(57)【要約】      （修正有）【課題】立体撮像画像を表示する視差を有する撮像画像対を生成する撮像素子、およびこれを備えた撮像装置で、奥行き分解能を向上する。【解決手段】二次元状に配列された複数のマイクロレンズ２０と、マイクロレンズ２０に対応する受光素子対２２と、受光素子対２２の互いに隣接する受光領域への光の入射を制御する光制御部材４０と、を備える。【選択図】図２
2014086910.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、
前記マイクロレンズに対応する受光素子対と、
前記受光素子対の互いに隣接する受光領域への光の入射を制御する光制御部材と、
を備えることを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記光制御部材は隔壁からなる、請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記光制御部材は配線層からなる、請求項１に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記光制御部材は、前記受光素子対の受光面からの高さをｈ、前記マイクロレンズの焦点距離をｆｍ、とするとき、
０．１２８ｆｍ≦ｈ≦２／５ｆｍ、
を満足する、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像素子。
【請求項５】
被写体像を撮像する撮像光学系と、
該撮像光学系の予定焦点面に配置された請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像素子と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体撮像画像を表示する視差を有する撮像画像対を撮像するのに好適な撮像素子、及びこれを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、単一の撮像素子を用い、撮像レンズの瞳を分割して立体撮像画像を表示するための視差を有する撮像画像対を撮像する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。かかる撮像装置に用いられる撮像素子は、二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、各マイクロレンズに対応する一対の受光素子とを備え、各受光素子対に撮像レンズの瞳分割像が結像されるように配置される。これにより、一方の受光素子から立体撮像画像の一方の撮像画像を生成する画素信号を得、他方の受光素子から立体撮像画像の他方の撮像画像を生成する画素信号を得るようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１１−５１５０４５号公報
【特許文献２】特表２００３−５２３６４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の撮像素子は、各マイクロレンズに対応する受光素子対が立体撮像画像の絵素に対応し、受光素子対の個々の受光素子が視差を有する撮像画像対における画素に対応する。ここで、撮像画像対の視差は、撮像レンズの分割された瞳の重心間の距離で決まる。つまり、撮像素子の各絵素の受光面には、撮像レンズの射出瞳の像がある倍率で結像されるので、各絵素の受光素子対に形成される瞳の像の重心間の距離によって視差が決定される。この視差は、大きいほど立体撮像画像の立体感すなわち奥行き分解能が高くなる。
【０００５】
しかしながら、上述した従来の撮像素子は、大きな視差が得られにくい。図１０は、従来の撮像素子の一つの受光素子対（絵素）３００を受光面側から見た図である。図１０に示すように、受光素子対３００には、撮像レンズの射出瞳が左右反転されて射出瞳像３１０Ｉとして結像される。受光素子対３００は、射出瞳像３１０Ｉの右側の像つまり射出瞳の左側（左側瞳）を通った撮影光束を受光する受光素子３００Ｌと、射出瞳像３１０Ｉの左側の像つまり射出瞳の右側（右側瞳）を通った撮影光束を受光する受光素子３００Ｒとを備える。受光素子３００Ｌ、３００Ｒは、素子間分離層３０１によって領域分離されている。
【０００６】
