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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-10-21
(45)【発行日】2024-10-29
(54)【発明の名称】撮像素子及び撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 5/00 20060101AFI20241022BHJP
G02B 1/02 20060101ALI20241022BHJP
G02B 5/20 20060101ALI20241022BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20241022BHJP
H04N 23/12 20230101ALI20241022BHJP
【ＦＩ】
G02B5/00 Z
G02B1/02
G02B5/20 101
H01L27/146 D
H04N23/12
【請求項の数】
6
(21)【出願番号】P 2022565007
(86)(22)【出願日】2020-11-30
(86)【国際出願番号】 JP2020044530
(87)【国際公開番号】W WO2022113352
(87)【国際公開日】2022-06-02
【審査請求日】2023-03-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(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】宮田 将司
(72)【発明者】
【氏名】根本 成
(72)【発明者】
【氏名】小林 史英
(72)【発明者】
【氏名】橋本 俊和
【審査官】森内 正明
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１０－１５６９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－４０４４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－２８９６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８４９８６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／０６６７３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１４６７５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ １／０２
Ｇ０２Ｂ ５／００
Ｇ０２Ｂ ５／２０
Ｈ０１Ｌ ２７／１４ － ２７／１４８
Ｈ０４Ｎ ９／０１ － ９／１１
Ｈ０４Ｎ ２３／１０ － ２３／１７
Ｈ０４Ｎ ２５／０１ － ２５／１７
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
各々が光電変換素子を含む複数の画素と、前記複数の画素を覆う透明層と、
前記透明層上または前記透明層内において前記透明層の面方向に配置された複数の構造体と、
を備え、
前記複数の構造体は、各構造体の入射光の入射角度に応じて、入射した光のうち、第１の色の光を直下に位置する第１の画素に集光し、第２の色の光を直下に位置する第２の画素に集光するように配置され、
前記複数の構造体のうち、前記第１の画素の直上に位置する構造体が、前記第１の色の光を直下に位置する前記第１の画素に集光し、前記第２の画素の直上に位置する構造体が、前記第２の色の光を直下に位置する前記第２の画素に集光することを特徴とする撮像素子。
【請求項2】
前記複数の構造体の各々の断面形状は、当該撮像素子の中央部と外周部とで異なることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子。
【請求項3】
前記複数の構造体の各々は、前記透明層の屈折率よりも高い屈折率を有し、入射した光に対して断面形状に応じた光位相遅延量を与える柱状構造体であり、前記複数の構造体は、前記集光を実現するための光位相量遅延分布に従って断面形状が設定され、前記集光を実現するための光位相量遅延分布に従って配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像素子。
【請求項4】
前記複数の構造体の各々の断面形状は、４回回転対称形状であることを特徴とする請求項１～３のいずれか一つに記載の撮像素子。
【請求項5】
前記複数の画素と前記透明層との間に設けられたフィルタ層を備えることを特徴とする請求項４に記載の撮像素子。
【請求項6】
請求項１～５のいずれか一つに記載の撮像素子と、前記撮像素子から得られた電気信号に基づいて画像信号を生成する信号処理部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像素子及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的な撮像装置は、レンズ光学系と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの２次元の撮像素子とを用いて、撮像対象からの光の強度情報と色情報からなる２次元画像を取得する。
【0003】
従来のカラーセンサの撮像素子は、撮像レンズを透過した入射光を、マイクロレンズで集光し、色ごとのカラーフィルタを各画素の上に配置することで、特定波長の光のみを光電変換素子に受光させる構成が一般的である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【文献】Takanori Kudo, Yuki Nanjo, Yuko Nozaki, Kazuya Nagao, Hidemasa Yamaguchi, Wen-Bing Kang, Georg Pawlowski, “PIGMENTED PHOTORESISTS FOR COLOR FILTERS”, Journal of Photopolymer Science and Technology, 1996, 9巻, 1号, p.109-119.
