(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズからの入射光を無駄なく受光可能な構成とし、これによって小型かつ低消費電力の撮像素子を提供する。【解決手段】基板１１と、基板上に配置された、受光した光を電気信号に変換して出力する画素１２と、を備え、レンズからの入射光を過不足なく受光可能な領域に配置されている撮像素子１である。画素は、基板上に円形状または楕円形状に配置され、基板上には画素のみが形成されている。【選択図】図２
2017063393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に配置された、受光した光を電気信号に変換して出力する画素と、を備え、
前記画素は、レンズからの入射光を過不足なく受光可能な領域に配置されている
撮像素子。
【請求項２】
前記画素は、前記基板上に円形状または楕円形状に配置され、
前記基板上には前記画素のみが形成されている
請求項１に記載の撮像素子。
【請求項３】
前記基板の中央部に配置された画素は、前記基板の外周部に配置された画素よりもそのサイズが大きい
請求項１または請求項２に記載の撮像素子。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の撮像素子を含むカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、カメラ用の撮像素子、及び撮像素子を備えるカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カメラなどの装置には、複数の画素が形成された撮像素子が含まれる。これらの撮像素子は、基板上に複数の画素が格子状に配列されて形成されており、個々の画素が受光した光を電気信号に変換して出力する。ところで、近年、ウェブカメラなどにおいて、１回の撮影で周囲３６０度の撮影が可能な全天球型カメラやレンズ、及び全周囲の撮影が可能なカメラやレンズが開発されている。さらに、所謂ヘッドマウントディスプレイなど、ユーザの視野全体に画像を表示する装置などがある。
【０００３】
一方で、従来の撮像素子は、矩形状（四角形状）の基板上の略全面に画素を配列させて配置する構成となっていた。特許文献１には、四角形状の固体撮像素子において、円形または八角形の撮像領域で受光するような構成のものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−５０７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の構成の撮像素子では、画素が矩形状（四角形状）に配置されており、例えば全天球カメラなどに採用する場合には、光が照射されないため受光素子として機能せず、無駄になる画素が存在していた。また、特許文献１には、円形状または八角形状に画素が配列されているものの、解像度を向上させることを目的としており、光が照射される領域に効率的に画素を配置することについては考慮されていなかった。このように、特許文献１に記載の構成を含む従来の構成の撮像素子では、撮像素子として機能しない画素が含まれているため、余計な電力を消費してしまう場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。
【０００７】
本発明の一の手段は、
基板（１１）と、
前記基板上に配置された、受光した光を電気信号に変換して出力する画素（１２）と、を備え、
前記画素は、レンズからの入射光を過不足なく受光可能な領域に配置されている
撮像素子である。
【０００８】
上記構成の撮像素子によれば、レンズからの入射光を無駄なく受光可能な構成となり、これによって小型かつ低消費電力の構成とすることができる。
【０００９】
上記撮像素子において、好ましくは、
前記画素は、前記基板上に円形状または楕円形状に配置され、
前記基板上には前記画素のみが形成されている。
【００１０】
上記構成の撮像素子によれば、円形状または楕円形状のレンズからの入射光を無駄なく受光可能な構成とすることが可能となる。
【００１１】
上記撮像素子において、好ましくは、
前記基板の中央部に配置された画素は、前記基板の外周部に配置された画素よりもそのサイズが大きい。
【００１２】
上記構成の撮像素子によれば、単位面積当たりの光量が減少する、レンズ周辺部から入射する光についても、適切に受光し電気信号に変換することが可能な構成とすることが可能となる。
【００１３】
上記いずれかの撮像素子は、カメラに好適に適用される。
【００１４】
上記のようなカメラによれば、レンズからの入射光を無駄なく受光可能な撮像素子を備えるため、低消費電力の構成とすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】被写体から撮像素子に対する入射光を示す図。
【図２】本実施形態の撮像素子の構成例を示す図。
【図３】比較例の撮像素子の構成例を示す図。
【図４】比較例の撮像素子の構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項
【００１７】
＜１．実施形態＞
本実施形態の撮像素子は、デジタルカメラなどで利用されるものであり、画素の配置に特徴がある。以下、具体的に説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態の撮像素子に対して、被写体からレンズを介して入射する光を示す図である。図１に示されるように、撮像素子１に対しては、被写体３からレンズ２を介して光が入射する（矢印が入射光を示す）。撮像素子１及びレンズ２は、広い画角を有するレンズを備えた魚眼カメラまたは全天球カメラなどを構成する。
