入輸出端子 121:水平信號線 1000:電子機器 1001:透鏡群 1002:DSP電路 1003:訊框記憶體 1004:顯示部 1005:記錄部 1006:操作部 1007:電源部 1008:匯流排線 2000:光檢測系統 2001:發光裝置 2002:光檢測裝置 2003:系統控制部 2004:光源驅動部 2005:感測控制部 2006:光源側光學系統 2007:相機側光學系統 2100:被攝體(測定對象物) 11000:內視鏡手術系統 11100:內視鏡 11101:鏡筒 11102:相機頭 11110:手術器具 11111:氣腹管 11112:能量處置具 11120:支持臂裝置 11131:施術者(醫生) 11132:患者 11133:病床 11200:手推車 11201:相機控制單元/CCU 11202:顯示裝置 11203:光源裝置 11204:輸入裝置 11205:處置具控制裝置 11206:氣腹裝置 11207:記錄器 11208:印表機 11400:傳送纜線 11401:透鏡單元 11402:攝像部 11403:驅動部 11404:通訊部 11405:相機頭控制部 11411:通訊部 11412:圖像處理部 11413:控制部 12000:車輛控制系統 12001:通訊網路 12010:驅動系統控制單元 12020:車體系統控制單元 12030:車外資訊檢測單元 12031:攝像部 12040:車內資訊檢測單元 12041:駕駛者狀態檢測部 12050:整合控制單元 12051:微電腦 12052:聲音圖像輸出部 12053:車載網路I/F 12061:音訊揚聲器 12062:顯示部 12063:儀表板 12100:車輛 12101,12102,12103,12104,12105:攝像部 12111,12112,12113,12114:攝像範圍 AMP:放大電晶體 B:藍色光 FD:浮動擴散部 G:綠色光 I-I'-I'', II-II'-II'':線 Lread:像素驅動線 L1, L2:光 Lsig:垂直信號線 P:單位像素 PD:光電二極體 Pb:藍色像素 Pg:綠色像素 Pr:紅色像素 Pw:白色像素 Py:黃色像素 R:紅色光 RST:置電晶體 S1:光入射側 SEL:選擇電晶體 TR:傳送電晶體 W:白色光 Y:黃色光

圖1係顯示本揭示之一實施形態之攝像裝置之構成之一例之剖面示意圖。圖2係顯示圖1所示之攝像裝置之構成之一例之平面示意圖。圖3係顯示圖1所示之攝像裝置之整體構成之方塊圖。圖4係圖1所示之單位像素之等效電路圖。圖5係顯示圖1所示之第2彩色濾光器之光學特性之圖。圖6係顯示具有與RGBW對應之4像素之一般之攝像裝置之分光特性之圖。圖7係顯示圖1所示之攝像裝置之分光特性之圖。圖8A係說明圖1所示之攝像裝置之製造方法之一例之剖面示意圖。圖8B係顯示相繼於圖8A之步驟之剖面示意圖。圖8C係顯示相繼於圖8B之步驟之剖面示意圖。圖8D係顯示相繼於圖8C之步驟之剖面示意圖。圖9A係說明相繼於圖8C之攝像裝置之製造方法之又一例之剖面示意圖。圖9B係顯示相繼於圖9A之步驟之剖面示意圖。圖10係顯示本揭示之變化例1之攝像裝置之構成之一例之剖面示意圖。圖11係顯示圖10所示之攝像裝置之構成之一例之平面示意圖。圖12係顯示圖10所示之黃色像素用之彩色濾光器之光學特性之圖。圖13係顯示圖10所示之攝像裝置之分光特性之圖。圖14係顯示本揭示之變化例2之攝像裝置之構成之一例之剖面示意圖。圖15係顯示本揭示之變化例3之攝像裝置之構成之一例之剖面示意圖。圖16係顯示本揭示之變化例3之攝像裝置之構成之又一例之剖面示意圖。圖17係顯示本揭示之變化例4之攝像裝置之構成之一例之剖面示意圖。圖18係顯示具有圖1等所示之攝像裝置之電子機器之構成例之方塊圖。圖19A係顯示使用圖1等所示之攝像裝置的光檢測系統之整體構成之一例之示意圖。圖19B係顯示圖19A所示之光檢測系統之電路構成之一例之圖。圖20係顯示車輛控制系統之概略構成之一例之方塊圖。圖21係顯示車外資訊檢測部及攝像部之設置位置之一例之說明圖。圖22係顯示內視鏡手術系統之概略構成之一例之圖。圖23係顯示照相機頭及CCU之功能構成之一例之方塊圖。

