(57)【要約】  本技術は、上面に遮光体基板を積層したセンサ基板の出力にゴーストノイズが出現することを抑止することができるようにする固体撮像装置、および電子機器に関する。本技術の第１の側面である固体撮像装置は、少なくとも第１の画素領域と第２の画素領域を有するセンサ基板と、前記センサ基板の上面に積層され、複数の導光路を囲う遮光体を有する遮光体基板とを備え、前記複数の導光路は、第１の画素領域に対応する第１の導光路と、第２の画素領域に対応する第２の導光路を少なくとも含み、第１の画素領域に含まれる複数の画素が、第１の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有し、第２の画素領域に含まれる複数の画素が、第２の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有する。本技術は、例えば、裏面照射型のCMOSイメージセンサに適用できる。
2018180569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の画素領域と第２の画素領域を有するセンサ基板と、
前記センサ基板の上面に積層され、複数の導光路を囲う遮光体を有する遮光体基板と
を備え、
前記複数の導光路は、第１の画素領域に対応する第１の導光路と、第２の画素領域に対応する第２の導光路を少なくとも含み、
第１の画素領域に含まれる複数の画素は、第１の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有し、
第２の画素領域に含まれる複数の画素は、第２の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有する
固体撮像装置。
【請求項２】
前記センサ基板に形成されている各画素は、OCL（オンチップレンズ）、およびPD（フォトダイオード）を有し、
前記センサ基板に形成されている画素間には、画素間遮光層が形成されている
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記遮光構造は、前記PDを部分的に遮光する前記画素間遮光層である
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記遮光構造は、偏位された前記OCLである
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記遮光構造は、変形された前記OCLである
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記遮光構造は、偏位された前記PDである
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記第１または第２の画素領域の少なくとも一方に含まれる複数の画素のうち、センタエリアの画素は、前記遮光構造を有していない
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項８】
前記遮光体基板の前記導光路における前記遮光体の壁面が傾斜しており、
前記傾斜に対応した前記遮光構造を有する
請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項９】
前記センサ基板は、前記遮光体に対応する第３の画素領域をさらに含み、
前記第３の画素領域に含まれる画素から出力された画素信号は、ロジック回路で信号処理されない
請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１０】
前記遮光体基板の各導光路の入射面に配置されたマイクロレンズを
さらに備える請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１１】
前記遮光体基板の上面に配置されている、複数の前記マイクロレンズに対応するメインレンズをさらに備え、
前記メインレンズの像高位置にも対応した前記遮光構造を有する
請求項１０に記載の固体撮像装置。
【請求項１２】
前記遮光体基板の上面に被写体を載置するために配置されている導光板と、
前記導光板を介して前記被写体に光を照射する照射部と
をさらに備える請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項１３】
固体撮像装置か搭載された電子機器において、
前記固体撮像装置は、
少なくとも第１の画素領域と第２の画素領域を有するセンサ基板と、
前記センサ基板の上面に積層され、複数の導光路を囲う遮光体を有する遮光体基板と
を備え、
前記複数の導光路は、第１の画素領域に対応する第１の導光路と、第２の画素領域に対応する第２の導光路を少なくとも含み、
第１の画素領域に含まれる複数の画素が、第１の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有し、
第２の画素領域に含まれる複数の画素が、第２の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有する
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、固体撮像装置、および電子機器に関し、特に、センサ基板の上面に遮光体基板を積層する場合に用いて好適な固体撮像装置、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、CMOSイメージセンサ等が形成されているセンサ基板の上面に遮光体基板を積層した固体撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
図１は、センサ基板の上面に遮光体基板を積層した固体撮像装置の従来の構成の一例を示しており、同図Ａは垂直断面図、同図Ｂは同図Ａに記された線分Ｘ−Ｘ’における水平断面図である。【０００４】
センサ基板１０は、例えば、裏面照射型のCMOSイメージセンサ等であり、画素アレイに複数の画素が縦横に配置されている。おり、各画素には、入射光に応じて電荷を発生するPD（フォトダイオード）と、PDに対して光を入射させるOCL（オンチップレンズ）が備えられている。【０００５】
遮光体基板２０は、遮光体２３と、遮光体２３の間に柱状に形成された導光路２４から成り、導光路２４の上面（入射面）側にマイクロレンズ２１が形成されている。また、導光路２４の下面側がセンサ基板１０の画素アレイに向いている。【０００６】
遮光体基板２０の入射面側の導光路２４のうち、マイクロレンズ２１によって覆われていない領域には、不要な光の入射を抑止するための前方遮光体２２が形成されている場合もある。【０００７】
