JP3481782B2 - 固体撮像装置 - Google Patents
固体撮像装置Info
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- JP3481782B2 JP3481782B2 JP18621796A JP18621796A JP3481782B2 JP 3481782 B2 JP3481782 B2 JP 3481782B2 JP 18621796 A JP18621796 A JP 18621796A JP 18621796 A JP18621796 A JP 18621796A JP 3481782 B2 JP3481782 B2 JP 3481782B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は固体撮像装置に係
り、特に、レンズを介して撮像した被写体像をモニター
に表示させる光学装置に用いられる固体撮像装置であっ
て、各画素ごとにマイクロレンズが配設された固体撮像
装置に関する。
り、特に、レンズを介して撮像した被写体像をモニター
に表示させる光学装置に用いられる固体撮像装置であっ
て、各画素ごとにマイクロレンズが配設された固体撮像
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固体撮像装置は様々な分野での応用が進
んでいるが、固体撮像装置を用いた光学装置のなかに
は、各画素ごとにマイクロレンズが配設された固体撮像
装置を利用したものがある。
んでいるが、固体撮像装置を用いた光学装置のなかに
は、各画素ごとにマイクロレンズが配設された固体撮像
装置を利用したものがある。
【０００３】図３は、固体撮像装置を用いた光学装置の
概略構成図である。符号３１で示される矢印は被写体を
示しており、この被写体３１は、レンズ３２により撮像
面３３に結像される。撮像面３３には撮像素子３４が配
設されており、撮像素子３４からの出力はモニター３５
に入力され、モニター３５の表示部において被写体３１
の被写体像を観察することができる。
概略構成図である。符号３１で示される矢印は被写体を
示しており、この被写体３１は、レンズ３２により撮像
面３３に結像される。撮像面３３には撮像素子３４が配
設されており、撮像素子３４からの出力はモニター３５
に入力され、モニター３５の表示部において被写体３１
の被写体像を観察することができる。
【０００４】図４は、従来の固体撮像装置を用いた光学
装置の撮像面及び撮像素子の構成を示す断面図である。
符号４２はレンズを、符号４４は撮像素子をそれぞれ示
しており、図３におけるレンズ３２、撮像素子３４にそ
れぞれ対応している。また、マイクロレンズ４０（４０
は４０ａ，４０ｂ，４０ｃのすべてを指すものとす
る。）の各頂点を含む平面が、図３における撮像面３３
に対応している。
装置の撮像面及び撮像素子の構成を示す断面図である。
符号４２はレンズを、符号４４は撮像素子をそれぞれ示
しており、図３におけるレンズ３２、撮像素子３４にそ
れぞれ対応している。また、マイクロレンズ４０（４０
は４０ａ，４０ｂ，４０ｃのすべてを指すものとす
る。）の各頂点を含む平面が、図３における撮像面３３
に対応している。
【０００５】撮像素子４４は、半導体基板４６の表面付
近の素子形成領域に、通常、フォトダイオードからなる
画素４７（４７は４７ａ，４７ｂ，４７ｃのすべてを指
すものとする。）が一定間隔毎に配設された感光領域を
有しており、半導体基板４６表面上の感光領域内の画素
４７が配設された部分以外の部分には、光遮蔽膜４８が
形成され、画素４７及び光遮蔽膜４８上には染色パター
ン層４９（染色パターンは図示せず。）が形成されてい
る。さらに、染色パターン４９上にはマイクロレンズ４
０が、レンズ４２の中央部４１と各画素４７の中心点と
を結ぶ線分上にマイクロレンズ４０の頂点が位置するよ
うに配設されている。以上が、撮像素子４４の構成であ
る。尚、図面の簡略化のため、レンズ４２からの入射光
は、最大の光量を有する中央部４１からの入射光のみを
示している。
近の素子形成領域に、通常、フォトダイオードからなる
画素４７（４７は４７ａ，４７ｂ，４７ｃのすべてを指
すものとする。）が一定間隔毎に配設された感光領域を
有しており、半導体基板４６表面上の感光領域内の画素
４７が配設された部分以外の部分には、光遮蔽膜４８が
形成され、画素４７及び光遮蔽膜４８上には染色パター
ン層４９（染色パターンは図示せず。）が形成されてい
る。さらに、染色パターン４９上にはマイクロレンズ４
０が、レンズ４２の中央部４１と各画素４７の中心点と
を結ぶ線分上にマイクロレンズ４０の頂点が位置するよ
うに配設されている。以上が、撮像素子４４の構成であ
る。尚、図面の簡略化のため、レンズ４２からの入射光
は、最大の光量を有する中央部４１からの入射光のみを
示している。
【０００６】レンズ中央部４１からマイクロレンズ４０
の頂点を通過して各画素４７の中心点に引かれた線分
は、レンズ中央部４１からの入射光の進行経路を示して
おり、各マイクロレンズ４０の配設される位置は、各マ
イクロレンズ４０の頂点がレンズ中央部４１からの入射
光の進行経路上に位置するように設定されたものであ
る。従って、感光領域の中心部に位置する画素４７ａ上
のマイクロレンズ４０ａの頂点は、レンズ４２側から画
素４７ａ上の中心点に下ろした垂線上に位置しているの
に対し、中心部より周縁部側にずれた箇所に位置する画
素４７ｂ，４７ｃ上に配設されたマイクロレンズ４０
ｂ，４０ｃの頂点は、レンズ４２側から画素４７ｂ，４
７ｃ上の中心点に下ろした垂線上には位置しておらず、
それぞれ感光領域の中心部に向かってＡ１，Ａ２のオフ
セットを与えた箇所に位置している。このオフセット
は、各画素に均一に光を入射させるためのものであり、
以下「レンズスケーリング」と称する。
の頂点を通過して各画素４７の中心点に引かれた線分