1:攝像裝置

11:半導體基板

11S1:第1面(背面)

11S2:第2面(正面)

12:光電轉換部

21:第1彩色濾光器

21R,21G,21B,21W:彩色濾光器

22:第2彩色濾光器

23:間隔壁

24:透鏡層

24L:晶載透鏡

30:多層配線層

31,32,33:配線層

34:層間絕緣層

PD:光電二極體

Pb:藍色像素

Pg:綠色像素

Pr:紅色像素

Pw:白色像素

S1:光入射側

Claims

一種攝像裝置，其包含：與互不相同之可見光區域之光對應之第1像素、第2像素、第3像素及第4像素；半導體基板，其具有對向之第1面及第2面，在面內二維陣列狀地排列有前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素；第1光學濾光器，其配置於前述第1面側，將與前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素各者對應之前述可見光區域之光選擇性地透過；及第2光學濾光器，其在前述半導體基板之前述第1面與前述第1光學濾光器之間、或在前述第1光學濾光器之與前述半導體基板側為相反之面側，遍及前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素而設置，對於可見光區域附近之近紅外區域具有吸收。
如請求項1之攝像裝置，其中前述第2光學濾光器使用添加有對於近紅外區域具有吸收之有機染料材料或無機染料材料之有機材料形成。
如請求項1之攝像裝置，其中前述第2光學濾光器在波長450 nm以上550 nm以下具有70%以上之透過率，在波長850 nm下具有極大吸收，透過率為10%以下。
如請求項1之攝像裝置，其中前述第2光學濾光器在波長700±20 nm之範圍及波長900±20 nm之範圍內具有50%之透過率。
如請求項1之攝像裝置，其中前述第1像素為檢測紅色之波長頻帶之光之紅色像素、前述第2像素為檢測綠色之波長頻帶之光之綠色像素、前述第3像素為檢測藍色之波長頻帶之光之藍色像素、前述第4像素為檢測白色之波長頻帶之光之白色像素，與前述白色像素對應之前述第1光學濾光器使用在可見光區域具有90%以上之透過率、且平均折射率為1.55以上之樹脂材料或透鏡材料形成。
如請求項1之攝像裝置，其中前述第1像素為檢測紅色之波長頻帶之光之紅色像素、前述第2像素為檢測綠色之波長頻帶之光之綠色像素、前述第3像素為檢測藍色之波長頻帶之光之藍色像素、前述第4像素為檢測黃色之波長頻帶之光之黃色像素，與前述黃色像素對應之前述第1光學濾光器在波長430 nm下具有10%以下之透過率，在波長550 nm下具有80%以上之透過率，在波長480±10 nm下具有50%之透過率。
如請求項6之攝像裝置，其中與前述黃色像素對應之前述第1光學濾光器使用構成與前述綠色像素對應之前述第1光學濾光器之染料材料形成。
如請求項1之攝像裝置，其中在前述半導體基板之前述第1面側，在前述第1光學濾光器及前述第2光學濾光器之上方進一步具有反射950 nm以上之波長之第3光學濾光器。
如請求項1之攝像裝置，其進一步具有間隔壁，該間隔壁設置於前述半導體基板之前述第1面之前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素之間。
如請求項9之攝像裝置，其中前述間隔壁形成為包含鎢膜、氧化矽膜或具有前述第1光學濾光器或前述第2光學濾光器之折射率以下之折射率之樹脂膜。
如請求項1之攝像裝置，其進一步具有：複數個光電轉換部，其等在前述第1像素、前述第2像素、前述第3像素及前述第4像素各者埋入形成於前述半導體基板，藉由光電轉換產生與受光量相應之電荷；及分離部，其在相鄰之前述光電轉換部之間，在前述半導體基板之前述第1面與前述第2面之間延伸。
如請求項11之攝像裝置，其中前述分離部形成為包含氧化矽膜或具有遮光性之金屬膜。
如請求項11之攝像裝置，其中前述分離部自前述半導體基板之前述第1面向前述第2面埋入形成。