特開 2024-123906 光検出装置及び電子機器

(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】P2024123906

(43)【公開日】2024-09-12

(54)【発明の名称】光検出装置及び電子機器

(51)【国際特許分類】

   H01L 27/146 20060101AFI20240905BHJP

   H04N 25/70 20230101ALI20240905BHJP

【ＦＩ】

H01L27/146 A

H04N25/70

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023031709

(22)【出願日】2023-03-02

(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】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】徳満 千絵

【テーマコード（参考）】

4M118

5C024

【Ｆターム（参考）】

4M118AA01

4M118AB01

4M118BA14

4M118CA03

4M118CA22

4M118DD04

4M118FA06

4M118FA26

4M118FA27

4M118FA28

4M118FA33

4M118FA38

4M118GA08

4M118GB15

4M118GC08

4M118GD03

4M118GD04

4M118GD07

4M118GD15

4M118HA22

4M118HA24

4M118HA25

5C024CX41

5C024CY47

5C024EX43

5C024EX52

5C024GX03

5C024GX07

5C024GX16

5C024GX18

5C024GX24

5C024GY31

5C024GY39

5C024HX17

(57)【要約】

【課題】光電変換の量子効率を向上させる。
【解決手段】光検出装置は、半導体基板内に配置されて入射光の光電変換を行う光電変換部と、半導体基板内に配置されて光電変換により生成される電荷を保持する電荷保持部と、半導体基板内に配置されて底部が半導体基板の裏面の近傍に伸長される形状に構成されて半導体基板より低い屈折率に構成される縦型電極部を有するゲート電極を備えるＭＯＳトランジスタにより構成されて光電変換部の電荷を電荷保持部に転送する電荷転送部とを有する光検出装置である。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板内に配置されて入射光の光電変換を行う光電変換部と、
前記半導体基板内に配置されて前記光電変換により生成される電荷を保持する電荷保持部と、
前記半導体基板内に配置されて底部が前記半導体基板の裏面の近傍に伸長される形状に構成されて前記半導体基板より低い屈折率に構成される縦型電極部を有するゲート電極を備えるＭＯＳトランジスタにより構成されて前記光電変換部の電荷を前記電荷保持部に転送する電荷転送部と
を有する光検出装置。

【請求項2】

前記縦型電極部は、底部が前記半導体基板の裏面に達する形状に構成される請求項１に記載の光検出装置。

【請求項3】

前記縦型電極部は、透明導電部材により構成される請求項１に記載の光検出装置。

【請求項4】

前記縦型電極部は、金属により構成される請求項１に記載の光検出装置。

【請求項5】

前記縦型電極部は、複数の部材により構成される請求項１に記載の光検出装置。

【請求項6】

前記ゲート電極は、前記半導体基板の表面側に配置されるとともに底部が前記縦型電極部に接する形状に構成される平板電極部を更に備える請求項１に記載の光検出装置。

【請求項7】

前記平板電極部は、前記半導体基板より低い屈折率に構成される請求項６に記載の光検出装置。

【請求項8】

前記平板電極部は、前記入射光を反射する部材により構成される請求項６に記載の光検出装置。

【請求項9】

前記平板電極部は、前記入射光を吸収する部材により構成される請求項６に記載の光検出装置。

【請求項10】

前記ゲート電極は、複数の前記縦型電極部を備える請求項１に記載の光検出装置。

【請求項11】

半導体基板内に配置されて入射光の光電変換を行う光電変換部と、
前記半導体基板内に配置されて前記光電変換により生成される電荷を保持する電荷保持部と、
前記半導体基板内に配置されて底部が前記半導体基板の裏面の近傍に伸長される形状に構成されて前記半導体基板より低い屈折率に構成される縦型電極部を有するゲート電極を備えるＭＯＳトランジスタにより構成されて前記光電変換部の電荷を前記電荷保持部に転送する電荷転送部と、
前記電荷保持部に保持された電荷に基づく信号を処理する処理回路と
を有する電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光検出装置及び電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像素子等の光検出装置は、画素に配置された光電変換部が露光期間に入射光に応じて電荷を生成し、露光期間の経過後に電荷転送部が生成された電荷を電荷保持部に転送する。その後、電荷保持部に保持された電荷に基づいて画素に配置された回路により画像信号が生成される。このような撮像素子において、半導体基板の裏面側に光電変換部が配置される撮像素子が使用されている。この撮像素子においては、光電変換部により生成される電荷を半導体基板の表面側に配置される電荷保持部に転送する電荷転送部が使用される。例えば、半導体基板の表面に埋め込まれた縦型ゲート電極を有する転送トランジスタにより構成される電荷転送部を備える固体撮像素子が提案されている（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】国際公開第２０１９／０９３１４９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記の従来技術では、半導体基板の裏面側から入射する光が縦型ゲート電極により吸収されるため光電変換の効率が低くなるという問題がある。これにより、感度が低下するという問題がある。

