(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023152552
(43)【公開日】2023-10-17
(54)【発明の名称】光検出装置
(51)【国際特許分類】
H01L 27/146 20060101AFI20231010BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20231010BHJP
【ＦＩ】
H01L27/146 D
G02B5/20 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022062669
(22)【出願日】2022-04-04
(71)【出願人】
【識別番号】316005926
【氏名又は名称】ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(72)【発明者】
【氏名】小笠原 隆行
(72)【発明者】
【氏名】横地 界斗
(72)【発明者】
【氏名】宮田 晃次
(72)【発明者】
【氏名】高橋 聖基
(72)【発明者】
【氏名】高瀬 博章
【テーマコード（参考）】
2H148
4M118
【Ｆターム（参考）】
2H148BD01
2H148BG11
4M118AA01
4M118AA10
4M118AB01
4M118BA19
4M118CA02
4M118FA06
4M118GB03
4M118GB07
4M118GB17
4M118GC08
4M118GC14
4M118GC20
4M118GD03
4M118HA22
4M118HA25
4M118HA31
(57)【要約】
【課題】微細構造体を用いる場合に、感度を向上させつつ、解像度の低下を抑制する。
【解決手段】光検出装置は、複数の画素を有する光電変換領域と、前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する。
【選択図】図５
【解決手段】光検出装置は、複数の画素を有する光電変換領域と、前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する。
【選択図】図５
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する、光検出装置。
前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する、光検出装置。
【請求項2】
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることで、前記開口範囲を制御する、請求項１に記載の光検出装置。
【請求項3】
前記画素制御領域は、像高が高いほど前記開口範囲を大きくし、像高が低いほど前記開口範囲を小さくする、請求項１に記載の光検出装置。
【請求項4】
複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域よりも光入射方向側に配置され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることにより、対応する前記画素制御領域に入射される光の光量に応じた開口範囲を制御する、光検出装置。
前記光電変換領域よりも光入射方向側に配置され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることにより、対応する前記画素制御領域に入射される光の光量に応じた開口範囲を制御する、光検出装置。
【請求項5】
前記画素制御領域は、像高が高いほど、より多くの光量の光を前記光電変換領域に伝搬させ、像高が低いほど、より少ない光量の光を前記光電変換領域に伝搬させる、請求項１に記載の光検出装置。
【請求項6】
前記光電変換領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに複数の色画素を有し、
前記光制御領域は、前記複数の色画素のそれぞれごとに前記画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、入射光の波長及び像高に応じた光量の光の伝搬方向を制御する、請求項１に記載の光検出装置。
前記光制御領域は、前記複数の色画素のそれぞれごとに前記画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、入射光の波長及び像高に応じた光量の光の伝搬方向を制御する、請求項１に記載の光検出装置。
【請求項7】
前記画素制御領域は、入射光の波長によって、像高の変化に対する入射光量の変化率を相違させる、請求項６に記載の光検出装置。
【請求項8】
１つの画素に含まれる前記複数の色画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、前記１つの画素内の色別の前記色画素の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御する、請求項７に記載の光検出装置。
【請求項9】
前記１つの画素内の色別の数の少ない前記色画素に対応する前記画素制御領域ほど、前記開口範囲を大きくして、より多くの光量を透過させる、請求項８に記載の光検出装置。
【請求項10】
前記光制御領域及び前記光電変換領域の間に前記複数の色画素に対応づけて配置されるカラーフィルタ領域を備え、
前記カラーフィルタ領域は、１つの画素ごとに複数のカラーフィルタ部を有し、
前記画素制御領域は、前記複数のカラーフィルタ部の色別の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御する、請求項６に記載の光検出装置。
前記カラーフィルタ領域は、１つの画素ごとに複数のカラーフィルタ部を有し、
前記画素制御領域は、前記複数のカラーフィルタ部の色別の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御する、請求項６に記載の光検出装置。
【請求項11】
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体の材料を相違させる、請求項１に記載の光検出装置。
【請求項12】
前記微細構造体は、
光入射面に沿ってそれぞれが離隔して配置される複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材の周囲を覆うベース部材と、を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記柱状部材及び前記ベース部材の少なくとも一方の材料を相違させる、請求項１１に記載の光検出装置。
光入射面に沿ってそれぞれが離隔して配置される複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材の周囲を覆うベース部材と、を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記柱状部材及び前記ベース部材の少なくとも一方の材料を相違させる、請求項１１に記載の光検出装置。
【請求項13】
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のうち、少なくとも一部の前記画素制御領域では、入射光に対する瞳補正を行う、請求項１に記載の光検出装置。
【請求項14】
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、瞳補正量を大きくする、請求項１３に記載の光検出装置。
【請求項15】
前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらす量を大きくする、請求項１４に記載の光検出装置。
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらす量を大きくする、請求項１４に記載の光検出装置。
【請求項16】
前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらす量を大きくする、請求項１０に記載の光検出装置。
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらす量を大きくする、請求項１０に記載の光検出装置。
【請求項17】
前記光制御領域は、
第１微細構造体を有する第１光制御部と、
前記第１光制御部に積層され、第２微細構造体を有する第２光制御部と、を有し、
前記第１光制御部及び前記第２光制御部は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記第１光制御部内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記第１光制御部内の前記画素制御領域を前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらす量を大きくする、請求項１４に記載の光検出装置。
第１微細構造体を有する第１光制御部と、
前記第１光制御部に積層され、第２微細構造体を有する第２光制御部と、を有し、
前記第１光制御部及び前記第２光制御部は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記第１光制御部内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記第１光制御部内の前記画素制御領域を前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらす量を大きくする、請求項１４に記載の光検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光検出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般に、イメージセンサ等の光検出装置では、光電変換領域の中央側と比べて周縁側では入射光量が低下し、周縁部の感度及びＳ／Ｎ比が低下して画質が劣化する要因になっている。光電変換領域の光入射面側にオンチップレンズを配置しても、周縁部の感度の低下は生じる。
【0003】
オンチップレンズを透過した光が光電変換領域の受光面に結像する際、光軸位置が最も光量が多くて明るくなり、光軸から離れるに従って光量が低下して暗くなる。この現象を周辺光量の低下、又は周辺光量不足、あるいは周辺減光と呼ぶ。周辺光量の低下は、口径食とコサイン４乗則に従って生じる。
