(57)【要約】【課題】画像を撮像する固体撮像装置において、そのサイズを小型化する。【解決手段】固体撮像装置は、アレイアンテナを具備する。アレイアンテナには、複数の整流アンテナ回路が配列される。複数の整流アンテナ回路のそれぞれは、整流アンテナと、画素信号生成部とを備える。画素信号生成部は、浮遊拡散層と、転送信号に従って整流アンテナからの電荷を前記浮遊拡散層に転送する転送トランジスタと、リセット信号に従って浮遊拡散層の電荷量を初期化するリセットトランジスタと、浮遊拡散層に蓄積された電荷量に応じた電圧を増幅する増幅トランジスタと、選択信号に従って前記増幅された電圧の信号を画素信号として出力する選択トランジスタとを備える。【選択図】図２
2019193171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の整流アンテナと、
前記第１の整流アンテナと形状の異なる第２の整流アンテナと
を具備するアレイアンテナ。
【請求項２】
前記第１および第２の整流アンテナは、所定平面に配列される
請求項１記載のアレイアンテナ。
【請求項３】
前記第１および前記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナをさらに具備する
請求項１記載のアレイアンテナ。
【請求項４】
前記第１、第２および第３の整流アンテナと形状の異なる第４の整流アンテナをさらに具備する
請求項３記載のアレイアンテナ。
【請求項５】
前記第１、第２、第３および第４の整流アンテナと形状の異なる第５の整流アンテナをさらに具備する
請求項４記載のアレイアンテナ。
【請求項６】
前記アレイアンテナは、第１の単位アレイと第２の単位アレイとに分割され、
前記第１および第２の整流アンテナのそれぞれは、一対のロッドを備え、
前記第１および第２の整流アンテナは、前記第１および第２の単位アレイのそれぞれに配置され、
前記第１の単位アレイにおいて、前記一対のロッドは、所定方向に沿って配列され、
前記第２の単位アレイにおいて、前記一対のロッドは、前記所定方向に垂直な方向に配列される
請求項１記載のアレイアンテナ。
【請求項７】
前記アレイアンテナは矩形であり、
前記所定方向は、前記アレイアンテナの一辺に平行な方向である
請求項６記載のアレイアンテナ。
【請求項８】
前記アレイアンテナは矩形であり、
前記所定方向の前記アレイアンテナの一辺に対する角度は、４５度である
請求項６記載のアレイアンテナ。
【請求項９】
前記第１および第２の単位アレイの少なくとも一方において、
前記第２の整流アンテナが少なくとも２個配置され、
前記第１の整流アンテナは、前記第２の整流アンテナのそれぞれより長く、前記第２の整流アンテナの間に配置される
請求項６記載のアレイアンテナ。
【請求項１０】
前記第１および第２の単位アレイの一方の形状は、矩形であり、他方の形状は三角形である
請求項６記載のアレイアンテナ。
【請求項１１】
前記第１および第２の単位アレイのそれぞれの形状は、三角形である
請求項６記載のアレイアンテナ。
【請求項１２】
整流アンテナが配置されない空き領域がさらに設けられ、
前記空き領域の形状は、三角形である
請求項１１記載のアレイアンテナ。
【請求項１３】
整流アンテナが配置されない空き領域がさらに設けられ、
前記空き領域の形状は、矩形である
請求項１１記載のアレイアンテナ。
【請求項１４】
前記第１および前記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナをさらに具備し、
前記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、
前記第２の整流アンテナは、緑色の光を受光し、
前記第３の整流アンテナは、青色の光を受光し、
前記第１、第２および第３の整流アンテナは、ベイヤー配列により配列される
請求項１記載のアレイアンテナ。
【請求項１５】
前記第１および前記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナと、
白色の光を受光する画素回路と
をさらに具備し、
前記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、
前記第２の整流アンテナは、緑色の光を受光し、
前記第３の整流アンテナは、青色の光を受光する
請求項１記載のアレイアンテナ。
【請求項１６】
前記アレイアンテナは、複数の単位ブロックに分割され、
前記第１、第２および第３の整流アンテナと前記画素回路とは、複数の単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
請求項１５記載のアレイアンテナ。
【請求項１７】
前記アレイアンテナは、複数の第１単位ブロックと複数の第２単位ブロックとに分割され、
前記第１および第３の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第１単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、
一対の前記第２の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第２単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
請求項１５記載のアレイアンテナ。
【請求項１８】
前記アレイアンテナは、複数の第１単位ブロックと複数の第２単位ブロックと複数の第３単位ブロックとに分割され、
一対の前記第１の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第１単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、
一対の前記第２の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第２単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、
一対の前記第３の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第３単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
請求項１５記載のアレイアンテナ。
【請求項１９】
白色の光を受光する画素回路をさらに具備し、
前記アレイアンテナは、複数の単位ブロックに分割され、
前記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、
前記第２の整流アンテナは、青色の光を受光し、
前記第１および第２の整流アンテナと一対の前記画素回路とは、前記複数の単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
請求項１記載のアレイアンテナ。
【請求項２０】
所定数の整流アンテナを配列したアレイアンテナを具備する固体撮像装置。
【請求項２１】
前記アレイアンテナには、複数の整流アンテナ回路が配列され、
前記複数の整流アンテナ回路のそれぞれは、
前記整流アンテナと、
画素信号生成部と
を備え、
前記画素信号生成部は、
電荷を蓄積して電荷量に応じた電圧を生成する浮遊拡散層と、
転送信号に従って前記整流アンテナから前記浮遊拡散層へ前記電荷を転送する転送トランジスタと、
リセット信号に従って前記浮遊拡散層の前記電荷量を初期化するリセットトランジスタと、
前記電圧を増幅する増幅トランジスタと、
選択信号に従って前記増幅された電圧の信号を画素信号として出力する選択トランジスタと
を備える請求項２０記載の固体撮像装置。
【請求項２２】
複数の整流アンテナ回路を配列したアレイアンテナと、
前記複数の整流アンテナ回路のそれぞれにより生成された画素信号を処理する信号処理部と
を具備する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、アレイアンテナ、固体撮像装置および電子機器に関する。詳しくは、整流アンテナを配列したアレイアンテナ、固体撮像装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、フォトダイオードにより光電変換を行って画像データを撮像する固体撮像装置が撮像機能を持つ電子機器において用いられている。例えば、画素毎に、マイクロレンズ、カラーフィルタやフォトダイオードを配置した固体撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、通過させる光の波長域が異なる複数のカラーフィルタを配置することにより、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）やＢ（Blue）の画素信号を生成してカラーの画像データを撮像することができる。しかしながら、上述の固体撮像装置では、画素数の増大に応じて面積が大きくなってしまう。面積の増大を抑制する方法として、積層構造にする方法が考えられるが、積層構造では、厚みが大きくなってしまう。このように、上述の固体撮像装置では、固体撮像装置全体のサイズを小型化することが困難である。
