(57)【要約】【課題】  感度の低下を抑制しながら混色などの偽信号が抑制された撮像装置を提供する。【解決手段】  一態様は、複数の画素及び複数の排出用電極を有し、前記複数の画素の各々は、多層配線層を有する部材の上に配された第１電極と、前記第１電極の上に配された光電変換膜と、前記光電変換膜の上に配された第２電極と、前記第２電極の上で、平面視において前記第１電極と重なる位置に配されたマイクロレンズと、を有し、前記複数の画素のうち、隣り合う２つの画素が有するマイクロレンズの間には、前記平面視においてギャップがあり、前記排出用電極は、前記平面視において、前記ギャップと重なる位置に配されている撮像装置に関する。【選択図】  図２
2019114872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素及び複数の排出用電極を有し、
前記複数の画素の各々は、
多層配線層を有する部材の上に配された第１電極と、
前記第１電極の上に配された光電変換膜と、
前記光電変換膜の上に配された第２電極と、
前記第２電極の上で、平面視において前記第１電極と重なる位置に配されたマイクロレンズと、
を有し、
前記複数の画素のうち、隣り合う２つの画素が有するマイクロレンズの間には、前記平面視においてギャップがあり、
前記排出用電極は、前記部材と前記光電変換膜の間に配され、
前記排出用電極は、前記平面視において、前記ギャップと重なる位置に配されている撮像装置。
【請求項２】
前記排出用電極は、前記部材と前記光電変換膜の間に配されている請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１電極は、増幅トランジスタのゲートに接続され、
前記排出用電極は、第１電位の第１配線に直接接続される請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１電極は、増幅トランジスタのゲートに接続され、
前記排出用電極は、第１電位の第１配線に第１スイッチ素子を介して接続される請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記排出用電極は、前記第１電位とは異なる第２電位の第２配線に第２スイッチ素子を介して接続される請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記平面視において、前記第１電極は、前記ギャップと重なる位置には配されていない請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記平面視において、前記排出用電極は、前記マイクロレンズと重ならない位置に配される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記平面視において、前記第２電極は、前記マイクロレンズの一部と重なる位置に配される請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記平面視において、前記第１電極の形状は多角形である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記部材の上で、前記マイクロレンズと前記平面視において重なる位置に、更に第３電極を有する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記第１電極及び前記第３電極からの信号が測距用の信号または焦点検出用の信号である請求項１０に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記平面視において、前記第１電極及び前記第３電極の間に、更に第４電極を有する請求項１０または１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記第４電極からの信号が、画像形成用の信号である請求項１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記第１電極に印加される電圧の大きさを変えることができる前記第１電極はリセットトランジスタの一方の端子に接続され、
前記リセットトランジスタの他方の端子は第３配線に接続され、
前記第３配線の電位を変えることができる請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記第１電極はリセットトランジスタの一方の端子に接続され、
前記リセットトランジスタの他方の端子は第３配線に接続され、
前記第３配線の電位を変えることができる請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１６】