各導光路２４に対応するセンサ基板１０の画素領域１１には、導光路２４の大きさに依存するが、複数の画素（例えば、100画素×100画素程度）が配置されている。なお、遮光体２３に対応するセンサ基板１０の画素領域１２はOPB(Optical Black)領域とされ、OPB画素領域（OPB領域）１２に配置されている画素の画素信号は、後段のロジック回路で信号処理されることなく、導光路２４に対応する画素領域１１に配置されている画素の画素信号の補正等に用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２０１６−２０８４０３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図２は、図１に示された該固体撮像装置における１つの導光路２４における入射光の光路を示している。なお、同図に示す実線は、該導光路２４の直下の画素領域にて受光すべき光の光路を示しており、同図に示す破線の光路は、該導光路２４の直下の画素領域にて受光すべきでない迷光の光路を示している。【００１０】
すなわち、該導光路２４の直下の画素領域にて受光すべきでない迷光とは、本来は該導光路２４に隣接する他の導光路２４に入射すべき光である。該迷光は、該導光路２４に斜め方向から入射して遮光体２３の壁で反射した後に直下の画素領域の端の部分の画素に受光される。この場合、該画素領域の出力には、本来であれば隣の画素領域の出力に出現すべき被写体がゴーストノイズとして出現してしまうことになる。【００１１】
なお、このゴーストノイズは、図１および図２に図示されている前方遮光体２３によってもある程度は抑止することができ、さらに、遮光体２３の壁の反射率を低減させたり、遮光体基板２０の下部に前方遮光体２３と同様の遮光体を設けたりすることも考えられる。しかしながら、これらの方法はいずれも遮光体基板２０を製造する際の加工が必要となるので、例えば既製品の遮光体基板２０を用いるような場合には、センサ基板側におけるゴーストノイズ対策が必要となる。【００１２】
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、上面に遮光体基板を積層したセンサ基板の出力にゴーストノイズが出現することを抑止できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本技術の第１の側面である固体撮像装置は、少なくとも第１の画素領域と第２の画素領域を有するセンサ基板と、前記センサ基板の上面に積層され、複数の導光路を囲う遮光体を有する遮光体基板とを備え、前記複数の導光路は、第１の画素領域に対応する第１の導光路と、第２の画素領域に対応する第２の導光路を少なくとも含み、第１の画素領域に含まれる複数の画素は、第１の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有し、第２の画素領域に含まれる複数の画素は、第２の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有する。【００１４】
前記センサ基板に形成されている各画素は、OCL（オンチップレンズ）、およびPD（フォトダイオード）を有することができ、前記センサ基板に形成されている画素間には、画素間遮光層が形成されているようにすることができる。【００１５】
前記遮光構造は、前記PDを部分的に遮光する前記画素間遮光層とすることができる。【００１６】
前記遮光構造は、偏位された前記OCLとすることができる。【００１７】
前記遮光構造は、変形された前記OCLとすることができる。【００１８】
前記遮光構造は、偏位された前記PDとすることができる。【００１９】
前記第１または第２の画素領域の少なくとも一方に含まれる複数の画素のうち、センタエリアの画素は、前記遮光構造を有していないようにすることができる。【００２０】
前記遮光体基板の前記導光路における前記遮光体の壁面が傾斜しており、前記傾斜に対応した前記遮光構造を有するようにすることができる。【００２１】
前記センサ基板は、前記遮光体に対応する第３の画素領域をさらに含むことができ、前記第３の画素領域に含まれる画素から出力された画素信号は、ロジック回路で信号処理されないようにすることができる。【００２２】
本技術の第１の側面である固体撮像装置は、前記遮光体基板の各導光路の入射面に配置されたマイクロレンズをさらに備えることができる。【００２３】
本技術の第１の側面である固体撮像装置は、前記遮光体基板の上面に配置されている、複数の前記マイクロレンズに対応するメインレンズをさらに備えることができ、前記メインレンズの像高位置にも対応した前記遮光構造を有するようにすることができる。【００２４】
本技術の第１の側面である固体撮像装置は、前記遮光体基板の上面に被写体を載置するために配置されている導光板と、前記導光板を介して前記被写体に光を照射する照射部と
をさらに備えることができる。【００２５】
本技術の第２の側面である電子機器は、固体撮像装置か搭載された電子機器において、前記固体撮像装置が、少なくとも第１の画素領域と第２の画素領域を有するセンサ基板と、前記センサ基板の上面に積層され、複数の導光路を囲う遮光体を有する遮光体基板とを備え、前記複数の導光路は、第１の画素領域に対応する第１の導光路と、第２の画素領域に対応する第２の導光路を少なくとも含み、第１の画素領域に含まれる複数の画素が、第１の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有し、第２の画素領域に含まれる複数の画素が、第２の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有する。
【発明の効果】
【００２６】
本技術の第１および第２の側面によれば、ゴーストノイズの出現を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】遮光体基板がセンサ基板に積層された固体撮像装置の従来の構成の一例を示す図である。
【図２】図１の固体撮像装置における入射光の光路を示す図である。
【図３】遮光体基板の導光路の直下の画素領域を示す図である。
【図４】本技術の第１の実施の形態である固体撮像装置の画素の構成例を示す図である。
【図５】本技術の第２の実施の形態である固体撮像装置の画素の構成例を示す図である。
【図６】本技術の第３の実施の形態である固体撮像装置の画素の構成例を示す図である。
【図７】画素領域の区分方法を示す図である。
【図８】遮光対策を段階的に変化させる場合を示す図である。
【図９】本技術の第４の実施の形態である固体撮像装置の遮光体基板の構成例を示す上面図である。
【図１０】本技術の第５の実施の形態である固体撮像装置の遮光体基板の構成例を示す断面図である。
【図１１】本技術を適用した指紋認証装置の構成例を示す断面図である。
【図１２】本技術を適用した撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図１３】本技術を適用した撮像装置の使用例を説明する図である。
【図１４】本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
【図１５】積層型の固体撮像装置23020の第１の構成例を示す断面図である。
【図１６】積層型の固体撮像装置23020の第２の構成例を示す断面図である。
【図１７】積層型の固体撮像装置23020の第３の構成例を示す断面図である。
