(57)【要約】【課題】１つの実施形態は、例えば、シェーディングの発生を抑制することに適した固体撮像装置を提供することを目的とする。【解決手段】１つの実施形態によれば、撮像領域を備えた固体撮像装置が提供される。撮像領域では、複数の画素が２次元的に配列されている。複数の画素は、第１の画素と第２の画素とを有する。第１の画素は、撮像領域の中心近傍に配されている。第２の画素は、第１の画素より撮像領域の中心から遠い位置に配されている。第１の画素は、第１のマイクロレンズを有する。第１のマイクロレンズは、平面視において円形状である。第２の画素は、第２のマイクロレンズを有する。第２のマイクロレンズは、平面視において楕円形状である。第２のマイクロレンズは、第１のマイクロレンズより面積が大きい。【選択図】図５
2015109314.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が２次元的に配列された撮像領域を備え、
前記複数の画素は、
前記撮像領域の中心近傍に配された第１の画素と、
前記第１の画素より前記撮像領域の中心から遠い位置に配された第２の画素と、
を有し、
前記第１の画素は、平面視において円形状である第１のマイクロレンズを有し、
前記第２の画素は、平面視において楕円形状であり前記第１のマイクロレンズより面積が大きい第２のマイクロレンズを有する
ことを特徴とする固体撮像装置。
【請求項２】
前記撮像領域は、矩形状であり、第１の辺及び前記第１の辺に隣接する第２の辺を有し、
前記第２の画素は、前記第２の辺に沿った方向において前記第１の画素より前記第１の辺に近い位置に配され、
前記第２のマイクロレンズは、前記第２の辺に沿った方向に延びた楕円形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置。
【請求項３】
前記複数の画素は、前記第１の画素及び前記第２の画素の間に位置する第３の画素をさらに有し、
前記第３の画素は、平面視において楕円形状であり前記第１のマイクロレンズより面積が大きく且つ前記第２のマイクロレンズより面積が小さい第３のマイクロレンズを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の固体撮像装置。
【請求項４】
前記複数の画素のうち前記撮像領域の中心から前記第２の辺に沿った方向に延びた直線上に位置する複数の画素では、前記撮像領域の中心から遠ざかるにつれてマイクロレンズの長径が大きくなっている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項５】
前記複数の画素は、前記第１の辺に沿った方向において前記第１の画素より前記第２の辺に近い位置に配された第４の画素をさらに有し、
前記第４の画素は、平面視において楕円形状であり前記第１のマイクロレンズより面積が大きい第４のマイクロレンズを有し、
前記第４のマイクロレンズは、前記第１の辺に沿った方向に延びた楕円形状である
ことを特徴とする請求項２から４のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【請求項６】
前記複数の画素のうち前記撮像領域の中心から前記第１の辺に沿った方向に延びた直線上に位置する複数の画素では、前記撮像領域の中心から遠ざかるにつれてマイクロレンズの長径が大きくなっている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の固体撮像装置。
【請求項７】
前記撮像領域は、前記第１の辺及び前記第２の辺が交差する第１の角をさらに有し、
前記複数の画素は、前記第１の画素より前記第１の角に近い位置に配された第５の画素をさらに有し、
前記第５の画素は、平面視において円形状であり前記第１のマイクロレンズより面積が大きい第５のマイクロレンズを有する
ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の固体撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、固体撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ等の撮像システムでは、撮影レンズの予定結像面に固体撮像装置が配置される。撮影レンズは、固体撮像装置の撮像領域（撮像面）に被写体の像を形成する。固体撮像装置は、被写体像に応じた画像信号を生成する。このとき、撮像領域における中心近傍の画素に比べて周辺の画素の受光光量が減衰すると、固体撮像装置で生成された画像信号において、撮像領域の中心近傍の画素信号に比べて撮像領域の周辺の画素信号の輝度（信号レベル）が減衰するシェーディングが発生する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６２４３８号公報
【特許文献２】特表２００９−５０６３８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
１つの実施形態は、例えば、シェーディングの発生を抑制することに適した固体撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの実施形態によれば、撮像領域を備えた固体撮像装置が提供される。撮像領域では、複数の画素が２次元的に配列されている。複数の画素は、第１の画素と第２の画素とを有する。第１の画素は、撮像領域の中心近傍に配されている。第２の画素は、第１の画素より撮像領域の中心から遠い位置に配されている。第１の画素は、第１のマイクロレンズを有する。第１のマイクロレンズは、平面視において円形状である。第２の画素は、第２のマイクロレンズを有する。第２のマイクロレンズは、平面視において楕円形状である。第２のマイクロレンズは、第１のマイクロレンズより面積が大きい。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態にかかる固体撮像装置を適用したカメラシステムの構成を示す図。
【図２】実施形態にかかる固体撮像装置を適用したカメラシステムの構成を示す図。
【図３】実施形態にかかる固体撮像装置の回路構成を示す図。
【図４】実施形態における主光線の入射角度を示す図。
【図５】実施形態における複数の画素の配列を示す図。
【図６】実施形態における撮像領域の中心からＸ方向に延びた直線上に位置する複数の画素を示す平面図。
【図７】実施形態における撮像領域の中心からＸ方向に延びた直線上に位置する複数の画素を示す断面図。
【図８】実施形態における撮像領域の中心からＹ方向に延びた直線上に位置する複数の画素を示す平面図。
【図９】実施形態における撮像領域の中心から斜め方向に延びた直線上に位置する複数の画素を示す平面図。