【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、画像を撮像する固体撮像装置において、そのサイズを小型化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、第１の整流アンテナと、上記第１の整流アンテナと形状の異なる第２の整流アンテナとを具備するアレイアンテナである。これにより、波長の異なる光が電気信号に変換されるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記第１および第２の整流アンテナは、所定平面に配列されてもよい。これにより、所定平面に照射された光が電気信号に変換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、上記第１および上記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナをさらに具備することもできる。これにより、波長の異なる３つの光が電気信号に変換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、上記第１、第２および第３の整流アンテナと形状の異なる第４の整流アンテナをさらに具備することもできる。これにより、波長の異なる４つの光が電気信号に変換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、上記第１、第２、第３および第４の整流アンテナと形状の異なる第５の整流アンテナをさらに具備することもできる。これにより、波長の異なる５つの光が電気信号に変換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、上記アレイアンテナは、第１の単位アレイと第２の単位アレイとに分割され、上記第１および第２の整流アンテナのそれぞれは、一対のロッドを備え、上記第１および第２の整流アンテナは、上記第１および第２の単位アレイのそれぞれに配置され、上記第１の単位アレイにおいて、上記一対のロッドは、所定方向に沿って配列され、上記第２の単位アレイにおいて、上記一対のロッドは、上記所定方向に垂直な方向に配列されてもよい。これにより、偏光された光が電気信号に変換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、上記アレイアンテナは矩形であり、上記所定方向は、上記アレイアンテナの一辺に平行な方向であってもよい。これにより、水平方向および垂直方向に偏光された光が電気信号に変換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、上記アレイアンテナは矩形であり、上記所定方向の上記アレイアンテナの一辺に対する角度は、４５度であってもよい。これにより、隙間なく整流アンテナが配列されるという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、上記第１および第２の単位アレイの少なくとも一方において、上記第２の整流アンテナが少なくとも２個配置され、上記第１の整流アンテナは、上記第２の整流アンテナのそれぞれより長く、上記第２の整流アンテナの間に配置されてもよい。これにより、高い面積効率により整流アンテナが配列されるという作用をもたらす。
【００１５】
また、この第１の側面において、上記第１および第２の単位アレイの一方の形状は、矩形であり、他方の形状は三角形であってもよい。これにより、フォトダイオード等を配置するための空き領域が設けられるという作用をもたらす。
【００１６】
また、この第１の側面において、上記第１および第２の単位アレイのそれぞれの形状は、三角形であってもよい。これにより、フォトダイオード等を配置するための空き領域が設けられるという作用をもたらす。
【００１７】
また、この第１の側面において、整流アンテナが配置されない空き領域がさらに設けられ、上記空き領域の形状は、三角形であってもよい。これにより、三角形の空き領域にフォトダイオード等が配置されるという作用をもたらす。
【００１８】
また、この第１の側面において、整流アンテナが配置されない空き領域がさらに設けられ、上記空き領域の形状は、矩形であってもよい。これにより、矩形の空き領域にフォトダイオード等が配置されるという作用をもたらす。
【００１９】
また、この第１の側面において、上記第１および上記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナをさらに具備し、上記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、上記第２の整流アンテナは、緑色の光を受光し、上記第３の整流アンテナは、青色の光を受光し、上記第１、第２および第３の整流アンテナは、ベイヤー配列により配列されてもよい。これにより、ベイヤー配列の画像データが撮像されるという作用をもたらす。
【００２０】
また、この第１の側面において、上記第１および上記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナと、白色の光を受光する画素回路とをさらに具備し、上記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、上記第２の整流アンテナは、緑色の光を受光し、上記第３の整流アンテナは、青色の光を受光することもできる。これにより、赤、緑、青および白の画素信号が生成されるという作用をもたらす。
【００２１】
また、この第１の側面において、上記アレイアンテナは、複数の単位ブロックに分割され、上記第１、第２および第３の整流アンテナと上記画素回路とは、複数の単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列されてもよい。これにより、同じ個数の赤、緑、青および白の画素信号が生成されるという作用をもたらす。
【００２２】
また、この第１の側面において、上記アレイアンテナは、複数の第１単位ブロックと複数の第２単位ブロックとに分割され、上記第１および第３の整流アンテナと、一対の上記画素回路とは、上記複数の第１単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、一対の上記第２の整流アンテナと、一対の上記画素回路とは、上記複数の第２単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列されてもよい。これにより、異なる個数の赤、緑、青および白の画素信号が生成されるという作用をもたらす。
【００２３】
また、この第１の側面において、上記アレイアンテナは、複数の第１単位ブロックと複数の第２単位ブロックと複数の第３単位ブロックとに分割され、一対の上記第１の整流アンテナと、一対の上記画素回路とは、上記複数の第１単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、一対の上記第２の整流アンテナと、一対の上記画素回路とは、上記複数の第２単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、一対の上記第３の整流アンテナと、一対の上記画素回路とは、上記複数の第３単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列されてもよい。これにより、異なる個数の赤、緑、青および白の画素信号が生成されるという作用をもたらす。
【００２４】
また、この第１の側面において、白色の光を受光する画素回路をさらに具備し、上記アレイアンテナは、複数の単位ブロックに分割され、上記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、上記第２の整流アンテナは、青色の光を受光し、上記第１および第２の整流アンテナと一対の上記画素回路とは、上記複数の単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列されてもよい。これにより、赤、青および白の画素信号が生成されるという作用をもたらす。
【００２５】
また、本技術の第２の側面は、所定数の整流アンテナを配列したアレイアンテナを具備する固体撮像装置である。これにより、整流アンテナにより光が電気信号に変換されるという作用をもたらす。
【００２６】
