JP7291082B2

JP7291082B2 - 撮像装置

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Publication number: JP7291082B2
Application number: JP2019567908A
Authority: JP
Inventors: 義史財前; 俊介丸山
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2023-06-14
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: JPWO2019146299A1; US20210066372A1; EP3745458A4; EP3745458A1; WO2019146299A1; US11329084B2

Description

本開示は、化合物半導体を含む光電変換層を有する撮像装置に関する。

近年、赤外領域に感度を有するイメージセンサ（撮像装置）が商品化されている。例えば、特許文献１に記載されているように、この撮像装置では、例えばＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素）等のIII－Ｖ族半導体を含む光電変換層が用いられ、この光電変換層において、赤外線が吸収されることで電荷が発生する（光電変換が行われる）。

特表２０１４－５２１２１６号公報

このような撮像装置では、ノイズを低減することが望まれている。

したがって、ノイズを低減することが可能な撮像装置を提供することが望ましい。

本開示の一実施の形態に係る撮像装置は、化合物半導体を含み、光入射面を有する光電変換層と、光入射面に入射する光の光路に設けられ、光電変換層に格子整合された化合物を含むと共に、４５０ｎｍ未満の波長の光を遮光する遮光部とを備えたものであり、前記遮光部は、Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｓ_ｚＰ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｌ_ｚＡｓ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ)}，Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｓ_ｚＳｂ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＡｓ_ｚＳｂ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_ｚＮ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}またはＺｎ_ｘＣｄ_ｙＳｅ_ｚを含む（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）。

本開示の一実施の形態に係る撮像装置では、光電変換層に入射する光の光路に遮光部が設けられているので、例えば紫外領域の波長の光等の不要な光は光電変換層に到達しにくくなる。

本開示の一実施の形態に係る撮像装置によれば、光電変換層に入射する光の光路に遮光部を設けるようにしたので、例えば、紫外領域の波長の光等の高エネルギーの光に起因した光電変換層での欠陥の発生が抑えられる。よって、ノイズを低減することが可能となる。

尚、上記内容は本開示の一例である。本開示の効果は、上述したものに限らず、他の異なる効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。

本開示の一実施の形態に係る撮像装置の要部の構成を表す断面模式図である。図１に示した遮光部の構成の他の例を表す断面模式図である。図１に示した撮像装置に入射する光の経路について説明するための断面模式図である。変形例に係る撮像装置の要部の構成を表す断面模式図である。図１等に示した撮像装置の全体構成の一例を表すブロック図である。積層型の撮像装置の構成例を表す模式図である。図５に示した撮像装置を用いた電子機器（カメラ）の一例を表す機能ブロック図である。体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。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。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。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である。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である。

以下、本開示における実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．実施の形態（遮光部を有する撮像装置の例）
２．変形例（レンズ形状の遮光部を有する例）
３．適用例
４．応用例

＜実施の形態＞
［構成］
図１は、本開示の一実施の形態に係る撮像装置（撮像装置１）の要部の模式的な断面構成を表したものである。撮像装置１は、例えばIII－Ｖ族半導体などの化合物半導体材料を用いた赤外線センサ等に適用されるものであり、例えば、可視領域（例えば３８０ｎｍ以上７８０ｎｍ未満）～短赤外領域（例えば７８０ｎｍ以上２４００ｎｍ未満）の波長の光に、光電変換機能を有している。この撮像装置１には、例えば２次元配置された複数の受光単位領域Ｐ（画素Ｐ）が設けられている。図１には、２つの画素Ｐに相当する部分の断面構成について示す。

撮像装置１は、素子基板１０および回路基板２０の積層構造を有しており、素子基板１０と回路基板２０との間には、これらの接合面Ｓ_jが設けられている。素子基板１０の一方の面（接合面Ｓ_jと反対の面）に光が入射し、素子基板１０の半導体層（後述の半導体層１０Ｓ）で信号電荷が発生する。この信号電荷が、画素Ｐ毎に、回路基板２０で読みだされるようになっている。撮像装置１は、素子基板１０の一方の面に遮光部１５を有している。

素子基板１０は、半導体層１０Ｓを有している。この半導体層１０Ｓは、接合面Ｓ_j側から、例えば、第１コンタクト層１２、光電変換層１３および第２コンタクト層１４を含んでいる。素子基板１０は、半導体層１０Ｓと接合面Ｓ_jとの間に、電極１１およびコンタクト電極１７Ｅを有しており、半導体層１０Ｓと回路基板２０とは、電極１１およびコンタクト電極１７Ｅを介して電気的に接続されている。電極１１は、パッシベーション膜１６中に、コンタクト電極１７Ｅは、層間絶縁膜１７中に、各々設けられている。回路基板２０は、コンタクト電極１７Ｅ（素子基板１０）に接するコンタクト電極２２Ｅと、このコンタクト電極２２Ｅを間にして、素子基板１０に対向する支持基板２１とを有している。コンタクト電極２２Ｅは、層間絶縁膜２２中に設けられている。以下、各部の構成について説明する。

