(57)【要約】【課題】特定の偏光方向の光を透過させる偏光部を備える撮像素子の製造工程を簡略化する。【解決手段】撮像素子は、偏光部と画素と信号伝達部とを具備する。その撮像素子が具備する偏光部は、入射した光のうち特定の偏光方向の光を透過させる。その撮像素子が具備する画素は、その偏光部を透過した光に応じた画像信号を生成する。その撮像素子が具備する信号伝達部は、その偏光部と同時に形成されてその画像信号またはその画像信号の生成を制御する制御信号の何れかを伝達する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した光のうち特定の偏光方向の光を透過させる偏光部と、
前記偏光部を透過した光に応じた画像信号を生成する画素と、
前記偏光部と同時に形成されて前記画像信号または前記画像信号の生成を制御する制御信号の何れかを伝達する信号伝達部と
を具備する撮像素子。
【請求項２】
前記偏光部は、ワイヤグリッドにより構成される請求項１記載の撮像素子。
【請求項３】
前記信号伝達部は、パッドにより構成される請求項１記載の撮像素子。
【請求項４】
前記信号伝達部は、一部が前記偏光部と同時に形成される請求項１記載の撮像素子。
【請求項５】
前記偏光部を保護する保護膜をさらに具備し、
前記信号伝達部は、自身における前記光が入射する面に隣接する領域に形成された前記保護膜が除去されて構成される
請求項１記載の撮像素子。
【請求項６】
前記偏光部と同時に形成されて前記信号伝達部と前記画素との間を接続する配線をさらに具備する請求項１記載の撮像素子。
【請求項７】
前記偏光部と同時に形成されて前記信号伝達部と前記偏光部との間を接続する接続部をさらに具備する請求項１記載の撮像素子。
【請求項８】
入射した光のうち特定の偏光方向の光を透過させる偏光部と前記偏光部を透過した光に応じて生成された画像信号または前記画像信号の生成を制御する制御信号の何れかを伝達する信号伝達部とを前記画像信号の生成を行う画素が形成された基板上に同時に形成する偏光部形成工程を具備する撮像素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像素子に関する。詳しくは、特定の偏光方向の光を透過させる偏光部を有する撮像素子および当該撮像素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定の偏光方向の光を透過させる偏光部を画素毎に配置して光電変換を行うことにより、入射光の偏光情報を取得する撮像素子が使用されている。この偏光情報を取得することにより、例えば、物体の３次元形状の把握を容易に行うことができる。これは、物体からの反射光が物体の面毎に異なる方向に偏光されるため、偏光方向を選択して撮像することにより、物体の面の形状を容易に取得可能なためである。また、監視装置等に使用する撮像素子において、車のフロントガラスに映り込んだ画像の除去のために使用することもできる。車のフロントガラスに映り込んだ画像は特定の方向に強く偏光しており、偏光情報を取得することにより容易に除去できるためである。このような偏光部としてワイヤグリッドにより構成された偏光部が使用される。これは、入射する光の波長より狭いピッチに配置された複数の線により構成された偏光部である。
【０００３】
このような偏光部を備える撮像素子の製造方法として、例えば、支持基板に偏光部を形成した後、支持基板上の偏光部を光電変換を行う光電変換部の上部に転写することにより偏光部を形成する撮像素子の製造方法が使用されている。当該製造方法では、光電変換部および偏光部の表面に酸化膜を形成し、これらの酸化膜同士を貼り合わせることにより、光電変換部および支持基板を接着する。その後、支持基板を除去することにより偏光部を有する撮像素子が形成される（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１４２５０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の従来技術では、異なる基板に形成された偏光部を光電変換部に転写するため製造工程が複雑になるという問題がある。
【０００６】
本技術は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、特定の偏光方向の光を透過させる偏光部を備える撮像素子の製造工程を簡略化することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の第１の側面は、入射した光のうち特定の偏光方向の光を透過させる偏光部と、上記偏光部を透過した光に応じた画像信号を生成する画素と、上記偏光部と同時に形成されて上記画像信号または上記画像信号の生成を制御する制御信号の何れかを伝達する信号伝達部とを具備する撮像素子である。これにより、偏光部および信号伝達部が同時に形成されるという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記偏光部は、ワイヤグリッドにより構成されてもよい。これにより、ワイヤグリッド構造の偏光部が形成されるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記信号伝達部は、パッドにより構成されてもよい。これにより、パッドにより構成された信号伝達部が形成されるという作用をもたらす。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記信号伝達部は、一部が上記偏光部と同時に形成されてもよい。これにより、信号伝達部の一部と偏光部とが同時に形成されるという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記偏光部を保護する保護膜をさらに具備し、上記信号伝達部は、自身における上記光が入射する面に隣接する領域に形成された上記保護膜が除去されて構成されてもよい。これにより、偏光部および信号伝達部が形成された後に形成された保護膜のうち信号伝達部の表面に形成された保護膜が除去されるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記偏光部と同時に形成されて上記信号伝達部と上記画素との間を接続する配線をさらに具備してもよい。これにより、偏光部と信号伝達部と配線とが同時に形成されるという作用をもたらす。
