(57)【要約】【課題】撮像エリアの周辺部の集光率を効率よく改善できる。【解決手段】２次元状に配置された複数の受光部（１００）と、複数の開口部領域と遮光部領域とを含む層（２０）と、マイクロレンズ（３０）と、を備えた撮像素子であって、前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、前記マイクロレンズのマイクロレンズ中心（３０ＡＣ）と前記開口部領域の開口部領域中心（２０ＡＣ）とのずれ量が、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、かつ水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。【選択図】図３
2019110427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部と、
前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む層と、
前記複数の開口部領域の各々の被写体側に形成されたマイクロレンズと、
を備えた撮像素子であって、
前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、
前記マイクロレンズのマイクロレンズ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が、
撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、かつ
撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている
ことを特徴とする撮像素子。
【請求項２】
前記マイクロレンズのマイクロレンズ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれピッチ量が、撮像画角の水平及び垂直方向から斜め方向にかけて、徐々に大きくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記層と、前記マイクロレンズとの間に、カラーフィルタを有する層を更に備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項４】
前記複数の受光部は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して４５度の傾きを有している
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像素子。
【請求項５】
被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部と、
前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む層と、
前記複数の開口部領域の各々の被写体側に形成されたカラーフィルタと、
を備えた撮像素子であって、
前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、
前記カラーフィルタのカラーフィルタ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が、
撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、かつ
撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている
ことを特徴とする撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子に関し、特に撮像エリアの周辺部での集光率低下を改善した撮像素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ(Charged-coupled devices、電荷結合型撮像素子)型イメージセンサやＣＭＯＳ(Complementary metal-oxide-semiconductor、相補型金属酸化膜半導体)型イメージセンサなどの従来の撮像装置においては、撮像装置の小型化および高画素化が進み、これと同時にその画素サイズはますます縮小化が進んでいる。このような画素サイズの縮小化においては、撮像装置の基本性能の一つである受光部での受光感度が低下するため、照度が低いところで鮮明な画像を撮影することが困難となる。そのため、単位画素当りの受光感度を向上させることが鋭意研究されている。例えば、各受光部の集光効率を向上させるために集光用凸レンズであるマイクロレンズが各受光部上に設けられている。
【０００３】
さらに、このようなマイクロレンズの集光率が撮像エリア全体で均等になるように様々な発明がなされている。そして上記の最も一般的な方法は、画素開口に対してマイクロレンズ位置を最適化（スケーリング）するというものである。ここで、スケーリングとは、カメラレンズを通して入射した撮像光が撮像素子の撮像エリアの中心部と周辺部で光の入射角が異なるために発生する撮像エリア周辺部の集光率低下を改善する方法で、撮像エリア周辺部の画素では開口中心とマイクロレンズ中心を光の入射角度に対して最適になるように位置調整を行って配置する方法である（特許文献１〜２を参照）。