【００１９】
図２は、本実施形態の撮像素子の構成例を示す図である。本実施形態の撮像素子１は、基板１１及び画素１２を含んで構成された撮像素子である。撮像素子は、基板１１上に形成された複数の画素により、照射される光を電気信号に変換する機能を有する。本実施形態の撮像素子は、例えばＣＣＤまたはＣ−ＭＯＳなどの半導体撮像素子である。
【００２０】
＜基板１１＞
基板１１は、一般的な半導体装置の基板であって、例えばシリコン（珪素）などで円形状に形成される。
【００２１】
＜画素１２＞
画素１２は、ＣＣＤ（電荷結合素子）またはＣ−ＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）であって、基板１１上に形成される。画素１２は、円形状の基板１１の全体に、格子状に整列されて形成される。画素１２は、照射された光を電気信号に変換して出力するよう構成される。画素１２は、レンズ２から入射された光を、略もれなく受光可能になるよう最適に配置される。
【００２２】
＜レンズ２＞
レンズ２は、広い画角を有する超広角レンズ（魚眼レンズ）であって、被写体３からの入射光を撮像素子１に集光するよう構成される。レンズ２は一般的な円形型のレンズであって、入射光は撮像素子１に円形状に照射される。
【００２３】
図３及び図４は、本実施形態の撮像素子の効果を説明するための、比較例としての従来の構成の撮像素子を示す図である。一般的に、四角形状の基板の全体に画素が配置されている場合、レンズを介した入射光の領域と画素の配置領域とは完全に重なり合うことが無いため、入射光及び画素の少なくとも一方が無駄になる。
【００２４】
例えば、図３のように、四角形状の基板４１の全体に画素４２が配置された撮像素子４において、入射光が領域４３のように円形状に照射される場合、全ての画素４２は受光するものの、領域４３における基板４１の外側の光は受光する画素が存在せず無駄になる。一方、図４のように、四角形状の基板５１の全体に画素５２が配置された撮像素子５において、入射光が領域５３のように円形状に照射される場合、入射光全体をいずれかの画素５２が受光するものの、一部の画素５２は受光せず無駄になる。このように、基板が四角形状でその全体に画素が配置された場合、入射光及び画素の少なくとも一部が無駄になっていることが判る。
【００２５】
一方で、本実施形態の撮像素子１によれば、すべての画素１２がレンズからの入射光を余すことなく受光可能なように、画素１２が円形状に配置されている。このような構成により、図４のような構成の撮像素子４と比較して、受光画素として機能しない無駄な画素が存在しないため、余計な電力を消費することを避けることができる。さらに、基板１１の大きさを必要最小限な大きさにすることが可能となり、これにより撮像素子の小型化が可能となる。また、図３のような構成の撮像素子５と比較すると、最適な大きさのレンズを用いることが可能となる。
【００２６】
なお、上記撮像素子１では、画素１２は基板１１上の位置に関わらず同サイズで形成されているが、基板１１において、中央部に対して外周部に配置された画素１２ほどそのサイズが大きくなるようにすることができる。レンズ２からの入射光は、その中央部に対して外周部で光量が減少する。そのため、上記のように、中央部に対して外周部に配置された画素のサイズを大きくすることで、レンズの外周部から入射する光についても適切に受光する構成とすることができる。
【００２７】
本実施形態の撮像素子は、ＷＥＢ用カメラで、１回の撮影で３６０度の撮影が可能な、超広角レンズ（魚眼レンズ）を備える全天球カメラなどに特に好適に適用される。このようなカメラで撮影された画像は、ヘッドマウントディスプレイなどで好適に利用される。
【００２８】
＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。
【００２９】
上記の本実施形態の撮像素子では、基板１１が円形状である例を挙げて説明したが、基板１１は必ずしも画素１２の配置領域と同形状でなくてもよい。すなわち、例えば、四角形状の基板１１の上に、円形状に画素１２が配置された構成とすることもできる。ただし、基板１１と画素１２とは同様の形状とすることが、小型化の観点からも好ましい。
【００３０】
また、本実施形態の撮像素子では、基板が円形状であったが、基板を楕円形状とする構成としてもよい。この場合、レンズも楕円形状にするか、またはレンズに対して基板を斜めになるよう配置することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、例えばカメラなどに備えられる撮像素子として、好適に適用される。なお、本発明の撮像素子がカメラなどに備えられることで用いられる際は、必要に応じて他部材（例えばカバーガラス等のカバー部材）を更に備えてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１、４、５…撮像素子
２…レンズ
３…被写体
１１、４１、５１…基板
１２、５２、５２…画素
【図１】
2017063393.tif 000003
【図２】
2017063393.tif 000004
【図３】
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【図４】
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