【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、撮像レンズを通過した入射光の入射角度はセンサの中央部と周辺部とで異なる角度を持つため、マイクロレンズによる集光の様態も中央部と周辺部とで異なってしまい、センサの周辺部において受光感度の劣化が生じるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、センサ周辺部における受光感度を向上することができる、撮像素子及び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】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像素子は、各々が光電変換素子を含む複数の画素と、複数の画素を覆う透明層と、透明層上または透明層内において透明層の面方向に配置された複数の構造体と、を備え、複数の構造体は、各構造体の入射光の入射角度に応じて、入射した光のうち、第１の色の光を直下に位置する第１の画素に集光し、第２の色の光を直下に位置する第２の画素に集光するように配置され、複数の構造体のうち、第１の画素の直上に位置する構造体が、第１の色の光を直下に位置する第１の画素に集光し、第２の画素の直上に位置する構造体が、第２の色の光を直下に位置する第２の画素に集光することを特徴とする。
【0009】
また、本発明に係る撮像装置は、上記記載の撮像素子と、像素子が出力する電気信号を処理し、画像を生成する信号処理部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、センサ周辺部における受光感度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の説明において、各図は本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ、及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎず、したがって、本発明は各図で例示された形状、大きさ、及び位置関係のみに限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【0013】
【0014】
図１に示すように、実施の形態１に係る撮像装置１０は、レンズ光学系１１、撮像素子１２及び信号処理部１３を有する。撮像素子１２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子を有する。信号処理部１３は、撮像素子１２から出力される光電変換信号を処理して画像信号を生成する。
【0015】
自然光や照明光等の光が物体１に照射され、物体１により透過／反射／散乱した光、または、物体１から発する光は、レンズ光学系１１により撮像素子１２上に光学像を形成する。一般に、レンズ光学系１１は、様々な光学収差を補正するため、光軸に沿って並んだ複数のレンズからなるレンズ群により構成されるが、図１では図面を簡略化して単一のレンズとして示している。信号処理部１３は、生成した画像信号を外部に送出する画像信号出力を有する。
【0016】
なお、撮像装置１０は、赤外光カットの光学フィルタ、電子シャッタ、ビューファインダ、電源（電池）、フラッシュライトなどの公知の構成要素を備え得るが、それらの説明は、本発明の理解に特に必要でないため省略する。また、以上の構成はあくまでも一例であり、実施の形態では、レンズ光学系１１、撮像素子１２、信号処理部１３を除く構成要素として、公知の要素を適切に組み合わせて用いることができる。
【0017】
［撮像素子］
続いて、実施の形態１に係る撮像素子１２の概略を説明する。図２は、実施の形態１に係るレンズ光学系１１と、撮像素子１２の要部の断面を模式的に示す図である。図２以降では、撮像素子１２の一部を、撮像素子１００として説明する。撮像素子１００は、画素アレイの光電変換素子に入射光を導く複数の柱状の構造体を全面に形成した光学素子アレイを有する。また、撮像素子１００では、図２に示すように、レンズ光学系１１から撮像素子１００に入射する光の入射角度θが、中央部と外周部とで異なるため、光学素子アレイに形成した複数の柱状の構造体を、入射光の入射角度に応じて、所定の色に分離した状態で、直下の画素に導くための位相特性を与える形状に設定している。すなわち、光学素子アレイに形成した複数の柱状の構造体の各々の断面形状は、光学素子アレイの中央部と外周部とで異なるものに設定している。以降、図３及び図４を用いて、撮像素子１００の構造について説明する。
続いて、実施の形態１に係る撮像素子１２の概略を説明する。図２は、実施の形態１に係るレンズ光学系１１と、撮像素子１２の要部の断面を模式的に示す図である。図２以降では、撮像素子１２の一部を、撮像素子１００として説明する。撮像素子１００は、画素アレイの光電変換素子に入射光を導く複数の柱状の構造体を全面に形成した光学素子アレイを有する。また、撮像素子１００では、図２に示すように、レンズ光学系１１から撮像素子１００に入射する光の入射角度θが、中央部と外周部とで異なるため、光学素子アレイに形成した複数の柱状の構造体を、入射光の入射角度に応じて、所定の色に分離した状態で、直下の画素に導くための位相特性を与える形状に設定している。すなわち、光学素子アレイに形成した複数の柱状の構造体の各々の断面形状は、光学素子アレイの中央部と外周部とで異なるものに設定している。以降、図３及び図４を用いて、撮像素子１００の構造について説明する。
【0018】
図３は、実施の形態に係る撮像素子の中央部における画素アレイ及び光学素子アレイの断面の一部を模式的に示す図である。図４は、実施の形態に係る撮像素子の外周部における画素アレイ及び光学素子アレイの断面の一部を模式的に示す図である。なお、図３及び図４において、矢印は、撮像素子１００に入射する光を模式的に示す。図において、ｘｙｚ座標系が示される。ｘｙ平面方向は、後述する画素アレイ１１０、透明層１５０等の面方向に相当する。以下、特に説明がある場合を除き、「平面視」は、ｚ軸方向に（例えばＺ軸負方向に）視ることを指し示す。「側面視」は、ｘ軸方向またはｙ軸方向（例えばｙ軸負方向）に見ることを指し示す。