【0005】

そこで、本開示では、光電変換の量子効率を向上させる光検出装置及び電子機器を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る光検出装置は、半導体基板内に配置されて入射光の光電変換を行う光電変換部と、上記半導体基板内に配置されて上記光電変換により生成される電荷を保持する電荷保持部と、上記半導体基板内に配置されて底部が上記半導体基板の裏面の近傍に伸長される形状に構成されて上記半導体基板より低い屈折率に構成される縦型電極部を有するゲート電極を備えるＭＯＳトランジスタにより構成されて上記光電変換部の電荷を上記電荷保持部に転送する電荷転送部とを有する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本開示の実施形態に係る光検出装置の概略構成の一例を示す図である。

【図2】本開示の実施形態に係る光検出装置の概略構成の他の例を示す図である。

【図3】本開示の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図4】本開示の第１の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図5】本開示の第１の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図6】本開示の第２の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図7】本開示の第３の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図8】本開示の第３の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図9】本開示の第３の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図10】本開示の第３の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。

【図11】本開示の実施形態の変形例に係る画素の構成例を示す図である。

【図12】本開示の実施形態の変形例に係る画素の構成例を示す図である。

【図13】本開示の実施形態の変形例に係る画素の構成例を示す図である。

【図14】本開示の実施形態の変形例に係る画素の構成例を示す図である。

【図15】本開示の実施形態の変形例に係る画素の構成例を示す図である。

【図16】電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。

【図17】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。

【図18】撮像部の設置位置の例を示す図である。

【図19】本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。

【図20】図１９に示すカメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。説明は、以下の順に行う。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
１．第１の実施形態
２．第２の実施形態
３．第３の実施形態
４．変形例
５．電子機器の構成
６．移動体への応用例
７．内視鏡手術システムへの応用例

【0009】

（１．第１の実施形態）
[光検出装置の構成]
図１は、本開示の実施形態に係る光検出装置の概略構成の一例を示す図である。本例の光検出装置１は、図１に示すように、基板１１例えばシリコン基板に複数の光電変換部を含む画素１２が規則的に２次元的に配列された画素アレイ部（いわゆる撮像領域）１３と、周辺回路部とを有して構成される。画素１２は、光電変換部となる例えばフォトダイオードと、複数の画素トランジスタ（いわゆるＭＯＳトランジスタ）を有して成る。複数の画素トランジスタは、例えば転送トランジスタ、リセットトランジスタ及び増幅トランジスタの３つのトランジスタで構成することができる。その他、選択トランジスタを追加して４つのトランジスタで構成することもできる。画素１２は、共有画素構造とすることもできる。この画素共有構造は、複数のフォトダイオードと、複数の転送トランジスタと、共有する１つの浮遊拡散領域と、共有する１つずつの他の画素トランジスタとから構成される。なお、光検出装置１は、本開示の「半導体装置」の一例である。

【0010】

周辺回路部は、垂直駆動回路３３と、カラム信号処理回路３４と、水平駆動回路３５と、出力回路３７と、制御回路３６などを有して構成される。

【0011】

制御回路３６は、入力クロックと、動作モードなどを指令するデータを受け取り、また撮像素子の内部情報などのデータを出力する。すなわち、制御回路３６では、垂直同期信号、水平同期信号及びマスタクロックに基づいて、垂直駆動回路３３、カラム信号処理回路３４及び水平駆動回路３５などの動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、これらの信号を垂直駆動回路３３、カラム信号処理回路３４及び水平駆動回路３５等に入力する。