【0004】
一方、フォトダイオードの光入射面側に、オンチップレンズの代わりに、微細構造体を配置して、周辺画素からの光を取り込めるようにした技術が提案されている（特許文献１参照）。微細構造体の形状等を制御することで、光の伝搬方向を制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２１－６９１１９号公報
【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、フォトダイオードの光入射面側に微細構造体を配置した場合でも、光電変換領域の中央側に比べて周縁側では、感度が低下するおそれがある。また、微細構造体で光の伝搬方向を制御すると、混色が生じやすくなり、感度が低下するおそれがある。
特許文献１は、光電変換領域の周縁側での感度の低下を防止する対策と、微細構造体を設けたことによる混色の発生に対する対策について、特に言及していない。
そこで、本開示では、微細構造体を用いる場合に、感度を向上させつつ、解像度の低下を抑制できる光検出装置を提供するものである。
特許文献１は、光電変換領域の周縁側での感度の低下を防止する対策と、微細構造体を設けたことによる混色の発生に対する対策について、特に言及していない。
そこで、本開示では、微細構造体を用いる場合に、感度を向上させつつ、解像度の低下を抑制できる光検出装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記の課題を解決するために、本開示によれば、複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する、光検出装置が提供される。
前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する、光検出装置が提供される。
【0008】
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることで、前記開口範囲を制御してもよい。
【0009】
前記画素制御領域は、像高が高いほど前記開口範囲を大きくし、像高が低いほど前記開口範囲を小さくしてもよい。
【0010】
本開示によれば、複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域よりも光入射方向側に配置され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることにより、対応する前記画素制御領域に入射される光の光量に応じた開口範囲を制御する、光検出装置が提供される。
前記光電変換領域よりも光入射方向側に配置され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることにより、対応する前記画素制御領域に入射される光の光量に応じた開口範囲を制御する、光検出装置が提供される。
【0011】
前記画素制御領域は、像高が高いほど、より多くの光量の光を前記光電変換領域に伝搬させ、像高が低いほど、より少ない光量の光を前記光電変換領域に伝搬させてもよい。
【0012】
前記光電変換領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに複数の色画素を有し、
前記光制御領域は、前記複数の色画素のそれぞれごとに前記画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、入射光の波長及び像高に応じた光量の光の伝搬方向を制御してもよい。
前記光制御領域は、前記複数の色画素のそれぞれごとに前記画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、入射光の波長及び像高に応じた光量の光の伝搬方向を制御してもよい。
【0013】
前記画素制御領域は、入射光の波長によって、像高の変化に対する入射光量の変化率を相違させてもよい。
【0014】
１つの画素に含まれる前記複数の色画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、前記１つの画素内の色別の前記色画素の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御してもよい。
【0015】
前記１つの画素内の色別の数の少ない前記色画素に対応する前記画素制御領域ほど、前記開口範囲を大きくして、より多くの光量を透過させてもよい。
【0016】
前記光制御領域及び前記光電変換領域の間に前記複数の色画素に対応づけて配置されるカラーフィルタ領域を備え、
前記カラーフィルタ領域は、１つの画素ごとに複数のカラーフィルタ部を有し、
前記画素制御領域は、前記複数のカラーフィルタ部の色別の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御してもよい。
前記カラーフィルタ領域は、１つの画素ごとに複数のカラーフィルタ部を有し、
前記画素制御領域は、前記複数のカラーフィルタ部の色別の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御してもよい。
【0017】
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体の材料を相違させてもよい。
【0018】
前記微細構造体は、
光入射面に沿ってそれぞれが離隔して配置される複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材の周囲を覆うベース部材と、を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記柱状部材及び前記ベース部材の少なくとも一方の材料を相違させてもよい。
光入射面に沿ってそれぞれが離隔して配置される複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材の周囲を覆うベース部材と、を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記柱状部材及び前記ベース部材の少なくとも一方の材料を相違させてもよい。
【0019】
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のうち、少なくとも一部の前記画素制御領域では、入射光に対する瞳補正を行ってもよい。
【0020】
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、瞳補正量を大きくしてもよい。
【0021】
前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらす量を大きくしてもよい。
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらす量を大きくしてもよい。
【0022】
前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらす量を大きくしてもよい。
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらす量を大きくしてもよい。
【0023】
前記光制御領域は、
第１微細構造体を有する第１光制御部と、
前記第１光制御部に積層され、第２微細構造体を有する第２光制御部と、を有し、
前記第１光制御部及び前記第２光制御部は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記第１光制御部内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記第１光制御部内の前記画素制御領域を前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらす量を大きくしてもよい。
第１微細構造体を有する第１光制御部と、
前記第１光制御部に積層され、第２微細構造体を有する第２光制御部と、を有し、
前記第１光制御部及び前記第２光制御部は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記第１光制御部内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記第１光制御部内の前記画素制御領域を前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらす量を大きくしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本開示の一実施形態に係る光検出装置の概略構成を示すブロック図。
【図2】微細構造体の原理を説明する図。
【図3A】光電変換領域の光入射面側にレンズを配置した場合の光電変換領域への光入射方向を示す図。
【図3B】レンズと光電変換領域の間に光制御領域を設けた場合の光電変換領域への光入射方向を示す図。
【図4】像高と輝度との関係を示す図。
【図5】本実施形態による光検出装置１の模式的な断面図。
【図6】カラースプリッタを説明する図。
【図7A】カラースプリッタ内の各色画素に対応する各画素制御領域が周辺から光を取り込む様子を模式的に示す平面図。
【図8A】カラースプリッタの開口と感度の関係を示す図。
【図8B】カラースプリッタの開口と解像度の関係を示す図。
【図9】赤画素と青画素についての開口範囲を模式的に示す平面図。
【図11】カラースプリッタの中央部から周縁部にかけての光検出装置の断面方向の開口範囲を示す図。
【図12】緑画素についての開口範囲を模式的に示す平面図。
【図14】カラースプリッタの中央部から周縁部にかけての光検出装置の断面方向の開口範囲１６を示す図。
【図15】瞳補正をより詳細に説明する図。
【図16】遮光壁を設ける場合の瞳補正の一例を示す図。
【図17】カラースプリッタ内の微細構造体の平面図及び断面図。
【図18A】ピラー部のピッチ径、ピッチ間隔、及びギャップ間隔を説明する平面図。
【図18B】ピラー高さを説明する断面図。
【図19A】カラースプリッタ内の微細構造体の第１例を示す平面図。
【図19B】カラースプリッタ内の微細構造体の第２例を示す平面図。
【図19C】カラースプリッタ内の微細構造体の第３例を示す平面図。