層間絶縁膜１７は、例えば、回路基板２０に接して設けられ、層間絶縁膜２２とともに、接合面Ｓ_jを構成している。この層間絶縁膜１７中に、画素Ｐ毎にコンタクト電極１７Ｅが設けられている。層間絶縁膜１７は、例えば、無機絶縁材料により構成されている。この無機絶縁材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃），酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂）等が挙げられる。

パッシベーション膜１６は、例えば、層間絶縁膜１７と第１コンタクト層１２（半導体層１０Ｓ）との間に設けられている。このパッシベーション膜１６中に、コンタクト電極１７Ｅに電気的に接続された電極１１が設けられている。層間絶縁膜１７は、例えば、無機絶縁材料により構成されている。この無機絶縁材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃），酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂）等が挙げられる。パッシベーション膜１６を、層間絶縁膜１７と同一の無機絶縁材料により構成するようにしてもよい。

電極１１は、光電変換層１３で発生した信号電荷（正孔または電子、以下便宜上、信号電荷が正孔であるとして説明する。）を読みだすための電圧が供給される電極であり、画素Ｐ毎に分離して設けられている。電極１１の一方の端部は、半導体層１０Ｓ（より具体的には、第１コンタクト層１２）に接し、電極１１の他方の端部は、コンタクト電極１７Ｅに接している。隣り合う電極１１は、パッシベーション膜１６により電気的に分離されている。

電極１１は、例えば、チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），窒化チタン（ＴｉＮ），白金（Ｐｔ），金（Ａｕ），ゲルマニウム（Ｇｅ），パラジウム（Ｐｄ），亜鉛（Ｚｎ），ニッケル（Ｎｉ）およびアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれかの単体、またはそれらのうちの少なくとも１種を含む合金により構成されている。電極１１は、このような構成材料の単膜であってもよく、あるいは、２種以上を組み合わせた積層膜であってもよい。例えば、電極１１は、チタンおよびタングステンの積層膜により構成されている。

コンタクト電極１７Ｅは、電極１１と回路基板２０とを電気的に接続するためのものである。コンタクト電極１７Ｅの一方の端部は、電極１１に接し、コンタクト電極１７Ｅの他方の端部は、接合面Ｓ_jに露出され、コンタクト電極２２Ｅに接している。隣り合うコンタクト電極１７Ｅは、層間絶縁膜１７により電気的に分離されている。コンタクト電極１７Ｅは、例えば銅（Ｃｕ）パッドにより構成されている。

パッシベーション膜１６と光電変換層１３との間に設けられた第１コンタクト層１２は、例えば、全ての画素Ｐに共通して設けられている。第１コンタクト層１２は、光電変換層１３を間にして、遮光部１５に対向している。この第１コンタクト層１２は、隣り合う画素Ｐを電気的に分離するためのものであり、第１コンタクト層１２には、例えば複数の拡散領域１２Ａが設けられている。第１コンタクト層１２に、光電変換層１３を構成する化合物半導体材料のバンドギャップよりも大きなバンドギャップの化合物半導体材料を用いることにより、暗電流を抑えることも可能となる。第１コンタクト層１２には、例えばｎ型のＩｎＰ（インジウムリン）を用いることができる。第１コンタクト層１２の厚みは、例えば、１００ｎｍ～５００ｎｍである。

第１コンタクト層１２に設けられた拡散領域１２Ａは、互いに離間して配置されている。拡散領域１２Ａは、画素Ｐ毎に配置され、それぞれの拡散領域１２Ａに電極１１が接続されている。拡散領域１２Ａは、光電変換層１３で発生した信号電荷を画素Ｐ毎に読み出すためのものであり、例えば、ｐ型不純物を含んでいる。ｐ型不純物としては、例えばＺｎ（亜鉛）等が挙げられる。このように、拡散領域１２Ａと、拡散領域１２Ａ以外の第１コンタクト層１２との間にｐｎ接合界面が形成され、隣り合う画素Ｐが電気的に分離されるようになっている。拡散領域１２Ａは、例えば第１コンタクト層１２の厚み方向に設けられ、光電変換層１３の厚み方向の一部にも設けられている。