【０００４】
一方、カメラの解像度の向上を目的に提案された方法として、画素を斜め方向に２次元的に配列するという手法がある。これはプリプロセス型またはハニカム型撮像センサとして提案されている（特許文献３〜４を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３４９２６８号公報（２０００年１２月１５日公開）
【特許文献２】特開２０１０−０６２４３８号公報（２０１０年３月１８日公開）
【特許文献３】特開平５−３２６９１３号公報（１９９３年１２月１０日公開）
【特許文献４】特開２００７−３０６４９０号公報（２００７年１１月２２日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、撮像画角エリアに対して画素セルが斜め方向に２次元的に配置された従来のエリアセンサでは、従来のマイクロレンズ配置のスケーリング手法を用いたとしても撮像エリアの周辺部の集光率を効率よく改善できないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題を解決するために、本発明の一形態に係る撮像素子においては、被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部と、前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む層と、前記複数の開口部領域の各々の被写体側に形成されたマイクロレンズと、を備えた撮像素子であって、前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、前記マイクロレンズのマイクロレンズ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、かつ撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【０００８】
上記の問題を解決するために、本発明の他の一形態に係る撮像素子においては、被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部と、前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む層と、前記複数の開口部領域の各々の被写体側に形成されたカラーフィルタと、を備えた撮像素子であって、前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、前記カラーフィルタのカラーフィルタ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、かつ撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一形態によれば、撮像エリア全域で集光率差の少ない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明における撮像素子のマイクロレンズが全撮像画角に関して斜めに２次元的に配列された様子を示す図である。
【図２】図１における撮像素子の構成を示す模式図である。
【図３】本発明における撮像素子に関し、図１の一点鎖線によって示した領域においてマイクロレンズが２次元的に配列された様子を示す拡大図である。
【図４】図３のＡ-Ｂ方向の入射光と、Ｂ受光部の開口部領域と、マイクロレンズとの位置関係を断面方向から示した図である。
【図５】図３のＡ-Ｃ方向の入射光と、Ｃ受光部の開口部領域と、マイクロレンズとの位置関係を断面方向から示した図である。
【図６】本発明におけるマイクロレンズが２次元的に配列された撮像素子の撮像画像例を示す図である。
【図７】本発明におけるカラ-フィルタを備える撮像素子の構成を示す模式図である。
【図８】本発明におけるカラーフィルタが２次元的に配列された様子を示す拡大図である。
【図９】図８のＡ-Ｂ方向の入射光と、Ｂ受光部の開口部領域と、カラーフィルタと、マイクロレンズとの位置関係を断面方向から示した図である。
【図１０】図８のＡ-Ｃ方向の入射光と、Ｃ受光部の開口部領域と、カラーフィルタと、マイクロレンズとの位置関係を断面方向から示した図である。
【図１１】比較例における撮像素子のマイクロレンズが全撮像画角に関して斜めに２次元的に配列された様子を示す図である。
【図１２】比較例における撮像素子に関し、図１１の一点鎖線によって示した領域においてマイクロレンズが２次元的に配列された様子を示す拡大図である。
【図１３】図１２のＡ’’-Ｂ’’方向の入射光と、Ｂ’受光部の開口部領域と、マイクロレンズとの位置関係を断面方向から示した図である。
【図１４】図１２のＡ’’-Ｃ’’方向の入射光と、Ｃ’受光部の開口部領域と、マイクロレンズとの位置関係を断面方向から示した図である。
【図１５】比較例におけるマイクロレンズが２次元的に配列された撮像素子の撮像画像例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施形態について、以下、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