【図20】車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図。
【図21】車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照して、光検出装置の実施形態について説明する。以下では、光検出装置の主要な構成部分を中心に説明するが、光検出装置には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。
【0026】
（撮像装置の概略構成）
図１は本開示の一実施形態に係る光検出装置１の概略構成を示すブロック図である。図１の光検出装置１は、イメージセンサ、すなわち撮像装置の概略構成を示している。なお、本実施形態による光検出装置１は、イメージセンサ以外の光検出機能を備えた装置、例えば、ＴｏＦ（Time of Flight）機能又はフォトンカウント機能などを備えた装置にも適用可能である。
図１は本開示の一実施形態に係る光検出装置１の概略構成を示すブロック図である。図１の光検出装置１は、イメージセンサ、すなわち撮像装置の概略構成を示している。なお、本実施形態による光検出装置１は、イメージセンサ以外の光検出機能を備えた装置、例えば、ＴｏＦ（Time of Flight）機能又はフォトンカウント機能などを備えた装置にも適用可能である。
【0027】
図１の光検出装置１は、画素アレイ部２と、垂直駆動回路３と、カラム信号処理回路４と、水平駆動回路５と、出力回路６と、制御回路７とを備えている。
【0028】
画素アレイ部２は、行（ロウ）方向及び列（カラム）方向に配置された複数の画素１０と、列方向に延びる複数の信号線Ｌ１と、行方向に延びる複数の行選択線Ｌ２とを有する。画素１０は、図１では省略しているが、光電変換部と、光電変換された電荷に応じた画素信号を信号線Ｌ１に読み出す読出し回路とを有する。画素アレイ部２は、光電変換部が二次元方向に配置された光電変換領域と、読出し回路を二次元方向に配置された読出し回路領域とを積層した積層体である。
【0029】
垂直駆動回路３は、複数の行選択線Ｌ２を駆動する。具体的には、垂直駆動回路３は、複数の行選択線Ｌ２に線順次に駆動信号を供給して、各行選択線Ｌ２を線順次に選択する。
【0030】
カラム信号処理回路４には、列方向に延びる複数の信号線Ｌ１が接続されている。カラム信号処理回路４は、複数の信号線Ｌ１を介して供給される複数の画素信号をアナログ－デジタル（ＡＤ）変換する。より詳細には、カラム信号処理回路４は、各信号線Ｌ１上の画素信号を参照信号と比較して、画素信号と参照信号の信号レベルが一致するまでの時間に基づいて、デジタル画素信号を生成する。カラム信号処理回路４は、画素内の浮遊拡散層のリセットレベルのデジタル画素信号（Ｐ相信号）と、画素信号レベルのデジタル画素信号（Ｄ相信号）を順次に生成し、相関二重サンプリング（ＣＤＳ：Correlated Double Sampling）を行う。
【0031】
水平駆動回路５は、カラム信号処理回路４の出力信号を出力回路６に転送するタイミングを制御する。
【0032】
制御回路７は、垂直駆動回路３、カラム信号処理回路４、及び水平駆動回路５を制御する。制御回路７は、カラム信号処理回路４がＡＤ変換を行うために使用する参照信号を生成する。
【0033】
図１の光検出装置１は、画素アレイ部２などが配置される第１基板と、垂直駆動回路３、カラム信号処理回路４、水平駆動回路５、出力回路６及び制御回路７などが配置される第２基板とをＣｕ－Ｃｕ接続、バンプ、又はビアなどで積層して構成されうる。
【0034】
画素アレイ部２内の各画素のフォトダイオードＰＤは光電変換領域に配置されている。本実施形態に係る撮像装置は、図１では省略しているが、光電変換領域に積層される光制御領域を備えている。光制御領域は、後述するように、微細構造体を用いて、入射光の光学特性を変換する。例えば、光制御領域は、入射光の光路長を長くすることで、光電変換領域での量子効率Ｑeを向上することができる。
【0035】
図２は微細構造体１４の原理を説明する図である。図２はそれぞれ光を透過させるＡ領域とＢ領域が隣接している例を示している。Ａ領域とＢ領域は、光の伝搬方向に長さＬを有する。Ｂ領域の屈折率はｎ０である。これに対して、Ａ領域の一部（Ｌ－Ｌ１）は屈折率ｎ０、残りＬ１は屈折率ｎ１である。
【0036】
【0037】
よって、Ａ領域とＢ領域の光路長差Δｄは、以下の式（３）で表される。
Δｄ＝ｄＢ－ｄＡ＝Ｌ１(ｎ０－ｎ１) …（３）
Δｄ＝ｄＢ－ｄＡ＝Ｌ１(ｎ０－ｎ１) …（３）
【0038】
また、Ａ領域とＢ領域の位相差φは、以下の式（４）で表される。
φ＝２πＬ１(ｎ０－ｎ１)／λ …（４）
φ＝２πＬ１(ｎ０－ｎ１)／λ …（４）
【0039】
式（４）で示すように、Ａ領域とＢ領域を伝搬する光は、Ａ領域とＢ領域の屈折率差に応じて光路長が変化し、かつ屈折率差に応じて伝搬方向に差異が生じる。伝搬方向の差異は、光の波長に依存する。
【0040】
このように、微細構造体１４に光を入射することで、光の光路長と伝搬方向を変化させることができる。また、後述するように、微細構造体１４の幅又は形状、向き、数等を調整することで、光の光路長と伝搬方向を種々に変化させることができる。
【0041】
図３Ａは、光電変換領域１１の光入射面側にレンズ１２を配置した場合の光電変換領域１１への光入射方向を示す図である。図３Ｂはレンズ１２と光電変換領域１１の間に光制御領域１３を設けた場合の光電変換領域１１への光入射方向を示す図である。図４は、図３Ａと図３Ｂにおいて、像高と輝度との関係を示す図である。図４の横軸は像高［％］、縦軸は相対輝度［％］である。ここで、像高とは、レンズ１２の光軸中心位置から、被写体光入射位置までの径方向の距離である。図４の曲線ｗ１は図３Ａの像高に対する輝度変化を示し、曲線ｗ２は図３Ｂの像高に対する輝度変化を示している。
【0042】
図３Ａと図３Ｂに示すように、レンズ１２の中央側、すなわち光軸に近い側よりも、レンズ１２の周縁側の方が、斜め光が入射される割合が多くなる。よって、図４の曲線ｗ１に示すように、光電変換領域１１に入射される光量が中央側よりも周縁側で少なくなる。しかしながら、図３Ｂのようにレンズ１２と光電変換領域１１の間に、微細構造体１４を有する光制御領域１３を設けることで、図４の曲線ｗ２に示すように、周辺画素からの光を取り込むことができるため、図３Ａの場合よりも、像高が大きい周縁側での光量を増やすことができ、輝度を向上できる。
【0043】
図５は本実施形態による光検出装置１の模式的な断面図である。本実施形態による光検出装置１は、光電変換領域１１と、カラーフィルタ領域１５と、光制御領域１３とを積層した構造を備えている。
【0044】
光電変換領域１１は、それぞれが光電変換を行う複数の画素１０を有する。各画素１０は、複数の色画素１０ｃ（１０ｒ、１０ｇ、１０ｂ）で構成される。光電変換領域１１は、色画素１０ｃごとにフォトダイオードを有する。各画素１０は、ベイヤ配列の場合、縦横２個ずつの計４個の色画素１０ｃで構成される。
【0045】
カラーフィルタ領域１５は、各色画素１０ｃに対応した波長の光を透過させるカラーフィルタ部を有する。１つの画素１０は複数の色画素１０ｃで構成されるため、カラーフィルタ領域１５は、画素１０ごとに、複数のカラーフィルタ部を有する。カラーフィルタ部は、対応する色の波長帯域の光を主に透過させる。
【0046】
光制御領域１３は、カラーフィルタ領域１５よりも光入射方向側に配置されている。光制御領域１３は、複数の画素１０のそれぞれごとに、微細構造体１４を有する画素制御領域１７を有する。本明細書では、光制御領域１３をカラースプリッタ１３と呼ぶことがある。画素制御領域１７は、像高に応じた開口範囲１６（後述する図６参照）内の光量の光を透過させる。後述するように、複数の画素１０に対応する複数の画素制御領域１７は、像高に応じて、微細構造体１４のピッチ径、微細構造体１４同士のピッチ間隔、微細構造同士のギャップ間隔、及び微細構造体１４のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることで、開口範囲１６を制御する。
【0047】
光制御領域１３とカラーフィルタ領域１５の間には、光透過性の絶縁層２０が配置されている。また、光制御領域１３の光入射面側には、不図示の反射防止膜又は保護膜が配置されていてもよい。
【0048】
画素制御領域１７は、像高が高いほど開口範囲１６を大きくし、像高が低いほど開口範囲１６を小さくする。
【0049】
光電変換領域１１は、複数の画素１０のそれぞれごとに複数の色画素１０ｃを有する。カラースプリッタ１３は、複数の色画素１０ｃのそれぞれごとに画素制御領域１７を有する。画素制御領域１７は、入射光の波長及び像高に応じた光量の光を透過させる。
【0050】
画素制御領域１７は、入射光の波長によって、像高の変化に対する入射光量の変化率を相違させる。１つの画素１０に含まれる複数の色画素１０ｃに対応する複数の画素制御領域１７のそれぞれは、１つの画素１０内の色別の色画素１０ｃの数の違いに基づいて開口範囲１６を制御する。１つの画素１０内の色別の数の少ない色画素１０ｃに対応する画素制御領域１７ほど、開口範囲１６を大きくして、より多くの光量を透過させてもよい。
【0051】
図６は上述したカラースプリッタ１３を説明する図である。より詳細には、図６は光電変換領域１１にベイヤ配列で色画素１０ｃが配置されている場合のカラースプリッタ１３の機能を説明する図である。ベイヤ配列は、１つの画素１０が４つの色画素１０ｃからなる。４つの色画素１０ｃは、１個の赤画素１０ｒと、２個の緑画素１０ｇと、１個の青画素１０ｂとを含んでいる。
【0052】
図６Ａはベイヤ配列を構成する４つの色画素１０ｃの平面図である。図６Ｂは図６ＡのＡ－Ａ線方向の断面図、図６Ｃは図６ＡのＢ－Ｂ線方向の断面図である。カラースプリッタ１３には、柱形状の複数の微細構造体１４が設けられており、光の波長ごとに、光を取り込む開口範囲１６が異なっている。本明細書では、個々の微細構造体１４を構成する個々の柱状部材をピラー部１４ｐと呼ぶ。ピラー部１４ｐは、円柱形状でもよいし、立方体形状でもよい。また、個々の微細構造体１４は、高さ方向の幅が変化する形状でもよい。
【0053】
図６ＡのＡ－Ａ線方向では、図６Ｂに示すように、緑色波長の光は、図示の矢印の矢元の開口範囲１６から取り込まれて、緑画素１０ｇで受光され、赤色波長の光は、図示の矢印の矢元の開口範囲１６から取り込まれて、赤画素１０ｒで受光される。同様に、図６ＡのＢ－Ｂ線方向では、図６Ｃに示すように、緑色波長の光は、図示の矢印の矢元の開口範囲１６から取り込まれて、緑画素１０ｇで受光され、赤色波長の光は、図示の矢印の矢元の開口範囲１６から取り込まれて、赤画素１０ｒで受光される。