【図１８】本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【図１９】体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２０】内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【図２１】カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。
【図２２】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２３】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本技術を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について、図面を参照しながら詳細に説明するが、始めに、本技術の概要について説明する。
【００２９】
＜１．本技術の概要＞
上述したように、センサ基板の上面に遮光体基板を積層した固体撮像装置の出力に出現するゴーストノイズは、斜め方向からの光が導光路２４に入射し、遮光体２３の壁で反射して、その直下の画素領域の画素に受光されることが要因である。
【００３０】
そこで、本技術の実施の形態では、遮光体基板２０の導光路２４の直下の画素領域に配置されている各画素の位置に応じて、斜め方向から導光路２４に入射し、遮光体２３の壁で反射した光（以下、遮光体壁反射光と称する）が入射しないような遮光構造を設けるようにする。
【００３１】
図３は、本技術を説明するための図であり、遮光体基板２０の導光路２４の直下の画素領域を示している。
【００３２】
通常、画素領域のセンタエリア３１に位置する画素に遮光体壁反射光が入射することが少ない。したがって、センタエリア３１に位置する画素には、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設けないことにする。
【００３３】
画素領域のエッジエリア３２に位置する画素には、１方向の壁からの遮光体壁反射光が入射する可能性が有る。したがって、エッジエリア３２に位置する画素には、１方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設けることにする。
【００３４】
画素領域のコーナエリア３３に位置する画素には、２方向の壁からの遮光体壁反射光が入射する可能性が有る。したがって、コーナエリア３３に位置する画素には、２方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設けることにする。
【００３５】
＜２．本技術の第１の実施の形態＞
図４は、本技術の第１の実施の形態である固体撮像装置の各画素の構成例であり、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造として、各画素の位置に対応して変形した画素間遮光層を設けた構成を示している。
【００３６】
なお、本技術の第１の実施の形態である固体撮像装置は、図１に示された従来の固体撮像装置と同様にセンサ基板１０の上面に遮光体基板２０が積層されているものとする。該第１の実施の形態である固体撮像装置のセンサ基板１０には、例えば、裏面照射型のCMOSイメージセンサが形成されている。以降に説明する実施の形態についても同様とする。
【００３７】
図４のＡは、画素領域のセンタエリア３１に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００３８】
上述したように画素領域のセンタエリア３１に位置する画素には、遮光構造を設けない。したがって、図４のＡに示される構成が、遮光構造が設けられていない状態を示している。
【００３９】
図４のＡに示されるように、画素は、入射側から順にOCL４１、画素間遮光層４２、およびPD４３を備えている。遮光構造が設けられていない画素の画素間遮光層４２は、その直下のPD４３を覆うことなく形成される。
【００４０】
図４のＢは、画素領域のエッジエリア３２に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００４１】
上述したように画素領域のエッジエリア３２に位置する画素には、１方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設ける。具体的には、エッジエリア３２に位置する画素の画素間遮光層４２は、その直下のPD４３の壁側の１辺を覆うように形成される。
【００４２】
図４のＣは、画素領域のコーナエリア３３に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００４３】
上述したように画素領域のコーナエリア３３に位置する画素には、２方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設ける。具体的には、エッジエリア３２に位置する画素の画素間遮光層４２は、その直下のPD４３の壁側の２辺を覆うように形成される。
【００４４】
第１の実施の形態では、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造として、各画素の位置に対応して画素間遮光層４２がPD４３を部分的に覆うように形成されている。これにより、エッジエリア３２およびコーナエリア３３に位置する画素では、遮光体壁反射光の入射を抑止することができるので、固体撮像装置の出力にゴーストノイズが出現することを抑止できる。
【００４５】
＜３．本技術の第２の実施の形態＞
図５は、本技術の第２の実施の形態である固体撮像装置の各画素の構成例であり、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造として、各画素の位置に対応してOCLを偏位させた構成を示している。
【００４６】
図５のＡは、画素領域のセンタエリア３１に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００４７】
上述したように画素領域のセンタエリア３１に位置する画素には、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設けないので、センタエリア３１に位置する画素のOCL４１は、偏位されずに画素の中央に配置される。
【００４８】
図５のＢは、画素領域のエッジエリア３２に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００４９】
上述したように画素領域のエッジエリア３２に位置する画素には、１方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設ける。具体的には、エッジエリア３２に位置する画素のOCL４１は、１方向の壁側から離れた位置に偏位される。
【００５０】
図５のＣは、画素領域のコーナエリア３３に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００５１】
上述したように画素領域のコーナエリア３３に位置する画素には、２方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設ける。具体的には、エッジエリア３２に位置する画素のOCL４１は、２方向の壁から離れた位置に偏位される。