は、レンズ中央部４１からの入射光の進行経路を示して
おり、各マイクロレンズ４０の配設される位置は、各マ
イクロレンズ４０の頂点がレンズ中央部４１からの入射
光の進行経路上に位置するように設定されたものであ
る。従って、感光領域の中心部に位置する画素４７ａ上
のマイクロレンズ４０ａの頂点は、レンズ４２側から画
素４７ａ上の中心点に下ろした垂線上に位置しているの
に対し、中心部より周縁部側にずれた箇所に位置する画
素４７ｂ，４７ｃ上に配設されたマイクロレンズ４０
ｂ，４０ｃの頂点は、レンズ４２側から画素４７ｂ，４
７ｃ上の中心点に下ろした垂線上には位置しておらず、
それぞれ感光領域の中心部に向かってＡ１，Ａ２のオフ
セットを与えた箇所に位置している。このオフセット
は、各画素に均一に光を入射させるためのものであり、
以下「レンズスケーリング」と称する。
【０００７】マイクロレンズ４０を、その頂点が各画素
４７の中心の位置に対応するように等間隔で配設した場
合、各画素４７の位置によって入射光量に差異が生じ、
感光領域の周縁部に近づくほど感度が低下するシェーデ
ィングが発生する。このシェーディングの対策として、
各画素４７への入射光量を均一にすべく施されたのがレ
ンズスケーリングである。
４７の中心の位置に対応するように等間隔で配設した場
合、各画素４７の位置によって入射光量に差異が生じ、
感光領域の周縁部に近づくほど感度が低下するシェーデ
ィングが発生する。このシェーディングの対策として、
各画素４７への入射光量を均一にすべく施されたのがレ
ンズスケーリングである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
固体撮像装置を用いた光学装置においては、以下のよう
な問題点があった。
固体撮像装置を用いた光学装置においては、以下のよう
な問題点があった。
【０００９】図５は、従来の固体撮像装置を用いた光学
装置における固体撮像装置の撮像面サンプリングポイン
ト（図４におけるマイクロレンズ４０の各頂点の位置）
５１（５１は５１ａ，５１ｂ，５１ｃのすべてを指すも
のとする。）と被写体像５２（５２は５２ａ，５２ｂ，
５２ｃのすべてを指すものとする。）との関係を模式的
に表した説明図である。サンプリングポイント５１を含
む平面は図３における撮像面３３に、被写体像５２は図
３におけるモニター５の表示部における被写体像に、そ
れぞれ対応している。
装置における固体撮像装置の撮像面サンプリングポイン
ト（図４におけるマイクロレンズ４０の各頂点の位置）
５１（５１は５１ａ，５１ｂ，５１ｃのすべてを指すも
のとする。）と被写体像５２（５２は５２ａ，５２ｂ，
５２ｃのすべてを指すものとする。）との関係を模式的
に表した説明図である。サンプリングポイント５１を含
む平面は図３における撮像面３３に、被写体像５２は図
３におけるモニター５の表示部における被写体像に、そ
れぞれ対応している。
【００１０】上述したように、各撮像面サンプリングポ
イント５１はレンズスケーリングを与えられて配設され
ているために等間隔にはなっていないのに対して、被写
体像５２を形成するモニター上の各画素は図４における
各画素４７に対応して等間隔に配設されている。即ち、
感光領域の周縁部に近づくほど大きなレンズスケーリン
グが与えられた各撮像面サンプリングポイント５１から
の入力に基づき、等間隔に配設されたモニター上の各画
素への出力によって被写体像を形成するため、モニター
の表示部に形成される被写体像には、モニターの表示部
の周縁部に近づくに従い、より大きな画像歪みが生ずる
という問題が発生する。
イント５１はレンズスケーリングを与えられて配設され
ているために等間隔にはなっていないのに対して、被写
体像５２を形成するモニター上の各画素は図４における
各画素４７に対応して等間隔に配設されている。即ち、
感光領域の周縁部に近づくほど大きなレンズスケーリン
グが与えられた各撮像面サンプリングポイント５１から
の入力に基づき、等間隔に配設されたモニター上の各画
素への出力によって被写体像を形成するため、モニター
の表示部に形成される被写体像には、モニターの表示部
の周縁部に近づくに従い、より大きな画像歪みが生ずる
という問題が発生する。
【００１１】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的は、レンズを介して撮像した被写体像をモ
ニターに表示させる光学装置に用いられ、各画素ごとに
マイクロレンズが配設された固体撮像装置であって、各
画素への入射光量が等しく、かつ、モニターに表示され
る被写体像に画像歪みを生じない固体撮像装置を提供す
ることである。
で、その目的は、レンズを介して撮像した被写体像をモ
ニターに表示させる光学装置に用いられ、各画素ごとに
マイクロレンズが配設された固体撮像装置であって、各
画素への入射光量が等しく、かつ、モニターに表示され
る被写体像に画像歪みを生じない固体撮像装置を提供す
ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る固体撮像装
置によれば、半導体基板と、半導体基板の表面近傍の素
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分に形成された光遮蔽膜と、半導体基板中
の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された電荷転送レ
ジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された染色パター
ン層と、染色パターン上に等間隔で配設された複数のマ
イクロレンズとを備え、画素が配設された所定の画素配
設位置は、複数のマイクロレンズの頂点を含む撮像面に
被写体の被写体像を結像させる被写体像結像レンズの中
央部から各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経路