【0019】
図３及び図４に示すように、撮像素子１００は、画素アレイ１１０と、画素アレイ１１０と対向して配置された光学素子アレイ１２０とを有する。画素アレイ１１０及び光学素子アレイ１２０は、ｚ軸正方向にこの順に設けられる。光学素子アレイ１２０は、レンズ光学系１１からの光が入射する側に配置されている。光学素子アレイ１２０は、画素アレイ１１０上に形成された透明層１５０の上面に形成される。なお、透明層１５０は、ＳｉＯ２（屈折率ｎ＝１．４５）等の材料からなる低屈折率の透明層である。
【0020】
画素アレイ１１０は、配線層１８０と、ｘｙ平面方向に配置された複数の画素１３０とを有する。各画素１３０は、各々が光電変換素子を含んで構成される。光電変換素子の例は、フォトダイオード（ＰＤ：Photo Diode）である。各画素は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）に対応する。赤色の光の波長帯域の例は、波長をλ０とすると、６００ｎｍ＜λ０である。緑色の光の波長帯域の例は、５００ｎｍ＜λ０≦６００ｎｍである。青色の光の波長帯域の例は、λ０≦５００ｎｍである。以降、各画素を区別できるように、画素Ｒ、画素Ｇ及び画素Ｂ（不図示）と称し図示する。これら画素Ｒ、２つの画素Ｇ及び画素Ｂは、後述するように、ベイヤー配列され、一つの画素ユニットを構成する。
【0021】
光学素子アレイ１２０は、画素アレイ１１０を覆うように設けられる。光学素子アレイ１２０の例は、メタサーフェスである。メタサーフェスは、光の波長以下の幅を有する複数の微細構造体（構造体１６０に相当）を含んで構成される。メタサーフェスは、２次元構造を有してもよいし、３次元構造を有してもよい。光学素子アレイ１２０は、構造体１６０のパラメータを変えるだけで、光の特性（波長、偏波、入射角度）に応じて、位相と光強度を制御することができる。３次元構造の場合、２次元構造よりも設計自由度が向上する。
【0022】
光学素子アレイ１２０は、波長分離機能及びレンズ機能の２つの機能を有する。波長分離機能は、入射した光を各波長帯域の光に分離する機能である。レンズ機能は、各波長の光を、対応する画素に集光する機能である。この例では、光学素子アレイ１２０の波長分離機能により、入射した光がＲ光、Ｇ光及びＢ光に分離される。レンズ機能により、Ｒ光が直下に位置する画素Ｒに集光され、Ｇ光が直下に位置する画素Ｇに集光され、Ｂ光が直下に位置する画素Ｂに集光される。
【0023】
光学素子アレイ１２０は、透明層１５０と、複数の柱状の構造体１６０とを含む。透明層１５０は、画素アレイ１１０を覆うように、画素アレイ１１０上に設けられる。透明層１５０は、構造体１６０の屈折率よりも低い屈折率を有する。透明層１５０の材料の例は、ＳｉＯ２等である。透明層１５０は空隙であってもよく、その場合、透明層１５０の屈折率は、空気の屈折率に等しくてよい。透明層１５０の材料は単一であってもよいし、複数の材料が層状になったものでもよい。
【0024】
複数の構造体１６０は、透明層１５０上または透明層１５０内において、透明層１５０の面方向（ｘｙ平面方向）に、例えば周期的に（周期構造を有して）、配置される。この例では、構造体１６０は、透明層１５０を挟んで画素アレイ１１０とは反対側（ｚ軸正方向側）において、透明層１５０上に設けられる。複数の構造体１６０は、設計を容易にする等のために等間隔配置されてもよいし、不等間隔配置されてもよい。各構造体１６０は、入射光の波長と同程度またはそれよりも小さい寸法を有するナノオーダーサイズの微細構造体である。複数の構造体１６０は、側面視したときに、同じ高さを有する。
【0025】
構造体１６０は、入射光を、色に分離した状態で、対応する直下の画素１３０の光電変換素子に導く。例えば、実施の形態１では、構造体１６０が分離する波長領域がＲ、Ｇ、Ｂである場合について示す。複数の構造体１６０は、各構造体の入射光の入射角度に応じて、入射した光のうち、Ｒ色の光を直下に位置する画素Ｒに集光し、Ｇ光を直下に位置する画素Ｇに集光し、Ｂ光を直下に位置する画素Ｂに集光するように配置される。
【0026】
構造体１６０は、周囲材料（透明層１５０、空気）の屈折率よりも高い屈折率を有する材料を用いて形成される。これによって、構造体１６０は、柱状構造体内部に光を強く閉じ込めて隣接する柱状構造体との光結合を防ぐ。構造体１６０は、例えば、ＳｉＮ（屈折率ｎ＝２．０５）、ＴｉＯ２（屈折率ｎ＝２．４０）を用いて形成される。
【0027】
構造体１６０は、平面視したときに、各柱状構造体の入射光の入射角度に応じて、入射光を、Ｒ，Ｇ，Ｂに色分離した状態で、対応する直下の画素Ｒ，Ｇ，Ｂの光電変換素子に導くための位相特性を有する形状にそれぞれ形成される。構造体１６０の各々は、入射光に対して、平面視したときに当該構造体１６０が有する形状に応じた光位相遅延量を与える。構造体１６０の各々の断面形状は、光学素子アレイの中央部と外周部とで異なる。
【0028】
［構造体］
入射光の波長領域に応じて異なる集光位置を有する構造体１６０を実現するには、波長領域毎に異なる光波面を与える構造を実現する必要がある。本実施の形態１では、微細な柱状の構造体１６０が入射光に与える位相遅延量の波長分散特性を利用することで、波長分離機能と集光機能との双方を実現する。
入射光の波長領域に応じて異なる集光位置を有する構造体１６０を実現するには、波長領域毎に異なる光波面を与える構造を実現する必要がある。本実施の形態１では、微細な柱状の構造体１６０が入射光に与える位相遅延量の波長分散特性を利用することで、波長分離機能と集光機能との双方を実現する。
【0029】
構造体１６０は、構造周囲の透明層１５０或いは空気の屈折率ｎ０よりも高い屈折率ｎ１を有するＳｉＮやＴｉＯ２等の材料から形成されており、側面視したときの構造体１６０の高さ（ｚ軸方向の長さ）ｈを一定とする。この構造体１６０は、透明層との屈折率差から、光を構造内に閉じ込めて伝搬させる光導波路として考えることができる。