【００５２】
第２の実施の形態では、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造として、各画素の位置に対応してOCL４１を偏位するようにした。これにより、遮光体壁反射光の入射を抑止することができるので、固体撮像装置の出力にゴーストノイズが出現することを抑止できる。
【００５３】
なお、OCL４１を偏位する代わりに、または偏位に追加して、画素の位置に応じてOCL４１の形状を変形させるようにしてもよい。
【００５４】
＜４．本技術の第３の実施の形態＞
図６は、本技術の第３の実施の形態である固体撮像装置の各画素の構成例であり、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造として、各画素の位置に対応してPD４３を偏位させた構成を示している。
【００５５】
図６のＡは、画素領域のセンタエリア３１に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００５６】
上述したように画素領域のセンタエリア３１に位置する画素には、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設けないので、センタエリア３１に位置する画素のPD４３を、偏位させずに画素の中央に配置する。
【００５７】
図６のＢは、画素領域のエッジエリア３２に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００５８】
上述したように画素領域のエッジエリア３２に位置する画素には、１方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設ける。具体的には、エッジエリア３２に位置する画素のPD４３を、１方向の壁側から離れるように偏位、縮小して配置する。
【００５９】
図６のＣは、画素領域のコーナエリア３３に位置する画素の垂直断面図および水平断面図を示している。
【００６０】
上述したように画素領域のコーナエリア３３に位置する画素には、２方向の壁からの遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造を設ける。具体的には、エッジエリア３２に位置する画素のPD４３を、２方向の壁から離れるように偏位、縮小して配置する。
【００６１】
第３の実施の形態では、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光構造として、各画素の位置に対応するPD４３を偏位、縮小して配置するようにした。これにより、遮光体壁反射光の入射を抑止することができるので、固体撮像装置の出力にゴーストノイズが出現することを抑止できる。
【００６２】
なお、上述した第１乃至第３の実施の形態は、適宜組み合わせることが可能である。
【００６３】
次に、図７は、導光路２４の直下の画素領域におけるセンタエリア３１、エッジエリア３２、およびコーナエリア３３の区分方法の一例を示している。
【００６４】
例えば、同図に示されるように、導光路２４の直下の画素領域を９個のエリアに区分し、Ａが記されている１エリアをセンタエリア３１、Ｂが記されている４エリアをエッジエリア３２、Ｃが記されている４エリアをコーナエリア３３として、それぞれに位置する画素の構造を変更するようにすればよい。
【００６５】
なお、導光路２４の直下の画素領域を３種類に区分するのではなく、中心からの距離に応じて、遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光量を変化させるようにしてもよい。
【００６６】
図８は、導光路２４の直下の画素領域の中心からの距離に応じ、４段階で遮光体壁反射光の入射を抑止する遮光量（同図の場合、PD４３を覆う量）を段階的に変化させる例を示している。この段数は任意であって４段階未満、または５段階以上であってもよい。
【００６７】
＜５．本技術の第４の実施の形態＞
図９は、本技術の第４の実施の形態である固体撮像装置の遮光体基板２０の上面を示している。該第５の実施の形態は、遮光体基板２０の上面に大型のメインレンズ５１が設けられている構成を示している。
【００６８】
上述した第１乃至第３の実施の形態では、各導光路２４の直下の画素領域の画素の遮光構造を、画素領域における位置に応じて変化させていた。第５の実施の形態では、メインレンズ５１に対する各導光路２４の位置（像高位置）と各導光路２４の直下の画素領域における位置に応じて、各画素の遮光構造を変化させるようにする。例えば、メインレンズ５１の中央に位置する導光路２４では、その直下の画素領域の画素は像高位置が共通であるとみなせるので、上述した第１乃至第３の実施の形態における遮光構造を設ければよい。
【００６９】
これに対し、例えば、メインレンズ５１の端部に位置する図９右上の導光路２４の直下の画素領域の画素には、メインレンズ５１の増高位置と、画素領域における位置に応じて各画素の遮光量を変化させるようにする。
【００７０】
＜６．本技術の第５の実施の形態＞
図１０は、本技術の第５の実施の形態である固体撮像装置の遮光体基板２０の断面を示している。同図に示されるように、遮光体基板２０によっては遮光体２３の壁に傾斜が生じていることも起こり得る。
【００７１】
同図に示されるように導光路２４が下広がりの場合、遮光体壁反射光は画素領域のより外周側に位置する画素に入射することになる。したがって、このような場合には、画素領域のより外周側の画素についてのみ、遮光構造を設けるようにしてもよい。
【００７２】
＜７．本技術の利用例＞
図１１は、本技術を適用した指紋認証装置の断面図を示している。該指紋認証装置は、遮光体基板２０の上層に被写体（同図の場合、指）を載置するための透明な導光板６１が設けられており、導光板６１の端部には、導光板６１を介して被写体に光を照射する照射部６２が設けられている。指紋認証装置に本技術を適用した場合、ゴーストノイズを抑制することによって指紋認証の精度を向上させることができる。
【００７３】
図１２は、本技術を適用した撮像装置の構成例を示している。該撮像装置３０００は、カメラモジュール３００２、およびカメラ信号処理回路であるDSP(Digital Signal Processor)回路３００３を備える。また、撮像装置３０００は、フレームメモリ３００４、表示部３００５、記録部３００６、操作部３００７、および電源部３００８も備える。DSP回路３００３、フレームメモリ３００４、表示部３００５、記録部３００６、操作部３００７および電源部３００８は、バスライン３００９を介して相互に接続されている。
【００７４】
カメラモジュール３００２内のイメージセンサ３００１は、被写体からの入射光（像光）を取り込んで撮像面上に結像された入射光の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号として出力する。このイメージセンサ３００１に、本技術の第１乃至５の実施の形態である固体撮像装置が適用できる。
【００７５】
