JP2009212154A - 撮像装置及び撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】得られる画像における迷光の影響を色ごとに均一化する撮像装置及び撮像システムを提供する。
【解決手段】白色光を受けて第１の波長の光を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、白色光を受けて第２の波長の光を選択的に透過する第２のカラーフィルタと、前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタと画素配列との間に設けられ、複数の画素のそれぞれの開口領域を規定する遮光部とを備え、前記第１の波長の光が入射することにより前記第１の画素で発生する電荷量は、前記第２の波長の光が入射することにより前記第２の画素で発生する電荷量より多く、前記遮光部は、前記第１の画素の開口面積が前記第２の画素の開口面積より大きくなるように、前記第１の画素及び前記第２の画素の開口領域を規定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置及び撮像システムに関する。

光電変換素子を含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列を備えた撮像装置には、ＣＣＤイメージセンサの他に、画素ごとに増幅素子を有するＸＹアドレス型のＣＭＯＳイメージセンサがある。この撮像装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像システムに用いられる。画素配列における各画素の上には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかの波長の光を選択に透過することによりその透過した波長の光をその下の画素へ導くカラーフィルタが設けられていることが一般的である。

近年、この撮像装置が多画素化されることに伴い、画素配列における画素の微細化が進んでいる。画素の微細化が進むと、画素における開口領域の寸法が画素への入射光の半波長に近づく。これにより、ＲＧＢのうち最も波長が長いＲの波長の光が画素で受光されにくくなる。

これに対して、特許文献１に示された撮像装置では、Ｒの画素の開口の寸法が、他色（Ｇ，Ｂ）の画素の開口の寸法より大きくする。これにより、特許文献１によれば、画素の微細化に伴う画質低下を軽減できるとされている。
特開２００７−００５６２９号公報

仮に、特許文献１に示された撮像装置と、その撮像装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部とを備えた撮像システムにおいて、ホワイトバランスの調整が行われた場合を考える。この場合、信号処理部は、撮像装置から出力されるＲＧＢの各画素信号を受けて、表示用又は記録用の画像において適正な白レベルが得られるように、互いに異なるゲインでＲＧＢの各画素信号を増幅する。一般にカラーフィルタの諸特性（分光特性、吸収特性）や、たとえば光電変換素子をシリコンを用いた半導体基板に設けた場合の電荷の利用効率の波長依存性などからＲのゲイン＞Ｇのゲイン＞Ｂのゲインとなるように各色のゲインが決定されることが多い。

ここで、画素配列における少なくとも一部の画素に大きな入射角の光（迷光）が入射したとする。このとき、隣接する異なる色の２画素（例えばＲ画素及びＧ画素、あるいはＢ画素及びＧ画素）で迷光による混色（信号電荷が隣接する画素へ漏れこむこと）が単位開口面積あたり同程度に発生することがある。このような混色成分を含む異なる色の画素信号は、撮像装置から出力された後、信号処理部により異なるゲインで増幅される。得られる表示用又は記録用の画像において、迷光の影響、すなわち迷光による混色成分の強度が色ごとにばらつく。

特に、特許文献１に示された撮像装置では、Ｒの画素の開口の寸法が他色（Ｇ，Ｂ）の画素の開口の寸法より大きいので、Ｒの画素の迷光による混色が、他色の画素の迷光による混色に比べて大きくなる。さらに、Ｒのゲイン＞Ｇのゲイン＞Ｂのゲインであれば、信号処理部により増幅された画像信号において、Ｒの画素信号における混色成分の強度が他色の画素信号における混色成分の強度に比べて大きくなる。

この結果、得られる画像において、迷光の影響が目立ってしまう可能性がある。

本発明の目的は、得られる画像における迷光の影響を色ごとに均一化することにある。

本発明の第１側面に係る撮像装置は、第１の画素と第２の画素とを含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、第１の波長の光が前記第１の画素へ入射するように、前記第１の波長の光を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、第２の波長の光が前記第２の画素へ入射するように、前記第２の波長の光を選択的に透過する第２のカラーフィルタと、前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタと前記画素配列との間に設けられ、前記複数の画素のそれぞれの開口領域を規定する遮光部とを備え、可視領域における全ての波長の単位波長幅あたりの光のエネルギーが等しい連続スペクトルを有する白色光が前記第１のカラーフィルタを透過して前記第１の画素に入射した前記第１の波長の光によって前記第１の画素で発生する電荷量は、前記白色光が前記第２のカラーフィルタを透過して前記第２の画素に入射した前記第２の波長の光によって前記第２の画素で発生する電荷量より多く、前記遮光部は、前記第１の画素の開口面積が前記第２の画素の開口面積より大きくなるように、前記第１の画素及び前記第２の画素の開口領域を規定することを特徴とする。