【0030】
したがって、レンズ光学系１１側から光を入射すると、光は構造内に強く閉じ込められながら伝搬し、光導波路の実効的な屈折率ｎｅｆｆにより決定される位相遅延効果を受けて、画素アレイ１１０側から出力される。
【0031】
具体的に、透明層を構造の厚み分の長さを伝搬した光の位相を基準した際、構造体１６０による位相遅延量φは、光の真空中での波長をλとおくと、式（１）で表される。
【0032】
【数1】
【0033】
この位相遅延量φは、光の波長λによって異なるため、同一の構造体において、光を波長領域に応じて異なる位相遅延量を与えることができる。
【0034】
さらに、光導波路の実効的な屈折率ｎｅｆｆは、構造体１６０の断面形状に大きく依存することが知られており、ｎ０＜ｎｅｆｆ＜ｎ１の値をとる。また、光導波路の実効的な屈折率ｎｅｆｆは、光の波長λによっても異なり、その度合いは構造体１６０の断面形状に大きく依存する。
【0035】
したがって、図５～図１０に示すように、例えば、正方形形状、十字形状、円形形状等の多様な断面形状をもつ構造体１６０を用いることで、光の波長λに応じた位相遅延量の多彩な組み合わせを設定することが可能であり、波長領域に応じて異なる集光位置をもつレンズを新たに設計、実現することが可能となる。
【0036】
［構造体の形状］
図５～図１０は、構造体１６０の概略構成の例を示す図である。図５は、平面視したときの形状が正方形形状である構造体１６０の側面図である。図６は、図５に示す構造体１６０の平面図である。図７は、平面視したときの形状がＸ字形状である構造体１６０の側面図である。図８は、図７に示す構造体１６０の平面図である。図９は、平面視したときの形状が中空ひし形形状である構造体１６０の側面図である。図１０は、図９に示す構造体１６０の平面図である。
図５～図１０は、構造体１６０の概略構成の例を示す図である。図５は、平面視したときの形状が正方形形状である構造体１６０の側面図である。図６は、図５に示す構造体１６０の平面図である。図７は、平面視したときの形状がＸ字形状である構造体１６０の側面図である。図８は、図７に示す構造体１６０の平面図である。図９は、平面視したときの形状が中空ひし形形状である構造体１６０の側面図である。図１０は、図９に示す構造体１６０の平面図である。
【0037】
構造体１６０は、ｚ軸方向に延在する柱状構造体であり、透明層１５０（例えばＳｉＯ２基板（屈折率１．４５））上に形成される。構造体１６０の材料の例は、ＳｉＮ（屈折率２．０５）である。構造体１６０の側方及び上方は、空気（Ａｉｒ（屈折率１．０））である。
【0038】
それぞれの構造体１６０の配置周期をＰとする。配置周期Ｐは、透過側で回折光が生じないように、式（２）のように設定することが望ましい。
【0039】
【数2】
【0040】
λｍｉｎは、受光対象の波長帯域における最短波長であり、例えば４１０ｎｍである。ｎ２は、透明層１５０の屈折率であり、透明層１５０がＳｉＯ２の場合、ｎ２＝１．４５である。構造体１６０の配置周期Ｐは、例えば、２８０ｎｍである。
【0041】
図５～図１０では、側面視したときの構造体１６０の高さ（ｚ軸方向の長さ）を、高さｈと称し図示する。構造体１６０の高さｈは、一定である。高さｈは、構造体１６０が、入射した光、すなわちｚ軸方向に沿って進む光に対して２π以上の光位相遅延量（位相値）を与えることができるように、式（３）のように設定することが望ましい。
【0042】
【数3】
【0043】
波長λｒは、波長分離の対象となる光の波長帯域のうち、最も長波長側の波長帯域における所望の中心波長である。ｎ１は、構造体１６０の屈折率である。構造体１６０がＳｉＮの場合、ｎ１＝屈折率２．０５であり、高さｈは例えば１６００ｎｍである。また、構造体１６０は、ＴｉＯ２（屈折率２．４０）で形成されてもよい。この場合、ｎ１＝２．４０であり、構造体１６０の高さｈは、例えば１２５０ｎｍである。
【0044】
構造体１６０の断面形状を設計（寸法設計を含む）することで、各波長の光に対して異なる光位相遅延量を与えることのできる様々な組み合わせが実現可能である。断面形状を多様化させることで、組み合わせが増加し、設計自由度はさらに向上する。
【0045】
例えば、構造体１６０は、平面視したときに、正方形形状、十字形状、円形形状を有する。正方形形状、十字形状、円形形状の構造体１６０の各々は、基本形状が同じで異なる寸法（長さ、幅等）を有する。構造体１６０の平面視したときの形状は、４回回転対称形状であってよい。そのような形状は、例えば、正方形形状、十字形状、円形形状の少なくとも一つを含んで構成されてよい。各構造体１６０を、平面視したときに４回回転対称形状とすることで、偏光に対して無依存な特性とする。
【0046】
上述したように、構造体１６０の平面視したときの形状として、正方形形状、十字形状を４５°面内回転させたＸ字形状、中空ひし形形状を適用することも可能である。なお、中空ひし形形状は、正方形形状を含んで構成された形状の例であり、中空正方形形状を４５°面内回転させた形状である。
【0047】
なお、Ｘ字形状、ひし形形状のような４５°面内回転させた形状を採用すれば、隣接する構造体との間の光学的結合が弱まるので、それぞれの構造体の光学特性が、隣接する構造体の影響を受けず維持されやすくなる。その結果、後述する理想的な位相遅延量分布を再現し易くなる。
【0048】
図１１は、各波長と光位相遅延量との組み合わせの例を示す図である。青色の光の例として、波長が４３０ｎｍの光に対する光位相遅延量（Ｐｈａｓｅ＠λ＝４３０ｎｍ（ｒａｄ／π））が示される。緑色の光の例として、波長が５２０ｎｍの光に対する光位相遅延量（Ｐｈａｓｅ＠λ＝５２０ｎｍ（ｒａｄ／π））が示される。赤色の光の例として、波長が６３５ｎｍの光に対する光位相遅延量（Ｐｈａｓｅ＠λ＝６３５ｎｍ（ｒａｄ／π））が示される。
【0049】
四角プロットは、正方形形状の断面形状を有する構造体１６０の断面形状の寸法をさまざまに設定したときの光位相遅延量を示す。Ｘ字プロットは、Ｘ字形状の断面形状を有する構造体１６０において、断面形状の寸法をさまざまに設定したときの光位相遅延量を示す。ひし形プロットは、中空ひし形形状の断面形状を有する構造体１６０において、断面形状の寸法をさまざまに設定したときの光位相遅延量を示す。いずれも高さｈは一定である。黒丸プロットは、後述のレンズ設計における理想的な光位相遅延量である。