【００１３】
また、この第１の側面において、上記偏光部と同時に形成されて上記信号伝達部と上記偏光部との間を接続する接続部をさらに具備してもよい。これにより、偏光部と信号伝達部と接続部とが同時に形成されるという作用をもたらす。
【００１４】
また、本技術の第２の側面は、入射した光のうち特定の偏光方向の光を透過させる偏光部と上記偏光部を透過した光に応じて生成された画像信号または上記画像信号の生成を制御する制御信号の何れかを伝達する信号伝達部とを上記画像信号の生成を行う画素が形成された基板上に同時に形成する偏光部形成工程を具備する撮像素子の製造方法である。これにより、偏光部および信号伝達部が同時に形成されるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１５】
本技術によれば、特定の偏光方向の光を透過させる偏光部を有する撮像素子の製造工程を簡略化するという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図２】本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。
【図４】本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。
【図５】本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。
【図６】本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。
【図７】本技術の第１の実施の形態の第１の変形例に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。
【図８】本技術の第１の実施の形態の第２の変形例に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図９】本技術の第２の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。
【図１０】本技術の第３の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図１１】本技術の第４の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。
【図１２】本技術の第４の実施の形態に係る撮像素子の構成例を表す模式断面図である。
【図１３】本技術の第５の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。
【図１４】本技術の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図１５】本技術の実施の形態に係る画素回路の構成例を示す図である。
【図１６】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１７】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１８】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１９】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】
【００１７】
次に、図面を参照して、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）を説明する。以下の図面において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。ただし、図面は、模式的なものであり、各部の寸法の比率等は現実のものとは必ずしも一致しない。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれることは勿論である。また、以下の順序で実施の形態の説明を行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
４．第４の実施の形態
５．第５の実施の形態
６．第６の実施の形態
７．内視鏡手術システムへの応用例
８．移動体への応用例
【００１８】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像素子の構成］
図１は、本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１は、画素アレイ部１０と、信号伝達部２０と、配線３０とを備える。
【００１９】
画素アレイ部１０は、画素１００が２次元格子状に配置されて構成されたものである。ここで、画素１００は、照射された光に応じた画像信号を生成するものである。後述するように、画素１００は、照射された光に応じた電荷を生成する光電変換部を有する。また画素１００は、画素回路をさらに有する。この画素回路は、光電変換部により生成された電荷に基づく画像信号を生成する。この画像信号の生成は、撮像素子１の外部から入力された制御信号により制御される。これら光電変換部および画素回路は、半導体基板中に形成される。なお、同図において、点線により記載された円は、オンチップレンズ１２１を表す。このオンチップレンズ１２１は、画素１００毎に配置され、画素１００に入射する光を光電変換部に結像するレンズである。