第１コンタクト層１２と第２コンタクト層１４との間に設けられた光電変換層１３は、互いに対向する第１面Ｓ１（光入射面）および第２面Ｓ２を有している。光電変換層１３の第１面Ｓ１に第２コンタクト層１４が設けられ、光電変換層１３の第２面Ｓ２に第１コンタクト層１２が設けられている。光電変換層１３は、例えば、全ての画素Ｐに共通して設けられている。この光電変換層１３は、所定の波長の光を吸収して、信号電荷を発生させるものであり、例えば、ｉ型のＩＩＩ－Ｖ族半導体などの化合物半導体材料により構成されている。光電変換層１３を構成する化合物半導体材料としては、例えば、ＩｎＧａＡｓ（インジウムガリウム砒素），ＩｎＡｓＳｂ（インジウム砒素アンチモン），ＩｎＡｓ（インジウム砒素），ＩｎＳｂ（インジムアンチモン），ＰｂＳ（硫化鉛），ＰｂＳe（セレン化鉛），ＧｅＡｕ（ゲルマニウム金）およびＨｇＣｄＴｅ（水銀カドミウムテルル）等が挙げられる。Ｇｅ（ゲルマニウム）により光電変換層１３を構成するようにしてもよい。光電変換層１３では、例えば、可視領域から短赤外領域の波長の光の光電変換がなされるようになっている。光電変換層１３の厚みは、例えば、３０００ｎｍ～１００００ｎｍである。

第２コンタクト層１４は、例えば、全ての画素Ｐに共通して設けられている。この第２コンタクト層１４は、光電変換層１３を間にして第１コンタクト層１２に対向している。第２コンタクト層１４は、光電変換層１３で発生した電荷のうち、信号電荷として用いられない電荷が移動する領域であり、例えば、ｎ型の不純物を含む化合物半導体により構成されている。例えば、正孔が、信号電荷として電極１１から読み出される場合には、この第２コンタクト層１４に、電子が移動する。第２コンタクト層１４に電荷排出用の電極を接続するようにしてもよい。第２コンタクト層１４には、例えば、ｎ型のＩｎＰ（インジウムリン）を用いることができる。第２コンタクト層１４の厚みは、例えば１０ｎｍ～４００ｎｍであり、１００ｎｍ以下であることが好ましい。第２コンタクト層１４の厚みを小さくすることにより、第２コンタクト層１４に吸収される光が減り、光電変換層１３の感度を向上させることが可能となる。例えば、この撮像装置１では、素子基板１０と回路基板２０とがＣｕＣｕ接合により接続されている（後述）。これにより、例えば、バンプ接合などの他の接合方法を用いた場合に比べて、第２コンタクト層１４の厚みを小さくすることができる。ＣｕＣｕ接合では、他の接合方法に比べて、第２コンタクト層１４にかかる機械的強度が低減されるためである。

本実施の形態の撮像装置１は、光電変換層１３の第１面Ｓ１に入射する光の光路に遮光部１５を有している。具体的には、遮光部１５は、第２コンタクト層１４を間にして、光電変換層１３に対向している。遮光部１５は、例えば、４５０ｎｍ未満の波長の光を遮光するものである。詳細は後述するが、この遮光部１５を、光電変換層１３に入射する光の光路に設けることにより、第２コンタクト層１４の厚みを小さくしても、例えば、紫外領域の波長の光等、不要な光が光電変換層１３に到達しにくくなる。

遮光部１５は、例えば、第２コンタクト層１４に接し、第２コンタクト層１４の全面に膜状に設けられている。この遮光部１５は、例えば、可視領域から短赤外領域の波長の光（光電変換層１３で光電変換される光）を透過し、４５０ｎｍ未満の波長の光を遮光するようになっている。遮光部１５は、４５０ｎｍ未満の波長の光を反射してもよく、あるいは、吸収してもよい。

遮光部１５は、例えば、第２コンタクト層１４および光電変換層１３に格子整合された化合物により構成されている。このような遮光部１５の構成材料としては、例えば、Ｉｎ_xＧａ_yＡｓ_zＰ_(1-x-y-z)，Ｉｎ_xＧａ_yＡｌ_zＡｓ_(1-x-y-z)，Ｉｎ_xＧａ_yＡｓ_zＳｂ_(1-x-y-z)，ＩｎＰ，Ｉｎ_xＡｌ_yＡｓ_zＳｂ_(1-x-y-z)，Ｉｎ_xＡｌ_yＧａ_zＮ_(1-x-y-z)またはＺｎ_xＣｄ_yＳｅ_z（０≦ｘ≦１、０≦y≦１、０≦z≦１）等が挙げられる。この遮光部１５は、例えば、第２コンタクト層１４上に、上記化合物をエピタキシャル成長させることにより形成することができる。

遮光部１５は、上記化合物以外の材料により構成するようにしてもよい。例えば、遮光部１５は、酸化シリコン（ＳｉＯ₂），窒化シリコン（ＳｉＮ）および高誘電率絶縁膜（Ｈｉｇｈ－ｋ膜）等の無機材料により構成するようにしてもよい。遮光部１５は、アクリル等の有機材料により構成するようにしてもよい。あるいは、遮光部１５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）およびＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の金属材料により構成するようにしてもよい。遮光部１５を成膜する際には、紫外領域の波長の光の光電変換層１３への入射を抑えることが好ましい。