【0050】
図１１には、構造体１６０がＳｉＮである場合の光位相遅延量が示される。理解されるように、構造体１６０の断面形状の設計により、各色の光（各波長の光）と光位相遅延量とのさまざまな組み合わせを実現できる。すなわち、同じ高さｈを有する柱状構造体を用いるだけでも、多様な波長分散を持つ光位相遅延量特性（位相特性）が実現できる。これは、断面形状によって、生じる光導波モード・光共振モードとそれに起因する光位相遅延量の波長分散特性を変化させることができるからである。
【0051】
以上の原理に基づき、透明層１５０の面方向に配置された構造体１６０の断面形状及び配置の設計により、波長ごとに異なる集光点を持つレンズ機能を実現できる。なお、波長が３つの場合に限らず、波長が２つまたは波長が４つ以上の場合でもレンズ設計は可能である。
【0052】
さらに、本実施の形態では、構造体１６０に入射する光の入射光に対応させて、レンズ下方の光電変換素子の中心に集光するように、レンズの位相分布を設計し、図１１に示す位相特性を参照しながら、レンズを設計する。したがって、複数の構造体１６０（図３、図４）は、断面形状が、光学素子アレイ１２の中央部と外周部とで異なるものに設定されることによって、入射光の入射角度が異なる中央部と外周部とのいずれにおいても、画素Ｂと対向する領域の外側に入射した光のうちの画素Ｂに対応する色の光も、画素Ｂに集光するように配置される。画素Ｇと対向する領域の外側に入射した光のうちの画素Ｇに対応する色の光も、画素Ｇに集光するように配置される。画素Ｒと対向する領域の外側に入射した光のうちの画素Ｒに対応する色の光も、画素Ｒに集光するように配置される。これにより、各画素における受光光量を増加させることができる。
【0053】
［レンズ設計の例］
そこで、レンズ設計の例について説明する。図１２は、入射角度の定義を説明する図である。図１２に示すように、（θ，φ）の入射角度で光が入射する場合について説明する。入射角度（θ，φ）に対応して、レンズ（構造体１６０）下方の光電変換素子の中心に集光するように、レンズの位相分布を設計し、図１１に示す位相特性を参照しながら設計目標の理想的な光位相遅延量に従って、ＳｉＮ組成構造の構造体１６０の断面形状及び配置を設計した。例えば、画素の大きさは、１．６８μｍ×１．６８μｍである。焦点距離は、４．２μｍである。青色の光に対応する中心波長は、４３０ｎｍである。緑色の光に対応する中心波長は、５２０ｎｍである。赤色の光に対応する中心波長は、６３５ｍである。
そこで、レンズ設計の例について説明する。図１２は、入射角度の定義を説明する図である。図１２に示すように、（θ，φ）の入射角度で光が入射する場合について説明する。入射角度（θ，φ）に対応して、レンズ（構造体１６０）下方の光電変換素子の中心に集光するように、レンズの位相分布を設計し、図１１に示す位相特性を参照しながら設計目標の理想的な光位相遅延量に従って、ＳｉＮ組成構造の構造体１６０の断面形状及び配置を設計した。例えば、画素の大きさは、１．６８μｍ×１．６８μｍである。焦点距離は、４．２μｍである。青色の光に対応する中心波長は、４３０ｎｍである。緑色の光に対応する中心波長は、５２０ｎｍである。赤色の光に対応する中心波長は、６３５ｍである。
【0054】
ある入射角度（θ, φ）の光に対してレンズの直下のｚｆ離れた点（任意の画素の中心点）に集光するレンズの光位相遅延量分布φは、以下の式（４）式で表される。
【0055】
【数4】
【0056】
上記の式（４）において、λｄは、中心波長（設計波長）である。ｘｆ、ｙｆ及びｚｆは、集光位置である。ｎｉｎは、入射側の材料の屈折率である。ｎｏｕｔは、出射側の材料の屈折率である。Ｃは、任意定数である。図３及び図４の構成の場合ｎｉｎ＝１．０（空気）、ｎｏｕｔ＝１．４４５（石英ガラス）である。
【0057】
理想的な光位相遅延量分布は、画素Ｂ、画素Ｇ１，Ｇ２及び画素Ｒそれぞれに以下の集光位置を与える位相分布とした。なお、４つの画素（画素ユニット）の中心位置が、ｘ＝０、ｙ＝０に対応する。
画素Ｂ：ｘｆ＝＋０．８４μｍ、ｙｆ＝－０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
画素Ｇ１：ｘｆ＝＋０．８４μｍ、ｙｆ＝＋０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
画素Ｇ２：ｘｆ＝－０．８４μｍ、ｙｆ＝－０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
画素Ｒ：ｘｆ＝－０．８４μｍ、ｙｆ＝＋０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
画素Ｂ：ｘｆ＝＋０．８４μｍ、ｙｆ＝－０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
画素Ｇ１：ｘｆ＝＋０．８４μｍ、ｙｆ＝＋０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
画素Ｇ２：ｘｆ＝－０．８４μｍ、ｙｆ＝－０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
画素Ｒ：ｘｆ＝－０．８４μｍ、ｙｆ＝＋０．８４μｍ、ｚｆ＝４．２μｍ
【0058】
φは、０～２πの範囲に収まるように変換している。例えば、－０．５π及び２．５πは、１．５π及び０．５πにそれぞれに変換している。各設計波長におけるレンズの光位相遅延量分布の中心が（隣接レンズとあわせて）集光位置となるように光位相遅延量分布の境界領域を設定した。定数Ｃは、各波長において、光位相遅延量分布のエラー（理想値との差）が最小になるように最適化されてよい。各波長における光位相遅延量から、上記３波長各中心波長での光位相遅延量分布に最も適合する構造（エラーが最小になる構造）を、対応する位置に配置した。
【0059】