【００２０】
また、画素１００は、偏光部１１０をさらに備える。この偏光部１１０は、特定の偏光方向の光を透過させるものである。この偏光部１１０には、例えば、ワイヤグリッドにより構成される偏光部を使用することができる。ここで、ワイヤグリッドにより構成される偏光部とは、入射する光の波長より狭いピッチに配置された複数の線により構成された偏光部である。この複数の線は、光を吸収または反射する性質を有する材料により構成され、光の遮光を行う。以下、偏光部１１０を構成する線を遮光ラインと称する。この遮光ラインは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）等の金属により構成することができる。遮光ラインを入射する光の波長より狭いピッチに複数配置することにより、複数の遮光ラインの並び方向に垂直な光を減衰させることができる。一方、複数の遮光ラインの並び方向に平行な光は、減衰されることなく偏光部１１０を通過する。このように、偏光部１１０は、特定の偏光方向の光を透過させることができる。
【００２１】
同図に表したように、偏光部１１０の複数の遮光ラインの並び方向は、画素１００毎に異なる方向に形成することができる。同図においては、隣接する画素１００において４５度ずつ方向をずらした偏光部１１０が形成される。このように、異なる方向に配置された偏光部１１０を有する画素１００から、画像信号を出力させることにより、撮像素子１に入射する光の偏光情報を取得することができる。なお、偏光部１１０の形状はこの例に限定されない。例えば、隣接する画素１００において４５度以外の角度にずらした構成の偏光部１１０にすることもできる。
【００２２】
信号伝達部２０は、上述の画像信号または制御信号の何れかを伝達するものである。この信号伝達部２０は、撮像素子１の周縁部に複数配置され、撮像素子１の外部から入力される制御信号を画素１００に伝達し、画素１００により生成された画像信号を撮像素子１の外部の処理装置に伝達する。信号伝達部２０には、偏光部１１０の遮光ラインと同じ金属により構成されたパッドを使用することができる。後述するように、信号伝達部２０は、撮像素子１の製造工程において偏光部１１０と同時に形成される。
【００２３】
配線３０は、信号伝達部２０と画素１００との間に配置され、信号伝達部２０と半導体基板内に形成された画素回路との間の信号の伝達を行うものである。この配線３０は、偏光部１１０に近接して配置される。信号伝達部２０と同様に、この配線３０は、偏光部１１０の遮光ラインと同じ金属により構成することができ、撮像素子１の製造工程において偏光部１１０と同時に形成することができる。
【００２４】
図２は、本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。同図は、図１におけるＡ−Ａ’線に沿った撮像素子１の断面を表した図である。同図の画素１００は、オンチップレンズ１２１および偏光部１１０の他に、カラーフィルタ１２２、光電変換部１３２、配線層１４２および絶縁層１４１を備える。
【００２５】
カラーフィルタ１２２は、所定の波長の光を透過させる光学的なフィルタである。このカラーフィルタ１２２は、オンチップレンズ１２１により結像される光のうち、例えば、赤色光、緑色光または青色光を透過させることができる。これら赤色光、緑色光および青色光を透過させるカラーフィルタ１２２が配置されたそれぞれの画素１００を所定の配列、例えば、ベイヤー配列に構成することができる。また、隣接する画素１００において４５度ずつずらした偏光部１１０を有する４つの画素において同じ波長の光に対応するカラーフィルタ１２２を配置することもできる。具体的には、図１における２行２列の画素１００を単位として赤色光、緑色光または青色光を透過するカラーフィルタを配置する構成にすることもできる。なお、カラーフィルタ１２２を他の色を透過するカラーフィルタ、例えば、赤色乃至青色を透過可能な白色光に対応するカラーフィルタにすることもできる。
【００２６】
同図の偏光部１１０は、複数の遮光ライン１１１が等間隔に配置されて構成される。遮光ライン１１１の間の領域１１２には、光を透過させる性質の材料を使用することができる。同図の偏光部１１０においては、領域１１２に空気を充填している。これら複数の遮光ライン１１１および複数の領域１１２は、等しいラインアンドスペースに構成され、特定の偏光方向の光を透過させる。また、遮光ライン１１１および領域１１２の光が入射する側には、保護膜１２４が形成されている。この保護膜１２４は、偏光部１１０を保護するとともに、領域１１２を気密封止するものである。この保護膜１２４として、酸化珪素（ＳｉＯ２）および窒化珪素（ＳｉＮ）を使用することができる。また、保護膜１２４とカラーフィルタ１２２の間には、第２の平坦化膜１２３が形成されている。この第２の平坦化膜１２３には、ＳｉＯ２、アクリル樹脂またはＳＯＧ（Spin On Glass）を使用することができる。
【００２７】
光電変換部１３２は、半導体基板１３１に形成される。この光電変換部１３２は、半導体基板１３１とは異なる型の半導体により構成される。例えば、半導体基板１３１および光電変換部１３２をそれぞれＰ型半導体およびＮ型半導体に構成することができる。半導体基板１３１および光電変換部１３２の界面に形成されたＰＮ接合領域に偏光部１１０を透過した光が入射すると、光電変換による電荷が生成される。このように、光電変換部１３２および半導体基板１３１はフォトダイオードを構成する。このフォトダイオードにより生成された電荷は光電変換部１３２の近傍に配置された画素回路（不図示）により画像信号に変換され、画素１００から出力される。半導体基板１３１および偏光部１１０の間には、第１の平坦化膜１２５が形成される。この第１の平坦化膜１２５は、ＳｉＯ２により構成することができる。
【００２８】