【0012】

垂直駆動回路３３は、例えばシフトレジスタによって構成され、画素駆動線２３を選択し、選択された画素駆動配線に画素を駆動するためのパルスを供給し、行単位で画素を駆動する。すなわち、垂直駆動回路３３は、画素領域３の各画素１２を行単位で順次垂直方向に選択走査し、垂直信号線９を通して各画素１２の光電変換部となる例えばフォトダイオードにおいて受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素信号をカラム信号処理回路３４に供給する。

【0013】

カラム信号処理回路３４は、画素１２の例えば列ごとに配置されており、１行分の画素１２から出力される信号を画素列ごとにノイズ除去などの信号処理を行う。すなわちカラム信号処理回路３４は、画素１２固有の固定パターンノイズを除去するためのＣＤＳ（Correlated Double Sampling）や、信号増幅、ＡＤ変換等の信号処理を行う。カラム信号処理回路３４の出力段には水平選択スイッチ（図示せず）が水平信号線３８との間に接続されて設けられる。

【0014】

水平駆動回路３５は、例えばシフトレジスタによって構成され、水平走査パルスを順次出力することによって、カラム信号処理回路３４の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路３４の各々から画素信号を水平信号線３８に出力させる。

【0015】

出力回路３７は、カラム信号処理回路３４の各々から水平信号線３８を通して順次に供給される信号に対し、信号処理を行って出力する。例えば、バファリングだけする場合もあるし、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理などが行われる場合もある。入出力端子３９は、外部と信号のやりとりをする。

【0016】

なお、同図は、光検出装置１が基板１１に形成される場合の例を表したものである。光検出装置１は、複数の半導体基板により構成することもできる。光検出装置１を構成する複数の基板を積層することにより、光検出装置１のサイズ（面積）を縮小することができる。この場合の例について次に説明する。

【0017】

[光検出装置の他の構成]
図２は、本開示の実施形態に係る光検出装置の概略構成の他の例を示す図である。同図の光検出装置１は、３つの基板（第１基板１０、第２基板２０、第３基板３０）を備えている。光検出装置１は、３つの基板（第１基板１０、第２基板２０、第３基板３０）を貼り合わせて構成された３次元構造となっている。第１基板１０、第２基板２０及び第３基板３０は、この順に積層されている。

【0018】

第１基板１０は、基板１１に、光電変換を行う複数の画素１２を有している。複数の画素１２は、第１基板１０における画素アレイ部１３内に行列状に設けられている。第２基板２０は、半導体基板２１に、画素１２から出力された電荷に基づく画素信号を出力する画素回路２２を４つの画素１２毎に１つずつ有している。第２基板２０は、行方向に延在する複数の画素駆動線２３と、列方向に延在する複数の垂直信号線２４とを有している。第３基板３０は、半導体基板３１に、画素信号を処理するロジック回路３２を有している。ロジック回路３２は、例えば、垂直駆動回路３３、カラム信号処理回路３４、水平駆動回路３５及び制御回路３６を有している。ロジック回路３２（具体的には水平駆動回路３５）は、画素１２ごとの出力電圧Ｖｏｕｔを外部に出力する。ロジック回路３２では、例えば、ソース電極及びドレイン電極と接する不純物拡散領域の表面に、ＣｏＳｉ２やＮｉＳｉなどのサリサイド(Self Aligned Silicide)プロセスを用いて形成されたシリサイドからなる低抵抗領域が形成されていてもよい。

【0019】

垂直駆動回路３３は、例えば、複数の画素１２を行単位で順に選択する。カラム信号処理回路３４は、例えば、垂直駆動回路３３によって選択された行の各画素１２から出力される画素信号に対して、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling：ＣＤＳ）処理を施す。カラム信号処理回路３４は、例えば、ＣＤＳ処理を施すことにより、画素信号の信号レベルを抽出し、各画素１２の受光量に応じた画素データを保持する。水平駆動回路３５は、例えば、カラム信号処理回路３４に保持されている画素データを順次、外部に出力する。制御回路３６は、例えば、ロジック回路３２内の各ブロック（垂直駆動回路３３、カラム信号処理回路３４及び水平駆動回路３５）の駆動を制御する。