図１３～図１６は、構造体１６０がＳｉＮである場合のレンズ設計の例を示す図である。図１３～図１６は、θ＝５°，φ＝０°の入射角度で光が入射した場合のレンズの設計の例を示す。図１６に示されるように、画素Ｒ，Ｇ１，Ｇ２，Ｂにそれぞれ対応する波長の光を集光させる形状及び配置で、複数の構造体１６０が形成される。なお、図１６の中心位置が、ｘ＝０、ｙ＝０に対応する。
【0060】
図１３には、中心波長が４３０ｎｍ（青色の光）の場合の理想的な光位相遅延量分布（Ｐｈａｓｅ（ｒａｄ／π））が示される。図１４には、中心波長が５２０ｎｍ（緑色の光）の場合の理想的な光位相遅延量分布が示される。図１５には、中心波長が６３５ｎｍ（赤色の光）の場合の理想的な光位相遅延量分布が示される。
【0061】
【0062】
図１６に示すように、構造体１６０の形状は、正方形形状、×字形状、中空ひし形の角柱である。この構造体１６０の平面形状は、θ＝５°，φ＝０°の入射角度で光が入射した場合に、図１３～図１５に示す光位相遅延量分布のうち、それぞれ対応する位置の位相を実現できる形状に設定される。このため、構造体１６０の平面形状は、正方形形状、×字形状、中空ひし形の複数種類の形状とせずとも、１種類（例えば、正方形形状）の形状で設定してもよい。また、構造体１６０の形状は、分離対象の波長領域に限定することなく、正方形形状、×字形状、中空ひし形のいずれの種類の形状を設定することができる。なお、分離対象の波長領域ごとに、構造体１６０の平面形状の種類を設定してもよい。
【0063】
図１７は、画素アレイ１１０における画素ユニットの画素配置を模式的に示す図である。配置の一例を示す図である。図１８は、入射角度の定義を説明する図である。図１９～図３０は、画素における受光強度の入射角度依存性の例を示す図である。図１７～図３０には、構造体１６０がＳｉＮである場合の入射角度依存性の例が示される。この場合、構造体１６０の形状は、主入射角度に応じて、すなわち、センサ（撮像素子１００）内の画素位置に応じてパターンを変化させたものである。
【0064】
これまでも説明したが、図１７に示されるように、画素アレイ１１０には、画素Ｒ、画素Ｇ１、画素Ｇ２及び画素Ｂを有する画素ユニットが複数配置されている。このときに、図１８に示されるようにｚ軸方向を０°としたｘｚ平面での角度（Angle）を入射角度とした場合の画素Ｒ、画素Ｇ１、画素Ｇ２及び画素Ｂの受光スペクトルの入射角度依存性が、図１９～図２６に示される。
【0065】
図１９～図２２は、θ＝０°，φ＝０°の入射角度で光が入射した場合に対してレンズを最適設計した場合を示す。図２３～図２６は、θ＝５°，φ＝０°の入射角度で光が入射した場合に対してレンズを最適設計した場合を示す。図１９及び図２３には、画素Ｒの受光効率が、波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（μｍ））ごと及び入射角度（Ｉｎｃｉｄｅｎｔ ａｎｇｌｅ （ｄｅｇｒｅｅ））ごとに、すなわち入射角度ごとに受光強度で示される。図２０及び図２４には、画素Ｇ１の受光効率が、入射角度ごとに受光強度で示される。図２１及び図２５には、画素Ｇ２の受光効率が、入射角度ごとに受光強度で示される。図２２及び図２６には、画素Ｂの受光効率が、入射角度ごとに受光強度で示される。θ＝０°及びθ＝５°の入射角度のいずれについても、画素Ｒ、画素Ｇ１、画素Ｇ２及び画素Ｂにおける中心波長において、入射角度が±１２°程度の範囲において、十分な強度で受光できる。
【0066】
また、図２７～図３０は、各画素が受光した中心波長の光の検出強度の入射角度依存性を示す図であり、それぞれ、θ＝０°、θ＝５°の場合が図示される。図２７は、画素Ｒによる波長６３０ｎｍの光の検出強度であり、図２８は、画素Ｇ１による波長５２０ｎｍの光の検出強度であり、図２９は、画素Ｇ２による波長５２０ｎｍの光の検出強度であり、図３０は、画素Ｂによる波長４３０ｎｍの光の検出強度である。
【0067】
【0068】
［実施の形態１の効果］
このように、実施の形態１では、撮像素子１００は、光学素子アレイ１２０が色分離機能とレンズ機能の両方の機能が実現するため、カラーフィルタを用いて色分離を行う従来の撮像素子と比して、総受光量も増加させることができる。
このように、実施の形態１では、撮像素子１００は、光学素子アレイ１２０が色分離機能とレンズ機能の両方の機能が実現するため、カラーフィルタを用いて色分離を行う従来の撮像素子と比して、総受光量も増加させることができる。
【0069】
そして、撮像素子１００では、光学素子アレイ１２０のレンズ（構造体１６０）に、色分離機能を持たせながら、主入射角度に対応した角度耐性を付与している。本実施の形態１によれば、撮像素子１００内の画素位置に応じて構造体１６０のパターンを変化させることで、撮像素子１００の中心部と周辺部とで異なる主入射角度にそれぞれ対応した色分離マイクロレンズを実現可能となる。したがって、本実施の形態１によれば、撮像素子１００内の位置で決定される様々な入射角度に対応した集光機能を画素毎に実現でき、特に撮像素子１００周辺部での受光感度を向上することができる。したがって、本実施の形態１によれば、撮像素子１００全体で均一な輝度を有し、かつ色エラーの少ない画像信号を生成できる。
【0070】
また、従来技術には、開口率の向上、光入射角度依存性の低減等によって受光光量を増加させる（感度を向上させる）ために、フィルタを挟んで画素とは反対側にマイクロレンズを設けた（集積化した）ものもある。この場合は、少なくともフィルタ及びマイクロレンズの２層構造となるため、構造が複雑化し、製造コストも増加する。実施形態に係る光学素子アレイ１２０によれば、波長分離機能及びレンズ機能が光学素子アレイ１２０のみで実現できるので、構造を簡素化し、製造コストを低減することができる。また、複数の構造体１６０を面内（ｘｙ平面内）に隙間なく配置できるので、マイクロレンズに比べて開口率が増加する。
【0071】
なお、入射角度に対する耐性は、色分離レンズの焦点距離に主に依存するため、より短い焦点距離をもつレンズ（構造体１６０）を設計すれば許容角度も広がる。
【0072】