表示部３００５は、例えば、液晶パネルや有機EL(Electro Luminescence)パネル等のパネル型表示装置からなり、イメージセンサ３００１で撮像された動画または静止画を表示する。記録部３００６は、イメージセンサ３００１で撮像された動画または静止画を、ハードディスクや半導体メモリ等の記録媒体に記録する。
【００７６】
操作部３００７は、ユーザによる操作の下に、撮像装置３０００が持つ様々な機能について操作指令を発する。電源部３００８は、DSP回路３００３、フレームメモリ３００４、表示部３００５、記録部３００６および操作部３００７の動作電源となる各種の電源を、これら供給対象に対して適宜供給する。
【００７７】
図１３は、図１２に示された撮像装置３０００の使用例を示している。
【００７８】
撮像装置３０００は、例えば、以下のように、可視光や、赤外光、紫外光、X線等の光をセンシングする様々なケースに使用することができる。
【００７９】
・ディジタルカメラや、カメラ機能付きの携帯機器等の、鑑賞の用に供される画像を撮影する装置
・自動停止等の安全運転や、運転者の状態の認識等のために、自動車の前方や後方、周囲、車内等を撮影する車載用センサ、走行車両や道路を監視する監視カメラ、車両間等の測距を行う測距センサ等の、交通の用に供される装置
・ユーザのジェスチャを撮影して、そのジェスチャに従った機器操作を行うために、TVや、冷蔵庫、エアーコンディショナ等の家電に供される装置
・内視鏡や、赤外光の受光による血管撮影を行う装置等の、医療やヘルスケアの用に供される装置
・防犯用途の監視カメラや、人物認証用途のカメラ等の、セキュリティの用に供される装置
・肌を撮影する肌測定器や、頭皮を撮影するマイクロスコープ等の、美容の用に供される装置
・スポーツ用途等向けのアクションカメラやウェアラブルカメラ等の、スポーツの用に供される装置
・畑や作物の状態を監視するためのカメラ等の、農業の用に供される装置
【００８０】
＜８．本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例＞
図１４は、本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の構成例の概要を示す図である。
【００８１】
図１４のＡは、非積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置23010は、図１４のＡに示すように、１枚のダイ（半導体基板）23011を有する。このダイ23011には、画素がアレイ状に配置された画素領域23012と、画素の駆動その他の各種の制御を行う制御回路23013と、信号処理するためのロジック回路23014とが搭載されている。
【００８２】
図１４のＢ及びＣは、積層型の固体撮像装置の概略構成例を示している。固体撮像装置23020は、図１４のＢ及びＣに示すように、センサダイ23021とロジックダイ23024との2枚のダイが積層され、電気的に接続されて、１つの半導体チップとして構成されている。
【００８３】
図１４のＢでは、センサダイ23021には、画素領域23012と制御回路23013が搭載され、ロジックダイ23024には、信号処理を行う信号処理回路を含むロジック回路23014が搭載されている。
【００８４】
図１４のＣでは、センサダイ23021には、画素領域23012が搭載され、ロジックダイ23024には、制御回路23013及びロジック回路23014が搭載されている。
【００８５】
図１５は、積層型の固体撮像装置23020の第１の構成例を示す断面図である。
【００８６】
センサダイ23021には、画素領域23012となる画素を構成するPD（フォトダイオード）や、FD（フローティングディフュージョン）、Tr（MOS FET）、及び、制御回路23013となるTr等が形成される。さらに、センサダイ23021には、複数層、本例では３層の配線23110を有する配線層23101が形成される。なお、制御回路23013（となるTr）は、センサダイ23021ではなく、ロジックダイ23024に構成することができる。
【００８７】
ロジックダイ23024には、ロジック回路23014を構成するTrが形成される。さらに、ロジックダイ23024には、複数層、本例では３層の配線23170を有する配線層23161が形成される。また、ロジックダイ23024には、内壁面に絶縁膜23172が形成された接続孔23171が形成され、接続孔23171内には、配線23170等と接続される接続導体23173が埋め込まれる。
【００８８】
センサダイ23021とロジックダイ23024とは、互いの配線層23101及び23161が向き合うように貼り合わされ、これにより、センサダイ23021とロジックダイ23024とが積層された積層型の固体撮像装置23020が構成されている。センサダイ23021とロジックダイ23024とが貼り合わされる面には、保護膜等の膜23191が形成されている。
【００８９】
センサダイ23021には、センサダイ23021の裏面側（PDに光が入射する側）（上側）からセンサダイ23021を貫通してロジックダイ23024の最上層の配線23170に達する接続孔23111が形成される。さらに、センサダイ23021には、接続孔23111に近接して、センサダイ23021の裏面側から１層目の配線23110に達する接続孔23121が形成される。接続孔23111の内壁面には、絶縁膜23112が形成され、接続孔23121の内壁面には、絶縁膜23122が形成される。そして、接続孔23111及び23121内には、接続導体23113及び23123がそれぞれ埋め込まれる。接続導体23113と接続導体23123とは、センサダイ23021の裏面側で電気的に接続され、これにより、センサダイ23021とロジックダイ23024とが、配線層23101、接続孔23121、接続孔23111、及び、配線層23161を介して、電気的に接続される。
【００９０】
図１６は、積層型の固体撮像装置23020の第２の構成例を示す断面図である。
【００９１】
固体撮像装置23020の第２の構成例では、センサダイ23021に形成する１つの接続孔23211によって、センサダイ23021（の配線層23101（の配線23110））と、ロジックダイ23024（の配線層23161（の配線23170））とが電気的に接続される。
【００９２】
すなわち、図１６では、接続孔23211が、センサダイ23021の裏面側からセンサダイ23021を貫通してロジックダイ23024の最上層の配線23170に達し、且つ、センサダイ23021の最上層の配線23110に達するように形成される。接続孔23211の内壁面には、絶縁膜23212が形成され、接続孔23211内には、接続導体23213が埋め込まれる。上述の図１５では、２つの接続孔23111及び23121によって、センサダイ23021とロジックダイ23024とが電気的に接続されるが、図１６では、１つの接続孔23211によって、センサダイ23021とロジックダイ23024とが電気的に接続される。
【００９３】
図１７は、積層型の固体撮像装置23020の第３の構成例を示す断面図である。
【００９４】