【図１０】実施形態による効果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる固体撮像装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００８】
（実施形態）
実施形態にかかる固体撮像装置について説明する。固体撮像装置は、例えば、図１及び図２に示す撮像システムに適用される。図１及び図２は、撮像システムの概略構成を示す図である。
【０００９】
撮像システム１は、例えば、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどであってもよいし、カメラモジュールが電子機器に適用されたもの（例えばカメラ付き携帯端末等）でもよい。撮像システム１は、図２に示すように、撮像部２及び後段処理部３を備える。撮像部２は、例えば、カメラモジュールである。撮像部２は、撮像光学系４及び固体撮像装置５を有する。後段処理部３は、ＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）６、記憶部７、及び表示部８を有する。
【００１０】
撮像光学系４は、撮影レンズ４７、ハーフミラー４３、メカシャッタ４６、レンズ４４、プリズム４５、及びファインダー４８を有する。撮影レンズ４７は、撮影レンズ４７ａ，４７ｂ、絞り（図示せず）、及びレンズ駆動機構４７ｃを有する。絞りは、撮影レンズ４７ａと撮影レンズ４７ｂとの間に配され、撮影レンズ４７ｂへ導かれる光量を調節する。なお、図１では、撮影レンズ４７が２枚の撮影レンズ４７ａ，４７ｂを有する場合が例示的に示されているが、撮影レンズ４７は多数枚の撮影レンズを有していてもよい。
【００１１】
固体撮像装置５は、撮影レンズ４７の予定結像面に配置されている。例えば、撮影レンズ４７は、入射した光を屈折させて、ハーフミラー４３及びメカシャッタ４６経由で固体撮像装置５の撮像面へ導き、固体撮像装置５の撮像面（撮像領域ＩＲ）に被写体の像を形成する。固体撮像装置５は、被写体像に応じた画像信号を生成する。
【００１２】
固体撮像装置５は、図３に示すように、イメージセンサ１０、及び信号処理回路１１を有する。図３は、固体撮像装置の回路構成を示す図である。イメージセンサ１０は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサであってもよいし、ＣＣＤイメージセンサであっても良い。イメージセンサ１０は、画素配列１２、垂直シフトレジスタ１３、タイミング制御部１５、相関二重サンプリング部（ＣＤＳ）１６、アナログデジタル変換部（ＡＤＣ）１７及びラインメモリ１８を有する。
【００１３】
画素配列１２は、固体撮像装置５における撮像領域ＩＲ（図５参照）に配される。撮像領域ＩＲは、例えば、矩形状である。画素配列１２では、複数の画素Ｐが２次元的に配列されている。各画素Ｐは、マイクロレンズＭＬ及び光電変換部ＰＤ（図７参照）を有する。マイクロレンズＭＬは、画素Ｐへ入射した光を光電変換部ＰＤの受光面に集める。光電変換部ＰＤは、例えばフォトダイオードであり、受光した光量に応じた画素信号を生成する。すなわち、画素配列１２は、各画素Ｐへの入射光量に応じた画像信号（アナログ信号）を生成する。生成された画像信号は、タイミング制御部１５及び垂直シフトレジスタ１３により画素ＰからＣＤＳ１６側へ読み出され、ＣＤＳ１６／ＡＤＣ１７を経て画像信号（デジタル信号）へ変換され、ラインメモリ１８経由で信号処理回路１１に出力される。信号処理回路１１では、画像信号に対して信号処理が行われて画像データが生成される。生成された画像データは、ＩＳＰ６に出力される。
【００１４】
図１に示すレンズ駆動機構４７ｃは、ＩＳＰ６（図２参照）による制御のもと、撮影レンズ４７ｂを光軸ＯＰに沿って駆動する。例えば、ＩＳＰ６は、ＡＦ（Ａｕｔｏ  Ｆｏｃｕｓ）機能に従って、焦点調節情報を求め、焦点調節情報に基づいて、レンズ駆動機構４７ｃを制御して、撮影レンズ４７ａ，４７ｂを合焦状態（ジャストフォーカス）に調節する。
【００１５】
次に、撮像領域ＩＲにおける各画素Ｐへの光（主光線）の入射角度について図４を用いて説明する。図４は、撮像領域ＩＲにおける各画素Ｐへの光（主光線）の入射角度を示す図である。
【００１６】
図４では、光軸ＯＰに沿った方向をＺ軸とし、撮像領域ＩＲの辺ＳＤ２（図５参照）に沿った方向をＸ軸とし、撮像領域ＩＲの辺ＳＤ１（図５参照）に沿った方向をＹ軸として示している。
【００１７】
被写体ＯＢで反射した光が撮影レンズ４７により屈折されることで、固体撮像装置５の撮像領域ＩＲ（撮像面）に被写体ＯＢの像が形成される。撮像領域ＩＲでは、複数の画素Ｐが２次元的に配列されており、それに対応して複数のマイクロレンズＭＬが２次元的に配列されている（図５参照）。このとき、光軸ＯＰと撮像領域ＩＲ（撮像面）との交点を撮像領域の中心ＣＰとすると、撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍に配された画素ＰのマイクロレンズＭＬに比べて、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠い位置に配された画素ＰのマイクロレンズＭＬへの光の入射角度が大きくなる。
【００１８】
例えば、図４では、画素Ｐ−１が、撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍に配されている。画素Ｐ−２は、画素Ｐ−１より撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠い位置に配されている。これに応じて、画素Ｐ−１のマイクロレンズＭＬ−１への光の入射角度θ１（≒０）に比べて、画素Ｐ−２のマイクロレンズＭＬ−２への光の入射角度θ２が大きくなっている。また、画素Ｐ−３は、画素Ｐ−１、画素Ｐ−２より撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠い位置に配されている。これに応じて、画素Ｐ−１，Ｐ−２のマイクロレンズＭＬ−１，ＭＬ−２への光の入射角度θ１，θ２に比べて、画素Ｐ−３のマイクロレンズＭＬ−３への光の入射角度θ３が大きくなっている。すなわち、撮像領域ＩＲに配列された複数の画素Ｐでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれて画素ＰのマイクロレンズＭＬへの光の入射角度が大きくなる。
【００１９】
このとき、仮に、図１０（ａ）に示す構成を考える。図１０（ａ）は、基本の形態における複数の画素の配列を示す図である。図１０（ｃ）では、図１０（ａ）の破線上に位置する複数の画素の画素位置と画素で生成される画素信号の信号レベル（輝度レベル）との関係を基本の形態として示している。
【００２０】