また、図１に示す信号処理部１３は、撮像素子１２から得られた電気信号に基づいて画素信号を生成する。電気信号を得るために、信号処理部１３は、撮像素子１２の制御も行う。撮像素子１２の制御は、撮像素子１２の画素の露光、画素アレイ１１０に蓄積された電荷の電気信号への変換、電気信号の読出し等を含む。
【0073】
また、光学素子アレイ１２０は、上記の構成に制限されることはなく、構造体１６０の数や間隔、構造形状、配列パターンにおいて様々な形態をとり得る。また、構造体１６０は、それぞれが接続されていてもよく、また透明材料内に埋め込まれた形態でもよい。
【0074】
また、図３及び図４では、光学素子アレイ１２０が透明層１５０の上面に形成されているがこれに限らない。図３１及び図３２は、実施の形態１に係る撮像素子における画素アレイ及び光学素子アレイの断面の一部の他の例を模式的に示す図である。
【0075】
図３１の撮像素子１００Ａに示すように、光学素子アレイ１２０は、画素１３０上の透明層１５０Ａの内部に埋め込まれていてもよい。この際、透明層１５０Ａの材料は、単一でもよいし、複数の材料が層状になってものでもよい。また、図３２の撮像素子１００Ｂに示すように、光学素子アレイ１２０は、独立した透明基板１９０の底面に形成されてもよい。この場合、光学素子アレイ１２０と画素１３０との間の領域は、空気１５０Ｂで満たされている。この際、透明基板１９０の材料は、単一でもよいし、複数の材料が層状になってものでもよい。撮像素子１００，１００Ａ，１００Ｂは、オンチップマイクロレンズや内部マイクロレンズ、クロストーク軽減用の画素間障壁などとも併用可能である。
【0076】
また、上記では、１つの光学素子ユニットの直下に４つの画素が位置する例について説明したが、これに限定されない。
【0077】
また、構造体１６０の断面形状は、先に説明した図１６等に示される形状に限られない。図３３は、構造体の断面形状の例を示す図である。図３３に例示されるようなさまざまな断面形状を、構造体１６０が有してよい。例示される形状は、例えば正方形形状、十字形状及び円形形状をさまざまに組み合わせることによって得られる４回回転対称形状である。
【0078】
［実施の形態２］
実施の形態２では、撮像素子がフィルタを有する構成について説明する。図３４は、実施の形態２に係る撮像素子の中央部における画素アレイ及び光学素子アレイの断面の一部を模式的に示す図である。図３５は、実施の形態２に係る撮像素子の外周部における画素アレイ及び光学素子アレイの断面の一部を模式的に示す図である。
実施の形態２では、撮像素子がフィルタを有する構成について説明する。図３４は、実施の形態２に係る撮像素子の中央部における画素アレイ及び光学素子アレイの断面の一部を模式的に示す図である。図３５は、実施の形態２に係る撮像素子の外周部における画素アレイ及び光学素子アレイの断面の一部を模式的に示す図である。
【0079】
【0080】
フィルタ層１７０は、画素Ｒを覆うように設けられ、赤の光を透過させるフィルタ１７０Ｒと、画素Ｇを覆うように設けられ、緑の光を透過させるフィルタ１７０Ｇと、画素Ｂを覆うように設けられ、青の光を透過させるフィルタ１７０Ｂとを含む。フィルタ層１７０の材料の例は、樹脂等の有機材料である。
【0081】
光学素子アレイ１２０によって色分離された光は、さらにフィルタ層１７０を通過してから、画素アレイ１１０に到達する。光学素子アレイ１２０及びフィルタ層１７０の両方の波長分離により、一方でのみ波長分離される場合よりも、スペクトルのクロストークが抑制され（不要な他の波長成分の大部分が除去され）、色再現性が向上する。また、入射した光は光学素子アレイ１２０で分離された後にフィルタ層１７０を通過するので、光量を大きく減少させることがない。したがって、光学素子アレイ１２０が無くフィルタ層１７０のみが設けられる場合と比較して、画素の受光効率が向上する。
【0082】
図３６は、画素アレイ１１０における画素ユニットの画素配置を模式的に示す図である。図３７は、入射角度の定義を説明する図である。図３８～図４５は、画素における受光強度の入射角度依存性の例を示す図である。図３８～図４５には、構造体１６０がＳｉＮである場合の入射角度依存性の例が示される。
【0083】
図３８～図４１は、θ＝０°，φ＝０°の入射角度で光が入射した場合に対してレンズを最適設計した場合を示す。図４２～図４５は、θ＝５°，φ＝０°の入射角度で光が入射した場合に対してレンズを最適設計した場合を示す。図３８及び図４２には、画素Ｒの受光効率が、波長ごと及び入射角度ごとに、すなわち入射角度ごとに受光強度で示される。図３９及び図４３には、画素Ｇ１の受光効率が、入射角度ごとに受光強度で示される。図４０及び図４４には、画素Ｇ２の受光効率が、入射角度ごとに受光強度で示される。図４１及び図４５には、画素Ｂの受光効率が、入射角度ごとに受光強度で示される。
【0084】
図４６～図４９は、各画素が受光した中心波長の光の検出強度の入射角度依存性を示す図であり、それぞれ、θ＝０°、θ＝５°の場合が図示される。図４６は、画素Ｒによる波長６３０ｎｍの光の検出強度であり、図４７は、画素Ｇ１による波長５２０ｎｍの光の検出強度であり、図４８は、画素Ｇ２による波長５２０ｎｍの光の検出強度であり、図４９は、画素Ｂによる波長４３０ｎｍの光の検出強度である。
【0085】
図３８～図４５に示すように、θ＝０°及びθ＝５°の入射角度のいずれについても、不要な他の波長成分の大部分が除去されており、色再現性が向上していることがわかる。なお、フィルタ層１７０の透過特性については、例えば、参考文献１のＦｉｇ．２０を参照されたい。
参考文献１：Kudo, T.; Nanjo, Y.; et al., “Pigmented Photoresists for Color Filters”. J. Photopolym. Sci. Technol. 1996, 9, 109－120.
参考文献１：Kudo, T.; Nanjo, Y.; et al., “Pigmented Photoresists for Color Filters”. J. Photopolym. Sci. Technol. 1996, 9, 109－120.