請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置からの信号を処理する処理部を有する撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置及び撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置として、光電変換膜を有する受光部を含む画素を備えた構成が知られている。特許文献１には、信号電荷を読み出す電極の一部が、マイクロレンズの下部に配される撮像装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−２０７５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光電変換膜を有する撮像装置において、隣り合う画素のマイクロレンズのギャップの領域に光が入射すると、光は集光されない。このため、隣接画素の光電変換膜に入射して偽信号となり、混色等を引き起こす可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一様態は、複数の画素及び複数の排出用電極を有し、前記複数の画素の各々は、多層配線層を有する部材の上に配された第１電極と、前記第１電極の上に配された光電変換膜と、前記光電変換膜の上に配された第２電極と、前記第２電極の上で、平面視において前記第１電極と重なる位置に配されたマイクロレンズと、を有し、前記複数の画素のうち、隣り合う２つの画素が有するマイクロレンズの間には、前記平面視においてギャップがあり、前記排出用電極は、前記平面視において、前記ギャップと重なる位置に配されている撮像装置に関する。
【発明の効果】
【０００６】
偽信号による混色等が抑制された撮像装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態を説明する図である。
【図２】実施形態を説明する図である。
【図３】実施形態を説明する図である。
【図４】実施形態を説明する図である。
【図５】実施形態を説明する図である。
【図６】実施形態を説明する図である。
【図７】実施形態を説明する図である。
【図８】実施形態を説明する図である。
【図９】実施形態を説明する図である。
【図１０】実施形態を説明する図である。
【図１１】実施形態を説明する図である。
【図１２】実施形態を説明する図である。
【図１３】実施形態を説明する図である。
【図１４】実施形態の撮像システムを説明する図である。
【図１５】実施形態の撮像システムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る撮像装置の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本明細書で特に図示または記載されない部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用する。また以下に説明する実施形態は、発明の一つの実施形態であって、これに限定されるものではない。
【０００９】
（実施の形態１）
（撮像装置の全体的構成）
図１は、本発明に係る測距画素および撮像画素を有する撮像装置１００のブロック図である。画素領域１２１と、垂直走査回路１２２と、２つの読み出し回路１２３と、２つの水平走査回路１２４と、２つの出力アンプ１２５を備えている例を示す。画素領域１２１以外の領域は周辺回路領域である。
【００１０】
画素領域１２１には、多数の測距画素と撮像画素が２次元状に配列されている。周辺回路領域には、読み出し回路１２３、例えば、列アンプ、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、加算回路等が設けられる。読み出し回路１２３は、垂直走査回路１２２によって選択された行の画素から垂直信号線を介して読み出された信号に対して増幅、加算等を行う。水平走査回路１２４は、読み出し回路１２３から画素信号に基づく信号を順番に読み出すための信号を生成する。出力アンプ１２５は、水平走査回路１２４によって選択された列の信号を増幅して出力する。
【００１１】
本実施の形態では、信号電荷として電子を用いる構成を例示するが、信号電荷として正孔を用いることも可能である。
【００１２】
（各画素の素子構成）
図２（Ａ）は、図１の画素領域１２１に配列された画素２００のうち、隣り合う画素２００及び電極２０２の断面模式図である。図２（Ａ）において、部材２１０は、基板２８０、多層配線層２８１、及び画素内読み出し回路等を有する。多層配線層２８１は、複数の層間絶縁層及び複数の配線層を有する。
【００１３】