図１７の固体撮像装置23020は、センサダイ23021とロジックダイ23024とが貼り合わされる面に、保護膜等の膜23191が形成されていない点で、センサダイ23021とロジックダイ23024とが貼り合わされる面に、保護膜等の膜23191が形成されている図１５の場合と異なる。
【００９５】
図１７の固体撮像装置23020は、配線23110及び23170が直接接触するように、センサダイ23021とロジックダイ23024とを重ね合わせ、所要の加重をかけながら加熱し、配線23110及び23170を直接接合することで構成される。
【００９６】
図１８は、本開示に係る技術を適用し得る積層型の固体撮像装置の他の構成例を示す断面図である。
【００９７】
図１８では、固体撮像装置23401は、センサダイ23411と、ロジックダイ23412と、メモリダイ23413との3枚のダイが積層された３層の積層構造になっている。
【００９８】
メモリダイ23413は、例えば、ロジックダイ23412で行われる信号処理において一時的に必要となるデータの記憶を行うメモリ回路を有する。
【００９９】
図１８では、センサダイ23411の下に、ロジックダイ23412及びメモリダイ23413が、その順番で積層されているが、ロジックダイ23412及びメモリダイ23413は、逆順、すなわち、メモリダイ23413及びロジックダイ23412の順番で、センサダイ23411の下に積層することができる。
【０１００】
なお、図１８では、センサダイ23411には、画素の光電変換部となるPDや、画素Trのソース／ドレイン領域が形成されている。
【０１０１】
PDの周囲にはゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され、ゲート電極と対のソース／ドレイン領域により画素Tr23421、画素Tr23422が形成されている。
【０１０２】
PDに隣接する画素Tr23421が転送Trであり、その画素Tr23421を構成する対のソース／ドレイン領域の一方がFDになっている。
【０１０３】
また、センサダイ23411には、層間絶縁膜が形成され、層間絶縁膜には、接続孔が形成される。接続孔には、画素Tr23421、及び、画素Tr23422に接続する接続導体23431が形成されている。
【０１０４】
さらに、センサダイ23411には、各接続導体23431に接続する複数層の配線23432を有する配線層23433が形成されている。
【０１０５】
また、センサダイ23411の配線層23433の最下層には、外部接続用の電極となるアルミパッド23434が形成されている。すなわち、センサダイ23411では、配線23432よりもロジックダイ23412との接着面23440に近い位置にアルミパッド23434が形成されている。アルミパッド23434は、外部との信号の入出力に係る配線の一端として用いられる。
【０１０６】
さらに、センサダイ23411には、ロジックダイ23412との電気的接続に用いられるコンタクト23441が形成されている。コンタクト23441は、ロジックダイ23412のコンタクト23451に接続されるとともに、センサダイ23411のアルミパッド23442にも接続されている。
【０１０７】
そして、センサダイ23411には、センサダイ23411の裏面側（上側）からアルミパッド23442に達するようにパッド孔23443が形成されている。
【０１０８】
本開示に係る技術は、以上のような固体撮像装置に適用することができる。
【０１０９】
＜９．体内情報取得システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１１０】
図１９は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【０１１１】
体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。
【０１１２】
カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。
【０１１３】
外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。
【０１１４】
体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。
【０１１５】
カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。
【０１１６】
カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。
【０１１７】
光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。
【０１１８】
撮像部１０１１２は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。
【０１１９】
画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。
【０１２０】
無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。
【０１２１】
給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。
【０１２２】
電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図１９では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。
【０１２３】
制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。
【０１２４】
外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ，ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。
【０１２５】
また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Ｎｏｉｓｅ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）処理及び／若しくは手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。
【０１２６】
以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１０１１２に適用され得る。
【０１２７】
＜１０．内視鏡手術システムへの応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。
【０１２８】
図２０は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。
【０１２９】
図２０では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。
【０１３０】
内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。
【０１３１】
鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。
【０１３２】
カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ：  Ｃａｍｅｒａ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。
【０１３３】
ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。
【０１３４】
表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。
【０１３５】
光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。
【０１３６】
入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。
【０１３７】
処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。
【０１３８】
なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。
【０１３９】
また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。
【０１４０】
また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ  Ｂａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。
【０１４１】
図２１は、図２０に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。
【０１４２】
カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。
【０１４３】
レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。
【０１４４】
撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。
【０１４５】
また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。
【０１４６】
駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。
【０１４７】
通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。
【０１４８】
また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。
【０１４９】
なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ  Ｗｈｉｔｅ  Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。
【０１５０】
カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。
【０１５１】
通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。
【０１５２】
また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。
【０１５３】
画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。
【０１５４】
制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。
【０１５５】
また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。
【０１５６】
カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。
【０１５７】
ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。
【０１５８】
以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。
【０１５９】
なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。
【０１６０】
＜１０．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
【０１６１】
図２２は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
【０１６２】
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図２２に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
【０１６３】
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
【０１６４】
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
【０１６５】
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
【０１６６】
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
【０１６７】
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
【０１６８】
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｒｉｖｅｒ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１６９】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７０】
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７１】
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図２２の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１７２】
図２３は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１７３】
図２３では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１７４】
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
【０１７５】
なお、図２３には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【０１７６】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