【0054】
このように、微細構造体１４からなるカラースプリッタ１３を設けることで、光を取り込む開口範囲１６を広げることができ、隣接画素１０に対応する画素制御領域１７に入射された光を取り込むことができる。
【0055】
図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、カラースプリッタ１３内の各色画素１０ｃに対応する各画素制御領域１７が周辺から光を取り込む様子を模式的に示す平面図である。赤画素１０ｒに対応する画素制御領域１７は、図７Ａに示すように、周辺の８つの色画素１０ｃに対応する８つの画素制御領域１７に及ぶ開口範囲１６内の光を取り込む。緑画素１０ｇに対応する画素制御領域１７は、１つの画素１０内に２個あり、各緑画素１０ｇに対応する画素制御領域１７は、図７Ｂに示すように、周辺の４つの色画素１０ｃを含む開口範囲１６内の色を取り込む。青画素１０ｂは、図７Ｃに示すように、周辺の８つの色画素１０ｃに対応する８つの画素制御領域１７に及ぶ開口範囲１６内の光を取り込む。
【0056】
図８Ａはカラースプリッタ１３の開口と感度の関係を示す図である。図８Ａには、小さい開口範囲１６（径ｒ１）の場合と大きい開口範囲１６（径ｒ３）の場合について、カラースプリッタ１３の模式的な平面図及び断面図と、カラースプリッタ１３への入射光量と、カラースプリッタ１３からの出射光量と、感度との関係が図示されている。
【0057】
図８Ａに示すように、カラースプリッタ１３の開口範囲１６が小さいほど、各色画素１０ｃの中央部に光量が集中するため、各色画素１０ｃの感度の改善幅は小さくなる。一方、カラースプリッタ１３の開口範囲１６が大きいほど、各色画素１０ｃの周縁部の光量を増やせるため、各色画素１０ｃの感度の改善幅が大きくなる。
【0058】
図８Ｂはカラースプリッタ１３の開口と解像度の関係を示す図である。図８Ｂには、開口範囲１６が小さい場合と大きい場合について、カラースプリッタ１３の模式的な平面図及び断面図と、カラースプリッタ１３に入射される被写体光像と、カラースプリッタ１３から出射される被写体光像と、解像度との関係が図示されている。
【0059】
図８Ｂに示すように、開口範囲１６が小さいほど、隣接する色画素１０ｃ同士の混色は起きなくなる。一方、開口範囲１６が大きいほど、隣接する色画素１０ｃ同士の混色が起きやすくなる。
【0060】
このように、カラースプリッタ１３の開口範囲１６を大きくするほど、感度を向上できるものの、混色が起きやすくなる。また、開口範囲１６を小さくするほど、感度は低下するものの、混色が起きにくくなる。よって、カラースプリッタ１３内の場所によって、開口範囲１６を制御するのが望ましい。より具体的には、カラースプリッタ１３の中央側ほど開口範囲１６を小さくし、周縁側ほど開口範囲１６を大きくするのが望ましい。
【0061】
図９は赤画素１０ｒと青画素１０ｂについての開口範囲１６を模式的に示す平面図である。図９では、カラースプリッタ１３の中央部から周縁部にかけての各色画素１０ｃに対応する画素制御領域１７の開口範囲１６を模式的に円で表している。
【0062】
図１０は図９の開口範囲１６を示す円を径方向に沿って並べた図である。図１０に示すように、開口範囲１６は、カラースプリッタ１３の中央部から周縁部にかけて徐々に広くなる。開口範囲１６が広いほど、対応する色画素１０ｃに入射される光量が増えて、感度が向上する。
【0063】
図１１はカラースプリッタ１３の中央部から周縁部にかけての光検出装置１の断面方向の開口範囲１６を示す図である。図１１Ａには、図１０の３箇所の色画素１０ｃに対応する画素制御領域１７の開口範囲１６（径ｒ１、ｒ２、ｒ３（ｒ１＜ｒ２＜ｒ３））が図示されている。図１１Ａに示すように、開口範囲１６が広いほど、対応する色画素１０ｃに入射される光量が増えて、感度が向上する。
【0064】
カラースプリッタ１３の周縁部には、中央部よりも、斜め方向の光がより多く入射される。カラースプリッタ１３内の微細構造体１４は、斜め方向からの光の伝搬方向を変更することができるが、微細構造体１４だけでは十分とは言えない。そこで、カラースプリッタ１３と光電変換領域１１との相対的な位置関係をずらす瞳補正を行うのが望ましい。
【0065】
図１１Ｂは瞳補正を行った場合の模式的な断面図である。図１１Ｂでは、光電変換領域１１の周縁側では、カラースプリッタ１３への入射光の方向に沿って、光電変換領域１１の位置をずらしている。これにより、カラースプリッタ１３に斜めに光が入射されても、その光を対応する色画素１０ｃに入射させることができる。
【0066】
なお、図１１Ｂに示すように、瞳補正量は、光電変換領域１１（カラースプリッタ１３）の中央側ほど小さく、周縁側ほど大きくなる。
【0067】
このように、本実施形態では、光制御領域１３内の画素制御領域１７を、光入射面に沿って、光電変換領域１１内の対応する画素１０に対してずらすことにより瞳補正を行うことができる。光制御領域１３の中央側よりも周辺側に位置する画素制御領域１７ほど、光制御領域１３内の画素制御領域１７を光電変換領域１１内の対応する画素１０に対してずらす量を大きくする。より詳細には、光制御領域１３内の画素制御領域１７を、光入射面に沿って、カラーフィルタ領域１５内の対応するカラーフィルタ部に対してずらすことにより瞳補正を行う。光制御領域１３の中央側よりも周辺側に位置する画素制御領域１７ほど、光制御領域１３内の画素制御領域１７をカラーフィルタ領域１５内の対応するカラーフィルタ部に対してずらす量を大きくする。
【0068】
また、図１１Ｂに示すように、カラースプリッタ１３を二層構造にして、各層の相対的な位置関係を光入射面に沿ってずらすことで、瞳補正を行うことで、瞳補正効果を高めることができる。
【0069】
図１２は緑画素１０ｇについての開口範囲１６を模式的に示す平面図である。図１３は図１２の開口範囲１６を示す円を径方向に沿って並べた図である。図１４はカラースプリッタ１３の中央部から周縁部にかけての光検出装置１の断面方向の開口範囲１６を示す図である。
【0070】
ベイヤ配列の場合、１つの画素１０の中に２つの緑画素１０ｇがあり、他の色画素１０ｒ、１０ｂと比べて、光量が多い。よって、緑画素１０ｇの開口範囲１６を赤画素１０ｒと青画素１０ｂよりも小さくすることができる。そこで、図１２及び図１３では、開口範囲１６を示す円のサイズを、図１０及び図１１の円のサイズよりも小さくしている。ただし、カラースプリッタ１３の中央部から周縁部にかけて、開口範囲１６が徐々に広がる点では、赤画素１０ｒ及び青画素１０ｂと同様である。
【0071】
また、緑画素１０ｇでも、カラースプリッタ１３の周縁部には、中央部よりも斜め方向の光がより多く入射されるため、瞳補正を行うのが望ましい。図１４Ａは瞳補正なしの断面図、図１４Ｂは瞳補正ありの断面図である。図１４Ｂでは、カラースプリッタ１３の中央側から周縁側にかけて、徐々に瞳補正量を大きくしている。
【0072】
図１１及び図１４では、カラースプリッタ１３とカラーフィルタ領域１５（光電変換領域１１）との相対的な位置関係を光入射面に沿ってずらすことで瞳補正（以下、第１瞳補正）を行うとともに、カラースプリッタ１３を二層化して、各層の相対的な位置関係を光入射面に沿ってずらすことで瞳補正（以下、第２瞳補正）を行う例を説明したが、第１瞳補正と第２瞳補正のいずれか一方のみを行ってもよい。
【0073】
図１５は瞳補正をより詳細に説明する図である。図１５には、カラースプリッタ１３の中央部に光を入射した場合と、カラースプリッタ１３の中央部と周縁部の中間付近に光を入射した場合と、カラースプリッタ１３の周縁部に光を入射した場合の瞳補正が図示されている。
【0074】
図１５Ａはカラースプリッタ１３への光の入射位置ｂｓを示す模式的な平面図である。図１５Ｂは、図１５Ａの３つの入射位置ｂｓで瞳補正を行わない場合の光検出装置１の模式的な断面図である。図１５Ｃは、図１５Ａの３つの入射位置ｂｓで瞳補正の第１例を行う場合の光検出装置１の模式的な断面図である。図１５Ｄは、図１５Ａの３つの入射位置ｂｓで瞳補正の第２例を行う場合の光検出装置１の模式的な断面図である。
【0075】
【0076】
カラースプリッタ１３の中央部と周縁部の中間位置付近では、斜め方向からの光の割合が増えるため、瞳補正を行うのが望ましい。そこで、図１５Ｃでは、カラースプリッタ１３を二層構造にし、これら二層の相対的な位置関係を光入射面に沿ってずらすことで、瞳補正を行う。
【0077】
より詳細には、図１１Ｂ、図１４Ｂ、図１５Ｃ、及び図１５Ｄのカラースプリッタ１３は、積層される第１光制御部１３ａ及び第２光制御部１３ｂを有する。第１光制御部１３ａと第２光制御部１３ｂはそれぞれ微細構造体１４を有する。本明細書では、第１光制御部１３ａの微細構造体を第１微細構造体１４ａと呼び、第２光制御部１３ｂの微細構造体を第２微細構造体１４ｂと呼ぶことがある。第１光制御部１３ａと第２光制御部１３ｂの相対的な位置関係を、光入射面に沿ってずらすことで、瞳補正を行うことができる。
【0078】
【0079】
なお、カラースプリッタ１３が単層構造の場合は、カラースプリッタ１３のみでの瞳補正は行えないため、図１５Ｄのように、カラースプリッタ１３とカラーフィルタ領域１５（光電変換領域１１）の相対的な位置関係をずらすことにより瞳補正を行う。
【0080】
カラースプリッタ１３の周縁部では、斜め方向からの光の割合がさらに増えるため、瞳補正を行う必要性が高まる。そこで、図１５Ｃでは、カラースプリッタ１３内の第１光制御部１３ａと第２光制御部１３ｂの相対的な位置関係をより大きくずらして、瞳補正を行う。また、図１５Ｄでは、図１５Ｃの瞳補正に加えて、カラースプリッタ１３とカラーフィルタ領域１５（光電変換領域１１）の相対的な位置関係をより大きくずらして、瞳補正を行う。
【0081】
カラースプリッタ１３は、色画素１０ｃに対応する画素制御領域１７の境界部分に遮光壁１８（第１遮光壁）を有する場合がある。同様に、光電変換領域１１に設けられるカラースプリッタ１３は、色画素１０ｃの境界部分に遮光壁１９（第２遮光壁）を有する場合がある。これら遮光壁１８、１９を設けることで、隣接する色画素１０ｃの領域からの光の入射を防止できる。
【0082】