画素１００において生成された画像信号および画素１００の画素回路を制御する制御信号は、配線層１４２により伝達される。この配線層１４２は、半導体基板１３１の光が入射する面とは異なる面に隣接して形成された絶縁層１４１の内部に形成される。このように、半導体基板１３１における配線層１４２が形成された面の裏面側から光電変換部１３２に光が照射される撮像素子は、裏面照射型の撮像素子と称される。なお、配線層は、金属により構成することができる。
【００２９】
同図の配線３０は、撮像素子１における偏光部１１０の遮光ライン１１１と同じ面に配置され、表面に保護膜１２４が形成される。また、同図の配線３０は、信号伝達部２０の領域に延在し、信号伝達部２０の一部を構成する。配線３０のうち、信号伝達部２０の一部を構成する配線３０を第１の信号伝達部２１と称する。配線３０と配線層１４２とは、ビアプラグ３２により接続される。ビアプラグ３２は、金属により構成することができる。
【００３０】
なお、配線３０は、偏光部１１０の近傍に形成される。後述する様に、偏光部１１０の遮光ライン１１１は、ドライエッチングにより形成される。このドライエッチングは、方向性エッチングが可能なため、偏光部１１０のような微細なパターンを形成する際に適用可能なエッチング方法である。しかし、ドライエッチングにおいては、形成するパターンの粗密状態によりエッチング速度が変化する現象が知られている。この現象はマイクロローデング効果と称され、エッチングにおける不良の原因となる。具体的には、遮光ライン１１１を狭ピッチに形成する偏光部１１０の領域は、他の領域と比較してエッチング速度が大幅に低下する。このため、偏光部１１０にエッチング残りを生じる。そこで、配線３０を画素アレイ部１０の近傍に形成する。これにより、エッチング対象領域の粗密状態を緩和することができ、エッチングにおける不良の発生を防止することができる。
【００３１】
同図の信号伝達部２０は、上述の第１の信号伝達部２１と第１の信号伝達部２１に隣接して配置された第２の信号伝達部２２とにより構成される。また、信号伝達部２０の表面に隣接する第２の平坦化膜１２３には、開口部２３が形成されている。この開口部２３に面した信号伝達部２０には、例えば、半田ボール（不図示）が配置される。撮像素子１は、この半田ボールを介して画像信号を処理する処理回路や制御信号を生成する制御回路に接続される。このように、信号伝達部２０は、撮像素子１の外部の回路と接続されるため、機械的強度を向上させる必要がある。このため、第２の信号伝達部２２を配置して信号伝達部２０の膜厚を増加させ、機械的強度を向上させている。なお、第１の信号伝達部２１および第２の信号伝達部２２の間の保護膜１２４は、除去される。第１の信号伝達部２１および第２の信号伝達部２２を電気的に接続するためである。また、第２の信号伝達部２２の表面には、半田ボールを形成する際の下地金属を配置することができる。
【００３２】
［撮像素子の製造方法］
図３乃至６は、本技術の第１の実施の形態に係る撮像素子の製造方法の一例を示す図である。この図３乃至６を用いて、撮像素子１の製造工程を説明する。まず、光電変換部１３２等の拡散層が形成された半導体基板１３１の表面に絶縁層１４１および配線層１４２を形成する。その後、半導体基板１３１の背面を研磨して薄型化し、絶縁膜や反射防止膜（不図示）を積層した後、第１の平坦化膜１２５を形成する。その後、ビアプラグ３２を形成する。これは、第１の平坦化膜１２５の表面から配線層１４２に到達するビアホールを形成し、このビアホールにピラー状の金属を配置することにより行うことができる（図３におけるａ）。次に、第１の平坦化膜１２５の表面に遮光材料２９を形成する。この遮光材料２９には真空蒸着により形成されたＡｌを使用することができる（図３におけるｂ）。
【００３３】
次に、遮光材料２９に対してエッチングを行い複数の遮光ライン１１１および領域１１２を形成する。この際、配線３０および第１の信号伝達部２１も同時に形成される。これは、遮光材料２９上にレジストを形成した後、ドライエッチング（例えば、反応性イオンエッチング）を行い、領域１１２に該当する領域を除去することにより形成することができる（図４におけるｃ）。当該工程は、偏光部形成工程に該当する。この工程により、偏光部１１０、配線３０および第１の信号伝達部２１を同時に形成することができる。この際、画素アレイ部１０の近傍に配線３０を配置することにより、マイクロローディング効果を抑制し、エッチング不良の発生を防止することができる。
【００３４】
次に、偏光部１１０、配線３０および第１の信号伝達部２１の表面に保護膜１２４を形成する。これは、ＳｉＯ２およびＳｉＮを順に形成することにより行うことができる（図４におけるｄ）。ＳｉＯ２およびＳｉＮの形成は、化学気相成長（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）により行うことができる。
【００３５】
次に、保護膜１２４に開口部２８を形成する。これは、ドライエッチングにより行うことができる（図５におけるｅ）。次に、開口部２８の領域に第２の信号伝達部２２を形成する。これは、Ａｌの膜を真空蒸着により形成し、ドライエッチングにより第２の信号伝達部２２以外の領域を除去することにより行うことができる（図５におけるｆ）。
【００３６】
次に、第２の平坦化膜１２３を形成し、開口部２３を形成する（図６におけるｇ）。その後、カラーフィルタ１２２およびオンチップレンズ１２１を形成する（不図示）。これにより、撮像素子１を製造することができる。
【００３７】
このように、偏光部１１０の遮光ライン１１１と配線３０および信号伝達部２０とを同時に形成することにより、これらを個別に形成する場合と比較して製造工程を簡略化することができる。
【００３８】
［変形例１］
上述の撮像素子１は、配線３０および配線層１４２により画素回路と信号伝達部２０とを接続していたが、配線３０を省略して配線層１４２により信号の伝達を行ってもよい。
【００３９】