図１０（ａ）に示すように、撮像領域ＩＲにおいて複数のマイクロレンズＭＬが平面視において一様な面積で配されていると、撮像領域ＩＲでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれて、画素Ｐの光電変換部ＰＤに集められる光の量が少なくなる。これにより、図１０（ｃ）に基本の形態として示すように、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれて、画素Ｐの光電変換部ＰＤで生成される画素信号の輝度レベル（信号レベル）が大幅に（例えば、減衰幅ΔＢＬで）減衰する傾向にある。この結果、固体撮像装置５で生成された画像信号において、撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍の画素信号に比べて撮像領域ＩＲの周辺の画素信号の輝度が減衰するシェーディングが発生する可能性がある。
【００２１】
そこで、本実施形態では、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてのマイクロレンズＭＬの平面視における面積を増加させることで、シェーディングの発生を抑制させることを目指す。
【００２２】
具体的には、図５に示すように、撮像領域ＩＲが例えば矩形状である。撮像領域ＩＲは、辺ＳＤ１〜ＳＤ４及び角ＣＮ１〜ＣＮ４を有する。辺ＳＤ１及び辺ＳＤ２、辺ＳＤ２及び辺ＳＤ３、辺ＳＤ３及び辺ＳＤ４、辺ＳＤ４及び辺ＳＤ１は、それぞれ、互いに隣接している。角ＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３，ＣＮ４は、それぞれ、辺ＳＤ１及び辺ＳＤ２、辺ＳＤ２及び辺ＳＤ３、辺ＳＤ３及び辺ＳＤ４、辺ＳＤ４及び辺ＳＤ１が交差することで形成されている。
【００２３】
撮像領域ＩＲでは、図５、図６に示すように、直線ＳＬ１上に位置する複数の画素Ｐ−１，Ｐ−１ａ，・・・，Ｐ−２，Ｐ−２ａ，・・・，Ｐ−３，Ｐ−３ａでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてマイクロレンズＭＬの形状が円形状からＸ方向に延びた楕円形状になる。直線ＳＬ１は、撮像領域ＩＲの中心ＣＰからＸ方向に延びた直線である。図６は、直線ＳＬ１上に位置する複数の画素を示す平面図である。
【００２４】
例えば、直線ＳＬ１に位置する複数の画素Ｐ−１，Ｐ−１ａ，・・・，Ｐ−２，Ｐ−２ａ，・・・，Ｐ−３，Ｐ−３ａでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてマイクロレンズＭＬの面積が徐々に大きくなるとともに長径が徐々に大きくなっている。
【００２５】
図６に示すように、撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍に配された画素Ｐ−１は、光電変換部ＰＤ−１及びマイクロレンズＭＬ−１を有する。光電変換部ＰＤ−１の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−１は、光電変換部ＰＤ−１を含む。マイクロレンズＭＬ−１は、平面視において円形状である。例えば、光電変換部ＰＤ−１の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−１の光軸中心を光電変換部ＰＤ−１の重心に一致させることができる。
【００２６】
このとき、図７に示すように、画素Ｐ−１へ入射すべき光（主光線）は、入射角θ１≒０であり（図４参照）、光電変換部ＰＤ−１の受光面に略垂直な方向からマイクロレンズＭＬ−１に入射する。これにより、マイクロレンズＭＬ−１は、入射光を光電変換部ＰＤ−１の受光面に容易に集めることができる。なお、図７は、直線ＳＬ１上に位置する複数の画素を示す断面図である。
【００２７】
直線ＳＬ１上で画素Ｐ−１に隣接する画素Ｐ−１ａは、光電変換部ＰＤ−１ａ及びマイクロレンズＭＬ−１ａを有する。光電変換部ＰＤ−１ａの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−１ａは、光電変換部ＰＤ−１ａを含む。マイクロレンズＭＬ−１ａは、平面視においてほぼ円形状であるが、わずかに辺ＳＤ２に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−１ａは、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をわずかに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−１の直径をＤ−１とし、マイクロレンズＭＬ−１ａの長径をＤ−１ａとすると、次の数式１が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−１ａの短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−１ａ＞Ｄ−１・・・数式１
【００２８】
例えば、光電変換部ＰＤ−１ａの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−１ａの光軸中心を光電変換部ＰＤ−１ａの重心よりわずかに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。
【００２９】
このとき、図７に示すように、画素Ｐ−１ａへ入射すべき光（主光線）は、入射角θ１ａ（＞θ１）であり、光電変換部ＰＤ−１ａの受光面に略垂直な方向からわずかに傾いた角度でマイクロレンズＭＬ−１ａに入射する。数式１により、マイクロレンズＭＬ−１ａは、その光軸中心がわずかに中心ＣＰ側にシフトしているので、わずかに傾いて入射した入射光を光電変換部ＰＤ−１ａの受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−１ａは、マイクロレンズＭＬ−１より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００３０】
直線ＳＬ１上で画素Ｐ−１，Ｐ−１ａより中心ＣＰから遠い位置に配された画素Ｐ−２は、光電変換部ＰＤ−２及びマイクロレンズＭＬ−２を有する。光電変換部ＰＤ−２の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−２は、光電変換部ＰＤ−２を含む。マイクロレンズＭＬ−２は、平面視において辺ＳＤ２に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−２は、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−１ａよりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−２の長径をＤ−２とすると、次の数式２が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−２の短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−２＞Ｄ−１ａ・・・数式２