図１６は、上述した遮光壁１８、１９を設ける場合の瞳補正の一例を示す図である。図１６には、カラースプリッタ１３の中央部、中間部、及び周縁部での光検出装置１の断面構造が図示されている。カラースプリッタ１３の中央部では、カラースプリッタ１３内の遮光壁１８とカラーフィルタ領域１５内の遮光壁１９の相対的な位置が積層方向に揃っているが、中間部では、これら遮光壁１８、１９の相対的な位置が光入射面に沿って、多少ずれている。周縁部では、これら遮光壁１８、１９の相対的な位置がより大きくずれている。
【0083】
図１７はカラースプリッタ１３内の微細構造体１４の平面図及び断面図である。カラースプリッタ１３は、個々の色画素１０ｃに応じた画素制御領域１７に区分けされており、画素制御領域１７ごとに微細構造体１４を有する。微細構造体１４は、それぞれが積層方向に延びる複数のピラー部１４ｐを有する。複数のピラー部１４ｐは、ベース部材１４ｂで囲まれている。ピラー部１４ｐの屈折率はベース部材１４ｂの屈折率よりも大きい。ピラー部１４ｐの材料は、例えばＴｉＯ２などの絶縁材料である。より具体的には、ピラー部１４ｐは、窒化シリコン、炭化シリコンなどのシリコン化合物、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化インジウム、酸化スズなどの金属酸化物、あるいはこれらの複合酸化物で構成される。この他、ピラー部１４ｐは、シロキサンなどの有機物で構成されてもよい。ベース部材の材料は、例えばＳｉＯ２などの絶縁材料である。
【0084】
カラースプリッタ１３は、色画素１０ｃに対応する画素制御領域１７ごとに、像高に応じて、ピラー部１４ｐのピッチ径、ピラー部１４ｐ同士のピッチ間隔、ピラー部１４ｐ同士のギャップ間隔、及びピラー部１４ｐのピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることにより、光を透過させる開口範囲１６を制御する。また、カラースプリッタ１３は、色画素１０ｃに対応する画素制御領域１７ごとに、像高に応じて、ピラー部１４ｐの材料とベース部材１４ｂの材料、ピラー部１４ｐの形状、ピラー部１４ｐの数、及びピラー部１４ｐの積層方向の長さの少なくとも一つを制御することで、開口範囲１６を制御できる。
【0085】
図１８Ａはピラー部１４ｐのピッチ径、ピッチ間隔、及びギャップ間隔を説明する平面図、図１８Ｂはピラー高さを説明する断面図である。図１８Ａに示すように、ピッチ径とは、ピラー部１４ｐが円柱形状の場合は、円柱の直径である。ピッチ間隔とは、隣接する２つのピラー部１４ｐの中心位置同士の最短距離である。ギャップ間隔とは、隣接する２つのピラー部１４ｐの外周面同士の最短距離である。図１８Ｂに示すように、ピラー高さとは、ピラー部１４ｐの積層方向の長さでさる。
【0086】
図１７の例では、赤画素１０ｒと青画素１０ｂの微細構造体１４の構造を同一にし、かつベイヤ配列内の２つの青画素１０ｂの微細構造体１４の構造を同一にしている。また、図１７の例では、緑画素１０ｇと青画素１０ｂのピラー部１４ｐの径を、緑画素１０ｇのピラー部１４ｐの径よりも小さくしている。さらに、図１７の例では、画素制御領域１７の境界に沿って、複数のピラー部１４ｐを配置している。
【0087】
図１７は微細構造体１４の一例であり、ピラー部１４ｐの配置には種々の変形例が考えられる。図１９Ａはカラースプリッタ１３内の微細構造体１４の第１例を示す平面図である。図１９Ｂはカラースプリッタ１３内の微細構造体１４の第２例を示す平面図である。図１９Ｃはカラースプリッタ１３内の微細構造体１４の第３例を示す平面図である。
【0088】
図１９Ａ、図１９Ｂ、及び図１９Ｃのいずれも、赤画素１０ｒと緑画素１０ｇに対応する画素制御領域１７内の微細構造体１４の構造を同一にしている。また、ベイヤ配列内の２つの緑画素１０ｇに対応する画素制御領域１７内の微細構造体１４の構造を同一にしている。図１９Ａ～図１９Ｃは、微細構造体１４の一例であり、種々の変形例が考えられる。
【0089】
このように、本実施形態では、光電変換領域１１よりも光入射方向側に配置されるカラースプリッタ１３内に、画素１０（色画素１０ｃ）ごとに、微細構造体１４を有する画素制御領域１７を設けて、各画素制御領域１７が像高に応じた開口範囲１６内の光量の光を透過させるようにした。これにより、カラースプリッタ１３の中央部よりも周縁側の開口範囲１６を大きくすることができ、周辺光量の落ち込みを抑制でき、感度の向上が図れる。
【0090】
また、カラースプリッタ１３の中央部側では、開口範囲１６を小さくすることができ、解像度の低下を目立たせなくすることができる。よって、本実施形態によれば、感度の向上と解像度の低下防止を両立させることができる。
【0091】
また、本実施形態では、カラースプリッタ１３の中央側から周縁側に近づくにつれて、瞳補正量を増やすことができ、光電変換領域１１の全域にわたって、適正な瞳補正を行うことができる。
【0092】
＜＜応用例＞＞
本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械（トラクター）など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。
本開示に係る技術は、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、建設機械、農業機械（トラクター）など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。
【0093】
図２０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７０００の概略的な構成例を示すブロック図である。車両制御システム７０００は、通信ネットワーク７０１０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２０に示した例では、車両制御システム７０００は、駆動系制御ユニット７１００、ボディ系制御ユニット７２００、バッテリ制御ユニット７３００、車外情報検出ユニット７４００、車内情報検出ユニット７５００、及び統合制御ユニット７６００を備える。これらの複数の制御ユニットを接続する通信ネットワーク７０１０は、例えば、ＣＡＮ（Controller Area Network）、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）又はＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）等の任意の規格に準拠した車載通信ネットワークであってよい。
【0094】
各制御ユニットは、各種プログラムにしたがって演算処理を行うマイクロコンピュータと、マイクロコンピュータにより実行されるプログラム又は各種演算に用いられるパラメータ等を記憶する記憶部と、各種制御対象の装置を駆動する駆動回路とを備える。各制御ユニットは、通信ネットワーク７０１０を介して他の制御ユニットとの間で通信を行うためのネットワークＩ／Ｆを備えるとともに、車内外の装置又はセンサ等との間で、有線通信又は無線通信により通信を行うための通信Ｉ／Ｆを備える。図２０では、統合制御ユニット７６００の機能構成として、マイクロコンピュータ７６１０、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０、音声画像出力部７６７０、車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０及び記憶部７６９０が図示されている。他の制御ユニットも同様に、マイクロコンピュータ、通信Ｉ／Ｆ及び記憶部等を備える。
【0095】
駆動系制御ユニット７１００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７１００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。駆動系制御ユニット７１００は、ＡＢＳ（Antilock Brake System）又はＥＳＣ（Electronic Stability Control）等の制御装置としての機能を有してもよい。
【0096】
駆動系制御ユニット７１００には、車両状態検出部７１１０が接続される。車両状態検出部７１１０には、例えば、車体の軸回転運動の角速度を検出するジャイロセンサ、車両の加速度を検出する加速度センサ、あるいは、アクセルペダルの操作量、ブレーキペダルの操作量、ステアリングホイールの操舵角、エンジン回転数又は車輪の回転速度等を検出するためのセンサのうちの少なくとも一つが含まれる。駆動系制御ユニット７１００は、車両状態検出部７１１０から入力される信号を用いて演算処理を行い、内燃機関、駆動用モータ、電動パワーステアリング装置又はブレーキ装置等を制御する。
【0097】
ボディ系制御ユニット７２００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７２００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７２００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７２００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。
【0098】
バッテリ制御ユニット７３００は、各種プログラムにしたがって駆動用モータの電力供給源である二次電池７３１０を制御する。例えば、バッテリ制御ユニット７３００には、二次電池７３１０を備えたバッテリ装置から、バッテリ温度、バッテリ出力電圧又はバッテリの残存容量等の情報が入力される。バッテリ制御ユニット７３００は、これらの信号を用いて演算処理を行い、二次電池７３１０の温度調節制御又はバッテリ装置に備えられた冷却装置等の制御を行う。
【0099】
車外情報検出ユニット７４００は、車両制御システム７０００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７４００には、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０のうちの少なくとも一方が接続される。撮像部７４１０には、ＴｏＦ（Time Of Flight）カメラ、ステレオカメラ、単眼カメラ、赤外線カメラ及びその他のカメラのうちの少なくとも一つが含まれる。車外情報検出部７４２０には、例えば、現在の天候又は気象を検出するための環境センサ、あるいは、車両制御システム７０００を搭載した車両の周囲の他の車両、障害物又は歩行者等を検出するための周囲情報検出センサのうちの少なくとも一つが含まれる。