基板２８０は、例えばシリコン基板であり、トランジスタ等の素子が形成されている。本実施形態において、各画素２００の画素内読み出し回路は、増幅トランジスタ２８８、リセットトランジスタ２８７、及び行選択トランジスタ４０１（図２（Ａ）では省略）を有する。
【００１４】
多層配線層２８１は、トランジスタの電極と、トランジスタとの電気的接続を取るためのコンタクトプラグ、ビアプラグ、及び配線と、それらを互いに絶縁するための層間絶縁層と、を含む。コンタクトプラグ、ビアプラグ、及び配線は、例えば、アルミニウム、銅、タングステン等を含む導電体を用いることができる。層間絶縁層は、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、またはこれらの積層を含む絶縁膜を用いることができる。
【００１５】
部材２１０の上には、下部電極となる電極２０１と、排出用の電極２０２が設けられている。電極２０１と電極２０２の上には、光電変換膜２２０が設けられ、光電変換膜２２０の上には上部電極となる対向電極２３０が設けられている。対向電極２３０の上には、カラーフィルタ２４１が設けられている。
【００１６】
カラーフィルタ２４１の上には、電極２０１に対応してマイクロレンズ２５０が設けられている。カラーフィルタ２４１とマイクロレンズ２５０の間には平坦化層を設けてもよい。マイクロレンズ２５０は、樹脂などの材料を用いて形成される。
【００１７】
図２（Ｂ）はマイクロレンズ２５０の上面図（ｘ―ｙ面）である。図２（Ｃ）は電極２０１、２０２の上面図（ｘ―ｙ面）であり、図２（Ｃ）ではマイクロレンズ２５０を破線で表している。図２（Ａ）の断面図は、図２（Ｂ）、図２（Ｃ）の一点鎖線Ｉ−Ｊに沿った面と対応している。
【００１８】
ここでは、カラーフィルタ２４１等、断面図で示した構成要素の一部を省略している。一点鎖線Ｉ−Ｊに沿った断面において、２つのマイクロレンズ２５０の間には、ギャップ２５１がある。
【００１９】
電極２０１と電極２０２は、薄膜電極であり、アルミニウムや銅など導電性部材から形成される。光電変換膜２２０は、入射光の光量に応じた電荷を発生する無機化合物または有機化合物の材料からなる光電変換膜である。電極２０１、電極２０２、及び対向電極２３０は、光電変換膜２２０に電圧を印加し、光電変換膜２２０に電界を生じさせるための電極である。対向電極２３０は光電変換膜２２０よりも光の入射面側に設けられているため、対向電極２３０は入射光に対して透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）等の導電性材料で構成される。
【００２０】
図２（Ｂ）に示すように、上面図において、マイクロレンズ２５０は対角方向の隣接画素との間にギャップ２５１を有する。具体的には、複数のマイクロレンズ２５０は、対角方向（一点鎖線Ｉ−Ｊに沿った方向）において、互いに離間していても良い（図３（Ｂ））。また、１層のマイクロレンズ層として、複数のマイクロレンズ２５０の間がつながっていても良い。ここで、ギャップ２５１とは、マイクロレンズ２５０のパワーを実質的に持たない領域（光電変換膜２２０への集光の機能を実質的に果たさない領域）である。
【００２１】
電極２０２は、部材２１０と光電変換膜２２０との間に配される。図２（Ｃ）に示すように、平面視において、電極２０１はマイクロレンズ２５０と重なる位置に配され、電極２０２はギャップ２５１の下（重なる位置）に配されている。
【００２２】
光電変換膜２２０の領域で発生した電荷のうち、電極２０２の上で発生した電荷は、電極２０２から排出することができる。光電変換膜２２０の領域で発生した電荷のうち、電極２０１の上で発生した電荷は、電極２０１から出力することができる。電極２０１から得られる出力（信号）に基づいて、撮像画像を取得することができる。すなわち、電極２０１からの信号は、画像形成用の信号とすることができる。
【００２３】
ギャップ２５１から入射する光はマイクロレンズ２５０によってほとんど曲げられずに、電極２０２上付近の光電変換膜２２０に入射される。ここで、ギャップ２５１から入射した光は、マイクロレンズ２５０により集光されないため、対応する画素ではない画素の光電変換膜２２０に入射し、光電変換されることがある。このようにして生成された電荷は、本来の画素と異なる画素において信号として出力されるため、偽信号となり、例えば、混色等の原因となる。
【００２４】
一方、本実施の形態では、マイクロレンズ２５０のギャップ２５１の下に、排出用の電極２２０が配されている。よって、ギャップ２５１から入射した光に基づき、光電変換膜２２０の、ギャップ２５１と重なる部分で光電変換された電荷は、電極２０２から排出することができる。よって、混色等を抑制することができる。
【００２５】