の延長上に画素の中央部が位置するように設定されたも
のであることを特徴とし、各画素に対応するマイクロレ
ンズを等間隔に配設しながら、各画素への入射光量を等
しくするために、入射光の入射経路に応じて各画素の配
設位置を設定したので、レンズを介して撮像した被写体
像をモニターに表示させる光学装置に用いた場合に、画
像歪み及びシェーディングが生じない固体撮像装置を提
供することができる。
置によれば、半導体基板と、半導体基板の表面近傍の素
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分に形成された光遮蔽膜と、半導体基板中
の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された電荷転送レ
ジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された染色パター
ン層と、染色パターン上に等間隔で配設された複数のマ
イクロレンズとを備え、画素が配設された所定の画素配
設位置は、複数のマイクロレンズの頂点を含む撮像面に
被写体の被写体像を結像させる被写体像結像レンズの中
央部から各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経路
の延長上に画素の中央部が位置するように設定されたも
のであることを特徴とし、各画素に対応するマイクロレ
ンズを等間隔に配設しながら、各画素への入射光量を等
しくするために、入射光の入射経路に応じて各画素の配
設位置を設定したので、レンズを介して撮像した被写体
像をモニターに表示させる光学装置に用いた場合に、画
像歪み及びシェーディングが生じない固体撮像装置を提
供することができる。
【００１３】半導体基板と、半導体基板の表面近傍の素
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分を含む部分に形成された光遮蔽膜と、半
導体基板中の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された
電荷転送レジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された
染色パターン層と、染色パターン上に等間隔で配設され
た複数のマイクロレンズとを備え、画素が配設された所
定の画素配設位置は、複数のマイクロレンズの頂点を含
む撮像面に被写体の被写体像を結像させる被写体像結像
レンズの中央部から各マイクロレンズの頂点への入射光
の入射経路の延長上に画素の中央部が位置するように設
定されたものであることを特徴とし、各画素に対応する
マイクロレンズを等間隔に配設しながら、各画素への入
射光量を等しくするために、入射光の入射経路に応じて
各画素の配設位置を設定したので、レンズを介して撮像
した被写体像をモニターに表示させる光学装置に用いた
場合に、画像歪み及びシェーディングが生じない固体撮
像装置を提供することができる。
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分を含む部分に形成された光遮蔽膜と、半
導体基板中の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された
電荷転送レジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された
染色パターン層と、染色パターン上に等間隔で配設され
た複数のマイクロレンズとを備え、画素が配設された所
定の画素配設位置は、複数のマイクロレンズの頂点を含
む撮像面に被写体の被写体像を結像させる被写体像結像
レンズの中央部から各マイクロレンズの頂点への入射光
の入射経路の延長上に画素の中央部が位置するように設
定されたものであることを特徴とし、各画素に対応する
マイクロレンズを等間隔に配設しながら、各画素への入
射光量を等しくするために、入射光の入射経路に応じて
各画素の配設位置を設定したので、レンズを介して撮像
した被写体像をモニターに表示させる光学装置に用いた
場合に、画像歪み及びシェーディングが生じない固体撮
像装置を提供することができる。
【００１４】複数の画素の配設間隔は、感光領域の中心
部から周縁部に近づくに従って大きくなるものとし、各
画素への入射光量を等しくするために、入射光の入射経
路に応じて各画素の配設位置を設定したので、レンズを
介して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学装
置に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングが生じ
ない固体撮像装置を提供することができる。
部から周縁部に近づくに従って大きくなるものとし、各
画素への入射光量を等しくするために、入射光の入射経
路に応じて各画素の配設位置を設定したので、レンズを
介して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学装
置に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングが生じ
ない固体撮像装置を提供することができる。
【００１５】半導体基板と、半導体基板の表面近傍の素
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分に形成された光遮蔽膜と、半導体基板中
の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された電荷転送レ
ジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された染色パター
ン層と、染色パターン上の所定のレンズ配設位置に配設