本発明の第２側面に係る撮像装置は、第１の画素と第２の画素とを含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、第１の波長の光が前記第１の画素へ入射するように、前記第１の波長の光を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、第２の波長の光が前記第２の画素へ入射するように、前記第２の波長の光を選択的に透過する第２のカラーフィルタと、前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタと前記画素配列との間に設けられ、前記複数の画素のそれぞれの開口領域を規定する遮光部とを備え、前記第１の波長は前記第２の波長よりも短く、前記遮光部は、前記第１の画素の開口面積が前記第２の画素の開口面積より大きくなるように、前記第１の画素及び前記第２の画素の開口領域を規定することを特徴とする。

本発明の第３側面に係る撮像システムは、上記の撮像装置と、前記撮像装置の撮像面へ像を形成する光学系と、前記撮像装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、得られる画像における迷光の影響を色ごとに均一化することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置１００を適用した撮像システム９０を、図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１００を適用した撮像システム９０の構成図である。

撮像システム９０は、図１に示すように、主として、光学系、撮像装置１００及び信号処理部を備える。光学系は、主として、シャッター９１、撮影レンズ９２及び絞り９３を備える。信号処理部は、主として、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６、画像信号処理部９７、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、タイミング発生部９８、全体制御・演算部９９、記録媒体８８及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を備える。なお、信号処理部は、記録媒体８８を備えなくても良い。

シャッター９１は、光路上において撮影レンズ９２の手前に設けられ、露出を制御する。

撮影レンズ９２は、入射した光を屈折させて、撮像装置１００の画素配列（撮像面）に被写体の像を形成する。

絞り９３は、光路上において撮影レンズ９２と撮像装置１００との間に設けられ、撮影レンズ９２を通過後に撮像装置１００へ導かれる光の量を調節する。

撮像装置１００は、被写体を撮影する前に、基準白色物体を撮像する。撮像装置１００は、画素配列に形成された基準白色物体の像を第１の画像信号に変換する。撮像装置１００は、第１の画像信号を画素配列から読み出して出力する。また、撮像装置１００は、被写体を撮像する。すなわち、撮像装置１００は、画素配列に形成された被写体の像を第２の画像信号に変換する。撮像装置１００は、第２の画像信号を画素配列から読み出して出力する。

撮像信号処理回路９５は、撮像装置１００に接続されており、撮像装置１００から出力された第１の画像信号又は第２の画像信号を処理する。

Ａ／Ｄ変換器９６は、撮像信号処理回路９５に接続されており、撮像信号処理回路９５から出力された処理後の第１の画像信号又は第２の画像信号（アナログ信号）をデジタル信号へ変換する。

画像信号処理部９７は、Ａ／Ｄ変換器９６に接続されており、Ａ／Ｄ変換器９６から出力された第１の画像信号又は第２の画像信号（デジタル信号）に各種の補正等の演算処理を行う。

例えば、画像信号処理部９７は、Ａ／Ｄ変換器９６から受けた第１の画像信号（デジタル信号）を用いて、表示用又は記録用の画像における基準白色物体の適正な白レベルが得られるようなゲインを、ＲＧＢの各色について求める。その後、画像信号処理部９７は、Ａ／Ｄ変換器９６から受けた第２の画像信号（デジタル信号）において、表示用又は記録用の画像において適正な白レベルが得られるように、互いに異なるゲインでＲＧＢの各画素信号を増幅することにより、画像データを生成する。この画像データは、メモリ部８７、外部Ｉ／Ｆ部８９、全体制御・演算部９９及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４などへ供給される。