【0100】
環境センサは、例えば、雨天を検出する雨滴センサ、霧を検出する霧センサ、日照度合いを検出する日照センサ、及び降雪を検出する雪センサのうちの少なくとも一つであってよい。周囲情報検出センサは、超音波センサ、レーダ装置及びＬＩＤＡＲ（Light Detection and Ranging、Laser Imaging Detection and Ranging）装置のうちの少なくとも一つであってよい。これらの撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０は、それぞれ独立したセンサないし装置として備えられてもよいし、複数のセンサないし装置が統合された装置として備えられてもよい。
【0101】
ここで、図２１は、撮像部７４１０及び車外情報検出部７４２０の設置位置の例を示す。撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６，７９１８は、例えば、車両７９００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のうちの少なくとも一つ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７９１０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７９１８は、主として車両７９００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７９１２，７９１４は、主として車両７９００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７９１６は、主として車両７９００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７９１８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。
【0102】
なお、図２１には、それぞれの撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲ａは、フロントノーズに設けられた撮像部７９１０の撮像範囲を示し、撮像範囲ｂ，ｃは、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部７９１２，７９１４の撮像範囲を示し、撮像範囲ｄは、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部７９１６の撮像範囲を示す。例えば、撮像部７９１０，７９１２，７９１４，７９１６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７９００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
【0103】
車両７９００のフロント、リア、サイド、コーナ及び車室内のフロントガラスの上部に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２２，７９２４，７９２６，７９２８，７９３０は、例えば超音波センサ又はレーダ装置であってよい。車両７９００のフロントノーズ、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に設けられる車外情報検出部７９２０，７９２６，７９３０は、例えばＬＩＤＡＲ装置であってよい。これらの車外情報検出部７９２０～７９３０は、主として先行車両、歩行者又は障害物等の検出に用いられる。
【0104】
図２０に戻って説明を続ける。車外情報検出ユニット７４００は、撮像部７４１０に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像データを受信する。また、車外情報検出ユニット７４００は、接続されている車外情報検出部７４２０から検出情報を受信する。車外情報検出部７４２０が超音波センサ、レーダ装置又はＬＩＤＡＲ装置である場合には、車外情報検出ユニット７４００は、超音波又は電磁波等を発信させるとともに、受信された反射波の情報を受信する。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、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。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、降雨、霧又は路面状況等を認識する環境認識処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した情報に基づいて、車外の物体までの距離を算出してもよい。
【0105】
また、車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等を認識する画像認識処理又は距離検出処理を行ってもよい。車外情報検出ユニット７４００は、受信した画像データに対して歪補正又は位置合わせ等の処理を行うとともに、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを合成して、俯瞰画像又はパノラマ画像を生成してもよい。車外情報検出ユニット７４００は、異なる撮像部７４１０により撮像された画像データを用いて、視点変換処理を行ってもよい。
【0106】
車内情報検出ユニット７５００は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部７５１０が接続される。運転者状態検出部７５１０は、運転者を撮像するカメラ、運転者の生体情報を検出する生体センサ又は車室内の音声を集音するマイク等を含んでもよい。生体センサは、例えば、座面又はステアリングホイール等に設けられ、座席に座った搭乗者又はステアリングホイールを握る運転者の生体情報を検出する。車内情報検出ユニット７５００は、運転者状態検出部７５１０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。車内情報検出ユニット７５００は、集音された音声信号に対してノイズキャンセリング処理等の処理を行ってもよい。
【0107】
統合制御ユニット７６００は、各種プログラムにしたがって車両制御システム７０００内の動作全般を制御する。統合制御ユニット７６００には、入力部７８００が接続されている。入力部７８００は、例えば、タッチパネル、ボタン、マイクロフォン、スイッチ又はレバー等、搭乗者によって入力操作され得る装置によって実現される。統合制御ユニット７６００には、マイクロフォンにより入力される音声を音声認識することにより得たデータが入力されてもよい。入力部７８００は、例えば、赤外線又はその他の電波を利用したリモートコントロール装置であってもよいし、車両制御システム７０００の操作に対応した携帯電話又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の外部接続機器であってもよい。入力部７８００は、例えばカメラであってもよく、その場合搭乗者はジェスチャにより情報を入力することができる。あるいは、搭乗者が装着したウェアラブル装置の動きを検出することで得られたデータが入力されてもよい。さらに、入力部７８００は、例えば、上記の入力部７８００を用いて搭乗者等により入力された情報に基づいて入力信号を生成し、統合制御ユニット７６００に出力する入力制御回路などを含んでもよい。搭乗者等は、この入力部７８００を操作することにより、車両制御システム７０００に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりする。
【0108】
記憶部７６９０は、マイクロコンピュータにより実行される各種プログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、及び各種パラメータ、演算結果又はセンサ値等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）を含んでいてもよい。また、記憶部７６９０は、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の磁気記憶デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス又は光磁気記憶デバイス等によって実現してもよい。
【0109】
汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、外部環境７７５０に存在する様々な機器との間の通信を仲介する汎用的な通信Ｉ／Ｆである。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System of Mobile communications）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）若しくはＬＴＥ－Ａ（LTE－Advanced）などのセルラー通信プロトコル、又は無線ＬＡＮ（Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）ともいう）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などのその他の無線通信プロトコルを実装してよい。汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えば、基地局又はアクセスポイントを介して、外部ネットワーク（例えば、インターネット、クラウドネットワーク又は事業者固有のネットワーク）上に存在する機器（例えば、アプリケーションサーバ又は制御サーバ）へ接続してもよい。また、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０は、例えばＰ２Ｐ（Peer To Peer）技術を用いて、車両の近傍に存在する端末（例えば、運転者、歩行者若しくは店舗の端末、又はＭＴＣ（Machine Type Communication）端末）と接続してもよい。
【0110】