された複数のマイクロレンズとを備え、複数のマイクロ
レンズが配設された所定のレンズ配設位置は、複数の画
素で発生した電荷信号に基づき映像を表示する表示装置
の表示部における複数の映像表示用画素の配設位置に対
応して設定されたものであり、画素が配設された所定の
画素配設位置は、複数のマイクロレンズの頂点を含む撮
像面に被写体の被写体像を結像させる被写体像結像レン
ズの中央部から各マイクロレンズの頂点への入射光の入
射経路の延長上に画素の中央部が位置するように配設さ
れた位置であることを特徴とし、表示装置の表示部にお
ける映像表示用画素が等間隔ではない場合においても、
各画素への入射光量を等しくするために、表示部におけ
る映像表示用画素の配設位置に応じて各マイクロレンズ
の配設位置を設定し、かつ、入射光の入射経路に応じて
各画素の配設位置を設定したので、レンズを介して撮像
した被写体像をモニターに表示させる光学装置に用いた
場合に、画像歪み及びシェーディングが生じない固体撮
像装置を提供することができる。
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分に形成された光遮蔽膜と、半導体基板中
の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された電荷転送レ
ジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された染色パター
ン層と、染色パターン上の所定のレンズ配設位置に配設
された複数のマイクロレンズとを備え、複数のマイクロ
レンズが配設された所定のレンズ配設位置は、複数の画
素で発生した電荷信号に基づき映像を表示する表示装置
の表示部における複数の映像表示用画素の配設位置に対
応して設定されたものであり、画素が配設された所定の
画素配設位置は、複数のマイクロレンズの頂点を含む撮
像面に被写体の被写体像を結像させる被写体像結像レン
ズの中央部から各マイクロレンズの頂点への入射光の入
射経路の延長上に画素の中央部が位置するように配設さ
れた位置であることを特徴とし、表示装置の表示部にお
ける映像表示用画素が等間隔ではない場合においても、
各画素への入射光量を等しくするために、表示部におけ
る映像表示用画素の配設位置に応じて各マイクロレンズ
の配設位置を設定し、かつ、入射光の入射経路に応じて
各画素の配設位置を設定したので、レンズを介して撮像
した被写体像をモニターに表示させる光学装置に用いた
場合に、画像歪み及びシェーディングが生じない固体撮
像装置を提供することができる。
【００１６】半導体基板と、半導体基板の表面近傍の素
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分を含む部分に形成された光遮蔽膜と、半
導体基板中の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された
電荷転送レジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された
染色パターン層と、染色パターン上の所定のレンズ配設
位置に配設された複数のマイクロレンズとを備え、複数
のマイクロレンズが配設された所定のレンズ配設位置
は、複数の画素で発生した電荷信号に基づき映像を表示
する表示装置の表示部における複数の映像表示用画素の
配設位置に対応して設定されたものであり、画素が配設
された所定の画素配設位置は、複数のマイクロレンズの
頂点を含む撮像面に被写体の被写体像を結像させる被写
体像結像レンズの中央部から各マイクロレンズの頂点へ
の入射光の入射経路の延長上に画素の中央部が位置する
ように配設された位置であることを特徴とし、表示装置
の表示部における映像表示用画素が等間隔ではない場合
においても、各画素への入射光量を等しくするために、
表示部における映像表示用画素の配設位置に応じて各マ
イクロレンズの配設位置を設定し、かつ、入射光の入射
経路に応じて各画素の配設位置を設定したので、レンズ
を介して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学
装置に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングが生
じない固体撮像装置を提供することができる。
子形成領域中の所定の画素配設位置にそれぞれ配設され
た複数の画素と、半導体基板上の複数の画素が配設され
た部分が含まれる感光領域の、複数の画素が配設された
部分以外の部分を含む部分に形成された光遮蔽膜と、半
導体基板中の複数の画素又は光遮蔽膜の下に配設された
電荷転送レジスタと、画素及び光遮蔽膜上に形成された
染色パターン層と、染色パターン上の所定のレンズ配設
位置に配設された複数のマイクロレンズとを備え、複数
のマイクロレンズが配設された所定のレンズ配設位置
は、複数の画素で発生した電荷信号に基づき映像を表示
する表示装置の表示部における複数の映像表示用画素の
配設位置に対応して設定されたものであり、画素が配設
された所定の画素配設位置は、複数のマイクロレンズの
頂点を含む撮像面に被写体の被写体像を結像させる被写
体像結像レンズの中央部から各マイクロレンズの頂点へ
の入射光の入射経路の延長上に画素の中央部が位置する
ように配設された位置であることを特徴とし、表示装置
の表示部における映像表示用画素が等間隔ではない場合
においても、各画素への入射光量を等しくするために、
表示部における映像表示用画素の配設位置に応じて各マ
イクロレンズの配設位置を設定し、かつ、入射光の入射
経路に応じて各画素の配設位置を設定したので、レンズ
を介して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学
装置に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングが生