【0020】

図３は、本開示の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、画素１２の構成例を表す回路図であり、画素１２及び画素回路２２の一例を表したものである。以下では、図２に示したように、４つの画素１２が１つの画素回路２２を共有している場合について説明する。ここで、「共有」とは、４つの画素１２の出力が共通の画素回路２２に入力されることを指している。

【0021】

各画素１２は、互いに共通の構成要素を有している。図２には、各画素１２の構成要素を互いに区別するために、各画素１２の構成要素の符号の末尾に識別番号（１、２、３及び４）が付与されている。以下では、各画素１２の構成要素を互いに区別する必要のある場合には、各画素１２の構成要素の符号の末尾に識別番号を付与するが、各画素１２の構成要素を互いに区別する必要のない場合には、各画素１２の構成要素の符号の末尾の識別番号を省略するものとする。

【0022】

各画素１２は、例えば、フォトダイオードＰＤと、フォトダイオードＰＤと電気的に接続された電荷転送部ＴＲと、電荷転送部ＴＲを介してフォトダイオードＰＤから出力された電荷を一時的に保持する電荷保持部を構成する浮遊拡散領域（フローティングディフュージョン）ＦＤとを有している。フォトダイオードＰＤは、本開示の「光電変換部」の一具体例に相当する。フォトダイオードＰＤは、光電変換を行って受光量に応じた電荷を発生する。フォトダイオードＰＤのカソードが電荷転送部ＴＲのソースに電気的に接続されており、フォトダイオードＰＤのアノードが基準電位線（例えばグラウンド）に電気的に接続されている。電荷転送部ＴＲのドレインが浮遊拡散領域ＦＤに電気的に接続され、電荷転送部ＴＲのゲートは画素駆動線２３に電気的に接続されている。電荷転送部ＴＲは、例えば、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタである。

【0023】

１つの画素回路２２を共有する各画素１２の浮遊拡散領域ＦＤは、互いに電気的に接続されるとともに、共通の画素回路２２の入力端に電気的に接続されている。画素回路２２は、例えば、リセットトランジスタＲＳＴと、選択トランジスタＳＥＬと、増幅トランジスタＡＭＰとを有している。なお、選択トランジスタＳＥＬは、必要に応じて省略してもよい。リセットトランジスタＲＳＴのソース（画素回路２２の入力端）が浮遊拡散領域ＦＤに電気的に接続されており、リセットトランジスタＲＳＴのドレインが電源線ＶＤＤ及び増幅トランジスタＡＭＰのドレインに電気的に接続されている。リセットトランジスタＲＳＴのゲートは画素駆動線２３（図２参照）に電気的に接続されている。増幅トランジスタＡＭＰのソースが選択トランジスタＳＥＬのドレインに電気的に接続されており、増幅トランジスタＡＭＰのゲートがリセットトランジスタＲＳＴのソースに電気的に接続されている。選択トランジスタＳＥＬのソース（画素回路２２の出力端）が垂直信号線２４に電気的に接続されており、選択トランジスタＳＥＬのゲートが画素駆動線２３（図２参照）に電気的に接続されている。

【0024】

電荷転送部ＴＲは、オン状態になると、フォトダイオードＰＤの電荷を浮遊拡散領域ＦＤに転送する。リセットトランジスタＲＳＴは、浮遊拡散領域ＦＤの電位を所定の電位にリセットする。リセットトランジスタＲＳＴがオン状態になると、浮遊拡散領域ＦＤの電位を電源線ＶＤＤの電位にリセットする。選択トランジスタＳＥＬは、画素回路２２からの画素信号の出力タイミングを制御する。増幅トランジスタＡＭＰは、画素信号として、浮遊拡散領域ＦＤに保持された電荷のレベルに応じた電圧の信号を生成する。増幅トランジスタＡＭＰは、ソースフォロア型のアンプを構成しており、フォトダイオードＰＤで発生した電荷のレベルに応じた電圧の画素信号を出力するものである。増幅トランジスタＡＭＰは、選択トランジスタＳＥＬがオン状態になると、浮遊拡散領域ＦＤの電位に応じた電圧を、垂直信号線２４を介してカラム信号処理回路３４に出力する。リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ及び選択トランジスタＳＥＬは、例えば、ＭＯＳトランジスタである。なお、カラム信号処理回路３４は、本開示の「処理回路」の一具体例に相当する。