【００３１】
例えば、光電変換部ＰＤ−２の受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−１ａに比べて、マイクロレンズＭＬ−２の光軸中心を光電変換部ＰＤ−２の重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−１ａの光軸中心の光電変換部ＰＤ−１ａの重心からのシフト量をＳＦ１ａとし、マイクロレンズＭＬ−２の光軸中心の光電変換部ＰＤ−２の重心からのシフト量をＳＦ２とすると、次の数式３が成り立つ。
ＳＦ２＞ＳＦ１ａ・・・数式３
【００３２】
このとき、図７に示すように、画素Ｐ−２へ入射すべき光（主光線）は、入射角θ２（＞θ１ａ＞θ１）であり（図４参照）、光電変換部ＰＤ−２の受光面に略垂直な方向から傾いた角度でマイクロレンズＭＬ−２に入射する。数式３により、マイクロレンズＭＬ−２は、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−２の受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−２は、マイクロレンズＭＬ−１，ＭＬ−１ａより面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００３３】
直線ＳＬ１上で画素Ｐ−２に隣接する画素Ｐ−２ａは、光電変換部ＰＤ−２ａ及びマイクロレンズＭＬ−２ａを有する。光電変換部ＰＤ−２ａの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−２ａは、光電変換部ＰＤ−２ａを含む。マイクロレンズＭＬ−２ａは、平面視において辺ＳＤ２に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−２ａは、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−２よりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−２ａの長径をＤ−２ａとすると、次の数式４が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−２ａの短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−２ａ＞Ｄ−２・・・数式４
【００３４】
例えば、光電変換部ＰＤ−２ａの受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−２に比べて、マイクロレンズＭＬ−２ａの光軸中心を光電変換部ＰＤ−２ａの重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−２ａの光軸中心の光電変換部ＰＤ−２ａの重心からのシフト量をＳＦ２ａとすると、次の数式５が成り立つ。
ＳＦ２ａ＞ＳＦ２・・・数式５
【００３５】
このとき、図７に示すように、画素Ｐ−２ａへ入射すべき光（主光線）は、入射角θ２ａ（＞θ２）であり、光電変換部ＰＤ−２ａの受光面に略垂直な方向から傾いた角度でマイクロレンズＭＬ−２ａに入射する。数式５により、マイクロレンズＭＬ−２ａは、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−２ａの受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−２ａは、マイクロレンズＭＬ−１〜ＭＬ−２より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００３６】
直線ＳＬ１上で画素Ｐ−２，Ｐ−２ａより中心ＣＰから遠い位置に配された画素Ｐ−３は、光電変換部ＰＤ−３及びマイクロレンズＭＬ−３を有する。光電変換部ＰＤ−３の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−３は、光電変換部ＰＤ−３を含む。マイクロレンズＭＬ−３は、平面視において辺ＳＤ２に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−３は、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−２ａよりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−３の長径をＤ−３とすると、次の数式６が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−３の短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−３＞Ｄ−２ａ・・・数式６
【００３７】
例えば、光電変換部ＰＤ−３の受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−２ａに比べて、マイクロレンズＭＬ−３の光軸中心を光電変換部ＰＤ−３の重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−３の光軸中心の光電変換部ＰＤ−３の重心からのシフト量をＳＦ３とすると、次の数式７が成り立つ。
ＳＦ３＞ＳＦ２ａ・・・数式７
【００３８】
このとき、図７に示すように、画素Ｐ−３へ入射すべき光（主光線）は、入射角θ３（＞θ２ａ＞θ２）であり（図４参照）、光電変換部ＰＤ−３の受光面に略垂直な方向から傾いた角度でマイクロレンズＭＬ−３に入射する。数式７により、マイクロレンズＭＬ−３は、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−３の受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−３は、マイクロレンズＭＬ−１〜ＭＬ−２ａより面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００３９】