本実施形態について、図１〜図６を参照しながら説明する。本実施形態における撮像素子１は、例えば、撮像装置に用いられる。
【００１３】
図１は、本実施形態における撮像素子１において、受光部１００が全撮像画角に関して斜めに２次元的に配列された様子を示す図である。図２は、図１における撮像素子１の構成を示すものであり、撮像素子１を断面方向から見た模式図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、撮像素子１は、受光層１０、開口層２０及びマイクロレンズ層３０を備えて構成されている。特に図２に示すように、受光層１０、開口層２０及びマイクロレンズ層３０は、座標軸Ｚ方向に下から上の順（図１における奥側から手前側の順）に並べている。図２において、上方向は被写体側となる。
【００１５】
受光層１０は、被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する個々の受光素子（受光部１００）が２次元状に複数配置されることにより構成されている。ここで、受光素子は、例えばフォトダイオードからなってもよい。
【００１６】
開口層２０は、複数の開口部領域２０Ａと複数の遮光部領域２０Ｂとを含み、受光層１０の被写体側に配置されている。
【００１７】
マイクロレンズ層３０には、複数の開口部領域２０Ａの各々の被写体側にマイクロレンズが形成されている。
【００１８】
なお、一つの受光部と、当該受光部に対応する開口と、当該開口に対応するマイクロレンズとを合わせて、画素セルとも呼称する。また、一例として画素セルが正方形に形成されたものを正方画素と呼称する。本実施形態では正方画素を例に挙げて説明するが、画素の形状は正方形に限られず、長方形であってもよい。
【００１９】
図３は、本実施形態におけるマイクロレンズ層３０に形成されたマイクロレンズ３０Ａが２次元的に配列された様子を示す拡大図である。
【００２０】
図３における実線部分は開口部領域２０Ａを示し、点線部分はマイクロレンズ３０Ａを示す。また、符号２０ＡＣは開口部領域２０Ａの開口部領域中心であり、符号３０ＡＣはマイクロレンズ３０Ａのマイクロレンズ中心である。
【００２１】
図３に示すように、本実施形態における撮像素子１では、開口部領域２０Ａ及びマイクロレンズ３０Ａの２次元状の配置方向は、受光部１００と同様に、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有している。
【００２２】
また、図３に示すように、マイクロレンズ３０Ａのマイクロレンズ中心３０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれ量は、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されている。
【００２３】
また、図３に示すように、マイクロレンズ３０Ａのマイクロレンズ中心３０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれ量は、撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【００２４】
図４は、図３のＡ-Ｂ方向の入射光ＩＬ-ＡＢと、Ａ−Ｂ方向に位置する受光部の開口部領域２０Ａ-Ｂと、Ａ−Ｂ方向に位置するマイクロレンズ３０ＡＢとの位置関係を断面方向から示した図である。図５は、図３のＡ-Ｃ方向の入射光ＩＬ-ＡＣと、Ｃ受光部の開口部領域２０Ａ-Ｃと、マイクロレンズ３０ＡＣとの位置関係を断面方向から示した図である。
【００２５】
図４〜図５に示すように、Ｂ地点と比較すると、Ｃ地点の方が撮像エリアの中心から離れているため、入射光ＩＬ-ＡＣはより斜めに傾いて入射する。また、Ｃ地点での入射光ＩＬ-ＡＣ方向の開口部領域２０Ａ-Ｃの長さは、Ｂ地点での入射光ＩＬ-ＡＢ方向の開口部領域２０Ａ-Ｂの長さよりも1/√２倍小さい。
【００２６】
しかしながら、Ｃ地点のマイクロレンズ３０ＡＣの位置と開口部領域２０Ａ-Ｃのずれ量（δ２）は、Ｂ地点のマイクロレンズ３０ＡＢの位置と開口部領域２０Ａ-Ｂのずれ量（δ１）よりも大きく設定されている。Ｃ地点でのマイクロレンズ３０ＡＣに入射した斜め入射光ＩＬ-ＡＣは開口部領域２０Ａ-Ｃの中心付近へ集光できる。すなわち、撮像エリアの中心から離れた領域においても、垂直及び水平方向の領域の集光率と斜め最大４５度方向の領域の集光率とは大きな差を有することなく撮像ができる。
【００２７】
このような撮像画像例を以下の図６に示す。
【００２８】
図６は、本実施形態におけるマイクロレンズが２次元的に配列された撮像素子の撮像画像例を示す図である。図６に示すように、撮像エリアの周辺部においても、垂直及び水平方向の領域の集光率と斜め最大４５度方向の領域の集光率とは大きな差を有しない。
【００２９】
上記の構成により、撮像画角に対して斜めに２次元的に配置されたマイクロレンズ構成を有する撮像素子１において、マイクロレンズ３０と開口部領域２０の位置に関して、撮像画角中心に対して水平及び垂直方向にあるマイクロレンズよりも撮像画角中心に対して斜め方向にあるマイクロレンズのずれ量を大きくすることにより、撮像エリア全域で集光率差の少ない良好な画像を得ることができる。
【００３０】