また、この第２の側面において、上記アレイアンテナには、複数の整流アンテナ回路が配列され、上記複数の整流アンテナ回路のそれぞれは、上記整流アンテナと、画素信号生成部とを備え、上記画素信号生成部は、電荷を蓄積して電荷量に応じた電圧を生成する浮遊拡散層と、転送信号に従って上記整流アンテナから上記浮遊拡散層へ上記電荷を転送する転送トランジスタと、リセット信号に従って上記浮遊拡散層の上記電荷量を初期化するリセットトランジスタと、上記電圧を増幅する増幅トランジスタと、選択信号に従って上記増幅された電圧の信号を画素信号として出力する選択トランジスタとを備えてもよい。これにより、画素信号が生成されるという作用をもたらす。
【００２７】
また、本技術の第３の側面は、複数の整流アンテナ回路を配列したアレイアンテナと、上記複数の整流アンテナ回路のそれぞれにより生成された画素信号を処理する信号処理部とを具備する電子機器である。これにより、複数の整流アンテナ回路により画像が撮像されるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００２８】
本技術によれば、画像を撮像する固体撮像装置において、そのサイズを小型化するという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本技術の第１の実施の形態における電子機器の一構成例を示すブロック図である。
【図２】本技術の第１の実施の形態における固体撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【図３】本技術の第１の実施の形態におけるレクテナアレイの一構成例を示すブロック図である。
【図４】本技術の第１の実施の形態におけるＲレクテナ回路の一構成例を示す回路図である。
【図５】本技術の第１の実施の形態におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図６】本技術の第１の実施の形態における水平単位アレイおよび垂直単位アレイの拡大図の一例である。
【図７】本技術の第１の実施の形態におけるＲレクテナ回路、Ｇレクテナ回路およびＢレクテナ回路の断面図の一例である。
【図８】本技術の第１の実施の形態におけるレクテナアレイの断面図の一例である。
【図９】本技術の第１の実施の形態の変形例におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図１０】本技術の第２の実施の形態における水平単位アレイおよび垂直単位アレイの拡大図の一例である。
【図１１】本技術の第３の実施の形態における水平単位アレイおよび垂直単位アレイの拡大図の一例である。
【図１２】本技術の第４の実施の形態におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図１３】本技術の第４の実施の形態におけるＷ(White)画素回路の一構成例を示す回路図である。
【図１４】本技術の第４の実施の形態における水平単位アレイの一部を空けたレクテナアレイの平面図の一例である。
【図１５】本技術の第４の実施の形態の第１の変形例におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図１６】本技術の第４の実施の形態の第１の変形例におけるＩＲ(Infra Red)レクテナを追加したレクテナアレイの平面図の一例である。
【図１７】本技術の第４の実施の形態の第２の変形例におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図１８】本技術の第４の実施の形態の第２の変形例における矩形の空き領域を設けたレクテナアレイの平面図の一例である。
【図１９】本技術の第５の実施の形態におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図２０】本技術の第５の実施の形態の第１の変形例におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図２１】本技術の第５の実施の形態の第２の変形例におけるレクテナアレイの平面図の一例である。
【図２２】本技術の第５の実施の形態の第２の変形例における配列を変更したレクテナアレイの平面図の一例である。
【図２３】本技術の第５の実施の形態の第２の変形例における配列をさらに変更したレクテナアレイの平面図の一例である。
【図２４】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。
【図２５】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】
【００３０】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（レクテナを配列する例）
２．第２の実施の形態（レクテナを配列して可視光および紫外光を受光する例）
３．第３の実施の形態（レクテナを配列して赤外光、可視光および紫外光を受光する例）
４．第４の実施の形態（レクテナを配列して赤、緑、青および白の光を受光する例）
５．第５の実施の形態（ベイヤー配列によりレクテナを配列する例）
６．移動体への応用例
【００３１】
＜１．第１の実施の形態＞
［電子機器の構成例］
図１は、本技術の第１の実施の形態における電子機器１００の一構成例を示すブロック図である。この電子機器１００は、画像データを撮像するための機器であり、光学部１１１、固体撮像装置２００、画像処理部１１２、表示部１１３、コーデック処理部１１４、記憶部１１５、出力部１１６および通信部１１７を具備する。また、電子機器１００は、操作部１２０、制御部１３０、ドライブ１４０およびリムーバブルメディア１５０を備える。電子機器１００としては、カメラ、スマートフォンやパーソナルコンピュータなどが想定される。
【００３２】
光学部１１１は、被写体からの光を集光して固体撮像装置２００に導くものである。固体撮像装置２００は、制御部１３０の制御に従って画像データを撮像するものである。この固体撮像装置２００は、撮像した画像データを画像処理部１１２に供給する。
【００３３】
画像処理部１１２は、画像データに対して画像処理を行うものである。この画像処理部１１２は、画像データに対し、例えば、混色補正や、黒レベル補正、ホワイトバランス調整、デモザイク処理、マトリックス処理、ガンマ補正、およびＹＣ変換等の各種画像処理を施す。そして、画像処理部１１２は、画像処理を施した画像データを表示部１１３に供給する。表示部１１３は、画像データを表示するものである。
【００３４】
コーデック処理部１１４は、画像処理部１１２からの画像データに対して、所定の方式の符号化処理を施し、得られた符号化データを記憶部１１５に供給するものである。また、コーデック処理部１１４は、記憶部１１５に記録されている符号化データを読み出し、復号して復号画像データを生成し、その復号画像データを画像処理部１１２に供給する。
【００３５】
また、コーデック処理部１１４は、必要に応じて、符号化データや復号画像データを出力部１１６に供給し、電子機器１００の外部に出力させる。また、コーデック処理部１１４は、必要に応じて、符号化データや復号画像データを通信部１１７に供給し、外部に伝送させる。あるいは、コーデック処理部１１４は、通信部１１７からのデータに符号化や復号を行って、記憶部１１５、出力部１１６や画像処理部１１２に供給する。
【００３６】
操作部１２０は、例えば、ダイヤル、キー、ボタンやタッチパネル等の任意の入力デバイスにより構成され、例えばユーザ等による操作入力を受け、その操作入力に対応する信号を制御部１３０に供給する。
【００３７】
制御部１３０は、電子機器１００内の点線内の各処理部（固体撮像装置２００など）と、操作部１２０およびドライブ１４０の動作を制御するものである。
【００３８】
ドライブ１４０は、リムーバブルメディア１５０にアクセスするものである。このドライブ１４０は、リムーバブルメディア１５０からプログラムやデータ等の各種情報を読み出し、それを制御部１３０に供給する。また、ドライブ１４０は、制御部１３０からの各種情報をリムーバブルメディア１５０に記憶させる。リムーバブルメディア１５０は、着脱可能な記録媒体である。
【００３９】
［固体撮像装置の構成例］
図２は、本技術の第１の実施の形態における固体撮像装置２００の一構成例を示すブロック図である。この固体撮像装置２００は、垂直走査部２１０、レクテナアレイ３００、タイミング制御部２２０、ＡＤ変換部２３０および信号処理部２４０を備える。
【００４０】