従来の撮像素子は、受光素子対３００上に素子間分離層３０１以外の不感帯は存在せず、受光素子対３００に結像される射出瞳像３１０Ｉの殆どが一対の受光素子３００Ｌ、３００Ｒで受光される。そのため、受光素子３００Ｌ、３００Ｒにそれぞれ結像される瞳の像の重心（×印で示す）は、素子間分離層３０１側に片寄った位置となって重心間距離ｃｓが短くなる。その結果、視差が小さくなって、立体撮像画像の奥行き分解能が低下することになる。
【０００７】
したがって、かかる観点に鑑みてなされた本発明の目的は、立体撮像画像の奥行き分解能を向上できる撮像素子及びこれを備えた撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する本発明に係る撮像素子は、
二次元状に配列された複数のマイクロレンズと、
前記マイクロレンズに対応する受光素子対と、
前記受光素子対の互いに隣接する受光領域への光の入射を制御する光制御部材と、
を備えることを特徴とするものである。
【０００９】
前記光制御部材は隔壁からなってもよい。
【００１０】
前記光制御部材は配線層からなってもよい。
【００１１】
前記光制御部材は、前記受光素子対の受光面からの高さをｈ、前記マイクロレンズの焦点距離をｆｍ、とするとき、
０．１２８ｆｍ≦ｈ≦２／５ｆｍ、
を満足するとよい。
【００１２】
さらに、上記目的を達成する本発明に係る撮像装置は、
被写体像を撮像する撮像光学系と、
該撮像光学系の予定焦点面に配置された上記のいずれかの撮像素子と、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、立体撮像画像の奥行き分解能を向上した撮像素子及びこれを備えた撮像装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の撮像光学系及び撮像素子の要部の構成を説明するための図である。
【図３】図２のマイクロレンズアレイの平面図である。
【図４】図２の撮像素子の要部の構成を模式的に示す平面図である。
【図５】図２の隔壁の作用を説明するための図である。
【図６】立体撮像画像を表示する表示系のパラメータを示す図である。
【図７】立体撮像画像を撮像する撮像系のパラメータを示す図である。
【図８】第２実施の形態に係る撮像装置の要部の概略構成を示す図である。
【図９】シリンドリカルマイクロレンズの平面図である。
【図１０】従来の撮像素子の課題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１６】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。本実施の形態に係る撮像装置１は、被写体からの被写体光１００に基づき、立体撮像画像を表示するための視差を有する一対の撮像画像を撮像する。撮像装置１は、撮像光学系１０、撮像素子１１、画像処理部１２、制御部１４、記憶部１６、及び表示部１８を有する。撮像素子１１、画像処理部１２、制御部１４、記憶部１６、及び表示部１８は、バス１９に接続され、各種信号を互いに送受信可能に構成される。
【００１７】
撮像光学系１０は、撮像レンズ及び絞りを含んで構成され、被写体像を撮像する。撮像素子１１は、撮像光学系１０の予定焦点面に配置される。撮像素子１１は、撮像光学系１１を介して被写体光１００が入射されると、被写体光１００に基づき視差を有する左眼用と右眼用の撮像画像対を撮像し、各撮像画像を構成する画素信号を出力する。各撮像画像は、２次元状に配列された画素からなる。１フレームの撮像画像を構成する画素数は、例えば、６４０×４８０画素〜４０００×３０００画素であるが、この範囲に限られなくてもよい。撮像素子１１は、各画素に対応して配置された受光素子を有するＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）であり、受光素子により画素信号を生成して出力する。画素信号は、例えば、１フレームごとに生成して出力される。画素信号は、画素ごとの例えばＲ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）の色の階調値を示す信号である。また、画素信号は、受光素子からの出力信号が例えばＡ／Ｄ変換されたデジタル信号である。
【００１８】