じない固体撮像装置を提供することができる。
【００１７】電荷転送レジスタの配設位置は、複数の画
素の所定の画素配設位置に応じて設定されるものとした
ので、電荷転送効率を向上させることができる。
素の所定の画素配設位置に応じて設定されるものとした
ので、電荷転送効率を向上させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る固体撮像装置
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１９】本発明に係る固体撮像装置の特徴は、各画
素に対応するマイクロレンズを等間隔に配設しながら、
各画素への入射光量を等しくするために、入射光の入射
経路に応じて各画素の配設位置を設定したことにある。
素に対応するマイクロレンズを等間隔に配設しながら、
各画素への入射光量を等しくするために、入射光の入射
経路に応じて各画素の配設位置を設定したことにある。
【００２０】この構成により、レンズを介して撮像した
被写体像をモニターに表示させる光学装置に用いた場合
に、画像歪み及びシェーディングが生じない固体撮像装
置を提供することができる。
被写体像をモニターに表示させる光学装置に用いた場合
に、画像歪み及びシェーディングが生じない固体撮像装
置を提供することができる。
【００２１】図１は、本発明に係る固体撮像装置の実施
の形態を示す断面図であり、図３に示された光学装置に
用いる場合に、図３における撮像面及び撮像素子の構成
を示している。符号１２はレンズを、符号１４は本発明
に係る固体撮像装置をそれぞれ示しており、図３におけ
るレンズ３２、撮像素子３４にそれぞれ対応している。
また、マイクロレンズ１０（１０は１０ａ，１０ｂ，１
０ｃのすべてを指すものとする。）の各頂点を含む平面
が、図３における撮像面３３に対応している。
の形態を示す断面図であり、図３に示された光学装置に
用いる場合に、図３における撮像面及び撮像素子の構成
を示している。符号１２はレンズを、符号１４は本発明
に係る固体撮像装置をそれぞれ示しており、図３におけ
るレンズ３２、撮像素子３４にそれぞれ対応している。
また、マイクロレンズ１０（１０は１０ａ，１０ｂ，１
０ｃのすべてを指すものとする。）の各頂点を含む平面
が、図３における撮像面３３に対応している。
【００２２】固体撮像装置１４は、半導体基板１６の表
面付近の素子形成領域に、通常、フォトダイオードから
なる画素１７（１７は１７ａ，１７ｂ，１７ｃのすべて
を指すものとする。）が以下の説明する所定位置にそれ
ぞれ配設された感光領域を有しており、半導体基板１６
表面上の感光領域内の画素１７が配設された部分以外の
部分には、光遮蔽膜１８が形成され、画素１７及び光遮
蔽膜１８上には染色パターン層１９（染色パターンは図
示せず。）が形成されている。また、半導体基板１６中
の画素１７又は光遮蔽膜１８の下には、通常、電荷転送
レジスタが配設される。さらに、染色パターン１９上に
はマイクロレンズ１０が等間隔で配設されており、上記
各画素１７の配設位置は、レンズ１２のレンズ中央部１
１と各画素１７の中心点とを結ぶ線分上にマイクロレン
ズ１０の頂点が位置するように設定されている。即ち、
本発明に係る固体撮像装置においては、各マイクロレン
ズ１０が等間隔で配設されており、この条件の下で各画
素１７への入射光量を均一にするために、レンズ１２の
レンズ中央部１１と各マイクロレンズ１０の頂点とを結
ぶ線分の延長上に画素１７の中心部が位置するように各
画素１７が配設されている。従って、各画素１７の配設
位置には、感光領域の周縁部に近づくに従って、感光領
域の中心部から周縁部に向かう方向により大きいオフセ
ットが与えられている。尚、図面の簡略化のため、レン
ズ１２からの入射光は、最大の光量を有する中央部１１
からの入射光のみを示している。
面付近の素子形成領域に、通常、フォトダイオードから
なる画素１７（１７は１７ａ，１７ｂ，１７ｃのすべて
を指すものとする。）が以下の説明する所定位置にそれ
ぞれ配設された感光領域を有しており、半導体基板１６
表面上の感光領域内の画素１７が配設された部分以外の
部分には、光遮蔽膜１８が形成され、画素１７及び光遮
蔽膜１８上には染色パターン層１９（染色パターンは図
示せず。）が形成されている。また、半導体基板１６中
の画素１７又は光遮蔽膜１８の下には、通常、電荷転送
レジスタが配設される。さらに、染色パターン１９上に
はマイクロレンズ１０が等間隔で配設されており、上記
各画素１７の配設位置は、レンズ１２のレンズ中央部１
１と各画素１７の中心点とを結ぶ線分上にマイクロレン
ズ１０の頂点が位置するように設定されている。即ち、
本発明に係る固体撮像装置においては、各マイクロレン
ズ１０が等間隔で配設されており、この条件の下で各画
素１７への入射光量を均一にするために、レンズ１２の
レンズ中央部１１と各マイクロレンズ１０の頂点とを結
ぶ線分の延長上に画素１７の中心部が位置するように各
画素１７が配設されている。従って、各画素１７の配設
位置には、感光領域の周縁部に近づくに従って、感光領
域の中心部から周縁部に向かう方向により大きいオフセ
ットが与えられている。尚、図面の簡略化のため、レン
ズ１２からの入射光は、最大の光量を有する中央部１１
からの入射光のみを示している。
【００２３】この構成により、各画素１７への入射光量
は一定となり、かつ、各サンプリングポイントとモニタ
ー上の画素とがそれぞれ等間隔となるため、レンズを介
して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学装置
に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングを防止す
ることができる。
は一定となり、かつ、各サンプリングポイントとモニタ
ー上の画素とがそれぞれ等間隔となるため、レンズを介