直線ＳＬ１上で画素Ｐ−３に隣接する画素Ｐ−３ａは、光電変換部ＰＤ−３ａ及びマイクロレンズＭＬ−３ａを有する。光電変換部ＰＤ−３ａの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−３ａは、光電変換部ＰＤ−３ａを含む。マイクロレンズＭＬ−３ａは、平面視において辺ＳＤ２に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−３ａは、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−３よりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−３ａの長径をＤ−３ａとすると、次の数式８が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−３ａの短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−３ａ＞Ｄ−３・・・数式８
【００４０】
例えば、光電変換部ＰＤ−３ａの受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−３に比べて、マイクロレンズＭＬ−３ａの光軸中心を光電変換部ＰＤ−３ａの重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−３ａの光軸中心の光電変換部ＰＤ−３ａの重心からのシフト量をＳＦ３ａとすると、次の数式９が成り立つ。
ＳＦ３ａ＞ＳＦ３・・・数式９
【００４１】
このとき、図７に示すように、画素Ｐ−３ａへ入射すべき光（主光線）は、入射角θ３ａ（＞θ３）であり、光電変換部ＰＤ−３ａの受光面に略垂直な方向から傾いた角度でマイクロレンズＭＬ−３ａに入射する。数式９により、マイクロレンズＭＬ−３ａは、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−３ａの受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−３ａは、マイクロレンズＭＬ−１〜ＭＬ−３より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００４２】
また、撮像領域ＩＲでは、図５、図８に示すように、直線ＳＬ２上に位置する複数の画素Ｐ−１，Ｐ−１ｂ，・・・，Ｐ−４，Ｐ−４ｂ，・・・，Ｐ−５，Ｐ−５ｂでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてマイクロレンズＭＬの形状が円形状からＹ方向に延びた楕円形状になる。直線ＳＬ２は、撮像領域ＩＲの中心ＣＰからＹ方向に延びた直線である。図８は、直線ＳＬ２上に位置する複数の画素を示す平面図である。
【００４３】
例えば、直線ＳＬ２に位置する複数の画素Ｐ−１，Ｐ−１ｂ，・・・，Ｐ−４，Ｐ−４ｂ，・・・，Ｐ−５，Ｐ−５ｂでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてマイクロレンズＭＬの面積が徐々に大きくなるとともに長径が徐々に大きくなっている。
【００４４】
直線ＳＬ２上で画素Ｐ−１に隣接する画素Ｐ−１ｂは、光電変換部ＰＤ−１ｂ及びマイクロレンズＭＬ−１ｂを有する。光電変換部ＰＤ−１ｂの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−１ｂは、光電変換部ＰＤ−１ｂを含む。マイクロレンズＭＬ−１ｂは、平面視においてほぼ円形状であるが、わずかに辺ＳＤ１に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−１ｂは、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をわずかに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−１の直径をＤ−１とし、マイクロレンズＭＬ−１ｂの長径をＤ−１ｂとすると、次の数式１０が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−１ｂの短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−１ｂ＞Ｄ−１・・・数式１０
【００４５】
例えば、光電変換部ＰＤ−１ａの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−１ｂの光軸中心を光電変換部ＰＤ−１ｂの重心よりわずかに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。これにより、マイクロレンズＭＬ−１ｂは、入射光を光電変換部ＰＤ−１ｂの受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−１ｂは、マイクロレンズＭＬ−１より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００４６】
直線ＳＬ２上で画素Ｐ−１，Ｐ−１ｂより中心ＣＰから遠い位置に配された画素Ｐ−４は、光電変換部ＰＤ−４及びマイクロレンズＭＬ−４を有する。光電変換部ＰＤ−４の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−４は、光電変換部ＰＤ−４を含む。マイクロレンズＭＬ−４は、平面視において辺ＳＤ１に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−４は、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−１ｂよりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−４の長径をＤ−４とすると、次の数式１１が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−４の短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−４＞Ｄ−１ｂ・・・数式１１
【００４７】
例えば、光電変換部ＰＤ−４の受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−１ｂに比べて、マイクロレンズＭＬ−４の光軸中心を光電変換部ＰＤ−４の重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−１ｂの光軸中心の光電変換部ＰＤ−１ｂの重心からのシフト量をＳＦ１ｂとし、マイクロレンズＭＬ−４の光軸中心の光電変換部ＰＤ−４の重心からのシフト量をＳＦ４とすると、次の数式１２が成り立つ。
ＳＦ４＞ＳＦ１ｂ・・・数式１２
【００４８】
数式１２により、マイクロレンズＭＬ−４は、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−４の受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−４は、マイクロレンズＭＬ−１，ＭＬ−１ｂより面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００４９】