図７は、本技術の第１の実施の形態の第１の変形例に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。同図の撮像素子１は、配線３０が省略される。また、配線層１４２を信号伝達部２０の領域まで延長し、ビアプラグ３２により第１の信号伝達部２１と接続する。同図の撮像素子１においても、第１の信号伝達部２１は、偏光部１１０の遮光ライン１１１と同時に形成することにより、撮像素子１の製造工程を簡略化することができる。
【００４０】
［変形例２］
上述の撮像素子１は、偏光部１１０の偏光方向が隣接する画素毎に異なる方向に構成されていた。これに対し、同じ偏光方向の偏光部１１０を有する画素１００が２行２列に配置され、この４個の画素を単位画素として隣接する単位画素毎に偏光方向を異なる方向にすることもできる。
【００４１】
図８は、本技術の第１の実施の形態の第２の変形例に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１は、隣接する単位画素毎に４５度づつ偏光方向をずらした偏光部１１０を有する。この場合には、単位画素のカラーフィルタをベイヤー配列構成にすることにより、赤色光、緑色光および青色光の画像信号ならびに偏光情報を単位画素毎に取得することができる。なお、カラーフィルタを他の色を透過するカラーフィルタ、例えば、白色光に対応するカラーフィルタにすることもできる。また、単位画素を他の配列（例えば、３行３列や４行４列）にすることも可能である。
【００４２】
なお、本技術の第１の実施の形態の撮像素子１の構成は、この例に限定されない。例えば、図２において第２の信号伝達部２２を省略し、第１の信号伝達部２１のみを信号伝達部２０として信号の伝達を行う構成にすることも可能である。
【００４３】
以上説明したように、本技術の第１の実施の形態によれば、偏光部１１０および信号伝達部２０を同時に形成することにより、撮像素子１の製造工程を簡略化することができる。
【００４４】
＜２．第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、単一の金属等により構成された遮光ライン１１１を使用していた。これに対し、本技術の第２の実施の形態の撮像素子１は、３層構造の遮光ラインを使用する点で、第１の実施の形態と異なる。
【００４５】
［撮像素子の構成］
図９は、本技術の第２の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。同図の撮像素子１は、遮光ライン１１１が３つの層により構成される点で、図２において説明した撮像素子１と異なる。
【００４６】
同図の遮光ライン１１１は、光反射層１１５と、絶縁層１１４と、光吸収層１１３とを備える。光反射層１１５は、光を反射するものである。この光反射層１１５は、例えば、Ａｌにより構成することができる。光吸収層１１３は、光を吸収するものである。この光吸収層１１３は、例えば、タングステン（Ｗ）により構成することができる。絶縁層１１４は、透明な絶縁物であり、光反射層１１５により反射された光の位相を調整するものである。この絶縁層１１４による位相の調整は、光反射層１１５により反射された光の位相を光吸収層１１３により反射された光とは逆の位相にすることにより行うことができる。絶縁層１１４により位相が調整された光と光吸収層１１３により反射された光とは逆位相であるため、両者は干渉により減衰する。これにより、遮光ライン１１１による光の遮光能力を向上させることができる。また、絶縁層１１４は、光吸収層１１３の下地としての役割も有する。絶縁層１１４は、例えば、ＳｉＯ２により構成することができる。
【００４７】
同図の撮像素子１においては、光反射層１１５と配線３０および第１の信号伝達部２１が同時に形成される。これにより、撮像素子１の製造工程を簡略化することができる。また、光反射層１１５は、図２において説明した遮光ライン１１１より厚みが薄い分、第２の信号伝達部２２を厚く形成する必要がある。
【００４８】
これ以外の撮像素子１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００４９】
以上説明したように、本技術の第２の実施の形態によれば、３層構造の遮光ライン１１１を使用することにより、偏光部１１０の遮光能力を向上させることができる。これより、所望の偏光方向以外の光の透過を防止することができ、取得した偏光情報の精度を向上させることができる。
【００５０】
＜３．第３の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、偏光部１１０と信号伝達部２０とが絶縁されていた。これに対し、本技術の第３の実施の形態の撮像素子１は、偏光部１１０と信号伝達部２０とが短絡される点で、第１の実施の形態と異なる。
【００５１】
［撮像素子の構成］
図１０は、本技術の第３の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１は、配線３３を備える点で、図１において説明した撮像素子１と異なる。
【００５２】
配線３３は、偏光部１１０と信号伝達部２０とを接続する配線である。この配線３３は、偏光部１１０と信号伝達部２０とを電気的に接続するものである。同図の配線３３は、図１において説明した配線３０の内の１つが偏光部１１０の遮光ライン１１１と接続されて構成されたものである。この配線３３は、例えば、接地電位に接続される信号伝達部２０に接続することができる。これにより、遮光ライン１１１の電位は信号伝達部２０と同じ電位となる。撮像素子１の製造においては、スパッタリング等を行う際のイオン化されたガスにより撮像素子１が帯電する。このとき、偏光部１１０が絶縁されている場合には、帯電に伴う電荷が偏光部１１０に蓄積して絶縁破壊を生じ、撮像素子１が破損する場合がある。そこで、配線３３を配置して偏光部１１０と信号伝達部２０とを短絡することにより、偏光部１１０への電荷の蓄積を防止し、撮像素子１の破壊を防ぐことができる。なお、配線３３は、特許請求の範囲に記載の接続部の一例である。