メモリ部８７は、画像信号処理部９７に接続されており、画像信号処理部９７から出力された画像データを記憶する。

外部Ｉ／Ｆ部８９は、画像信号処理部９７に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、外部Ｉ／Ｆ部８９を介して外部の機器（パソコン等）へ転送する。

タイミング発生部９８は、撮像装置１００、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７に接続されている。これにより、撮像装置１００、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７へタイミング信号を供給する。そして、撮像装置１００、撮像信号処理回路９５、Ａ／Ｄ変換器９６及び画像信号処理部９７がタイミング信号に同期して動作する。

全体制御・演算部９９は、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に接続されており、タイミング発生部９８、画像信号処理部９７及び記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を全体的に制御する。

記録媒体８８は、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４に取り外し可能に接続されている。これにより、画像信号処理部９７から出力された画像データを、記録媒体制御Ｉ／Ｆ部９４を介して記録媒体８８へ記録する。

以上の構成により、撮像装置１００において良好な画像信号が得られれば、良好な画像（画像データ）を得ることができる。

次に、本発明の実施形態に係る撮像装置１００の構成を、図２を用いて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置１００の構成図である。

撮像装置１００は、画素配列ＰＡ、カラーフィルタ配列ＣＦＡ、配線パターン（遮光部）ＬＰ、垂直走査回路１０、読み出し回路２０、水平走査回路３０、及び出力回路４０を備える。

画素配列ＰＡでは、複数の画素が行方向及び列方向に配列されている。複数の画素は、第１の画素と第２の画素とを含む。第１の画素と第２の画素とは、例えば、行方向又は列方向に隣接して配されている。各画素は、光電変換素子（例えば、フォトダイオード）を含む。

カラーフィルタ配列ＣＦＡでは、複数のカラーフィルタが行方向及び列方向に配列されている。各カラーフィルタは、画素配列ＰＡにおける各画素の上方（図２における手前方向）に配されている。複数のカラーフィルタは、第１のカラーフィルタと第２のカラーフィルタとを含む。第１のカラーフィルタは、第１の波長の光が第１の画素へ入射するように、第１の波長の光を選択的に透過する。第２のカラーフィルタは、第２の波長の光が第２の画素へ入射するように、第２の波長の光を選択的に透過する。

ここで、白色光が第１のカラーフィルタを透過して第１の画素に入射した第１の波長の光によって第１の画素で発生する電荷量は、白色光が第２のカラーフィルタを透過して第２の画素に入射した第２の波長の光によって第２の画素で発生する電荷量より多い。その白色光は、可視領域における全ての波長の単位波長幅あたりの光のエネルギーが等しい連続スペクトルを有する。

また入射光の波長が短いほど半導体基板表面で光電変換がおこり、長波長の光は半導体基板の深い位置で光電変換が起こる。したがって、短い波長に対応した画素ほど信号として用いることができる電荷量は多い傾向にある。特に半導体基板としてシリコン基板を用いた場合には顕著である。

配線パターンＬＰは、図面に垂直な方向において、カラーフィルタ配列ＣＦＡ（第１のカラーフィルタ及び第２のカラーフィルタ）と画素配列ＰＡとの間に設けられている。配線パターンＬＰは、複数の画素のそれぞれの開口領域を規定する。配線パターンＬＰは、第１の画素の開口面積が第２の画素の開口面積より大きくなるように、第１の画素及び第２の画素の開口領域を規定する。

垂直走査回路１０は、画素配列ＰＡの各行の画素を垂直方向に走査することにより、各行の画素で発生した電荷量に応じた信号を各行の画素から出力されるようにする。第１の画素で発生する電荷量が第２の画素で発生する電荷量より多いので、第１の画素から出力される信号のレベルは、第２の画素から出力される信号のレベルより大きくなる。

読み出し回路２０は、画素配列ＰＡの各列の画素から出力された信号を受けて、受けた信号を一時的に保持する。

水平走査回路３０は、読み出し回路２０を水平方向に走査することにより、読み出し回路２０により保持された各列の画素の信号を順次に出力回路４０へ転送する。

出力回路４０は、転送された信号から画像信号を生成し、生成した画像信号を後段（撮像信号処理回路９５）へ出力する。

ここで、第１の画素から出力された信号のレベルは、第２の画素から出力された信号のレベルより大きい。これにより、撮像装置１００の後段の信号処理部は、表示用又は記録用の画像において適正な白レベルが得られるように、第１の画素から出力された信号に対するゲインを第２の画素から出力された信号に対するゲインより小さな値に決定する。