直線ＳＬ２上で画素Ｐ−４に隣接する画素Ｐ−４ｂは、光電変換部ＰＤ−４ｂ及びマイクロレンズＭＬ−４ｂを有する。光電変換部ＰＤ−４ｂの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−４ｂは、光電変換部ＰＤ−４ｂを含む。マイクロレンズＭＬ−４ｂは、平面視において辺ＳＤ１に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−４ｂは、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−４よりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−４ｂの長径をＤ−４ｂとすると、次の数式１３が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−４ｂの短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−４ｂ＞Ｄ−４・・・数式１３
【００５０】
例えば、光電変換部ＰＤ−４ｂの受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−４に比べて、マイクロレンズＭＬ−４ｂの光軸中心を光電変換部ＰＤ−４ｂの重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−４ｂの光軸中心の光電変換部ＰＤ−４ｂの重心からのシフト量をＳＦ４ｂとすると、次の数式１４が成り立つ。
ＳＦ４ｂ＞ＳＦ４・・・数式１４
【００５１】
数式１４により、マイクロレンズＭＬ−４ｂは、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−４ｂの受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−４ｂは、マイクロレンズＭＬ−１〜ＭＬ−４より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００５２】
直線ＳＬ２上で画素Ｐ−４，Ｐ−４ｂより中心ＣＰから遠い位置に配された画素Ｐ−５は、光電変換部ＰＤ−５及びマイクロレンズＭＬ−５を有する。光電変換部ＰＤ−５の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−５は、光電変換部ＰＤ−５を含む。マイクロレンズＭＬ−５は、平面視において辺ＳＤ１に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−５は、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−４ｂよりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−５の長径をＤ−５とすると、次の数式１５が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−５の短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−５＞Ｄ−４ｂ・・・数式１５
【００５３】
例えば、光電変換部ＰＤ−５の受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−４ｂに比べて、マイクロレンズＭＬ−５の光軸中心を光電変換部ＰＤ−５の重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−５の光軸中心の光電変換部ＰＤ−５の重心からのシフト量をＳＦ５とすると、次の数式１６が成り立つ。
ＳＦ５＞ＳＦ４ｂ・・・数式１６
【００５４】
数式１６により、マイクロレンズＭＬ−５は、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−５の受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−５は、マイクロレンズＭＬ−１〜ＭＬ−４ｂより面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００５５】
直線ＳＬ２上で画素Ｐ−５に隣接する画素Ｐ−５ｂは、光電変換部ＰＤ−５ｂ及びマイクロレンズＭＬ−５ｂを有する。光電変換部ＰＤ−５ｂの受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−５ｂは、光電変換部ＰＤ−５ｂを含む。マイクロレンズＭＬ−５ｂは、平面視において辺ＳＤ１に沿って延びた楕円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−５ｂは、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−５よりさらに中心ＣＰ側に延ばした楕円形状である。マイクロレンズＭＬ−５ｂの長径をＤ−５ｂとすると、次の数式１７が成り立つ。なお、マイクロレンズＭＬ−５ｂの短径はマイクロレンズＭＬ−１の直径Ｄ−１に均等であってもよい。
Ｄ−５ｂ＞Ｄ−５・・・数式１７
【００５６】
例えば、光電変換部ＰＤ−５ｂの受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−５に比べて、マイクロレンズＭＬ−５ｂの光軸中心を光電変換部ＰＤ−５ｂの重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−５ｂの光軸中心の光電変換部ＰＤ−５ｂの重心からのシフト量をＳＦ５ｂとすると、次の数式１８が成り立つ。
ＳＦ５ｂ＞ＳＦ５・・・数式１８
【００５７】
数式１８により、マイクロレンズＭＬ−５ｂは、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−５ｂの受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−５ｂは、マイクロレンズＭＬ−１〜ＭＬ−５より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００５８】
また、撮像領域ＩＲでは、図５、図９に示すように、直線ＳＬ３上に位置する複数の画素Ｐ−１，・・・，Ｐ−６，・・・，Ｐ−７では、マイクロレンズＭＬの形状を円形状に保ちながら、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるとともにＸ方向及びＹ方向に延びた形状になる。直線ＳＬ３は、撮像領域ＩＲの中心ＣＰからＸ方向及びＹ方向に交差する方向（例えば、角ＣＮ１に向う方向）に延びた直線であって、Ｘ方向及びＹ方向の画素位置が均等な画素に沿って延びた直線である。図９は、直線ＳＬ３上に位置する複数の画素を示す平面図である。