【００５３】
これ以外の撮像素子１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００５４】
以上説明したように、本技術の第３の実施の形態によれば、配線３３を配置して偏光部１１０への電荷の蓄積を防止することにより、製造工程における撮像素子１の破壊を防ぐことができる。
【００５５】
＜４．第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態の撮像素子１は、裏面照射型の撮像素子を使用していた。これに対し、本技術の第４の実施の形態の撮像素子１は、表面照射型の撮像素子を使用する点で、第１の実施の形態と異なる。
【００５６】
［撮像素子の構成］
図１１は、本技術の第４の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す図である。同図の撮像素子１は、周辺回路部４０をさらに備える点で図１において説明した撮像素子１と異なる。周辺回路部４０には、本技術の第１の実施の形態において前述した画像信号を処理する処理回路や画素回路の制御信号を生成する制御回路が該当する。本技術の第１の実施の形態における撮像素子１は、外部に配置された制御回路および処理回路に接続して使用する必要がある。これに対し、同図の撮像素子１は、これら処理回路等を内蔵する撮像素子であり、制御信号の生成および画像信号の処理を行うことができる。同図の信号伝達部２０は、周辺回路部４０の処理回路および制御回路と撮像素子１の外部の装置、例えば、画像処理装置との間においてやりとりされる画像信号または制御信号を伝達する。
【００５７】
図１２は、本技術の第４の実施の形態に係る撮像素子の構成例を表す模式断面図である。同図の撮像素子１は、半導体基板１３１の表面に絶縁層１４１および配線層１４２、偏光部１１０、第２の平坦化膜１２３、カラーフィルタ１２２ならびにオンチップレンズ１２１が順に配置されて構成されたものである。このような構成の撮像素子は、半導体基板１３１の表面に光が照射される表面照射型の撮像素子と称される。同図の周辺回路部４０を構成する半導体素子は画素アレイ部１０の外側の半導体基板１３１に形成され（不図示）、この半導体素子相互の配線が同図の配線層１４２およびビアプラグ３２に該当する。
【００５８】
同図の撮像素子１においても、偏光部１１０と第１の信号伝達部２１とは同時に形成される。なお、同図の撮像素子１においては、配線３０は周辺回路部４０の配線層を含むこととなり、この周辺回路部４０の配線層を偏光部１１０と同層に配置することができる。同図の配線層１４３は、偏光部１１０と同層に配置された周辺回路部４０の配線の一部に該当する。この配線層１４３においても、偏光部１１０および第１の信号伝達部２１と同時に形成することができる。これにより、表面照射型に構成された撮像素子１の製造工程を簡略化することができる。また、配線（周辺回路部４０の配線層１４３）を偏光部１１０の近傍に配置することにより、ドライエッチングの際のエッチング対象領域における粗密状態を緩和することができる。
【００５９】
また、同図の撮像素子１は、図１０において説明した配線３３をさらに備える場合の例を表したものである。この配線３３は、偏光部１１０と周辺回路部４０の配線層１４３とを接続する。
【００６０】
これ以外の撮像素子１の構成は本技術の第１の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６１】
以上説明したように、本技術の第４の実施の形態によれば、表面照射型の撮像素子１においても、偏光部１１０および信号伝達部２０を同時に形成することにより、製造工程を簡略化することができる。
【００６２】
＜５．第５の実施の形態＞
上述の第４の実施の形態の撮像素子１は、表面照射型の撮像素子において偏光部１１０を使用していた。これに対し、本技術の第５の実施の形態の撮像素子１は、遮光部をさらに備える点で、第４の実施の形態と異なる。
【００６３】
［撮像素子の構成］
図１３は、本技術の第５の実施の形態に係る撮像素子の構成例を示す模式断面図である。同図の撮像素子１は、遮光画素２００をさらに備える点で図１２において説明した撮像素子１と異なる。この遮光画素２００は、被写体からの光が遮光された画素であり、例えば、暗電流の測定に使用される画素である。ここで、暗電流とは、入射光に関わりなく画素１００に流入する電流であり、画像信号に重畳してノイズの原因となる電流である。遮光画素２００により生成される画像信号は暗電流に応じた信号であるため、遮光画素２００からの信号を取得することにより暗電流の測定を行うことができる。この遮光画素２００は、画素アレイ部１０の有効画素領域以外の領域に配置される。同図においては、画素アレイ部１０の周辺部に配置される。
【００６４】
同図の遮光画素２００には、遮光のための遮光膜２１０が配置される。この遮光膜２１０は、偏光部１１０の遮光ライン１１１と同じ材料により構成することができ、偏光部１１０と同時に形成することができる。また、同図は、遮光膜２１０が遮光ライン１１１に接続される場合の例を表したものである。また、同図は、遮光膜２１０が配線３３により周辺回路部４０の配線層１４３と接続される場合の例を表したものである。
【００６５】
上述のように、遮光膜２１０は、偏光部１１０と同時に形成される。具体的には、一体として成膜された遮光材料のうち偏光部１１０の外側の耳の部分を遮光膜２１０にすることができる。なお、撮像素子１の構成は、この例に限定されない。例えば、遮光膜２１０を偏光部１１０とは異なる層に配置し、遮光膜２１０および偏光部１１０を個別の工程により形成することもできる。
【００６６】