ここで、固体撮像装置２００では、そのサイズを小型化するために、フォトダイオードを含む画素回路の代わりにレクテナ回路が用いられる。このレクテナ回路は、レクテナと、アナログの画素信号を生成する画素信号生成部とを備える。レクテナは、整流アンテナの略称であり、ダイオードの整流作用により、電磁波を直流電流に変換するアンテナ素子である。画像データを生成するため、固体列像素子２００では、複数のレクテナ回路がレクテナアレイ３００に配列される。このように、複数のアンテナ素子（レクテナ）を配列した、レクテナアレイ３００などの回路は、アレイアンテナとも呼ばれる。なお、レクテナアレイ３００は、特許請求の範囲に記載のアレイアンテナの一例である。
【００４１】
垂直走査部２１０は、レクテナアレイ３００内のレクテナ回路を順に駆動して画素信号を出力させるものである。
【００４２】
タイミング制御部２２０は、制御部１３０の制御に従って、垂直走査部２１０、ＡＤ変換部２３０および信号処理部２４０のそれぞれの動作タイミングを制御するものである。
【００４３】
ＡＤ（Analog to Digital）変換部２３０は、レクテナアレイ３００からのアナログの画素信号をデジタル信号に変換するものである。このＡＤ変換部２３０は、デジタル信号を信号処理部２４０に供給する。
【００４４】
信号処理部２４０は、ＡＤ変換部２３０からのデジタル信号に対して、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理などの各種の信号処理を実行するものである。信号処理部２４０は、信号処理後のデジタル信号からなる画像データを画像処理部１１２に供給する。
【００４５】
［レクテナアレイの構成例］
図３は、本技術の第１の実施の形態におけるレクテナアレイ３００の一構成例を示すブロック図である。このレクテナアレイ３００には、複数のＲレクテナ回路３１０と、複数のＧレクテナ回路３２０と、複数のＢレクテナ回路３３０とが配列される。
【００４６】
Ｒレクテナ回路３１０は、垂直走査部２１０の制御に従って赤色の光を電気信号に変換するものである。Ｇレクテナ回路３２０は、垂直走査部２１０の制御に従って緑色の光を電気信号に変換するものである。Ｂレクテナ回路３３０は、垂直走査部２１０の制御に従って青色の光を電気信号に変換するものである。これらのＲレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０は、変換した電気信号を画素信号としてＡＤ変換部２３０に出力する。
【００４７】
［レクテナ回路の構成例］
図４は、本技術の第１の実施の形態におけるＲレクテナ回路３１０の一構成例を示す回路図である。このＲレクテナ回路３１０は、Ｒレクテナ３１１および画素信号生成部３１４を備える。
【００４８】
Ｒレクテナ３１１は、赤色の光を受光して直流電流に変換するものである。このＲレクテナ３１１は、ダイポールアンテナ３１２と、ショットキーダイオード３１３とを備える。ダイポールアンテナ３１２は、一対のロッドからなるアンテナであり、ロッドの長さに応じた所定波長の光に共振（言い換えれば、受光）して電流を生成する。ロッドは細長く、その寸法が長いほど、共振（受光）する光の波長が長くなる。ここでは、赤色の波長に応じた長さのロッドが用いられる。
【００４９】
ショットキーダイオード３１３は、ダイポールアンテナ３１２が生成した電流を整流するものである。
【００５０】
画素信号生成部３１４は、Ｒレクテナ３１１が生成した直流電流から画素信号を生成するものである。この画素信号生成部３１４は、転送トランジスタ３１５、リセットトランジスタ３１６、浮遊拡散層３１７、増幅トランジスタ３１８および選択トランジスタ３１９を備える。
【００５１】
転送トランジスタ３１５は、垂直走査部２１０からの転送信号ＴＲＧに従って、Ｒレクテナ３１１から浮遊拡散層３１７へ電荷を転送するものである。
【００５２】
浮遊拡散層３１７は、電荷を蓄積して電荷量に応じた電圧を生成するものである。
【００５３】
リセットトランジスタ３１６は、垂直走査部２１０からのリセット信号ＲＳＴに従って、浮遊拡散層３１７の電荷を電源に引き抜いて、その電荷量を初期化するものである。
【００５４】
増幅トランジスタ３１８は、浮遊拡散層３１７に生じた電圧を増幅するものである。選択トランジスタ３１９は、垂直走査部２１０からの選択信号ＳＥＬに従って、増幅された電圧の信号を画素信号としてＡＤ変換部２３０に垂直信号線３０９を介して供給するものである。
【００５５】
なお、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０の構成は、レクテナの形状（すなわち、長さ）が異なる点以外は、Ｒレクテナ回路３１０と同様である。なお、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０は、特許請求の範囲に記載の整流アンテナ回路の一例である。
【００５６】
また、４つのトランジスタを画素信号生成部３１４に配置しているが、画素信号を生成することができるのであれば、この構成に限定されない。例えば、１つの浮遊拡散層を複数のレクテナ回路で共有することもできる。この場合には、それぞれのレクテナ回路内にレクテナおよび転送トランジスタが設けられ、複数のレクテナ回路により、浮遊拡散層と、転送トランジスタ以外の３つのトランジスタとが共有される。
【００５７】
図５は、本技術の第１の実施の形態におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。レクテナアレイ３００は、光学部１１１の光軸方向から見て矩形であり、光軸に垂直な所定平面を有する。そして、レクテナアレイ３００の平面上に複数の水平単位アレイ３０１と複数の垂直単位アレイ３０２とが配列される。水平単位アレイ３０１および垂直単位アレイ３０２のそれぞれの形状は、矩形（ひし形など）である。
【００５８】
以下、矩形のレクテナアレイ３００の一辺に平行な方向をＸ方向とし、光軸方向をＺ方向とする。また、Ｘ方向およびＺ方向に垂直な方向をＹ方向とする。そのＸ方向に対して４５度の角度をなす斜め方向に沿って、水平単位アレイ３０１と垂直単位アレイ３０２とが交互に配列される。
【００５９】
また、水平単位アレイ３０１のそれぞれには、複数（例えば、５つ）のレクテナが配列され、それらのレクテナにおいて一対のロッドは、Ｘ方向に沿って配列される。垂直単位アレイ３０２のそれぞれには、複数（５つなど）のレクテナが配列され、それらのレクテナにおいて一対のロッドは、Ｙ方向に沿って配列される。
【００６０】
図６は、本技術の第１の実施の形態における水平単位アレイ３０１および垂直単位アレイ３０２の拡大図の一例である。水平単位アレイ３０１には、１個のＲレクテナ３１１と、２個のＧレクテナ３２１と、２個のＢレクテナ３３１とが配列される。
【００６１】
Ｇレクテナ３２１は、Ｇレクテナ回路３２０内のレクテナであり、Ｂレクテナ３３１は、Ｂレクテナ回路３３０内のレクテナである。実際には、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０のそれぞれに、図４に例示したようにレクテナおよび画素信号生成部が配置されている。しかし、記載の便宜上、図６では、各レクテナ回路の画素信号生成部は省略されている。
【００６２】
また、前述したように、レクテナの長さ寸法は、受光する光の波長が長いほど、大きな値に設定される。このため、青色を受光するＢレクテナ３３１より、緑色を受光するＧレクテナ３２１の方が長く、Ｇレクテナ３２１より赤色を受光するＲレクテナ３１１の方が長い。これらのレクテナを効率的に配置するため、例えば、短い方のレクテナの間に、長い方のレクテナが配置される。例えば、最も短い２個のＢレクテナ３３１の間に、２個のＧレクテナ３２１とＲレクテナ３１１とが配置され、それらのＧレクテナ３２１の間に、最も長いＲレクテナ３１１が配置される。言い換えれば、Ｒレクテナ３１１の両側にＧレクテナ３２１が配置され、Ｒレクテナ３１１およびＧレクテナ３２１の両側にＢレクテナ３３１が配置される。また、これらのレクテナの中心点の位置は、Ｘ方向において略同一である。この配置により、水平単位アレイ３０１の形状は、ひし形となる。
【００６３】
垂直単位アレイ３０２にも、１個のＲレクテナ３１１と、２個のＧレクテナ３２１と、２個のＢレクテナ３３１とが配列される。これらのレクテナの配列方法は、一対のロッドがＹ方向に沿って配列される点以外は、水平単位アレイ３０１と同様である。
【００６４】
なお、Ｒレクテナ３１１は、特許請求の範囲に記載の第１の整流アンテナの一例である。Ｇレクテナ３２１は、特許請求の範囲に記載の第２の整流アンテナの一例である。Ｂレクテナ３３１は、特許請求の範囲に記載の第３の整流アンテナの一例である。水平単位アレイ３０１は、特許請求の範囲に記載の第１の単位アレイの一例であり、垂直単位アレイ３０２は、特許請求の範囲に記載の第２の単位アレイの一例である。
【００６５】