画像処理部１２は、１フレーム分の画素信号を含む撮像画像データに対し、色や輝度補正、歪み補正等の所定の画像処理や、データの圧縮・伸張を行う。画像処理部１２は、例えば、１フレームごとの撮像画像データに対し画像処理を行う。画像処理部１２は、例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のプロセッサである。
【００１９】
記憶部１６は、画像処理前及び／または画像処理後の撮像画像データを記憶するフレームメモリである。記憶部１６は、例えば、ＳＲＡＭ（Static Random  Access Memory）やＤＲＡＭ（Dynamic RAM）である。また、記憶部１６は、ハードディスクや可搬型フラッシュメモリを含む各種記憶メディアへのデータ読込み・書込み装置を含んでもよい。
【００２０】
表示部１８は、撮像画像データに基づき二次元撮像画像又は立体撮像画像を表示する。二次元撮像画像を表示する場合、表示部１８は、例えば左右の撮像画像データのいずれか一方を表示する。あるいは、左右の撮像画像データを合成して表示する。また、立体撮像画像を表示する場合、表示部１８は、例えば左右の眼の視差に対応する偏光フィルタを備えたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）とその制御回路を有する。そして、表示部１８は、視差を有する左右の撮像画像データを表示して、ユーザが立体感を知覚できるような立体撮像画像を表示する。なお、撮像画像データは、記憶部１６から読み取られて、外部のディスプレイに、二次元撮像画像又は立体撮像画像が表示される。
【００２１】
制御部１４は、撮像素子１１、画像処理部１２、記憶部１６、及び表示部１８に制御信号を送り、撮像装置１の動作を統合的に制御する。制御部１４は、例えばマイクロコンピュータである。
【００２２】
図２は、撮像光学系１０及び撮像素子１１の要部の構成を説明するための図であり、撮像光学系１０の光軸方向に沿った概略断面図である。撮像光学系１０は、被写体光１００を絞り３２に応じた入射瞳３３及び射出瞳３４を経て撮像素子１１に結像させる。
【００２３】
撮像素子１１は、図３に撮像光学系１０の光軸方向から見た平面図を示すように、入射面側に二次元状に配列されたマイクロレンズ２０を有するマイクロレンズアレイ２１を備える。本実施の形態において、マイクロレンズ２０は、球面又は非球面状のマイクロレンズからなり、立体撮像画像の絵素に対応して配設される。ここでは、便宜上、ｚ軸方向が撮像光学系１０及びマイクロレンズ２０の光軸方向に対応し、ｚ軸方向と直交するｘ軸方向が撮像画像の左右方向に対応し、ｚ軸方向及びｘ軸方向と直交するｙ軸方向が撮像画像の上下方向に対応するものとする。
【００２４】
また、撮像素子１１は、各マイクロレンズ２０に対応する受光素子対２２と、各マイクロレンズ２０と各受光素子対２２との間に配置されたカラーフィルタ３６とを備える。図２には、便宜上、マイクロレンズアレイ２１の一部に対応する受光素子対２２及びカラーフィルタ３６を示している。各受光素子対２２は、素子分離領域２２ｉにより分離されて、ｘ軸方向すなわち左右方向に隣接して配置された受光素子２２Ｌ、２２Ｒを備える。受光素子２２Ｒ、２２Ｌは、例えばシリコン等の半導体基板２５に形成されたＣＭＯＳやＣＣＤに含まれるフォトダイオードからなる。受光素子２２Ｌ、２２Ｒの受光面２００は、マイクロレンズ２０のおおよそ後側焦点に配置される。
【００２５】
受光素子２２Ｌは、立体撮像画像を表示するための視差を有する撮像画像対のうち、左眼用の撮像画像を構成する画素信号を生成して出力するものであり、受光素子２２Ｒは、右眼用の撮像画像を構成する画素信号を生成して出力するものである。したがって、各受光素子２２Ｌ、２２Ｒは、立体撮像画像を表示するための撮像画像対のそれぞれの画素に対応する。また、カラーフィルタ３６は、例えばベイヤー配列のカラーフィルタからなり、絵素ごとにＲ、Ｇ、Ｂのいずれかの色を有する。
【００２６】
さらに、撮像素子１１は、半導体基板２５の入射面側で、受光素子対２２同士の間に積層された配線層３８を備える。配線層３８は、例えば、電源用配線、グランド用配線、画素信号を出力する受光素子を選択する行又は列の選択用配線、出力される画素信号の伝送用配線等であり、例えばアルミニウム等の金属からなる。図２では、便宜上、３種の配線３８ａ、３８ｂ、及び３８ｃが積層して示されている。つまり、図２に示す撮像素子１１は、表面照射型撮像素子として構成されている。