遮光部１５の厚みは、遮光する光の波長（λ）および遮光部１５の構成材料の消衰係数（k）等を考慮して、十分な大きさに設定することが好ましい。例えば、ランベルト・ベールの法則（以下の式（１），（２））を用いて、進入深さ(ｚ)を求める。遮光部１５は、この進入深さｚよりも大きな値を有することが好ましい。

例えば、遮光部１５がＩｎＰ膜により構成されるとき、ＩｎＰの消衰係数（k）を式（２）に代入し、遮光部１５に入射する光の波長（λ）を４００ｎｍ以下とする。このときの進入深さ（ｚ）の値から、遮光部１５がＩｎＰ膜により構成されるとき、２０ｎｍ程度の厚みの遮光部１５が、効果的に高エネルギーの光を遮光することがわかる。

図２に示したように、遮光部１５は、第２コンタクト層１４と離間して設けられていてもよい。例えば、光電変換層１３の第１面Ｓ１に入射する光の光路に設けられた光学部品が、遮光部１５を構成していてもよい。この光学部品としては、例えば、レンズ，プリズム，ミラーおよびウィンドウ等が挙げられる。この遮光部１５を構成する光学部品は、例えば光学ガラス，フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２），セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ），硫化亜鉛（ＺｎＳ）または石英等を含んでいる。遮光部１５は、レンズ形状等を有していてもよく、遮光部１５に開口等が設けられていてもよい。

回路基板２０の支持基板２１は、層間絶縁膜２２を支持するためのものであり、例えば、シリコン（Ｓｉ）により構成されている。支持基板２１と素子基板１０（接合面Ｓ_j）との間に設けられた層間絶縁膜２２は、例えば、無機絶縁材料により構成されている。この無機絶縁材料としては、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ），酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃），酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）および酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂）等が挙げられる。層間絶縁膜２２中に、画素Ｐ毎に、コンタクト電極２２Ｅが設けられている。層間絶縁膜２２に、コンタクト電極２２Ｅに電気的に接続された画素回路（図示せず）が設けられていてもよい。この画素回路が、ＲＯＩＣ（Read out integrated circuit）を構成している。

コンタクト電極２２Ｅは、電極１１と画素回路とを電気的に接続するためのものである。コンタクト電極２２Ｅの一方の端部は、接合面Ｓ_jに露出され、コンタクト電極１７Ｅに接している。隣り合うコンタクト電極２２Ｅは、層間絶縁膜２２により電気的に分離されている。コンタクト電極２２Ｅは、例えば銅（Ｃｕ）パッドにより構成されている。即ち、撮像装置１では、コンタクト電極１７Ｅとコンタクト電極２２Ｅとの間で例えばＣｕＣｕ接合がなされている。

[撮像装置１の動作]
撮像装置１では、遮光部１５および第２コンタクト層１４を介して、光電変換層１３へ光（例えば可視領域および赤外領域の波長の光）が入射すると、この光が光電変換層１３において吸収される。これにより、光電変換層１３では正孔（ホール）および電子の対が発生する（光電変換される）。このとき、例えば電極１１に所定の電圧が印加されると、光電変換層１３に電位勾配が生じ、発生した電荷のうち一方の電荷（例えば正孔）が、信号電荷として拡散領域１２Ａに移動し、拡散領域１２Ａから電極１１へ収集される。この信号電荷が、コンタクト電極１７Ｅ，２２Ｅを通じて画素回路に移動し、画素Ｐ毎に読み出される。

[撮像装置１の作用・効果]
図３は、撮像装置１に入射する光（光Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３）の経路を模式的に表している。本実施の形態の撮像装置１は、光電変換層１３の第１面Ｓ１に入射する光の光路に遮光部１５を有している。この遮光部１５は、例えば、紫外領域の波長の光（光Ｌ３）等を遮光する。一方、赤外領域の波長の光（光Ｌ１）および可視領域の波長の光（光Ｌ２）は、遮光部１５を透過して、第１面Ｓ１から光電変換層１３に入射する。この撮像装置１では、第２コンタクト層１４の厚みを小さくすることにより、光電変換層１３の感度を向上させるとともに、遮光部１５により、ノイズを低減することができる。以下、これについて説明する。

例えば、素子基板１０と回路基板２０とがＣｕＣｕ接合により接続された撮像装置１では、第２コンタクト層１４の厚みを１００ｎｍ以下にすることができる。第２コンタクト層１４の厚みを小さくすることにより、第２コンタクト層１４に吸収される光Ｌ１，Ｌ２が減り、より多くの光Ｌ１，Ｌ２が光電変換層１３で、光電変換される。即ち、光電変換層１３の感度を向上させることができる。