また、混色抑制のため、隣接画素間の全体にわたって、格子状に排出用の電極を有する構成とすることもできる。しかし、この場合、信号検出用の電極２０１が画素２００内の中央のみに配される構成となり、斜入射の感度が悪化してしまう。一方、本実施の形態のように、マイクロレンズ２５０のギャップ２５１に配する構成とすることによって、斜入射の感度の悪化を抑制することができる。
【００２６】
よって、排出用の電極２０２は、平面視においてギャップ２５１と重なり、マイクロレンズ２５０と重ならない位置に配することができる。しかし、本実施の形態の撮像装置はこの構成に限定されず、排出用の電極２０２の一部が、マイクロレンズ２５０と重なっていても良い。この場合でも、後述するように、例えば、電極２０２及び対向電極２３０に印加する電圧を調整することで、光電変換膜２２０における、画像形成用の信号として信号を取り出す領域と、電極２０２より偽信号として信号を排出する領域を制御することができる。
【００２７】
また、混色を抑制するため、排出用の電極を遮光性を有する電極とし、光電変換膜２２０に対して上部（光入射側）に配することもできる。しかし、この場合、排出用の電極２０２が一部でも平面視においてマイクロレンズ２５０と重なる位置に配された場合、感度低下の要因となる。一方、本実施の形態では、電極２０１及び電極２０２が、光電変換膜２２０に対して下部（基板側）にあるため、感度の低下を抑制することができる。
【００２８】
更に、隣接画素間の混色を抑制するため、隣接画素２００間でのマイクロレンズ２５０の間のギャップ２５１をなくすギャップレスマイクロレンズとすることが考えられる。しかし、感度向上のためマイクロレンズ２５０の高さを高くしパワーを強くする（曲率半径を小さくする）と、特に対角方向の隣接画素との間にギャップが発生しやすくなり、ギャップレスマイクロレンズとすることが難しくなる。よって、本実施形態の構成を用いることにより、感度の向上を図りつつ、混色を抑制することができる。
【００２９】
次に、図３（Ａ）を用いて本実施形態の撮像装置の１つの画素２００及び排出用の電極２０２の等価回路を説明する。画素２００は、電極２０１、光電変換膜２２０、対向電極２３０、及び画素内読み出し部を有する。画素内読み出し部は、リセットトランジスタ２８７、増幅トランジスタ２８８、及び行選択トランジスタ４０１を含む。行選択トランジスタ４０１を有さない構成としてもよい。また、電極２０１と増幅トランジスタ２８８との間に転送トランジスタを設ける、電極２０１と増幅トランジスタ２８８のゲートの間に容量を設ける等、任意の構成を追加することが出来る。行選択トランジスタ４０１は信号線４０２に接続され、信号線４０２は図１の読み出し回路１２３に接続される。増幅トランジスタ２８８は、信号線４０２上に配された電流源（本実施形態では定電流源）とソースフォロワ回路を構成する。
【００３０】
リセットトランジスタ２８７のゲートには制御信号ＰＲＥＳが入力され、リセットトランジスタの一方の端子は電極２０１に、他方の端子は配線ＶＲＥＳに接続される。増幅トランジスタ２８８のゲートは、電極２０１及びリセットトランジスタ２８７の一方の端子に接続される。増幅トランジスタの一方の端子は、配線ＳＶＤＤに接続され、他方の端子は行選択トランジスタ４０１の一方の端子に接続される。
【００３１】
行選択トランジスタ４０１のゲートには、制御信号ＰＳＥＬが入力され、行選択トランジスタ４０１の他方の端子は信号線ＳＩＧに接続される。対向電極２３０は、配線Ｖｔｏｐに接続される。排出用の電極２０２は、図２（Ａ）の断面では省略しているが、配線Ｌ１に接続されている。
【００３２】
図２（Ａ）〜（Ｃ）、図３（Ａ）及び（Ｂ）の構成では、平面視において、電極２０２はギャップ２５１に対して小さい構成としたが、図４（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、電極２０２が、ギャップ２５１に対して大きい構成としても良い。電極２０２を大きくすることによって、ギャップ２５１から広がって入射した光が変換された電荷を、電極２０２から効率良く排出することができる。よって、混色を更に抑制することができる。
【００３３】
また、図２乃至図４に示す撮像装置は、平面視において、ギャップ２５１の下に電極２０１を有さない。すなわち、電極２０１がギャップ２５１と重ならない。これにより、ギャップ２５１から入射した光で発生した電荷が電極２０１に入り混色となることを抑制することができる。
【００３４】
電極２０１及び電極２０２の形状は、図２乃至図４の形状に限らない。例えば、図５（Ａ）のように円形、図５（Ｂ）のように円の一部を削った形状、図５（Ｃ）のように四角形や六角形等、その他の多角形の形状であってもよい。また電極２０１及び電極２０２は、それらの組み合わせで構成しても良い。
【００３５】