また、上記の構成に加え、マイクロレンズ３０のマイクロレンズ中心３０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれピッチ量が、撮像画角の水平及び垂直方向から斜め方向にかけて、徐々に大きくなるように設定されていることが好ましい。
【００３１】
より具体的に言えば、本実施形態における撮像素子１では、撮像画角中心における開口部領域中心とマイクロレンズ中心とのずれ量よりも、撮像周辺部における開口部領域中心とマイクロレンズ中心とのずれ量の方が大きく設定されており、開口部領域中心とマイクロレンズ中心とのずれピッチ量は、水平および垂直方向よりも斜め方向の方が大きく設定されていることが好ましい。
【００３２】
ここで、本明細書において、ずれ量とは、単位画素に対する量でありずれピッチ量とは、複数画素に対するずれ量の規則性（換言すれば複数画素に対するずれ量の変化）を規定する量である。
【００３３】
上記の構成により、本発明の目的をより容易に達成できる。
【００３４】
また、上記の構成に加え、前記複数の受光部１００は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して４５度の傾きを有していることが好ましい。
【００３５】
この構成により、マイクロレンズ３０のマイクロレンズ中心３０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれ量が最大となりうるため、本発明の目的をさらに容易に達成できる。
【００３６】
なお、上記の説明では、主として、マイクロレンズの位置を上記のようにずらしてスケーリングすることによって集光率を向上させたが、これは本実施形態を限定するものではなく、開口部領域及びそれに対応する受光素子の位置を、上述したマイクロレンズのずらし方向とは逆方向にずらすことによりスケーリングを行ってもよい。このような構成であっても、集光率を向上させることができる。
【００３７】
〔第２の実施形態〕
以下、本実施形態に係るカラ―フィルタを有する撮像素子１ａを図７〜図１０を参照しながら説明する。以下の説明では、すでに説明した部材と同じ部材には同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００３８】
本実施形態に係るカラ―フィルタは可視光の任意の波長、赤外光の任意の波長または紫外光の任意の波長の光が透過するよう設計することができる。カラーフィルタを透過する光の具体的な波長は本実施形態を限定するものではない。
【００３９】
図７は、本実施形態におけるカラ-フィルタ層４０を備える撮像素子１ａの構成を示す模式図である。図７に示すように、本実施形態に係る撮像素子１ａは、開口層２０とマイクロレンズ層３０との間に、カラーフィルタ層４０を備えている。
【００４０】
図８は、本実施形態におけるカラーフィルタ層４０に形成されたカラーフィルタ４０Ａが２次元的に配列された様子を示す拡大図である。図８に示すように、撮像素子１ａにおいて、開口部領域２０Ａ及びカラーフィルタ４０Ａの２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有している。また、それに対応して、撮像素子１ａは、実施形態１と同様に、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有して配列された受光部１００を備えている。
【００４１】
このように、本実施形態に係る撮像素子１ａは、被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部１００と、前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む開口層２０と、前記複数の開口部領域の各々の被写体側に下記の順に形成されたカラーフィルタ４０Ａ及びマイクロレンズ３０Ａと、を備えている。
【００４２】
また、図８に示すように、カラーフィルタ４０Ａのカラーフィルタ中心４０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれ量は、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されている。
【００４３】
また、図８に示すように、カラーフィルタ４０Ａのカラーフィルタ中心４０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれ量は、撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【００４４】
なお、図８には明示していないが、本実施形態に係る撮像素子１ａは、実施形態１と同様に配置されたマイクロレンズ３０Ａを備えている。すなわち、本実施形態に係る撮像素子１ａにおいても、マイクロレンズ３０Ａのマイクロレンズ中心３０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれ量は、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、マイクロレンズ３０Ａのマイクロレンズ中心３０ＡＣと開口部領域２０Ａの開口部領域中心２０ＡＣとのずれ量は、水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【００４５】