しかし、このような光電変換層１３の感度の向上により、光Ｌ３等の不要な光も光電変換層１３に進入しやすくなる。光のエネルギー（Ｅ）を表す以下の式（３）から明らかであるように、光のエネルギー（Ｅ）は、光の波長（λ）が短いほど、大きくなる。したがって、光Ｌ３は、光Ｌ１，Ｌ２よりもより大きなエネルギーを有している。この高エネルギーの光Ｌ３が、光電変換層１３に到達すると、光電変換層１３内に結晶欠陥が生成し、この結晶欠陥がノイズ源となるおそれがある。

特に、化合物半導体を含む光電変換層１３は、シリコン（Ｓｉ）により構成された光電変換層に比べて、結晶欠陥が生成しやすい。シリコン半導体では、格子間に原子が進入することにより結晶欠陥が生成し、２元系以上の元素を含む化合物半導体では、元素の置換（逆置換）により結晶欠陥が生成する。この化合物半導体中の結晶欠陥の生成エネルギーが、シリコン半導体中の結晶欠陥の生成エネルギーよりも小さいためである。

このような光Ｌ３等の高エネルギーの光に起因したノイズ源の問題に対し、撮像装置１では、遮光部１５が設けられているので、光Ｌ３等の不要な光が光電変換層１３に到達（進入）しにくくなる。したがって、第２コンタクト層１４の厚みを小さくしても、光Ｌ３等の高エネルギーの光に起因した結晶欠陥の発生が抑えられる。よって、ノイズを低減することができる。

以上説明したように、本実施の形態の撮像装置１では、光電変換層１３に入射する光（光Ｌ１，Ｌ２）の光路に遮光部１５を設けるようにしたので、例えば、紫外領域の波長の光（光Ｌ３）等の高エネルギーの光に起因した光電変換層１３での欠陥の発生が抑えられる。よって、ノイズを低減することが可能となる。

また、例えば、素子基板１０と回路基板２０とをＣｕＣｕ接合により接続することにより、光電変換層１３の第１面Ｓ１に設けられた第２コンタクト層１４の厚みを小さくすることが可能となる。これにより、光電変換層１３に光Ｌ１，Ｌ２が到達しやすくなり、撮像装置１の感度を向上させることができる。

また、第２コンタクト層１４上に、化合物を含む遮光部１５をエピタキシャル成長させて形成することが可能である。このような遮光部１５は、簡便な方法で形成することができる。

以下、上記実施の形態の変形例について説明するが、以降の説明において上記実施の形態と同一構成部分については同一符号を付してその説明は適宜省略する。

＜変形例＞
図４は、上記実施の形態の変形例に係る撮像装置（撮像装置１Ａ）の要部の断面構成を模式的に表したものである。この撮像装置１Ａは、オンチップレンズとして設けられた遮光部（遮光部１５Ａ）を有している。この点を除き、撮像装置１Ａは撮像装置１と同様の構成および効果を有している。

遮光部１５Ａは、画素Ｐ毎に設けられ、レンズ形状を有している。この遮光部１５Ａは、第２コンタクト層１４を間にして、光電変換層１３の第１面Ｓ１に設けられている。遮光部１５Ａは、第２コンタクト層１４に接して設けられていてもよい。遮光部１５Ａは、光電変換層１３に入射する光の光路に設けられ、例えば４５０ｎｍ未満の波長の光を遮光する。

遮光部１５Ａは、例えば、紫外領域の波長の光等に対する遮光機能とともに、オンチップレンズとしての役割を担っている。即ち、遮光部１５Ａは、撮像装置１Ａに入射した光（赤外領域および可視領域の波長の光）を光電変換層１３に集めるように構成されている。この遮光部１５Ａは、例えば有機材料または酸化シリコン（ＳｉＯ₂）等の無機材料により構成されている。

本変形例のように、遮光部１５Ａが遮光機能とともに、オンチップレンズとしての機能を有していてもよい。この場合にも、上記実施の形態と同等の効果を得ることができる。

図５は、上記実施の形態等において説明した撮像装置１，１Ａの全体構成の一例を表したものである。撮像装置１，１Ａは、例えば複数の画素Ｐが設けられた素子領域Ｒ１と、この素子領域Ｒ１を駆動する回路部１３０とを有している。回路部１３０は、例えば行走査部１３１、水平選択部１３３、列走査部１３４およびシステム制御部１３２を有している。

素子領域Ｒ１は、例えば行列状に２次元配置された複数の画素Ｐ（撮像装置１）を有している。画素Ｐには、例えば画素行ごとに画素駆動線Ｌread（例えば、行選択線およびリセット制御線）が配線され、画素列ごとに垂直信号線Ｌsigが配線されている。画素駆動線Ｌreadは、画素Ｐからの信号読み出しのための駆動信号を伝送するものである。画素駆動線Ｌreadの一端は、行走査部１３１の各行に対応した出力端に接続されている。