また、水平単位アレイ３０１および垂直単位アレイ３０２のそれぞれに、１個のＲレクテナ３１１と、２個のＧレクテナ３２１と、２個のＢレクテナ３３１とを配置しているが、レクテナのそれぞれの個数は、１個や２個に限定されない。例えば、Ｒレクテナ３１１を２個配置することもできる。また、Ｇレクテナ３２１やＢレクテナ３３１を４個配置することもできる。これらの場合においても、面積効率を高くするため、短い方のレクテナの間に長い方のレクテナが配置される。
【００６６】
図７は、本技術の第１の実施の形態におけるＲレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０の断面図の一例である。同図におけるａは、Ｙ方向から見たＲレクテナ回路３１０の断面図の一例であり、同図におけるｂは、Ｙ方向から見たＧレクテナ回路３２０の断面図の一例である。同図におけるｃは、Ｙ方向から見たＢレクテナ回路３３０の断面図の一例である。なお、同図において、ショットキーダイオードが記載されているが、これはダイポールアンテナとの接続関係を示すために便宜的に記載されているのであり、実際の実装箇所を示すものではない。
【００６７】
同図におけるａに例示するように、二酸化シリコン層４０２の受光面においてメタル４０１がＸ方向に沿って配線される。そのメタル４０１は途中からＺ方向に沿って二酸化シリコン層４０２を貫通して配線され、残りは、二酸化シリコン層４０２とポリシリコン基板４０４との境界に沿って配線される。また、受光面においてメタル４０５は、Ｘ方向に沿って配線され、途中からＺ方向に沿って二酸化シリコン層４０２およびポリシリコン基板４０４を貫通して配線され、残りは、ポリシリコン基板４０４の表面に沿って配線される。
【００６８】
受光面において、Ｘ方向に配線されたメタル４０１および４０５は、ダイポールアンテナ３１２として機能する。このダイポールアンテナの長さ、すなわちメタル４０１の端部からメタル４０５の端部までの長さＬｒは、例えば、３００ナノメートル（ｎｍ）程度である。また、Ｚ方向に沿って配線されるメタル４０１および４０５の間に生じる容量４０３と、配線抵抗とを含む回路は、ローパスフィルタとして機能する。ローパスフィルタとして用いられるＺ方向における配線の長さ（言い換えれば、深さ）は、例えば、１００乃至２００ナノメートル（ｎｍ）程度である。
【００６９】
また、同図におけるｂに例示するように、Ｇレクテナ回路３２０では、Ｒレクテナ回路３１０よりもロッドが短く、ダイポールアンテナの長さＬｇは、２００乃至２５０ナノメートル（ｎｍ）程度である。また、同図におけるｃに例示するようにＢレクテナ回路３３０では、Ｇレクテナ回路３２０よりもロッドが短く、ダイポールアンテナの長さＬｂは、１５０乃至２００ナノメートル（ｎｍ）程度である。
【００７０】
上述したように、Ｒレクテナ回路３１０等のレクテナ回路では、レクテナの長さの調整により、所望の波長を選択的に受光することができるため、カラーフィルタを要しない。
【００７１】
また、水平単位アレイ３０１において、ロッドがＸ方向に配列されているため、Ｘ方向を水平方向とすると、水平偏波した光に対する感度が高くなる。一方、垂直単位アレイ３０２において、ロッドがＹ方向に配列されているため、Ｙ方向を垂直方向とすると、垂直偏波した光に対する感度が高くなる。このため、垂直方向や水平方向に偏波（すなわち、偏光）した光を透過するための偏光フィルタが不要となる。
【００７２】
このため、カラーフィルタや偏光フィルタとフォトダイオードとによりカラー画像を生成する固体撮像装置と比較して、それらのフィルタが不要の分、Ｚ方向の厚みを小さくする（すなわち、薄型化する）ことができる。
【００７３】
さらに、カラーフィルタや偏光フィルタなどの光学フィルタを設けなくてよい分、固体撮像装置の製造コストを低減することができる。
【００７４】
図８は、本技術の第１の実施の形態におけるレクテナアレイ３００の断面図の一例である。この断面図は、図５のＸ１−Ｘ２の線分に沿って切断したレクテナアレイ３００をＹ方向から見た断面図である。
【００７５】
Ｒレクテナ３１１は、単位アレイごとに１個配置されるため、隣接する２個のＲレクテナ３１１のそれぞれの中心間の距離（すなわち、ピッチ）は、一定であり、その値はＰｒである。
【００７６】
一方、Ｇレクテナ３２１およびＢレクテナ３３１は、単位アレイごとに２個ずつ配置される。このため、隣接する２個の単位アレイにおいて、相対的な位置が同一のＧレクテナ３２１およびＢレクテナ３３１のピッチは一定であり、それらの値はＰｇおよびＰｂである。例えば、隣接する２個の垂直単位アレイのうち左側においてＲレクテナ３１１の左側のＧレクテナ３２１に着目する。また、２個の垂直単位アレイのうち右側においてＲレクテナ３１１の左側のＧレクテナ３２１にも着目する。これらのＧレクテナ３２１は、それぞれの単位アレイにおいて相対位置が同一である。このため、これらのＧレクテナ３２１のピッチはＰｇとなる。
【００７７】
ピッチを周期とし、相対位置を位相とすると、それぞれの単位アレイにおいてＲレクテナ３１１の周期および位相は一定である。一方、それぞれの単位アレイにおいて周期が同一で、位相が異なる２個のＧレクテナ３２１が存在する。Ｂレクテナ３３１についても同様である。
【００７８】
このように、位相の異なる２個のＧレクテナ３２１やＢレクテナ３３１を単位アレイごとに配置することにより、レクテナアレイ３００に照射される緑色や青色の光を効率的に受光することができる。
【００７９】
レクテナのピッチ（言い換えれば、画素ピッチ）は、受光する光の波長以下にすることができる。例えば、最も長い波長の赤色の波長で考えても１マイクロメートル（μｍ）に満たない。このため、レクテナを用いることにより、画素ピッチを１マイクロメートル（μｍ）未満にすることができる。一方、フォトダイオードを用いる一般的な固体撮像装置では、画素ピッチは１マイクロメートル（μｍ）程度である。このため、Ｒレクテナ３１１等のレクテナを用いることにより、フォトダイオードを用いる場合と比較して、画素ピッチを狭くし、固体撮像装置２００の面積を小さくすることができる。
【００８０】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、所定数のレクテナを配列したレクテナアレイ３００を固体撮像装置２００内に配置したため、フォトダイオードを配列する場合と比較して光学フィルタが不要となる。また、フォトダイオードを配列する場合と比較して画素ピッチを狭くすることができる。これにより、固体撮像装置２００のサイズを小型化することができる。
【００８１】
［変形例］
上述の第１の実施の形態では、レクテナアレイ３００の一辺に平行なＸ方向と、Ｘ方向に垂直なＹ方向とのそれぞれに沿ってＲレクテナ３１１などのレクテナを配置していた。しかし、この配置方法では、レクテナアレイ３００の４隅に、レクテナが配置されない空き領域が生じ、その分、面積効率が低下する。この第１の実施の形態の変形例における固体撮像装置２００は、Ｘ方向に対して４５度の方向にレクテナを配置して面積効率を向上させた点において第１の実施の形態と異なる。
【００８２】
図９は、本技術の第１の実施の形態の変形例におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。この第１の実施の形態の変形例のレクテナアレイ３００は、水平単位アレイ３０１および垂直単位アレイ３０２の代わりに、単位アレイ３０３および３０４が配列される点において、第１の実施の形態と異なる。
【００８３】
単位アレイ３０３においては、Ｘ方向に対し、−４５度の斜め方向に沿って一対のロッドが配列される。また、単位アレイ３０４においては、Ｘ方向に対し、＋４５度の斜め方向に沿って一対のロッドが配列される。この配列により、単位アレイ３０３および３０４の形状は、正方形となる。これらの単位アレイは、二次元格子状に配列され、Ｘ方向およびＹ方向において、単位アレイ３０３と単位アレイ３０４とが交互に配列される。
【００８４】
このように、本技術の第１の実施の形態の変形例では、レクテナアレイ３００の一辺に平行なＸ方向に対し、４５度の斜め方向に沿って一対のロッドが配列されるため、レクテナアレイ３００の４隅に空き領域が生じない。これにより、面積効率を向上させることができる。
【００８５】
＜第２の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、固体撮像装置２００は、赤色、緑色および青色などの可視光をレクテナにより受光していたが、紫外光は、可視光と波長域が異なるため、可視光に対応する長さのレクテナでは受光することができない。この第２の実施の形態の固体撮像装置２００は、紫外光の波長に対応する長さのレクテナをさらに配置した点において第１の実施の形態と異なる。
【００８６】
図１０は、本技術の第２の実施の形態における水平単位アレイ３０１および垂直単位アレイ３０２の拡大図の一例である。この第２の実施の形態の水平単位アレイ３０１は、Ｒレクテナ３１１を２個に増やし、２個のＵＶ（Ultra Violet）レクテナ３４１をさらに配置した点において第１の実施の形態と異なる。