【0025】

［画素の構成］
図４は、本開示の第１の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、画素アレイ部１３に配置される画素１２の構成例を表す図である。また、同図の画素１２は、基板１１を構成する半導体基板１２０に形成される。同図の画素１２には、光電変換部１０１（不図示）、電荷転送部１０２（図３のＴＲに相当する）及び電荷保持部１０３（不図示）が配置される。同図には、電荷転送部１０２のゲート電極１５０を構成する縦型電極部１５１を記載した。同図の縦型電極部１５１は、矩形形状に構成される例を表したものである。画素１２の境界には、分離部１３２が配置される。

【0026】

［画素の断面の構成］
図５は、本開示の第１の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、画素１２の構成例を表す断面図である。同図の画素１２は、半導体基板１２０と、分離部１３２と、絶縁膜１３０及び１３１と、配線領域１４０と、カラーフィルタ１９０と、オンチップレンズ１９３とを備える。

【0027】

半導体基板１２０は、素子等が配置される半導体の基板である。同図の半導体基板１２０には、光電変換部１０１、電荷転送部１０２及び電荷保持部１０３が更に配置される。半導体基板１２０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）により構成することができる。光電変換部１０１は、半導体基板１２０に形成されたウェル領域に配置される。便宜上、同図の半導体基板１２０は、ｐ型のウェル領域を構成するものと想定する。このｐ型のウェル領域にｎ型及びｐ型の半導体領域を配置することにより、素子（の拡散層）を形成することができる。

【0028】

同図の半導体基板１２０に記載された矩形が半導体領域を表す。光電変換部１０１は、ｎ型に構成された半導体領域１２１により構成される。具体的には、半導体領域１２１及び周囲のｐ型のウェル領域の界面に形成されるｐｎ接合により構成されるフォトダイオードが光電変換部１０１に該当する。

【0029】

電荷保持部１０３は、ｎ型の比較的高い不純物濃度に構成された半導体領域１２４により構成される。この半導体領域１２４が前述の浮遊拡散領域を構成する。

【0030】

電荷転送部１０２は、半導体領域１２１及び１２４並びにゲート電極１５０により構成される。ｎ型に構成された半導体領域１２１及び１２４が電荷転送部１０２のソース領域及びドレイン領域に該当する。ゲート電極１５０は、縦型電極部１５１及び平板電極部１５９を備える。縦型電極部１５１は、半導体基板１２０の内部に配置されて底部が半導体基板１２０の裏面の近傍に伸長される形状に構成される電極である。また、平板電極部１５９は、半導体基板１２０の表面側に配置されるとともに底部が縦型電極部１５１に接する形状に構成される電極である。ゲート電極１５０にオン電圧を印加するとゲート電極１５０の表面の半導体領域にチャネルが形成され、半導体領域１２１及び１２４の間が導通状態になる。すなわち、光電変換部１０１及び電荷保持部１０３の間が導通し、光電変換部１０１の電荷が電荷保持部１０３に転送される。このように、電荷転送部１０２は、半導体基板１２０の厚さ方向に電荷を転送する。

【0031】

半導体基板１２０の表面側及び裏面側にはそれぞれ絶縁膜１３０及び１３１が配置される。この絶縁膜１３０及び１３１は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）や窒化シリコン（ＳｉＮ）により構成することができる。なお、ゲート電極１５０と半導体基板１２０との間には不図示のゲート絶縁膜が配置される。

【0032】

分離部１３２は、画素１２の境界に配置されて画素１２を分離するものである。分離部１３２は半導体基板１２０の表面近傍から裏面側に貫通する形状に構成される。分離部１３２は、半導体基板１２０に形成された溝部にＳｉＯ_２等の絶縁物を埋め込むことにより構成することができる。なお、分離部１３２と接する半導体基板１２０の領域には半導体領域１２３が配置される。この半導体領域１２３は、ｐ型の比較的高い不純物濃度がコンフォーマルに構成される半導体領域である。半導体領域１２３は、半導体基板１２０の界面準位をピニングする半導体領域である。また、半導体領域１２２は、ｎ型の比較的高い不純物濃度がコンフォーマルに構成される半導体領域である。半導体領域１２１及び１２２で、光電変換した電荷を蓄積する光電変換部１０１が構成される。