して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学装置
に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングを防止す
ることができる。
【００２４】各画素１７の配設位置は、入射光の入射経
路に応じてオフセットを与えるものとし、必ずしも光遮
蔽膜１８の開口部と一致させる必要はない。さらに、画
素１７又は光遮蔽膜１８の下に配設される電荷転送レジ
スタの配設位置にも同様にオフセットを与えても良い。
路に応じてオフセットを与えるものとし、必ずしも光遮
蔽膜１８の開口部と一致させる必要はない。さらに、画
素１７又は光遮蔽膜１８の下に配設される電荷転送レジ
スタの配設位置にも同様にオフセットを与えても良い。
【００２５】図２は、本発明に係る固体撮像装置を用い
た光学装置における固体撮像装置の撮像面サンプリング
ポイント（図１におけるマイクロレンズ４０の各頂点の
位置）２１（２１は２１ａ，２１ｂ，２１ｃのすべてを
指すものとする。）と被写体像２２（２２は２２ａ，２
２ｂ，２２ｃのすべてを指すものとする。）との関係を
模式的に表した説明図である。サンプリングポイント２
１を含む平面は図３における撮像面３３に、被写体像２
２は図３におけるモニター５の表示部における被写体像
に、それぞれ対応している。
た光学装置における固体撮像装置の撮像面サンプリング
ポイント（図１におけるマイクロレンズ４０の各頂点の
位置）２１（２１は２１ａ，２１ｂ，２１ｃのすべてを
指すものとする。）と被写体像２２（２２は２２ａ，２
２ｂ，２２ｃのすべてを指すものとする。）との関係を
模式的に表した説明図である。サンプリングポイント２
１を含む平面は図３における撮像面３３に、被写体像２
２は図３におけるモニター５の表示部における被写体像
に、それぞれ対応している。
【００２６】本発明に係る固体撮像装置のマイクロレン
ズ、即ち、撮像面サンプリングポイント２１は等間隔に
配置され、一方、本発明に係る固体撮像装置を用いた光
学装置のモニター上の各画素も等間隔に配設されてい
る。従って、レンズを介した被写体からの入射光は撮像
面サンプリングポイント２１から等間隔で入射するた
め、モニターの表示部に形成される被写体像に画像歪み
を生ずることがない。
ズ、即ち、撮像面サンプリングポイント２１は等間隔に
配置され、一方、本発明に係る固体撮像装置を用いた光
学装置のモニター上の各画素も等間隔に配設されてい
る。従って、レンズを介した被写体からの入射光は撮像
面サンプリングポイント２１から等間隔で入射するた
め、モニターの表示部に形成される被写体像に画像歪み
を生ずることがない。
【００２７】また、光学装置におけるレンズのレンズ中
央部と撮像面サンプリングポイント２１との延長線上、
即ち、入射光の入射経路上に、感光領域の周縁部に近づ
くに従って、感光領域の中心部から周縁部に向かう方向
により大きいオフセットが与えられて各画素１７が配設
されているため、固体撮像装置の感光領域周縁部におけ
る感度低下がなく、シェーディングも発生しない。
央部と撮像面サンプリングポイント２１との延長線上、
即ち、入射光の入射経路上に、感光領域の周縁部に近づ
くに従って、感光領域の中心部から周縁部に向かう方向
により大きいオフセットが与えられて各画素１７が配設
されているため、固体撮像装置の感光領域周縁部におけ
る感度低下がなく、シェーディングも発生しない。
【００２８】以上説明した本発明に係る固体撮像装置の
構成は、固体撮像装置が用いられる光学装置のモニター
上の各画素が等間隔で配設されたものであることを前提
とした構成である。従って、モニター上の各画素が等間
隔で配設されたものでないときは、モニター上における
各画素の配置に応じて固体撮像装置のマイクロレンズの
配置を設定し、光学装置におけるレンズのレンズ中央部
と配置が設定されたマイクロレンズの頂点との延長線上
に各画素の中心部が位置するように固体撮像装置の画素
の配置を設定することにより、同様に、画像歪み及びシ
ェーディングを防止可能な固体撮像装置を構成すること
ができる。
構成は、固体撮像装置が用いられる光学装置のモニター
上の各画素が等間隔で配設されたものであることを前提
とした構成である。従って、モニター上の各画素が等間
隔で配設されたものでないときは、モニター上における
各画素の配置に応じて固体撮像装置のマイクロレンズの
配置を設定し、光学装置におけるレンズのレンズ中央部
と配置が設定されたマイクロレンズの頂点との延長線上
に各画素の中心部が位置するように固体撮像装置の画素
の配置を設定することにより、同様に、画像歪み及びシ
ェーディングを防止可能な固体撮像装置を構成すること
ができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明に係る固体撮像装置によれば、各
画素に対応する各マイクロレンズを等間隔に配設しなが
ら、各画素への入射光量を等しくするために、各画素の
所定配設位置は、各マイクロレンズの頂点を含む撮像面
に被写体の被写体像を結像させる被写体像結像レンズの
中央部から各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経
路の延長上に各画素の中央部が位置するように設定され
たものとしたので、レンズを介して撮像した被写体像を
モニターに表示させる光学装置に用いた場合に、画像歪
み及びシェーディングが生じない固体撮像装置を提供す
ることができる。
画素に対応する各マイクロレンズを等間隔に配設しなが
ら、各画素への入射光量を等しくするために、各画素の
所定配設位置は、各マイクロレンズの頂点を含む撮像面
に被写体の被写体像を結像させる被写体像結像レンズの
中央部から各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経
路の延長上に各画素の中央部が位置するように設定され