【００８７】
ＵＶレクテナ３４１は、紫外光を受光するＵＶレクテナ回路内のレクテナである。実際には、ＵＶレクテナ回路において図４に例示したようにＵＶレクテナおよび画素信号生成部が配置されている。しかし、記載の便宜上、図１０では、画素信号生成部は省略されている。
【００８８】
紫外光の波長は、可視光より短い。このため、ＵＶレクテナ３４１の長さは、Ｂレクテナ３３１の長さに満たない。面積効率を高くするため、２個のＵＶレクテナ３４１は、Ｂレクテナ３３１の両側に配置され、Ｘ方向における中心点の位置は、他のレクテナと略同一である。なお、ＵＶレクテナ３４１は、特許請求の範囲に記載の第４の整流アンテナの一例である。
【００８９】
なお、垂直単位アレイ３０２の配列方法は、一対のロッドがＹ方向に沿って配列される点以外は、水平単位アレイ３０１と同様である。
【００９０】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、紫外光の波長に対応する長さのＵＶレクテナ３４１をさらに配置したため、紫外光をさらに受光することができる。
【００９１】
＜第３の実施の形態＞
上述の第２の実施の形態では、固体撮像装置２００は、可視光および紫外光をレクテナにより受光していたが、赤外光は、可視光や紫外光と波長域が異なるため、可視光および紫外光に対応する長さのレクテナでは受光することができない。この第２の実施の形態の固体撮像装置２００は、赤外光の波長に対応する長さのレクテナをさらに配置した点において第１の実施の形態と異なる。
【００９２】
図１１は、本技術の第３の実施の形態における水平単位アレイ３０１および垂直単位アレイ３０２の拡大図の一例である。この第３の実施の形態の水平単位アレイ３０１は、１個のＩＲレクテナ３５１をさらに配置した点において第１の実施の形態と異なる。
【００９３】
ＩＲレクテナ３５１は、赤外光を受光するＩＲレクテナ回路内のレクテナである。実際には、ＩＲレクテナ回路において図４に例示したようにＩＲレクテナおよび画素信号生成部が配置されている。しかし、記載の便宜上、図１１では、画素信号生成部は省略されている。
【００９４】
赤外光の波長は、可視光より長い。このため、ＩＲレクテナ３５１の長さは、Ｒレクテナ３１１の長さを超える。面積効率を高くするため、ＩＲレクテナ３５１は、２個のＲレクテナ３１１の間に配置され、Ｘ方向における中心点の位置は、他のレクテナと略同一である。なお、ＩＲレクテナ３５１は、特許請求の範囲に記載の第５の整流アンテナの一例である。
【００９５】
なお、垂直単位アレイ３０２の配列方法は、一対のロッドがＹ方向に沿って配列される点以外は、水平単位アレイ３０１と同様である。
【００９６】
また、ＵＶレクテナ３４１およびＩＲレクテナ３５１の両方を配置しているが、これらのうちＩＲレクテナ３５１のみを配置することもできる。また、赤外光、可視光や紫外光と波長域の異なる電磁波（マイクロ波など）の波長に対応する長さのレクテナをさらに配置することもできる。
【００９７】
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、赤外光の波長に対応する長さのＩＲレクテナ３５１をさらに配置したため、赤外光をさらに受光することができる。
【００９８】
＜第４の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、水平単位アレイ３０１および垂直単位アレイ３０２の両方の形状をひし形にして斜め方向に隙間なく配列していた。しかし、白色の光をさらに受光する場合には、フォトダイオードの配置が必要となり、そのための領域を確保することが困難となる。この第４の実施の形態の固体撮像装置２００は、単位アレイの面積を削減して、空き領域を設けた点において第１の実施の形態と異なる。
【００９９】
図１２は、本技術の第４の実施の形態におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。この第４の実施の形態のレクテナアレイ３００は、垂直単位アレイ３０２内のＧレクテナ３２１およびＢレクテナ３３１のそれぞれの個数が２個から１個に削減されている点において第１の実施の形態と異なる。垂直単位アレイ３０２において、Ｒレクテナ３１１の左側にＧレクテナ３２１が配置され、そのＧレクテナ３２１の左側にＢレクテナ３３１が配置される。また、Ｙ方向における、これらのレクテナの中心点の位置は、略同一である。この配列により、垂直単位アレイ３０２の形状は、三角形となり、その右側に三角形の空き領域３０５が生じる。
【０１００】
空き領域３０５には、例えば、Ｗ画素回路３６０が配置される。このＷ画素回路３６０は、白色の光を受光して画素信号を生成するものである。なお、Ｗ画素回路３６０は、特許請求の範囲に記載の画素回路の一例である。
【０１０１】
なお、空き領域３０５には、Ｗ画素回路３６０に加えて、Ｒレクテナ回路３１０などのレクテナ回路内のトランジスタをさらに配置することもできる。
【０１０２】
図１３は、本技術の第４の実施の形態におけるＷ画素回路３６０の一構成例を示す回路図である。このＷ画素回路３６０は、フォトダイオード３６１、転送トランジスタ３６２、リセットトランジスタ３６３、浮遊拡散層３６４、増幅トランジスタ３６５および選択トランジスタ３６６を備える。Ｗ画素回路３６０内の素子の接続構成は、Ｒレクテナ３１１の代わりにフォトダイオード３６１が配置される点以外は、Ｒレクテナ回路３１０と同様である。
【０１０３】
なお、垂直単位アレイ３０２の面積を削減しているが、図１４に例示するように、水平単位アレイ３０１の面積を削減することもできる。
【０１０４】
このように、本技術の第４の実施の形態によれば、垂直単位アレイ３０２の面積を削減して空き領域３０５にＷ画素回路３６０を配置したため、白色の光をさらに受光することができる。
【０１０５】
［第１の変形例］
上述の第４の実施の形態では、可視光をレクテナにより受光していたが、紫外光は、可視光と波長域が異なるため、可視光に対応する長さのレクテナでは受光することができない。この第４の実施の形態の第１の変形例における固体撮像装置２００は、紫外光の波長に対応する長さのレクテナをさらに配置した点において第４の実施の形態と異なる。
【０１０６】
図１５は、本技術の第４の実施の形態の第１の変形例におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。この第４の実施の形態の第１の変形例の水平単位アレイ３０１は、Ｒレクテナ３１１を２個に増やし、２個のＵＶレクテナ３４１をさらに配置した点において第４の実施の形態と異なる。また、垂直単位アレイ３０２には、１個のＵＶレクテナ３４１がさらに配置される。
【０１０７】
なお、図１６に例示するように、さらにＩＲレクテナ３５１を配置することもできる。また、ＵＶレクテナ３４１およびＩＲレクテナ３５１のうち、ＩＲレクテナ３５１のみを配置することもできる。また、垂直単位アレイ３０２の代わりに水平単位アレイ３０１の面積を削減することもできる。
【０１０８】
このように、本技術の第４の実施の形態の第１の変形例によれば、紫外光の波長に対応する長さのＵＶレクテナ３４１をさらに配置したため、紫外光をさらに受光することができる。
【０１０９】
［第２の変形例］
上述の第４の実施の形態では、垂直単位アレイ３０２の面積を削減して空き領域３０５を確保していたが、この空き領域３０５では面積が不足し、十分な面積のフォトダイオードを配置することができないおそれがある。この第４の実施の形態の第２の変形例における固体撮像装置２００は、垂直単位アレイ３０２に加えて水平単位アレイ３０１の面積も削減して、空き領域３０５の面積を拡大した点において第４の実施の形態と異なる。
【０１１０】
図１７は、本技術の第４の実施の形態の第２の変形例におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。この第４の実施の形態の第２の変形例の水平単位アレイ３０１は、垂直単位アレイ３０２に加えて水平単位アレイ３０１の面積をさらに削減した点において第４の実施の形態と異なる。これにより、空き領域３０５の面積は第４の実施の形態と比較して２倍になる。空き領域３０５には、画素回路３６０などが配置される。また、空き領域３０５の形状は左上を直角とする直角２等辺三角形である。なお、左下、右上や右下を直角とする直角２等辺三角形となるように配置することもできる。また、図１８に例示するように、空き領域３０５の形状を矩形にすることもできる。
【０１１１】
なお、第４の実施の形態の第２の変形例において、さらにＩＲレクテナ３５１を配置することもできる。また、ＵＶレクテナ３４１およびＩＲレクテナ３５１のうち、ＩＲレクテナ３５１のみを配置することもできる。
【０１１２】