また、図３（Ａ）では、排出用の電極２０２が、配線Ｌ１に直接接続される例を示したが、図６に示すように、スイッチ素子４０２を介して配線Ｌ１に接続されていても良い。スイッチ素子４０２を設けることで、電極２０２からの排出量が調整可能となり、感度を調整することができる。
【００３６】
図７では、電極２０１及び電極２０２に印加する電圧を変えることによって、光電変換膜２２０で発生する電荷を収集する電荷収集領域２６０及び２６１を変えることを説明する。ここでは、電極２０１により電荷が収集される領域が電荷収集領域２６０、電極２０２により電荷が収集される領域が電荷収集領域２６１である。
【００３７】
図７（Ａ）は電荷収集領域２６０を広げた場合を示し、図７（Ｂ）は電荷収集領域２６０を狭めた場合を示す。撮像信号を取得する電極２０１の電圧を変えることで、感度を変えることができる。また、斜入射に対する感度も変えることができる。例えば、リセットトランジスタ２８７の他端が接続される配線ＶＲＥＳの電圧を変更することで、電極２０１の電圧を変更することができる。電極２０１と対向電極２３０の電位差を大きくすることで、電荷収集領域２６０を大きくすることができる。
【００３８】
図７（Ｃ）は電荷収集領域２６１を広げた場合を示し、図７（Ｄ）は電荷収集領域２６１を狭めた場合を示す。電荷を排出する電極２０２の電圧を変えることで、マイクロレンズ２５０のギャップ２５１に入射した光に対して、排出する電荷の領域を調整することができる。電極２０２と対向電極２３０の電位差を大きくすることで、電荷収集領域２６１を大きくすることができる。
【００３９】
図８に、電極２０２に印加する電圧を変更できる構成の例を示す。図３（Ａ）と同様の構成については、説明を省略する。電極２０２は、スイッチ素子４０２を介して、電位Ｖ１を供給する配線Ｌ１に接続されている。また、電極２０２は、スイッチ素子４０３を介して、電位Ｖ１より高い電位Ｖ２を供給する配線Ｌ２に接続されている。このような構成とすることで、スイッチ素子４０２及び４０３を制御することにより、電極２０２に印加する電圧を変更することができる。
【００４０】
電荷収集領域２６０及び電荷収集領域２６１は、例えば、光電変換膜２２０において、画素２００の中央から周辺に従って、徐々に大きさを変えても良い。
【００４１】
本実施の形態の構成とすることにより、感度を有しながら混色を抑制する。
【００４２】
（実施の形態２）
図９（Ａ）〜（Ｃ）及び図１０を用いて本実施の形態について説明する。図９（Ｂ）はマイクロレンズ２５０の上面図（ｘ―ｙ面）である。図９（Ｃ）は電極２０１及び電極２０２の上面図（ｘ―ｙ面）であり、図９（Ｃ）ではマイクロレンズ２５０を破線で表している。図９（Ａ）の断面図は、図９（Ｂ）及び図９（Ｃ）の一点鎖線Ｉ−Ｊに沿った面と対応している。
【００４３】
本実施の形態の画素３００は、実施の形態１の画素２００に対して、電極２０１を電極２０３と電極２０４の２つに分割している点で異なる。電極２０１を電極２０３及び電極２０４に分割することにより、図８のｘ方向において、位相差検出をすることが可能となる。これにより、焦点検出や測距を行うことができる。電極２０３及び電極２０４からの信号を、焦点検出用の信号、または測距用の信号として用いることができる。
【００４４】
図９（Ａ）において、画素３００と、被写体３３０と、撮像レンズの射出瞳４２０の関係について説明する。図９（Ｂ）は射出瞳４２０の平面図（ｘｙ面）である。図中、ｘ方向を瞳分割方向とし、分割された射出瞳４２０のそれぞれの領域を瞳領域４２１及び瞳領域４２２とする。射出瞳４２０と光電変換膜２２０は、マイクロレンズ２５０を介して共役関係にある。
【００４５】
瞳領域４２１を通過した光は、光電変換膜２２０のうち、電極２０３の上に位置する部分で電荷を発生させる。また、瞳領域４２２を通過した光は、光電変換膜２２０のうち、電極２０３の上に位置する部分で電荷を発生させる。電極２０３によって捕集される信号電荷と、電極２０４によって捕集される信号電荷から２つの視差画像を取得することができ、位相差による焦点検出を行うことが可能となる。また、測距を行うことができる。
【００４６】
図９において、電極２０３及び電極２０４に対して排出用の電極２０２は対角方向に配され、ｘ方向には配されていない。よって、ｘ方向に広く光を取り込むことができ、焦点検出する角度範囲を広げることができる。また、マイクロレンズ２５０のギャップ２５１から入射する光による電荷は電極２０２から排出されるため、焦点検出性能、測距性能を悪化させる偽信号を除くことができる。
【００４７】
また、他の電荷を読み出す方法として、電極２０４と電極２０２から電荷を排出し電極２０３から電荷を読み出す。次に、再度電荷の蓄積後、電極２０３と電極２０２から電荷を排出し電極２０４から電荷を読み出す、という構成としても良い。光電変換膜２２０において、ギャップ２５１と平面視で重なる領域で発生する電荷を更に排出し、焦点検出性能、測距性能を向上することができる。