行走査部１３１は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、素子領域Ｒ１の各画素Ｐを、例えば行単位で駆動する画素駆動部である。行走査部１３１によって選択走査された画素行の各画素Ｐから出力される信号は、垂直信号線Ｌsigの各々を通して水平選択部１３３に供給される。水平選択部１３３は、垂直信号線Ｌsigごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等によって構成されている。

列走査部１３４は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部１３３の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。この列走査部１３４による選択走査により、垂直信号線Ｌsigの各々を通して伝送される各画素の信号が順番に水平信号線１３５に出力され、当該水平信号線１３５を通して図示しない信号処理部等へ入力される。

この撮像装置１，１Ａでは、図６に示したように、例えば、素子領域Ｒ１を有する素子基板１０と、回路部１３０を有する回路基板２０とが積層されている。但し、このような構成に限定されず、回路部１３０は、素子領域Ｒ１と同一の基板上に形成されていてもよいし、あるいは外部制御ＩＣに配設されたものであってもよい。また、回路部１３０は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。

システム制御部１３２は、外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータなどを受け取り、また、撮像装置１，１Ａの内部情報などのデータを出力するものである。システム制御部１３２はさらに、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有し、当該タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部１３１、水平選択部１３３および列走査部１３４などの駆動制御を行う。

＜適用例＞
上述の撮像装置１，１Ａは、例えば赤外領域を撮像可能なカメラなど、様々なタイプの電子機器に適用することができる。図７に、その一例として、電子機器５（カメラ）の概略構成を示す。この電子機器５は、例えば静止画または動画を撮影可能なカメラであり、撮像装置１，１Ａと、光学系（光学レンズ）３１０と、シャッタ装置３１１と、撮像装置１，１Ａおよびシャッタ装置３１１を駆動する駆動部３１３と、信号処理部３１２とを有する。

光学系３１０は、被写体からの像光（入射光）を撮像装置１，１Ａへ導くものである。この光学系３１０は、複数の光学レンズから構成されていてもよい。シャッタ装置３１１は、撮像装置１，１Ａへの光照射期間および遮光期間を制御するものである。駆動部３１３は、撮像装置１，１Ａの転送動作およびシャッタ装置３１１のシャッタ動作を制御するものである。信号処理部３１２は、撮像装置１，１Ａから出力された信号に対し、各種の信号処理を行うものである。信号処理後の映像信号Ｄoutは、メモリなどの記憶媒体に記憶されるか、あるいは、モニタ等に出力される。

＜体内情報取得システムへの応用例＞
更に、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。

図８は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る、カプセル型内視鏡を用いた患者の体内情報取得システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。

体内情報取得システム１０００１は、カプセル型内視鏡１０１００と、外部制御装置１０２００とから構成される。

カプセル型内視鏡１０１００は、検査時に、患者によって飲み込まれる。カプセル型内視鏡１０１００は、撮像機能及び無線通信機能を有し、患者から自然排出されるまでの間、胃や腸等の臓器の内部を蠕動運動等によって移動しつつ、当該臓器の内部の画像（以下、体内画像ともいう）を所定の間隔で順次撮像し、その体内画像についての情報を体外の外部制御装置１０２００に順次無線送信する。

外部制御装置１０２００は、体内情報取得システム１０００１の動作を統括的に制御する。また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信されてくる体内画像についての情報を受信し、受信した体内画像についての情報に基づいて、表示装置（図示せず）に当該体内画像を表示するための画像データを生成する。

体内情報取得システム１０００１では、このようにして、カプセル型内視鏡１０１００が飲み込まれてから排出されるまでの間、患者の体内の様子を撮像した体内画像を随時得ることができる。

カプセル型内視鏡１０１００と外部制御装置１０２００の構成及び機能についてより詳細に説明する。

カプセル型内視鏡１０１００は、カプセル型の筐体１０１０１を有し、その筐体１０１０１内には、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、給電部１０１１５、電源部１０１１６、及び制御部１０１１７が収納されている。

光源部１０１１１は、例えばＬＥＤ（light emitting diode）等の光源から構成され、撮像部１０１１２の撮像視野に対して光を照射する。

撮像部１０１１２は、撮像素子、及び当該撮像素子の前段に設けられる複数のレンズからなる光学系から構成される。観察対象である体組織に照射された光の反射光（以下、観察光という）は、当該光学系によって集光され、当該撮像素子に入射する。撮像部１０１１２では、撮像素子において、そこに入射した観察光が光電変換され、その観察光に対応する画像信号が生成される。撮像部１０１１２によって生成された画像信号は、画像処理部１０１１３に提供される。