このように、本技術の第４の実施の形態の第２の変形例によれば、垂直単位アレイ３０２および水平単位アレイ３０１の面積を削減したため、空き領域３０５の面積を拡大することができる。
【０１１３】
＜第５の実施の形態＞
上述の第１の実施の形態では、面積効率向上のため、Ｂレクテナ回路３３０の間にＧレクテナ回路３２０を配置し、Ｇレクテナ回路３２０の間にＲレクテナ回路３１０を配置していた。しかしながら、この配列は、ベイヤー配列などの一般的な固体撮像装置の画素配列と異なるため、デモザイク処理などの画像処理において、ベイヤー配列等に並べ替える処理が必要となってしまう。この第５の実施の形態の固体撮像装置２００は、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０をベイヤー配列により配列した点において第１の実施の形態と異なる。
【０１１４】
図１９は、本技術の第５の実施の形態におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。この第５の実施の形態のレクテナアレイ３００は、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０がベイヤー配列により配列される点において第１の実施の形態と異なる。このベイヤー配列では、レクテナアレイ３００は、それぞれが２行×２列の複数の単位ブロック３０６により分割される。単位ブロック３０６内の左下および右上にＧレクテナ回路３２０が配置され、残りにＲレクテナ回路３１０およびＢレクテナ回路３３０が配置される。
【０１１５】
このように、本技術の第５の実施の形態によれば、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０をベイヤー配列により配列したため、ベイヤー配列に並べ替える処理が不要となる。
【０１１６】
［第１の変形例］
上述の第５の実施の形態では、固体撮像装置２００は、赤色、緑色および青色の光を、波長に応じた長さのレクテナにより選択的に受光していたが、白色の光は、波長域が広いため、１つのレクテナにより受光することが困難である。この第５の実施の形態の第１の変形例における固体撮像装置２００は、フォトダイオードを用いるＷ画素回路３６０をさらに配置した点において第５の実施の形態と異なる。
【０１１７】
図２０は、本技術の第５の実施の形態の第１の変形例におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。この第５の実施の形態の第１の変形例のレクテナアレイ３００は、Ｗ画素回路３６０がさらに配置される点において第５の実施の形態と異なる。単位ブロック３０６において、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０およびＷ画素回路３６０は、１つずつ配置される。
【０１１８】
このように、本技術の第５の実施の形態の第１の変形例によれば、フォトダイオードを用いるＷ画素回路３６０を配置したため、白色の光をさらに受光することができる。
【０１１９】
［第２の変形例］
上述の第５の実施の形態の第１の変形例では、固体撮像装置２００は、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０、Ｂレクテナ回路３３０およびＷ画素回路３６０のそれぞれの個数を同一にしていた。この配置では、画像データの明るさが不足するおそれがある。この第５の実施の形態の第２の変形例における固体撮像装置２００は、Ｗ画素回路３６０の個数を２倍にした点において第５の実施の形態の第１の変形例と異なる。
【０１２０】
図２１は、本技術の第５の実施の形態の第２の変形例におけるレクテナアレイ３００の平面図の一例である。この第５の実施の形態の第２の変形例のレクテナアレイ３００は、Ｒレクテナ回路３１０、Ｇレクテナ回路３２０およびＢレクテナ回路３３０のそれぞれよりも多くのＷ画素回路３６０を配置した点において第５の実施の形態の第１の変形例と異なる。
【０１２１】
レクテナアレイ３００は、２行×２列の複数の単位ブロック３０６と、２行×２列の複数の単位ブロック３０７とに分割される。単位ブロック３０６内の左下および右上にＧレクテナ回路３２０が配置され、残りにＷ画素回路３６０が配置される。また、単位ブロック３０７内の左下および右上にＲレクテナ回路３１０およびＢレクテナ回路３３０が配置され、残りにＷ画素回路３６０が配置される。なお、単位ブロック３０６は、特許請求の範囲に記載の第１単位ブロックの一例であり、単位ブロック３０７は、特許請求の範囲に記載の第２単位ブロックの一例である。
【０１２２】
なお、図２２に例示するように、２行×２列の複数の単位ブロック３０６と、２行×２列の複数の単位ブロック３０７と、２行×２列の複数の単位ブロック３０８とに分割することもできる。単位ブロック３０６内の左下および右上にＷ画素回路３６０が配置され、残りにＢレクテナ回路３３０が配置される。また、単位ブロック３０７内の左下および右上にＷ画素回路３６０が配置され、残りにＧレクテナ回路３２０が配置される。単位ブロック３０８内の左下および右上にＷ画素回路３６０が配置され、残りにＲレクテナ回路３１０が配置される。なお、単位ブロック３０８は、特許請求の範囲に記載の第３単位ブロックの一例である。
【０１２３】
また、図２３に例示するように、２行×２列の複数の単位ブロック３０６に分割することもできる。単位ブロック３０６内の左下および右上にＷ画素回路３６０が配置され、残りにＲレクテナ回路３１０およびＢレクテナ回路３３０が配置される。
【０１２４】
このように、本技術の第５の実施の形態の第２の変形例によれば、Ｗ画素回路３６０の個数を２倍にしたため、画像データを明るさを増大させることができる。
【０１２５】
＜６．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。
【０１２６】
図２４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。
【０１２７】
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２４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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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２４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。
【０１３７】
図２５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
【０１３８】
図２５では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
【０１３９】
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。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。
【０１４０】
なお、図２５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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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の電子機器１００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、撮像部１２０３１を小型化することができる。
【０１４６】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１４７】
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって、限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【０１４８】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）第１の整流アンテナと、
前記第１の整流アンテナと形状の異なる第２の整流アンテナと
を具備するアレイアンテナ。
（２）前記第１および第２の整流アンテナは、所定平面に配列される
前記（１）記載のアレイアンテナ。
（３）前記第１および前記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナをさらに具備する
前記（１）または（２）に記載のアレイアンテナ。