【００５９】
例えば、直線ＳＬ３に位置する複数の画素Ｐ−１，・・・，Ｐ−６，・・・，Ｐ−７では、マイクロレンズＭＬの形状を円形状に保ちながら、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてマイクロレンズＭＬの面積が徐々に大きくなるとともに直径が徐々に大きくなっている。
【００６０】
直線ＳＬ３上で画素Ｐ−１より中心ＣＰから遠い位置に配された画素Ｐ−６は、光電変換部ＰＤ−６及びマイクロレンズＭＬ−６を有する。光電変換部ＰＤ−６の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−６は、光電変換部ＰＤ−６を含む。マイクロレンズＭＬ−６は、平面視において円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−６は、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をＸ方向及びＹ方向に延ばすことで中心ＣＰ側に延ばした円形状である。マイクロレンズＭＬ−６の直径をＤ−６とすると、次の数式１９が成り立つ。
Ｄ−６＞Ｄ−１・・・数式１９
【００６１】
例えば、光電変換部ＰＤ−６の受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−１に比べて、マイクロレンズＭＬ−６の光軸中心を光電変換部ＰＤ−６の重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−１の光軸中心の光電変換部ＰＤ−１の重心からのシフト量をＳＦ１とし、マイクロレンズＭＬ−６の光軸中心の光電変換部ＰＤ−６の重心からのシフト量をＳＦ６とすると、次の数式２０が成り立つ。
ＳＦ６＞ＳＦ１・・・数式２０
【００６２】
数式２０により、マイクロレンズＭＬ−６は、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−６の受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−６は、マイクロレンズＭＬ−１より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００６３】
直線ＳＬ３上で画素Ｐ−６より中心ＣＰから遠い位置に配された画素Ｐ−７は、光電変換部ＰＤ−７及びマイクロレンズＭＬ−７を有する。光電変換部ＰＤ−７の受光面に垂直な方向から透視した場合に、マイクロレンズＭＬ−７は、光電変換部ＰＤ−７を含む。マイクロレンズＭＬ−７は、平面視において円形状になっている。すなわち、マイクロレンズＭＬ−７は、マイクロレンズＭＬ−１の形状を基本として、マイクロレンズＭＬ−１の形状をマイクロレンズＭＬ−６よりさらにＸ方向及びＹ方向に延ばすことで中心ＣＰ側に延ばした円形状である。マイクロレンズＭＬ−７の直径をＤ−７とすると、次の数式２１が成り立つ。
Ｄ−７＞Ｄ−６・・・数式２１
【００６４】
例えば、光電変換部ＰＤ−７の受光面に垂直な方向から透視した場合に、画素Ｐ−６に比べて、マイクロレンズＭＬ−７の光軸中心を光電変換部ＰＤ−７の重心よりさらに中心ＣＰ側にシフトさせることができる。マイクロレンズＭＬ−７の光軸中心の光電変換部ＰＤ−７の重心からのシフト量をＳＦ７とすると、次の数式２２が成り立つ。
ＳＦ７＞ＳＦ６・・・数式２２
【００６５】
数式２２により、マイクロレンズＭＬ−７は、その光軸中心が中心ＣＰ側にシフトしているので、斜めに入射した入射光を光電変換部ＰＤ−７の受光面に容易に集めることができる。また、マイクロレンズＭＬ−７は、マイクロレンズＭＬ−１，ＭＬ−６より面積が大きいので、受光光量を容易に確保できる。
【００６６】
なお、複数の画素のうち直線ＳＬ３と直線ＳＬ１との間に配された複数の画素は、直線ＳＬ３から直線ＳＬ１に近づくに従って円形状から楕円形状になるとともに短径に対する長径の割合が徐々に大きくなっている。また、複数の画素のうち直線ＳＬ３と直線ＳＬ２との間に配された複数の画素は、直線ＳＬ３から直線ＳＬ２に近づくに従って円形状から楕円形状になるとともに短径に対する長径の割合が徐々に大きくなっている。これにより、平面視において複数のマイクロレンズのトータルの面積を大きく確保できる（図５、図１０（ｂ）参照）。
【００６７】
次に、実施形態による効果について図１０を用いて説明する。
【００６８】
実施形態では、撮像領域ＩＲにおいて複数のマイクロレンズＭＬが平面視において撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれて中心ＣＰ側へ延びるとともにより大きな面積で配されている。これにより、撮像領域ＩＲでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかっても画素Ｐの光電変換部ＰＤに集められる光の量の減衰を抑制できる。
【００６９】
すなわち、図１０（ｃ）に実施形態として示すように、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかっても、白抜きの矢印で示すように、画素Ｐの光電変換部ＰＤで生成される画素信号の輝度レベル（信号レベル）の減衰を抑制できる。例えば、中心ＣＰ近傍の画素Ｐの光電変換部ＰＤで生成される画素信号の輝度レベルに対する周辺の画素Ｐの光電変換部ＰＤで生成される画素信号の輝度レベルの減衰幅ΔＢＬ’は、基本の形態の減衰幅ΔＢＬに比べて大幅に低減できる。この結果、固体撮像装置５で生成された画像信号において、撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍の画素信号に比べて撮像領域ＩＲの周辺の画素信号の輝度が減衰するシェーディングの発生を抑制できる。
【００７０】
また、図１０（ｃ）に示すように、実施形態における撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍の画素で生成される画素信号の輝度レベルは、基本の形態における撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍の画素で生成される画素信号の輝度レベルと同等である。この結果、撮像領域ＩＲにおいて、中心ＣＰ近傍の画素で生成される画素信号の輝度レベルを維持でき、周辺の画素Ｐで生成される画素信号の輝度レベルを向上できるので、画像信号の平均的な輝度レベルを向上できる。
【００７１】