このように、第１の画素の開口面積が第２の画素の開口面積より大きくなっているので、第１の画素及び第２の画素で迷光による混色が単位開口面積当たり同程度に発生すると、第１の画素の迷光による混色が第２の画素の迷光による混色より大きくなる。この場合でも、第１の画素で発生する電荷量が第２の画素で発生する電荷量より多いことに対応して、後段の信号処理部（図１に示す画像信号処理部９７）による第１の画素の信号のゲインが第２の画素の信号のゲインより小さな値に決定されている。これにより、信号処理部により増幅された画像信号において、第１の画素の信号における混色成分の強度が第２の画素の信号における混色成分の強度に等しくなるようにすることができる。この結果、得られる画像における迷光の影響を色ごとに均一化することができる。
（第１実施例）
次に、第１の波長が第２の波長より短い例として第１実施例を挙げる。本発明の第１実施例に係る撮像装置について、図３を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図である。

まず、第１の波長（例えば、Ｂの波長）と第２の波長（例えば、Ｒの波長）とに関して生じる課題を説明する。

図３では、画素配列ＰＡの一部の領域を抜き出して示している。また、配線パターンＬＰの一部の領域を、ハッチングで示している。ここで、配線パターンＬＰは、複数の配線層１０１〜１０３を含む。配線層１０１は、配線パターンＬＰにおける最下の配線層（１層目の配線層）である。配線層１０３は、配線パターンＬＰにおける最上の配線層（３層目の配線層）である。配線層１０２は、配線層１０１と配線層１０３との間の配線層（２層目の配線層）である。

なお、図３には、集光条件を向上させるためのマイクロレンズの図示が省略されている。マイクロレンズの光学設計では、配線パターンＬＰにおける最上の配線層１０３で光がけられて損失することをなるべく減らすような設計が行われる。そのため、配線層１０３が遮光層となる。

また、図３には、カラーフィルタ配列ＣＦＡの一部の領域を、カラーフィルタが透過する色（Ｒ，Ｇｂ，Ｇｒ，Ｂ）で示している。カラーフィルタ配列ＣＦＡは、例えば、ベイヤー配列になっている。例えば、図３において、画素配列の長辺方向（行方向）である矢印の方向に受光面に対して急な角度（大きな入射角度）で入射する迷光が存在した場合を考える。この場合、行方向に隣接するＲ画素及びＧｒ画素、あるいはＧｂ画素及びＢ画素の間で、単位開口面積当たり同程度の光学混色が起こる。これは、画素同士の間が完全に塞がれているわけではないので、ある程度の割合で発生してしまう。仮に、画素間を配線層等で完全に塞ぐと歩留まり低下が懸念されるので、通常、そのような構造は採用されない。

一方で、色毎の発生電子数（各色の画素で発生する電荷量）は、カラーフィルタの分光特性や光電変換素子の波長に応じた分光特性により異なるため、撮像装置から出力された後に後段の信号処理部で各色毎にゲインをかけてホワイトバランスを調整する。例えば、ホワイトバランスをとるために各色にゲインをかけた出力を、Ｒ・ｇｒ、Ｇｒ・ｇｇ、Ｇｂ・ｇｇ、Ｂ・ｇｂとする。ここで、ｇｒはＲに後段でかけるゲイン、ｇｇはＧｒ、Ｇｂに後段でかけるゲイン、ｇｂはＢに後段でかけるゲインを表す。急な角度（大きな入射角度）での入射光による光学混色については、図３におけるａ−ａ’でのＧｂからＢへの光学混色量をａｂとし、ｂ−ｂ’でのＧｒからＲへの光学混色量をａｒとする。画素内における各素子のレイアウトが各色で同様であれば、ａｒ＝ａｂとなる。

例えば、小さな入射角での入射光による信号電荷量がＲ画素とＢ画素とで、Ｒ：Ｂ＝１：２とした場合、ｇｒ：ｇｂ＝２：１とすると、信号処理部による増幅後のＲ画素とＢ画素との信号は等しく、
Ｒ・ｇｒ＝Ｂ・ｇｂ・・・数式１
となる。