画像処理部１０１１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のプロセッサによって構成され、撮像部１０１１２によって生成された画像信号に対して各種の信号処理を行う。画像処理部１０１１３は、信号処理を施した画像信号を、ＲＡＷデータとして無線通信部１０１１４に提供する。

無線通信部１０１１４は、画像処理部１０１１３によって信号処理が施された画像信号に対して変調処理等の所定の処理を行い、その画像信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して外部制御装置１０２００に送信する。また、無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から、カプセル型内視鏡１０１００の駆動制御に関する制御信号を、アンテナ１０１１４Ａを介して受信する。無線通信部１０１１４は、外部制御装置１０２００から受信した制御信号を制御部１０１１７に提供する。

給電部１０１１５は、受電用のアンテナコイル、当該アンテナコイルに発生した電流から電力を再生する電力再生回路、及び昇圧回路等から構成される。給電部１０１１５では、いわゆる非接触充電の原理を用いて電力が生成される。

電源部１０１１６は、二次電池によって構成され、給電部１０１１５によって生成された電力を蓄電する。図８では、図面が煩雑になることを避けるために、電源部１０１１６からの電力の供給先を示す矢印等の図示を省略しているが、電源部１０１１６に蓄電された電力は、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び制御部１０１１７に供給され、これらの駆動に用いられ得る。

制御部１０１１７は、ＣＰＵ等のプロセッサによって構成され、光源部１０１１１、撮像部１０１１２、画像処理部１０１１３、無線通信部１０１１４、及び、給電部１０１１５の駆動を、外部制御装置１０２００から送信される制御信号に従って適宜制御する。

外部制御装置１０２００は、ＣＰＵ，ＧＰＵ等のプロセッサ、又はプロセッサとメモリ等の記憶素子が混載されたマイクロコンピュータ若しくは制御基板等で構成される。外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００の制御部１０１１７に対して制御信号を、アンテナ１０２００Ａを介して送信することにより、カプセル型内視鏡１０１００の動作を制御する。カプセル型内視鏡１０１００では、例えば、外部制御装置１０２００からの制御信号により、光源部１０１１１における観察対象に対する光の照射条件が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、撮像条件（例えば、撮像部１０１１２におけるフレームレート、露出値等）が変更され得る。また、外部制御装置１０２００からの制御信号により、画像処理部１０１１３における処理の内容や、無線通信部１０１１４が画像信号を送信する条件（例えば、送信間隔、送信画像数等）が変更されてもよい。

また、外部制御装置１０２００は、カプセル型内視鏡１０１００から送信される画像信号に対して、各種の画像処理を施し、撮像された体内画像を表示装置に表示するための画像データを生成する。当該画像処理としては、例えば現像処理（デモザイク処理）、高画質化処理（帯域強調処理、超解像処理、ＮＲ（Noise reduction）処理及び／又は手ブレ補正処理等）、並びに／又は拡大処理（電子ズーム処理）等、各種の信号処理を行うことができる。外部制御装置１０２００は、表示装置の駆動を制御して、生成した画像データに基づいて撮像された体内画像を表示させる。あるいは、外部制御装置１０２００は、生成した画像データを記録装置（図示せず）に記録させたり、印刷装置（図示せず）に印刷出力させてもよい。

以上、本開示に係る技術が適用され得る体内情報取得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、例えば、撮像部１０１１２に適用され得る。これにより、検出精度が向上する。

＜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。

図９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。

図９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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図１０は、図９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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、撮像部１１４０２に適用され得る。撮像部１１４０２に本開示に係る技術を適用することにより、検出精度が向上する。

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。

＜移動体への応用例＞
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。

図１１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。

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１１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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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１１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。

図１２は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

図１２では、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。

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。

なお、図１２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。

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。

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。

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。

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。

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。撮像部12031に本開示に係る技術を適用することにより、より見やすい撮影画像を得ることができるため、ドライバの疲労を軽減することが可能になる。

以上、実施の形態等を挙げて説明したが、本開示内容は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した撮像装置１，１Ａの層構成は一例であり、更に他の層を備えていてもよい。また、各層の材料や厚みも一例であって、上述のものに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態等では、第１コンタクト層１２、光電変換層１３および第２コンタクト層１４により半導体層１０Ｓを構成する場合について説明したが、半導体層１０Ｓは光電変換層１３を含んでいればよい。例えば、第１コンタクト層１２および第２コンタクト層１４を設けなくてもよく、あるいは、他の層を含んでいてもよい。