【0033】

配線領域１４０は、半導体基板１２０の表面側に配置されて素子の信号等を伝達する配線が配置される領域である。同図の配線領域１４０は、絶縁層１４１及び配線１４２を備える。配線１４２は、半導体基板１２０に形成される素子等に信号を伝達するものである。この配線１４２は、タングステン（Ｗ）や銅（Ｃｕ）により構成することができる。絶縁層１４１は、半導体基板１２０の表面側に配置された電極や配線１４２等を絶縁するものである。この絶縁層１４１は、例えば、ＳｉＯ_２により構成することができる。なお、半導体基板１２０及び配線領域１４０は、基板１１を構成する。

【0034】

カラーフィルタ１９０は、入射光のうちの所定の波長の光を透過する光学的なフィルターである。カラーフィルタ１９０には、例えば、赤色光、緑色光及び青色光を透過するカラーフィルタを使用することができる。

【0035】

オンチップレンズ１９３は、入射光を集光するレンズである。このオンチップレンズ１９３は、例えば、半球形状に構成され、入射光を光電変換部１０１に集光する。

【0036】

前述のように、電荷転送部１０２のゲート電極１５０は、縦型電極部１５１を備える。この縦型電極部１５１は、半導体基板１２０を構成する部材であるＳｉより低い屈折率に構成することができる。これにより、半導体基板１２０の裏面側から入射した光の光路長を伸長することができ、量子効率を向上させることができる。

【0037】

縦型電極部１５１は、例えば、透明導電部材により構成することができる。この透明導電部材には、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＺｎＯ（Zinc Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）及びＩＧＺＯ（In-Ga-Zn-O）が該当する。また、縦型電極部１５１は、例えば、金属により構成することもできる。この金属には、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及びＣｕが該当する。

【0038】

平板電極部１５９も、半導体基板１２０を構成するＳｉより低い屈折率に構成することができる。

【0039】

また、平板電極部１５９は、入射光を吸収する部材により構成することもできる。この場合には、縦型電極部１５１を介して入射する光を平板電極部１５９により吸収することができる。これにより、入射光の配線領域１４０への漏洩を防ぐことができる。

【0040】

また、平板電極部１５９は、入射光を反射する部材により構成することもできる。この場合には、縦型電極部１５１を介して入射する光を平板電極部１５９により反射することができる。これにより、入射光の配線領域１４０への漏洩を防ぐことができる。また、入射光を半導体基板１２０の側に反射するため、反射光を光電変換に寄与させることができる。これにより、効率を向上させることができる。

【0041】

このように、本開示の第１の実施形態の光検出装置１は、電荷転送部１０２のゲート電極１５０に含まれる縦型電極部１５１の屈折率を半導体基板１２０より低くすることにより、光電変換の効率を向上させることができる。

【0042】

（２．第２の実施形態）
上述の第１の実施形態の光検出装置１は、底部が半導体基板１２０の裏面の近傍に伸長される形状に構成される縦型電極部１５１を備えていた。これに対し、本開示の第２の実施形態の光検出装置１は、底部が半導体基板１２０の裏面に達する形状に構成される縦型電極部１５１を備える点で、上述の第１の実施形態と異なる。

【0043】

［画素の構成］
図６は、本開示の第２の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、図５と同様に、画素１２の構成例を表す模式断面図である。便宜上、同図において半導体領域等の記載を省略している。同図の画素１２は、縦型電極部１５１の形状が図５の画素１２と異なる。

【0044】

上述のように、同図の縦型電極部１５１は、底部が半導体基板１２０の裏面に達する形状に構成される。これにより、縦型電極部１５１により入射光を導光することができる。

【0045】

これ以外の光検出装置１の構成は本開示の第１の実施形態における光検出装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。