一方、急な角度（大きな入射角）での入射光による発生電荷量は、光学混色量を考慮して、Ｒ画素が（Ｒ＋Ｇｒ・ａｒ）、Ｂ画素が（Ｂ＋Ｇｂ・ａｂ）となる。この場合、ｇｒ：ｇｂ＝２：１とすると、信号処理部による増幅後のＲ画素とＢ画素との信号は異なり、
（Ｒ＋Ｇｒ・ａｒ）・ｇｒ＞（Ｂ＋Ｇｂ・ａｂ）・ｇｂ・・・数式２
となる。Ｇ画素の出力が一定として、Ｇｒ＝Ｇｂと考えると、明らかにＲとＢとは最終段で光学混色の強度に想定外の差が現れてしまう。

このようにして、画像における迷光の影響が色ごとにばらつくので、得られる画像において特定の色（この場合はＲ）の迷光による影響が目立ってしまう（ホワイトバランスが崩れる）。特に、人間の視感度特性がＲに敏感なため、画像の悪化が顕著に見える。

それに対して、本実施例では、ＲとＢとの最終段の光学混色の強度が等しくなる方向、もしくは、光学混色が目立ちにくいＢ側に色付くようにするためにａｒ＜ａｂとする。そのために、配線パターンＬＰを図３のａ−ａ’とｂ−ｂ’で異ならせることでａｒ＜ａｂとなるようにする。すなわち、Ｂ画素の開口面積がＲ画素の開口面積より大きくなるようにする。これにより、ゲインの高いＲより、ゲインの低いＢの方が混色しやすい条件となる。そのため、増幅後の画像信号における光学混色の強度の色ごとのずれをなるべく小さくすることが可能となり、現像後に予想していなかった色付きを緩和できる。

ここで、特許文献１のように、Ｒ画素の遮光層の開口を広げてＲ出力とＢ出力をそろえて、後段のゲインｇｒ＝ｇｂとすることも考えられる。しかし、画素微細化に伴い、各画素の感度を少しでも多くかせぐには、全ての画素の開口サイズをできるだけ広く取る方が適切な構造である。

次に、本実施例に特徴的な構成を、図３〜図５を用いて説明する。図４は、図３のａ−ａ’断面図である。図５は、図３のｂ−ｂ’断面図である。

後段のゲインは、Ｒが大きく、次いでＧ、Ｂと小さくなるとする。図３に示されるように、Ｇｂ画素とＢ画素との左側には配線層１０１の配線が少ないのに対して、Ｒ画素とＧｒ画素との左側には配線が多い。この構造を図４の断面図で示す。

図４では、Ｐ型ウエル領域１１０中にＮ型拡散領域１１２があり、入射光により発生した電荷を転送電極１０９を用いて転送する構成を示す。また、１０８は素子分離領域、１０１、１０２、１０３は配線層で、その間は相関絶縁膜１０６が存在する。１１１は、色分離のためのカラーフィルタ層、１１３はマイクロレンズを示す。ＧｂとＢの間は、１０１の配線がない分、配線による隣接画素との遮蔽効果がない。

例えば、図４において、ｘ ｕｍを５.２ｕｍとし、ｙ ｕｍを４.９ｕｍとすると、約θ＝５０°以上の入射角での光線１０７が入ってきた場合に隣接画素へ迷光として抜けていく。

一方、図５に示すように、Ｒ、Ｇｒの断面図では、図４と同じ配線に加えて、配線層１０１における配線１０１ａの他に配線１０１ｂがあるため、入射光線が隣接画素へ迷光としてもれにくい。図５の条件の場合、配線１０１ｂを画素の端から１.１５ｕｍ程度光電変換素子の上に広げると、約θ＝５０°以上の光が隣接画素にもれこむ量を減少できる。

このような関係から、Ｇｂ画素とＢ画素とでは、配線層により光電変換素子上に作られる開口面積は相対的に大きくなり、大きな入射角度を持った光が存在したとき、迷光として取り込む割合が多くなる。よって、Ｒ画素とＧｒ画素との間の混色に比べて、Ｇｂ画素とＢ画素との間の混色が大きくなる。このため、Ｂの出力にゲインがかかり強調されるが、Ｒに比べてゲインが小さいため、画質の低下の度合いは小さく防ぐことができる。よって、通常、想定されていないような大きな入射角度で入ってくる光による画質低下を緩和できる。