【００４８】
電極２０３及び電極２０４は、図９に限られず、図１１（Ａ）のように縦方向に分割されていても良い。縦方向に分割することで、図１１（Ａ）のｙ方向において、焦点検出することが可能となる。また、図１１（Ｂ）のように斜め方向に分割されていてもよい。斜めに分割した構成とすることで、斜め方向にも焦点検出することができ、またｘ方向とｙ方向を同時に焦点検出することも可能である。
【００４９】
更に、電極２０３及び電極２０４の形状は、例えば図５の電極２０１を２つに分割した形状でもよい。また、実施の形態１の図７及び８で説明したように、電極２０３と電極２０４に印加する電圧を変えることにより、電荷収集領域を変えることもできる。例えば、画素領域の中心から周辺にいくに従って、電極２０３と電極２０４に印加する電圧を徐々に変えることができる。これにより、電極２０３と電極２０４の電荷収集領域の境界の位置を変え、撮像レンズの入射角に対し所望の焦点検出が可能となる。
【００５０】
（実施の形態３）
図１２（Ａ）〜（Ｃ）及び図１３（Ａ）及び（Ｂ）を用いて本実施の形態について説明する。図１２（Ｂ）はマイクロレンズ２５０の上面図（ｘ―ｙ面）である。図１２（Ｃ）は電極２０１及び電極２０２の上面図（ｘ―ｙ面）であり、図１２（Ｃ）ではマイクロレンズ２５０を破線で表している。図１２（Ａ）の断面図は、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｃ）の一点鎖線Ｉ−Ｊに沿った面と対応している。
【００５１】
本実施の形態の画素４００は、実施の形態１の画素２００に対して、電極２０１を電極２０３と電極２０４と電極２０７の３つに分割した構成である。電極２０３及び電極２０４との間を、実施の形態２と比べて、より離す構成となり、図１０で説明した瞳領域４２１と瞳領域４２２が離れ、視差が大きくなるため焦点検出の性能が向上する。また、電極２０７のみ読み出すと、ｘ方向に絞られた光を取り込むことになり、実施の形態１、２に対してｘ方向において被写界深度が深い撮像画像を取得することができる。電極２０７のみから電荷を読み出す場合、電極２０３、電極２０４、及び電極２０２から電荷を排出しても良い。
【００５２】
また、電極２０３、電極２０４、及び電極２０７を別々に読み出し、それぞれの視差の画像として利用することもできる。また、電極２０３、電極２０４、及び電極２０７を同時に読み出し、合成した撮像画素の信号とすることもできる。
【００５３】
電極２０３、電極２０４、及び電極２０７の形状は、図１２に限ったものではなく、図１３（Ａ）のように、電極２０７をｙ方向において短くした形状としても良い。図１３（Ａ）の電極２０７のみの信号を読み出すとき、ｘ方向とｙ方向において絞られた光を取り込むことになるため、被写界深度が更に深い撮像画像を取得することができる。
【００５４】
図１３（Ｂ）のように、電極２０３、電極２０４、及び電極２０７をｙ方向において複数に分割した形状としても良い。図１２のｘ方向だけでなく、ｙ方向においても焦点検出をすることが可能となる。また電極２０３、電極２０４、及び電極２０７のそれぞれの電極の一部を読み出し、一部の電極を排出用電極としても良い。
【００５５】
（実施の形態４）
（撮像システムの実施形態〉
本実施形態は、上記実施形態で説明した測距画素および撮像画素を含む撮像装置を用いた、撮像システムの実施形態である。撮像システムとしては、例えば車載カメラがある。
【００５６】
図１４は、撮像システム１の構成を示している。撮像システム１は、撮像装置１００、処理部２１、表示部１８、操作スイッチ１０、及び記録媒体２０を有する。処理部２１は、例えば、レンズ制御部１２、撮像装置制御部１６、画像処理部１７、及び絞りシャッタ制御部１４を有する。処理部２１は、撮像装置１００からの信号を処理する。
【００５７】
撮像システム１には、撮像光学系１１である撮像レンズが装着される。撮像光学系１１は、レンズ制御部１２によって焦点位置を制御する。絞り１３は、絞りシャッタ制御部１４と接続され、絞りの開口径を変化させて光量調節を行う。
【００５８】
撮像光学系１１の像空間には、撮像光学系１１により結像された被写体像を取得するために撮像装置１００の撮像面が配置される。ＣＰＵ１５はコントローラであり、カメラの種々の動作の制御を司る。ＣＰＵ１５は、演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータおよび通信インターフェイス回路等を有する。ＣＰＵ１５は、ＲＯＭに記憶されたコンピュータプログラムに従ってカメラ内の各部の動作を制御し、被写体との距離測定、撮影光学系の焦点状態の検出（焦点検出）を含むＡＦ、撮像、画像処理および記録等の一連の撮影動作を実行させる。