【００２７】
本実施の形態において、撮像素子１１は、各受光素子対２２を構成する受光素子２２Ｌ、２２Ｒ間に光制御部材である隔壁４０を備える。隔壁４０は、好ましくは遮光性を有するアルミニウム等の金属からなり、受光素子２２Ｌ、２２Ｒ間の素子間分離層２２ｉ上に直接あるいはＳｉＯ２などの媒質を介して形成される。また、隔壁４０は、受光素子２２Ｌ、２２Ｒ間の少なくとも一部に形成されれば良いが、好ましくは、受光素子２２Ｌ、２２Ｒのｙ軸方向に亘って形成されるとよい。図４に、隔壁４０がｙ軸方向に亘って形成された場合の受光素子対２２、配線層３８及び隔壁４０の模式的な平面図を示す。なお、図２において、マイクロレンズ２０と受光素子２２Ｌ、２２Ｒの受光面２００との間は、上記カラーフィルタ３６、配線層３８及び隔壁４０等を除いて、有機材料やＳｉＯ２などの透明な媒質で満たされている。
【００２８】
図２において、撮像素子１１は、マイクロレンズ２０の表面が撮像光学系１０の予定焦点面に位置するように配置されて、撮像光学系１０の射出瞳３４と各受光素子対２２とが共役となる。したがって、撮像光学系１０を通過した被写体光１００は、マイクロレンズ２０ごとに集光され、カラーフィルタ３６を経て受光素子対２２の受光素子２２Ｌ、２２Ｒ上に入射される。よって、受光素子２２Ｌ、２２Ｒ上には、Ｒ、Ｇ、Ｂいずれかの色の光が入射されて、撮像素子１１に被写体像が結像される。これにより、受光素子２２Ｌからは、左眼用の撮像画像を構成する画素の画素信号が得られ、受光素子２２Ｒからは、右眼用の撮像画像を構成する画素の画素信号が得られる。
【００２９】
ここで、各絵素において、被写体光１００のうち、撮像光学系１０の光軸Ｏを通るｙ軸方向を境として、射出瞳３４の左側瞳を通った光束１００Ｌは左眼用の受光素子２２Ｌに、右側瞳を通った光束１００Ｒは右眼用の受光素子２２Ｒに入射される。しかし、本実施の形態によると、受光素子２２Ｌ、２２Ｒの互いに隣接する受光領域に入射しようとする光は、隔壁４０によって遮光されて、受光素子２２Ｌ、２２Ｒに到達しない。そのため、図５に示すように、受光素子２２Ｌ、２２Ｒの素子間分離層２２ｉの近傍領域には、不感帯４１Ｌ、４１Ｒが生じることになる。その結果、受光素子対２２に結像される射出瞳像３４Ｉは、×印で示す左右の瞳の像の重心間距離ｃｓが、図１０に示した不感帯が素子間分離層のみの場合の重心間距離ｃｓよりも長くなる。これにより、大きな視差が得られるので、立体撮像画像の奥行き分解能を向上することができる。
【００３０】
ここで、隔壁４０の受光素子対２２の受光面２００からのｚ軸方向の高さｈについて考察する。マイクロレンズ２０の焦点距離をｆｍ、マイクロレンズ２０のピッチをｐとすると、隔壁４０で遮光されることなく絵素２２に入射する光線のうち、マイクロレンズ２０の最も周辺から入射する光線の絵素２２の中心（素子間分離層２２ｉの中心）からの距離ｓは、下記の式（１）で表される。
【００３１】
【数１】
2014086910.tif 000003
【００３２】
高さｈの上限については、
ｓ＞ｐ／３        ・・・（２）
とすると、受光素子対２２へ到達する光量が減少して画像が暗くなる。
【００３３】
したがって、障壁４０の高さｈの上限は、上記式（１）及び（２）から、下記の式（３）の条件を満たすのが望ましい。
【００３４】
【数２】
2014086910.tif 000004
【００３５】
一方、高さｈの下限については、奥行き分解能の低下の度合いに基づいて設定することができる。以下の説明では、撮像光学系１０は、焦点距離ｆ：２５ｍｍ、明るさＦ：１．８、像側テレセントリックの撮像光学系を想定する。また、撮像素子１１は、フォーサーズ規格（高さＨ：１３ｍｍ、幅Ｗ：１７．３ｍｍ）を想定する。また、立体撮像画像は、撮像装置１とは別体の３７インチの高解像度のディスプレイ（高さＨ：４６１ｍｍ、幅Ｗ：８１８ｍｍ）に表示する場合を想定する。なお、観察者の瞳孔間距離ＩＰＤは、標準的な６３ｍｍとする。
【００３６】
一般に、人の視差角分解能は３０秒である。つまり、視差角Δφが３０秒であれば奥行きを認識できる。したがって、例えば、３７インチのディスプレイを３Ｈの距離、すなわち３Ｈ＝３×４６１ｍｍ＝１３８３ｍｍの距離から観察する場合、３０秒の視差角Δφを持つのは、下記の式（４）からディスプレイ上での左右の表示画像の視差量Δｘｄが、ほぼ０．４０３ｍｍとなる。
【００３７】