たものとしたので、レンズを介して撮像した被写体像を
モニターに表示させる光学装置に用いた場合に、画像歪
み及びシェーディングが生じない固体撮像装置を提供す
ることができる。
【００３０】複数の画素の配設間隔は、感光領域の中心
部から周縁部に近づくに従って大きくなるものとし、各
画素への入射光量を等しくするために、入射光の入射経
路に応じて各画素の配設位置を設定したので、レンズを
介して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学装
置に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングが生じ
ない固体撮像装置を提供することができる。
部から周縁部に近づくに従って大きくなるものとし、各
画素への入射光量を等しくするために、入射光の入射経
路に応じて各画素の配設位置を設定したので、レンズを
介して撮像した被写体像をモニターに表示させる光学装
置に用いた場合に、画像歪み及びシェーディングが生じ
ない固体撮像装置を提供することができる。
【００３１】表示装置の表示部における映像表示用画素
が等間隔ではない場合においても、各画素への入射光量
を等しくするために、表示部における映像表示用画素の
配設位置に応じて各マイクロレンズの配設位置を設定
し、かつ、入射光の入射経路に応じて各画素の配設位置
を設定したので、レンズを介して撮像した被写体像をモ
ニターに表示させる光学装置に用いた場合に、画像歪み
及びシェーディングが生じない固体撮像装置を提供する
ことができる。
が等間隔ではない場合においても、各画素への入射光量
を等しくするために、表示部における映像表示用画素の
配設位置に応じて各マイクロレンズの配設位置を設定
し、かつ、入射光の入射経路に応じて各画素の配設位置
を設定したので、レンズを介して撮像した被写体像をモ
ニターに表示させる光学装置に用いた場合に、画像歪み
及びシェーディングが生じない固体撮像装置を提供する
ことができる。
【００３２】電荷転送レジスタの配設位置は、複数の画
素の所定の画素配設位置に応じて設定されるものとした
ので、電荷転送効率を向上させることができる。
素の所定の画素配設位置に応じて設定されるものとした
ので、電荷転送効率を向上させることができる。
【図１】本発明に係る固体撮像装置の実施の形態を示す
断面図。
断面図。
【図２】本発明に係る固体撮像装置を用いた光学装置に
おける固体撮像装置の撮像面サンプリングポイントと被
写体像との関係を模式的に表した説明図。
おける固体撮像装置の撮像面サンプリングポイントと被
写体像との関係を模式的に表した説明図。
【図３】固体撮像装置を用いた光学装置の概略構成図。
【図４】従来の固体撮像装置を用いた光学装置の撮像面
及び撮像素子の構成を示す断面図。
及び撮像素子の構成を示す断面図。
【図５】従来の固体撮像装置を用いた光学装置における
固体撮像装置の撮像面サンプリングポイントと被写体像
との関係を模式的に表した説明図。
固体撮像装置の撮像面サンプリングポイントと被写体像
との関係を模式的に表した説明図。
１０、４０ マイクロレンズ
１１、４１ レンズ中央部
１２、３２、４２ レンズ
１４、３４、４４ 固体撮像装置（撮像素子）
１６、４６ 半導体基板
１７、４７ 画素
１８、４８ 光遮蔽膜
１９、４９ 染色パターン層
２１、５１ 撮像面サンプリングポイント（マイクロレ
ンズの頂点） ２２、５２ 被写体像 ３１ 被写体 ３３ 撮像面 ３５ モニター
ンズの頂点） ２２、５２ 被写体像 ３１ 被写体 ３３ 撮像面 ３５ モニター
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04N 5/335
H01L 27/14
Claims (6)
- 【請求項１】半導体基板と、 前記半導体基板の表面近傍の素子形成領域中の所定の画
素配設位置にそれぞれ配設された複数の画素と、 前記半導体基板上の前記複数の画素が配設された部分が
含まれる感光領域の、前記複数の画素が配設された部分
以外の部分に形成された光遮蔽膜と、 前記半導体基板中の前記複数の画素又は前記光遮蔽膜の
下に配設された電荷転送レジスタと、 前記画素及び前記光遮蔽膜上に形成された染色パターン
層と、 前記染色パターン上に等間隔で配設された複数のマイク
ロレンズとを備え、 前記画素が配設された前記所定の画素配設位置は、前記
複数のマイクロレンズの頂点を含む撮像面に被写体の被
写体像を結像させる被写体像結像レンズの中央部から前
記各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経路の延長
上に前記画素の中央部が位置するように設定されたもの
であることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項２】半導体基板と、 前記半導体基板の表面近傍の素子形成領域中の所定の画
素配設位置にそれぞれ配設された複数の画素と、 前記半導体基板上の前記複数の画素が配設された部分が
含まれる感光領域の、前記複数の画素が配設された部分
以外の部分を含む部分に形成された光遮蔽膜と、 前記半導体基板中の前記複数の画素又は前記光遮蔽膜の
下に配設された電荷転送レジスタと、 前記画素及び前記光遮蔽膜上に形成された染色パターン
層と、 前記染色パターン上に等間隔で配設された複数のマイク
ロレンズとを備え、 前記画素が配設された前記所定の画素配設位置は、前記
複数のマイクロレンズの頂点を含む撮像面に被写体の被
写体像を結像させる被写体像結像レンズの中央部から前
記各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経路の延長
上に前記画素の中央部が位置するように設定されたもの
であることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項３】請求項１又は２のいずれかに記載の固体撮