【０１７７】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
【０１７８】
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
【０１７９】
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
【０１８０】
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。
【０１８１】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０１８２】
本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
少なくとも第１の画素領域と第２の画素領域を有するセンサ基板と、
前記センサ基板の上面に積層され、複数の導光路を囲う遮光体を有する遮光体基板と
を備え、
前記複数の導光路は、第１の画素領域に対応する第１の導光路と、第２の画素領域に対応する第２の導光路を少なくとも含み、
第１の画素領域に含まれる複数の画素は、第１の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有し、
第２の画素領域に含まれる複数の画素は、第２の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有する
固体撮像装置。
（２）
前記センサ基板に形成されている各画素は、OCL（オンチップレンズ）、およびPD（フォトダイオード）を有し、
前記センサ基板に形成されている画素間には、画素間遮光層が形成されている
前記（１）に記載の固体撮像装置。
（３）
前記遮光構造は、前記PDを部分的に遮光する前記画素間遮光層である
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（４）
前記遮光構造は、偏位された前記OCLである
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（５）
前記遮光構造は、変形された前記OCLである
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（６）
前記遮光構造は、偏位された前記PDである
前記（２）に記載の固体撮像装置。
（７）
前記第１または第２の画素領域の少なくとも一方に含まれる複数の画素のうち、センタエリアの画素は、前記遮光構造を有していない
前記（１）から（６）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（８）
前記遮光体基板の前記導光路における前記遮光体の壁面が傾斜しており、
前記傾斜に対応した前記遮光構造を有する
前記（１）から（７）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（９）
前記センサ基板は、前記遮光体に対応する第３の画素領域をさらに含み、
前記第３の画素領域に含まれる画素から出力された画素信号は、ロジック回路で信号処理されない
前記（１）から（８）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１０）
前記遮光体基板の各導光路の入射面に配置されたマイクロレンズを
さらに備える前記（１）から（９）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１１）
前記遮光体基板の上面に配置されている、複数の前記マイクロレンズに対応するメインレンズをさらに備え、
前記メインレンズの像高位置にも対応した前記遮光構造を有する
前記（１０）に記載の固体撮像装置。
（１２）
前記遮光体基板の上面に被写体を載置するために配置されている導光板と、
前記導光板を介して前記被写体に光を照射する照射部と
をさらに備える前記（１）から（１１）のいずれかに記載の固体撮像装置。
（１３）
固体撮像装置か搭載された電子機器において、
前記固体撮像装置は、
少なくとも第１の画素領域と第２の画素領域を有するセンサ基板と、
前記センサ基板の上面に積層され、複数の導光路を囲う遮光体を有する遮光体基板と
を備え、
前記複数の導光路は、第１の画素領域に対応する第１の導光路と、第２の画素領域に対応する第２の導光路を少なくとも含み、
第１の画素領域に含まれる複数の画素が、第１の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有し、
第２の画素領域に含まれる複数の画素が、第２の画素領域におけるそれぞれの画素位置に基づいた遮光構造を有する
電子機器。
【符号の説明】
【０１８３】
１０  センサ基板，  ２０  遮光体基板，  ２１  マイクロレンズ，  ２２  前方遮光体，  ２３  遮光体，  ２４  導光路，  ３１  センタエリア，  ３２  エッジエリア，  ３３  コーナエリア，  ４１  OCL，  ４２  画素間遮光層，  ４３  PD，  ５１  メインレンズ，  ６１  導光板，  ６２  照射部
【図１】
2018180569.tif 000003
【図２】
2018180569.tif 000004
【図３】
2018180569.tif 000005
【図４】
2018180569.tif 000006
【図５】
2018180569.tif 000007
【図６】
2018180569.tif 000008
【図７】
2018180569.tif 000009
【図８】
2018180569.tif 000010
【図９】
2018180569.tif 000011
【図１０】
2018180569.tif 000012
【図１１】
2018180569.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2018180569.tif 000015
【図１４】
2018180569.tif 000016
【図１５】
2018180569.tif 000017
【図１６】
2018180569.tif 000018
【図１７】
2018180569.tif 000019
【図１８】
2018180569.tif 000020
【図１９】
2018180569.tif 000021
【図２０】
2018180569.tif 000022
【図２１】
2018180569.tif 000023
【図２２】
2018180569.tif 000024
【図２３】
2018180569.tif 000025
【国際調査報告】
2018180569.tif 000026
2018180569.tif 000027
2018180569.tif 000028
2018180569.tif 000029
2018180569.tif 000030
2018180569.tif 000031
2018180569.tif 000032
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