【数３】
2014086910.tif 000005
【００３８】
図６は、この場合のディスプレイ２５０を有する表示系のパラメータを示す図である。図６において、Ｒｅは観察者の右目、Ｌｅは観察者の左目、ＩＴＲはディスプレイ２５０に表示された右目用表示画像、ＩＴＬはディスプレイ２５０に表示された左目用表示画像、ＶＴは立体画像を示す。また、Ｄｖはディスプレイ２５０から観察者までの距離で、この場合は３Ｈ＝１３８３ｍｍである。
【００３９】
一方、撮像光学系１０及び撮像素子１１を含む撮像系の基線長ＳＢは、下記の式（５）から求めることができる。
【００４０】
【数４】
2014086910.tif 000006
【００４１】
図７は、この場合の撮像系のパラメータを示す図である。図７において、基線長ＳＢは、撮像光学系１０の入射瞳の右側領域の中心と左側領域の中心との間の距離で表される。また、Ｚｏ０は予定焦点面からフォーカスが合った被写体Ｔ０までの距離、Ｚｏは予定焦点面からフォーカスが合っていない被写体（奥行き感を得る被写体）Ｔまでの距離、ｆｍはマイクロレンズ２０の焦点距離である。なお、式（５）において、Ｍｓｄは、ディスプレイ２５０と撮像素子１１とのサイズ比で、この場合は、３７インチのディスプレイ２５０の幅Ｗが８１８ｍｍで、フォーサーズ規格の撮像素子１１の幅Ｗが１７．３ｍｍであるから、Ｍｓｄ＝８１８／１７．３≒４７．３である。
【００４２】
ここで、例えば、被写体距離９５０ｍｍにおいて撮像した立体撮像画像において、１００ｍｍの奥行きを分解する場合、式（５）において、Ｚｏ０＝９５０ｍｍ、Ｚｏ＝１０５０ｍｍとなる。また、式（４）から、Δｘｄ≒０．４０３ｍｍである。したがって、これらの値及び焦点距離ｆの値（ｆ＝２５ｍｍ）を式（５）に代入すると、基線長ＳＢはほぼ３．２３ｍｍとなる。つまり、被写体距離１０００ｍｍ前後において撮影した立体撮像画像において、少なくとも１００ｍｍの奥行きを分解する場合、基線長ＳＢは３．２３ｍｍ以上必要となる。
【００４３】
一方、撮像光学系１０は、焦点距離ｆが２５ｍｍ、明るさＦが１．８の場合、入射瞳径ａｐは、ａｐ＝ｆ／Ｆ≒１３．９ｍｍである。この入射瞳像が、マイクロレンズ２０によって受光素子対２２上に結像される。なお、入射瞳及び射出瞳は、光学的に等価である。また、マイクロレンズ２０の焦点距離ｆｍは、通常、射出瞳の像の直径がマイクロレンズ２０のピッチｐとなるように設定される。したがって、例えば、ｐ＝０．０１ｍｍとすると、マイクロレンズ２０の焦点距離ｆｍは、幾何的な比例計算から、ｆｍ≒０．０１８ｍｍとなる。
【００４４】
また、受光素子対２２上の左右の瞳の像の重心間距離ｃｓは、半径Ｒの半円の重心が直線部（弦）から内側（弓側）に、４Ｒ／（３π）の距離にある。ここで、受光素子対２２の中央部に不感帯がない場合（図１０の場合）、瞳の像の半径が、ｐ／２であるので、
ｃｓ＝４×（ｐ／２）／（３π）×２＝４ｐ／（３π）      ・・・（６）
となる。したがって、ｐ＝０．０１ｍｍとすると、受光素子対２２上の左右の瞳の像の重心間距離ｃｓは、式（６）から、ｃｓ≒０．００４２ｍｍとなる。
【００４５】
また、撮像光学系１０の入射瞳の位置では、入射瞳の左右の重心間の距離ｃｔは、
ｃｔ＝４×（ａｐ／２）／（３π）      ・・・（７）
で表される。ここで、入射瞳径ａｐが１３．９ｍｍの場合、基線長に相当する入射瞳の左右の重心間の距離ｃｔは、ｃｔ＝２×１３．９／（３π）≒２．９５ｍｍ、となって、上記のＳＢ＝３．２３ｍｍよりも小さくなる。そのため、受光素子対２２の中央部に不感帯がない場合は、１０００ｍｍ前後の被写体距離において、１００ｍｍの奥行き分解能が得られないことになる。
【００４６】
奥行き分解能を高める（小さくする）には、図２において、隔壁４０の高さｈを高くする。ｈが高くなると、左右の受光素子２２Ｌ、２２Ｒの間に到達する光束が減少して、左右の受光素子２２Ｌ、２２Ｒに結像される左右の瞳の像の重心間の距離が長くなる。ここで、１０００ｍｍ前後の被写体距離において、少なくとも１００ｍｍの奥行き分解能を得るには、上述したように入射瞳の重心間距離が３．２３ｍｍ以上必要となる。そのためには、本発明者によるシミュレーションによると、隔壁４０の高さｈは、０．００２３ｍｍ以上とするのが望ましい。この場合の隔壁４０の高さの最小値とマイクロレンズ２０の焦点距離ｆｍとの比ｈｒは、ｈｒ＝０．００２３／０．０１８≒０．１２８となる。