これ以外の撮像素子１の構成は本技術の第４の実施の形態において説明した撮像素子１の構成と同様であるため、説明を省略する。
【００６７】
以上説明したように、本技術の第５の実施の形態によれば、遮光膜２１０を偏光部１１０と同時に形成することにより、遮光画素を備える撮像素子１の製造工程を簡略化することができる。
【００６８】
＜６．第６の実施の形態＞
撮像素子１が適用された撮像装置について説明する。
【００６９】
［撮像装置の構成］
図１４は、本技術の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。同図の撮像装置９は、撮像素子１と、垂直駆動部２と、カラム信号処理部３と、制御部４とを備える。
【００７０】
垂直駆動部２は、画素１００の画素回路の制御信号を生成するものである。この垂直駆動部２は、生成した制御信号を同図の信号線９１を介して画素１００に伝達する。カラム信号処理部３は、画素１００により生成された画像信号を処理するものである。このカラム信号処理部３は、同図の信号線９２を介して画素１００から伝達された画像信号の処理を行う。カラム信号処理部３における処理には、例えば、画素１００において生成されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換するアナログデジタル変換が該当する。制御部４は、撮像装置９の全体を制御するものである。この制御部４は、垂直駆動部２およびカラム信号処理部３を制御する制御信号を生成して出力することにより、撮像装置９の制御を行う。制御部４により生成された制御信号は、信号線９３および９４により垂直駆動部２およびカラム信号処理部３に対してそれぞれ伝達される。
【００７１】
本技術の第１の実施の形態において説明した撮像素子１（図１における撮像素子１）は、同図に表した撮像素子１として使用することができる。この場合には、図１において説明した信号伝達部２０および配線３０は、信号線９１および９２の一部を構成することとなる。本技術の第２の実施の形態および第３の実施の形態における撮像素子１も同様である。
【００７２】
一方、本技術の第４の実施の形態において説明した撮像素子１（図１１における撮像素子１）は、同図に表した撮像素子１、垂直駆動部２およびカラム信号処理部３に置き換えて使用することができる。図１１における撮像素子１は、垂直駆動部２およびカラム信号処理部３を周辺回路部４０として備えているためである。この場合には、信号伝達部２０および配線３０は、信号線９３および９４の一部を構成することとなる。本技術の第５の実施の形態における撮像素子１も同様である。
【００７３】
［画素回路の構成］
図１５は、本技術の実施の形態に係る画素回路の構成例を示す図である。同図の画素１００は、フォトダイオード１０３と、電荷保持部１０４と、ＭＯＳトランジスタ１０５乃至１０８とを備える。
【００７４】
フォトダイオード１０３のアノードは接地され、カソードはＭＯＳトランジスタ１０５のソースに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０５のドレインは、ＭＯＳトランジスタ１０６のソース、ＭＯＳトランジスタ１０７のゲートおよび電荷保持部１０４の一端に接続される。電荷保持部１０４の他の一端は、接地される。ＭＯＳトランジスタ１０６および１０７のドレインは電源線Ｖｄｄに共通に接続され、ＭＯＳトランジスタ１０７のソースはＭＯＳトランジスタ１０８のドレインに接続される。ＭＯＳトランジスタ１０８のソースは、信号線９２に接続される。ＭＯＳトランジスタ１０５、１０６および１０８のゲートは、それぞれ転送信号線ＴＲ、リセット信号線ＲＳＴおよび選択信号線ＳＥＬに接続される。転送信号線ＴＲ、リセット信号線ＲＳＴおよび選択信号線ＳＥＬは、信号線９１を構成する。
【００７５】
フォトダイオード１０３は、図２において前述した光電変換部１３２および半導体基板１３１により構成されるフォトダイオードに該当する。また、電荷保持部１０４およびＭＯＳトランジスタ１０５乃至１０８は、画素回路を構成する。
【００７６】
ＭＯＳトランジスタ１０５は、フォトダイオード１０３の光電変換部１３２により生成された電荷を電荷保持部１０４に転送するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０５における電荷の転送は、転送信号線ＴＲにより伝達される信号により制御される。電荷保持部１０４は、ＭＯＳトランジスタ１０５により転送された電荷を保持するキャパシタである。ＭＯＳトランジスタ１０７は、電荷保持部１０４に保持された電荷に基づく信号を生成するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０８は、選択信号線ＳＥＬにより伝達される信号により制御され、ＭＯＳトランジスタ１０７により生成された信号を画像信号として信号線９２に出力するトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０６は、電荷保持部１０４に保持された電荷を電源線Ｖｄｄに排出することにより電荷保持部１０４をリセットするトランジスタである。ＭＯＳトランジスタ１０６によるリセットは、リセット信号線ＲＳＴにより伝達される信号により制御され、ＭＯＳトランジスタ１０５による電荷の転送の前に実行される。このように、画素回路は、光電変換部１３２により生成された電荷を画像信号に変換する。
【００７７】
＜７．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。
【００７８】
図１６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。
【００７９】
図１６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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