図９は、図８のＡ-Ｂ方向の入射光ＩＬ-ＡＢと、Ａ−Ｂ方向に配置された受光部の開口部領域２０Ａ-Ｂと、カラーフィルタ４０ＡＢと、マイクロレンズ３０ＡＢとの位置関係を断面方向から示した図である。図１０は、図８のＡ-Ｃ方向の入射光ＩＬ-ＡＣと、Ａ−Ｃ方向に配置された受光部の開口部領域２０Ａ-Ｃと、カラーフィルタ４０ＡＣと、マイクロレンズ３０ＡＣとの位置関係を断面方向から示した図である。
【００４６】
図９〜図１０に示すように、Ｂ地点と比較すると、Ｃ地点の方が撮像エリアの中心から離れているため、入射光ＩＬ-ＡＣはより斜めに傾いて入射する。また、Ｃ地点での入射光ＩＬ-ＡＣ方向の開口部領域２０Ａ-Ｃの長さは、Ｂ地点での入射光ＩＬ-ＡＢ方向の開口部領域２０Ａ-Ｂの長さよりも1/√２倍小さい。
【００４７】
しかしながら、Ｃ地点のカラ―フィルタ４０ＡＣ、マイクロレンズ３０ＡＣの位置と開口部領域２０Ａ-Ｃのずれ量（δ４、δ２’）は、Ｂ地点のカラーフィルタ４０ＡＢの位置と開口部領域２０Ａ-Ｂのずれ量（δ３、δ１’）よりも大きく設定されている。Ｃ地点でのカラーフィルタ４０ＡＣに入射した斜め入射光ＩＬ-ＡＣは、開口部領域２０Ａ-Ｃの中心付近へ入射できる。すなわち、撮像エリアの中心から離れた領域においても、垂直及び水平方向の領域の集光率と斜め最大４５度方向の領域の光の入射率とは大きな差を有することなく撮像ができる。
【００４８】
上記の構成によっても、第１の実施形態の効果を奏することができる。
【００４９】
また、上記の構成に加え、前記複数の受光部１００は、撮像画角の水平垂直方向に対して４５度の傾きを有している。
【００５０】
この構成により、カラ―フィルタのカラ―フィルタ中心と開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が最大となりうるため、本発明の目的をさらに容易に達成できる。
【００５１】
なお、上記の説明では、主として、マイクロレンズ及びカラーフィルタの位置を上記のようにずらしてスケーリングすることによって集光率を向上させたが、これは本実施形態を限定するものではなく、開口部領域及びそれに対応する受光素子の位置を、上述したマイクロレンズ及びカラーフィルタレンズのずらし方向とは逆方向にずらすことによりスケーリングを行ってもよい。このような構成であっても、集光率を向上させることができる。
〔第３の実施形態〕
以上、マイクロレンズを備える撮像素子及びさらにカラーフィルタを備える撮像素子を説明したが、マイクロレンズを備えずにカラーフィルタを備える撮像素子との構成でもよい。
【００５２】
すなわち、不図示の撮像素子１ｂは、被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部と、前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む層と、前記複数の開口部領域の各々の被写体側に形成されたカラーフィルタと、を備えた撮像素子であって、前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、前記カラーフィルタのカラーフィルタ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、撮像画角のかつ水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【００５３】
この場合、前記第１の実施形態の構成と比較すると、カラーフィルタでマイクロレンズを代替する構成となるため、その詳細な説明を省略する。
【００５４】
上記の構成によっても、上記の実施形態と同じ効果を奏することができる。
【００５５】
対比のため、以下は比較例の構成及び効果を説明する。
【００５６】
＜比較例＞
以下、本実施形態に係る比較例について、図１１〜図１５を参照しながら説明する。
【００５７】
図１１は、比較例における撮像素子１Ｃの受光部１００Ｃが全撮像画角に関して斜めに２次元的に配列された様子を示す図である。図１２は、比較例におけるマイクロレンズが２次元的に配列された様子を示す拡大図である。
【００５８】
図１３は、図１２のＡ’’-Ｂ’’方向の入射光ＩＬ-ＡＢと、Ａ’’-Ｂ’’方向に配置された受光部の開口部領域２０Ａ-Ｂと、マイクロレンズ３０ＡＢとの位置関係を断面方向から示した図である。図１４は、図１２のＡ’’-Ｃ’’方向の入射光ＩＬ-ＡＣと、Ａ’’-Ｃ’’方向に配置された受光部の開口部領域２０Ａ-Ｃと、マイクロレンズＡＣとの位置関係を断面方向から示した図である。
【００５９】
図１３〜図１４に示すように、Ｂ’地点と比較すると、Ｃ’地点の方が撮像エリアの中心から離れているため、入射光ＩＬ-ＡＣはより斜めに傾いて入射する。
【００６０】
しかしながら、Ｃ’地点での入射光ＩＬ-ＡＣ方向の開口部領域２０Ａ-Ｃの長さは、Ｂ’地点での入射光ＩＬ-ＡＢ方向の開口部領域２０Ａ-Ｂの長さよりも1/√２倍小さい。
【００６１】
このため、Ｃ’地点の方がＢ’地点よりも入射光ＩＬ-ＡＣがより斜めに入射したにもかかわらず、入射光ＩＬ-ＡＣ方向の開口部領域２０Ａ-Ｃの長さがより小さいＣ’地点の集光率は非常に劣化することになる。