【００４７】
以上のことから、隔壁４０の受光素子対２２の受光面２００からの高さｈは、
０．１２８ｆｍ≦ｈ≦２／５ｆｍ、
とするのが望ましい。
【００４８】
（第２実施の形態）
図８は、本発明の第２実施の形態に係る撮像装置の要部の概略構成を示すもので、撮像光学系及び撮像素子を撮像光学系の光軸方向に沿った断面で示す図である。図８において、図２と同一構成要素には同一参照符号を付して説明を省略する。本実施の形態において、撮像素子１１は、各受光素子対２２を構成する受光素子２２Ｌ、２２Ｒ間に、図２の隔壁４０に代えてｙ軸方向に延在する配線層４５を備える。配線層４５は、配線層３８と同様に、アルミニウム等の金属からなり、複数種の配線が積層して構成される。図８では、便宜上、受光素子対２２同士の間に積層された配線層３８と同様に、３種の配線４５ａ、４５ｂ、及び４５ｃが積層して示されている。なお、配線層４５は、配線層３８と同種の配線の組み合わせであってもよいし、異なる配線の組み合わせであってもよい。また、積層数も同数でなくてもよい。配線層４５は、受光素子対２２の受光面２００から最も高い配線４５ａの高さｈを、好ましくは、第１実施の形態の場合と同様に、マイクロレンズ２０の焦点距離をｆｍとするとき、０．１２８ｆｍ≦ｈ≦２／５ｆｍ、とする。
【００４９】
このように、各受光素子対２２を構成する受光素子２２Ｌ、２２Ｒ間に配線層４５を備えると、受光素子２２Ｌ、２２Ｒの互いに隣接する受光領域に入射しようとする光は、配線層４５の配線４５ａ、４５ｂ、４５ｃによって遮光されて、受光素子２２Ｌ、２２Ｒに到達しない。つまり、配線層４５が光制御部材としても作用する。したがって、第１実施の形態の場合と同様に、受光素子２２Ｌ、２２Ｒの素子間分離層２２ｉの近傍領域には、図５に示したように不感帯４１Ｌ、４１Ｒが生じて左右の瞳の像の重心間距離ｃｓが、図１０に示した不感帯が素子間分離層のみの場合の重心間距離ｃｓよりも長くなる。その結果、大きな視差が得られ、立体撮像画像の奥行き分解能を向上することができる。また、配線層４５を光制御部材としても作用させることで、追加的な構造が不要となるので、撮像素子１１の製造が容易になる。
【００５０】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成要素等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成要素等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。例えば、第１実施の形態において、撮像素子１１のマイクロレンズ２０は、ハニカム状に配列されてもよい。また、マイクロレンズ２０は、外形が円形状に限らず、矩形状に形成されて、隣接するマイクロレンズの辺同士が接するように配列されもよい。また、マイクロレンズ２０は、絵素ごとに配設される球面又は非球面状のマイクロレンズに限らず、図９にｚ軸方向から見た平面図を示すように、ｙ軸方向に並ぶ複数の絵素に対応して、ｙ軸方向に延在し、ｘ軸方向にレンズ作用を有するシリンドリカルレンズからなるマイクロレンズとすることもできる。
【００５１】
また、第１実施の形態のように隔壁４０を備える構成は、裏面照射型撮像素子に適用することも可能である。さらに、隔壁４０や配線層４５の光制御部材は、受光素子対２２の受光面２００からの高さに代えて、或いは高さとともに、ｘ軸方向の幅を適切に設定して同様の効果を得るように構成することもできる。また、受光素子対２２の受光面２００上に光制御部材としてのマスクを設けて、同様の効果を得るように構成することもできる。また、受光素子対２２の素子間分離層２２ｉのｘ軸方向の幅を広くして、素子間分離層２２ｉを光制御部材としても作用させるように構成することもできる。
【符号の説明】
【００５２】
１  撮像装置
１０  撮像光学系
１１  撮像素子
２０  マイクロレンズ
２２  受光素子対
２２Ｌ、２２Ｒ  受光素子
４０  隔壁
４５  配線層
２００  受光面
【図１】
2014086910.tif 000007
【図２】
2014086910.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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