以上のように、実施形態では、固体撮像装置５において、撮像領域ＩＲの中心ＣＰ近傍に配された画素Ｐ−１が、平面視において円形状であるマイクロレンズＭＬ−１を有する。画素Ｐ−１より撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠い位置に配された画素Ｐ−３は、平面視において楕円形状でありマイクロレンズＭＬ−１より面積が大きいマイクロレンズＭＬ−３を有する。例えば、画素Ｐ−３は、撮像領域ＩＲの辺ＳＤ２に沿った方向において画素Ｐ−１より辺ＳＤ１に近い位置に配されている。マイクロレンズＭＬ−３は、撮像領域ＩＲの辺ＳＤ２に沿った方向に延びた楕円形状である。これにより、マイクロレンズＭＬ−１の光軸中心の光電変換部ＰＤ−１の重心からのシフト量に比べて、マイクロレンズＭＬ−３の光軸中心の光電変換部ＰＤ−３の重心からのシフト量を中心ＣＰ側へ大きなものとすることができるので、画素Ｐ−１に対する画素Ｐ−３の受光光量の減衰を抑制できる。また、マイクロレンズＭＬ−１の面積に比べてマイクロレンズＭＬ−３の面積が大きいので、この点からも、画素Ｐ−１に対する画素Ｐ−３の受光光量の減衰を抑制できる。この結果、画素Ｐ−１への光の入射角度と画素Ｐ−３への光の入射角度との差による受光光量の差を低減でき、画素Ｐ−３の受光光量を画素Ｐ−１の受光光量へ近づけることができる。このような画素Ｐ−１及び画素Ｐ−３の構造は、固体撮像装置５で得られる画像信号における平均的な輝度レベルを向上させながらシェーディングの発生を抑制することに適したものである。すなわち、実施形態によれば、画像信号における平均的な輝度レベルを向上させながらシェーディングの発生を抑制することに適した固体撮像装置５を提供できる。
【００７２】
また、実施形態では、固体撮像装置５において、画素Ｐ−１と画素Ｐ−３との間に位置する画素Ｐ−２は、平面視において楕円形状でありマイクロレンズＭＬ−１より面積が大きく且つマイクロレンズＭＬ−３より面積が小さいマイクロレンズＭＬ−２を有する。これにより、画素Ｐ−２の構造を、画素Ｐ−２への光の入射角度が画素Ｐ−１への光の入射角度と画素Ｐ−３への光の入射角度との間の値であることに応じたものとすることができる。この結果、画素Ｐ−１への光の入射角度と画素Ｐ−２への光の入射角度と画素Ｐ−３への光の入射角度との差による受光光量の差を互いに低減でき、画素Ｐ−２の受光光量を画素Ｐ−１の受光光量へ近づけることができる。
【００７３】
また、実施形態では、固体撮像装置５において、複数の画素のうち撮像領域ＩＲの中心ＣＰから辺ＳＤ２に沿った方向に延びた直線ＳＬ１上に位置する複数の画素Ｐ−１，Ｐ−１ａ，・・・，Ｐ−２，Ｐ−２ａ，・・・，Ｐ−３，Ｐ−３ａでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてマイクロレンズＭＬの形状が円形状から楕円形状になりマイクロレンズＭＬの面積が徐々に大きくなるとともに長径が徐々に大きくなっている。これにより、例えばＸ方向において、画素位置が撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかっても受光光量が減衰することを抑制でき、固体撮像装置５で得られる画像信号における平均的な輝度レベルを向上させながらシェーディングの発生を抑制できる。
【００７４】
また、実施形態では、固体撮像装置５において、複数の画素のうち撮像領域ＩＲの中心ＣＰから辺ＳＤ１に沿った方向に延びた直線ＳＬ２上に位置する複数の画素Ｐ−１，Ｐ−１ｂ，・・・，Ｐ−４，Ｐ−４ｂ，・・・，Ｐ−５，Ｐ−５ｂでは、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれてマイクロレンズＭＬの形状が円形状から楕円形状になりマイクロレンズＭＬの面積が徐々に大きくなるとともに長径が徐々に大きくなっている。これにより、例えばＹ方向において、画素位置が撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかっても受光光量が減衰することを抑制でき、固体撮像装置５で得られる画像信号における平均的な輝度レベルを向上させながらシェーディングの発生を抑制できる。
【００７５】
また、実施形態では、固体撮像装置５において、複数の画素のうち撮像領域ＩＲの中心ＣＰから角ＣＮ１に向う方向に延びた直線ＳＬ３上に位置する複数の画素Ｐ−１，・・・，Ｐ−６，・・・，Ｐ−７では、マイクロレンズＭＬの形状を円形状に保ちながら、撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかるにつれて（角ＣＮ１に近づくにつれて）マイクロレンズＭＬの面積が徐々に大きくなるとともに直径が徐々に大きくなっている。これにより、例えばＸ方向及びＹ方向に交差する方向において、画素位置が撮像領域ＩＲの中心ＣＰから遠ざかっても受光光量が減衰することを抑制でき、固体撮像装置５で得られる画像信号における平均的な輝度レベルを向上させながらシェーディングの発生を抑制できる。
【００７６】
また、実施形態では、固体撮像装置５において、複数の画素のうち直線ＳＬ３と直線ＳＬ１との間に配された複数の画素は、直線ＳＬ３から直線ＳＬ１に近づくに従って円形状から楕円形状になるとともに短径に対する長径の割合が徐々に大きくなっている。また、複数の画素のうち直線ＳＬ３と直線ＳＬ２との間に配された複数の画素は、直線ＳＬ３から直線ＳＬ２に近づくに従って円形状から楕円形状になるとともに短径に対する長径の割合が徐々に大きくなっている。これにより、複数の画素のそれぞれの構造をその画素位置に適したものとすることができ、平面における複数のマイクロレンズのトータルの面積を確保しながら、固体撮像装置５で得られる画像信号におけるシェーディングの発生を抑制できる。
【００７７】
なお、実施形態では、撮像領域ＩＲにおける中心ＣＰを基準として＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向にとった領域（第１象限の領域）について例示的に説明しているが、第２象限、第３象限、第４象限についても、第１象限を対称に折り返すことで構成できるため、説明を省略する。
【００７８】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７９】
１  撮像システム、５  固体撮像装置、ＩＲ  撮像領域。
【図１】
2015109314.tif 000003
【図２】
2015109314.tif 000004
【図３】
2015109314.tif 000005
【図４】
2015109314.tif 000006
【図５】
2015109314.tif 000007
【図６】
2015109314.tif 000008
【図７】
2015109314.tif 000009
【図８】
2015109314.tif 000010
【図９】
2015109314.tif 000011
【図１０】
2015109314.tif 000012