【0086】
【0087】
［実施の形態２の効果］
このように、フィルタ層１７０をさらに備える撮像素子２００によれば、受光効率を向上させるとともに、色再現性をもさらに向上させることができる。
このように、フィルタ層１７０をさらに備える撮像素子２００によれば、受光効率を向上させるとともに、色再現性をもさらに向上させることができる。
【0088】
なお、実施の形態１，２では、画素アレイ１１０の画素配置を説明する際に、画素Ｂ、画素Ｇ１，Ｇ２及び画素Ｒを１組とする画素ユニットを例に説明したが、これに限らない。図５０は、画素アレイにおける画素ユニットの他の画素配置を模式的に示す図である。図５０に示すように、画素アレイは、図１７に示す画素Ｇ２に代えて、近赤外（ＮＩＲ：Near-Infrared）光を受光する画素ＮＩＲ（近赤外）を有する画素配置としてもよい。この際、画素ＮＩＲに対応するレンズ（構造体１６０）は、中心波長λｄを、例えば８５０ｎｍとし、式（４）を用いて設計すればよい。
【0089】
また、実施の形態１，２では、構造体１６０の材料として、ＳｉＮ或いはＴｉＯ２を例に挙げて説明した。ただし、構造体１６０の材料はそれらに限定されない。例えば、波長が３８０ｎｍ～１０００ｎｍの光（可視光～近赤外光）の光に対しては、ＳｉＮの他に、ＳｉＣ、ＴｉＯ２、ＧａＮ等が構造体６の材料として用いられてよい。屈折率が高く、吸収損失が少ないため適している。波長が８００～１０００ｎｍの光（近赤外光）で用いる場合は、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＳｉＮ、ＴｉＯ２、ＧａＡｓ、ＧａＮ等が構造体６の材料として用いられてよい。低損失であるため適している。長波長帯の近赤外領域（通信波長である１．３μｍや１．５５μｍ等）の光に対しては、上述の材料に加えて、ＩｎＰ等を構造体１６０の材料として用いることができる。
【0090】
また、構造体１６０が、貼り付け、塗布等によって形成される場合、フッ素化ポリイミド等のポリイミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、光硬化性樹脂、ＵＶエポキシ樹脂、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、レジスト全般などのポリマー等が材料として挙げられる。
【0091】
また、実施の形態１，２では、透明層１５０の材料としてＳｉＯ２及び空気層を想定した例を示したが、これらに限定されない。一般的なガラス材料等も含め、構造体１６０の材料の屈折率より低い屈折率を有し、入射光の波長に対して低損失なものであればよい。透明層１５０は、対応する画素に到達すべき光の波長に対して十分に低損失であればよいため、カラーフィルタと同様の材質であってもよく、例えば樹脂などの有機材料であってもよい。この場合、単に透明層１５０がカラーフィルタと同様の材質であるばかりでなく、カラーフィルタと同様の構造を持ち、対応する画素に導かれるべき光の波長に応じた吸収特性を持つよう設計されていてもよい。
【0092】
また、実施の形態１，２では、画素の対応する色として、ＲＧＢの３原色及び近赤外光を例に挙げて説明したが、画素は、近赤外光及び３原色以外の波長の光（例えば、赤外光、紫外光等）にも対応してよい。
【0093】
また、実施の形態１，２では、構造体１６０の形状として、正方形形状、×字形状、中空ひし形の異なる３種類の断面形状を有する構造体が用いられる例について説明した。この形状は一例であり、２種類の構造体（例えば正方形形状、×字形状のみ）が用いられてもよいし、４種類以上の構造体が用いられてもよい。
【0094】
以上、本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【0095】
以上説明した技術は、例えば次のように特定される。図１～図５、図３１及び図３２等を参照して説明したように、光学素子アレイ１２０は、各々が光電変換素子を含む複数の画素を覆うための透明層１５０と、透明層１５０上または透明層１５０内において透明層１５０の面方向（ｘｙ平面方向）に配置された複数の構造体１６０と、を備え、複数の構造体１６０は、各構造体の入射光の入射角度に応じて、入射した光のうち、第１の色（例えば青）の光を直下に位置する第１の画素（例えば画素Ｂ）に集光し、第２の色（例えば赤）の光を直下に位置する第２の画素（例えば画素Ｒ）に集光するように配置される。
【0096】
上記の光学素子アレイ１２０は、色分離機能を持ちながら、主入射角度に対応した角度耐性を有する。光学素子アレイ１２０は、撮像素子１００内の位置で決定される様々な入射角度に対応した集光機能を画素毎に実現でき、特にセンサ周辺部での受光感度を向上することができる。光学素子アレイ１２０は、複数の構造体１６０を面内に隙間なく配置できるため、マイクロレンズに比べて開口率も増加する。色分離機能及びレンズ機能は、３色に対応してもよく、さらに近赤外光の分離にも対応していてもよい。
【0097】
図５～図１０等を参照して説明したように、複数の構造体１６０の各々は、透明層５の屈折率よりも高い屈折率を有し、入射した光に対して断面形状に応じた光位相遅延量を与える柱状構造体であってよい。そして、複数の構造体の各々の断面形状は、当該光学素子の中央部と外周部とで異なる。図１１～図１６等を参照して説明したように、複数の構造体１６０は、上述の集光を実現するための光位相遅延量分布に従って配置されてよい。例えばこのような複数の構造体１６０の配置により、波長分離機能及びレンズ機能の両方の機能を実現することができる。
【0098】
【0099】
図６～図８等を参照して説明したように、複数の構造体１６０は、１つの画素と対向する領域の外側に入射した光のうちの当該１つの画素に対応する色の光も当該１つの画素に集光するように配置されてよい。これにより、１つの画素と対向する領域に入射した光だけをその画素に集光する場合よりも、受光光量を増加させることができる。
【0100】
図１～図５等を参照して説明した撮像素子１００も、本開示の一態様である。撮像素子１００は、光学素子アレイ１２０と、透明層１５０で覆われた複数の画素１３０（画素ＮＩＲ等）と、を備える。これにより、先にも説明したように、製造コストを低減することができる。受光感度を向上させたり、開口率を増加させたりすることもできる。
【0101】
図３４及び図３５等を参照して説明したように、撮像素子２００は、複数の画素（画素ＮＩＲ等）と透明層１５０との間に設けられたフィルタ層１７０を備えてよい。これにより、受光効率を向上させるとともに、色再現性をさらに向上させることができる。
【0102】
図１等を参照して説明した撮像装置１０も、本開示の一態様である。撮像装置１０は、上述の撮像素子１２と、撮像素子１２から得られた電気信号に基づいて画素信号に基づいて画像信号を生成する信号処理部１３と、を備える。これにより、先にも説明したように、製造コストを低減することができる。受光感度を向上させたり、開口率を増加させたりすることもできる。
【符号の説明】
【0103】
１ 物体
１０ 撮像装置
１１ レンズ光学系
１２，１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００ 撮像素子
１３ 信号処理部
１１０ 画素アレイ
１２０ 光学素子アレイ
１３０ 画素
１５０，１５０Ａ 透明層
１６０ 構造体
１７０ フィルタ層
１８０ 配線層
１９０ 透明基板
１０ 撮像装置
１１ レンズ光学系
１２，１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００ 撮像素子
１３ 信号処理部
１１０ 画素アレイ
１２０ 光学素子アレイ
１３０ 画素
１５０，１５０Ａ 透明層
１６０ 構造体
１７０ フィルタ層
１８０ 配線層
１９０ 透明基板
【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】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】