また、図３のように、配線面積を減らすことで製造時の歩留まり向上の効果も期待できる。

なお、ＲとＢとのゲインの大小関係が逆になれば、配線を置く画素もＧｂ、Ｂ側とすれば、上記と同様の混色の関係が成り立つ。同様に、後段のゲインの大きさがＲ＞Ｇ＞Ｂとしてが、この順番が入れ替わったとしても、ゲインが小さい画素の開口面積を大きくすれば、同様の効果を実現できる。
（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について説明する。

本実施例では、光電変換素子上の開口面積の大きさが一番大きい画素は、波長が一番短いものとする。ここでは、Ｂのカラーフィルタが使用されている画素が、その対象となる。これは、人間の目の視感度特性によって、ＢよりＲの方が見えやすいためである。急な角度を持った光が入射してきたときに、Ｂの開口面積が大きいことで、混色が増大する。そのため、通常入射光に合わせて作られた、ホワイトバランスのためのゲインをかけて現像した場合、画像に青みがかかる。しかし、赤みがかかるより、画像的に目立ちにくい。そのため、通常入射が想定されない大きな入射角度の光が入射した場合も、画質の低下を抑えられる。
（第３実施例）
次に、本発明の第３実施例について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の第３実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図である。

図６では、ベイヤー配列（画素配列）の上下方向（列方向）の光学混色を考慮した時の平面図である。ここで“上下方向”とは長方形の撮像領域（画素配列）の短辺方向（列方向）に相当する。このとき、後段のゲインは、Ｒが大きく、次いでＧ、Ｂと小さくなるとする。上記の第１実施例と同様に、Ｂ画素は、その開口面積が大きいため、迷光による混色が大きくなる。しかし、後段の信号処理部によるＢ画素の信号のゲインが小さいため、画像信号における迷光による影響の色ごとのばらつき（ホワイトバランスの崩れ）が小さくなる。さらに、図６のように、配線面積を減らすことで製造時の歩留まり向上の効果も期待できる。
（第４実施例）
次に、本発明の第４実施例について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第４実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図である。

本実施例では、光電変換素子のＮ型領域１１２に最も近接している配線（配線パターンＬＰにおける最下の配線層１０１）により作られる開口面積が小さい画素が、Ｒ画素になる。画素において、光電変換素子１１２に最も近接している配線（配線パターンＬＰにおける最下の配線層１０１）により作られる開口領域の面積が、急な角度の光が光電変換されるかどうかを決める。現像時に目立ちやすいＲの開口面積を狭めることにより画質の低下を緩和することができる。
（第５実施例）
次に、本発明の第５実施例について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第５実施例に係る撮像装置の断面構成を示す図である。図８は、図７のａ−ａ’の断面図に相当する。

本実施例では、Ｂ画素の開口面積を大きくせずにＧｂ画素のみ開口面積を大きくする。１１６は、１０７と隣接する画素に入射するような光線の軌跡を表す。Ｇｂ画素とＢ画素とにおいて、Ｂ側にのみ配線１０１ｂが存在する。そのため、１０７のような光線は、Ｇｂ画素から隣接のＢ画素にもれこむ。一方、１１６のような光線は、隣接画素には入らない。これにより、急な角度（大きな入射角度）θを持った光が入射しても画像が赤みをおびることを避けることができ、画像の印象が低下することを低減できる。
（第６実施例）
次に、本発明の第６実施例について、図９及び図１０を用いて説明する。図９は、本発明の第６実施例に係る撮像装置の設計途中におけるレイアウト構成を示す図である。図１０は、本発明の第６実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図である。

本実施例では、隣接画素と配線を共有しないような形式のレイアウトで、Ｇｂ画素についてダミーの配線を置くことで急な角度を持った光が入ってきたことによる混色の影響を低下させる。１画素が１つの増幅トランジスタを含む場合、どの画素もレイアウトは同様になる。これについて、示したものが図９である。図９では、説明のため、配線層１０３は、塗りつぶさず表示している。図９において、Ｐ型もしくはＮ型拡散領域にある電圧を与えるため、その拡散領域を配線層１０３とつなぐ目的で使用している配線が１１７と１１８である。これら拡散領域を隣接画素と共用する際は、配線１１７，１１８を片側のみ形成すればよい。