【0046】

このように、本開示の第２の実施形態の光検出装置１は、底部が半導体基板１２０の裏面に達する形状の縦型電極部１５１を備える。これにより、半導体基板１２０の表面側に入射光を導光することができ、光電変換の効率を向上させることができる。

【0047】

（３．第３の実施形態）
上述の第１の実施形態の光検出装置１は、縦型電極部１５１を備えていた。これに対し、本開示の第３の実施形態の光検出装置１は、複数の部材により構成される縦型電極部１５１を備える点で、上述の第１の実施形態と異なる。

【0048】

［画素の構成］
図７乃至１０は、本開示の第３の実施形態に係る画素の構成例を示す図である。同図は、図５と同様に、画素１２の構成例を表す模式断面図である。同図の画素１２は、縦型電極部１５１及び１５２を備える点で図５の画素１２と異なる。

【0049】

図８は、縦型電極部１５１乃至１５３を備えるゲート電極１５０の例を表したものである。縦型電極部１５１の外側に縦型電極部１５２が配置され、縦型電極部１５２の外側に縦型電極部１５３が配置される。

【0050】

図９は、縦型電極部１５１及び１５２の外側に縦型電極部１５３が配置される例を表したものである。

【0051】

図１０は、図９の縦型電極部１５１及び１５３が半導体基板１２０の裏面に達する形状に構成される例を表したものである。

【0052】

これ以外の光検出装置１の構成は本開示の第１の実施形態における光検出装置１の構成と同様であるため、説明を省略する。

【0053】

このように、本開示の第３の実施形態の光検出装置１は、縦型電極部が複数の部材により構成される。

【0054】

（４．変形例）
ゲート電極１５０のバリエーションについて説明する。

【0055】

図１１乃至１４は、本開示の実施形態の変形例に係る画素の構成例を示す図である。同図は、画素１２の構成例を表す平面図である。複数の縦型電極部１５１が配置される例を表したものである。縦型電極部１５１を画素１２の端部の方向に展延された形状にすることにより、画素１２の端部の電荷の転送効率を向上させることができる。

【0056】

図１５は、本開示の実施形態の変形例に係る画素の構成例を示す図である。同図は、画素１２の構成例を表す断面図である。同図のゲート電極１５０は、複数の縦型電極部１５１を備える例を表したものである。これにより電荷の転送効率を更に向上させることができる。

【0057】

（５．電子機器の構成）
上述したような光検出装置１は、例えば、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどの撮像システム、撮像機能を備えた携帯電話機、または、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。

【0058】

図１６は、電子機器に搭載される撮像装置の構成例を示すブロック図である。図１６に示すように、電子機器７０１は、光学系７０２、光検出装置７０３、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）７０４を備えており、バス７０７を介して、ＤＳＰ７０４、表示装置７０５、操作系７０６、メモリ７０８、記録装置７０９、及び電源系７１０が接続されて構成され、静止画像及び動画像を撮像可能である。

【0059】

光学系７０２は、１枚または複数枚のレンズを有して構成され、被写体からの像光（入射光）を光検出装置７０３に導き、光検出装置７０３の受光面（センサ部）に結像させる。

【0060】

光検出装置７０３には、上述したいずれかの構成例の光検出装置１が適用される。光検出装置７０３には、光学系７０２を介して受光面に結像される像に応じて、一定期間、電子が蓄積される。そして、光検出装置７０３に蓄積された電子に応じた信号がＤＳＰ７０４に入力される。

【0061】

ＤＳＰ７０４は、光検出装置７０３からの信号に対して各種の信号処理を施して画像を取得し、その画像のデータを、メモリ７０８に一時的に記憶させる。メモリ７０８に記憶された画像のデータは、記録装置７０９に記録されたり、表示装置７０５に供給されて画像が表示されたりする。また、操作系７０６は、ユーザによる各種の操作を受け付けて電子機器７０１の各ブロックに操作信号を供給し、電源系７１０は、電子機器７０１の各ブロックの駆動に必要な電力を供給する。

【0062】

（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。

【0063】

図１７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。

【0064】

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１７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。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

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。

【0073】

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１７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。

【0074】

図１８は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

【0075】

図１８では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１、１２１０２、１２１０３、１２１０４、１２１０５を有する。