図１７は、図１６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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図１の撮像素子１は、撮像部１１４０２に適用することができる。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、術者（医師）１１１３１が患者１１１３２の内蔵の形状をより正確に把握することがでるため、術者が術部を確実に確認することが可能になる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
＜８．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。
【０１１１】
図１８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。
【０１１２】
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１８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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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１８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。
【０１２２】
図１９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１２３】
図１９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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
なお、図１９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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、図１の撮像素子１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、路面の形状をより正確に把握することができるため、運転の際の安全性を向上させることができる。
【０１３１】
最後に、上述した各実施の形態の説明は本技術の一例であり、本技術は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本技術に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【０１３２】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）入射した光のうち特定の偏光方向の光を透過させる偏光部と、
前記偏光部を透過した光に応じた画像信号を生成する画素と、
前記偏光部と同時に形成されて前記画像信号または前記画像信号の生成を制御する制御信号の何れかを伝達する信号伝達部と
を具備する撮像素子。
（２）前記偏光部は、ワイヤグリッドにより構成される前記（１）に記載の撮像素子。
（３）前記信号伝達部は、パッドにより構成される前記（１）または（２）に記載の撮像素子。
（４）前記信号伝達部は、一部が前記偏光部と同時に形成される前記（１）から（３）のいずれかに記載の撮像素子。
（５）前記偏光部を保護する保護膜をさらに具備し、
前記信号伝達部は、自身における前記光が入射する面に隣接する領域に形成された前記保護膜が除去されて構成される
前記（１）から（４）のいずれかに記載の撮像素子。
（６）前記偏光部と同時に形成されて前記信号伝達部と前記画素との間を接続する配線をさらに具備する前記（１）から（５）のいずれかに記載の撮像素子。
（７）前記偏光部と同時に形成されて前記信号伝達部と前記偏光部との間を接続する接続部をさらに具備する前記（１）から（６）のいずれかに記載の撮像素子。
（８）入射した光のうち特定の偏光方向の光を透過させる偏光部と前記偏光部を透過した光に応じて生成された画像信号または前記画像信号の生成を制御する制御信号の何れかを伝達する信号伝達部とを前記画像信号の生成を行う画素が形成された基板上に同時に形成する偏光部形成工程を具備する撮像素子の製造方法。
【符号の説明】
【０１３３】
１  撮像素子
２  垂直駆動部
３  カラム信号処理部
４  制御部
９  撮像装置
１０  画素アレイ
２０  信号伝達部
２１  第１の信号伝達部
２２  第２の信号伝達部
３０、３３  配線
４０  周辺回路部
９１〜９４  信号線
１００  画素
１１０  偏光部
１１１  遮光ライン
１１２  領域
１１３  光吸収層
１１４、１４１  絶縁層
１１５  光反射層
１２１  オンチップレンズ
１２２  カラーフィルタ
１２３  第２の平坦化膜
１２４  保護膜
１２５  第１の平坦化膜
１３１  半導体基板
１３２  光電変換部
１４２、１４３  配線層
２００  遮光画素
２１０  遮光膜
１１４０２、１２０３１、１２１０１〜１２１０５  撮像部
【図１】
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【図２】
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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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