専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、車両における使用を目的として策定された通信プロトコルをサポートする通信Ｉ／Ｆである。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、例えば、下位レイヤのＩＥＥＥ８０２．１１ｐと上位レイヤのＩＥＥＥ１６０９との組合せであるＷＡＶＥ（Wireless Access in Vehicle Environment）、ＤＳＲＣ（Dedicated Short Range Communications）、又はセルラー通信プロトコルといった標準プロトコルを実装してよい。専用通信Ｉ／Ｆ７６３０は、典型的には、車車間（Vehicle to Vehicle）通信、路車間（Vehicle to Infrastructure）通信、車両と家との間（Vehicle to Home）の通信及び歩車間（Vehicle to Pedestrian）通信のうちの１つ以上を含む概念であるＶ２Ｘ通信を遂行する。
【0111】
測位部７６４０は、例えば、ＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）衛星からのＧＮＳＳ信号（例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からのＧＰＳ信号）を受信して測位を実行し、車両の緯度、経度及び高度を含む位置情報を生成する。なお、測位部７６４０は、無線アクセスポイントとの信号の交換により現在位置を特定してもよく、又は測位機能を有する携帯電話、ＰＨＳ若しくはスマートフォンといった端末から位置情報を取得してもよい。
【0112】
ビーコン受信部７６５０は、例えば、道路上に設置された無線局等から発信される電波あるいは電磁波を受信し、現在位置、渋滞、通行止め又は所要時間等の情報を取得する。なお、ビーコン受信部７６５０の機能は、上述した専用通信Ｉ／Ｆ７６３０に含まれてもよい。
【0113】
車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、マイクロコンピュータ７６１０と車内に存在する様々な車内機器７７６０との間の接続を仲介する通信インタフェースである。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）又はＷＵＳＢ（Wireless USB）といった無線通信プロトコルを用いて無線接続を確立してもよい。また、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、図示しない接続端子（及び、必要であればケーブル）を介して、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＨＤＭＩ（登録商標）（High-Definition Multimedia Interface、又はＭＨＬ（Mobile High-definition Link）等の有線接続を確立してもよい。車内機器７７６０は、例えば、搭乗者が有するモバイル機器若しくはウェアラブル機器、又は車両に搬入され若しくは取り付けられる情報機器のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。また、車内機器７７６０は、任意の目的地までの経路探索を行うナビゲーション装置を含んでいてもよい。車内機器Ｉ／Ｆ７６６０は、これらの車内機器７７６０との間で、制御信号又はデータ信号を交換する。
【0114】
車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、マイクロコンピュータ７６１０と通信ネットワーク７０１０との間の通信を仲介するインタフェースである。車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０は、通信ネットワーク７０１０によりサポートされる所定のプロトコルに則して、信号等を送受信する。
【0115】
統合制御ユニット７６００のマイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、各種プログラムにしたがって、車両制御システム７０００を制御する。例えば、マイクロコンピュータ７６１０は、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７１００に対して制御指令を出力してもよい。例えば、マイクロコンピュータ７６１０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ってもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、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ってもよい。
【0116】
マイクロコンピュータ７６１０は、汎用通信Ｉ／Ｆ７６２０、専用通信Ｉ／Ｆ７６３０、測位部７６４０、ビーコン受信部７６５０、車内機器Ｉ／Ｆ７６６０及び車載ネットワークＩ／Ｆ７６８０のうちの少なくとも一つを介して取得される情報に基づき、車両と周辺の構造物や人物等の物体との間の３次元距離情報を生成し、車両の現在位置の周辺情報を含むローカル地図情報を作成してもよい。また、マイクロコンピュータ７６１０は、取得される情報に基づき、車両の衝突、歩行者等の近接又は通行止めの道路への進入等の危険を予測し、警告用信号を生成してもよい。警告用信号は、例えば、警告音を発生させたり、警告ランプを点灯させたりするための信号であってよい。
【0117】
音声画像出力部７６７０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２０の例では、出力装置として、オーディオスピーカ７７１０、表示部７７２０及びインストルメントパネル７７３０が例示されている。表示部７７２０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。表示部７７２０は、ＡＲ（Augmented Reality）表示機能を有していてもよい。出力装置は、これらの装置以外の、ヘッドホン、搭乗者が装着する眼鏡型ディスプレイ等のウェアラブルデバイス、プロジェクタ又はランプ等の他の装置であってもよい。出力装置が表示装置の場合、表示装置は、マイクロコンピュータ７６１０が行った各種処理により得られた結果又は他の制御ユニットから受信された情報を、テキスト、イメージ、表、グラフ等、様々な形式で視覚的に表示する。また、出力装置が音声出力装置の場合、音声出力装置は、再生された音声データ又は音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して聴覚的に出力する。
【0118】
なお、図２０に示した例において、通信ネットワーク７０１０を介して接続された少なくとも二つの制御ユニットが一つの制御ユニットとして一体化されてもよい。あるいは、個々の制御ユニットが、複数の制御ユニットにより構成されてもよい。さらに、車両制御システム７０００が、図示されていない別の制御ユニットを備えてもよい。また、上記の説明において、いずれかの制御ユニットが担う機能の一部又は全部を、他の制御ユニットに持たせてもよい。つまり、通信ネットワーク７０１０を介して情報の送受信がされるようになっていれば、所定の演算処理が、いずれかの制御ユニットで行われるようになってもよい。同様に、いずれかの制御ユニットに接続されているセンサ又は装置が、他の制御ユニットに接続されるとともに、複数の制御ユニットが、通信ネットワーク７０１０を介して相互に検出情報を送受信してもよい。
【0119】
なお、図１等を用いて説明した本実施形態に係る光検出装置１の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを、いずれかの制御ユニット等に実装することができる。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体を提供することもできる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリ等である。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信されてもよい。
【0120】
【0121】
また、図１等を用いて説明した光検出装置１の少なくとも一部の構成要素は、図２０に示した統合制御ユニット７６００のためのモジュール（例えば、一つのダイで構成される集積回路モジュール）において実現されてもよい。あるいは、図１を用いて説明した光検出装置１が、図２０に示した車両制御システム７０００の複数の制御ユニットによって実現されてもよい。
【0122】
なお、本技術は以下のような構成を取ることができる。
（１）複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する、光検出装置。
（２）前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることで、前記開口範囲を制御する、（１）に記載の光検出装置。
（３）前記画素制御領域は、像高が高いほど前記開口範囲を大きくし、像高が低いほど前記開口範囲を小さくする、（１）又は（２）に記載の光検出装置。
（４）複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域よりも光入射方向側に配置され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることにより、対応する前記画素制御領域に入射される光の光量に応じた開口範囲を制御する、光検出装置。
（５）前記画素制御領域は、像高が高いほど、より多くの光量の光を前記光電変換領域に伝搬させ、像高が低いほど、より少ない光量の光を前記光電変換領域に伝搬させる、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（６）前記光電変換領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに複数の色画素を有し、
前記光制御領域は、前記複数の色画素のそれぞれごとに前記画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、入射光の波長及び像高に応じた光量の光の伝搬方向を制御する、（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（７）前記画素制御領域は、入射光の波長によって、像高の変化に対する入射光量の変化率を相違させる、（６）に記載の光検出装置。