【００６２】
このような場合の撮像画像は、撮像エリアの中心から離れた領域で垂直及び水平方向の集光率はある程度良好であるが、斜め最大４５度方向の領域では集光率が非常に悪化した画像となる。
【００６３】
このような撮像画像が図１５に示す。
【００６４】
図１５は、比較例におけるマイクロレンズが２次元的に配列された撮像素子の撮像画像例を示す図である。
【００６５】
図１５に示すように、このような撮像状態は非常に違和感のある撮像画像となり、カメラの画質を著しく低下させることになる。
【００６６】
この比較例と対比すれば、上述の各実施形態に係る構成によると、撮像エリアの中心から最大４５度方向に配置されたマイクロレンズにおいても、マイクロレンズに入射した斜め光も開口部領域の中心付近に集光され、このような周辺部のマイクロレンズにおいても感度の劣化を防止することができる。すなわち、撮像エリア全体において従来のような大きな集光率の差は発生せずに、良好な画像を得ることが出来る。
【００６７】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る撮像素子は、被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部と、前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む層と、前記複数の開口部領域の各々の被写体側に形成されたマイクロレンズと、を備えた撮像素子であって、前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、前記マイクロレンズのレンズ中心と前記開口部領域の中心とのずれ量が、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、かつ撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【００６８】
上記態様によれば、撮像画角に対して斜めに２次元的に配置されたマイクロレンズ部構成を有する撮像素子において、マイクロレンズと開口部領域の位置に関して、撮像画角中心に対して水平及び垂直方向にあるマイクロレンズよりも撮像画角中心に対して斜め方向にあるマイクロレンズのずれ量を大きくすることにより、撮像エリア全域で集光率差の少ない良好な画像を得ることができる。
【００６９】
本発明の態様２に係る撮像素子は、上記の態様１に記載の撮像素子であって、前記マイクロレンズのマイクロレンズ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれピッチ量が、撮像画角の水平及び垂直方向から斜め方向にかけて、徐々に大きくなるように設定されていてもよい。
【００７０】
上記態様によれば、本発明の目的をより容易に達成できる。
【００７１】
本発明の態様３に係る撮像素子は、上記の態様１または２に記載の撮像素子であって、前記層と、前記マイクロレンズとの間に、カラーフィルタを有する層を更に備えていてもよい。
【００７２】
上記態様によれば、上記様態を同じ効果を奏することができる。
【００７３】
本発明の態様４に係る撮像素子は、上記の態様１または２に記載の撮像素子であって、前記複数の受光部は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して４５度の傾きを有していてもよい。
【００７４】
上記態様によれば、マイクロレンズのマイクロレンズ中心と開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が最大となりうるため、本発明の目的をさらに容易に達成できる。
【００７５】
本発明の態様５に係る撮像素子は、被写体からの入射光の光量に応じた量の信号電荷を光電変換により生成する２次元状に配置された複数の受光部と、前記受光部の被写体側に配置された、複数の開口部領域と複数の遮光部領域とを含む層と、前記複数の開口部領域の各々の被写体側に形成されたカラーフィルタと、を備えた撮像素子であって、前記２次元状の配置方向は、撮像画角の水平及び垂直方向に対して傾きを有しており、前記カラーフィルタのカラーフィルタ中心と前記開口部領域の開口部領域中心とのずれ量が、撮像エリア中心部よりも周辺部において大きくなるように設定されており、かつ撮像画角の水平及び垂直方向よりも斜め方向に対して大きくなるように設定されている。
【００７６】
上記態様によれば、上記様態を同じ効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１、１ａ、１ｂ、１Ｃ  撮像素子
１０  受光層
１００、１００Ｃ  受光部
２０  開口層
２０Ａ  開口部領域
２０ＡＣ  開口部領域中心
２０Ｂ  遮光部領域
３０  マイクロレンズ層（マイクロレンズ）
３０ＡＣ  マイクロレンズ中心
４０  カラーフィルタ層（カラーフィルタ）
４０ＡＣ  カラーフィルタ中心
δ  ずれ量
ＩＬ  入射光
【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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