図９のようにレイアウト構成を決定した後に、Ｇｂ画素以外に図１０の１１９のようにダミーの配線をひく。これにより、急な角度を持った入射光が入った際に、Ｇｂ画素からＢ画素への混色が大きめになるようにする。この結果、画像信号における迷光による影響の色ごとのばらつき（ホワイトバランスの崩れ）で画像が赤みをおびることを避けることができ、画像の印象が低下することを低減できる。

本発明の実施形態に係る撮像装置１００を適用した撮像システム９０の構成図。 本発明の実施形態に係る撮像装置１００の構成図。 本発明の第１実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図。 図３のａ−ａ’断面図。 図３のｂ−ｂ’断面図。 本発明の第３実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図。 本発明の第４実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図。 本発明の第５実施例に係る撮像装置の断面構成を示す図。 本発明の第６実施例に係る撮像装置の設計途中におけるレイアウト構成。 本発明の第６実施例に係る撮像装置のレイアウト構成を示す図。

符号の説明

９０ 撮像システム
１００ 撮像装置

Claims (8)

1. 第１の画素と第２の画素とを含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、
   第１の波長の光が前記第１の画素へ入射するように、前記第１の波長の光を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、
   第２の波長の光が前記第２の画素へ入射するように、前記第２の波長の光を選択的に透過する第２のカラーフィルタと、
   前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタと前記画素配列との間に設けられ、前記複数の画素のそれぞれの開口領域を規定する遮光部と、
   を備え、
   可視領域における全ての波長の単位波長幅あたりの光のエネルギーが等しい連続スペクトルを有する白色光が前記第１のカラーフィルタを透過して前記第１の画素に入射した前記第１の波長の光によって前記第１の画素で発生する電荷量は、前記白色光が前記第２のカラーフィルタを透過して前記第２の画素に入射した前記第２の波長の光によって前記第２の画素で発生する電荷量より多く、
   前記遮光部は、前記第１の画素の開口面積が前記第２の画素の開口面積より大きくなるように、前記第１の画素及び前記第２の画素の開口領域を規定する
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１の波長は、前記第２の波長より短い
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の画素と前記第２の画素とは、隣接して配されている
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記遮光部は、複数の配線層を含み、
   前記複数の画素のそれぞれの開口領域は、前記遮光部における最下の配線層により規定される
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 第１の画素と第２の画素とを含む複数の画素が行方向及び列方向に配列された画素配列と、
   第１の波長の光が前記第１の画素へ入射するように、前記第１の波長の光を選択的に透過する第１のカラーフィルタと、
   第２の波長の光が前記第２の画素へ入射するように、前記第２の波長の光を選択的に透過する第２のカラーフィルタと、
   前記第１のカラーフィルタ及び前記第２のカラーフィルタと前記画素配列との間に設けられ、前記複数の画素のそれぞれの開口領域を規定する遮光部と、
   を備え、
   前記第１の波長は前記第２の波長よりも短く、
   前記遮光部は、前記第１の画素の開口面積が前記第２の画素の開口面積より大きくなるように、前記第１の画素及び前記第２の画素の開口領域を規定する
   ことを特徴とする撮像装置。
6. 前記第１の画素と前記第２の画素とは、隣接して配されている
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記遮光部は、複数の配線層を含み、
   前記複数の画素のそれぞれの開口領域は、前記遮光部における最下の配線層により規定される
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の撮像装置と、
   前記撮像装置の撮像面へ像を形成する光学系と、
   前記撮像装置から出力された信号を処理して画像データを生成する信号処理部と、
   を備え、
   前記撮像装置は、被写体を撮影する前に、基準白色物体を撮像し、
   前記信号処理部は、表示用又は記録用の画像における前記基準白色物体の適正な白レベルが得られるように、前記第１の画素から出力された信号に対するゲインを前記第２の画素から出力された信号に対するゲインより小さな値に決定する
   ことを特徴とする撮像システム。

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