（８）１つの画素に含まれる前記複数の色画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、前記１つの画素内の色別の前記色画素の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御する、（７）に記載の光検出装置。
（９）前記１つの画素内の色別の数の少ない前記色画素に対応する前記画素制御領域ほど、前記開口範囲を大きくして、より多くの光量を透過させる、（８）に記載の光検出装置。
（１０）前記光制御領域及び前記光電変換領域の間に前記複数の色画素に対応づけて配置されるカラーフィルタ領域を備え、
前記カラーフィルタ領域は、１つの画素ごとに複数のカラーフィルタ部を有し、
前記画素制御領域は、前記複数のカラーフィルタ部の色別の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御する、（６）乃至（９）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（１１）前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体の材料を相違させる、（１）乃至（１０）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（１２）前記微細構造体は、
光入射面に沿ってそれぞれが離隔して配置される複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材の周囲を覆うベース部材と、を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記柱状部材及び前記ベース部材の少なくとも一方の材料を相違させる、（１１）に記載の光検出装置。
（１３）前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のうち、少なくとも一部の前記画素制御領域では、入射光に対する瞳補正を行う、（１）乃至（１２）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（１４）前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、瞳補正量を大きくする、（１３）に記載の光検出装置。
（１５）前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらす量を大きくする、（１４）に記載の光検出装置。
（１６）前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらす量を大きくする、（１０）に記載の光検出装置。
（１７）前記光制御領域は、
第１微細構造体を有する第１光制御部と、
前記第１光制御部に積層され、第２微細構造体を有する第２光制御部と、を有し、
前記第１光制御部及び前記第２光制御部は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記第１光制御部内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記第１光制御部内の前記画素制御領域を前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらす量を大きくする、（１４）に記載の光検出装置。
（１）複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域に積層され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、像高に応じた開口範囲内の光量の光の伝搬方向を制御する、光検出装置。
（２）前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることで、前記開口範囲を制御する、（１）に記載の光検出装置。
（３）前記画素制御領域は、像高が高いほど前記開口範囲を大きくし、像高が低いほど前記開口範囲を小さくする、（１）又は（２）に記載の光検出装置。
（４）複数の画素を有する光電変換領域と、
前記光電変換領域よりも光入射方向側に配置され、前記光電変換領域への光の伝搬方向を制御する光制御領域と、を備え、
前記光制御領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、像高に応じて、前記微細構造体のピッチ径、前記微細構造体同士のピッチ間隔、前記微細構造同士のギャップ間隔、及び前記微細構造体のピッチ数のうち少なくとも一つを相違させることにより、対応する前記画素制御領域に入射される光の光量に応じた開口範囲を制御する、光検出装置。
（５）前記画素制御領域は、像高が高いほど、より多くの光量の光を前記光電変換領域に伝搬させ、像高が低いほど、より少ない光量の光を前記光電変換領域に伝搬させる、（１）乃至（４）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（６）前記光電変換領域は、前記複数の画素のそれぞれごとに複数の色画素を有し、
前記光制御領域は、前記複数の色画素のそれぞれごとに前記画素制御領域を有し、
前記画素制御領域は、入射光の波長及び像高に応じた光量の光の伝搬方向を制御する、（１）乃至（５）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（７）前記画素制御領域は、入射光の波長によって、像高の変化に対する入射光量の変化率を相違させる、（６）に記載の光検出装置。
（８）１つの画素に含まれる前記複数の色画素に対応する複数の前記画素制御領域のそれぞれは、前記１つの画素内の色別の前記色画素の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御する、（７）に記載の光検出装置。
（９）前記１つの画素内の色別の数の少ない前記色画素に対応する前記画素制御領域ほど、前記開口範囲を大きくして、より多くの光量を透過させる、（８）に記載の光検出装置。
（１０）前記光制御領域及び前記光電変換領域の間に前記複数の色画素に対応づけて配置されるカラーフィルタ領域を備え、
前記カラーフィルタ領域は、１つの画素ごとに複数のカラーフィルタ部を有し、
前記画素制御領域は、前記複数のカラーフィルタ部の色別の数の違いに基づいて前記開口範囲を制御する、（６）乃至（９）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（１１）前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記微細構造体の材料を相違させる、（１）乃至（１０）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（１２）前記微細構造体は、
光入射面に沿ってそれぞれが離隔して配置される複数の柱状部材と、
前記複数の柱状部材の周囲を覆うベース部材と、を有し、
前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域は、像高に応じて、前記柱状部材及び前記ベース部材の少なくとも一方の材料を相違させる、（１１）に記載の光検出装置。
（１３）前記複数の画素に対応する複数の前記画素制御領域のうち、少なくとも一部の前記画素制御領域では、入射光に対する瞳補正を行う、（１）乃至（１２）のいずれか一項に記載の光検出装置。
（１４）前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、瞳補正量を大きくする、（１３）に記載の光検出装置。
（１５）前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記光電変換領域内の対応する画素に対してずらす量を大きくする、（１４）に記載の光検出装置。
（１６）前記光制御領域内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記光制御領域内の前記画素制御領域を前記カラーフィルタ領域内の対応するカラーフィルタ部に対してずらす量を大きくする、（１０）に記載の光検出装置。
（１７）前記光制御領域は、
第１微細構造体を有する第１光制御部と、
前記第１光制御部に積層され、第２微細構造体を有する第２光制御部と、を有し、
前記第１光制御部及び前記第２光制御部は、前記複数の画素のそれぞれごとに、微細構造体を有する画素制御領域を有し、
前記第１光制御部内の前記画素制御領域を、光入射面に沿って、前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらすことにより瞳補正を行い、
前記光制御領域の中央側よりも周辺側に位置する前記画素制御領域ほど、前記第１光制御部内の前記画素制御領域を前記第２光制御部内の対応する前記画素制御領域に対してずらす量を大きくする、（１４）に記載の光検出装置。
【0123】
本開示の態様は、上述した個々の実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本開示の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本開示の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【0124】
１ 光検出装置、２ 画素アレイ部、３ 垂直駆動回路、４ カラム信号処理回路、５ 水平駆動回路、６ 出力回路、７ 制御回路、１０ 隣接画素、１０ 画素、１０ｃ 色画素、１１ 光電変換領域、１２ レンズ、１３ 光制御領域（カラースプリッタ）、１３ａ 第１光制御部、１３ｂ 第２光制御部、１４ 微細構造体、１４ｂ ベース部材、１４ｐ ピラー部、１５ カラーフィルタ領域、１６ 開口範囲、１７ 画素制御領域、１８ 遮光壁、１９ 遮光壁、２０ 絶縁層
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18A】
【図18B】
【図19A】
【図19B】
【図19C】
【図20】
【図21】