【0076】

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。

【0077】

なお、図１８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。

【0078】

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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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の光検出装置１は、撮像部１２０３１に適用することができる。

【0083】

（７．内視鏡手術システムへの応用例）
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、内視鏡手術システムに適用されてもよい。

【0084】

図１９は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。

【0085】

図１９では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。

【0086】

内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

【0087】

鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。

【0088】

カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ: Camera Control Unit）１１２０１に送信される。

【0089】

ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。

【0090】

表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。

【0091】

光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。

【0092】

入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。

【0093】

処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

【0094】

なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。

【0095】

また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。

【0096】

また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Narrow Band Imaging）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ICG）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。

【0097】

図２０は、図１９に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。

【0098】

カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。

【0099】

レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。

【0100】

撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（dimensional）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。

【0101】

また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

【0102】

駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。

【0103】

通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。

【0104】

また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。

【0105】

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Auto Exposure）機能、ＡＦ（Auto Focus）機能及びＡＷＢ（Auto White Balance）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。

【0106】

カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。

【0107】

通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。

【0108】

また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。

【0109】

画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。

【0110】

制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。

【0111】

また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。

【0112】

カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。

【0113】

ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。

【0114】

以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術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、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。具体的には、図１の光検出装置１は、撮像部１１４０２に適用することができる。

【0115】

なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。

【0116】

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無く、また他の効果があってもよい。

【0117】

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
半導体基板内に配置されて入射光の光電変換を行う光電変換部と、
前記半導体基板内に配置されて前記光電変換により生成される電荷を保持する電荷保持部と、
前記半導体基板内に配置されて底部が前記半導体基板の裏面の近傍に伸長される形状に構成されて前記半導体基板より低い屈折率に構成される縦型電極部を有するゲート電極を備えるＭＯＳトランジスタにより構成されて前記光電変換部の電荷を前記電荷保持部に転送する電荷転送部と
を有する光検出装置。
（２）
前記縦型電極部は、底部が前記半導体基板の裏面に達する形状に構成される前記（１）に記載の光検出装置。
（３）
前記縦型電極部は、透明導電部材により構成される前記（１）又は（２）に記載の光検出装置。
（４）
前記縦型電極部は、金属により構成される前記（１）又は（２）に記載の光検出装置。
（５）
前記縦型電極部は、複数の部材により構成される前記（１）から（４）の何れかに記載の光検出装置。
（６）
前記ゲート電極は、前記半導体基板の表面側に配置されるとともに底部が前記縦型電極部に接する形状に構成される平板電極部を更に備える前記（１）から（５）の何れかに記載の光検出装置。
（７）
前記平板電極部は、前記半導体基板より低い屈折率に構成される前記（６）に記載の光検出装置。
（８）
前記平板電極部は、前記入射光を反射する部材により構成される前記（６）に記載の光検出装置。
（９）
前記平板電極部は、前記入射光を吸収する部材により構成される前記（６）に記載の光検出装置。
（１０）
前記ゲート電極は、複数の前記縦型電極部を備える前記（１）から（９）の何れかに記載の光検出装置。
（１１）
半導体基板内に配置されて入射光の光電変換を行う光電変換部と、
前記半導体基板内に配置されて前記光電変換により生成される電荷を保持する電荷保持部と、
前記半導体基板内に配置されて底部が前記半導体基板の裏面の近傍に伸長される形状に構成されて前記半導体基板より低い屈折率に構成される縦型電極部を有するゲート電極を備えるＭＯＳトランジスタにより構成されて前記光電変換部の電荷を前記電荷保持部に転送する電荷転送部と、
前記電荷保持部に保持された電荷に基づく信号を処理する処理回路と
を有する電子機器。

【符号の説明】

【0118】

１、７０３ 光検出装置
１２ 画素
３４ カラム信号処理回路
１０１ 光電変換部
１０２ 電荷転送部
１０３ 電荷保持部
１２０ 半導体基板
１５０ ゲート電極
１５１～１５３ 縦型電極部
１５９ 平板電極部
７０１ 電子機器
１１４０２、１２０３１、１２１０１～１２１０５ 撮像部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】