【手続補正書】
【提出日】平成28年2月9日(2016.2.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系からの光を受光する光電変換手段を含む画素の２次元配列を含む撮像素子であり、
前記画素の２次元配列の前面に配設され、各オンチップマイクロレンズが、その光軸上に位置する画素を中心とする所定数の画素の配列に対応するように配列されたオンチップマイクロレンズの２次元配列と、
各画素の光電変換手段の光入射面に設けられ、前記光学系からの光を前記光電変換手段に導光する光制御手段と、
を備え、
前記光学系の射出瞳の中心と前記オンチップマイクロレンズの曲率中心とを結ぶ直線上に位置する光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる各光制御手段の前記オンチップマイクロレンズの光軸方向の高さが、前記所定数の画素の配列内の位置に応じた第１の所定の分布を持つことを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記光制御手段は、前記光電変換手段の光入射面に設けられたレンズであり、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる各レンズの前記オンチップマイクロレンズの光軸方向の厚さが、前記第１の所定の分布を持つことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる各レンズの開口径が、前記オンチップマイクロレンズの光軸上に位置する画素からの距離に応じた第２の所定の分布を持ち、各レンズの光軸が対応する画素の中心軸に対する偏心量が前記第２の所定の分布を持つように偏心していることを特徴とする請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記光制御手段は光導波路であり、前記光導波路の光入射側の開口径は光出射側の開口径より大きく、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる前記光導波路の高さが、前記第１の所定の分布を持つことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項５】
前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる前記光導波路の光入射側の開口径が、前記オンチップマイクロレンズの光軸上に位置する画素からの距離に応じた第２の所定の分布を持つことを特徴とする請求項４に記載の撮像素子。
【請求項６】
前記光導波路は、前記光入射側に設けられたレンズを含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像素子。
【請求項７】
前記光制御手段は、高さが一定の光導波路とその光入射側に設けられたレンズを含み、前記光導波路の光入射側の開口径は光出射側の開口径より大きく、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる前記光導波路の前記光入射側に設けられたレンズの厚さが、前記第１の所定の分布を持つことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項８】
前記第１の所定の分布は、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる前記光制御手段の前記オンチップマイクロレンズの光軸方向の高さが、前記光学的中心となる画素から離れるに従って大きくなる分布であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の撮像素子。
【請求項９】
前記第２の所定の分布は、前記オンチップマイクロレンズの光軸上に位置する画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる前記光制御手段の光入射側の開口径または各レンズの光軸が対応する画素の中心軸に対する偏心量が、前記オンチップマイクロレンズの光軸上に位置する画素から離れるに従って大きくなる分布であることを特徴とする請求項３または５に記載の撮像素子。
【請求項１０】
前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に対応して配置されたカラーフィルタの２次元配列をさらに備え、前記カラーフィルタの２次元配列は、前記オンチップマイクロレンズの２次元配列と前記光制御手段の２次元配列との間に配設され、前記カラーフィルタの２次元配列と前記光制御手段との距離は、前記カラーフィルタの２次元配列と前記オンチップマイクロレンズの２次元配列との距離より短いことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の撮像素子。
【請求項１１】
被写体の光学像を形成する光学系と、
前記光学系で形成された光学像を撮像する請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の撮像素子と、
前記撮像素子を駆動して画素信号を読み出す駆動手段と、
前記光学系と前記駆動手段を制御して撮影動作を行う制御手段と
を備え、
前記制御手段は前記駆動手段を制御して、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列から読み出した画素信号を、前記光学的中心となる画素に対応するオンチップマイクロレンズにより形成された光学像の画像信号として出力することを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
半導体基板に形成された、光学系からの光を受光する光電変換手段を含む画素の２次元配列と、前記画素の２次元配列の前面に配設され、各オンチップマイクロレンズが、その光軸上に位置する画素を中心とする所定数の画素の配列に対応するように配列されたオンチップマイクロレンズの２次元配列を有する撮像素子の製造方法において、
前記画素の２次元配列の上に半導体膜を形成するステップと、
前記半導体膜を用いて、各画素の光電変換手段の光入射面に設けられ、前記光学系からの光を前記光電変換手段に導光する光制御手段を形成するステップと
を備え、
前記光制御手段を形成するステップは、少なくとも、前記光学系の射出瞳の中心と前記オンチップマイクロレンズの曲率中心とを結ぶ直線上に位置する光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる各光制御手段の前記オンチップマイクロレンズの光軸方向の高さが、前記所定数の画素の配列内の位置に応じた第１の所定の分布を持つようにするための前記半導体膜をパターニングするステップおよび前記パターニングに従って前記半導体膜をエッチングするステップを含むことを特徴とする撮像素子の製造方法。
【請求項１３】
前記半導体膜をパターニングするステップは、透過率の異なるグレートーンマスクを用いて露光を行うステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１４】
前記半導体膜をパターニングするステップは、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる各光制御手段の光入射側の開口径が、前記オンチップマイクロレンズの光軸上に位置する画素からの距離に応じた第２の所定の分布を持つためのパターニングを含むことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体膜をパターニングするステップは、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に含まれる各光制御手段の中心軸を、対応する画素の中心軸に対する偏心量が前記第２の所定の分布を持つように偏心させるためのパターニングを含むことを特徴とする請求項１４に記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１６】
前記光制御手段の上に、前記光学的中心となる画素を中心とする前記所定数の画素の配列に対応して配置されたカラーフィルタの２次元配列を形成するステップと、前記カラーフィルタの２次元配列の上に光路長調整層を形成するステップと、前記光路長調整層の上に前記オンチップマイクロレンズの２次元配列を形成するステップとをさらに備えことを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の撮像素子の製造方法。
【請求項１７】
前記光路長調整層を形成するステップは、前記カラーフィルタの２次元配列を形成するステップに含まれることを特徴とする請求項１６に記載の撮像素子の製造方法。