【００５９】
ＣＰＵ１５は、信号処理手段に相当する。撮像装置制御部１６は、撮像装置１００の動作を制御するとともに、撮像装置１００から出力された画素信号（撮像信号）をＣＰＵ１５に送信する。画像処理部１７は、撮像信号に対してγ変換やカラー補間等の画像処理を行って画像信号を生成する。画像信号は液晶表示装置（ＬＣＤ）等の表示部１８に出力される。操作スイッチ１９によってＣＰＵ１５が操作され、着脱可能な記録媒体２０に撮影済み画像が記録される。
【００６０】
（車載撮像システムの実施形態）
図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、車戴カメラに関する撮像システムの一例を示したものである。撮像システム２０００は、本発明に係る測距画素および撮像画素を有している。撮像システム２０００は、撮像装置２０１０により取得された複数の画像データに対し、画像処理を行う画像処理部２０３０を有する。また、撮像システム２０００により取得された複数の画像データから視差（視差画像の位相差）の算出を行う視差算出部２０４０を有する。撮像装置２０１０としては、先述の実施の形態で説明した撮像装置を用いることができる。
【００６１】
また、撮像システム２０００は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部２０５０と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部２０６０と、を有する。ここで、視差算出部２０４０や距離計測部２０５０は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。衝突判定部２０６０はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。
【００６２】
距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよい。また、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）等によって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。
【００６３】
撮像システム２０００は、車両情報取得装置２３１０と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、撮像システム２０００は、衝突判定部２０５０での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ＥＣＵ２４１０が接続されている。すなわち、制御ＥＣＵ２４１０は、距離情報に基づいて移動体を制御する移動体制御手段の一例である。また、撮像システム２０００は、衝突判定部２０５０での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置２４２０とも接続されている。例えば、衝突判定部２０５０の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ２４１０はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置２４２０は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。
【００６４】
本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を撮像システム２０００で撮像する。図１４（ｂ）に、車両前方（撮像範囲２５１０）を撮像する場合の撮像システム２０００を示した。車両情報取得装置２３１０は、撮像システム２０００を動作させ撮像を実行させるように指示を送る。上述の第１乃至第３実施形態の撮像装置１００を撮像装置２０１０として用いることにより、本実施形態の撮像システム２０００は、測距の精度をより向上させることができる。
【００６５】
以上の説明では、他の車両と衝突しないように制御する例を述べたが、他の車両に追従して自動運転する制御、車線からはみ出さないように自動運転する制御等にも適用可能である。更に、撮像システムは、自動車等の車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００６６】
２１０  部材
２０１  電極
２０２  電極
２２０  光電変換膜
２３０  対向電極
２５０  マイクロレンズ
【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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