また、上記実施の形態等では、便宜上、信号電荷が正孔である場合について説明したが、信号電荷は電子であってもよい。例えば、拡散領域がｎ型の不純物を含んでいてもよい。

また、撮像装置１，１Ａに遮光部１５，１５Ａを複数設けるようにしてもよい。

また、上記実施の形態等において説明した効果は一例であり、他の効果であってもよいし、更に他の効果を含んでいてもよい。

なお、本開示は、以下のような構成であってもよい。
（１）
化合物半導体を含み、光入射面を有する光電変換層と、
前記光入射面に入射する光の光路に設けられ、前記光電変換層に格子整合された化合物を含むと共に、４５０ｎｍ未満の波長の光を遮光する遮光部とを備え、
前記遮光部は、Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｓ_ｚＰ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｌ_ｚＡｓ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｓ_ｚＳｂ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＡｓ_ｚＳｂ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_ｚＮ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}またはＺｎ_ｘＣｄ_ｙＳｅ_ｚを含む（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）
撮像装置。
（２）
前記遮光部は無機材料を含む
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記遮光部は有機材料を含む
前記（１）に記載の撮像装置。
（４）
前記遮光部は金属を含む
前記（１）に記載の撮像装置。
（５）
前記遮光部はレンズ形状を有する
前記（１）ないし（３）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（６）
前記遮光部は、赤外領域の波長の光および可視領域の波長の光を透過する
前記（１）ないし（５）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（７）
更に、前記光電変換層を間にして前記遮光部に対向する第１コンタクト層と、
前記光電変換層を間にして、前記第１コンタクト層に対向する第２コンタクト層とを有する
前記（１）ないし（６）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（８）
前記遮光部は、前記第２コンタクト層に接して設けられている
前記（７）に記載の撮像装置。
（９）
前記遮光部は、前記第２コンタクト層に離間して設けられている
前記（７）に記載の撮像装置。
（１０）
前記第２コンタクト層は、１００ｎｍ以下の厚みを有する
前記（７）ないし（９）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（１１）
更に、前記第１コンタクト層、前記光電変換層および前記第２コンタクト層を含む素子基板と、
前記光電変換層に電気的に接続された画素回路を有する回路基板とを有する
前記（７）ないし（１０）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（１２）
前記素子基板と前記回路基板とがＣｕ－Ｃｕ接合により電気的に接続されている
前記（１１）に記載の撮像装置。
（１３）
前記化合物半導体は、赤外領域の波長の光を吸収する
前記（１）ないし（１２）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。
（１４）
前記化合物半導体は、ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｓＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＧｅＡｕおよびＨｇＣｄＴｅのうちのいずれか１つである
前記（１）ないし（１３）のうちいずれか１つに記載の撮像装置。

本出願は、日本国特許庁において２０１８年１月２３日に出願された日本特許出願番号第２０１８－８５８３号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。

当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims

化合物半導体を含み、光入射面を有する光電変換層と、
前記光入射面に入射する光の光路に設けられ、前記光電変換層に格子整合された化合物を含むと共に、４５０ｎｍ未満の波長の光を遮光する遮光部とを備え、
前記遮光部は、Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｓ_ｚＰ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｌ_ｚＡｓ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＧａ_ｙＡｓ_ｚＳｂ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＡｓ_ｚＳｂ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}，Ｉｎ_ｘＡｌ_ｙＧａ_ｚＮ_{（１－ｘ－ｙ－ｚ）}またはＺｎ_ｘＣｄ_ｙＳｅ_ｚを含む（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１）
撮像装置。
前記遮光部は無機材料を含む
請求項１に記載の撮像装置。
前記遮光部は有機材料を含む
請求項１に記載の撮像装置。
前記遮光部は金属を含む
請求項１に記載の撮像装置。
前記遮光部はレンズ形状を有する
請求項１に記載の撮像装置。
前記遮光部は、赤外領域の波長の光および可視領域の波長の光を透過する
請求項１に記載の撮像装置。
更に、前記光電変換層を間にして前記遮光部に対向する第１コンタクト層と、
前記光電変換層を間にして、前記第１コンタクト層に対向する第２コンタクト層とを有する
請求項１に記載の撮像装置。
前記遮光部は、前記第２コンタクト層に接して設けられている
請求項７に記載の撮像装置。
前記遮光部は、前記第２コンタクト層に離間して設けられている
請求項７に記載の撮像装置。
前記第２コンタクト層は、１００ｎｍ以下の厚みを有する
請求項７に記載の撮像装置。
更に、前記第１コンタクト層、前記光電変換層および前記第２コンタクト層を含む素子基板と、
前記光電変換層に電気的に接続された画素回路を有する回路基板とを有する
請求項７に記載の撮像装置。
前記素子基板と前記回路基板とがＣｕ－Ｃｕ接合により電気的に接続されている
請求項１１に記載の撮像装置。
前記化合物半導体は、赤外領域の波長の光を吸収する
請求項１に記載の撮像装置。
前記化合物半導体は、ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｓＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，ＰｂＳ，ＰｂＳｅ，ＧｅＡｕおよびＨｇＣｄＴｅのうちのいずれか１つである
請求項１に記載の撮像装置。