像装置において、前記複数の画素の配設間隔は、前記感
光領域の中心部から周縁部に近づくに従って大きくなる
ものであることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項４】半導体基板と、 前記半導体基板の表面近傍の素子形成領域中の所定の画
素配設位置にそれぞれ配設された複数の画素と、 前記半導体基板上の前記複数の画素が配設された部分が
含まれる感光領域の、前記複数の画素が配設された部分
以外の部分に形成された光遮蔽膜と、 前記半導体基板中の前記複数の画素又は前記光遮蔽膜の
下に配設された電荷転送レジスタと、 前記画素及び前記光遮蔽膜上に形成された染色パターン
層と、 前記染色パターン上の所定のレンズ配設位置に配設され
た複数のマイクロレンズとを備え、 前記複数のマイクロレンズが配設された前記所定のレン
ズ配設位置は、前記複数の画素で発生した電荷信号に基
づき映像を表示する表示装置の表示部における複数の映
像表示用画素の配設位置に対応して設定されたものであ
り、 前記画素が配設された前記所定の画素配設位置は、前記
複数のマイクロレンズの頂点を含む撮像面に被写体の被
写体像を結像させる被写体像結像レンズの中央部から前
記各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経路の延長
上に前記画素の中央部が位置するように配設された位置
であることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項５】半導体基板と、 前記半導体基板の表面近傍の素子形成領域中の所定の画
素配設位置にそれぞれ配設された複数の画素と、 前記半導体基板上の前記複数の画素が配設された部分が
含まれる感光領域の、前記複数の画素が配設された部分
以外の部分を含む部分に形成された光遮蔽膜と、 前記半導体基板中の前記複数の画素又は前記光遮蔽膜の
下に配設された電荷転送レジスタと、 前記画素及び前記光遮蔽膜上に形成された染色パターン
層と、 前記染色パターン上の所定のレンズ配設位置に配設され
た複数のマイクロレンズとを備え、 前記複数のマイクロレンズが配設された前記所定のレン
ズ配設位置は、前記複数の画素で発生した電荷信号に基
づき映像を表示する表示装置の表示部における複数の映
像表示用画素の配設位置に対応して設定されたものであ
り、 前記画素が配設された前記所定の画素配設位置は、前記
複数のマイクロレンズの頂点を含む撮像面に被写体の被
写体像を結像させる被写体像結像レンズの中央部から前
記各マイクロレンズの頂点への入射光の入射経路の延長
上に前記画素の中央部が位置するように配設された位置
であることを特徴とする固体撮像装置。 - 【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載の固体撮
像装置において、前記電荷転送レジスタの配設位置は、
前記複数の画素の前記所定の画素配設位置に応じて設定
されるものであることを特徴とする固体撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18621796A JP3481782B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 固体撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18621796A JP3481782B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 固体撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032762A JPH1032762A (ja) | 1998-02-03 |
| JP3481782B2 true JP3481782B2 (ja) | 2003-12-22 |
Family
ID=16184426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18621796A Expired - Fee Related JP3481782B2 (ja) | 1996-07-16 | 1996-07-16 | 固体撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3481782B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6977684B1 (en) | 1998-04-30 | 2005-12-20 | Canon Kabushiki Kaisha | Arrangement of circuits in pixels, each circuit shared by a plurality of pixels, in image sensing apparatus |
| JP2006304364A (ja) * | 2006-07-26 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体撮像装置 |
| JP2006303540A (ja) * | 2006-07-26 | 2006-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 撮像装置 |
-
1996
- 1996-07-16 JP JP18621796A patent/JP3481782B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1032762A (ja) | 1998-02-03 |
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