（４）前記第１、第２および第３の整流アンテナと形状の異なる第４の整流アンテナをさらに具備する
前記（３）記載のアレイアンテナ。
（５）前記第１、第２、第３および第４の整流アンテナと形状の異なる第５の整流アンテナをさらに具備する
前記（４）記載のアレイアンテナ。
（６）前記アレイアンテナは、第１の単位アレイと第２の単位アレイとに分割され、
前記第１および第２の整流アンテナのそれぞれは、一対のロッドを備え、
前記第１および第２の整流アンテナは、前記第１および第２の単位アレイのそれぞれに配置され、
前記第１の単位アレイにおいて、前記一対のロッドは、所定方向に沿って配列され、
前記第２の単位アレイにおいて、前記一対のロッドは、前記所定方向に垂直な方向に配列される
前記（１）から（５）のいずれかに記載のアレイアンテナ。
（７）前記アレイアンテナは矩形であり、
前記所定方向は、前記アレイアンテナの一辺に平行な方向である
前記（６）記載のアレイアンテナ。
（８）前記アレイアンテナは矩形であり、
前記所定方向の前記アレイアンテナの一辺に対する角度は、４５度である
前記（６）記載のアレイアンテナ。
（９）前記第１および第２の単位アレイの少なくとも一方において、
前記第２の整流アンテナが少なくとも２個配置され、
前記第１の整流アンテナは、前記第２の整流アンテナのそれぞれより長く、前記第２の整流アンテナの間に配置される
前記（６）から（８）のいずれかに記載のアレイアンテナ。
（１０）前記第１および第２の単位アレイの一方の形状は、矩形であり、他方の形状は三角形である
前記（６）から（９）のいずれかに記載のアレイアンテナ。
（１１）前記第１および第２の単位アレイのそれぞれの形状は、三角形である
前記（６）から（９）のいずれかに記載のアレイアンテナ。
（１２）整流アンテナが配置されない空き領域がさらに設けられ、
前記空き領域の形状は、三角形である
前記（１１）記載のアレイアンテナ。
（１３）整流アンテナが配置されない空き領域がさらに設けられ、
前記空き領域の形状は、矩形である
前記（１１）記載のアレイアンテナ。
（１４）前記第１および前記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナをさらに具備し、
前記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、
前記第２の整流アンテナは、緑色の光を受光し、
前記第３の整流アンテナは、青色の光を受光し、
前記第１、第２および第３の整流アンテナは、ベイヤー配列により配列される
前記（１）に記載のアレイアンテナ。
（１５）前記第１および前記第２の整流アンテナと形状の異なる第３の整流アンテナと、
白色の光を受光する画素回路と
をさらに具備し、
前記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、
前記第２の整流アンテナは、緑色の光を受光し、
前記第３の整流アンテナは、青色の光を受光する
前記（１）記載のアレイアンテナ。
（１６）前記アレイアンテナは、複数の単位ブロックに分割され、
前記第１、第２および第３の整流アンテナと前記画素回路とは、複数の単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
前記（１５）記載のアレイアンテナ。
（１７）前記アレイアンテナは、複数の第１単位ブロックと複数の第２単位ブロックとに分割され、
前記第１および第３の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第１単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、
一対の前記第２の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第２単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
前記（１５）記載のアレイアンテナ。
（１８）前記アレイアンテナは、複数の第１単位ブロックと複数の第２単位ブロックと複数の第３単位ブロックとに分割され、
一対の前記第１の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第１単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、
一対の前記第２の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第２単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列され、
一対の前記第３の整流アンテナと、一対の前記画素回路とは、前記複数の第３単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
前記（１５）記載のアレイアンテナ。
（１９）白色の光を受光する画素回路をさらに具備し、
前記アレイアンテナは、複数の単位ブロックに分割され、
前記第１の整流アンテナは、赤色の光を受光し、
前記第２の整流アンテナは、青色の光を受光し、
前記第１および第２の整流アンテナと一対の前記画素回路とは、前記複数の単位ブロックのそれぞれに二次元格子状に配列される
前記（１）に記載のアレイアンテナ。
（２０）所定数の整流アンテナを配列したアレイアンテナを具備する固体撮像装置。
（２１）前記アレイアンテナには、複数の整流アンテナ回路が配列され、
前記複数の整流アンテナ回路のそれぞれは、
前記整流アンテナと、
画素信号生成部と
を備え、
前記画素信号生成部は、
電荷を蓄積して電荷量に応じた電圧を生成する浮遊拡散層と、
転送信号に従って前記整流アンテナから前記浮遊拡散層へ前記電荷を転送する転送トランジスタと、
リセット信号に従って前記浮遊拡散層の前記電荷量を初期化するリセットトランジスタと、
前記電圧を増幅する増幅トランジスタと、
選択信号に従って前記増幅された電圧の信号を画素信号として出力する選択トランジスタと
を備える前記（２０）記載の固体撮像装置。
（２２）複数の整流アンテナ回路を配列したアレイアンテナと、
前記複数の整流アンテナ回路のそれぞれにより生成された画素信号を処理する信号処理部と
を具備する電子機器。
【符号の説明】
【０１４９】
１００  電子機器
１１１  光学部
１１２  画像処理部
１１３  表示部
１１４  コーデック処理部
１１５  記憶部
１１６  出力部
１１７  通信部
１２０  操作部
１３０  制御部
１４０  ドライブ
１５０  リムーバブルメディア
２００  固体撮像装置
２１０  垂直走査部
２２０  タイミング制御部
２３０  ＡＤ変換部
２４０  信号処理部
３００  レクテナアレイ
３１０  Ｒレクテナ回路
３１１  Ｒレクテナ
３１２  ダイポールアンテナ
３１３  ショットキーダイオード
３１４  画素信号生成部
３１５、３６２  転送トランジスタ
３１６、３６３  リセットトランジスタ
３１７、３６４  浮遊拡散層
３１８、３６５  増幅トランジスタ
３１９、３６６  選択トランジスタ
３２０  Ｇレクテナ回路
３２１  Ｇレクテナ
３３０  Ｂレクテナ回路
３３１  Ｂレクテナ
３４１  ＵＶレクテナ
３５１  ＩＲレクテナ
３６０  Ｗ画素回路
３６１  フォトダイオード
４０１  メタル
４０２  二酸化シリコン層
４０３  容量
４０４  ポリシリコン基板
【図１】
2019193171.tif 000003
【図２】
2019193171.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019193171.tif 000006
【図５】
2019193171.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019193171.tif 000009
【図８】
2019193171.tif 000010
【図９】
2019193171.tif 000011
【図１０】
2019193171.tif 000012
【図１１】
2019193171.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2019193171.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2019193171.tif 000018
【図１７】
2019193171.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2019193171.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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